(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ部と、該ウェブ部の両端に形成されたフランジ部と、該フランジ部の端部に形成された継手部とを有するＺ形鋼矢板の施工方法であって、
該Ｚ形鋼矢板における前記フランジ部の外面側及び／又はウェブ部外面側におけるウェブ部中心を挟む両側に、外方に向けて突出する高さ50ｍｍ以上の突出辺部を有し、前記Ｚ形鋼矢板とは別部材からなる補助部材を添接した状態で前記Ｚ形鋼矢板を打設することを特徴とするＺ形鋼矢板の施工方法。
【請求項２】
前記補助部材は、Ｚ形鋼矢板の全長に亘る長さを有することを特徴とする請求項１記載のＺ形鋼矢板の施工方法。
【請求項３】
前記補助部材は、断面形状において、突出辺部の基端側において該突出辺部と交差方向に延びる横辺部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＺ形鋼矢板の施工方法。
【請求項４】
前記補助部材は、断面形状が、Ｌ形、Ｉ形、Ｔ形、Ｃ形またはＨ形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＺ形鋼矢板の施工方法。
【請求項５】
前記補助部材は、ウェブ中心を挟む両側に突出辺部を配置すると共に横辺部がウェブ中心を跨ぐように配置して、前記横辺部を打設機械のチャックによってチャックして打設を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載のＺ形鋼矢板の施工方法。
【請求項６】
前記補助部材をＺ形鋼矢板の頭部に仮固定した状態で打設し、その後、仮固定した前記補助部材をＺ形鋼矢板から取り外し、前記補助部材のみを地中から引上げることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＺ形鋼矢板の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ部と、該ウェブ部の両端に形成されたフランジ部とを有するＺ形鋼矢板に関し、特にＺ形鋼矢板の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
両端部にフランジ部を有し、中間部にウェブ部を有するいわゆるＺ形鋼矢板が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｚ形鋼矢板は、断面形状が非対称形状であることから、一枚ずつ打設する場合、打設中に回転が生じる。そのため、鋼矢板の直進性が保たれず嵌合している継手部の抵抗が大きくなり、施工が困難となるケースが多く、施工性が悪いという問題がある。
これを改善する手法として、予め２枚のＺ形鋼矢板を断面形状が対象ないわゆるハット形になるように連結し（特許文献１の図１１参照）、嵌合させた継手部を、かしめまたは溶接などで連結固定して打設する方法がある。
しかしながら、２枚のＺ形鋼矢板を連結して対称断面形状とした場合、鋼矢板断面が大きくなり、打設時の貫入抵抗も増すことから、特別な打設機械が必要となる。
また、打設機械の推進力を正常に鋼矢板に伝えるため、鋼矢板のチャッキング方法も、各Ｚ形鋼矢板のウェブ部をそれぞれチャッキングするという２点チャッキングが必要となり、打設機械として特殊なものが必要となる。
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、特別の打設機械を必要としないでＺ形鋼矢板を、回転等を抑制して施工できるＺ形鋼矢板の施工方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、従来のＺ形鋼矢板について打設時に回転（捩れ）が発生する原因について検討した。図１６、図１７はこの検討結果を説明する説明図であり、図１６、図１７にはウェブ部２３の両端にフランジ部２５ａ、２５ｂを有する一般的なＺ形鋼矢板２１が図示されている。
打設時において、Ｚ形鋼矢板２１における隅角部２９ａ、２９ｂの内側においては、周辺地盤（図１６の破線マルで囲んだ領域Ａ、Ｂが局所的に大きなせん断を受ける。このため、土粒子の配列状態が変化し、体積膨張が生じる（土のダイレイタンシー現象）。周辺地盤に体積膨張が生じると、当該部位の土圧が局所的に大きくなるという偏土圧が生じ、Ｚ形鋼矢板２１は、図１７に示す矢印の方向に力を受け、変形、回転（捩れ）が生じる。
