(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手同士が嵌合された状態で、鋼矢板の先端部同士がほぼ同一平面を形成する鋼矢板であって、鋼矢板の先端部に先端部と平行な止水部材を有することを特徴とする鋼矢板。
【請求項２】
鋼矢板の先端に設けられた継手同士が嵌合された状態で、鋼矢板の先端部同士がほぼ同一平面を形成する鋼矢板の継手同士が嵌合されて形成される鋼矢板継手部の止水構造であって、鋼矢板の先端部に、他方の鋼矢板の先端部と重なり合う止水部材が設けられていることを特徴とする鋼矢板継手部の止水構造。
【請求項３】
鋼矢板の先端部に設けられた第一の止水部材に重なり合うように第二の止水部材が他方の鋼矢板の先端部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の鋼矢板継手部の止水構造。
【請求項４】
第一の止水部材を対向する鋼矢板の先端部に押圧する手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の鋼矢板継手部の止水構造。
【請求項５】
止水部材と対向する鋼矢板の先端部との間に止水のためのシール材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の鋼矢板継手部の止水構造。
【請求項６】
第一の止水部材と対向する鋼矢板の先端部との間、または／および第一と第二の止水部材との間に止水のためのシール材が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の鋼矢板継手部の止水構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通常の鋼矢板以上に止水性が要求される場合に用いられる鋼矢板および鋼矢板の継手部の止水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
地下構造物の建設における土留め壁や港湾・水域施設建設時における仮締切り等おいて鋼矢板が多く用いられている。この理由として、鋼材という高品質材料による高剛性壁体が比較的短い施工期間内で構築することができる他、比較的止水性に優れることが挙げられる。
【０００３】
鋼矢板本体の鋼材自体は当然ながら完全に水を通さないが、嵌合状態の継手部分に存在する隙間部分が水を通すため、この継手部分の隙間が鋼矢板の止水性に大きく影響する。一般的には、打設直後の継手部は比較的水を通し易い状態であったとしても、時間の経過に伴い、水の流れと共に継手内部に土粒子等が詰まってくるため、止水性が向上していくものであるが、土粒子等による継手内部の目詰まりが期待できない場合や、より止水性を向上させるためには、この継手内部の隙間をできる限り小さくすることも一案として考えられる。
【０００４】
しかしながら、この隙間が小さ過ぎると、継手部分での打設抵抗が非常に大きくなるという問題を有しており、止水性と施工性は相反する要求性能となるため、一概に継手部分の隙間を小さくしたり、大きくしたりすることはできず、いかにして継手部の止水性を高めるかが大きな課題の一つであった。
【０００５】
そこで、従来技術の一例として、継手内部の隙間を埋めるべく、予め鋼矢板の継手部に止水用樹脂塗料を塗布するものが挙げられる。この場合、比較的透水係数が小さい樹脂塗料によって、継手内部の水の浸透経路を塞いでしまうことで、止水性を向上させることを期待したものである。
【０００６】
その他としては、継手部付近において設けられた止水部材により形成したグラウト注入空間を有する鋼矢板が挙げられる。この場合、この注入空間内を止水性の高い材料を充填することによって、止水性を高めるものである。
【０００７】
