ハット形鋼矢板９００の開発−本設壁体用新世代鋼矢板−
鋼管杭協会 ハット形鋼矢板９００研究委員会

1．開発経緯部を設け、部材一枚あたりの剛性を高くし、施工時におけ1931 年に官営八幡製鉄所で国産初の鋼矢る土中での部材変形を抑え板製造が開始され 70 余年が経過した。そのた。さらに、嵌合時において間、鋼矢板の生産量は戦災復興期・高度成隣り合う部材の向きを揃えた

長期における国土保全や国土開発の一翼をことにより、施工時の部材の担い、飛躍的な伸びを示し、1970 年代には変形モードを一致させ、継手

年 間 1 0 0 万トンレベルに 達した 。そ の 後 、の競り合いによる貫入抵抗を1980 年代以降には 80 万トンレベルで推移し小さく抑え、大断面でありなてきたが、バブル経済崩壊後の経済減速期

がら極めて優れた施工性をに入り、鋼矢板需要も停滞し、現在は 60 万ト実現させた。

ンレベルで推移している。このような需要環②高い構造信頼性の実現

10H

25H

13.2

10.8
300

230

900

900

図− 1 断面形状

ハット形鋼矢板 900

境において、公共事業の重点化と工事コスト

図― 2 に示すように、壁体の縮減など、社会資本整備の一層の効率性

構築後の中立軸と鋼矢板一と透明性が追求され、従来にも増してコスト

枚当たりの中立軸とが一致

パフォーマンスの良い製品・工法の開発が求する断面形状を採用し、頭められている。一方、常に地震などの自然災

部拘束の有無に関わらず、害の脅威に晒されている我が国においては、継手効率による断面性能低

良質な社会資本形成を担える構造信頼性の減が不要な断面とした。ま高い製品・工法の早期の出現が希求されてた、大断面でありながら圧きた。今回紹介するハット形鋼矢板はこのよ

縮ウェブ側に局部座屈を生うな認識のもとに開発した「新しい時代の鋼

じず、全塑性荷重に至るまで十分な

900 ｍｍとしたことにより、施工枚数を広幅鋼矢板」である。

塑性変形性能（図― 3）が発揮できる矢板と比べ 2 ／ 3（ 図― 2）に削減し、優れたように断面を設計し、地震時等に対経済性を実現させた。

2．概要

1枚当たりの中立軸と壁を形成した後の中立軸が一致

U形鋼矢板

1枚当たりの中立軸壁を形成した後の中立軸

図− 2 継手効率概念図

する塑性化を考慮できる高い構造信頼性を実現させた。

ハット形鋼矢板 900 の単体の断面形状を図−③優れた経済性の実現

1・写真− 1 に示す。断面形状としては、有効幅

図― 4 に示すように、鋼矢板壁、単が 900 ｍｍの大断面・薄肉構造のハット形であ

位壁面積あたりの鋼材質量を、継手る。また、嵌合継手の位置を壁体の最外縁部効率を考慮した同じ断面性能の 600に配置するため両継手を非対称形状としてい幅のＵ形鋼矢板（以下、広幅鋼矢板）る。また、形状および寸法の許容差、化学成

1.6m

1.6m

1.6m

600
Pm：全塑性荷重（材料試験値）

500

より低減させた。さらに、有効幅を分・機械的性質は JIS A 5523（溶接用熱間圧延
Py：降伏荷重（材料試験値）

400
荷重（kN）

鋼矢板）に準拠している。なお、呼称（10H・25H）は断面二次モーメントを 1,000cm4/m 単位で表した時の概数と、ハット形を意味する英文
字のＨで表記したものである。

