JP3547271B2 - 水底地盤打込み部材を用いた水域構造物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、岸壁や突堤などの荷揚用水域構造物，護岸構造物，防波構造物，堤防構造物等に用いられる水底地盤打込み部材を用いた水域構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水底地盤打込み部材を用いた水域構造物としては、多数の鋼製矢板が相互に噛み合わされた状態で水底地盤に打設されて、矢板壁が構成され、矢板壁の上部から水底地盤に向かって斜め下向きに延長する多数の斜杭が、矢板壁長手方向に間隔をおいて配置されて水底地盤に打設され、前記矢板壁の上端部および斜杭の上端部とがコンクリート等経時硬化性材料の中に埋設固定され、前記矢板壁の裏側に裏込土および埋立土が充填されている後方斜め支え式鋼矢板壁構造のものが知られている。（前記後方斜め支え杭式鋼矢板壁の構造を従来技術（Ａ）という）
また、従来技術（Ｂ）として本出願人の先願に係る特開平４−２２８７１４号が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
〔構造上の問題点〕
・従来技術（Ａ）の問題点
（１）鋼矢板壁の背後から裏埋土及び上載荷重などに起因する主働土圧が作用すると、後方斜め支え杭（以下、斜杭）には、「過大な引き抜き力」が発生する。
この「過大な引き抜き力」に対しては、斜杭の外周面と地盤との間に発生する摩擦力または粘着力で抵抗する。
このため、斜杭の長さが長くなるとともに、外周面積を確保するために、大きな断面の部材が必要となるのが一般的である。
さらに、海底地盤に軟弱層が存在する場合、裏埋土の重量および上載荷重により軟弱層に圧密沈下が生ずる。この圧密沈下に伴い、斜杭には「過大な曲げモーメント」が発生する。この「過大な曲げモーメント」に抵抗するために、斜杭には相当大きな断面が必要となる。
このため、斜杭の材料費が嵩むとともに、施工機械も大型のものが必要となり、経済性を損なうといった問題が生じていた。
また、鋼矢板壁とこの斜杭との連結部にも相当大きな断面力（曲げモーメント、せん断力、軸力）が作用し、破壊にいたるといった問題も生じていた。
このため、裏埋土の重量および上載荷重の影響をうけずらい構造が望まれていた。
・従来技術（Ｂ）の問題点
（２）前方杭と後方杭の間から波が入り込み、これが揚圧力となって、床版などを下から上にたたき揚げる力となって作用する。このため、前方杭や水底地盤打込部材に「引き抜き力」が作用し、引き抜きに対する抵抗力が低下するといった問題があった。
また、海水に接触する部材（前方杭、斜材、杭挿通用下部筒体、水底地盤打込部材）が多く、防食費用が嵩むといった問題もあった。
〔施工上の問題点〕
・従来技術（Ａ）の問題点
（１）従来技術（Ａ）（後方斜め支え杭式鋼矢板壁）の施工では、斜杭を打設した後に前面鋼矢板壁を打設する。斜杭はその頭部が前面鋼矢板と結合されてはじめて安定な状態となる。したがって、それまで、斜杭は自重の影響によりたわんでおり不安定な状態にある。
また、前面鋼矢板壁を打設するときには、斜杭があるために打設が困難で、施工能率が低下するといった問題があった。
本発明は、前記の課題を解決した水底地盤打込み部材を用いた水域構造物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の問題を有利に解決するために、図１〜図３に示すように多数の水底地盤打込み部材１が適宜間隔を隔てた状態で水底地盤２に打設され、前記水底地盤打込み部材１の上部から水底地盤２に向かって斜め下向きに延長する多数の斜材３が、横方向に適宜間隔を隔てて配置され、前記斜材３の下端部には杭挿通用下部筒体４が連結され、前記下部筒体４の内面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記下部筒体４に挿通された後方杭５は水底地盤２に打設され、前記後方杭５の少なくとも前記下部筒体４に挿通される部分の外周面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記下部筒体４と前記後方杭５とにより形成された空間部には、モルタル等の経時硬化性材料が充填され、前記下部筒体４は前記後方杭５の中間部に結合され、格点１１０を形成し、前記水底地盤打込み部材１の上端部は構造物延長方向に互いに連結され、前記水底地盤打込み部材１の上端部と斜材３の上端部とが、コンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され上方結合部Ａを構成し、前記後方杭５の上端部は経時硬化性材料の中に埋設され上方結合部Ｂを構成し、コンクリートなどの経時硬化性材料からなる連結部材６の両端部は各々前記上方結合部Ａおよび上方結合部Ｂと一体化され、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋土５２が適宜高さまで充填されている。
また本発明では、図１８に示すように、多数の水底地盤打込み部材１が適宜間隔を隔てた状態で水底地盤２に打設され、前記水底地盤打込み部材１の上部から水底地盤２に向かって斜め下向きに延長する多数の斜材３の上端部が、前記水底地盤打込み部材１に交差する方向に延長する上部梁材７に溶接接合またはボルトなどの機械的手段によって連結され、前記斜材３の下端部に杭挿通用下部筒体４が連結されて支持部材８が構成され、前記下部筒体４の内面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、適宜間隔を隔てて配置されて水底地盤２に打設された多数の後方杭５に、それぞれ支持部材８における杭挿通用下部筒体４が挿込まれ、前記後方杭５の少なくとも前記下部筒体４に挿通される部分の外周面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記下部筒体４と前記後方杭５とにより形成された空間部には、モルタル等の経時硬化性材料が充填され、前記下部筒体４は前記後方杭５の中間部に結合され、前記水底地盤打込み部材１の上端部は構造物延長方向に互いに連結され、前記上部梁材７の一端部と前記水底地盤打込み部材１の上端部と前記斜材３の上端部とが、コンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定されて上方結合部Ａを構成し、前記上部梁材７の他端部と前記後方杭５の上端部とがコンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され上方結合部Ｂを構成し、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋材５２が適宜高さまで充填されている。
