特開 2022-146139 鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146139

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/08 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

E02D5/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021046952

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】桑島 修彦

【テーマコード（参考）】

2D049

【Ｆターム（参考）】

2D049EA01

2D049FB03

2D049FB14

2D049FC03

2D049FD01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】止水材（剤）に特殊な材料を使用したり、継手の形状を複雑にしたりすることなく、簡単な構成で容易に止水性を向上でき、広く一般的に適用可能な鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法を提供する。
【解決手段】一方の鋼製矢板１の長手方向に沿って形成された第１継手１０と、他方の鋼製矢板２の長手方向に沿って形成された第２継手２０とが、互いに嵌合されて連結され、前記第１継手１０と前記第２継手２０との嵌合部に形成される空間に止水材が充填されている、鋼製矢板の継手構造であって、前記空間に面する前記第１継手１０の表面及び前記空間に面する前記第２継手２０の表面の少なくとも一方に凹凸３０が形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の鋼製矢板の長手方向に沿って形成された第１継手と、他方の鋼製矢板の長手方向に沿って形成された第２継手とが、互いに嵌合されて連結され、前記第１継手と前記第２継手との嵌合部に形成される空間に止水材又は止水剤が充填されている、鋼製矢板の継手構造であって、
前記空間に面する前記第１継手の表面及び前記空間に面する前記第２継手の表面の少なくとも一方に凹凸が形成されている、鋼製矢板の継手構造。

【請求項2】

前記凹凸は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に表面加工を施すことによって形成される、請求項１に記載の鋼製矢板の継手構造。

【請求項3】

前記凹凸は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に突起を設けることより形成される、請求項１に記載の鋼製矢板の継手構造。

【請求項4】

前記突起は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に不規則に形成される、請求項３に記載の鋼製矢板の継手構造。

【請求項5】

前記突起は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に長手方向に沿って形成される、請求項３に記載の鋼製矢板の継手構造。

【請求項6】

前記一方の鋼製矢板及び前記他方の鋼製矢板は鋼管矢板である、請求項１～５のいずれかに記載の鋼製矢板の継手構造。

【請求項7】

長手方向に沿って形成された継手を備える鋼製矢板であって、前記継手は他の前記鋼製矢板の前記継手と嵌合されて連結可能に構成され、前記継手と前記他の鋼製矢板の継手とを連結した際に前記継手の嵌合部に形成される空間に面する該継手の表面に凹凸が形成されている、鋼製矢板。

【請求項8】

前記鋼製矢板は鋼管矢板である、請求項７に記載の鋼製矢板。

【請求項9】

請求項１～６のいずれかに記載の鋼製矢板の継手構造を用いて、一方の鋼製矢板と他方の鋼製矢板とを接合する、鋼製矢板の接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管矢板等の鋼製矢板には継手が設けられ、隣接する他の鋼製矢板の継手と互いに嵌合されることで連結される。このような継手の例として、図６（ａ）～図６（ｃ）に示すように、Ｐ－Ｐ型継手、Ｃ－Ｔ型継手、Ｌ－Ｔ型継手等があり、鋼製矢板の用途に合わせて選択、使用されている。鋼製矢板８Ａ～８Ｃの継手８０Ａ～８０Ｃと、鋼製矢板９Ａ～９Ｃの継手９０Ａ～９０Ｃとの嵌合部に形成される空間には、グラウトジャケット、止水モルタル、パイルセイバー（木粉等をメッシュ袋又は段ボールに充填したもの）等の止水材３が挿入されることで、継手の嵌合部の止水を図ることが行われている。

【0003】

ここで、図７に示すように、鋼製矢板８Ａ（又は８Ｂ、８Ｃ）の継手８０Ａ（又は８０Ｂ、８０Ｃ）と、鋼製矢板９Ａ（又は９Ｂ、９Ｃ）の継手９０Ａ（又は９０Ｂ、９０Ｃ）との嵌合部の内面と止水材３との間には水みちが生じ、この水みちに沿って水が流れることによって止水性が損なわれることがある。

