JPS6383313A - 根入り先端継手部の離脱強度に優れた鋼矢板 - 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〕 本発明は、港湾・河川の土木工事等に広く利用されてい
る鋼矢板の改良に係り、特に相互に噛み合せて連結する
継手部の離脱強度に優れた、鋼矢板に関するものである
。

〔従来の技術〕

鋼矢板は、その施工環境が近年ますます厳しくなるなか
で、高能率施工に適した継手形状を有する、鋼矢板が要
求されることが予想される。

一方、鋼矢板の打設施工にあたっては、鋼矢板打設中嵌
合状態にあるグリップ内部に侵入し九土砂が、根大長が
深くなるにともない、次第に脱水・固化し打込み困難と
なる。そのまま打込みを続けると打込みエネルギーが水
平方向の力に変って、ついには、嵌合状態にあるべき鋼
矢板のグリラグ部が開口するに至り、鋼矢板の連結が外
れて、土砂の流出を生じさせる等の危険な状態になりか
ねない。

特に近年大型化する土木施工に鑑み、これに適し九高強
度継手特性の優れた鋼矢板の要求が一段と強くなってい
る。

例えば、第３図（ａ）〜（、）は富土製鐵技報第１７巻
第１号（昭和４３年３月）第１３頁〜第２０頁に掲載の
鋼矢板打込み時のグリラグ抵抗に関する論文に示されて
いるものであって、第３図（ｂ）にはすでに打込まれた
通常のＵ型グリップ部を有する鋼矢板人に隣接してグリ
ップ同志を嵌合させて同型鋼矢板Ｂを打設する状況を模
式的に示したものであって、打設中の打込力Ｐと根入深
さｈとの関係を示す一例が第３図（ａ）であるが、根入
深さｈがおよそ６ｍから非常に大きな打込み力Ｐを必要
とすることがわかる。

この理由について考察すると、第３図（、）に示す既設
鋼矢板Ａのグリップ内ＳＡでは深さに応じて高い密度の
土砂が詰まっておシ、次の鋼矢板Ｂを先の鋼矢板人に嵌
合させて打込むと、最初はグリップ内の土砂密度は小さ
いので、一部の土砂は鋼矢板Ａのグリップ開口部ＫＡよ
〕排除され、残シの土砂は嵌合した鋼矢板Ｂが侵入する
につれてそのグリップ先端によって下方に圧縮される。

さらに打込みを続けるとグリップ内の土砂は脱水され空
隙がほとんどなくなシ、真比重に近くなるほどの圧縮を
受ける。この状態となる位置は、土質、打込み条件等に
よって異なるが、第３図（、）の例では、鋼矢板Ｂの先
端が６ｍを通過した時点から打込み力Ｐが大きくなりて
いることから鋼矢板Ｂの先端下にある鋼矢板Ａのグリッ
プ内土砂密度は相当高くなっているものと考えられる。

この様な問題に対処するため、各種の対策手段が提案さ
れているが、いずれも一長一短があシ、全面的な問題の
解決には至ら表い。

例えば、特開昭５７−９２２１号公報には、鋼矢板の爪
部はめ合い間隙内に閉塞体を装入する技術が提案されて
いるが、かかる手段によると閉践体の取付け、取外しが
実際の施工上煩雑となるのを避けられず、又、底面抵抗
が増大するものである。

また、特公昭５７−３２１８０号公報には鋼矢板継手部
のＵ学区面内側に円弧状凹部な形成することが、記載さ
れている。この技術は回転角が大きく施工が容易である
が、相互に連結された鋼矢板が蛇行する等の点で問題が
らり、完全な解決策にはなシかねないものである。

一方本発明者らも、既に特開昭５９−１０６６１８号公
報、特開昭５９−１４５８２０号公報、或いは特開昭６
０−２３５１９号公報などによシＵ字形グリッグ部のＵ
学区部に複数個の貫通穴、複数個の間隙、或いは不連続
な凸部を夫々設は丸鋼矢板を提案している。所で、これ
らの構成を有する鋼矢板は、いずれも施工に際し、優れ
た効果を発揮することが実証されているが、鋼矢板に対
する穴等の加工工程が増えるので、この点は製造上若干
不利となるのは免れない。

そこで、本発明者らは、さらに検討を進め、Ｕ字状継手
部の７２ンジ最小板厚部強度よシ、爪根元部強度の方を
大として継手離脱強度の優れた鋼矢板を、％原昭５９−
７６３８５号によシ提案している。第４図は、このよう
な継手部の構造を模式的に示したものであって、爪板元
部ｎの板厚を厚みＴｉだけ両側に板厚増加せしめたもの
である。

