(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼矢板のフランジに沿って取り付けられ、前記鋼矢板とともに打設され、打設終了後、前記鋼矢板から取り外されて、地中から引き抜かれる、鋼矢板の地中変形防止装置であって、
前記鋼矢板のフランジに取り付けられる矢板受けフランジと；
前記矢板受けフランジに対向するように配置される受働面フランジと；
前記矢板受けフランジと前記受働面フランジとを連結するウェブ材と；
前記矢板受けフランジの上端部に設けられる取付け治具と；
を備え、
前記受働面フランジが、前記矢板受けフランジの下端部のみに対向するように配置されていることを特徴とする鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項２】
前記受働面フランジと、前記矢板受けフランジとが実質的に平行であることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項３】
前記矢板受けフランジまたは前記ウェブ材の少なくとも一方にウォータージェット管が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項４】
前記ウェブ材の上端と、前記矢板受けフランジの上端との間に所定の間隔が設けられるように、前記ウェブ材が配置されてい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鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項５】
鋼矢板のフランジに沿って取り付けられ、前記鋼矢板とともに打設され、打設終了後、前記鋼矢板から取り外されて、地中から引き抜かれる、鋼矢板の地中変形防止装置であって、
前記鋼矢板のフランジに取り付けられる矢板受けフランジと；
前記矢板受けフランジに対向するように配置される受働面フランジと；
前記矢板受けフランジと前記受働面フランジとを連結するウェブ材と；
前記矢板受けフランジの上端部に設けられる取付け治具と；
を備え、
前記矢板受けフランジが、上部矢板受けフランジと下部矢板受けフランジに分割されていることを特徴とする鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項６】
前記受働面フランジと、前記矢板受けフランジとが実質的に平行であることを特徴とする請求項５に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項７】
前記受働面フランジが、前記下部矢板受けフランジに対向するように配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項８】
前記受働面フランジの高さが、打設時における、前記下部矢板受けフランジの下端から地盤表面までの高さ以下であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項９】
前記ウェブ材にウォータージェット管が取り付けられていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項１０】
前記ウェブ材の上端と、前記上部矢板受けフランジの上端との間に所定の間隔が設けられるように、前記ウェブ材が配置されていることを特徴とする請求項５〜９のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項１１】
前記受働面フランジが、前記受働面フランジの厚さ方向から見た場合に、四角形であり、かつ、前記四角形の２本の対角線のうち、一方の対角線の方向が前記鋼矢板の高さ方向と一致するように配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項１２】
前記取付け治具がボルトであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置を複数備える、連続壁の地中変形防止装置であって、
隣り合う２つの前記鋼矢板の地中変形防止装置のうち、一方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材と、他方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材とを連結する上部連結板を備え、
前記上部連結板の一方の側端が、前記一方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材の上部に接続され、
前記上部連結板の他方の側端が、前記他方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材の上部に接続されていることを特徴とする連続壁の地中変形防止装置。
【請求項１４】
前記上部連結板に、前記上部連結板の上端から上方へ突出する把持部が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の連続壁の地中変形防止装置。
【請求項１５】
鋼矢板を打設する際、鋼矢板の地中での変形を防止する方法であって、
鋼矢板のフランジに、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置を取り付ける第１工程と；
前記鋼矢板、および前記鋼矢板の地中変形防止装置を打設する第２工程と；
前記鋼矢板の地中変形防止装置を前記鋼矢板から取り外す第３工程と；
前記鋼矢板の地中変形防止装置を地中から引き抜く第４工程と；
を有することを特徴とする鋼矢板の地中変形防止方法。
【請求項１６】
前記第１工程では、
前記鋼矢板のフランジの下端部の両側に配置された離脱防止治具の間に、前記矢板受けフランジの下端部を挿入する
ことを特徴とする請求項１５に記載の鋼矢板の地中変形防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼矢板の地中変形防止装置及び地中変形防止方法、及び連続壁の地中変形防止装置に関する。
本願は、２０１３年７月３日に、日本に出願された特願２０１３−１３９９０３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】
土木建築分野において、Ｕ形、Ｚ形、直線形、及びハット形の鋼矢板が、土砂の崩落を防ぐ土留め壁、地下構造物の壁、河川や港湾等の護岸壁、道路工事用の擁壁等に使用されている。鋼矢板は、剛性が高いが、地盤への打設時、打設環境や地盤状態等によっては変形することがある。【０００３】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、ハット形鋼矢板５０の地盤中での変形を示す模式図である。なお、図１６Ａはハット形鋼矢板５０の平面模式図であり、図１６Ｂはハット形鋼矢板５０の側面模式図である。【０００４】
