鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法
【課題】鉛直支持力を確保するとともに必要十分な水平抵抗力を備えつつ工期やコストを効果的に削減することができる鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法を提供すること。
【解決手段】地盤Ｇと鋼矢板壁体４との剛性比に基づいて短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１が３／β以上に設定されるので、鋼矢板基礎構造１の水平抵抗力が確保できるので、土圧や地震力等の水平力に抵抗し、水平変形を抑制することができる。そして、先端が支持層に貫入される長尺鋼矢板３Ａによって鉛直支持力が確保できるので、上部構造の鉛直荷重を適切に支持することができる。従って、長尺鋼矢板３Ａおよび短尺鋼矢板３Ｂからなる鋼矢板基礎構造１において、必要以上に短尺鋼矢板３Ｂを長くしなくても所定の鉛直支持力と水平抵抗力が得られるので、鋼矢板３全体の長さを節約して使用鋼材量が低減でき、工期やコストを効果的に削減することができる。
【解決手段】地盤Ｇと鋼矢板壁体４との剛性比に基づいて短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１が３／β以上に設定されるので、鋼矢板基礎構造１の水平抵抗力が確保できるので、土圧や地震力等の水平力に抵抗し、水平変形を抑制することができる。そして、先端が支持層に貫入される長尺鋼矢板３Ａによって鉛直支持力が確保できるので、上部構造の鉛直荷重を適切に支持することができる。従って、長尺鋼矢板３Ａおよび短尺鋼矢板３Ｂからなる鋼矢板基礎構造１において、必要以上に短尺鋼矢板３Ｂを長くしなくても所定の鉛直支持力と水平抵抗力が得られるので、鋼矢板３全体の長さを節約して使用鋼材量が低減でき、工期やコストを効果的に削減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法に関し、地盤に貫入する複数の鋼矢板によって上部構造を支持する鋼矢板基礎構造、および鋼矢板基礎構造を用いた基礎の補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼矢板を複数連結して平面多角形状に形成された鋼矢板構造体と、コンクリート製の直接基礎（フーチング）とを結合した鋼矢板併用直接基礎が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、直接基礎が比較的強固な地盤に用いられるのに対し、鋼矢板構造体を併用することにより、鋼矢板構造体で鉛直荷重を負担することで支持力の向上を図ることに加え、直接基礎を現場で建設するための型枠としても鋼矢板が利用可能なことに着目したものである。
【０００３】
また、既設の直接基礎（フーチング）の対向する２面に沿って鋼矢板を打設して各面に鋼矢板の壁体を構築し、その鋼矢板壁体によって基礎を補強する補強構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された補強構造は、フーチングの対向する２面のみに鋼矢板を接続すればよいため、特許文献１のように口字形などの閉鎖形状に鋼矢板を連結する場合と比較して、施工が容易にできるという特徴を有している。
一方、特許文献１に記載の基礎構造では、鋼矢板の先端を比較的強固な支持層に貫入することで支持力を発揮するようになっているものの、地盤が軟弱な場合には、鋼矢板を長くして支持層まで到達させる必要があり、施工コストが増大してしまう。このため、地盤が軟弱な場合であっても、鋼矢板併用直接基礎を適用するために、鋼矢板の先端以深の軟弱層を地盤改良して安定した支持力を確保する構造も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
また、鋼矢板の鉛直支持力を高めることを目的に、鋼矢板の先端に閉鎖断面を形成し、この閉鎖断面の先端部分を支持層に貫入する鋼矢板基礎構造が提案されている（例えば、特許文献４参照）。さらに、特許文献４には、先端に閉鎖断面を有して支持層に貫入される長い鋼矢板と、先端に閉鎖断面を有さず支持層に貫入されない短い鋼矢板とを交互に連結し、長い鋼矢板のみで鉛直支持力を確保し、短い鋼矢板には鉛直支持力を期待しないという構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３８５７７号公報
【特許文献２】特開２００４−３００８１９号公報
【特許文献３】特開２００７−５１４８６号公報
【特許文献４】特開２００８−２４８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２記載の鋼矢板併用直接基礎では、全ての鋼矢板を支持層に貫入するために、必要な鋼矢板の数量（使用鋼材量）が多大であるという問題がある。
また、特許文献３記載の基礎構造では、鋼矢板の数量は節約できるものの、地盤改良に要する工期やコストが増大してしまうという問題がある。
一方、特許文献４記載の鋼矢板基礎構造では、長い鋼矢板のみで鉛直支持力を確保するようになっているものの、短い鋼矢板の長さが設定されておらず、短い鋼矢板はフーチングの型枠として使用されるものであって、鋼矢板による水平抵抗力に関して考慮されていなかった。このため、短い鋼矢板を用いた場合の構造上の安定性を確保できる保証がなく、短い鋼矢板を含めた全鋼矢板の数量を削減できる根拠がないため、工期やコストの削減効果が十分に実現できず、その改良が望まれていた。
【０００７】
本発明の目的は、鉛直支持力を確保するとともに必要十分な水平抵抗力を備えつつ工期やコストを効果的に削減することができる鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鋼矢板基礎構造は、地盤に貫入する複数の鋼矢板によって上部構造を支持する鋼矢板基礎構造であって、前記複数の鋼矢板は、先端が地盤の支持層まで到達する長尺鋼矢板と、前記長尺鋼矢板よりも短く形成されて先端が前記支持層まで到達しない短尺鋼矢板とを有して構成され、前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記地盤と前記鋼矢板との剛性比に基づき、次式（１）から算出される特性値βを用いて３／β以上（Ｌ１≧３／β）に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