上記検討から、発明者は、前記偏土圧に釣り合うような土圧を周辺地盤からＺ形鋼矢板２１が受けるようにすることで、Ｚ形鋼矢板に生じる変形、回転（捩れ）を抑制して打設時におけるＺ形鋼矢板の直進性を保持できると考えた。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成を備えてなるものである。
【０００７】
（１）本発明に係るＺ形鋼矢板の施工方法は、ウェブ部と、該ウェブ部の両端に形成されたフランジ部と、該フランジ部の端部に形成された継手部とを有するＺ形鋼矢板の施工方法であって、
該Ｚ形鋼矢板における前記フランジ部の外面側及び／又はウェブ部外面側におけるウェブ部中心を挟む両側に、外方に向けて突出する高さ50ｍｍ以上の突出辺部を有し、前記Ｚ形鋼矢板とは別部材からなる補助部材を添接した状態で前記Ｚ形鋼矢板を打設することを特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記補助部材は、Ｚ形鋼矢板の全長に亘る長さを有することを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記補助部材は、断面形状において、突出辺部の基端側において該突出辺部と交差方向に延びる横辺部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記補助部材は、断面形状が、Ｌ形、Ｉ形、Ｔ形、Ｃ形またはＨ形のいずれかの形状であることを特徴とするものである。
【００１１】
（５）また、上記（３）又は（４）に記載のものにおいて、前記補助部材は、ウェブ中心を挟む両側に突出辺部を配置すると共に横辺部がウェブ中心を跨ぐように配置して、前記横辺部を打設機械のチャックによってチャックして打設を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
（６）また、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記補助部材をＺ形鋼矢板の頭部に仮固定した状態で打設し、その後、仮固定した前記補助部材をＺ形鋼矢板から取り外し、前記補助部材のみを地中から引上げることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、Ｚ形鋼矢板におけるフランジ部の外面側及び／又はウェブ部外面側におけるウェブ部中心を挟む両側に、外方に向けて突出する突出辺部を有する補助部材を添接した状態で前記Ｚ形鋼矢板を打設するようにしたので、非対称形状であるＺ形鋼矢板を一枚ずつ打設する場合でも、打設中の回転および捩れを抑制し、Ｚ形鋼矢板の直進性を保持することが可能となる。
Ｚ形鋼矢板の直進性を保持することで、鋼矢板壁を所定の位置に形成することが容易になるとともに、Ｚ形鋼矢板打設時の継手部嵌合部の抵抗が小さくなり、特別な施工機械を使わずに施工速度および施工精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＺ形鋼矢板の施工方法の説明図である。
【図２】図１に示したＺ形鋼矢板の全体形状の説明図である。
【図３】図１に示したＺ形鋼矢板の施工方法の作用を説明する説明図である（その１）。
【図４】図１に示したＺ形鋼矢板の施工方法の作用を説明する説明図である（その２）。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＺ形鋼矢板の施工方法の他の態様の説明図である。
【図６】図５に示したＺ形鋼矢板の全体形状の説明図である。
【図７】図５に示したＺ形鋼矢板の施工方法の作用を説明する説明図である（その１）。
【図８】図５に示したＺ形鋼矢板の施工方法の作用を説明する説明図である（その２）。
【図９】本発明の一実施の形態に係るＺ形鋼矢板の施工方法に用いるガイド冶具の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るＺ形鋼矢板の施工方法に用いる補助部材の添接方法の他の態様の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係るＺ形鋼矢板の施工方法に用いる補助部材の他の態様の説明図である。
