(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼矢板とＨ形鋼とを備える組合せ鋼矢板であって、
前記鋼矢板が、長手方向に対して垂直に分割される複数の矢板部材を有し；
前記長手方向の少なくとも一方の端部の前記矢板部材が、前記Ｈ形鋼に対して着脱可能な交換用矢板部材である；
ことを特徴とする組合せ鋼矢板。
【請求項２】
前記長手方向に垂直な断面で見た場合に、前記鋼矢板が、ウェブ部の両端に設けられた一対の鋼矢板フランジ部と、前記鋼矢板フランジ部の先端に設けられたアーム部と、そのアーム部の先端に設けられた継手とを有し、形状がハット形のハット形鋼矢板であることを特徴とする請求項１に記載の組合せ鋼矢板。
【請求項３】
前記交換用矢板部材の前記長手方向の長さが、５０ｃｍ以上であり、かつ前記鋼矢板の前記長手方向の長さに対して０．２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の組合せ鋼矢板。
【請求項４】
前記Ｈ形鋼及び前記交換用矢板部材間を接合する接合ボルトをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の組合せ鋼矢板。
【請求項５】
前記接合ボルトを複数有し；
前記Ｈ形鋼が、Ｈ形鋼フランジ部に前記交換用矢板部材を接合する前記接合ボルトが挿通される複数のボルト挿通孔を有し；
前記接合ボルトの数が前記ボルト挿通孔の数以下である；
ことを特徴とする請求項４に記載の組合せ鋼矢板。
【請求項６】
前記Ｈ形鋼及び前記交換用矢板部材間を接合する溶接部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の組合せ鋼矢板。
【請求項７】
前記交換用矢板部材と前記矢板部材との間に、膨潤性止水材を含む止水層が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の組合せ鋼矢板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の組合せ鋼矢板を複数有し、互いに隣り合う前記各組合せ鋼矢板の前記継手を互いに連結して構築されたことを特徴とする地中連続壁。
【請求項９】
請求項８に記載の地中連続壁を構成する前記組合せ鋼矢板を地中から引き抜く工程と；
前記組合せ鋼矢板から前記交換用矢板部材を取り外す工程と；
前記交換用矢板部材を取り外した前記組合せ鋼矢板に対し、他の前記交換用矢板部材を取り付ける工程と；
を有することを特徴とする組合せ鋼矢板の再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野における土留め壁、擁壁、基礎構造等を構築するのに用いられる組合せ鋼矢板、地中連続壁、及び組合せ鋼矢板の再利用方法に関するものである。
本願は、２０１１年７月１４日に、日本に出願された特願２０１１−１５５７１０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地盤を掘削して地下構造物を構築するための工法として様々なものが提案されている。この工法としては、例えば、仮設用の地中連続壁を地中に打設してその片面側を掘削した後に本設用の本体壁を構築する工法や、仮設用と本設用とを兼用するソイルセメント壁や場所打ち鉄筋コンクリート壁を地中に構築する工法が知られている。【０００３】
しかしながら、仮設用地中連続壁を用いる工法のうち、仮設用地中連続壁としてソイルセメント壁や場所打ち鉄筋コンクリート壁のようなコンクリート系壁体を用いる工法では、地下構造物の構築後に仮設用地中連続壁を撤去できず、既設の仮設用地中連続壁の周辺に新たな地下構造物を構築するときの影響が問題となる。【０００４】
また、引き抜き撤去が可能である鋼材系壁体を仮設用地中連続壁として用いる工法としては、親杭横矢板工法や鋼矢板工法が知られている。しかしながら、これらの工法では、掘削深度が１０ｍ程度より深くなる場合、断面剛性が不足することが多くなるため適用が困難となるうえ、タイロッドやアンカー等の余分な付帯構造が必要となってしまう点が問題となる。【０００５】
このような課題に対応できる断面剛性に優れた地中連続壁用鋼材として、例えば、特許文献１に、大径の鋼管に小径の鋼管を継手として取り付けた鋼管矢板が開示されている。【０００６】
また、この他の断面剛性に優れた地中連続壁用鋼材としては、鋼矢板とＨ形鋼とを組み合わせた組合せ鋼矢板が知られている。【０００７】
この組合せ鋼矢板の例として、特許文献２においては、左右の継手の形状が非対称な直線形鋼矢板にＨ形鋼を溶接により接合した組合せ鋼矢板が開示されている。【０００８】
また、特許文献３においては、図２６Ａ〜図２７Ｂに示すように、左右の継手１１１の形状が非対称の断面ハット形の鋼矢板１１０にＨ形鋼１３０を接合した組合せ鋼矢板１０１が開示されている。この組合せ鋼矢板１０１は、鋼矢板１１０にＨ形鋼１３０を接合するうえで、図２６Ａ、図２７Ａに示すように溶接部Ｗを用いたり、図２６Ｂ、図２７Ｂに示すように接合ボルト１４１と接合ナット１４５とを用いたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本国特開２００５−１０５７２６号公報
【特許文献２】日本国特開平１１−１４０８６４号公報
【特許文献３】日本国特開２００２−２１２９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述の組合せ鋼矢板１０１は、薄肉大断面となり易い鋼矢板１１０が用いられているため、組合せ鋼矢板１０１の打設作業、及び引き抜き作業時に、鋼矢板１１０全体や継手１１１が変形、損傷し易く、その鋼矢板１１０の全幅Ｗ１や継手１１１の開口幅Ｗ２に変状が生じやすい。【００１１】
このため、仮設用地中連続壁を構築するために組合せ鋼矢板１０１を繰り返し利用すると、組合せ鋼矢板１０１の継手１１１や鋼矢板１１０全体が大きく変形、損傷してしまう。こうなると、先行して打設された鋼矢板１１０の継手１１１に、後行して打設される鋼矢板１１０の継手１１１を嵌合させる作業をするときに、継手部での打設抵抗が増大したり、継手１１１が互いに離脱してしまい、組合せ鋼矢板１０１の打設作業が困難になってしまう。【００１２】
このような問題点を解決するため、繰り返し利用しようとする組合せ鋼矢板１０１について、変形、損傷し難い既設のＨ形鋼１３０から変形し易い既設の鋼矢板１１０を取り外し、新しい鋼矢板１１０をその既設のＨ形鋼１３０に接合するという鋼矢板１１０の着け外し作業をすることによって、組合せ鋼矢板１０１の鋼矢板１１０を交換するという考え方がある。【００１３】
しかしながら、従来の組合せ鋼矢板１０１は、図２６Ａ、図２６Ｂに示すように、それぞれの長手方向の長さがほぼ同じ長さである鋼矢板１１０とＨ形鋼１３０とを接合して構成されている。このため、従来の組合せ鋼矢板１０１では、変形、損傷が比較的少なく再利用できる部分も含めて鋼矢板１１０を全長に亘り交換する必要がある。このように、経済性の観点から改善の余地があった。【００１４】
特に、図２６Ａに示すように、鋼矢板１１０とＨ形鋼１３０とを長手方向の全長に亘り溶接部Ｗにより接合する場合、鋼矢板１１０をＨ形鋼１３０から取り外すうえで、溶接ビード（溶接部Ｗ）等をグラインダー処理等により除去する必要がある。つまり、組合せ鋼矢板１０１の全長が長くなるほど、鋼矢板１１０の交換作業時の作業時間、作業工数が増大し、経済性、作業性の低下を招く。また、新しい鋼矢板１１０を既設のＨ形鋼１３０に接合するときに、溶接ビード（溶接部Ｗ）等を完全に除去して鋼材の表面を整える必要があり、一層、作業時間、作業工数が増大してしまう。【００１５】