本発明によると、水底地盤打込み部材１に作用する主働土圧の水平方向成分によって、斜材３には「引張力」が作用する。後方杭５には、格点１１０において前記「引張力」の鉛直成分が「引抜力」とし作用する。しかし、この「引抜力」の大きさは、従来技術（Ａ）に示した後方斜め支え杭式鋼矢板壁の後方斜め支え杭に作用する「引抜力」よりも小さい。
また、斜材３にはその上部に存在する裏埋土の重量が鉛直下向きに作用し、この影響により後方杭５には格点１１０において、「引抜力」とは逆向きに「押込力」が作用する。このように、前記「引抜力」と「押込力」とは互いに相殺する方向に作用しあうので、後方杭５には若干の「引抜力」または若干の「押込力」しか作用しないことになる。さらに、海側が壁体となっているので、波が床版等の下に進入することがなく、斜材３には揚圧力が作用しない。
【０００５】
【発明実施の形態】
図４はこの発明の実施の形態において用いられる支持部材８を示すものであって、鋼管からなる斜材３の下端部に垂直な鋼製円筒体からなる杭挿通用下部筒体４が溶接により固着され、かつその下部筒体４には、その内部を斜材３内に連通させる開口部が設けられ、前記下部筒体４内の上端部および下端部にゴム製シールリング１６が接着剤またはボルト等の機械的手段により固定され、かつ前記下部筒体４内には、鋼棒等が溶接により固着されてジベル１７が形成されている。
図５はこの発明の実施形態において用いられるジベル付き後方杭を示すものであって、鋼管杭からなる後方杭５における前記杭挿通用下部筒体４に挿入される部分の外周に、複数のジベル用鋼棒２１が溶接により固着されている。
次に前記支持部材８およびジベル付き後方杭５を使用した発明の第１の実施形態に係る水底地盤打込み部材を用いた水域構造物を図１ないし図３によって説明する。
まず海中の水底地盤２に、多数の鋼管杭からなる水底地盤打込み部材１が、横方向に間隔をおいて打設されると共に、各水底地盤打込み部材１から沖側または陸側に離れた位置において、後方杭５が水底地盤２に打設され、各後方杭５におけるジベル用鋼棒２１を固着した部分の外側に、支持部材８における下部筒体４が嵌込まれると共に斜材３の上端部が水底地盤打込み部材１の上端部に近接して配置され、かつ斜材３の上端部からモルタル等の経時硬化性材料２５が注入されて下部筒体４と後方杭５との間に充填され、また水底地盤打込み部材１の上端部と、斜材３の上端部と、後方杭５の上端部とは、コンクリート等の経時硬化性材料により構成された梁または頂板等からなる連結部材６に埋込固定されていて、この連結部材６の両端部に上方結合部Ａおよび上方結合部Ｂが構成され、かつ前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋材５２が適宜高さまで充填されている。
【０００６】
図６ないし図１７は斜材３の上端部と水底地盤打込み部材１の上端部とを連結する場合の連結構造の例を示すものであって、図６および図７の場合は、斜材３の上端部と水底地盤打込み部材１の上端部との間に、所要枚数（図示の場合は１枚）の鋼板からなるせん断力伝達部材１１が介在されて溶接により固着されている。
図８および図９の場合は、斜材３の上端部に溶接により固着された垂直な鋼製連結板１３と水底地盤打込み部材１の上端部との間に、所要枚数（図示の場合は２枚）の鋼板からなるせん断力伝達部材１１が介在されて溶接により固着されている。
図１０および図１１の場合は、水底地盤打込み部材１の上端部に水平な鋼板製せん断力伝達部材１１の一端部が溶接により固着され、そのせん断力伝達部材１１は斜材３の上端部に設けられた長孔１５に摺動自在に嵌挿されている。前記せん断力伝達部材１１と斜材３とを、必要に応じ溶接により固着してもよい。
図１２ないし図１４の場合は、斜材３の上端部に水平な複数の鋼板製せん断力伝達部材１１の一端部が溶接により固着され、各せん断力伝達部材１１は水底地盤打込み部材１の上端部に設けられた長孔１５に摺動自在に嵌挿されている。せん断力伝達部材１１と水底地盤打込み部材１とを、必要に応じ溶接により固着してもよい。
水底地盤打込み部材１または斜材３に長孔１５を設けないで、図１５に示すように、スリット５４を設け、そのスリット５４にせん断力伝達部材１１を嵌入して溶接により固着してもよい。
図１６および図１７の場合は、斜材３の上端部に鋼製下部支承部材５５が溶接により固着され、水底地盤打込み部材１の上端部に鋼製上部支承部材５６が溶接により固着され、前記下部支承部材５５と上部支承部材５６との間に台形箱形の鋼製せん断力伝達部材１１が介在されて、必要に応じ溶接により固着されている。
【０００７】
図１８ないし図２５は第２発明の実施形態を示すものであって、水底地盤打込み部材１に交差する方向に延長するように配置される鋼製上部梁材７に、斜材３の上端部が鋼製端板１４を介して溶接により固着され、かつ斜材３の下端部に固定された杭挿通用下部筒体４の内側に、図４に示すように、シールリング１６およびジベル１７が取付けられて、支持フレーム５７が構成され、斜材３の上端側の上面に注入孔１２が設けられている。
水底地盤打込み部材１および後方杭５が水底地盤２に打設されたのち、支持フレーム５７における下部筒体４が後方杭５に嵌込まれ、かつ前記支持フレーム５７が下降されて、前記下部筒体４が水底地盤２付近に配置されると共に、上部梁材７が水底地盤打込み部材１および後方杭５の上端部に載置され、水底地盤打込み部材１内の上方および後方杭５内の上方において、上部梁材７に逆Ｕ字状鉄筋２６が上方から嵌込まれ、斜材３の上部の注入孔１２から経時硬化性材料２５が注入されて、その経時硬化性材料２５が下部筒体４と後方杭５との間に充填される（図２参照）。