図１６Ａに示すように、ハット形鋼矢板５０（以下、鋼矢板５０とも称する）の打設時には、フランジ５０ｂとウェブ５０ｃとで囲まれる閉塞領域において高い水平土圧が発生し、閉塞領域側と背面領域側との間で土圧差Ｐが生じる。この土圧差Ｐに起因し、材軸方向Ｚ（鋼矢板５０の高さ方向、鋼矢板５０が打設される方向、または鉛直方向：図１６Ｂ参照）に沿って、壁体直交方向Ｙ（壁体（鋼矢板壁）方向Ｘに直交する方向：図１６Ａ参照）に反りＷＰ１が発生する。この反りＷＰ１により、ハット形鋼矢板５０の下端５０ｄは、背面領域側に反りＷＰ１分移動する（ＷＰ１分移動後のハット形鋼矢板５０の下端を５０ｄ’とする）。なお、図１６Ａにおける壁体方向Ｘは、鋼矢板５０が複数打設されて壁体（鋼矢板壁）が形成される方向である。【０００５】
図１７は、Ｕ形鋼矢板６０（以下、鋼矢板６０とも称する）の地盤中での変形を示す平面模式図である。図１７では、閉塞領域側と背面領域側との間に発生する土圧差が、Ｕ形鋼矢板６０の下端６０ｄにおいて、フランジ６０ｂ、ウェブ６０ｃ、及びフランジ６０ｂとウェブ６０ｃとの接続部にそれぞれ作用する。その結果、フランジ６０ｂおよびウェブ６０ｃが曲線状に膨らむことになる。この膨らみに、下部地盤から面的に反力が作用し、Ｕ形鋼矢板６０の下端６０ｄにおいては、閉塞領域側への反りＷＰ２が発生する。【０００６】
したがって、図１６Ａ、図１６Ｂおよび図１７に示すように、ハット形鋼矢板５０における地盤中での反り方向は、Ｕ形鋼矢板６０における地盤中での反り方向と異なる。【０００７】
通常、先行して打設される鋼矢板の嵌合継手に、後続して打設される鋼矢板の一方の嵌合継手を嵌合させながら鋼矢板を打設する。その際、上述のように鋼矢板の下端に反りが発生すると、嵌合継手を中心に鋼矢板が水平方向に回転したり、曲がりが発生したりする。【０００８】
図１８は、打設された鋼矢板５０が、この鋼矢板５０に先行して打設された鋼矢板５０ｘの嵌合継手５０ａ’を中心に、水平方向（図１８の矢印方向）に角度θだけ回転した状態を示す平面図である。嵌合継手５０ａ’を中心に鋼矢板５０が水平方向に回転すると、鋼矢板５０の断面幅が変わってしまう。その結果、順次打設された鋼矢板は、壁体方向Ｘにおいて傾斜する。図１９に、壁体方向Ｘにおいて鋼矢板５０が地盤９０中で傾斜している状態を示す。なお、図１８および図１９は、ハット形鋼矢板５０を打設した場合を示しているが、例えば、Ｕ形鋼矢板６０を打設した場合でも、同様の回転および傾斜が生じる。【０００９】
特に、硬質地盤に鋼矢板５０（または鋼矢板６０）を打設する場合、閉塞領域内の水平土圧がより大きくなる。この場合、反り、回転、及び曲がりの程度が大きくなり、鋼矢板５０の断面幅が大きく変わって、鋼矢板５０を打設することが困難となる。【００１０】
図２０に、非特許文献１における、鋼管杭７０と鋼矢板１００とで構成されるコンビウォール（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｗａｌｌ、または異種剛性擁壁とも言う）を示す(非特許文献１参照)。図２０に示すように、まず、継手７０ａを有する複数の鋼管杭７０（親杭）が、一定間隔で一列に打設される。次に、隣り合う鋼管杭７０のうち、一方の鋼管杭７０の継手７０ａと他方の鋼管杭７０の継手７０ａとの間に、継手１００ａを介して互いに接続された２枚の鋼矢板１００が打設される。【００１１】
コンビウォールの構築においては、先に打設される鋼管杭の地中での鉛直精度、隣り合う鋼管杭間の距離の正確度、及び、後続して打設される鋼矢板の地中での鉛直精度を確保することが、所定長さの鋼矢板を隣り合う鋼管杭間に確実に打設するうえで必須である。【００１２】
鋼矢板１００を地盤に打設する際、図２０に示すように、鋼矢板１００の両側の継手１００ａを、隣接する鋼矢板１００の継手１００ａと、鋼管杭７０の継手７０ａとに嵌合させる必要がある。しかしながら、先行して打設された鋼矢板１００の鉛直精度が悪かったり、後続して打設された鋼矢板１００が、上述のように、地盤中で、反ったり、曲がったり、また、継手１００ａを軸に回転したりすると、継手１００ａにおける嵌合抵抗が増大する。このため、施工速度が低下し、鋼矢板を所定位置まで打ち込むことができなくなる。【００１３】
即ち、打設途中の鋼矢板に、上述のような、反り、回転、及び曲がりが発生し、鋼矢板の変形量が継手の許容裕度を超えると、一定間隔で打設された隣り合う鋼管杭の間に鋼矢板を打込むことができなくなる。なお、図２０はハット形鋼矢板を打設する場合を示しているが、Ｕ形鋼矢板を打設する場合、Ｕ形鋼矢板の断面の向きが隣接するＵ形鋼矢板の断面の向きに対向するように、Ｕ形鋼矢板は打設される。したがって、Ｕ形鋼矢板を打設する場合、Ｕ形鋼矢板の反る方向が、隣接するＵ形鋼矢板に対して逆になる。その結果、Ｕ形鋼矢板を打設する場合、ハット形鋼矢板を打設する場合に比べて、継手嵌合摩擦が大きくなって鋼矢板の打設抵抗が増大し、鋼矢板を所定位置に打設することがより困難となる。【００１４】
また、打設される鋼矢板の枚数が多い場合、鋼矢板の鉛直精度の誤差が蓄積し、後続して打設される鋼矢板の施工に支障をきたす。また、鋼矢板の継手の嵌合裕度、および鋼管杭の継手の嵌合裕度の少なくとも一方が小さい場合、鋼矢板の打設は、地盤中での鉛直精度の影響を大きく受けることになる。【００１５】
図２１に、非特許文献２における、鋼矢板１００の打込み方法を示す（非特許文献２参照）。図２１に示すように、非特許文献２では、鋼矢板１００の正確な打込み位置と施工時の安定性を確保するため、地盤９０の表面に２列の導杭１２０が配置される。２列の導杭１２０は、鋼矢板壁１００’の法線方向の両側に、導梁１１０を挟んで、鋼矢板壁１００’と平行になるように配置される。【００１６】
非特許文献２に開示された打ち込み方法では、２列の導杭１２０を上記のように配置することにより、地盤９０の表面における鋼矢板１００の打設位置の精度を確保している。しかしながら、非特許文献２に開示された打ち込み方法では、地盤９０中で発生する鋼矢板１００の反りおよび曲がりを抑制することはできない。【００１７】
一般に、硬質地盤に鋼矢板を打設する場合、打設抵抗が増大し、鋼矢板の反り、曲がり、および回転が生じ易くなるため、鋼矢板の地盤中での鉛直性（鉛直精度）を確保できない。このような場合、鋼矢板にウォータージェット管を取り付け、ウォータージェット管から噴射される水の水圧により、鋼矢板の下端付近の地盤を緩めて鋼矢板の打設を行う。【００１８】
図２２Ａおよび図２２Ｂに、ハット形鋼矢板５０にウォータージェット管１６を取り付けた状態を示す。図２２Ａは鋼矢板５０の斜視図であり、図２２Ｂは鋼矢板５０の平面図である。ハット形鋼矢板５０にウォータージェット管１６を取り付ける場合、打設される複数のハット形鋼矢板５０のそれぞれに、ウォータージェット管１６を取り付ける必要があり、施工手間が増える。【００１９】
また、ハット形鋼矢板５０を打設した後、ウォータージェット管１６をハット形鋼矢板５０から取り外す場合、施工費が増大する。また、ウォータージェット管１６をハット形鋼矢板５０とともに地中に埋めたままにする場合、他の鋼矢板５０を打設するときに、別のウォータージェット管１６が必要となり、施工費が増大する。図２２Ａおよび図２２Ｂでは、ハット形鋼矢板５０を例に挙げて説明したが、Ｕ形、Ｚ形、および直線形の鋼矢板においても、同様の問題が生ずる。【００２０】
