JP2017141588A

JP2017141588A - 護岸構造物の吸出し防止構造及び吸出し防止工法

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Publication number: JP2017141588A
Application number: JP2016023293A
Authority: JP
Inventors: 安藤　有司; Yuji Ando; 有司安藤; 熊谷　隆宏; Takahiro Kumagai; 隆宏熊谷; 哲平秋本; Teppei Akimoto
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2036-02-10
Also published as: JP6638937B2

Abstract

【課題】大水深部分での潜水作業を必要とせずに構築でき、頑丈で修繕も容易な護岸構造物の吸出し防止構造及び吸出し防止工法の提供。【解決手段】捨石マウンド３上に設置された前方構造体４の背面側に裏込め石部５を備え、裏込め石部５と埋め立て部６との間に土砂流出防止層７を備え、土砂流出防止層７は、水底部１から水面下の所望の高さＨにまで至る固化処理土からなる固化処理層部１０と、裏込め石部５の所望の高さＨより上の部分を覆う防砂シート１１とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、主に水深２０ｍ以上の大水深域に設置される護岸構造物にあって、前方構造体背面側の裏込め土の吸出しを防止するための護岸構造物の吸出し防止構造及び吸出し防止工法に関する。

港湾施設等を構成する護岸構造物では、潮流、波浪、潮汐変動、残留水頭等によってケーソン等からなる前方構造体背面側の埋立て土が裏込め石部、捨石マウンド又は前方構造体を構成するケーソン間の間隙等から当該前方構造体の前面側（海側）に流出する、いわゆる吸い出しが懸念されている。

そこで、従来の吸出しを防止する構造としては、前方構造体背面側の裏込め石部と埋立て土との間に防砂シートを敷設し、埋立て土の流出を防止するようにしたものが一般に広く用いられている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−１７０１３７号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、防砂シートの敷設作業を潜水士が行うため、水深が２０ｍを超えるような大水深域では、潜水時間が制限され、危険が伴うとともに作業が困難であるという問題があった。

また、従来の吸出し防止構造では、石材からなる裏込め石部を破損し易い防砂シートで覆うため、防砂シートの破損によって吸出し防止効果が損なわれるおそれがあり、その場合、上記防砂シートの敷設作業と同様に防砂シートの修繕が困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、大水深部分での潜水作業を必要とせずに構築でき、頑丈で修繕も容易な護岸構造物の吸出し防止構造及び吸出し防止工法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項１に記載の発明の特徴は、前方構造体の背面側に裏込め石部を備え、該裏込め石部と埋め立て部との間に土砂流出防止層を備える護岸構造物の吸い出し防止構造において、前記土砂流出防止層は、水底部から所望の高さにまで至る固化処理土からなる固化処理層部と、前記裏込め石部の前記所望の高さより上の部分を覆う防砂シートとを備えている護岸構造物の吸出し防止構造にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記固化処理土は、フライアッシュを主材料とすることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記防砂シートの下端位置が該当水域の低水位に合わせて設定されていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、前方構造体の背面側に構築された裏込め石部を土砂流出防止層で覆った後、前記前方構造体の背面側を埋め立てる護岸構造物の吸い出し防止工法において、前記裏込め石部の背面側に水底部から順次所望の高さまで固化処理土を打設して固化処理層部を形成するとともに、前記裏込め石部背面の前記所望の高さより上の部分に防砂シートを敷設することで前記土砂流出防止層を形成することにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記固化処理土に塩化カルシウムを添加することにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、請求項４又は５の構成に加え、仮置き場において一定期間養生させて硬化させた固化処理土を裏込め石間の空隙の間詰めとして打設した後、該間詰め上に所望の厚さで固化処理土を打設して前記固化処理層部を形成することにある。

本発明に係る護岸構造物の吸出し防止構造は、上述したように、前方構造体の背面側に裏込め石部を備え、該裏込め石部と埋め立て部との間に土砂流出防止層を備える護岸構造物の吸い出し防止構造において、前記土砂流出防止層は、水底部から所望の高さにまで至る固化処理土からなる固化処理層部と、前記裏込め石部の前記所望の高さより上の部分を覆う防砂シートとを備えていることにより、大水深域での潜水作業が必要なく、安全に頑丈な土砂流出防止層を構築することができる。また、防砂シートが破損した場合には、陸上作業により容易に修繕ができる。

また、本発明において、前記固化処理土がフライアッシュを主材料とすることにより、火力発電等で生じたフライアッシュを利用することができるとともに、固化処理土の耐久性や施工性、流動性を向上させることができる。

更に、本発明において、前記防砂シートの下端位置が該当水域の低水位に合わせて設定されていることにより、防砂シートの敷設作業を気中で行うことができ、容易に敷設作業又は修繕作業を行うことができる。

