JP5131742B2 - 護岸構造物の基礎構築工法 - Google Patents

Description

本発明は、入江の内部や大きな湾内の海域の一部を、所定の広さに仕切るように構築して、その仕切られた区画を廃棄物投棄処理場として供するための、仕切護岸の構築方法に関し、特に、海底地盤上に構造物を立設する際の、支持基礎の構築方法に関する。

一般に、大きな湾の内部や外海の荒波の影響を受けにくい海域の一部を、護岸により区分した処分場として構築し、この処分場の内部と外海との間で水が流通しないように区切っている。そして、処分場の中に堆積される廃棄物と、その廃棄物に接触して汚染された水を、仕切った区画の内部に封じ込めて、外海に流れ出さないようにするために、仕切護岸を構築して閉じ込めている。このような仕切護岸において、護岸構造物の底部と支持層としての海底地盤の表面との間で、遮水性を良好に維持可能とするために、海底地盤の上にアスファルト混合物の層を構築し、構造物を載置する基礎や構造物の底面と地盤の表面との接する面の間で、遮水性を維持させるように構成している。（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００６−２０４９６５

前記従来例のように、遮水性を向上させるように地盤改良処理を行った海底地盤に、溝状の凹部を掘削して、その凹部の底部に構造物を支持するために、アスファルトやコンクリートの層を構築することが一般に行われている。ところが、アスファルトやコンクリート層の表面を、セルフレベリング性を利用し、その表面を平坦にするためには、打設量に見合った広い面積を確保することが必要となる。

また、前記遮水層を構築するに際して使用されるアスファルト混合物は、ストレートアスファルトに石粉や細かい砂等を混合したものが用いられており、狭い隙間に充填する場合にも空間が生じないように、流動性が良好な性質を発揮できるものとして用いられる。ところが、前記流動性の良好な状態に作成されたアスファルト混合物は、その単位ボリューム当たりの単価が、陸上で道路舗装等に使用されるアスファルト混合物に比べて、数倍もしくは十数倍と、非常に高価なものとなっている。さらに、アスファルト使用量が陸上用に比較して多いという他に、アスファルト混合物を海上で施工するために、特殊な作業用船舶を多く使用することや、潜水作業員に頼らなければならないこと等の、作業条件が異なってもいる。

それに加えて、作業環境が劣悪で、天候の影響を受けやすいことや、作業効率が非常に良くないことが多い等の、海上や海中での作業に伴う各種の条件が大きく影響していることもある。しかしながら、近年の経済環境の影響は、埋立地の造成等の工事のコストを低減させなければならない、という方向に向かっている。そのような要求に対して、仕切護岸の構築等の仕事においても、その強度と遮水性等の特性を損なうことなしに、施工コストを低減させる工法を開発することが要求されているのが現状である。

本発明は、前記仕切護岸での遮水処理を有効に行い得て、遮水層の施工コストを低減させても、信頼性の高い遮水部としての性能を、従来の仕切護岸と同等に維持することが可能な工法を提供することを目的としている。

本発明は、海底地盤上にケーソンのような構造物を列状に構築して海域を所定の広さに仕切り、前記仕切られた内部の区画に廃棄物を投棄するための仕切護岸の構築工法に関する。
請求項１の発明は、 前記仕切護岸を構築するに際しては、最初に、前記構造物を設置する地盤を不透水性改良地盤とする処理を施してから、前記不透水性地盤とする地盤改良を行った地盤に凹溝を構築し、
次いで、前記凹溝の底部の表面凹凸を解消するために、コンクリートを前記凹溝の底部表面に打設して下部充填層を構築し、
前記下部充填層の上に所定の厚さのブロック状部材を一定の間隔で敷き並べて前記構造物の支持層を設け、前記ブロック状部材の間と前記構造物を立設する凹溝の底部表面を埋めるようにアスファルト混合物を打設して、前記下部充填層と一体に働く遮水層とする工程を順次施工し、
次に、前記凹溝に護岸本体となる前記構造物を列状に立設してから、前記構造物の基部と前記凹溝の間の隙間を埋めるように、アスファルト混合物を充満させる処理を行って、前記構造物の基部と不透水性地盤の遮水層とを一体化するように、遮水処理を施したことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記凹溝の底面に前記構造物の支持層として施工する前記下部充填層の上に、多数の貫通孔を縦横に設けたブロック状部材を一定の間隔で敷き並べて、前記構造物の支持層を構築した上に前記構造物を列状に立設してから、
前記構造物の基部と凹溝との間に遮水材を充満させる処理を行って、地盤と構造物との間に隙間を生じさせないようにして、地盤と構造物とを一体化した遮水性を発揮させる仕切護岸として構築することを特長とする。

