鋼製壁および鋼製壁の施工方法
【課題】容易に高い止水性を持たせることができる鋼矢板を連結してなる壁体を鋼管またはＨ形鋼で補強し、かつ、施工が容易な鋼製壁を提供する。
【解決手段】複数のハット形鋼矢板１が継手により連結されて壁体４が設けられている。壁体４を補強する鋼管２が壁体４の長手方向に沿って並べて設けられている。壁体４と鋼管２との間に間隔が設けられている。壁体４の頭部と鋼管２の頭部とがコーピング５により連結されている。壁体４と鋼管２とを施工する際に、壁体４と鋼管２との間には、壁体４のハット形鋼矢板１と鋼管２とが施工中に接触することがない間隔が設定されている。
【解決手段】複数のハット形鋼矢板１が継手により連結されて壁体４が設けられている。壁体４を補強する鋼管２が壁体４の長手方向に沿って並べて設けられている。壁体４と鋼管２との間に間隔が設けられている。壁体４の頭部と鋼管２の頭部とがコーピング５により連結されている。壁体４と鋼管２とを施工する際に、壁体４と鋼管２との間には、壁体４のハット形鋼矢板１と鋼管２とが施工中に接触することがない間隔が設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土留め工、締切工、護岸、埋立、堤防等で用いられる鋼製壁および鋼製壁の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼矢板や鋼管矢板は、土留め工、締切工、護岸、埋立、堤防等の様々な工事で用いられている。鋼矢板と鋼管矢板は求められる剛性によって使い分けられる。一般に鋼矢板は剛性が低くてもよい場面、鋼管矢板は剛性の高いものが要求される場面で使用される。
【０００３】
ここで、鋼管矢板は鋼矢板に比べて継手の余裕量が大きい。したがって、締切工や護岸などを構築する際に止水性が要求される場合には、一般に継手空間に袋詰めセメントモルタルを充填する方法が採用されている。この方法では、河川・港湾等の水辺環境で用いる場合にモルタルを詰める袋が破損するとモルタルが流出してしまう可能性がある。また、袋どうしの隙間が水みちになりうるので、厳しい止水性を求められる用途には必ずしも適さない。
【０００４】
そこで、海面廃棄物処分場などの遮水性護岸等のように、処分場内部の水の漏洩防止が厳しく要求される場合の方策として、鋼管矢板の継手空間に漏れ防止対策が施され、この継手空間にモルタル等の充填剤が直接充填された構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにモルタルを充填する場合は、鋼管矢板を地中に打ち込んだ後、継手内部の土砂をウォータージェット等で排土して、袋詰めモルタルやモルタルを継手内に充填するという作業を行う必要があり、現場作業に手間と時間とを要するという欠点を有している。
【０００５】
これに対し、鋼矢板は、鋼管矢板に比べて剛性は低くなるものの、止水性に優れ、継手分の遊間が小さく、何も対策を行わない状態であっても鋼管矢板と比べて止水性が高い。また、予め継手に膨潤性止水材を塗装しておくことにより、鋼矢板の止水性をさらに高めることもできる。この方法により、上記対策を行った鋼管矢板と同等以上の止水性能を発揮することが可能である上、現場作業の手間の省略が可能になる。
【０００６】
そこで、鋼矢板の剛性を高める技術として、壁体を構成するＵ形（ハット形）鋼矢板にＨ形鋼を一体化して補剛された組合せ鋼矢板を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような構造の組合せ鋼矢板は、断面積が大きくなり、打設時の抵抗が大きくなるため、施工方法が限定される。特に、硬質地盤での施工が難しくなる。
【０００７】
そこで、硬質地盤での施工のために、地盤を掘削するアースオーガ（掘削装置）を用いた工法を適用することが考えられる。しかし、組合せ鋼矢板の断面形状が広い範囲に渡るため、工夫が必要になる。その工夫の一例として、特許文献２の組合せ鋼矢板に類似する構造の組合せ鋼矢板を建て込む場合に、以下のような工法を用いることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。すなわち、前記組合せ鋼矢板の打設時にアースオーガで掘削する範囲と、この組合せ鋼矢板の前に打設された組合せ鋼矢板の建て込み時にアースオーガで掘削された範囲とに跨るように、前記組合せ鋼矢板を打設する工法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７５６７５５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１２９４３号公報
【特許文献３】特許第４０７４２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、鋼製壁としての剛性は、鋼矢板壁より鋼管矢板壁の方が高い。一方、継手における止水性能は、鋼管矢板壁より鋼矢板壁の方が容易に高められる。
そこで、前記特許文献２に示されるように、止水性能を高くし易い鋼矢板壁に形鋼を組み合わせることにより、剛性と高い止水性能とを兼ね備えた鋼製壁を構築できる。
しかし、鋼矢板と形鋼とを組み合わせることにより、断面積が大きくなる。したがって、上述のように、使用可能な施工方法が制限される。
【００１０】
ここで、鋼矢板と形鋼等の補強材とを接合して一体とせずに、鋼矢板と形鋼とを接触した状態として、鋼矢板からなる鋼矢板壁（壁体）を形鋼で補強することが考えられる。この場合には、それぞれを別々に施工することも可能になる。しかし、鋼矢板と補強材とを別々に施工する場合に、先に施工した部材に対して、後から施工する部材を先に施工した部材に接触させた状態で打設すると、鋼矢板と補強材との摺動抵抗により、大きな力が必要になったり、また、騒音や振動が発生する虞がある。施工精度によっては、これら鋼矢板と補強材とのいずれかに変形が生じる可能性もある。また、後から施工する部材を先に施工した部材に接触させた状態で打設するために、後から打設する部材の施工方法が制限される。例えば、補強材としての鋼管を回転圧入することが困難になるとともに、部材を振動させて打設するバイブロ系の施工方法を用いることが困難になる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、容易に高い止水性を持たせることができる鋼矢板を連結してなる壁体を鋼管またはＨ形鋼で補強した構造としながら、施工が容易な鋼製壁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】
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の鋼製壁は、複数の鋼矢板が継手により連結されて壁体が設けられ、前記壁体を補強する鋼管またはＨ形鋼からなる複数の補強材が前記壁体の長手方向に沿って、前記壁体と間隔をあけて並べて設けられ、前記壁体と前記補強材とは、両者の頭部に跨って打設されたコンクリートにより連結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明においては、鋼製壁に土圧や水圧が作用した場合に、壁体の頭部と補強材の頭部とが連結されているので、壁体と補強材との間で荷重伝達が行われる。これにより鋼製壁は、作用する土圧や水圧を壁体と補強材とで分担して受け持つ構造とすることができる。また、壁体の頭部と、補強材の頭部とを連結して固定することにより、壁体と補強材との鉛直方向のずれを規制することができる。これらにより、壁体に発生する曲げモーメントの低減を図ることができる。
【００１４】
施工面においても、壁体と補強材とが離れているので、鋼矢板を地盤に打設するとともに連結して壁体を構築する施工と、補強材を地盤に打設する施工と別々に行うことができるとともに、これら壁体と補強材とが接触していないので、施工が容易になる。すなわち、壁体と補強材との間に間隔を設けることによって、バイブロハンマ工法や、補強材が鋼管の場合は回転圧入工法で施工することも可能である。また、言うまでもなく油圧圧入工法等の静的圧入工法も可能である。このように、施工方法の制約が少ないので、鋼管やＨ形鋼を地盤に打設可能な各種施工方法を状況に応じて選択して用いることができる。
【００１５】
さらに、タイロッド式の壁体構造のような大きな施工スペースを必要としない。また、鋼管と壁体を跨るようにコンクリートが打設されているので、鋼管と壁体との間の天端が陥没する等の危険性が少ない。
