水、土壌保持、基礎支持に関わるプロジェクトでは、シートパイルは建設業界において極めて重要な技術です。. 連続的なバリアを作るため、インターロッキング・シートを地面に打ち込む。. この技術は、土の移動と水の浸透を止めることで、建築現場の安定性と安全性を維持するために不可欠です。.
矢板には様々な形状があり、それぞれが特定の用途に最適です。. 最もポピュラーな鋼矢板は、その強度と耐久性から、重量のあるプロジェクトに最適です。. さらに、特に腐食が問題となる地域では、複合矢板やビニール矢板が一般的です。. 木製の矢板は、あまり要求の厳しくない用途や一時的な用途にも利用できます。.
矢板の設置には事前の計画と適切な道具が不可欠. 通常は、インパクト・ハンマー、油圧プレス、振動ハンマーなどを使ってシートを地面に打ち込むことから始まります。. プロジェクトの要件と地盤の種類によって機材を選択する. シートが正しくかみ合うようにすることが、連続的で強力なバリアを構築する上で極めて重要である。.
一般的に、シートパイルは、様々な建設関連の問題に対処するための柔軟で効率的な方法を提供します。. 基礎の支持、擁壁、水辺のプロジェクトなど、いつ、なぜ、どのように矢板を設置するかを知ることで、建設プロジェクトの成功と安全性が大幅に向上します.
| 必要性 | 矢板の種類と設置方法 |
| 土壌浸食を防ぐ | 鋼矢板： 振動ハンマーを使って地中に打ち込む |
| 掘削の安定化 | コンクリート矢板： プレキャストされ、溝に挿入された後、コンクリートで充填される。 |
| 保水 | ビニールシートパイル： 軽量で、土中に打ち込むか押し込んで設置する。 |
| 構造物の支持 | 木製矢板： 通常、仮設構造物に使用され、手動または機械で打設される。 |
矢板とは?
同じ部材をつなぎ合わせた強固な壁を矢板と呼ぶ.
大きな荷重に耐え、坑壁の信頼できる補強材として機能し続ける構造は、個々のトングを連結することで可能になります。.
シートパイルは、強度と安定性を向上させることで、痩せた地盤での使用を可能にします：
- 砂質,
- 湿地,
- 地下水位が高い.
ある種の矢板は、海岸線を補強するために使用される。. シートパイルは、深さ5メートル以上の大きなピットによく使用される。.
建築規制
SP 45.13330.2017年は土構造物の配置を規定. 矢板フェンスの設置やその他の工事を行う際には、既存通信との交差を考慮する必要があります。. 幹線パイプライン、電力ケーブル、通信ラインは特に注意が必要である。.
SNiP 12-04-2002 「建設工事における労働安全」（英語 は、ピットやトレンチの急勾配の壁をどのように補強するかは規定していないが、壁の深さが3cm以上、幅が0：
- 砂地での作業で、壁の深さが3cm、幅が0.1mの場合；
- 1.砂質壌土の場合は25メートル；
- 1.粘土と壌土の場合は5メートル；
- 密な土壌の場合は2メートル以下.
また、GOST R 57365-2016 "矢板壁" は、フェンス構造の配置方法について規定している。. 生成作業のガイドライン.
本書では、個々の杭のマーキング、矢板設置のための建設現場の準備、矢板設置の必要性を確認するための技術調査を提案しています。.
種類
ピットフェンスは様々なシートパイルタイプから作られる. どの品種にも固有の性質と機能があり、舌と溝のタイプは特定の設置技術の適用を制限する場合がある。.
ラーセンのタング＆グルーブ
この金属プロファイルは「トラフ型」と呼ばれる。 ユニークな形状のため. 舌と溝の端がロックされているため、フェンスは頑丈な構造になっている. プロファイルの長さは35mに達する. 厚さは1.5 から 2.壁の深さが3cm、幅が0.8 m.
この種の溝型フェンスには、サイズや形状が異なるさまざまなモデルがあります。. L5はそのモデルの一つである。.
- 強度 – 800 kN/m.
- 1mあたり100kg.
- 使用される材料はSt3または16ХG.
一般に、ラーセン矢板の設置には振動機械が使用される. 適用範囲：複雑で高度に複雑な対象物. 日陰の緩い土壌に適しており、地下水からピットを保護します。.
この製品の欠点は、価格が高いことと、施工時に他のトングタイプを使用する場合よりも精度が要求されることである.