（１）  鋼矢板継手部に予め止水樹脂塗料を塗布する技術は、特開平１−１６８７６６号公報に開示されており、鋼矢板打設前に、比較的透水係数の小さい樹脂塗料を継手部内の隙間に塗布し、打設後に、周囲の水分を吸収した樹脂が膨張し、継手部内部が樹脂で満たされることによって止水性を高めるものである。しかしながら、打設前の継手部内へ樹脂塗料を塗布する際の塗布むらや打設時の樹脂塗料の塗膜損傷等の不可避的要素により止水性が低下する場合が挙げられる。このように欠損部分が発生した場合には、欠損箇所が比較的小さくとも、欠損部分での水の流速は比較的速くなるため、流れによる欠損箇所の拡大の恐れもある。
【０００８】
（２）  グラウト注入空間を設けた従来技術として、以下に示すものがある。
（２−１）  特開平１−２８０１２２号公報
図６に示すように、嵌合される２つの矢板５０と５１の各継手部部位の一方または両方に部材５２を設け、この部材５２により矢板５０，５１間にグラウト注入空間５３を形成している。この鋼矢板では、グラウト注入空間が相互の継手の嵌合により形成され、継手により空間が完全に閉合されているため、止水性は高いと考えられるが、継手形状が非常に複雑なため、製造コストが高くなるという欠点がある。また、止水性が高い一方で継手部の余裕がないことに起因して施工性が悪い。さらに、この継手形状では、施工延長が曲線状となっている場合等において、２カ所による嵌合のために各鋼矢板を継手部にて角度を付けながら曲線状に施工することは不可能である。
【０００９】
（２−２）  特開平１−２８０１２１  号公報
図７に示すように、既存の矢板の継手部分の一方の外側に耳プレート５４の一端部を溶接で接合し、他方の矢板の腹部との間にグラウト注入空間５３を形成している。この鋼矢板では、鋼矢板打設時において、捩じれや回転が発生すると耳プレートの接合していない部分で、耳プレートと隣接の鋼矢板との間が大きく開くことが考えられる。この場合には、本来の耳プレートの役割としては、グラウトの型枠を兼ねて、耳プレートと鋼矢板間の開口が小さいことによる止水効果を期待できるはずであるが、開口部分の増加により、止水性が低下するだけでなく、場合によっては、周囲の地盤からの内部への土の侵入等により、グラウト材品質が悪化する恐れが挙げられる。
【００１０】
（２−３）  実開昭５５−７１７４５号公報
図８に示すように、Ｕ形鋼矢板６０の継手部付近に断面カギ形，半円形等の突片６１を設け、掘削機・注入機の先端が入る大きさの注入空間６２を形成している。この鋼矢板では、突片の先端が隣接するＵ形鋼矢板の爪底部近くに位置するため、鋼矢板の回転等による開きの恐れはないが、実際にはＵ形鋼矢板の爪底部分の大きさは僅か２〜３ｃｍ程度しかなく、爪のサイズに合わせた特殊な部材を取り付ける必要があり、コスト的に劣るという欠点の他、突片と鋼矢板の間にできる隙間が継手部に近い位置にあるため、水の浸透経路は比較的短く、止水効果が発揮し難いという問題も有する。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、比較的簡単な構成により、要求される打設性および止水性の両方を同時に満足する鋼矢板および鋼矢板継手部の止水構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
通常、鋼矢板の継手部は、施工性を考慮して、嵌合状態でも若干の隙間ができるように形状が設定されている。よって、止水部材と鋼矢板あるいは止水部材同士の間に隙間が生じないように止水部材を設けたとしても、前記の継手部の嵌合状態に応じて、この隙間分だけ鋼矢板がずれ、止水部材と鋼矢板あるいは止水部材同士の間には、どうしても隙間が生じてしまう。逆に、前述した従来技術のように、嵌合状態によって生じ得る止水部材と鋼矢板あるいは止水部材同士の間に隙間が許容されなければ、施工性が悪化する。そこで、本発明では、前記隙間を施工性すなわち鋼矢板の打設性を阻害しないための余裕代として許容するものとし、また止水部材の重ね合わせにより止水効果が得られるようにする。
【００１３】
