鋼管矢板同士の接続構造および構造体
【課題】 高いせん断耐力を有し、構造が簡易で連結作業性に優れ、水の汚濁を防止可能な鋼管矢板継手を提供する。
【解決手段】 鋼管矢板３は水底５に設けられる。したがって、鋼管矢板３の下方（水底下部９）は水底５に埋設される。骨材２５が継手１３内で容易に移動するためには、骨材２５の移動ルートが骨材２５の大きさに対して十分に大きい必要がある。移動ルートが骨材２５に対して小さいと、骨材２５によってルートが閉塞し、コンクリート２３の充填を妨げるためである。また、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間が骨材２５の大きさに対して大きいと、骨材２５（コンクリート２３）がこの隙間から外部に流出する。骨材２５のサイズがこの隙間よりも大きければ、骨材２５がこの隙間に詰まる。したがって、骨材２５によってこの隙間が閉塞され、コンクリート２３の流出が抑制される。
【解決手段】 鋼管矢板３は水底５に設けられる。したがって、鋼管矢板３の下方（水底下部９）は水底５に埋設される。骨材２５が継手１３内で容易に移動するためには、骨材２５の移動ルートが骨材２５の大きさに対して十分に大きい必要がある。移動ルートが骨材２５に対して小さいと、骨材２５によってルートが閉塞し、コンクリート２３の充填を妨げるためである。また、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間が骨材２５の大きさに対して大きいと、骨材２５（コンクリート２３）がこの隙間から外部に流出する。骨材２５のサイズがこの隙間よりも大きければ、骨材２５がこの隙間に詰まる。したがって、骨材２５によってこの隙間が閉塞され、コンクリート２３の流出が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管矢板同士を連結するための鋼管矢板同士の接続構造およびこれを用いた構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管矢板同士を複数連結することで鋼管矢板基礎などが構築される。鋼管矢板同士の連結は、隣り合う鋼管矢板本管の外面に設けられ、スリットが形成されたパイプ同士を互いに嵌め合わせて接合する、いわゆるＰ−Ｐ型接合が一般的である。
【０００３】
通常、Ｐ−Ｐ型接合においては、嵌めあわされたパイプ同士の空間内を洗浄し、内部にモルタルを充填することで、互いの連結を確実にし、せん断耐力を確保する。しかし、従来のＰ−Ｐ型接合では、狭隘な空間を洗浄しモルタルを充填する必要があることから、この品質が不安定になる恐れがある。また、より高いせん断耐力を得るためには、内面突起付き鋼管を用いるなどの必要があった。
【０００４】
これに対し、作業性を高め、かつ、せん断耐力を高めた鋼管矢板の継手構造としては、例えば、鋼管矢板の一方の側に、一対のＬ型鋼材が互いに内向きとなるように所定の間隔で設けられ、かつ、鋼管矢板の他方の側に、一対のＬ型鋼材が互いに外向きとなるように所定の間隔で設けられ、内向きの一対のＬ型鋼材に、外向きの一対のＬ型鋼材が嵌められることで、鋼管矢板同士が連結され、さらに、それぞれのＬ型鋼材同士の間には、棒状鋼材が設けられる鋼管矢板の継手構造がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８２１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の鋼管矢板の継手構造では、内外それぞれに向けられたＬ型鋼材同士の間隔が小さく、このため、この間の洗浄やモルタルの充填が困難であるとともに、棒状部材を別途設ける必要があることから、鋼管矢板の製造工数が増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高いせん断耐力を有し、構造が簡易で連結作業性に優れ、水の汚濁を防止可能な鋼管矢板継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、鋼管矢板同士を接合する接続構造であって、一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材と、を具備し、一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることを特徴とする鋼管矢板同士の接続構造である。
【０００９】
前記第２のＬ型部材の少なくとも一部の側面には、軸方向に所定間隔で複数の孔が設けられることが望ましく、この場合、前記孔の大きさは、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることが望ましい。
【００１０】
前記第１のＬ型部材の先端部近傍の少なくとも一部には、前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられてもよく、この場合、前記シール部材は、前記第１のＬ型部材の上端から下方に向けて徐々に長さが長くなるテーパ部を有してもよい。
【００１１】
前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されてもよい。
【００１２】
第１の発明によれば、Ｐ−Ｐ接合のようにスリット同士をかみ合わせるものではないため、設置が容易である。また、第１のＬ型部材の先端と第２のＬ型部材との隙間が、骨材の粒の大きさよりも小さいため、コンクリートを打設した際に、骨材が隙間を埋め、隙間からコンクリートが接続構造の外部に流出することがない。また、第２のＬ型部材の先端と第１のＬ型部材との隙間が、骨材の粒の大きさの２倍以上であるため、骨材を含むコンクリートを用いても、接続構造内部へのコンクリートの充填を確実に行うことができる。したがって、コンクリートの打設を容易かつ確実に行うことができる。
【００１３】
また、第２のＬ型部材の一部に複数の孔を設ければ、孔を通じてコンクリートが流れるため、Ｌ型部材同士の接続構造内部に、確実にコンクリートを充填することができる。また、孔にコンクリートが回りこむことでコンクリートとＬ型部材との付着強度が向上する。なお、この場合、孔の大きさが骨材の粒の大きさの２倍以上であれば、より確実にコンクリートを充填することができる。
【００１４】
また、第１のＬ型部材の先端部近傍の一部に、第２のＬ型部材側に向けて、第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられれば、Ｌ型部材同士の隙間からコンクリートが漏れだすことをより確実に防止することができる。
【００１５】
シール部材が設けられる場合には、第１のＬ型部材の上端から下方に向けて徐々にシール部材の長さが長くなるテーパ部を設けることで、隣接する鋼管矢板の第２のＬ型部材を容易に挿入することができる。このため作業が容易である。
【００１６】
第１のＬ型部材および／または第２のＬ型部材のコンクリートの接触面に凹凸が形成されれば、コンクリートとの付着強度が増加して、より強固な接続構造を得ることができる。
【００１７】
第２の発明は、複数の鋼管矢板が略鉛直方向に水中に設置され、鋼管矢板同士が継手で接合された構造体であって、一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材とを具備する接続構造を用い、一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍よりも大きく、前記接続構造の、少なくとも水底下への埋設部においては、前記第２のＬ型部材側面に軸方向に所定間隔で孔が設けられ、前記継手構造の、少なくとも水底よりも上方部においては、前記第１のＬ型部材の外方先端部近傍に前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられることを特徴とする構造体である。前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されてもよい。
【００１８】
第２の発明によれば、簡易な構造で施工性に優れ、強度の高い構造体を得ることができる。特に、一対のＬ型部材で接続構造が構成されるため、施工性に優れ、水底より下の部分に位置する第２のＬ型部材に孔を設けることで、コンクリートの充填性を高めるとともに、コンクリートとＬ型部材との付着強度を高めることができる。孔が外方に露出する場合であっても、水底下であれば、それ以上コンクリートが流出することがなく、水の汚濁の問題もない。また、第１のＬ型部材および／または第２のＬ型部材のコンクリートの接触面に凹凸が形成されれば、コンクリートとの付着強度が増加して、より強固な接続構造を有する構造体を得ることができる。
【００１９】
また、水底より上の部分にはシール部材が設けられるため、骨材によって隙間が埋められてもなお残るわずかな隙間からのコンクリートの流出を確実に抑えることができ、水の汚濁を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高いせん断耐力を有し、構造が簡易で連結作業性に優れ、水の汚濁を防止可能な鋼管矢板継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】構造体１を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。
