(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化壁に矢板を接続してなる地中壁構造であって、
前記固化壁は、固化材で形成した壁本体と、前記矢板との接続部分に配置された接続用芯材とを有し、
前記接続用芯材は、前記壁本体に埋設された本体部と、前記本体部から離間した位置に設けられた継手部と、前記本体部と前記継手部との間に介設された繋ぎ部とを備えており、
前記本体部は、掘割空間側に位置するフランジと地山側に位置するフランジと前記両フランジを繋ぐウェブとを有する形鋼からなり、
前記継手部および前記繋ぎ部は、鋼矢板をその幅方向の中央部で切断して形成した半割部材からなり、
前記繋ぎ部は、前記両フランジの中間位置よりも前記堀割空間側に寄った位置において前記ウェブに固着されており、
前記継手部は、前記矢板に設けられた矢板継手と係合可能な形状を具備しており、前記矢板継手と係合しており、
前記本体部の地山側の前記フランジと前記矢板のウェブとが面一になっていることを特徴とする地中壁構造。
【請求項２】
前記継手部は、前記両フランジの前記矢板側の端縁同士を結ぶ平面よりも前記矢板側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の地中壁構造。
【請求項３】
固化壁に矢板を接続してなる地中壁構造であって、
前記固化壁は、固化材で形成した壁本体と、前記矢板との接続部分に配置された接続用芯材とを有し、
前記接続用芯材は、前記壁本体に埋設された本体部と、前記本体部から離間した位置に設けられた継手部と、前記本体部と前記継手部との間に介設された繋ぎ部とを備えており、
前記継手部は、前記矢板に設けられた矢板継手と係合可能な形状を具備しており、前記矢板継手と係合しており、
前記本体部は、ウェブと一対のフランジとを有する形鋼からなり、
前記繋ぎ部は、前記ウェブから張り出しており、
前記繋ぎ部の先端部に前記継手部が設けられており、
前記接続用芯材は、前記フランジから前記繋ぎ部に向って張り出すブラケットを備えており、
前記ブラケットによって前記繋ぎ部が支持されていることを特徴とする地中壁構造。
【請求項４】
前記継手部は、前記両フランジの前記矢板側の端縁同士を結ぶ平面よりも前記矢板側に位置していることを特徴とする請求項３に記載の地中壁構造。
【請求項５】
固化壁に矢板を接続してなる地中壁構造であって、
前記固化壁は、固化材で形成した壁本体と、前記矢板との接続部分に配置された接続用芯材とを有し、
前記接続用芯材は、前記壁本体に埋設された本体部と、前記本体部から離間した位置に設けられた継手部と、前記本体部と前記継手部との間に介設された複数の繋ぎ部とを備えており、
前記継手部は、前記矢板に設けられた矢板継手と係合可能な形状を具備しており、前記矢板継手と係合しており、
前記本体部は、ウェブと一対のフランジとを有する形鋼からなり、
前記継手部は、前記両フランジの前記矢板側の端縁同士を結ぶ平面よりも前記矢板側に位置しており、
複数の前記繋ぎ部は、深さ方向に間隔をあけて配置されており、
前記各繋ぎ部は、前記両フランジの前記矢板側の端縁間に架設されており、
前記各繋ぎ部の前記矢板側の側面に前記継手部が設けられていることを特徴とする地中壁構造。
【請求項６】
前記継手部は、前記本体部に外接する円筒面よりも前記矢板側に位置していることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の地中壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
