(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ部とこのウェブ部の両端に設けられたフランジ部とこのフランジ部の一端に設けられた腕部とから断面ほぼＵ字状に形成されたＵ形鋼矢板と、このＵ形鋼矢板のウェブ部の外側に一方のフランジを固定して設置されたＨ形鋼とから形成され、前記腕部の先端に継手が非対称形に設けられ、前記Ｕ形鋼矢板の横断面形状を同一方向にそろえて結合できるようにしてあることを特徴とする地中連続壁用鋼材。
【請求項２】
腕部に水通し孔が複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の地中連続壁用鋼材。
【請求項３】
請求項１または２記載の地中連続壁用鋼材を複数、地中に互いに隣接させて設置することにより構築されていることを特徴とする地中連続壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築土木工事で主に土砂などの崩落を防ぐ土留め壁や地下構造物の壁、さらには河川の護岸壁などとして広く用いられる地中連続壁用鋼材およびこの地中連続壁鋼材からなる地中連続壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築土木工事において、主に土砂などの崩落を防ぐ土留め壁や河川の護岸壁などに用いられる地中連続壁用鋼材として一般に鋼矢板が使用され、その一例としてウェブ部とこのウェブ部の両端に突出するフランジ部とから断面ほぼＵ字状に形成されたＵ形鋼矢板、板状に形成された直線鋼矢板、そして鋼管矢板などが一般に知られ、さらに最近では、河川の護岸壁として用いられる鋼矢板として、自然な水循環が可能なように水通し孔を多数有するものも開発されている。
【０００３】
例えば特開平６−２８０２５１号公報には、図５（ａ）に図示するような、Ｕ形鋼矢板２０のウェブ部２０ａにＴ形鋼２１を溶接して形成された地中連続壁用鋼材が開示され、また特開昭６２−１３３２０９号公報には、図５（ｂ）に図示するような、直線鋼矢板２２の一側部にＨ形鋼２３を溶接して形成された地中連続壁用鋼材が開示されている。
【０００４】
さらに、実開昭５９−３８５４４号公報には、図５（ｃ）に図示するような、Ｕ形鋼矢板２０のウェブ部２０ａに水通し孔２０ｂが多数形成された地中連続壁用鋼材が、また実開平７−３４０３０号公報には、図５（ｄ）に図示するような、鋼管矢板２４に水通し孔２４ａが多数形成された地中連続壁用鋼材がそれぞれ開示されている。
【０００５】
そして、図５（ｅ）に図示するような、Ｈ形鋼２３と２本のＺ形鋼矢板２５とを組み合わせた地中連続壁鋼材も開発されている（Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｓｔｅｅｌ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｓｔｅｅｌｓ  Ｐｉｌｉｎｇ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  Ｓｉｘｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ  １９８８）。
【０００６】
これらのうち、特に図５（ｃ），（ｄ）に図示するものはそれぞれ、水通し孔２０ｂと２４ａを多数有するため、地中に連接して打ち込まれても地下水の流れをせき止めることはないので、地下水の水位を一定に保持することができ、また河川の護岸壁用として使用された場合に、水通し孔を介して河川側と陸地側との間の自然な水循環が可能なことで、動植物の生息に適した環境を作り出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５（ａ）に図示する地中連続壁用鋼材は、Ｕ形鋼矢板２０のウェブ部２０ａの中央にＴ形鋼２１のウェブ部２１ａの先端が溶接されているため、溶接によるひずみの矯正が必要であり、またこの矯正が不充分だと打設に不具合を生ずる等の課題があった。