【数１】
【００１０】
ここで、式（１）において、ｋH は、水平方向地盤反力係数（kN/m3）であり、Ｄは、荷重作用方向に直交する鋼矢板基礎の載荷幅（m ）、ＥＩは、鋼矢板基礎の曲げ剛性（kN・m2 ）である。
なお式（１）のβは、地盤を深さ方向に一様な無数のバネと考え、地盤反力Ｐと杭の変位ｙの関係を一次関数（Ｐ＝ｋH・ｙ）で表し、そこから導かれるChangの微分方程式である式（２）の一般解の定数である。この式（２）は、水平力を受ける杭の挙動として簡便で実用的な解法であることから、鋼矢板の計算にも従前から使用されている。式（２）において、ｘは、深さ（m ）である。
【００１１】
【数２】
【００１２】
以上の本発明によれば、地盤の剛性を表す水平方向地盤反力係数ｋH と、鋼矢板基礎の剛性を表すＥＩとを含んで算出される特性値βに基づき、すなわち地盤と鋼矢板基礎との相互作用を考慮した水平方向の変形特性に基づいて、短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１を３／β以上に設定することで、必要十分な水平抵抗力を確保しつつ合理的かつ経済的な貫入長さＬ１とすることができる。そして、支持層まで到達する長尺鋼矢板によって鉛直支持力を確保するとともに、長尺鋼矢板および短尺鋼矢板からなる鋼矢板基礎の上部において水平抵抗力を確保することで、必要以上に短尺鋼矢板を長くしなくても所定の鉛直支持力と水平抵抗力が得られ、鋼矢板全体の長さを節約して使用鋼材量が低減でき、工期やコストを効果的に削減することができる。
【００１３】
この際、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記長尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ２に対して１／２以下に設定されていることが好ましい。
これにより、地下水の流れを阻害する鋼矢板壁体の断面積が縮小されるため、地下水の通水性低下を半分程度以下に抑えることができ、周辺環境への影響を小さくすることができる。
【００１４】
また、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記短尺鋼矢板の先端が位置する地盤が軟弱なＮ値１０以下の層であってもよい。
さらに、短尺鋼矢板の先端が位置する地盤としては、軟弱なＮ値５以下の層であってもよい。
すなわち、本発明の鋼矢板基礎構造では、地盤の剛性（水平方向地盤反力係数）を考慮して短尺鋼矢板の長さＬ１を設定することから、その先端が軟弱な層に位置する場合であっても、その剛性を適切に評価して必要十分な水平抵抗力を確保することができる。
【００１５】
さらに、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記長尺鋼矢板の先端には、当該長尺鋼矢板の開断面を閉じる閉合部材が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、長尺鋼矢板の先端に設けた閉合部材によって閉鎖形状を形成することで、長尺鋼矢板の鉛直支持力を高めることができ、長尺鋼矢板の必要本数を削減して鋼矢板全体の使用鋼材量をさらに低減させることができる。ここで、長尺鋼矢板の本数は、設計鉛直荷重に対して所定の安全率を確保した上で、必要最低限の本数に設定することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記長尺鋼矢板と短尺鋼矢板とがそれぞれ１本または複数本ずつ交互に隣り合って連結された鋼矢板壁体が構成され、この鋼矢板壁体が互いに対向した一対で設けられていることが好ましい。
ここで、特に、基礎全体が水平荷重および鉛直荷重に対してバランスよく抵抗できるように、平面的に均等に短尺鋼矢板と長尺鋼矢板とを配置することが好ましい。
このような構成によれば、一対の鋼矢板壁体を互いに対向して配置することで、当該鋼矢板基礎構造が対象とする水平力の方向に一対の鋼矢板壁体の対向方向を合わせることで、水平抵抗力を効果的に発揮させるとともに、対向方向と交差する方向の鋼矢板を削減したり省略したりすることができ、基礎構造全体の使用鋼材量をより一層削減することができる。
【００１７】
一方、本発明の基礎の補強方法は、前記いずれかの鋼矢板基礎構造を用いて、既設の基礎を補強することを特徴とする。
このような構成によれば、既設の基礎の補強においても、前述したように鉛直支持力および水平抵抗力を付与することができ、鋼矢板を用いた短工期かつ低コストでの基礎の補強を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような本発明の鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法によれば、鉛直支持力を確保するとともに必要十分な水平抵抗力を備えつつ工期やコストを効果的に削減した基礎を構築するか、または既設の基礎を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼矢板基礎構造を示す断面図である。
【図２】前記鋼矢板基礎構造を示す図１の直交方向から見た断面図である。
【図３】前記鋼矢板基礎構造を示す斜視図である。
【図４】前記鋼矢板基礎構造における長尺鋼矢板の先端部を示す横断面図および斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る鋼矢板基礎構造を示す断面図である。
【図６】前記鋼矢板基礎構造における長尺鋼矢板の先端部を示す横断面図および側面図である。
