JP2001288726A - 二重矢板式港湾土木構造物の構築方法 - Google Patents

二重矢板式港湾土木構造物の構築方法

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JP2001288726A
JP2001288726A JP2000104346A JP2000104346A JP2001288726A JP 2001288726 A JP2001288726 A JP 2001288726A JP 2000104346 A JP2000104346 A JP 2000104346A JP 2000104346 A JP2000104346 A JP 2000104346A JP 2001288726 A JP2001288726 A JP 2001288726A
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sheet pile
civil engineering
engineering structure
pile type
soil
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Misao Suzuki
操 鈴木
Toshihiko Nanbu
俊彦 南部
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼材の板厚を厚くしたり、強度を高くしたり
することなしに、二重矢板式港湾土木構造物の剛性を高
める。 【解決手段】 海底地盤1を砂質土系の材料2を用いて
改良し、この改良した地盤2に矢板5を2列並行して打
ち込み、2列の矢板5で囲まれた空間に固化処理土7を
中詰して堤体9とし、この堤体9の外側の改良した海底
地盤2の海底面近傍を固化処理土10で置換するか、ま
たは固化処理土で盛土する二重矢板式港湾土木構造物の
構築方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、護岸、係船岸壁
または防波堤として使用される二重矢板式港湾土木構造
物に関する。
【0002】
【従来の技術】護岸、係船岸壁または防波堤として使用
される二重矢板式港湾土木構造物は、海底地盤に鋼矢板
または鋼管矢板を並行して2列打設し、これら2列の矢
板間に中詰材を充填して堤体としたものである。
【0003】上記堤体の中詰材は、従来良質の砂や砕石
等の天然資材を使用していたが、近年このような天然資
材の入手がだんだん困難となってきている。
【0004】また、一方では、環境保全の観点から、土
木工事において発生する建設発生土等の建設副産物の再
利用を図ろうする動きが高まっている。
【0005】そこで、最近では二重矢板式港湾土木構造
物の中詰材として、建設発生土を主原料とした原料を固
化処理した固化処理土を使用することが、検討されてい
る。このような二重矢板式港湾土木構造物としては、例
えば、特開昭52−121933号公報開示された二重
矢板式港湾土木構造物がある。この二重矢板式港湾土木
構造物においては、浚渫土と固化材との事前混合処理土
を中詰材として二重矢板間に充填することにより、使用
する矢板の薄肉化、土木構造物としての遮水性の向上お
よび天然資材の使用量の低減を図ろうとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開昭52−121933号公報開示された二重矢板
式港湾土木構造物には、次のような問題点がある。
【0007】地震が発生したときのように、大きな外力
が二重矢板式港湾土木構造物に作用する場合を想定して
いないので、大きな外力が作用した場合には、矢板が損
傷したり、構造物自体が破壊されて構造物としての機能
を保持できなくなったりする。
【0008】このような外力による構造物の破壊を確実
に防止する一つの方法としては、構造物全体の剛性を高
めることが考えられる。具体的には、矢板の寸法を大き
くしたり、板厚を厚くしたり、高張力鋼を使用して強度
を向上させたりすることである。
【0009】しかしながら、このようにして構造物の剛
性を高めるのでは、材料費や施工費が高くなり、全体的
な建設コストを増大させることになる。
【0010】また、一般的に、二重矢板式港湾土木構造
物が構築される海底地盤は、軟弱な粘性土が広く分布し
ていることが多い。二重矢板式港湾土木構造物のような
構造物が、建設中または建設後に波浪、水圧または土圧
等の外力に対し、安定性を確保できない場合や、予想さ
れる構造物の変形が構造物の機能を損なうような場合に
は、その海底地盤は軟弱地盤と言われる。
【0011】このような軟弱地盤対策としては、構造物
の地盤として適した構造形式に変更する方法や、地盤を
強固なものに改良する方法があるが、前者は技術的に困
難である場合がほとんどで、一般的には後者の対策がと
られる。
【0012】二重矢板式港湾土木構造物は、海底地盤中
に矢板を打設するため、実用的には良質の砂質土系の材
料で地盤が改良される。しかしながら、砂質土系の材料
は透水性が高く、構造物全体の遮水性が確保できないの
で、別途遮水性の向上対策が必要であり、工期が長くな
ったり、建設コストが高くなったりするが、前述した従
来技術においては、このような点についての配慮がなさ
れていない。