【図１２】本発明の実施例で示した実験に用いたＺ形鋼矢板（模型）を説明する説明図である。
【図１３】本発明の実施例１のＺ形鋼矢板の施工方法の説明図である。
【図１４】本発明の実施例２のＺ形鋼矢板の施工方法の説明図である。
【図１５】本発明の実施例３のＺ形鋼矢板の施工方法の説明図である。
【図１６】Ｚ形鋼矢板の打設時において打設時に回転（捩れ）が生ずるメカニズムを説明する説明図である（その１）。
【図１７】Ｚ形鋼矢板の打設時において打設時に回転（捩れ）が生ずるメカニズムを説明する説明図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施の形態に係るＺ形鋼矢板１は、ウェブ部３と、ウェブ部３の両端にフランジ部５ａ、５ｂを有し、フランジ部５ａ、５ｂの両端に継手部７ａ、７ｂが形成されている。
以下の説明において、図１に示すように、ウェブ部３の中心を通りフランジ部５ａ、５ｂに平行な線を境界線（図中の一点鎖線）として、図中境界線の上側においては、フランジ部５ａとウェブ部３で形成される隅角部９ａの内側を内面側であり、外側を外面側とする。同様に、境界線の下側においては、隅角部９ｂの内側を内面側とし、外側を外面側とする。
本実施の形態に係るＺ形鋼矢板１の施工方法は、フランジ部５ａ、５ｂの外面側に、外方に向けて突出する突出辺部１０ａ、１０ｂを有する補助部材１１ａ、１１ｂを添接した状態で前記Ｚ形鋼矢板１を打設することを特徴とするものである。
【００１６】
本実施の形態の補助部材１１ａ、１１ｂは断面がＬ形状の部材であり、補助部材１１ａ、１１ｂは横辺部１２ａ、１２ｂをフランジ部５ａ、５ｂの外面側における継手部近傍に沿うように添接されている。添接とは、補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板１に添わせて固定又は仮固定することを言う。固定方法としてはボルトおよびナットによる締結、溶接又は接着剤による固定でもよい。また、仮固定の方法として、ボルトおよびナットによる締結、脱着できる程度の仮溶接または接着、あるいは鋼矢板施工機械で鋼矢板を掴む際に鋼矢板と共にチャッキングするという方法であってもよい。
【００１７】
なお、補助部材１１ａ、１１ｂを固定した場合は、補助部材１１ａ、１１ｂはＺ形鋼矢板１を施工後に撤去することなく埋め殺しとなる。他方、補助部材１１ａ、１１ｂを仮固定した場合は、Ｚ形鋼矢板１を打設後に、仮固定を外して、補助部材１１ａ、１１ｂのみを地上に引き揚げるようにすればよい。補助部材１１ａ、１１ｂを仮固定した場合は、打設完了後に補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板１から取り外せるため、地盤の掘削や切梁、腹起こしの取り付け等で邪魔になることが無く、また補助部材１１ａ、１１ｂを繰り返し転用できることから、経済性にも優れる。
なお、補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板１から取り外すタイミングは、Ｚ形鋼矢板１の打設完了後に行うのが通常であるが、取り外しに好適であり、かつその後の打設に支障がでないのであれば打設完了前であってもよい。
【００１８】
補助部材１１ａ、１１ｂは、図２に示すように、Ｚ形鋼矢板１と同じ長さのものを用いることで、Ｚ形鋼矢板１の頭部での仮固定が容易となり、上記のような効果が得られる。もっとも、補助部材１１ａ、１１ｂを固定する場合には、Ｚ形鋼矢板１の下端部のみ、あるいはＺ形鋼矢板１の先端部寄りの所定の範囲に連続して設けてもよい。所定の範囲としては、Ｚ形鋼矢板１の先端部から全長の１/２〜１/３程度が一例として挙げられる。補助部材１１ａ、１１ｂを所定の範囲に添接する場合において、長さの短い複数の補助部材１１ａ、１１ｂを離散的にＺ形鋼矢板１に添接するようにしてもよい。
【００１９】
上記のように構成されたＺ形鋼矢板１の作用を、図３、図４に基づいて説明する。
打設時において、前述したように、Ｚ形鋼矢板１における隅角部９ａ、９ｂの内側においては、周辺地盤（図３の破線マルで囲んだ領域Ａ、Ｂ）が局所的に大きなせん断を受ける。他方、隅角部９ａ、９ｂの外側には補助部材１１ａ、１１ｂを設けているため、当該部位の周辺地盤（図３の破線マルで囲んだ領域Ｃ、Ｄ）も局所的に大きなせん断力を受ける。
