JP2014177777A - 耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 耐震性防潮堤盛土のり面の被覆工の緑化工法において、被覆工と、堤体盛土とをジオシンセティックスの補強体で一体化して、耐震性を高めるとともに津波越流時に生じる揚圧力(負圧)が作用しないようにするために、前記防潮堤の越流側の被覆工のコンクリートに透水性・通気性に優れた多孔質コンクリートを用い、しかも前記多孔質コンクリートを緑化する耐津波性および耐震性を確保するようにした。
【選択図】 図1
Description
鉄道・道路、宅地造成地などで構築されている盛土補強土壁工法の中の「剛な一体壁面を活用したジオシンセティック補強土擁壁」(通称RRR−B工法)は、剛で一体な壁面工を、ジオシンセティック補強盛土の施工後に場所打ちコンクリートを打設して構築している。このRRR−B工法による剛で一体の壁面工を持つジオシンセティック補強土擁壁は、既に1995年の阪神淡路大震災で耐震性が高いことは証明されていた。
一方、今回の東日本大震災においては、巨大津波により従来工法で構築されていた盛土形式の防波堤・防潮堤・海岸堤防・河口近くの河川堤防等の多くが壊滅的に破壊した。
しかしながら、このような防潮堤では、図14に示すような越流した津波A1 〜A4 が下流側(陸側)の裏のり面被覆工106を急速に流下する際に生じる強烈な揚圧力Fにより、〔流線が急激に曲がっているために強烈な揚圧力Fを生じる〕、堤体盛土102に固定されていない天端被覆工105と下流側裏のり面被覆工106の最上段の被覆工がまず剥ぎ取られ、そこから堤体盛土102の侵食が開始されて、また、下流側基礎地盤の洗掘も生じて下流側裏のり面被覆工106が崩壊して堤体盛土102の侵食が開始され、やがて引き波等によって全断面が喪失したと思われる例が多かった。
従来の盛土形式の防潮堤の構造上の最大の欠点は、上記したように、表のり面被覆工、天端被覆工、裏のり面被覆工からなる三面張りコンクリート工が固定されていないことにより、越流による揚圧力と裏のり面先の地盤の洗掘により、容易に不安定に流出されやすいことと、さらに堤体盛土が無補強であるためコンクリート工の流出後に越流による侵食に対する抵抗力が小さいことである。
その方法として、以下に示すような方法が提案されている。1953年の台風13号によって三重県や愛知県の伊勢湾沿岸では土堤が崩れ甚大な被害が発生したのを契機にコンクリートの三面張りを採用し、1959年の伊勢湾台風ではこの三面張りは壊れなかったという事実から、津波が越流しても堤体は流出せず、裏のり面被覆工ののり尻部が洗掘されないようにするために、次のような提案がされている。
(1)図17に示すように、裏のり面被覆工206ののり尻部にコンクリートなどの被覆207を施す。
(2)図18に示すように、裏のり面被覆工206へ盛土208を施す。
(3)図19に示すように、表のり面被覆工204へ消波工209や根固め工210を設置する
(4)図20に示すように、裏のり面被覆工206への被覆211により天端幅212を拡大する
などが提案されている。なお、これらの提案においても図13と同様に基礎地盤201に構築された堤体盛土202、波返工204を有する表のり面被覆工203、天端被覆工205、裏のり面被覆工206による三面張りのコンクリート工により構成されている。
本発明は、剛な一体壁面工を有するジオシンセティック補強土擁壁を、津波防御施設(防潮堤・海岸堤防・河口近くの河川堤防等)に用い、防潮堤盛土体と表面被覆工とを一体化して高耐震性防潮堤として機能させる構造とし、そのための耐震性防潮堤盛土のり面の表面被覆工を緑化する工法に関するものである。
〔1〕耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、津波越流時に作用する揚圧力によってのり面被覆工が剥ぎとられないように、ジオシンセティック補強材によって堤体盛土と一体化し、耐震性、耐津波性を高めることを特徴とする。
〔2〕上記〔1〕記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、防潮堤の、前記下流側裏のり面の被覆工に津波越流時に生じる揚圧力(負圧)が作用しないようにするために、ハニカム状あるいは格子状型枠内に透水性・通気性に優れた多孔質コンクリートを用い、中詰めする方法とし、しかも前記多孔質コンクリートを用いて緑化することを特徴とする。
〔4〕上記〔1〕記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、前記多孔質コンクリートは剛壁面一体化堤体盛土の構造体として機能するように高強度化するとともに、緑化工として機能させるために保水性がある材料特性を有するポーラスコンクリートを用いることを特徴とする。
