JP2015063806A

JP2015063806A - 海岸堤防

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Publication number: JP2015063806A
Application number: JP2013197013A
Authority: JP
Inventors: 尚希竜田; Naoki Tatsuta
Original assignee: Maeda Kosen Co Ltd
Current assignee: Maeda Kosen Co Ltd
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: JP6338837B2

Abstract

【課題】施工費の大幅削減と海岸堤防の崩壊抑制を両立させるとともに、海岸堤防を粘り強い構造とすること。【解決手段】土構造の堤防本体１０と、該堤防本体１０を被覆する硬質層２０〜２２とを具備する海岸堤防であって、堤防本体１０の裏法尻部１４に可撓性を有するシート状またはハニカム構造の洗掘防止体３０，４０を選択的に敷設する。【選択図】図１

Description

本発明は裏法尻部の洗掘を経済的に防止して堤防の耐久性を高めた海岸堤防に関するものである。

東日本大震災では、千年に一度と言われる大津波により東北太平洋岸の多くの海岸堤防が大破し、陸地側に甚大な被害を与えた。
図７に示すように、従来の海岸堤防は、土構造物の堤防本体１０の表法面１１のみをコンクリート製の硬質層２０で覆った構造（Ａ）、または堤防本体１０の表法面１１、天端面１２および裏法面１３の三面を硬質層２０，２１，２２で覆った構造（Ｂ）が大半である。

「日経コンストラクション２０１２年３月１２日号」株式会社日経ＢＰマーケティング発行ｐ．５２〜ｐ．５３

従来の海岸堤防にあっては次のような問題点がある。
＜１＞津波Ｗの越波により特に浸食して破壊され易いのは、堤防陸側の裏法尻部１４と裏法面１３である。
海岸堤防を越流した津波Ｗは裏法面１３側に流れ込み、裏法尻部１４を洗掘する。裏法尻部１４の洗掘をきっかけに、同図の二点鎖線で示すように海岸堤防の裏法面１３の破壊と堤防本体１０を構成する土砂の流出が並行して進行し、最終的に海岸堤防が一気に崩壊する。
＜２＞東日本大震災では多くの海岸堤防が、津波の越波によって一瞬にして堤防機能を喪失してしまった
避難時間の確保の観点からも、海岸堤防を崩壊し難くして崩壊時間を延長できる技術の提案が切望されている。
＜３＞裏法尻部１４の洗掘を抑制する手段として、裏法尻部１４を大重量のコンクリートブロックやコンクリート覆工層で被覆する方法が提案されている。
この防護工は裏法尻部１４の洗掘防止効果を期待できるものの、施工費用が高くつく問題と長期に亘る維持管理コストが嵩むといった問題がある。
＜４＞被災した一部の自治体では、全長が数十ｋｍにもおよぶ長大な海岸堤防の構築を計画している。
上記した＜３＞の対策工を長大な海岸堤防の全長に亘り採用しようとした場合、１スパン当たりの施工費が高額となるため、総工費が一自治体では賄いきれないほどの莫大なものとなって、工事の実現化を困難なものにしている。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところはつぎの何れかひとつの海岸堤防を提供することにある。
＜１＞施工費の大幅削減と海岸堤防の崩壊抑制を両立させた津波対策技術を提案すること。
＜２＞海岸堤防を津波に対して粘り強い構造にすること。
＜３＞安価な資材と簡易な施工で以て海岸堤防の少なくとも裏法尻部の洗掘を抑制すること。

本発明は土構造の堤防本体と、該堤防本体を被覆する硬質層とを具備する海岸堤防であって、前記堤防本体の少なくとも裏法尻部に可撓性を有するシート状またはハニカム構造の洗掘防止体の何れか一つ、または両方を敷設し、前記洗掘防止体により裏法尻部の土砂の吸出しを抑止したことを特徴とする。
前記洗掘防止体は、堤防本体の裏法尻部と堤防本体の海側内部の区間に亘って連続して敷設してもよい。
さらに前記海岸堤防において、堤防本体の表法尻部に、可撓性を有するシート状またはハニカム構造の洗掘防止体の何れか一つ、または両方を追加して敷設してもよい。
前記したシート状の洗掘防止体は、ジオテキスタイルである。
前記ハニカム構造の洗掘防止体は、可撓性を有するハニカム立体拘束体と、該ハニカム立体拘束体内に充填する中詰材とにより構成し、展開したハニカム立体拘束体に充填した中詰材を転圧して締め固めする。