更にまた、本発明において、前方構造体の背面側に構築された裏込め石部を土砂流出防止層で覆った後、前記前方構造体の背面側を埋め立てる護岸構造物の吸い出し防止工法において、前記裏込め石部の背面側に水底部から順次所望の高さまで固化処理土を打設して固化処理層部を形成するとともに、前記裏込め石部背面の前記所望の高さより上の部分に防砂シートを敷設することで前記土砂流出防止層を形成することにより、大水深域での潜水作業を必要とせず、安全且つ効率的に作業を行うことができる。

また、本発明では、裏込め石部全体を透水性に乏しい固化処理土で覆わず、裏込め石部の上部を防砂シートで覆う構造としたことにより、前方構造体前面側から捨石マウンド及び裏込め石部を透過して伝播する揚圧力を防砂シート部分から解放することができ、固化処理層部に作用する揚圧力が軽減され、埋め立て前の段階においても、安全性を確保したうえで固化処理層部の厚みを抑えることができる。

また、本発明において、前記固化処理土に塩化カルシウムを添加することにより、適度な硬化促進効果を発揮し、固化処理土を効率よくポンプ圧送できるとともに、打設後はその硬化促進効果によって安定した固化処理層部を形成することができる。

更に、本発明において、仮置き場において一定期間養生させて硬化させた固化処理土を裏込め石間の空隙の間詰めとして打設した後、該間詰め上に所望の厚さで固化処理土を打設して前記固化処理層部を形成することにより、大きな裏込め石間の隙間を埋め、確実に固化処理土の流出を防止し、裏込め石部上に高品質の安定した固化処理層部を形成することができる。

本発明にかかる護岸構造物の吸出し防止構造の実施態様を示す断面図である。固化処理土強度の混和剤の違いによる増加傾向を示すグラフである。固化処理土のフロー値を決定するための実験に使用した装置の概略を示す断面図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明にかかる護岸構造物の吸出し防止工法の各工程の概略を示す断面図である。同上の図４（ａ）の工程に代わる他の実施例を示す断面図である。

次に、本発明に係る護岸構造物の吸出し防止構造の実施態様を図１〜図３に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は水底部、符号２は水深２０ｍ以上の大水深域に構築された護岸構造物である。

この護岸構造物２は、水底部１に設置された捨石マウンド３と、捨石マウンド３上に設置されたケーソンからなる堤状の前方構造体４と、前方構造体４の背面側に裏込め石５ａ，５ａ...を積み上げてなる裏込め石部５と、裏込め石部５上を裏込め土で埋め立てた埋め立て部６とを備え、裏込め石部５と埋め立て部６との間に土砂流出防止層７が形成されている。

前方構造体４は、捨石マウンド３上に並べて設置された複数のケーソンにより構成され、前方構造体４及び捨石マウンド３の背面側に裏込め石５ａ，５ａ...からなる裏込め石部５が形成されている。

裏込め石部５は、裏込め石５ａ，５ａ...を捨石マウンド３及び前方構造体４の背面側に積み上げることにより形成され、背面側に向けて傾斜した斜面５ｂを有し、その斜面５ｂ及び上面５ｃが土砂流出防止層７で覆われている。

土砂流出防止層７は、裏込め石部５の水底部１から水面下の所望の高さＨまで至る固化処理土３１からなる固化処理層部１０と、裏込め石部５の所望の高さＨより上の部分を覆う防砂シート１１とを備え、裏込め石部５を水深方向の上下で構成の異なる二段構造で覆っている。

固化処理層部１０は、裏込め石部５の斜面５ｂに沿って固化処理土３１を打設することにより形成され、裏込め石部５斜面５ｂの水底部１から水面下の所望の高さＨまでが所望の厚さ（１ｍ程度）で覆われている。

固化処理土３１は、砂又はフライアッシュを主材料とし、そこに硬化促進効果を有する混和剤と、水中投入時の材料分離を防止するための材料不分離剤とが添加され、これらを混合することにより生成されている。

混和剤には、例えば、塩化カルシウム等の急速でなく適度な硬化促進効果を有するものを使用し、打設時には適度な流動性を有し、打設後は安定して裏込め石部５の背面に定着するようにしている。

図２は、例えば、母材としてフライアッシュを用いた固化処理土における混和剤による硬化促進効果を比較したグラフであって、縦軸が強度、横軸が混和剤添加後の経過時間である。尚、混和剤には、それぞれ硫酸アルミニウム、塩化カルシウムを配合した。

