JP2013002061A - 高安定型離岸堤 - Google Patents

Abstract

【課題】風波に対する安定性だけでなく、津波に対しても高い安定性を有する離岸堤を提供する。
【解決手段】海底Ｇの上に、或いは、海底Ｇに形成された基礎マウンド２の上に、多数の消波ブロック３を、沖側及び岸側に法面４ａ，４ｂがそれぞれ形成されるように積み上げることによって構築される離岸堤１であって、岸側法先部に配置される消波ブロック３ａが、固定手段によって、岸側へ移動しないように固定され、固定手段として、根固めブロック６と鋼管杭５が使用され、根固めブロック６は、岸側法先部の各消波ブロック３ａの岸側にそれぞれ近接して配置され、鋼管杭５は、下部が海底に埋設された状態で根固めブロック６の岸側にそれぞれ近接して配置されていることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、海岸或いは港湾の沖合に設けられる離岸堤の構造、及び、構築方法に関し、特に、風波だけでなく、津波に対しても高い安定性を有する離岸堤に関する。

従来より、消波、或いは、海岸線の浸食防止等の目的から、海岸に離岸堤が構築されている。離岸堤は、一般に、海底に捨て石等を積み上げて土台を形成し、その上に多数の消波ブロックを積み重ねることによって構築されている。このような離岸堤が設計される際には、想定される波力（波高）に対して十分な安定性を確保できるように、想定される波高の値に基づいて、使用される消波ブロックの質量、或いは、堤体法面の傾斜角度が計算されている。

特開平１０−２４５８２７号公報

但し、従来の離岸堤の設計の際に、消波ブロックの質量、或いは、堤体法面の傾斜角度の計算に用いられている波高（値）は、風波の波高であり、津波高ではない。

実験によれば、波高（津波高）が同一である場合、風波よりも津波の方が被害が大きくなることが明らかになっている。つまり、風波に対する安定性が計算されて設計されている従来の離岸堤は、津波に対する安定性については必ずしも十分であるとは言えない。

本発明は、上記のような問題を解決すべくなされたものであって、風波に対する安定性だけでなく、津波に対しても高い安定性を有する離岸堤を提供することを目的とする。

本発明に係る離岸堤は、海底の上に、或いは、海底に形成された基礎マウンドの上に、多数の消波ブロックを、沖側及び岸側に法面がそれぞれ形成されるように積み上げることによって構築され、岸側法先部に配置される消波ブロックが、固定手段によって、岸側へ移動しないように固定され、固定手段として、根固めブロックと杭（鋼管杭、鋼製ピンなど）が使用され、根固めブロックは、岸側法先部の各消波ブロックの岸側にそれぞれ近接して配置され、杭は、下部が海底に埋設された状態で根固めブロックの岸側にそれぞれ近接して配置され、或いは、下部が海底に埋設された状態で、上部が根固めブロックの内部に挿通されるようにそれぞれ配置されていることを特徴としている。

尚、固定手段については、上述の通り、根固めブロックと杭を組み合わせて使用してもよいが、いずれか一方のみ（根固めブロックのみ、或いは、杭のみ）を使用してもよい。固定手段として杭のみを使用する場合、下部が海底に埋設された状態で、岸側法先部に配置される消波ブロックの岸側に近接して配置し、或いは、下部が海底に埋設された状態で、上部が岸側法先部の消波ブロックの内部に挿通されるように配置することが好ましい。また、この固定手段については、根固めブロックや杭以外にも、同様の効果を期待できるものであれば、適宜利用することができる。

また、根固めブロックとしては、消波ブロック側の側面の一部が切り欠かれて内側へ凹んだ形状となっており、消波ブロックの脚部のうち、列から突出した状態の脚部の進入を許容できるようになっているものを使用することが好ましい。

尚、岸側法先部に配置される消波ブロックとともに、沖側法先部に配置される消波ブロックについても、同様の固定手段によって、沖側へ移動しないように固定されることが好ましい。