即ち、本発明の請求項１の鋼矢板は、継手同士が嵌合された状態で、鋼矢板の先端部同士がほぼ同一平面を形成する鋼矢板であって、鋼矢板の先端部に先端部と平行な止水部材を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２の鋼矢板継手部の止水構造は、鋼矢板の先端に設けられた継手同士が嵌合された状態で、鋼矢板の先端部同士がほぼ同一平面を形成する鋼矢板の継手同士が嵌合されて形成される鋼矢板継手部の止水構造であって、鋼矢板の先端部に、他方の鋼矢板の先端部と重なり合う止水部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明で対象とする鋼矢板１は、例えば、図１に示すように、鋼矢板本体の左右に直線状の腕部２，２を有し、これら腕部２，２の先端に設けられた継手部３が異なる形状（左右非対称）とされており、嵌合に際しては、鋼矢板の平面視の向きを同じにして嵌合打設され、継手部同士が嵌合した一対の腕部２，２’が一直線状をなすような鋼矢板とする。さらに、継手部の形状は、図１に示すように、一対の腕部の２，２’の片側が平面となるような継手部、すなわち一方の継手部３ａの甲面５が他方の継手部３ｂ’の腕部２’の表面６と同一平面をなすような継手部が好ましい。その一例としては、図５（ａ），（ｂ）  に示すような鋼矢板がある。
【００１６】
以上のような鋼矢板においては、嵌合時に継手部近傍の一対の腕部が一直線状をなし、さらに片側が同一平面をなすことを利用し、一方の腕部に接合した止水部材を隣接する鋼矢板の他方の腕部に重ね合わせることによって、止水効果を発揮し、比較的簡便な構造でありながら、施工性と止水性の両者を同時に満足する止水構造が得られる。
【００１７】
この重ね合わせの効果について以下に説明する。図１（ａ）  は止水部材４が一方の鋼矢板１に接合されている本発明の場合であり、図１（ｂ）  は鋼矢板１のみの比較例の場合である。ここで、鋼矢板１の止水部材４と隣接する鋼矢板１’の腕部２’との間の隙間をδ、止水部材４と腕部２’の重ね合せ長をＬとする。また、鋼矢板１，１’を挟んだ内外の水頭差をｈとする。
【００１８】
ここで、透水に関する一般式であるダルシーの法則を次の（１）式に示す。
Ｑ＝ｋ・Ａ・ｉ＝ｋ・Ａ・Ｈ／Ｌ……（１）
ここに、ｋは透水係数、Ａは透過面積、ｉは動水勾配（＝水頭差Ｈ／距離Ｌ）である。
【００１９】
つまり、透水量Ｑは、透水係数・透過面積・動水勾配に比例するのである。図１（ｂ）  の条件の場合、鋼矢板１，１’の継手部には透水係数ｋの土砂が詰まっている状態で、透水量がＱｂ  であったものとする。
一方で、図１（ａ）  の場合においては、さらに、鋼矢板１の止水部材４と隣接する鋼矢板１’の腕部２’の間の隙間にも透水係数ｋの土砂が詰まっている状態とし、ａ点とｃ点との水頭差をΔｈとすると、ａ−ｃ間では、式（１）中において水頭差Ｈを除いて図１（ｂ）  の場合と同一の条件となるので、図１（ｂ）  の場合の透水量Ｑｂ  より、Ｑａ  ＝Ｑｂ  ・（Δｈ／ｈ）となる。ここで、Δｈ＜ｈであれば、Ｑａ  ＜Ｑｂ  となる。
【００２０】
次に、この止水部材４内を透過する流量Ｑａ  は、流体の連続性より、重なり合った部分であるｃ−ｂ間でも同様の流量となるため、式（１）より、Ｑａ  ＝ｋ・δ・（ｈ−Δｈ）／Ｌとなる。従って、ａ−ｃ間での水頭差は、Δｈ＝ｈ−Ｑａ  ・Ｌ／（ｋ・δ）となり、少なくとも、図１（ｂ）  に比べ、水頭差は小さくなっている。
【００２１】
つまり、若干でも水の透過性を妨げる物質が、止水部材４が重なり合った部分において存在することで、ｃ点での水頭が落ち、結果として、ａ−ｃ間での水頭差（動水勾配）が小さくなるため、通水量を減少させることが可能となり、止水性が向上する。
【００２２】