【図２】継手１３近傍を示す図で、（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂ間を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図。
【図３】構造体の下方拡大図であり、水底下部９に設けられた孔２１を示す図。
【図４】継手１３における孔２１位置の断面図であり、（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂがまっすぐな位置に設けられた状態を示す図、（ｂ）は鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに接続方向と略垂直な方向にずれて設置された状態を示す図。
【図５】継手１３における孔２１位置の断面図であり、（ａ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａ側に最も近づいた位置に設けられた状態を示す図、（ｂ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａとは逆方向に最も遠のいた位置に設けられた状態を示す図。
【図６】Ｌ型部材１５ａにシール部材が設けられた状態を示す図で、（ａ）はシール部材２７ａを示す図、（ｂ）はシール部材２７ｂを示す図、（ｃ）はシール部材２７ａが設けられた状態で鋼管矢板３ａ、３ｂが接続された状態を示す図。
【図７】シール部材２７ａの上部のテーパ部２９を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＱ−Ｑ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態にかかる構造体について説明する。図１は、本発明にかかる構造体１を示す図であり、図１（ａ）は構造体１の立面図、図１（ｂ）は構造体１の平面図である。
【００２３】
構造体１は、主に水底５に設けられた複数の鋼管矢板３と、底版７等から構成される。構造体１を構成する鋼管矢板３は、例えば図１（ｂ）に示すように円形に複数配置される。鋼管矢板３同士の接合は、鋼管矢板３の側方に設けられた継手１３によって行われる。継手１３は水密性があるため、鋼管矢板３で囲まれた範囲内の水は排出可能である。
【００２４】
鋼管矢板３により囲まれた内部の下面には底版７が設けられる。底版７は例えばコンクリート製である。
【００２５】
なお、鋼管矢板３により形成される構造体１の形状は円形に限られず、矩形等他の形状であっても良い。また、以後の説明において、鋼管矢板３の水底５よりも深い位置に設けられた部位を水底下部９と称し、水底５よりも上方を水底上部１１と称する。
【００２６】
次に、継手１３の構造について詳細に説明する。図２は、継手１３を示す図で、図２（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂ間を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ部拡大図である。なお、以下の説明においては、隣り合う鋼管矢板３ａ、３ｂ間の継手１３について説明する。鋼管矢板３ａ、３ｂの両側方には、鋼管矢板３ａ、３ｂそれぞれの軸方向に沿って、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂが設けられる。Ｌ型部材１５ａは、鋼管矢板３ａ、３ｂの一方の側（図中右側）に一対設けられる。Ｌ型部材１５ｂは、鋼管矢板３ａ、３ｂの他方の側（図中左側）に一対設けられる。すなわち、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂは、鋼管矢板３ａ、３ｂの互いに略反対側に設けられる。
【００２７】
Ｌ型部材１５ａは、それぞれＬ型状に屈曲された板状部材であり、隣り合う鋼管矢板の接続方向に向けて（図中右側）設けられる。一対のＬ型部材１５ａは、互いに略平行に設けられる基部１７ａと、基部１７ａの先端部で互いに内側に向けて略垂直に屈曲されるアーム部１９ａにより構成される。
【００２８】
同様に、Ｌ型部材１５ｂは、それぞれＬ型状に屈曲された板状部材であり、隣り合う鋼管矢板の接続方向に向けて（図中左側）設けられる。一対のＬ型部材１５ｂは、互いに略平行に設けられる基部１７ｂと、基部１７ｂの先端部で互いに外側に向けて略垂直に屈曲されるアーム部１９ｂにより構成される。Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂの一部には、孔２１が設けられる。なお、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂそれぞれの基部１７ａ、１７ｂは、鋼管矢板３ａ、３ｂの所定位置に溶接等により接合される。
【００２９】
接合される鋼管矢板３ａ、３ｂそれぞれの一対のＬ型部材１５ａと一対のＬ型部材１５ｂとは互いに対向して設けられ、一対のＬ型部材１５ｂの基部１７ｂが、一対のＬ型部材１５ａのアーム部１９ｂ先端の間に配置され、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂは、一対のＬ型部材１５ａで囲まれた空間に収まる。なお、鋼管矢板３ａ、３ｂとの接続の際には、一方の鋼管矢板（例えば鋼管矢板３ａ）を設置後、他方の鋼管矢板（例えば鋼管矢板３ｂ）を既設の鋼管矢板の上方から、Ｌ型部材同士がかみ合うように上方から挿入すれば良い。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、Ｌ型部材１５ａにＬ型部材１５ｂを挿入して、互いにかみ合わせた状態で、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂおよび鋼管矢板３ａ、３ｂで囲まれる空間内にはコンクリート２３が充填される。コンクリート２３の充填により継手１３の水密が確保され、接合部の強度が確保される。
【００３１】
なお、従来の鋼管矢板の接続構造においては、充填性を高めるため、充填材としてモルタルなどが使用されており、骨材入りのコンクリートは使用されていないが、本発明においては、内部に充填されるのは骨材入りのコンクリート２３である。この理由については後述する。また、それぞれのＬ型部材１５ａ、１５ｂのコンクリート２３との接触面には、図示を省略した凹凸を設けておくことが望ましい。これにより、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂとコンクリート２３との付着強度がより確保され、接合部におけるせん断耐力が向上する。凹凸の形成としては、例えばＬ型部材として縞鋼板を用いればよい。
【００３２】
図３は、構造体１の下方拡大図であり、水底下部９に設けられた鋼管矢板３を示す図である。前述の通り、鋼管矢板３は水底５に設けられる。したがって、鋼管矢板３の下方（水底下部９）は水底５に埋設される。水底下部９に位置する継手１３においては、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂに複数の孔２１が所定間隔をあけて設けられる。すなわち、孔２１は、少なくとも、水底下部９に位置するＬ型部材１５ｂの基部１７ｂに設けられる。
【００３３】
次に、孔２１位置における継手１３について、より詳細を説明する。図４は、継手１３における孔２１位置の断面図であり、図４（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂがまっすぐな位置に設けられた状態を示す図、図４（ｂ）は鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに接続方向と略垂直な方向にずれて設置された状態を示す図である。
【００３４】
前述の通り、継手１３へは骨材２５が含まれるコンクリート２３が充填される。骨材２５は種々の砕石等が使用できる。ここで、本発明で使用される骨材２５は、いわゆる粗骨材（５ｍｍのふるいを用い、重量で８５％以上がとどまる骨材）であり、粒の大きさは例えば２０ｍｍ程度であることが望ましい。ここで、骨材２５の粒の大きさとは、粗骨材の概ね最大寸法を表す。例えば、骨材２５の粒の大きさが２０ｍｍとは、ＪＩＳ Ａ １１０２による粗骨材の粒度の標準によれば、呼び寸法２０ｍｍのふるいによって、ふるいを通るものの重量百分率が９０〜１００％のものであり、粗骨材の粒の大きさとしては概ね５〜２０ｍｍ程度のものである。
【００３５】
なお、コンクリートによっては、粗骨材と細骨材とが混在して含まれるものがあるが、本発明における骨材２５の粒の大きさとは、コンクリートに主に含まれる骨材の上述のＪＩＳによって規定される粒の大きさを指すものとする。たとえば粗粒率または実績率が５０％以上の粗骨材Ａが含まれている場合には、他の細骨材や細粒が含まれていても、その粗骨材Ａの粒のＪＩＳで示される大きさを指すものとする。
