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(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】P2023142066
(43)【公開日】2023-10-05
(54)【発明の名称】壁体構築用芯材及び構築方法
(51)【国際特許分類】
E02D 5/20 20060101AFI20230928BHJP
E21D 5/11 20060101ALI20230928BHJP
【ＦＩ】
E02D5/20 102
E21D5/11
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022048743
(22)【出願日】2022-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002174
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122781
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 寛
(74)【代理人】
【識別番号】100182006
【弁理士】
【氏名又は名称】湯本 譲司
(72)【発明者】
【氏名】平井 健太
(72)【発明者】
【氏名】坂本 博明
【テーマコード（参考）】
2D049
【Ｆターム（参考）】
2D049FA07
2D049GA15
2D049GB01
2D049GD03
2D049GE01
(57)【要約】
【課題】建て込みを効率よく行うことができる壁体構築用芯材及び構築方法を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る壁体構築用芯材は、孔壁に充填されたセメント系材料が硬化する前にセメント系材料に建て込まれる壁体構築用芯材である。壁体構築用芯材は、一方向に延在する鋼材部２０と、鋼材部２０の一端に接続された切削可能部１０と、鋼材部２０に取り付けられており鋼材部２０の少なくとも切削可能部１０とは反対側において一方向Ａ１に沿って延在する錘部３０と、を備える。
【選択図】図５
【解決手段】一実施形態に係る壁体構築用芯材は、孔壁に充填されたセメント系材料が硬化する前にセメント系材料に建て込まれる壁体構築用芯材である。壁体構築用芯材は、一方向に延在する鋼材部２０と、鋼材部２０の一端に接続された切削可能部１０と、鋼材部２０に取り付けられており鋼材部２０の少なくとも切削可能部１０とは反対側において一方向Ａ１に沿って延在する錘部３０と、を備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
孔壁に充填されたセメント系材料が硬化する前に前記セメント系材料に建て込まれる壁体構築用芯材であって、
一方向に延在する鋼材部と、
前記鋼材部の一端に接続された切削可能部と、
前記鋼材部に取り付けられており前記鋼材部の少なくとも前記切削可能部とは反対側において前記一方向に沿って延在する錘部と、
を備える、
壁体構築用芯材。
一方向に延在する鋼材部と、
前記鋼材部の一端に接続された切削可能部と、
前記鋼材部に取り付けられており前記鋼材部の少なくとも前記切削可能部とは反対側において前記一方向に沿って延在する錘部と、
を備える、
壁体構築用芯材。
【請求項2】
前記鋼材部は、前記一方向に沿って延在する側面を有し、
前記錘部は、前記側面に沿うように前記側面に固定される鋼製の板状部材である、
請求項１に記載の壁体構築用芯材。
前記錘部は、前記側面に沿うように前記側面に固定される鋼製の板状部材である、
請求項１に記載の壁体構築用芯材。
【請求項3】
壁体構築用芯材の構築方法であって、
前記壁体構築用芯材は、一方向に延在する鋼材部、及び前記鋼材部の一端に接続された切削可能部を有し、
掘削によって孔壁を形成する工程と、
前記孔壁にセメント系材料を充填する工程と、
前記鋼材部に錘部を取り付ける工程と、
前記セメント系材料が硬化する前に、前記切削可能部に対して前記鋼材部を下方に向けた状態で前記セメント系材料に前記壁体構築用芯材を建て込む工程と、
を備える、
構築方法。
前記壁体構築用芯材は、一方向に延在する鋼材部、及び前記鋼材部の一端に接続された切削可能部を有し、
掘削によって孔壁を形成する工程と、
前記孔壁にセメント系材料を充填する工程と、
前記鋼材部に錘部を取り付ける工程と、
前記セメント系材料が硬化する前に、前記切削可能部に対して前記鋼材部を下方に向けた状態で前記セメント系材料に前記壁体構築用芯材を建て込む工程と、
を備える、
構築方法。
【請求項4】
前記孔壁を形成する工程では、前記壁体の面内方向に沿って掘削機を移動させながら前記掘削機によって掘削を行い、前記面内方向に沿って連続的に延びる孔壁を形成する、
請求項３に記載の構築方法。
請求項３に記載の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、孔壁に充填されたセメント系材料に建て込まれる壁体構築用芯材及び構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許第５１３３４５０号公報には、地中連続体造成方法が記載されている。地中連続体造成方法では、地中連続体造成装置を用いて地中に壁体を構築する。この地中連続体造成方法では、地中連続体造成装置の回転式カッターを地中に挿入する。そして、回転式カッターを回転させて地盤を切削しながら水平方向に連続した溝を形成する。このとき、溝が形成される地盤に掘削液を注入して回転式カッターで撹拌混合し、複数の芯材を溝の内部に立て込んで地中連続体を構築する。
【0003】
特許第３６５９８２６号公報には、ＴＲＤ工法（ソイルセメント地中連続壁工法）が記載されている。ＴＲＤ工法では、地表を移動可能であってチェーンソー型カッター及びカッターポストを備えたベースマシンが用いられる。チェーンソー型カッターはカッターポストを回転させながら地盤に押圧することにトレンチ（溝）を形成する。このとき、カッターポストの下端に設けられた地盤注入材吐出口から掘削用泥水を吐出してトレンチの掘削を補助し、更に、地盤固化液を吐出して掘削土との混合撹拌を行ってソイルセメント壁を構築する。
【0004】
特許第５５１３１８２号公報には、段階式固化施工法が記載されている。段階式固化施工法では、ＴＲＤ掘削装置が用いられる。ＴＲＤ掘削装置は掘削を行って溝を形成し、溝には固化液が供給される。固化液が固化する前に、Ｈ鋼を含む鋼材等の芯材が固化液中に建て込まれる。
【0005】
特開２００４－３６０２４１号公報には、鋼製地中連続壁の構築工法が記載されている。この構築工法では、地盤に水平方向に延びる溝が掘削によって形成され、当該溝にソイルセメントからなる地盤改良体が充填される。そして、鋼材からなる鋼製地中連続壁エレメントが地盤改良体に挿入されて鋼製地中連続壁が構築される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第５１３３４５０号公報
