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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】P2024085458
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】土留パネル及び土留構造物
(51)【国際特許分類】
E02D 17/04 20060101AFI20240620BHJP
E02D 17/08 20060101ALI20240620BHJP
【ＦＩ】
E02D17/04 E
E02D17/08 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022199921
(22)【出願日】2022-12-15
(71)【出願人】
【識別番号】000231110
【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001461
【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】大西 史記
(72)【発明者】
【氏名】若山 崇大
【テーマコード（参考）】
2D044
【Ｆターム（参考）】
2D044AA03
(57)【要約】
【課題】補強構造を有する土留パネルにおいて、裏込注入材の充填不良を抑制できる、土留パネル及び該土留パネルを用いた土留構造物を提供すること。
【解決手段】本発明に係る土留パネルは、地山を掘削して形成された壁面に沿って設置された土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、断面形状が波形の波付鋼板と、波形の山部及び谷部が並列する第１方向において波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、補強部材は、断面形状がＬ形に形成され、波付鋼板の一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、波付鋼板は、第２部分よりも壁面側に位置する。
【選択図】図４
【解決手段】本発明に係る土留パネルは、地山を掘削して形成された壁面に沿って設置された土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、断面形状が波形の波付鋼板と、波形の山部及び谷部が並列する第１方向において波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、補強部材は、断面形状がＬ形に形成され、波付鋼板の一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、波付鋼板は、第２部分よりも壁面側に位置する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地山を掘削して形成された壁面に沿って設置された土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、
断面形状が波形の波付鋼板と、
前記波形の山部及び谷部が並列する第１方向において前記波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、
前記補強部材は、
断面形状がＬ形に形成され、前記波付鋼板の前記一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記波付鋼板は、
前記第２部分よりも前記壁面側に位置する、土留パネル。
断面形状が波形の波付鋼板と、
前記波形の山部及び谷部が並列する第１方向において前記波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、
前記補強部材は、
断面形状がＬ形に形成され、前記波付鋼板の前記一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記波付鋼板は、
前記第２部分よりも前記壁面側に位置する、土留パネル。
【請求項2】
前記波付鋼板の他方の端部に接合された第２補強部材を更に備え、
前記第２補強部材は、
前記波付鋼板の前記他方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、
前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記第２補強部材の前記第２部分は、
前記波付鋼板よりも前記壁面側に位置する、請求項１に記載の土留パネル。
前記第２補強部材は、
前記波付鋼板の前記他方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、
前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記第２補強部材の前記第２部分は、
前記波付鋼板よりも前記壁面側に位置する、請求項１に記載の土留パネル。
【請求項3】
前記第２補強部材は、
山形鋼、溝形鋼、Ｈ形鋼、又は平板である、請求項２に記載の土留パネル。
山形鋼、溝形鋼、Ｈ形鋼、又は平板である、請求項２に記載の土留パネル。
【請求項4】
前記補強部材は、
貫通孔を有し、
前記第１部分の前記波付鋼板側にナットが接合されており、
前記ナットは、
前記貫通孔に対応して配置されている、請求項１又は２に記載の土留パネル。
貫通孔を有し、
前記第１部分の前記波付鋼板側にナットが接合されており、
前記ナットは、
前記貫通孔に対応して配置されている、請求項１又は２に記載の土留パネル。
【請求項5】
