(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下Ｈ形鋼の接合部に跨って箱状接合金具が配置され、前記箱状接合金具の地山側の接合板と、地山側の下方Ｈ形鋼のフランジとはボルト・ナットで接合され、前記箱状接合金具の掘削側の接合板と掘削側の上下Ｈ形鋼とナットの回り止め付プレートを配した添板を介在させてボルト・ナットで接合してあり、撤去作業に際しては掘削が完了し、構造物の構築後の埋めもどしに伴って掘削側の上方Ｈ形鋼のボルトを外し、上方のＨ形鋼を引抜くことを特徴とするＨ形鋼の引抜き方法。
【請求項２】
箱状接合金具はＵ形本体を予め製作し、Ｈ形鋼の掘削側フランジと接合プレートおよび添板をボルト接合した後Ｕ形本体の上部より地山側プレートを挿入して下部Ｈ形鋼とボルト接合を行い、さらにウェブプレートと地山側プレートを隅肉溶接する請求項１記載のＨ形鋼の引抜き方法  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中壁等に埋設されたＨ形鋼の引抜き工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明は地中連続壁あるいは山留壁等において芯杭として、あるいは支柱としてＨ形鋼を地盤中に埋設し、地盤の掘削が完了し、構造物の構築後の埋めもどしに伴って山留め壁などを撤去するに際してＨ形鋼上部を引抜く場合がある。そしてこの場合、対処手段として下記例示する特許文献がある。
【０００３】
ところでこの場合の問題点として、上下Ｈ形鋼はボルト・ナットで接合され、ボルトすべてが長ボルト使用であり、所要の耐力をもたらすためには通常のボルト接合より１面せん断のため２倍の本数のボルト・ナットが必要となる。
【特許文献１】特許第３４０４３１５号公報  通常Ｈ形鋼を製作するには、ロールを用いて製造される。その結果、JIS規格では、ウェブ高さ、フランジ幅やそれぞれの厚さ及び直角度等に許容差がもうけられている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は上下Ｈ形鋼の接合部に跨って箱状接合金具が配置され、前記箱状接合金具の地山側の接合板と、地山側の下方Ｈ形鋼のフランジとはボルト・ナットで接合され、前期箱状接合金具の掘削側の接合板と掘削側の接合板と掘削側の上下Ｈ形鋼とナットの回り止め付プレートを配した添板を介在させてボルト・ナットで接合してあり、撤去作業に際しては掘削が完了し、構造物の構築後の埋めもどしに伴って掘削側の上方Ｈ形鋼のボルトを外し、上方のＨ形鋼を引抜くことを特徴とするＨ形鋼の引抜き方法であり、前記箱状接合金具はＵ形本体を予め製作し、Ｈ形鋼の掘削側フランジと接合プレートおよび添板をボルト接合した後Ｕ形本体の上部より地山側プレートを挿入して下部Ｈ形鋼とボルト接合を行い、さらにウェブプレートと地山側プレートを隅肉溶接する。
【発明の効果】
【０００５】
この発明は上下Ｈ形鋼の接合部の強度が大きく、曲げ耐力が大であり、使用するボルト本数が少なくてすむ。この発明は箱状接合金具本体のＵ字型を製作し、地山側接合板５を組立及び溶接することで、Ｈ形鋼の寸法公差を完全に吸収し、かつ、上下Ｈ形鋼１と箱状接合金具２のフランジ部と接合プレート部の隔間を皆無にすることにより、自立状態時の地上先端の変形量が、継ぎ手の無いＨ形鋼と同等に近い状態を確保できる。
【０００６】
更に、強度的にも掘削側の曲げモーメントに対し、1本物と同等の強度を保持することができ、地山側の自立時の曲げモーメントに対しても設計に対して十分の強度を確保できる特長を持つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明は山留壁等となる地中連続壁等地中に埋設されたＨ形鋼を地盤の掘削に伴って引抜き撤去する場合等において実施される。施工に際しては地中に埋設するに先立って、上下Ｈ形鋼の１，１の接合部に跨って箱状接合金具２が配置され、前記箱状接合金具２の地山側Ａの接合板３と、地山側の下方Ｈ形鋼１のフランジとはボルトナット４で接合され、前記箱状接合金具の掘削側Ｂの接合板５と掘削側の上下Ｈ形鋼１，１とはナットの回り止め付プレート６を配した添板７を介在させてボルト・ナット８で接合してあり、撤去作業に際しては掘削が完了し、構造物の構築後の埋めもどしに伴って掘削側の上方Ｈ形鋼のボルト・ナット８を外し、上方のＨ形鋼を引抜く。
