特開 2024-144375 補強壁部材および壁構造体

(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】P2024144375

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】補強壁部材および壁構造体

(51)【国際特許分類】

   E02D 17/08 20060101AFI20241003BHJP

   E02D 29/045 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

E02D17/08 A

E02D17/08 C

E02D29/045 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024053793

(22)【出願日】2024-03-28

(31)【優先権主張番号】P 2023055244

(32)【優先日】2023-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006839

【氏名又は名称】日鉄建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004200

【氏名又は名称】弁理士法人山名国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤本 雄充

(72)【発明者】

【氏名】大高 範寛

【テーマコード（参考）】

2D044

2D147

【Ｆターム（参考）】

2D044AA16

2D147AA07

(57)【要約】

【課題】補強リングの代替品として、併用する壁形成部材（例えば、ライナープレート）と同等もしくはそれ以上の強度・耐力を備えた補強壁部材を用いることにより、施工上の課題を解消することはもとより、壁形成部材への荷重伝達性能（継手強度）を十分に確保でき、補強リングの代替品としての役割を十分に果たすことができる、補強壁部材及び壁構造体を提供する。
【解決手段】補強部材２と前記補強部材の上下方向に延びるように設けられる壁部材３とを壁状をなすように一体的に形成された補強壁部材１であって、前記補強壁部材１の上端縁および下端縁に沿って設けられた周方向フランジ３２と、前記壁部材３の周方向両端部に沿って設けられた軸方向フランジ３３とを備えている。前記補強部材２と前記壁部材３とが、左右方向に凹凸形状をなすように一体的に形成され、周方向に隣接する前記補強壁部材１同士が互いに嵌まり合って突き合わせ接合される構成もある。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

補強部材と前記補強部材の上下方向に延びるように設けられる壁部材とを壁状をなすように一体的に形成された補強壁部材であって、
前記補強壁部材の上端縁および下端縁に沿って設けられた周方向フランジと、前記壁部材の周方向両端部に沿って設けられた軸方向フランジとを備えていることを特徴とする、補強壁部材。

【請求項2】

前記補強部材と前記壁部材とが、左右方向に凹凸形状をなすように一体的に形成され、周方向に隣接する前記補強壁部材同士が互いに嵌まり合って突き合わせ接合される構成であることを特徴とする、請求項１に記載した補強壁部材。

【請求項3】

前記補強部材と前記壁部材とが、左右方向に凹凸形状をなすように一体的に形成され、周方向に隣接する前記補強壁部材同士が、継手ピースを介して突き合わせ接合される構成であることを特徴とする、請求項１に記載した補強壁部材。

【請求項4】

前記補強部材は、Ｈ形鋼、又は２本の溝形鋼をそのウエブ同士が背中合わせに一体化した鋼材であり、前記周方向に隣接する前記補強部材のフランジ同士及び／又はウエブ同士をボルト接合する構成であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載した補強壁部材。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかに記載の補強壁部材の前記周方向フランジと壁形成部材とを軸方向に接合して構築されることを特徴とする、壁構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、周方向及び軸方向に壁形成部材（例えば、ライナープレート）を接合して構築する壁構造体の技術分野に属し、さらに云えば、補強壁部材と併用することで補強される壁構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

前記した周方向及び軸方向に接合して壁構造体を構築する壁形成部材として、例えば、ライナープレートが挙げられる。
前記ライナープレートは、その強度を高めるため、ライナープレートの周方向フランジに沿って補強リングを取り付けて構築する場合がある。
前記補強リングは、一般に、使用するライナープレートと合致する曲率の平面視弧状に形成したＨ形鋼からなる複数の補強リング片を継手板を介し周方向にボルト接合することで閉断面に形成される。この施工方法はよく知られているところであるが、念のため以下に概要を本願の図２４に基づいて説明する。
（１）先ず、図２４Ａ～Ｃに段階的に示したように、補強リング片ａのフランジを地山側ｇと坑内側ｋとに配置して周方向に補強リング片ａ同士の端部を向かい合わせ、そのウエブｕを利用して上段のライナープレートＬＰの下面（周方向フランジ）にボルトｂで仮止めする。
（２）次に、図２４Ｄに示したように、坑内側の作業員の手作業により周方向に補強リング片ａ同士を継手板ｊを用いて互いに接合することによりライナープレートＬＰの横断面形状に合致する円形状、小判形状、又は矩形状等の閉断面の補強リングを完成させる。
（３）補強リングが完成した後は、図２４Ｅ、Ｆに段階的に示したように、前記仮止めしたボルトｂを一旦取り外し、補強リングのウエブｕの下面に次（下段）のライナープレートＬＰの上面（周方向フランジ）を当てがい、前記取り外したボルトｂで本止め（本締め）する。
（４）その後は、前記（１）～（３）の工程を下方に向かって順に繰り返し行い、もって、所要深さの壁構造体（立坑）を地山に構築する。