また、鋼矢板の打設時、鋼矢板のねじれや座屈等を防止し、鋼矢板の地盤中での鉛直性を確保するために、アースオーガーで地盤を掘削する方法も用いられている。しかしながら、この方法は、特殊な施工機械を別途必要とするので、施工費が上昇する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】「Steel Foundation Solutions for Projects, Steel Sheet Piling, General Catalogue 2011」（Arcelor Mittal）
【非特許文献２】「鋼矢板 設計から施工まで」（鋼管杭協会，2007）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アースオーガー等の特殊重機を使用せず、かつ現場で簡易に、打設時に地中で発生する鋼矢板の変形を防止して、鋼矢板の地盤中での鉛直精度を維持することができる、鋼矢板の地中変形防止装置および地中変形防止方法、および連続壁の地中変形防止装置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】
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
（１）本発明に係る第１の態様は、鋼矢板のフランジに沿って取り付けられ、前記鋼矢板とともに打設され、打設終了後、前記鋼矢板から取り外されて、地中から引き抜かれる、鋼矢板の地中変形防止装置であって、前記鋼矢板のフランジに取り付けられる矢板受けフランジと；前記矢板受けフランジに対向するように配置される受働面フランジと；前記矢板受けフランジと前記受働面フランジとを連結するウェブ材と；前記矢板受けフランジの上端部に設けられる取付け治具と；を備え、前記受働面フランジが、前記矢板受けフランジの下端部のみに対向するように配置されている。
【００２４】
（２）上記（１）に記載の態様において、前記受働面フランジと、前記矢板受けフランジとが実質的に平行であってもよい。【００２７】
（３）上記（１）または（２）に記載の態様において、前記矢板受けフランジまたは前記ウェブ材の少なくとも一方にウォータージェット管が取り付けられていてもよい。
【００２８】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の態様において、前記ウェブ材の上端と、前記矢板受けフランジの上端との間に所定の間隔が設けられるように、前記ウェブ材が配置されていてもよい。
【００２９】
（５）本発明に係る第２の態様は、鋼矢板のフランジに沿って取り付けられ、前記鋼矢板とともに打設され、打設終了後、前記鋼矢板から取り外されて、地中から引き抜かれる、鋼矢板の地中変形防止装置であって、前記鋼矢板のフランジに取り付けられる矢板受けフランジと；前記矢板受けフランジに対向するように配置される受働面フランジと；前記矢板受けフランジと前記受働面フランジとを連結するウェブ材と；前記矢板受けフランジの上端部に設けられる取付け治具と；を備え、前記矢板受けフランジが、上部矢板受けフランジと下部矢板受けフランジに分割されている。
【００３０】
（６）上記（５）に記載の態様において、前記受働面フランジと、前記矢板受けフランジとが実質的に平行であってもよい。
（７）上記（５）または（６）に記載の態様において、前記受働面フランジが、前記下部矢板受けフランジに対向するように配置されていてもよい。
【００３１】
（８）上記（５）〜（７）に記載の態様において、前記受働面フランジの高さが、打設時における、前記下部矢板受けフランジの下端から地盤表面までの高さ以下であってもよい。
【００３２】
（９）上記（５）〜（８）のいずれか一項に記載の態様において、前記ウェブ材にウォータージェット管が取り付けられていてもよい。
【００３３】
（１０）上記（５）〜（９）のいずれか一項に記載の態様において、前記ウェブ材の上端と、前記上部矢板受けフランジの上端との間に所定の間隔が設けられるように、前記ウェブ材が配置されていてもよい。
【００３４】
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の態様において、前記受働面フランジが、前記受働面フランジの厚さ方向から見た場合に、四角形であり、かつ、前記四角形の２本の対角線のうち、一方の対角線の方向が前記鋼矢板の高さ方向と一致するように配置されてもよい。
【００３５】
（１２）上記（１）〜（１１）のいずれか一項に記載の態様において、前記取付け治具がボルトであってもよい。
【００３６】
（１３）本発明に係る第２の態様は、上記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置を複数備える、連続壁の地中変形防止装置であって、隣り合う２つの前記鋼矢板の地中変形防止装置のうち、一方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材と、他方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材とを連結する上部連結板を備え、前記上部連結板の一方の側端が、前記一方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材の上部に接続され、前記上部連結板の他方の側端が、前記他方の前記鋼矢板の地中変形防止装置のウェブ材の上部に接続されている。
【００３７】
（１４）上記（１３）に記載の態様において、前記上部連結板に、前記上部連結板の上端から上方へ突出する把持部が設けられてもよい。
【００３８】
（１５）本発明に係る第３の態様は、鋼矢板を打設する際、鋼矢板の地中での変形を防止する方法であって、鋼矢板のフランジに、上記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の鋼矢板の地中変形防止装置を取付ける第１工程と；前記鋼矢板、および前記鋼矢板の地中変形防止装置を打設する第２工程と；前記鋼矢板の地中変形防止装置を前記鋼矢板から取り外す第３工程と；前記鋼矢板の地中変形防止装置を地中から引き抜く第４工程と；を有する。
【００３９】
（１６）上記（１５）に記載の態様において、前記第１工程では、前記鋼矢板のフランジの下端部の両側に配置された離脱防止治具の間に、前記矢板受けフランジの下端部を挿入してもよい。
【発明の効果】
【００４０】
上記各態様によれば、鋼矢板の打設時において、地中で発生する鋼矢板の反り、曲り、回転、および壁体方向への傾斜などの変形を防止することができ、鋼矢板を地盤内の所定位置に正確にかつ円滑に打設することができる。特に、コンビウォールを形成する際、親杭（鋼管杭）の間に建て込む鋼矢板を、所定位置に正確にかつ円滑に打設することができる。【００４１】
