(57)【要約】【課題】安価で実用的な地中連続壁用鋼材を提供すること。【解決手段】フランジ７の両端部にウェブ５が一体に連設され、各ウェブ５にフランジ７と平行にアーム部３，４が一体に連設され、各アーム部３，４の端部に、継ぎ手１４が形成されているハット形鋼矢板２と、ハット形鋼矢板２のフランジ７と各ウェブ５とにより形成される溝側のフランジ７内面に固定されるＨ形鋼６とからなる地中連続壁用鋼材であって、ハット形鋼矢板１の長さ寸法よりもＨ形鋼６の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板１の長さ寸法内にＨ形鋼６を配設し、ハット形鋼矢板２の上端側または下端側レベルよりもＨ形鋼６の上端側または下端側レベルを、ハット形鋼矢板２よりもハット形鋼矢板２の中間側の位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板２のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材とした。【選択図】図１
2008063765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブが一体に連設され、各ウェブに前記フランジと平行にアーム部が一体に連設され、各アーム部の端部に、継ぎ手が形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板と、前記ハット形鋼矢板のフランジと各ウェブとにより形成される溝側のフランジ内面に固定されるＨ形鋼とからなる地中連続壁用鋼材であって、前記ハット形鋼矢板の長さ寸法よりもＨ形鋼の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板の長さ寸法内にＨ形鋼を配設するようにするようにすると共にハット形鋼矢板の下端レベルとＨ形鋼の下端レベルを一致させて、ハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを低レベル位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板とＨ形鋼で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としたことを特徴とする地中連続壁用鋼材。
【請求項２】
前記の地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の上端レベルとＨ形鋼の上端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高Ｈの６０％以内の寸法にされ、前記のレベル差寸法分、短くカットされたＨ形鋼とされていることを特徴とする請求項１に記載の地中連続壁用鋼材。
【請求項３】
フランジの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブが一体に連設され、各ウェブに前記フランジと平行にアーム部が一体に連設され、各アーム部の端部に、継ぎ手が形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板と、前記ハット形鋼矢板のフランジと各ウェブとにより形成される溝側のフランジ内面に固定されるＨ形鋼とからなる地中連続壁用鋼材であって、前記ハット形鋼矢板の長さ寸法よりもＨ形鋼の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板の長さ寸法内にＨ形鋼を配設するようにするようにすると共にハット形鋼矢板の上端レベルとＨ形鋼の上端レベルを一致させて、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを高レベル位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板とＨ形鋼で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としたことを特徴とする地中連続壁用鋼材。
【請求項４】
前記の地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の下端レベルとＨ形鋼の下端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材の全長の３０％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼とされていることを特徴とする請求項３に記載の地中連続壁用鋼材。
【請求項５】
