JP4024064B2 - 護岸構造物及び護岸工法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、法面保護を目的とした護岸構造物及び護岸工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の河川における護岸工法としては、ブロックマット工法、自然石張・積工法、蛇篭工法、かごマット工法、ブロック張・積工法、連接ブロック工法などが各種提案されている。特に、流速の速い河川における護岸工法においては自然石やコンクリートブロック等の硬性素材を剛体に拘束し、重量により法面を押え、表面の粗度により流速の低減を図り得るように設計することが望ましいとされている。
【0003】
また、護岸構造物の構成材として土砂を使用した工法として特願平9−322837号(特開平11−158874号)がある。この工法は法面にプラスチック製の網状体を敷設し、網状体の上に中詰材として土砂を覆土した後、網状体を先端から巻き上げ、網状体で土砂を包囲することにより、斜面と中詰土砂を一体化して護岸構造体が斜面から滑落することの防止を目的としたものである。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した河川における護岸工法等においては次のような改善すべき点がある。
<イ>前記した従来の工法では構成部材は基本的に殆どすべてが現地以外からの購入となり、現地発生土砂の有効利用は図りにくく、また、植生回復・繁茂も困難な状況にある。
<ロ>護岸構造物は剛体であるため、河川堤体・河床の侵食破壊や洗掘破壊に対しても追従性が悪くなる。
<ハ>護岸構造物の中詰材として土砂を用いることは水流などの影響により護岸構造物から流出してしまうため、護岸構造物の中詰材として土砂を用いることは困難である。
<ニ>護岸構造物の中詰材として土砂を用いることは土砂の性質上、構造物内での流動を避けられず、護岸構造物として要求される剛体構造を形成することが困難である。このため高さ方向に長い法面上に施工する場合には段積み状に分けて施工する必要があり施工に時間と手間が掛かる。
【0005】
【本発明の目的】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは中詰材として土砂を使用しながら十分な剛体構造を有する護岸構造物及び護岸工法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために本発明は、斜面上に構築し、土砂層を有する護岸構造物であって、前記土砂層の少なくとも上位及び下位に位置する補強ネットと、前記土砂層を拘束する拘束治具とから構成し、前記拘束治具は、前記土砂層に対し上位に位置する補強ネット上面から前記土砂層及び前記下位の補強ネットを貫通する棒状の部材であって、当該拘束治具の一端には上位の補強ネットに掛止可能に形成した膨出部を有すると共に、他端には下位の補強ネットの開口にねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条とからなり、前記締付治具の他端にはガイドエッジを形成したことを特徴とする、護岸構造物を提供する。
【0007】
又、本発明は、斜面上に土砂層を有する護岸構造物を構築する護岸工法であって、前記土砂層の少なくとも上位及び下位に位置する補強ネットと、前記土砂層を拘束する拘束治具とを使用し、前記拘束治具は、前記土砂層に対し上位に位置する補強ネット上面から前記土砂層及び前記下位の補強ネットを貫通する棒状の部材であって、当該拘束治具の一端には上位の補強ネットに掛止可能に形成した膨出部を有すると共に、他端には下位の補強ネットの開口にねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条とからなり、前記締付治具の他端にはガイドエッジを形成し、斜面上に補強ネットを敷設し、前記補強ネット上に土砂を巻き出して土砂層を形成し、前記補強ネットにより土砂層を巻き込んだ後、拘束治具を前記土砂層に対し上位の補強ネットの上方から土砂層及び下位の補強ネットに達するまでねじ込み、前記上位の補強ネットと下位の補強ネット間での土砂拘束した護岸構造物を構築することを特徴とした、護岸工法を提供する。