固化壁の芯材となるＨ形鋼に矢板を接続してなる地中壁構造であって、矢板継手と係合可能な形状の継手部材をＨ形鋼に直付けした地中壁構造が特許文献１に例示されている。特許文献１の発明によれば、現場の状況等に応じて固化壁と矢板壁とを併用することが可能となるので、コストの削減を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−８１０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１の発明は、Ｈ形鋼のウェブに継手部材を直付けする形態を含むものであるところ、Ｈ形鋼のウェブに継手部材を直付けする場合には、継手部材の取付作業に支障をきたさないような平面位置であって且つ矢板がＨ形鋼のフランジに接触しないような平面位置に継手部材を設ける必要があるので、矢板を所望の平面位置に配置できない場合がある。また、特許文献１では、矢板の接続位置がＨ形鋼の表面近傍に限定されてしまうという問題もある。つまり、特許文献１の地中壁構造においては、固化壁に接続される矢板の位置や向きが制約される虞がある。
【０００４】
このような観点から、本発明は、固化壁に矢板を接続してなる地中壁構造であって、矢板の位置や向きに制約が生じ難い地中壁構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決する本発明に係る地中壁構造は、固化壁に矢板を接続してなる地中壁構造であって、前記固化壁は、固化材で形成した壁本体と、前記矢板との接続部分に配置された接続用芯材とを有し、前記接続用芯材は、前記壁本体に埋設された本体部と、前記本体部から離間した位置に設けられた継手部と、前記本体部と前記継手部との間に介設された繋ぎ部とを備えており、前記継手部は、前記矢板に設けられた矢板継手と係合可能な形状を具備しており、前記矢板継手と係合していることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、接続用芯材の本体部から離間した位置に継手部を設けているので、本体部に継手部を直付けする場合に比べて、矢板の位置や向きに制約が生じ難くなる。なお、固化壁には、少なくとも、モルタル壁、コンクリート壁、ソイルセメント壁、泥水固化壁が含まれる。
【０００７】
接続用芯材の本体部は、ウェブと一対のフランジとを有する形鋼（例えば、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼など）にて構成するとよい。このようにすると、役物である接続用芯材の調達コストを低減することが可能になる。なお、請求項１に係る発明では、一方のフランジが掘割空間側に位置し、他方のフランジが地山側に位置する。また、請求項１に係る発明では、鋼矢板をその幅方向の中央部で切断して形成した半割部材を接続用芯材の継手部および繋ぎ部とし、前記両フランジの中間位置よりも堀割空間側に寄った位置において前記ウェブに前記繋ぎ部を固着し、前記本体部の地山側の前記フランジと前記矢板のウェブとを面一にしている。
【０００８】
接続用芯材の本体部を形鋼で構成した場合には、前記両フランジの前記矢板側の端縁同士を結ぶ平面よりも前記矢板側に前記継手部を位置させることが望ましく、あるいは、前記本体部に外接する円筒面よりも前記矢板側に前記継手部を位置させることが望ましい。このようにすると、形鋼の存在を気にすることなく、矢板の位置や向きを設定することが可能になる。なお、継手部を前記した円筒面よりも矢板側に位置させると、継手部を基準にして接続用芯材の位置決めを行うことが可能になるので、接続用芯材の設置精度を向上させることが可能になるし、固化材が固化した後に矢板を建て込む場合においては、矢板の圧入抵抗を低減することが可能になる。
【０００９】