ラーセン式トングには、現代のスチール製トングに類似するものが数多くある。. 強度特性を高め、杭打ちを容易にする形状やロックの設計により、ラーセン矢板とは異なる場合がある。.
他の構成の鋼矢板は、特性も目的もラーセン矢板と機能的に同じである。.
金属管溶接
チューブ溶接は、ユニークな金属鋼のトングである。. その形状は同種のものとは一線を画し、耐荷重が何倍にもなるという点で、ラーセンの舌状溝とは異なる. 耐用年数が長いという利点もある. 欠点のひとつは、鋼管に装置を取り付けると非常に高価になることである.
木製
木製のトングは最も古くから使用されている。. 丸太や板などの木材でフェンスを作ることが認められている。. 部材は1列または2列に並べられ、間隔をあけて配置され、深さ6メートルまで地中に沈められる。.
特殊処理された木材で作られたフェンスの各部材には、構造材を接合するための突起と溝がある。.
主な利点
- 材料の入手性,
- 価格が比較的安い,
- 特別な器具を使わずに設置可能.
金属製やプラスチック製のトングに比べ、取り付け工程が複雑で、強度や耐環境性に劣る。.
ポリマー
ポリマーをベースとした部材は、金属トングの代替となる。. PVCはフェンスに最も広く使用されている素材です。.
機械的ストレスに強く、耐腐食性が高い。. PVCパネルは軽量であるため、施工が簡単で時間もかからない。.
この種類の矢板は一般的に、海岸線の補強、塩分を含む海水の近くでの装備、その他、特に水域の近くなど、過酷な環境にさらされる機会が増える同様の状況で使用されます。. 振動またはプレスによる設置方法. 車両として使用不可.
鉄筋コンクリート
鉄筋コンクリート製. 端の溝を利用して、隣り合うトングをフェンスで連結できる. 長さは最大で 16メートル. 重量が大きく、破壊しやすく、機械的な損傷によって完全性を失うという特徴がある。.
建設後、建物は基礎の外周となるため、解体は不可能. 油圧式構造物の建設時に使用される.
使用されるトング・アンド・グルーブ技術
矢板打設方法の主な種類で、単独または異なる方法で適用できる：
- 衝撃工法；
- 振動方式；
- プレス.
この作業には様々な機械が使用される. どの技術にも、装置に対する独自の要件があります。. 最も広く使用されている測定方法
- 低周波振動機（9～10Hz、力1700kNまで）.
- 中周波（10～30 Hz、力270 kN）.
- アンバランス調整機能を備えた高周波ユニット.
- アンバランス調整と無共振オンオフフェーズを備えた高周波バイブレータ.
- プレスシステム.
- 機械式ハンマー.
- エアーハンマー.
- 油圧ハンマー.
- ディーゼルハンマー.
特定の深さに矢板を設置する最も効率的な方法は振動による方法であり、振動機は杭打ち機と併用することで優れた精度を実現できる.
振動ドライバー
振動打設方法は、杭の反りの可能性を低減し、施工精度を高めます。. 作業には、建設機械に搭載された振動ヘッドが使用されます。.
杭は作業前に舌と溝に固定される。. 装置の振動数によって土の密度が下がり、杭は最終的に必要な深さまで沈む。.
ユニットの主な構成要素：
- 2つまたは4つの電動モーターを備えた加振機；
- 動的衝撃吸収装置
- 水頭.
振動機械は、杭打ちよりも周辺への影響が少ないとはいえ、近隣の構造物にも悪影響を及ぼす可能性がある。. 地中を移動する際、建物の基礎によく吸収され、他の支持構造物に広がり、最終的にそれらの構造物を崩壊させる可能性がある。.
高周波を使用すると、振動が近隣の建物に与える悪影響が大幅に軽減されます。.
油圧ハンマーによる打設
凝集性地盤、緻密な砂、砂利、地下水面上に矢板を設置する場合、振動を利用する方法は有効ではない. このような状況では、杭打ちの衝撃工法が効果的である。.
油圧ハンマー（ストライカーを垂直に取り付けたロッド）が作業に使用できる。. タングをロッドに沿って移動させながら、ストライカーで地中に打ち込む。.
この工法は、タング＆グルーブを最も簡単かつ安価に施工できる方法ですが、人口密度の高い地域や、歴史的建造物や建築物に近接した場所では使用できません。.