【図７】本発明の実施例に係る鋼矢板基礎構造の水平載荷試験結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る鋼矢板基礎構造１を示す断面図である。図２は、鋼矢板基礎構造１を示す図１の直交方向から見た断面図である。図３は、鋼矢板基礎構造１を示す斜視図である。図４は、鋼矢板基礎構造１における長尺鋼矢板３Ａの先端部を示す横断面図および斜視図である。
図１〜図３において、鋼矢板基礎構造１は、上部構造としての擁壁や橋台を支持するものであって、上部構造の脚部に連結されるコンクリート製のフーチング（橋台基礎）２と、このフーチング２の対向する２側面に固定されて地盤Ｇに貫入される複数の鋼矢板３とを有して構成されている。ここで、地盤Ｇは、地表面側から順に、非常に軟弱な表層地盤Ｇ１と、その下側で比較的軟弱な中間地盤Ｇ２と、その下側で強固な支持地盤Ｇ３とで構成されている。また、フーチング２は、上部構造からの鉛直荷重と、フーチング２の一側面側に盛られた盛土Ｓから土圧（水平力）とを受け、鋼矢板３を介して鉛直荷重および土圧を地盤Ｇに伝達するようになっている。
【００２２】
複数の鋼矢板３は、それぞれＵ形鋼矢板やハット形鋼矢板などで構成され、それらの側端縁に設けられた継手部３４（図４参照）によって互いに連結されている。また、複数の鋼矢板３は、先端が支持層である支持地盤Ｇ３まで到達して貫入される長尺鋼矢板３Ａと、長尺鋼矢板３Ａよりも短く形成されて先端が支持地盤Ｇ３まで到達しない短尺鋼矢板３Ｂとを有して構成されている。ここで、図２、３に示すように、短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１は、長尺鋼矢板３Ａの地盤Ｇへの貫入長さＬ２に対して１／２以下（Ｌ１≦Ｌ２／２）に設定されている。そして、短尺鋼矢板３Ｂの先端は、軟弱層である中間地盤Ｇ２に位置して設けられている。
【００２３】
そして、鋼矢板基礎構造１では、長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとがそれぞれ１本または複数本（２本）ずつ交互に隣り合って連結された鋼矢板壁体４が構成されおり、図３に示すように、一対の鋼矢板壁体４がフーチング２を挟んで互いに対向して配置されている。具体的に鋼矢板壁体４は、両側端部に位置する各１本の短尺鋼矢板３Ｂと、これに隣り合う１本の長尺鋼矢板３Ａと、この長尺鋼矢板３Ａよりも内部側の２本の短尺鋼矢板３Ｂと、当該鋼矢板壁体４の中央部に位置する１本の長尺鋼矢板３Ａとを有し、つまり長尺鋼矢板３Ａに対して２倍の本数の短尺鋼矢板３Ｂを有して構成されている。
【００２４】
また、長尺鋼矢板３Ａの先端には、図４に示すように、当該長尺鋼矢板３Ａの開断面を閉じる閉合部材である閉合鋼材５が溶接によって固定されている。この閉合鋼材５は、長尺鋼矢板３Ａの左右のフランジ部３１先端間に渡り、中間フランジ部３２および一対のウェブ部３３からなる凹状部と面対称になるように接合され、これにより長尺鋼矢板３Ａの先端に略六角形状の閉断面を形成する。また、閉合鋼材５の上下方向の長さ寸法は、長尺鋼矢板３Ａの断面高さ寸法（フランジ部３１と中間フランジ部３２との距離）に対して２倍以上に設定され、この閉合鋼材５を含めた長尺鋼矢板３Ａの先端が支持地盤Ｇ３に貫入されるようになっている。
【００２５】
以上の鋼矢板基礎構造１において、短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１の下限値は、地盤Ｇと当該短尺鋼矢板との剛性比に基づき、次式（１）から算出される特性値βを用いて３／β以上（Ｌ１≧３／β）に設定されている。
式（１）において、ｋH は、水平方向地盤反力係数（kN/m3）であり、Ｄは、荷重作用方向（Ｘ方向）に直交する鋼矢板基礎の載荷幅（m ）、ＥＩは、鋼矢板基礎の曲げ剛性（kN・m2 ）である。すなわち、図２、３に示すように、Ｄは、鋼矢板壁体４のＹ方向に沿った幅寸法であり、ＥＩは、鋼矢板壁体４のＹ軸回りの曲げ剛性を意味する。
【００２６】
【数１】
【００２７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の鋼矢板基礎構造１Ａを図５、図６に基づいて説明する。
図５は、第２実施形態に係る鋼矢板基礎構造１Ａを示す断面図である。図６は、鋼矢板基礎構造１Ａにおける長尺鋼矢板３Ａの先端部を示す横断面図および側面図である。
鋼矢板基礎構造１Ａは、前記第１実施形態の鋼矢板基礎構造１と比較して、長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとの本数および配置、および長尺鋼矢板３Ａ先端の閉合鋼材５の構成が相違するものの、他の構成は第１実施形態と略同様である。以下、相違点について詳しく説明する。
【００２８】
鋼矢板基礎構造１Ａでは、両側端部に位置する各１本の短尺鋼矢板３Ｂと、これに隣り合う２本の長尺鋼矢板３Ａと、その内部側に隣り合う３本の短尺鋼矢板３Ｂとを有して鋼矢板壁体４が構成されている。そして、互いに隣り合って連結される２本の長尺鋼矢板３Ａの先端部には、それぞれの中間フランジ部３２から互いに接近する方向に延びる閉合鋼材５が固定されている。そして、図６に示すように、２本の長尺鋼矢板３Ａの先端を支持地盤Ｇ３に貫入することで、一方および他方の閉合鋼材５の先端同士が接近し、２本の長尺鋼矢板３Ａ間を閉じた閉断面が形成されるようになっている。
以上の鋼矢板基礎構造１Ａにおいても、短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１は、特性値βに基づき３／β以上に設定され、かつ長尺鋼矢板３Ａの地盤Ｇへの貫入長さＬ２に対して１／２以下に設定されている。
【００２９】
以上のような第１および第２実施形態の鋼矢板基礎構造１，１Ａによれば、以下の作用、効果が得られる。
