JP4382974B2

JP4382974B2 - 壁体と矢板部材の接合構造

Info

Publication number: JP4382974B2
Application number: JP2000274294A
Authority: JP
Inventors: 喜三郎山崎; 英之藤岡
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP2002081058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異種工法により施工される壁体と矢板部材の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ソイルミキシング地中連続壁（以下、「ＳＭＷ」という）とＵ形鋼矢板等、異種工法により施工される壁体と矢板部材の接合部では、ＳＭＷ１’の芯材であるＨ形鋼１０’とＵ形鋼矢板２０を確実に接合することができなかった。そこで、接合部の止水性を確保するために、薬液注入工法または高圧噴射注入工法（コラムジェットグラウト工法、ＪＳＧ工法など）等を用いて、地盤改良を行っていた（図６参照）。ここで、符号Ｒは地盤改良体を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記各種工法により地盤改良を行うことは、多大な施工費用を必要とするとともに、施工期間が長期化するという問題点を有していた。
また、ＳＭＷ１’とＵ形鋼矢板２０とから構成されている土留壁の内部掘削に伴い、当該土留壁が変形する場合があるが、その際に地盤改良体Ｒが追随して変形できない事態が生じることがある。この場合には、止水性に対する信頼性が損なわれることになるため、再度、同一領域に薬液等の注入を行うことや、新たな地盤改良を行わなければならず、さらに、施工費用及び施工期間が増加することになっていた。
【０００４】
本発明は、前記の各問題点を解決するためになされたものであり、確実に接合可能であり止水性能を高めることができる、壁体と矢板部材の接合構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、芯材及びその周囲の固化体から形成されている壁体と、前記壁体に接合され、その端部に矢板継手を備える矢板部材との接合構造において、前記芯材は、前記矢板部材との接合部に前記矢板継手と嵌合する形状の継手部材を備えており、前記矢板部材で前記固化体を破砕しながら前記継手部材と前記矢板継手とを嵌合させることにより前記壁体と前記矢板部材とを接合したことを特徴としている。
【０００６】
ここで、壁体は芯材と固化体とから形成されていればよく、柱列式地下連続壁、柱列式ソイルセメント壁、壁式地下連続壁、泥水固化壁等の各種構造の壁体に用いることができる。また、芯材は、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、鋼矢板、鉄筋篭等を用いることができ、固化体はモルタル、コンクリート、ソイルセメント、泥水等の固化材を用いて構築することができる。
さらに、矢板部材は端部に矢板継手を備える部材であればよく、Ｕ形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、Ｈ形鋼矢板、直線形鋼矢板等の他、鋼管矢板等を用いることができる。
【０００７】
従って、本発明によれば、芯材に継手部材を付設することにより、当該継手部材と矢板部材の矢板継手とを嵌合させることにより、前記芯材と矢板部材を確実に接合することができるため、止水性を大幅に向上させることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の壁体と矢板部材の接合構造において、前記芯材は、前記継手部材の周囲に、前記矢板継手を前記継手部材に嵌合する際に前記矢板継手によって破砕可能な防護部材を備えていることを特徴としている。
【０００９】
ここで、防護部材は、矢板部材の圧入時において、固化体の幅を狭くすること、及び、固化体が継手部材の周囲に浸入することを防止することを主な役割とする部材であり、継手部材の周囲の少なくとも一部を覆うように設ける必要がある。この防護部材は、矢板部材の圧入時に破砕が容易であるように、地山の強度程度であればよく、その材質等に特に制限はないが、加工性や作業性等の点から、発泡ポリスチレン（いわゆる、発泡スチロール）を使用することが好適である。
また、形状が複雑である、継手部材と矢板継手の嵌合部の周囲に設ける防護部材には、注入時には液体状であり、その後固化する破砕容易な樹脂剤を用いることが好適であり、施工性を考慮すると発泡ウレタンを含有する樹脂剤であることが最適である。なお、この破砕容易な樹脂剤は、壁体を形成する固化体と比較して強度が小さい（地山の強度程度）ことが必要である。
【００１０】
従って、本発明によれば、芯材における継手部材の周囲に防護部材を備えていることから、当該芯材と地山との間の固化体による改良幅を狭くすることにより、矢板部材の圧入時において、当該防護部材及び樹脂剤をガイドとして固化体の破砕を容易に行うことができるとともに、固化体を構成することになる材料（セメント系懸濁液等）が接合部に回り込むことにより固化することを防止することができる（特に、継手部材と矢板継手の嵌合部に有効である）。
【００１１】