【０００８】
通常Ｈ形鋼を製作するには、ロールを用いて製造される。その結果、JIS規格では、ウェブ高さ、フランジ幅や、それぞれの厚さ及び直角度等に許容差がもうけられている。ソイル連続地中壁に最も多く使用されているフランジ幅200ｍｍシリーズ（Ｈ−400×200×8×13）を例にとって、具体的にJIS規格を示すと、ウェブ高さは400ｍｍ±3.0ｍｍ、フランジ幅は200ｍｍ±3.0ｍｍである。
【０００９】
実際の製品としてのウェブ高さＨは、403ｍｍ〜397ｍｍの範囲を有する寸法にある。
この発明の箱状接合金具2を別途に製作し、Ｈ形鋼1と組合せ接合するためには、ウェブ高さＨの最大値403ｍｍ＋2.0ｍｍ程度、すなわち405ｍｍの高さの箱状金具2を製作して、上下のＨ形鋼1を左右から挿入して組合せ接合を行う。別途製作のため、ウェブの最大高さにも対応できる寸法が必要となる。
【００１０】
この405ｍｍのウェブ高さの箱状接合金具2に、Ｈ形鋼の最小寸法値のウェブ高さ397ｍｍとを仮に組合せ接合すると、Ｈ形鋼フランジの外側1と地山側Ａの接合プレート3との間には、8.0ｍｍの隔間が生じる。この間隔をキャンバーで充填して組合せ接合を行った後にボルトで締付ける。
【００１１】
キャンバーを充填しないで組合せ接合を実施すると、掘削側のボルト8をを引抜き、1段目の切梁を解体後、土留壁の自立状況の時に、箱状接合金具2の地山側Ａの接合プレート3とＨ形鋼1のフランジ外側との間に大きな隔間があるため、Ｈ形鋼1の上方Ｈ形鋼が掘削側Ｂにかたむくことにより、Ｈ形鋼の地上天端がその何倍にも比例して移動変形する。その土留壁の変形の大きさが、現地盤の沈下を発生させ、大きな障害が生じる。
【００１２】
Ｈ形鋼のウェブ高さを事前に計測して、箱状接合金具を製作することも決して不可能ではないが、事前に製作し、Ｈ形鋼と組合せ接合を行う為には、計測したらウェブ高さに直角度まで考慮した寸法で事前に製作しなければならず、箱状接合金具2に左右から上下Ｈ形鋼を挿入して接合するので、計測値の最低でも1.0ｍｍ〜2.0ｍｍ程度大き目に製作しなければ組合せ接合が行えない状況になる。そこには、箱状接合金物2のプレート3とＨ形鋼1のフランジ外側面との間には間隔が生じることになる。1.0ｍｍ〜2.0ｍｍの間隔に全面的にキャンバーを挿入することは現実的に不可能である。その間隔はそのままの状態で施工することになる。この微少な隔間の変形が、自立状態の天端の変形量として15倍〜20倍の値になって結果として出てくる。
【００１３】
前項で説明したとおり、地山側のＨ形鋼1の外フランジ面と、箱状接合金具2のプレート3の間に隔間を発生させないために、まず、事前に箱状接合金具のＵ字形を製作する。この時、接合金具のウェブプレート9と掘削側の接合板5の外隅部10、内隅部11は所定の隅肉溶接を両面とも実施する。
【００１４】
次に成形したＵ字形と、上下Ｈ形鋼1及びナットの回り止め付プレート6をボルト・ナット8を用いて一体に接合する。
完成された箱状接合金具2は、Ｈ形鋼1の公差を完全に吸収した形のＨ形鋼なりの一体化した寸法で溶接することができるので、地山側Ｈ形鋼フランジと地山側の接合板の隔間は皆無となる。この方法を採用することで、現場合わせの溶接は、地山側外隅部12は全長溶接するだけで、作業としては通常の隅肉作業と同等で何ら問題なはい。溶接作業に苦労する地山側内隅部13の隅肉溶接は端部から50ｍｍ程度の手前だけの溶接であり、Ｈ形鋼1を180度回転するだけで下向き溶接が出来るため、何ら作業には問題がない。
【００１５】
箱状接合金具2の掘削側の接合板5とウェブプレート9の隅部は単体のU字形の状態で内、外を全長隅肉溶接を施し、相対する地山側接合板3は、外側隅肉12だけを全長隅肉溶接しただけである。隅肉溶接長は掘削側に比べて、地山側は半分しか溶接が施されていない状態である。
【００１６】
