JPH073778A - 地中連続壁の剛結継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンクリート側圧に対して安定であるととも
に、継手に作用する面外、面内せん断力に抵抗する。 【構成】 地中連続壁の壁体深さ方向に半円筒形状をな
して延在する湾曲ウェブ３のほぼ中央位置に壁体に作用
する面外せん断力を負担可能なせん断プレート５を固着
する。さらにせん断プレート５の一部に面内せん断力を
コンクリートに伝達可能な鋸刃状部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地中連続壁の剛結継手に
係り、特に地中連続壁の壁体コンクリート打設時に作用
するコンクリート側圧に抵抗するとともに、壁体完成時
に所定の壁体応力を伝達可能な地中連続壁の剛結継手に
関する。

【０００２】

【従来の技術】地中連続壁は仮設山留め壁としてのみな
らず、地下空間を利用する大規模な構造物の２方向耐側
圧壁としてあるいは耐震壁として利用され、その構造上
の利点が広く認められている基礎構造である。長大橋梁
や超高層ビル等の施工においては、まず土圧、水圧を受
ける剛性の高い仮設山留め壁として利用され、次いで本
体構築において基礎構造あるいは本体構造の一部として
採用されている。このようにその用途が広がるにつれ
て、施工精度や構造上の強度に対しての仕様も厳しいも
のとなり、設計及び施工上において種々の検討や対策が
なされている。

【０００３】通常、地中連続壁はその施工形状、延長、
掘削機械の規模等から複数のエレメントに割り付けら
れ、まず先行エレメント部分の壁体が所定の施工サイク
ルで築造され、その後先行エレメントの壁体を接続する
ように隣接する後行エレメントが施工され、連続した地
中壁が完成する。このように地中連続壁は複数の壁体が
連結されて全体が築造されるため、継手部においても壁
体としての止水性の保持及び一体構造物としての確実な
応力伝達がなされる必要がある。（以下、本明細書では
隣接する先行エレメントと後行エレメントとの溝内の深
度方向に沿って形成される鉛直継手部を単に「継手部」
と記して説明する。）このため地中連続壁の先行エレメ
ントの壁体と後行エレメントの壁体との応力伝達を確実
に行う種々の継手構造が開発、実用化されてきている。

【０００４】ところで、先行エレメントのコンクリート
打設時において、打設されたコンクリートは硬化するま
で型枠内で流動圧を生じ、この流動圧が側圧として地山
や継手部に作用する。この側圧の大きさはコンクリート
の配合、打設速度、壁体厚等により異なるが、通常１０
〜１５ｔ／ｍ²にもなる。これにに対して仕切鋼板に使
用される鋼板厚は最大でも９ｍｍ程度であるため、鋼板
のみではこのコンクリート側圧に抵抗できず、仕切鋼板
が変形あるいは仕切鋼板自体が破壊してしまうおそれも
ある。そこで、従来から種々の補強構造で仕切鋼板を補
強してコンクリート側圧に抵抗できるようにしている。

【０００５】図５は壁体エレメントの両端部に設置され
た仕切鋼板同士をタイロッドで連結し、仕切鋼板がコン
クリート側圧に抵抗できるようにした一例を示したもの
である。同図おいて、仕切鋼板５１には打設されたコン
クリート５０の側圧がほぼ等分布な荷重として作用して
いる。この荷重に対して仕切鋼板５１の端部５１ａはジ
ョイントボックス５３により支持されている。このジョ
イントボックス５３は後行エレメントの掘削時に仕切鋼
板５１から延出した主鉄筋５４を保護するために埋設さ
れる仮設部材である。また、仕切鋼板５１の所定位置に
は鋼棒からなるタイロッド５２が深さ方向に所定間隔を
あけて設けられている。このタイロッド５２の端部は仕
切鋼板５１を貫通し、定着ナット５５を介して仕切鋼板
５１の外面に定着されている。このようにタイロッド５
２が配置されているので、仕切鋼板５１にコンクリート
側圧が作用すると、タイロッド５２に引張力が生じて仕
切鋼板５１を支持し、変形が防止される。