また、請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の壁体と矢板部材の接合構造において、前記芯材はＨ形鋼であり、前記Ｈ形鋼を構成する一方のフランジには前記継手部材が付設されており、前記Ｈ形鋼を構成する他方のフランジにはバランス部材が付設されていることを特徴としている。
ここで、バランス部材は、継手部材を付設したことにより、当該芯材の重心位置等の不均衡から生じる建て込み時における不安定性を是正するために設ける部材であり、前記継手部材の位置及び形状等に応じて、適切な位置に適切な形状の部材を設ける必要がある。
【００１２】
従って、本発明によれば、芯材にＨ形鋼を使用した場合に、バランス部材を付設することにより、芯材の建て込み時において、左右方向の建て込み抵抗のバランスを確保することができ、施工性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するとともに、図１〜図５において、図６と同一の要素については、同一の符号を付すものとする。
【００１４】
本発明の壁体と矢板部材の接合構造を適用した土留壁の第１実施形態は、図１に示すように、複数のＨ形鋼１０，１０’を用いたソイルセメント柱列壁（以下、「柱列壁部１」という）を両側に構築するとともに、当該両側の柱列壁部１に直交する方向に、複数のＵ形鋼矢板（以下、「鋼矢板２０」という）を配置して鋼矢板部２を構築し、当該柱列壁部１と鋼矢板部２の端部において両者を接合して、複合構造の土留壁を構築するものである。
図１における柱列壁部１の左側端部（以下、「壁端部１ａ」という）は、芯材であるＨ形鋼１０と固化体１７とから構成されている。この壁端部１ａは、削孔混練装置（図示せず）を用い、セメント系懸濁液と原位置土とを混合撹拌し、その内部にＨ形鋼１０を建て込むことにより構築されるものであり、前記セメント系懸濁液と原位置土とが固化することにより固化体１７が形成される。
【００１５】
図２及び図３に示すように、Ｈ形鋼１０には、鋼矢板２０との接合部である一方のフランジ１０ａの外側面における長さ方向の全長にわたり、後記鋼矢板セクション２０ａ（矢板継手）と嵌合する鉤状のセクション１１（継手部材）が（事前に）溶接されている。
また、前記フランジ１０ａの外側面には、セクション１１の左右両側面部（図２参照）を覆うように、発泡ポリスチレン製の防護部材１２Ａ，１２Ｂが接着剤により付設されている。このセクション１１と防護部材１２との間には、鋼矢板セクション２０ａを嵌合するための嵌合溝１３が形成されている。また、この嵌合溝１３とセクション１１の下部の周囲には、発泡ウレタン樹脂剤である防護部材１５が充填されており、当該嵌合溝１３の内部にセメント系懸濁液等が浸入して固化することを防止している。
【００１６】
なお、前記防護部材１２Ａ，１２Ｂ，１５は、Ｈ形鋼１０と地山Ｇとの間の固化体１７による改良幅を狭くして固化体の破砕を容易に行うことができるようにする役割を果たしている。また、防護部材１２Ａ，１２Ｂは、嵌合溝１３の内部にセメント系懸濁液等が浸入して固化することを防止するための発泡ウレタン樹脂剤（防護部材１５）を充填する際の型枠としての役割（防護部材１２Ａ，１２Ｂが対応する）をも果たす部材である。
さらに、図２及び図３（ｂ）に示すように、Ｈ形鋼１０の他方のフランジ１０ｂには、側面視で浅皿形である鋼製のスペーサ１４（バランス部材）が、長さ方向に所定間隔で付設されている（図中には１片のみを示す）。
【００１７】
なお、柱列壁部１の壁端部１ａ以外の部分は、従来のソイルセメント柱列壁と同一の構造である。
【００１８】
また、鋼矢板２０は、左右の両端部に、同一断面形状の鉤状の鋼矢板セクション２０ａ，２０ｂ（矢板継手）が形成されている公知の製品を使用することができる。これらの複数の鋼矢板２０は、幅広部が対向する向きとなるように交互に配置され、両端のセクション２０ａ，２０ｂを嵌合させることにより接合されている。
【００１９】
続いて、前記柱列壁部１（壁端部１ａ）と鋼矢板部２（鋼矢板２０Ａ）の接合方法について説明する。
なお、柱列壁部１と鋼矢板部２との接合部以外は、通常の方法により施工を行うことができるため、その説明は省略する。
【００２０】
柱列壁部１と鋼矢板部２の接合方法は、（１）柱列壁部構築工程、及び、（２）鋼矢板接合工程から構成されている。
【００２１】
（１）柱列壁部構築工程
本工程は、セメント系懸濁液と原位置土からなる混合撹拌体中に、前記Ｈ形鋼１０を建て込み、端部の鋼矢板２０Ａ，２０Ｂの建て込みに先行して柱列壁部１における壁端部１ａを構築する工程である。このとき、防護部材１２Ａ，１２Ｂを型枠として使用し、Ｈ形鋼１０に付設されているセクション１１の嵌合溝１３の内部及び下部の周囲に発泡ウレタン樹脂剤である防護部材１５を充填させた状態で、Ｈ形鋼１０を建て込む必要がある。
【００２２】
このように、前記セクション１１の嵌合溝１３の内部には、防護部材１５が充填されているため、Ｈ形鋼１０の建て込み時において、セメント系懸濁液等が当該嵌合溝１３に浸入して固化することを防止することができる。また、Ｈ形鋼１０にはスペーサ１４が設けられているため、その建て込み時において、左右方向（フランジ１０ａ，１０ｂに直交する方向）の建て込み抵抗のバランスを確保することができ、施工性を向上させることができる。
【００２３】
（２）鋼矢板接合工程