【０００８】
また、Ｔ形鋼２１を製作する際、プレートによる製作では多くの加工手間を必要とするだけでなく、上述するようなひずみの問題もあり、またＨ形鋼を切断してＴ形鋼２１を製作しようとすると、スクラップが発生する等の問題があり、さらにＣＴ形鋼を使用すると大断面の地中連続壁用鋼材を製作できない等の課題があった。
【０００９】
また、図５（ｂ）に図示する地中連続壁用鋼材は、Ｈ形鋼２２が直線鋼矢板２３の上端部分にのみ取り付けられ、下端部分には特に強度が必要でないことから取り付けられていない場合、下端部分の剛性が小さいために地中に打ち込めない場合がある等の課題があった。
【００１０】
さらに、図５（ｃ），（ｄ）に図示する地中連続壁鋼材は、多数の水通し孔２０ｂ，２４ａを設けたことで断面欠損による強度低下を免れないだけでなく、特に図５（ｄ）に図示する地中連続壁鋼材の場合、鋼管で形成されていることからコスト高を免れないだけでなく、二重壁になることから水通しが悪い等の課題があった。
【００１１】
そして、図５（ｅ）に図示するＺ形鋼矢板とＨ形鋼の組合せタイプのものは、２枚のＺ形鋼矢板２５をあらかじめ双方の継手を互いにかしめる等してＵ形に組み合わせ、これをＨ形鋼２３のフランジ２３ａに溶接する等して取り付ける必要があるため、製作工程が多く製作が面倒なだけでなく製作コストの割高が免れない等の課題があり、またＺ形鋼矢板２５どうしの接合部およびＺ形鋼矢板２５とＨ形鋼２３との溶接などによる接合部に不良カ所があると、打ち込みの際に破損するおそれがあり、強度上の課題もあった。
【００１２】
この発明は以上の課題を解決するためになされたもので、剛性がきわめて大きく、水通しもよく、しかも安価に製作できる地中連続壁用鋼材を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１記載の地中連続壁用鋼材は、ウェブ部とこのウェブ部の両端に設けられたフランジ部とこのフランジ部の一端に設けられた腕部とから断面ほぼＵ字状に形成されたＵ形鋼矢板と、このＵ形鋼矢板のウェブ部の外側に一方のフランジを固定して設置されたＨ形鋼とから形成され、前記腕部の先端に継手が非対称形に設けられ、前記Ｕ形鋼矢板の横断面形状を同一方向にそろえて結合できるようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
Ｈ形鋼はＵ形鋼矢板のウェブ部の外側に設置されていることで、大きな断面性能が得られる。Ｈ形鋼をＵ形鋼矢板のウェブ部に固定する方法としては、溶接による他ボルト等による方法でもよい。
【００１６】
請求項２記載の地中連続壁用鋼材は、請求項１記載の地中連続壁用鋼材において、腕部に水通し孔が複数設けられていることを特徴とする。請求項３記載の地中連続壁は、請求項１または２記載の地中連続壁用鋼材を複数、地中に互いに隣接させて設置することにより構築されていることを特徴とする。腕部の先端に設けられた継手を互いにかみ合わせることで、隣接する地中連続壁用鋼材どうしをＵ形鋼矢板とＨ形鋼をそれぞれ同じ側に位置させて確実に接合することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）〜（ｃ）は、この発明に係る地中連続壁用鋼材および地中連続壁の一例を示し、図において地中連続壁用鋼材１はＵ形鋼矢板２とＨ形鋼３とから形成されている。
【００１８】