【００１６】
請求項２に記載の鋼製壁は、請求項１に記載の発明において、前記壁体と前記補強材とは、前記コンクリートに加えて連結部材によって連結されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明においては、コンクリートに加えて連結部材によっても壁体−補強材間の荷重伝達がなされる。そこで、コンクリートによる連結だけではコンクリート自体の強度が懸念される状況（例えば、壁体−補強材間で大きな引張荷重が伝達される場合）等において、より有利な構造といえる。
【００１８】
請求項３に記載の鋼製壁は、請求項１または２に記載の発明において、前記補強材が前記鋼管であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明においては、鋼管を用いることによって高い剛性を得ることができるとともに、回転圧入工法や中掘り工法を用いることが可能になり、騒音や振動を抑制した施工が容易になる。
【００２０】
請求項４に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体と前記補強材とを施工する際に、前記壁体と前記補強材との間には、前記壁体の前記鋼矢板と前記補強材とが施工中に接触することがない間隔が設定されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明においては、上述の振動、騒音や変形を防止できる可能性が高まる。すなわち、壁体と補強材との間に間隔を設けるものとしても、間隔が狭いと、例えば、補強材を打設する際に、施工中に補強材の打設方向にずれが生じた場合に壁体に補強材が接触してしまい、これが振動、騒音や変形の発生の要因になる可能性があるが、これらの発生を抑制することができる。例えば、施工時に壁体と補強材との間に５０ｍｍ以上の間隔を設けてやれば、補強材の位置や角度にずれが生じるようなことがあっても、壁体と補強材とが接触するのを抑制することができる。
【００２２】
請求項５に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体が、当該壁体の長手方向に凹凸を繰り返す波板状に設けられ、前記壁体と前記補強材との間には、前記補強材の一部が前記壁体の凹部内に入り込んだ状態になる間隔が設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明においては、補強材の一部が波板状の壁体の凹部に入り込んだ状態に配置されるので、壁体と補強材との間に間隔があけられていても、鋼製壁全体の厚さが厚くなるのを防止することができる。
また、壁体の頭部と、補強材の頭部とを連結する部材が大きくなるのを抑制し、コストの低減を図ることができる。
【００２４】
請求項６に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明においては、壁体の両面のうち、相対的に大きな圧力（土圧や水圧）を受ける面の側に補強材が設けられ、壁体と補強材とが圧力を受けることになり、壁体には補強材から離れる方向に荷重が作用することになる。このとき、壁体の頭部と、補強材の頭部とが連結され、壁体と補強材との間で荷重伝達が行われる構造になっているので、壁体と補強材とで荷重を分担して受けることができる。したがって、補強材を壁体の相対的に大きな圧力を受ける側に配置しても壁体に補強材を組み合わせることにより、十分に強度の向上を図ることができる。また、鋼製壁を、例えば護岸や土留め壁等として利用した場合に、補強材が背面側に配置されることになる。したがって、鋼製壁上部の露出する側では、壁体の側面だけが露出し、補強材が隠された状態になるので、外観が煩雑にならず、美観に優れたものになる。
【００２６】
請求項７に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側の反対側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明においては、基本的に壁体に土圧や水圧が作用し、壁体の頭部と、補強材の頭部との連結部分で荷重が壁体から補強材に伝達され、壁体と補強材とで土圧を分担して受けることができる。また、護岸や土留め壁等として用いた場合に、補強材が壁体の前面側すなわち上部が露出する側に配置されることになる。したがって、例えば、施工時に補強材の頭部を露出するための掘削の必要がなく、露出した状態の補強材や補強材と壁体との連結部分の補修を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の鋼製壁は、従来の鋼矢板壁と同様の高い止水性能を得られるとともに、補強材に荷重が伝達されることで壁体に発生する曲げモーメントを低減することができる。また、鋼矢板と鋼管またはＨ形鋼を組み合わせた構造でありながら、それぞれを別に施工することが可能なので、施工を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図２】前記鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図３】地盤中の前記鋼製壁を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図５】地盤中の第２実施形態の前記鋼製壁を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図７】地盤中の第３実施形態の前記鋼製壁を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１から図３に示すように、この実施形態の鋼製壁３は、鋼矢板としてのハット形鋼矢板１と鋼管（補強材）２とを組み合わせて構成されている。複数のハット形鋼矢板１を連結して構成される壁体（矢板壁）４の長手方向に沿って、複数の鋼管２が１列に互いに間隔をあけて並べて配置されている。また、ハット形鋼矢板１および鋼管２がそれらの長手方向が互い平行にされているとともに、それらの長手方向が鉛直方向になっている。
【００３１】
ハット形鋼矢板１は、ウェブ１ａと、ウェブ１ａの両側縁からそれぞれ互いに広がるように斜めに延出する一対のフランジ１ｂと、左右のフランジ１ｂの先端からウェブ１ａと平行に左右に延出する一対のアーム１ｃと、アーム１ｃの先端に設けられた継手１ｄとを備えている。
【００３２】
また、ハット形鋼矢板１と、鋼管２とは接しておらず、ハット形鋼矢板１と、鋼管２との間に間隔があけられた状態になっている。また、鋼管２の径は、ハット形鋼矢板１の幅（有効幅）よりも狭くなっている。この鋼管２は、その一部がハット形鋼矢板１で構成される壁体の一方の側面の谷部分になる凹部に入り込んだ状態になっている。
【００３３】
複数のハット形鋼矢板１は、その継手１ｄどうしを連結して一列に並べられて鋼矢板壁としての上述の壁体４を構築している。また、ハット形鋼矢板１および鋼管２は地盤に打設されている。
【００３４】
この鋼製壁３では、図２および図３に示すようにハット形鋼矢板１からなる壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とがコーピング５により連結されている。すなわち、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とを巻き込んで打設されるコンクリートによりコーピング５が設けられている。このコーピング５になるコンクリート内に壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが入り込んでいることにより、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが連結して固定されている。
また、コーピング５のコンクリートにより、鋼管２の上端開口が閉塞されている。コーピング５は、壁体４の長さ方向に沿って設けられており、一つの壁体４の長さと同様の長さのコーピング５により、全ての鋼管２が壁体４に連結されている。
【００３５】
また、壁体４に対して、鋼管２が土圧がかかる側の反対、すなわち、土圧がかからない側になる前面側に配置されている。