衝撃荷重が周囲の構造物から土壌に伝わり、基礎やその他の耐力構造を弱め、構造物の変形を引き起こす可能性がある。.
リーダードリルによる穴あけ
リーダー掘削技術は、プロセスを迅速化し、杭の設置を容易にするために使用されます。.
これは、オーガーを使って局所的に土をほぐすことによって達成され、その結果、土の密度が低い井戸ができる。. 移動式掘削装置は、掘削工程で使用される特殊な設備である.
凍土や密度が高い土壌で、振動の適用が明らかに必要な場合、この方法が採用され、成功を収めている. 低密度の土壌に杭を打ち込む場合、振動や衝撃を与える方法は坑壁崩壊の危険性が高く実用的でないため、リーダー掘削が必要である。.
予備掘削は、地下水位が高い地域で杭の浸漬軌跡を事前に設定することで、杭の設置精度を確保するのに役立ちます。.
スクリュー圧入、スタティック圧入
打ち込みや振動打ち込みは、振動や騒音の影響により、周辺地域に遠大かつ有害な影響を及ぼす可能性がある.
この種の衝撃に弱い建築構造物は、近くにあればダメージを受ける。. 建物が緩い砂地にある場合、その影響はより顕著になる。.
振動を与えると、水で飽和した砂が圧縮される傾向があり、土が陥没し、最終的には近隣の構造物の基礎を破壊する。.
このような状況では、舌圧入またはねじ込み工法を使用する方が安全です。. 砂質、粘土、壌土などの低密度土壌に最適。.
この方法の主な利点は
- 近隣の建物に衝撃や振動の影響を与えない.
- 運転中の騒音レベルが低い.
- 打設方法などと同様に、杭を損傷する可能性が低くなる。.
欠点としては、機材がかさばり重いため、移動や使用準備が困難であることが挙げられる. この工法で建設されるのは、大型の物体や建物だけである。その理由は、ユニットの構成部品をすべて運搬するために複数のトラックを必要とするため、建設コストが高くなるからである。.
水没潜水
アンダーマイニングや爆裂掘削は、土の通過が困難な状況で使用できる補助技術の一例である。.
高密度土壌にシートパイルを設置する効率的な方法は、高圧下での水中潜水である。.
杭の根元に近いノズルを使用して、微量の水または独自の溶液を導入する方法です。.
液体の消費量が少ないため、土壌侵食の程度を効果的に制御できる。. その結果、悪影響は矢板の移動に限定され、土の強度に与える影響はわずかである。.
密度の高い土壌で作業する場合は、低圧の水を使用する。. この場合、水は土壌の特性に影響を与えず、土壌を沈ませることもない。.
ここで、フラッシングは通常、杭を振動させて打設する際の補助的な作業として採用される。. 洗浄と高振動暴露を組み合わせると、特に効果的.
計算
ピットを掘り始める前に、シートパイルを行う。. 主要な耐荷重部材を土中に打ち込む。. システムは当初平衡状態にあり、土は両側から矢板に等しい圧力を加える。.
掘削が始まると、土の体積が減少するため、ピット内の圧力は片側で低下する。. 均衡が崩れると、周囲の土からの圧力がフェンスにかかり始める。. このため、矢板が支持できる最大荷重を決定するためには、事前に計算することが不可欠です.
必要な浸漬深さと断面寸法は、計算中に確認されます。. フェンスが安定し、土の均衡を保つだけでなく、一定の安全マージンを保つように設置しなければならない。.
計算には、解析的方法と図形解析的方法がある。.
Mu≦(m/yn)Mzという条件を用いて矢板のパラメーターを計算します：
- Mu は、矢板にかかる土圧の力によって生じ、その転倒に寄与するモーメントである；
- Mz は転倒抵抗モーメントであり，矢板の地中での挟み込みによって働く；
- m – 地中における矢板の作動条件を特徴づける係数。.7;
- yn – 信頼性指標，乾燥土の場合は 1 とする。.1、高地下水の場合は 1。.2.
矢板の耐力は，転倒抵抗モーメントを把握するために，杭の耐力の一般的な計算式 F= yc(ycrR-d + V-∑ ycri-fi-li) を用いて計算しなければならない。. ここで
- yc – 地中での杭の働きを特徴づける係数；
- ycr – 矢板下の地盤の抵抗を決定する係数；
- R – 矢板下の土の抵抗；
- d – 支柱の直径；
- V は矢板の周囲長である；
- ycri – 矢板の側面における土の働きを特徴づける係数；
- fi – 矢板の側面の地盤抵抗；
- li – タング側面の長さ.