【0008】
【本発明の実施の形態1】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
図1は本発明の護岸構造物及び護岸工法の斜視説明図である。
【0009】
<イ>基本構成
本発明の護岸構造物10は、斜面60上に構築し、土砂層12を有する護岸構造物であって、前記土砂層12の少なくとも上位及び下位に位置する補強ネット11と、前記土砂層12を拘束する拘束治具20とから構成することを特徴とした護岸構造物10である。以下、各構成部材に分けて説明する。
【0010】
<ロ>補強ネット
補強ネット11は土砂層を巻き込むことにより拘束する部材である。
上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aは、夫々土砂層12に対し上位及び下位に位置する補強ネット11の部分を示すものであり、上位の補強ネットと下位の補強ネットとは連続した一の部材である。
補強ネット11には引張強度に優れた可撓性を有するメッシュ状のネット材を使用する。例えば織物(平織、多重織等)、編物(無結節編、ラッセル編等)、不織布等のジオテキスタイル、又は樹脂押出し成形品や繊維と樹脂押出し成形品との複合材等のジオグリッドを使用できる。
【0011】
<ハ>拘束治具
図3に拘束治具の説明図を示す。
拘束治具20は、上位の補強ネット11bと下位の補強ネット11aの間で土砂層12が上下方向に移動することを確実に防止することを目的とした部材である。
拘束治具20は、棒状のロッド部21と、当該ロッド部21の一端には上位の補強ネット11bに掛止可能に形成した膨出部22を有すると共に、他端には下位の補強ネット11aの開口111aにねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条23とからなり、さらに前記ロッド部21の他端にはガイドエッジ25を形成したことを特徴する。
拘束治具20は金属又は樹脂等の剛性を有する素材で一体に形成する。
【0012】
ロッド部21は上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aの開口111aに挿通可能な断面寸法に設定し、その全長は土砂層12の層厚と略等しい長さに設定する。
【0013】
膨出部22は上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aの開口111aを貫通不能で上位の補強ネット11bに掛止可能な大きさに形成する。又、膨出部22は外部から拘束治具20に回転力を付与し得る多角形などの形状に形成する。
必要に応じ、膨出部22の下部に鍔26を形成してもよい。
【0014】
螺旋突条23は拘束治具20を貫入方向へ回すことにより土砂層12内の深部へと貫入することを可能とする部分である。
螺旋突条23はロッド部21の端部から一定の長さに亘りスパイラル状に形成した自穿孔する羽根であり、その外形がロッド部21の先端に向けて徐々に小さく形成する。螺旋突条23の最小径は上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aの開口111a,111bと等しいか、それより僅かに小さく形成し、又その最大径は上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aの開口111a,111bより大きく形成する。
【0015】
ガイドエッジ25は拘束治具20を上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aの開口111a,111bとの位置あわせを容易にするための部分である。ガイドエッジ25はロッド部21の端部を半切りし、その縁部の一部を切り欠いて形成する。
【0016】
次に上記護岸構造を構築する護岸工法について説明する。
図1に護岸工法の斜視説明図、図2に補助ネット11の敷設工程と土砂層12の形成工程の説明図を示す。