【特許文献2】特許第３６５９８２６号公報
【特許文献3】特許第５５１３１８２号公報
【特許文献4】特開２００４－３６０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前述した各工法では、地盤改良体等のセメント系材料が硬化する前に鋼材等の芯材が挿入される。ところで、芯材の中には、シールド機で直接削ることが可能な切削可能部を備えたものが知られている。この種の芯材は、シールド機のカッタービットで直接切削することが可能であるため、切削時におけるカッタービットの摩耗が抑制される。
【0008】
しかしながら、芯材の切削可能部は、鋼材と比較して比重が小さいため、セメント系材料に挿入したときに効率よく建て込めないということが起こりうる。すなわち、セメント系材料に芯材を挿入したときに、当該芯材が浮力によって横移動することがあるので、建て込みの効率化の点において改善の余地がある。
【0009】
本開示は、建て込みを効率よく行うことができる壁体構築用芯材及び構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示に係る壁体構築用芯材は、孔壁に充填されたセメント系材料が硬化する前にセメント系材料に建て込まれる壁体構築用芯材である。壁体構築用芯材は、一方向に延在する鋼材部と、鋼材部の一端に接続された切削可能部と、鋼材部に取り付けられており鋼材部の少なくとも切削可能部とは反対側において一方向に沿って延在する錘部と、を備える。
【0011】
この壁体構築用芯材は、一方向に延在する鋼材部と、鋼材部の一端に接続された切削可能部とを有する。従って、硬化する前のセメント系材料に壁体構築用芯材を建て込んだ後に、シールドマシンによって壁体構築用芯材の切削可能部を切削することが可能である。また、壁体構築用芯材は鋼材部に取り付けられている錘部を備え、錘部は鋼材部の少なくとも切削可能部とは反対側に設けられる。従って、切削可能部に対して鋼材部を下方に向けて壁体構築用芯材を建て込むときに鋼材部の少なくとも下側に錘部が位置するので、セメント系材料に壁体構築用芯材を挿入したときにおける浮力の影響を低減させることができる。すなわち、錘部が鋼材部の少なくとも下側に設けられた状態で建て込みが行われるので、壁体構築用芯材の全体的な比重を大きくして浮力による壁体構築用芯材の横移動を抑制できる。更に、錘部は鋼材部において一方向に沿って延在するように取り付けられる。従って、壁体構築用芯材を一方向に沿ってセメント系材料に挿入するときに、錘部による挿入抵抗を低減できる。その結果、壁体構築用芯材の建て込みを一層効率よく行うことができる。
【0012】
鋼材部は、一方向に沿って延在する側面を有し、錘部は、当該側面に沿うように当該側面に固定される鋼製の板状部材であってもよい。この場合、一方向に沿って延在する鋼材部の側面に沿うように鋼製の板状部材が錘部として取り付けられるので、セメント系材料への壁体構築用芯材の挿入時における錘部の挿入抵抗をより低減できる。従って、壁体構築用芯材の建て込みを更に効率よく行うことができる。
【0013】
本開示に係る壁体構築用芯材の構築方法では、壁体構築用芯材が、一方向に延在する鋼材部、及び鋼材部の一端に接続された切削可能部を有する。壁体構築用芯材の構築方法は、掘削によって孔壁を形成する工程と、孔壁にセメント系材料を充填する工程と、鋼材部に錘部を取り付ける工程と、セメント系材料が硬化する前に、切削可能部に対して鋼材部を下方に向けた状態でセメント系材料に壁体構築用芯材を建て込む工程と、を備える。
【0014】
この壁体構築用芯材の構築方法では、一方向に延在する鋼材部と、鋼材部の一端に接続された切削可能部とを有する壁体構築用芯材が用いられる。よって、セメント系材料に壁体構築用芯材を建て込んだ後に、壁体構築用芯材の切削可能部をシールドマシンによって切削することができる。この構築方法では、鋼材部に錘部が取り付けられる。従って、切削可能部に対して鋼材部を下方に向けて壁体構築用心材を建て込むときに壁体構築用芯材の下側に錘部が位置するので、セメント系材料に壁体構築用芯材を挿入したときにおける浮力の影響を低減させることができる。よって、錘部が鋼材部に取り付けられた状態で壁体構築用芯材の建て込みが行われるので、壁体構築用芯材の全体的な比重を大きくして浮力による壁体構築用芯材の横移動を抑制できる。従って、壁体構築用芯材の建て込みを一層効率よく行うことができる。
【0015】
孔壁を形成する工程では、壁体の面内方向に沿って掘削機を移動させながら掘削機によって掘削を行い、面内方向に沿って連続的に延びる孔壁を形成してもよい。この場合、ＴＲＤ工法によって掘削機を水平方向に移動させて地中に連続した壁を造成することが可能である。従って、水平方向への連続性が確保された地中壁を構築できる。また、ＴＲＤ工法では、水平方向に延びる連続的な孔壁が形成されるため、セメント系材料に壁体構築用芯材が挿入されたときに当該水平方向に壁体構築用芯材が移動する可能性がある。しかしながら、前述した壁体構築用芯材は鋼材部に錘部が取り付けられているので、壁体構築用芯材の当該水平方向への横移動を抑制することができる。その結果、ＴＲＤ工法によって孔壁が形成される場合でも壁体構築用芯材の横移動を抑制できるので、壁体構築用芯材の建て込みを更に効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、建て込みを効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態に係る壁体構築用芯材及び構築方法が適用される現場の例を示す図である。
【図5】本実施形態に係る壁体構築用芯材の鋼材部及び錘部を示す側面図である。
【図7】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本実施形態に係る構築方法の工程の例を模式的に示す図である。
【図8】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る構築方法の工程の例を模式的に示す図である。
【図10】実施例に係る壁体構築用芯材に対する実験結果を示すグラフである。
【図11】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、モーメントによる復元力計算から錘部の形状及び重量を算出する実施例について説明する図である。
【図12】実施例の結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下では、図面を参照しながら本開示に係る壁体構築用芯材及び構築方法の実施形態について説明する。図面の説明において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。