また、請求項１，２では、止水部材４の鋼矢板１への接合方法や接合位置、止水部材４と腕部２’の重なり合う部分の隙間量・重ね合せ長等は特に限定しない。止水部材４の接合方法としては、接合部分から水の浸透がないように接合できるものが好ましい。鋼矢板１に止水部材４を予め設けておいてもよいし、継手となる接合部材を設けておき、止水部材４を打設するようにしてもよい。また、隙間量・重ね合せ長に関しては、施工性に配慮した上で、可能な限り、隙間量を小さくし、重ね合せ長を長くとることが望ましい。鋼矢板を土中に打設した場合には、止水部材の隙間の間に、時間の経過と共に土砂が詰まってくることが考えられ、この土砂の詰まりにより止水効果は高まると考えられるが、この隙間の状態についても、特に限定するものではなく、水の透過を妨げることができるものが詰まっているか、あるいは、詰まることが十分予測されるようにすればよい。
【００２３】
さらに、止水部材４の形状についても、特には限定しない。図１（ａ）  では、鋼板を止水部材に用いており、材料の入手および鋼矢板との接合も非常に容易な構造となっている。この場合、図２（ａ）  に示すように、継手部３の標準嵌合状態において止水部材４と隣接する鋼矢板の腕部２’同士が完全に接するように止水部材４を接合することは非常に容易であり、この場合には、隙間が発生しない区間が面として存在するため、止水効果は非常に高くなる。図２（ｂ）  に示すように、前記の状態で止水部材４を鋼矢板に接合し、鋼矢板の打設時に鋼矢板継手部３の嵌合状態が標準よりずれた場合においても、鋼矢板継手部３の当接面隙間が狭まる分、止水部材４と腕部２’との間の隙間量が増えるだけであり、その隙間量は高々鋼矢板嵌合時の継手部内部の隙間量程度に抑えられる。
【００２４】
また、この止水部材４をガイドとして、鋼矢板を真っ直ぐ打設することも可能になるため、鋼矢板の回転や捩じれが発生し難く、施工性の向上だけではなく、止水部材４と鋼矢板の間に開口部が生じ難くなり、止水性が向上する。
【００２５】
本発明の請求項３は、請求項２の鋼矢板継手部の止水構造において、図３（ａ）  に示すように、鋼矢板の先端部２に設けられた第一の止水部材４に重なり合うように第二の止水部材４’が他方の鋼矢板の先端部２’に設けられていることを特徴とする。止水部材が二重に重なり合うことで、水の透過経路をさらに長くすることができるため、止水性はさらに向上することが期待できる。第二の止水部材４’には断面Ｌ形の鋼材を用いることができる。
【００２６】
本発明の請求項４は、請求項３の鋼矢板継手部の止水構造において、第一の止水部材４を対向する鋼矢板の先端部２’に押圧する手段が設けられていることを特徴とする。押圧手段により第一の止水部材４と対向する先端部２’との間の隙間を排除し、止水性の向上を期待することができる。
【００２７】
押圧手段としては、板ばね状のものを第一の止水部材４の第二止水部材側の面あるいは第二の止水部材４’の第一止水部材側の面に予め取り付けておく方法を一例として挙げることができる。ここでは、押圧手段の構造・材質等は特に限定しないが、施工性を阻害しないものを用いることが望ましい。
【００２８】
また、図４に示すように、押圧手段としてボルト７を用いることもできる。この場合、ボルト７は第二の止水部材４’に形成した雌ねじ孔８にねじ込んで取り付けておき、鋼矢板の打設後に、ボルト７を締め付けることにより第一の止水部材４の先端部を平行に折り曲げ変形させて先端部２’に押し付けるようにする。このように、鋼矢板打設後にボルト７を締め付けて止水部材４を先端部２’に押し付けることにより、鋼矢板の打設中は特に止水部材４と押圧手段間、あるいは止水部材４と対向する先端部２’との過剰な摩擦を避けることが可能となり、施工性に対しても十分に配慮することができる。
【００２９】
本発明の請求項５は、請求項２の鋼矢板継手部の止水構造において、図１（ａ）  に示すように、止水部材４と対向する鋼矢板の先端部２’との間に止水のためのシール材９が設けられていることを特徴とする。本発明の請求項６は、請求項３または４に記載の鋼矢板継手部の止水構造において、図３（ｂ）  に示すように、第一の止水部材４と対向する鋼矢板の先端部２’との間、または／および第一と第二の止水部材４，４’との間に止水のためのシール材９が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