前記補強部材は、
貫通孔を有し、
前記貫通孔は、
雌ねじが形成されている、請求項１又は２に記載の土留パネル。
貫通孔を有し、
前記貫通孔は、
雌ねじが形成されている、請求項１又は２に記載の土留パネル。
【請求項6】
前記波付鋼板は、
前記第１方向の両端部に前記第１方向に垂直な面を有するフランジ部を備え、
前記フランジ部は、
先端が前記壁面とは反対方向を向いて配置されている、請求項１又は２に記載の土留パネル。
前記第１方向の両端部に前記第１方向に垂直な面を有するフランジ部を備え、
前記フランジ部は、
先端が前記壁面とは反対方向を向いて配置されている、請求項１又は２に記載の土留パネル。
【請求項7】
前記フランジ部は、
貫通孔を有し、
前記フランジ部の前記補強部材が接合されている面とは反対側の面に前記貫通孔に対応する位置にナットが接合されている、請求項６に記載の土留パネル。
貫通孔を有し、
前記フランジ部の前記補強部材が接合されている面とは反対側の面に前記貫通孔に対応する位置にナットが接合されている、請求項６に記載の土留パネル。
【請求項8】
複数の土留パネルを前記第１方向に連結して構築された土留構造物であって、
前記複数の土留パネルは、
請求項１～３の何れか１項に記載の土留パネルを含み、
前記土留パネルは、
前記一方の端部に固定された前記補強部材が重力方向において上側に配置された、土留構造物。
前記複数の土留パネルは、
請求項１～３の何れか１項に記載の土留パネルを含み、
前記土留パネルは、
前記一方の端部に固定された前記補強部材が重力方向において上側に配置された、土留構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、土留パネル及び土留パネルを用いた土留構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、地面を掘削して形成された掘削孔に波付鋼板からなる土留パネルを組み立てて構築された土留構造物が知られている。土留構造物は、掘削孔の壁面に沿って複数の波付鋼板を環状に配置して形成された構造体を、孔軸方向に積み重ねて構築される。
【0003】
土留構造物は、掘削孔の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きくなり、波付鋼板だけでは剛性が足りない場合がある。また、深度の深さにかかわらず、土質の条件等により、土圧が大きい場合もある。更に、孔軸方向の深度が深くなるにつれて、上方に配置された構造体の自重が下方に配置された構造体に作用する。このため、土留構造物では、剛性が足りない箇所において、上下に隣り合う波付鋼板の間に補強リングと呼ばれるＨ形鋼を挟み込み剛性を高めている。
【0004】
補強リングは、複数のＨ形鋼を、そのフランジ部が地山側と掘削側（掘削孔の内側）に向くように、掘削孔の周方向に沿って配置され、隣り合うＨ形鋼のフランジ部が継手板を介して接合されて構築される。継手板は、Ｈ形鋼における地山側のフランジ部と掘削側のフランジ部とにそれぞれ当てがわれて、隣り合うＨ形鋼のフランジ部にそれぞれボルト接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－０６６８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
Ｈ形鋼を補強リングとして使用した場合、Ｈ形鋼が土留パネルの孔軸方向の端部に連結され、Ｈ形鋼のフランジ部が土留パネルの孔軸方向の端部の地山側を覆う様に配置される。このとき、Ｈ形鋼のフランジ部と土留パネルとの間に空間が形成される。その空間は、孔軸を含む断面において、Ｈ形鋼のウェブ部、フランジ部及び土留パネルの端部に囲まれた袋状となっている。土留構造と地山との間には、裏込注入材として、例えばコンクリート又はモルタルが充填されるが、袋状の空間には十分に裏込注入材が行き渡らない場合がある。特に、裏込注入材は重力方向において下側から充填されていくため、重力方向において上側にある土留パネルの端部に設置されたＨ形鋼により形成される袋状の空間には、空気が滞留するなどにより充填不良が生ずる場合がある、という課題があった。
【0007】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、補強構造を有する土留パネルにおいて、裏込注入材の充填不良を抑制できる、土留パネル及び土留構造物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】
【0008】
本発明に係る土留パネルは、地山を掘削して形成された壁面に沿って設置された土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、断面形状が波形の波付鋼板と、前記波形の山部及び谷部が並列する第１方向において前記波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、前記補強部材は、断面形状がＬ形に形成され、前記波付鋼板の前記一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、前記波付鋼板は、前記第２部分よりも前記壁面側に位置するものである。
【0009】
本発明に係る土留構造物は、複数の土留パネルを前記第１方向に連結して構築された土留構造物であって、前記複数の土留パネルは、上記の土留パネルを含み、前記土留パネルは、前記一方の端部に固定された前記補強部材が重力方向において上側に配置されたものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明では、補強部材により波付鋼板の壁面側が覆われていないため、波付鋼板と壁面との間の裏込注入材の充填不良の発生を抑制しつつ強度の高い土留構造を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施の形態１に係る土留構造物２００の一例を模式的に示した斜視図である。