【0004】

そこで、例えば特許文献１では、継手の嵌合部に形成される空間に予め止水用充填材としてアスファルトを主成分とする粘弾性材料が充填された鋼製矢板を用い、この鋼製矢板を振動又は衝撃を与えながら挿入することにより、水みちの発生を抑制する方法が提案されている。

【0005】

また、特許文献２では、継手の嵌合部に形成される空間に、自己修復が可能なベントナイト系無機止水材料を充填することで、鋼製矢板に変位が生じたときにも水みちの発生を抑制して止水性の維持を図る方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３－２７８１４９号公報

【特許文献2】特開２００９－１３８４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

これら特許文献１および特許文献２に開示される方法は、止水材に粘弾性材料やベントナイト系無機止水材料を用いることにより、鋼製矢板の継手の嵌合部の内面と止水材との間に形成される水みちの発生を抑制して、外部からの水の侵入を抑えるものである。

【0008】

このように、従来提案されている方法では、止水材（剤）に特殊な材料を使用したり、継手の形状を複雑にしたりして、継手の嵌合部の止水性を高めている。よって、施工条件に応じて止水材（剤）の種類や継手の形状を選択して止水性能を適宜調整できるが、施工性が低下したり費用が高くなったりして、必ずしも一般的に広く適用できる技術ではなかった。

【0009】

そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、止水材（剤）に特殊な材料を使用したり、継手の形状を複雑にしたりすることなく水みちの流路長を長くして、継手の嵌合部の止水性の向上を図ることのできる本発明に思い至った。

【0010】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、止水材（剤）に特殊な材料を使用したり、継手の形状を複雑にしたりすることなく、簡単な構成で容易に止水性を向上でき、広く一般的に適用可能な鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 一方の鋼製矢板の長手方向に沿って形成された第１継手と、他方の鋼製矢板の長手方向に沿って形成された第２継手とが、互いに嵌合されて連結され、前記第１継手と前記第２継手との嵌合部に形成される空間に止水材又は止水剤が充填されている、鋼製矢板の継手構造であって、前記空間に面する前記第１継手の表面及び前記空間に面する前記第２継手の表面の少なくとも一方に凹凸が形成されている、鋼製矢板の継手構造。
［２］ 前記凹凸は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に表面加工を施すことによって形成される、［１］に記載の鋼製矢板の継手構造。
［３］ 前記凹凸は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に突起を設けることより形成される、［１］に記載の鋼製矢板の継手構造。
［４］ 前記突起は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に不規則に形成される、［３］に記載の鋼製矢板の継手構造。
［５］ 前記突起は、前記第１継手の表面及び前記第２継手の表面の少なくとも一方に長手方向に沿って形成される、［３］に記載の鋼製矢板の継手構造。
［６］ 前記一方の鋼製矢板及び前記他方の鋼製矢板は鋼管矢板である、［１］～［５］のいずれかに記載の鋼製矢板の継手構造。
［７］ 長手方向に沿って形成された継手を備える鋼製矢板であって、前記継手は他の前記鋼製矢板の前記継手と嵌合されて連結可能に構成され、前記継手と前記他の鋼製矢板の継手とを連結した際に前記継手の嵌合部に形成される空間に面する該継手の表面に凹凸が形成されている、鋼製矢板。
［８］ 前記鋼製矢板は鋼管矢板である、［７］に記載の鋼製矢板。
［９］ ［１］～［６］のいずれかに記載の鋼製矢板の継手構造を用いて、一方の鋼製矢板と他方の鋼製矢板とを接合する、鋼製矢板の接合方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法によれば、継手の表面と止水材（剤）との間に形成される水みちの流路長が長くなるので、止水材（剤）に特殊な材料を使用したり、継手の形状を複雑にしたりすることなく容易に止水性を向上できる。

【0013】

具体的には、嵌合部に形成される空間に面する継手の表面に凹凸が形成されているので、継手の内面の表面積が増加し、嵌合部に形成される空間に充填されるグラウトジャケット等の止水材（剤）が凹凸に食い込んで密着性が高まる。また、継手の表面積が増加するため、この表面に発生する錆の量も増加して、嵌合部に形成される空間に充填される止水材（剤）との密着性がさらに高まり、継手の嵌合部の止水性が向上する。