フランジの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブが一体に連設され、各ウェブに前記フランジと平行にアーム部が一体に連設され、各アーム部の端部に、継ぎ手が形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板と、前記ハット形鋼矢板のフランジと各ウェブとにより形成される溝側のフランジ内面に固定されるＨ形鋼とからなる地中連続壁用鋼材であって、前記ハット形鋼矢板の長さ寸法よりもＨ形鋼の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板の長さ寸法内にＨ形鋼を配設するようにするようにすると共にハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを低レベル位置とし、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを高レベル位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板とＨ形鋼で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としたことを特徴とする地中連続壁用鋼材。
【請求項６】
前記の地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の上端レベルとＨ形鋼の上端レベルとのレベル差寸法は、前記地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高Ｈの５５％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼とされ、かつ地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の下端レベルとＨ形鋼の下端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材の全長の３０％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼とされていることを特徴とする請求項５に記載の地中連続壁用鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築土木工事における土留め壁あるいは護岸壁を構築する場合に広く用いられる地中連続壁用鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、（１）土留め壁あるいは地中連続壁を構築する場合に用いられ、鋼矢板とＨ形鋼とを組み合わせて複合一体化した地中連続壁用鋼材（複合鋼矢板）としては、Ｈ形鋼の一側フランジに直線状鋼矢板あるいは壁版状鋼矢板を溶接により固定した地中連続壁用鋼材が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、前記（１）の地中連続壁用鋼材よりも、より剛性の高い地中連続壁用鋼材として、Ｕ形鋼矢板とＨ形鋼またはＩ形鋼あるいはＴ型鋼を組み合わせた地中連続壁用鋼材も知られている（例えば特許文献３から６参照）。
【０００３】
地中連続壁を構築する場合に、前記のような鋼矢板を多数横方向に連結して構築され多額の費用がかかるが、地中連続壁用鋼材一本の鋼矢板の長さ寸法を低減できると、多数の鋼矢板を使用して構築される地中連続壁あるいは土留め壁では、地中連続壁用鋼材の重量が軽量になる分、運搬が容易になると共に、打ち込みも容易になり、施工工期の短縮化も可能になり、地中連続壁を安価に構築でき、また施工コストを低減できる格段の効果を生じることになる。そのため、軽量安価な地中連続壁用鋼材が望まれる。
【０００４】
Ｕ型鋼矢板における溝内にＨ形鋼矢板を固定する形態では、Ｕ型鋼矢板のウェブの傾斜角が大きい内面側にＨ形鋼が固定されるために、地盤に打設した場合に、Ｕ型鋼矢板の溝内側の地盤が圧密されて閉塞しやすいという課題があるが、Ｕ型鋼矢板の傾斜角よりも緩いハット形鋼矢板とＨ形鋼との組み合わせでは、地盤の圧密を低減し前記の課題をより解消しているという利点を有している。
【０００５】
ところで、図８に示すような圧延により製造されるハット形鋼矢板２は、その寸法が変わると、圧延製造設備費が多大にかかるため、現存するハット形鋼矢板としては、図８および図９に示すような寸法（単位ｍｍ）のハット形鋼矢板２である。これらのハット形鋼矢板２の特徴として、フランジ７の両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブ５が一体に連設され、各ウェブ５に前記フランジ７と平行にアーム部３，４が一体に連設され、各アーム部３，４の端部に、継ぎ手１４が一体に形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板２であり、左右の各継手１４は、アーム部３，４の中心軸線の中央点に対して、点対称形状の継手１４とされ、隣り合うハット形鋼矢板２相互の継手１４を嵌合した場合に、アーム中心軸線上にハット形鋼矢板２を配設することも可能にされている。
【０００６】
前記のハット形鋼矢板２の利点は、傾斜したウェブ５およびその両側にアーム部３，４を備えているので、矢板幅寸法が広いため打ち込み枚数が少なくなり、安価な壁体を構築することができることである。反面、矢板幅寸法を変えずに高い曲げ剛性を有するハット形鋼矢板を安価に容易に製造できない課題を有している。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１３３２０９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４０８６４号公報