前述したように構造物を立設させて保持するための基礎を構築するに際して、支持基盤の表面に凹凸が残っていても、その地盤上に構築する構造物に対しては、平らに形成した支持面上に立設できるので、護岸構造物の構築工事を容易に行うことができる。そして、支持基盤の構造物を支持する上面に対して、構造物の底面が隙間なく接するように構築でき、海底での作業であっても、潜水作業員による施工能率を向上させることができる。さらに、基礎として打設するコンクリート層の表面が、正しく平らでなかったとしても、その上に施工するアスファルト層により、構造物の底面との間で隙間が形成されることがなく、基礎と構造物の底面との間での遮水性を損なうことがなくなる。

さらに、構造物構築場所に配置するブロック状部材は、任意の断面形状で貫通孔を有するものや孔を有しないものを用いて、構造物を支持させるとともに、その周囲にアスファルト混合物を打設することにより、遮水層を容易に構築できる。また、前記ブロック状部材に代えて、アスファルトマット等を積層して設けることができるので、現場で入手可能な材料を用いてアスファルト混合物の中に位置させて、構造物の支持層を遮水層として容易に構築できる。

図示される例にしたがって、本発明の実施例の構成を説明するが、以下に説明する実施例は、廃棄物を埋めて投棄する海域を区画するために、ケーソン等の既製の護岸構造物を列設して護岸を構築する例を用いて説明している。前記仕切護岸を構築する海底地盤では、地盤上に立設して構築するケーソン等の護岸構造物を、従来の工法を用いる場合と同様に、所定の手順にしたがって構築して、支持基礎の上に立設して構築することができる。
なお、本工法を適用するに際しては、前記支持基盤や海底地盤に対しても、護岸と同様な遮水性を発揮させる処理を施して対応させている。

前記仕切護岸を、廃棄物埋立地の区画として用いる場合に、１列状に並べて立設するケーソン等の構造物の接続部の部分で、遮水性を良好に維持できるように遮水処理を行っている。また、前記仕切護岸を構成する際には、構造物を立設する地盤上に、遮水性を発揮するシートやマット等を敷設して、地盤表面を覆うとともに、構造物の底面との間に隙間が生じないように処理し、構造物を地盤上に安定支持させるようにする。そして、前述したように構成することによって、護岸に対して局部的に外部から大きな力が作用したとしても、列状に構築したケーソンが大きく移動されたり、ケーソンの接続部に充填している遮水材に大きな変形が生じることがなく、遮水壁としての性能を、長期間に亘って維持できる構造物とすることが、可能にされることを以下に説明している。

図１に説明する例は、陸上で所定の大きさに作成したケーソン２……を用い、構築現場で列状に並べた各ケーソンの間には、遮水材を充満させる処理を行って、遮水処理層３を設ける。そして、前記護岸１の埋立地側の側面には、必要に応じて遮水材の層を設け、護岸本体とその側面とに亘って遮水処理を施して、仕切護岸１として構築する場合を説明している。前記仕切護岸１を構築するために、従来より護岸や防波堤等として用いられている例と同様に、ケーソン２を用いている。前記ケーソン２としては、コンクリート製や鋼製のもの、鋼製の躯体の表面にコンクリートの被覆を設けたハイブリッド製等の、任意の構造の構造物を用いることや、大きなコンクリートブロック状のもの等を用いることができる。

前記ケーソン２を海底地盤上に列設して、護岸１を構築するために、ケーソンを立設する部分に対応させて、海底地盤１０の所定の範囲に亘って、地盤改良処理を行った遮水処理層１１を構築する。そして、その地盤を上から掘削して溝状の掘削凹部１２を形成し、その掘削凹部１２の底部に、構造物を支持する基礎構造物を構築する。
前記基礎構造物は、掘削した凹溝１２の底面１３の不陸（凹凸）を解消するように。コンクリートを打設して下部充填層１４を構築し、そのコンクリート層の上面を平らに均して、構造物を立設させるための支持層２０を構築させるようにする。