本工法は、斜面60上に護岸構造物を構築する護岸工法であって、斜面60上に補強ネット11を敷設し、前記補強ネット11上に土砂を巻き出して土砂層12を形成し、前記補強ネット11により土砂層12を巻き込んだ後、拘束治具20を前記土砂層に対し上位の補強ネット11bの上方から土砂層12及び下位の補強ネット11aに達するまでねじ込み、前記上位の補強ネット11bと下位の補強ネット11a間での土砂の流動を抑止可能に拘束した護岸構造物10を構築することを特徴とした護岸工法である。以下、各工程に分けて説明する。
【0017】
<イ>補強ネットの敷設
護岸構造物10を構築する斜面60上を整地して補強ネット11を敷設する。補強ネット11は、斜面60の法長の2倍以上の長さを有し、後に形成する土砂層を巻き込み(包み込み)可能な大きさのものを使用する。
【0018】
<ロ>根固め工及び天端保護工
まず、河床にかかる護岸構造物10の脚部の洗掘防止を目的として根固め工を実施するとともに、護岸構造物10の天端部を保護する天端保護工を実施する。根固め工及び天端保護工は、作業土工、根固めブロック工、間詰工、沈床工、捨石工、かご工その他など一般に用いられている工種を適宜選択して実施する。本例においては、例えば函体又は袋体に形成した網体内に自然石を詰め石したふとん篭13を設置する。
【0019】
<ハ>土砂層の形成
補助ネット11上に土砂等を撒き出し、転圧を行い締め固めて所定層厚の土砂層12を形成する。
ここで使用する土砂は護岸構造物10を構築する斜面60の切土により現地発生土砂を利用することができる。
【0020】
土砂層12の上面には土砂の吸出し防止を目的とした表面処理材14を敷設する。表面処理材14としては目合いが1〜10mmのネット材や不織布を使用するが、土砂の吸出しを防止し得るシート材であれば他のシート材を使用してもよい。
【0021】
<ニ>巻き込み工程
補強ネット11を、天端部及び根固め部のふとん篭13,13並びに土砂層12の上面を巻き込んで包み込む。土砂層12の側面は露出させたままにするか、若しくは側面を塞いで袋状に形成するかは適宜選択する。
【0022】
<ホ>プレストレスの導入
土砂層12に対し上位の補強ネット11bと下位の補強ネット11a間に拘束治具20によりプレストレスを導入することにより土砂層12を上下方向から拘束する。
プレストレスの導入は所定の間隔を隔てて複数箇所で行う。
まず拘束治具20を貫入方向へ回しながらロッド部21の先端側を上部補助ネットの開口から土砂層12を貫いて下位の補強ネット11aに達するまでねじ込む。
ここで図4に示すように、拘束治具20の中心と下位の補強ネット11aの開口111aの中心がずれていても、拘束治具20を回転させることによりロッド部21先端の半円柱部24が開口111aに入り込むとともにガイドエッジ25が下位の補強ネット11aに当接する。
さらに拘束治具20を回転させることにより、図5に示すようにガイドエッジ25と下位の補強ネット11aとの当接点を支点として回転移動して拘束治具20の中心と開口111aの中心とが一致する(図6)。
【0023】
さらに拘束治具20を回し続けることにより拘束治具20の先端は斜面60の内部へと貫入していく。すると拘束治具20は土砂層12と略等しい長さに形成しているため土砂層12を貫通しようとするが拘束治具20の膨出部22が上位の補強ネット11bの貫通を阻止するためプレストレスが導入される。この結果、土砂層12の上下面が詰めつけられて拘束され、せん断強度の高い剛体構造からなる護岸構造物10を得ることができる。
【0024】
また、土砂層12を構成する土砂の移動は、水平方向についてはメッシュ構造により阻止され、上下方向については拘束治具20により導入したプレストレスによって阻止される。
【0025】
また、拘束治具20の先端は斜面60の内部へと貫入するため、護岸構造物10を斜面60に固定するアンカー部材としても機能する。
【0026】
なお、本発明におけるプレストレスの導入方法は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばロープ材を使用して上位の補強ネット11b・下位の補強ネット11a間を縫合してプレストレスを導入する等、様々な土砂層12を拘束できる方法を採用できる。
【0027】
<ヘ>植生工