【0019】
図１は、本実施形態に係る壁体構築用芯材１及び構築方法が適用される例示的な現場Ａを示している。現場Ａでは、シールドトンネルＳが構築される。一例として、シールドトンネルＳを構築するシールドマシンは、発進立坑から発進して掘進を行い、回転立坑で回転する。一例として、現場Ａでは当該回転立坑が構築される。
【0020】
回転立坑が構築される現場Ａでは、例えば、ＴＲＤ工法によって複数の壁体構築用芯材１が建て込まれる。ＴＲＤ工法では、例えば、地中に挿入されたチェーンソー型のカッターポストがベースマシンに接続され、カッターポスト及びベースマシンが水平方向Ｄ１（横方向）に移動して、掘削による孔壁（溝）の形成と当該孔壁への固化液の注入を行う。そして、当該固化液と原位置土とが混合撹拌された後に、当該孔壁に壁体構築用芯材１が挿入されて地中壁が造成される。
【0021】
一例として、壁体構築用芯材１は、ＦＦＵ（Fiber reinforcedFoamed Urethane）を含む。ＦＦＵは、ガラス繊維に含浸されたウレタンが発泡及び熱膨張して得られた構造材である。すなわち、ＦＦＵは、熱硬化性樹脂発泡体（硬質ウレタン樹脂）がガラス長繊維によって強化された軽量耐食構造材である。ＦＦＵを含む壁体構築用芯材１は、ＳＥＷ（Shield Earth retaining Wall）とも称される。
【0022】
ＳＥＷである壁体構築用芯材１は、他の壁体構築用芯材と比較して、開口作業を削減できるので安全性を確保でき、経済性に優れている。更に、ＳＥＷである壁体構築用芯材１は、ＦＦＵが切削可能部として機能するため、切削を容易に行うことができ切削性の点においても優れている。
【0023】
しかしながら、ＳＥＷである壁体構築用芯材は、他の壁体構築用芯材（例えば鋼材）よりも比重が小さい。よって、ＳＥＷである壁体構築用芯材をセメント系材料に挿入して建て込みを行うときに、壁体構築用芯材が浮力の影響で横移動するという問題が生じうる。更に、地盤を掘削して孔壁を形成する掘削機の横移動に伴って壁体構築用芯材が移動するという問題も生じうる。
【0024】
特に、多くの壁体構築用芯材が水平方向Ｄ１に沿って建て込まれる現場Ａでは、上記の問題によって壁体構築用芯材の効率的な建て込みが難しいという現状がある。これに対し、本実施形態に係る壁体構築用芯材１及び構築方法では、これらの問題を解消することが可能である。
【0025】
例えば、壁体構築用芯材１は、鉛直方向Ｄ２に沿って並ぶ切削可能部１０及び鋼材部２０を有する。切削可能部１０は、シールドマシンによって切削可能とされている。例えば、切削可能部１０は、鋼材部２０の上方に設けられる。複数の壁体構築用芯材１の間において、切削可能部１０の長さ、及び鋼材部２０の長さは互いに異なっている。例えば、切削可能部１０の比重は、鋼材部２０の比重よりも小さい。
【0026】
図２（ａ）は、切削可能部１０を拡大した側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）とは異なる方向から見た切削可能部１０の側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、切削可能部１０は、一方向Ａ１に延在する棒状を呈する。壁体構築用芯材１は、切削可能部１０の一方向Ａ１が鉛直方向Ｄ２に一致した状態で建て込まれる。
【0027】
一例として、切削可能部１０は、一方向Ａ１の一端に位置する第１接続部１１と、第１切削可能部１２と、第２切削可能部１３と、第３切削可能部１４と、第２接続部１５と、第３接続部１６とを備える。第１接続部１１、第１切削可能部１２、第２切削可能部１３、第３切削可能部１４、第２接続部１５及び第３接続部１６は、この順で一方向Ａ１に沿って並んでいる。
【0028】
例えば、第１接続部１１は、切削可能部１０の上端に位置する部位である。第１接続部１１は、切削可能部１０の端部を構成する第１板部１１ｂと、第１切削可能部１２に接続される第２板部１１ｃとを有する。第１板部１１ｂは、第１切削可能部１２から離隔するに従って方向Ａ２への長さが短くなる三角形状を呈する。
【0029】
方向Ａ２は、一方向Ａ１に交差（一例として直交）する方向であり、例えば、切削可能部１０の幅方向である。例えば、第１板部１１ｂの第１切削可能部１２とは反対側の端部に位置する角部１１ｄは丸みを帯びている。また、第１板部１１ｂは、一方向Ａ１及び方向Ａ２の双方に交差する方向Ａ３に貫通する孔１１ｆを有する。
【0030】
図３（ａ）は、一方向Ａ１に直交する平面に沿って第２板部１１ｃ及び第１切削可能部１２を切断したときの断面を示す図（図２（ｂ）のＡ－Ａ線断面図）である。図２（ｂ）及び図３（ａ）に示されるように、方向Ａ３に沿って見た場合において、例えば、第２板部１１ｃは方向Ａ２に延びる長辺を有する長方形状を呈する。第２板部１１ｃは第１切削可能部１２の方向Ａ３の両側のそれぞれに設けられる。方向Ａ３に沿って並ぶ一対の第２板部１１ｃのそれぞれはボルト孔１１ｊを有する。
【0031】
一対の第２板部１１ｃのボルト孔１１ｊ、及び第１切削可能部１２を貫通したボルト１１ｇがナット１１ｈに締め付けられることによって一対の第２板部１１ｃが第１切削可能部１２に固定される。方向Ａ２に沿って複数のボルト１１ｇが並んでおり、一例としてボルト１１ｇの数は３である。
【0032】
図３（ｂ）は、一方向Ａ１に直交する平面に沿って第１切削可能部１２を切断したときの第１切削可能部１２の断面１２ｂ（図２（ｂ）のＢ－Ｂ線断面図）を示している。図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示されるように、例えば、第１切削可能部１２は、ＦＦＵによって構成されたＦＦＵ部材である。一例として、第１切削可能部１２はＦＦＵのみによって構成されている。例えば、第１切削可能部１２の比重は１．０以下である。
【0033】
断面１２ｂは、例えば、方向Ａ２に延びる長辺１２ｃ、及び方向Ａ３に延びる短辺１２ｄを有する長方形状を呈する。例えば、断面１２ｂの面積は、一方向Ａ１に直交する平面に沿って鋼材部２０を切断したときの鋼材部２０の断面の面積よりも大きい。一例として、長辺１２ｃの長さは７００ｍｍであり、短辺１２ｄの長さは２４０ｍｍである。
【0034】
図４（ａ）は、一方向Ａ１に直交する平面に沿って第２切削可能部１３を切断したときの第２切削可能部１３の断面図（図２（ｂ）のＣ－Ｃ線断面図）である。図２（ａ）、図２（ｂ）及び図４（ａ）に示されるように、第２切削可能部１３は、例えば、ＦＦＵのみによって構成された部位であるＦＦＵ部１３ｂと、ＦＦＵ部１３ｂの少なくとも一部を覆うシート部材１３ｃと、シート部材１３ｃをＦＦＵ部１３ｂに固定する固定部材１３ｄとを有する。
【0035】