また予め水底地盤打込み部材１内の上側および後方杭５内の上側に仕切板２７を固定し、水底地盤打込み部材１の上端部と後方杭５の上端部と上部梁材７とを埋設すると共に、各水底地盤打込み部材１および各後方杭５の上部を連結するコンクリートからなる経時硬化性材料９を打設し、かつ水底地盤打込み部材１内の上側および後方杭５内の上側に経時硬化性材料９を充填し、その経時硬化性材料９に逆Ｕ字状鉄筋２６の脚部を埋込んで、上部梁材７を後方杭５および水底地盤打込み部材１の上部に固定する。こうして、経時硬化性材料９の両端部に上方結合部Ａおよび上方結合部Ｂが構成され、また、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋材５２が適宜高さまで充填されている。
なお前記逆Ｕ字状鉄筋２６としては鋼棒を使用するのが好ましい。また前記経時硬化性材料９に鉄筋を埋設してもよい。前記経時硬化性材料９を打設する場合は、支保工および型枠を使用するが、その図示を省略した。
この発明の実施形態の場合、経時硬化性材料に設けられた開口部６０を床版により被覆してもよい。その床版を、水域構造物施工現場においてコンクリート等の経時硬化性材料を打設して製作してもよく、あるいはプレキャストコンクリートの床版を、前記開口部６０を塞ぐように配置して、前記経時硬化性材料９に対しボルト等の機械的手段により固定してもよい。
【０００８】
図２６ないし図２９は発明の他実施の形態を示すものであって、図２２ないし図２５に示す支持フレーム５７と、図５に示すジベル付き後方杭５と、鋼管製矢板本体からなる水底地盤打込み部材１の両側にスリットパイプ製継手１８およびＴ形鋼製継手１９を固着して構成した鋼製矢板４８とが用いられ、まず図２８および図２９に示すように、多数の鋼製矢板４８が相互に噛み合わされて水底地盤２に打設されることにより矢板壁４９が構成される。
次に図２６および図２７に示すように、矢板壁４９から陸側に離れた位置において、多数のジベル付き後方杭５が矢板壁長手方向に間隔をおいて配置されて水底地盤２に打設され、かつ支持フレーム５７における杭挿通用下部筒体４が、後方杭５に挿込まれて水底地盤２に載置するか、または水底地盤面付近に配置され、さらに支持フレーム５７における斜材３が矢板壁４９に直角な垂直面上に位置するように配置され、前記上部梁材７が水底地盤打込み部材１および後方杭５の上端部に載置される。
次に斜材３の上端に設けられている注入孔（図２３参照）１２からコンクリートまたはモルタル等の経時硬化性材料２５が注入されて、図２に示すように、その経時硬化性材料２５が下部筒体４と後方杭５との間に充填され、かつ第２発明の実施形態の場合と同様に、水底地盤打込み部材１内の上方および後方杭５内の上方において、上部梁材７に逆Ｕ字状鉄筋２６が上方から嵌込まれ、水底地盤打込み部材１の上端部と、後方杭５の上端部と斜材３の上端部と上部梁材７とを埋込むように経時硬化性材料９が打設され、さらに水底地盤打込み部材１内の上側および後方杭５内の上側にも経時硬化性材料９が充填されて、上部梁材７が水底地盤打込み部材１および後方杭５の上部に固定される。さらに、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋土５２が適宜高さまで充填されている。
【０００９】
図３０および図３１は発明の他の実施形態を示すものであって、上部梁材７の中間部が経時硬化性材料９に埋込まれていないが、その構成は、前に説明した発明の実施形態の場合と同様である。
【００１０】
図３２ないし図３７は、支持フレーム５７における斜材３および上部梁材７の連結部の他の例を示すものであって、図３２および図３３に示す第１例の場合は、斜材３の上端面に端板１４が溶接により固着され、Ｈ形鋼からなる上部梁材７が前記端板１４に載置されて溶接により固着され、かつ前記上部梁材７における斜材３および水底地盤打込み部材１の上方に配置される部分において、上部フランジおよび下部フランジの巾方向の両側に、鋼製補剛板２８が溶接により固着され、その補剛板２８にはコンクリートの回りをよくするための開口部２９が設けられている。
図３４および図３５に示す第２例の場合は、上部梁材７の長手方向に延長する複数枚の鋼製補強板３０が斜材３の上端部に設けられたスリットに嵌入されて溶接により固着され、かつＨ形鋼からなる上部梁材７の下面に、斜材３の上端部および補強板３０が溶接により固着され、さらに上部梁材７の両側において斜材３の上端面に蓋板３１が載置されて溶接により固着されている。
図３６および図３７に示す第３例の場合は、斜材３の上端面に端板１４が溶接により固着され、Ｈ形鋼からなる上部梁材７の下面に座板３２が溶接により固着され、かつ上部梁材７と座板３２とにわたって複数の鋼製リブプレート３３が溶接により固着され、前記端板１４および座板３２における上部梁材巾方向の両側部分は複数のボルト３４により結合されている。
【００１１】
図３８は前に説明した発明を実施する場合に採用できる支持フレーム５７の他の例を示すものであって、斜材３における杭挿通用下部筒体４側の部分と上部梁材７とに、その上部梁材７に直角な方向に延長する鋼製連結杆１０の端部が溶接により固着されている。このように、斜材３と上部梁材７との連結部から離れた位置において、斜材３と上部梁材７とを連結杆１０を介して連結しておけば、上部梁材７を支持して支持フレーム５７を吊上げたとき、斜材３と上部梁材７の連結部に過大な曲げ力が作用するのを防止することができる。前記連結杆１０の下端部を斜材３に連結しないで下部筒体４に連結してもよい。
【００１２】
図３９は上部梁材７を有する水域構造物における斜材３の連結構造の他の例を示すものであって、斜材３の上端部と水底地盤打込み部材１の上端部との間に、せん断力伝達部材１１が介在されて溶接により固着され、かつ斜材３の上端部と上部梁材７との間に、鋼製補強板２０が介在されて溶接により固着されている。さらに、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋土５２が適宜高さまで充填されている。
【００１３】