また、図２６Ｂに示すように、鋼矢板１１０とＨ形鋼１３０とを全長に亘りボルト接合する場合、ボルト挿通孔の穿孔作業や接合ボルト１４１及び接合ナット１４５の締め付け作業をするための作業時間、作業コストの増大を招いてしまう。この場合でも、経済性、作業性の低下を招く。【００１６】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鋼矢板を交換することにより組合せ鋼矢板を再利用する場合に、その鋼矢板の着け外し作業時の作業性や経済性の向上を図ることを可能とする組合せ鋼矢板、地中連続壁、及び組合せ鋼矢板の再利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記課題を解決してかかる目的を達成するために以下の態様を採用した。【００１８】
（１）本発明の一態様は、鋼矢板とＨ形鋼とを備える組合せ鋼矢板であって、前記鋼矢板が、長手方向に対して垂直に分割される複数の矢板部材を有し、前記長手方向の少なくとも一方の端部の前記矢板部材が、前記Ｈ形鋼に対して着脱可能な交換用矢板部材である。【００１９】
（２）上記（１）に記載の組合わせ鋼矢板では、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に、前記鋼矢板が、ウェブ部の両端に設けられた一対の鋼矢板フランジ部と、前記鋼矢板フランジ部の先端に設けられたアーム部と、そのアーム部の先端に設けられた継手とを有し、形状がハット形のハット形鋼矢板であってもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の組合わせ鋼矢板では、前記交換用矢板部材の前記長手方向の長さが、５０ｃｍ以上であり、かつ前記鋼矢板の前記長手方向の長さに対して０．２倍以下であってもよい。【００２０】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の組合わせ鋼矢板では、前記Ｈ形鋼及び前記交換用矢板部材間を接合する接合ボルトをさらに備えてもよい。
（５）上記（４）に記載の組合わせ鋼矢板では、前記接合ボルトを複数有し、前記Ｈ形鋼が、Ｈ形鋼フランジ部に前記交換用矢板部材を接合する前記接合ボルトが挿通される複数のボルト挿通孔を有し、前記接合ボルトの数が前記ボルト挿通孔の数以下であってもよい。
【００２１】
（６）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の組合わせ鋼矢板では、前記Ｈ形鋼及び前記交換用矢板部材間を接合する溶接部をさらに備えてもよい。【００２２】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の組合わせ鋼矢板では、前記交換用矢板部材と前記矢板部材との間に、膨潤性止水材を含む止水層が設けられてもよい。【００２３】
（８）上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の組合わせ鋼矢板が用いられる地中連続壁は、組合せ鋼矢板を複数有し、互いに隣り合う前記各組合せ鋼矢板の前記継手を互いに連結して構築されてもよい。【００２４】
（９）上記（８）に記載の地中連続壁を構成する組合わせ鋼矢板の再利用方法は、地中連続壁を構成する前記組合せ鋼矢板を地中から引き抜く工程と、前記組合せ鋼矢板から前記交換用矢板部材を取り外す工程と、前記交換用矢板部材を取り外した前記組合せ鋼矢板に対し、他の前記交換用矢板部材を取り付ける工程とを有してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
上記（１）〜（９）に記載の態様によれば、鋼矢板の特に変形、損傷し易い箇所のみを交換することが可能となる。そのため、組合せ鋼矢板を再利用して地中連続壁を構築する場合に、鋼材使用量を抑えることにより構築コストの低減を図ることが可能となる。また、鋼矢板を部分的に交換するのみで組合せ鋼矢板を再利用することが可能となる。そのため、交換用矢板部材の着け外し作業に要する作業時間の短縮を図ることが可能となる。【００２６】
上記（３）に記載の態様によれば、鋼矢板の変形、損傷が起き難い箇所は極力残しつつ、変形、損傷し易い箇所のみを交換することが可能となる。そのため、組合せ鋼矢板を再利用する場合に、鋼材使用量をより効果的に抑えることが可能となる。【００２７】
上記（４）に記載の態様によれば、接合ボルト及び接合ナットの着け外し作業をするのみで交換用矢板部材を交換できる。そのため、交換用矢板部材の着け外し作業に要する作業時間の短縮が可能となる。【００２８】
上記（５）に記載の態様によれば、新たな交換用矢板部材をＨ形鋼に対してボルト接合するときに、Ｈ形鋼に対して新たにボルト挿通孔を穿孔することなく必要な接合強度を確保することが可能となる。【００２９】
上記（６）に記載の態様によれば、溶接部を切断するのみで交換用矢板部材を交換できる。そのため、交換用矢板部材及びＨ形鋼に対するボルト挿通孔の穿孔作業や接合ボルト及び接合ナットの締め付け作業に要する作業時間の短縮が可能となる。【００３０】
上記（７）に記載の態様によれば、地中連続壁の構築時に、複数の矢板部材間の境界部より上側に地下水位がある場合でも、その境界部からの漏水を止水層により防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る組合せ鋼矢板の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの一部を拡大した部分断面平面図である。
【図２Ａ】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板の正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの部分断面背面図である。
【図３Ａ】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板の上端部の正面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの上端部の部分断面背面図である。
【図４Ａ】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板の交換用矢板部材の正面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの交換用矢板部材をＨ形鋼から取り外した状態を示す組合せ鋼矢板の上端部の正面図である。
【図５Ａ】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの地中連続壁の正面図である。
【図６】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す側面図である。
【図７】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板の鋼矢板としてＵ形鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す平面図である。
【図８】鋼矢板のウエブ部と一対のフランジ部とがなす凹部側の片面にＨ形鋼のフランジ部を重ね合わせて接合された組合せ鋼矢板の平面図である。
【図９Ａ】第１実施形態の変形例に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁の平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの地中連続壁の正面図である。
【図１０Ａ】鋼矢板の下端部のみに交換用矢板部材を設けた組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す側面図である。
【図１０Ｂ】鋼矢板の上端部のみに交換用矢板部材を設けた組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す側面図である。
【図１１Ａ】第１実施形態の変形形態に係る組合せ鋼矢板の平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの一部を拡大した部分断面平面図である。
【図１２】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地下構造物を概略的に示す図である。