護岸構造物10について河川上流からの富養な流入土砂による自然植生だけでなく積極的に植生を促す場合には、護岸構造物10の上面に0〜20cm程度覆土して張芝工を施工してもよい。
または、前記土砂層12と上位の補強ネット11bとの間に種子,各種肥料等を不織布等によりシート化した植生シートや植生マットを重合させて敷設してもよい(図示せず)。
【0028】
【発明の実施の形態2】
本実施の形態は、前記の実施の形態1における拘束治具を、護岸構造物10を構築する斜面60と前記補強ネット11の中間に位置する支持プレート41と、前記支持プレート41から護岸構造物10の表面まで延出したボルト43と、前記ボルト43に対応する締結部材45とから構成することを特徴とするものである。
【0029】
図7に本実施の形態に係る拘束治具の説明図を示す。
支持プレート41は後述するプレストレス導入用のボルト43を支持する部材である。支持プレート41は帯状板で構成し、所定の間隔ごとにプレストレス導入用のボルト43を挿入するためのナット部42を形成するとともに、支持プレート41相互間での連結を可能とする孔部46を形成する。
ナット部42は溶接又は接着など一般に用いられている手法により支持プレート41に一体化する。
孔部46はナット部42に嵌合し得る口径に形成する。支持プレート41は護岸構造物10を構築する斜面60の設置範囲に対応できるように複数の寸法で形成しておくとよい。
【0030】
ボルト43はその直径を上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aの開口111a,111bよりも小さく、かつ、支持プレート41のナット部42に対応して形成した寸切りボルト43を使用する。また、ボルト43の全長は少なくとも土砂層12の層厚と略等しい寸法に形成する。
なお、本例においては支持プレート41のナット部42にボルト43を螺入することにより支持プレート41とボルト43とを一体化するが、予め支持プレート41のナット部42部分にボルト43を一体に形成してもよい。
【0031】
次に本実施の形態に係る護岸構造物10の構築する護岸工法について説明する。
本工法は、斜面上に護岸構造物を構築する護岸工法であって、構築する護岸構造物10の表方向に伸延し、護岸構造物10の層厚長さよりも長く形成したボルト43を有する支持プレート41を斜面上に配置し、補強ネット11を敷設し、前記補強ネット11上に土砂を巻き出して土砂層12を形成し、前記土砂層12の上面に補強ネット11が位置するように巻き込んだ後、上位の補強ネット11b上に突出した前記支持プレート41のボルト43に締結部材45を締め込み、上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11a間での土砂の流動を抑止可能に拘束した護岸構造物10を構築することを特徴とした護岸工法である。
本工法において拘束治具40の設置及びプレストレスの導入工程以外の工程については前記発明の実施の形態1において説明した護岸工法と同様であるためその説明を省略する。
【0032】
<イ>拘束治具の設置
拘束治具40を構成する支持プレート41は、護岸構造物10を構築する斜面60と下位の補強ネット11aの中間に設置し、支持プレート41の所定位置にピンを打設するか、接着剤を用いて斜面60に固定する。即ち、斜面60上に下位の補強ネット11aを敷設する前に支持プレート41を設置する。
複数の支持プレート41は井桁状に組み合わせて設置する。各支持プレート41同士の組み付けは、図7に示すように、一方の支持プレート41のナット部42と、他方の支持プレート41の孔部46とを嵌合させて行う。
支持プレート41のナット部42の雌ねじにボルト43の雄ねじをねじ込んで取り付ける。
【0033】
支持プレート41上方に下位の補強ネット11aを敷設し、下位の補強ネット11a上に土砂層12を形成し、土砂層12の上面に上位の補強ネット11bを敷設する工程は、前記実施の形態1における工程と同様であるため説明を省略する。
【0034】
<ロ>プレストレスの導入