【図2】実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の一例を示した斜視図である。
【図3】実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の一例を示した縦断面図である。
【図4】実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した斜視図である。
【図5】実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した縦断面図である。
【図6】実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した斜視図である。
【図7】実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した縦断面図である。
【図8】比較例に係る土留構造物１２００の斜視図である。
【図9】実施の形態１に係る土留構造物２００の構築工法の一例を模式的に示した説明図である。
【図10】比較例に係る土留構造物１２００の断面構造の説明図である。
【図11】実施の形態１に係る土留パネル１０１の変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。また、本実施の形態では、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、上、下、左、右、縦、横等）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上の記載であり、装置、器具、あるいは部品等の配置、方向及び向きを限定するものではない。
【0013】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る土留構造物２００の一例を模式的に示した斜視図である。土留構造物２００は、例えば構造物の基礎や下水道等を構築するための立坑又は地中に構築される集水井等の土木構造物を構築する際に構築されるものである。土留構造物２００は、地面を掘削して形成された鉛直の掘削孔に、図１に示すような環状の構造体２０１を掘削孔の孔軸方向に沿って複数段に積み重ねて構築される。実施の形態１において、土留構造物２００は、平面視において矩形の管状に形成されているが、これに限定するものではない。土留構造物２００は、例えば、平面視において、円形、長円形、楕円形、矩形、又は馬蹄形に形成することができ、管状に限定されるものでもない。
図１は、実施の形態１に係る土留構造物２００の一例を模式的に示した斜視図である。土留構造物２００は、例えば構造物の基礎や下水道等を構築するための立坑又は地中に構築される集水井等の土木構造物を構築する際に構築されるものである。土留構造物２００は、地面を掘削して形成された鉛直の掘削孔に、図１に示すような環状の構造体２０１を掘削孔の孔軸方向に沿って複数段に積み重ねて構築される。実施の形態１において、土留構造物２００は、平面視において矩形の管状に形成されているが、これに限定するものではない。土留構造物２００は、例えば、平面視において、円形、長円形、楕円形、矩形、又は馬蹄形に形成することができ、管状に限定されるものでもない。
【0014】
（土留パネル１０１の基本形状）
図２は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の一例を示した斜視図である。図３は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の一例を示した縦断面図である。土留構造物２００を構成する各々の構造体２０１は、同じ断面形状を有する波付鋼板１を用いて構成された複数の土留パネル１０１を環状に配置して形成された構成とされている。土留パネル１０１Ａは、波形の山部１ａ及び谷部１ｂが長手方向Ｘに沿って延びるように形成された１枚の波付鋼板１と、波付鋼板１の長手方向Ｘとなる両端部に設けられた縦フランジ部２と、を備えている。
図２は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の一例を示した斜視図である。図３は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の一例を示した縦断面図である。土留構造物２００を構成する各々の構造体２０１は、同じ断面形状を有する波付鋼板１を用いて構成された複数の土留パネル１０１を環状に配置して形成された構成とされている。土留パネル１０１Ａは、波形の山部１ａ及び谷部１ｂが長手方向Ｘに沿って延びるように形成された１枚の波付鋼板１と、波付鋼板１の長手方向Ｘとなる両端部に設けられた縦フランジ部２と、を備えている。
【0015】
波付鋼板１は、波形断面が角波状となるように、圧延鋼板を角波状に屈曲成形した構成である。実施の形態１における角波状とは、一例として、角が丸められた台形波状である。波付鋼板１は、一例として、３つの山部１ａと２つの谷部１ｂとで構成されており、山部１ａと谷部１ｂとはＹ方向に並列されている。但し、山部１ａと谷部１ｂの個数は、図示した個数に限定されない。なお、図３におけるＹ方向を第１方向と称する場合がある。
【0016】