【０００６】この他、ジョイントボックス内に組立鋼材
からなる反力材を配置し、この反力材とＨ型鋼とを組み
合わせて仕切鋼板の中間位置を支持して仕切鋼板の変形
を防止させるようにしたものや継手内に砕石や砂利を投
入充填して仕切鋼板を支持するようにしたものがある。

【０００７】ところで、完成壁体構造の一体性を考えた
場合に、継手部では壁体一般部と異なり、通常のスター
ラップを設置できないので、作用する面外せん断力を負
担する構造とする必要がある。また、地中連続壁を本体
一体構造あるいは基礎構造として使用する場合には深さ
方向に対して面内せん断力も発生する。壁体一般部では
所定のせん断補強筋を配筋すればこのせん断力を負担す
ることができるが、継手部ではコンクリートが縁を切ら
れ打設されているため、せん断抵抗力を負担できない。
そこでコンクリートの接合面を構成する仕切鋼板に所定
のせん断抵抗要素としての補強鋼材を設けて剛結継手と
し、前述の面内、面外せん断力を確実に伝達させる構造
とすることが必要がある。

【０００８】この補強鋼材としては仕切鋼板の表面にシ
ェアコネクタとしてのスタッドボルトを溶植したり、ル
ープ形状あるいはラチス形状に曲げ加工した異形鉄筋や
型鋼を仕切鋼板に溶接した例がある。図６は等辺山形鋼
（アングル材）と平鋼板とを組み合わせて所定形状のせ
ん断抵抗要素を構成した一例を示している。同図に示し
たように仕切鋼板の両面には壁厚にほぼ等しい長さのア
ングル材が水平方向に所定間隔をあけて溶接されてい
る。さらに仕切鋼板の中央位置には平鋼が壁体の深さ方
向に延設固着されている。この平鋼は壁体継手部の面外
せん断力を負担するとともに、止水板の役割を果たして
いる。このように従来の継手構造ではコンクリート打設
時の仕切鋼板の変形防止及び面外、面内せん断抵抗要素
としての機能を考慮してその構造が決定されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の継手構
造ではたとえばコンクリート側圧による仕切鋼板の変形
防止のためにタイロッドを使用する場合には、タイロッ
ドを引張材として有効に機能させるために壁体形状は直
壁に限られ、コーナー壁等にはそのまま利用できないと
いう問題がある。また反力材を使用する場合には壁体深
度が大きくなると反力材寸法も大きくなり、材料コスト
が増すとともに、施工性が低下することが予想される。
さらに砕石を充填する場合には施工後に砕石を壁体内か
ら確実に撤去する方策が必要であり、壁厚が増すと砕石
使用量が急激に増加し全体としてのコストアップにつな
がるという問題がある。

【００１０】一方、従来のせん断抵抗要素としての補強
鋼材を使用する場合にも構造上、種々の問題がある。た
とえばシェアコネクタとしてスタッドボルトや鉄筋を仕
切鋼板に溶接して配設する構造では使用するスタッドボ
ルト等の本数が膨大になり、この補強部材の製作に長時
間を要する。また図６に示したような複数の型鋼を組み
合わせた構造では製作時に溶接本数が多く、溶接長が長
くなりコスト的に不利である。この場合コンクリート打
設時に型鋼にスライムを巻き込みやすく、壁体コンクリ
ートの品質が低下するおそれもある。さらに図６に示し
たものでは平鋼とコンクリートとはコンクリートの付着
力のみで応力伝達が果たされるので、作用面内せん断力
を平鋼からコンクリートに確実に伝えることができな
い。

【００１１】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、コンクリート打設時に仕切
鋼板の変形を防止できるとともに、完成後において作用
せん断力に対して十分に抵抗できる地中連続壁の剛結継
手を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は地中連続壁の壁体深さ方向に半円筒形状を
なして延在するウェブと、該ウェブの一部に固着され、
前記壁体に作用する面内せん断力をコンクリートに伝達
可能なせん断抵抗部が一端に形成された前記壁体に作用
する面外せん断力を負担可能なせん断プレートとを少な
くとも備えたことを特徴とするものである。