本発明に係る離岸堤は、岸側法先部の消波ブロックが、固定手段によって固定されており、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロックにおける岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面の傾斜角度の増大、及び、消波ブロックの崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤全体の消波ブロックが安定的に維持されるという効果を期待することができる。

また、岸側法先部に配置される消波ブロックのみならず、沖側法先部に配置される消波ブロックについても、固定手段によって沖側へ移動しないように固定した場合には、津波の「引き波」に対する安定性も向上させることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。 図２は、図１に示した岸側法先部の消波ブロック３ａと鋼管杭５の拡大平面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。 図４は、図３に示した岸側法先部の消波ブロック３ａと根固めブロック６の拡大平面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。 図６は、本発明の第４の実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。 図７は、水理実験用の水槽を用いて行った水理実験（実施例１−比較例１）の結果を示すグラフである。 図８は、水理実験用の水槽を用いて行った水理実験（実施例１−本発明１）の結果を示すグラフである。 図９は、水理実験用の水槽を用いて行った水理実験（実施例２−比較例２）の結果を示すグラフである。 図１０は、水理実験用の水槽を用いて行った水理実験（実施例２−本発明２）の結果を示すグラフである。 図１１は、水理実験用の水槽を用いて行った水理実験（実施例３−比較例３）の結果を示すグラフである。 図１２は、水理実験用の水槽を用いて行った水理実験（実施例３−本発明３）の結果を示すグラフである。

以下、添付図面に沿って、本発明「離岸堤」の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。この離岸堤１は、図示されているように、海底Ｇに捨て石等を配置して形成された基礎マウンド２の上に、多数の消波ブロック３を積み上げることによって構築されている。

尚、消波ブロック３は、図１に示す一点鎖線で示すような形状に、即ち、沖側及び岸側に所定の傾斜角度の法面（沖側法面４ａ，岸側法面４ｂ）がそれぞれ形成されるように積み上げられる。

本発明の離岸堤１は、岸側の法先（岸側法先部）に配置される消波ブロック３ａが、固定手段によって固定されることを特徴としており、津波に対しても高い安定性を期待することができる。本実施形態においては、固定手段として鋼管杭５（杭）が用いられている。これらの鋼管杭５は、下端が海底Ｇの地盤中まで打ち込まれ、下部が海底Ｇに埋設された状態で、上端が海底Ｇ（或いは基礎マウンド２の天端面）から所定の高さ位置まで（少なくとも消波ブロック３の１／３の高さ位置まで）突出するような状態で固定されている。尚、これらの鋼管杭５は、図２に示すように、岸側法先部の各消波ブロック３ａの岸側に、それぞれ近接して配置されている。

離岸堤に対して津波が作用する場合、岸側法先部の消波ブロックが岸側に移動するという現象が生じることがある。この場合、岸側法面の傾斜角度が増大して不安定となり、岸側法面を構成する消波ブロックが次々に岸側へ崩落し、飛散するという被害が発生することになる。本実施形態の離岸堤１においては、岸側法先部の消波ブロック３ａが、鋼管杭５（固定手段）によって固定されており、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロック３ａにおける岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面４ｂの傾斜角度の増大、及び、消波ブロック３の崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤１全体の消波ブロック３が安定的に維持されるという効果を期待することができる。

尚、本実施形態の離岸堤１は、基礎マウンド２の上に消波ブロック３を積み上げることによって構築されているが、基礎マウンド２を省略して、海底Ｇの上に消波ブロック３を直接積み上げることによって構築してもよい。

図３は、本発明の第２実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。本実施形態においては、第１実施形態の鋼管杭５に替わり、固定手段として、根固めブロック６が、岸側法先部の各消波ブロック３ａの岸側にそれぞれ近接して配置されている。尚、この根固めブロック６は、図４に示すように平面基本形状が矩形状で、消波ブロック３ａ側の側面の一部が切り欠かれて（切欠部６ａ）、内側へ凹んだ形状となっている。従って、消波ブロック３ａの脚部１３のうち、列から突出した状態の脚部１３の進入を許容できるようになっており、岸側法先部のすべての消波ブロック３ａとの関係で、間隔をあけることなく根固めブロック６を近接して配置させることができる。

