【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に記載の発明の鋼管矢板の接続構造は、基礎構造物の構築時に、この基礎構造物の周囲に周方向に連続して地中に挿入され、外周面に互いに連結されるための継手部が突設された鋼管矢板の内、地上寄りの上側鋼管矢板を、その下方に挿入される下側鋼管矢板を地中に存置させたまま、前記基礎構造物の構築終了後に撤去可能な状態に、前記上側鋼管矢板を前記下側鋼管矢板に軸方向に連結しながら、水平方向に隣接する前記上側鋼管矢板とも互いに接続した鋼管矢板の接続構造であり、
前記上側鋼管矢板が前記下側鋼管矢板に対し、軸回りに回転して前記下側鋼管矢板に連結され、逆向きに回転して前記下側鋼管矢板から分離自在であることを構成要件とする。
【0008】
「互いに連結されるための継手部」は鋼管矢板の本体から外周側へ張り出した部分であり、隣接する鋼管矢板1、1(2、2)の一方の継手部1a(2a)と他方の継手部1a(2a)が
図14−(c)〜(e)のように互いに軸方向の一方側、及び水平方向に係合し合う形状をし、例えば一方の継手部1a、2aが凸形状であれば、他方の継手部1a、2aは一方の継手部1a、2aを包囲するような凹形状に形成される。「軸方向の一方側」は後から挿入される鋼管矢板1、2の降下側の向き(下向き)を指す。隣接する鋼管矢板1、1(2、2)の内、一方の鋼管矢板1(2)はその継手部1a(2a)が、先行して地中に挿入されている他方の鋼管矢板1(2)の継手部1a(2a)に係合した状態で、軸方向に挿入(圧入)されることにより他方の鋼管矢板1(2)に隣接したまま地中に挿入されるため、凸形状の継手部1a、2aを包囲する凹形状の継手部1a、2aには軸方向に連続した溝が形成される。
【0009】
「上側鋼管矢板を下側鋼管矢板に軸方向に連結しながら、水平方向に隣接する上側鋼管矢板同士を互いに接続した」とは、
図1、
図9に示すように上側鋼管矢板2が軸方向(鉛直方向)に連続する下側鋼管矢板1と互いに連結(継手)されると同時に、水平方向に隣接する上側鋼管矢板2とも互いに連結されることである。請求項1では上側鋼管矢板2は下側鋼管矢板1とは軸回りの回転により連結され、水平方向に隣接する上側鋼管矢板2とは双方の継手部2a、2a同士が互いに係合することにより、または両継手部2a、2a間に跨る継手部材3が各継手部2aに係合することにより(請求項2)連結される。水平方向に隣接する下側鋼管矢板1、1同士は双方の継手部1a、1a同士の接続により連結される。ここで言う「水平方向」は基礎構造物5の周方向でもあり、上側鋼管矢板2と下側鋼管矢板1自身の放射方向、あるいは半径方向でもある。
【0010】
請求項1では水平方向(基礎構造物5の周方向)に隣接する上側鋼管矢板2、2同士が、双方の継手部2a、2a同士の接続によって接続されるか、双方の継手部2a、2a間に別の継手部材3が介在するか(請求項2)を問わない。但し、隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2a同士が直接、接続される場合には、継手部2a、2a同士が上側鋼管矢板2の周方向に係合する関係で、そのままでは分離時に上側鋼管矢板2を回転させて下側鋼管矢板1から分離させることができないため、分離時には継手部2aの切断が必要になる。上側鋼管矢板2の地中への挿入時には、
図6−(c)に示すように予め上側鋼管矢板2を下側鋼管矢板1に連結しておけば、挿入時に上側鋼管矢板2の回転を伴わずに済む。
【0011】
これに対し、隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2a間に別体の継手部材3が介在する場合(請求項2)には、継手部材3が隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2aに跨って両継手部2a、2aに差し込まれることで、両継手部2a、2aを接続した状態を維持する。下側鋼管矢板1は基礎構造物5の構築終了後の回収を要しないことから、水平方向に隣接する下側鋼管矢板1、1は双方の継手部1a、1a同士の係合により接続されればよいため、継手部1a、1a間に継手部材3が介在する必要がない。この関係で、継手部2a、2a間に継手部材3が介在し、隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2aの端部間にクリアランスが確保される請求項2では、