なお、接続用芯材の継手部を前記した平面よりも矢板側に位置させるためには、例えば、前記繋ぎ部を前記ウェブから張り出させるとともに、前記繋ぎ部の先端部に前記継手部を設けるか、あるいは、前記両フランジの前記矢板側の端縁間に深さ方向に間隔をあけて複数の繋ぎ部を架設するとともに、前記各繋ぎ部の前記矢板側の側面に前記継手部を設ければよい。
【００１０】
接続用芯材の繋ぎ部を本体部のウェブから張り出させた場合には、前記フランジから前記繋ぎ部に向って張り出すブラケットを接続用芯材に具備させ、前記ブラケットの先端部を前記繋ぎ部に固着するとよい。このようにすると、接続用芯材を建て込む際に繋ぎ部に発生する撓み等を抑制することが可能になる。また、壁本体となる固化材が硬化する前においても繋ぎ部に発生する撓み等を抑制することが可能となるので、固化材が硬化する前に矢板を建て込んだ場合であっても、継手部の位置に誤差が生じ難くなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る地中壁構造によれば、矢板の位置や向きに制約が生じ難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態の一例を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態に係る地中壁構造は、図１に示すように、固化壁Ａに矢板壁Ｂを接続してなる地中壁構造である。矢板壁Ｂは、複数の矢板４，４，…を連接して構成したものであり、固化壁Ａを長さ方向（図１においては右方向）に延長した位置に形成されている。なお、本実施形態では、固化壁Ａおよび矢板壁Ｂが地山Ｇを掘り下げる際の土留壁である場合を例示するが、固化壁Ａおよび矢板壁Ｂの用途や規模等を限定する趣旨ではない。
【００１３】
固化壁Ａは、柱列式の連続地中壁であり、固化材で形成した壁本体１と、矢板壁Ｂとの接続部分に配置された接続用芯材２と、壁本体１の適所に配置された補強用芯材３，３，…と備えて構成されている。なお、図示は省略するが、固化壁Ａを壁式（等厚式）の連続地中壁としても差し支えない。
【００１４】
壁本体１は、図示せぬ掘削穴（掘削溝）において固化（硬化）させた固化材からなる。固化材の種類に制限はなく、モルタル、コンクリート、ソイルセメント、固化剤を含有した泥水（ベントナイト）等の中から、地山の地質や固化壁Ａに要求される強度等に応じて適宜なものを選定すればよい。
【００１５】
接続用芯材２は、壁本体１に埋設された本体部２ａと、この本体部２ａから離間した位置に設けられた継手部２ｂと、本体部２ａと継手部２ｂとの間に介設された繋ぎ部２ｃとを備えている。なお、本実施形態では、本体部２ａのみならず、継手部２ｂおよび繋ぎ部２ｃも壁本体１に埋設されている。
【００１６】
本体部２ａは、壁本体１を補強する役割を担うとともに、繋ぎ部２ｃを支持する役割を担うものであり、本実施形態では、ウェブ２１と一対のフランジ２２，２２とを有するＨ形鋼からなり、その長手方向が壁本体１の深さ方向（図１においては紙面垂直方向）となるように配置されている。本体部２ａは、一方のフランジ２２が地山Ｇに対峙し、他方のフランジ２２が地山Ｇを掘り下げて形成した掘割空間Ｖに対峙するような向きで配置されている。すなわち、本体部２ａは、そのウェブ２１が壁本体１の壁厚方向に沿うように配置されている。
【００１７】
継手部２ｂは、図２に示すように、矢板４に設けられた矢板継手４ｂと係合可能な形状を具備するものであり、本実施形態では、矢板継手４ｂと同一形状（断面鉤状）に形成されている。本実施形態の継手部２ｂは、繋ぎ部２ｃの先端部に設けられていて、フランジ２２，２２の矢板側の端縁同士を結ぶ平面Ｐよりも矢板４側に位置している。継手部２ｂの位置に制限はないが、本実施形態では、継手部２ｂに接続される矢板４のウェブが本体部２ａの地山Ｇ側のフランジ２２と面一になるような位置としている。なお、継手部２ｂは、深さ方向（図２においては紙面垂直方向）に延在している。また、継手部２ｂの内空部（矢板継手４ｂが挿入される空間）には、固化材の浸入を防止する図示せぬ防護部材（例えば、発泡ウレタンや発泡ポリスチレンなど）が充填されている。