また、上記各態様によれば、特殊な重機を必要とせずに、かつ現場で簡便に、打設時の地中での鋼矢板の変形を防止することができ、その結果、鋼矢板の施工性の向上、および打設後の鋼矢板の鉛直性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る地中変形防止装置を示す図であって、受働面フランジが、矢板受けフランジの下端部と対向するように配置された状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す地中変形防止装置をハット形鋼矢板に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図４】図２に示す地中変形防止装置の変形例を示す斜視図である。
【図５】図２に示す地中変形防止装置の変形例を示す斜視図である。
【図６】図２に示す地中変形防止装置の変形例を示す斜視図である。
【図７】図２０の二点鎖線の円で示した部分の拡大図であって、本発明の第１実施形態に係る地中変形防止装置の変形例を示す図である。
【図８】ハット形鋼矢板に図２に示す地中変形防止装置を取り付けた状態を示す斜視図であって、同地中変形防止装置の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る地中変形防止装置をハット形鋼矢板に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る地中変形防止装置をハット形鋼矢板に取り付けた状態を示す斜視図であって、同地中変形防止装置の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る連続壁の地中変形防止装置を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る地中変形防止装置を示す斜視図であって、同地中変形防止装置の変形例を示す図である。
【図１４Ａ】図１２に示す地中変形防止装置をハット形鋼矢板で構成される連続壁に取り付けた状態を示す平面図である。
【図１４Ｂ】図１３に示す地中変形防止装置をＵ形鋼矢板で構成される連続壁に取り付けた状態を示す平面図である。
【図１５Ａ】複数のハット形鋼矢板のそれぞれに、第１実施形態に係る地中変形防止装置または第２実施形態に係る地中変形防止装置を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１５Ｂ】複数のＵ形鋼矢板のそれぞれに、第１実施形態に係る地中変形防止装置または第２実施形態に係る地中変形防止装置を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１６Ａ】ハット形鋼矢板の地盤中での変形状況を示す平面模式図である。
【図１６Ｂ】ハット形鋼矢板の地盤中での変形状況を示す側面模式図である。
【図１７】Ｕ形鋼矢板の地盤中での変形状況を示す平面模式図である。
【図１８】打設された鋼矢板が、先行して打設された鋼矢板の嵌合継手を中心に回転した状態を示す平面図である。
【図１９】壁体方向において、鋼矢板が地中で傾斜している状態を示す図である。
【図２０】非特許文献１における、鋼管杭と鋼矢板とで構成されたコンビウォールを示す平面図である(非特許文献１参照)。
【図２１】非特許文献２における、鋼矢板の打込み方法を示す図である（非特許文献２参照）。
【図２２Ａ】鋼矢板にウォータージェット管を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２２Ｂ】鋼矢板にウォータージェット管を取り付けた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４４】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置１０について説明する。図１は、本第１実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置１０を示す斜視図である。地中変形防止装置１０は、鋼矢板のフランジ（図１において不図示）に取り付けられる矢板受けフランジ１７と、矢板受けフランジ１７の上端部に設けられる取付け治具１７ｃと、地盤の受働抵抗を利用して鋼矢板の地中での変形を防止する受働面フランジ１８と、矢板受けフランジ１７と受働面フランジ１８とを連結するウェブ材１９とを備える。
【００４５】
図１に示すように、矢板受けフランジ１７（地中変形防止装置１０の第１フランジ）の上端部には、矢板受けフランジ１７を鋼矢板のフランジに取り付けるための取付け治具１７ｃが設けられている。取付け治具１７ｃは、打設終了後に、地中変形防止装置１０および鋼矢板のフランジから取り外される。したがって、打設終了後における取付け治具１７ｃの取り外し作業を容易に行うため、打設終了後に取り外しができる位置に取付け治具１７ｃを設けることが好ましい。ここで、鋼矢板の打設終了後には、コーピング作業のため、地盤表面から０．５〜１．５ｍの深さの範囲で、地盤を掘る必要がある。したがって、打設終了後に取付け治具１７ｃを取り外すため、コーピング作業完了後に、地上に露出するように、取付け治具１７ｃが矢板受けフランジ１７に設けられることが好ましい。
【００４６】
ウェブ材１９の上端部には、吊り孔１９ａが設けられている。吊り孔１９ａは、打設終了後、地中変形防止装置１０を地中から吊り上げるために用いられる。上述の取付け治具１７ｃと同様に、打設終了後に地中変形防止装置１０を吊り上げることができる位置に吊り孔１９ａを設けることが好ましい。すなわち、コーピング作業完了後に、地上に露出するように、吊り孔１９ａがウェブ材１９に設けられることが好ましい。  
【００４７】
受働面フランジ１８（地中変形防止装置１０の第２フランジ）は、ウェブ材１９を介して矢板受けフランジ１７に対向するように配置される。受働面フランジ１８を上記のように配置することにより、受働面フランジ１８が鋼矢板とともに地中に進入していく過程で、受働面フランジ１８の側面１８ａに対して、地盤の受働抵抗が垂直に作用する。つまり、打設過程において、鋼矢板のフランジに作用する土圧差Ｐ（図１６Ａ参照）は、受働面フランジ１８の表面（側面１８ａ）に作用する受働抵抗によって打ち消される。その結果、鋼矢板の地中での変形を防止することができる。受働面フランジ１８は、地盤の受働抵抗を利用して鋼矢板の地中での変形を効果的に防止するために、矢板受けフランジ１７に対し実質的に平行に配置されることが好ましい。しかしながら、受働面フランジ１８の上記変形防止効果が得られる限りにおいて、受働面フランジ１８は、矢板受けフランジ１７に対し所定の角度をもって斜めに配置されてもよい。また、受働面フランジ１８は、図１に示すような平板に限られず、例えば、折板、または波形の板であってもよい。
【００４８】
受働面フランジ１８として折板または波形の板を用いる場合、凹凸方向が鋼矢板の材軸方向Ｚ（鋼矢板５０の高さ方向、鋼矢板５０が打設される方向、または鉛直方向：図１６Ｂ参照）に一致すると、打設抵抗が増大してしまう。したがって、折板または波形の板を用いる場合には、凹凸方向が水平面方向（図１のＸ方向（壁体方向Ｘ：図１６Ａ参照）およびＹ方向（壁体直交方向Ｙ：図１６Ａおよび図１６Ｂ参照））と一致することが好ましい。また、受働面フランジ１８として折板または波形の板を用いる場合、平板を用いる場合に比べて、受働抵抗が作用する面の面積を大きくすることができ、鋼矢板の変形抑制効果を大きくすることができる。
【００４９】