【００１３】このとき前記ウェブは平断面形状が前記壁
体内に配筋された複鉄筋のはなれにほぼ等しい直径から
なる略円弧状であることが好ましい。また前記せん断抵
抗部は前記壁体深さ方向に鋸刃状をなして延在するよう
にすることが好ましい。

【００１４】

【作用】本発明によれば、地中連続壁の壁体深さ方向に
半円筒形状をなして延在するウェブの一部に前記壁体に
作用する面内せん断力をコンクリートに伝達可能なせん
断抵抗部が一端に形成された前記壁体に作用する面外せ
ん断力を負担可能なせん断プレートを固着したので、コ
ンクリート打設時に、前記ウェブがコンクリート側圧に
対してアーチ構造として機能して抵抗できるとともに、
前記せん断抵抗部により完成時に壁体に作用する面内せ
ん断力をコンクリートに確実に伝達でき、前記せん断プ
レートにより作用する面外せん断力に確実に抵抗でき
る。

【００１５】このとき前記ウェブの平断面形状を前記壁
体内に配筋された複鉄筋のはなれにほぼ等しい直径から
なる略円弧状とすることによりコンクリート側圧に対す
るウェブのアーチ効果をもっとも効率よく発揮させるこ
とができる。また前記せん断抵抗部は前記壁体深さ方向
に鋸刃状をなして延在するようにすることにより面内せ
ん断力を該鋸刃状部分でコンクリートに確実に伝達させ
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明による地中連続壁の剛結継手の一
実施例を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に
よる剛結継手１の頂部を概略的に示した斜視図である。
同図において、符号２は仕切鋼板を示しており、この仕
切鋼板２は半円筒状の湾曲ウェブ３と、この湾曲ウェブ
３の端部に接続されたＴ型フランジ４からなる。さらに
湾曲ウェブ３の中央位置の両面には深さ方向の全長にわ
たり延設されたせん断プレート５が溶接接合されてい
る。湾曲ウェブ３はその湾曲直径が複鉄筋である主鉄筋
６の鉄筋離れにほぼ一致し、平面形状が半円弧状をな
し、深さ方向に対して半円筒形状をなす。このときコン
クリート側圧は所定の深さにおいて、湾曲ウェブ３に対
して円弧の中心方向に向く等分布荷重として作用する
が、湾曲ウェブ３が円弧アーチ構造として機能するの
で、湾曲ウェブ３には卓越した圧縮力が生じ、曲げモー
メントはほとんど発生しない。このため湾曲ウェブ３を
圧縮部材として設計でき、その板厚は座屈を考慮した許
容圧縮応力に対して設定すれば良く、平板構造の仕切鋼
板に対して薄くすることができる。

【００１７】また湾曲ウェブ３に固着されたせん断プレ
ート５は図示したように外縁が連続した鋭角三角形状の
鋸刃状をなしており、板状部分の機能として面外せん断
抵抗要素として継手部に作用する面外せん断力に抵抗で
き、また止水板として壁体継手部での地下水等の通過を
遮る役目を果たすことができる。湾曲ウェブ３の両端部
にはＴ型フランジ４が溶接接合されており、さらにＴ型
フランジ４の仕切ウェブ４ａには外板プレート４ｂが連
接されている。外板プレート４ｂは壁体掘削面に接し、
剛結継手１を壁体内の所定位置に保持するようになって
いる。また仕切ウェブ４ａは図示したように主鉄筋６を
貫通保持できるようになっている。外板プレート４ｂの
端部にはタブプレート７が取着されており、このタブプ
レート７を介してジョイントボックス８の端部を連結さ
せることができる。このようにコンクリートからの側圧
は仕切鋼板である湾曲ウェブ３内を圧縮力として伝達さ
れ、さらにＴ型フランジ４を介してジョイントボックス
８に伝達されるため、ジョイントボックス８内に仕切鋼
板２を補強する鋼材等を設ける必要がない。