【特許文献３】特開昭５５−６８９１８号公報
【特許文献４】特開平０６−２８０２５１号公報
【特許文献５】特開２００５−１２７０３３号公報
【特許文献６】特許第３６０３７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記各従来技術では、Ｕ型鋼矢板とＨ形鋼とを組み合わせることは開示されているが、Ｕ型鋼矢板に対するＨ形鋼の長さ寸法との関係を具体的に明らかにして、より経済的な地中連続壁用鋼材にすることについては開示されていない。
また、矢板幅寸法を変えずに高い曲げ剛性を有するハット形鋼矢板を安価に容易に製造できない課題を有しているため、現存するまたは将来製造されるハット形鋼矢板を利用して、より剛性の高い安価な地中連続壁用鋼材が望まれる。
【０００９】
本発明者は、ハット形鋼矢板２にＨ形鋼６を組み込んだ地中連続壁用鋼材とする場合に、地中連続壁あるいは土留め壁を構築する場合に、地中連続壁用鋼材はその上下方向の全長に渡って同じ断面である合理的な理由がないことに着目すると共に、土留め壁の天端変位を実用上問題のない変位に抑えることが可能であれば、より安価な地中連続壁用鋼材となり、そのような地中連続壁用鋼材を使用することにより、より安価な地中連続壁あるいは土留め壁となることを種々検討して本発明を完成させた。
本発明は、前記のハット形鋼矢板２の利点を生かしながら、これにＨ形鋼を組み込む地中連続壁用鋼材で、ハット形鋼矢板２に対するＨ形鋼の長さ寸法との関係を具体的に規定して、より安価で実用的な地中連続壁用鋼材を提供することを目的とする。これにより、より安価で実用的な土留め壁あるいは地中連続壁を構築可能な地中連続壁用鋼材を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の地中連続壁用鋼材では、フランジの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブが一体に連設され、各ウェブに前記フランジと平行にアーム部が一体に連設され、各アーム部の端部に、継ぎ手が形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板と、前記ハット形鋼矢板のフランジと各ウェブとにより形成される溝側のフランジ内面に固定されるＨ形鋼とからなる地中連続壁用鋼材であって、前記ハット形鋼矢板の長さ寸法よりもＨ形鋼の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板の長さ寸法内にＨ形鋼を配設するようにするようにすると共にハット形鋼矢板の下端レベルとＨ形鋼の下端レベルを一致させて、ハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを低レベル位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板とＨ形鋼で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としたことを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の地中連続壁用鋼材において、前記の地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の上端レベルとＨ形鋼の上端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高Ｈの６０％以内の寸法にされ、前記のレベル差寸法分、短くカットされたＨ形鋼とされていることを特徴とする。
また、第３発明の地中連続壁用鋼材では、フランジの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブが一体に連設され、各ウェブに前記フランジと平行にアーム部が一体に連設され、各アーム部の端部に、継ぎ手が形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板と、前記ハット形鋼矢板のフランジと各ウェブとにより形成される溝側のフランジ内面に固定されるＨ形鋼とからなる地中連続壁用鋼材であって、前記ハット形鋼矢板の長さ寸法よりもＨ形鋼の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板の長さ寸法内にＨ形鋼を配設するようにするようにすると共にハット形鋼矢板の上端レベルとＨ形鋼の上端レベルを一致させて、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを高レベル位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板とＨ形鋼で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としたことを特徴とする。
