(57)【要約】【課題】  地中に鉄筋コンクリート造の構造物を構築する際に、山留め壁及び構造物のせき板として使用される鋼矢板にアンカー筋等の定着材を接続する上で、鋼矢板挿入後の定着材接続のための溶接作業を不要にする。【解決手段】  地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物５を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、鋼矢板を構成する鋼矢板本体２の前記構造物５側を向いた面にナット３をその端面において溶接しておく。【選択図】      図１
2006322229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面にナットがその端面において溶接されていることを特徴とするナット付き鋼矢板。
【請求項２】
前記ナットは前記鋼矢板本体の幅方向中央部、もしくはその付近に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載のナット付き鋼矢板。
【請求項３】
地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面に、ナットが溶接された孔あき鋼板が溶接されていることを特徴とするナット付き鋼矢板。
【請求項４】
地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させながら、請求項１、もしくは請求項２に記載のナット付き鋼矢板を地中に挿入し、前記ナット付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、前記ナット付き鋼矢板の前記ナットに、片側から雄ねじが形成された定着材を接続することを特徴とするナット付き鋼矢板の施工方法。
【請求項５】
地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させつつ、鋼矢板本体を地中に挿入しながら、前記鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面にナットをその端面において溶接して請求項１、もしくは請求項２に記載のナット付き鋼矢板を製作し、このナット付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、前記ナット付き鋼矢板の前記ナットに、片側から雄ねじが形成された定着材を接続することを特徴とするナット付き鋼矢板の施工方法。
【請求項６】
地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させながら、請求項３に記載のナット付き鋼矢板を地中に挿入し、前記ナット付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、前記ナット付き鋼矢板の前記ナットに、片側から雄ねじが形成された定着材を接続することを特徴とするナット付き鋼矢板の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地中にフーチング等の鉄筋コンクリート造の構造物を構築する際に、山留め壁及び構造物のせき板として使用され、圧入機等を用いて地中に挿入されるナット付き鋼矢板、及びそれを用いたナット付き鋼矢板の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中にフーチング等の鉄筋コンクリート造の構造物を構築する場合、山留めをしながら、打設コンクリートのせき板と地盤へのせん断力伝達部材等を兼ねる鋼矢板を地中に先行して挿入し、鋼矢板で囲まれた領域の土砂を排出した後に、鉄筋の配筋とコンクリートの打設が行われる（特許文献１参照）。
この場合、構造物に作用する曲げモーメントによるコンクリートからの引張力を鋼矢板に伝達するために鋼矢板の内周面（構造物側の面）に直接、または間接的にアンカー筋等の鉄筋を接続することがある（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３８５７７号公報（段落００４１〜００４５、図３）
【特許文献２】特開２００２−０１３１３４号公報（請求項１、段落００３５〜００６５、図１〜図３、図７〜図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンカー筋等の鉄筋その他の定着材を鋼矢板に直接接合する場合には溶接することになるが、鋼矢板の地中への挿入は圧入機、またはバイブロハンマのチャックで鋼矢板を把持した状態で行われるため、鋼矢板の挿入前には定着材を溶接しておくことはできず、溶接は鋼矢板の挿入後にならざるを得ない。
