JPH01182409A - 化粧鋼材を用いる土留工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、護岸工事、山崩れ防止工事、宅地造成工事
などにおいて実施されるいわゆる土留工法に関し、特に
、工事の後に人目に触れる部分の鋼材が周囲の景観を損
なわせないように配慮された土留工法に関する。

（発明の背景） 近年、環境保全や景勝地の景観維持が重視されるように
なって、上記のような工事でも施工後の美観が問題にさ
れることが多い。例えば、河川、湖沼の護岸工事では、
土留という工事目的を達成するだけでは足りず、工事の
後に、特に人目に触れる部分が周囲の環境によく溶は込
むような配慮が必要になる。

一方では、工事費用の節減のために、できるだけ安価な
材料を使用し、且つ能率よく工事を進めることも必要で
ある。かかる要求に沿う土木材料は鋼矢板、鋼管杭、形
鋼などの鋼材である。しかし、これらの鋼材そのものは
、土木工事が行われるような環境では鋼材特有の錆が発
生し、工事の後に長期にわたって美観を保つようなもの
ではない。

そこで、土木用鋼材に何らかの表面処理を施して防錆と
美観維持を図ることがあるが、後述のようにこれまでに
提案された方法ではその効果が乏しく、或いは施工に手
間がかかり過ぎて実用性がない。

従って、施工が容易でしかも長期にわたって美観を維持
できるような土留工法が、現在強く要望されている。

（従来の技術） 土木用鋼材は、原則的には熱間圧延のまま特別の表面処
理をせずに使用される。ただ、海岸など特に腐食の激し
いところで用いられる場合には、防錆処理としてＺｎめ
っきや錆止め塗料の塗布が一部で実施されている。しか
し、このような表面処理は、特に意匠性のあるものでは
なく、施工現場の周囲の環境にマツチするものでもない
。Ｚｎめっきの銀白色や錆止め塗装の朱色などは、むし
ろ周囲の自然環境から浮き上がって景観を損なうことが
多い。

上記の問題を解決する方法としては、鋼材の表面、特に
施工後に人目に触れる部分を周囲の環境にマツチする様
な化粧材で被覆することが考えられる。かかる化粧材と
しては、例えばプラスチックモルタルであるポリマーセ
メントモルタル（ＰＣ酌、レジンモルタルなどをはじめ
人造石のパネル、合成樹脂、木材など多くの種類がある
。しかし、これらの化粧材を鋼材、例えば鋼矢板に予め
貼着しておいてもその接着力が小さいため、土留工事に
際して鋼材を打設すると衝撃と振動によって化粧材は剥
げ落ちてしまう、仮に工事後に化粧材が残っても、その
耐久性が小さく短時間で剥落してしまう。従って、この
ような化粧材を使用する場合には、最初に裸の鋼材を打
設して工事を終わらせた後、改めて化粧仕上げの工事を
しなければならない。

第５図は、かかる従来の化粧材使用の土留工事を説明す
る概念図である。即ち、第５図イに示すように鋼材（例
えば鋼矢板）１０を設置して土留工事を終えたのち、同
図口に示すように水を堰き止めた上、型枠や足場を組ん
で化粧材１１を注入、張り付け、或いは吹き付けするの
である。

このように極めて手間のかかる工事を行っても、鋼材と
化粧材の本質的な接着力の弱さは解消されていないから
、時間が経つにつれて化粧材が剥げ落ち、その部分に錆
が出て著しく美観を損なう。

要するに、これまでは工事現場での打設その他の設置作
業に耐え、しかも長期にわたって美観を維持しうる土木
用化粧調材がないため、上記のような余分の工事を行わ
ざるをえず、しかも充分には目的を達していないのであ
る。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、施工後に人目に触れるようなところに装飾性
のある鋼材を施工する新しい工法、特に土留工法、を提
供することを目的とし、更には、施工後長期にわたって
装飾性を維持し環境保全に寄与することを目的としてな
されたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、下記（１）〜（３）の土留工法にある
。