このため、図４に示すように、隅角部９ａ、９ｂの内外で偏土圧が生じ、これらが偏土圧を打ち消し合うことにより、鋼矢板打設時の回転（捩れ）の発生が抑止できる。従って、非対称形状であるＺ形鋼矢板１を一枚ずつ打設する場合でも、鋼矢板の直進性を保持することが可能となる。
また、Ｚ形鋼矢板１の直進性を保持することで、Ｚ形鋼矢板１によって構築される鋼矢板壁を所定の位置に形成することが容易になるとともに、鋼矢板打設時の継手部嵌合部の抵抗が小さくなり、特別な施工機械を使わずに施工速度および施工性を高めることができる。
【００２０】
なお、補助部材１１ａ、１１ｂは、隅角部９ａ、９ｂの内側に発生する偏土圧に釣り合う偏土圧を発生させるためのものであるから、突出辺部１０ａ、１０ｂの高さＨは、隅角部９ａ、９ｂの内側に発生する偏土圧に応じて変更するようにすればよい。もっとも、補助部材１１ａ、１１ｂの周辺地盤に大きな局部せん断を発生させ、十分な回転（捩れ）抑止効果を発揮するためには、突出辺部１０ａ、１０ｂの高さＨは５０ｍｍ以上にするのが望ましい。
【００２１】
上記の例では、補助部材１１ａ、１１ｂをフランジ部外面側に添接する例を示したが、補助部材１１ａ、１１ｂを添接する位置は、Ｚ形鋼矢板１のウェブ部３であってもよい。ウェブ部３に添接する場合は、図５及び図６に示すように、ウェブ部中心（一点鎖線）を挟んでそれぞれウェブ部外面側に添接するようにする。補助部材１１ａ、１１ｂを、図６に示すようにＺ形鋼矢板１の全長に亘って添接することで、前述した図２のものと同様の作用効果が得られる。
Ｚ形鋼矢板１のフランジ部外面側には切梁や腹起こしなどを接合する場合があるので、補助部材１１ａ、１１ｂを固定するのであれば、補助部材１１ａ、１１ｂの添接位置はウェブ部３にするのが好ましい。この場合、補助部材１１ａ、１１ｂにおける突出辺部１０ａ、１０ｂがフランジ部外面の延長線よりも外方に出っ張らないようにするのがより好ましい。
【００２２】
なお、補助部材１１ａ、１１ｂをウェブ部３に添接する場合、補助部材１１ａ、１１ｂの突出辺部１０ａ、１０ｂが、ウェブ部中心に近づきすぎると、隅角部９ａ、９ｂ内側に生じる偏土圧に対する抵抗力が小さくなるので、ウェブ部中心から所定の距離だけフランジ部５ａ、５ｂ側に離すことが必要である。ウェブ部中心からフランジ部外面までの距離をＷｏとすると、前記所定の距離は０．５Ｗｏ以上にするのが好ましい。
【００２３】
補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板１のウェブ部３に添接した場合においても、図７、図８に示すように、鋼矢板の打設時において、図３、図４において説明したのと同様の作用により、Ｚ形鋼矢板１を一枚ずつ打設する場合でも、鋼矢板の直進性を保持することが可能となる。
【００２４】
なお、補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板１に添接する際、より正確に所定の位置に添接するとともに、作業を容易にするため、図９に示すように、予めＺ形鋼矢板１にガイド冶具１３を取り付けてもよい。ガイド冶具１３は、鋼矢板先端のみでも良いし、必要に応じて鋼矢板先端および鋼矢板頭部、または中間位置に取り付けてもよい。
【００２５】
また、図１０に示すように、断面Ｌ形の補助部材１１ａ、１１ｂをウェブ部３に添接する場合において、ウェブ中心３ａを挟む両側に突出辺部１０ａ、１０ｂを配置すると共にＬ形状における横辺部１２ａ、１２ｂがウェブ中心３ａを跨ぐように配置することで、Ｚ形鋼矢板１の打設時において打設機械のチャックによってウェブ中心３ａ近傍をチャックすれば補助部材１１ａ、１１ｂをウェブ部３のチャックと同時にチャックすることができ、施工性に優れる。
【００２６】
なお、上記の説明では、補助部材１１ａ、１１ｂの形状に関し、断面Ｌ形のものを例に挙げて説明したが、断面Ｌ形の場合には、等辺Ｌ形、不等辺Ｌ形のいずれでもよいし、あるいは断面Ｌ形の他、例えば図１１に示すような断面Ｔ字状のものでもよいし、あるいは断面形状がＩ形、Ｈ形、あるいはＣ形（チャンネル材）であってもよい。