従って溶接は地中での作業になるため、作業性が極端に低下する上、鉛直面に沿った溶接になるため、溶接だれが生じ、溶接自体の信頼性も低下する問題がある。
【０００５】
本発明は上記背景より、鋼矢板本体にアンカー筋等の定着材を接続する上で、鋼矢板挿入後の溶接作業を不要にするナット付き鋼矢板、及びそれを用いたナット付き鋼矢板の施工方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明のナット付き鋼矢板は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面にナットがその端面において溶接されていることを構成要件とする。ナットは長ナット、あるいはカプラー等のように定着材の螺合によって定着材からの引張力が伝達されるのに十分な長さを持つ。
【０００７】
鋼矢板本体の構造物側を向いた面にナットが予め、すなわち鋼矢板本体が地中に完全に挿入される前の段階で溶接されていることで、鋼矢板本体の挿入後に、雄ねじが形成されたアンカー筋等の定着材を螺合によって接続することができる。この結果、鋼矢板本体挿入後の、定着材接合のための溶接作業がなくなり、溶接に依存する場合の作業性低下の問題が解消され、信頼性低下の問題も解消される。定着材はねじ込みのみによってナットに接続されるため、溶接による場合より作業性と作業効率が向上し、工期の短縮が図られる上、接合した状態の信頼性も向上する。
【０００８】
鋼矢板本体はウェブとフランジを有する溝形断面をし、隣接する鋼矢板本体は、ウェブの凸面側が交互に地山側と根切り（構造物）側を向いて互いに連結されることから、前記した鋼矢板本体の、構築すべき構造物側とは、ウェブの凸面側になる場合と凹面側になる場合がある。従ってナット付き鋼矢板としては鋼矢板本体の凸面側にナットを溶接した形態と、凹面側にナットを溶接した形態の少なくともいずれか一方が用意される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明において、特にナットが鋼矢板本体の幅方向中央部、もしくはその付近に溶接されていることを構成要件とする。
【００１０】
ナット付き鋼矢板の挿入に使用される圧入機６のチャック７は図５、図６に示すように鋼矢板を把持するときに鋼矢板側へ移動する可動部７１と受け部７２からなり、鋼矢板本体２の凸面側になる受け部７２と凹面側になる可動部７１の各幅方向中央部にはウォータージェット併用工法やグラウト注入併用工法等のための注入口（７０ｍｍ×７０ｍｍ程度以上）７２ａ、７１aが形成されており、この注入口７２ａ、７１aはチャック７が鋼矢板本体２を把持した状態でも塞がれることがない。図５は鋼矢板本体２を把持していない状態のチャックを、図６は鋼矢板本体２を把持した状態のチャックを示す。
【００１１】
そこで、可動部７１と受け部７２の各注入口７１ａ、７２aの空間を利用し、その空間内に納まる長さのナットを鋼矢板本体の幅方向中央部、もしくはその付近に溶接しておくことで、振動の発生が少ない圧入機を用いたナット付き鋼矢板の地中への挿入を行うことが可能になる。
【００１２】
ナットが一方の注入口７１ａ（７２a）内に納まらない場合には、鋼矢板本体のウェブを貫通させてナットを溶接することにより、ナットに一方の注入口の２倍の長さを与えることができるため、注入口７１ａ（７２a）内に納めながら、定着材からの引張力が伝達されるのに十分な長さをナットに与えることが可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明のナット付き鋼矢板は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、前記鋼矢板を構成する鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面に、ナットが溶接された孔あき鋼板が溶接されていることを構成要件とする。この場合もナットは定着材の螺合によって定着材からの引張力が伝達されるのに十分な長さを持つ。
【００１４】
ナットは孔あき鋼板の端面等に溶接され、鋼矢板本体の構造物側を向いた面に、ナットが溶接された孔あき鋼板が溶接されていることで、鋼矢板の挿入はバイブロハンマを用いて行われることになるが、定着材の接続上は鋼矢板本体に直接ナットが溶接されている場合と同等であり、請求項１と同様に鋼矢板本体の挿入後に、雄ねじが形成されたアンカー筋等の定着材を螺合によって接続することができる。この結果、鋼矢板本体挿入後の溶接作業がなくなり、溶接に依存する場合の作業性低下の問題が解消され、信頼性低下の問題も解消される。また定着材はねじ込みのみによってナットに接続されるため、溶接による場合より作業性と作業効率が向上し、工期の短縮が図られる上、接合した状態の信頼性も向上する。請求項１に記載のナット付き鋼矢板のナットと、上記ナットが溶接された孔あき鋼板のナットをナット付き鋼矢板の地中への挿入後に同一線上に位置させ、これらの両ナットに雄ねじが形成されたアンカー筋等の定着材を螺合させることにより、ナット付き鋼矢板への孔あき鋼板と定着材の接続を同時に行うこともできる。この場合、ナット付き鋼矢板の地中への挿入は圧入機を用いても行うことができる。