Ｚ方向に沿った視点において、山部１ａと谷部１ｂは、略平行となるように形成されている。図３に示す様に、波付鋼板１は、谷部１ｂの谷底が狭くなるように、山部１ａと谷部１ｂとを繋ぐウェブ１ｃを水平方向に対し若干傾斜させて形成されている。ウェブ１ｃを若干傾斜させることで、波付けのための塑性加工を行う際に、離型しやすくなり、製造が容易となる。また、波付鋼板１は、山部１ａと谷部１ｂとを繋ぐウェブ１ｃの傾斜角度を小さくすることで、山部１ａ及び谷部１ｂのＹ方向の幅が広くなり、面方向に曲げモーメントが負荷されたときの剛性が高くなる。波付鋼板１がＺ方向に曲げられたときの断面係数は、山部１ａと谷部１ｂの幅が広いほど大きくなるからである。波付鋼板１のウェブ１ｃの水平方向に対する傾斜角度は、０°以上、２０°以下に設定され、更に望ましくは、０°以上３°以下に設定される。
【0017】
波付鋼板１は、例えば厚さが２．７ｍｍ～７ｍｍ程度である。山部１ａと谷部１ｂの板厚は、ウェブ１ｃと同じ板厚で形成されているが、ウェブ１ｃよりも厚くしても良い。このように構成されることにより、中立軸から遠い山部１ａと谷部１ｂの断面積が大きくなり、波付鋼板１の断面係数をさらに高くすることができる。
【0018】
図２及び図３に示すように、波付鋼板１は、幅方向Ｙの両端部に、波形の両端縁を曲げて形成された横フランジ部１０を有している。横フランジ部１０は、断面形状において、Ｚ方向の山部１ａから谷部１ｂに向かって延びるように形成されており、土留構造物２００においては、掘削孔３０１の壁面３０３に対し反対方向を向いている。横フランジ部１０は、波形の山部１ａ及び谷部１ｂの並列方向に対してほぼ垂直に形成された平板状の部分である。横フランジ部１０には、掘削孔の孔軸方向に積み重ねた上下に隣り合う波付鋼板同士を連結するための連結孔１０ａが長手方向Ｘに沿って複数形成されている。上下に隣り合う波付鋼板１は、横フランジ部１０を突き合わせ、連結孔１０ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、上下に隣り合う波付鋼板１の横フランジ部１０を連結する手段は、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔１０ａの個数は、一例であって、これに限定されるものではない。
【0019】
縦フランジ部２は、波付鋼板１の長手方向Ｘの両端縁にプレートを溶接して設けられた構成である。縦フランジ部２は、土留構造物２００に必要な強度及び剛性に応じて厚さが決定される。縦フランジ部２には、掘削孔の周方向に配置した左右に隣り合う土留パネル１０１同士を連結するための連結孔２ａが上下方向（Ｙ方向）に沿って複数形成されている。左右に隣り合う土留パネル１０１同士は、縦フランジ部２を突き合わせ、連結孔２ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、左右に隣り合う土留パネル１０１の縦フランジ部２を連結する手段は、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔２ａの個数は、一例であって、これに限定されるものではない。なお、図１に示すように、構造体２０１の矩形の角部には、角部材４を介してＬ字形に加工されたコーナー部用の土留パネル１０２が配置されている。土留パネル１０２を構成する波付鋼板１及び縦フランジ部２は、上記構成と同じである。
【0020】
なお、図３に示されている土留パネル１０１の断面形状は、一例であり、例えばサインカーブ状に形成された構成でもよいし、他の形状であっても良い。
【0021】
（補強部材３を有する土留パネル１０１Ｂについて）
図４は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した斜視図である。図５は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した縦断面図である。図４及び図５に示す土留パネル１０１Ｂは、図２及び図３に示した土留パネル１０１ＡのＹ方向の一方の端部にある横フランジ部１０に補強部材３を接合し、補強したものである。
図４は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した斜視図である。図５は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した縦断面図である。図４及び図５に示す土留パネル１０１Ｂは、図２及び図３に示した土留パネル１０１ＡのＹ方向の一方の端部にある横フランジ部１０に補強部材３を接合し、補強したものである。
【0022】
補強部材３は、断面形状がＬ形に形成されており、波形の山部１ａ及び谷部１ｂが並列するＹ方向において波付鋼板１の一方の端部に接合されている。補強部材３は、波付鋼板１のＹ方向の端部に形成された横フランジ部１０の面に平行な一対の板面を有する第１部分３ａと、第１部分３ａの板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分３ｂと、を備える。実施の形態１においては、第２部分３ｂは、第１部分３ａの板面に対し垂直方向に延びている。
【0023】
補強部材３は、山形鋼であり、屈曲された内側の面を波付鋼板１の端部の横フランジ部１０の面に対向させて配置されている。つまり、補強部材３の第１部分３ａの一対の平面のうち第２部分３ｂが延びる方向を向いた平面を、横フランジ部１０に向けて配置されている。また、補強部材３の第２部分３ｂは、第１部分３ａのＺ方向の端からＹ方向に延び、第１部分３ａから波付鋼板１が配置されている側に向かって延びている。ここで、波付鋼板１は、Ｚ方向において第２部分３ｂよりも壁面３０３側に配置されている。つまり、第２部分３ｂは、波付鋼板１に対し横フランジ部１０の先端側に配置されており、波付鋼板１の端部の山部１ａの内側の空間ｓを覆う様に配置されている。
