Z形鋼板樁、由該z形鋼板樁形成的鋼板樁壁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供Z形鋼板樁、由該Z形鋼板樁形成的鋼板樁壁。本發(fā)明所涉及的Z形鋼板樁(1)具有：第一接頭部(5)，其在構(gòu)成Z形鋼板樁(1)的第一凸緣部(3)的末端形成；以及第二接頭部(9)，其在第二凸緣部(7)的末端形成，對Z形鋼板樁(1)進行相鄰配置，并以卡合的方式將第一接頭部(5)與第二接頭部(9)連結(jié)，由此能夠形成鋼板樁壁(27)，所述Z形鋼板樁(1)的特征在于，第一接頭部(5)是具有主爪(13)和副爪(15)的雙重爪式接頭部，其中，該主爪(13)在末端具有鼓出部(11)、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)，該副爪(15)以與主爪(13)對置的方式形成、且配置于鋼板樁外側(cè)，第二接頭部(9)是具有主爪(13)和副爪(15)的雙重爪式接頭部，其中，該主爪(13)在末端具有鼓出部(11)、且配置于鋼板樁外側(cè)，該副爪(15)以與主爪(13)對置的方式形成、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)。
【專利說明】Z形鋼板粧、由該Z形鋼板粧形成的鋼板粧壁

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在土木建筑領(lǐng)域中用于港灣?河川護岸、護板、圍堰工程的Z形鋼板樁以及由該Z形鋼板樁形成的鋼板樁壁。
[0002]在本說明書中，Z形鋼板樁是指在傾斜配置的腹板(web)的兩端以與該腹板連續(xù)的方式形成有凸緣、且整體形狀大致為Z形的鋼板樁。

【背景技術(shù)】
[0003]作為在土木建筑領(lǐng)域中用于港灣.河川護岸、護板、圍堰工程的鋼板樁，一般使用U形鋼板樁、Z形鋼板樁或帽形鋼板樁。另外，直線形鋼板樁主要在鋼板樁小型房屋(cell)施工方法中使用。上述鋼板樁通過將接頭部連結(jié)而作為鋼制壁來使用。
[0004]U形鋼板樁、帽形鋼板樁以及Z形鋼板樁的接頭部一般使用被稱為拉森式的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻1、2)。另外，對于直線形鋼板樁則一般使用被稱為雙重爪式的結(jié)構(gòu)，作為特殊的例子而使用拉森式的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻3)。
[0005]專利文獻1:日本特許第3458109號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2009-2110號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2001-170703號公報
[0008]在通過將U形鋼板樁彼此連結(jié)來構(gòu)建鋼板樁壁的情況下，由于接頭部位于構(gòu)建后的鋼板樁壁中央部，所以U形鋼板樁單體的重心與鋼板樁壁的重心不一致。因此，若鋼板樁壁因土壓等載荷的作用而出現(xiàn)彎曲，則在接頭部產(chǎn)生錯位，使得鋼板樁壁的剛性、截面模量降低，因而，需要降低接頭效率。
[0009]另一方面，在將帽形鋼板樁彼此、或Z形鋼板樁彼此連結(jié)來構(gòu)建鋼板樁壁的情況下，由于接頭部位于構(gòu)建后的鋼板樁壁最外緣，所以鋼板樁單體的重心與鋼板樁壁的重心一致。因此，即便鋼板樁壁因土壓等載荷的作用而出現(xiàn)彎曲，也不會在接頭部產(chǎn)生錯位，從而不需要降低接頭效率。
