JP2017110385A - 防波堤強靭化構築法 - Google Patents

Abstract

【課題】
巨大津波の発生で既設の防波堤の多くは先の東日本大震災時に防波堤を乗り越えて海底に設けた基礎捨石を侵食しコンクリート防波堤を倒壊し防波堤の機能が完全に壊滅して津波が陸上へ遡上し多くの命と財産が奪われた。この実情から、既設防潮堤の強靭化を図り防波堤による陸地への津波遡上を防御し被害を最小限に食い止めることが求められている。
【解決手段】
この問題の解決手段として、既設防波堤背後に交差鋼管杭を海底地盤に前傾斜杭（＋）と後傾斜杭（−）を打ち込み交差鋼管杭と中詰石、天端コンクリート構造により津波の波圧及び津波背後落下エネルギーによる海底地盤の洗掘による崩壊を防御可能とする構造とした。
【選択図】図８

Description

本発明は、海域に構築される漁港防波堤又は港湾施設外港防波堤の津波波力による破壊を防御する異種構築材料を組み合わせた防波堤構築技術に関するものである。

従来、防潮堤構造は図1〜図5に示す海底地盤に捨石を基礎マウンドとし、その上にコンクリートブロックを積み上げ海面上に現場施工のコンクリート堤防を構築し海上発生の波浪・重複波・砕波の港内侵入の防御に対し安定した構造である。しかし、先の東日本大震災の巨大津波の波力エネルギーは巨大で既設防潮堤の多くが破壊した。

特開２０１５−１０１９１３ 特願２０１５−９８００７

解決しようとする問題点は、従来の図1〜図5に示す構造であれば通常の波浪波圧力には耐えられるが、津波は防波堤を越流し、堤体背後を急速に越流して海底地盤を洗掘し捨石基礎マウンドを破壊し陸上に遡上した津波は多くの命と財産を奪った。この実証から、既設防波堤の強靭化を目的とした。

本発明は、上記した問題に鑑みなされたものであって、M8.7程度の3連動地震による5m〜10m程度の津波が予想される発生頻度の高い地域における既設防波堤に対する異種構築材料と施工法による強靭化技術の提供である。

本発明に係る防波堤強靭化施工構築工法は、津波発生時の防波堤背面津波越流エネルギーによる堤体背面基礎捨石マウンドの飛散破壊に連動した堤体の破壊を防御する強靭化対策工事により被害を抑止することが出来る。

図１は従来のコンクリートブロック積式防波堤 図２は従来のコンクリート現場施工単塊式防波堤 図３は従来のケーソン式防波堤 図４は従来の二重矢板式防波堤 図５は従来の傾斜型消波ブロック防波堤 図６は図1の防潮堤の背後マウンド捨石が破壊される主な要因となる津波越流状況 図７は図6の防波堤が津波により破壊された状況 図８は図1の防波堤背後に交差鋼管杭と中詰石で補強した断面図 図９は図8の平面図

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を制限するものではない。
図1から図3は既設の漁港又は港湾の防波堤の構造断面図である。
図1から図5に示す従来型既設防波堤の構造では波浪による重複波圧及び砕波圧に対し堤体安定構造として建設され機能の安定が図られている。

先の東日本大震災ではマグニチュード8.7の津波による既設防波堤の多くが破壊され、津波が陸地へと遡上し被害が拡大した事が実証された。

図8と図9に於いて、既設防波堤の強靭化対策工法としてマグニチュード7〜8程度で発生する津波の越流破壊力を防御し崩壊しないハイブリッド強靭化防波堤構造とした。

次に防波堤強靭化構造手段を説明する。まず図８に示す(１)鋼管杭φ80cm〜1m・L=20m以上を海底地盤を支点とし前傾斜20度で地中に打ち込む。次に(2)を(1)と同じ鋼管杭を後傾斜20度で地中に打ち込む。図8で示した杭(1)に＋、杭(2)に−の符号を付ける。