また、後述するが、地中変形防止装置１０は、鋼矢板のフランジに取り付けられる（図３等参照）。そのため、鋼矢板のフランジの変形が顕著に発生する方向に直交する面（即ち、鋼矢板のフランジ面）と、受働面フランジ１８とが平行となるように、地中変形防止装置１０が鋼矢板に取り付けられることが好ましい。したがって、鋼矢板のフランジ面と平行である矢板受けフランジ１７と、受働面フランジ１８とが実質的に平行に対向するように受働面フランジ１８を配置することが好ましい。
【００５０】
なお、図１では、矢板受けフランジ１７に、地盤を軟化するために先端から水１６ａを噴射するウォータージェット管１６が配設される。しかしながら、鋼矢板を軟質地盤に打設する場合、ウォータージェット管１６は不要である。
【００５１】
また、図１では、矢板受けフランジ１７にウォータージェット管１６が配設されているが、ウォータージェット管１６がウェブ材１９に配設されてもよい。また、ウォータージェット管１６は、水１６ａが鋼矢板と地中変形防止装置１０全体に行きわたるように、鋼矢板のフランジに近接する位置に配設されてもよい。
【００５２】
なお、図１では、受働面フランジ１８と矢板受けフランジ１７とが同じ高さ（Ｚ方向における長さ）を有する場合を示しているが、受働面フランジ１８の高さと矢板受けフランジ１７の高さは、異なっていてもよい。
【００５３】
上述のように、鋼矢板は地盤中で変形し、鋼矢板の下端部付近で変形が顕著になることが多い（図１６Ａ、図１６Ｂ、および図１７参照）。そこで、施工性および施工コストの観点からは、受働面フランジ１８の高さを矢板受けフランジ１７の高さよりも小さくし、矢板受けフランジ１７の下端部（または鋼矢板のフランジの下端部）に対向するように受働面フランジ１８を配置することが好ましい。
【００５４】
図２に示す地中変形防止装置１０では、図１に示す受働面フランジ１８の高さを小さくし、受働面フランジ１８が、矢板受けフランジ１７の下端部と対向するように配置されている。このように受働面フランジ１８を配置することにより、受働面フランジ１８の面積を小さくしても、効果的に鋼矢板の変形を防止することができる。また、図２に示す地中変形防止装置１０では、図１に示す地中変形防止装置１０に比べて、受働面フランジ１８の面積が小さくなるため、鋼矢板の打設時に、受働面フランジ１８が地盤から受ける摩擦抵抗を減少でき、また地中変形防止装置１０の重量、材料費、及び加工費を低減できる。このため、打設抵抗および施工コストをさらに低減することができる。
【００５５】
なお、図２では、受働面フランジ１８は、矢板受けフランジ１７の下端部に対向する位置に配置されるが、上記変形抑制効果が得られる限り、上記の位置に限定されない。例えば、打設条件等によっては、矢板受けフランジ１７の中央部と対向する位置に配置されてもよい。
【００５６】
また、受働面フランジ１８は、上記変形抑制効果が得られる限り、鋼矢板の打設終了後、地盤表面から露出していてもよい。しかしながら、地中から引き抜いた地中変形防止装置１０を別の鋼矢板に再使用することを考慮すれば、地中変形防止装置１０の使いやすさを向上させるために、地中変形防止装置１０の重量は、可能な限り軽いことが好ましい。そのため、受働面フランジ１８の高さは、打設時における、矢板受けフランジ１７の下端から地盤表面までの高さ以下であることが好ましい。
【００５７】
また、地盤条件や打設方法等にもよるが、一般に、鋼矢板の変形は、鋼矢板の下端から、鋼矢板全長（鋼矢板の高さ）の１／１０の長さの範囲で、顕著に発生する。このため、受働面フランジ１８の高さを鋼矢板全長の１／１０以上に設定することが好ましい。例えば、鋼矢板全長が２０ｍの場合、受働面フランジ１８の高さを２ｍ以上に設定することが好ましい。
【００５８】
受働面フランジ１８の幅（図２におけるＸ方向の長さ）は、特に限定されず、鋼矢板のフランジの幅以上、または矢板受けフランジ１７の幅以上でもよい。しかしながら、打設時に受働面フランジ１８が地盤から受ける摩擦抵抗を抑制し、施工性を向上させる観点から、受働面フランジ１８の幅は、矢板受けフランジ１７の幅以下、又は鋼矢板のフランジの幅以下が好ましい。
【００５９】
また、主に、鋼矢板のフランジ幅の領域で鋼矢板の変形を引き起こす大きな土圧が発生することを考慮すると、鋼矢板のフランジ幅程度に受働面フランジ１８の幅を設定することにより、最も効果的に、鋼矢板の変形を防止しつつ、良好な施工性を確保することができる。
【００６０】
したがって、施工性および施工コストの観点からは、鋼矢板の下端部で顕著に変形が発生することを考慮し、受働面フランジ１８が矢板受けフランジ１７の下端部（または鋼矢板のフランジの下端部）のみに対向するように、受働面フランジ１８のサイズを設定して配置することが好ましい。
【００６１】
図３は、図２に示す地中変形防止装置１０をハット形鋼矢板５０に取り付けた状態を示す斜視図である。地中変形防止装置１０は、ハット形鋼矢板５０のフランジ５０ｂの背面領域側（図１６Ａおよび図１６Ｂ参照）の面に取り付けられる。図３に示すように、ハット形鋼矢板５０が地中で反る側（背面領域側）に地中変形防止装置１０を配置することにより、ハット形鋼矢板５０の反る方向に地中変形防止装置１０の強軸方向を一致させることができる。
【００６２】
ハット形鋼矢板５０を打設する場合、ハット形鋼矢板５０が地中で反る側（背面領域側）に地中変形防止装置１０を配置することが好ましいが、打設環境や打設条件等によっては、地中変形防止装置１０を、フランジ５０ｂの閉塞領域側の面に取り付けてもよい。なお、Ｕ形鋼矢板６０を打設する場合、上述のように、フランジ６０ｂは閉塞領域側（図１７参照）に反るため、地中変形防止装置１０をフランジ６０ｂの閉塞領域側に配置することが好ましい。
【００６３】
鋼矢板５０のフランジ５０ｂの下端部の両側には、地中変形防止装置１０が鋼矢板５０のフランジ５０ｂから離脱するのを防止する離脱防止治具１１が配置される。離脱防止治具１１は、図３に示すように、Ｌ形部材であることが好ましい。離脱防止治具１１としてＬ形部材を用いた場合、矢板受けフランジ１７の下端部を、確実に、鋼矢板５０のフランジ５０ｂに密接させた状態で、地中変形防止装置１０を鋼矢板５０に取り付けることができる。また、この場合、鋼矢板５０のフランジ５０ｂと直交する、離脱防止治具１１の内面に、矢板受けフランジ１７の側端面を密接させると、地中変形防止装置１０のウェブ材１９に作用する地盤からの抵抗を鋼矢板５０に確実に伝えることができ、鋼矢板５０の壁体方向Ｘにおける傾斜（図１９参照）を防止することができる。
【００６４】
上記のように、離脱防止治具１１を用いて、地中変形防止装置１０を鋼矢板５０に取付けた後、鋼矢板５０のフランジ５０ｂの上端部に、矢板受けフランジ１７の上端部を、取付け治具１７ｃで固定する。なお、上述のように、打設終了後に取付け治具１７ｃを矢板受けフランジ１７から取り外すため、取付け治具１７ｃは、コーピング作業完了後に、地上に露出するように、矢板受けフランジ１７に設けられることが好ましい。
【００６５】