すなわち、地盤Ｇと鋼矢板壁体４との剛性比に基づいて短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１が３／β以上に設定されるので、鋼矢板基礎構造１，１Ａの水平抵抗力が確保できるので、フーチング２に作用する土圧や地震力等の水平力に抵抗し、水平変形を抑制することができる。そして、閉合鋼材５で閉鎖断面とされた先端が支持地盤（支持層）Ｇ３に貫入される長尺鋼矢板３Ａによって鉛直支持力が確保できるので、上部構造の鉛直荷重を適切に支持することができる。従って、長尺鋼矢板３Ａおよび短尺鋼矢板３Ｂからなる鋼矢板基礎構造１，１Ａにおいて、必要以上に短尺鋼矢板３Ｂを長くしなくても所定の鉛直支持力と水平抵抗力が得られるので、鋼矢板３全体の長さを節約して使用鋼材量が低減でき、工期やコストを効果的に削減することができる。
【実施例１】
【００３０】
以上の実施形態で説明した鋼矢板基礎構造１を実際の地盤Ｇにおいて施工し、その水平載荷試験を実施した。なお、水平載荷試験は、実大基礎に対して相似則を合わせて縮小した模型基礎を用いた模型試験として実施した。
この載荷試験では、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１をパラメータとし、前記特性値βおよび長尺鋼矢板３Ａの貫入長さ寸法Ｌ２との関係において、
Ｌ１＝（１／β，２／Ｂ，３／β，Ｌ２）
の４種類の鋼矢板基礎構造１について実施した。ここで、Ｌ１＝３／βを設定した根拠は、地盤を深さ方向に一様な無数のバネと仮定したとき、鋼矢板基礎頭部に水平力が作用した場合に、鋼矢板に発生する応力や水平変位が、鋼矢板の長さが３／β以上となると鋼矢板の長さが無限長とした場合と解析上ほぼ同程度になることから、一つの目安とした。
ここで、実大基礎において想定する地盤Ｇの条件として、表層地盤Ｇ１は、Ｎ値が３の軟弱層であり層厚が７ｍで、中間地盤Ｇ２は、Ｎ値が５の軟弱層であり層厚が１３ｍで、支持地盤Ｇ３は、Ｎ値が５０以上の強固な層である。また、長尺鋼矢板３Ａの先端には閉合鋼材５が設けられ、この先端は、支持地盤Ｇ３に対し、当該鋼矢板３の断面高さ寸法の２倍以上貫入されている。
【００３１】
水平載荷試験は、鋼矢板３の頭部を図１〜３のＸ方向にジャッキで押し、その水平荷重と頭部の載荷水平変位とを測定した。
図７は、水平載荷試験の結果を表すグラフであって、横軸が鋼矢板３頭部の水平変位（mm）であり、縦軸が水平荷重（kN）である。このグラフにおいて、短尺鋼矢板３Ｂを長尺鋼矢板３Ａと同じ貫入長さ（Ｌ１＝Ｌ２、全長）にしたものを□で表し、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１を１／β（Ｌ１＝１／β）にしたものを◇で表し、２／β（Ｌ１＝２／β）にしたものを○で表し、３／β（Ｌ１＝３／β）にしたものを△で表す。
【００３２】
この水平載荷試験から以下のことが判明した。
（１）Ｌ１＝Ｌ２（全長）のものと比較して、Ｌ１が１／β（Ｌ１＝１／β）のものでは、最大水平荷重が約７５％に低下し、Ｌ１が２／β（Ｌ１＝２／β）のものでは、最大水平荷重が約８５％に低下する。
（２）Ｌ１が３／β（Ｌ１＝３／β）のものでは、全長（Ｌ１＝Ｌ２）のものと終局状態において同程度の最大水平荷重となり、載荷初期の剛性も他のものより高い。
以上の試験結果から、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１を３／β以上（Ｌ１≧３／β）とすれば、全長（Ｌ１＝Ｌ２）のものと同程度の水平抵抗力が得られることが判明した。ここで、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１を３／βよりも長くしても、水平抵抗力が増加するわけではなく、使用鋼材量が増えるだけであるから、その長さ寸法Ｌ１としては、３／β以上を確保した上で、できるだけ短く設定することが経済的である。
【００３３】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態における長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとの配列は、例示にすぎず、その配列に限定されるものではない。例えば、長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとを各１本ずつ交互に配列してもよく、また長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとを各２本ずつ交互に配列してもよく、さらにはそれぞれ任意の本数ずつ長尺鋼矢板３Ａおよび短尺鋼矢板３Ｂを配列してもよい。
また、前記実施形態では、長尺鋼矢板３Ａの先端に閉合鋼材５を設け、この先端を支持層に貫入することとしたが、閉合鋼材５は、本発明の必須要件ではなく適宜に省略することができる。
【００３４】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３５】
１，１Ａ…鋼矢板基礎構造、２…フーチング、３…鋼矢板、３Ａ…長尺鋼矢板、３Ｂ…短尺鋼矢板、４…鋼矢板壁体、５…閉合鋼材、Ｇ…地盤、Ｇ１…表層地盤（軟弱層）、Ｇ２…中間地盤（軟弱層）、Ｇ３…支持地盤（支持層）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法に関し、地盤に貫入する複数の鋼矢板によって上部構造を支持する鋼矢板基礎構造、および鋼矢板基礎構造を用いた基礎の補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼矢板を複数連結して平面多角形状に形成された鋼矢板構造体と、コンクリート製の直接基礎（フーチング）とを結合した鋼矢板併用直接基礎が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、直接基礎が比較的強固な地盤に用いられるのに対し、鋼矢板構造体を併用することにより、鋼矢板構造体で鉛直荷重を負担することで支持力の向上を図ることに加え、直接基礎を現場で建設するための型枠としても鋼矢板が利用可能なことに着目したものである。
【０００３】