【００１５】
請求項３では鋼矢板本体に予め孔あき鋼板が溶接されていることで、ナット付き鋼矢板を挿入し、土砂を排出した後に孔あき鋼板を溶接する必要がなく、地中においては構造物のコンクリートからの鉛直せん断力を鋼矢板本体に伝達させるための作業が発生しないため、地中での作業数が削減され、作業効率が向上する。ナットは孔あき鋼板が溶接されているため、必ずしも鋼矢板本体に溶接される必要はない。孔あき鋼板はナット付き鋼矢板の挿入前に地上で鋼矢板本体に溶接されるため、溶接は鋼矢板本体を寝かせた状態で行われればよく、溶接だれの問題は生じない。
【００１６】
請求項３ではまた、孔あき鋼板の孔に定着材を係合させて接続することもできるため、ナットが溶接された１枚の孔あき鋼板の溶接により多数本の定着材の接続が可能であり、孔あき鋼板の長さを調整し、孔あき鋼板の上端と下端にナットを溶接することで、定着材の接続本数を自由に設定することも可能になる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させながら、請求項１、もしくは請求項２に記載のナット付き鋼矢板を地中に挿入し、前記ナット付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、前記ナット付き鋼矢板の前記ナットに、片側から雄ねじが形成された定着材を接続することを構成要件とするナット付き鋼矢板の施工方法である。
【００１８】
請求項４は鋼矢板本体の地中への挿入前の段階でナットが溶接されている場合であるから、請求項１に記載の発明が有する利益を引き継ぐため、地中で定着材を溶接する場合より接合作業が単純化され、孔あき鋼板の鋼材への一体化の確実性が高まる上、工期の短縮が図られる利益を有する。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させつつ、鋼矢板本体を地中に挿入しながら、鋼矢板本体の前記構造物側を向いた面にナットをその端面において溶接して請求項１、もしくは請求項２に記載のナット付き鋼矢板を製作し、このナット付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、ナット付き鋼矢板の前記ナットに、片側から雄ねじが形成された定着材を接続することを構成要件とするナット付き鋼矢板の施工方法である。
【００２０】
請求項５は鋼矢板本体の地中への挿入過程でナットを溶接する方法であり、１本の鋼矢板本体の挿入中、圧入機やバイブロハンマのチャックが鋼矢板本体から外れ、１ストローク分、上昇するときに、チャックの下方位置に地上でナットを溶接してナット付き鋼矢板の形にし、そのままナット付き鋼矢板を地中に挿入していく方法である。
【００２１】
請求項５では鋼矢板本体の地中への挿入過程で溶接作業が必要になるが、溶接は地上で行われることから、地中での溶接による場合より接合作業がし易く、工期の短縮が図られる利益を有する。この場合、チャックが通過した位置、すなわちチャックの下方位置にナットが溶接されることで、ナットとチャックの干渉が生じないため、ナットを並列させる、または千鳥に配列する等、鋼矢板本体のウェブに対し、ナットを自由に配列させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物を包囲するようにその周方向に隣接させながら、請求項３に記載のナット付き鋼矢板を地中に挿入し、前記ナット付き鋼矢板で囲まれた領域の内側の土砂を排出した後、前記ナット付き鋼矢板の前記ナットに、片側から雄ねじが形成された定着材を接続することを構成要件とするナット付き鋼矢板の施工方法である。
【００２３】
請求項６は予め孔あき鋼板が溶接されているナット付き鋼矢板を地中に挿入する方法であるから、請求項３に記載の発明が有する利益を引き継ぐため、地中で溶接する場合より接合作業が単純化され、孔あき鋼板の鋼材への一体化の確実性が高まる上、工期の短縮が図られる利益を有する。またナット付き鋼矢板を地中に挿入するのみで、構造物のコンクリートからの鉛直せん断力を鋼矢板本体に伝達させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記の通り、本発明では鋼矢板本体の構造物側を向いた面に、鋼矢板本体が地中に完全に挿入される前にナットが溶接されていることで、鋼矢板本体の挿入後に、雄ねじが形成されたアンカー筋等の定着材を螺合によって接続することができる。