〔6〕上記〔1〕記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、潮風が強い海岸部、酸性土壌(pH4.5)、あるいはアルカリ土壌(pH9)でも生育するベンケイソウ科、シーショアパスパラム、またはイワダレソウを改良した種類の植物の苗、および被覆材、侵食防止材、増粘剤等を混入した流動性処理土をハニカム状(ジオセル)フレキシブル型枠に充填する、苗充填流動性処理工法によって前記多孔質コンクリートによる防潮堤被覆工を緑化することを特徴とする。
〔8〕上記〔1〕記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、再生ペット(ポリエステル樹脂)を特殊エンボス加工した芯材にさらに波型加工を加え、植物の根茎が貫通するように、芯材およびフィルター共に孔を開ける表面被覆材を用いることを特徴とする。
〔10〕上記〔1〕記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、覆土材には雑草が生えないように防草性資材としてアルカリ性土壌の石灰系残土を被覆材として用いることを特徴とする。
(1)耐震性防潮堤盛土のり面の被覆工と堤体盛土とをジオシンセティックス等の補強材で一体化することによって、押し波にも強い構造とすると同時に、さらにのり面被覆工に透水性・通気性に優れた高強度多孔質コンクリートを用いることによって、巨大津波等が防潮堤を越流したとしても、揚圧力(負圧)が作用しない、もしくは低減させることが可能な耐震性防潮堤盛土のり面構造体となる。
(2)単粒土砕石の粒径を従来のポーラスコンクリートより大きくすると共に、その空隙を保水性の大きい高強度鹿沼土と細粒土で埋めることによって防潮堤被覆工の緑化が可能となる。
(3)潮風が強い海岸部、酸性土壌(pH4.5)、あるいはアルカリ土壌(pH9)でも生育するベンケイソウ科、シーショアパスパラム、またはイワダレソウ等を改良した種類の植物の苗を吹き付ける、あるいは苗を混入した被覆材を充填することによってポーラスコンクリート内、もしくは堤体盛土内への根茎の貫入によって植物の生育が可能となるとともに、植物の根の成長によって防潮堤盛土本体が安定する。
(4)さらに、三面張りの防潮堤被覆工と堤体盛土とを一体化させることによって、天端被覆工と上下流側のり面の被覆工(コンクリート工)が剥ぎとられることがない。仮に緑化部が破損した場合でも、堤体盛土と被覆工の骨組みは一体化しており、さらに、盛土は多層面状補強材で補強されているので侵食に対しての抵抗力がある。このため、防潮堤の機能が失われない。
(5)そのため、堤体盛土材が流出せず、仮に被災した場合にも復旧工事も容易になる。
(6)下流部に敷設するジオセル(プラスティックハニカム)を延長することによって洗掘防止工となる。
(7)三面張り被覆工、堤体盛土、水叩き部を一体化することによって、防潮堤全体として壊滅的な破壊に至ることは容易には生じない。
(8)防潮堤の天端、および下流側のり面の被覆工を緑化することによって、自然景観の維持に貢献し環境にやさしい構造体となる。(コンクリート反射熱の減少によってヒートアイランド対策に寄与する)
図1は本発明の実施例を示すセル構造体(ジオセル)と面状補強材を用いて三面被覆工を一体化した例を示す図である。
本発明は、以下のような耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法による。
(1)この図は越流した津波11が下流側(陸側)の裏のり面5を急速に流下する際に生じる強烈な揚圧力(負圧)により、基礎地盤1上の堤体盛土2に固定されていない天端被覆工4と下流側裏のり面5の被覆工(コンクリート工)がはぎとられないように堤体盛土2と一体化する。また、堤体盛土2を多層の面状補強材6によって補強することにより、耐震性を高めると同時に、長期に亘る盛土材の吸い出しと越流による侵食に対して抵抗できるような剛壁面一体化補強土構造体とする。
(4)保水性を有する高強度ポーラスコンクリートとするための方法として、単粒土砕石の粒径を従来のポーラスコンクリートに用いられているもの(従来は、2.5〜5.0mm程度)より大きくすると共に、植生機能を付加するためにその空隙を保水性を有する高強度軽石(鹿沼土)と細粒土で埋めることによって相反する2つの機能(高強度および保水性)を有するポーラスコンクリートを形成する。
(5)粒径の大きい単粒度砕石で空隙を確保し(空隙率18%程度以上)、その空隙を保水性の高い高強度軽石(鹿沼土等)と細粒土で埋めることによって、植物(根茎の細い)の根を貫通させる。