【図１３Ａ】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板を地面上に載置させた状態を概略的に示す側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの組合せ鋼矢板から交換用矢板部材を取り外した状態を概略的に示す分解側面図である。
【図１４】第１実施形態に係る組合せ鋼矢板の接合ボルトから接合ナットを取り外した状態を示す図である。
【図１５Ａ】確認試験により求められた鋼矢板の全幅とその鋼矢板の上端からの距離との関係を示す図である。
【図１５Ｂ】確認試験により求められた鋼矢板の全幅とその鋼矢板の上端からの距離との関係を示す図である。
【図１６Ａ】確認試験により求められた鋼矢板の継手開口幅とその鋼矢板の上端からの距離との関係を示す図である。
【図１６Ｂ】確認試験により求められた鋼矢板の継手開口幅とその鋼矢板の上端からの距離との関係を示す図である。
【図１７Ａ】Ｈ形鋼と交換用矢板部材との接合に８本の接合ボルトを用いたときの状態を示す部分断面背面図である。
【図１７Ｂ】Ｈ形鋼と交換用矢板部材との接合に６本の接合ボルトを用いたときの状態を示す部分断面背面図である。
【図１８Ａ】組合せ鋼矢板の交換用矢板部材とこれに隣り合う矢板部材との間に亘って補強板が架設されたときの状態を示す平面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの組合せ鋼矢板の上端部の正面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ａの組合せ鋼矢板の上端部の背面図である。
【図１９】第２実施形態に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す側面図である。
【図２０】第２実施形態に係る組合せ鋼矢板の上端部の正面図である。
【図２１Ａ】第２実施形態に係る組合せ鋼矢板の交換用矢板部材の正面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａの交換用矢板部材をＨ形鋼から取り外した状態を示す組合せ鋼矢板の上端部の正面図である。
【図２２】第３実施形態に係る組合せ鋼矢板で用いられる固定治具を示す部分断面平面図である。
【図２３Ａ】第４実施形態に係る組合せ鋼矢板の平面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａの組合せ鋼矢板の上端部の背面図である。
【図２４Ａ】第５実施形態に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁の平面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａの地中連続壁の正面図である。
【図２５Ａ】第６実施形態に係る組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁の平面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａに示す地中連続壁に用いられている組合せ鋼矢板を拡大した平面図である。
【図２６Ａ】従来の組合せ鋼矢板の一例を示す平面断面図である。
【図２６Ｂ】従来の組合せ鋼矢板の他の例を示す平面断面図である。
【図２７Ａ】従来の一例としての組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す側面図である。
【図２７Ｂ】従来の他の例としての組合せ鋼矢板を用いて構築された地中連続壁を概略的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００３３】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る組合せ鋼矢板について説明する。
【００３４】
組合せ鋼矢板１は、図１Ａ〜図４Ｂに示すように、鋼矢板１０と、鋼矢板１０に接合されたＨ形鋼３０とを備えている。組合せ鋼矢板１は地中に地中連続壁３を構築するために用いられる。地中連続壁３は、図５Ａ〜図６に示すように、複数の組合せ鋼矢板１がその鋼矢板１０に設けられた継手１１を介して互いに連結された状態で地中に打設されることにより構築される。具体的には、地中連続壁３は、組合せ鋼矢板１を複数有し、互いに隣り合う各組合せ鋼矢板１の継手１１を互いに連結して構築される。このとき、組合せ鋼矢板１は、油圧式圧入器、バイブロハンマー等の公知の駆動装置により地中に打設される。
【００３５】
鋼矢板１０は、図１Ａ〜図４Ｂに示すように、長手方向に垂直な断面で見た場合に、板幅方向の両端部に設けられた継手１１と、板幅方向の中央部に設けられたウエブ部１３とを有している。
【００３６】
鋼矢板１０は、本実施形態で、板幅方向の中央部に設けられたウエブ部１３（鋼矢板ウエブ部）と、ウエブ部１３の両端からウエブ部１３の片面側に向けて傾斜して設けられた一対のフランジ部１５（鋼矢板フランジ部）と、フランジ部１５の先端からウエブ部１３と平行になるように設けられたアーム部１７と、アーム部１７の先端に設けられた継手１１とを有するハット形鋼矢板として構成されている。一対のフランジ部１５は、ウエブ部１３から離間するにつれて互いに離間するように傾斜して設けられている。
【００３７】
鋼矢板１０は、ハット形鋼矢板の他にも、図７に示すように、上記断面で見た場合に、板幅方向の中央部に設けられたウエブ部１３と、ウエブ部１３の両端からウエブ部１３の片面側に向けて傾斜して設けられた一対のフランジ部１５とを有するＵ形鋼矢板として構成されていてもよい。また、鋼矢板１０は、この他にも、直線形鋼矢板等から構成されていてもよい。
【００３８】
継手１１は、他の鋼矢板１０の継手１１に対して互いに嵌合可能となるようにその形状が調整されている。また、継手１１は、他の鋼矢板１０の継手１１との間で嵌合状態にあるときに、互いに離脱しないようにその形状が調整されている。隣り合う鋼矢板１０は、それぞれの継手１１が互いに嵌合されることにより連結される。
【００３９】
Ｈ形鋼３０は、ウエブ部３１（Ｈ形鋼ウエブ部）と、ウエブ部３１の両端に設けられた一対のフランジ部３３（Ｈ形鋼フランジ部）とを有する。Ｈ形鋼３０は、鋼矢板１０のウエブ部１３（鋼矢板ウエブ部）の片面に一方のフランジ部３３（Ｈ形鋼フランジ部）を重ね合わせて接合されている。Ｈ形鋼３０は、本実施形態で、鋼矢板１０のウエブ部１３（鋼矢板ウエブ部）と一対のフランジ部１５（鋼矢板フランジ部）とがなす凹部１６とは反対側の片面に一方のフランジ部３３（Ｈ形鋼フランジ部）を重ね合わせて接合されている。Ｈ形鋼３０は、この他にも、図８に示すように、鋼矢板１０のウエブ部１３と一対のフランジ部１５とがなす凹部１６側の片面に一方のフランジ部３３を重ね合わせて接合されていてもよい。
【００４０】
ここで、本実施形態に係る鋼矢板１０は、図２Ａ等に示すように、その鋼矢板１０を長手方向に対して垂直に分割される形状の複数の矢板部材２１、２３から構成されている。本実施形態に係る鋼矢板１０では、三つの矢板部材２１、２３から構成されている。矢板部材２１、２３は鋼製材料から構成される。複数の矢板部材２１、２３は、Ｈ形鋼３０の長手方向に同じに向きに揃えて連続して配置された状態でＨ形鋼３０に接合されることで、一つの鋼矢板１０として機能する。
【００４１】
鋼矢板１０の長手方向の両側における上端部１０ａ及び下端部１０ｂの少なくとも一方の矢板部材２１は、Ｈ形鋼３０に対して着脱可能な交換用矢板部材２３として構成される。具体的には、長手方向に垂直な断面で見た場合に、板幅方向の両端部に設けられた継手１１及び板幅方向の中央部に設けられたウエブ部１３を有する鋼矢板１０と、この鋼矢板１０のウエブ部１３にフランジ部３３を重ね合わせて接合されたＨ形鋼３０と、を備える組合せ鋼矢板１であって、上記鋼矢板１０が、上記長手方向に対して垂直に分割される複数の矢板部材２１を有し、上記長手方向の少なくとも一方の端部の矢板部材２１が、Ｈ形鋼３０に対して着脱可能な交換用矢板部材２３である。本実施形態では、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂの両方の矢板部材２１が交換用矢板部材２３として構成されている場合を例示している。しかし、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、少なくとも何れか一方が交換用矢板部材２３として構成されていればよい。