また、この例の鋼製壁３は、例えば、護岸になっており、高い側の地盤面ａに対して低い側の地盤面ｂ側が海、湖、河川等の水側になっている。なお、鋼製壁３は、護岸に限られるものではなく、土留め工、締切工、埋立、堤防等で用いることができる。
【００３６】
ハット形鋼矢板１からなる壁体４と、鋼管２との間には、壁体４（ハット形鋼矢板１）と、鋼管２とを別々に施工した際に、先に施工された壁体４もしくは鋼管２に対して、後から施工する壁体４もしくは鋼管２が施工中に接触しない程度の間隔が設けられている。具体的には、施工時に壁体４と鋼管２との最も互いに接近する部分における間隔が５０ｍｍ以上になっていることが好ましい。なお、６０ｍｍ以上や、７０ｍｍ以上や、８０ｍｍ以上であってもよいが、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部のとの連結にかかるコストや、鋼製壁体の全体の厚さ等を考慮すると、壁体４としての凹凸（山と谷と）を繰り返す波板状の矢板壁の谷側の凹部内に鋼管２の少なくとも一部が入り込んだ状態になる間隔が好ましい。
【００３７】
この場合、例えば、ハット形鋼矢板１の型式等によって、凹部の深さ（ウェブ１ａとアーム１ｃとの間のこれらに直交する方向に沿った距離）が異なるが、例えば、９００ｍｍ幅のハット形鋼矢板の場合、凹部の深さは２００ｍｍから３００ｍｍ程度なので、鋼管２と壁体４のハット形鋼矢板１のウェブ１ａとの間隔をそれ以下とすることが好ましい。
【００３８】
次に、鋼製壁３の施工方法について説明する。
鋼製壁３の施工においては、壁体４を構成するハット形鋼矢板１と、補強材になる鋼管２とをそれぞれ別々に地盤に打設する。
この際にハット形鋼矢板１を先に地盤に打設してもよいし、鋼管２を先に地盤に打設してもよい。また、壁体４が既設の鋼矢板壁であって、これを補強する目的等で鋼管を打設してもよい。
【００３９】
また、ハット形鋼矢板１を順次、先に打設されたハット形鋼矢板１に連結しながら打設する工程と、鋼管２を一列に並べて順次打設していく工程とを並行して行ってもよい。
また、ハット形鋼矢板１の打設においては、先に圧入したハット形鋼矢板１から反力を取ってハット形鋼矢板１を圧入する油圧圧入工法を用いてもいいし、バイブロハンマ工法を用いてもよいし、打設に際してアースオーガによる掘削を行ってもよい。
鋼管２の圧入においても、ハット形鋼矢板１と同様の施工方法を用いることができるとともに、鋼管２の場合には、回転圧入工法や、鋼管２内から地盤を掘削して鋼管２を圧入する中掘り工法を用いてもよい。
【００４０】
この鋼製壁３にあっては、矢板壁である壁体４と補強材としての鋼管２とが施工中に接触しない間隔、例えば、５０ｍｍ以上の間隔をあけて地盤に打設されるので、壁体４と鋼管２が施工中に摺動して振動、騒音や変形が生じるのを抑制することができる。
【００４１】
また、壁体４と鋼管２とが施工中に接触している場合には、例えば、打設時に打設する部材を振動させるバイブロ系の工法や回転圧入工法を採用すると、上述の騒音、振動や変形の可能性が高くなってしまう。それによって、使用可能な施工方法が制限されることになる。それに対して、この実施形態では、施工中に壁体４と鋼管２とが離れているので、施工方法の選択肢が広い。
【００４２】
また、鋼矢板と補強材とを接合して一体化した場合には地盤に打設される部材の断面積が大きくなり、打設が難しくなるが、それに対して、この実施形態の鋼製壁３は、壁体４と鋼管２とが別々に打設されるので、施工を容易にすることができる。また、壁体４と鋼管２とが施工中に接触しないように離れているので、上述のように壁体４と鋼管２とが接触している場合よりさらに施工が容易になる。
【００４３】
鋼矢板１（壁体４）と鋼管２とを打設した後、壁体４の鋼管２とを跨ってコーピング５を打設する。これにより、壁体４の頭部と鋼管２の頭部とが連結される。
【００４４】
この鋼製壁３においては、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが連結されているので、連結部分により、壁体４と鋼管２との間で荷重伝達が可能であり、鋼製壁３が受ける土圧や水圧を、壁体４と鋼管２とが分担して受けることになる。また、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが連結されているので、鋼管２と壁体４との鉛直方向の位置ずれを防止することができる。以上のことから、鋼製壁３では、鋼管２で補強された壁体４に発生する曲げモーメントを単独の鋼矢板壁よりも減少させることができる。また、鋼製壁３の止水性は、鋼矢板壁と同等とすることができ、継手１ｄへのモルタルの充填等を行わなくても継手部分にモルタルが充填された鋼管矢板壁と同等レベルの止水性を得られる。
【００４５】
図３の実施形態では、鋼製壁３において、壁体４の土圧のかかる側の反対、すなわち、土圧のかからない前面側に鋼管２が配置されている。したがって、護岸や土留め工等で用いられた場合に、鋼管２の少なくとも上端部が露出した状態になり、鋼管２の頭部と壁体４の頭部との連結時に掘削を必要としない。また、鋼管２の少なくとも上端部が露出しているので、鋼管２の頭部と壁体４の頭部との連結部分などの補修が容易になる。前述のような既設の鋼矢板壁の補強目的の場合、前面側に鋼管を設置すれば、コーピングを打設する際に掘削を必要としない。さらに、同じ長さの鋼管で補強する場合であっても、背面に設置する場合に比べて、土中に打ち込む長さが短くなり、施工手間とコストを削減することが可能となる。
【００４６】
図１の実施形態では、鋼製壁３が護岸として用いられ、コーピング５によって、鋼管２の頭部と、壁体４の頭部とが連結されている。したがって、コーピング５は、鋼管２の頭部と壁体４の頭部との連結材であるとともに、鋼管２の開口部を塞ぐという機能も備える。この形態では、タイロッドのような専用の連結部材を必ずしも必要としないことから、コストの低減を図ることができる。
【００４７】
この実施形態の鋼製壁３においては、壁体４の上下長さ（ハット形鋼矢板１の長さ）より鋼管２の長さを長くしている。相対的に剛性の高い鋼管２の長さを長くすることによって、鋼管２で土圧を受け持ち、壁体４で土砂の流出を防ぐ役割を持たせるといった自由な設計が可能となり、鋼重や施工コストを低減する事が可能になる。例えば、鋼管２を壁体４より長くし、鋼管２だけを支持層に根入れするものとしてもよい。
なお、後述のように壁体４の上下長さより鋼管２の長さを短くしてもよいし、壁体４の上下長さと鋼管２の長さと同じとしてもよい。鋼管２の長さは、鋼製壁３の強度の観点から決められる。また、壁体４の上下長さが鋼管２の長さと同程度ではボイリング、ヒービングや円弧すべりが懸念される場合は、壁体４の上下長さを、鋼管２に対して長くすればよい。また、地下水の止水のために、壁体４を鋼管２より長くしてもよい。
【００４８】
図３の実施形態では、壁体４の各ハット形鋼矢板１毎（壁体４の凹部毎）に、鋼管２が配置されているが、求められる強度によっては、全てのハット形鋼矢板１に鋼管２を配置する必要はなく、例えば、鋼管２を一つおきや二つおきのハット形鋼矢板１毎（一つおきや二つおきの凹部毎）に、配置するものとしてもよい。但し、鋼管２が壁体４の長手方向に沿って並べられた状態で、鋼管２の配置が略均等になっていることが好ましい。
壁体４の凹部の外側に鋼管２が配置される場合には、鋼管２の配置が壁体４の凹部の配置（ハット形鋼矢板１の配置）に規制されないので、壁体４のハット形鋼矢板１の有効幅に関係なく、鋼管２の壁体４に沿った間隔を自由に設定することができる。例えば、鋼管２の中心間の間隔を、壁体４のハット形鋼矢板１の有効幅より狭くしてもよいし、広くしてもよい。
【００４９】
壁体４を構成する鋼矢板は、ハット形鋼矢板１に限られるものではなく、Ｕ形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板等の各種鋼矢板を用いることができる。
【００５０】
次に、本発明に第２実施形態を説明する。
図４および図５に示す第２実施形態の鋼製壁３１は、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とをコーピング５とともに、連結部材として鋼製の枕材（例えば、所定長さに切断された鋼板や形鋼）６により連結されている。また、鋼管２と壁体４の上下長さを同じにしている。それ以外は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の構成を有する。第１実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