【0024】
土留パネル１０１Ｂは、波付鋼板１の一方の端部の山部１ａの内側の空間ｓが補強部材３により覆われている。そのため、Ｙ方向に隣り合う土留パネル１０１と連結する際にボルト及びナットを使用する場合には、後から補強部材３の内側にナットを配置することができないため、予め横フランジ部１０の裏側にナット８が固定されている。ナット８は、連結孔１０ａに対応した位置に溶接などの手段を用いて固定されている。なお、土留パネル１０１Ｂは、ナット８が固定されていなくとも、例えば補強部材３の貫通孔３ｃに雌ねじが設けられることによりボルトを螺合できる様に構成されていても良い。または、貫通孔３ｃ及び連結孔１０ａに挿通され、裏側に係合できる様な屈曲した略Ｌ字形のボルトを使用して係合することもできる。
【0025】
（補強部材３を有する土留パネル１０１Ｃについて）
図６は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した斜視図である。図７は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した縦断面図である。図６及び図７に示す土留パネル１０１Ｃは、図４及び図５に示した土留パネル１０１ＡのＹ方向の他方の端部にある横フランジ部１０にも補強部材３Ｂを接合し、補強したものである。なお、図７においてＹ方向上側の端部に設けられた補強部材３は、補強部材３Ａと称する。
図６は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した斜視図である。図７は、実施の形態１に係る土留構造物２００を構成する土留パネル１０１の別の一例を示した縦断面図である。図６及び図７に示す土留パネル１０１Ｃは、図４及び図５に示した土留パネル１０１ＡのＹ方向の他方の端部にある横フランジ部１０にも補強部材３Ｂを接合し、補強したものである。なお、図７においてＹ方向上側の端部に設けられた補強部材３は、補強部材３Ａと称する。
【0026】
土留パネル１０１Ｃは、図７においてＹ方向の下側の端部の横フランジ部１０に補強部材３Ｂが設置されている。補強部材３Ｂは、もう一方の補強部材３Ａに対し、図７に示す断面の中心について点対称な配置になっている。つまり、補強部材３Ｂは、板面がＺ方向に沿って配置された第１部分３ａからＹ方向に向かって延びる第２部分３ｂを備え、その第２部分３ｂが波付鋼板１の山部１ａの頂部にある平面に沿って、波付鋼板１よりも壁面３０３側に配置されている。
【0027】
（土留構造物の比較例）
図８は、比較例に係る土留構造物１２００の斜視図である。土留構造物２００及び１２００は、掘削孔３０１（図９参照）の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きくなり、剛性及び強度が足りない場合がある。また、深度の深さにかかわらず、土質の条件等により、土圧や水圧が作用し、掛かる外力が大きい場合もある。更に、孔軸方向の深度が深くなるにつれて、上方に配置された構造体２０１の自重が下方に配置された構造体２０１に作用する。このため、従来の土留構造物１２００では、深度が深い箇所において、上下に隣り合う構造体２０１の間に補強リング１１００と呼ばれる構造を挟み込み剛性を高めている。補強リング１１００は、複数のＨ形鋼１００３を、そのフランジが地山側と掘削側に向くように、掘削孔の周方向に沿って配置され、隣り合うＨ形鋼のフランジが継手板１００４を介して接合されて構築される。継手板１００４は、Ｈ形鋼における地山側のフランジと掘削側のフランジとにそれぞれ当てがわれて、隣り合うＨ形鋼のフランジにそれぞれボルト接合される。
図８は、比較例に係る土留構造物１２００の斜視図である。土留構造物２００及び１２００は、掘削孔３０１（図９参照）の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きくなり、剛性及び強度が足りない場合がある。また、深度の深さにかかわらず、土質の条件等により、土圧や水圧が作用し、掛かる外力が大きい場合もある。更に、孔軸方向の深度が深くなるにつれて、上方に配置された構造体２０１の自重が下方に配置された構造体２０１に作用する。このため、従来の土留構造物１２００では、深度が深い箇所において、上下に隣り合う構造体２０１の間に補強リング１１００と呼ばれる構造を挟み込み剛性を高めている。補強リング１１００は、複数のＨ形鋼１００３を、そのフランジが地山側と掘削側に向くように、掘削孔の周方向に沿って配置され、隣り合うＨ形鋼のフランジが継手板１００４を介して接合されて構築される。継手板１００４は、Ｈ形鋼における地山側のフランジと掘削側のフランジとにそれぞれ当てがわれて、隣り合うＨ形鋼のフランジにそれぞれボルト接合される。
【0028】
継手板１００４を介して隣り合うＨ形鋼１００３のフランジを接合する際に、地山側に配置された継手板１００４をボルト９で接合する場合では、作業者は屈んだ状態で、構築途中の土留構造物１２００の下端部から地山側に回り込みボルト締めをする必要がある。また、掘削孔３０１の周方向（Ｘ方向）に沿って複数のＨ形鋼１００３を配置し、左右に隣り合うＨ形鋼１００３を継手板１００４で接続する場合に、作業者が掘削孔３０１の内側（図８においてＺ方向奥側）からでは、目が届かない接続箇所が存在する。
【0029】
（土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃの作用）