（１１表面の少なくとも一部が、化成処理されたＦｅ−
Ｚｎ合金若しくはＦｅ−Ｚｎ−Ａｎ合金のメカニカルプ
レーティング皮膜と、この皮膜上に形成された化粧材層
とで覆われた化粧鋼材を設置することを特徴とする土留
工法。

（２）表面の少なくとも一部が、ブラスト処理によって
粗面化され且つ化成処理されたＺｎ、　　Ａｊ！若しく
はＺｎ−Ａｊ！合金のめっき層と、このめっき層の上に
形成された化粧材とで覆われた鋼材を設置することを特
徴とする土留工法。

（３）表面の少なくとも一部が、Ｚｎ、　　Ａｊ！若し
くはＺｎ−／Ｆ！合金のめっき層と、このめっき層の上
に形成され且つ化成処理されたＦｅ　−Ｚｎ合金若しく
はＦｅ−Ｚｎ−Ａｊ！合金のメカニカルプレーティング
皮膜と、この皮膜上に形成された化粧材層とで覆われた
化粧鋼材を設置することを特徴とする土留工法。

上記本発明の各工法について説明する前に、本発明の基
礎となった知見について述べる。

従来、予め化粧材を貼着した鋼材を一般鋼材と同じよう
に施工することができなかったのは、前記のとおり鋼材
と化粧材との接着力の耐久性が弱いためである。圧延の
ままの鋼材、或いはこれにＺｎ、　　Ａｌなどをめっき
した鋼材、に前記のような化粧材を貼着しても、特に施
工時の打設作業等に伴い接着耐久力が低下する。しかし
、上記接着力を高めて耐久性を向上し、かつ設置工事に
耐えられるようにすれば、工事は通常の鋼材を用いる場
合と同じに実施でき工事の総費用は太きくｍ減できる。

本発明者は、土木用鋼材の製造に最近進歩の著しい表面
処理技術を応用することに着目し、多数の試験を積み重
ねた結果、化粧材を貼着する前の鋼材表面に特別の下地
処理を施せば、前記の接着力並びに接着耐久力は大きく
向上することを確認した。しかもこの下地処理は、鋼材
の防錆にも寄与し、腐食性の厳しい環境での鋼材の寿命
を延長するのである。

まず、本願の第１の発明の工法について説明する。

第１図は、この工法に使用する鋼材の断面模式図である
０図示のとおり鋼材１の表面にメカニカルプレーティン
グ皮膜３があり、その上に化粧材２がある。このメカニ
カルプレーティング皮膜というのは、鋼球芯材をＦｅ−
Ｚｎ合金またはＦｅ　−Ｚｎ　−Ａｉ金合金被覆したシ
ョット（俗に２粒と呼ばれることがある）を鋼材表面に
吹き付けてＦｅ−Ｚｎ合金またはＦｅ−Ｚｎ−／／！合
金を機械的に塗着したものである。このメカニカルプレ
ーティングの基本技術は特公昭５９−９３１２号公報に
開示されているが、本発明で使用するメカニカルプレー
ティングは上記公報に紹介されるものに限らず、例えば
Ｚｎの粒とＦｅの粒とを混合して吹きつける方法など、
Ｒ械的に鋼材表面に所定の合金皮膜を形成できる方法な
ら全て採用できる。なお、メカニカルプレーティング皮
膜として、Ｆｅ　−Ｚｎ合金またはＰｅ−Ｚｎ−Ａ１合
金を選んだのはこれらの皮膜が防食性に優れているとと
もに安価であり、しかもメカニカルプレーティングの技
術も完成しているからである。更になお、Ｆｅ　−Ｚｎ
合金といっても、機械的なブレーティングであるから皮
膜には純Ｚｎの相の混じることが多い。本発明ではこの
ような皮膜をも含めてメカニカルプレーティング合金皮
膜という。

メカニカルプレーティングによって形成される皮膜は、
電気めっきや溶融金属めっき（どぶづけめっき）によっ
て得られる金属皮膜に比較すると、皮膜自体が多孔質で
あるとともに表面に出入りが多く、いわゆる粗度が大き
い０本発明者の実測°結果では、この粗度はＲＩＩＩＩ
ｍで５〜２０である。このような表面であれば、前記の
ような化粧材との接着性は極めてよい。例えば、セメン
ト系の化粧材を吹きつけ塗装する場合でも、接着剤を用
いて木材や人造石のパネルを貼る場合でも、メカニカル
プレーティング皮膜はセメントモルタルや接着剤との・
濡れ性がよくその適度の粗度によってアンカー効果等か
えられ、土木用鋼材としての充分な施工性をもつのであ
る。