【0003】

上述したライナープレートの補強リングの施工方法については、従来、地山側フランジの接合作業は、作業員の目視で確認しづらく難渋すること、補強リング片を仮受けするために仮止めしたボルトを一旦取り外し、再度取り付けてボルトの本締め作業を行わなければならず煩わしいこと、補強リング片の接合作業の間は掘削深度が進まないこと、等の施工上の課題が指摘されており、近年、補強リング片を用いない技術、具体的には代替品として鋼製土留めパネルを用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１～４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１２７９５２号公報

【特許文献2】特開２０２２－１２７９６１号公報

【特許文献3】特開２０２２－１２７９８４号公報

【特許文献4】特開２０２２－１２９８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１～４に開示された発明は、前記補強リング（片）の代替品としてライナープレートよりも剛性の高いプランクプレートからなる鋼製土留めパネルをライナープレート（波付け鋼板）に適用（併用）することにより前記した施工上の課題は解消するものの、下記するような新たな課題があった。
すなわち、前記鋼製土留めパネルは、ライナープレートよりも剛性の高い鋼製土留めパネルではあるが、接合（ボルト接続）はライナープレートと同等のため、周方向に対する荷重伝達性能が低く、上下に接続されたライナープレートに応力が伝達してしまい、剛性の高い鋼製土留めパネルを使用しても補強リングのように補強効果が得られないどころか、ライナープレートに負担がかかる恐れがあった。

【0006】

したがって、本発明は、上述した背景技術の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、補強リング（片）の代替品として、併用する壁形成部材（例えば、ライナープレート）と同等もしくはそれ以上の強度・耐力を備えた補強壁部材を用いることにより、前記した施工上の課題を解消することはもとより、壁形成部材への荷重伝達性能（継手強度）を十分に確保でき、補強リングの代替品としての役割を十分に果たすことができる、補強壁部材および壁構造体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る補強壁部材は、補強部材と前記補強部材の上下方向に延びるように設けられる壁部材とを壁状をなすように一体的に形成された補強壁部材であって、
前記補強壁部材の上端縁および下端縁に沿って設けられた周方向フランジと、前記壁部材の周方向両端部に沿って設けられた軸方向フランジとを備えていることを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載した補強壁部材において、前記補強部材と前記壁部材とが、左右方向に凹凸形状をなすように一体的に形成され、周方向に隣接する前記補強壁部材同士が互いに嵌まり合って突き合わせ接合される構成であることを特徴とする。

【0009】

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載した補強壁部材において、前記補強部材と前記壁部材とが、左右方向に凹凸形状をなすように一体的に形成され、周方向に隣接する前記補強壁部材同士が、継手ピースを介して突き合わせ接合される構成であることを特徴とする。

【0010】

請求項４に記載された発明は、請求項１～３のいずれか１項に記載した補強壁部材において、前記補強部材は、Ｈ形鋼、又は２本の溝形鋼をそのウエブ同士が背中合わせに一体化した鋼材であり、前記周方向に隣接する前記補強部材のフランジ同士及び／又はウエブ同士をボルト接合する構成であることを特徴とする。