【0013】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、矢板に特別な
寸法や材質のものを使用することなしに、波浪、水圧あ
るいは土圧に対する変形抵抗性を増大させて、構造物全
体の剛性を高め、かつコストを増大させることなく構造
物全体の遮水性を高めることのできる二重矢板式港湾土
木構造物の構築方法を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決する手段】この発明に係る二重矢板式港湾
土木構造物の構築方法は、海底地盤を砂質土系の材料を
用いて改良し、この改良した地盤に矢板を2列並行して
打ち込み、2列の矢板で囲まれた空間に固化処理土を中
詰して堤体とし、この堤体の外側の改良した海底地盤の
海底面近傍を固化処理土で置換するか、または固化処理
土で盛土するものである。
【0015】本発明の二重矢板式港湾土木構造物の構築
方法で構築される二重矢板式港湾土木構造物は、海底地
盤の表層部分および二重矢板内の中詰め材に、固化処理
土を用いている。このようにしたのは、次の理由によ
る。
【0016】海底地盤の中に打設された矢板に、水平方
向の力が作用したときには、矢板の変形は比較的浅い地
盤の性質で決まり、この部分の地盤の剛性が大きけれ
ば、同じ外力を受けても、矢板の変形は小さくなる。
【0017】逆に、深い地盤の剛性が大きくても、小さ
くても、同じ大きさの外力が作用するのであれば、矢板
の変形はほとんど変わらない。
【0018】したがって、海底地盤の比較的浅い地盤
を、砂質土系材料よりも剛性の大きい固化処理土とする
ことにより、構造物の変形抵抗性を向上させることがで
きる。
【0019】また、二重矢板内に砂質土系材料よりも剛
性の大きい固化処理土を、中詰め材として充填したの
も、二重矢板により形成される堤体の剛性を高めるため
であり、比較的浅い地盤の剛性の高まりと相まって、二
重矢板式港湾土木構造物全体の剛性が高まる。
【0020】そして、剛性が高まることによって、波
浪、水圧および土圧に対する変形抵抗性が向上する。
【0021】また、比較的浅い地盤に遮水性の高い固化
処理土を使用することにより、二重矢板式港湾土木構造
物全体の遮水性も向上する。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は本発明の二重矢板式港湾土木構造
物の構築方法の第一の実施の形態を説明するための二重
矢板式港湾土木構造物の断面図である。
【0023】この二重矢板式港湾土木構造物は、例え
ば、海上廃棄物処分場の護岸として使用することを想定
している。この二重矢板式港湾土木構造物の構築は、次
のようにして行う。まず、矢板を打設する予定の海底地
盤1を砂質土系の材料を用いて、例えばサンドコンパク
ション工法により改良する。改良する海底地盤2の深さ
は、矢板の打ち込み深さより深くする。
【0024】そして、この改良された地盤2に、陸側3
と海側4とを区分するようにして、鋼管矢板5が2列並
行して所定の間隔で打ち込まれ、対向する2本の鋼管矢
板5の頂部には、鋼管矢板5が傾かないように、タイロ
ッド6が仮設される。
【0025】次いで、2列の鋼管矢板5で囲まれた空間
に固化処理土7を中詰する。固化処理土7は、例えば土
と固化材と水、状況に応じて繊維を事前に混合処理した
ものが使用される。
【0026】固化処理土7を中詰めした後、2列の互い
に対向する鋼管矢板5間に鉄筋コンクリ−ト製の蓋8を
被せ、堤体9とする。
【0027】この堤体9の外側の陸側3および海側4の
改良された海底地盤2の海底面近傍を、固化処理土10
で置換することにより、二重矢板式港湾土木構造物が完
成する。
【0028】このようにして、二重矢板式港湾土木構造
物が構築されることにより、陸側3と海側4が堤体9で
仕切られ、陸側3には裏込め土11が盛られる。
【0029】この二重矢板式港湾土木構造物において
は、海底地盤1の表層部と2列の鋼管矢板5の間の中詰
め材を、固化処理土7または10で構成しているので、
改良された海底地盤2および堤体9の剛性が高まり、二
重矢板式港湾土木構造物全体としての波浪、水圧および
土圧に対する変形抵抗性が高まるとともに、固化処理土
10により遮水性も高まるので、海上廃棄物処分場の護
岸として高い利用価値を発揮することができる。
【0030】図2は本発明の二重矢板式港湾土木構造物
の構築方法の第二の実施の形態を説明するための二重矢
板式港湾土木構造物の断面図である。
【0031】この二重矢板式港湾土木構造物の構築方法
は、第一の実施の形態の二重矢板式港湾土木構造物の構
築方法の構成に加えて、中詰め材の固化処理土7を充填
する前に、2列の鋼管矢板5間の海底地盤の海底面近傍
を、固化処理土7と一軸圧縮強さおよび透水係数がほぼ
同等の固化処理土12で置換して、二重矢板式港湾土木
構造物のさらなる剛性の増大を図ったものである。
【0032】図3は本発明の二重矢板式港湾土木構造物
の構築方法の第三の実施の形態を説明するための二重矢
板式港湾土木構造物の断面図である。
【0033】この二重矢板式港湾土木構造物は、第一の
実施の形態の二重矢板式港湾土木構造物の構築方法にお
いて、堤体9の外側の陸側3および海側4の改良された
海底地盤2の海底面近傍を、固化処理土10で置換する
かわりに、海底地盤2の海底面上に、固化処理土13で