また、地中連続壁用鋼材を複数、地中に互いに隣接させて設置することにより地中連続壁が構築されている。
Ｕ形鋼矢板２はウェブ部２ａとこのウェブ部２ａの両端にやや開きぎみに形成されたフランジ部２ｂ，２ｂとこの両フランジ部２ｂ，２ｂの一端にそれぞれ設けられた腕部２ｆとから断面ほぼＵ形状に形成されている。
【００１９】
また、フランジ部２ｂ，２ｂの先端に継手２ｃと２ｄが非対称形に、すなわち継手２ｃおよび２ｄの一方が外向きに、他方が内向きそれぞれ形成され、さらに図２（ａ）〜（ｃ）に図示するものは、両側の腕部２ｆに水通し孔２ｇが多数形成されている。
【００２０】
Ｈ形鋼３はＵ形鋼矢板２の外側面に、強軸Ｘ１  −Ｘ１  （断面の主軸のうち、最大値の断面二次モーメントを与える主軸）がＵ形鋼矢板２の強軸Ｘ２  −Ｘ２  と平行な状態に配置され、かつＵ形鋼矢板２のウェブ部２ａの外側部に一方のフランジ部３ａを添わせるとともに、フランジ部３ａの幅方向の縁端部をウェブ部２ａの外側部にすみ肉溶接またはフレア溶接することによりＵ形鋼矢板２と一体化されている。
【００２１】
この場合のＨ形鋼３としては、Ｕ形鋼矢板２の大きさ（断面サイズ）に応じて適当な大きさ（断面サイズ）のものが使用され、その際特にＨ形鋼３のフランジ３ａの横幅がＵ形鋼矢板２のウェブ部２ａのそれより小さいとき、Ｈ形鋼３のフランジ部３ａの縁端部は、図３（ａ）に図示するようにＵ形鋼矢板２のウェブ部２ａの外側部にすみ肉溶接によって溶接され、Ｈ形鋼３のフランジ３ａの横幅がＵ形鋼矢板２のウェブ部２ａのそれより大きいときは、図３（ｂ）に図示するようにＨ形鋼３のフランジ部３ａの縁端部はＵ形鋼矢板２のウェブ部２ａの外側部にフレア溶接によって溶接されている。
【００２２】
こうして形成された地中連続壁用鋼材１は複数、Ｕ形鋼矢板２とＨ形鋼３をそれぞれ同じ側に位置させ、かつ継手２ｃと２ｄを互いにかみ合わせながら地中に打ち込まれることで土留め壁地中連続壁（土留め壁）４が構築されている。
【００２３】
この地中連続壁用鋼材によれば、Ｈ形鋼３をＵ形鋼矢板２の外側部に溶接して固着する際、Ｈ形鋼３の一方のフランジ３ａの両側縁端部の二箇所をＵ形鋼矢板２のウェブ２ａの外側部に溶接するので、Ｕ形鋼矢板２に溶接によるひずみが発生しにくく、このため打設時の不具合や出来形不良が生じにくい。
【００２４】
また、形鋼としてＨ形鋼を使用することで、加工手間が省けるだけでなくスクラップの発生することもなく、さらに形鋼としてＣＴ形鋼を使用するよりもはるかに高い断面性能を持つ地中連続壁用鋼材を提供できる。
【００２５】
また、部分的にＨ形鋼３を取り付けない場合でも、Ｕ形鋼矢板２の剛性が比較的大きいため地中への打ち込みも支障なくでき、直線鋼矢板とＨ形鋼とからなるタイプの問題点も解消される。
【００２６】
さらに、Ｕ形鋼矢板２の継手２ｃと２ｄが非対称形に形成されていることで、地中に連接して打ち込んで地中連続壁を形成する際、Ｕ形鋼矢板２の横断面形状を同一方向にそろえてＵ形鋼矢板２どうしを直線状に結合できることから、継手が対称のものと比べて、鋼製連壁の幅を小さくすることができる。
【００２７】
また、Ｕ形鋼矢板２のフランジ部２ｂと継手２ｃとの間およびフランジ部２ｂと継手２ｄとの間にＵ形鋼矢板２の幅方向に延びる腕部２ｆがそれぞれ形成されていることで、Ｕ形鋼矢板２の剛性が増し、その分Ｈ形鋼３の小断面化が図れる等の効果がある。
【００２８】
また、油圧式圧入機やバイブロハンマーなどで地中に打設する際、腕部２ｆを把持して打設することができ、しかも腕部２ｆは打設法線方向に対して地中連続壁用鋼材どうしの継手部と同一線上に位置することにより、すなわち打設時に地中連続壁鋼材に発生する回転の中心となる継手部と平面的にずれていないため、把持部に作用する打設力によって地中連続壁用鋼材が継手部を中心に回転するのを阻止することができる。