【0014】

さらに、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法は、簡単な構成を有するため、広く一般的に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法の基本構成を示す断面図である。

【図2】図２（ａ）～図２（ｃ）は、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法の一例を示す断面図である。

【図3】図３は、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法の他の一例を示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法のさらに他の一例を示す断面図である。

【図5】図５（ａ）～図５（ｃ）は、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法のさらに他の一例の要部を示す斜視図である。

【図6】図６（ａ）～図６（ｃ）は、従来の鋼製矢板の継手構造の例を示す断面図である。

【図7】図７は、従来の鋼製矢板の継手構造に生じる水みちを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法の実施形態について、具体的に説明する。

【0017】

図１（ａ）及び図１（ｂ）に、本発明の第一実施形態の鋼製矢板の継手構造及び鋼製矢板の基本構成を模式的に示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ部の拡大図である。

【0018】

本実施形態の鋼製矢板の継手構造は、鋼管矢板（鋼製矢板）１、２を相互に接合するものであって、一方の鋼管矢板１の長手方向に沿って形成された第１継手１０と、他方の鋼管矢板２の長手方向に沿って形成された第２継手２０とが、互いに嵌合されて連結されている。一方の鋼管矢板１の第１継手１０と、他方の鋼管矢板２の第２継手２０との嵌合部に形成された空間には、後述するようにグラウトジャケット（止水材又は止水剤）が充填されている。なお、本発明において、「篏合部に形成された空間」とは、必ずしも閉じた空間である必要はなく、第１継手１０と第２継手２０との間に生じた隙間なども含む。

【0019】

本実施形態の鋼製矢板の継手構造は、止水材（剤）に特殊な材料を使用したり、継手の形状を複雑にしたりすることなく、鋼製矢板の継手の嵌合部の表面とグラウトジャケットとの間に形成される水みちの流路長を長くして、外部からの水の侵入を抑え、止水性の向上を図るように構成されている。

【0020】

具体的には、図１（ｂ）に示すように、第１継手１０の表面及び第２継手２０の表面のうち、第１継手１０と第２継手２０との嵌合部に形成される空間に面する部分に、ショットブラスト、ウォータージェット等、その他の研削によって表面加工が施されることにより、凹凸３０が形成されている。ここで、表面加工が施された後の第１継手１０及び第２継手２０が、必要な断面性能を満たすように、表面加工による切削量を制限する。

【0021】

第１継手１０の表面及び第２継手２０の表面に、表面加工によって凹凸３０を形成する範囲は、第１継手１０及び第２継手２０の相対位置のずれを考慮して、第１継手１０と第２継手２０との嵌合部に形成された空間に面する部分よりも多少広めにすることが好ましい。例えば、図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、第１継手１０及び第２継手２０がＰ－Ｐ型継手、Ｃ－Ｔ型継手、Ｌ－Ｔ型継手の場合は、鋼管矢板１Ａ～１Ｃの第１継手１０Ａ～１０Ｃの表面及び鋼管矢板２Ａ～２Ｃの第２継手２０Ａ～２０Ｃの表面に表面加工によって凹凸３０を形成する範囲を、これらの図に太線で示すような範囲とすると好ましい。

【0022】

また、表面加工によって形成される凹凸３０の表面粗さ（高さ）は、少なくとも製造時に許容される継手の表面粗さよりも大きいことが好ましく、例えば５００Ｒａ（０．５ｍｍ）以上であることが好ましい。なお、凹凸３０の表面粗さについては、例えば、日本産業規格ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３で規定される方法で測定される。

【0023】

このように、第１継手１０の表面及び第２継手２０の表面に表面加工が施されて凹凸３０が形成されることで、凹凸のない場合に比べて、継手の嵌合部に形成された空間に充填されるグラウトジャケットとの間に形成される水みちの流路長が長くなる。