この結果、鋼矢板本体の挿入後には定着材接合のための溶接作業がなくなり、溶接に依存する場合の作業性低下の問題が解消され、信頼性低下の問題も解消される。また定着材はねじ込みのみによってナットに接続されるため、溶接による場合より作業性と作業効率が向上し、工期の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２６】
本発明は図７、図８に示すように地中に構築すべき鉄筋コンクリート造の構造物５を包囲するようにその周方向に隣接しながら地中に挿入される鋼矢板において、鋼矢板を構成する鋼矢板本体２の前記構造物５側を向いた面にナット３がその端面において溶接されているナット付き鋼矢板１である。
【００２７】
鋼矢板本体２はウェブ２ａとフランジ２ｂを有するＵ形鋼矢板であり、ナット３は鋼矢板本体２のウェブ２ａの構造物５側の面に、鋼矢板本体２の材軸方向に沿うように溶接される。材軸方向に沿うとは、ナット３が材軸方向に間隔を隔てて配列することを言い、必ずしも同一線上に配置される必要はない。図１、図２はナット３を鋼矢板本体２の幅方向中央部、もしくはその付近に沿い、１列に配列させて溶接した場合、図３は幅方向に並列させて溶接した場合であるが、この他、ナット３は千鳥状に配列して溶接される。
【００２８】
鋼矢板本体２の構造物５側を向いた面とは、前記のようにウェブ２ａの凸面側と凹面側のいずれか、または双方を指し、全鋼矢板本体２にナット３を溶接する場合にはウェブ２ａの凸面側にナット３を溶接した図１に示すナット付き鋼矢板１と、凹面側にナット３を溶接した図２に示すナット付き鋼矢板１が用意される。１本置き等の鋼矢板本体２にナット３を溶接する場合には図１に示すナット付き鋼矢板１と、図２に示すナット付き鋼矢板１のいずれかが用意される。
【００２９】
ナット３がウェブ２ａの幅方向中央部やその付近に溶接される場合には、例えば圧入機６のチャック７の注入口７１ａ、７２a内に納まるようにナット３の位置と長さを調節することで、鋼矢板本体２の地中への挿入前にナット３を溶接しておきながらも、圧入機６による挿入を行うことが可能である。幅方向に並列する場合や千鳥状に配列する場合でも、チャック７のストローク長を考慮し、チャック７が把持する位置を外すように鋼矢板本体２の材軸方向に断続的に溶接されていれば、チャック７との干渉がなく、圧入機６による挿入が可能である。
【００３０】
また鋼矢板本体２のウェブ２ａを貫通させてナット３を溶接すれば、ナット３に十分な長さを与えながらも、ナット３をチャック７の両注入口７１ａ、７２a内に納めることができる。この場合、ナット３に袋ナットを用いれば、ナット３がウェブ２ａを貫通することによる、構造物５の周辺地盤中に存在する地下水のウェブ２ａからの漏水を回避することはできる。
【００３１】
鋼矢板本体２は予めナット３が溶接されたナット付き鋼矢板１として挿入される他、鋼矢板本体２の地中への挿入過程でナット３を溶接しながら地中に挿入される。ナット付き鋼矢板１の地中への挿入後、ナット３には片側から雄ねじが形成されたアンカー筋等の定着材４が螺合により接続される。
【００３２】
鋼矢板本体２を地中に挿入する過程で鋼矢板本体２にナット３を溶接する方法によれば、鋼矢板本体２の挿入途中で、圧入機６やバイブロハンマ８のチャックが鋼矢板本体２から一旦外れ、１ストローク分、上昇する間に、鋼矢板本体２の、チャックの下方に位置する部分に地上でナット３を溶接することになる。この場合、ナット３がチャックに干渉することがないため、ウェブ２ａに対するナット３の溶接位置がその幅方向中央部やその付近に制限されることがなく、図３に示すようにナット３を幅方向に並列させる等、任意の位置に溶接することができる。
【００３３】
ナット付き鋼矢板１、またはナット３を溶接する前の鋼矢板本体２の地中への挿入は図９に示すように圧入機６を用いて、または図１０に示すようにバイブロハンマ８を用いて行われる。
【００３４】
ナット付き鋼矢板１、または鋼矢板本体２は圧入機６等のチャックを反転させることによりウェブ２ａの向きを変えながら鋼矢板本体２が圧入され、全ナット３が構造物５側を向いて配列する。
【００３５】
ナット付き鋼矢板１を地中に挿入した後、またはナット３が溶接される前の鋼矢板本体２を地中に挿入する途中で鋼矢板本体２にナット３を溶接し、ナット付き鋼矢板１を製作しながら地中に挿入した後、ナット付き鋼矢板１で囲まれた領域の内側の地盤が構造物５の底面のレベルまで掘削され、土砂が排出される。その後、図１、図２、図４に示すようにナット３に、片側から雄ねじが形成されたアンカー筋等の定着材４が接続される。定着材４は雄ねじの部分を有していればよく、形態は問われない。
【００３６】