地中変形防止装置１０を取り付けた鋼矢板５０の打設には、バイブロハンマ工法、打撃工法、圧入工法などを用いることができる。地中変形防止装置１０を含めた鋼矢板５０のサイズを考慮すると、打設には、サイズ制約の小さいバイブロハンマ工法を用いることが好ましい。バイブロハンマ工法を用いる場合、鋼矢板５０のフランジ５０ｂの上端（上端面）と、矢板受けフランジ１７の上端（上端面）との間には、材軸方向Ｚにおいて、少なくとも、バイブロハンマのチャックの掴み長さＬ分の間隔を設けることが好ましい。チャックの掴み長さＬは、例えば、４００〜５００ｍｍである。
【００６６】
鋼矢板５０の打設時、取付け治具１７ｃには、打設抵抗により発生する剪断力が作用する。そのため、取付け治具１７ｃには、この剪断力に耐える強度が必要である。取付け治具１７ｃとして、例えば、ボルトを用いる場合、この剪断力に基づいて、ボルトの本数および径等を適宜設定することにより、要求される強度を確保することが望ましい。
【００６７】
図３に示すように鋼矢板５０に地中変形防止装置１０を取付けた後、鋼矢板５０を地中（地盤）に打設する。鋼矢板５０の打設時、地中変形防止装置１０の剛性で、鋼矢板５０のフランジ５０ｂの、壁体直交方向Ｙへの変形が抑制される。そして、地中変形防止装置１０の受働面フランジ１８に作用する地盤の受働抵抗によって、鋼矢板５０のフランジ５０ｂの閉塞領域側（図１６Ａおよび図１６Ｂ参照）に作用する土圧差Ｐが打ち消されるので、鋼矢板５０のフランジ５０ｂの下端部の変形がさらに抑制される。
【００６８】
打設終了後、取付け治具１７ｃをフランジ５０ｂおよび矢板受けフランジ１７から取り外す。そして、ウェブ材１９に設けられた吊り孔１９ａに吊上機のワイヤ先端を係合させて、ウェブ材１９を吊り上げ、地中変形防止装置１０を地中から引き抜く。引き抜かれた地中変形防止装置１０は、別の鋼矢板の打設に用いられる。
【００６９】
本第１実施形態では、ウェブ材１９に吊り孔１９ａが設けられる場合を示した。しかしながら、例えば、図４に示すように、ウェブ材１９には、貫通孔１９ｂがさらに設けられてもよい。この場合、ウェブ材１９の重量を低減することができるため、施工性の向上、およびコスト低減を図ることができる。
【００７０】
また、本第１実施形態では、受働面フランジ１８の形状は、受働面フランジ１８の厚さ方向（壁体直交方向Ｙ）から見た場合に四角形であり、受働面フランジ１８の下端面が材軸方向Ｚに対して垂直になるように、配置される場合を示した。しかしながら、受働面フランジ１８の打設抵抗を減少させる観点からは、受働面フランジ１８の端面が材軸方向Ｚに対して傾斜するように、受働面フランジ１８が配置されることが好ましい。特に、受働面フランジ１８の側面１８ａにおける２本の対角線のうちの一方の対角線の方向が鋼矢板の材軸方向Ｚ（鋼矢板の高さ方向）に一致するように、受働面フランジ１８が配置されることが好ましい。この場合、受働面フランジ１８の端面のうち、２つの端面が略均等に打設抵抗を受けることになるため、受働面フランジ１８とウェブ材１９との接合部分における応力集中を緩和することができる。
【００７１】
また、上記の観点からは、図５に示すように、受働面フランジ１８の側面１８ａが菱形であってもよく、この菱形の２本の対角線のうち、一方の対角線の方向が鋼矢板の材軸方向Ｚに一致するように配置されてもよい。このように、受働面フランジ１８の側面１８ａを菱形にし、上記のように配置することにより、打設抵抗を減少させることができる。さらに、図５に示す受働面フランジ１８の側面１８ａの面積（図５におけるＹ方向から見た場合の受働面フランジ１８の面積）を、図２に示す受働面フランジ１８の側面１８ａの面積（図２におけるＹ方向から見た場合の受働面フランジ１８の面積）と同じにすれば、地盤からの受働抵抗を維持しつつ、受働面フランジ１８の打設抵抗を減少させることができる。
【００７２】
また、図５に示すように、受働面フランジ１８の側面１８ａが菱形の場合、図５において二点鎖線で分割された上部面積Ａの大きさと下部面積Ｂの大きさは同じになる。しかしながら、打設抵抗に耐えるための受働面フランジ１８の強度を考慮すると、下部面積Ｂの大きさは、上部面積Ａの大きさよりも小さいことがさらに好ましい。図６は、図５に示す下部面積Ｂが、上部面積Ａよりも小さい場合を示す。図６に示すように、下部面積Ｂ’を上部面積Ａ’よりも小さくすることにより、受働面フランジ１８の強度を高めることができる。また、図６に示す受働面フランジ１８の上部面積Ａ’の大きさを、図５に示す上部面積Ａと下部面積Ｂとの和に等しくすれば、地盤からの受働抵抗を維持しつつ、受働面フランジ１８の強度を高めることができる。
【００７３】
さらに、図５および図６に示すように、受働面フランジ１８の下部（受働面フランジ１８の下部面積Ｂ、Ｂ’に相当する部分）は、矢板受けフランジ１７の下端よりも下方に突出することが好ましい。この場合、受働面フランジ１８の下部の一部または全部が、矢板受けフランジ１７の下端よりも下方に突出してもよい。受働面フランジ１８の下部が矢板受けフランジ１７の下端よりも下方に突出することで、地中変形防止装置１０を鋼矢板５０に取り付けた際、受働面フランジ１８の下部が鋼矢板５０の下端５０ｄよりも下方に突出する。これにより、地盤の圧力がより高くなる地盤の深い位置に、受働面フランジ１８が配置されることになるため、壁体直交方向Ｙへの変位に対して、より大きな受働抵抗を期待できる。また、所定の受働抵抗を得るために必要な面積を低減することができるため、受働面フランジ１８の側面１８ａの面積を縮小することができ、材料費を低減することができる。
【００７４】
本第１実施形態では、図３に示すように、ハット形鋼矢板５０に地中変形防止装置１０を取り付ける場合を示した。一方、図２０に示す、２枚の鋼矢板１００で構成されるハット形鋼矢板に、地中変形防止装置１０を取り付ける場合、継手１００ａと矢板受けフランジ１７とが干渉してしまい、地中変形防止装置１０を鋼矢板１００に取り付けることができない。しかしながら、矢板受けフランジ１７に溝を設けることにより、地中変形防止装置１０を鋼矢板１００に取り付けることができる。図７は、図２０の二点鎖線で示す円の拡大図であって、２枚の鋼矢板１００で構成されるハット形鋼矢板に地中変形防止装置１０を取り付けた状態を示す平面図である。図７に示すように、矢板受けフランジ１７に溝部１７ｄを設けることにより、継手１００ａと矢板受けフランジ１７との干渉を避けながら、このハット形鋼矢板に地中変形防止装置１０を取り付けることができる。
【００７５】
また、本第１実施形態では、図３に示すように、矢板受けフランジ１７の上端（上端面）とウェブ材１９の上端（上端面）とが一致するように、ウェブ材１９が矢板受けフランジ１７に連結される。矢板受けフランジ１７は、鋼矢板５０のフランジ５０ｂの上端から、チャックの掴み長さＬ分離れた位置に取り付けられる。しかしながら、図８に示すように、矢板受けフランジ１７の上端を材軸方向Ｚに延長させて、ウェブ材１９を矢板受けフランジ１７の上端から掴み長さＬ以上離れた位置で連結（接続）させてもよい。この場合、フランジ５０ｂの上端と矢板受けフランジ１７の上端とを一致させた状態で、矢板受けフランジ１７をフランジ５０ｂに取り付けることができるため、バイブロハンマのチャックで鋼矢板５０と矢板受けフランジ１７とを同時に掴むことができる。これにより、打設時に取付け治具１７ｃに加わる荷重を軽減することができるため、取付け治具１７ｃの強度を低減することができる。したがって、取付け治具１７ｃとして、例えば、ボルトを用いる場合、ボルトの本数および径等を低減することができ、コスト低減および施工性の向上を図ることができる。