【００１８】
繋ぎ部２ｃは、本体部２ａのウェブ２１の矢板４側の面に固着されており、かつ、ウェブ２１から側方に向って張り出している。本実施形態の繋ぎ部２ｃは、平板を「く」字状に折り曲げた形状を具備していて、深さ方向（図２においては紙面垂直方向）に延在している。より詳細に説明すると、本実施形態の繋ぎ部２ｃは、ウェブ２１の中心よりも他方のフランジ２２側（掘割空間Ｖ側）に寄った位置から張り出しており、ウェブ２１から平面Ｐまではフランジ２２と平行に対峙し、平面Ｐを越えた辺りで一方のフランジ２２側（地山Ｇ側）に屈曲してウェブ２１と対峙している。
【００１９】
本実施形態の継手部２ｂおよび繋ぎ部２ｃは、後記する矢板４と同一断面の鋼矢板を幅方向の中央部で切断して形成した半割部材からなる。矢板壁Ｂの深さが鋼矢板の規格長よりも大きい場合には、複数の半割部材を長手方向に連設することになるが、この場合には、半割部材（継手部２ｂおよび繋ぎ部２ｃ）同士を直接接続してもよいし、図３に示すように、上下に間隔をあけて二つの半割部材を配置してもよい。なお、上下に隣り合う二つの半割部材を離間させる場合には、本体部２ａとなるＨ形鋼同士の継ぎ目を挟んで上下に配置するとよい。このようにすると、上下に隣り合うＨ形鋼同士の溶接作業を繋ぎ部２ｃが接続される面側から行うことが可能となる。
【００２０】
二つの半割部材を上下に離間させた場合には、上下に隣り合う継手部２ｂ，２ｂの端面間にガイド部材２ｄ，２ｄを配置するとよい。ガイド部材２ｄ，２ｄは、矢板継手４ｂ（図２参照）が継手部２ｂ，２ｂの境界部分を通過する際のガイドとなるものであり、本実施形態のものは、継手部２ｂの内空部（溝部）を挟んで対向している。
【００２１】
図１に示す補強用芯材３は、固化壁Ａに要求される強度等に応じて配置されるものである。本実施形態の補強用芯材３は、接続用芯材２の本体部２ａと同一寸法のＨ形鋼からなり、その長手方向が壁本体１の深さ方向（図１においては紙面垂直方向）となるように配置されている。なお、補強用芯材３の寸法・形状を、接続用芯材２の本体部２ａのものと異ならせても差し支えないし、Ｈ形鋼以外の形鋼や鉄筋を補強用芯材としても差し支えない。また、壁本体１の強度（固化材の強度）のみで固化壁Ａに要求される性能を満足できる場合には、補強用芯材３を省略しても差し支えない。
【００２２】
矢板４は、Ｕ形鋼矢板であり、矢板本体４ａと、この矢板本体４ａの両側縁部に一体的に形成された一対の矢板継手４ｂ，４ｂを備えている。矢板本体４ａは、ウェブと一対のフランジとで形成された断面Ｕ字状の部位であり、矢板継手４ｂは、矢板本体４ａのフランジから側方に向って張り出す断面鉤状の部位である。各矢板４は、その矢板継手４ｂを隣接する他の矢板４の矢板継手４ｂに係合することで互いに連結されるが、接続用芯材２に隣接する矢板４の一方の矢板継手４ｂは、補強用芯材２の継手部２ｂに係合される。なお、図示は省略するが、Ｚ形、直線形、Ｈ形、鋼管形などＵ形以外の形態の鋼矢板を使用しても差し支えない。
【００２３】
次に、このような構成の地中壁構造の構築手順を説明する。なお、以下では、固化材がソイルセメントである場合を例示する。
【００２４】
まず、単軸式もしくは多軸式のアースオーガー（図示略）で所定深さの掘削穴（掘削溝）を形成するとともに、掘削穴の内部において現位置の土とセメント系懸濁液とを撹拌混合してソイルセメント（固化材）を形成し、ソイルセメントの流動性が損なわれる前に、図示せぬ移動式クレーン等を使用して補強用芯材３，３，…を建て込み、さらに、矢板壁Ｂとの接続部分（本実施形態では、固化壁Ａの側端部）となる位置に接続用芯材２を建て込む。