[0010]因此，與U形鋼板樁相比，帽形鋼板樁、Z形鋼板樁的相對于每單位壁面面積的重量的截面性能良好，能夠構(gòu)建經(jīng)濟性優(yōu)異的鋼板樁壁。
[0011]然而，盡管帽形鋼板樁的相對于每單位壁面面積的重量的截面性能優(yōu)異，但是由于制造方面的制約，所以，作為每Im壁寬的截面慣性矩的種類，當(dāng)前產(chǎn)品化的產(chǎn)品中僅有兩種。
[0012]與此相比，Z形鋼板樁的每Im壁寬的截面慣性矩的種類較多，且其最大截面慣性矩達到帽形鋼板樁的10倍左右。另外，若將Z形鋼板樁連結(jié)便能夠形成為帽形狀，因此，若使用Z形鋼板樁，則能夠根據(jù)所需性能而構(gòu)建經(jīng)濟性、截面性能優(yōu)異的鋼板樁壁。
[0013]這樣，Z形鋼板樁能夠構(gòu)建經(jīng)濟性、截面性能優(yōu)異的鋼板樁壁。然而，對于其接頭部而言，與現(xiàn)有的U形鋼板樁、帽形鋼板樁相同，使用拉森式的結(jié)構(gòu)。與雙重爪式相比，使用拉森式結(jié)構(gòu)能夠舉出容易制造的優(yōu)點。然而，現(xiàn)狀是對拉森式的結(jié)構(gòu)是否最適合作為Z形鋼板樁的接頭部并未進行詳細研究。
[0014]因此，關(guān)于Z形鋼板樁的接頭部，對以往使用的拉森式的結(jié)構(gòu)是否為最佳進行了研究，發(fā)現(xiàn)了如下問題。
[0015]<鋼板樁打入時的問題>
[0016]當(dāng)通過將鋼板樁彼此連結(jié)而形成鋼板樁壁時，通常，以使后續(xù)的鋼板樁的接頭部與先行打入的鋼板樁的接頭部嵌合的方式而將其打入。在該情況下，只要能夠保證完全并行地將后續(xù)的鋼板樁與先行的鋼板樁打入，接頭部彼此就不會接觸。
[0017]然而，鋼板樁在打入過程中受到地基阻力，因此，難以保證先行的鋼板樁與后續(xù)的鋼板樁并行地將它們打入。因此，因鋼板樁傾斜、接頭部彼此接觸而產(chǎn)生摩擦阻力，會對接頭部作用有各種力。
[0018]圖6是示意性地示出作用于具有拉森式接頭的現(xiàn)有的Z形鋼板樁29的接頭部31的各種力的圖。如圖6所示，作用于接頭部31的力中存在作用于凸緣部33的軸線方向的拉伸力、壓縮力，另外，還存在以接頭部為中心的旋轉(zhuǎn)力，進而還存在與凸緣部正交的方向的力等。
[0019]對拉森式的接頭部而言，若作用有拉伸力、旋轉(zhuǎn)力則容易變形。由于作用于接頭部31的上述力，有可能產(chǎn)生接頭部31的開口部寬度縮小、或擴大的現(xiàn)象。若接頭部31的開口部寬度過度擴大，則還有可能發(fā)生鋼板樁彼此脫離的情況，反之，若接頭部31的開口部寬度過度縮小，則有可能無法打入后續(xù)的鋼板樁。
[0020]在這一點上，在U形鋼板樁、帽形鋼板樁中，由于在由腹板部與凸緣部包圍的空間對土加以約束，從而，與Z形鋼板樁相比，在鋼板樁的打入時難以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，因此，能夠斷言在接頭部產(chǎn)生的上述問題較少。
[0021]另一方面，在Z形鋼板樁中，由于其形狀并非像U形鋼板樁、帽形鋼板樁那樣對土加以約束的形狀，從而，在進行打入時，Z形鋼板樁因地基阻力而容易發(fā)生旋轉(zhuǎn)等，因此，在接頭部產(chǎn)生的力較大。對于拉森式的接頭部而言，如上所述，其相對于拉伸力、旋轉(zhuǎn)力較弱，另一方面，其自由度較低，因此，存在如下問題:接頭部容易變形，上述問題表現(xiàn)得較為明顯。
[0022]<鋼板樁打入后的問題>