例えば、ＦＦＵ部１３ｂは、第１切削可能部１２の一方向Ａ１の延長上に設けられる。シート部材１３ｃは、例えば、樹脂シートである。一例として、シート部材１３ｃは、ＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastic）シートである。この場合、シート部材１３ｃは、ガラス繊維がポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂によって固められた素材（ＧＦＲＰ）によって構成されている。一例として、シート部材１３ｃは、ＦＦＵ部１３ｂの方向Ａ３の両側のそれぞれに設けられる。
【0036】
固定部材１３ｄは、例えば、ＦＦＵ部１３ｂ及び一対のシート部材１３ｃを貫通するボルト１３ｆと、シート部材１３ｃにボルト１３ｆを締め付けるナット１３ｇとを有する。方向Ａ３に沿って見た場合において、第２切削可能部１３では、複数の固定部材１３ｄ（複数のボルト１３ｆ、及び複数のナット１３ｇ）が設けられる。第３切削可能部１４は、例えば、第１切削可能部１２と同様、ＦＦＵ部材である。一例として、第３切削可能部１４の構成は、第１切削可能部１２の構成と同一である。
【0037】
図４（ｂ）は、一方向Ａ１に直交する平面に沿って第２接続部１５を切断したときの第２接続部１５の断面図（図２（ｂ）のＤ－Ｄ線断面図）である。図２（ａ）、図２（ｂ）及び図４（ｂ）に示されるように、第２接続部１５は、ＦＦＵのみによって構成されたＦＦＵ部１５ｂと、ＦＦＵ部１５ｂの内部において一方向Ａ１及び方向Ａ２に延在する第１鋼板１５ｃと、ＦＦＵ部１５ｂの内部において第１鋼板１５ｃの方向Ａ３の両側のそれぞれに位置する第２鋼板１５ｄとを有する。例えば、第１鋼板１５ｃは、第２接続部１５の方向Ａ３の中央において方向Ａ２に延在している。第２鋼板１５ｄは、一方向Ａ１及び方向Ａ２に延在している。一例として、第１鋼板１５ｃの厚さは、第２鋼板１５ｄの厚さよりも厚い。
【0038】
第２接続部１５は、ＦＦＵ部１５ｂの方向Ａ３の両側のそれぞれに設けられる第３鋼板１５ｆと、ＦＦＵ部１５ｂの方向Ａ２の両側のそれぞれに設けられる第４鋼板１５ｇとを有する。第３鋼板１５ｆ、第２鋼板１５ｄ及び第１鋼板１５ｃのそれぞれには方向Ａ３に延びる貫通孔１５ｈが形成されており、貫通孔１５ｈにはボルト１５ｊが挿通されている。
【0039】
ボルト１５ｊはナット１５ｋによって第３鋼板１５ｆに締め付けられる。例えば、方向Ａ２に沿って、２個の貫通孔１５ｈ、２個のボルト１５ｊ、及び２個のナット１５ｋが設けられる。例えば、第１鋼板１５ｃは、方向Ａ２の両端のそれぞれにフランジ部１５ｍを有する。第４鋼板１５ｇは、フランジ部１５ｍ、第２鋼板１５ｄ及び第３鋼板１５ｆに載せられた状態において一方向Ａ１に延在している。
【0040】
第３接続部１６は、切削可能部１０の下端に位置する部位であり、鋼材部２０に接続される。第３接続部１６は、一例として、第２接続部１５に接続されると共に方向Ａ２に沿って並ぶ一対の第５鋼板１６ｂと、一対の第５鋼板１６ｂの間において一方向Ａ１及び方向Ａ２に延在する第６鋼板１６ｃとを有する。例えば、第３接続部１６は、一方向Ａ１に対して傾斜するように第６鋼板１６ｃから延在する一対のテーパ鋼板１６ｄを有する。一対のテーパ鋼板１６ｄは、第２接続部１５に向かうに従って互いに離隔する方向に傾斜している。
【0041】
以上、切削可能部１０が第１接続部１１、第１切削可能部１２、第２切削可能部１３、第３切削可能部１４、第２接続部１５及び第３接続部１６を備える例について説明した。しかしながら、切削可能部の構成は、前述した第１接続部１１、第１切削可能部１２、第２切削可能部１３、第３切削可能部１４、第２接続部１５及び第３接続部１６に限られず適宜変更可能である。
【0042】
図５は、切削可能部１０に接続される鋼材部２０を示す側面図である。図５に示されるように、鋼材部２０は一方向Ａ１に延在しており、切削可能部１０の第３接続部１６の延長上に設けられる。例えば、鋼材部２０は、切削可能部１０（第３接続部１６）に接続される接続部２１と、接続部２１から切削可能部１０とは反対側（図５では左側）に延在する鋼材本体部２２とを有する。
【0043】
接続部２１は、例えば、第３接続部１６及び鋼材本体部２２に当てられる複数のスプライスプレート２１ｂと、スプライスプレート２１ｂを第３接続部１６に締結する複数の第１ボルトナット２１ｃと、スプライスプレート２１ｂを鋼材本体部２２に締結する複数の第２ボルトナット２１ｄとを有する。
【0044】
例えば、鋼材本体部２２はＨ形鋼である。この場合、鋼材本体部２２は、一方向Ａ１及び方向Ａ３に延在すると共に方向Ａ２に沿って並ぶ一対のフランジ２２ｂと、一対のフランジ２２ｂを互いに接続すると共に一方向Ａ１及び方向Ａ２に延在するウェブ２２ｃとを有する。一対のフランジ２２ｂ及びウェブ２２ｃのそれぞれに切削可能部１０から延びるスプライスプレート２１ｂが当てられて複数の第２ボルトナット２１ｄによってスプライスプレート２１ｂが鋼材本体部２２に接合されることにより、切削可能部１０に鋼材部２０が連結される。
【0045】
図６は、切削可能部１０とは反対側から鋼材部２０を見た図である。図５及び図６に示されるように、鋼材部２０には錘部３０が取り付けられる。錘部３０は、鋼材部２０の少なくとも切削可能部１０とは反対側（図５では左側）において一方向Ａ１に沿って延在する。
【0046】
錘部３０の総重量は、例えば、２０００ｋｇ以上且つ３０００ｋｇ以下である。錘部３０の総重量が２０００ｋｇ以上であることにより、壁体構築用芯材１の横移動をより確実に抑制できる。錘部３０の総重量が３０００ｋｇ以下であることにより、錘部３０の総重量を重くなりすぎないようにできる。一例として、錘部３０の総重量は２５０６ｋｇである。しかしながら、錘部３０の総重量の値は特に限定されない。
【0047】
例えば、鋼材部２０は、一方向Ａ１に沿って延在する側面２２ｄを有する。一例として、側面２２ｄはウェブ２２ｃの表面であり、鋼材部２０の方向Ａ３の両側のそれぞれに設けられる。方向Ａ３に沿って並ぶ一対の側面２２ｄのそれぞれに錘部３０が取り付けられる。すなわち、ウェブ２２ｃの一方の側面２２ｄ及び他方の側面２２ｄのそれぞれに錘部３０が取り付けられる。このように、鋼材部２０には複数の錘部３０が取り付けられる。例えば、複数の錘部３０は一方向Ａ１に沿って並ぶように鋼材部２０に取り付けられる。図５の例では、一方向Ａ１に沿って４つの錘部３０が並んでいる。しかしながら、鋼材部２０に取り付けられる錘部３０の数は特に限定されない。
【0048】
壁体構築用芯材１は、錘部３０を鋼材部２０に締結する締結部材３１を備える。例えば、鋼材部２０は締結部材３１が通される貫通孔２３を有し、錘部３０は締結部材３１が通される貫通孔３２を有する。貫通孔２３及び貫通孔３２のそれぞれは、鋼材部２０（ウェブ２２ｃ）及び錘部３０のそれぞれを方向Ａ３に貫通している。
【0049】