また、特願昭６０−２２１５５号によって、Ｕ字状継手
部爪根元のグリップ内側のみに１〜４順増肉して継手部
の離脱強度に優れた鋼矢板を提案している。

第５図はこのような継手部の構造を模式的に示したもの
であって、爪板元部ｎの板厚を厚みΔｔｎだけグリップ
内側に板厚増加せしめたものである。

しかしながら、この様な継手とするといずれの場合にも
重量増加による製造コスト上の不利は免れない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、噛み合せ連結した際のグリップ内土砂抵抗力
に優れ、継手部の相互離脱がなく、且つ上記の従来鋼矢
板の如く施工性を損うことがなく、更に重量増加のない
鋼矢板を提供することを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明の要旨とするところは、ウェブとウェブ幅
方向の両端にフランジ部を介して設けた、一対のＵ字継
手部とからなる鋼矢板において、根入り先端から５０１
１１１以上１０００１１１１以下までのＵ字状継手根元
部を極部熱処理することによりて、強度を大としたこと
を特徴とする特入夛先端継手部の離脱強度に優れた鋼矢
板にある。

〔実施例・作用〕

以下図面を参照して本発明を実施例とともに詳細に説明
する。先ず前記問題点の全面的な解決を計る手段を見出
すため、次の様な実験を試みた。

即ち、第６図（、）は、第３図の場合と同様、既設鋼矢
板人と打設鋼矢板Ｂとの嵌合状態を示す断面図であって
図中ｎは爪板元部、Ｕは継手Ｕ字底部、Ｓ、はグリップ
内部を夫々示すものであるが、本発明者らは、打設鋼矢
板Ｂのグリップ内部Ｓ、の土砂挙動を知るため、打設鋼
矢板Ｂの継手Ｕ字底部Ｕに土圧計Ｇを埋め込んで水平方
向土圧を測定した。

また、第６図（ｂ）は打設鋼矢板Ｂの継手Ｕ字底部Ｕに
埋め込んだ土圧計Ｇの位置を示す模式図であって、図中
土圧計０１は根入り先端から１００１１の所に位置し、
土圧計Ｇ２　、Ｇ３　。

Ｇ４　、Ｇ５までは、それぞれ１００Ｂピツチで継手Ｕ
字底部Ｕに埋め込んである。さらに５００頷ピツチで１
０ケの土圧計Ｇを連続して継手Ｕ字底部Ｕに埋め込んで
、グリップ内部Ｓｎの土砂圧力の挙動を知るものである
。

尚、供試鋼矢板はＦＳＰ−５Ｌ規格５Ｙ−３０で爪根元
板厚は９．５Ｂである。

第７図は、かかる実験において打設鋼矢板Ｂのグリップ
内部Ｓ、を土圧計Ｇで測定した土庄と打設鋼矢板Ｂの根
入シ先端地下位置りとの関係を示すものである。

第７図から明らかな如く土圧計０１〜Ｇ５は地下位置り
の増加とともに、打設鋼矢板Ｂのグリップ内部Ｓ、の土
圧ｐ１が増加しておシ、特に嵌合鋼矢板Ｂの下部に埋め
込んだ土圧計Ｇｌ。

２は通過する地下１５ｍ時点から急激に土圧ｐ１が増加
していることが、この測定結果かられかっ九。しかし、
Ｇ５から５００１１ピツチで埋め込んだ土圧計Ｇ６〜Ｇ
ｎの土圧ｐ１は０．１　ｋｃｇ／ｆｌ１２以下であった
ため図から除いた。

又、その後、鋼矢板Ａ、Ｂを嵌合状態のｉま引抜いて見
ると、根入夛先端から２００ｆｌまでの下端面で継手爪
先端が離れ、離脱していることが確認出来た。しかも、
継手爪先端が離脱し九個所の根入シ先端から２００，５
００゜ｓｏｏｗ断面硬度を測定し、第８図価）において
、爪先端Ｓ点、係止百０点、爪板元部り点、Ｕ学区部Ｕ
点で示される継手形状位置との関係で、整理してみると
、第８図（、）で明らかなように爪板元部りが最高硬さ
を示している事が分かる。これはつまシフツクの役割を
すべき爪先端部の起き上シ時に、爪板元部りが曲げ作用
によって加工硬化したためと考えられる。

鋼矢板打設施工時に土砂内で継手離脱するのは、グリラ
グ内土圧を根入り先端から２００間に渡って団結化され
た土砂が発生し、これが根入り先端から８００１１１１
に渡る爪板元部り点に大きな曲げの力が作用して全断面
降伏によシ継手離脱するということが、本発明者等以下
、更に本発明について説明する。