本発明は少なくとも次の一つの効果を得ることができる。
＜１＞本発明では堤防本体の少なくとも裏法尻部に可撓性を有するシート状またはハニカム構造の洗掘防止体を敷設するだけで、裏法尻部の土砂の吸出しを効果的に抑止できる。
裏法尻部に大重量のコンクリートブロックやコンクリート覆工層で被覆した従来の洗掘防止技術が達成できなかった施工費の大幅削減と海岸堤防の崩壊抑制を両立が可能となる。
＜２＞可撓性を有する洗掘防止体を敷設するだけで、堤防崩壊の起点となる法尻部の洗掘を効果的に抑止できるだけでなく、法尻部の洗掘を抑止期間は、堤防本体の裏法面の浸食も抑止されるから、堤防機能を長時間維持できて、海岸堤防の全体に粘り強さを付与できる。
＜３＞本発明で使用する可撓性を有する洗掘防止体は、従来の大重量のコンクリートブロックやコンクリート覆工層と比べて、安価な市販品を使用できるとともに、その施工も簡易に済む。
したがって、１スパン当たりの施工費を大幅に圧縮できて、全長が数十ｋｍにもおよぶ長大な海岸堤防であっても実現可能である。

本発明に係る海岸堤防の横断図海岸堤防の裏法尻部の断面図洗掘防止体を多段的に敷設した海岸堤防の裏法尻部の断面図ハニカム構造の洗掘防止体を敷設した海岸堤防の裏法尻部の斜視図図４に示した海岸堤防の裏法尻部の断面図ハニカム構造の洗掘防止体を敷設した裏法尻部の断面図従来の海岸堤防のモデル図で、（Ａ）は堤防本体の表法面を硬質層で覆工した海岸堤防の断面図、（Ｂ）は堤防本体の全面を硬質層で覆工した海岸堤防の断面図

以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態ついて詳細に説明する。

＜１＞海岸堤防の概要
図１に示すように、本発明が前提とする海岸堤防は、土構造の堤防本体１０と、堤防本体１０の一部の面または前面を覆工する硬質層とを具備する。
本発明では、堤防本体１０の少なくとも裏法尻部１４に可撓性を有する洗掘防止体３０を敷設して、裏法尻部１４の土砂の吸出しを抑止するようにした。

＜２＞堤防本体
堤防本体１０は前法面１１、天端面１２、裏法面１３を有する断面略台形を呈する既設または新設の土構造物である。
また堤防本体１０は良質土に限定されず、震災等発生した大量のコンクリートガレキ等を充填して構築したものや公知の各種堤体を含む。

＜３＞硬質層
硬質層は堤防本体１０の表面を保護する保護部材であり、ブレキャスト製のブロックの他に、現場打設によるコンクリート覆工、またはこれらを併用した形態を含む。
本例では堤防本体１０の前法面１１、天端面１２、裏法面１３の三面をコンクリート製の硬質層２０〜２２で被覆した形態を示すが、硬質層の覆工形態は図示した形態に限定されず、例えば裏法面１３を露出した形態であってもよい。

＜４＞洗掘防止体
洗掘防止体３０は構造体自身の強度によって洗掘を防止する構造体であり、本例では洗掘防止体３０が透水性を有するシート状のジオテキスタイルである場合について説明するが、不透水性または難透水性のシート状物であってもよい。

＜４．１＞ジオテキスタイル
ジオテキスタイルはコンクリート製品と比べて、安価、軽量で取り扱いが容易な土木シートを使用することができる。
洗掘防止体３０としてジオテキスタイルを用いるのは、ジオテキスタイルで以て流水エネルギーの伝達を阻止し、敷設したジオテキスタイルの内方の土粒子の移動を拘束するためである。

＜４．２＞洗掘防止体の敷設範囲
図１では、堤防本体１０の三面（前法面１１、天端面１２、裏法面１３）の他に、表法尻部１５と裏法尻部１４の範囲に亘り、連続性を持たせて洗掘防止体３０を敷設した形態について示すが、洗掘防止体３０は少なくとも裏法尻部１４の範囲に亘って敷設してあればよい。
より望ましくは、裏法尻部１４の範囲を超えた広い範囲まで敷設しておくとよい。
「裏法尻部１４」とは、堤防本体１０の裏面裾部を起点として、この裏面裾部から陸側へ向けて予測される津波Ｗの越波により洗掘のおそれがある所定の範囲（５ｍ〜１０ｍ程度）までの背面地盤を指す。

洗掘防止体３０の敷設範囲を裏法尻部１４にしたのは、裏法尻部１４が津波Ｗの越波により洗掘され易い場所であるからである。
図示したように、堤防本体１０の裏法面１３と裏法尻部１４に跨って洗掘防止体３０を敷設しておけば、裏法尻部１４だけでなく裏法面１３においても土砂の吸出しを抑止できる。

