(57)【要約】【要  約】【課  題】    施工機械を大型化せずに支持力を増大させる狭隘地において好適な支持杭構造およびその施工方法を実現する。【解決手段】  ２枚のＵ形鋼矢板１、２を向かい合わせ、接合部材４により継手部を接合して少なくとも長さ方向先端部において閉断面を構成する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚またはそれ以上のＵ形鋼矢板を向かい合わせ、このＵ形鋼矢板の継手部を嵌合爪を用いて接合して、前記Ｕ形鋼矢板の少なくとも長さ方向先端部において閉断面を構成したことを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造。
【請求項２】
２枚またはそれ以上のＵ形鋼矢板を向かい合わせ、このＵ形鋼矢板の継手部を寸法および取り付け位置を変更自在な接合部材を用いて接合して、前記Ｕ形鋼矢板の少なくとも長さ方向先端部において閉断面を構成したことを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造。
【請求項３】
Ｕ形鋼矢板を１枚ずつ打設して、請求項１または２に記載のＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造を施工することを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木、建築等の構造物を支持する杭基礎のうち、現場での施工よりも前に杭体を工場で製造する、いわゆる既製杭に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木、建築等の構造物を支持する杭基礎には、施工現場で地盤内にコンクリートを打設して杭体を形成する場所打ち杭と、予め工場で杭体を製造し、これを現場で地盤内に貫入する既製杭とがある。さらに既製杭にはコンクリート杭、鋼管杭、鋼管とコンクリートとを組み合わせた合成杭などがある。
一方、鋼矢板は土留め、仮締め切り、護岸等の土圧に対抗する壁式の構造物に用いられるのが一般的であり、これを構造物の支持構造として用いるのはあまり一般的ではない。その理由は、通常の杭に対して断面が線状で、先端支持力が小さいためである。
【０００３】
そこで鋼矢板を使用して支持力を期待する構造として、特許文献１には、鋼矢板を連続して打設することによりボックス状、あるいは円形の井筒を構成することが記載されている。また、特許文献２には、図７に示すように、楕円曲線で形成された外周を有する２枚の鋼矢板１ａ、２ａを互いに向き合わせ、嵌合爪（継手部）３、３を固定してなる組み合わせ鋼矢板が記載されている。また特許文献３にはＵ形鋼矢板とＨ形鋼を組み合わせて支持力を向上させた組み合わせ鋼矢板が記載されている。
【０００４】
またこれとは別の問題であるが、狭隘地において杭基礎を構築する工法として、小径の杭を数多く打設するマイクロパイル工法や、杭孔を掘削しつつ掘削土にセメントを混ぜてソイルセメント杭を形成し、芯材としてＨ形鋼を建て込む「ＢＨ工法」などが知られている。
【特許文献１】特開２００７−２３６４５号公報
【特許文献２】特開平６−３１６９２２号公報
【特許文献３】特開昭５４−７８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋼矢板を用いた鉛直支持構造として、前記特許文献１に記載の井筒式の場合は、支持構造を形成するために大きなスペースを必要とする点が問題であり、特許文献２、３に記載の組み合わせ鋼矢板の場合は施工の際の貫入抵抗が増加するため、施工機械が大型化し、工事期間も長くなるという点が問題である。
図８（ａ）は２枚の鋼矢板１ｂ、２ｂを交互に逆向きに組み合わせた通常の矢板壁、（ｂ）は２枚の鋼矢板１ｃ、２ｃを向かい合わせて継手部を溶接接合し、閉断面としたものである。鉛直支持力に関する実験を行ったところ、（ｂ）は（ａ）に対して1.5〜1.7倍程度の支持力があることが確認された。
【０００６】
一方、狭隘地における杭構造を考えた場合も、マイクロパイル工法では使用する施工機械が小型のものでよいのでスペースを小さくできるメリットがあるが、小径杭のため杭１本当たりの支持力が小さく、打設本数が多くなるため工事が長期化するばかりでなく、杭間隔を大きくできないので基礎形状に制約が生じることなどの問題点がある。
またＢＨ工法の場合は、杭孔掘削時に多量の排土があること、セメントの固結までに時間がかかり、直ちに次工程に取りかかれないなどの問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような諸問題を解消し、貫入抵抗を増大させることなく、したがって施工機械を大型化せずに支持力を増大させ、多量の排土の発生もなく、特に狭隘地において好適な鉛直支持杭構造およびその施工方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、２枚またはそれ以上のＵ形鋼矢板を向かい合わせ、このＵ形鋼矢板の継手部を嵌合爪を用いて接合して、前記Ｕ形鋼矢板の少なくとも長さ方向先端部において閉断面を構成したことを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造である。