図４０ないし図５６は上部梁材７と後方杭５および水底地盤打込み部材１との結合構造の他の例を示すものであって、図４０および図４１に示す第１例の場合は、Ｈ形鋼からなる上部梁材７の下部にＨ形鋼からなる挿込部材３５の上端部が溶接により固着され、その挿込部材３５は後方杭５および水底地盤打込み部材１内に挿入され、かつ仕切板２７の上部において、後方杭５および水底地盤打込み部材１の周壁と挿込部材３５との間に経時硬化性材料９が充填されている。
図４２および図４３に示す第２例の場合は、挿込部材３５の上部側面に上部梁材７の端部が溶接により固着されているが、その他の構成は第１例の場合と同様である。
図４４および図４５に示す第３例の場合は、鋼管からなる挿込部材３５の上部側面に上部梁材７の端部が溶接により固着されているが、その他の構成は第１例の場合と同様である。
図４６および図４７に示す第４例の場合は、Ｈ形鋼からなる上部梁材７の上部フランジおよび下部フランジにわたって多数のアンカーボルト３６が挿通され、そのアンカーボルト３６の上部に螺合されたナット３７は上部梁材７の上面に載置され、かつ仕切板２７の上部において後方杭５および水底地盤打込み部材１内に充填された経時硬化性材料９にアンカーボルト３６が埋込まれている。
図４８ないし図５０に示す第５例の場合は、上部梁材７の側縁から突出する多数のアーム３８を備えている係止金具３９が上部梁材７の上部に載置され、前記各アーム３８の先端部にアンカーボルト３６が挿通され、そのアンカーボルト３６の上部に螺合されたナット３７はアーム３８の上面に載置され、かつ仕切板２７の上部において後方杭５および水底地盤打込み部材１内に充填された経時硬化性材料９にアンカーボルト３６が埋込まれている。
前記係止金具３９を、必要に応じ上部梁材７に対し溶接により固着してもよく、またナット３７を、必要に応じアーム３８に溶接により固着してもよい。
【００１４】
図５１および図５２に示す第６例の場合は、Ｈ形鋼からなる上部梁材７の巾方向の両側に、鋼製挿込金具４０の上部が溶接により固着され、各挿込金具４０の下部が後方杭５および水底地盤打込み部材１内に嵌入されている。前記挿込金具４０を、必要に応じ水底地盤打込み部材１および後方杭５に対し溶接により固着してもよい。
図５３および図５４に示す第７例の場合は、鋼管からなる挿込部材３５の上部側面に、Ｈ形鋼からなる上部梁材７の端部が溶接により固着され、かつ前記挿込部材３５の中間部および下部の外周に、ガイド斜面４１を有する複数（図示の場合は４箇）の係合金具４２が等角度間隔で配置されて溶接により固着され、その係合金具４２付きの挿込部材３５が後方杭５および水底地盤打込み部材１内に挿入されている。前記ガイド斜面４１は、直線状であってもよく、あるいは円弧状であってもよい。
【００１５】
図５５および図５６に示す第８例の場合は、鋼管からなる挿込部材３５の上部に設けられた開口部に、上部梁材７の端部が摺動自在に嵌挿され、その上部梁材７の端部が水底地盤打込み部材１および後方杭５の上端部に載置されると共に、挿込部材３５の下側部分が、水底地盤打込み部材１および後方杭５の内部に挿入され、前記挿込部材３５の上部に嵌入された鋼製連結板２２の下部は上部梁材７の上面に溶接により固着され、かつ挿込部材３５と上部梁材７とは溶接により固着されている。
次に水底地盤打込み部材１，斜材３，後方杭５の上部を埋込むと共に、上部梁材７を埋込むように、経時硬化性材料９が打設され、その経時硬化性材料９が、水底地盤打込み部材１の上部および後方杭５の上部と挿込部材３５との間ならびに挿込部材３５の中にも充填される。
前記連結板２２を省略してもよく、また連結板２２を使用する場合は、挿込部材３５と上部梁材７との溶接による固着を省略してもよい。
【００１６】
図５７および図５８に示すように、内周面に複数のジベル１７を固着した下部筒体４における下部内周に、ゴムまたは合成樹脂系弾性材料からなるシールリング１６を配置し、かつそのシールリング１６を前記下部筒体４に固着された上下一対の支持リングの間に挿入してボルト等の機械的手段により固定し、前記下部筒体４の下側に連結した注入管４３に、開閉弁４４を介してグラウト注入用ホース４５を接続し、そのホース４５，開閉弁４４および注入管４３を通って、下部筒体４と後方杭５との間に、経時硬化性材料２５を注入充填し、次に前記開閉弁４４を閉じたのち、前記ホース４５を開閉弁４４から取外して回収してもよい。
【００１７】
図５９および図６０に示すように、下部筒体４内の上部および下部の周囲に、下部筒体４と後方杭５との間隔を一定以上に保つための複数（例えば４箇）のスペーサ４６を等角度間隔で固定してもよい。
【００１８】
図６１および図６２の場合は、水底地盤打込み部材１，斜材３の上端部および上部梁材７の一端部を埋込む経時硬化性材料９Ａと、後方杭５の上端部および上部梁材７の他端部を埋込む経時硬化性材料９Ｂとに、切欠段部６２を設け、その切欠段部６２の底面から突出するボルト６３の下端部を、上部梁材７に溶接により固定し、プレキャストコンクリート製床版６４の両端部を経時硬化性材料９Ａ，９Ｂの切欠段部６２に載置すると共に、前記ボルト６３を床版６４の透孔に挿通し、その床版６４の上側に設けた大径の凹部６５内において、ボルト６３に螺合したナット６６により床版６４を経時硬化性材料９Ａ，９Ｂに締付固定し、前記凹部６５にキャップ６７を嵌入している。
【００１９】
図６３は後方杭を陸側に増設した第一例を示すものであって、後方杭５の後方において、第２後方杭５Ａが水底地盤２に打設され、上部梁材７は、矢板壁４９における矢板本体からなる水底地盤打込み部材１の上端部と後方杭５の上端部と第２後方杭５Ａの上端部とにわたって架設されて、溶接その他の適当な手段により固定され、支持部材８における下部筒体４は後方杭５に対し前述のような手段により固定され、支持部材８における斜材３の上端部は上部梁材７に対し溶接その他の適当な手段により固定され、矢板壁４９，斜材３，後方杭５，第２後方杭５Ａの上端部と上部梁材７とは、経時硬化性材料９の中に埋設され、水底地盤２における水域構造物が位置する部分には、必要に応じ盛土５９が設けられる。さらに、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋土５２が適宜高さまで充填されている。
【００２０】