本実施形態の離岸堤１においても、岸側法先部の消波ブロック３ａが、根固めブロック６（固定手段）によって固定されており、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロック３ａにおける岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面４ｂの傾斜角度の増大、及び、消波ブロック３の崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤１全体の消波ブロック３が安定的に維持されるという効果を期待することができる。

図５は、本発明の第３実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。本実施形態においては、固定手段として鋼製ピン７（杭）が用いられている。この鋼製ピン７は、図示されているように、上部が岸側法先部の消波ブロック３ａ内に挿通され、下部が海底Ｇに埋設されている。

本実施形態の離岸堤１においても、岸側法先部の消波ブロック３ａが、鋼製ピン７（固定手段）によって固定されており、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロック３ａにおける岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面４ｂの傾斜角度の増大、及び、消波ブロック３の崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤１全体の消波ブロック３が安定的に維持されるという効果を期待することができる。

図６は、本発明の第４実施形態に係る離岸堤１の斜視断面図である。本実施形態においては、固定手段として、第１実施形態において使用される鋼管杭５と、第２実施形態において使用される根固めブロック６とが組み合わせて使用されている。より具体的には、岸側法先部の各消波ブロック３ａの岸側に根固めブロック６がそれぞれ近接して配置され、更に、それらの根固めブロック６の岸側に、下端が海底Ｇの地盤中まで打ち込まれて、下部が海底Ｇに埋設された状態の鋼管杭５が配置されている。

本実施形態の離岸堤１においても、岸側法先部の消波ブロック３ａが、根固めブロック６によって固定されており、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロック３ａにおける岸側への移動が防止され、更に、根固めブロック６についても鋼管杭５によって固定されて岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面４ｂの傾斜角度の増大、及び、消波ブロック３の崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤１全体の消波ブロック３が安定的に維持されるという効果を期待することができる。

尚、本実施形態においては、鋼管杭５は、根固めブロック６の岸側に配置されているが、下部が海底に埋設された状態で、上部が根固めブロック６の内部に挿通されるように配置してもよい。

また、第１〜４の実施形態においては、岸側法先部の消波ブロック３ａが、固定手段（鋼管杭５、根固めブロック６、鋼製ピン７等）によって固定され、岸側法先部の消波ブロック３ａにおける岸側への移動が防止されているが、沖側法先部の消波ブロック３ｂ（図１、図３、図５、図６参照）についても、岸側法先部の消波ブロック３ａとともに、固定手段（鋼管杭、根固めブロック、鋼製ピン等）を用いて同様の方法で固定し、沖側へ移動しないように構成してもよく、この場合、津波の「引き波」に対する安定性を向上させることができる。

以下、本発明に係る離岸堤１の安定性能について、本発明の発明者らが行った実験の結果を、実施例１〜３として説明する。

（比較例１）
まず、図１に示した消波ブロック３の模型（重量Ｍ：５８．９ｇ）を多数用意し、一端側に造波装置を付帯する水理実験用の水槽（全長：２９ｍ、横幅：５０ｃｍ）の底面の所定範囲に砂利を配設し、天端面を均して基礎マウンドを形成し、その上に消波ブロックの模型を乱積みして、次のような条件で離岸堤（模型）を構築した。

まず、造波装置側（沖側）、及び、その反対側（岸側）に、図１に示したような所定の傾斜角度の法面（沖側法面、岸側法面）がそれぞれ形成されるように、消波ブロックの模型を積み上げた。また、水槽の底面から９．７ｃｍの位置まで水を貯めた場合において、離岸堤の上部が水面から上方へ４ｃｍ突出する大きさとなるようにした（水面からの突出高さｈｃ：４ｃｍ）。