【００３６】
図４においては、骨材２５の一部のみを図示した。また、図４においては、コンクリート２３が固結する前の状態を示し、骨材２５は継手１３内部で自由に移動可能である。
【００３７】
ここで、図４（ａ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが互いにまっすぐに対向して設けられる場合において、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間をＢ、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面からアーム部１９ｂ先端までの長さをＣ、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂ先端からＬ型部材１５ａの基部１７ａ内面までの距離をＤ、孔２１の径をＥとする。
【００３８】
同様に、図４（ｂ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが接続方向に対して略垂直な方向（図中矢印Ｉ方向）に最大ずれた場合において、図４（ａ）のＢ、Ｄに対応する距離をＢ’、Ｄ’とする。さらに、コンクリート２３に含まれる骨材２５の粒の大きさをｄとする。
【００３９】
この際、Ｌ型部材１５ｂがＬ型部材１５ａより外れないようにするためには、鋼管矢板同士の位置が最もずれた図４（ｂ）の状態で、Ｂ’よりもＣが大きい必要がある。
【００４０】
また、骨材２５が継手１３内で容易に移動するため（すなわち、コンクリート２３が回りこんで充填されるため）には、骨材２５の移動ルートが骨材２５の大きさに対して十分に大きい必要がある。移動ルートが骨材２５に対して小さいと、骨材２５によってルートが閉塞し、コンクリート２３の充填を妨げるためである。
【００４１】
ここで、骨材２５の移動ルートとしては、例えば、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂ先端からＬ型部材１５ａの基部１７ａ内面までの隙間（図中矢印Ｇ方向）がある。鋼管矢板同士の位置が最もずれた図４（ｂ）の状態で、この隙間が最も小さくなり、この状態で骨材２５が移動できれば良い。すなわち、Ｄ’がｄよりも十分大きければよく、例えばＤ’がｄの２倍以上であれば、骨材２５がこの位置に詰まることがなく、コンクリート２３の流動の妨げにならないため望ましい。
【００４２】
また、骨材２５の移動ルートとしては、この他に孔２１（図中矢印Ｆ方向）がある。したがって、Ｅがｄよりも十分大きければよく、例えばＥがｄの２倍以上であれば、骨材２５がこの位置に詰まることがなく、コンクリート２３の流動の妨げにならないため望ましい。
【００４３】
ここで、前述の通り、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間は、最大でＢ’となる。この隙間が骨材２５の大きさｄに対して大きいと、骨材２５（コンクリート２３）がこの隙間から外部に流出する。たとえば、水底上部１１（図１）においては、この隙間の外部には水が存在するため、水中にコンクリート２３が流出する。したがって、水が汚濁される。このため、この隙間からのコンクリート２３の漏えいを防止する必要がある。
【００４４】
ここで、骨材２５のサイズｄがＢ’よりも大きければ、骨材２５がこの隙間に詰まる（図中矢印Ｈ方向）。したがって、骨材２５によってこの隙間が閉塞され、コンクリート２３の流出が抑制される。すなわち、Ｂ’はｄよりも小さいことが望ましい。言い換えれば、Ｂはｄの概ね１／２よりも小さいことが望ましい。
【００４５】
次に、鋼管矢板３ａ、３ｂ間の距離が一定とならず、ずれた場合について説明する。図５は、継手１３における孔２１位置の断面図であり、図５（ａ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａ側に最も近づいた位置に設けられた状態を示す図、図５（ｂ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａとは逆方向に最も遠のいた位置に設けられた状態を示す図である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに近付く方向（図中矢印Ｊ方向）にずれていると、Ｌ型部材１５ｂの先端が鋼管矢板３ａと接触し（またはＬ型部材１５ａの先端が鋼管矢板３ｂと接触し）、それ以上互いに接近することがない。この場合、基部１７ｂおよび鋼管矢板３ａ、３ｂとで囲まれた範囲内にコンクリート２３を充填すると、コンクリート２３は基部１７ｂ同士の間に充填されるとともに、孔２１を通過して（図中矢印Ｋ方向）、対向するＬ型部材１５ａとＬ型部材１５ｂとの間にもコンクリート２３が充填される。
【００４７】
この際、前述の通り、Ｌ型部材１５ａ（アーム部１９ａ）の先端とＬ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との間の隙間には、骨材２５が詰まるため、この隙間からのコンクリート２３の流出は抑制される。
【００４８】
次に、図５（ｂ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに離れた方向（図中矢印Ｎ方向）にずれている場合について説明する。この場合でも、前述の通り、アーム部１９ｂがアーム部１９ａから外れることはないため、鋼管矢板３ａ、３ｂ同士の接続は維持される。
【００４９】
アーム部１９ｂと鋼管矢板３ａの側面との間には大きな隙間が形成されるため、コンクリート２３はＬ型部材１５ａ、１５ｂおよび鋼管矢板３ａ、３ｂ側面で囲まれた空間には確実に充填され、骨材２３が詰まることもない。
【００５０】
一方、基部１７ｂがアーム部１９ａの外部に露出する。このため、孔２１によって、継手１３の外部と内部とが連通する。したがって、骨材２３を含むコンクリート２３が、孔２１を通過して外部に流出する恐れがある（図中矢印Ｍ方向）。
【００５１】
しかし、孔２１は、水底下部９（図１および図３）のみに設けられるため、継手１３の外部には土砂が存在する。このため、孔２１を通過したコンクリート２３は土砂により流出が抑制される。また、仮にわずかに流出しても、孔２１の周囲は水底５よりも下部であるため、直接水を汚濁させることがない。このため、コンクリート２３の打設によって水が汚れることがない。
【００５２】
次に、水底上部１１（図１）における継手１３の構成について説明する。前述の通り、水底上部１１においては、継手１３の外部には水が存在する。このため、継手１３からコンクリート２３等が流出すると、これにより水が汚濁する。したがって、コンクリート２３が継手１３外部に流出することを防止する必要がある。本発明では、前述の通り、骨材２５の大きさに対して、アーム部１９ａ先端と基部１７ｂとの隙間を小さくしたため、骨材２５によって隙間が埋められ、この隙間からのコンクリート２３の流出が防止される。しかし、コンクリート２３の流出をより確実に防止するため、アーム部１９ａにシール部材を設けることが望ましい。
【００５３】
図６は、アーム部１９ａにシール部材を設けた状態を示す図である。図６（ａ）に示すように、アーム部１９ａの外面には、アーム部１９ａの先端方向に向けてシール部材２７ａが設けられる。シール部材２７ａは、弾塑性変形可能な材質であり、例えば薄鋼板などの金属製やゴム等の樹脂等が使用できる。シール部材は、鋼管矢板３の上方から少なくとも水底上部１１（図１）の範囲に設けられる。水底下部９（図１）においては、前述の通り、周囲の土砂がシール部材の役割を果たすためである。
【００５４】
なお、図６（ａ）に示すようにシール部材２７ａを予め湾曲して設けても良く、または、図６（ｂ）に示すように、シール部材２７ｂをアーム部１９ａに対してまっすぐに設けても良い。いずれにしても、シール部材は、接合対象の鋼管矢板３ｂ側の基部１７ｂと接触して変形し、アーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間を塞ぐことが可能である。以下の説明では、シール部材２７ａを用いた例を説明する。
【００５５】
図６（ｃ）は、鋼管矢板３ａ、３ｂが接続された状態を示す図である。図６（ｃ）に示すように、一対のＬ型部材１５ａのアーム部１９ａには、互いに内側方向にアーム部１９ａより突出するシール部材２７ａが設けられる。シール部材２７ａの先端は、接合対象である鋼管矢板３ｂの基部１７ｂ外面と接触する。シール部材２７ａは弾塑性変形可能であるため、鋼管矢板３ａ、３ｂのずれ（図４（ｂ）のようなずれ）に対しても追従し、アーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間が塞がれる。したがって、骨材２５によりアーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間が塞がれても、わずかに流出するコンクリート２３（図中矢印Ｏ方向）をより確実に防ぐことができる。