また、第４発明では、第３発明の地中連続壁用鋼材において、前記の地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の下端レベルとＨ形鋼の下端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材の全長の３０％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼とされていることを特徴とする。
また、第５発明の地中連続壁用鋼材では、フランジの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブが一体に連設され、各ウェブに前記フランジと平行にアーム部が一体に連設され、各アーム部の端部に、継ぎ手が形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板と、前記ハット形鋼矢板のフランジと各ウェブとにより形成される溝側のフランジ内面に固定されるＨ形鋼とからなる地中連続壁用鋼材であって、前記ハット形鋼矢板の長さ寸法よりもＨ形鋼の長さ寸法を短くし、かつハット形鋼矢板の長さ寸法内にＨ形鋼を配設するようにするようにすると共にハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを低レベル位置とし、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを高レベル位置とし、横断面で、ハット形鋼矢板のみで構成される横断面と、ハット形鋼矢板とＨ形鋼で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としたことを特徴とする。
第６発明では、第５発明の地中連続壁用鋼材において、前記の地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の上端レベルとＨ形鋼の上端レベルとのレベル差寸法は、前記地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高Ｈの５５％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼とされ、かつ地中連続壁用鋼材におけるハット形鋼矢板の下端レベルとＨ形鋼の下端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材の全長の３０％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によると、ハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを低レベル位置とした実用的に安価な地中連続壁用鋼材とすることができ、これを使用して、一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の天端変位Ｙの１０％増以内（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以内）の変位に抑えることができ、実用上に付される土留め壁として、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を使用して、経済的な土留め壁とすることができる。
第２発明によると、ハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを、壁高Ｈの６０％以内に低レベル位置とした実用的に安価な地中連続壁用鋼材とすることができ、これを使用して、一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して、土留め壁に土圧が作用する方向に土留め壁天端が変位しても、前記第１発明と同様に前記天端変位Ｙの１０％増以内の変位に抑えることができ、実用上に付される土留め壁用の地中連続壁用鋼材として、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を使用して、経済的な土留め壁とすることができる。
第３発明によると、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを高レベル位置とした実用的に安価な地中連続壁用鋼材とすることができ、これを使用して、一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して、土留め壁に土圧が作用する方向に土留め壁天端が変位しても、前記第１発明と同様に前記天端変位Ｙの１０％増以内の変位に抑えることができ、実用上に付される土留め壁用の地中連続壁用鋼材として、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を使用して、経済的な土留め壁とすることができる。
第４発明によると、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを、地中連続壁用鋼材の全長の３０％以内の寸法に高レベル位置とした実用的に安価な地中連続壁用鋼材とすることができ、これを使用して、一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して、土留め壁に土圧が作用する方向に土留め壁天端が変位しても、前記第１発明と同様に前記天端変位Ｙの１０％増以内の変位に抑えることができ、実用上に付される土留め壁用の地中連続壁用鋼材として、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を使用して、経済的な土留め壁とすることができる。