第１図（、）はウェブａとウェブ幅方向の両端にフラン
ジ部すを介して設けた一対のＵ字状継手部Ｃとからなる
幅Ｗ、高さＨの鋼矢板を示すもので、第１図（ｂ）は鋼
矢板のＵ字状継手部Ｃを拡大して示したものでありてｔ
ｎは爪根元板厚、ＬＷは爪根元幅を表わす。第１図（Ｃ
）は、鋼矢板人。

Ｂが相互に完全連結した状態で土砂中に打設が行な、わ
れでいる途中の状態を示し、第１図（ｄ）は同じく鋼矢
板Ａ、Ｂが相互に完全連結した状態で土砂中へ完全に打
設が行なわれた状態を示すものであって、図中人は既設
鋼矢板、Ｂは打設鋼矢板、またＬａ　、　Ｌｂはそれぞ
れの鋼矢板Ａ。

Ｂにおける爪板元部の一方の根入り先端からの導入長を
表わす。

この様な構成を有する、本発明鋼矢板において、本発明
は第１図（ｂ）のＵ字状継手部Ｃの爪根元巾り、を熱処
理幅とし、しかも第１図（ｅ）　、　（ｄ）の既設鋼矢
板Ａ及び打設鋼矢板Ｂの導入長Ｌａ、Ｌｂて、極めて効
果的に根太シ先端継手部の離脱強度をよルー層向上せし
めるのである。

即ち、このような爪根元巾−１導入長Ｌａ　。

Ｌｂの範囲で、爪根元板厚ｔｎの厚さを熱処理すること
によって継手離脱時の曲げ作用部を強化するものである
。この場合の熱処理条件は、打設地盤状態を考慮して離
脱強度をどの程度のものにするか、また、熱処理−囲の
爪根元巾り、、爪根元板厚ｔｎ１導入長Ｌａ　、　Ｌｂ
を適宜選定する必要がある。しかも導入長Ｌａ　、　Ｌ
ｂの熱処理を双方のＵ字状継手爪根元部に行なうことに
よりて、さらに根入フ先端での継手離脱強度を向上させ
るものであるから、硬い地盤の場合にはこの方法を選定
する必要がある。例えば、通常の砂地盤に鋼矢板を打設
する場合の熱処理条件は９００℃加熱後油冷または強制
空冷・水冷等の処理が施さられ、この場合の熱処理範囲
は、爪根元巾ＬＷをｌＱｔｍ以上、爪根元板厚ｔ３を全
断面板厚、導入長Ｌａ　、　Ｌｂを根太シ先端から５９
ｍ以上１０００１１１以下とすることが有効である０こ
の場合、特に導入長Ｌｍ　、　ＬｂＯ熱処理長さを根太
シ先端から５０１１１以上１０００１１１以下としたの
は、５０關未満では、熱処理を全くしないものと同程度
の離脱強度でしかなく、何ら効果がないからである。し
かも、１０１００Ｏを超えると５０ｎ以上１０００１１
１１以下範囲の熱処理効果と同程度の効果しか発揮せず
、熱処理に用する作業時間が無駄とな夛好ましくない。

又、爪根元巾−〇熱処理範囲は１０龍以上であれば爪根
元全体でもなんら問題はない。

この事実は、次の如き実験によって得られたものである
。即ち、供試した鋼矢板は、Ｕ型５Ｌタイプ規格ＢＹ−
３０、鋼矢板長を２０００１１ｆｌｌとした。

実験は局部引張による空中継手離脱方法によった。ここ
で第２図（、）によりて局部引張空中継手離脱試験を説
明する。

図中Ａ、Ｂは相互に嵌合させた鋼矢板を示し、Ｔは通常
の土砂地盤で継手内に団結化形成されて内圧発生する土
砂を、外部引張力に置き換えたタグ板を示す。この場合
、鋼矢板Ａ、Ｂの長さを２０００１ｊＥとし、タブ板Ｔ
の長さは２００關として、タブ板Ｔに引張荷重を負荷し
継手離脱を生じさせ、継手離脱強度を評価する方法であ
る。

第２図（ｂ）にその実験の結果を根太先端（図中の場合
はタグ板取付端面）からの熱処理長Ｌａ。

Ｌｂと継手離脱強度Ｐａとの関係で示した。

根太シ先端からの熱処理長Ｌａ、Ｌｂは、嵌合鋼矢板双
方とも同じ熱処理長とした。

また、爪根元熱処理巾輸はｌ　５１１１．　ｔｉ爪根元
板厚は９１ｍで全層熱処理することとした熱処理条件は
９００℃加熱後油冷によった。

同図から明らかな様に、根太先端からの熱処理長Ｌｍ　
、　Ｌｂの増加にともない継手離脱強度Ｐａが増大して
いる（Ｏ印で示す）。即ち、曲げ部となる爪板元部を局
部熱処理による材質向上によって継手離脱強度が向上し
ておシ、本発明の効果が現われている事を示すものであ
る。