【００４２】
交換用矢板部材２３は、組合せ鋼矢板１を再利用するうえで、既設の交換用矢板部材２３が変形等したときに新しい交換用矢板部材２３に交換することを目的として設けられたものである。交換用矢板部材２３は、その交換のための着け外し作業時の作業性の向上を図るため、Ｈ形鋼３０に対して着脱が可能であるように接合されている。本実施形態では、交換用矢板部材２３が、接合ボルト４１に対して接合ナット４５が螺合されることにより、Ｈ形鋼３０に対してボルト接合されている場合を例示している。具体的には、組合せ鋼矢板１が、Ｈ形鋼３０及び交換用矢板部材２３間を接合する接合ボルト４１と接合ナット４５とをさらに備える場合を例示している。しかし、この他に、溶接部Ｗを切断することで交換用矢板部材２３をＨ形鋼３０から着脱することが可能である溶接部Ｗによる接合としてもよい。
【００４３】
組合せ鋼矢板１の鋼矢板１０は、その上端部１０ａ及び下端部１０ｂが特に変形、損傷し易い箇所となる。これは、鋼矢板１０の下端部１０ｂは、組合せ鋼矢板１の打設作業時に、地中の玉石等の埋設物に接触し易く、その接触により変形、損傷し易いためである。また、鋼矢板１０の上端部１０ａは、バイブロハンマー等で組合せ鋼矢板１を打設作業、または引き抜き作業するときに駆動装置により把持等されて、駆動装置からの駆動力が伝達される箇所である。そのため、その打設作業等の時の駆動装置からの荷重等により変形、損傷し易い。また、この他にも、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂは、土圧等の種々の荷重の影響により、他の部位と比較して変形、損傷し易い。このような観点から、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂの少なくとも一方の矢板部材２１を交換用矢板部材２３として設ける。なお、ここでいう変形とは、鋼矢板１０の長手方向の軸が上記板幅方向にずれるような曲がり、その長手方向軸が板厚方向にずれるような反り、鋼矢板１０の板幅方向への広がりや縮み、鋼矢板１０の継手１１の開き等のことをいう。また、ここでいう損傷とは、鋼矢板１０の継手１１の削れ、焼きつきや、鋼矢板１０の部分的な割れ、切断等をいう。
【００４４】
本実施形態では、交換用矢板部材２３が、鋼矢板１０の長手方向の中間部１０ｅに配置された矢板部材２１よりも長手方向の長さが短い短尺の矢板部材２１として構成されている。換言すると、複数の矢板部材２１は、交換用矢板部材２３としての短尺矢板部材と、短尺矢板部材よりも長手方向の長さが長い長尺矢板部材とから構成されている。図１Ａ〜図６、図１０Ａ、及び図１０Ｂに示す例では、交換用矢板部材２３が、全て短尺矢板部材として構成され、交換用矢板部材２３以外が長尺矢板部材として構成されている。
【００４５】
交換用矢板部材２３以外の矢板部材２１は、交換用矢板部材２３と異なり、Ｈ形鋼３０に対する接合手段について特に限定するものではない。この接合手段としては、例えば、本実施形態のように隅肉溶接等の溶接部Ｗによる接合が用いられる他に、ボルト、ドリルねじ等が用いられる。
【００４６】
交換用矢板部材２３は、作用する曲げモーメントやせん断力が小さい鋼矢板１０の上端部１０ａや下端部１０ｂに配置されている。そのため、地中連続壁３を構築するうえで隣り合う組合せ鋼矢板１と連結する機能と、地中連続壁３として構築されたときに鋼矢板１０の片面側から他面側に向けて土砂が漏れるのを防止する機能が発揮できればよい。そして、地中連続壁３としての剛性を負担する機能をもつ必要はない。これに対して、Ｈ形鋼３０は、地中連続壁３としての剛性を確保できるように、その板厚等の寸法について調整されている必要がある。
【００４７】
ただ、本実施形態の変形例として図９Ａ及び図９Ｂに示す構成の連続地中壁３では、切断面７４より端部側での剛性が向上するので好ましい。この変形例では、交換用矢板部材２３が鋼矢板１０の上端部１０ａや下端部１０ｂに配置されていることや、交換用矢板部材２３が全て短尺矢板部材、そして交換用矢板部材２３以外が長尺矢板部材として構成されていることなどが、上記と同じである。しかし、連続地中壁３を構築する際に、交換用矢板部材２３の上記長手方向の長さが異なる組合せ鋼矢板１を交互に配置していることが上記と異なる。具体的には、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、連続地中壁３が、長手方向の長さが異なる交換用矢板部材２３ｘと２３ｙとを有する組合せ鋼矢板１を複数有し、これらの長手方向の長さが異なる交換用矢板部材２３ｘと２３ｙとを有する組合せ鋼矢板１が互いに隣り合い、これらの互いに隣り合う各組合せ鋼矢板１の継手１１を互いに連結して構築されてもよい。例えば、図９Ｂに示す構成の連続地中壁３では、交換用矢板部材２３ｘよりも長手方向の長さが短い交換用矢板部材２３ｙを有する組合せ鋼矢板１が、交換用矢板部材２３ｘを有する組合せ鋼矢板１に隣り合って連結されている。矢板部材２１と交換用矢板部材２３ｘ及び２３ｙとの境界部７４は応力集中が発生する可能性があり、加えて組合せ鋼矢板１の上端部１０ａや下端部１０ｂでの剛性が低下する主な原因となる。（上端部１０ａや下端部１０ｂでは交換用矢板部材２３と矢板部材２１との間で力が伝達されないため、ハット形鋼矢板を構造部材として考慮することができない。）図９Ａ及び図９Ｂに示す連続地中壁３では、隣り合う組合せ鋼矢板１間で境界部７４が連続することがない。そして、境界部７４が隣り合う組合せ鋼矢板１の継手１１と篏合されているので、応力集中が生じにくい。また、例えば交換用矢板部材２３ｙのように、境界部７４を端部よりに配置した鋼矢板１０は、ハット形鋼矢板の断面を考慮できる部分が長くなり、上端部１０ａや下端部１０ｂでの剛性が好ましく向上する。
【００４８】
本実施形態では、接合ボルト４１が、交換用矢板部材２３の外面２３ａ側にボルト頭部４２が位置するように配置されている。これにより、後述のように、交換用矢板部材２３の着け外し作業時における作業性の向上を図ることが可能となる。接合ボルト４１は、この他にも、交換用矢板部材２３の内面２３ｂ側にボルト頭部４２が位置するように配置されていてもよい。
【００４９】
本実施形態では、接合ボルト４１が、交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して固定されている。このように接合ボルト４１を固定するための手段としては、例えば、以下に説明するような固定治具５１や溶接部Ｗ等が用いられる。
【００５０】
固定治具５１は、交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して重ね合わせられて設けられている。固定治具５１は、鋼製材料等の金属材料の他、樹脂材料等から構成されるものである。
【００５１】
固定治具５１は、接合ボルト４１のボルト頭部４２に応じた形状の嵌合孔５３が形成されている。接合ボルト４１は、そのボルト頭部４２が固定治具５１の嵌合孔５３に嵌合されるように配置される。固定治具５１の嵌合孔５３は、接合ボルト４１が回転しようとしたときに、その接合ボルト４１の外周面が嵌合孔５３の内周面に係合可能な形状に形成されている。本実施形態では、接合ボルト４１のボルト頭部４２が六角柱状に形成されていることから、固定治具５１の嵌合孔５３が六角形状に形成されている。
【００５２】
また、固定治具５１の嵌合孔５３は、その内側に嵌合された接合ボルト４１の軸方向の動きが、ボルト頭部４２の外周面と嵌合孔５３の内周面との摩擦により拘束されるように、そのボルト頭部４２の外周面と嵌合孔５３の内周面とが接触した状態になっている。接合ボルト４１の軸方向の動きを拘束するうえでは、この他にも、固定治具５１の嵌合孔５３を外側から閉塞するキャップ等を設置することとしてもよい。