一方、実施の形態１に係る土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃでは、施工現場における補強部材３同士の周方向のボルト接合作業を省略できる構成としたことを特徴としている。図４及び図５に示す土留パネル１０１Ｂは、Ｙ方向の一方の端部に補強部材３Ａが接合されており、図６及び図７に示す土留パネル１０１Ｃは、Ｙ方向の一方の端部に補強部材３Ａが接合され、他方の端部に補強部材３Ｂがされている。補強部材３Ａ及び３Ｂは、それぞれ、Ｘ方向の端部に設けられている縦フランジ部２に直接接合されているため、Ｘ方向に隣り合って連結されている補強部材３Ａ及び３Ｂと、縦フランジ部２を介して連結されている。よって、これらの土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃを使用した場合、比較例の補強リング１１００と同様に土留構造物２００を補強することが可能となる。ただし、土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃは、補強部材３が縦フランジ部２に直接接合されているものに限定されるものではなく、例えば波付鋼板１に直接接合されているものであっても良い。
一方、実施の形態１に係る土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃでは、施工現場における補強部材３同士の周方向のボルト接合作業を省略できる構成としたことを特徴としている。図４及び図５に示す土留パネル１０１Ｂは、Ｙ方向の一方の端部に補強部材３Ａが接合されており、図６及び図７に示す土留パネル１０１Ｃは、Ｙ方向の一方の端部に補強部材３Ａが接合され、他方の端部に補強部材３Ｂがされている。補強部材３Ａ及び３Ｂは、それぞれ、Ｘ方向の端部に設けられている縦フランジ部２に直接接合されているため、Ｘ方向に隣り合って連結されている補強部材３Ａ及び３Ｂと、縦フランジ部２を介して連結されている。よって、これらの土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃを使用した場合、比較例の補強リング１１００と同様に土留構造物２００を補強することが可能となる。ただし、土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃは、補強部材３が縦フランジ部２に直接接合されているものに限定されるものではなく、例えば波付鋼板１に直接接合されているものであっても良い。
【0030】
土留パネル１０１Ｂ及び１０１Ｃの波付鋼板１及び縦フランジ部２は、上記した土留パネル１０１Ａと同じ構成である。縦フランジ部２は、土留構造物２００に必要な強度及び剛性に応じて厚さが決定される。補強部材３は、縦フランジ部２に接合されており、必ずしも波付鋼板１に接合されている必要はないが、波付鋼板１に例えば溶接等で接合されていても良い。例えば、補強部材３は、長手方向Ｘの長さが長い場合など、形状保持のため、波付鋼板１に断続溶接してもよい。
【0031】
次に、上記土留構造物２００の構築工法の一例を、図９を参照して説明する。図９は、実施の形態１に係る土留構造物２００の構築工法の一例を模式的に示した説明図である。先ず、図９（Ａ）に示すように、地面３００に土留構造物２００を構築するための掘削孔３０１を形成する。掘削孔３０１は、土留構造物２００の外径よりも例えば２０ｃｍ程度の大きい外径で形成される。掘削孔３０１の深さは、一例として０．５ｍ～１．５ｍ程度である。そして、掘削孔３０１の壁面３０３に沿って土留パネル１０１を環状に配置して構造体２０１を組み立てる。土留パネル１０１は、山部１ａが地山側に向き、谷部１ｂが掘削側に向くように配置される。なお、地山側とは土留パネル１０１の外面側であり、掘削側とは土留パネル１０１の内面側である。
【0032】
構造体２０１は、掘削孔３０１の壁面３０３の周方向に沿って土留パネル１０１を順に配置し、左右に隣り合う土留パネル１０１をボルト及びナットで連結して組み立てられる。上段の構造体２０１の土留パネル１０１と下段の構造体２０１の土留パネル１０１とは、例えばボルト及びナットで連結される。なお、上段の土留パネル１０１と下段の土留パネル１０１とは、千鳥配置となるように、周方向の位置をずらして配置される。これにより、土留構造物２００は、周方向の各位置において強度及び剛性のばらつきを抑えることができる。但し、土留パネル１０１は、縦フランジ部２に十分な厚さを持たせれば、千鳥配置とすることなく孔軸方向に連続して設置してもよい。このように、構造体２０１を孔軸方向に沿って複数段積み重ねて（図示例の場合は３段）土留構造物２００の一部が構築される。
【0033】
次に、図９（Ｂ）に示すように、最上段に位置する構造体２０１を地面３００に設置した井桁４００で固定した後、構造体２０１の外側の掘削孔３０１を掘削土で埋め戻す。なお、最上段に位置する構造体２０１を地面３００に固定する手段は、井桁４００に限定されず、例えばコンクリートを用いてもよい。
【0034】
そして、図９（Ｃ）に示すように、地盤を掘削しつつ、構造体２０１を組み立て、所定の深度まで掘り進める。なお、最上段に位置する構造体２０１を井桁４００で固定した後は、上段の構造体２０１の下端に、掘削孔３０１の壁面３０３の周方向に沿って土留パネル１０１を配置し、上段の土留パネル１０１にボルト及びナットで連結するとともに、左右に隣り合う土留パネル１０１をボルト及びナットで連結して、下段の構造体２０１を構築していく。なお、土留パネル１０１と掘削孔３０１との間には、裏込注入材として、コンクリート又はモルタルが充填される。掘削孔３０１の壁面３０３との空間に裏込注入材を充填することにより、掘削途中における土砂崩落の防止等を図り、構築中の立坑の中間部はもとより掘削作業を進めている部分も安全に保護した上で作業ができる。