下地処理としてのメカニカルプレーティング法は、電気
めっきや溶融めっきのように水溶液や熱を使わない、い
わゆる乾式めっきであり、装置を工夫すれば長尺材の連
続めっきができるだけでなく、土木工事現場でのブレー
ティング処理も可能である等多くの利点をもっている。

ただ、前記のように、皮膜が多孔質であるため、通常の
めっきに較べれば幾分か耐食性が劣る。この点を改善す
るため、メカニカルプレーティング皮膜に化成処理を施
すのである。

化成処理は、クロメート処理またはリン酸塩処理が適当
で、この処理を施すと、前記被膜にクロメート又はリン
酸塩処理剤が含浸され、耐食性が飛躍的に向上する。な
お、特にＦｅ　−Ｚｎメカニカルプレーティング皮膜の
化成処理法として本出願人らが先に提案（特開昭６２−
９３３８３号公報参照）した水系クロメート処理が、こ
こでの化成処理に最もふされしい。即ち、クロム酸化合
物０．１〜５０ｇ／　１と硫酸０．０１〜５ｇ／２を含
む水溶液に浸漬するか、またはこの液を塗布もしくはス
プレーするのである。

上記のように化成処理を施されたメカニカルプレーティ
ング皮膜は、それ自体で優れた耐食性をもつから、長期
の使用中に鋼材表面に化粧材に亀裂が出たり、一部欠落
したりしても、下地が急速に錆びて美観を損なうおそれ
がない。

メカニカルプレーティング皮膜の厚みは、鋼材の使用環
境（腐食条件等）に応じて選択できるが、−Ｓ的には３
〜５μｍ程度とする。

化粧材２としては、鋼材の使用目的、特に土留工事を行
う環境、に応じて各種のものが使用できる。例えばダム
の周囲の護岸工事であればダムのコンクリート構造とマ
ツチするセメント系の化粧材がふされしく、湖沼などの
景勝地では自然石やそれに近い人造石のパネル、或いは
木質系材料などが選ばれる。以下に、かかる化粧材の例
を掲げる。

■　木質系 杉、檜、桐等の板、合板、等 ■　非鉄金属系 アルミニウム、銅、チタン、ステンレス鋼などの薄板、 ■　合成樹脂系 アクリル樹脂、エポシキ樹脂、ウレタン樹脂等■　プラ
スチックモルタル系 ポリマーセントモルタル、レジンモルタル等■　その他 自然石、人造石のパネル、砕石混合材、陶磁器タイル、
等 なお、これらの化粧材は単独で使用するだけでなく、重
ね合わせたり、鋼材の部分によって種類を変えたりして
使用することも勿論可能である。

例えば、化粧材としてプラスチックモルタルを使用する
場合、このモルタルは、モルタルガン等各種ガン吹付け
により施工されるが、その表面に更にウレタン樹脂塗料
等種々の塗料により化粧塗膜を付与すれば、使用する環
境によく調和する模様を任意に付けることができる。プ
ラスチックモルタルは曲げ、引張り、衝撃等に非常につ
よく、透水性も普通のセメントモルタルに比較して非常
に小さいものであり、鋼材との間の良好な接着性と相俟
って、被覆層の割れ、剥離等の破損の発生ならびに鋼材
の腐食を長期にわたって防止し、優れた耐久性を達成し
得るものである。

化粧材として、例えば木材や人造石のパネルを使用する
場合は、適当な接着剤を用いて下地のメカニカルプレー
ティング皮膜に接着することになる。接着剤としては、
前記のプラスチックモルタル等が使用でき、また、アク
リル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤
なども使用できる。