硫酸アルミニウムを添加したものでは、添加直後から硬化を開始し、１０分後にはポンプ圧送が困難となるが、本発明の塩化カルシウムを添加したものは、添加から１５〜３０分後に硬化を開始し、打設時の段取り変更等に伴い、混錬から打設までの時間が長引いた場合にあっても、ポンプ圧送可能な流動性を確保でき、且つ、打設後は早期に裏込め石部５と一体化して固化処理土３１の流出を抑えられるようになっている。

尚、この固化処理土３１は、製造時においてフロー値を９０〜１３０ｍｍ程度とし、ポンプ圧送可能な流動性（フロー値：９０〜１００ｍｍ以上）を有し、且つ、上限値が腹付けの形成可能な値となっている。

腹付け形成可能な値とは、固化処理土３１を打設した際に、裏込め石部５の斜面５ｂに留まる程度の強度を備えるものをいい、上限値は、図３に示す実験装置２０を使用した実験に基づいて決定した。

実験装置２０は、下面が閉鎖された透明な筒体２１内に互い違い配置された複数の傾斜板２２，２２...を備え、各傾斜板２２，２２...間の隙間に裏込め石５ａ，５ａ...を模した雑石２３を配置し、この筒体２１の上面５ｃよりフロー値１０５．５ｍｍ〜１４０ｍｍに調整した各固化処理土３１を投入し、その状態を観察した。

その結果は、フロー値が１０５．５ｍｍ、１２０ｍｍ、１３０ｍｍのものは、傾斜板２２，２２...に留まったが、フロー値が１４０ｍｍのものは傾斜板２２，２２...に留まらず、筒体２１の下部まで落下した。そこで、腹付けの形成可能な上限値をフロー値１３０ｍｍに決定した。

防砂シート１１は、ポリエステル繊維等の合成樹脂繊維材からなる不織布等により形成され、透水性を有するが砂等を通さないようになっている。

防砂シート１１は、その下端位置が当該水域の低水位Ｌ．Ｗ．Ｌ．（ＬｏｗＷａｔｅｒＬｅｖｅｌ）、即ち、該当水域の所定期間内の水位変化における低い方の水位、より具体的には朔望平均干潮面に合わせて設定され、防砂シート１１の下端が水面上又は水面下の浅い位置にあるようにしている。

次に、当該護岸構造物の吸出し防止工法について図４及び図５に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。

図４（ａ）は、護岸構造物２の施工途中段階であって、捨石マウンド３上にケーソンを並べて設置してなる前方構造体４が形成され、前方構造体４の背面側に裏込め石５ａ，５ａ...を積み立てて裏込め石部５が形成された状態にある。

この状態において、水上のミキサー船３０等において、泥土、砂又はフライアッシュからなる母材、塩化カルシウム等の混和剤及び材料不分離剤を所定の比率でミキサー３０ａに投入するとともに水を加えて混錬し、ポンプ圧送可能且つ、腹付け形成可能な状態（フロー値：９０ｍｍ〜１３０ｍｍ）に調整された固化処理土３１を生成する。

そして、ミキサー船３０で混錬された直後の固化処理土３１をポンプ圧送し、斜面５ｂに沿って所望の厚さ（１ｍ厚程度）で固化処理土３１を打設し、裏込め石部５の水底部１から所望の高さＨにまで至る固化処理層部１０を形成する。尚、図中符号３５はポンプ、符号３６は圧送管である。

次に、図４（ｂ）に示すように、防砂シート１１を敷設し、裏込め石部５上側の固化処理土３１で覆われていない部分を覆い、土砂流出防止層７を形成する。

防砂シート１１の敷設作業は、その下端位置を当該水域の低水位Ｌ．ｗ．Ｌ．に設定したことにより、水位が低い状態で作業を行えば、陸上で作業することができ、容易に行うことができる。

尚、裏込め土を埋め立てる前の段階では、図中点線で示すように、土砂流出防止層７に捨石マウンド３及び裏込め石部５を透過して伝播する波の揚圧力Ｆが減衰することなく作用する。

その際、裏込め石部５の所望の高さＨより上側の部分は、透水性に乏しい固化処理土３１で覆われていないので、その部分から捨石マウンド３及び裏込め石部５を透過して伝播する揚圧力を解放でき、固化処理層部１０が１ｍ程度の厚さでも安全を確保しつつ波の揚圧力に対抗できるようになっている。

次に、図４（ｃ）に示すように、土砂流出防止層７を介して裏込め石部５の背面側に裏込め土を埋め立てて埋め立て部６を形成し、吸出し防止構造を有する護岸構造物２が構築される。