＜４．３＞洗掘防止体の形成方法
堤防本体１０の裏法尻部１４の範囲に亘ってシート状の洗掘防止体３０を敷設し、その上面を覆土して転圧するだけの簡易な施工で洗掘防止体３０を設置できる。
堤防本体１０の裏法面１３と裏法尻部１４に跨ってシート状の洗掘防止体３０を敷設する場合は、裏法面１３の露出面と裏法尻部１４に跨ってシート状の洗掘防止体３０を敷設した後に、裏法面１３を硬質層２２で覆工する。
堤防本体１０の三面（前法面１１、天端面１２、裏法面１３）の他に、表法尻部１５と裏法尻部１４の範囲に亘って設置する場合は、堤防本体１０の露出面に洗掘防止体３０を連続して敷設した後に硬質層２０〜２２を覆工する。

＜５＞洗掘防止作用
図１において、海岸堤防を越流した裏法面１３側に流れ込み、裏法尻部１４を洗掘しようとする。
裏法尻部１４に敷設したシート状の洗掘防止体３０は、津波Ｗの流水エネルギーが地盤へ伝わるのを阻止する。
すなわち、洗掘防止体３０は、洗掘防止体３０の下方の地盤の土粒子の移動を拘束する。
一般に洗掘は土粒子の移動を伴う現象であるから、洗掘防止体３０が津波Ｗの流水エネルギーによる土粒子の移動を拘束することで、裏法尻部１４には洗掘を生じない。
本発明では裏法尻部１４の洗掘を効果的に抑止できことから、堤防本体１０へ洗掘が及ぶことはない。

このように、津波Ｗが裏法尻部１４に衝突した際には、裏法尻部１４は衝撃荷重を受けて多少窪み変形を生じるだけである。
裏法尻部１４の洗掘が抑止されている間は、裏法面１３、天端面、および表法面１１の浸食も抑止できるから、堤防機能を長時間維持することができる。
換言すれば、裏法尻部１４に洗掘防止体３０を敷設するだけで、堤防崩壊の起点となる裏法尻部１４の洗掘を効果的に抑止できるから、堤防本体１０の全体に粘り強さを付与できる。

万一、津波Ｗの衝撃エネルギーが繰り返し作用して洗掘防止体３０の破断強度を超えると、洗掘防止体３０が破損する。
洗掘防止体３０が破損して裏法尻部１４の洗掘が開始するまでの時間は堤防機能を喪失しないので、従来の海岸堤防と比べて避難時間を大幅に延長することができる。

［変形例］
図２，３に裏法尻部１４における洗掘防止体３０の他の敷設形態について説明する。

＜１＞他の敷設形態１
図２は裏法尻部１４の範囲を超えて海側内部１６（堤防本体１０の内部）へ向けて、シート状の洗掘防止体３０を敷設した形態を示す。
すなわち、水平に敷設した洗掘防止体３０の一部を裏法尻部１４と堤防本体１０の海側内部１６の区間に亘って敷設した形態である。

洗掘防止体３０の敷設範囲を堤防本体１０の海側内部１６へ向けて延長して敷設すると、堤防本体１０を構成する土砂の浸食防止効果がより高くなって、堤防機能の持続時間がさらに長くなる。

＜２＞他の敷設形態２
図３は複数の洗掘防止体３０ａ，３０ｂを、上下に間隔を隔てて複数敷設した形態を示す。
上位の洗掘防止体３０ａは堤防本体１０の裏法面１３から裏法尻部１４にかけて連続性を有して敷設されている。
下位の洗掘防止体３０ｂは上位の洗掘防止体３０ａから所定の間隔を隔てて埋設してある。
本例では下位の洗掘防止体３０ｂを堤防本体１０の海側内部１６へ向けて延長して敷設した形態を示すが、裏法尻部１４の範囲だけでもよい。
また下位の洗掘防止体３０ｂの積層数は図示した形態に限定されず２層以上であってもよい。
本例のように複数の洗掘防止体３０ａ，３０ｂを敷設すると、裏法尻部１４の洗掘防止効果がさらに向上する。

［他の実施形態１］
図４〜６に洗掘防止体４０が上下を開口した可撓性を有するハニカム立体拘束体４１と、ハニカム立体拘束体４１内に充填する中詰材４２とにより構成する形態を示す。

＜１＞ハニカム立体拘束体
ハニカム立体拘束体４１は、中詰材４２を締め固めて拘束するための拘束具である。
例示したハニカム立体拘束体４１は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の帯板を部分的に溶着して平面形状をハニカム状に形成したものであるが、その平面形状はハニカム形状以外でもよく、その平面形状は特に制約がない。
またハニカム立体拘束体４１を構成する帯板は無孔構造または有孔構造の何れでもよい。