また、既設の直接基礎（フーチング）の対向する２面に沿って鋼矢板を打設して各面に鋼矢板の壁体を構築し、その鋼矢板壁体によって基礎を補強する補強構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された補強構造は、フーチングの対向する２面のみに鋼矢板を接続すればよいため、特許文献１のように口字形などの閉鎖形状に鋼矢板を連結する場合と比較して、施工が容易にできるという特徴を有している。
一方、特許文献１に記載の基礎構造では、鋼矢板の先端を比較的強固な支持層に貫入することで支持力を発揮するようになっているものの、地盤が軟弱な場合には、鋼矢板を長くして支持層まで到達させる必要があり、施工コストが増大してしまう。このため、地盤が軟弱な場合であっても、鋼矢板併用直接基礎を適用するために、鋼矢板の先端以深の軟弱層を地盤改良して安定した支持力を確保する構造も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
また、鋼矢板の鉛直支持力を高めることを目的に、鋼矢板の先端に閉鎖断面を形成し、この閉鎖断面の先端部分を支持層に貫入する鋼矢板基礎構造が提案されている（例えば、特許文献４参照）。さらに、特許文献４には、先端に閉鎖断面を有して支持層に貫入される長い鋼矢板と、先端に閉鎖断面を有さず支持層に貫入されない短い鋼矢板とを交互に連結し、長い鋼矢板のみで鉛直支持力を確保し、短い鋼矢板には鉛直支持力を期待しないという構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３８５７７号公報
【特許文献２】特開２００４−３００８１９号公報
【特許文献３】特開２００７−５１４８６号公報
【特許文献４】特開２００８−２４８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２記載の鋼矢板併用直接基礎では、全ての鋼矢板を支持層に貫入するために、必要な鋼矢板の数量（使用鋼材量）が多大であるという問題がある。
また、特許文献３記載の基礎構造では、鋼矢板の数量は節約できるものの、地盤改良に要する工期やコストが増大してしまうという問題がある。
一方、特許文献４記載の鋼矢板基礎構造では、長い鋼矢板のみで鉛直支持力を確保するようになっているものの、短い鋼矢板の長さが設定されておらず、短い鋼矢板はフーチングの型枠として使用されるものであって、鋼矢板による水平抵抗力に関して考慮されていなかった。このため、短い鋼矢板を用いた場合の構造上の安定性を確保できる保証がなく、短い鋼矢板を含めた全鋼矢板の数量を削減できる根拠がないため、工期やコストの削減効果が十分に実現できず、その改良が望まれていた。
【０００７】
本発明の目的は、鉛直支持力を確保するとともに必要十分な水平抵抗力を備えつつ工期やコストを効果的に削減することができる鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鋼矢板基礎構造は、地盤に貫入する複数の鋼矢板によって上部構造を支持する鋼矢板基礎構造であって、前記複数の鋼矢板は、先端が地盤の支持層まで到達する長尺鋼矢板と、前記長尺鋼矢板よりも短く形成されて先端が前記支持層まで到達しない短尺鋼矢板とを有して構成され、前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記地盤と前記鋼矢板との剛性比に基づき、次式（１）から算出される特性値βを用いて３／β以上（Ｌ１≧３／β）に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
【数１】
【００１０】
ここで、式（１）において、ｋH は、水平方向地盤反力係数（kN/m3）であり、Ｄは、荷重作用方向に直交する鋼矢板基礎の載荷幅（m ）、ＥＩは、鋼矢板基礎の曲げ剛性（kN・m2 ）である。
なお式（１）のβは、地盤を深さ方向に一様な無数のバネと考え、地盤反力Ｐと杭の変位ｙの関係を一次関数（Ｐ＝ｋH・ｙ）で表し、そこから導かれるChangの微分方程式である式（２）の一般解の定数である。この式（２）は、水平力を受ける杭の挙動として簡便で実用的な解法であることから、鋼矢板の計算にも従前から使用されている。式（２）において、ｘは、深さ（m ）である。
【００１１】
【数２】
【００１２】
以上の本発明によれば、地盤の剛性を表す水平方向地盤反力係数ｋH と、鋼矢板基礎の剛性を表すＥＩとを含んで算出される特性値βに基づき、すなわち地盤と鋼矢板基礎との相互作用を考慮した水平方向の変形特性に基づいて、短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１を３／β以上に設定することで、必要十分な水平抵抗力を確保しつつ合理的かつ経済的な貫入長さＬ１とすることができる。そして、支持層まで到達する長尺鋼矢板によって鉛直支持力を確保するとともに、長尺鋼矢板および短尺鋼矢板からなる鋼矢板基礎の上部において水平抵抗力を確保することで、必要以上に短尺鋼矢板を長くしなくても所定の鉛直支持力と水平抵抗力が得られ、鋼矢板全体の長さを節約して使用鋼材量が低減でき、工期やコストを効果的に削減することができる。
【００１３】
この際、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記長尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ２に対して１／２以下に設定されていることが好ましい。
これにより、地下水の流れを阻害する鋼矢板壁体の断面積が縮小されるため、地下水の通水性低下を半分程度以下に抑えることができ、周辺環境への影響を小さくすることができる。
【００１４】
また、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記短尺鋼矢板の先端が位置する地盤が軟弱なＮ値１０以下の層であってもよい。
さらに、短尺鋼矢板の先端が位置する地盤としては、軟弱なＮ値５以下の層であってもよい。
すなわち、本発明の鋼矢板基礎構造では、地盤の剛性（水平方向地盤反力係数）を考慮して短尺鋼矢板の長さＬ１を設定することから、その先端が軟弱な層に位置する場合であっても、その剛性を適切に評価して必要十分な水平抵抗力を確保することができる。
【００１５】