なお、前記掘削凹部１２の溝の底面の凹凸は、海底での工事を潜水作業員が行う際に、地盤表面をできるだけ平らにすることが求められるのであるが、実際には、海底での工事であり、その作業性の問題等から、平面性等の条件に多くを期待することは困難である。そこで、前記構造物の底面が接する支持部での地盤表面に、凹凸が大きく現れることを防止して、その後に遮水工の施工する効果を、より良好に発揮できるようにするために、コンクリートを打設した支持層として、下部充填層１４を追加して施工すれば良いことになる。

前記支持層としての下部充填層１４は、構造物を支持する掘削凹部１２の溝の底面に対して、掘削の際に生じた不陸（凹凸）を修正するために設けている。そして、地盤に掘削した凹部１２の底面（構造物支持面）と、前記構造物の底面との間に、隙間が生じないように、前記支持層を位置させている。また、前記所定の深さに掘削して、溝状に構築した凹部１２の位置させる地盤では、その凹部を含む海陸側の両側の所定の範囲まで、地中に所定の深さまで遮水材を注入する等の、遮水処理を行った地盤改良部１１を設けている。したがって、護岸１を構築する地盤の地質が、透水性のある地盤もしくは砂地であったとしても、前記地盤改良部１１を設けたことで、不透水層とすることができる。

前述したように、護岸を構築する位置での海底地盤を、不透水性の性質を持たせる処理を施してから、前記下部充填層１４の上に、ケーソンの底部を支持する支持層２０を設け、その支持層２０の上面に、構造物としてのケーソンの底面（フーチング）４を密着させるようにして、水を通さないように一体化させる。前記支持層２０としては、厚さが１５cm程度のアスファルトマットを敷設して構成する例が図１に説明されており、その支持層２０に対して、構造物の重量により押圧する作用を加えるようにする。そして、前記マットを挟んでケーソンを立設することで、地盤とケーソンの間では、アスファルトマットの層の上下に接するところの、ケーソン底板と下部層の各々の面との間でも、遮水性を良好に発揮可能にしている。

前記図１に説明した例とは別に、図２に示す例では、掘削凹部１２の底面１３の上に、均しコンクリート層を下部充填層１４として施工し、さらに、その充填層１４の上に設ける遮水層を、アスファルト層２１で構成している。前記アスファルト層２１としては、図３にも説明するように、厚さがＨで巾がＷ、長さＬをケーソンの長さ等に合わせて構成したブロック状部材２２を所定の間隔で敷設して設ける。

そして、前記ブロック状部材２２の厚さを目盛り部材として用い、その部材に対応させた高さにアスファルトを打設して、図２に説明しているように、長く形成したブロック状部材２２をアスファルト混合物と一体化させて、アスファルト層２１として構築するのである。前記ブロック状部材２２として実際には、厚さＨ＝１５ｃｍ、Ｗ＝３０ｃｍ程度とし、長さＬを海中で潜水作業員が扱い得る程度に形成し、前記長いブロック状部材２２を下部充填層１４の上面に、所定の間隔を持たせるように並べて敷設する。

そして、図２に説明しているように、ブロック状部材２２を含む底部全体に、前記ブロック状部材２２の厚さ（Ｈ）を基準として、アスファルト混合物を打設して、ブロック状部材を含むアスファルト層を、複合支持層２３とした支持層２０を構築する。前記ブロック状部材２２を、アスファルト層を構築する際のスケールとして用いる場合に、そのブロック状部材２２の周囲部分で、後で打設するアスファルトとの間で、隙間が生じたりする欠陥が生じるということが懸念される。そこで、前記ブロック状部材２２の下部や、周囲に隙間が生じないようにするために、図４に示すように、ブロック状部材に縦横、斜め方向等に貫通させた孔を設けておいて、アスファルトが隙間なく充満されるようにすれば良いと考えられる。