次に、図６６は、図１８に示す発明の変形例を示すものであって、水底地盤打込み部材１と後方杭５の上端が鋼製上部梁材７で連結され、下部筒体４と上部梁材７を介して斜材３により水底地盤打込み部材１と後方杭５とが連結され、上部梁材７の外側にコンクリートからなる経時硬化性材料９が打設されていること、水底地盤打込み部材１の背面には、裏埋土５２が充填されていることは、図１８に示す構成と同じである。図６６に示す構造例では、図１８の構造に加え、護岸または岸壁施工予定位置の水底地盤２の上に捨石層６７が敷設され、捨石層６７の端部に多数のコンクリート製箱体６８が敷設され、前記コンクリート製箱体６８内に砂利，土砂等の充填物が充填され、かつ前記コンクリート製箱体６８の上部に、コンクリート製蓋６９が載置されて、水域構造物が構成されている。また、経時硬化性材料９とコンクリート製箱体６８の間には、渡り版７０が架設されている。なお、コンクリート製箱体６８は、土留機能を有するものであれば箱体でなくとも良い。
【００２１】
図６７は、図１８に示す発明のさらに他の変形例を示すものであって、水底地盤打込み部材１と後方杭５の上端が鋼製上部梁材７で連結され、下部筒体４と上部梁材７を介して斜材３により水底地盤打込み部材１と後方杭５とが連結され、上部梁材７の外側にコンクリートからなる経時硬化性材料９が打設されていること、水底地盤打込み部材１の背面には、裏埋土５２が充填されていることは、図１８に示す構成と同じである。図６７に示す構造例では、図１８の構造に加え、水底地盤２の上で、かつ水底地盤打込み部材１の背面の埋土層が裏込土５１と、その上の裏埋土５２との２層とされている。
【００２２】
図６４は、図６３の変形例を示し、水底地盤打込み部材１が中間に位置し、その前後に前方杭５Ａと後方杭５が打設されており、後方杭５と中間位置の水底地盤打込み部材１との間が杭挿通用下部筒体４と上部梁材７を介して斜材３で結合されている。図６５は図６４の変形例を示し、図６４の構成に加え前方杭５Ａと中間位置の水底地盤打込み部材１との間が杭挿通用下部筒体４と上部梁材７を介して斜材３で結合され、前後の斜材３が合掌に組まれた例が示されている。
【００２３】
図６８は、図１８に示す構造のさらに他の変形例を示す。この図６８に示す例では、護岸または岸壁施工予定位置の水底地盤２の上に捨石層６７が敷設され、捨石層６７の上に多数のコンクリート製箱体６８が複数列敷設され、前記コンクリート製箱体６８内に砂利，土砂等の充填物が充填され、かつ前記コンクリート製箱体６８の上部に、コンクリート製蓋６９が載置されている。また、水底地盤打込み部材１の背面とコンクリート製箱体６８との間には石などの大きな粒径の充填材７１が充填され、充填材７１の上面に表面保護層７２が設けられ、その表面保護層７２の上面は、水面よりも低レベルに配置される。また前記コンクリート製箱体６８とコンクリート部材７３とにわたて、コンクリート製渡り版７０が架設されて水域構造物が構成されている。さらに、コンクリート製箱体６８の後部の埋土層は、裏込土５１と、その上の裏埋土５２の２層とされている。
【００２４】
図７０は、図６８の構造例のさらに他の変形例を示す。この図７０に示す例では、図６８における裏埋土からなる充填材７１に代えて、砂などの小さな粒径の充填材７４が水底地盤打込み部材１の背面と、コンクリート製箱体６８との間に充填されている。なお、この例では洗掘防止工７２は設けられいない。他の構成は、図６８に示す構造例と同じであるので重複説明を省略する。
【００２５】
図７２は、図３０に示す発明のさらに変形例を示す。この図７２に示す例では、図３０に示す地層構造よりも簡易化されている。すなわち、図３０の構造例における地層構造は、裏込土５１および裏埋土５２の上下２層構造であるのに対し、図７０に示す例では、裏埋土５２の一層構造である。経時硬化性材料９と経時硬化性材料９の間には、コンクリート製又は鋼製の版状体２００が設けられている。他の構成は、図３０に示す例と同じである。
【００２６】
なお、前述の各発明の実施形態で示した前記上部梁材７としては、角鋼管または丸鋼管を使用してもよく、また角鋼管または丸鋼管に、コンクリート等の経時硬化性材料または鉄筋等の補強材を埋設した経時硬化性材料を充填して構成した上部梁材を使用してもよい。
また、斜材３としては、鋼製管体の内面にジベルを設けた鋼製管体に、コンクリート等の経時硬化性材料または鉄筋等の補強材を埋設して構成した斜材を使用してもよい。また下部筒体４としては、内面突起付き鋼管を使用してもよい。
【００２７】
後方杭５における少なくとも下部筒体４が位置する部分の内側に、コンクリート等の経時硬化性材料９を充填してもよい。また後方杭５における少なくとも下部筒体４が位置する部分の内側に、ジベルを設けてコンクリート等の経時硬化性材料を充填してもよく、また後方杭５における少なくとも下部筒体４が位置する部分に内面突起付き鋼管を使用して、その中にコンクリート等の経時硬化性材料を充填してもよい。また、後方杭５における少なくとも下部筒体４が位置する部分を外面突起付き、または内外面突起付き鋼管を使用してもよい。さらにまた斜材３の下端部を下部筒体４に固定したブラケットにピン結合してもよい。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態の場合、水底地盤打込み部材１および斜材３の上端部の外面または内面あるいはその双方にジベルを設けてもよい。また水底地盤打込み部材１の列あるいは後方杭５の列にわたって腹起こし材を架設固定してもよい。さらにまた、挿入部材３５の外面にジベルを設けてもよい。
【００２９】
経時硬化性材料９の中に鉄筋等の補強材を埋設してもよく、下部筒体４における斜材３の下端部よりも下側の部分を長くしてもよい。さらにまた、仕切板２７を水域構造物施工現場において、水底地盤打込み部材１および後方杭５の内部に設置する場合、仕切板２７に吊り具の下部を連結し、その吊り具の上部を水底地盤打込み部材１および後方杭５の上縁部に係止してもよい。
【００３０】
支持フレーム５７を使用する場合も、斜材３の上端部と水底地盤打込み部材１の上端部とを、せん断力伝達部材１１による連結手段により連結してもよく、また図２０および図２１に示す逆Ｕ字状鉄筋２６の下部および図４６ないし図４９に示すアンカーボルト３６の下部に、アンカー部を屈曲形成してもよい。さらにまた、逆Ｕ字状鉄筋２６を上部梁材７，水底地盤打込み部材１，後方杭５等に溶接により固着してもよい。