そして、水槽内の水位を９．７ｃｍに設定して（水位ｈ＝９．７ｃｍ）、造波装置を作動させて、水槽内に所定の規模の津波を発生させ、造波装置側から離岸堤の反対側まで津波を進行させて、離岸堤を構成する消波ブロックの位置の変化（離岸堤の高さの変化）を考察した。その結果を図７に示す。

図７のグラフにおいて、横軸（ｘ）は、岸沖方向（水槽の長手方向）についての基準位置からの距離を示し、縦軸（ｚ）は、高さを示している。また、グラフに描かれている細線は、津波作用前における水槽内の位置毎の離岸堤の高さを示し、太線は、津波作用後の離岸堤の高さを示し、破線は、その増減を示している。尚、この実験において、津波が到来した際の離岸堤の中央位置における津波高（静水面からの高さηｍａｘ）は、１５．５ｃｍであった。

図７のグラフからも明らかなように、この離岸堤においては、津波の到来後、岸側法面の上方側において高さが減じられ、岸側法面の下方側において高さが上昇していることがわかる。これは、津波によって岸側法面の上方側の消波ブロックが崩れ、法先側に移動したものと考えられる。

（本発明１）
次に、水槽内に比較例１と同一の条件で離岸堤を構築するとともに、岸側法先部に配置される消波ブロックを、固定手段によって水槽の底面に対して固定して、水槽内にほぼ同一の規模の津波を発生させ、造波装置側から離岸堤の反対側まで津波を進行させて、離岸堤を構成する消波ブロックの位置の変化（離岸堤の高さの変化）を考察した。その結果を図８に示す。尚、この実験において、津波が到来した際の離岸堤の中央位置における津波高（静水面からの高さηｍａｘ）は、１５．１ｃｍであった。

図８のグラフからも明らかなように、この離岸堤においては、津波の到来の前後で、高さ（形状）の変化は殆ど生じなかった。この実験により、岸側法先部の消波ブロックを固定手段によって固定すると、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロックにおける岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面の傾斜角度の増大、及び、消波ブロックの崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤全体の消波ブロックが安定的に維持されるという効果を期待することができることが確認された。

（比較例２）
図９は、比較例１と同様の条件にて行った水理実験の結果を示すグラフである。尚、この実験においては、上部が水面から上方へ８ｃｍ突出する大きさとなるように離岸堤を構築し（水面からの突出高さｈｃ：８ｃｍ）、それ以外の点については、比較例１と同一の条件とした。尚、この実験において、津波が到来した際の離岸堤の中央位置における津波高（静水面からの高さηｍａｘ）は、１４．９ｃｍであった。

結果は、図９に示されている通り、比較例１と同様に、津波の到来後、岸側法面の上方側において高さが減じられ、岸側法面の下方側において高さが上昇した。つまり、津波によって岸側法面の上方側の消波ブロックが崩れ、法先側に移動したものと考えられる。

（本発明２）
図１０は、比較例２と同一の条件で離岸堤を構築するとともに、岸側法先部に配置される消波ブロックを、固定手段によって水槽の底面に対して固定して行った実験の結果を示すグラフである。尚、この実験において、津波が到来した際の離岸堤の中央位置における津波高（静水面からの高さηｍａｘ）は、１５．１ｃｍであった。

結果は、図１０に示されている通り、本発明１と同様に、津波の到来の前後で、高さ（形状）の変化は殆ど生じなかった。この実験により、岸側法先部の消波ブロックを固定手段によって固定すると、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロックにおける岸側への移動が防止され、その結果、岸側法面の傾斜角度の増大、及び、消波ブロックの崩落、飛散という事態が回避され、離岸堤全体の消波ブロックが安定的に維持されるという効果を期待することができることが確認された。

（比較例３）
図１１は、比較例１、比較例２と同様の条件にて行った水理実験の結果を示すグラフである。尚、この実験においては、消波ブロックの模型として、重量（Ｍ）が１２５ｇのものを使用した。また、上部が水面から上方へ８ｃｍ突出する大きさとなるように離岸堤を構築した（水面からの突出高さｈｃ：８ｃｍ）。尚、この実験において、津波が到来した際の離岸堤の中央位置における津波高（静水面からの高さηｍａｘ）は、１５．３ｃｍであった。