【0011】

請求項５に記載された発明に係る壁構造体は、請求項１～４のいずれかに記載の補強壁部材の前記周方向フランジと壁形成部材とを軸方向に接合して構築されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る補強壁部材によれば、以下の効果を奏する。
（Ａ）従来の補強リングを用いる場合の施工上の課題を解決することができる。すなわち、坑内側のみで接合作業を行うことができるので、作業員が目視で確認しづらく難渋する作業はなくなった。また、仮止めしたボルトを一旦取り外し、再度取り付けてボルトの本締め作業を行う必要もなくなった。さらには、接合作業の間も前記補強壁部材の高さ分だけ掘削深度を進めることができるようになった。
（Ｂ）従来の補強リング又は壁形成部材（例えば、ライナープレート）と同等もしくはそれ以上の強度・耐力を備えているので、壁形成部材への荷重伝達性能（継手強度）を十分に確保できる。よって、構造力学的観点からも補強リングの代替品としての役割を十分に果たすことができる。
したがって、本発明に係る補強壁部材を用いて構築した壁構造体は、壁形成部材（例えば、ライナープレート）と同等もしくはそれ以上の強度・耐力を備えた補強壁部材を用いることにより、前記した施工上の課題を解消することはもとより、壁形成部材への荷重伝達性能（継手強度）を十分に確保できる、構造力学的にも優れた壁構造体を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】Ａは、実施例１に係る補強壁部材を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ－Ｂ線端面図であり、Ｃは、ＡのＣ－Ｃ線端面図であり、Ｄは、ＡのＤ－Ｄ線端面図である。また、Ｅは、実施例１に係る補強壁部材のバリエーション図である。

【図2】Ａ、Ｂは、図１に係る補強壁部材を突き合わせ接合する工程を段階的に示した説明図である。

【図3】Ａは、図２ＢのＥ－Ｅ部分拡大図であり、Ｂは、ＡのＦ－Ｆ線矢視図である。

【図4】図２の工程を経て突き合わせ接合した補強壁部材の上下に壁形成部材（ライナープレート）を千鳥状配置に接続した状態を示す立面図である。

【図5】図４のＧ－Ｇ線矢視の接合部を示す概略図である。

【図6】実施例２に係る補強壁部材を示した正面図である。

【図7】Ａ、Ｂは、図６に係る補強壁部材を突き合わせ接合する工程を段階的に示した説明図である。

【図8】図７の工程を経て突き合わせ接合した補強壁部材の上下に壁形成部材（ライナープレート）を千鳥状配置に接続した状態を示す立面図である。

【図9】図８のＨ－Ｈ線矢視の接合部を示す概略図である。

【図10】実施例３に係る補強壁部材を示した正面図である。

【図11】Ａ、Ｂは、図１０に係る補強壁部材を突き合わせ接合する工程を段階的に示した説明図である。

【図12】図１１の工程を経て突き合わせ接合した補強壁部材の上下に壁形成部材（ライナープレート）を千鳥状配置に接続した状態を示す立面図である。

【図13】図１２のＩ－Ｉ線矢視の接合部 を示す概略図である。

【図14】Ａは、実施例４に係る補強壁部材を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ－Ｂ線端面図であり、Ｃは、ＡのＣ－Ｃ線端面図であり、Ｄは、ＡのＤ－Ｄ線端面図であり、Ｅは、ＡのＥ－Ｅ線端面図であり、Ｆは、ＡのＦ－Ｆ線端面図である。

【図15】Ａ、Ｂは、図１４に係る補強壁部材を突き合わせ接合する工程を段階的に示した説明図である。

【図16】図１５の工程を経て突き合わせ接合した補強壁部材の上下に壁形成部材（ライナープレート）を千鳥状配置に接続した状態を示す立面図である。

【図17】図１６のＪ－Ｊ線矢視の接合部を示す概略図である。

【図18】実施例５に係る補強壁部材を示した正面図である。

【図19】Ａ、Ｂは、図１８に係る補強壁部材を突き合わせ接合する工程を段階的に示した説明図である。

【図20】図１９の工程を経て突き合わせ接合した補強壁部材の上下に壁形成部材（ライナープレート）を千鳥状配置に接続した状態を示す立面図である。

【図21】図２０のｋ－ｋ線矢視の接合部を示す概略図である。

【図22】Ａは、実施例６に係る補強壁部材を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ－Ｂ線端面図であり、Ｃは、ＡのＣ－Ｃ線端面図であり、Ｄは、ＡのＤ－Ｄ線端面図である。

【図23】Ａは、実施例７に係る補強壁部材を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ－Ｂ線端面図であり、Ｃは、ＡのＣ－Ｃ線端面図であり、Ｄは、ＡのＤ－Ｄ線端面図である。

【図24】Ａ～Ｆは、従来技術に係る補強リングの施工方法を段階的に示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明に係る補強壁部材および壁構造体の実施例を図面に基づいて説明する。
なお、図示の便宜上、補強壁部材１（補強部材２、壁部材３）はストレートな鋼材としているが、実際には前記した従来の補強リング同様、使用する壁形成部材（例えば、ライナープレート）と合致する曲率の平面視弧状に形成されている場合が多いことを念のため特記しておく。