上位の補強ネット11bの開口111bより上方に突出しているボルト43先端部に締結部材45をねじ込む。締結部材45としてはボルト43に対応したナットが適切であり本例においてもナットを使用するが、他に締結力を付与できる部材であれば代用することが可能である。この際、補強ネットの開口111bよりも広い面積を有し、かつボルト43を挿通しうる孔部46を有するプレート44を締結部材(ナット)45と上位の補強ネット11bの間に挿通するとナット45の締結力をより伝達できるため効果的である。
【0035】
拘束治具40は締結部材(ナット)45を上位の補強ネット11bに掛止した後もねじ込むことによりプレストレスが導入され土砂層12を上下面から締め付ける。同様に所定箇所に突出したボルト43の先端部に締結部材(ナット)45をねじ込んで土砂層12を拘束することにより、せん断強度の高い護岸構造物10を構築することができる。
【0036】
本実施の形態に係る護岸構造物10によれば、井桁状に組み上げた支持プレート41によりプレストレスを導入箇所に集中させずに効率よく分散させて伝達できるため、前記実施の形態1に係る護岸構造物10よりも高い剛性を発揮できる他、補強ネット11に対し実施の形態1におけるよりも剛性を必要としない。このため織・編・樹脂押し出し形成などの様々なジオテキスタイル,ジオグリッドを使用することができる。
【0037】
なお、本例においては支持プレート41を井桁状に配置した場合について説明したがこれに限定されるものではなく所定間隔を隔てて支持プレート41を川の字状に配置するなど様々な組み合わせの配置を採用することができる。
【0038】
【発明の実施の形態3】
本実施の形態は、前記の実施の形態2における拘束治具を、護岸構造物10を構築する斜面60と前記補強ネット11の中間に位置する支持プレート41と、前記支持プレート41から護岸構造物10の表面まで延出したボルト43と、前記ボルト43に対応する締結部材45とから構成し、前記ボルト43に網帯体50を掛け渡すことにより、土砂層を区分したことを特徴とするものである。
なお、護岸構造物及び護岸工法における土砂層の区分以外の構成及び工程は、前記発明の実施の形態1又は発明の実施の形態2における構成及び工程と同様であるためその説明を省略する。
【0039】
図8に本実施の形態における拘束治具の配置関係の平面説明図を示す。
土砂層の区分は、帯板状に形成した支持プレート41と、支持プレート41に立設したボルト43(支柱)と、網帯体50により構成する。この支持プレート41及びボルト43は前記実施の形態の説明2において説明したものと同じ部材であるため説明を省略する。網帯体50は、引張強度に優れた可撓性を有するメッシュ状のネット材を帯状に形成したものを使用する。
また、本例においては土砂層の区分を千鳥状に行う施工例について説明するが、これに限定されるものではなく、支持プレート41及びボルト43の配置を選択することにより井桁状、ハニカム状など種々の形態で区分することが可能である。
【0040】
根固め工及び天端保護工を実施し、斜面60上に複数のボルト43(支柱)を立設させた支持プレート41を所定の間隔を隔てて設置する。次に補強ネット11を敷設する。
【0041】
支持プレート41は、図8に示すように、立設したボルト43(支柱)に網帯体50を上下方向に掛け渡して千鳥形状を構成するように配置してピン47により固定する。隣り合う網帯体50,50はコイル51により連結して固定する。
【0042】
土砂を撒き出して所定層厚の土砂層を形成する。
補強ネット11により根固め部分(ふとん篭13)、土砂層12、及び天端部分(ふとん篭13)を巻き込んで土のう状に包み込む。
上位の補強ネット11bの開口111bより上方に突出しているボルト43先端部に締結部材45(ナット)をねじ込んでプレストレスを導入することにより、本実施の形態に係る護岸構造物を構築することができる。
【0043】
本実施の形態に係る護岸構造物によれば、網帯体50により連続性・一体性を犠牲にすることなく土砂層12を区分したことにより、土砂層12を上位の補強ネット11b及び下位の補強ネット11aのみにより拘束する場合に比し、網帯体50より強力に土砂の上下方向への流動を阻止することが可能となる。この結果、より強固な剛体構造を有する護岸構造物を提供することができる。
【0044】
【本発明の効果】