係数値は、舌状溝のタイプごとに個別に計算され、関連する規制文書から導き出される。. 条件(1)を満たすために、図を作成し、打ち込み深さを選択することで最終的な計算を行う。. さらに、計算の際には、壁、梁、スペーサー、そしてトング自体の強度やロック破断をすべて調べなければならない。.
作業の段階
舌と溝の設置にはいくつかの方法がある：
- 運転,
- 低周波または高周波の振動を利用する。,
- 圧入,
- ねじ込み,
- 浸食工法.
様々な技術による影響は様々であり、土質や施工条件によって決まる。. しかし、設置の原則は本質的に同じであり、何らかの方法で杭を地中に沈めることを必要とする。.
その結果、全体的な工程はそのまま維持され、変更点は、この技術やあの技術を使用する際のいくつかの側面に関係する：
- 敷地の準備、特別な装置の配置、矢板の搬入；
- 材料はピットの周囲に沿って分配されます。. その後、墨出しが行われ、各エレメントの設置位置が決定され、玉掛けが行われ、各杭が目的の設置場所に搬入される；
- タングとグルーブは厳密に垂直に配置され、ローダーのヘッドが取り付けられる；
- 杭を土に押し込むか振動させる衝撃工法で施工する。. 据付作業中、芯出しが行われる；
- ラーセン・タング・アンド・グルーブを使用する場合は、後続の杭の溝を前の杭に挿入し、ロックを形成する。. ロックの摩擦を最小限に抑えるため、潤滑剤を使用する。.
ラーセン・タング・アンド・グルーブを頻繁に使用すると、プロファイルの上部が歪むことがある。. エレメントを使い続けたい場合は、切断することをお勧めする。.
設置後、矢板の浸漬深さのモニタリングが行われる. 実際のエレメント位置と設計値との間に最大許容偏差以上のずれがある場合、矢板は撤去され、再設置される。.
補強
軟弱地盤での施工では、地盤沈下や変形、さらには矢板崩壊の危険性が高い. そのため、さらに補強する必要がある。. 矢板の安定性は、いくつかの効率的な技術の開発によって改善されてきた。.
アンカーの設置
ユニークなアンカーを使用して構造を補強するのは、矢板の施工では一般的な手法です。. 矢板と土壌が活発に相互作用する場所ではない土壌に設置する。. このタイプのアンカー1本で、最大500kNの荷重を支えることができる。.
ピットの周囲全体がエレメントで補強されており、隣り合うアンカー間は1～3メートルある。. 効果を最大化するため、エレメントを斜め（30°から60°）に設置します。.
地中に埋設された各アンカーは鉄筋コンクリート構造です。. 敷設には井戸を掘り、そこにトラクションと金具を挿入する。. その後、井戸にコンクリートを流し込む。. 溶液が固まった後、舌と溝はロッドで結合され、ロッド専用の穴から挿入され、ファスナーで固定される。.
この方法では、すべての作業において細部への細心の注意と高い精度が要求されるため、人件費がかさみ、施設の建設費全体が高くなる. そのため、アンカーはピットの大きさによってスペーサーを使用できない場合にのみ挿入される。.
スペーサー架台
ピットの対向壁の間にスペースが許せば、スペーサーを設置する。. 使用する土とスペーサーの種類によって、許容できる最大距離が決まる。.
この目的のために、通常、金属パイプが使用され、4～6メートル間隔で複数段に設置される。. スペーサーの長さが長い場合は、トングやI形鋼で構成された特殊ラックを使用する。.
金属消費量の増加は、この強化技術の特徴である. 在庫フレームを使用することで、このパラメータを下げることができる。. この場合、在庫パネルはフェンスの舌状部分に配置される. ピットが小さく土壌が密な場合は、トングをカンチレバーで固定することでスペーサーを不要にすることができる。.
カンチレバー式フェンス
ピットの深さが5メートル以下であれば、地中に矢板を設置してもよい。. エレメントがしっかりと挟み込まれ、下部が掘削底の土に沈んで崩れやすくなっていないことを確認する。.
