JP2022165458A - 既存岸壁の改良構造及び改良方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで改良が必要となる要因としては、耐震性向上(技術基準見直しと、用途変更(例えば耐震強化岸壁への指定)、エプロン上の上載荷重の増加(クレーンの大型化なども含む)、船舶の大型化に伴う岸壁水深の増深、既存構造の経年による劣化対応、供用期間の延長等である。
図7に示す桟橋式岸壁21は、水底地盤2に打設された支持杭3によって上部工5が支持され、上部工5の陸側にL型ブロック25からなる土留めが配置されている。また、上部工5の下方領域の水底には捨石27が施工されている。
また、特許文献1では、補強部材を取り付けるためには鋼管杭水中部でのケレンや溶接作業など水中での人力に頼る作業が多いという課題もある。
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に、水底面よりも突出するように岸壁法線方向に新規設置した矢板壁と、
該矢板壁の陸側に施工された水底面の嵩上げを行う嵩上げ材と、
前記矢板壁の水域側の水底面に打設された杭と、
該杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように設置された杭頭連結構造とを備えたことを特徴とするものである。
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に新規設置した矢板壁と、
該矢板壁の水域側の水底面に打設された杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する改良前の水底面よりも下方になるように設置された杭頭連結構造とを備えたことを特徴とするものである。
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に、水底面よりも突出するように岸壁法線方向に矢板壁を設置する矢板壁設置工程と、
該矢板壁の陸側に水底面の嵩上げを行う嵩上げ材を施工する嵩上げ材施工工程と、
前記矢板壁の水域側の水底面に杭を打設する杭打設工程と、
該杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように杭頭連結構造を設置する杭頭連結構造設置工程とを備えたことを特徴とするものである。
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に矢板壁を設置する矢板壁設置工程と、
該矢板壁の水域側の水底面に打設された杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する改良前の水底面よりも下方になるように杭頭連結構造を設置する杭頭連結構造設置工程とを備えたことを特徴とするものである。
耐震性不足の懸念があるが背後地盤で工事が出来ないような場合、すなわち設計対象地震の見直しなどで土留め(背後地盤)の地盤改良などの工事を行いたいが、背後の利用上の問題などで工事が出来ないような場合でも、陸上部での施工がなく水域側のみでの施工が可能であるため適用可能である。
本実施の形態では、改良の対象となる既存岸壁が桟橋式岸壁の場合を例に挙げて説明する。
本実施の形態に係る既存岸壁の改良構造1は、図1、図2に示すように、水底地盤2に打設された支持杭3によって上部工5を支持する形式の既存岸壁を改良したものであって、上部工5の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に、水底面よりも突出するように岸壁法線方向に新規設置した矢板壁7と、矢板壁7の陸側に施工された水底面の嵩上げを行う嵩上げ材9と、矢板壁7の水域側の水底地盤2に打設された杭11と、杭11の杭頭部を連結一体化すると共に矢板壁7の水域側に接するように設けられて矢板壁7から水平力のみを杭11に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように設置された杭頭連結構造13とを備えたものである。
なお、図1、図2において、既存の桟橋式岸壁を示した図7と同一部分には同一の符号を付してある。
以下、各構成の詳細と各構成の関係を説明する。
改良の対象となる既存岸壁である桟橋式岸壁は、水底地盤2に打設された支持杭3と、支持杭3で支持された上部工5と、上部工5の陸側に設置された控え工となるL型ブロック25と、L型ブロック25から水域側に向かって上部工5の下方に領域に基礎捨石27が陸側から水域側にかけて傾斜するように施工されている。
なお、改良の対象となる既存岸壁は、図8に示した控え杭式の矢板壁29のものや、図9に示したジャケット式岸壁23や、格点ストラット式桟橋(図示なし)等であってもよい。
矢板壁7は、上部工5の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に、水底面よりも突出するように岸壁法線方向(図2の矢印X-X方向)に新規設置したものである。