本発明は、以上説明したようになるから次の効果を得ることができる。
<イ>土砂層の水平方向への流動のみだけでなく、上下方向への流動をも拘束し、護岸構造物の構成要素として土砂を用いながらも剛体構造の護岸構造物を提供できる。
<ロ>拘束治具が護岸構造物のアンカーとしても機能するため、別途アンカーを打設せずとも斜面に対し十分に一体化させることができる。
<ハ>基本的に柔体構造の護岸構造物であるため、河川堤体・河床の侵食や洗掘に対しても追従して維持することができる。
<ニ>土砂層を形成する際に現地発生土砂を使用できるため、現地発生土砂の有効利用を図ることができる。
<ホ>表面処理材の併設により、侵食や吸出しの防止、良好な植生回復・繁茂を図ることができる。
<ヘ>植生はメッシュもしくはネット状の補強材に固着し、表面の粗度をあげたため、近傍流速の低減効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の護岸構造物及び護岸工法の斜視説明図
【図2】補助ネットの敷設工程と土砂層の形成工程の説明図
【図3】発明の実施の形態1に係る拘束治具の説明図
【図4】拘束治具と補強ネットの位置合わせの説明図
【図5】図4におけるV−Vの矢視図
【図6】補強ネットと拘束治具のロッド部の螺旋突条の掛止状態の説明図
【図7】発明の実施の形態2に係る拘束治具の説明図
【図8】発明の実施の形態3に係る拘束治具の配置関係の平面説明図
【符号の説明】
10・・・・・・・・護岸構造物
11・・・・・・・・補強ネット
11a・・・・・・・下位の補強ネット
11b・・・・・・・上位の補強ネット
111a,111b・開口
12・・・・・・・・土砂層
13・・・・・・・・ふとん篭
14・・・・・・・・表面処理材
20・・・・・・・・拘束治具
21・・・・・・・・ロッド部
22・・・・・・・・膨出部
23・・・・・・・・螺旋突状
24・・・・・・・・半円柱部
25・・・・・・・・ガイドエッジ
26・・・・・・・・鍔
40・・・・・・・・拘束治具
41・・・・・・・・支持プレート
42・・・・・・・・ナット部
43・・・・・・・・ボルト
44・・・・・・・・プレート
45・・・・・・・・締結部材(ナット)
46・・・・・・・・孔部
47・・・・・・・・ピン
50・・・・・・・・網帯体

Claims (2)

  1. 斜面上に構築し、土砂層を有する護岸構造物であって、
    前記土砂層の少なくとも上位及び下位に位置する補強ネットと、
    前記土砂層を拘束する拘束治具とから構成し、
    前記拘束治具は、前記土砂層に対し上位に位置する補強ネット上面から前記土砂層及び前記下位の補強ネットを貫通する棒状の部材であって、
    当該拘束治具の一端には上位の補強ネットに掛止可能に形成した膨出部を有すると共に、他端には下位の補強ネットの開口にねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条とからなり、
    前記締付治具の他端にはガイドエッジを形成したことを特徴とする、
    護岸構造物。
  2. 斜面上に土砂層を有する護岸構造物を構築する護岸工法であって、
    前記土砂層の少なくとも上位及び下位に位置する補強ネットと、前記土砂層を拘束する拘束治具とを使用し、
    前記拘束治具は、前記土砂層に対し上位に位置する補強ネット上面から前記土砂層及び前記下位の補強ネットを貫通する棒状の部材であって、当該拘束治具の一端には上位の補強ネットに掛止可能に形成した膨出部を有すると共に、他端には下位の補強ネットの開口にねじ込んで掛止可能に形成した螺旋突条とからなり、前記締付治具の他端にはガイドエッジを形成し、
    斜面上に補強ネットを敷設し、
    前記補強ネット上に土砂を巻き出して土砂層を形成し、
    前記補強ネットにより土砂層を巻き込んだ後、
    拘束治具を前記土砂層に対し上位の補強ネットの上方から土砂層及び下位の補強ネットに達するまでねじ込み、前記上位の補強ネットと下位の補強ネット間での土砂拘束した護岸構造物を構築することを特徴とした、
    護岸工法。
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