【0035】
このように、土留構造物２００は、地面３００を掘削して形成された鉛直の掘削孔３０１に、図１に示すような環状の構造体２０１を掘削孔３０１の孔軸方向に沿って複数段に積み重ねて構築され、掘削孔３０１の壁面３０３と土留構造物２００との間に裏込注入材を充填しながら、下方向に延伸されるものである。
【0036】
図１０は、比較例に係る土留構造物１２００の断面構造の説明図である。比較例に係る土留構造物１２００は、図８に示した土留構造物１２００と掘削孔３０１との間に裏込注入材を充填する前の状態を示している。土留構造物１２００と掘削孔３０１との間に裏込注入材を充填する場合、例えば一部の土留パネル１０１に注入口（図示なし）が設けられており、そこから裏込注入材としてコンクリート又はモルタルが注入される。裏込注入材は、重力により掘削孔３０１の底面３０２側から溜まっていき、徐々に上方に向かって充填される。
【0037】
土留構造物１２００は、断面形状がＨ形の補強リング１１００を備えており、下側が開放されている袋状空間ｔ及び上側が開放されている袋状空間ｕを有する。裏込注入材が領域ｒ１に充填され、線Ｌまで充填されると、袋状空間ｔには裏込注入材が流入しにくく、上方の領域ｒ２の方に裏込注入材が溜まっていく。通常、裏込注入材は上方から注入されるため、特に袋状空間ｔは、空気が溜まったりするなどの影響で裏込注入材が流入しにくい。一方、上方に開放された袋状空間ｕは、重力により自然に裏込注入材が流入する。このように、従来の補強リング１１００を備えた土留構造物１２００は、部分的に裏込注入材が充填されていない部分が生じる場合があった。
【0038】
一方、実施の形態１に係る土留構造物２００によれば、土留パネル１０１Ｂ又は１０１Ｃを用いて構築されているため、図１０に示す下方に開放された袋状空間ｔのような部分が形成されず、掘削孔３０１の壁面３０３と土留構造物２００との間の空間に空隙が生じるのを抑制できる。図４～図７に示す土留パネル１０１Ｂ又は１０１Ｃは、補強部材３Ａが重力方向において上側に来るように配置され、他の土留パネル１０１に連結されることにより、土留構造物２００の強度を補強部材３Ａにより向上させつつ、補強部材３Ａの第２部分３ｂが土留構造物２００の内側に位置しているため、裏込注入材の充填に影響を与えない。
【0039】
なお、土留パネル１０１Ｂ又は１０１Ｃの補強部材３Ａは、必要な強度に応じて第１部分３ａのＺ方向の寸法、第２部分３ｂのＹ方向の寸法を適宜変更しても良い。また、図４～図７に示す様に、補強部材３Ａ及び３Ｂは、土留パネル１０１の両側の縦フランジ部２に対し、Ｙ方向視点及びＺ方向視点において重なる様に配置されているが、この形態に限定されるものではなく、補強部材３Ａ及び３Ｂは、縦フランジ部２のＸ方向を向いた面に接合されても良い。
【0040】
土留パネル１０１Ｃの補強部材３Ｂは、断面形状がＬ形の部材に限定されるものではなく、例えば断面形状がコ字形の溝形鋼、断面形状がＨ形に構成されたＨ形鋼又は平板を用いても良い。なお、山形鋼、溝形鋼、Ｈ形鋼及び平板は、圧延ロールにより成形されたロール成形又は複数の鋼板から溶接により成形されたビルド成形により構成される。土留パネル１０１Ｃの補強部材３Ｂは、土留構造物２００において重力方向の下側を向けて配置されるため、裏込注入材の充填に影響は与えにくいが、下側に連結される土留パネル１０１との連結を考慮して、連結孔１０ａに対する作業が行える様に補強部材３Ｂの形状を決定する。なお、補強部材３Ｂは、補強部材３Ａと区別するために第２補強部材と称する場合がある。
【0041】
図１１は、実施の形態１に係る土留パネル１０１の変形例の断面図である。変形例に係る土留パネル１０１Ｄは、土留パネル３ＣのＹ方向の下側の端部の補強部材３Ｂの形状を変更したものである。土留パネル１０１Ｄの補強部材３Ｄは、溝形鋼でありウェブ３０とウェブ３０のＺ方向の両端にフランジ３１を備え、波付鋼板１の地山側と内側との両方にフランジ３１が位置している。内側のフランジ３１は、波付鋼板１の山部１ａの内側の空間を部分的に覆っているが、開口Ｓを確保することにより、貫通孔３０ａに対し作業が可能になっている。また、波付鋼板１は、Ｙ方向の端部に横フランジ部１０を有する形態に限定されず、土留パネル１０１ＤのＹ方向下側の端部のように、Ｙ方向の端部に横フランジ部１０が形成されていなくとも良い。
【0042】
以上に、土留パネル１０１Ｂ、１０１Ｃ及び１０１Ｄ及び土留構造物２００を実施の形態に基づいて説明したが、上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、上述した土留パネル１０１Ｂ、１０１Ｃ及び１０１Ｄの構成は、一例であって他の構成要素を含んでもよい。つまり、土留構造物２００は、必要な強度に応じて土留パネル１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ及び１０１Ｄを組み合わせて使用することもできるし、各土留パネル１０１は、矩形波形状の波付鋼板だけでなく、例えばライナープレートなどのサインカーブ形状の断面形状を有する波付鋼板を使用しても良い。また、図９に基づいて説明した土留構造物２００の構築工法は、一例であって、上記実施の形態に限定されない。要するに、土留パネル１０１Ｂ、１０１Ｃ及び１０１Ｄ及び土留構造物２００は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。
【0043】
上記に説明した土留パネル１０１Ｂ、１０１Ｃ及び１０１Ｄ及び土留構造物２００は、以下の付記１～８に示す各特徴の組み合わせも含み得るものである。その組み合わせについて下記に示す。