図8に示す平面図の＋杭1と−杭2を交互に延長方向に計画施工本数を打ち込み、杭1と杭2の海底地盤上に出来たY形状中空容積内に中詰石50kg/ヶ〜100kg/ヶを詰め、「−」傾斜打込杭の管径内側に1ｔ/個大の中石詰のこぼれ出し防止に杭に沿って並べる。以上の工程で鋼管杭クロス補強堤体を構築する。

図8に示したA防波堤上部現場施工コンクリート及びBコンクリート塊ブロックをC海底地盤上に設けた捨石マウンドの上にBコンクリートブロックを積み上げ、その上部干潮位以上を上部構造物コンクリートで防波堤を構築し、捨石マウンド外港側・内港側マウンド法肩部法面勾配部分をD大石重量1ｔ〜2ｔ/ヶで被覆し、マウンド捨石の飛散を防止している構造が従来の防波堤である。又、重複波圧力及び砕波圧を堤体重力と基礎マウンド捨石表面との摩擦抵抗力の働きで安定を図るが、津波波力には耐えられない。

津波波圧に耐えるために、海底地盤上に構築した鋼管杭1と2のY形詰石構築体とその鋼杭1とBブロック積み背後空間に3の捨石を中詰めしY形中空部に4中詰石と5被覆石で3・4・5空間を詰め捨石上部に6のコンクリートによる一体化を図る。

従来の防波堤の背後に捨石及びコンクリートの重力が働き、波圧抵抗を増し更に1の前傾鋼管杭＋20度に波圧が作用した場合、海底に打ち込んだ地中部杭の長さに対する引抜き抵抗力と杭2の−20度傾斜による押込み抵抗力が働き津波波圧に対し安定を計る構造とした。

。図8の防波堤及び背後捨石及び鋼管杭1と2のY形天端に6のコンクリートを覆い、津波の遡上による飛散を防止し、更に越波によるエネルギーが捨石基礎マウンドに影響しない構造とした。

防波堤を越流した津波が天端を落下し基礎捨石を破壊し防波堤の崩壊へと進行する事なく本工法では鋼管杭による締切り効果により堤体の安定が図れる。

以上既設防潮堤の強靭化と異種構築材料を組み合わせたハイブリッド構造による既設防波堤強靭化構築工法を提示した。

Ｔ 津波
Ａ 防波場現場施工上部コンクリート工
Ｂ コンクリートブロック製造品据付築堤
Ｃ 海底地盤上に基礎捨石マウンド
Ｃ 捨石マウンド法面被覆大石張
Ｈ.Ｗ.Ｌ 高潮位海面
Ｌ.Ｗ.Ｌ 低潮位海面
１ 鋼管杭φ80m〜1.5m L=20m〜30m前傾斜（＋）杭
２ 〃 後傾斜（−）杭
３ Ｂコンクリートブロック背面と＋杭空間埋戻し捨石10kg/ヶ〜100kg/ヶ
４ 鋼管杭（＋）と（−）のY形中空部の中詰石
５ （−）鋼管杭内側に大割石1ｔ/ヶ程度でY形中詰石のこぼれ出し防止を目的とした鋼管杭内側に設けた被覆石
６ Bコンクリートブロック背面及び鋼管杭（＋）と（−）とY形中詰石天端被覆現場施工コンクリート工
７ 海底地盤

Claims (4)

1. 既設防潮堤の強靭化工法として、防波堤背後に鋼管杭を海底地盤に前傾斜10度〜20度の（＋）杭と、後傾斜10度〜20度勾配の（−）杭を施工延長方向に交互に打ち込み、海底地盤上の(＋)杭と（−）杭の逆三角形内部に石材を中詰した交差多鋼管杭構築法
2. 既設コンクリートブロック積み防波堤の背面に設けた交差多鋼管杭中詰構造物とブロック積み背後中間中空部に石材を中詰めし背後構造体を一体化する方法
3. 請求項２の構造体を更に一体化する為に中詰石天端に厚さ50cm〜1.0m程度現場打ちコンクリートを施工し、背後交差多鋼管頭部を固定する方法
4. 防波堤に作用する津波波力を防波堤背後に設けた交差多鋼管杭の前傾斜（＋）杭による引抜き抵抗力、後傾斜（−）杭による押込み抵抗力を強化する構築方法

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