【0024】

凹凸３０の凸部及び凹部は、要求される止水性能等に応じて、鋭角に形成したりアール加工を施したりして、種々の形状に加工して良い。

【0025】

例えば、図３に示すように、第１継手１０の表面及び第２継手２０の表面に形成される凹凸３０の凸部が鋭角に形成される場合は、グラウトジャケット３に食い込んで密着性が高まるので好ましい。そして、第１継手１０の表面及び第２継手２０の表面に凹凸３０が形成されることで、第１継手１０の表面及び第２継手２０の表面の表面積が増加するため、この表面に発生する錆４の量も増加して、グラウトジャケット３との密着性がさらに高まり、継手の嵌合部の止水性がさらに向上する。

【0026】

また、図４に示すように、第１継手１１の表面及び第２継手２１の表面に形成される凹凸３０の凹部に、アール加工３１が施される場合は、グラウトジャケット３がグラウトの注入圧により凹凸３０の凹部まで良く密着して、継手の嵌合部の止水性がさらに向上する。

【0027】

上述の鋼管矢板１、２の各々により、本実施形態の鋼製矢板が構成される。すなわち、上述の鋼管矢板１、２は、その長手方向に沿って形成された継手１０、２０を備える鋼製矢板であって、この継手１０、２０は他の鋼管矢板１、２の継手１０、２０と嵌合されて連結可能に構成され、継手１０、２０の表面に凹凸３０が形成されることにより構成されている。

【0028】

また、本実施形態の鋼製矢板の接合方法は、上述の鋼製矢板の継手構造を用いて、一方の鋼管矢板１と他方の鋼管矢板２とを接合することによって実現される。

【0029】

図５（ａ）～図５（ｃ）に、本発明の第二実施形態～第四実施形態の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法の要部をそれぞれ示す。

【0030】

図５（ａ）に示すように、第二実施形態の鋼製矢板の継手構造では、第１継手１２の表面及び第２継手２２の表面に形成される凹凸は、第１継手１２の表面及び第２継手２２の表面に、長手方向に沿ってスリット状の切込み３２を入れることにより形成されている。

【0031】

また、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第三実施形態及び第四実施形態の鋼製矢板の継手構造では、第１継手１３、１４の表面及び第２継手２３、２４の表面に形成される凹凸は、第１継手１３、１４の表面及び第２継手２３、２４の表面に突起３３、３４を設けることにより形成されている。第三実施形態では、第１継手１３の表面及び第２継手２３の表面に不規則に突起３３が溶接されている。第四実施形態では、第１継手１４の表面及び第２継手２４の表面に、長手方向に沿って丸鋼などの棒鋼３４を溶接することにより、突起が設けられている。

【0032】

このように、第１継手１２、１３、１４の表面及び第２継手２２、２３、２４の表面に、その長手方向に沿ってスリット状の切込み３２を設けたり、不規則に突起３３を設けたり、長手方向に沿って突起３４を設けたりすることにより、凹凸が形成される場合も、凹凸の凸部がグラウトジャケット３に食い込んで、継手の嵌合部の止水性が高められる。

【0033】

上記各実施形態では、鋼管矢板を例に挙げて説明したが、本発明の鋼製矢板の継手構造、鋼製矢板、及び鋼製矢板の接合方法は、Ｚ型鋼矢板やハット型鋼矢板等の他の鋼製矢板の継手にも適用可能である。

【0034】

また、上記各実施形態では、第１継手１０（１０Ａ～１０Ｃ）、１１～１４の表面と第２継手２０（２０Ａ～２０Ｃ）、２１～２４の表面の双方に凹凸３０が形成されていた。しかし、第１継手の表面及び第２継手の表面の少なくとも一方に凹凸が形成されていれば、第１継手の表面及び第２継手の表面に凹凸が形成されていない構成と比較して継手の篏合部の止水性を高めることが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１（１Ａ～１Ｃ） 一方の鋼管矢板（一方の鋼製矢板）
２（２Ａ～２Ｃ） 他方の鋼管矢板（一方の鋼製矢板）
３ グラウトジャケット（止水材又は止水剤）
４ 錆
１０（１０Ａ～１０Ｃ）、１１～１４ 第１継手
２０（２０Ａ～２０Ｃ）、２１～２４ 第２継手
３０ 凹凸
３１ アール加工
３２ 切込み（凹凸）
３３、３４ 突起（凹凸）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】