もっとも、補助部材１１ａ、１１ｂは、断面形状において、突出辺部１０ａ、１０ｂの基端側において該突出辺部１０ａ、１０ｂと交差方向に延びる横辺部１２ａ、１２ｂを有するのが好ましく、このような形状であれば横辺部１２ａ、１２ｂをＺ形鋼矢板１のフランジ部５ａ、５ｂやウェブ部３に沿わせて固定、仮固定が容易になる。
【実施例】
【００２７】
本発明の実施例を図１２〜図１５に基づいて説明する。
厚さ９ｍｍの板を曲げ加工によりＺ形に形成（矢板高さ４００ｍｍ、矢板幅４５０ｍｍ）し、端部に継手部材１４ａ、１４ｂ（模型）を溶接して、Ｚ形鋼矢板（模型）１５を形成した（図１２参照）。鋼矢板長さは１２ｍとし施工完了長さ（打設長）は１１ｍとした。
上記のＺ形鋼矢板（模型）１５のフランジ部外面側に配置した補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板（模型）１５の頭部で固定して添接した実施例１（図１３参照）と、ウェブ部３における隅角部９ａ、９ｂ近傍に配置した補助部材１１ａ、１１ｂをＺ形鋼矢板（模型）１５の頭部で固定して添接した実施例２（図１４参照）と、ウェブ部３における中心近傍に配置した補助部材１１ａ、１１ｂを打設機械のチャックでウェブ部３と同時にチャックした実施例３（図１５参照）について、Ｚ形鋼矢板（模型）１５単独での打設を実施した。
比較のため、図１２に示す補助部材１１ａ、１１ｂを添接しないものについても比較例として同様の打設を実施した。
結果を表１に示す
【００２８】
【表１】
0005835010.tif 000002
【００２９】
表1の各ケースにおける「２枚目打設（継手嵌合有り）の打設可能長さ」とは、各ケースにおいて実際に打設が可能であった長さを示している。
補助部材１１ａ、１１ｂの添接を行わなかった比較例では、「２枚目打設（継手嵌合有り）の打設可能長さ」が３ｍとなった。これは前述のとおり、一枚目を単独打設した際に局所的に土圧（偏土圧）により鋼矢板が地中部で回転（捩れ）したため、２枚目打設（継手嵌合有り）で継手嵌合部の抵抗が大きくなったためである。
他方、補助部材１１ａ、１１ｂを添接した実施例１〜３は全て、「２枚目打設（継手嵌合有り）の打設可能長さ」が施工完了長さ（打設長）である１１ｍまで達した。これは、補助部材１１ａ、１１ｂの効果により、一枚目を単独打設した際の鋼矢板の回転（捩れ）が抑制されたため、２枚目打設（継手嵌合有り）で継手嵌合部の抵抗が増大しなかったことによる。
以上の実験から、補助部材１１ａ、１１ｂの効果が確認された。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  領域
１  Ｚ形鋼矢板
３  ウェブ部
３ａ  ウェブ中心
５ａ、５ｂ  フランジ部
７ａ、７ｂ  継手部
９ａ、９ｂ  隅角部
１０ａ、１０ｂ  突出辺部
１１ａ、１１ｂ  補助部材
１２ａ、１２ｂ  横辺部
１３  ガイド冶具
１４ａ、１４ｂ  継手部材
１５  Ｚ形鋼矢板（模型）
２１  Ｚ形鋼矢板（従来例）
２３  ウェブ部
２５ａ、２５ｂ  フランジ部
２９ａ、２９ｂ  隅角部
【図１】
0005835010.tif 000003
【図２】
0005835010.tif 000004
【図３】
0005835010.tif 000005
【図４】
0005835010.tif 000006
【図５】
0005835010.tif 000007
【図６】
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【図７】
0005835010.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005835010.tif 000012
【図１１】
0005835010.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
0005835010.tif 000015
【図１４】
0005835010.tif 000016
【図１５】
0005835010.tif 000017
【図１６】
0005835010.tif 000018
【図１７】
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