【００２９】
また、特に図２（ａ）〜（ｃ）に図示するものは、腕部２ｆに水通し孔２ｇが多数形成されていることで、地中に連接して打ち込まれても地下水の流れをせき止めることはないので、地下水の水位を一定に保持することができ、また河川の護岸壁用として使用された場合に、水通し孔２ｇを介して河川側と陸地側との間の自然な水循環が可能なことで、動植物の生息に適した環境を作り出すことができる。その際、鋼管に水抜き孔を設けたタイプ（図５（ｄ）参照）のように二重壁にならないので、河川側と陸地側との間の水循環が充分になされる。
【００３０】
なお、Ｈ形鋼３のフランジ部３ａをＵ形鋼矢板２のウェブ部２ａの外側部に固着する方法としては、溶接による他に例えば図３（ｃ），（ｄ）にそれぞれ図示するように、ウェブ部２ａとフランジ部３ａにボルト孔２ｅと３ｂをそれぞれ形成し、このボルト孔２ｅと３ｂに固着ボルト５を挿着する方法、あるいはウェブ部２ａの外側部にスタッドボルト６を突設し、これに対応させてフランジ部３ａにボルト孔３ｂを形成し、そしてボルト孔３ｂにスタッドボルト６を通し、その貫通部分に固着ナット７を螺合する方法などがある。
【００３１】
また、場合によっては、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に図示するように腕部がない場合もある。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおりであり、Ｕ形鋼矢板とこのＵ形鋼矢板のウェブ部の側部に突設されたＨ形鋼とから形成されてなるので、きわめて高い断面性能を有し、かつきわめて安価に製作できる等の効果がある。
【００３３】
また、Ｕ形鋼矢板のフランジ部と継手との間に腕部が形成され、この腕部に水抜き孔が多数設けられているので、また河川の護岸壁用として使用された場合に、水通し孔を介して河川側と陸地側との間の自然な水循環が可能なことで、動植物の生息に適した環境を作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地中連続壁用鋼材および地中連続壁の一例を示し、（ａ），（ｂ）はそれぞれ地中連続壁用鋼材の横断面図、斜視図、（ｃ）は地中連続壁の一部横断面図である。
【図２】地中連続壁用鋼材および地中連続壁の他の一例を示し、（ａ），（ｂ）はそれぞれ地中連続壁用鋼材の横断面図、斜視図、（ｃ）は地中連続壁の一部横断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、Ｕ形鋼矢板とＨ形鋼との接合方法を示す地中連続壁用鋼材の横断面図である。
【図４】地中連続壁用鋼材および地中連続壁の他の一例を示し、（ａ），（ｂ）はそれぞれ地中連続壁用鋼材の横断面図、斜視図、（ｃ）は地中連続壁の一部横断面図である。
【図５】地中連続壁用鋼材および地中連続壁の従来例を示し、（ａ），（ｃ），（ｅ）はその横断面図、（ｂ），（ｄ）はその斜視図である。
【符号の説明】
１  地中連続壁用鋼材
２  Ｕ形鋼矢板
２ａ  ウェブ部
２ｂ  フランジ部
２ｃ  継手
２ｄ  継手
２ｅ  ボルト孔
２ｆ  腕部
２ｇ  水通し孔
３  Ｈ形鋼
３ａ  フランジ
３ｂ  ボルト孔
４  地中連続壁（土留め壁）
５  固着ボルト
６  スタッドボルト
７  固着ナット
【図１】
0003603793.tif 000002
【図２】
0003603793.tif 000003
【図３】
0003603793.tif 000004
【図４】
0003603793.tif 000005
【図５】
0003603793.tif 000006