このようなシール材により止水性をさらに高めることができる。シール材の材質等は特に限定しない。例えば、止水ゴムを予め止水部材に貼り付けておくことも可能であり、また、止水樹脂塗料を用いることもできる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、図５に示すように、鋼矢板本体から左右に一体的に突出する腕部２，２の先端にそれぞれ互いに嵌合可能な異なる形状の継手部３ａ，３ｂを有し、各鋼矢板が同じ向きで嵌合打設され、嵌合時には隣り合う一対の腕部２，２’同士が一直線状をなし、かつ一方の継手部３ａの甲面５が他方の継手部３ｂ’の腕部２’の表面６と同一平面をなす平面視ハット形の鋼矢板１、あるいは同様の腕部２，２’が打設直角方向の両側に設けられた平面視Ｈ形の鋼矢板１に適用した例である。
【００３２】
このような鋼矢板１において、図１（ａ）  に示すように、隣合う鋼矢板１，１’の一対の腕部２，２’の一方の腕部２の甲面５に、鋼板等からなる止水部材４の基端部を添接し、溶接等で接合し、止水部材４の先端部が他方の腕部２’に平行に長さＬだけ重なり合うようにされている。図１（ａ）  に示すように、止水部材４の中間部には若干の折り曲げ加工を施し、継手部３ａ，３ｂが若干の隙間をおいて嵌合した状態において、止水部材４の直線状の先端部と腕部２’の間に隙間δが形成されるようにしてもよいし、図２に示すように、図２（ａ）  の標準嵌合状態で止水部材４の直線状の先端部と腕部２’が密着するようにしてもよい。
【００３３】
図１（ａ）  に示すように、鋼矢板１の打設後、重なり合う止水部材４と腕部２’の間の隙間に土砂等が詰まり、図１（ｂ）  と比較して、内外の水頭差が小さくなり、透水量が減少することで、止水性が向上する。さらに、図３（ａ）  のように、継手部３ａ，３ｂの隙間がδの標準嵌合状態で、止水部材４の直線状の先端部と腕部２’が完全に面で接するようにすれば、止水効果は更に向上する。図３（ｂ）  に示す状態にずれたとしても、止水部材４と腕部２’の隙間はδとなり、止水性が十分に確保される。
【００３４】
また、鋼矢板を打設する際に、止水部材４がガイド部材として働くため、鋼矢板１’を真っ直ぐに打設することができ、鋼矢板の回転や捩じれを防止することができ、また回転や捩じれによる開口の発生が防止されることで、止水性の向上を図ることができる。
【００３５】
次に、図３は止水部材を二重に設けた例であり、一方の腕部２に第一の止水部材４を接合し、他方の腕部２’に第二の止水部材４’を接合している。この第二の止水部材４’は平面視Ｌ字形の鋼材を用い、基端を腕部２’のコーナー部近傍に溶接等で接合し、直線状の先端部が第一の止水部材４に対して平行に隙間をおいて重なり合うようにしている。このような二重の止水部材であれば、水の透過経路がさらに長くなり、止水性をさらに向上させることができる。
【００３６】
次に、図４は、二重の止水部材構造において、止水部材４を腕部２’に押圧して止水部材４と腕部２’の隙間を無くすようにした例であり、腕部２’に接合した平面視Ｌ字形の第二の止水部材４’の直線状の先端部に雌ねじ孔８を予め穿設しておき、この雌ねじ孔８にボルト７をボルト先端が第一の止水部材４の先端部を押圧できるようにねじ込んで取り付けておく。鋼矢板が打設されると、ボルト７を締め付けることで、止水部材４の先端部が変形し、止水部材４の先端部が腕部２’に面で当接し、止水性が向上する。また、止水部材４と腕部２’との間、止水部材４と４’の間に、十分な隙間を形成しておくことができるため、鋼矢板の打設に際して過剰な摩擦を解消することができ、施工性も向上する。
【００３７】