【００５６】
図７は、シール部材２７ａが設けられた状態のＬ型部材１５ａを示す図であり、図７（ａ）はＬ型部材１５ａの接合方向側から見た正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＰ−Ｐ線断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＱ−Ｑ線断面図である。
【００５７】
シール部材２７ａは、鋼管矢板３の軸方向に、Ｌ型部材１５ａに沿って設けられる。シール部材２７ａの上方にはテーパ部２９が設けられる。テーパ部２９は、一対のシール部材２７ａの先端同士の間隔が上方に向かって大きくなるように形成される。すなわち、シール部材２７ａの上方には、シール部材２７ａの長さが短くなるようにテーパ部２９が形成される。
【００５８】
図７（ｂ）に示すように、鋼管矢板３ｂ上端近傍では、シール部材２７ａの長さが短い。たとえば、アーム部１９ａの外面に設けられたシール部材２７ａは、上端近傍においてはアーム部１９ａの先端から突出しておらず、一対のアーム部１９ａ同士の間隔が確保される。すなわち、図７（ｂ）においては、接合対象のＬ型部材１５ｂを点線で図示したが、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂは、シール部材２７ａとは接触せず、アーム部１９ａと接触するようになる。このため、上方からＬ型部材１５ｂ（鋼管矢板３ｂ）をＬ型部材１５ａ（鋼管矢板３ａ）に嵌めこむ際に、シール部材２７ａがＬ型部材１５ｂと接触せず、このためＬ型部材１５ｂの挿入性に影響を与えることがなく、作業性に優れる。
【００５９】
一方、図７（ｃ）に示すように、シール部材２７ａのテーパ部２９の下方（水面よりも下方に位置する部位）は、シール部材２７ａはアーム部１９ａ先端より隙間を塞ぐのに十分な長さ分だけ突出しており、基部１７ｂと接触する。このため、シール部材２７ａによってアーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間が塞がれる。したがって、コンクリートがこの隙間から流出することがない。
【００６０】
なお、以上の実施例においては、孔２１を水底下部９のみに設け、シール部材２７ａを水底上部１１にのみ設けたが、これに限られない。たとえば、シール部材２７ａを水底下部９にまで設けても良く、また、孔２１を水底上部１１に形成しても良い。孔２１を水底上部１１に形成しても、孔２１の大きさを骨材２５の大きさよりも小さくしたり、シール部材２７ａと組み合わせることで、コンクリートの漏えいを防止することができる。
【００６１】
本実施の形態にかかる鋼管矢板の接合方法によれば、簡易に鋼管矢板同士を接合できるとともに、コンクリートの充填性に優れ、かつ、コンクリートの水中への流出を確実に防止することができる。また、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂで囲まれた断面積が大きいため、接合部において高いせん断耐力を得ることができる。
【００６２】
特に、鋼管矢板３ａ、３ｂ同士の接合を、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂからなる継手１３により行うため、例えば一対のＬ型部材１５ｂを一対のＬ型部材１５ａの間に挿入すれば良く、接合作業性に優れる。また、充填材であるコンクリート２３には骨材２５が含まれ、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間が、骨材２５の大きさよりも小さいため、この隙間に骨材２５が詰まり、それ以上のコンクリート２３の流出を抑制することができる。
【００６３】
また、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂ先端と、Ｌ型部材１５ａの基部１７ａ内面との隙間が、骨材２５の大きさに対して十分大きいため、コンクリート２３がＬ型部材１５ａ、１５ｂの間の空間に確実に充填される。
【００６４】
また、少なくとも水底下部９においては、基部１７ｂに孔２１を形成すれば、孔２１内にコンクリート２３が回りこみ、コンクリート２３とＬ型部材１５ｂとの付着強度を高めることができる。このため、接合部において高いせん断耐力を得ることができる。また、孔２１の大きさが、骨材２５の大きさに対して十分に大きいため、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂの間の空間へコンクリート２３を打設した際に、孔２１をコンクリート２３が通るため、より確実にコンクリート２３を空間に充填することができる。
【００６５】
また、水底上部１１には、シール部材２７ａが設けられるため、アーム部１９ａ先端と基部１７ｂ外面との隙間からのコンクリート２３の流出をより確実に抑制することができる。したがって、水中へのコンクリート２３の流出による水の汚濁を防止することができる。
【００６６】
また、シール部材２７ａは、上部にテーパ部２９を有するため、Ｌ型部材１５ａにＬ型部材１５ｂを挿入する際に、シール部材２７ａが挿入の妨げになることがなく、テーパ部２９に沿ってＬ型部材１５ｂを挿入することができる。
【００６７】
また、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂの内面（コンクリート２３との接触面）には、あらかじめ凹凸が形成されるため、コンクリート２３とＬ型部材１５ａ、１５ｂとの付着強度が向上する。したがって、接合部のせん断耐力が向上する。
【００６８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６９】
１………構造体
３、３ａ、３ｂ………鋼管矢板
５………水底
７………底版
９………水底下部
１１………水底上部
１３………継手
１５ａ、１５ｂ………Ｌ型部材
１７ａ、１７ｂ………基部
１９ａ、１９ｂ………アーム部
２１………孔
２３………コンクリート
２５………骨材
２７ａ、２７ｂ………シール部材
２９………テーパ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管矢板同士を連結するための鋼管矢板同士の接続構造およびこれを用いた構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管矢板同士を複数連結することで鋼管矢板基礎などが構築される。鋼管矢板同士の連結は、隣り合う鋼管矢板本管の外面に設けられ、スリットが形成されたパイプ同士を互いに嵌め合わせて接合する、いわゆるＰ−Ｐ型接合が一般的である。
【０００３】
通常、Ｐ−Ｐ型接合においては、嵌めあわされたパイプ同士の空間内を洗浄し、内部にモルタルを充填することで、互いの連結を確実にし、せん断耐力を確保する。しかし、従来のＰ−Ｐ型接合では、狭隘な空間を洗浄しモルタルを充填する必要があることから、この品質が不安定になる恐れがある。また、より高いせん断耐力を得るためには、内面突起付き鋼管を用いるなどの必要があった。
【０００４】
これに対し、作業性を高め、かつ、せん断耐力を高めた鋼管矢板の継手構造としては、例えば、鋼管矢板の一方の側に、一対のＬ型鋼材が互いに内向きとなるように所定の間隔で設けられ、かつ、鋼管矢板の他方の側に、一対のＬ型鋼材が互いに外向きとなるように所定の間隔で設けられ、内向きの一対のＬ型鋼材に、外向きの一対のＬ型鋼材が嵌められることで、鋼管矢板同士が連結され、さらに、それぞれのＬ型鋼材同士の間には、棒状鋼材が設けられる鋼管矢板の継手構造がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８２１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の鋼管矢板の継手構造では、内外それぞれに向けられたＬ型鋼材同士の間隔が小さく、このため、この間の洗浄やモルタルの充填が困難であるとともに、棒状部材を別途設ける必要があることから、鋼管矢板の製造工数が増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高いせん断耐力を有し、構造が簡易で連結作業性に優れ、水の汚濁を防止可能な鋼管矢板継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、鋼管矢板同士を接合する接続構造であって、一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材と、を具備し、一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることを特徴とする鋼管矢板同士の接続構造である。
【０００９】
前記第２のＬ型部材の少なくとも一部の側面には、軸方向に所定間隔で複数の孔が設けられることが望ましく、この場合、前記孔の大きさは、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることが望ましい。