＜２＞中詰材
中詰材４２には例えば土砂、細骨材、粗骨材、またはこれらを組み合せたものを使用できる。

＜３＞洗掘防止体の形成方法
防折り畳んだ状態でハニカム立体拘束体４１を裏法尻部１４へ運搬し、所定の深さに開削した裏法尻部１４へ現場で立体的に展開しながらハニカム立体拘束体４１を敷設する。
つぎにバックホー等の建設機械を使用して、ハニカム立体構造体４１の内部に中詰材４２を充填し、中詰材４２を転圧した後に、その上面を覆土するだけの簡易な施工で洗掘防止体４０を設置できる。
なお、図面の符号１７は裏法尻部１４の最遠位置に打設したシートパイル等の締切材であるが、必須ではない。

＜４＞洗掘防止作用
図４，５において、裏法尻部１４に埋設したハニカム構造の洗掘防止体４０は、ハニカム拘束体４１により拘束された環境下で中詰材４２が密実に締め固められている。
すなわち、裏法尻部１４の地盤が所定の層厚で地盤改良したように補強されている。
したがって、津波Ｗが海岸堤防を越波して裏法尻部１４へ流れ込んだ際に、表層土砂は洗掘されるが、ハニカム構造の洗掘防止体４０の強度により裏法尻部１４の洗掘が抑制される。
本例にあって裏法尻部１４の洗掘を効果的に抑止できことから、堤防本体１０へ洗掘が及ぶことがない。

＜５＞他の敷設形態
図６は裏法尻部１４の範囲を超えて海側（堤防本体１０内）へ向けて、ハニカム構造の洗掘防止体４０を敷設した形態を示す。
すなわち、水平に敷設したハニカム構造の洗掘防止体４０の一部を裏法尻部１４と堤防本体１０の海側内部１６の区間に亘って敷設してもよい。
洗掘防止体４０の敷設範囲を堤防本体１０の海側内部１６へ向けて延長して敷設することで、堤防本体１０を構成する土砂の浸食防止効果がより高くなって、堤防機能の持続時間がさらに長くなる。

［他の実施形態２］
図示を省略するが、可撓性を有するシート状の洗掘防止体３０と、可撓性を有するハニカム状の洗掘防止体４０を併用することも可能である。
すなわち、図５，６に示したハニカム状の洗掘防止体４０の上面にシート状の洗掘防止体３０を敷設すれば、裏法尻部１４の洗掘抑止効果が格段に向上する。

［他の実施形態３］
以上は堤防本体１０の裏法尻部１４に可撓性を有するシート状の洗掘防止体３０、またはハニカム構造の洗掘防止体４０の何れか一つ、または両方を敷設する形態について説明したが、図１に示す堤防本体１０の表法尻部１５に対しても同様に、可撓性を有するシート状の洗掘防止体３０、またはハニカム構造の洗掘防止体４０の何れか一つ、または両方を敷設するようにしてもよい。

１０・・・・堤防本体
１１・・・・堤防本体の表法面
１２・・・・堤防本体の天端面
１３・・・・堤防本体の裏法面
１４・・・・堤防本体の裏法尻部
１５・・・・堤防本体の表法尻部
１６・・・・堤防本体の海側内部
１７・・・・締切材
２１・・・・表法面を覆う硬質層
２２・・・・天端面を覆う硬質層
２３・・・・裏法面を覆う硬質層
３０・・・・シート状の洗掘防止体
４０・・・・ハニカム構造の洗掘防止体

Claims

土構造の堤防本体と、該堤防本体を被覆する硬質層とを具備する海岸堤防であって、
前記堤防本体の少なくとも裏法尻部に可撓性を有するシート状またはハニカム構造の洗掘防止体の何れか一つ、または両方を敷設し、
前記洗掘防止体により裏法尻部の土砂の吸出しを抑止したことを特徴とする、
海岸堤防。
前記洗掘防止体を、堤防本体の裏法尻部と堤防本体の海側内部の区間に亘って連続して敷設したことを特徴とする、請求項１に記載の海岸堤防。
前記堤防本体の表法尻部に、可撓性を有するシート状またはハニカム構造の洗掘防止体の何れか一つ、または両方を追加して敷設したことを特徴とする、請求項１または２に記載の海岸堤防。
前記シート状の洗掘防止体が、ジオテキスタイルであることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の海岸堤防。
前記ハニカム構造の洗掘防止体が、可撓性を有するハニカム立体拘束体と、該ハニカム立体拘束体内に充填する中詰材とにより構成し、展開したハニカム立体拘束体に充填した中詰材を転圧して締め固めたことを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の海岸堤防。