【0044】
［付記１］
地山を掘削して形成された壁面に沿って設置された土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、
断面形状が波形の波付鋼板と、
前記波形の山部及び谷部が並列する第１方向において前記波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、
前記補強部材は、
断面形状がＬ形に形成され、前記波付鋼板の前記一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記波付鋼板は、
前記第２部分よりも前記壁面側に位置する、土留パネル。
［付記２］
前記波付鋼板の他方の端部に接合された第２補強部材を更に備え、
前記第２補強部材は、
前記波付鋼板の前記他方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、
前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記第２補強部材の前記第２部分は、
前記波付鋼板よりも前記壁面側に位置する、付記１に記載の土留パネル。
［付記３］
前記第２補強部材は、
山形鋼、溝形鋼、Ｈ形鋼、又は平板である、付記２に記載の土留パネル。
［付記４］
前記補強部材は、
貫通孔を有し、
前記第１部分の前記波付鋼板側にナットが接合されており、
前記ナットは、
前記貫通孔に対応して配置されている、付記１又は２に記載の土留パネル。
［付記５］
前記補強部材は、
貫通孔を有し、
前記貫通孔は、
雌ねじが形成されている、付記１又は２に記載の土留パネル。
［付記６］
前記波付鋼板は、
前記第１方向の両端部に前記第１方向に垂直な面を有するフランジ部を備え、
前記フランジ部は、
先端が前記壁面とは反対方向を向いて配置されている、付記１又は２に記載の土留パネル。
［付記７］
前記フランジ部は、
貫通孔を有し、
前記フランジ部の前記補強部材が接合されている面とは反対側の面に前記貫通孔に対応する位置にナットが接合されている、付記６に記載の土留パネル。
［付記８］
複数の土留パネルを前記第１方向に連結して構築された土留構造であって、
前記複数の土留パネルは、
付記１～７の何れか１つに記載の土留パネルを含み、
前記土留パネルは、
前記一方の端部に固定された前記補強部材が重力方向において上側に配置された、土留構造物。
地山を掘削して形成された壁面に沿って設置された土留構造物を構築するために用いられる土留パネルであって、
断面形状が波形の波付鋼板と、
前記波形の山部及び谷部が並列する第１方向において前記波付鋼板の一方の端部に接合された補強部材と、を備え、
前記補強部材は、
断面形状がＬ形に形成され、前記波付鋼板の前記一方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記波付鋼板は、
前記第２部分よりも前記壁面側に位置する、土留パネル。
［付記２］
前記波付鋼板の他方の端部に接合された第２補強部材を更に備え、
前記第２補強部材は、
前記波付鋼板の前記他方の端部に平行な一対の板面を有する第１部分と、
前記第１部分の板面に対し交差する方向に延びる一対の板面を有する第２部分と、を備え、
前記第２補強部材の前記第２部分は、
前記波付鋼板よりも前記壁面側に位置する、付記１に記載の土留パネル。
［付記３］
前記第２補強部材は、
山形鋼、溝形鋼、Ｈ形鋼、又は平板である、付記２に記載の土留パネル。
［付記４］
前記補強部材は、
貫通孔を有し、
前記第１部分の前記波付鋼板側にナットが接合されており、
前記ナットは、
前記貫通孔に対応して配置されている、付記１又は２に記載の土留パネル。
［付記５］
前記補強部材は、
貫通孔を有し、
前記貫通孔は、
雌ねじが形成されている、付記１又は２に記載の土留パネル。
［付記６］
前記波付鋼板は、
前記第１方向の両端部に前記第１方向に垂直な面を有するフランジ部を備え、
前記フランジ部は、
先端が前記壁面とは反対方向を向いて配置されている、付記１又は２に記載の土留パネル。
［付記７］
前記フランジ部は、
貫通孔を有し、
前記フランジ部の前記補強部材が接合されている面とは反対側の面に前記貫通孔に対応する位置にナットが接合されている、付記６に記載の土留パネル。
［付記８］
複数の土留パネルを前記第１方向に連結して構築された土留構造であって、
前記複数の土留パネルは、
付記１～７の何れか１つに記載の土留パネルを含み、
前記土留パネルは、
前記一方の端部に固定された前記補強部材が重力方向において上側に配置された、土留構造物。
【符号の説明】
【0045】
１ 波付鋼板、１ａ 山部、１ｂ 谷部、１ｃ ウェブ、２ 縦フランジ部、２ａ 連結孔、３ 補強部材、３Ａ 補強部材、３Ｂ 補強部材、３Ｃ 土留パネル、３Ｄ 補強部材、３ａ 第１部分、３ｂ 第２部分、３ｃ 貫通孔、４ 角部材、８ ナット、９ ボルト、１０ 横フランジ部、１０ａ 連結孔、３０ ウェブ、３０ａ 貫通孔、３１ フランジ、１０１ 土留パネル、１０１Ａ 土留パネル、１０１Ｂ 土留パネル、１０１Ｃ 土留パネル、１０１Ｄ 土留パネル、１０２ 土留パネル、２００ 土留構造物、２０１ 構造体、３００ 地面、３０１ 掘削孔、３０２ 底面、３０３ 壁面、４００ 井桁、１００３ Ｈ形鋼、１００４ 継手板、１１００ 補強リング、１２００ 土留構造物、Ｓ 開口、Ｘ 長手方向、Ｙ 幅方向、ｒ１ 領域、ｒ２ 領域、ｓ 空間、ｔ 袋状空間、ｕ 袋状空間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】