[0023]即便在鋼板樁打入之后，鋼板樁也受到來自地基的力，特別是在發(fā)生地震之類的情況下，對于相對于拉伸力較弱、且約束力較強的拉森式接頭部而言，存在容易在接頭部發(fā)生變形的問題。若在接頭部發(fā)生變形，則產(chǎn)生止水效果降低的問題。
[0024]如上所述，對Z形鋼板樁的接頭部而言，存在如下問題:在鋼板樁的打入時以及打入之后，力容易作用于接頭部，因此，容易在接頭部發(fā)生變形。
[0025]在這點上，為了抑制接頭部的變形，考慮到加厚接頭部的厚度的方法。
[0026]然而，加厚板厚與鋼材重量的增加相關(guān)聯(lián)，因此，經(jīng)濟性變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明的目的在于獲得一種Z形鋼板樁，不增加鋼材重量，在鋼板樁的打入時、打入之后不在接頭部發(fā)生變形等，能夠構(gòu)建高精度的鋼板樁壁。
[0028]另外，本發(fā)明的目的還在于獲得一種高精度的鋼板樁壁。
[0029](I)本發(fā)明所涉及的Z形鋼板樁具有:第一接頭部，其在構(gòu)成Z形鋼板樁的一方的凸緣部的末端形成；以及第二接頭部，其在另一方的凸緣部的末端形成，對Z形鋼板樁進行相鄰配置，并以卡合的方式將上述第一接頭部與上述第二接頭部連結(jié)，由此能夠形成鋼板粧壁，
[0030]所述Z形鋼板樁的特征在于，
[0031]上述第一接頭部是具有主爪和副爪的雙重爪式接頭部，其中，該主爪在末端具有鼓出部、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)，該副爪以與該主爪對置的方式形成、且配置于鋼板樁外側(cè)，
[0032]上述第二接頭部是具有主爪和副爪的雙重爪式接頭部，其中，該主爪在末端具有鼓出部、且配置于鋼板樁外側(cè)，該副爪以與該主爪對置的方式形成、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)。
[0033](2)另外，在上述(I)所記載的Z形鋼板樁的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述第一接頭部經(jīng)由朝向鋼板樁內(nèi)側(cè)彎曲的第一彎曲部而設(shè)置于上述凸緣部的末端，通過設(shè)置上述第一彎曲部，使得上述副爪的外表面不比凸緣部的外表面向鋼板樁外側(cè)突出，
[0034]上述第二接頭部經(jīng)由朝向鋼板樁內(nèi)側(cè)彎曲的第二彎曲部而設(shè)置于上述凸緣部的末端，通過設(shè)置上述第二彎曲部，將上述主爪的外表面配置成以上述副爪的厚度以上的距離靠向鋼板樁內(nèi)側(cè)。
[0035](3)本發(fā)明所涉及的鋼板樁壁的特征在于，其通過將上述⑴或(2)所記載的Z形鋼板樁連結(jié)而形成。
[0036]在本發(fā)明的Z形鋼板樁中，具備第一接頭部和第二接頭部，上述第一接頭部是具有主爪和副爪的雙重爪式接頭部，其中，該主爪在末端具有鼓出部、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)，該副爪以與該主爪對置的方式形成、且配置于鋼板樁外側(cè)，上述第二接頭部是具有主爪和副爪的雙重爪式接頭部，其中，該主爪在末端具有鼓出部、且配置于鋼板樁外側(cè)，該副爪以與該主爪對置的方式形成、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)，由此，鋼材重量不會增加，在打入時、打入之后不會在接頭部發(fā)生變形等，能夠構(gòu)建高精度的鋼板樁鋼制壁。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的一實施方式所涉及的Z形鋼板樁的說明圖。