さらに、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記長尺鋼矢板の先端には、当該長尺鋼矢板の開断面を閉じる閉合部材が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、長尺鋼矢板の先端に設けた閉合部材によって閉鎖形状を形成することで、長尺鋼矢板の鉛直支持力を高めることができ、長尺鋼矢板の必要本数を削減して鋼矢板全体の使用鋼材量をさらに低減させることができる。ここで、長尺鋼矢板の本数は、設計鉛直荷重に対して所定の安全率を確保した上で、必要最低限の本数に設定することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記長尺鋼矢板と短尺鋼矢板とがそれぞれ１本または複数本ずつ交互に隣り合って連結された鋼矢板壁体が構成され、この鋼矢板壁体が互いに対向した一対で設けられていることが好ましい。
ここで、特に、基礎全体が水平荷重および鉛直荷重に対してバランスよく抵抗できるように、平面的に均等に短尺鋼矢板と長尺鋼矢板とを配置することが好ましい。
このような構成によれば、一対の鋼矢板壁体を互いに対向して配置することで、当該鋼矢板基礎構造が対象とする水平力の方向に一対の鋼矢板壁体の対向方向を合わせることで、水平抵抗力を効果的に発揮させるとともに、対向方向と交差する方向の鋼矢板を削減したり省略したりすることができ、基礎構造全体の使用鋼材量をより一層削減することができる。
【００１７】
一方、本発明の基礎の補強方法は、前記いずれかの鋼矢板基礎構造を用いて、既設の基礎を補強することを特徴とする。
このような構成によれば、既設の基礎の補強においても、前述したように鉛直支持力および水平抵抗力を付与することができ、鋼矢板を用いた短工期かつ低コストでの基礎の補強を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような本発明の鋼矢板基礎構造および基礎の補強方法によれば、鉛直支持力を確保するとともに必要十分な水平抵抗力を備えつつ工期やコストを効果的に削減した基礎を構築するか、または既設の基礎を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼矢板基礎構造を示す断面図である。
【図２】前記鋼矢板基礎構造を示す図１の直交方向から見た断面図である。
【図３】前記鋼矢板基礎構造を示す斜視図である。
【図４】前記鋼矢板基礎構造における長尺鋼矢板の先端部を示す横断面図および斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る鋼矢板基礎構造を示す断面図である。
【図６】前記鋼矢板基礎構造における長尺鋼矢板の先端部を示す横断面図および側面図である。
【図７】本発明の実施例に係る鋼矢板基礎構造の水平載荷試験結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る鋼矢板基礎構造１を示す断面図である。図２は、鋼矢板基礎構造１を示す図１の直交方向から見た断面図である。図３は、鋼矢板基礎構造１を示す斜視図である。図４は、鋼矢板基礎構造１における長尺鋼矢板３Ａの先端部を示す横断面図および斜視図である。
図１〜図３において、鋼矢板基礎構造１は、上部構造としての擁壁や橋台を支持するものであって、上部構造の脚部に連結されるコンクリート製のフーチング（橋台基礎）２と、このフーチング２の対向する２側面に固定されて地盤Ｇに貫入される複数の鋼矢板３とを有して構成されている。ここで、地盤Ｇは、地表面側から順に、非常に軟弱な表層地盤Ｇ１と、その下側で比較的軟弱な中間地盤Ｇ２と、その下側で強固な支持地盤Ｇ３とで構成されている。また、フーチング２は、上部構造からの鉛直荷重と、フーチング２の一側面側に盛られた盛土Ｓから土圧（水平力）とを受け、鋼矢板３を介して鉛直荷重および土圧を地盤Ｇに伝達するようになっている。
【００２２】
複数の鋼矢板３は、それぞれＵ形鋼矢板やハット形鋼矢板などで構成され、それらの側端縁に設けられた継手部３４（図４参照）によって互いに連結されている。また、複数の鋼矢板３は、先端が支持層である支持地盤Ｇ３まで到達して貫入される長尺鋼矢板３Ａと、長尺鋼矢板３Ａよりも短く形成されて先端が支持地盤Ｇ３まで到達しない短尺鋼矢板３Ｂとを有して構成されている。ここで、図２、３に示すように、短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１は、長尺鋼矢板３Ａの地盤Ｇへの貫入長さＬ２に対して１／２以下（Ｌ１≦Ｌ２／２）に設定されている。そして、短尺鋼矢板３Ｂの先端は、軟弱層である中間地盤Ｇ２に位置して設けられている。
【００２３】
そして、鋼矢板基礎構造１では、長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとがそれぞれ１本または複数本（２本）ずつ交互に隣り合って連結された鋼矢板壁体４が構成されおり、図３に示すように、一対の鋼矢板壁体４がフーチング２を挟んで互いに対向して配置されている。具体的に鋼矢板壁体４は、両側端部に位置する各１本の短尺鋼矢板３Ｂと、これに隣り合う１本の長尺鋼矢板３Ａと、この長尺鋼矢板３Ａよりも内部側の２本の短尺鋼矢板３Ｂと、当該鋼矢板壁体４の中央部に位置する１本の長尺鋼矢板３Ａとを有し、つまり長尺鋼矢板３Ａに対して２倍の本数の短尺鋼矢板３Ｂを有して構成されている。
【００２４】
また、長尺鋼矢板３Ａの先端には、図４に示すように、当該長尺鋼矢板３Ａの開断面を閉じる閉合部材である閉合鋼材５が溶接によって固定されている。この閉合鋼材５は、長尺鋼矢板３Ａの左右のフランジ部３１先端間に渡り、中間フランジ部３２および一対のウェブ部３３からなる凹状部と面対称になるように接合され、これにより長尺鋼矢板３Ａの先端に略六角形状の閉断面を形成する。また、閉合鋼材５の上下方向の長さ寸法は、長尺鋼矢板３Ａの断面高さ寸法（フランジ部３１と中間フランジ部３２との距離）に対して２倍以上に設定され、この閉合鋼材５を含めた長尺鋼矢板３Ａの先端が支持地盤Ｇ３に貫入されるようになっている。