第５発明によると、ハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを低レベル位置とすると共に、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを高レベル位置とした実用的に安価な地中連続壁用鋼材とすることができ、これを使用して、一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、前記第１発明と同様に前記天端変位Ｙの１０％増以内の変位に抑えることができ、実用上に付される土留め壁として、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を使用して、経済的な土留め壁とすることができる。
第６発明によると、ハット形鋼矢板の上端レベルよりもＨ形鋼の上端レベルを、壁高Ｈの５５％以内に低レベル位置とすると共に、ハット形鋼矢板の下端レベルよりもＨ形鋼の下端レベルを、地中連続壁用鋼材の全長の３０％以内の寸法に高レベル位置とした実用的に安価な地中連続壁用鋼材とすることができ、これを使用して、一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して、土留め壁に土圧が作用する方向に土留め壁天端が変位しても、前記第１発明と同様に前記天端変位Ｙの１０％増以内の変位に抑えることができ、実用上に付される土留め壁用の地中連続壁用鋼材として、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を使用して、経済的な土留め壁とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１および図２を参照して本発明において使用される地中連続壁用鋼材１の基本形態について説明する。
【００１４】
本発明の地中連続壁用鋼材１は、ハット形鋼矢板２とそのハット形鋼矢板２の高さ寸法よりも短い長さ寸法のＨ形鋼６との組み合わせ構成の地中連続壁用鋼材１であり、かつハット形鋼矢板２の長さ寸法内に収まるようにＨ形鋼６を配置するように組み合わせる特殊な組み合わせ構成の地中連続壁用鋼材１である。前記のハット形鋼矢板２およびＨ形鋼６はいずれも熱間圧延加工による圧延鋼材である。
【００１５】
また、Ｈ形鋼６における一方のフランジ６ａは、ハット形鋼矢板２におけるフランジ７とウェブ５とにより形成される溝側に配置され、前記Ｈ形鋼６における一方のフランジ６ａは、ハット形鋼矢板２の溝内のフランジ７内面に当接されて、Ｈ形鋼６のフランジ６ａの両側部は、全長に渡って溶接Ｗにより、ハット形鋼矢板２におけるフランジ７内面側に固定されている。
【００１６】
しかも、第１実施形態の地中連続壁用鋼材１では、ハット形鋼矢板２の下端レベルとＨ形鋼６の下端レベルを一致させて、ハット形鋼矢板２の上端レベルよりもＨ形鋼６の上端レベルを低レベル位置とし、すなわち、Ｈ形鋼６の上端を短くカットした地中連続壁用鋼材１で、その地中連続壁用鋼材１は、横断面で、ハット形鋼矢板２のみで構成されるハット形の横断面と、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材としている。より具体的には、地中連続壁用鋼材１を土留め壁用の壁材として用いる場合に、前記の地中連続壁用鋼材１におけるハット形鋼矢板２の上端レベルとＨ形鋼６の上端レベルとのレベル差寸法は、前記地中連続壁用鋼材１による土留め壁８における設計地盤から地表面までの壁高Ｈ（図３参照）の６０％以内の寸法にされ、前記のレベル差寸法分、短くカットされたＨ形鋼６とされている。
この形態では、前記の壁高Ｈと、ハット形鋼矢板２の長さ寸法Ｌ１と、Ｈ形鋼６の長さ寸法Ｌ２との関係は、Ｈ×０．６０＞（Ｌ１−Ｌ２）を満足するようにされている。前記の（Ｌ１−Ｌ２）が、地中連続壁用鋼材１における上端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＡである。
【００１７】
したがって、この形態では、地中連続壁用鋼材１の中間から下部側で、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが一体化された断面の高剛性部Ｃを形成している。なお、図中、６ｂはＨ形鋼６の他方のフランジ、６ｃはＨ形鋼のウェブである。
【００１８】
また、図１（ａ）（ｃ）および図２に示す第２実施形態では、ハット形鋼矢板２の上端レベルとＨ形鋼６の上端レベルを一致させて、ハット形鋼矢板２の下端レベルよりもＨ形鋼６の下端レベルを高レベル位置とし、すなわち、Ｈ形鋼６の下端を短くカットした地中連続壁用鋼材１である。より具体的には、前記の地中連続壁用鋼材１におけるハット形鋼矢板２の下端レベルとＨ形鋼６の下端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材１の全長の３０％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼６とされている。したがって、この形態では、地中連続壁用鋼材１の中間から上部側で、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが一体化された断面の高剛性部を形成している。