なお、本実施の形態では、矢板壁7として鋼矢板を用いた例を示したが、矢板壁7としては鋼矢板に限定されるものではなく、鋼管矢板を用いてもよい。
鋼矢板には、U型鋼矢板、ハット型鋼矢板、Z型鋼矢板、H型鋼矢板、直線型鋼矢板等が含まれる。
また、矢板壁7は、鋼管矢板、鋼矢板を単独あるいは組合せの他、直線型鋼矢板にH鋼やCT鋼を取り付けたものなどを含み、要するに岸壁法線方向に連続した壁となっていればよい。
嵩上げ材9は、矢板壁7の陸側に桟橋直下から土留部までの水底面を高くして嵩上げを行うものであり、例えば捨石などである。もっとも、嵩上げ材9は捨石に限定されず、例えば人工石材、コンクリートブロックなどであってもよい。
嵩上げ材9の陸側は、L型ブロック25の前面(水域側の面)の一部を覆うように施工され、また嵩上げ材9の水域側は、矢板壁7の上端まで施工される。
・嵩上げ材9を施工することで、設計で考慮する捨石層(基礎捨石27+嵩上げ材9)が厚くなって支持杭3の突出長が短くなり、地震時に支持杭3に発生する応力を低減し、耐震性が向上する。
・嵩上げ材9を施工することで、捨石層(基礎捨石27+嵩上げ材9)が厚くなり、地震時の土留の変形による流動力を低減し、耐震性が向上する。
・L型ブロック25の受働抵抗が増加し、滑動や転倒の安全率が向上する。
・L型ブロック25底面の捨石27の支持力が増加する。
杭11は、例えば鋼管杭からなり、新設された矢板壁7の水域側水底面に打設されている。打設された杭11は複数本であり、これらの配置は、図2に示すように、格子状に配置されてもよいし、千鳥状に配置されてもよく、配置は特に限定されない。
また、図1、図2に示す例では、直杭としているが、複数の杭11の全部又は一部を斜杭としてもよい。
杭頭連結構造13は、杭11の杭頭部を連結一体化すると共に矢板壁7の水域側に接するように設けられて矢板壁7から水平力のみを杭11に伝達し、かつその上面は船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように配置されている。
杭頭連結構造13は、新設した矢板壁7が水域側に倒れ込むのを防止するためのものであり、
以下、杭頭連結構造13をより具体的に説明する。
骨組構造15は、図2に示すように、格子状に形成された各桁材15aの交差部15bに杭11が挿入される開口部を有する構造である。杭頭と開口部とは一体化されるが、この一体化の手法は従来のジャケット式岸壁23、ストラット式岸壁で用いられる手法、具体的にはグラウト材の注入によればよい。
また、杭頭連結構造13は、各桁材15aと交差部15bによって構成されてもよいが、各桁材15a及び交差部15bの全体をコンクリート等で覆うようにした床版状の構造であってもよい。
水平部材17は、矢板壁7と骨組構造15との間に介在して、矢板壁7から受ける水平力を骨組構造15に伝達するための部材である。水平部材17は、例えば骨組構造15と矢板壁7との間に両者に荷重伝達可能な状態で当接するように配設されたH形鋼等の鋼材によって構成できる。
また、水平部材17は、骨組構造15と同様に、例えば形鋼等の鋼製部材によって形成されてもよいし、あるいはプレキャストコンクリート構造、鋼コンクリート合成構造であってもよい。
また、本実施の形態の杭頭連結構造13は、骨組構造15を前提としているが、このような骨組構造15を前提とせず、図3に示すような、鉄筋コンクリート造18で構成されるものでもよい。
図3に示すような構造であれば、鉄筋コンクリート造18が水平部材17を兼用できる。
杭頭連結構造13は、図1に示すように、その上面に船舶が接岸するために設定された改良前の水底面と同じかそれよりも下方になるように配置されている。
杭頭連結構造13を予め工場等において製作し、改良する既存桟橋式岸壁のある施工現場に搬入する。
次に、杭頭部を連結すると共に矢板壁7の水域側に接するように杭頭連結構造13を設置する(杭頭連結構造設置工程)。
このとき、杭頭連結構造13の上面が船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように設置する必要があるので、杭頭連結構造13の高さに相当する分だけ水底面を掘削してから杭頭連結構造13を設置する。
なお、杭頭連結構造13が図1、図2に示した骨組構造15であって、予め工場で製作されたものである場合には、杭頭連結構造13の骨組構造15の交差部15bを、杭11の杭頭部にかぶせるように設置して杭11との連結をすればよい。
また、先に杭頭連結構造13を設置した後に、杭を打設してもよい。
このようにすることで、杭頭連結構造13は、船舶が接岸する水底面を改良前の状態よりも深くして設置される。
耐震性不足の懸念があるが背後地盤で工事が出来ないような場合、すなわち設計対象地震の見直しなどで土留め(背後地盤)の地盤改良などの工事を行いたいが、背後の利用上の問題などで工事が出来ないような場合でも、本実施の形態によれば、陸上部での施工がなく水域側のみでの施工が可能であるため適用可能である。