【００５３】
これらにより、接合ボルト４１は、その回転や軸方向の動きが拘束されるように交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して固定される。本実施形態の固定治具５１は、接合ボルト４１とともに一体的に回転しないように、自身に形成された複数の嵌合孔５３のそれぞれに異なる接合ボルト４１のボルト頭部４２が嵌合される。固定治具５１が接合ボルト４１とともに一体的に回転しないようにするうえでは、この他にも、固定治具５１を交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して溶接等により接合することとしてもよい。
【００５４】
この他に、接合ボルト４１をその回転が拘束された状態で固定する手段としては、図１１Ａ、及び図１１Ｂに示すように、接合ボルト４１を交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して溶接部Ｗにより固定する手段が挙げられる。
【００５５】
接合ボルト４１は、交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して固定された構成とされることにより、後述のように、交換用矢板部材２３の着け外し作業時における作業性の向上を図ることが可能となる。
【００５６】
次に、本実施形態に係る組合せ鋼矢板１を用いて地中連続壁３を構築する方法や、その組合せ鋼矢板１の再利用方法について説明する。
【００５７】
まず、作業現場となる箇所まで組合せ鋼矢板１を運搬する。このとき、交換用矢板部材２３と、交換用矢板部材２３を取り外した組合せ鋼矢板１とは、それぞれ別々に現地まで運搬してもよいし、予め工場等で一体化したものを現地まで運搬してもよい。
【００５８】
次に、複数の組合せ鋼矢板１を用いて地中に地中連続壁３を構築する。この地中連続壁３の構築方法については、特に限定するものではなく、公知の方法を適宜用いればよい。この地中連続壁３の構築方法の一例を説明する。まず、地中に先行して組合せ鋼矢板１を打設する。続いて、先行の組合せ鋼矢板１の鋼矢板１０の継手１１と後行の組合せ鋼矢板１の鋼矢板１０の継手１１とを互いに嵌合させて連結させた状態で、後行の組合せ鋼矢板１を地中に打設する。この作業を繰り返すことにより、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６に示すように、地中連続壁３が構築される。
【００５９】
地中連続壁３を構築した後は、地中連続壁３の用途に応じて必要となる後工程を行う。以下では、本実施形態に係る地中連続壁３を仮設用土留め壁として用いて地下構造物を構築する場合を例に、その後工程について説明する。この場合、図１２に示すように、地下構造物５の構築位置を取り囲むように予め地中連続壁３を打設する。そして、複数の地中連続壁３により囲まれた範囲内の地盤を開削した後、相対向する地中連続壁３間に上下方向に複数段に亘り切梁７を架設し、その後に地下構造物５を構築して作業が完了する。
【００６０】
地下構造物５を構築した後は、地中連続壁３を構成する複数の組合せ鋼矢板１を地中から引き抜いて撤去する。組合せ鋼矢板１の引き抜き作業は、バイブロハンマー等の公知の駆動装置により行なわれる。地中連続壁３を上述のように仮設用土留め壁として用いた場合は、組合せ鋼矢板１を引き抜くうえで、まず、切梁７を撤去し、その後に地中連続壁３と地下構造物５との間を掘削土等により埋め戻してから、組合せ鋼矢板１を地中から引き抜く。
【００６１】
組合せ鋼矢板１を引き抜いた後は、その引き抜いた組合せ鋼矢板１から既設の交換用矢板部材２３を取り外す。既設の交換用矢板部材２３を取り外す場合、既設の交換用矢板部材２３のうち、変形、損傷が大きい既設の交換用矢板部材２３のみを取り外すこととしてもよい。例えば図５Ａに示す組合せ鋼矢板１では、既設の交換用矢板部材２３の取り外しを、Ｈ形鋼３０に対して交換用矢板部材２３をボルト接合している接合ボルト４１及び接合ナット４５を互いに緩めて取り外すことにより行う。この他、Ｈ形鋼３０と交換用矢板部材２３とが溶接部Ｗにより接合される場合、溶接部Ｗを切断することで交換用矢板部材２３をＨ形鋼３０から取り外してもよい。
【００６２】
このように交換用矢板部材２３を着け外しする着け外し作業時に、図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１４に示すように、交換用矢板部材２３の外面２３ａが下向きとなるようにした状態で、組合せ鋼矢板１を地面８上に載置させることが好ましい。これにより、組合せ鋼矢板１を地面８上に安定した状態で載置させて、その変形を抑えることが可能となる。
【００６３】
また、一般には、接合ボルト４１及び接合ナット４５を互いに緩めて取り外す場合、それらの一方を固定した状態のまま、トルクレンチのような工具等を用いて他方を回転させることにより緩めることになる。しかしながら、上述のように交換用矢板部材２３の着け外し作業をする場合、鋼矢板１０と地面８との間の空間９に手を差し込んで、接合ボルト４１及び接合ナット４５の一方を固定する作業を行うことが困難となる。このため、この場合、地面８上に載置させた組合せ鋼矢板１の上側にある接合ボルト４１及び接合ナット４５の一方を仮止め溶接等により固定する固定作業をしてから、その組合せ鋼矢板１を上下逆にする反転作業を行う必要が生じる。また、通常、地中から組合せ鋼矢板１を引き抜いた後に付着したままとなっている土砂を、接合ボルト４１及び接合ナット４５の周囲から取り除く作業が必要となる。上記の反転作業を行う場合は、その土砂の取り除き作業を接合ボルト４１及び接合ナット４５の両方について行う必要が生じる。
【００６４】
このような問題の解決を図る観点から、本実施形態に係る組合せ鋼矢板１は、接合ボルト４１が交換用矢板部材２３の外面２３ａに対して固定されている。これにより、交換用矢板部材２３の着け外し作業をする場合に、組合せ鋼矢板１の反転作業を行うことなく交換用矢板部材２３の内面２３ｂ側から作業を行うのみでよい。つまり、接合ボルト４１及び接合ナット４５の一方を他方から緩めて取り外すことが可能となり、その着け外し作業時の作業性の向上を図ることが可能となる。また、土砂の取り除き作業についても、接合ボルト４１及び接合ナット４５の一方について行うのみで足りるので、その点からも作業性の向上を図ることが可能となる。なお、交換用矢板部材２３の外面２３ａに対しては接合ボルト４１ではなく接合ナット４５を配置し、その接合ナット４５を交換用矢板部材２３の外面２３ａに溶接等により固定してもよい。
【００６５】
また、交換用矢板部材２３の外面２３ａ側にボルト頭部４２が位置するように配置されていれば、図示のように組合せ鋼矢板１を配置した場合に、接合ボルト４１より小さい接合ナット４５の着け外し作業を行うのみで交換用矢板部材２３の着け外し作業を行うことが可能となる。そのため、その着け外し作業時の更なる作業性の向上を図ることが可能となる。
【００６６】
組合せ鋼矢板１から既設の交換用矢板部材２３を取り外した後は、交換用矢板部材２３以外の既設の矢板部材２１を既設のＨ形鋼３０に対して取り付けたまま、その組合せ鋼矢板１を再利用する。組合せ鋼矢板１を再利用するうえでは、例えば、交換用矢板部材２３を取り外した状態の組合せ鋼矢板１を保管しておく。そして、地中連続壁３の構築が必要となったときに、その現地まで組合せ鋼矢板１を運搬し、その組合せ鋼矢板１に新しい交換用矢板部材２３を取り付ける等して再利用する。このとき、新しい交換用矢板部材２３を再利用する組合せ鋼矢板１に取り付ける必要があるが、その取り付けるタイミングは、組合せ鋼矢板１の保管時であってもよいし、組合せ鋼矢板１を現地まで運搬した後であってもよい。また、この他にも、組合せ鋼矢板１から交換用矢板部材２３を取り外した後、その作業現場で新しい交換用矢板部材２３を取り付けて組合せ鋼矢板１を再利用してもよい。
【００６７】