前記ブロック状部材２２に上下に貫通させた孔を設けることは、前記ブロック状部材を製造する際に、アスファルト混合物の中に所定の太さの棒等を押し込んでおき、成型した後でその棒を引き抜く等の処理を施して作ることができる。その他に、ブロック状部材２２を所定の形状のものとして形成した後に、パイプ等を差し込んで孔を明ける等の手法を用いて製作しても良い。前記ブロック状部材２２に形成する孔は、図４（ａ）に示すように、任意の径の丸孔２２ａを、任意の間隔で設けることができるが、その孔２２ａは、流動性を有するアスファルトが十分に通る程度の、大きさを有するものとすることは当然である。また、前記貫通孔は、同図（ｂ）に示すように、丸い孔でも良いが、その他に、同図（ｃ）のように、四角断面の孔２２ｂでも良い。その他に、断面が楕円形の孔であったり、長方形の角断面の孔として構成しても良いことは勿論である。

なお、前記図示するブロック状部材２２としては、特に、アスファルト混合物をブロック状に成型したものに限定されるものではなく、ゴムや任意のプラスチック材料を用いて作成しても良い。前記ブロック状部材をプラスチック材料で作成する例では、ゴム等と同様な弾性を有するものであれば、その周囲に打設するアスファルトとともに、その上に構築した構造物の重量により押圧されて変形するので、支持層１４の上面と構造物の底面との間で、隙間が生じないように維持できることになる。

また、前記ブロック状部材に設ける孔は、ブロックの上下方向に貫通させるように形成するとともに、ブロックの両側の側面にも貫通させる状態に孔を設けておくと良い。さらに、前記貫通孔の各々は、水平、垂直に設けるのみでなしに、斜めにブロックを貫通させる孔も設けておくことで、支持層２０に打設したアスファルト混合物が、前記ブロック状部材に設けている孔を通って、ブロック状部材の側部に空隙があった場合に、その空隙にも充満されるように補助する。また、このブロック状部材に設けている孔を、任意の大きさに形成することで、アスファルト混合物に含まれている固形物のうち、比較的大きいサイズの塊や、液体、空気の泡等を、それが邪魔にならない位置に移動させたり、外部に向けて排出させたりすることができる。したがって、前記ブロック状の部材に孔を設けておくことで、アスファルト混合物を充満させた遮水層では、アスファルト混合物による遮水層としての性質に悪影響を及ぼすような異物が、好ましくない位置に混入されたまま残されることはなくなる。

前述したように、ブロック状部材に対して、任意の方向に貫通させた孔を多数設けたことにより、図５に説明するように、構造物を設置する凹部の下面で、下部充填層１４として設けたコンクリート層で、クラック１４Ａが生じて隙間が形成された場合でも、容易に対応させることが可能となる。つまり、下部充填層１４に生じたクラック１４Ａによる隙間に向けて、支持層２０のアスファルト混合物が、クラック１４Ａの隙間に向けて流れ、隙間を塞ぐ作用が自動的に行われるので、隙間がそのまま残ることがないようにして、遮水層としての性質を損なわないように保護できる。

図６に示す例は、前記図２、５に説明した例とは異なり、下部充填層１４と構造物２の底面との間に、アスファルトマットを敷き込んで、支持層２３を構成した場合を説明しているものである。この例において、アスファルトマットは、その構成・構造が特に限定されるものではなく、任意の厚さのものを重ねて設けることができ、その巾と長さ等も、その施工現場の状況に合わせて選択できる。

そして、前記任意の厚さのマットを下部充填層１４の全面を覆うように、または、構造物２の底面に対応させた広さで施工し、その側面とマット層２３、２３の間に、アスファルト混合物を打設する。前述したように構成したことで、前記マット層の上下のマット間とマット層の中間部に対して、前記打設するアスファルト混合物を充満させて一体化し、構造物２の底部材４の下面が、下部充填層１４の上に隙間なく立設されるようになる。
なお、前記図６に説明する例において、アスファルトマット部材２３は、構造物としてのケーソンを列設する長さ方向に、連続させるように配置するが、それ等のマットの長さ方向の接続部に対しても、アスファルト混合物を充填して隙間を埋めることで、一体のものとすることができる。

また、前記ブロック状部材２２を含めて、アスファルト混合物を打設した層２０を構築するに際して、前記ブロック状部材２２の下面や側部に、アスファルト混合物が充満されないままで、隙間２１ａが生じるような状態が発生することもあると考えられる。しかしながら、そのような空気を含んだ空間部が残るような状態でも、前記空隙部が位置する部分で、その周囲のアスファルト混合物がブロック状部材に設けている孔２２ａ、２２ｃ等を通って、その隙間２１ａに向けて移動される。それと同時に、空隙部にある空気もブロック状部材に設けている孔を通って排出されて、自動的に空隙部をアスファルトに置き換える作用が行われ、隙間がそのまま残らないように処理される。