例えば、錘部３０は、側面２２ｄに沿うように側面２２ｄに固定される板状部材である。一例として、錘部３０は、錘部３０の板厚方向が側面２２ｄ（ウェブ２２ｃ）の板厚方向に一致した状態で鋼材部２０に取り付けられる。例えば、錘部３０は一方向Ａ１に延びる長辺を有する長方形状を呈する。
【0050】
例えば、錘部３０は、壁体構築用芯材１の外側に露出する主面３０ｂと、主面３０ｂと交差する方向を向く一対の第１端面３０ｃと、主面３０ｂ及び第１端面３０ｃの双方と交差する方向を向く一対の第２端面３０ｄとを有する。一例として、主面３０ｂの面積は第１端面３０ｃの面積よりも大きく、第１端面３０ｃの面積は第２端面３０ｄの面積よりも大きい。
【0051】
例えば、錘部３０は、第１端面３０ｃが方向Ａ２を向くと共に第２端面３０ｄが一方向Ａ１を向く状態で鋼材部２０に取り付けられる。この場合、面積が最も小さい第２端面３０ｄが一方向Ａ１に向いた状態で錘部３０が鋼材部２０に取り付けられるので、一方向Ａ１に壁体構築用芯材１を挿入したときにおける錘部３０の挿入抵抗を一層低減できる。
【0052】
一例として。錘部３０は、板厚方向から錘部３０を見た場合における錘部３０の隅部のそれぞれに締結部材３１が接合される複数の貫通孔３２を有する。例えば、各貫通孔３２は、錘部３０の四隅のそれぞれに形成されている。例えば、締結部材３１は、貫通孔２３及び貫通孔３２に通されるボルト３１ｂと、貫通孔２３及び貫通孔３２に通されたボルト３１ｂを錘部３０に締結するナット３１ｃとを含む。壁体構築用芯材１は、例えば、複数の締結部材３１を備える。複数の締結部材３１は、一方向Ａ１に沿って並ぶと共に方向Ａ２に沿って並んでいる。
【0053】
次に、本実施形態に係る壁体構築用芯材の構築方法の例について、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照しながら説明する。以下では、ＴＲＤ工法によって地盤Ｇに壁体構築用芯材１を建て込んで壁体（地中壁）を構築する例について説明する。一例として、ＴＲＤ工法の３パス施工が行われてもよい。
【0054】
まず、図７（ａ）に示されるように、掘削機Ｘを用意する（掘削機を用意する工程）。なお、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）では掘削機Ｘ及び壁体構築用芯材１の図示を簡略化している。例えば、掘削機Ｘは、機器本体Ｘ１と、機器本体Ｘ１から鉛直下方に延びると共に鉛直方向Ｄ２に沿って循環移動するカッタービットＸ２と、地盤Ｇに固化液を注入する注入部Ｘ３とを有する。注入部Ｘ３はカッタービットＸ２の先端部（下端部）に設けられる。
【0055】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、掘削によって孔壁４１を形成する（孔壁を形成する工程）。具体例として、カッタービットＸ２が鉛直方向Ｄ２に沿うように地盤ＧにカッタービットＸ２を挿入する。そして、地盤Ｇに挿入したカッタービットＸ２を循環移動させることによって地盤Ｇの掘削及び排土を行うと共に、機器本体Ｘ１を水平方向Ｄ１（横方向）に移動させる。
【0056】
孔壁４１の形成と共に孔壁４１にセメント系材料４２を充填する（セメント系材料を充填する工程）。具体例として、前述した孔壁４１の形成と共に注入部Ｘ３から固化液（セメント系スラリー等）を孔壁４１に注入し、掘削した地盤Ｇ（原位置土）と共に固化液を混合撹拌して水平方向Ｄ１に連続したソイルセメント壁を構築する。
【0057】
一方、壁体構築用芯材１を用意する（壁体構築用芯材を用意する工程）。このとき、例えば前述した方法によって、鋼材部２０に錘部３０を取り付ける（錘部を取り付ける工程）。そして、図７（ｃ）に示されるように、セメント系材料４２が硬化する前に、切削可能部１０に対して鋼材部２０（錘部３０）を下方に向けた状態でセメント系材料４２に壁体構築用芯材１を建て込んでいく（壁体構築用芯材を建て込む工程）。
【0058】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、水平方向Ｄ１に沿って並ぶように複数の壁体構築用芯材１をセメント系材料４２に挿入して孔壁４１に建て込んでいく。そして、退避掘削及びラップ施工を行ってセメント系材料４２が硬化した後に壁体構築用芯材１の建て込みに関する一連の工程が完了する。
【0059】
次に、本実施形態に係る壁体構築用芯材１及び構築方法から得られる作用効果について説明する。図５及び図６に示されるように、本実施形態に係る壁体構築用芯材１及び構築方法は、一方向Ａ１に延在する鋼材部２０と、鋼材部２０の一端に接続された切削可能部１０とを有する。従って、硬化する前のセメント系材料４２に壁体構築用芯材１を建て込んだ後に、シールドマシンによって壁体構築用芯材１の切削可能部１０を切削することが可能である。
【0060】
また、壁体構築用芯材１は鋼材部２０に取り付けられている錘部３０を備え、錘部３０は鋼材部２０の少なくとも切削可能部１０とは反対側に設けられる。なお、錘部３０は鋼材部２０の略全面に設けられてもよい。従って、切削可能部１０に対して鋼材部２０を下方に向けて壁体構築用芯材１を建て込むときに鋼材部２０の少なくとも下側に錘部３０が位置するので、セメント系材料４２に壁体構築用芯材１を挿入したとおける浮力の影響を低減させることができる。本実施形態では、セメント系材料４２として、テーブルフロー値が現行より大きいもの（一例として２４０ｍｍ程度のもの）を用いることが可能である。
【0061】
すなわち、錘部３０が鋼材部２０の少なくとも下側に設けられた状態で建て込みが行われるので、壁体構築用芯材１の全体的な比重を大きくして浮力による壁体構築用芯材１の横移動を抑制できる。更に、錘部３０は鋼材部２０において一方向Ａ１に沿って延在するように取り付けられる。従って、壁体構築用芯材１を一方向Ａ１に沿ってセメント系材料４２に挿入するときに、錘部３０による挿入抵抗を低減できる。その結果、壁体構築用芯材１の建て込みを一層効率よく行うことができる。
【0062】
本実施形態では、鋼材部２０は、一方向Ａ１に沿って延在する側面２２ｄを有し、錘部３０は、側面２２ｄに沿うように側面２２ｄに固定される鋼製の板状部材である。よって、一方向Ａ１に沿って延在する鋼材部２０の側面２２ｄに沿うように鋼製の板状部材が錘部３０として取り付けられるので、セメント系材料４２への壁体構築用芯材１の挿入時における錘部３０の挿入抵抗をより低減できる。従って、壁体構築用芯材１の建て込みを更に効率よく行うことができる。
【0063】
本実施形態に係る構築方法では、図７（ａ）～図７（ｃ）に示されるように、孔壁４１を形成する工程において、壁体の面内方向に沿って掘削機Ｘを移動させながら掘削機Ｘによって掘削を行い、当該面内方向に沿って連続的に延びる孔壁４１を形成する。従って、ＴＲＤ工法によって掘削機Ｘを水平方向Ｄ１に移動させて地中に連続した壁を造成することが可能である。