【実施例0015】

本発明に係る補強壁部材１は、図１～図５に示したように、補強部材２と前記補強部材２の上下方向に延びるように設けられる壁部材３とを壁状をなすように一体的に形成されている。また、前記補強壁部材１（壁部材３）の上端縁および下端縁に沿って設けられた周方向フランジ３２と、前記壁部材３の周方向両端部に沿って設けられた軸方向フランジ３３とを備えている。
本発明に係る壁構造体（例えば、立坑）は、その一部を図４、図５に示したように、前記補強壁部材１の周方向フランジ３２と壁形成部材（例えば、ライナープレート）９とを軸方向に接合して構築される。
ちなみに、図中の符号４は、スチフナー（補強リブ）を示し、符号２２ａ、３３ａはボルト通し孔を示し、符号３２ａは、ボルト通し孔の芯位置を示している。

【0016】

前記補強部材２は、本実施例では、ウエブ２１を横向きとし、フランジ２２を縦向きとするＨ形鋼２で実施されている。
前記補強部材２の上下方向に延びるように設けられる壁部材３は、本実施例では、縦寸が前記補強部材（Ｈ形鋼）２のフランジ２２よりも３倍程度長く、横寸が前記補強部材２と同等で、板厚は前記フランジ２２よりも薄い平鋼材３１を本体とし、その上下左右に前記した周方向フランジ３２、軸方向フランジ３３を溶接等の接合手段で一体化してなる鋼材が用いられている。
そして、図１等に示したように、前記壁部材３の平鋼材３１の上下方向の中央部に前記補強部材（Ｈ形鋼）２の一方のフランジ２２を当てがい、当該フランジ２２と前記平鋼材３１とを溶接等の接合手段で一体化することにより正面視矩形状の前記補強壁部材１が形成される。

【0017】

この実施例１に係る補強壁部材１の周方向に隣接する補強壁部材１との接合方法は、図２Ａ、Ｂ、図３Ａ、Ｂに示したように、互いに突き合わせた補強部材２（Ｈ形鋼２）同士の隣接するフランジ２２同士を、坑内側から継手板（添設板又はスプライスプレートとも言う。）８を介して（跨設して）、前記フランジ２２に設けたボルト通し孔２２ａにボルト６を通し、ナット７で締結して接合すると共に、互いに突き合わせた壁部材３の軸方向フランジ３３同士を、坑内側から共締めすることにより、周方向に隣接する補強壁部材１同士を突き合わせ接合する。この突き合わせ接合作業を周方向に繰り返し行い、もって所要サイズの閉断面構造を構築する。
その後は、図４、図５に示したように、従来技術と同様、補強壁部材１の上端縁又は下端縁に設けた周方向フランジ３２を利用して下方に向かって壁形成部材（図示例では、ライナープレート）９との接続作業について、（例えば千鳥状配置に）坑内側からボルト接続する工程を繰り返し行うことで所望形態の壁構造体を構築する。
本実施例では、隣接する補強部材２のフランジ２２同士を接合することで突き合わせ接合しているが、これに限定されず、構造設計に応じてウエブ２１同士を接合して実施してもよいし、フランジ２２同士およびウエブ２１同士の両方を接合して実施してもよい。

【0018】

なお、前記補強壁部材１と前記壁形成部材９とは、上下方向に交互に接続して実施してもよいし、前記補強壁部材１同士を、又は前記壁形成部材９同士を連設して実施してもよい等、構造設計に応じて適宜設計変更可能である。
また、前記補強壁部材１に設けるスチフナー４の位置、数量は図示例に限定されず、構造設計に応じて適宜設計変更可能であるし、また、スチフナー４を設けないで実施可能な場合もある。ボルト通し孔２２ａ、３３ａ、及び３２ａの位置、数量も構造設計に応じて適宜設計変更可能である。
さらに、前記壁部材３の構成も図示例に限定されず、図１Ｅに例示したように、縦寸、横寸、及び板厚が前記補強部材（Ｈ形鋼）２のフランジ２２と同等程度の平鋼材３１’を本体とし、対応する箇所に前記周方向フランジ３２と前記軸方向フランジ３３とを備えた壁部材３’を２つ用意し、前記補強部材２のフランジ２２の上端縁及び下端縁にそれぞれ一連に壁状をなすように配置し、溶接等の接合手段で一体化することにより前記補強壁部材１を形成して実施することもできる。
以下に説明する実施例についても同様の技術的思想とする。