【００３１】
矢板壁４９を構成する壁体構成部材としては、任意断面の鋼製矢板あるいはコンクリート矢板を使用してもよい。その際、せん断力伝達部材１１を溶接するための鋼板等をコンクリート矢板の上部に設けなければならない。
【００３２】
多数の水底地盤打込み部材１の背面に配置される裏埋材の粒径が隣りあう水底地盤打込み部材１の外表面間の間隙よりも大きい場合には、適宜、継手１８，１９は省略してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、多数の水底地盤打込み部材１が適宜間隔を隔てた状態で水底地盤２に打設され、前記水底地盤打込み部材１の上部から水底地盤２に向かって斜め下向きに延長する多数の斜材３が、横方向に適宜間隔を隔てて配置され、前記多数の斜材３の上端部が前記水底地盤打込み部材１に連結され、前記斜材３の下端部には杭挿通用下部筒体４が連結され、前記下部筒体４の内面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記下部筒体４に挿通された後方杭５は水底地盤２に打設され、前記後方杭５の少なくとも前記下部筒体４に挿通される部分の外周面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記下部筒体４と前記後方杭５とにより形成された空間部には、モルタル等の経時硬化性材料が充填され、前記下部筒体４は前記後方杭５の中間部に結合されて、格点１１０を形成し、前記水底地盤打込み部材１の上端部は構造物延長方向に互いに連結され、前記水底地盤打込み部材１の上端部と斜材３の上端部とが、コンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され上方結合部Ａを構成し、前記後方杭５の上端部は経時硬化性材料の中に埋設され上方結合部Ｂを構成し、コンクリートなどの経時硬化性材料からなる連結部材６又は経時硬化性材料９中に埋設された上部梁材７の両端部が各々前記上方結合部Ａおよび上方結合部Ｂと一体化されることで後方杭５と水底地盤打込み部材１の上部が連結され、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋材が適宜高さまで充填されているので、次のような効果がある。
〔構造上の効果〕
・従来技術（Ａ）と比較した効果
（１）水底地盤打込み部材１と後方杭５によって支持される床版等の上に載荷された上載荷重は、連結部材を介して、水底地盤打込み部材１および後方杭５に対して鉛直下向きの荷重として伝達される。また、裏埋材の天端高は連結部材および床版の設置高さおよび部材高さ分だけ低くなり、これらにより、水底地盤打込み部材１に作用する主働土圧を小さくすることができる。
（２）水底地盤打込み部材１に作用する主働土圧の水平方向成分によって、斜材３には「引張力」が作用する。後方杭５には、格点１１０において前記「引張力」の鉛直成分が「引抜力」とし作用する。しかし、この「引抜力」の大きさは、従来技術（Ａ）に示した後方斜め支え杭式鋼矢板壁の後方斜め支え杭に作用する「引抜力」よりも小さい。
また、斜材３にはその上部に存在する裏埋土の重量が鉛直下向きに作用する。この影響により後方杭５には格点１１０において、「引抜力」とは逆向きに「押込力」が作用する。
このように、前記「引抜力」と「押込力」とは互いに相殺する方向に作用しあうので、後方杭５には若干の「引抜力」または若干の「押込力」しか作用しないことになる。
（３）水底地盤打込み部材１に作用する主働土圧の水平方向成分によって、斜材３には「引張力」が作用する。後方杭５には格点１１０において前記「引張力」の水平成分が「水平力」として作用することになる。この「水平力」に対しては、裏埋土および海底地盤の横方向支持力で抵抗することになる。
・従来技術（Ｂ）と比較した効果
（４）海側が壁体となっているので、波が床版等の下に進入することがなく、揚圧力が作用しない。
（５）また、水底地盤打込み部材１の海側半面のみしか海水に接触してないため、防食費用が少なくて済む。
〔施工上の効果〕
（６）本発明によれば、壁体と後方杭の距離が離れているので、従来技術のような施工上の問題も発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水底地盤打込み部材を用いた水域構造物を示す縦断側面図である。
【図２】図１における前方杭と斜材との結合部を拡大して示す一部縦断側面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】筒体付き斜材の下側部分を拡大して示す一部縦断側面図である。
【図５】ジベル付き後方杭の一部切欠側面図である。
【図６】斜材と水底地盤打込み部材との連結構造の一部縦断側面図である。
【図７】図６の一部省略平面図である。
【図８】斜材と水底地盤打込み部材との連結構造の他の例を示す側面図である。
【図９】図８の一部省略平面図である。
【図１０】斜材と水底地盤打込み部材との連結構造の他の例を示す一部縦断側面図である。
【図１１】図１０の一部省略平面図である。
【図１２】斜材と水底地盤打込み部材との連結構造の他の例を示す一部縦断側面図である。
【図１３】図１２の一部横断平面図である。
【図１４】図１２の一部縦断正面図である。
【図１５】せん断力伝達部材をスリットに嵌合して固着した状態を示す一部縦断正面図である。
【図１６】斜材と水底地盤打込み部材との連結構造の他の例を示す一部縦断側面図である。
【図１７】図１６の一部横断平面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係る水底地盤打込み部材を用いた水域構造物を示す縦断側面図である。
【図１９】図１８の水域構造物の一部省略平面図である。
【図２０】本発明の他の水域構造物における上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合部を示す一部縦断側面図である。
【図２１】図２０に示す結合部の縦断正面図である。
【図２２】支持フレームの側面図である。