上記した、本実施形態に係る組合せ鋼矢板１の再利用方法についてまとめる。本実施形態に係る組合せ鋼矢板１の再利用方法は、地中連続壁３を構成する組合せ鋼矢板１を地中から引き抜く工程と、この組合せ鋼矢板１から交換用矢板部材２３を取り外す工程と、この交換用矢板部材２３を取り外した上記組合せ鋼矢板１に対し、他の交換用矢板部材２３を取り付ける工程とを有する。
【００６８】
以上の本実施形態によれば、鋼矢板１０の特に変形、損傷し易い箇所のみを交換することが可能となり、組合せ鋼矢板１を再利用して地中連続壁を構築する場合に、鋼材使用量を抑えることにより構築コストの低減を図ることが可能となる。
【００６９】
また、鋼矢板１０を部分的に交換するのみで組合せ鋼矢板１を再利用することが可能となるので、交換用矢板部材２３の着け外し作業に要する作業時間の短縮を図ることが可能となる。また、接合ボルト４１及び接合ナット４５の着け外し作業をするのみで交換用矢板部材２３を交換できるので、交換用矢板部材２３の着け外し作業に要する作業時間の短縮を図ることが可能となる。
【００７０】
また、新しい交換用矢板部材２３を組合せ鋼矢板１の保管場所や作業現場に運搬するのみで、組合せ鋼矢板１を再利用することが可能となる。この交換用矢板部材２３は、組合せ鋼矢板１の全長に対して短尺であるうえ、積み重ねて運搬等することが可能であるため、その運搬作業時の作業性の向上を図ることが可能となる。
【００７１】
次に、本実施形態に係る交換用矢板部材２３の好ましい寸法条件について説明する。
【００７２】
本発明者は、実際に、例えば図２６Ａ、図２７Ａに示すような従来の組合せ鋼矢板１０１を用いて地中連続壁１０３を構築し、その後に地中連続壁１０３を構成する組合せ鋼矢板１０１を引き抜き、引き抜いた組合せ鋼矢板１０１の鋼矢板１１０がどの程度変形しているか確認する確認試験を行うこととした。確認試験では、組合せ鋼矢板１０１の嵌合性、打設性に最も影響する鋼矢板１１０の全幅Ｗ１と、鋼矢板１１０の継手１１１の開口幅Ｗ２とを測定対象とした。これらの測定対象については、組合せ鋼矢板１０１の地中への打設前と、地中からの引き抜き後とのそれぞれの全幅Ｗ１、開口幅Ｗ２を測定した。確認試験では、組合せ鋼矢板１０１の鋼矢板１１０として、全幅９３６ｍｍ（有効幅９００ｍｍ）、有効高さ２３０ｍｍ、板厚さ１０．８ｍｍである型式１０Ｈのハット形鋼矢板を用いた。また、確認試験では、組合せ鋼矢板１０１のＨ形鋼１３０として、桁高７００ｍｍ、桁幅２００ｍｍ、ウエブ厚９ｍｍ、フランジ厚１６ｍｍのものを用いた試験体Ｉと、桁高９００ｍｍ、桁幅２５０ｍｍ、ウエブ厚１６ｍｍ、フランジ厚１９ｍｍのものを用いた試験体ＩＩとについて、確認試験を行なうこととした。試験体Ｉ、試験体ＩＩのそれぞれの鋼矢板１０は、その長手方向の長さＬ０がそれぞれ１５ｍ、１４．５ｍのものを用いた。
【００７３】
図１５Ａ、図１５Ｂは、その確認試験により求められた全幅Ｗ１と鋼矢板１１０の上端からの距離との関係を示す図である。図１６Ａ、図１６Ｂは、継手開口幅Ｗ２と鋼矢板１１０の上端からの距離との関係を示す図である。なお、全幅Ｗ１については、引き抜き後に、＋１０ｍｍかつ−５ｍｍの範囲、つまり９３１ｍｍ〜９４６ｍｍの範囲内であることを許容できる基準とした。その許容値についても図１５Ａ及び図１５Ｂに示す。
【００７４】
図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、組合せ鋼矢板１０１の地中への打設、引き抜きをすることによって、鋼矢板１１０の長手方向の上端１１０ｆや下端１１０ｄでの全幅Ｗ１が、上記許容値を上回るほど変形が大きくなることが確認できた。また、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、鋼矢板１１０の継手開口幅Ｗ２については、鋼矢板１１０の長手方向の下端１１０ｄで変形が著しく大きくなることが確認できた。また、これらの変形は、上端１１０ｆについては施工位置や傾斜の調整を目的にバイブロハンマ等の施工機械で把持したまま水平方向に動かすために生じるものであり、下端１１０ｄについては鋼矢板１１０の凹部に入り込む土の土圧によって広がるために生じるものであり、鋼矢板１１０の長手方向の長さＬ０に対して、上端１１０ｆ、下端１１０ｄのそれぞれから０．２×Ｌ０の位置よりも端部側で発生する傾向がある。このため、地盤条件等にも影響するが、その上端１１０ｆ、下端１１０ｄのそれぞれから０．２×Ｌ０の範囲で、主に上記許容値を上回る変形が発生すると考えられる。
【００７５】
これらの結果から、交換用矢板部材２３の好ましい長さ寸法について以下に示す条件を設定した。具体的には、交換用矢板部材２３は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、その長手方向の長さＬ１が、鋼矢板１０の長手方向の長さＬ０に対して、０．２倍以下（２０％以下）の長さに形成されていることが好ましい。これにより、鋼矢板１０の変形が起き難い箇所（矢板部材２１）は極力残しつつ、変形し易い箇所（交換用矢板部材２３）のみを交換することが可能となる。そのため、組合せ鋼矢板１を再利用する場合に、鋼材使用量をより効果的に抑えることが可能となる。また、長さＬ１の下限値については、特に限定するものではない。しかし、長さＬ１が５０ｃｍ未満であると交換用矢板部材２３の成形時に変形が生じて形状不良となり易い傾向がある。このため、長さＬ１は、そのような変形を抑える観点から、５０ｃｍ以上とすることが好ましい。つまり、交換用矢板部材２３の上記長手方向の長さＬ１が、５０ｃｍ以上であり、かつ鋼矢板１０の上記長手方向の長さＬ０に対して０．２倍以下（２０％以下）であることが好ましい。なお、鋼矢板１０は、例えば、その長手方向の長さＬ０が１０ｍ〜５０ｍのものが用いられる。
【００７６】
また、交換用矢板部材２３が鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂの両方に設けられている場合、その上端部１０ａ及び下端部１０ｂの両方の交換用矢板部材２３が、それぞれの長手方向の長さＬ１が略同一の長さに形成されていることが好ましい。これにより、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂのそれぞれで、同一の交換用矢板部材２３を用いることが可能となり、交換用矢板部材２３の管理を容易にすることが可能となる。
【００７７】
次に、本実施形態に係る組合せ鋼矢板１の他の特徴について説明する。
【００７８】
Ｈ形鋼３０は、図３Ｂ、図４Ｂに示すように、交換用矢板部材２３が重ね合わせられるフランジ部３３（Ｈ形鋼フランジ部）の端部３３ａに複数のボルト挿通孔３４が穿孔されていることが好ましい。この複数のボルト挿通孔３４は、新たな交換用矢板部材２３をＨ形鋼３０に対してボルト接合するときに、そのボルト接合するための接合ボルト４１の本数を、その複数のボルト挿通孔３４の数の範囲内で調整できるように設けられている。そのため、Ｈ形鋼３０に対する交換用矢板部材２３の接合強度を調整することが可能となる。具体的には、組合せ鋼矢板１が、接合ボルト４１及び接合ナット４５を複数有し、Ｈ形鋼３０が、フランジ部３３に交換用矢板部材２３を接合する接合ボルト４１が挿通される複数のボルト挿通孔３４を有し、接合ボルト４１及び接合ナット４５の数がボルト挿通孔３４の数以下であり、そして、接合ボルト４１及び接合ナット４５の本数を、ボルト挿通孔３４の数の範囲内で調整することにより、Ｈ形鋼３０と交換用矢板部材２３とを接合する強度を調整することが好ましい。これにより、新たな交換用矢板部材２３をＨ形鋼３０に対してボルト接合するときに、Ｈ形鋼３０に対して新たにボルト挿通孔３４を穿孔することなく必要な接合強度を確保することが可能となる。
【００７９】
即ち、一回目の組合せ鋼矢板１の利用時に、例えば、必要な接合強度を確保するために６本の接合ボルト４１が必要であり、二回目の組合せ鋼矢板１の利用時に、必要な接合強度を確保するために８本の接合ボルト４１が必要であるとする。この場合、Ｈ形鋼３０のフランジ部３３の端部３３ａに予め８個以上のボルト挿通孔３４が穿孔されていれば、一回目、二回目の何れの利用時にも、Ｈ形鋼３０に対して新たなボルト挿通孔３４を穿孔することなく必要な接合強度を確保することが可能となる。