【0064】
よって、水平方向Ｄ１への連続性が確保された地中壁を構築できる。また、ＴＲＤ工法では、水平方向Ｄ１に延びる連続的な孔壁４１が形成されるため、セメント系材料４２に壁体構築用芯材が挿入されたときに水平方向Ｄ１に壁体構築用芯材が移動する可能性がある。しかしながら、壁体構築用芯材１は鋼材部２０に錘部３０が取り付けられているので、壁体構築用芯材１の水平方向Ｄ１への横移動を抑制することができる。その結果、ＴＲＤ工法によって孔壁４１が形成される場合でも壁体構築用芯材１の横移動を抑制できるので、壁体構築用芯材１の建て込みを更に効率よく行うことができる。
【0065】
次に、変形例に係る壁体構築用芯材について図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照しながら説明する。図９（ａ）は、変形例に係る壁体構築用芯材の鋼材部５０を示す側面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）とは異なる方向から見た鋼材部５０の側面図である。変形例に係る壁体構築用芯材は、前述した鋼材部２０とは異なる鋼材部５０を備える。変形例に係る壁体構築用芯材の一部の構成は、前述した壁体構築用芯材１の一部の構成と同一である。よって、以下では、壁体構築用芯材１の構成と重複する部分については同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【0066】
鋼材部５０は、鋼材部２０と同様、接続部２１及び鋼材本体部２２を有し、鋼材本体部２２は一対のフランジ２２ｂ及びウェブ２２ｃを有する。鋼材部５０には、前述した錘部３０とは異なる錘部６０が取り付けられる。錘部６０は、鋼材部５０の切削可能部１０とは反対側において一方向Ａ１に沿って延在する。
【0067】
例えば、錘部６０は、方向Ａ３に沿って並ぶ複数の板状部材によって構成されている。錘部６０を構成する板状部材は、鋼材部５０に沿うように鋼材部５０に固定される。すなわち、錘部６０を構成する板状部材は、当該板状部材の板厚方向が鋼材部５０（ウェブ２２ｃ）の板厚方向に一致した状態で鋼材部５０に取り付けられる。
【0068】
一例として、複数の錘部６０は、２つの第１板状部材６１、２つの第２板状部材６２、２つの第３板状部材６３、及び２つの第４板状部材６４を含む。第４板状部材６４は、鋼材部５０の側面（ウェブ２２ｃの表面）に取り付けられる。第３板状部材６３は第４板状部材６４から見て鋼材部５０とは反対側に取り付けられ、第２板状部材６２は第３板状部材６３から見て第４板状部材６４とは反対側に取り付けられる。そして、第１板状部材６１は、第２板状部材６２から見て第３板状部材６３とは反対側に取り付けられる。
【0069】
変形例に係る壁体構築用芯材は、錘部６０を鋼材部５０に締結する締結部材６５を備える。第１板状部材６１、第２板状部材６２、第３板状部材６３、第４板状部材６４及び鋼材部５０（ウェブ２２ｃ）のそれぞれは、締結部材６５が通される貫通孔を有する。締結部材６５は、前述した締結部材３１と同様、ボルト及びナットを有し、上記の貫通孔に通された締結部材６５のボルトがナットによって錘部６０に締結される。これにより、鋼材部５０に複数の錘部６０を固定させることが可能である。
【0070】
一例として、複数の錘部６０において、第１板状部材６１が方向Ａ３の最も外側に位置し、第２板状部材６２が方向Ａ３の２番目に外側に位置する。そして、複数の錘部６０において、第４板状部材６４が方向Ａ３の最も内側に位置し、第３板状部材６３が方向Ａ３の２番目に内側に位置する。すなわち、第４板状部材６４が鋼材部２０に接触し、第３板状部材６３が第４板状部材６４に接触している。そして、第２板状部材６２が第３板状部材６３に接触し、第１板状部材６１が第２板状部材６２に接触している。
【0071】
第１板状部材６１の一方向Ａ１への長さは第２板状部材６２の一方向Ａ１への長さよりも短く、第２板状部材６２の一方向Ａ１への長さは第３板状部材６３の一方向Ａ１への長さよりも短い。そして、第３板状部材６３の一方向Ａ１への長さは第４板状部材６４の一方向Ａ１への長さよりも短い。すなわち、一方向Ａ１への長さについては、第４板状部材６４が最も長く、第３板状部材６３が２番目に長く、第２板状部材６２が３番目に長く、第１板状部材６１が最も短い。
【0072】
例えば、第１板状部材６１、第２板状部材６２、第３板状部材６３及び第４板状部材６４の切削可能部１０側（図９（ａ）及び図９（ｂ）では右側）の端面は揃えられている。また、第１板状部材６１、第２板状部材６２、第３板状部材６３及び第４板状部材６４の切削可能部１０とは反対側（図９（ａ）及び図９（ｂ）では左側）の端面は、互いにずれている。
【0073】
第２板状部材６２の切削可能部１０とは反対側の端面は第１板状部材６１の切削可能部１０とは反対側の端面から突出しており、第３板状部材６３の切削可能部１０とは反対側の端面は第２板状部材６２の切削可能部１０とは反対側に端面から突出している。そして、第４板状部材６４の切削可能部１０とは反対側の端面は、第３板状部材６３の切削可能部１０とは反対側の端面から突出している。
【0074】
方向Ａ３の中央側に位置する第４板状部材６４が最も切削可能部１０とは反対側に突出しており、方向Ａ３の中央側から２番目に位置する第３板状部材６３が２番目に切削可能部１０とは反対側に突出している。そして、方向Ａ３の中央側から３番目に位置する第２板状部材６２が３番目に切削可能部１０とは反対側に突出している。従って、複数の錘部６０の全体としての太さは、切削可能部１０の反対側の端部から切削可能部１０に向かうに従って太くなっている。よって、一方向Ａ１に鋼材部５０を挿入したときにおける錘部６０の挿入抵抗を一層低減できる。
【0075】
（実施例）
続いて、本開示に係る壁体構築用芯材の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例の内容に限定されない。実施例では、壁体構築用芯材１の試験施工を行った。試験施工では、前述したように孔壁４１を掘削機Ｘによって形成し、孔壁４１にベントナイトを含む掘削液（第１混合液）と、セメントを含む造成液（第２混合液）を注入してセメント系材料４２とした。一方、壁体構築用芯材１に錘部３０及び計測管を取り付けてセメント系材料４２に対して建て込みを行い、そのときにおける壁体構築用芯材１の横移動の有無について測定を行った。
続いて、本開示に係る壁体構築用芯材の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例の内容に限定されない。実施例では、壁体構築用芯材１の試験施工を行った。試験施工では、前述したように孔壁４１を掘削機Ｘによって形成し、孔壁４１にベントナイトを含む掘削液（第１混合液）と、セメントを含む造成液（第２混合液）を注入してセメント系材料４２とした。一方、壁体構築用芯材１に錘部３０及び計測管を取り付けてセメント系材料４２に対して建て込みを行い、そのときにおける壁体構築用芯材１の横移動の有無について測定を行った。