次に、本願の第２発明の工法について説明する。

第２図が、この工法に使用する鋼材の断面模式図である
。第１図と同じく、鋼材１と化粧材２があるが、ここで
はその中間にめっき層４がある。

このめっき層は、Ｚｎ、　　Ａｊ！、またはＺｎ−Ａｊ
！合金の通常の（メカニカルプレーティングではない）
めっき層である。これは、溶融めっき（どぶづけ）、電
気めっき、或いは溶射のような一般的な方法で鋼材表面
に施される。その厚みは、およそ２０〜１００μｍ程度
でよい。

かかるめっき層４は、そのままでは化粧材の接着性が悪
い０本発明ではこの点を改良するため、このめっき層に
、前記のメカニカルプレーティング皮膜がもつような適
当な粗度を与えるのである。

その手段として、工業生産上実用的なのは、ショツトブ
ラスト法である。即ち、めっき処理の後、微小鋼球また
は砂などのブラスト材を吹きつけて、少なくともめっき
層の表面をＲ１，１０〜４０程度の粗さにする。このと
き、ブラスト材として先に述べた２粒を使用してもよい
し、鋼球とＺｎもしくはＡｌの小球とを混ぜて使用し、
メカニカルプレーティングの効果を併用することもでき
る。

この場合も、下地そのものの耐食性を改善するため、め
っき層には化成処理が施される。化成処理の種類、処理
方法も前記と同じでよい。

また、こうして形成された下地に貼着される化粧材も前
記のものと変わりはない。

最後に、本願第３の発明の工法について述べる。

第３図がこの工法に使用する鋼材の、第２図および第３
図と同様の図である。ここでは、鋼材ｌと化粧材２との
間にめっき層４とメカニカルプレーティング皮膜３とが
ある。即ち、第３図の鋼材は、第１図および第２図の鋼
材の複合効果を狙ったものである。めっき層４は先に述
べたＺｎ、　　ｌ／！またはＺｎ−Ａｎ！合金の通常の
めっき層である。ただし、この場合は、その厚み−は第
２図の場合よりも薄＜シてよく、また化成処理も不必要
である。

第３図のメカニカルプレーティング皮膜３は、第１図の
場合と同じようにして形成され、且つ化成処理を施され
る。そして、この上に前記の化粧材が重ねられるのであ
る。

以上、第１図〜第３図の鋼材についてそれぞれ説明した
が、このような化粧材の被覆は必ずしも鋼材の全表面に
施す必要はない。即ち、土留の施工が完了した後、人目
に触れる可能性のある部分（護岸工事であれば、水面上
にでる部分）だけを化粧材で覆っておけば足りる。ただ
し、鋼材の防食のためには、下地処理だけでも全面に施
しておくことが推奨される。

さて、前記のような化粧鋼材を使用する土留の工事は、
例えば圧入力、振動、打撃を利用する打ち込み（打設）
、螺旋降下、ジェット利用等の掘削設置、およびこれら
の組み合わせで行うことができる０本発明において、鋼
材の設置というのは、上記のような各種の施工方法によ
って、化粧鋼材を土留の目的にそうように配置すること
をいう。

上記のような設置工事のときの衝撃や振動、或いは土砂
の衝突などに対して、本発明方法で使用する化粧鋼材の
接着耐久性は極めて高く、設置工事によって化粧材が剥
離するようなことはない。

従って、化粧鋼材を工場で製造し、或いは工事現場で予
め製造しておけば、設置工事そのものは通常の裸鋼材の
場合と同じに実施できる。

第４図が本発明の土留工法を説明するもので、同図イの
ように化粧材１１を予め着けた鋼材１０を設置し、設置
終了後は、同図口の上縁コンクリート１２を打つ程度で
工事が完了する。

（実施例） 第１表に示すように、鋼板に５種類の下地処理を施し、
化粧材としてヒノキ（檜）材とポリマーセメントモルタ
ル（ＰＣＭ）をそれぞれ接着した試験片を製作し、第１
表に示す各種の試験を行った。

鋼板はＳＳ４１材の３Ｘ２５Ｘ１００　ｍｍサイズのも
のとし、化粧材のヒノキ材（５Ｘ　２０　Ｘ　１００　
ｍ）は２液性の変性アクリル系接着剤（商品名ビスセッ
ト７１）を使用して、加圧力２〜３ｋｇ／ｃｍ”で圧着
した。