【００８０】
このような観点から、複数のボルト挿通孔３４は、Ｈ形鋼３０と交換用矢板部材２３との接合に用いられる接合ボルト４１の本数、位置について様々なバリエーションに対応できるよう、そのボルト挿通孔３４間の間隔について可能な限り小さくしておくことが好ましい。
【００８１】
因みに、本実施形態に係る複数のボルト挿通孔３４は、長手方向に略一定の間隔を空けて列状をなし、この列状のボルト挿通孔３４が複数列、穿孔されている。このとき、複数のボルト挿通孔３４に挿通される接合ボルト４１は、図１７Ａに示すように、鋼矢板１０の板幅方向に並んで配置されたものを一組として、長手方向に等間隔を空けた位置のボルト挿通孔３４に挿通されていてもよい。また、図１７Ｂに示すように、接合ボルト４１が、鋼矢板１０の板幅方向で隣り合わないように、使用するボルト挿通孔３４をずらして千鳥状（複数列で互い違いに配置される状態）になるように挿通されてもよい。
【００８２】
また、ここでいう必要な接合強度とは、組合せ鋼矢板１を用いて仮設土留め壁（地中連続壁３）を構築した際に、鋼矢板１０の上端部１０ａや下端部１０ｂに土圧、水圧により作用する曲げモーメント、せん断力に対して十分に抵抗できる接合強度のことである。この曲げモーメント、せん断力は、設計等により導出される。この曲げモーメント、せん断力は、地中に打設される組合せ鋼矢板１の周囲の地盤条件や、切梁７等の構造条件に応じて様々に変化する。例えば、本実施形態に係る地中連続壁３のように、切梁式土留め壁として用いる場合、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂのそれぞれに作用する曲げモーメントが小さくなり、Ｈ形鋼３０の剛性のみで土圧に抵抗することが可能となる場合が多い。このため、このような場合、交換用矢板部材２３からＨ形鋼３０が離脱しない程度の接合強度が確保されるように、接合ボルト４１の本数が調整される。
【００８３】
なお、このようにＨ形鋼３０に対する交換用矢板部材２３の接合強度を調整する観点からは、図１８Ａ〜図１８Ｃに示すように、交換用矢板部材２３とこれに隣り合う他の矢板部材２１との片面又は両面間に亘って補強板６１が架設された構造にすることとしてもよい。これにより、交換用矢板部材２３と他の矢板部材２１との一体性を向上させることができるため、交換用矢板部材２３を取り付けた部分についても、組合せ鋼矢板１の全断面の断面性能を期待できる。また、上記したように、図９Ａ及び図９Ｂに示す構成の連続地中壁３では、互い隣り合う組合せ鋼矢板１間で境界部７４が連続することがなく、境界部７４が隣り合う組合せ鋼矢板１の継手１１と篏合されているので、上端部１０ａや下端部１０ｂでの接合強度が好ましく向上する。
【００８４】
この補強板６１は、鋼製材料等の金属材料や合成樹脂材料から構成される。補強板６１は、図１８Ａ〜図１８Ｃに示す本実施形態の変形例にて、長手方向に隣り合う交換用矢板部材２３と他の矢板部材２１との一対のフランジ部１５の両面に架設されている。補強板６１は、交換用矢板部材２３や他の矢板部材２１に対して、図示のようにボルト接合により接合されたり、隅肉溶接等の溶接部Ｗにより接合される。
【００８５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る組合せ鋼矢板１について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００８６】
本実施形態に係る組合せ鋼矢板１は、図１９〜図２１Ｂに示すように、交換用矢板部材２３とこれに隣り合う他の矢板部材２１との間の境界部７４に、膨潤性止水材７２である止水層７１が設けられている。具体的には、交換用矢板部材２３と矢板部材２１との間（境界部７４）に、膨潤性止水材７２を含む止水層７１が設けられている。この止水層７１は、交換用矢板部材２３とこれに隣り合う他の矢板部材２１との互いに対向する対向面２２の何れか一方又は両方に膨潤性止水材７２を塗布等することにより設けられる。膨潤性止水材７２は、例えば、ウレタン樹脂を主成分とするものであり、地中の水分を吸水することにより膨張し、高い止水性を発揮することを可能とするものである。
【００８７】
これにより、地中連続壁３の構築時に、矢板部材２１と交換用矢板部材２３と間の境界部７４より、上側に地下水位７３がある場合でも、その境界部７４からの漏水を止水層７１により防止することが可能となる。
【００８８】
このような観点から、止水層７１は、本実施形態に係る組合せ鋼矢板１を仮設用土留め壁として用いる場合、漏水が発生し得る矢板部材２１と交換用矢板部材２３と間の複数の境界部７４のうち、掘削側に露出する箇所にのみ設けてもよい。図１９に示す例で説明すると、長手方向に二つある境界部７４のうち、上端部１０ａ側の境界部７４にのみ止水層７１を設ければよい。
【００８９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る組合せ鋼矢板１について説明する。
【００９０】
本実施形態に係る組合せ鋼矢板１は、図２２に示すように、固定治具５１の嵌合孔５３の構造が第１実施形態に係る組合せ鋼矢板１と相違している。本実施形態に係る固定治具５１の嵌合孔５３は、その嵌合孔５３の貫通方向のＨ形鋼３０側から交換用矢板部材２３側にかけて順に、接合ボルト４１のボルト軸部４３が挿通される小径孔部５３ａと、小径孔部５３ａより大径に形成された大径孔部５３ｂと、小径孔部５３ａと大径孔部５３ｂとの間に形成された孔底面５３ｃとを有している。大径孔部５３ｂには、接合ボルト４１のボルト頭部４２又は接合ナット４５が挿通され、その接合ボルト４１のボルト頭部４２又は接合ナット４５の外周面が係合可能な形状にその内周面が形成されている。孔底面５３ｃは、接合ボルト４１又は接合ナット４５の何れか一方に対して他方が螺合されたときに、その接合ボルト４１のボルト頭部４２又は接合ナット４５の何れか一方の底面が当接される。これにより、接合ボルト４１及び接合ナット４５の一方の締め付けにより、接合ボルト４１のボルト頭部４２又は接合ナット４５の一方と、交換用矢板部材２３との間に、固定治具５１が挟み付けられて固定されることになる。これにより、固定治具５１を交換用矢板部材２３の外面２３ａに溶接、接着、磁着等により接合することが不要となる。
【００９１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る組合せ鋼矢板１について説明する。
【００９２】
本実施形態に係る組合せ鋼矢板１は、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、Ｈ形鋼３０と交換用矢板部材２３とが、溶接部Ｗにより接合される。具体的には、組合せ鋼矢板１が、Ｈ形鋼３０及び交換用矢板部材２３間を接合する溶接部Ｗをさらに備える。この接合方法のみが第１実施形態に係る組合せ鋼矢板１と相違している。その他の点は、例えば、組合せ鋼矢板１から損傷した交換用矢板部材２３を交換することや、この組合せ鋼矢板１を用いて地中連続壁３を構築する方法や、地中連続壁３から組合せ鋼矢板１を引き抜いて再利用する方法などは、上記第１実施形態の場合と同様である。組合せ鋼矢板１から損傷した交換用矢板部材２３を交換するには、長手方向の端部から境界部７４までの溶接部Ｗを切断することで、交換用矢板部材２３をＨ形鋼３０から取り外す。そのため、交換用矢板部材２３及びＨ形鋼３０に対するボルト挿通孔３４の穿孔を行う必要がない。また、固定治具５１などを、交換用矢板部材２３へ溶接などによって固定する必要がなく、接合ボルト４１及び接合ナット４５の締め付けを行う必要がない。このように、上記に要する作業時間の短縮が可能となる。また、図２３Ａ及び図２３Ｂでは、矢板部材２１及び交換用矢板部材２３と、Ｈ形鋼３０との接合が、組合せ鋼矢板１の長手方向に対して境界部７４で断続しない溶接部Ｗの一例を示している。この他、矢板部材２１及び交換用矢板部材２３と、Ｈ形鋼３０との接合が、組合せ鋼矢板１の長手方向に対して境界部７４で断続する溶接部Ｗとしてもよい。