【００１９】図２は図１に示した剛結継手を先行エレメ
ントの両端に配置し、コンクリートを打設した状態を模
式的に示した平面図及び部分断面図である。同図で矢印
で示したように壁体内に打設されたコンクリートの側圧
は地山の他、エレメント両端の剛結継手の仕切鋼板にも
作用するが、仕切鋼板の湾曲ウェブ３はアーチ効果によ
り作用側圧に抵抗できる。また作用側圧は仕切鋼板の支
持部であるＴ型フランジ４を介してジョイントボックス
に伝達され、仕切鋼板全体はクリアランスに充填された
砕石を経て地山に支持される。また同図（ｂ）に示した
ように先行エレメントのコンクリート内にせん断プレー
ト５の一方が確実に埋設されるとともに、図示しない後
行エレメントにもせん断プレート５の他端が埋設される
ので、このせん断プレート５により継手部は作用する面
外せん断力に十分抵抗する構造をとることができる。さ
らに面内せん断力はせん断プレート５に形成された鋸刃
状部の板厚部分の端面を介してコンクリートに伝達され
る。このように本発明によるせん断プレート５は、完成
時おいて確実に作用面内せん断力に対しても抵抗でき
る。

【００２０】図３及び図４は前述のせん断プレートの変
形例を示した概略斜視図である。図３は素材であるＩ型
鋼のウェブ２０ｂをハニカム形状を製作するような形状
に切断し、それぞれのせん断プレート部材２０のフラン
ジ部分２０ａを湾曲ウェブ３の中央位置に溶接部Ｗで接
合し、せん断プレート２０とした変形例を示したもので
ある。本変形例によれば、すでにせん断プレート２０に
フランジ２０ａが一体的に形成されているので、このフ
ランジ２０ａを介して湾曲ウェブ３への溶接を容易に行
える。

【００２１】図４はせん断プレート２１として平鋼プレ
ートを所定間隔をあけて切欠き、平面的にＹ字形をなす
ようにプレート端２１ａを交互に屈曲させ溶接部Ｗで湾
曲ウェブ３に接合した変形例を示したものである。本変
形例によれば、せん断プレート２１から面内せん断力が
伝達されるコンクリート部分の領域をより大きくとるこ
とができ、その分コンクリートのせん断抵抗力を大きく
設定することができ、剛結継手としての継手効果を向上
させることができる。なお、以上に説明した継手部は工
場製作されるが、溶接箇所がほとんど直線なため自動溶
接機等の使用によりきわめて短期に製作することができ
る。また、後行エレメントのコンクリート打設に先立
ち、行われる継手部の清掃も継手形状がシンプルなため
容易かつ確実に行えるという利点を有する。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、湾曲ウェブによるアーチ効果により補強鋼材
を必要とせずに施工時の安定性が向上するとともに、壁
体作用力に対して確実に抵抗することができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による地中連続壁の剛結継手の一実施例
を示した部分斜視図。

【図２】図１に示した剛結継手を適用した地中連続壁の
一例を示した平面図及び部分縦断面図。

【図３】図１に示した剛結継手の変形例を示した部分斜
視図。

【図４】図１に示した剛結継手の他の変形例を示した部
分斜視図。

【図５】従来の仕切鋼板のコンクリート側圧補強手段の
一例を示した平断面図。

【図６】従来の継手部の面外、面内せん断抵抗要素の一
例を示した説明図。

【符号の説明】

１ 剛結継手 ２ 仕切鋼板 ３ 湾曲ウェブ ４ Ｔ型フランジ ５，２０，２１ せん断プレート ６ 主鉄筋 ８ ジョイントボックス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中連続壁の壁体深さ方向に半円筒形状を
   なして延在するウェブと、 該ウェブの一部に固着され、前記壁体に作用する面内せ
   ん断力をコンクリートに伝達可能なせん断抵抗部が一端
   に形成された前記壁体に作用する面外せん断力を負担可
   能なせん断プレートとを少なくとも備えたことを特徴と
   する地中連続壁の剛結継手。
2. 【請求項２】前記ウェブは平断面形状が前記壁体内に配
   筋された複鉄筋のはなれにほぼ等しい直径からなる略円
   弧状であることを特徴とする請求項１記載の地中連続壁
   の剛結継手。
3. 【請求項３】前記せん断抵抗部は前記壁体深さ方向に鋸
   刃状をなして延在することを特徴とする請求項１記載の
   地中連続壁の剛結継手。