第２実施形態においては、連結部材として鋼製の枕材６（鋼材）が鋼管２の頭部と壁体４の頭部との間に挟まれた状態に設けられ、枕材６が鋼管２と壁体４とに、例えば溶接、ボルト、ドリルねじ等で固定されることによって、鋼管２と壁体４とが離れた状態で、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とが連結されている。
【００５２】
また、第２実施形態においては、上述のように鋼管２の長さと壁体４の上下長さ（ハット形鋼矢板１の長さ）とが略同じとされている。
【００５３】
第２実施形態の鋼製壁３１の施工方法は、次のとおりである。
【００５４】
まず、鋼矢板１及び鋼管２を第１実施形態と同様に打設する。次に、枕材となる鋼材６を、鋼矢板１（壁体４）と鋼管２との間に設置し、溶接、ボルト、ドリルねじ等で鋼矢板１（壁体４）と鋼管２にそれぞれ固定する。その後、第１実施形態と同様に、壁体４と鋼管２に跨ってコーピングを打設する。
【００５５】
第２実施形態の鋼製壁３１においては、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とがコーピング５と枕材６との両方で連結されているので、壁体４に受ける荷重をより確実に鋼管２に伝達することができる。この点と、鋼管２とハット形鋼矢板１とが同じ長さになっていることに基づく効果以外は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の作用効果を奏することができる。
【００５６】
次に、本発明に第３実施形態を説明する。
図６および図７に示す第３実施形態の鋼製壁３２は、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とをコーピング５だけではなく連結部材として一対の板材７を用いて連結し、かつ、鋼管２より壁体４の上下長さを長くし、かつ、鋼管２を壁体４の土圧がかかる背面側に配置した以外は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の構成を有する。第１実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
第３実施形態においては、鋼製の板材７が鋼管２の頭部と壁体４の頭部との間に挟まれた状態に設けられ、板材７が鋼管２と壁体４とにそれぞれ溶接やボルト等で固定されることにより、鋼管２と壁体４とが離れた状態で、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とが連結されている。さらに、板材７で連結された鋼管２の頭部と壁体４の頭部とを跨って、コンクリートで巻き込んでコーピング５を設けることにより、コーピング５によっても鋼管２の頭部と壁体４の頭部とを連結している。
【００５８】
また、第３実施形態においては、上述のように鋼管２の長さより壁体４の上下長さ（ハット形鋼矢板１の長さ）を長くしている。
この第３実施形態の鋼製壁３２においては、コーピング５を設ける前に、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とを板材７で締結する以外は、第１実施形態の鋼製壁の施工方法と同様の施工方法で施工することができる。ただし、地盤ａ側に鋼管を打設するため、打設前の地盤の掘削量は第１又は第２実施形態よりも多くなる。
【００５９】
この第３実施形態の鋼製壁３２においては、壁体４の上下長さを鋼管２より長くしていることにより、ボイリング、ヒービングや円弧すべりの防止を図ったり、地下水の止水を図ったりすることができる。また、コーピング５による連結に加えて板材７による連結を行うことによって、鋼管２の頭部と、壁体４の頭部との連結部分の強度を高めることができる。特に、この構造では、壁体４と鋼管２との間には引張荷重が働くので、鋼製の板材７による連結がさらに有効である。
また、壁体４の背面側に鋼管２を設けることによって、鋼管２を壁体４の前側に露出させずに隠すことができるので、鋼製壁３２の美観を高めることができる。
第３実施形態の鋼製壁３２では、連結部分の構造、鋼管２と壁体４の長さ、壁体４に対する鋼管２の配置に基づく作用効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６０】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図８に示すように、第４実施形態の鋼製壁３３は、補強材を鋼管２に代えてＨ形鋼９としたものであり、それ以外の構成は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の構成になっており、同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
第４実施形態の鋼製壁３３は、補強材としてＨ形鋼９を用いたものである。Ｈ形鋼９は、ハット形鋼矢板１が連接された壁体４の長手方向に沿って、第１実施形態の鋼管２の場合と同様に間隔をあけて一列に並んで配置されている。また、Ｈ形鋼９と壁体４との間には、第１実施形態の鋼管２の場合と同様に間隔が設けられている。また、Ｈ形鋼９は、壁体４の長手方向に対して、ウェブ９ａが直交するように配置されている。したがって、フランジ９ｂは、壁体４の長手方向に平行になっている。
【００６２】
この壁体４の頭部と、Ｈ形鋼９の頭部とが連結されている。鋼製壁３３と補強材としてのＨ形鋼９との連結方法は、第１実施形態から第３実施形態と同様の方法を用いることができる。すなわち、コーピング５よる連結や鋼材を介して溶接やボルトによる締結や、これらの連結の組み合わせによって、壁体４の頭部とＨ形鋼９の頭部とを連結することができる。
壁体４の長さとＨ形鋼９の長さとの関係、壁体４に対するＨ形鋼９の配置（壁体４とＨ形鋼９の間隔を含む）等の補強材を鋼管２に代えてＨ形鋼９とした以外の構成は、第１実施形態から第３実施形態と同様とすることができる。
【００６３】
鋼製壁３３の施工方法においては、Ｈ形鋼９を中掘り工法や回転圧入工法で施工することができないことを除いて、第１実施形態から第３実施形態の鋼製壁の施工方法と同様とすることができる。
第４実施形態の鋼製壁３３は、鋼管２による作用効果以外は、第１実施形態から第３実施形態の鋼製壁３と同様の作用効果を奏することができる。
【００６４】
なお、既設の鋼矢板壁を壁体４とし、この壁体４に対して、鋼管２やＨ形鋼９を打設することによって、鋼製壁３，３１，３２，３３を構築するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ ハット形鋼矢板（鋼矢板）
１ｄ 継手
２ 鋼管（補強材）
３ 鋼製壁
５ コーピング
３１ 鋼製壁
３２ 鋼製壁
３３ 鋼製壁
９ Ｈ形鋼（補強材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土留め工、締切工、護岸、埋立、堤防等で用いられる鋼製壁および鋼製壁の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼矢板や鋼管矢板は、土留め工、締切工、護岸、埋立、堤防等の様々な工事で用いられている。鋼矢板と鋼管矢板は求められる剛性によって使い分けられる。一般に鋼矢板は剛性が低くてもよい場面、鋼管矢板は剛性の高いものが要求される場面で使用される。
【０００３】
ここで、鋼管矢板は鋼矢板に比べて継手の余裕量が大きい。したがって、締切工や護岸などを構築する際に止水性が要求される場合には、一般に継手空間に袋詰めセメントモルタルを充填する方法が採用されている。この方法では、河川・港湾等の水辺環境で用いる場合にモルタルを詰める袋が破損するとモルタルが流出してしまう可能性がある。また、袋どうしの隙間が水みちになりうるので、厳しい止水性を求められる用途には必ずしも適さない。
【０００４】
そこで、海面廃棄物処分場などの遮水性護岸等のように、処分場内部の水の漏洩防止が厳しく要求される場合の方策として、鋼管矢板の継手空間に漏れ防止対策が施され、この継手空間にモルタル等の充填剤が直接充填された構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにモルタルを充填する場合は、鋼管矢板を地中に打ち込んだ後、継手内部の土砂をウォータージェット等で排土して、袋詰めモルタルやモルタルを継手内に充填するという作業を行う必要があり、現場作業に手間と時間とを要するという欠点を有している。