本工程は、前記嵌合溝１３に鋼矢板２０Ａ（又は２０Ｂ）の鋼矢板セクション２０ａを嵌挿させ、前記Ｈ形鋼１０と鋼矢板２０Ａとを接合する工程である。
本工程は、既存の方法により、嵌合溝１３に鋼矢板２０Ａの鋼矢板セクション２０ａを嵌挿させる作業を行うことになる。このとき、前記嵌合溝１３には防護部材１５が充填されていることから、当該嵌合溝１３にセメント系懸濁液等が浸入することがない。そして、防護部材１２Ａ，１２Ｂ，１５の強度は地山Ｇ以下であるため、当該防護部材１２Ａ，１２Ｂ，１５をガイドとして、防護部材１２Ａ，１２Ｂ，１５を破砕（排除）しながら、容易に嵌挿させることができる。また、嵌合溝１３以外の壁端部１ａの部分についても、Ｈ形鋼１０と地山Ｇとの間の固化体１７による改良幅を狭くしていることから、鋼矢板２０Ａの下面部により、容易に破砕することができ、当該鋼矢板２０Ａの接合作業の効率を大幅に向上させることができる。
【００２４】
このように、本発明によれば、Ｈ形鋼１０に溶接されているセクション１１と鋼矢板２０Ａの鋼矢板セクション２０ａとを嵌合して、両部材１０，２０Ａを接合することにより、確実に止水性を確保することができる。そのため、従来、壁端部１ａと鋼矢板２０Ａの接合部の近傍で行っていた地盤改良を不要とできることから、施工費用の低減及び施工期間の短縮を図ることができる。
なお、セクション１１と防護部材１２Ｂの間には、発泡ウレタン樹脂剤である防護部材１５が充填されているが、嵌合溝１３部以外の箇所は、固化して残ることになる。
【００２５】
［その他の実施形態］
本発明の柱列壁部１と鋼矢板部２から構成される複合構造の土留壁は、前記第１実施形態に示す形状に示されるものに限られるものではない。
例えば、図４の第２実施形態に示すように、図中の左向きに開口部が形成されているコ字形状に形成した柱列壁部１に、図中上向きに開口部が形成されているコ字形状の鋼矢板部２を接合する構造であってもよい。
また、図５の第３実施形態に示すように、直角２等辺３角形形状の土留壁において、長辺部を鋼矢板部２とするとともに、他の２辺の部分を柱列壁部１とする構造であってもよい。
【００２６】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。特に、壁体や矢板部材は、前記ソイルセメント柱列壁や、Ｕ形鋼矢板に限定されるものではなく、また、各要素の寸法、材質、数等についても制限はない。なお、バランス部材は必ずしも必要な部材ではなく、適宜、設けるものことができる部材である。さらに、矢板継手と継手部材の形状についても、両者を嵌合することができる形状であるならば、特に制限はない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、確実に接合可能であり止水性能を高めることができる、壁体と矢板部材の接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したソイルセメント柱列壁部と鋼矢板部から構成される複合構造の土留壁の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の壁端部と鋼矢板の接合構造を示す平面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）ともに、本発明で使用するＨ形鋼の一部を拡大した斜視図である（防護部材は省略）。
【図４】本発明を適用したソイルセメント柱列壁部と鋼矢板部から構成される複合構造の土留壁の第２実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明を適用したソイルセメント柱列壁部と鋼矢板部から構成される複合構造の土留壁の第３実施形態を示す平面図である。
【図６】従来におけるソイルセメント柱列壁部と鋼矢板部から構成される複合構造の土留壁を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｇ地山
１ソイルセメント柱列壁（柱列壁部）
１ａ壁端部（壁体）
１０，１０’ Ｈ形鋼（芯材）
１０ａ，１０ｂフランジ
１１セクション（継手部材）
１２Ａ，１２Ｂ防護部材
１３嵌合溝
１４スペーサ（バランス部材）
１５防護部材
１７固化体
２鋼矢板部
２０Ｕ形鋼矢板（鋼矢板）（矢板部材）
２０ａ，２０ｂ鋼矢板セクション（矢板継手）

Claims

芯材及びその周囲の固化体から形成されている壁体と、
前記壁体に接合され、その端部に矢板継手を備える矢板部材との接合構造において、
前記芯材は、前記矢板部材との接合部に前記矢板継手と嵌合する形状の継手部材を備えており、
前記矢板部材で前記固化体を破砕しながら前記継手部材と前記矢板継手とを嵌合させることにより前記壁体と前記矢板部材とを接合したことを特徴とする壁体と矢板部材の接合構造。
前記芯材は、前記継手部材の周囲に、前記矢板継手を前記継手部材に嵌合する際に前記矢板継手によって破砕可能な防護部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の壁体と矢板部材の接合構造。
前記芯材はＨ形鋼であり、前記Ｈ形鋼を構成する一方のフランジには前記継手部材が付設されており、前記Ｈ形鋼を構成する他方のフランジにはバランス部材が付設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の壁体と矢板部材の接合構造。