【００１０】
前記第１のＬ型部材の先端部近傍の少なくとも一部には、前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられてもよく、この場合、前記シール部材は、前記第１のＬ型部材の上端から下方に向けて徐々に長さが長くなるテーパ部を有してもよい。
【００１１】
前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されてもよい。
【００１２】
第１の発明によれば、Ｐ−Ｐ接合のようにスリット同士をかみ合わせるものではないため、設置が容易である。また、第１のＬ型部材の先端と第２のＬ型部材との隙間が、骨材の粒の大きさよりも小さいため、コンクリートを打設した際に、骨材が隙間を埋め、隙間からコンクリートが接続構造の外部に流出することがない。また、第２のＬ型部材の先端と第１のＬ型部材との隙間が、骨材の粒の大きさの２倍以上であるため、骨材を含むコンクリートを用いても、接続構造内部へのコンクリートの充填を確実に行うことができる。したがって、コンクリートの打設を容易かつ確実に行うことができる。
【００１３】
また、第２のＬ型部材の一部に複数の孔を設ければ、孔を通じてコンクリートが流れるため、Ｌ型部材同士の接続構造内部に、確実にコンクリートを充填することができる。また、孔にコンクリートが回りこむことでコンクリートとＬ型部材との付着強度が向上する。なお、この場合、孔の大きさが骨材の粒の大きさの２倍以上であれば、より確実にコンクリートを充填することができる。
【００１４】
また、第１のＬ型部材の先端部近傍の一部に、第２のＬ型部材側に向けて、第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられれば、Ｌ型部材同士の隙間からコンクリートが漏れだすことをより確実に防止することができる。
【００１５】
シール部材が設けられる場合には、第１のＬ型部材の上端から下方に向けて徐々にシール部材の長さが長くなるテーパ部を設けることで、隣接する鋼管矢板の第２のＬ型部材を容易に挿入することができる。このため作業が容易である。
【００１６】
第１のＬ型部材および／または第２のＬ型部材のコンクリートの接触面に凹凸が形成されれば、コンクリートとの付着強度が増加して、より強固な接続構造を得ることができる。
【００１７】
第２の発明は、複数の鋼管矢板が略鉛直方向に水中に設置され、鋼管矢板同士が継手で接合された構造体であって、一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材とを具備する接続構造を用い、一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍よりも大きく、前記接続構造の、少なくとも水底下への埋設部においては、前記第２のＬ型部材側面に軸方向に所定間隔で孔が設けられ、前記継手構造の、少なくとも水底よりも上方部においては、前記第１のＬ型部材の外方先端部近傍に前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられることを特徴とする構造体である。前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されてもよい。
【００１８】
第２の発明によれば、簡易な構造で施工性に優れ、強度の高い構造体を得ることができる。特に、一対のＬ型部材で接続構造が構成されるため、施工性に優れ、水底より下の部分に位置する第２のＬ型部材に孔を設けることで、コンクリートの充填性を高めるとともに、コンクリートとＬ型部材との付着強度を高めることができる。孔が外方に露出する場合であっても、水底下であれば、それ以上コンクリートが流出することがなく、水の汚濁の問題もない。また、第１のＬ型部材および／または第２のＬ型部材のコンクリートの接触面に凹凸が形成されれば、コンクリートとの付着強度が増加して、より強固な接続構造を有する構造体を得ることができる。
【００１９】
また、水底より上の部分にはシール部材が設けられるため、骨材によって隙間が埋められてもなお残るわずかな隙間からのコンクリートの流出を確実に抑えることができ、水の汚濁を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高いせん断耐力を有し、構造が簡易で連結作業性に優れ、水の汚濁を防止可能な鋼管矢板継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】構造体１を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。
【図２】継手１３近傍を示す図で、（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂ間を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図。
【図３】構造体の下方拡大図であり、水底下部９に設けられた孔２１を示す図。
【図４】継手１３における孔２１位置の断面図であり、（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂがまっすぐな位置に設けられた状態を示す図、（ｂ）は鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに接続方向と略垂直な方向にずれて設置された状態を示す図。
【図５】継手１３における孔２１位置の断面図であり、（ａ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａ側に最も近づいた位置に設けられた状態を示す図、（ｂ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａとは逆方向に最も遠のいた位置に設けられた状態を示す図。
【図６】Ｌ型部材１５ａにシール部材が設けられた状態を示す図で、（ａ）はシール部材２７ａを示す図、（ｂ）はシール部材２７ｂを示す図、（ｃ）はシール部材２７ａが設けられた状態で鋼管矢板３ａ、３ｂが接続された状態を示す図。
【図７】シール部材２７ａの上部のテーパ部２９を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＱ−Ｑ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態にかかる構造体について説明する。図１は、本発明にかかる構造体１を示す図であり、図１（ａ）は構造体１の立面図、図１（ｂ）は構造体１の平面図である。
【００２３】
構造体１は、主に水底５に設けられた複数の鋼管矢板３と、底版７等から構成される。構造体１を構成する鋼管矢板３は、例えば図１（ｂ）に示すように円形に複数配置される。鋼管矢板３同士の接合は、鋼管矢板３の側方に設けられた継手１３によって行われる。継手１３は水密性があるため、鋼管矢板３で囲まれた範囲内の水は排出可能である。
【００２４】
鋼管矢板３により囲まれた内部の下面には底版７が設けられる。底版７は例えばコンクリート製である。
【００２５】
なお、鋼管矢板３により形成される構造体１の形状は円形に限られず、矩形等他の形状であっても良い。また、以後の説明において、鋼管矢板３の水底５よりも深い位置に設けられた部位を水底下部９と称し、水底５よりも上方を水底上部１１と称する。
【００２６】
次に、継手１３の構造について詳細に説明する。図２は、継手１３を示す図で、図２（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂ間を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ部拡大図である。なお、以下の説明においては、隣り合う鋼管矢板３ａ、３ｂ間の継手１３について説明する。鋼管矢板３ａ、３ｂの両側方には、鋼管矢板３ａ、３ｂそれぞれの軸方向に沿って、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂが設けられる。Ｌ型部材１５ａは、鋼管矢板３ａ、３ｂの一方の側（図中右側）に一対設けられる。Ｌ型部材１５ｂは、鋼管矢板３ａ、３ｂの他方の側（図中左側）に一対設けられる。すなわち、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂは、鋼管矢板３ａ、３ｂの互いに略反対側に設けられる。
【００２７】
Ｌ型部材１５ａは、それぞれＬ型状に屈曲された板状部材であり、隣り合う鋼管矢板の接続方向に向けて（図中右側）設けられる。一対のＬ型部材１５ａは、互いに略平行に設けられる基部１７ａと、基部１７ａの先端部で互いに内側に向けて略垂直に屈曲されるアーム部１９ａにより構成される。
【００２８】