また、矢板壁7の倒れ込みを防止するために地盤改良等を行う必要がなく、環境問題の制約を受けることもない。
既存の上部工5の劣化更新のため、捨石等の嵩上げ材を投入する前に上部工5を一部または全部を撤去し、船舶の接岸に支障のない上部工を新たに構築することを妨げるものではない。
実施の形態1は耐震性能の向上等の必要から既存の捨石27の上に捨石等の嵩上げ材9を施工するものであったが、本実施の形態は耐震性能の向上ではなく、船舶の大型化による増深のみを行うことを目的とした既存岸壁の改良構造1に関するものである。
本実施の形態の既存岸壁の改良構造19は、図5、図6に示すように、上部工5の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に新規設置した矢板壁7と、矢板壁7の水域側の水底面に打設された杭11の杭頭部を連結一体化すると共に矢板壁7の水域側に接するように設けられて矢板壁7から水平力のみを前記杭11に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する改良前の水底面よりも下方になるように設置された杭頭連結構造13とを備えたものである。
本実施の形態が実施の形態1と異なる点は、矢板壁7の設置に際してその上端を水底面よりも突出させていないこと(ただし、突出させないことは必須ではない)こと、嵩上げ材9を施工してないこと、水底面を増深していることである。
2 水底地盤
3 支持杭
5 上部工
5a 増幅上部工
7 矢板壁
9 嵩上げ材
11 杭
13 杭頭連結構造
15 骨組構造
15a 桁材
15b 交差部
17 水平部材
18 鉄筋コンクリート造
19 既存岸壁の改良構造(実施の形態2)
21 桟橋式岸壁
23 ジャケット式岸壁
25 L型ブロック
27 捨石
29 控え杭式の矢板壁
30 控え杭
31 ジャケット部
Claims (6)
- 水底地盤に打設された支持杭によって上部工を支持する形式の既存岸壁を改良した既存岸壁の改良構造であって、
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に、水底面よりも突出するように岸壁法線方向に新規設置した矢板壁と、
該矢板壁の陸側に施工された水底面の嵩上げを行う嵩上げ材と、
前記矢板壁の水域側の水底面に打設された杭と、
該杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように設置された杭頭連結構造とを備えたことを特徴とする既存岸壁の改良構造。 - 前記杭頭連結構造は、その上面が船舶が接岸するために設定された改良前の水底面よりも下方になるように設置されていることを特徴とする請求項1記載の既存岸壁の改良構造。
- 水底地盤に打設された支持杭によって上部工を支持する形式の既存岸壁を改良した既存岸壁の改良構造であって、
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に新規設置した矢板壁と、
該矢板壁の水域側の水底面に打設された杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する改良前の水底面よりも下方になるように設置された杭頭連結構造とを備えたことを特徴とする既存岸壁の改良構造。 - 水底地盤に打設された支持杭によって上部工を支持する形式の既存岸壁を改良する既存岸壁の改良方法であって、
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に、水底面よりも突出するように岸壁法線方向に矢板壁を設置する矢板壁設置工程と、
該矢板壁の陸側に水底面の嵩上げを行う嵩上げ材を施工する嵩上げ材施工工程と、
前記矢板壁の水域側の水底面に杭を打設する杭打設工程と、
該杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する水底面と同じかそれよりも下方になるように杭頭連結構造を設置する杭頭連結構造設置工程とを備えたことを特徴とする既存岸壁の改良方法。 - 前記杭頭連結構造設置工程は、船舶が接岸する水底面を掘削して前記杭頭連結構造の上面が船舶が接岸するために設定された改良前の水底面よりも下方になるように前記杭頭連結構造を設置することを特徴とする請求項4記載の既存岸壁の改良方法。
- 水底地盤に打設された支持杭によって上部工を支持する形式の既存岸壁を改良する既存岸壁の改良方法であって、
前記上部工の水域側端の直下から水域側へ所定距離はなれた水面下に矢板壁を設置する矢板壁設置工程と、
該矢板壁の水域側の水底面に打設された杭の杭頭部を連結一体化すると共に前記矢板壁の水域側に接するように設けられて前記矢板壁から水平力のみを前記杭に伝達し、かつその上面が船舶が接岸する改良前の水底面よりも下方になるように杭頭連結構造を設置する杭頭連結構造設置工程とを備えたことを特徴とする既存岸壁の改良方法。
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