【０００５】
これに対し、鋼矢板は、鋼管矢板に比べて剛性は低くなるものの、止水性に優れ、継手分の遊間が小さく、何も対策を行わない状態であっても鋼管矢板と比べて止水性が高い。また、予め継手に膨潤性止水材を塗装しておくことにより、鋼矢板の止水性をさらに高めることもできる。この方法により、上記対策を行った鋼管矢板と同等以上の止水性能を発揮することが可能である上、現場作業の手間の省略が可能になる。
【０００６】
そこで、鋼矢板の剛性を高める技術として、壁体を構成するＵ形（ハット形）鋼矢板にＨ形鋼を一体化して補剛された組合せ鋼矢板を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような構造の組合せ鋼矢板は、断面積が大きくなり、打設時の抵抗が大きくなるため、施工方法が限定される。特に、硬質地盤での施工が難しくなる。
【０００７】
そこで、硬質地盤での施工のために、地盤を掘削するアースオーガ（掘削装置）を用いた工法を適用することが考えられる。しかし、組合せ鋼矢板の断面形状が広い範囲に渡るため、工夫が必要になる。その工夫の一例として、特許文献２の組合せ鋼矢板に類似する構造の組合せ鋼矢板を建て込む場合に、以下のような工法を用いることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。すなわち、前記組合せ鋼矢板の打設時にアースオーガで掘削する範囲と、この組合せ鋼矢板の前に打設された組合せ鋼矢板の建て込み時にアースオーガで掘削された範囲とに跨るように、前記組合せ鋼矢板を打設する工法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７５６７５５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１２９４３号公報
【特許文献３】特許第４０７４２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、鋼製壁としての剛性は、鋼矢板壁より鋼管矢板壁の方が高い。一方、継手における止水性能は、鋼管矢板壁より鋼矢板壁の方が容易に高められる。
そこで、前記特許文献２に示されるように、止水性能を高くし易い鋼矢板壁に形鋼を組み合わせることにより、剛性と高い止水性能とを兼ね備えた鋼製壁を構築できる。
しかし、鋼矢板と形鋼とを組み合わせることにより、断面積が大きくなる。したがって、上述のように、使用可能な施工方法が制限される。
【００１０】
ここで、鋼矢板と形鋼等の補強材とを接合して一体とせずに、鋼矢板と形鋼とを接触した状態として、鋼矢板からなる鋼矢板壁（壁体）を形鋼で補強することが考えられる。この場合には、それぞれを別々に施工することも可能になる。しかし、鋼矢板と補強材とを別々に施工する場合に、先に施工した部材に対して、後から施工する部材を先に施工した部材に接触させた状態で打設すると、鋼矢板と補強材との摺動抵抗により、大きな力が必要になったり、また、騒音や振動が発生する虞がある。施工精度によっては、これら鋼矢板と補強材とのいずれかに変形が生じる可能性もある。また、後から施工する部材を先に施工した部材に接触させた状態で打設するために、後から打設する部材の施工方法が制限される。例えば、補強材としての鋼管を回転圧入することが困難になるとともに、部材を振動させて打設するバイブロ系の施工方法を用いることが困難になる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、容易に高い止水性を持たせることができる鋼矢板を連結してなる壁体を鋼管またはＨ形鋼で補強した構造としながら、施工が容易な鋼製壁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】
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の鋼製壁は、複数の鋼矢板が継手により連結されて壁体が設けられ、前記壁体を補強する鋼管またはＨ形鋼からなる複数の補強材が前記壁体の長手方向に沿って、前記壁体と間隔をあけて並べて設けられ、前記壁体と前記補強材とは、両者の頭部に跨って打設されたコンクリートにより連結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明においては、鋼製壁に土圧や水圧が作用した場合に、壁体の頭部と補強材の頭部とが連結されているので、壁体と補強材との間で荷重伝達が行われる。これにより鋼製壁は、作用する土圧や水圧を壁体と補強材とで分担して受け持つ構造とすることができる。また、壁体の頭部と、補強材の頭部とを連結して固定することにより、壁体と補強材との鉛直方向のずれを規制することができる。これらにより、壁体に発生する曲げモーメントの低減を図ることができる。
【００１４】
施工面においても、壁体と補強材とが離れているので、鋼矢板を地盤に打設するとともに連結して壁体を構築する施工と、補強材を地盤に打設する施工と別々に行うことができるとともに、これら壁体と補強材とが接触していないので、施工が容易になる。すなわち、壁体と補強材との間に間隔を設けることによって、バイブロハンマ工法や、補強材が鋼管の場合は回転圧入工法で施工することも可能である。また、言うまでもなく油圧圧入工法等の静的圧入工法も可能である。このように、施工方法の制約が少ないので、鋼管やＨ形鋼を地盤に打設可能な各種施工方法を状況に応じて選択して用いることができる。
【００１５】
さらに、タイロッド式の壁体構造のような大きな施工スペースを必要としない。また、鋼管と壁体を跨るようにコンクリートが打設されているので、鋼管と壁体との間の天端が陥没する等の危険性が少ない。
【００１６】
請求項２に記載の鋼製壁は、請求項１に記載の発明において、前記壁体と前記補強材とは、前記コンクリートに加えて連結部材によって連結されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明においては、コンクリートに加えて連結部材によっても壁体−補強材間の荷重伝達がなされる。そこで、コンクリートによる連結だけではコンクリート自体の強度が懸念される状況（例えば、壁体−補強材間で大きな引張荷重が伝達される場合）等において、より有利な構造といえる。
【００１８】
請求項３に記載の鋼製壁は、請求項１または２に記載の発明において、前記補強材が前記鋼管であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明においては、鋼管を用いることによって高い剛性を得ることができるとともに、回転圧入工法や中掘り工法を用いることが可能になり、騒音や振動を抑制した施工が容易になる。
【００２０】
請求項４に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体と前記補強材とを施工する際に、前記壁体と前記補強材との間には、前記壁体の前記鋼矢板と前記補強材とが施工中に接触することがない間隔が設定されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明においては、上述の振動、騒音や変形を防止できる可能性が高まる。すなわち、壁体と補強材との間に間隔を設けるものとしても、間隔が狭いと、例えば、補強材を打設する際に、施工中に補強材の打設方向にずれが生じた場合に壁体に補強材が接触してしまい、これが振動、騒音や変形の発生の要因になる可能性があるが、これらの発生を抑制することができる。例えば、施工時に壁体と補強材との間に５０ｍｍ以上の間隔を設けてやれば、補強材の位置や角度にずれが生じるようなことがあっても、壁体と補強材とが接触するのを抑制することができる。
【００２２】
請求項５に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体が、当該壁体の長手方向に凹凸を繰り返す波板状に設けられ、前記壁体と前記補強材との間には、前記補強材の一部が前記壁体の凹部内に入り込んだ状態になる間隔が設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明においては、補強材の一部が波板状の壁体の凹部に入り込んだ状態に配置されるので、壁体と補強材との間に間隔があけられていても、鋼製壁全体の厚さが厚くなるのを防止することができる。