【0076】
上記の測定の結果の例を図１０に示している。図１０は、壁体構築用芯材１の上端を固定した場合における壁体構築用芯材１の建て込み後の水平方向への移動量を示している。図１０のグラフの縦軸は地盤Ｇの深さを示しており、図１０のグラフの横軸は水平方向Ｄ１への変位を示している。図１０に示されるように、建込み完了時から退避横行開始までの間に壁体構築用芯材１の下端は－９５ｍｍから－１０７ｍｍまで移動した。そして、退避横行終了から引抜き開始前までの間に壁体構築用芯材１の下端は－９５ｍｍから－７２ｍｍまで移動した。以上のように、錘部３０が取り付けられた壁体構築用芯材１では壁体構築用芯材１の横移動を数ｃｍ程度に抑えられることが分かった。
【0077】
次に、錘部３０の形状及び重量を算出する方法の実施例について図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）及び図１２を参照しながら説明する。以下では、モーメントによる復元力計算で錘部の形状及び重量を算出する方法について説明する。具体的には、横移動したＦＦＵ芯材が元に戻ろうとする力（復元力）を算出し、この復元力について比較を行った。
【0078】
図１１（ａ）は錘部及びＦＦＵを有しないＨ鋼のみからなる一般部を示しており、図１１（ｂ）はＨ鋼及びＦＦＵを有するＳＥＷ壁部を示しており、図１１（ｃ）はＨ鋼、ＦＦＵ及び錘部を有するＳＥＷ壁部を示している。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、ＦＦＵはＨ鋼よりも比重が小さいため、ＳＥＷ壁部の重心ＧＢの位置は一般部の重心ＧＡよりも高くなる。図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示されるように、錘部がＨ鋼の下端に付けられる場合、重心ＧＣ及び浮心ＣＣの位置は、錘部がないＳＥＷ壁の重心ＧＢ及び浮心ＣＢよりも低くなる。
【0079】
復元力はソイルモルタル中における自重が浮心の位置に影響を及ぼすので、芯材が正規位置に戻ろうとする力を芯材上端部における回転モーメントＭＡ，ＭＢ，ＭＣとして評価した。ＭＡは一般部の回転モーメント、ＭＢは錘部を有しないＳＥＷ壁部の回転モーメント、ＭＣは錘部が付けられたＳＥＷ壁部の回転モーメント、をそれぞれ示す。ＭＡ，ＭＢ，ＭＣは以下の式によって算出される。
ＭＡ＝Ｌａ×Ｗｈ－Ｌａ'×Ｖｈ×ρｓ
ＭＢ＝Ｌｂ×（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４－ｗｗ）－Ｌｂ'×（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４－ｖｗ）×ρｓ
ＭＣ＝Ｌｃ×（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）－Ｌｃ'×（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）×ρｓ
上記の式において、ρｓはソイルセメントの密度であり、本実施例では１６５０ｋｇ／ｍ３（１．６５）とした。また、ｈはＨ鋼長（全長）、ｈ１はＨ鋼長（上部）、ｈ２はＦＦＵ長、ｈ３はＨ鋼長（下部）、ｈ４はＨ鋼長（錘部）、ＷｈはＨ鋼重量（全長）、Ｗ１はＨ鋼重量（上部）、Ｗ２はＦＦＵ重量、Ｗ３はＨ鋼重量（下部）、Ｗ４はＨ鋼重量（錘部）、ｗｗは錘部重量、ＶｈはＨ鋼体積（全長）、Ｖ１はＨ鋼体積（上部）、Ｖ２はＦＦＵ体積、Ｖ３はＨ鋼体積（下部）、Ｖ４はＨ鋼体積（錘部）、ｖｗは錘部体積、をそれぞれ示す。
ＭＡ＝Ｌａ×Ｗｈ－Ｌａ'×Ｖｈ×ρｓ
ＭＢ＝Ｌｂ×（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４－ｗｗ）－Ｌｂ'×（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４－ｖｗ）×ρｓ
ＭＣ＝Ｌｃ×（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）－Ｌｃ'×（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）×ρｓ
上記の式において、ρｓはソイルセメントの密度であり、本実施例では１６５０ｋｇ／ｍ３（１．６５）とした。また、ｈはＨ鋼長（全長）、ｈ１はＨ鋼長（上部）、ｈ２はＦＦＵ長、ｈ３はＨ鋼長（下部）、ｈ４はＨ鋼長（錘部）、ＷｈはＨ鋼重量（全長）、Ｗ１はＨ鋼重量（上部）、Ｗ２はＦＦＵ重量、Ｗ３はＨ鋼重量（下部）、Ｗ４はＨ鋼重量（錘部）、ｗｗは錘部重量、ＶｈはＨ鋼体積（全長）、Ｖ１はＨ鋼体積（上部）、Ｖ２はＦＦＵ体積、Ｖ３はＨ鋼体積（下部）、Ｖ４はＨ鋼体積（錘部）、ｖｗは錘部体積、をそれぞれ示す。
【0080】
また、一般部における芯材上端部から芯材重心までの距離をＬａ、錘部を有しないＳＥＷ壁における芯材上端部から芯材重心までの距離をＬｂ、錘部が付けられたＳＥＷ壁における芯材上端部から芯材重心までの距離をＬｃ、とすると、Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃは以下の式によって示される。
Ｌａ＝ｈ／２
Ｌｂ＝｛Ｗ１×ｈ１／２＋Ｗ２×（ｈ１＋ｈ２／２）＋（Ｗ３＋Ｗ４－ｗｗ）×（ｈ１＋ｈ２＋（ｈ３＋ｈ４）／２｝／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４－ｗｗ）
Ｌｃ＝｛Ｗ１×ｈ１／２＋Ｗ２×（ｈ１＋ｈ２／２）＋Ｗ３×（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３／２）＋Ｗ４（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４／２）｝／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）
Ｌａ＝ｈ／２
Ｌｂ＝｛Ｗ１×ｈ１／２＋Ｗ２×（ｈ１＋ｈ２／２）＋（Ｗ３＋Ｗ４－ｗｗ）×（ｈ１＋ｈ２＋（ｈ３＋ｈ４）／２｝／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４－ｗｗ）
Ｌｃ＝｛Ｗ１×ｈ１／２＋Ｗ２×（ｈ１＋ｈ２／２）＋Ｗ３×（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３／２）＋Ｗ４（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４／２）｝／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）