結果は、図１１に示されている通り、比較例１、比較例２と同様に、津波の到来後、岸側法面の上方側において高さが減じられ、岸側法面の下方側において高さが上昇した。これは、津波によって離岸堤内部の消波ブロックの噛み合わせが緩んで、岸側法面が岸側へずれたものと考えられる。

（本発明３）
図１２は、比較例３と同一の条件で離岸堤を構築するとともに、岸側法先部に配置される消波ブロックを、固定手段によって水槽の底面に対して固定して行った実験の結果を示すグラフである。尚、この実験において、津波が到来した際の離岸堤の中央位置における津波高（静水面からの高さηｍａｘ）は、１５．２ｃｍであった。

結果は、図１２に示されている通り、本発明１、本発明２と同様に、津波の到来の前後で、高さ（形状）の変化は殆ど生じなかった。この実験により、岸側法先部の消波ブロックを固定手段によって固定すると、津波が発生した場合であっても、岸側法先部の消波ブロックにおける岸側への移動が防止され、その結果、離岸堤内部の消波ブロックの噛み合わせが緩むことによる岸側法面の岸側へのずれの発生が回避され、離岸堤全体の消波ブロックが安定的に維持されるという効果を期待することができることが確認された。

１：離岸堤、
２：基礎マウンド、
３：消波ブロック、
３ａ：岸側法先部の消波ブロック、
３ｂ：沖側法先部の消波ブロック、
４ａ：沖側法面、
４ｂ：岸側法面、
５：鋼管杭、
６：根固めブロック、
６ａ：切欠部、
７：鋼製ピン、
１３：脚部、
Ｇ：海底

Claims (5)

1. 海底の上に、或いは、海底に形成された基礎マウンドの上に、多数の消波ブロックを、沖側及び岸側に法面がそれぞれ形成されるように積み上げることによって構築された離岸堤であって、
   岸側法先部に配置される消波ブロックが、固定手段によって、岸側へ移動しないように固定され、
   前記固定手段として、根固めブロックと杭が使用され、
   前記根固めブロックは、岸側法先部の各消波ブロックの岸側に近接して配置され、
   前記杭は、下部が海底に埋設された状態で、前記根固めブロックの岸側に近接して配置され、或いは、下部が海底に埋設された状態で、上部が前記根固めブロックの内部に挿通されるように配置されていることを特徴とする離岸堤。
2. 海底の上に、或いは、海底に形成された基礎マウンドの上に、多数の消波ブロックを、沖側及び岸側に法面がそれぞれ形成されるように積み上げることによって構築された離岸堤であって、
   岸側法先部に配置される消波ブロックが、固定手段によって、岸側へ移動しないように固定され、
   前記固定手段として、根固めブロックが使用され、
   前記根固めブロックは、岸側法先部の各消波ブロックの岸側に近接して配置されていることを特徴とする離岸堤。
3. 前記根固めブロックとして、消波ブロック側の側面の一部が切り欠かれて内側へ凹んだ形状となっており、消波ブロックの脚部のうち、列から突出した状態の脚部の進入を許容できるようになっているもの使用することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の離岸堤。
4. 海底の上に、或いは、海底に形成された基礎マウンドの上に、多数の消波ブロックを、沖側及び岸側に法面がそれぞれ形成されるように積み上げることによって構築された離岸堤であって、
   岸側法先部に配置される消波ブロックが、固定手段によって、岸側へ移動しないように固定され、
   前記固定手段として、杭が使用され、
   前記杭は、下部が海底に埋設された状態で、前記岸側法先部に配置される消波ブロックの岸側に近接して配置され、或いは、下部が海底に埋設された状態で、上部が前記岸側法先部の消波ブロックの内部に挿通されるように配置されていることを特徴とする離岸堤。
5. 沖側法先部に配置される消波ブロックが、固定手段によって、沖側へ移動しないように固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の離岸堤。

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