同様に、Ｌ型部材１５ｂは、それぞれＬ型状に屈曲された板状部材であり、隣り合う鋼管矢板の接続方向に向けて（図中左側）設けられる。一対のＬ型部材１５ｂは、互いに略平行に設けられる基部１７ｂと、基部１７ｂの先端部で互いに外側に向けて略垂直に屈曲されるアーム部１９ｂにより構成される。Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂの一部には、孔２１が設けられる。なお、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂそれぞれの基部１７ａ、１７ｂは、鋼管矢板３ａ、３ｂの所定位置に溶接等により接合される。
【００２９】
接合される鋼管矢板３ａ、３ｂそれぞれの一対のＬ型部材１５ａと一対のＬ型部材１５ｂとは互いに対向して設けられ、一対のＬ型部材１５ｂの基部１７ｂが、一対のＬ型部材１５ａのアーム部１９ｂ先端の間に配置され、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂは、一対のＬ型部材１５ａで囲まれた空間に収まる。なお、鋼管矢板３ａ、３ｂとの接続の際には、一方の鋼管矢板（例えば鋼管矢板３ａ）を設置後、他方の鋼管矢板（例えば鋼管矢板３ｂ）を既設の鋼管矢板の上方から、Ｌ型部材同士がかみ合うように上方から挿入すれば良い。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、Ｌ型部材１５ａにＬ型部材１５ｂを挿入して、互いにかみ合わせた状態で、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂおよび鋼管矢板３ａ、３ｂで囲まれる空間内にはコンクリート２３が充填される。コンクリート２３の充填により継手１３の水密が確保され、接合部の強度が確保される。
【００３１】
なお、従来の鋼管矢板の接続構造においては、充填性を高めるため、充填材としてモルタルなどが使用されており、骨材入りのコンクリートは使用されていないが、本発明においては、内部に充填されるのは骨材入りのコンクリート２３である。この理由については後述する。また、それぞれのＬ型部材１５ａ、１５ｂのコンクリート２３との接触面には、図示を省略した凹凸を設けておくことが望ましい。これにより、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂとコンクリート２３との付着強度がより確保され、接合部におけるせん断耐力が向上する。凹凸の形成としては、例えばＬ型部材として縞鋼板を用いればよい。
【００３２】
図３は、構造体１の下方拡大図であり、水底下部９に設けられた鋼管矢板３を示す図である。前述の通り、鋼管矢板３は水底５に設けられる。したがって、鋼管矢板３の下方（水底下部９）は水底５に埋設される。水底下部９に位置する継手１３においては、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂに複数の孔２１が所定間隔をあけて設けられる。すなわち、孔２１は、少なくとも、水底下部９に位置するＬ型部材１５ｂの基部１７ｂに設けられる。
【００３３】
次に、孔２１位置における継手１３について、より詳細を説明する。図４は、継手１３における孔２１位置の断面図であり、図４（ａ）は鋼管矢板３ａ、３ｂがまっすぐな位置に設けられた状態を示す図、図４（ｂ）は鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに接続方向と略垂直な方向にずれて設置された状態を示す図である。
【００３４】
前述の通り、継手１３へは骨材２５が含まれるコンクリート２３が充填される。骨材２５は種々の砕石等が使用できる。ここで、本発明で使用される骨材２５は、いわゆる粗骨材（５ｍｍのふるいを用い、重量で８５％以上がとどまる骨材）であり、粒の大きさは例えば２０ｍｍ程度であることが望ましい。ここで、骨材２５の粒の大きさとは、粗骨材の概ね最大寸法を表す。例えば、骨材２５の粒の大きさが２０ｍｍとは、ＪＩＳ Ａ １１０２による粗骨材の粒度の標準によれば、呼び寸法２０ｍｍのふるいによって、ふるいを通るものの重量百分率が９０〜１００％のものであり、粗骨材の粒の大きさとしては概ね５〜２０ｍｍ程度のものである。
【００３５】
なお、コンクリートによっては、粗骨材と細骨材とが混在して含まれるものがあるが、本発明における骨材２５の粒の大きさとは、コンクリートに主に含まれる骨材の上述のＪＩＳによって規定される粒の大きさを指すものとする。たとえば粗粒率または実績率が５０％以上の粗骨材Ａが含まれている場合には、他の細骨材や細粒が含まれていても、その粗骨材Ａの粒のＪＩＳで示される大きさを指すものとする。
【００３６】
図４においては、骨材２５の一部のみを図示した。また、図４においては、コンクリート２３が固結する前の状態を示し、骨材２５は継手１３内部で自由に移動可能である。
【００３７】
ここで、図４（ａ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが互いにまっすぐに対向して設けられる場合において、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間をＢ、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面からアーム部１９ｂ先端までの長さをＣ、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂ先端からＬ型部材１５ａの基部１７ａ内面までの距離をＤ、孔２１の径をＥとする。
【００３８】
同様に、図４（ｂ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが接続方向に対して略垂直な方向（図中矢印Ｉ方向）に最大ずれた場合において、図４（ａ）のＢ、Ｄに対応する距離をＢ’、Ｄ’とする。さらに、コンクリート２３に含まれる骨材２５の粒の大きさをｄとする。
【００３９】
この際、Ｌ型部材１５ｂがＬ型部材１５ａより外れないようにするためには、鋼管矢板同士の位置が最もずれた図４（ｂ）の状態で、Ｂ’よりもＣが大きい必要がある。
【００４０】
また、骨材２５が継手１３内で容易に移動するため（すなわち、コンクリート２３が回りこんで充填されるため）には、骨材２５の移動ルートが骨材２５の大きさに対して十分に大きい必要がある。移動ルートが骨材２５に対して小さいと、骨材２５によってルートが閉塞し、コンクリート２３の充填を妨げるためである。
【００４１】
ここで、骨材２５の移動ルートとしては、例えば、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂ先端からＬ型部材１５ａの基部１７ａ内面までの隙間（図中矢印Ｇ方向）がある。鋼管矢板同士の位置が最もずれた図４（ｂ）の状態で、この隙間が最も小さくなり、この状態で骨材２５が移動できれば良い。すなわち、Ｄ’がｄよりも十分大きければよく、例えばＤ’がｄの２倍以上であれば、骨材２５がこの位置に詰まることがなく、コンクリート２３の流動の妨げにならないため望ましい。
【００４２】
また、骨材２５の移動ルートとしては、この他に孔２１（図中矢印Ｆ方向）がある。したがって、Ｅがｄよりも十分大きければよく、例えばＥがｄの２倍以上であれば、骨材２５がこの位置に詰まることがなく、コンクリート２３の流動の妨げにならないため望ましい。
【００４３】
ここで、前述の通り、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間は、最大でＢ’となる。この隙間が骨材２５の大きさｄに対して大きいと、骨材２５（コンクリート２３）がこの隙間から外部に流出する。たとえば、水底上部１１（図１）においては、この隙間の外部には水が存在するため、水中にコンクリート２３が流出する。したがって、水が汚濁される。このため、この隙間からのコンクリート２３の漏えいを防止する必要がある。
【００４４】
ここで、骨材２５のサイズｄがＢ’よりも大きければ、骨材２５がこの隙間に詰まる（図中矢印Ｈ方向）。したがって、骨材２５によってこの隙間が閉塞され、コンクリート２３の流出が抑制される。すなわち、Ｂ’はｄよりも小さいことが望ましい。言い換えれば、Ｂはｄの概ね１／２よりも小さいことが望ましい。
【００４５】
次に、鋼管矢板３ａ、３ｂ間の距離が一定とならず、ずれた場合について説明する。図５は、継手１３における孔２１位置の断面図であり、図５（ａ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａ側に最も近づいた位置に設けられた状態を示す図、図５（ｂ）は鋼管矢板３ｂが鋼管矢板３ａとは逆方向に最も遠のいた位置に設けられた状態を示す図である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに近付く方向（図中矢印Ｊ方向）にずれていると、Ｌ型部材１５ｂの先端が鋼管矢板３ａと接触し（またはＬ型部材１５ａの先端が鋼管矢板３ｂと接触し）、それ以上互いに接近することがない。この場合、基部１７ｂおよび鋼管矢板３ａ、３ｂとで囲まれた範囲内にコンクリート２３を充填すると、コンクリート２３は基部１７ｂ同士の間に充填されるとともに、孔２１を通過して（図中矢印Ｋ方向）、対向するＬ型部材１５ａとＬ型部材１５ｂとの間にもコンクリート２３が充填される。