[0038]圖2是由圖1中的圓圈包圍的A部的放大圖。
[0039]圖3是由圖1中的圓圈包圍的B部的放大圖。
[0040]圖4是將2張圖1所示的Z形鋼板樁連結(jié)后的狀態(tài)的說明圖。
[0041]圖5是通過將圖1所示的Z形鋼板樁連結(jié)而形成的鋼板樁壁的說明圖。
[0042]圖6是現(xiàn)有的Z形鋼板樁的說明圖。

【具體實施方式】
[0043]本實施方式所涉及的Z形鋼板樁I為如下Z形鋼板樁，其具有:第一接頭部5，其形成于構(gòu)成Z形鋼板樁I的第一凸緣部3的末端；以及第二接頭部9，其形成于第二凸緣部7的末端，通過對Z形鋼板樁I進行相鄰配置，并以卡合的方式將第一接頭部5與第二接頭部9連結(jié)，能夠形成鋼板樁壁27 (參照圖5)。
[0044]第一接頭部5是具有主爪13和副爪15的雙重爪式接頭部，其中，該主爪13在末端具有鼓出部11、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)，該副爪15以與主爪13對置的方式形成、且配置于鋼板樁外側(cè)。
[0045]另外，第二接頭部9是具有主爪13和副爪15的雙重爪式接頭部，其中，主爪13在末端具有鼓出部11、且配置于鋼板樁外側(cè)，副爪15以與主爪13對置的方式形成、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)。
[0046]以下詳細地進行說明。
[0047]<整體形狀>
[0048]對Z形鋼板樁I而言，在傾斜配置的腹板部16的一端側(cè)具有第一凸緣部3，在第一凸緣部3的末端形成有第一接頭部5，在腹板部16的另一端側(cè)具有第二凸緣部7，在第二凸緣部7的末端形成有第二接頭部9，該Z形鋼板樁I的整體大致呈Z形。
[0049]<接頭部>
[0050]第一接頭部5與第二接頭部9的基本形狀相同，因此，根據(jù)圖2、圖3對它們進行說明。
[0051]第一接頭部5與第二接頭部9具有:接頭主體部17，其以與凸緣部的末端連續(xù)的方式形成；以及主爪13、副爪15，它們以從該接頭主體部17分為兩股且相互對置的方式形成。
[0052]主爪13的根部較細，且在末端形成有鼓出部11。本實施方式中的主爪13的鼓出部11大致呈矩形，主爪13整體的形狀呈T字形。鼓出部11并不局限于矩形形狀，也可以是圓形、橢圓形之類的形狀。
[0053]對主爪13的T字的橫片與縱片的連結(jié)部19而言，外側(cè)的彎曲角度比內(nèi)側(cè)的彎曲角度小。內(nèi)側(cè)的彎曲角度較平滑，因此，由接頭部的主爪13與副爪15包圍的接頭內(nèi)部21形成為平滑的圓弧狀。接頭內(nèi)部21形成為平滑的圓弧狀，因此，在將接頭部連結(jié)時，Z形鋼板樁I整體的旋轉(zhuǎn)自由度增加。
[0054]副爪15的根部的厚度較大，且越靠近末端厚度越減薄，其整體呈平滑且彎曲的形狀。
[0055]在由主爪13與副爪15包圍的接頭內(nèi)部21插入有與其連結(jié)的其它接頭部的主爪13。在主爪13形成有鼓出部11，因此，主爪13不會從主爪13與副爪15之間的間隙脫離。
[0056]第一接頭部5與第二接頭部9在具有上述主爪13與副爪15這一點上相通，但也存在不同點。因此，以下，對配置于圖1中的左側(cè)的第一接頭部5與配置于圖1中的右側(cè)的第二接頭部9分別進行說明。
[0057](第一接頭部)