しかしながら、根太シ先端からの熱処理長が３０１１の
場合（Δ印で示す）全く熱処理しなかりた０關の場合（
ム印で示す）となんら変わらない継手離脱強度であった
。

又、１００Ｑ＋１１を超えた熱処理を行なうと継手離脱
強度（０印で示す）の向上は見られるものの通常の砂地
盤における鋼矢板打設時の継手内圧力を考えると、継手
離脱強度１００　Ｔｏｎ／Ｍの性能を有していれば打設
中の離脱の危険はないものと考える。むしろ熱処理にお
ける作業時間を考えると効率的な熱処理長Ｌａ　、　Ｌ
ｂを１０００鶴として通常の砂地盤に対処するほうが得
策であろう。

次に本発明の実施例鋼矢板を用いた施工例によシ本発明
の効果をさらに具体的に示す。

供試した鋼矢板は第５図の説明で用いたものと同じ、Ｆ
ＳＰ−５Ｌ規格５Ｙ−３０で爪根元板厚ｔｎは９ＩＩＩ
Ｅのものを比較例として用い、本発明鋼矢板としては、
熱処理範囲を根太シ先端からの熱処理長Ｌａ　、　Ｌｂ
を１００ＩＩと５００１１１　＊　１１０００ｆと適宜
変化させた。この場合、砂地盤の硬さＮ値をあらかじめ
測定し、室内実験で得た第２図のデータの継手強度Ｐｃ
に見合った砂地盤に打設した。また、爪根元熱処理巾を
５絹、爪根元板厚な全層熱処理したものを用いた。

次に嵌合打設に際し、第５図の場合と同様に打設鋼矢板
Ｂのグリップ内部Ｓ３の土圧を土圧計Ｇ１で測定した。

鋼矢板の打設を２０ｒｎｔで完全に終えたところで、鋼
矢板Ａ、Ｂを嵌合状態のまま引抜いて継手離脱発生の可
否を観察した。

その結果を第１表にまとめて示すが、本発明の鋼矢板の
場合は、継手離脱は全く見られず、正常な状態であった
。

第　　１　　表 これは本発明による根太シ先端から５０１１１１以上１
０００朋以下までのＵ字状継手爪根元部を極部処理する
ことによって継手離脱強度が向上した効果が現われたた
めである。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明鋼矢板によれば、嵌合打設に際
し、継手離脱性能が向上するので安全性が確保され、し
かも、現場の砂地盤状況に応じて任意に継手強度をコン
トロールできるため、産業上極めて有利なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（＆）は本発明の実施例鋼矢板の形状を示す図、
同（ｂ）は継手部の詳細図、同（ｅ）、（ｄ）は土中へ
の打設時の説明図、第２図（、）は継手離脱強度評価試
験を説明する模式図、同（ｂ）は根太シ先端からの導入
長と継手離脱強度との関係の一例を示す線図、 第３図（、）は従来鋼矢板の先端根太シ深さと打込み力
との関係の一例を示す線図、同（ｂ）、（Ｃ）は同側の
鋼矢板の態様の説明図、 第４図、第５図は従来技術の鋼矢板を説明する模式図、 第６図（、）は土圧計Ｇの埋込み状態を示す鋼矢板継面
図、同（ｂ）は土圧計Ｇの埋込み位置を示す模式図、 第７図は打設鋼矢板に埋込まれた各土圧計のグリラグ内
土圧と、鋼矢板先端地下位置との関係の一例を示す線図
、 中 第８図は鋼矢板断面硬度とその測定位置との関係の一例
を示す線図、同（ｂ）は測定位置を示す図である。 ａ・・・ウェブ　　　　　ｂ・・・フランジＣ・・・継
手部　　　　　Ｕ・・・継手Ｕ字底部ｎ・・・爪板元部
　　　　ｔｎ・・・爪根元板厚第１図 ａ　ウェブ ｂ　フランジ ｃ：ｍｆ一部 Ｕ　継手Ｕ字底部 ｎ：爪根元部 第１図 （ｃ）　　　　　　　　　　　　（ｄ）第２図 （Ｑ） 會 第３図 （ＣＩ） ｈニゲ（［；ミ、坂本艮入３呆−ｆ（ｍ）第４間 第６図 （Ｑ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェブとウェブ幅方向の両端にフランジ部を介して設け
   た一対のＵ字状継手部とからなる鋼矢板において、根入
   り先端から５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下までを少なく
   ともいずれか一方のＵ字状継手爪根元部を極部熱処理し
   強度を大としたことを特徴とする根入り先端継手部の離
   脱強度に優れた鋼矢板。