尚、本発明に係る護岸構造物の吸出し防止工法では、品質の向上を目的として、上記図４（ｂ）、（ｃ）に示す工程に先立ち、斜面５ｂにおける裏込め石５ａ，５ａ...間を間詰めし、その上で固化処理土３１を打設するようにしてもよい。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

この間詰作業は、図５（ａ）に示すように、生成された一定量の固化処理土３１を仮置き場３２に移送し、そこで一定期間養生させて所定の強度を発現させる。尚、仮置き場３２は、水上の土運船や前方構造体４上等に設定することができる。

そして、グラブ船のグラブバケット３４等によって仮置き場３２より所定の強度に硬化させた固化処理土３３を裏込め石部５の斜面５ｂに沿って投入し、斜面５ｂにおける裏込め石５ａ，５ａ...間を間詰めする。

そして、図５（ｂ）に示すように、ミキサー船３０で混錬された直後の固化処理土３１をポンプ圧送し、斜面５ｂに沿って所望の厚さ（１ｍ厚程度）で固化処理土３１を打設し、裏込め石部５の水底部１から所望の高さＨにまで至る固化処理層部１０を形成する。

その際、予め仮置き場３２で硬化させた固化処理土３３を裏込め石部５に打設し、裏込め石５ａ，５ａ間を間詰めしたことにより、固化処理土３１の流出が確実に抑えられ、裏込め石部５上に安定した固化処理層部１０を形成することができる。

尚、固化処理層部１０が形成された後は、図４（ｂ）、図４（ｃ）と同様であるので説明を省略する。

このように構成された護岸構造物の吸出し防止構造は、水深２０ｍを超える大水深域に構築される場合においても、土砂流出防止層７を固化処理層部１０と防砂シート１１とをもって裏込め石部５を水深方向の上下で構成の異なる二段構造としたことにより、大水深での潜水作業を必要とせず、安全且つ効率的に作業を行うことができる。

また、本発明では、水深の深い部分が強固な固化処理土３１からなる固化処理層部１０で覆われているので修繕の必要がなく、修繕を要する場合のある防砂シート１１部分が水深の浅い位置にあるので、修繕も容易に行うことができる。

尚、上述の実施例では、防砂シート１１の下端位置を当該水域の低水位Ｌ．Ｗ．Ｌ．に設定した例について説明したが、防砂シート１１の下端位置についてはこれに限定されず、潜水士が無減圧で浮上できる水深が１０ｍ以浅である点や防砂シート１１の敷設作業の作業性等を考慮し、水深５〜１０ｍであればよい。

また、上述の実施例では、ポンプ船３０から圧送管３６を用いて固化処理土３１を裏込め石部５に打設する例を示したが、固化処理土の打設手段は上記実施例に限定されず、例えば、護岸上に装置を設置してもよく、また、トレミー管を用いて固化処理土を打設してもよい。

１水底部
２護岸構造物
３捨石マウンド
４前方構造体
５裏込め石部
６埋め立て部
７土砂流出防止層
１０固化処理層部
１１防砂シート
２０実験装置
２１筒体
２２傾斜板
２３雑石
３０ミキサー船
３１固化処理土
３２仮置き場
３３硬化させた固化処理土
３４グラブバケット
３５ポンプ
３６圧送管

Claims

前方構造体の背面側に裏込め石部を備え、該裏込め石部と埋め立て部との間に土砂流出防止層を備える護岸構造物の吸い出し防止構造において、
前記土砂流出防止層は、水底部から所望の高さにまで至る固化処理土からなる固化処理層部と、前記裏込め石部の前記所望の高さより上の部分を覆う防砂シートとを備えていることを特徴とする護岸構造物の吸出し防止構造。
前記固化処理土は、フライアッシュを主材料とする請求項１に記載の護岸構造物の吸出し防止構造。
前記防砂シートの下端位置が該当水域の低水位に合わせて設定されている請求項１又は２に記載の護岸構造物の吸出し防止構造。
前方構造体の背面側に構築された裏込め石部を土砂流出防止層で覆った後、前記前方構造体の背面側を埋め立てる護岸構造物の吸い出し防止工法において、
前記裏込め石部の背面側に水底部から順次所望の高さまで固化処理土を打設して固化処理層部を形成するとともに、前記裏込め石部背面の前記所望の高さより上の部分に防砂シートを敷設することで前記土砂流出防止層を形成することを特徴とする護岸構造物の吸出し防止工法。
前記固化処理土に塩化カルシウムを添加する請求項４に記載の護岸構造物の吸出し防止工法。
仮置き場において一定期間養生させて硬化させた固化処理土を裏込め石間の空隙の間詰めとして打設した後、該間詰め上に所望の厚さで固化処理土を打設して前記固化処理層部を形成する請求項４又は５に記載の護岸構造物の吸出し防止工法。