請求項２に記載の本発明は、２枚またはそれ以上のＵ形鋼矢板を向かい合わせ、このＵ形鋼矢板の継手部を寸法および取り付け位置を変更自在な接合部材を用いて接合して、前記Ｕ形鋼矢板の少なくとも長さ方向先端部において閉断面を構成したことを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造である。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、Ｕ形鋼矢板を１枚ずつ打設して、請求項１または２に記載のＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造を施工することを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造の施工方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２枚またはそれ以上のＵ形鋼矢板を向かい合わせ、継手部を嵌合爪、あるいは接合部材を用いて接合して、少なくとも長さ方向先端部において閉断面を構成したことを特徴とするＵ形鋼矢板による鉛直支持杭構造であるから、単独のＵ形鋼矢板と比較して大きな支持力が得られる。しかも施工の際は鋼矢板１枚ずつの打設が可能であるから、通常のＵ形鋼矢板の施工と同様であり、打設時の貫入抵抗が小さく、施工速度は低下せず、施工機械も大型のものを使用しなくてよい、排土量も少ない、などの多くのすぐれた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
鋼矢板にはＵ形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、Ｈ形鋼矢板、直線形鋼矢板、鋼管矢板などの種類があるが、本発明はこれらのうちのＵ形鋼矢板（両側のフランジの先端にウエブと平行な平坦部を備えた「ハット形」と称するものを含む）を、鉛直支持杭として使用しようとするものである。
以下、本発明のＵ形鋼矢板による実施例を図面により説明する。図1は、実施例の施工手順を示す説明図である。まず（ａ）に示すように通常の施工手順で先行（Ｕ形、以下これを略すことがある）鋼矢板１を地盤内に打設する。（ｂ）は、所定根入れ深さまで貫入された先行鋼矢板１と向かい合わせに、後行鋼矢板２を地盤内に打設している状態を示す。３は両側の鋼矢板の継手部である。（ｃ）は打設後の状態を示す。
【００１２】
地中の先端位置においてこの杭構造がすぐれた支持力を発揮するために、向かい合わせた２枚のＵ形鋼矢板１、２は継手を嵌合させるなどして接合し、閉断面を形成することが必要である。ただし、必ずしも鋼矢板の全長にわたって継手を嵌合させる必要はない。図２の説明図において、（ａ）は先行鋼矢板１、後行鋼矢板２の全長にわたって継手を接合させている場合を示し、（ｂ）は先端部のみ継手を接合させた場合を示している。この図において符号３は単なる継手部、３ａは嵌合させた継手嵌合部を示す。先端部以外を接合させず自由にすることにより、鋼矢板打設時の継手部による貫入抵抗を減少させ、施工速度を向上させることができる。
【００１３】
図３は接合された閉断面のいくつかの実施例を示す断面図である。（ａ）は先行鋼矢板１と後行鋼矢板２とで継手部３の形状が異なり、前者には継手部に嵌合爪を有するが、後者では継手部に嵌合爪を有していない。そしてそれぞれが左右対称である。（ｂ）は先行鋼矢板１と後行鋼矢板２のいずれも継手部３の左右が非対称の形状で、同じものを逆向きに組み合わせてある。（ａ）、（ｂ）は嵌合爪を用いて接合することができる。（ｃ）は、先行鋼矢板１と後行鋼矢板２のいずれも両端の継手部に嵌合爪を有していない。その代わりに、両側の継手部先端をコの字形の接合部材４ではさんで接合している。接合部材４は鋼矢板の全長にわたる長さのものでもよいが、短いもので先端部のみを接合してもよい。先端部のみに取り付ける場合は、先行鋼矢板１を打設した後、後行鋼矢板２の先端に接合部材４を溶接等で脱落しないようしっかりと取り付け、これを先行鋼矢板１の継手部先端に嵌合させ、接合部材４をガイドとして後行鋼矢板２を打設するとよい。
【００１４】
なお、図３（ｃ）のような継手部に嵌合爪のない鋼矢板は、製造が容易であるばかりでなく、施工に際しても接合部材４の長さ、位置等を自由に設定できるので、施工条件を最適化するという点においても好ましい。
以上は２枚のＵ形鋼矢板を使用する例であるが、３枚のＵ形鋼矢板を使用する例について、施工手順は同じことであるから、断面図のみを図４に示す。１は先行鋼矢板、２ａ、２ｂはいずれも後行鋼矢板、４ａはＭ字形断面の接合部材である。
【００１５】
本発明の鉛直支持杭の施工に際しては、先行鋼矢板１と後行鋼矢板２の先端位置を一致させ、またずれを防止するために、ずれ止め部材を取り付けることが好ましい。図５はずれ止め部材を取り付けた先行鋼矢板１先端部の部分正面図、図６は同じく平面図で、５はずれ止め部材である。
ずれ止め部材５は、先行鋼矢板１の継手部の長さ方向の先端に、これをふさぐ形で溶接等により取り付ける。この取り付けは工場で行ってもよいし、施工直前に現場で行ってもよい。後行鋼矢板２は、継手部がこのずれ止め部材５に突き当たるまで打設すればよい。なお、このずれ止め部材５を取り付けたことにより先行鋼矢板１打設時の貫入抵抗が増加しないよう、図５に示すようにずれ止め部材５の下端は鋭角形状とし、継手部のみをふさぐよう、最小限の面積とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明実施例の施工手順を示す説明図である。
【図２】同じく本発明実施例の施工状況を示す説明図である。
【図３】本発明実施例における閉断面の例を示す断面図である。
【図４】同じく本発明実施例における閉断面の例を示す断面図である。
【図５】本発明実施例におけるずれ止め部材を取り付けた状態を示す部分正面図である。
【図６】本発明実施例におけるずれ止め部材を取り付けた状態を示す平面図である。
【図７】従来の技術における組み合わせ鋼矢板の断面図である。
【図８】鉛直支持力を比較した際のＵ形鋼矢板の組み合わせ例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    先行鋼矢板
２、２ａ、２ｂ    後行鋼矢板
１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ    （Ｕ形）鋼矢板
３    継手部
３ａ  継手嵌合部
４、４ａ    接合部材
５    ずれ止め部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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