定着材４の接続後、図７に示すように鉄筋の配筋とコンクリートの打設により構造物５が構築される。ナット付き鋼矢板１は構造物５の底面より下方に十分な根入れ深さを確保できる長さを有する。図７は構造物５であるフーチング上に橋脚を構築している様子を示している。
【００３７】
地中に挿入されたナット付き鋼矢板１のウェブ２ａの内周面には、必要により構造物５とナット付き鋼矢板１との間でせん断力を伝達するための孔あき鋼板９が溶接され、その場合、定着材４はこの孔あき鋼板９にも接続される。定着材４は例えばその孔あき鋼板９側に形成されているフックが孔内に差し込まれることにより接続される。
【００３８】
図１１は鋼矢板本体２の構造物５側を向いた面に、鋼矢板本体２の材軸方向に沿い、ナット３が溶接されている孔あき鋼板９を溶接したナット付き鋼矢板１の製作例を、図１２はそのナット付き鋼矢板１の配列状態を示す。ナット３は孔あき鋼板９の長さ方向の両端面等に、孔あき鋼板９の面に平行に溶接される。図１１では１本の鋼矢板本体２につき、その材軸方向に複数枚の孔あき鋼板９を断続的に溶接しているが、連続する１枚の孔あき鋼板９を溶接する場合もある。
【００３９】
孔あき鋼板９にはプレートの他、山形鋼、溝形鋼等が使用され、鋼矢板本体２のウェブ２ａに垂直な面をなす板要素（孔あき鋼板９のウェブ）に長さ方向に間隔を隔て、構造物５のコンクリートが入り込むことによりコンクリートからのせん断力をナット付き鋼矢板１に伝達するための孔９ａが穿設される。孔９ａにはまた、アンカー筋等の定着材４が係合して接続される場合もある。定着材４は例えば孔あき鋼板９側に形成されているフックが孔９ａ内に差し込まれることにより接続される。
【００４０】
図１１に示すナット付き鋼矢板１は孔あき鋼板９の存在により圧入機６のチャック７に納まらない関係から、バイブロハンマ８を用いて地中に挿入される。逆にナット３の長さが圧入機６のチャック７による制限を受けず、ナット３の長さに孔あき鋼板９の幅に相当する大きさを与えることができるため、定着材４の螺合長さを稼ぐことができ、ナット３にチャック７の制限を受ける場合より大きな引張力を負担させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】鋼矢板本体の凸面側にナットを溶接したナット付き鋼矢板と定着材との関係を示した斜視図である。
【図２】鋼矢板本体の凹面側にナットを溶接したナット付き鋼矢板と定着材との関係を示した斜視図である。
【図３】鋼矢板本体の凸面側にナットを並列させて溶接したナット付き鋼矢板を示した斜視図である。
【図４】ナット付き鋼矢板の配列状態を示した平面図である。
【図５】（ａ）はチャックが開いているときの圧入機を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。
【図６】（ａ）はチャックが閉じているときの圧入機を示した平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。
【図７】ナット付き鋼矢板の挿入後に構造物を構築した様子を示した立面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】圧入機を用いたナット付き鋼矢板の挿入の様子を示した立面図である。
【図１０】バイブロハンマを用いたナット付き鋼矢板の挿入の様子を示した立面図である。
【図１１】鋼矢板本体の凸面側に、ナットを溶接された孔あき鋼板を溶接したナット付き鋼矢板と定着材との関係を示した斜視図である。
【図１２】図１１に示すナット付き鋼矢板の配列状態を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１………ナット付き鋼矢板
２………鋼矢板本体
２ａ……ウェブ
２ｂ……フランジ
３………ナット
４………定着材
５………構造物
６………圧入機
７………チャック
７１……可動部
７１ａ…注入口
７２……受け部
７２ａ…注入口
８………バイブロハンマ
９………孔あき鋼板
９ａ……孔
【図１】
2006322229.tif 000003
【図２】
2006322229.tif 000004
【図３】
2006322229.tif 000005
【図４】
2006322229.tif 000006
【図５】
2006322229.tif 000007
【図６】
2006322229.tif 000008
【図７】
2006322229.tif 000009
【図８】
2006322229.tif 000010
【図９】
2006322229.tif 000011
【図１０】
2006322229.tif 000012
【図１１】
2006322229.tif 000013
【図１２】
2006322229.tif 000014