盛土したものであり、第一の実施の形態の二重矢板式港
湾土木構造物と同じ剛性を持たせることができる。
【0034】図4は本発明の二重矢板式港湾土木構造物
の構築方法の第四の実施の形態を説明するための二重矢
板式港湾土木構造物の断面図である。
【0035】この二重矢板式港湾土木構造物の構築方法
は、第三の実施の形態の二重矢板式港湾土木構造物の構
築方法の構成に加えて、中詰め材の固化処理土7を充填
する前に、2列の鋼管矢板5間の海底地盤の海底面近傍
を、固化処理土7と一軸圧縮強さおよび透水係数がほぼ
同等の固化処理土14で置換して、二重矢板式港湾土木
構造物のさらなる剛性の増大を図ったものである。
【0036】なお、本発明の二重矢板式港湾土木構造物
の構築方法の第二〜第四の実施の形態の説明において、
第一の実施の形態と同じ構成部分については、第一の実
施の形態と同じ符号を付して、説明は省略した。また、
本発明の実施の形態の説明においては、矢板を鋼管矢板
の例で説明しているが、鋼矢板でも同様な効果を発揮す
るのはいうまでもない。
【0037】
【実施例】本発明の二重矢板式港湾土木構造物の剛性が
高まり、変形抵抗性が向上することを確認するため、以
下の試験を行った。
【0038】中詰め材および海底地盤の表層に使用する
固化処理土を、瀬戸内海において採取された浚渫土と、
固化材としての普通ポルトランドセメントと、水道水と
を混合して、強度試験用の試料を作成した。
【0039】混合割合としては、浚渫土1m3当たり固
化材80kg、浚渫土1ton当たり水道水2tonの
割合である。
【0040】このようにして作成した試料を、作成後2
8日目に、地盤工学会基準JGFT 511−1990
「土の一軸圧縮試験法」にしたがって一軸圧縮試験を行
い、一軸圧縮強さを求めた。
【0041】この一軸圧縮試験の結果、この固化処理土
は一軸圧縮強さquが500kN/m2を確保できるも
のであることが分かった。
【0042】さらに、海底地盤の表層をこの固化処理土
で置換した場合(本発明例)と、固化処理土で置換しな
い場合(比較例)に対し、弾塑性FEMによる構造解析
を行い、構造物の変形を比較した。この場合、矢板には
鋼管矢板を使用し、中詰め材は本発明例および比較例と
も固化処理土を用いるものとした。
【0043】表1に構造物の陸側に裏込め土がある場合
について、地震の発生のない常時と、水平震度0.2の
大地震発生時における裏込め土の土圧等による構造物最
上部の海側の水平変位を示す。
【0044】
【表1】
【0045】表1から明らかなように、本発明の二重矢
板式港湾土木構造物の構築方法で構築した構造物の水平
変位は、常時で比較例の1/10、大地震発生時で比較
例のおおよそ1/2程度であり、著しく変位を抑制でき
ることが分かる。
【0046】なお、このときの鋼管矢板の応力を調査し
たところ、大地震時でもSKY490の降伏点の90%
以下の応力であり、鋼管矢板が損傷されるようなことは
ない。
【0047】また、上記方法により作成した固化処理土
の透水係数を、作成後28日目に地盤工学会基準JGF
T 311−1990「土の透水試験方法」により求
めたところ1.9×10-6〜0.99×10-6cm/s
ecと非常に小さく、実用的な遮水性が確保されている
ことが分かった。
【0048】
【発明の効果】本発明により、鋼材の板厚を厚くした
り、強度を高めることなしに、海底地盤を含めた二重矢
板式港湾土木構造物全体の剛性が向上し、波浪、水圧お
よび土圧に対する変形抵抗性が高まるとともに、構造物
全体の遮水性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二重矢板式港湾土木構造物の構築方法
の第一の実施の形態を説明するための二重矢板式港湾土
木構造物の断面図である。
【図2】本発明の二重矢板式港湾土木構造物の構築方法
の第二の実施の形態を説明するための二重矢板式港湾土
木構造物の断面図である。
【図3】本発明の二重矢板式港湾土木構造物の構築方法
の第三の実施の形態を説明するための二重矢板式港湾土
木構造物の断面図である。
【図4】本発明の二重矢板式港湾土木構造物の構築方法
の第四の実施の形態を説明するための二重矢板式港湾土
木構造物の断面図である。
【符号の説明】
1 海底地盤 2 改良された海底地盤 3 陸側 4 海側 5 鋼管矢板 6 タイロッド 7 固化処理土 8 鉄筋コンクリ−ト製の蓋 9 堤体 10 固化処理土 11 裏込め土 12 固化処理土 13 固化処理土 14 固化処理土

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海底地盤を砂質土系の材料を用いて改良
    し、この改良した地盤に矢板を2列並行して打ち込み、
    2列の矢板で囲まれた空間に固化処理土を中詰して堤体
    とし、この堤体の外側の改良した海底地盤の海底面近傍
    を固化処理土で置換するか、または固化処理土で盛土す
    ることを特徴とする二重矢板式港湾土木構造物の構築方
    法。
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Cited By (4)

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