また、壁体の頭部と、補強材の頭部とを連結する部材が大きくなるのを抑制し、コストの低減を図ることができる。
【００２４】
請求項６に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明においては、壁体の両面のうち、相対的に大きな圧力（土圧や水圧）を受ける面の側に補強材が設けられ、壁体と補強材とが圧力を受けることになり、壁体には補強材から離れる方向に荷重が作用することになる。このとき、壁体の頭部と、補強材の頭部とが連結され、壁体と補強材との間で荷重伝達が行われる構造になっているので、壁体と補強材とで荷重を分担して受けることができる。したがって、補強材を壁体の相対的に大きな圧力を受ける側に配置しても壁体に補強材を組み合わせることにより、十分に強度の向上を図ることができる。また、鋼製壁を、例えば護岸や土留め壁等として利用した場合に、補強材が背面側に配置されることになる。したがって、鋼製壁上部の露出する側では、壁体の側面だけが露出し、補強材が隠された状態になるので、外観が煩雑にならず、美観に優れたものになる。
【００２６】
請求項７に記載の鋼製壁は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側の反対側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明においては、基本的に壁体に土圧や水圧が作用し、壁体の頭部と、補強材の頭部との連結部分で荷重が壁体から補強材に伝達され、壁体と補強材とで土圧を分担して受けることができる。また、護岸や土留め壁等として用いた場合に、補強材が壁体の前面側すなわち上部が露出する側に配置されることになる。したがって、例えば、施工時に補強材の頭部を露出するための掘削の必要がなく、露出した状態の補強材や補強材と壁体との連結部分の補修を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の鋼製壁は、従来の鋼矢板壁と同様の高い止水性能を得られるとともに、補強材に荷重が伝達されることで壁体に発生する曲げモーメントを低減することができる。また、鋼矢板と鋼管またはＨ形鋼を組み合わせた構造でありながら、それぞれを別に施工することが可能なので、施工を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図２】前記鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図３】地盤中の前記鋼製壁を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図５】地盤中の第２実施形態の前記鋼製壁を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【図７】地盤中の第３実施形態の前記鋼製壁を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る鋼製壁を示す要部概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１から図３に示すように、この実施形態の鋼製壁３は、鋼矢板としてのハット形鋼矢板１と鋼管（補強材）２とを組み合わせて構成されている。複数のハット形鋼矢板１を連結して構成される壁体（矢板壁）４の長手方向に沿って、複数の鋼管２が１列に互いに間隔をあけて並べて配置されている。また、ハット形鋼矢板１および鋼管２がそれらの長手方向が互い平行にされているとともに、それらの長手方向が鉛直方向になっている。
【００３１】
ハット形鋼矢板１は、ウェブ１ａと、ウェブ１ａの両側縁からそれぞれ互いに広がるように斜めに延出する一対のフランジ１ｂと、左右のフランジ１ｂの先端からウェブ１ａと平行に左右に延出する一対のアーム１ｃと、アーム１ｃの先端に設けられた継手１ｄとを備えている。
【００３２】
また、ハット形鋼矢板１と、鋼管２とは接しておらず、ハット形鋼矢板１と、鋼管２との間に間隔があけられた状態になっている。また、鋼管２の径は、ハット形鋼矢板１の幅（有効幅）よりも狭くなっている。この鋼管２は、その一部がハット形鋼矢板１で構成される壁体の一方の側面の谷部分になる凹部に入り込んだ状態になっている。
【００３３】
複数のハット形鋼矢板１は、その継手１ｄどうしを連結して一列に並べられて鋼矢板壁としての上述の壁体４を構築している。また、ハット形鋼矢板１および鋼管２は地盤に打設されている。
【００３４】
この鋼製壁３では、図２および図３に示すようにハット形鋼矢板１からなる壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とがコーピング５により連結されている。すなわち、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とを巻き込んで打設されるコンクリートによりコーピング５が設けられている。このコーピング５になるコンクリート内に壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが入り込んでいることにより、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが連結して固定されている。
また、コーピング５のコンクリートにより、鋼管２の上端開口が閉塞されている。コーピング５は、壁体４の長さ方向に沿って設けられており、一つの壁体４の長さと同様の長さのコーピング５により、全ての鋼管２が壁体４に連結されている。
【００３５】
また、壁体４に対して、鋼管２が土圧がかかる側の反対、すなわち、土圧がかからない側になる前面側に配置されている。
また、この例の鋼製壁３は、例えば、護岸になっており、高い側の地盤面ａに対して低い側の地盤面ｂ側が海、湖、河川等の水側になっている。なお、鋼製壁３は、護岸に限られるものではなく、土留め工、締切工、埋立、堤防等で用いることができる。
【００３６】
ハット形鋼矢板１からなる壁体４と、鋼管２との間には、壁体４（ハット形鋼矢板１）と、鋼管２とを別々に施工した際に、先に施工された壁体４もしくは鋼管２に対して、後から施工する壁体４もしくは鋼管２が施工中に接触しない程度の間隔が設けられている。具体的には、施工時に壁体４と鋼管２との最も互いに接近する部分における間隔が５０ｍｍ以上になっていることが好ましい。なお、６０ｍｍ以上や、７０ｍｍ以上や、８０ｍｍ以上であってもよいが、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部のとの連結にかかるコストや、鋼製壁体の全体の厚さ等を考慮すると、壁体４としての凹凸（山と谷と）を繰り返す波板状の矢板壁の谷側の凹部内に鋼管２の少なくとも一部が入り込んだ状態になる間隔が好ましい。
【００３７】
この場合、例えば、ハット形鋼矢板１の型式等によって、凹部の深さ（ウェブ１ａとアーム１ｃとの間のこれらに直交する方向に沿った距離）が異なるが、例えば、９００ｍｍ幅のハット形鋼矢板の場合、凹部の深さは２００ｍｍから３００ｍｍ程度なので、鋼管２と壁体４のハット形鋼矢板１のウェブ１ａとの間隔をそれ以下とすることが好ましい。
【００３８】
次に、鋼製壁３の施工方法について説明する。
鋼製壁３の施工においては、壁体４を構成するハット形鋼矢板１と、補強材になる鋼管２とをそれぞれ別々に地盤に打設する。
この際にハット形鋼矢板１を先に地盤に打設してもよいし、鋼管２を先に地盤に打設してもよい。また、壁体４が既設の鋼矢板壁であって、これを補強する目的等で鋼管を打設してもよい。
【００３９】
また、ハット形鋼矢板１を順次、先に打設されたハット形鋼矢板１に連結しながら打設する工程と、鋼管２を一列に並べて順次打設していく工程とを並行して行ってもよい。
また、ハット形鋼矢板１の打設においては、先に圧入したハット形鋼矢板１から反力を取ってハット形鋼矢板１を圧入する油圧圧入工法を用いてもいいし、バイブロハンマ工法を用いてもよいし、打設に際してアースオーガによる掘削を行ってもよい。
鋼管２の圧入においても、ハット形鋼矢板１と同様の施工方法を用いることができるとともに、鋼管２の場合には、回転圧入工法や、鋼管２内から地盤を掘削して鋼管２を圧入する中掘り工法を用いてもよい。