この形態では、ハット形鋼矢板２の長さ寸法Ｌ１と、Ｈ形鋼６の長さ寸法Ｌ２との関係は、Ｌ１×０．３０＞（Ｌ１−Ｌ２）を満足するようにされている。前記の（Ｌ１−Ｌ２）が、地中連続壁用鋼材１における下端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＢである。
【００１９】
さらに、図１（ａ）（ｄ）および図２に示す第３実施形態では、ハット形鋼矢板２の上端レベルよりもＨ形鋼６の上端レベルを低レベル位置とし、かつハット形鋼矢板２の下端レベルよりもＨ形鋼６の下端レベルを高レベル位置とし、すなわち、Ｈ形鋼６の上端および下端を短くカットした地中連続壁用鋼材１である。より具体的には、前記の地中連続壁用鋼材１におけるハット形鋼矢板２の下端レベルとＨ形鋼６の下端レベルとのレベル差寸法は、地中連続壁用鋼材１の全長の３０％以内の寸法に短くカットされたＨ形鋼６とされ、また、Ｈ形鋼６の上端レベルは、ハット形鋼矢板２の上端レベルよりも、壁高Ｈの５５％以内にカットされた寸法のＨ形鋼６が使用されている。したがって、この形態では、地中連続壁用鋼材１の上下両端部を除く中間部で、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６の一方のフランジ６ａとが一体化された断面の高剛性部を形成している。
この形態では、ハット形鋼矢板２の長さ寸法Ｌ１と、Ｈ形鋼６の長さ寸法Ｌ２と、地中連続壁用鋼材１における上端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＡと、地中連続壁用鋼材１における下端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＢとの関係は、Ａ＋Ｂ＝Ｌ１−Ｌ２を満足させ、かつＡ＜Ｈ×０．５５を満足させ、さらにＢ＜Ｌ×０．３０を満足するようにされている。
【００２０】
なお、各形態のハット形鋼矢板２では、熱間圧延加工により製造されたハット形鋼矢板２の端部のアーム部３，４に一体に継ぎ手１４が形成されている。一方のアーム部３の端部に、上向きに開口する溝１２ａおよび係止爪部１３を有する上向き開口溝形継ぎ手１４が設けられ、また他方のアーム部４の端部に、下向きに開口する溝１２ｂおよび係止爪部１３を有する下向き開口溝形継ぎ手１４が設けられている。
【００２１】
前記の第１実施形態から第３実施形態のいずれの場合も、本発明では、これらの実施形態におけるそれぞれの地中連続壁用鋼材１を使用して、図３に示すような土留め壁８を構築した場合において、地中連続壁用鋼材１の天端変位を、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の天端変位Ｙの１０％増以内（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以内）に抑えることで実用上支障がないことを条件に、より経済的な地中連続壁用鋼材１を明らかにし、これにより合理的な土留め壁８を構築可能にしようとするべく、各実施形態について、各種の地盤Ｎ値と壁高Ｈを変化させた骨組計算解析をし、図４〜図７に示すような天端変位のグラフを作成した。
【００２２】
なお、図３中の主な寸法は、下記の通りである。
（１）壁高Ｈは、設計地盤面１０から地盤表面９までの高さ寸法
（２）ＥＬは、仮想地盤面１１から設計地盤面１０までの高さ寸法
（３）根入れ長Ｌは、仮想地盤面１１からハット形鋼矢板２下端までの高さ寸法
【００２３】
また、図１（ｂ）に示す前記のような第１実施形態の地中連続壁用鋼材１について、さらに具体的に、図３に示すような形態の土留め壁８として使用し、地表面９に単位面積あたり１０ｋＮ／ｍ２の荷重を載荷した場合に、壁高Ｈのどの程度の長さ寸法までＨ形鋼６の上端側を実用上カット可能かについて、前記の骨組計算解析した結果を図４に示す。実用上カット可能かを判定する基準として、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材（全長にわたって図２に示す断面の従来の地中連続壁用鋼材）を用いた場合の設計上の天端変位Ｙ［ｍ］があり、最大で０．０５ｍ［５０ｍｍ］とされている。したがって、例えば、従来の地中連続壁用鋼材を用いた場合の設計上の天端変位Ｙとして、最大で４０ｍｍ〜４５ｍｍの天端変位を生じる性能の地中連続壁用鋼材を目標に、これに対応する性能の本発明の地中連続壁用鋼材を設計するようにすると、前記従来の天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以内で、かつ最大天端変位５０ｍｍ以内に確実に収まり、本発明の地中連続壁用鋼材１の設計が容易になると共に、これを使用した土留め壁８としても実用上特に支障がないので、前記天端変位Ｙ［ｍ］の最大１０％増以内に設定した。
【００２４】