図1に示すように上側鋼管矢板2の継手部2aの、上側鋼管矢板2の本体20(以下、上側鋼管矢板本体20)の外周面からの突出幅は下側鋼管矢板1の継手部1aの、下側鋼管矢板1の本体10(以下、下側鋼管矢板本体10)の外周面からの突出幅より小さくなる。
【0012】
請求項2では隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2aの端部間にクリアランスが確保されることで、
図8−(a)に示すように継手部材3を上側鋼管矢板2の回収時に先行して回収すれば、隣接する上側鋼管矢板2、2の係合状態が解除されるため、継手部2aの切断を要することなく、各上側鋼管矢板2を独立して回収することが可能になる。継手部2aと継手部材3のいずれか一方は凸形状に、他方は一方を包囲する凹形状に形成されるが、凹形状に形成される側には軸方向に連続した溝が形成される。
【0013】
この場合、下側鋼管矢板1上で水平方向に隣接する上側鋼管矢板2、2同士は
図1に示すようにそれぞれの継手部2a、2a間にクリアランスが確保された状態で配列し、隣接する上側鋼管矢板2、2の両継手部2a、2a間に、両上側鋼管矢板2、2とは別体の継手部材3が差し込まれ、隣接する上側鋼管矢板2、2を互いに連結する(請求項2)。「別体の」は「上側鋼管矢板2とは独立した」の意味であり、継手部材3自体の設置と回収が上側鋼管矢板2の設置と回収から独立していることを言う。継手部2a、2a間のクリアランスは両継手部2a、2a間に跨る継手部材3が塞ぐ。
【0014】
請求項2では上側鋼管矢板2の設置時、
図6−(d)に示すように上側鋼管矢板2が地中に挿入されて下側鋼管矢板1に連結され、上側鋼管矢板2、2が水平方向に隣接した後に、継手部材3は両上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2a間に跨ったまま落とし込まれる。上側鋼管矢板2の回収時には
図8−(a)に示すように継手部材3は両上側鋼管矢板2、2が地中に挿入された状態のまま、先行して引き抜かれるため、上側鋼管矢板2の継手部2aと継手部材3の内、前記のように凹形状に形成される側に軸方向に連続した溝が形成される。
図7では継手部材3の幅方向両側の係合部3aが凸形状に形成されているため、これを包囲する継手部2aに軸方向に連続した溝が形成される。
【0015】
前記のように上側鋼管矢板2の回収時には、
図8−(b)に示すように上側鋼管矢板2は下側鋼管矢板1との連結時とは逆向きの軸回りに回転させられることにより下側鋼管矢板1から切り離され、回収される。ここで、上側鋼管矢板2の回転による回収時に、隣接する、未回収の上側鋼管矢板2との接触を回避する上でも、
図6−(c)に示すように上側鋼管矢板2の継手部2aの水平方向の端部と、それに隣接する上側鋼管矢板2の継手部2aの水平方向の端部との間にクリアランスが確保されることが適切である。
【0016】
請求項2では隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2aの端部間にクリアランスが確保されることで、隣接する上側鋼管矢板2、2の内、
図8−(b)に示す一方の回転による回収時に他方の上側鋼管矢板2との接触が回避される。隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2a間のクリアランスは前記のように両継手部2a、2a間に跨る継手部材3が埋める。
【0017】
請求項1における「上側鋼管矢板が下側鋼管矢板に対して軸回りに回転し、軸方向の互いに分離する向きに係合した状態で下側鋼管矢板に連結される」とは、具体的には
図2−(a)に示すように上側鋼管矢板2と下側鋼管矢板1のいずれか一方の、他方側の端部の外周面に形成された雄ねじ2bが他方の、一方側の端部の内周面に形成された雌ねじ1bに、上側鋼管矢板2が軸回りに回転することにより螺合し、両鋼管矢板1、2が互いに連結されることを言う。螺合(ねじ)により連結される鋼管矢板1、2の上側と下側のいずれが雄ねじであるかは任意である。
【0018】
この他、
図3、
図5に示すように一方の鋼管矢板1(2)の他方側の端部の外周面、もしくは内周面に形成された被係合部1cに、他方の鋼管矢板2(1)の一方側の端部の外周面、もしくは内周面に形成された係合部2cを鋼管矢板1、2の軸方向に互いに係合させる方法もある。被係合部1cは一方の鋼管矢板1(2)の外周面か内周面に鋼管矢板1、2の周方向に間隔を置いて配列し、係合部2cも他方の鋼管矢板2(1)の外周面か内周面に周方向に間隔を置いて配列する。被係合部1cと係合部2cの数は等しく、鋼管矢板1、2の中心から等しい同一の周面上に配列する。