【００４０】
この鋼製壁３にあっては、矢板壁である壁体４と補強材としての鋼管２とが施工中に接触しない間隔、例えば、５０ｍｍ以上の間隔をあけて地盤に打設されるので、壁体４と鋼管２が施工中に摺動して振動、騒音や変形が生じるのを抑制することができる。
【００４１】
また、壁体４と鋼管２とが施工中に接触している場合には、例えば、打設時に打設する部材を振動させるバイブロ系の工法や回転圧入工法を採用すると、上述の騒音、振動や変形の可能性が高くなってしまう。それによって、使用可能な施工方法が制限されることになる。それに対して、この実施形態では、施工中に壁体４と鋼管２とが離れているので、施工方法の選択肢が広い。
【００４２】
また、鋼矢板と補強材とを接合して一体化した場合には地盤に打設される部材の断面積が大きくなり、打設が難しくなるが、それに対して、この実施形態の鋼製壁３は、壁体４と鋼管２とが別々に打設されるので、施工を容易にすることができる。また、壁体４と鋼管２とが施工中に接触しないように離れているので、上述のように壁体４と鋼管２とが接触している場合よりさらに施工が容易になる。
【００４３】
鋼矢板１（壁体４）と鋼管２とを打設した後、壁体４の鋼管２とを跨ってコーピング５を打設する。これにより、壁体４の頭部と鋼管２の頭部とが連結される。
【００４４】
この鋼製壁３においては、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが連結されているので、連結部分により、壁体４と鋼管２との間で荷重伝達が可能であり、鋼製壁３が受ける土圧や水圧を、壁体４と鋼管２とが分担して受けることになる。また、壁体４の頭部と、鋼管２の頭部とが連結されているので、鋼管２と壁体４との鉛直方向の位置ずれを防止することができる。以上のことから、鋼製壁３では、鋼管２で補強された壁体４に発生する曲げモーメントを単独の鋼矢板壁よりも減少させることができる。また、鋼製壁３の止水性は、鋼矢板壁と同等とすることができ、継手１ｄへのモルタルの充填等を行わなくても継手部分にモルタルが充填された鋼管矢板壁と同等レベルの止水性を得られる。
【００４５】
図３の実施形態では、鋼製壁３において、壁体４の土圧のかかる側の反対、すなわち、土圧のかからない前面側に鋼管２が配置されている。したがって、護岸や土留め工等で用いられた場合に、鋼管２の少なくとも上端部が露出した状態になり、鋼管２の頭部と壁体４の頭部との連結時に掘削を必要としない。また、鋼管２の少なくとも上端部が露出しているので、鋼管２の頭部と壁体４の頭部との連結部分などの補修が容易になる。前述のような既設の鋼矢板壁の補強目的の場合、前面側に鋼管を設置すれば、コーピングを打設する際に掘削を必要としない。さらに、同じ長さの鋼管で補強する場合であっても、背面に設置する場合に比べて、土中に打ち込む長さが短くなり、施工手間とコストを削減することが可能となる。
【００４６】
図１の実施形態では、鋼製壁３が護岸として用いられ、コーピング５によって、鋼管２の頭部と、壁体４の頭部とが連結されている。したがって、コーピング５は、鋼管２の頭部と壁体４の頭部との連結材であるとともに、鋼管２の開口部を塞ぐという機能も備える。この形態では、タイロッドのような専用の連結部材を必ずしも必要としないことから、コストの低減を図ることができる。
【００４７】
この実施形態の鋼製壁３においては、壁体４の上下長さ（ハット形鋼矢板１の長さ）より鋼管２の長さを長くしている。相対的に剛性の高い鋼管２の長さを長くすることによって、鋼管２で土圧を受け持ち、壁体４で土砂の流出を防ぐ役割を持たせるといった自由な設計が可能となり、鋼重や施工コストを低減する事が可能になる。例えば、鋼管２を壁体４より長くし、鋼管２だけを支持層に根入れするものとしてもよい。
なお、後述のように壁体４の上下長さより鋼管２の長さを短くしてもよいし、壁体４の上下長さと鋼管２の長さと同じとしてもよい。鋼管２の長さは、鋼製壁３の強度の観点から決められる。また、壁体４の上下長さが鋼管２の長さと同程度ではボイリング、ヒービングや円弧すべりが懸念される場合は、壁体４の上下長さを、鋼管２に対して長くすればよい。また、地下水の止水のために、壁体４を鋼管２より長くしてもよい。
【００４８】
図３の実施形態では、壁体４の各ハット形鋼矢板１毎（壁体４の凹部毎）に、鋼管２が配置されているが、求められる強度によっては、全てのハット形鋼矢板１に鋼管２を配置する必要はなく、例えば、鋼管２を一つおきや二つおきのハット形鋼矢板１毎（一つおきや二つおきの凹部毎）に、配置するものとしてもよい。但し、鋼管２が壁体４の長手方向に沿って並べられた状態で、鋼管２の配置が略均等になっていることが好ましい。
壁体４の凹部の外側に鋼管２が配置される場合には、鋼管２の配置が壁体４の凹部の配置（ハット形鋼矢板１の配置）に規制されないので、壁体４のハット形鋼矢板１の有効幅に関係なく、鋼管２の壁体４に沿った間隔を自由に設定することができる。例えば、鋼管２の中心間の間隔を、壁体４のハット形鋼矢板１の有効幅より狭くしてもよいし、広くしてもよい。
【００４９】
壁体４を構成する鋼矢板は、ハット形鋼矢板１に限られるものではなく、Ｕ形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板等の各種鋼矢板を用いることができる。
【００５０】
次に、本発明に第２実施形態を説明する。
図４および図５に示す第２実施形態の鋼製壁３１は、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とをコーピング５とともに、連結部材として鋼製の枕材（例えば、所定長さに切断された鋼板や形鋼）６により連結されている。また、鋼管２と壁体４の上下長さを同じにしている。それ以外は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の構成を有する。第１実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
第２実施形態においては、連結部材として鋼製の枕材６（鋼材）が鋼管２の頭部と壁体４の頭部との間に挟まれた状態に設けられ、枕材６が鋼管２と壁体４とに、例えば溶接、ボルト、ドリルねじ等で固定されることによって、鋼管２と壁体４とが離れた状態で、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とが連結されている。
【００５２】
また、第２実施形態においては、上述のように鋼管２の長さと壁体４の上下長さ（ハット形鋼矢板１の長さ）とが略同じとされている。
【００５３】
第２実施形態の鋼製壁３１の施工方法は、次のとおりである。
【００５４】
まず、鋼矢板１及び鋼管２を第１実施形態と同様に打設する。次に、枕材となる鋼材６を、鋼矢板１（壁体４）と鋼管２との間に設置し、溶接、ボルト、ドリルねじ等で鋼矢板１（壁体４）と鋼管２にそれぞれ固定する。その後、第１実施形態と同様に、壁体４と鋼管２に跨ってコーピングを打設する。
【００５５】
第２実施形態の鋼製壁３１においては、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とがコーピング５と枕材６との両方で連結されているので、壁体４に受ける荷重をより確実に鋼管２に伝達することができる。この点と、鋼管２とハット形鋼矢板１とが同じ長さになっていることに基づく効果以外は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の作用効果を奏することができる。
【００５６】
次に、本発明に第３実施形態を説明する。
図６および図７に示す第３実施形態の鋼製壁３２は、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とをコーピング５だけではなく連結部材として一対の板材７を用いて連結し、かつ、鋼管２より壁体４の上下長さを長くし、かつ、鋼管２を壁体４の土圧がかかる背面側に配置した以外は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の構成を有する。第１実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