図４では、横軸を、Ｈ形鋼６の上端のカット長さ（省略長Ａ［ｍ］）と壁高Ｈ［ｍ］との比（省略長Ａ［ｍ］／壁高Ｈ［ｍ］）として無次元化し、同様に縦軸に、上端側をカットしたＨ形鋼とハット形鋼矢板２との組み合わせの場合の天端変位（グラフでは、Ｈ鋼省略時の天端変位と記した）と、前記ハット形鋼矢板２と同じ長さのＨ形鋼６を全長溶接した場合の天端変位（グラフでは、全長溶接時の天端変位と記した）との比（Ｈ鋼省略時の天端変位／全長溶接時の天端変位）、すなわち天端変位増加割合として無次元化して、Ｈ形鋼の上端側をカットした寸法Ａ［ｍ］割合と、天端変位増加割合との関係を示すように、いずれの場合も、天端変位増加割合を１０％以内に収めるには、縦点線で示すように、壁高Ｈの６０％以内までカットすることが可能であることがわかる。
【００２５】
したがって、壁高Ｈの０％を超え壁高Ｈの６０％以内までＨ形鋼６をカットすること可能である。たとえば、壁高Ｈの１０％までＨ形鋼６をカットする場合、壁高４．５ｍでは、０．４５ｍのＨ形鋼のカットとなり、壁高５ｍでは、０．５ｍのＨ形鋼のカットとなり、安価なＨ形鋼となる。壁高Ｈの６０％までＨ形鋼をカットする場合、壁高４．５ｍでは、２．７ｍのＨ形鋼のカットとなり、壁高５ｍでは、３ｍのＨ形鋼のカットとなり格段に安価なＨ形鋼を使用した地中連続壁用鋼材となり安価な地中連続壁用鋼材となる。また、壁高Ｈの３０％以内までなら天端変位増加割合にほとんど変化がなく、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが同じ長さ寸法とした地中連続壁用鋼材と同等の部材であることがわかる。
なお、前記の図４および図５並びに後記する図６および図７のグラフでは、地盤のＮ値が１０で壁高が４．５ｍの場合を黒丸で示し、Ｎ値が２０で壁高が４．５ｍの場合を白丸で示し、Ｎ値が５で壁高が４．５ｍの場合を白４角で示し、Ｎ値が１０で壁高が５．０ｍの場合を黒４角で示している。
また、Ｎ値が大きくなると天端変位が小さくなり、壁高Ｈが高くなると天端変位が大きくなることが予想されるが、これらのグラフからも同様なことがわかる。
【００２６】
次に、前記第２実施形態の地中連続壁用鋼材１について、前記第１実施形態と同様に、天端変位を前記Ｙ［ｍ］の１０％増以内に収めるようにすることを条件にした場合の骨組計算解析結果を図５に示す。
【００２７】
図５では、横軸を、Ｈ形鋼６の下端のカット長さ（省略長Ｂ［ｍ］）とハット形鋼矢板全長［ｍ］との比（省略長Ｂ［ｍ］／矢板全長［ｍ］）として無次元化し、同様に縦軸を、下端側をカットしたＨ形鋼６とハット形鋼矢板２との組み合わせの場合の天端変位（グラフでは、Ｈ鋼省略時の天端変位と記した）と、前記ハット形鋼矢板２と同じ長さの（カットしない）Ｈ形鋼６を全長溶接した場合の天端変位（グラフでは、全長溶接時の天端変位と記した）との比（Ｈ鋼省略時の天端変位／全長溶接時の天端変位）すなわち天端変位増加割合として無次元化して示した。Ｈ形鋼の下端側をカットした寸法Ｂ［ｍ］の全長に対する割合と、天端変位増加割合との関係を示すように、いずれの場合も、天端変位増加割合を１０％以内に収めるには、縦点線で示すように、矢板全長の３０％以内までカットすることが可能であることがわかる。
したがって、ハット形鋼矢板全長の０％を超え３０％以内までＨ形鋼６をカットすること可能である。また、矢板全長の２０％以内までなら天端変位増加割合にほとんど変化がなく、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが同じ長さ寸法とした地中連続壁用鋼材と同等の部材であることがわかる。
その他の構成は前記実施形態の場合と同様である。
【００２８】
次に、前記第３実施形態の地中連続壁用鋼材１について、前記第１実施形態と同様に、天端変位を、前記天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以内に収めるようにすることを条件にし、Ｈ形鋼の上端側および下端側の両方のカット長さの割合を具体的に導く出すための骨組計算解析結果を図６および図７に示す。図６では、Ｈ形鋼６の下端のカット長さＢ［ｍ］の割合を一定に固定して、Ｈ形鋼６の上端のカット長さＡ［ｍ］の割合を変化させ、図７では、Ｈ形鋼６の上端側のカット長さＡ［ｍ］の割合を一定に固定して、Ｈ形鋼６の下端のカット長さＢ［ｍ］の割合を変化させることにより、Ｈ形鋼６の上下両端をカットする場合に、Ｈ形鋼６の上端のカット長さＡ［ｍ］の壁高Ｈに対する可能な割合と、Ｈ形鋼６の下端のカット長さＢ［ｍ］の矢板全長に対するカット可能な割合を導き出すためのグラフである。
【００２９】
具体的には、図６では、地中連続壁用鋼材（ハット形鋼矢板２の矢板全長）１に対するＨ形鋼６の下端側のカット長さＢ［ｍ］の割合を０．３０に固定した場合、すなわち、Ｈ形鋼６の下端側のカット長さＢ［ｍ］を一定に固定して、Ｈ形鋼６の上端側のカット長さＡ［ｍ］を変化させた場合に、天端変位を前記天端変位Ｙの１０％増以内に抑えるには、壁高Ｈのどの程度の割合で上端カットが可能であるかを示すものである。また、Ｈ形鋼６の下端カット長さＢ［ｍ］が少なくなれば、当然、地中連続壁用鋼材１の剛性が高まり、天端変位が少なくなるから、壁高Ｈの０％を超え、かつ縦点線で示すように、５５％以内のＨ形鋼６のカットであれば、前記天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以内に抑えることができることがわかる。なお、縦軸および横軸をそれぞれ無次元化した内容は、図４に示す場合と同様である。