【００７６】
なお、チャックの掴み長さＬに相当する長さを有する長辺と、チャック幅Ｗに相当する長さを有する短辺とで形成された、短形領域（図８に示す二点鎖線）に、取付け治具１７ｃまたはウォータージェット管１６が配置されると、バイブロハンマのチャックが鋼矢板５０および矢板受けフランジ１７を掴むことができない。そのため、取付け治具１７ｃおよびウォータージェット管１６は、図８に示すように、上記の短形領域を除く領域に配置される。なお、チャック幅Ｗは、例えば、２００ｍｍであり、チャックの掴み長さＬは、上述のように、例えば４００〜５００ｍｍである。
【００７７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置２０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。
【００７８】
図９は、本発明の第２実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置２０を示す斜視図である。本第２実施形態に係る鋼矢板の地中変形防止装置２０では、矢板受けフランジ１７が、上部矢板受けフランジ１７ａと下部矢板受けフランジ１７ｂとに分割されている。
【００７９】
地中変形防止装置２０では、図９に示すように、受働面フランジ１８は、下部矢板受けフランジ１７ｂに対向する位置に配置される。このとき、鋼矢板のフランジ（図９において不図示）に作用する土圧を確実に受働面フランジ１８に伝えるために、下部矢板受けフランジ１７ｂの高さは、受働面フランジ１８の高さと実質的に同一であることが好ましい。また、下部矢板受けフランジ１７ｂの高さは、鋼矢板の変形が顕著に発生する範囲（すなわち、鋼矢板の下端部）を確実に網羅するように設定されることが好ましい。
【００８０】
上述のように、地盤条件や打設方法等にも左右されるが、一般に、鋼矢板の変形は、鋼矢板の下端から、鋼矢板全長（鋼矢板の高さ）の１／１０の長さの範囲で、顕著に発生する。このため、下部矢板受けフランジ１７ｂ及び受働面フランジ１８の高さを鋼矢板全長の１／１０の長さ以上とすることが好ましい。例えば、鋼矢板全長が２０ｍの場合、下部矢板受けフランジ１７ｂ及び受働面フランジ１８の高さは、２ｍ以上であることが好ましい。
【００８１】
地中変形防止装置２０では、ウォータージェット管１６を配設する場合、矢板受けフランジ１７が上部矢板受けフランジ１７ａと下部矢板受けフランジ１７ｂとに分割されているので、ウォータージェット管１６は、ウェブ材１９に配設される。このとき、ウォータージェット管１６の下端から噴出する水１６ａが平面的に鋼矢板と地中変形防止装置２０全体に行きわたるよう、鋼矢板のフランジに近い位置に、ウォータージェット管１６を取り付けることが好ましい。
【００８２】
また、地中変形防止装置２０では、矢板受けフランジ１７が上部矢板受けフランジ１７ａと下部矢板受けフランジ１７ｂとに分割されているので、装置全体の重量、および地盤と接する面の面積を軽減することができ、製造コストの低減及び施工性の向上を図ることができる。
【００８３】
図１０は、図９に示す地中変形防止装置２０を鋼矢板５０に取り付けた状態を示す斜視図である。上述したように、本第２実施形態に係る地中変形防止装置２０では、第１実施形態に係る地中変形装置１０に比べて、装置重量、および地盤と接する面の面積が軽減されるので、打設時の荷重も軽減される。したがって、本第２実施形態に係る地中変形防止装置２０では、第１実施形態に係る地中変形防止装置１０に比べて、製造コストの低減、および施工性の向上を図ることができる。
【００８４】
なお、図９および図１０に示す地中変形防止装置２０では、上部矢板受けフランジ１７ａの上端と、ウェブ材１９の上端とが一致するように、ウェブ材１９を上部矢板受けフランジ１７ａに連結させている。しかしながら、図１１に示すように、上部矢板受けフランジ１７ａの上端を材軸方向Ｚに延長させて、ウェブ材１９を上部矢板受けフランジ１７ａの上端からチャックの掴み長さＬ以上離れた位置で連結させてもよい。
【００８５】
この場合、フランジ５０ｂの上端と上部矢板受けフランジ１７ａの上端とを一致させた状態で、バイブロハンマのチャックで鋼矢板５０と上部矢板受けフランジ１７ａとを同時に掴むことができる。これにより、打設時に取付け治具１７ｃに加わる荷重を軽減することができるため、取付け治具１７ｃの強度を低減することができる。したがって、取付け治具１７ｃとして、例えば、ボルトを用いる場合、ボルトの本数および径等を低減することができ、コスト低減を図ることができる。
【００８６】
なお、チャックの掴み長さＬに相当する長さを有する長辺と、チャック幅Ｗに相当する長さを有する短辺とで形成された、短形領域（図１１における二点鎖線）に、取付け治具１７ｃが配置されると、バイブロハンマのチャックが鋼矢板５０および上部矢板受けフランジ１７ａを掴むことができない。そのため、取付け治具１７ｃは、上記の短形領域を除く領域に配置される。
【００８７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る連続壁の地中変形防止装置３０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。
【００８８】
図１２は、本発明の第３実施形態に係る連続壁の地中変形防止装置３０を示す斜視図である。地中変形防止装置３０は、連続壁（連結された複数の鋼矢板）を打設するため、壁体方向Ｘに隣り合う２つの地中変形防止装置１０、およびこれらの地中変形防止装置１０を連結する上部連結板３１を備える。上部連結板３１は、隣り合う２つの地中変形防止装置１０のうち、一方の地中変形防止装置１０のウェブ材１９の頭部（上部）と、他方の地中変形防止装置１０のウェブ材１９の頭部（上部）とを連結（接続）するように配置される。
【００８９】
地中変形防止装置３０では、連結された複数の鋼矢板を同時に打設することができるため、施工速度を速くすることができる。また、隣り合う２つの地中変形防止装置１０を連結することにより、施工時の安定性を確保することができる。この際、隣り合う２つの地中変形防止装置１０の受働面フランジ１８を一体化して連結すれば、より打設時の安定性を確保することができる。
【００９０】
地中変形防止装置３０を用いて、連結された複数の鋼矢板（複数の鋼矢板で構成される連続壁）を打設する場合、上部連結板３１をバイブロハンマで直接掴んで、鋼矢板を打設してもよい。また、図１３に示すように、上部連結板３１に、上部連結板３１の上端から上方へ突出する把持部３１ａを設け、把持部３１ａをバイブロハンマで掴んで打設してもよい。
【００９１】
図１３に、上部連結板３１に把持部３１ａを設けた地中変形防止装置３０の斜視図を示す。上部連結板３１と鋼矢板とで囲まれた空間が狭く、バイブロハンマのチャックが挿入困難なときには、図１３に示すように、上部連結板３１に把持部３１ａを設けることにより、上部連結板３１の上端から突出した把持部３１ａを掴んで打設することができる。