第３実施形態においては、鋼製の板材７が鋼管２の頭部と壁体４の頭部との間に挟まれた状態に設けられ、板材７が鋼管２と壁体４とにそれぞれ溶接やボルト等で固定されることにより、鋼管２と壁体４とが離れた状態で、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とが連結されている。さらに、板材７で連結された鋼管２の頭部と壁体４の頭部とを跨って、コンクリートで巻き込んでコーピング５を設けることにより、コーピング５によっても鋼管２の頭部と壁体４の頭部とを連結している。
【００５８】
また、第３実施形態においては、上述のように鋼管２の長さより壁体４の上下長さ（ハット形鋼矢板１の長さ）を長くしている。
この第３実施形態の鋼製壁３２においては、コーピング５を設ける前に、鋼管２の頭部と壁体４の頭部とを板材７で締結する以外は、第１実施形態の鋼製壁の施工方法と同様の施工方法で施工することができる。ただし、地盤ａ側に鋼管を打設するため、打設前の地盤の掘削量は第１又は第２実施形態よりも多くなる。
【００５９】
この第３実施形態の鋼製壁３２においては、壁体４の上下長さを鋼管２より長くしていることにより、ボイリング、ヒービングや円弧すべりの防止を図ったり、地下水の止水を図ったりすることができる。また、コーピング５による連結に加えて板材７による連結を行うことによって、鋼管２の頭部と、壁体４の頭部との連結部分の強度を高めることができる。特に、この構造では、壁体４と鋼管２との間には引張荷重が働くので、鋼製の板材７による連結がさらに有効である。
また、壁体４の背面側に鋼管２を設けることによって、鋼管２を壁体４の前側に露出させずに隠すことができるので、鋼製壁３２の美観を高めることができる。
第３実施形態の鋼製壁３２では、連結部分の構造、鋼管２と壁体４の長さ、壁体４に対する鋼管２の配置に基づく作用効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６０】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図８に示すように、第４実施形態の鋼製壁３３は、補強材を鋼管２に代えてＨ形鋼９としたものであり、それ以外の構成は、第１実施形態の鋼製壁３と同様の構成になっており、同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
第４実施形態の鋼製壁３３は、補強材としてＨ形鋼９を用いたものである。Ｈ形鋼９は、ハット形鋼矢板１が連接された壁体４の長手方向に沿って、第１実施形態の鋼管２の場合と同様に間隔をあけて一列に並んで配置されている。また、Ｈ形鋼９と壁体４との間には、第１実施形態の鋼管２の場合と同様に間隔が設けられている。また、Ｈ形鋼９は、壁体４の長手方向に対して、ウェブ９ａが直交するように配置されている。したがって、フランジ９ｂは、壁体４の長手方向に平行になっている。
【００６２】
この壁体４の頭部と、Ｈ形鋼９の頭部とが連結されている。鋼製壁３３と補強材としてのＨ形鋼９との連結方法は、第１実施形態から第３実施形態と同様の方法を用いることができる。すなわち、コーピング５よる連結や鋼材を介して溶接やボルトによる締結や、これらの連結の組み合わせによって、壁体４の頭部とＨ形鋼９の頭部とを連結することができる。
壁体４の長さとＨ形鋼９の長さとの関係、壁体４に対するＨ形鋼９の配置（壁体４とＨ形鋼９の間隔を含む）等の補強材を鋼管２に代えてＨ形鋼９とした以外の構成は、第１実施形態から第３実施形態と同様とすることができる。
【００６３】
鋼製壁３３の施工方法においては、Ｈ形鋼９を中掘り工法や回転圧入工法で施工することができないことを除いて、第１実施形態から第３実施形態の鋼製壁の施工方法と同様とすることができる。
第４実施形態の鋼製壁３３は、鋼管２による作用効果以外は、第１実施形態から第３実施形態の鋼製壁３と同様の作用効果を奏することができる。
【００６４】
なお、既設の鋼矢板壁を壁体４とし、この壁体４に対して、鋼管２やＨ形鋼９を打設することによって、鋼製壁３，３１，３２，３３を構築するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ ハット形鋼矢板（鋼矢板）
１ｄ 継手
２ 鋼管（補強材）
３ 鋼製壁
５ コーピング
３１ 鋼製壁
３２ 鋼製壁
３３ 鋼製壁
９ Ｈ形鋼（補強材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼矢板が継手により連結されて壁体が設けられ、
前記壁体を補強する鋼管またはＨ形鋼からなる複数の補強材が前記壁体の長手方向に沿って、前記壁体と間隔をあけて並べて設けられ、
前記壁体と前記補強材とは、両者の頭部に跨って打設されたコンクリートにより連結されていることを特徴とする鋼製壁。
【請求項２】
前記壁体と前記補強材とは、前記コンクリートに加えて連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼製壁。
【請求項３】
前記補強材が前記鋼管であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼製壁。
【請求項４】
前記壁体と前記補強材とを施工する際に、前記壁体と前記補強材との間には、前記壁体の前記鋼矢板と前記補強材とが施工中に接触することがない間隔が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項５】
前記壁体が、当該壁体の長手方向に凹凸を繰り返す波板状に設けられ、前記壁体と前記補強材との間には、前記補強材の一部が前記壁体の凹部内に入り込んだ状態になる間隔が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項６】
前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項７】
前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側の反対側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項１】
複数の鋼矢板が継手により連結されて壁体が設けられ、
前記壁体を補強する鋼管またはＨ形鋼からなる複数の補強材が前記壁体の長手方向に沿って、前記壁体と間隔をあけて並べて設けられ、
前記壁体と前記補強材とは、両者の頭部に跨って打設されたコンクリートにより連結されていることを特徴とする鋼製壁。
【請求項２】
前記壁体と前記補強材とは、前記コンクリートに加えて連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼製壁。
【請求項３】
前記補強材が前記鋼管であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼製壁。
【請求項４】
前記壁体と前記補強材とを施工する際に、前記壁体と前記補強材との間には、前記壁体の前記鋼矢板と前記補強材とが施工中に接触することがない間隔が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項５】
前記壁体が、当該壁体の長手方向に凹凸を繰り返す波板状に設けられ、前記壁体と前記補強材との間には、前記補強材の一部が前記壁体の凹部内に入り込んだ状態になる間隔が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項６】
前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【請求項７】
前記壁体の相対的に大きな圧力を受ける側の反対側に、前記補強材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼製壁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０２４９７（Ｐ２０１２−１０２４９７Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５０５０９（Ｐ２０１０−２５０５０９）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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