鋼矢板の種類と応用

鋼板杭は再利用可能なグリーン構造用鋼材で、高強度、軽量性、優れた止水性、耐久性、高い施工効率、占地面積が小さいなどの特徴を持っています。鋼板杭支保工とは、機械を使用して特定の種類の鋼板杭を地中に打設し、連続する地下のスラブ壁を形成して、建築基礎の囲い構造とする支保工方法です。鋼板杭はプレファブリケートされた製品であり、現場に直接輸送してすぐに施工できるため、工事速度が速いという特徴があります。また、施工後に引き抜いて再利用できるため、グリーンリサイクル性に優れています。

鋼板杭は主に断面形状の違いにより6種類に分けられます。U形鋼板杭、Z形鋼板杭、ストレートサイド形鋼板杭、H形鋼板杭、パイプ形鋼板杭およびAS形鋼板杭です。施工においては、プロジェクトの条件やコスト管理の特性に応じて、異なる断面形状の鋼板杭を選定する必要があります。

U形鋼板杭

ラーセン鋼板杭は一般的な種類の鋼板杭であり、その断面形状は「U」字型をしており、縦方向の薄鋼板と2枚の平行なエッジプレートから構成されています。

利点：U型鋼矢板は、さまざまな仕様が用意されているため、プロジェクトの実際の状況に応じて、より経済的で合理的な断面を選定することが可能であり、工学設計の最適化や建設コストの削減につながります。また、U型断面は形状が安定しており、変形しにくく、耐荷重能力が強いため、大きな水平および垂直荷重に耐えることができます。したがって、深基礎工事や河川の仮囲いなどの分野に適しています。欠点：U型鋼矢板の施工には大型の打設設備が必要であり、設備コストが高額になります。また、その特殊な形状により、継手延長工事は手間がかかり、使用範囲が限られています。

Z型矢板

Z型矢板は、一般的な鋼製矢板の別の種類です。その断面は「Z」字型をしており、2枚の平行な鋼板と1枚の縦方向の連結鋼板から構成されています。

利点：Z形鋼矢板は継ぎ手により延長が可能で、長さが必要な工事に適しています。構造がコンパクトで水密性および浸透抵抗性に優れ、曲げ抵抗および支持力においても優れており、掘削深度が大きく、地盤が硬い場合や大きな水圧に耐える必要がある工事に適しています。欠点：Z形鋼矢板の支持力は比較的弱く、大きな荷重がかかった場合に変形しやすいです。また継ぎ手部分は水漏れしやすいため、追加の補強処理が必要です。

直角鋼矢板

直角形鋼矢板は、断面において直角構造を持つ鋼矢板の一種です。通常、2つのL型またはT型の断面が組み合わされており、特殊なケースにおいてより深い掘削深度と優れた曲げ強度を実現できます。利点：直角形断面の鋼矢板は曲げに強く、大きな荷重がかかっても変形しにくいです。また、何度か解体・再組立が可能であり、施工プロセスにおいてより柔軟かつ便利であり、海洋工事や海上堤防、岸壁などに適しています。欠点：直角形断面の鋼矢板は圧縮耐力が比較的弱く、大きな横方向の圧力や圧縮力がかかる工事には向きません。また、形状が特殊なため継手による延長ができないため、使用が制限されることがあります。

H形鋼矢板

H形に圧延された鋼板が支持構造の形状として使用され、基礎掘削、溝掘削、橋梁掘削において施工速度が速い。利点：H形鋼矢板は断面積が大きく、構造が安定しており、曲げ剛性および曲げせん断耐性に優れ、何度も組み立ておよび解体が可能であり、施工工程においてより柔軟かつ便利である。欠点：H形断面鋼矢板は大型の打設装置および振動ハンマーを必要とするため、施工コストが高くなる。また、特殊な形状により横方向の剛性が弱く、打設時に矢板本体が弱い側へ傾きやすく、施工時の曲げが生じやすい。

円管形鋼矢板

円管形鋼矢板は、厚肉円筒形シートで作られた比較的珍しいタイプの鋼矢板であり、断面形状が円形となっている。

利点：この種の断面形状により、円形シートパイルは優れた圧縮強度および荷重支持能力を発揮し、特定の用途において他のタイプのシートパイルよりも優れた性能を示す場合があります。

欠点：円形断面は、直線断面に比べて沈下時に土壌からの横方向の抵抗を受けやすく、地盤が深すぎる場合にはエッジ部が巻き上がったり、沈みが悪くなるおそれがあります。

AS形鋼製シートパイル

特定の断面形状および施工方法により、特殊な設計のプロジェクトに適しており、欧米諸国で広く使用されています。