【0019】
鋼管矢板1、2の周方向には被係合部1c、1cと係合部2c、2cが必ずしも等間隔に配列する必要はないが、被係合部1cと係合部2cは鋼管矢板1、2の周方向に互い違いに配列し、軸方向に衝突しない位置で軸方向に対向させられた状態で、一方の鋼管矢板2(1)が他方の鋼管矢板1(2)に突き合わせられる。その状態から、係合部2cが鋼管矢板1、2の軸方向に被係合部1cを越えた位置で一方の鋼管矢板2(1)が軸回りに回転させられることにより
図3−(d)、
図5に示すように係合部2cが被係合部1cに軸方向の互いに分離する向きに係合した状態になる。
【0020】
螺合による方法と回転・係合による方法のいずれも、上側鋼管矢板2が下側鋼管矢板1に連結された状態では、上側鋼管矢板2の下端面が下側鋼管矢板1の上端面に突き当たりながら、軸方向の互いに分離する向きに係合した状態になるため、上側鋼管矢板2と下側鋼管矢板1との間で軸方向の圧縮力と引張力を伝達できる状態になる。水平方向に隣接する下側鋼管矢板1、1同士は互いに継手部1a、1aにおいて
図14−(c)〜(e)に示すように分離する方向である水平方向に係合し、上側鋼管矢板2、2同士は互いに継手部2a、2aにおいて
図7−(b)、(c)に示すように分離する方向である水平方向に係合している。このため、全下側鋼管矢板1と全上側鋼管矢板2が連結され、基礎構造物5の回りを周回したときには、いずれかの下側鋼管矢板1と上側鋼管矢板2が受けた荷重が基礎構造物5の周方向に分散され、負担される状態にある。
【0021】
請求項1、2では上側鋼管矢板2が軸回りの回転により下側鋼管矢板1に連結されることで、基礎構造物5の構築終了後には
図8−(b)に示すように上側鋼管矢板2を下側鋼管矢板1への連結時と逆向きの軸回りの回転により下側鋼管矢板1から分離させることができる。この結果、上側鋼管矢板2の切断が不要になり、上側鋼管矢板2の撤去作業が簡素化され、撤去に要する時間の短縮が図られる。上側鋼管矢板2の切断を要しないことで、切断のための費用が不要になり、カッター交換の必要も生じないため、工費の節減も図られる。
【0022】
上側鋼管矢板2は軸回りの回転以外に、軸方向の下端部寄りの区間が下側鋼管矢板1内に軸方向に挿通して下側鋼管矢板1に重なり、この重なり合った区間に充填材4が充填され、硬化することによっても、基礎構造物5の構築終了後に上側鋼管矢板2の切断を要せずに、下側鋼管矢板1から分離可能に連結される(請求項3)。この場合、上側鋼管矢板2の継手部2aは下側鋼管矢板1に重なる下端部寄りの一部区間を除いた上方寄りの区間に形成され、上側鋼管矢板2は下端部寄りの一部区間において下側鋼管矢板1内に軸方向に挿通して下側鋼管矢板1に重なり、この重なり区間に充填される充填材4の硬化によって下側鋼管矢板1に連結される。
【0023】
充填材4の充填区間は上側鋼管矢板2と下側鋼管矢板1の重なり区間の少なくとも一部でよく、充填量は充填材4の硬化による両鋼管矢板1、2との付着力の発生により基礎構造物5の構築中、上側鋼管矢板2が下側鋼管矢板1に接合された状態を維持できる程度の量でよい。上側鋼管矢板2は基礎構造物5の構築終了後に回収されるため、回収時に硬化している充填材4が下側鋼管矢板1か上側鋼管矢板2から分離し易くなるようにする上でも、充填材4の下側鋼管矢板1と上側鋼管矢板2への付着力が強くなり過ぎないよう、充填区間と充填量、付着力が調整される。
【0024】
請求項3では上側鋼管矢板2の下端部寄りの一部の区間が下側鋼管矢板1の上端部寄りの内部に挿入される関係で、上側鋼管矢板2の少なくとも下端部寄りの区間の外径は下側鋼管矢板1の内径より小さく設定される。「少なくとも下端部寄りの区間」とは、
図9−(b)に示すように上側鋼管矢板2の下端部寄りの、下側鋼管矢板1内に挿入される区間(挿入部2e)のみの外径、または下側鋼管矢板1内に挿入される区間(挿入部2e)を含む区間の外径が下側鋼管矢板1の内径より小さい場合と、
図9−(a)に示すように上側鋼管矢板2の全長の外径が下側鋼管矢板1の内径より小さい場合があることを言う。
【0025】
上側鋼管矢板2の、下側鋼管矢板1内に挿入される区間(挿入部2e)の外径が下側鋼管矢板1の内径より小さい場合は、