土留壁の設計において、Ｈ形鋼に発生する曲げモーメントは、掘削時に発生する曲げモーメントに対し、1次掘削時の自立及び埋もどしを行っての切梁解体後の自立状況時の発生する曲げモーメントは、最大で20%程度である。このことは、掘削側の曲げモーメントに必要な隅肉溶接の20％程度地山側の隅肉溶接が施されていれば、設計上問題は無く、この出願では1/2の隅肉溶接を容易に実施でき、設計上十分な強度を確保できる形状である。
【００１７】
なお、Ｕ字形にしない場合、上下フランジ接合板3,5をボルト接合し、その上でウェブプレート9に隅肉溶接を行う作業手順になり内隅部11,13は、Ｈ形鋼1のウェブとウェブプレート9との間が非常に狭いため（フランジ200シリーズで100ｍｍ程度）Ｈ形鋼のジョイント中央まで溶接ができず、端部より50ｍｍ程度しか隅肉溶接が出来ない。結果として溶接度長が不足しているため、掘削側の曲げモーメントには強度不足になり、設計に対応できない状態となるため実施工には不向きで使用できない。
【００１８】
本出願のＵ字形を製作し、地山側接合板5を組立及び溶接することで、Ｈ形鋼の寸法公差を完全に吸収し、かつ、上下Ｈ形鋼1と箱状接合金具2のフランジ部と接合プレート部の隔間を皆無にすることにより、自立状態時の地上天端の変形量が、継ぎ手の無いＨ形鋼と同等に近い状態を確保できる。
【００１９】
更に、強度的にも掘削側の曲げモーメントに対し、1本物と同等の強度を保持することができ、地山側の自立時の曲げモーメントに対しても設計に対して十分の強度を確保できる特長を持つことができる。
【００２０】
この発明の作用効果を要約すると下記の点がある。
【００２１】
(1) 掘削側の強度が母材強度より強い。すなわち掘削側のフランジをボックスのプレート及びナット回り止め付プレートの２枚でボルトを固定するため、母材曲げ強度Ｚ＝1,143cm3、ボックス曲げ強度Ｚ１＝1,582cm3、Ｆ＝１．３８倍の強度を有する。
【００２２】
(2) ２面せん断の高力六角ボルト使用でボルト本数が半分で済む。すなわち掘削側フランジをボックスのフランジプレート及びナット回り止め付プレートの2枚で締め付けるため、ボルトを2面せん断で使用できるので、ボルト本数が特許文献に対し半分で良い。
【００２３】
(3) ナット回り止め付プレートの採用で、ボルトの点付溶接が不用、すなわちソイル連続地中壁に最も多く使用されているフランジ幅200mmmシーリーズ（H−400×200×8×13）では、ボックスをボルト固定後、ナットの回り止めの点付溶接は、フランジ幅が小さいためボックスにした状態では実際上不可能である。
【００２４】
(4) ボックスの上下方向の長さは短いが、掘削側フランジを2面せん断で固定しているため、杭全体は直線で、かつ、掘削側のフランジ幅が完全固定になっているので、杭を垂直にソイルに挿入できる。
【００２５】
(5) Ｕ字形を事前に製作し、Ｈ形鋼の掘削側フランジ接合プレート及び添板の3者をボルト接合した後、Ｕ字形の上部に地山側プレートを挿入し、下部Ｈ形鋼とボルト接合を行い、更にウェブプレートと地山側プレートを隅肉溶接することで、上下Ｈ形鋼と箱状接合金具の間は、Ｈ形鋼の交差にかかわらず隔間が皆無になることにより、土留壁の自立時の変形量を接合部無しの一本物のＨ形鋼と同等に近い状態が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施状況の立面図である。
【図２】掘削側の接合部の正面図である。
【図３】地山側の接合部の正面図である。
【図４】下方杭の断面図である。
【図５】接合部の側面図である。
【図６】添板の正面図である。
【図７】Ｕ字形接合金具の立体図である。
【図８】上方杭の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…Ｈ形鋼
２…箱状接合金具
３…地山側の接合板
４…ボルト・ナット
５…掘削側の接合板
６…ナットの回り止めプレート
７…添板
８…ボルト・ナット
９…ウェブプレート
１０…掘削側外隅部
１１…掘削側内隅部
１２…地山側外隅部
１３…地山側内隅部
Ａ…地山側
Ｂ…掘削側  
【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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