【００９３】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る組合せ鋼矢板１について説明する。
【００９４】
図２４Ａは、本発明の第５実施形態に係る組合せ鋼矢板１を用いた地中連続壁３を示す平面図である。図２４Ｂは、図２４Ａに示す地中連続壁３の正面図である。本実施形態の組合せ鋼矢板１は、冷間圧延により成形された冷延鋼矢板である鋼矢板１０を有する。この鋼矢板１０は、上記第１実施形態のように、形状付与性が高い熱間圧延によって成型される熱延鋼矢板のような複雑形状とすることができない。しかし、本実施形態では、簡易な設備で製造可能な冷延鋼矢板を鋼矢板１０として用いることができる。加えて、本実施形態でも、上記第１実施形態の各変形例を適用できる。そして、組合せ鋼矢板１の損傷した交換用矢板部材２３を交換することや、この組合せ鋼矢板１を用いて地中連続壁３を構築する方法や、地中連続壁３から組合せ鋼矢板１を引き抜いて再利用する方法などは、上記第１実施形態の場合と同様である。
【００９５】
［第６実施形態］
図２５Ａは、本発明の第６実施形態に係る組合せ鋼矢板１を用いた地中連続壁３を示す平面図である。図２５Ｂは、図２５Ａに示す地中連続壁３に用いられている組合せ鋼矢板１を拡大した平面図である。図２５Ｂに示すように、本実施形態では、鋼矢板１０が、２つのＺ形鋼矢板１０ｘを有し、一方のＺ形鋼矢板１０ｘの継手１１ｘと、他方のＺ形鋼矢板１０ｘの継手１１ｙとを嵌合することで、長手方向に垂直な断面で見た場合の形状がハット形であるハット形鋼矢板として構成されている。このＺ形鋼矢板１０ｘは、上記断面で見た場合に、板幅方向の両端部の継手１１ｘと継手１１ｙとが同一形状でない。一方のＺ形鋼矢板１０ｘに対して、他方のＺ形鋼矢板１０ｘを反転させて、互いの継手１１ｘと継手１１ｙとを嵌合することで、形状がハット形である鋼矢板１０とする。本実施形態でも、上記第１実施形態の各変形例を適用できる。そして、組合せ鋼矢板１の損傷した交換用矢板部材２３を交換することや、この組合せ鋼矢板１を用いて地中連続壁３を構築する方法や、地中連続壁３から組合せ鋼矢板１を引き抜いて再利用する方法などは、上記第１実施形態の場合と同様である。
【００９６】
以上、上記各実施形態について詳細に説明したが、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらのみによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。
【実施例１】
【００９７】
次に、本発明の上記態様の効果を実施例により説明する。【００９８】
本実施例では、図２６Ａ、図２７Ａに示すような従来の組合せ鋼矢板１０１を用いた例（以下、比較例）と、例えば図１Ａ〜図２Ｂに示すような組合せ鋼矢板１を用いた例（以下、発明例という。）とについて、鋼矢板１０及び１１０を繰り返し交換したときの鋼材使用量について調査した。比較例及び発明例の両方で用いた組合せ鋼矢板１及び１０１は、鋼矢板１０及び１１０として、全幅９３６ｍｍ（有効幅９００ｍｍ）、有効高さ２３０ｍｍ、板厚さ１０．８ｍｍである型式１０Ｈのハット形鋼矢板を用いた。そして、Ｈ形鋼３０及び１３０として、桁高７００ｍｍ、桁幅２００ｍｍ、ウエブ厚９ｍｍ、フランジ厚１９ｍｍ、長手方向の長さ１８ｍであるものを用いた。発明例で用いた鋼矢板１０は、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂの両方の交換用矢板部材２３の長手方向の長さＬ１が、鋼矢板１０の長手方向の長さＬ０の２０％（０．２倍）となるように形成されたものを用いた。【００９９】
発明例及び比較例のそれぞれについて、合計４回の交換作業を行った。発明例では、一回の交換作業毎に、鋼矢板１０の上端部１０ａ及び下端部１０ｂの両方の交換用矢板部材２３を交換する条件（以下、発明例１）と、鋼矢板１０の下端部１０ｂの交換用矢板部材２３のみを交換する条件（以下、発明例２）とのそれぞれについて、鋼材使用量を調査した。比較例では、一回の交換作業毎に、組合せ鋼矢板１０１の鋼矢板１１０を交換する条件で、鋼材使用量を調査した。【０１００】
表１に、発明例１及び比較例のそれぞれに関する累積鋼材使用量を示す。表２に、発明例２及び比較例のそれぞれでの累積鋼材使用量を示す。【０１０１】
【表１】
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【０１０２】
【表２】
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【０１０３】
表１に示すように、合計四回の再利用した場合、発明例１が、比較例より累積鋼材使用量を３１％も低減させることが可能となる。また、表２に示すように、鋼矢板１０の下端部１０ｂの交換用矢板部材２３のみを交換する条件では、発明例２が、比較例より累積鋼材使用量を４２％も低減させることが可能となる。これらの結果から、本発明の上記態様により、従来と比較して、組合せ鋼矢板１を再利用するうえで鋼材使用量を大きく抑えることが可能であることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の上記態様によれば、鋼矢板の特に変形及び損傷し易い箇所のみを交換することが可能な組合せ鋼矢板、その地中連続壁、及び組合せ鋼矢板の再利用方法の提供が可能となるので、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１０５】
１          組合せ鋼矢板
３          地中連続壁
１０        鋼矢板
１１        継手
１３        ウエブ部（鋼矢板ウエブ部）
１５        フランジ部（鋼矢板フランジ部）
１７        アーム部
２１        矢板部材
２３        交換用矢板部材
３０        Ｈ形鋼
３１        ウエブ部（Ｈ形鋼ウエブ部）
３３        フランジ部（Ｈ形鋼フランジ部）
３４        ボルト挿通孔
４１        接合ボルト
４５        接合ナット
５１        固定治具
５３        嵌合孔
６１        補強板
７１        止水層
７２        膨潤性止水材
７４        境界部
Ｗ          溶接部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
0005413541.tif 000017
【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
0005413541.tif 000022
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
0005413541.tif 000028
【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
0005413541.tif 000030
【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
0005413541.tif 000034
【図１８Ｃ】
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【図１９】
0005413541.tif 000036
【図２０】
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【図２１Ａ】
0005413541.tif 000038
【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
0005413541.tif 000042
【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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