【００４７】
この際、前述の通り、Ｌ型部材１５ａ（アーム部１９ａ）の先端とＬ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との間の隙間には、骨材２５が詰まるため、この隙間からのコンクリート２３の流出は抑制される。
【００４８】
次に、図５（ｂ）に示すように、鋼管矢板３ａ、３ｂが互いに離れた方向（図中矢印Ｎ方向）にずれている場合について説明する。この場合でも、前述の通り、アーム部１９ｂがアーム部１９ａから外れることはないため、鋼管矢板３ａ、３ｂ同士の接続は維持される。
【００４９】
アーム部１９ｂと鋼管矢板３ａの側面との間には大きな隙間が形成されるため、コンクリート２３はＬ型部材１５ａ、１５ｂおよび鋼管矢板３ａ、３ｂ側面で囲まれた空間には確実に充填され、骨材２３が詰まることもない。
【００５０】
一方、基部１７ｂがアーム部１９ａの外部に露出する。このため、孔２１によって、継手１３の外部と内部とが連通する。したがって、骨材２３を含むコンクリート２３が、孔２１を通過して外部に流出する恐れがある（図中矢印Ｍ方向）。
【００５１】
しかし、孔２１は、水底下部９（図１および図３）のみに設けられるため、継手１３の外部には土砂が存在する。このため、孔２１を通過したコンクリート２３は土砂により流出が抑制される。また、仮にわずかに流出しても、孔２１の周囲は水底５よりも下部であるため、直接水を汚濁させることがない。このため、コンクリート２３の打設によって水が汚れることがない。
【００５２】
次に、水底上部１１（図１）における継手１３の構成について説明する。前述の通り、水底上部１１においては、継手１３の外部には水が存在する。このため、継手１３からコンクリート２３等が流出すると、これにより水が汚濁する。したがって、コンクリート２３が継手１３外部に流出することを防止する必要がある。本発明では、前述の通り、骨材２５の大きさに対して、アーム部１９ａ先端と基部１７ｂとの隙間を小さくしたため、骨材２５によって隙間が埋められ、この隙間からのコンクリート２３の流出が防止される。しかし、コンクリート２３の流出をより確実に防止するため、アーム部１９ａにシール部材を設けることが望ましい。
【００５３】
図６は、アーム部１９ａにシール部材を設けた状態を示す図である。図６（ａ）に示すように、アーム部１９ａの外面には、アーム部１９ａの先端方向に向けてシール部材２７ａが設けられる。シール部材２７ａは、弾塑性変形可能な材質であり、例えば薄鋼板などの金属製やゴム等の樹脂等が使用できる。シール部材は、鋼管矢板３の上方から少なくとも水底上部１１（図１）の範囲に設けられる。水底下部９（図１）においては、前述の通り、周囲の土砂がシール部材の役割を果たすためである。
【００５４】
なお、図６（ａ）に示すようにシール部材２７ａを予め湾曲して設けても良く、または、図６（ｂ）に示すように、シール部材２７ｂをアーム部１９ａに対してまっすぐに設けても良い。いずれにしても、シール部材は、接合対象の鋼管矢板３ｂ側の基部１７ｂと接触して変形し、アーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間を塞ぐことが可能である。以下の説明では、シール部材２７ａを用いた例を説明する。
【００５５】
図６（ｃ）は、鋼管矢板３ａ、３ｂが接続された状態を示す図である。図６（ｃ）に示すように、一対のＬ型部材１５ａのアーム部１９ａには、互いに内側方向にアーム部１９ａより突出するシール部材２７ａが設けられる。シール部材２７ａの先端は、接合対象である鋼管矢板３ｂの基部１７ｂ外面と接触する。シール部材２７ａは弾塑性変形可能であるため、鋼管矢板３ａ、３ｂのずれ（図４（ｂ）のようなずれ）に対しても追従し、アーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間が塞がれる。したがって、骨材２５によりアーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間が塞がれても、わずかに流出するコンクリート２３（図中矢印Ｏ方向）をより確実に防ぐことができる。
【００５６】
図７は、シール部材２７ａが設けられた状態のＬ型部材１５ａを示す図であり、図７（ａ）はＬ型部材１５ａの接合方向側から見た正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＰ−Ｐ線断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＱ−Ｑ線断面図である。
【００５７】
シール部材２７ａは、鋼管矢板３の軸方向に、Ｌ型部材１５ａに沿って設けられる。シール部材２７ａの上方にはテーパ部２９が設けられる。テーパ部２９は、一対のシール部材２７ａの先端同士の間隔が上方に向かって大きくなるように形成される。すなわち、シール部材２７ａの上方には、シール部材２７ａの長さが短くなるようにテーパ部２９が形成される。
【００５８】
図７（ｂ）に示すように、鋼管矢板３ｂ上端近傍では、シール部材２７ａの長さが短い。たとえば、アーム部１９ａの外面に設けられたシール部材２７ａは、上端近傍においてはアーム部１９ａの先端から突出しておらず、一対のアーム部１９ａ同士の間隔が確保される。すなわち、図７（ｂ）においては、接合対象のＬ型部材１５ｂを点線で図示したが、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂは、シール部材２７ａとは接触せず、アーム部１９ａと接触するようになる。このため、上方からＬ型部材１５ｂ（鋼管矢板３ｂ）をＬ型部材１５ａ（鋼管矢板３ａ）に嵌めこむ際に、シール部材２７ａがＬ型部材１５ｂと接触せず、このためＬ型部材１５ｂの挿入性に影響を与えることがなく、作業性に優れる。
【００５９】
一方、図７（ｃ）に示すように、シール部材２７ａのテーパ部２９の下方（水面よりも下方に位置する部位）は、シール部材２７ａはアーム部１９ａ先端より隙間を塞ぐのに十分な長さ分だけ突出しており、基部１７ｂと接触する。このため、シール部材２７ａによってアーム部１９ａと基部１７ｂとの隙間が塞がれる。したがって、コンクリートがこの隙間から流出することがない。
【００６０】
なお、以上の実施例においては、孔２１を水底下部９のみに設け、シール部材２７ａを水底上部１１にのみ設けたが、これに限られない。たとえば、シール部材２７ａを水底下部９にまで設けても良く、また、孔２１を水底上部１１に形成しても良い。孔２１を水底上部１１に形成しても、孔２１の大きさを骨材２５の大きさよりも小さくしたり、シール部材２７ａと組み合わせることで、コンクリートの漏えいを防止することができる。
【００６１】
本実施の形態にかかる鋼管矢板の接合方法によれば、簡易に鋼管矢板同士を接合できるとともに、コンクリートの充填性に優れ、かつ、コンクリートの水中への流出を確実に防止することができる。また、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂで囲まれた断面積が大きいため、接合部において高いせん断耐力を得ることができる。
【００６２】
特に、鋼管矢板３ａ、３ｂ同士の接合を、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂからなる継手１３により行うため、例えば一対のＬ型部材１５ｂを一対のＬ型部材１５ａの間に挿入すれば良く、接合作業性に優れる。また、充填材であるコンクリート２３には骨材２５が含まれ、Ｌ型部材１５ａのアーム部１９ａ先端と、Ｌ型部材１５ｂの基部１７ｂ外面との隙間が、骨材２５の大きさよりも小さいため、この隙間に骨材２５が詰まり、それ以上のコンクリート２３の流出を抑制することができる。
【００６３】
また、Ｌ型部材１５ｂのアーム部１９ｂ先端と、Ｌ型部材１５ａの基部１７ａ内面との隙間が、骨材２５の大きさに対して十分大きいため、コンクリート２３がＬ型部材１５ａ、１５ｂの間の空間に確実に充填される。
【００６４】
また、少なくとも水底下部９においては、基部１７ｂに孔２１を形成すれば、孔２１内にコンクリート２３が回りこみ、コンクリート２３とＬ型部材１５ｂとの付着強度を高めることができる。このため、接合部において高いせん断耐力を得ることができる。また、孔２１の大きさが、骨材２５の大きさに対して十分に大きいため、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂの間の空間へコンクリート２３を打設した際に、孔２１をコンクリート２３が通るため、より確実にコンクリート２３を空間に充填することができる。
【００６５】
また、水底上部１１には、シール部材２７ａが設けられるため、アーム部１９ａ先端と基部１７ｂ外面との隙間からのコンクリート２３の流出をより確実に抑制することができる。したがって、水中へのコンクリート２３の流出による水の汚濁を防止することができる。
【００６６】
また、シール部材２７ａは、上部にテーパ部２９を有するため、Ｌ型部材１５ａにＬ型部材１５ｂを挿入する際に、シール部材２７ａが挿入の妨げになることがなく、テーパ部２９に沿ってＬ型部材１５ｂを挿入することができる。