【００２５】
以上の鋼矢板基礎構造１において、短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１の下限値は、地盤Ｇと当該短尺鋼矢板との剛性比に基づき、次式（１）から算出される特性値βを用いて３／β以上（Ｌ１≧３／β）に設定されている。
式（１）において、ｋH は、水平方向地盤反力係数（kN/m3）であり、Ｄは、荷重作用方向（Ｘ方向）に直交する鋼矢板基礎の載荷幅（m ）、ＥＩは、鋼矢板基礎の曲げ剛性（kN・m2 ）である。すなわち、図２、３に示すように、Ｄは、鋼矢板壁体４のＹ方向に沿った幅寸法であり、ＥＩは、鋼矢板壁体４のＹ軸回りの曲げ剛性を意味する。
【００２６】
【数１】
【００２７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の鋼矢板基礎構造１Ａを図５、図６に基づいて説明する。
図５は、第２実施形態に係る鋼矢板基礎構造１Ａを示す断面図である。図６は、鋼矢板基礎構造１Ａにおける長尺鋼矢板３Ａの先端部を示す横断面図および側面図である。
鋼矢板基礎構造１Ａは、前記第１実施形態の鋼矢板基礎構造１と比較して、長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとの本数および配置、および長尺鋼矢板３Ａ先端の閉合鋼材５の構成が相違するものの、他の構成は第１実施形態と略同様である。以下、相違点について詳しく説明する。
【００２８】
鋼矢板基礎構造１Ａでは、両側端部に位置する各１本の短尺鋼矢板３Ｂと、これに隣り合う２本の長尺鋼矢板３Ａと、その内部側に隣り合う３本の短尺鋼矢板３Ｂとを有して鋼矢板壁体４が構成されている。そして、互いに隣り合って連結される２本の長尺鋼矢板３Ａの先端部には、それぞれの中間フランジ部３２から互いに接近する方向に延びる閉合鋼材５が固定されている。そして、図６に示すように、２本の長尺鋼矢板３Ａの先端を支持地盤Ｇ３に貫入することで、一方および他方の閉合鋼材５の先端同士が接近し、２本の長尺鋼矢板３Ａ間を閉じた閉断面が形成されるようになっている。
以上の鋼矢板基礎構造１Ａにおいても、短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１は、特性値βに基づき３／β以上に設定され、かつ長尺鋼矢板３Ａの地盤Ｇへの貫入長さＬ２に対して１／２以下に設定されている。
【００２９】
以上のような第１および第２実施形態の鋼矢板基礎構造１，１Ａによれば、以下の作用、効果が得られる。
すなわち、地盤Ｇと鋼矢板壁体４との剛性比に基づいて短尺鋼矢板３Ｂの地盤Ｇへの貫入長さＬ１が３／β以上に設定されるので、鋼矢板基礎構造１，１Ａの水平抵抗力が確保できるので、フーチング２に作用する土圧や地震力等の水平力に抵抗し、水平変形を抑制することができる。そして、閉合鋼材５で閉鎖断面とされた先端が支持地盤（支持層）Ｇ３に貫入される長尺鋼矢板３Ａによって鉛直支持力が確保できるので、上部構造の鉛直荷重を適切に支持することができる。従って、長尺鋼矢板３Ａおよび短尺鋼矢板３Ｂからなる鋼矢板基礎構造１，１Ａにおいて、必要以上に短尺鋼矢板３Ｂを長くしなくても所定の鉛直支持力と水平抵抗力が得られるので、鋼矢板３全体の長さを節約して使用鋼材量が低減でき、工期やコストを効果的に削減することができる。
【実施例１】
【００３０】
以上の実施形態で説明した鋼矢板基礎構造１を実際の地盤Ｇにおいて施工し、その水平載荷試験を実施した。なお、水平載荷試験は、実大基礎に対して相似則を合わせて縮小した模型基礎を用いた模型試験として実施した。
この載荷試験では、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１をパラメータとし、前記特性値βおよび長尺鋼矢板３Ａの貫入長さ寸法Ｌ２との関係において、
Ｌ１＝（１／β，２／Ｂ，３／β，Ｌ２）
の４種類の鋼矢板基礎構造１について実施した。ここで、Ｌ１＝３／βを設定した根拠は、地盤を深さ方向に一様な無数のバネと仮定したとき、鋼矢板基礎頭部に水平力が作用した場合に、鋼矢板に発生する応力や水平変位が、鋼矢板の長さが３／β以上となると鋼矢板の長さが無限長とした場合と解析上ほぼ同程度になることから、一つの目安とした。
ここで、実大基礎において想定する地盤Ｇの条件として、表層地盤Ｇ１は、Ｎ値が３の軟弱層であり層厚が７ｍで、中間地盤Ｇ２は、Ｎ値が５の軟弱層であり層厚が１３ｍで、支持地盤Ｇ３は、Ｎ値が５０以上の強固な層である。また、長尺鋼矢板３Ａの先端には閉合鋼材５が設けられ、この先端は、支持地盤Ｇ３に対し、当該鋼矢板３の断面高さ寸法の２倍以上貫入されている。
【００３１】
水平載荷試験は、鋼矢板３の頭部を図１〜３のＸ方向にジャッキで押し、その水平荷重と頭部の載荷水平変位とを測定した。
図７は、水平載荷試験の結果を表すグラフであって、横軸が鋼矢板３頭部の水平変位（mm）であり、縦軸が水平荷重（kN）である。このグラフにおいて、短尺鋼矢板３Ｂを長尺鋼矢板３Ａと同じ貫入長さ（Ｌ１＝Ｌ２、全長）にしたものを□で表し、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１を１／β（Ｌ１＝１／β）にしたものを◇で表し、２／β（Ｌ１＝２／β）にしたものを○で表し、３／β（Ｌ１＝３／β）にしたものを△で表す。
【００３２】
この水平載荷試験から以下のことが判明した。
（１）Ｌ１＝Ｌ２（全長）のものと比較して、Ｌ１が１／β（Ｌ１＝１／β）のものでは、最大水平荷重が約７５％に低下し、Ｌ１が２／β（Ｌ１＝２／β）のものでは、最大水平荷重が約８５％に低下する。
（２）Ｌ１が３／β（Ｌ１＝３／β）のものでは、全長（Ｌ１＝Ｌ２）のものと終局状態において同程度の最大水平荷重となり、載荷初期の剛性も他のものより高い。
以上の試験結果から、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１を３／β以上（Ｌ１≧３／β）とすれば、全長（Ｌ１＝Ｌ２）のものと同程度の水平抵抗力が得られることが判明した。ここで、短尺鋼矢板３Ｂの貫入長さ寸法Ｌ１を３／βよりも長くしても、水平抵抗力が増加するわけではなく、使用鋼材量が増えるだけであるから、その長さ寸法Ｌ１としては、３／β以上を確保した上で、できるだけ短く設定することが経済的である。