ＰＣＭはモルタルガンで吹きつけ塗布し、厚さ約２〜３
ｍｍとした。

第１表に示す試験の方法は、下記のとおりである。

奮水拭狂（ＪＩＳ　Ｋ−６８５７による）２０°Ｃ／８
５％ＲＨ，５０°Ｃ乾燥を２４時間、２９時間、７２時
間、４８時間後、室内に７日間放置して剥離強度を測定
。

監星繰盈旦へ跋狂（日本接着協会：接着耐久性研究委員
会） ６０±３°Ｃ温水３日間浸漬と６０±３°Ｃオープン４
日間を１サイクルとして、１．５．１０サイクル毎に剥
離強度を測定。

第１表の試験結果から、本発明に従って下地処理を行っ
た鋼板に化粧材を貼着したもの（試験片ＡＳＢおよびＣ
）は、特に乾湿繰返し試験において、試験片り、Ｅに勝
っている。なお、Ｄは無塗装の鋼材表面をシジットプラ
ストしただけのもの、Ｅは溶融亜鉛めっきだけを施した
もの、である。

次に、第２表に示すように、鋼矢板に第１表の試験片Ａ
、Ｂと同じ処理を施して（矢板Ｆ、Ｇ）、実際の土留工
事の施工条件に相当する設置を行い、設置時の状況と１
年および２年経過後の変化を調査した。比較のために、
亜鉛めっきの上に°Ｉ）ＣＭを着けたもの（Ｈ）、通常
の亜鉛めっき材（１）、錆止め塗装材（Ｊ）および無塗
装材（Ｋ）の結果も第２表に併記した。

設置の施工は、バイブロハンマーを用いる振動方式によ
った。

第２表の結果から、本発明の土留工法によれば、設置作
業時の化粧材の損傷がないだけでなく設置後の経年変化
も極く少ないことがわかる。

（発明の効果） 実施例にも示したとおり、化粧材が強固に接着した鋼材
を使用する本発明の工法によれば、予め化粧材を貼着し
た化粧鋼材を、通常のごとく設置するだけで周囲の景観
に調和する土留を行うことができる。即ち、従来の如く
、設置作業終了ののち、改めて水抜きをしたり足場や型
枠を組んで化粧仕上げ工事をする必要がなくなり、工事
費の節減と工期短縮の効果は計り知れない。

しかも、本発明工法で施工された鋼材は、耐食性におい
ても従来の鋼材をはるかに凌ぐものであるから、土留と
いう本来の目的においても景観維持という目的において
も長期にわたってその効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは、本発明の土留工法に使用する
化粧鋼材の断面模式図である。 第４図は、本発明の土留工法を説明する概略図、第５図
は従来の化粧材を使用する土留工法を説明する概略図で
ある。 １ぬフシ１ノ （イ） 凸 （イ） 第４■ （ロ） 窮５図 （ロ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面の少なくとも一部が、化成処理されたＦｅ−
   Ｚｎ合金若しくはＦｅ−Ｚｎ−Ａｌ合金のメカニカルプ
   レーティング皮膜と、この皮膜上に形成された化粧材層
   とで覆われた化粧鋼材を設置することを特徴とする土留
   工法。
2. （２）表面の少なくとも一部が、ブラスト処理によって
   粗面化され且つ化成処理されたＺｎ、Ａｌ若しくはＺｎ
   −Ａｌ合金のめっき層と、このめっき層の上に形成され
   た化粧材とで覆われた鋼材を設置することを特徴とする
   土留工法。
3. （３）表面の少なくとも一部が、Ｚｎ、Ａｌ若しくはＺ
   ｎ−Ａｌ合金のめっき層と、このめっき層の上に形成さ
   れ且つ化成処理されたＦｅ−Ｚｎ合金若しくはＦｅ−Ｚ
   ｎ−Ａｌ合金のメカニカルプレーティング皮膜と、この
   皮膜上に形成された化粧材層とで覆われた化粧鋼材を設
   置することを特徴とする土留工法。