図9−(b)に示すように下側鋼管矢板1の上端面より上の区間(上側部2f)の外径に下側鋼管矢板1の外径と同一の大きさを持たせることもできる。その場合、上側鋼管矢板2の継手部2aの、上側鋼管矢板本体20の外周面からの突出幅と、下側鋼管矢板1の継手部1aの、下側鋼管矢板本体10の外周面からの突出幅を等しくしておくことで、下側鋼管矢板1への上側鋼管矢板2の落とし込み時にその継手部2aを、設置(挿入)済みの隣接する上側鋼管矢板2の継手部2aに接続しながら、すなわち設置済みの上側鋼管矢板2の継手部2aに案内(ガイド)させながら、降下させることができる。
【0026】
また
図9−(b)場合、下側鋼管矢板1の上端面より上の区間(上側部2f)の外径に下側鋼管矢板1の外径と同一の大きさを持たせることで、上側鋼管矢板本体20を下側鋼管矢板本体10の上に載置させ、上側鋼管矢板本体20に生じる鉛直荷重を下側鋼管矢板本体10に伝達することも可能になるため、
図9−(a)に示す受け部2gを不要にできる利点がある。
【0027】
図9−(a)に示すように上側鋼管矢板2の全長の外径が下側鋼管矢板1の内径より小さい場合において、下側鋼管矢板1への上側鋼管矢板2の落とし込み時にその継手部2aを、設置(挿入)済みの隣接する上側鋼管矢板2の継手部2aに接続するには、上側鋼管矢板2の継手部2aの、上側鋼管矢板本体20の外周面からの突出幅が下側鋼管矢板1の継手部1aの、下側鋼管矢板本体10の外周面からの突出幅より大きく、上側鋼管矢板2の継手部2aの水平方向の端部が下側鋼管矢板1の継手部1aの水平方向の端部に揃えられる(請求項4)。「上側鋼管矢板の継手部の端部が下側鋼管矢板の継手部の端部に揃えられる」とは、上側鋼管矢板2の継手部2aの、上側鋼管矢板本体20の外周面からの突出幅と、下側鋼管矢板1の継手部1aの、下側鋼管矢板本体10の外周面からの突出幅が等しいか、同等程度であることを言う。
【0028】
水平方向に隣接する下側鋼管矢板1、1は、後から挿入される下側鋼管矢板1の落とし込み時に双方の継手部1a、1a同士が互いに係合し合いながら接続されるため、上側鋼管矢板2の継手部2aの水平方向の端部が下側鋼管矢板1の継手部1aの水平方向の端部に揃えられることで、水平方向に隣接する上側鋼管矢板2、2も、後から挿入される上側鋼管矢板2の落とし込み時に双方の継手部2a、2a同士が互いに係合し合いながら接続されることになる。
【0029】
上側鋼管矢板2の下側鋼管矢板1内に挿入される区間の外径が下側鋼管矢板1の内径より小さい場合と、上側鋼管矢板2の全長の外径が下側鋼管矢板1の内径より小さい場合のいずれも、水平方向に隣接する上側鋼管矢板2、2の継手部2a、2aを直接、接続することなく、
図1、
図6の例のように両継手部2a、2aに跨る継手部材を介在させることもできる。
【0030】
請求項3、もしくは請求項4では上側鋼管矢板2の少なくとも下端部の外径が下側鋼管矢板1の内径より充填材4充填のための空間(空隙)分、小さく設定される関係で、上側鋼管矢板2の下側鋼管矢板1内への落とし込みの際に、上側鋼管矢板2の外周面と下側鋼管矢板1の内周面との間の距離(クリアランス)が鋼管矢板1、2の周方向に一定にならず、周方向の各部毎に相違する可能性がある。そこで、上側鋼管矢板本体20の下側鋼管矢板1との重なり区間の外周面に、下側鋼管矢板1の内周面との間の間隔を一定範囲内に抑えるスペーサ2hを突設することで(請求項5)、上側鋼管矢板2の下側鋼管矢板1への落とし込み時に、上側鋼管矢板2の外周面と下側鋼管矢板1の内周面との間の間隔を周方向に一定範囲内に留めることが可能になる。
【0031】
スペーサ2hは上側鋼管矢板本体20の周方向に断続的に複数個、または連続して配置される。前者の場合、スペーサ2hは棒状、ブロック状等に形成され、複数個のスペーサ2hが上側鋼管矢板本体20の周方向に間隔を置いて配列する。後者の場合のスペーサ2hは環状に形成され、1本の上側鋼管矢板2に1個、接合される。スペーサ2hは上側鋼管矢板2には溶接やボルトにより接合される。
【0032】
特にスペーサ2hの、下側鋼管矢板1内周面側の面に、
図10に示すように上側鋼管矢板2の下方から上方へかけ、半径方向中心側から外周側へ向かう傾斜が付けられれば、上側鋼管矢板2の下側鋼管矢板1への落とし込み時に、降下に伴い、上側鋼管矢板2の中心を下側鋼管矢板1の中心側へ寄せることができるため、上側鋼管矢板2の中心(軸線)を下側鋼管矢板1の中心に合致させた状態で上側鋼管矢板2を下側鋼管矢板1内に挿入することが可能である。