【００３３】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態における長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとの配列は、例示にすぎず、その配列に限定されるものではない。例えば、長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとを各１本ずつ交互に配列してもよく、また長尺鋼矢板３Ａと短尺鋼矢板３Ｂとを各２本ずつ交互に配列してもよく、さらにはそれぞれ任意の本数ずつ長尺鋼矢板３Ａおよび短尺鋼矢板３Ｂを配列してもよい。
また、前記実施形態では、長尺鋼矢板３Ａの先端に閉合鋼材５を設け、この先端を支持層に貫入することとしたが、閉合鋼材５は、本発明の必須要件ではなく適宜に省略することができる。
【００３４】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３５】
１，１Ａ…鋼矢板基礎構造、２…フーチング、３…鋼矢板、３Ａ…長尺鋼矢板、３Ｂ…短尺鋼矢板、４…鋼矢板壁体、５…閉合鋼材、Ｇ…地盤、Ｇ１…表層地盤（軟弱層）、Ｇ２…中間地盤（軟弱層）、Ｇ３…支持地盤（支持層）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に貫入する複数の鋼矢板によって上部構造を支持する鋼矢板基礎構造であって、
前記複数の鋼矢板は、先端が地盤の支持層まで到達する長尺鋼矢板と、前記長尺鋼矢板よりも短く形成されて先端が前記支持層まで到達しない短尺鋼矢板とを有して構成され、
前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記地盤と前記鋼矢板との剛性比に基づき、次式（１）
【数１】
から算出される特性値βを用いて３／β以上（Ｌ１≧３／β）に設定されていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼矢板基礎構造において、
前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記長尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ２に対して１／２以下に設定されていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鋼矢板基礎構造において、
前記短尺鋼矢板の先端が位置する地盤が軟弱なＮ値１０以下の層であることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の鋼矢板基礎構造において、
前記長尺鋼矢板の先端には、当該長尺鋼矢板の開断面を閉じる閉合部材が設けられていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の鋼矢板基礎構造において、
前記長尺鋼矢板と短尺鋼矢板とがそれぞれ１本または複数本ずつ交互に隣り合って連結された鋼矢板壁体が構成され、この鋼矢板壁体が互いに対向した一対で設けられていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の鋼矢板基礎構造を用いて、既設の基礎を補強することを特徴とする基礎の補強方法。
【請求項１】
地盤に貫入する複数の鋼矢板によって上部構造を支持する鋼矢板基礎構造であって、
前記複数の鋼矢板は、先端が地盤の支持層まで到達する長尺鋼矢板と、前記長尺鋼矢板よりも短く形成されて先端が前記支持層まで到達しない短尺鋼矢板とを有して構成され、
前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記地盤と前記鋼矢板との剛性比に基づき、次式（１）
【数１】
から算出される特性値βを用いて３／β以上（Ｌ１≧３／β）に設定されていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼矢板基礎構造において、
前記短尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ１は、前記長尺鋼矢板の地盤への貫入長さＬ２に対して１／２以下に設定されていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鋼矢板基礎構造において、
前記短尺鋼矢板の先端が位置する地盤が軟弱なＮ値１０以下の層であることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の鋼矢板基礎構造において、
前記長尺鋼矢板の先端には、当該長尺鋼矢板の開断面を閉じる閉合部材が設けられていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の鋼矢板基礎構造において、
前記長尺鋼矢板と短尺鋼矢板とがそれぞれ１本または複数本ずつ交互に隣り合って連結された鋼矢板壁体が構成され、この鋼矢板壁体が互いに対向した一対で設けられていることを特徴とする鋼矢板基礎構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の鋼矢板基礎構造を用いて、既設の基礎を補強することを特徴とする基礎の補強方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２０９５４８（Ｐ２０１０−２０９５４８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４９４９（Ｐ２００９−５４９４９）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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