【図２３】図２２の一部を拡大して示す一部縦断側面図である。
【図２４】図２３に示す部分の平面図である。
【図２５】図２３に示す部分の正面図である。
【図２６】本発明の他の実施形態に係る水底地盤打込み部材を用いた水域構造物を示す縦断側面図である。
【図２７】図２６の一部省略平面図である。
【図２８】矢板壁を示す平面図である。
【図２９】図２８の一部を拡大して示す平面図である。
【図３０】本発明の他の実施の形態に係る水域構造物を示す縦断側面図である。
【図３１】図３０の一部省略平面図である。
【図３２】上部梁材と斜材との連結構造の第１例を示す側面図である。
【図３３】図３２の一部縦断正面図である。
【図３４】上部梁材と斜材との連結構造の第２例を示す側面図である。
【図３５】図３４の正面図である。
【図３６】上部梁材と斜材との連結構造の第３例を示す側面図である。
【図３７】図３６の正面図である。
【図３８】連結杆を有する支持フレームの側面図である。
【図３９】斜材の上端部と水底地盤打込み部材および上部梁材との連結構造を示す一部縦断側面図である。
【図４０】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第１例を示す縦断側面図である。
【図４１】図４０の縦断正面図である。
【図４２】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第２例を示す縦断側面図である。
【図４３】図４２の縦断正面図である。
【図４４】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第３例を示す縦断側面図である。
【図４５】図４４の横断平面図である。
【図４６】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第４例を示す縦断側面図である。
【図４７】図４６の縦断正面図である。
【図４８】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第５例を示す縦断側面図である。
【図４９】図４８の縦断正面図である。
【図５０】図４８の一部を横断した平面図である。
【図５１】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第６例を示す縦断側面図である。
【図５２】図５１の縦断正面図である。
【図５３】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第７例を示す縦断側面図である。
【図５４】図５３のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図５５】上部梁材と水底地盤打込み部材および後方杭との結合構造の第８例を示す縦断側面図である。
【図５６】図５５の一部横断平面図である。
【図５７】シールリング付き下部筒体の他の例を示す縦断側面図である。
【図５８】図５７に示した下部筒体と後方杭との間に経時硬化性充填材料を充填した状態を示す縦断正面図である。
【図５９】下部筒体内の上部および下部スペーサを取付けた例を示す縦断側面図である。
【図６０】図５９の横断平面図である。
【図６１】対向する経時硬化性材料にわたって床版を架設固定した水域構造物を示す縦断側面図である。
【図６２】図６１の一部を拡大して示す縦断側面図である。
【図６３】後方杭を沖側に増設した第１例の水域構造物の縦断側面図である。
【図６４】後方杭を沖側に増設した第２例の水域構造物の縦断側面図である。
【図６５】後方杭を沖側と陸側に増設した第２例の水域構造物の縦断側面図である。
【図６６】本発明の他の実施形態に係る水域構造物を示す縦断側面図である。
【図６７】本発明の他の実施形態に係る水域構造物を示す縦断側面図である。
【図６８】本発明の他の実施形態に係る水域構造物を示す縦断側面図である。
【図６９】図６６のＥ−Ｅ線断面図である。
【図７０】本発明の他の実施の形態に係る水域構造物を示す縦断側面図である。
【図７１】図６８のＦ−Ｆ線断面図である。
【図７２】本発明の他の実施形態に係る水域構造物を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 水底地盤打込み部材
２ 水底地盤
３ 斜材
４ 杭挿通用下部筒体
５ 後方杭
６ 連結部材
７ 上部梁材
８ 支持部材
９ 経時硬化性材料
１０ 連結杆
１１ せん断力伝達部材
１２ 注入孔
１５ 長孔
１６ シールリング
１７ ジベル用鋼棒
１８ 継手
１９ 継手
２０ 補強板
２１ ジベル用鋼棒
２２ 連結板
２５ 経時硬化性材料
２６ 逆Ｕ字状鉄筋
２７ 仕切板
２８ 補剛板
２９ 開口部
３０ 補強板
３２ 座板
３３ リブプレート
３４ ボルト
３５ 挿込部材
３６ アンカーボルト
３７ ナット
３８ アーム
３９ 係止金具
４０ 挿込金具
４１ ガイド斜面
４２ 係合金具
４４ 開閉弁
４８ 鋼製矢板
４９ 矢板壁
５１ 裏込土
５２ 裏埋土
５３ 支持層
５４ スリット
５５ 下部支承部材
５６ 上部支承部材
５７ 支持フレーム
６２ 切欠段部
６３ ボルト
６４ 床版
６５ 凹部
６６ ナット
６７ 捨石層
６８ コンクリート製箱体
６９ コンクリート製蓋
７０ 渡り版
７１ 充填材
７２ 洗掘防止工
７３ コンクリート部材
７４ コンクリート製充填材
２００ 版状体

Claims (11)