軟弱地盤では、矢板を設置する際、ピットの高さの3分の2以上埋設する。. 異なる断面の梁で構成されたストラッピングフレームをフェンスの上に取り付け、構造を強化する。.
この強化技術を使用する際には、重機をピットの近くに移動させないことが不可欠である。. さらに、フェンスの近くに建築資材を保管したり、配置したりすることは推奨されません。.
矢板は、掘削現場を支え、浸食を食い止め、建築プロジェクト中の土壌を安定させるために必要です。. 鋼矢板、ビニル矢板、木製の矢板など、さまざまな種類があり、それぞれ特定の状況や用途に適しています。. 矢板を設置する際には、油圧ジャッキや振動ハンマー、さらに地盤が固い場合にはドロップハンマーで地面に押し込む。. これらのテクニックを理解し、適切なものを選択することで、建築の安全と達成を保証します。.
よくある間違い
基礎ピットを設置する際、解決困難な問題がしばしば発生する。. このため、事前に建築基準法や規制を遵守するよう注意する必要がある：
- 矢板を設置した後に、その浸漬深さが設計と合っていないことが判明することがあります。. その結果、構造体の安定性が低下し、ピット壁の崩壊の危険性が高まります。. この場合、トングを取り外して再度取り付ける必要がある。.
- 隣接するフェンス部材間に隙間がある – 強固なロック接続がない. その結果、対象物の防水性が低下するだけでなく、フェンスの強度も低下する。. この場合、フェンス部材を設置し直すことで解消できます。.
- 原則として、矢板はピットの底が構築されているレベルよりも数メートル深く土壌を貫通している。. このため、ピットの下に施工者が知らない通信設備や構造物がある場合は危険である。. 工事開始前の調査が十分でなかった場合、重大な事故につながり、多額の金銭的損失を被る可能性があります。.
施工の各工程は綿密に計画する必要がある。. さらに、ピット用矢板の設置に関連するすべての技術的作業を慎重に取り扱う必要があります。.
作成コスト
矢板の種類、ピットの周囲、ピットの深さを知ることは、矢板の製作コストを決定するために必要です。. その後、建設に必要な部材の数を割り出すのはそれほど難しいことではありません。.
例えば、ラーセンL5矢板を使用して周囲120メートルのピットを建設するには、およそ240の部材、合計約657トンが必要です。.
得られた値から、搬入コストを計算することができます。走行距離は建設中の施設の場所までの距離によって決まり、便数は車両の積載量によって決まります。. 積み込みと積み下ろし作業のコスト計算には、同じ方法が使用されます。.
矢板の設置費用は、積載される矢板の直線メートルの量（設計されたピットの深さを知っていると、この点で役に立ちます）と、これらのサービスを提供する建設会社が請求する料金によって決定されます。.
人件費は平均して1メートルあたり450ルーブルからです。.
このセクションには、基礎ピットとその進化に関する最も重要で実用的な情報がすべて含まれています。.
板杭は、掘削を支え、擁壁を作り、洪水を防ぐ信頼できる方法を提供する、現代の建設における重要な技術です。. 特に地盤の安定と水管理が重要なプロジェクトでは、その重要性は強調できません。. 安全性と構造的完全性を保証する強力なバリアは、建設チームによって、地中に打ち込まれたスチール、ビニール、または複合シートの連結を使用して構築することができます。.
矢板にはさまざまな形状があり、それぞれが特定の用途に最適です。. 鋼矢板はその強度と耐久性から、最も広く使用されている。. ビニールや複合材料で作られた矢板は腐食に強く、化学薬品や水にさらされることが懸念される環境でよく利用されます。. 適切な矢板の選択は、プロジェクトの特殊な要件を理解していれば容易です。.
矢板設置には特殊な道具と知識が必要. 主な技術は、油圧プレス、インパクトハンマー、振動ハンマーの3つである。. どの工法にも利点があり、工法の選択は土壌の特性、プロジェクトの範囲、生態学的要因に左右されます。. 矢板構造が効果的で長持ちするためには、適切な施工が不可欠です。.
結論として、矢板は多くの建築プロジェクトに欠かせないものである。. 適切な矢板の種類を選択し、適切な設置技術を使用することで、建設ニーズに安全で長持ちするソリューションを実現できます。. シートパイルは、ウォーターフロント開発の規模や掘削の規模に関係なく、成功に必要な強度と安定性を提供します。.