【0019】

かくして上記実施例１に係る補強壁部材１および壁構造体によれば、以下の効果を奏する。
従来の補強リングを用いる場合の施工上の課題を解決することができる。すなわち、坑内側のみで接合作業を行うことができるので、作業員が目視で確認しづらく難渋する作業はなくなった。また、仮止めしたボルトを一旦取り外し、再度取り付けてボルトの本締め作業を行う必要もなくなった。さらには、接合作業の間も前記補強壁部材１の高さ分だけ掘削深度を進めることができようになった。
補強壁部材１は、補強部材（Ｈ形鋼）２と壁部材３との複合構造により従来の補強リング又は壁形成部材（例えば、ライナープレート）９と同等もしくはそれ以上の強度・耐力を備えているので、壁形成部材９への荷重伝達性能（継手強度）を十分に確保できる。よって、構造力学的観点からも補強リング（片）の代替品としての役割を十分に果たすことができる。
したがって、実施例１に係る補強壁部材１を用いて構築した壁構造体は、壁形成部材（ライナープレート）９と同等もしくはそれ以上の強度・耐力を備えた補強壁部材１を用いることにより、前記した施工上の課題を解消することはもとより、壁形成部材９への荷重伝達性能（継手強度）を十分に確保できる、構造力学的にも優れた壁構造体を実現することができる。

【実施例0020】

図６～図９は、実施例２に係る補強壁部材１を示している。
この実施例２に係る補強壁部材１は、上記実施例１に係る補強壁部材１と比し、前記補強部材２の位置を、前記壁部材３に対し、相対的に右方向（又は左方向）にずらした状態で溶接等の接合手段により、前記補強部材２と前記壁部材３とが左右方向に凹凸形状をなすように一体的に形成されている点が相違する。その他の構成は上記実施例１と同様なので同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

【0021】

すなわち、前記補強部材２について、ウエブ２１を横向きとし、フランジ２２を縦向きとするＨ形鋼２で実施されている点に変わりはない。
また、前記補強部材２の上下方向に延びるように設けられる壁部材３は、本実施例では、縦寸が前記補強部材（Ｈ形鋼）２のフランジ２２よりも３倍程度長く、横寸が前記補強部材２と同等で、板厚は前記フランジ２２よりも薄い平鋼材３１を本体とし、その上下左右に前記した周方向フランジ３２、軸方向フランジ３３を溶接等の接合手段で一体化してなる鋼材が用いられている点も変わりはない。

【0022】

この実施例２に係る補強壁部材１の周方向に隣接する補強壁部材１との接合方法は、上記実施例１と同様である。すなわち、図７Ａ、Ｂに示したように、互いに突き合わせた補強部材２（Ｈ形鋼２）同士の隣接するウエブ２１同士とフランジ２２同士とを、坑内側から継手板８を介して（跨設して）、前記フランジ２２に設けたボルト通し孔２２ａにボルト６を通し、ナット７で締結して接合すると共に、互いに突き合わせた壁部材３の軸方向フランジ３３同士を、坑内側から共締めすることにより、周方向に隣接する補強壁部材１同士を突き合わせ接合する。この突き合わせ接合作業を周方向に繰り返し行い、もって所要サイズの閉断面構造を構築する。
その後は、図８、図９に示したように、補強壁部材１の上端縁又は下端縁に設けた周方向フランジ３２を利用して下方に向かって壁形成部材（図示例では、ライナープレート）９との接続作業について、（例えば千鳥状配置に）坑内側からボルト接続する工程を繰り返し行うことで所望形態の壁構造体を構築する。
また、本実施例２では、隣接する補強部材２のフランジ２２同士を接合することで突き合わせ接合しているが、これに限定されず、構造設計に応じてウエブ２１同士を接合して実施してもよいし、フランジ２２同士およびウエブ２１同士の両方を接合して実施してもよい。

【0023】

かくして上記実施例２に係る補強壁部材１および壁構造体によれば、上記実施例１が奏する効果（上記段落［００１９］参照）に加え、上記実施例１と異なり前記補強壁部材１を構成する補強部材２同士の接合部位と壁部材３同士の接合部位とが左右にずれた構造を呈するので、上記実施例１と比し、接合強度・剛性の向上、ひいては壁形成部材９への荷重伝達性能（継手強度）をより向上させることができる。