【００６７】
また、Ｌ型部材１５ａ、１５ｂの内面（コンクリート２３との接触面）には、あらかじめ凹凸が形成されるため、コンクリート２３とＬ型部材１５ａ、１５ｂとの付着強度が向上する。したがって、接合部のせん断耐力が向上する。
【００６８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６９】
１………構造体
３、３ａ、３ｂ………鋼管矢板
５………水底
７………底版
９………水底下部
１１………水底上部
１３………継手
１５ａ、１５ｂ………Ｌ型部材
１７ａ、１７ｂ………基部
１９ａ、１９ｂ………アーム部
２１………孔
２３………コンクリート
２５………骨材
２７ａ、２７ｂ………シール部材
２９………テーパ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管矢板同士を接合する接続構造であって、
一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、
前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材と、
を具備し、
一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、
一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、
前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、
前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることを特徴とする鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項２】
前記第２のＬ型部材の少なくとも一部の側面には、軸方向に所定間隔で複数の孔が設けられることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項３】
前記孔の大きさは、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることを特徴とする請求項２記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項４】
前記第１のＬ型部材の先端部近傍の少なくとも一部には、前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項５】
前記シール部材は、前記第１のＬ型部材の上端から下方に向けて徐々に長さが長くなるテーパ部を有することを特徴とする請求項４記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項６】
前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項７】
複数の鋼管矢板が略鉛直方向に水中に設置され、鋼管矢板同士が継手で接合された構造体であって、
一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材とを具備する接続構造を用い、
一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、
一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、
前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、
前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍よりも大きく、
前記接続構造の、少なくとも水底下への埋設部においては、前記第２のＬ型部材側面に軸方向に所定間隔で孔が設けられ、
前記継手構造の、少なくとも水底よりも上方部においては、前記第１のＬ型部材の外方先端部近傍に前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられることを特徴とする構造体。
【請求項８】
前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されることを特徴とする請求項７記載の構造体。
【請求項１】
鋼管矢板同士を接合する接続構造であって、
一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、
前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材と、
を具備し、
一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、
一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、
前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、
前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることを特徴とする鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項２】
前記第２のＬ型部材の少なくとも一部の側面には、軸方向に所定間隔で複数の孔が設けられることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項３】
前記孔の大きさは、前記骨材の粒の大きさの２倍以上であることを特徴とする請求項２記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項４】
前記第１のＬ型部材の先端部近傍の少なくとも一部には、前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項５】
前記シール部材は、前記第１のＬ型部材の上端から下方に向けて徐々に長さが長くなるテーパ部を有することを特徴とする請求項４記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項６】
前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の鋼管矢板同士の接続構造。
【請求項７】
複数の鋼管矢板が略鉛直方向に水中に設置され、鋼管矢板同士が継手で接合された構造体であって、
一の鋼管本体の側方に互いに内方に向けて接合された一対の第１のＬ型部材と、前記一の鋼管本体と隣り合う他の鋼管本体の側方に、前記第１のＬ型部材と対向するように設けられ、互いに外方に向けて接合された一対の第２のＬ型部材とを具備する接続構造を用い、
一対の前記第２のＬ型部材は、一対の前記第１のＬ型部材に嵌りこみ、
一対の前記第１のＬ型部材および一対の前記第２のＬ型部材とで囲まれた空間には骨材を含むコンクリートが打設され、
前記第１のＬ型部材の先端と前記第２のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさよりも小さく、
前記第２のＬ型部材の先端と前記第１のＬ型部材との隙間は、前記骨材の粒の大きさの２倍よりも大きく、
前記接続構造の、少なくとも水底下への埋設部においては、前記第２のＬ型部材側面に軸方向に所定間隔で孔が設けられ、
前記継手構造の、少なくとも水底よりも上方部においては、前記第１のＬ型部材の外方先端部近傍に前記第２のＬ型部材側に向けて、前記第２のＬ型部材と接触可能なシール部材が設けられることを特徴とする構造体。
【請求項８】
前記第１のＬ型部材および／または前記第２のＬ型部材の前記コンクリートの接触面には凹凸が形成されることを特徴とする請求項７記載の構造体。
【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２０１１−１７６７（Ｐ２０１１−１７６７Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４６２７１（Ｐ２００９−１４６２７１）
【出願日】平成２１年６月１９日（２００９．６．１９）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【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２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１９日（２００９．６．１９）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【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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