Pm：全塑性荷重（材料規格値）

300
Py：降伏荷重（材料規格値）

200
実験値

3．開発目標と着眼点

計算値

100

ハット形鋼矢板 900 の開発にあたり、次の0点に着目し断面設計をおこなった。
①優れた施工性の実現
ハット形状の採用により、継手近傍に平坦11

写真− 1 ハット形鋼矢板打設後状況

※材料規格値σy=295N/mm2

0

50

100
150
変位（mm）

200

図− 3 ハット形鋼矢板 900（10H）の単体曲げ試験結果

ては、現在、Ｕ形鋼矢板に適用されているものを準用して良い。なお、その際に継手効率については、上部工の有無に関わらず低減の必要はなく、1.0として計算を行う。

5．施工

30,0002,000

25H

25,000

継手効率0.8

20,00015,000

継手効率0.45

10H

ⅢW

10,000
5,000

ⅡW

0
60

80

100

120

140

壁幅1mあたり断面係数（cm3/m）

ハット形鋼矢板を用いた壁体の設計法とし

壁幅1mあたり断面二次モーメント（cm4/m）

4．設計

1,200

ⅢW

800

ⅡW

400

0
60

160

80

100

120

140

160

単位壁面積あたりの鋼材質重（kg/m2）

単位壁面積あたりの鋼材質重（kg/m ）次にハット形鋼矢板 900 の施工について紹継手効率0.6

10H

2

介する。

継手効率1.025H
1,600

図− 4 鋼重と断面性能の関係①打設性
ハット形鋼矢板 900 の施工性検証を目的

N値
土質区分

での事例を図− 5 に紹介する。

2

試験はハット形鋼矢板 900と広幅鋼矢板とを使用し、広幅鋼矢板は汎用チャックを使用
して深さ1m 毎の打設時間を計測した。打設

50

GL

02：00

04：00 06：00 08：00 10：00

0

細砂
（盛土）

2

4
12000

細砂
6

8

シルト

10

シルト混り
細砂

6
10H

8

10
w

12

時間を比較すると広幅鋼矢板の方が若干短かったが、ハット形鋼矢板 900 の広幅・大型打設時間（分：秒）
40

深度（GL-m）

小限に抑えるために開発したダブルチャック（写真− 2、図− 6 ハットチャック/調和工業製）

30

4
深さ
（GL-m）た。ハット形鋼矢板 900 は広幅化の影響を最

20

10H
w

の比較打設で確認した。試験材料はハット形
w × 13m で地盤への根入れ長さは 12mとし

100

バイブロハンマを用いた、砂質土主体の地盤

鋼矢板 900 が 10 Ｈ× 13m、広幅鋼矢板がⅡ

0

1000

に、現場打設試験を行ってきた。ここでは、

礫混り
細砂

-12.0

12

14

化の影響を考えれば良好な施工性を確認す

14

図− 5 試験施工事例

ることができた。
今回ハット形鋼矢板 900 に用いたダブルチ
ャックは、バイブロハンマの振動荷重作用点をハット形鋼矢板の図心に一致させ、より効
率的な打設性を確保するため、図− 6 に示す
ようにフランジ部を 2 点で把持する方式とした。

図− 6 ハット形鋼矢板把持方法

なお、油圧圧入機（写真− 3）については、
現在開発中である。
②回転角度

θ
θ

鋼矢板壁の法線を変更する場合には、異形鋼矢板を使用するのが一般的であるが、

θ＝4°回転角度が小さい場合や法線変更を行う場

図− 7 回転角度

合には、継手部の嵌合余裕を利用することができる。同型のハット形鋼矢板を嵌合させた
場合の継手回転角度は、図− 7 に示すように一箇所で±4 度の回転が可能である。
③継手の互換性
ハット形鋼矢板 10 Ｈと 25 Ｈの継手には互

写真− 2 バイブロ施工試験状況

換性があるので、隣接して施工する場合には接続用の異形鋼矢板を使用する必要はなく、直接嵌合が可能である。

河川・港湾・農水分野の護岸や岸壁はもちろんのこと、道路・宅地造成の擁壁、雨水幹線

6．おわりに下水路などの構造壁、圧密沈下等による地中

写真− 3 ハット形鋼矢板 900 圧入機（試作機）

応力の遮断壁、止水壁等を構築する資材とし様々な用途開発や技術開発を進めていく所

本稿では開発製品であるハット形鋼矢板て、その「優れた施工性」「、高い構造信頼性」、

900 について紹介をした。ハット形鋼矢板 900「優れた経済性」を発揮できるものと考えてい存である。

は、これまでも鋼矢板が多く用いられてきたる。今後とも良質な社会資本形成を担うべく（文責：ハット形鋼矢板 900 研究委員会 亀山 彰久）

12