[0058]對第一接頭部5而言，當(dāng)將第一接頭部5與第二接頭部9連結(jié)而形成鋼板樁壁27 (參照圖5)時，在被連結(jié)的接頭部，副爪15配置于鋼板樁外側(cè)。
[0059]此外，鋼板樁外側(cè)是指腹板部16相對于第一凸緣部3的軸線所處的一側(cè)的相反偵牝鋼板樁內(nèi)側(cè)是指其相反側(cè)，即腹板部16相對于第一凸緣部3的中心軸所處的一側(cè)。
[0060]對第一接頭部5而言，副爪15配置于鋼板樁外側(cè)，主爪13以與副爪15對置的方式配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)。第一接頭部5經(jīng)由從第一凸緣部3向鋼板樁內(nèi)側(cè)彎曲的第一彎曲部23而與第一凸緣部3連結(jié)。第一接頭部5經(jīng)由第一彎曲部23而設(shè)置，由此，配置于鋼板樁外側(cè)的副爪15的外表面的最靠鋼板樁外側(cè)的部位與第一凸緣部3的外表面形成為共面(參照圖2)。
[0061](第二接頭部)
[0062]對第二接頭部9而言，當(dāng)將第一接頭部5與第二接頭部9連結(jié)而形成鋼板樁壁27時，在被連結(jié)的接頭部，主爪13配置于鋼板樁外側(cè)。
[0063]對第二接頭部9而言，主爪13配置于鋼板樁外側(cè)，副爪15以與主爪13對置的方式配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)。
[0064]第二接頭部9經(jīng)由從第二凸緣部7向鋼板樁內(nèi)側(cè)彎曲的第二彎曲部25而與第二凸緣部7連結(jié)。與形成于第一接頭部5側(cè)的第一彎曲部23相比，第二彎曲部25向鋼板樁內(nèi)側(cè)的延伸突出距離更大。
[0065]第二接頭部9經(jīng)由第二彎曲部25而設(shè)置，由此，與第二凸緣部7的外表面相比，配置于鋼板樁外側(cè)的主爪13的外表面的最靠鋼板樁外側(cè)的部位配置成以距離S靠向內(nèi)側(cè)(參照圖3)。此外，距離S被設(shè)定為副爪15的厚度以上的距離。
[0066]在打入以上述方式構(gòu)成的Z形鋼板樁I時，以與先行打入的Z形鋼板樁I的接頭部(例如第二接頭部9)卡合的方式而將后續(xù)打入的Z形鋼板樁I的接頭部(例如第一接頭部5)打入。具體而言，如圖2所示，以在第二接頭部9的接頭內(nèi)部21插入左接頭的主爪13、且在第一接頭部5的接頭內(nèi)部21插入第二接頭部9的主爪13的方式使它們卡合。
[0067]進行打入時，如上所述，Z形鋼板樁I受到來自地基的力而容易旋轉(zhuǎn)。然而，在該情況下，對本實施方式的雙重爪式的接頭部而言，旋轉(zhuǎn)的自由度較高，因此，不會對接頭部作用有過度的力，接頭部不會在打入時發(fā)生變形等。另外，雙重爪式的接頭部相對于拉伸力的阻力較強，因此，變形也較小。因此，能夠形成高精度的鋼板樁壁27。
[0068]接下來，對Z形鋼板樁I的連結(jié)狀態(tài)進行說明。
[0069]通過將Z形鋼板樁I的第一接頭部5與第二接頭部9連結(jié)而形成鋼板樁壁27 (參照圖5)。在將第一接頭部5與第二接頭部9連結(jié)的狀態(tài)下(參照圖4、圖5)，第一接頭部5的副爪15不比與其連結(jié)的第二接頭部9側(cè)的第二凸緣部7的外表面突出。在該例中，被連結(jié)的2張Z形鋼板樁I的第一凸緣部3與第二凸緣部7的外表面形成為共面。
[0070]由于被連結(jié)的2張Z形鋼板樁I的第一凸緣部3以及第二凸緣部7的外表面共面，因此，能夠直接在該部位設(shè)置橫檔(腹起)件。假設(shè)若接頭部在連結(jié)部19突出，則必須在該部位例如以夾裝回填混凝土等方式設(shè)置橫擋件，但是，在本實施方式的情況下，不存在此類麻煩，作業(yè)性優(yōu)異。