【0081】
また、一般部における芯材上端部から芯材浮心までの距離をＬａ'、錘部を有しないＳＥＷ壁における芯材上端部から芯材浮心までの距離をＬｂ'、錘部が付けられたＳＥＷ壁における芯材上端部から芯材浮心までの距離をＬｃ'、とすると、Ｌａ'、Ｌｂ'及びＬｃ'は以下の式によって示される。
Ｌａ'＝ｈ／２
Ｌｂ'＝｛Ｖ１×ρｓ×ｈ１／２＋Ｖ２×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２／２）＋（Ｖ３＋Ｖ４－ｖｗ）×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２＋（ｈ３＋ｈ４）／２）｝／（（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４－ｖｗ）×ρｓ）
Ｌｃ'＝｛Ｖ１×ρｓ×ｈ１／２＋Ｖ２×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２／２）＋Ｖ３×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３／２）＋Ｖ４×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４／２）｝／（（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）×ρｓ）
Ｌａ'＝ｈ／２
Ｌｂ'＝｛Ｖ１×ρｓ×ｈ１／２＋Ｖ２×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２／２）＋（Ｖ３＋Ｖ４－ｖｗ）×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２＋（ｈ３＋ｈ４）／２）｝／（（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４－ｖｗ）×ρｓ）
Ｌｃ'＝｛Ｖ１×ρｓ×ｈ１／２＋Ｖ２×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２／２）＋Ｖ３×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３／２）＋Ｖ４×ρｓ×（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４／２）｝／（（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）×ρｓ）
【0082】
また、Ｈ鋼及びＦＦＵの条件は以下とした。
Ｈ鋼の断面積ｓ＝０．０２３（ｍ２）、Ｈ鋼の重量ｗ＝１８２（ｋｇ／ｍ）、ＦＦＵの高さＨｆ＝０．７００（ｍ）、ＦＦＵの幅Ｂｆ＝０．２４０（ｍ）、ＦＦＵの密度ρｆ＝１０００ｋｇ／ｍ３（１．００）
Ｈ鋼の断面積ｓ＝０．０２３（ｍ２）、Ｈ鋼の重量ｗ＝１８２（ｋｇ／ｍ）、ＦＦＵの高さＨｆ＝０．７００（ｍ）、ＦＦＵの幅Ｂｆ＝０．２４０（ｍ）、ＦＦＵの密度ρｆ＝１０００ｋｇ／ｍ３（１．００）
【0083】
以上の条件より実施例１～７に対して復元力等を計算した結果を図１２に示す。図１２の実施例１～７では、錘条件、部材長、部材重量及び部材体積のそれぞれが互いに異なっている。図１２より、一般部より錘部が付けられたＳＥＷ壁の回転モーメントＭＣを高くしてＭＣ≧ＭＡを満たすためには、図１２の錘条件を満たす錘部をＨ鋼に付ける必要があることが分かった。
【0084】
以上、本開示に係る壁体構築用芯材及び構築方法の実施形態、変形例及び実施例について説明した。しかしながら、本開示は、前述した実施形態、変形例又は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨の範囲内において更に変形されたものであってもよい。すなわち、壁体構築用芯材の各部の構成、形状、大きさ、材料、数及び配置態様、並びに、構築方法の工程の内容及び順序は、上記の要旨の範囲内において適宜変更可能である。
【0085】
例えば、前述の実施形態では、鋼材部２０の鋼材本体部２２がＨ形鋼である例について説明した。しかしながら、鋼材部は、Ｈ形鋼以外の鋼材であってもよく、例えば、断面箱形の鋼材であってもよい。このように、鋼材部を構成する鋼材の種類は適宜変更可能である。
【0086】
例えば、前述の変形例では、複数の錘部６０が第１板状部材６１、第２板状部材６２、第３板状部材６３及び第４板状部材６４を含む例について説明した。しかしながら、錘部の板状部材の数は、１枚以上且つ３枚以下、又は５枚以上であってもよく適宜変更可能である。
【0087】
前述の実施形態では、ＴＲＤ工法によって複数の壁体構築用芯材１が建て込まれる例について説明した。しかしながら、壁体構築用芯材はＴＲＤ工法以外の工法によって建て込まれてもよい。例えば、壁体構築用芯材はＳＭＷ工法（ソイルミキシングウォール工法）によって建て込まれてもよく、本開示に係る壁体構築用芯材及び構築方法は種々の工法に適用可能である。前述の実施形態では、回転立坑が構築される現場Ａにおいて複数の壁体構築用芯材１が建て込まれる例について説明した。しかしながら、本開示に係る壁体構築用芯材及び構築方法は、前述した現場Ａに限られず、種々の現場に適用させることが可能である。
【符号の説明】
【0088】
１…壁体構築用芯材、１０…切削可能部、１１…第１接続部、１１ｂ…第１板部、１１ｃ…第２板部、１１ｄ…角部、１１ｆ…孔、１１ｇ…ボルト、１１ｈ…ナット、１１ｊ…ボルト孔、１２…第１切削可能部、１２ｂ…断面、１２ｃ…長辺、１２ｄ…短辺、１３…第２切削可能部、１３ｂ…ＦＦＵ部、１３ｃ…シート部材、１３ｄ…固定部材、１３ｆ…ボルト、１３ｇ…ナット、１４…第３切削可能部、１５…第２接続部、１５ｂ…ＦＦＵ部、１５ｃ…第１鋼板、１５ｄ…第２鋼板、１５ｆ…第３鋼板、１５ｇ…第４鋼板、１５ｈ…貫通孔、１５ｊ…ボルト、１５ｋ…ナット、１５ｍ…フランジ部、１６…第３接続部、１６ｂ…第５鋼板、１６ｃ…第６鋼板、１６ｄ…テーパ鋼板、２０…鋼材部、２１…接続部、２１ｂ…スプライスプレート、２１ｃ…第１ボルトナット、２１ｄ…第２ボルトナット、２２…鋼材本体部、２２ｂ…フランジ、２２ｃ…ウェブ、２２ｄ…側面、２３…貫通孔、３０…錘部、３０ｂ…主面、３０ｃ…第１端面、３０ｄ…第２端面、３１…締結部材、３１ｂ…ボルト、３１ｃ…ナット、３２…貫通孔、４１…孔壁、４２…セメント系材料、５０…鋼材部、６０…錘部、６１…第１板状部材、６２…第２板状部材、６３…第３板状部材、６４…第４板状部材、６５…締結部材、Ａ…現場、Ａ１…一方向、Ａ２…方向、Ａ３…方向、Ｄ１…水平方向、Ｄ２…鉛直方向、Ｇ…地盤、Ｓ…シールドトンネル、Ｘ…掘削機、Ｘ１…機器本体、Ｘ２…カッタービット、Ｘ３…注入部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】