さらに、前記ブロックに対して所定の径の孔を上下に貫通させて設けておくことで、下部充填層１４の上にアスファルト混合物の層を構築する際に、前記ブロックの下部と側面等にも、隙間なくアスファルトを充満させる処理を施すことができるものとなる。
また、前記ブロック状部材を内部に含んで、一体化するように含むアスファルト混合物の層を構築することに加えて、前記支持層２０の他に、溝の側面等の任意の面に対して、薄いアスファルトのシートを敷設することで、凹部の側面を保護する手段を設けることが可能である。そして、前記掘削凹部１２に設ける支持層２０に追加して、シート状のものを敷設する場合には、プラスチック製もしくはゴムの任意の厚さのシートを用いて、凹溝の任意の面を保護するように敷設することができる。

なお、前述したように、構造物を立設して設ける仕切護岸に対しては、それを構築する海底地盤に凹溝を掘削して、その凹溝の底部分に残る凹凸をカバーするように、任意の厚さでコンクリート層を構築して、そのコンクリート層の表面を均すことで、その上に立設する構造物の底面を安定させて位置決めできる。また、前記コンクリート層の上にアスファルト混合物の層を所定の厚さで構築することで、仕切護岸として立設する構造物の底面を、安定した状態で位置決めできる。さらに、前記アスファルト混合物の層を構築する際に、一定の間隔で配置したブロック状部材を用いて、アスファルト混合物の層の厚さを規定することで、前記アスファルト混合物の層を一定の厚さで構築でき、その作業を容易に行うことが可能となる。

廃棄物処分場を区画する仕切護岸の構造を説明する断面図である。 護岸の下部と地盤の関係を示す説明図である。 ブロック状部材の構成の説明図である。 ブロック状部材に設ける貫通孔の説明図で、同図（ａ）は断面を、（ｂ）および（ｃ）は、孔の形状を示す平面図である。 構造物の下部での遮水層の補修の作用の説明図である。 図２とは異なる支持層の説明図である。

符号の説明

１ 護岸、 ２ ケーソン、 １０ 海底地盤、 １１ 地盤改良処理層、
１２ 掘削凹部、 １３ 底面、 １４ 下部充填層、
１５ 側部遮水材充填層、 ２０ 支持層、 ２１ アスファルト層、
２２ ブロック状部材、 ２３ マット層。

Claims (2)

1. 海底地盤上にケーソンのような構造物を列状に構築して海域を所定の広さに仕切り、前記仕切られた内部の区画に廃棄物を投棄するための仕切護岸の構築工法であって、
   前記仕切護岸を構築するに際しては、最初に、前記構造物を設置する地盤を不透水性改良地盤とする処理を施してから、前記不透水性地盤とする地盤改良を行った地盤に凹溝を構築し、
   次いで、前記凹溝の底部の表面凹凸を解消するために、コンクリートを前記凹溝の底部表面に打設して下部充填層を構築し、
   前記下部充填層の上に所定の厚さのブロック状部材を一定の間隔で敷き並べて前記構造物の支持層を設け、前記ブロック状部材の間と前記構造物を立設する凹溝の底部表面を埋めるようにアスファルト混合物を打設して、前記下部充填層と一体に働く遮水層とする工程を順次施工し、
   次に、前記凹溝に護岸本体となる前記構造物を列状に立設してから、前記構造物の基部と前記凹溝の間の隙間を埋めるように、アスファルト混合物を充満させる処理を行って、前記構造物の基部と不透水性地盤の遮水層とを一体化するように、遮水処理を施したことを特徴とする仕切護岸の護岸構造物の基礎構築工法。
2. 前記凹溝の底面に前記構造物の支持層として施工する前記下部充填層の上に、多数の貫通孔を縦横に設けたブロック状部材を一定の間隔で敷き並べて、前記構造物の支持層を構築した上に前記構造物を列状に立設してから、
   前記構造物の基部と凹溝との間に遮水材を充満させる処理を行って、地盤と構造物との間に隙間を生じさせないようにして、地盤と構造物とを一体化した遮水性を発揮させる仕切護岸として構築することを特長とする請求項１に記載の仕切護岸の護岸構造物の基礎構築工法。

Images