【００２５】
なお、接続用芯材２の重心と釣り合う吊り点を本体部２ａの上端に見出すことができない場合には、繋ぎ部２ｃの上端に吊り点を設けてもよい。また、図示は省略するが、接続用芯材２の上端に板材や枠材等からなる治具を固着しておき、この治具に吊り点を設けてもよい。
【００２６】
接続用芯材２の周囲のソイルセメントが固化したならば、矢板４の矢板継手４ｂを接続用芯材２の継手部２ｂに係合させつつ、矢板４をソイルセメント（壁本体１）および地山Ｇに打ち込む。具体的には、静的貫入方法や動的貫入方法などによって矢板４を壁本体１および地山Ｇに圧入し、接続用芯材２の上端側から矢板継手４ｂを継手部２ｂに嵌挿すればよい。なお、継手部２ｂに前記した防護部材（図示略）が充填されているので、継手部２ｂの内空部がソイルセメントで満たされてしまうようなことはなく、したがって、継手部２ｂと矢板継手４ｂとの係合を阻害するような現象（いわゆる楔現象）が発生するようなこともない。
【００２７】
その後、接続用芯材２に接続された矢板４の隣に所望数の矢板４，４，…を連設すると、地中壁構造の構築作業が終了する。
【００２８】
以上説明した本実施形態に係る地中壁構造によれば、固化壁Ａと矢板壁Ｂとの境界部における止水性能を高めた状態で両者を接合することが可能となるが、地中壁を接続用芯材２の本体部２ａから離間した位置に継手部２ｂを設けているので、本体部２ａに継手部２ｂを直付けする場合に比べて、矢板４の位置や向きに制約が生じ難くなる。
【００２９】
また、本実施形態に係る地中壁構造によれば、現場の状況等に応じて固化壁Ａと矢板壁Ｂとを併用することが可能となるので、コストの削減を図ることが可能となる。例えば、地中壁の深さが場所によって異なる場合には、深さの大きい部位を固化壁Ａで構築し、深さの小さい部位を矢板壁Ｂで構築すると、地中壁の施工コストを削減することが可能となる。
【００３０】
なお、接続用芯材２の構成は、図示のものに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
例えば、図４に示すように、本体部２ａに外接する円筒面Ｑよりも矢板４側に継手部２ｂを位置させてもよい。すなわち、壁本体１の周縁部に継手部２ｂを位置させてもよい。矢板４のうち、一方の矢板継手４ｂを含む部位は壁本体１（固化材）に圧入する必要があるが、円筒面Ｑよりも矢板４側に継手部２ｂを位置させておけば、壁本体１に圧入される部位が小さくなるので、矢板４の圧入抵抗を低減することが可能になる。
【００３１】
ちなみに、図４に示す接続用芯材２を掘削穴（掘削溝）に建て込む際には、継手部２ｂを穴壁（溝壁）に当接させつつ建て込めばよい。このようにすると、継手部２ｂを基準にして接続用芯材２の位置決めを行うことが可能になるので、接続用芯材２の設置精度を向上させることが可能になる。
【００３２】
前記した実施形態においては、繋ぎ部２ｃを本体部２ａのウェブ２１に片持ち支持させた場合を例示したが（図２参照）、フランジ２２から繋ぎ部２ｃに向って張り出すブラケット２ｅを設け、ブラケット２ｅの先端部を繋ぎ部２ｃに固着してもよい。ブラケット２ｅは、例えば、山形鋼などの形鋼にて構成するとよい。
【００３３】
繋ぎ部２ｃをブラケット２ｅで支持すると、接続用芯材２を建て込む際に繋ぎ部２ｃに発生する撓み等を抑制することが可能になる。また、壁本体１となる固化材が固化する前に矢板４を建て込んだ場合であっても、繋ぎ部２ｃに発生する撓み等を抑制することが可能となるので、継手部２ｂの位置に誤差が生じ難くなる。なお、図示の形態においては、複数のブラケット２ｅを深さ方向に間隔をあけて配置する場合を想定しているが、深さ方向に延在する長尺の部材をブラケット２ｅとしても差し支えない。