1. 多数の水底地盤打込み部材（１）が適宜間隔を隔てた状態で水底地盤（２）に打設され、前記水底地盤打込み部材（１）の上部から水底地盤（２）に向かって斜め下向きに延長する多数の斜材（３）が、横方向に適宜間隔を隔てて配置され、前記斜材（３）の下端部には杭挿通用下部筒体（４）が連結され、前記杭挿通用下部筒体（４）の内面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記杭挿通用下部筒体（４）に挿通された後方杭（５）は水底地盤（２）に打設され、前記後方杭（５）の少なくとも前記杭挿通用下部筒体（４）に挿通される部分の外周面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記杭挿通用下部筒体（４）と前記後方杭（５）とにより形成された空間部には、モルタル等の経時硬化性材料が充填され、前記杭挿通用下部筒体（４）は前記後方杭（５）の中間部に結合され、斜材（３）と前記後方杭（５）とを連結せしめる格点（１１０）を形成し、前記水底地盤打込み部材（１）の上端部は構造物延長方向に互いに連結され、前記水底地盤打込み部材（１）の上端部と斜材（３）の上端部とが、コンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され上方結合部Ａを構成し、前記後方杭（５）の上端部は経時硬化性材料の中に埋設され上方結合部Ｂを構成し、コンクリートなどの経時硬化性材料からなる連結部材（６）の両端部は各々前記上方結合部Ａおよび上方結合部Ｂと一体化され、前記水底地盤打込み部材１の背面には裏埋材が適宜高さまで充填されている水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
2. 多数の水底地盤打込み部材１が適宜間隔を隔てた状態で水底地盤（２）に打設され、前記水底地盤打込み部材（１）の上部から水底地盤（２）に向かって斜め下向きに延長する多数の斜材（３）の上端部が、前記水底地盤打込み部材（１）に交差する方向に延長する上部梁材（７）に溶接接合またはボルトなどの機械的手段によって連結され、前記斜材（３）の下端部に杭挿通用下部筒体（４）が連結されて支持部材（８）が構成され、前記杭挿通用下部筒体（４）の内面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、適宜間隔を隔てて配置されて水底地盤（２）に打設された多数の後方杭（５）に、それぞれ支持部材（８）における杭挿通用下部筒体（４）が挿込まれ、前記後方杭（５）の少なくとも前記杭挿通用下部筒体（４）に挿通される部分の外周面には適宜間隔でずれ止め用の突起が設けられ、前記杭挿通用下部筒体（４）と前記後方杭（５）とにより形成された空間部には、モルタル等の経時硬化性材料が充填され、前記杭挿通用下部筒体（４）は前記後方杭（５）の中間部に結合され、前記水底地盤打込み部材（１）の上端部は構造物延長方向に互いに連結され、前記上部梁材（７）の一端部と前記水底地盤打込み部材（１）の上端部と前記斜材（３）の上端部とが、コンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定されて上方結合部Ａを構成し、前記上部梁材（７）の他端部と前記後方杭（５）の上端部とがコンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され上方結合部Ｂを構成し、前記水底地盤打込み部材（１）の背面には裏埋材が適宜高さまで充填されている水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
3. 上方結合部Ａと上方結合部Ｂの間の上部梁材（７）がコンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設されている請求項２記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
4. 水底地盤打込み部材（１）が鋼管矢板または鋼矢板などの壁体構成部材である請求項１記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
5. 水底地盤打込み部材（１）が鋼管矢板または鋼矢板などの壁体構成部材である請求項２記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
6. 水底地盤打込み部材（１）が鋼管矢板または鋼矢板などの壁体構成部材である請求項３記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
7. 斜材（３）と上部梁材（７）との連結部から離れた位置で、かつ斜材（３）と杭挿通用下部筒体（４）との連結部側において、支持部材（８）と上部梁材（７）とが連結杆（１０）を介して連結されている請求項２，請求項３，請求項５または請求項６記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
8. 斜材（３）の上部と水底地盤打込み部材（１）の上部とが鋼板からなるせん断力伝達部材（１１）により互いに溶接されている請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６または請求項７記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
9. 斜材（３）の上端部に鋼製下部支承部材（５５）が溶接により固着され、水底地盤打込み部材（１）の上端部に鋼製上部支承部材（５６）が溶接により固着され、前記下部支承部材（５５）と上部支承部材（５６）との間に断面が台形状の箱形鋼製せん断力伝達部材（１１）が介在している請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６または請求項７記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
10. 水底地盤打込み部材（１）の上端部が構造物の延長方向にコンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され、互いに連結されている請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８または請求項９記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。
11. 水底地盤打込み部材（１）の上端部および後方杭（５）の上端部が、各々構造物の延長方向にコンクリートなどの経時硬化性材料の中に埋設固定され、互いに連結されている請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８または請求項９記載の水底地盤打込み部材を用いた水域構造物。

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