なお、このようなボルト７による押圧手段に限定されることなく、板バネ等の押圧手段を第一の止水部材４と４’の間に設けることもできる。この板バネ等は止水部材４あるいは４’に予め取り付けておけばよい。
【００３８】
また、図１（ａ）  に示すように、止水部材４と腕部２’の間に、止水ゴムや水膨張性の樹脂塗料等の止水シール材９を設け、止水部材４による止水性能を一段と高めるようにしてもよい。さらに、図３の二重の止水部材構造では、第一の止水部材４と腕部２’の間、あるいは第一の止水部材４と第二の止水部材４’の間、もしくは両者に、止水シール材９を設けるようにしてもよい。
【００３９】
板状の止水部材４が腕部２に腕部と平行に設けられため、加工上・積み重ね上・輸送上・施工上の管理等が容易となる。
【００４０】
なお、以上は図５に示した鋼矢板１に適用した例について説明したが、これに限らず、鋼矢板の継手同士が嵌合された状態で、鋼矢板の先端部同士がほぼ同一平面を形成するような鋼矢板にも本発明を適用できることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
（１）  隣り合う鋼矢板の一方の先端部に設けた止水部材を他方の先端部に重ね合わせるようにしたため、その重ね合わせた部分により透水量を低減することができ、比較的簡単な構成の止水部材により、止水性を大幅に向上させることができる。
（２）  さらに、止水部材と鋼矢板先端部の重ね合わせた部分は隙間が生じることを前提としているため、鋼矢板の打設性を阻害することがなく、打設性と止水性の両方を同時に満足させることができる。
（３）  止水部材をガイドとして鋼矢板を真っ直ぐに打設することができ、鋼矢板の回転やねじれがなくなることで、施工性が向上すると共に、止水部材と対向する先端部との間に開口部が生じることが無く、十分な止水性能を確実に得ることができる。
（４）  止水部材と鋼矢板先端部との間、あるいは第一の止水部材と第二の止水部材の間に止水シール材を設けるとにより、止水部材による止水性能を一段と高めることができる。
（５）  板状の止水部材が鋼矢板先端部にこの先端部と平行に設けられため、加工上・積み重ね上・輸送上・施工上の管理等が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の１例を示す平面図であり、（ａ）  は本発明例、（ｂ）  は比較例である。
【図２】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の鋼矢板打設後の状態を示す平面図であり、（ａ）  は標準嵌合状態、（ｂ）  は標準からずれた状態を示す。
【図３】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の止水部材を二重にした例を示す平面図である。
【図４】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の止水部材に押圧手段を設けた例を示す平面図である。
【図５】本発明が適用される鋼矢板の打設状態を示す平面図である。
【図６】従来の止水用鋼矢板（その１）を示す平面図である。
【図７】従来の止水用鋼矢板（その２）を示す平面図である。
【図８】従来の止水用鋼矢板（その３）を示す平面図である。
【符号の説明】
１…鋼矢板
２…腕部（先端部）
３…継手部
４…止水部材
５…継手部の甲面
６…腕部の表面
７…ボルト
８…雌ねじ孔
９…シール材
【図１】
0003633426.tif 000002
【図２】
0003633426.tif 000003
【図３】
0003633426.tif 000004
【図４】
0003633426.tif 000005
【図５】
0003633426.tif 000006
【図６】
0003633426.tif 000007
【図７】
0003633426.tif 000008
【図８】
0003633426.tif 000009