【００９２】
なお、本第３実施形態に係る地中変形防止装置３０は、２つの地中変形防止装置１０の代わりに、２つの地中変形防止装置２０を備えてもよい。この場合、２つの地中変形防止装置１０を備える場合に比べて、製造コストの低減および施工性の向上を図ることができる。
また、地中変形防止装置３０は、地中変形防止装置１０および地中変形防止装置２０の両方を備えてもよい。
【００９３】
上述したように、地中変形防止装置１０または地中変形防止装置２０を、鋼矢板のフランジ面のうち、鋼矢板が地中で反る側の面に配置することにより、鋼矢板が地中で反る方向に地中変形防止装置１０または地中変形防止装置２０の強軸方向を一致させることが好ましい。すなわち、鋼矢板がハット形鋼矢板の場合、鋼矢板の背面領域側のフランジ面に地中変形防止装置１０または２０を取り付けることが好ましい。一方、鋼矢板がＵ形鋼矢板の場合、鋼矢板の閉塞領域側のフランジ面に地中変形防止装置１０または２０を取り付けることが好ましい。
したがって、本第３実施形態に係る地中変形防止装置３０も、鋼矢板のフランジ面のうち、鋼矢板が地中で反る側の面に配置されることが好ましい。
【００９４】
図１４Ａは、地中変形防止装置３０を２枚のハット形鋼矢板５０で構成される連続壁５０’に取り付けた状態を示す平面図である。図１４Ａに示すように、地中変形防止装置３０は、連続壁５０’を構成するハット形鋼矢板５０のフランジ面のうち、ハット形鋼矢板５０が地中で反る側に取り付けられている。
【００９５】
図１４Ｂは、地中変形防止装置３０を２枚のＵ形鋼矢板６０で構成される連続壁６０’に取り付けた状態を示す平面図である。図１４Ｂに示すように、隣り合う２つのＵ形鋼矢板６０は、これらの断面の向きが互いに対向するように配置される。また、図１４Ｂでは、上部連結板３１に把持部３１ａが設けられている。図１４Ｂに示すように、地中変形防止装置３０を２つのＵ形鋼矢板６０で構成される連続壁６０’に取り付ける場合、Ｕ形鋼矢板６０が地中で反る方向と、地中変形防止装置３０の強軸方向とが一致するように、地中変形防止装置３０を配置する。すなわち、地中変形防止装置３０の矢板受けフランジ１７が、Ｕ形鋼矢板６０のフランジ面のうち、Ｕ形鋼矢板６０が地中で反る側に配置される。
【００９６】
図１４Ａおよび図１４Ｂには、連続壁が２枚の鋼矢板で構成される場合を示したが、３枚以上の鋼矢板５０または鋼矢板６０で連続壁が構成される場合においても、地中変形防止装置３０を適用することができる。すなわち、連続壁を構成する鋼矢板５０または鋼矢板６０の枚数に対応する地中変形防止装置１０（または地中変形防止装置２０）を用意し、隣り合う２つの地中変形防止装置１０を上部連結板３１で連結すればよい。
【００９７】
なお、地中変形防止装置３０を用いて複数の鋼矢板を同時に打設する場合、地中変形防止装置３０および鋼矢板の重量が、打設重機の載荷荷重能力内である必要がある。したがって、地中変形防止装置３０および鋼矢板の重量が打設重機の載荷荷重能力内となるように、例えば、同時に打設される鋼矢板の枚数を設定する必要がある。
【００９８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲がこれらの実施形態のみに限定されるものではない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００９９】
例えば、第３実施形態に係る地中変形防止装置３０において、上部連結板３１または把持部３１ａをバイブロハンマで掴んで打設する場合、バイブロハンマからの荷重を鋼矢板に伝えるためには、鋼矢板のフランジに取り付けられる取付け治具１７ｃの強度を、打設で発生する剪断力に耐えられる強度にする必要がある。取付け治具１７ｃとして、例えば、ボルトを使用する場合、打設で発生する剪断力に耐えられる強度を確保するために、ボルトの数および径等を増大する必要がある。その結果、経済性が阻害される場合が生じる。そのため、地中変形防止装置３０に作用する地盤からの打設抵抗よりも、鋼矢板に作用する地盤からの打設抵抗が大きくなる場合は、地中変形防止装置１０または地中変形防止装置２０を、それぞれの鋼矢板に独立して取り付け、鋼矢板を、直接、バイブロハンマで掴んで打設する方法が好ましい。
【０１００】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、地中変形防止装置１０を２枚の鋼矢板５０のそれぞれに取り付けた状態を示す平面図である。図１５Ａは、鋼矢板がハット形鋼矢板５０である場合を示し、図１５Ｂは、鋼矢板がＵ形鋼矢板６０である場合を示す。図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、それぞれの鋼矢板に地中変形防止装置１０を取り付けて打設してもよい。また、それぞれの鋼矢板に地中変形防止装置２０を取り付けて打設してもよい。
【０１０１】
また、図１５Ａでは、２枚の鋼矢板５０を同時に打設する場合を示したが、３枚以上の鋼矢板５０を同時に打設する場合も同様に、地中変形防止装置１０または２０を各鋼矢板５０に取り付けて打設すればよい。
【０１０２】
また、図１５Ｂでは、２枚の鋼矢板６０を同時に打設する場合を示したが、３枚以上の鋼矢板６０を同時に打設する場合も同様に、地中変形防止装置１０または２０を各鋼矢板６０に取り付けて打設すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
アースオーガー等の特殊重機を使用せず、かつ現場で簡易に、打設時に地中で発生する鋼矢板の変形を防止して、鋼矢板の地盤中での鉛直精度を維持することができる、鋼矢板の地中変形防止装置および地中変形防止方法、および連続壁の地中変形防止装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０      地中変形防止装置
１１      離脱防止治具
１６      ウォータージェット管
１７      矢板受けフランジ
１７ａ    上部矢板受けフランジ
１７ｂ    下部矢板受けフランジ
１７ｃ    取付け治具
１８      受働面フランジ
１９      ウェブ材
１９ａ    吊り孔
２０      地中変形防止装置
３０      地中変形防止装置
３１      上部連結板
３１ａ    把持部
５０      ハット形鋼矢板
５０’    連続壁
５０ａ    嵌合継手
５０ｂ    フランジ
５０ｃ    ウェブ
５０ｄ、５０ｄ’    ハット形鋼矢板の下端
６０      Ｕ形鋼矢板
６０’    連続壁
７０      鋼管杭
７０ａ    継手
９０      地盤
１００    鋼矢板
１００ａ  継手
１００’  鋼矢板壁
１１０    導梁
１２０    導杭
Ｌ        掴み長さ
Ｐ        土圧差
ＷＰ１、ＷＰ２    反り
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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