【００３４】
また、前記した実施形態においては、繋ぎ部２ｃを本体部２ａのウェブ２１に固着した接続用芯材２を例示したが、図５に示すように、フランジ２２，２２の矢板４側の端縁間に繋ぎ部２ｃ’を架設するとともに、繋ぎ部２ｃ’の矢板４側の側面に継手部２ｂを設けてもよい。
【００３５】
このようにすると、継手部２ｂが平面Ｐ（図２参照）よりも矢板４側に位置することになるので、本体部２ａに継手部２ｂを直付けする場合に比べて、矢板４の位置や向きに制約が生じ難くなる。また、繋ぎ部２ｃ’が両持ち支持されることになるので、継手部２ｂの位置に誤差が生じ難くなる。
【００３６】
なお、繋ぎ部２ｃ’の構成に制限はなく、例えば、本体部２ａと同程度の高さ寸法を有する一枚の鋼板で繋ぎ部２ｃ’を構成してもよいが、図６に示すように、高さ寸法の小さい鋼材（フラットバー、山形鋼、溝形鋼、角形鋼管など）で繋ぎ部２ｃ’を構成し、複数の繋ぎ部２ｃ’を深さ方向（高さ方向）に間隔をあけて配置してもよい。この場合、継手部２ｂは、繋ぎ部２ｃ’と別部材とし、溶接等の手段により繋ぎ部２ｃ’に固着するとよい。このようにすると、接続用芯材２の軽量化を図ることが可能となる。
【００３７】
繋ぎ部２ｃ’の撓みを抑制するために、繋ぎ部２ｃ’に補強部材２ｆを付設してもよい。図示した補強部材２ｆは、繋ぎ部２ｃ’を挟んで継手部２ｂの反対側に位置しており、溶接等の手段により繋ぎ部２ｃ’のウェブ２１側の面に固着されている。なお、図示した補強部材２ｆは、山形鋼からなり、深さ方向に延在しているが、補強部材２ｆの構成を限定する趣旨ではない。
【００３８】
なお、本実施形態では、固化壁Ａの側端部に接続用芯材２を設け、固化壁Ａを延長した位置に矢板壁Ｂを構築した場合を例示したが、接続用芯材２の位置や固化壁Ａと矢板壁Ｂとの位置関係を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、固化壁Ａの側端部において矢板壁Ｂを交差させてもよいし、固化壁Ａの中間部に接続用芯材２を配置し、固化壁Ａから矢板壁Ｂを分岐させてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、複数枚の矢板４，４，…からなる矢板壁Ｂを固化壁Ａに接続した場合を例示したが、一枚の矢板４を固化壁Ａに接続しても差し支えない。
【００４０】
また、本実施形態では、地中壁構造を土留壁として利用する場合を例示したが、遮水壁、浄化壁、構造物基礎などとして利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る地中壁構造を示す断面図である。
【図２】接続用芯材を示す断面図である。
【図３】接続用芯材を説明するための斜視図である。
【図４】接続用芯材の変形例を説明するための断面図である。
【図５】接続用芯材の他の変形例を説明するための断面図である。
【図６】接続用芯材のさらに他の変形例を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ    固化壁
Ｂ    矢板壁
１    壁本体
２    接続用芯材
２ａ  本体部
２１  ウェブ
２２  フランジ
２ｂ  継手部
２ｃ  繋ぎ部
３    補強用芯材
４    矢板
４ｂ  矢板継手
Ｐ    平面
Ｑ    円筒面
【図１】
0005007255.tif 000002
【図２】
0005007255.tif 000003
【図３】
0005007255.tif 000004
【図４】
0005007255.tif 000005
【図５】
0005007255.tif 000006
【図６】
0005007255.tif 000007