(6)緑化工法としては、防潮堤のほとんどが海岸域に構築されることが多いことから、潮風が強い海岸部、酸性土壌(pH4.5)、あるいはアルカリ土壌(pH9)でも生育するベンケイソウ科、シーショアパスパラム、またはイワダレソウ等を改良した種類のものの苗を吹付ける方法(苗吹付け緑化工法)、もしくは苗、侵食防止材等を混入した流動性処理土を充填する方法(苗充填流動性処理工法)とする。
(9)ポーラスコンクリートに直接添付する被覆材のフィルターには、覆土材・吹付け材のダレ防止用の帯袋を縫製する。
図2は本発明の実施例を示す防潮堤のり面の上流側は急勾配で下流側は緩勾配である場合の耐震性防潮堤防の構築方法を説明する断面図である。
この図において、21は基礎地盤、22は堤体盛土、24は波返工23を有する表のり面被覆工、25は天端被覆工、26は裏のり面被覆工、27は土のう、28は面状補強材(ジオグリッド等)であり、やはり、表のり面被覆工24、天端被覆工25及び裏のり面被覆工26(いずれもコンクリート工)を剛結合した三面張りコンクリート工を構成している。
なお、図1〜図2の例示以外でも状況に応じて表のり面被覆工と裏のり面工の組み合わせは多々存在するが、それらについても除外するものではない。
次に、天端被覆工と下流側のり面被覆工に透水性・通気性に優れた高強度多孔質コンクリートを用いることによって、揚圧力(負圧)が作用しない、もしくは低減させる構造体について説明する。
図3において、31は堤体盛土、32はジオグリッド材、33は表のり面被覆工、33Aは躯体コンクリート、34は裏のり面被覆工、35は防錆鉄筋、36は盛土押圧用プレート、36Aはそのナット、37は躯体鉄筋連結用プレート、37Aはそのナットである。
図4は本発明の実施例を示すジオセル内にポーラスコンクリートを締固め、もしくは吹き付けた状態を示す図面代用写真であり、ジオセル41内にポーラスコンクリート42を締固め、もしくは吹き付けた状態(多孔質コンクリートのため負圧が低減される)を示しており、粒径を大きくして透水性・通気性を高めることができる。
被覆材を多孔質コンクリートを吹き付ける構造とするため、津波が越流した場合は、この緑化部のみが剥ぎ取られるが、堤体と一体化した格子枠、およびジオセル部は破壊しない。
図7はその表面被覆材の構成図であり、図7(a)はその表面被覆材を示す図、図7(b)はエンボス加工した芯材(この形状の芯材に波型加工を加える)を示す図である。
図8は本発明の実施例を示す表面被覆材に植生基盤材を吹き付けた状態の模式図である。
この図において、波型加工された表面被覆材73の窪んだ部分74に植生基盤材75を吹き付けるようにしている。
図9において、堤体盛土81上のジオセル82にポーラスコンクリート83が設けられ、ポーラスコンクリート83表面には透水性ジオシンセティックスである不織布84が縫製され、不織布84にはダレ防止用帯体85が設けられ、その上を吹付植生基盤材86で覆うように構築している。
この図において、堤体盛土91上のジオセル92にポーラスコンクリート93が設けられ、ポーラスコンクリート93表面には波型形状の不織布94とエンボス加工した芯(再生ペット)(穴あき)95が設けられ、この再生ペットの窪みに吹付植生基盤材96が構築される。
次に、保水性・高強度ポーラスコンクリートの構成について説明する。
耐震性防潮堤盛土のり面の被覆工として、津波越流時に揚圧(負圧)が作用しない、あるいは低減するために、ある程度の強度と多孔質性を有すると共に、植生コンクリートとしての保水性を確保するために、単粒土砕石の粒径を従来のポーラスコンクリートに用いられているもの(従来は20mm程度)より大きくすると共に、植生機能を付加するためにその空隙を保水性を有する高強度軽石(鹿沼土)と細粒土で埋めることによって相反する2つの機能(高強度および保水性)を有するポーラスコンクリートを形成する。従来のものより粒径を大きくするのは、植物の根茎が嵌入し防潮堤盛土体に繁茂させるためでもある。
この図において、粒径の大きい単粒度砕石98で空隙99を確保し、保水性の高い高強度の鹿沼土100と細粒分でその空隙99を埋める。AE減水剤を主成分とした特殊添加剤Aと、増粘材を主成分とした特殊添加剤B、およびセメントと混合することによって、高強度で保水性のあるポーラスコンクリートを作製する。
2,22,31,81,91 堤体盛土
4,25 天端被覆工
5 下流側裏のり面
6 面状補強材
11 越流した津波
23 波返工
24,33 表のり面被覆工
26,34 裏のり面被覆工
27 土のう
28 面状補強材(ジオグリッド等)
32 ジオグリッド材
33A 躯体コンクリート
35 防錆鉄筋
36 盛土押圧用プレート
36A,37A ナット
37 躯体鉄筋連結用プレート
41,62,82,92 ジオセル