【００３０】
また、図７では、壁高Ｈに対するＨ形鋼６の上端側のカット長さＡ［ｍ］の割合を０．５５に固定した場合、すなわち、Ｈ形鋼６の上端のカット長さＡ［ｍ］を一定に固定して、Ｈ形鋼６の下端のカット長さＢ［ｍ］を変化させた場合に、天端変位を１０％増以内に抑えるには、地中連続壁用鋼材の全長のどの程度の割合でＨ形鋼６上端側のカットが可能であるかを示すものである。また、Ｈ形鋼６の上端側のカット長さＡ［ｍ］が少なくなれば、当然、地中連続壁用鋼材１の剛性が高まり、天端変位が少なくなるから、壁高Ｈの０％を超え、かつ縦点線で示すように、５５％以内のＨ形鋼６の上端側のカットであれば、前記天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以内に抑えることができることがわかる。なお、縦軸および横軸をそれぞれ無時限化した内容は図５に示す場合と同様である。
【００３１】
Ｈ形鋼６の上端側をカットする場合に、前記のように壁高Ｈの０％を超える値であれば、経済的なメリットが生じるが、壁高Ｈの０％に近い数値では、経済的なメリットが小さいため、実用的には、例えば、前記の壁高Ｈの１０％を超え５５％以内で設定するのが好ましい。また、Ｈ形鋼６の下端側をカットする場合に、前記のように地中連続壁用鋼材１全長の０％を超える値であれば、経済的なメリットが生じるが、地中連続壁用鋼材１全長の０％に近い数値のカットの割合では、経済的なメリットが小さいため、例えば、実用的には、地中連続壁用鋼材１全長の５％以上３０％以内の範囲で設定するようにするとよい。
【００３２】
本発明においては、部材全体を熱間圧延加工により製造したハット形鋼矢板２を使用してもよく、継手部を熱間圧延加工により製作し、アーム部３，４に溶接により固定するようなハット形鋼矢板２を使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は本発明の第１〜第３実施形態の地中連続壁用鋼材を並列配置して嵌合させた状態を示す平面図、（ｂ）は第１実施形態の地中連続壁用鋼材の側面図、（ｃ）は第２実施形態の地中連続壁用鋼材の側面図、（ｄ）は第３実施形態の地中連続壁用鋼材の側面図である。
【図２】本発明の実施形態の地中連続壁用鋼材を拡大して示す平面図である。
【図３】各実施形態の地中連続壁用鋼材を土留め壁として使用した場合の縦断側面図で、天端変位との関係を説明するための説明図である。
【図４】Ｈ形鋼の上端レベルをハット形鋼矢板の上端レベルよりも下げた本発明の第１実施形態の地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合に、上端レベルを変化させた場合の天端変位を説明するための説明図である。
【図５】Ｈ形鋼の下端レベルをハット形鋼矢板の下端レベルよりも上げた本発明の第２実施形態の地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合に、下端レベルを変化させた場合の天端変位の変化を説明するための説明図である。
【図６】Ｈ形鋼の上端レベルをハット形鋼矢板の上端レベルよりも下げると共に、Ｈ形鋼の下端レベルをハット形鋼矢板の下端レベルよりも上げた本発明の第３実施形態の地中連続壁用鋼材における上端レベルの限界を探るべく、下端レベルを一定にして、上端レベルを変化させた地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合の天端変位の変化を説明するための説明図である。
【図７】Ｈ形鋼の上端レベルをハット形鋼矢板の上端レベルよりも下げると共に、Ｈ形鋼の下端レベルをハット形鋼矢板の下端レベルよりも上げた本発明の第３実施形態の地中連続壁用鋼材における下端レベルの限界を探るべく、上端レベルを一定にして、下端レベルを変化させた地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合の天端変位の変化を説明するための説明図である。
【図８】従来のハット形鋼矢板の一形態を示す平面図である。
【図９】従来のハット形鋼矢板の他の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  地中連続壁用鋼材
２  ハット形鋼矢板
３  ハット形鋼矢板のアーム部
４  ハット形鋼矢板のアーム部
５  ハット形鋼矢板のウェブ
６  Ｈ形鋼
６ａ  Ｈ形鋼の一方のフランジ
６ｂ  Ｈ形鋼の他方のフランジ
６ｃ  Ｈ形鋼のウェブ
７  ハット形鋼矢板のフランジ
８  土留め壁
９  地表面
１０  設計地盤面
１１  仮想地盤面
１２ａ  溝
１２ｂ  溝
１３  係止爪部
１４  継手
【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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