[0071]另外，即便在連結(jié)狀態(tài)下，本實施方式的接頭部的旋轉(zhuǎn)自由度也較高，因此，即便在作用有地震力等的情況下，也不會對接頭部作用有過度的力，接頭部不會發(fā)生變形等。
[0072]另外，本實施方式的雙重爪式的接頭部的拉伸強度優(yōu)異，因此，在這個意義上，當(dāng)Z形鋼板樁I受到拉伸力時，接頭部也不會發(fā)生變形等。因此，接頭部的止水性優(yōu)異。
[0073]如上所述，對于本實施方式的Z形鋼板樁I而言，鋼材重量不會增加，在打入時、打入之后不會在接頭部發(fā)生變形等，能夠構(gòu)建高精度的鋼板樁鋼制壁。
[0074]此外，在上述實施方式中，示出了第一接頭部5經(jīng)由第一彎曲部23而設(shè)置于第一凸緣部3的末端、且第二接頭部9經(jīng)由第二彎曲部25而設(shè)置于第二凸緣部7的末端的例子，但是，也可以不設(shè)置第一彎曲部23、第二彎曲部25，而是將第一接頭部5設(shè)置于第一凸緣部3的末端，將第二接頭部9設(shè)置于第二凸緣部7的末端。
[0075]附圖標(biāo)記說明:
[0076]Ρ..Ζ形鋼板樁；3…第一凸緣部；5…第一接頭部；7…第二凸緣部；9…第二接頭部；11...鼓出部；13...主爪；15...副爪；16...腹板部；17…接頭主體部；19...連結(jié)部；21...接頭內(nèi)部；23…第一彎曲部；25…第二彎曲部；27…鋼板樁壁；29…現(xiàn)有的Z形鋼板樁；31...接頭部；33…凸緣部。
【權(quán)利要求】
1.一種Z形鋼板樁，具有:第一接頭部，其在構(gòu)成Z形鋼板樁的一方的凸緣部的末端形成；以及第二接頭部，其在另一方的凸緣部的末端形成，對Z形鋼板樁進行相鄰配置，并以卡合的方式將所述第一接頭部與所述第二接頭部連結(jié)，由此能夠形成鋼板樁壁， 所述Z形鋼板樁的特征在于， 所述第一接頭部是具有主爪和副爪的雙重爪式接頭部，其中，該主爪在末端具有鼓出部、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)，該副爪以與所述主爪對置的方式形成、且配置于鋼板樁外側(cè)， 所述第二接頭部是具有主爪和副爪的雙重爪式接頭部，其中，該主爪在末端具有鼓出部、且配置于鋼板樁外側(cè)，該副爪以與所述主爪對置的方式形成、且配置于鋼板樁內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Z形鋼板樁，其特征在于， 所述第一接頭部經(jīng)由朝向鋼板樁內(nèi)側(cè)彎曲的第一彎曲部而設(shè)置于所述凸緣部的末端，通過設(shè)置所述第一彎曲部，使得所述副爪的外表面不比凸緣部的外表面向鋼板樁外側(cè)突出， 所述第二接頭部經(jīng)由朝向鋼板樁內(nèi)側(cè)彎曲的第二彎曲部而設(shè)置于所述凸緣部的末端，通過設(shè)置所述第二彎曲部，將所述主爪的外表面配置成以所述副爪的厚度以上的距離靠向鋼板樁內(nèi)側(cè)。
3.一種鋼板樁壁，其特征在于， 所述鋼板樁壁通過將權(quán)利要求1或2所述的Z形鋼板樁連結(jié)而形成。
【文檔編號】E02D5/04GK104271842SQ201280072958
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月16日
【發(fā)明者】宇佐美俊輔 申請人:杰富意鋼鐵株式會社