42,51,83,93 ポーラスコンクリート
61 プレキャストコンクリート枠
71 エンボス加工した芯体
72,73 波型加工を加えた表面被覆材
74 窪んだ部分
75 植生基盤材
84,94 不織布
85 ダレ防止用帯体
86,96 吹付植生基盤材
95 エンボス加工した芯(再生ペット)(穴あき)
97 植生養生マット(覆土材・吹付け材のダレ防止用)
97A 天然のココナッツ長繊維
97B 紫外線で分解するポリプロピレンネット
98 粒径の大きい単粒度砕石
99 空隙
100 保水性の高い高強度の鹿沼土
Claims (10)
- 津波越流時に作用する揚圧力によってのり面被覆工が剥ぎとられないように、ジオシンセティック補強材によって堤体盛土と一体化し、耐震性、耐津波性を高めることを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、防潮堤の、前記下流側裏のり面の被覆工に津波越流時に生じる揚圧力(負圧)が作用しないようにするために、ハニカム状あるいは格子状型枠内に透水性・通気性に優れた多孔質コンクリートを用い、中詰めする方法とし、しかも前記多孔質コンクリートを用いて緑化することを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、前記下流側裏のり面の被覆工の緑化部のみが剥ぎとられた後の、引き波時にも堤体盛土の剛性のあるのり面工構造体として機能することを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、前記多孔質コンクリートは剛壁面一体化堤体盛土の構造体として機能するように高強度化するとともに、緑化工として機能させるために保水性がある材料特性を有するポーラスコンクリートを用いることを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項4記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、強度と植生コンクリートしての保水性を確保するために、単粒土砕石の粒径を前記ポーラスコンクリートより大きくすると共に、その空隙を保水性の大きい高強度鹿沼土と細粒土で埋める保水性・高強度ポーラスコンクリートを用いることを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、潮風が強い海岸部、酸性土壌(pH4.5)、あるいはアルカリ土壌(pH9)でも生育するベンケイソウ科、シーショアパスパラム、またはイワダレソウを改良した種類の植物の苗、および被覆材、侵食防止材、増粘剤等を混入した流動性処理土をハニカム状(ジオセル)フレキシブル型枠に充填する、苗充填流動性処理工法によって前記多孔質コンクリートによる防潮堤被覆工を緑化することを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、潮風が強い海岸部、酸性土壌(pH4.5)、あるいはアルカリ土壌(pH9)でも生育するベンケイソウ科、シーショアパスパラム、またはイワダレソウを改良した種類の植物の苗を被覆材、侵食防止材、増粘剤を混入した被覆・吹付け材を再生ペット(ポリエステル樹脂)を特殊エンボス加工した芯体にポリエステル長繊維不織布のフィルターで覆った構造の表面被覆材に吹き付ける(苗吹付け緑化工法)ことによって前記多孔質コンクリートによる防潮堤被覆工を緑化することを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、再生ペット(ポリエステル樹脂)を特殊エンボス加工した芯材にさらに波型加工を加え、植物の根茎が貫通するように、芯材およびフィルター共に孔を開ける表面被覆材を用いることを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項4記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、前記ポーラスコンクリートに直接添付する被覆材のフィルターに、覆土材・吹付け材のダレ防止用の帯袋を縫製した表面被覆材を用いることを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
- 請求項1記載の耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法において、覆土材には雑草が生えないように防草性資材としてアルカリ性土壌の石灰系残土を被覆材として用いることを特徴とする耐震性防潮堤盛土のり面の緑化工法。
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