JP5787172B2

JP5787172B2 - 防波堤の嵩上げ工法

Info

Publication number: JP5787172B2
Application number: JP2012033318A
Authority: JP
Inventors: 別所　友宏; 友宏別所; 遠藤　和雄; 和雄遠藤; 加苗小澤
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP2013170354A

Description

本発明は、防波堤の嵩上げ工法に関するもので、特に、既設の重力式防波堤の嵩上げに好適な防波堤の嵩上げ工法に関する。

東日本大震災で発生した「想定以上の津波」によって、既設の防波堤は損傷を受け、東北地区は大きな被害を受けた。特に、重力式防波堤は、海底Ｂに敷設した基礎マウンド１０２の上にケーソン（堤体）を沈設したものであり、図１に示すように、防波堤１０１の港外（沖側）と港内（陸側）との水位差により防波堤１０１が転倒・滑動した事例や、図２に示すように、防波堤１０１を越えた津波（越流）が基礎マウンド１０２を洗掘した事例が見られた。そして、防波堤１０１を越えた津波は、防波堤１０１の背後となる市街地に多大な被害をもたらした（たとえば、非特許文献１参照）。

このことを踏まえて、防波堤設計における設計津波高さの見直しが進められており、今後、それに見合った防波堤の嵩上げを講じていく必要がある。

独立行政法人港湾空港技術研究所アジア太平洋沿岸防災研究センター、"巨大津波による防災施設の被災とレベルIとレベルIIへの対応−粘り強い防災施設を目指して−"［online］［平成２４年２月１０日検索］インターネット＜URL:http://www.bousai.go.jp/jishin/chubou/higashinihon/4/2-2.pdf＞

しかしながら、防波堤をただ嵩上げするだけでは、上述した防波堤の転倒・滑動・支持力に対しての安全性の不足等の課題が残り、防波堤の安全確保が十分でない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、見直された設計津波高さまで嵩上げでき、さらに、防波堤の転倒・滑動・支持力に対して安全性を確保できる防波堤の嵩上げ工法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基礎マウンドを港内側に拡幅する基礎マウンド拡幅工程と、前記基礎マウンドの上に沈設した既設ケーソンの港内側に新設ケーソンを設置するケーソン設置工程と、前記ケーソン設置工程において設置した新設ケーソンを貫通する杭を打設し、該新設ケーソンを基礎マウンドに据え付けるケーソン据付工程と、前記ケーソン据付工程において据え付けた新設ケーソンと前記既設ケーソンとに跨がる態様で、嵩を上げるコンクリートを打設するコンクリート打設工程とを有することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記ケーソン据付工程と前記コンクリート打設工程との間に、前記既設ケーソンと前記新設ケーソンとを一体化するケーソン一体化工程を有することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明のケーソン一体化工程において、前記既設ケーソンと前記新設ケーソンとの間に鉄筋篭を投入し、その後、水中不分離性コンクリートを打設することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明のケーソン据付工程において、設置した新設ケーソンと打設した杭との間にグラウトを充填することを特徴とする。

本発明にかかる防波堤の嵩上げ工法は、基礎マウンドを港内側に拡幅する基礎マウンド拡幅工程と、基礎マウンドの上に沈設した既設ケーソンの港内側に新設ケーソンを設置するケーソン設置工程と、ケーソン設置工程において設置した新設ケーソンを貫通する杭を打設し、新設ケーソンを基礎マウンドに据え付けるケーソン据付工程と、ケーソン据付工程において据え付けた新設ケーソンと既設ケーソンとに跨がる態様で、嵩を上げるコンクリートを打設するコンクリート打設工程とを有するので、見直された設計津波高さまで防波堤を嵩上げでき、さらに、防波堤の転倒・滑動・支持力に対して安全性を確保できる。

図１は、防波堤の港内側と港外側との水位差により防波堤が滑動した事例を示す模式図である。図２は、防波堤を越えた津波が基礎マウンドを洗掘した事例を示す模式図である。図３は、本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法を説明する図であって、ケーソンを据え付ける工程を示す図である。図４は、本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法を説明する図であって、据え付けたケーソンを既設のケーソンに一体化する工程を示す図である。図５は、本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法を説明する図であって、嵩上げ上部コンクリートを打設する工程を示す図である。

以下に、本発明にかかる防波堤の嵩上げ工法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図３〜図５は、本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法を説明する図であって、図３は、ケーソンを据え付ける工程を示す図、図４は、据え付けたケーソンを既設のケーソンに一体化する工程を示す図、図５は、嵩上げ上部コンクリートを打設する工程を示す図である。

本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法は、既設の防波堤１を見直された設計津波高さを満足するように嵩上げするものである。既設の防波堤１は、海底Ｂに敷設した基礎マウンド２の上にケーソン（以下、「既設ケーソン」という）３を沈設したものであり、既設ケーソン３の天端には、上部工（上部コンクリート）４が設けてある。

図３に示すように、本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法では、まず、既設の防波堤１を構成する基礎マウンド２を港内側に拡幅する（基礎マウンド拡幅工程）。これにより、拡幅した基礎マウンド２の上に新設ケーソン５が設置可能となる。

つぎに、既設ケーソン３の港内に臨む面（背面）と既設の防波堤１を構成する上部工４の天端面（上面）とに後施工アンカー３１，４１を打設する。後施工アンカー３１，４１は、既設ケーソン３と新設ケーソン５とを一体化するとともに、既設の防波堤１を嵩上げするためのものである。

つぎに、別途製作した新設ケーソン５を引き船Ｓが曳航し、既設の防波堤１の港内側に設置する。新設ケーソン５は、既設の防波堤１を拡幅するとともに、既設の防波堤１とに跨がる上部工（嵩上げのために打設されたコンクリート）６（図５参照）を支持するためのものである。新設ケーソン５は、公知のケーソンと同様に、鉄筋コンクリート製の中空の函体で、内部は隔壁５１により複数の隔室５２に仕切られている。また、新設ケーソン５の底版には、杭施工用の開口５３が設けてある。開口５３は、仮蓋５４により閉塞可能であり、新設ケーソン５の曳航時には、仮蓋５４が取り付けられて開口５３が閉塞される。

また、新設ケーソン５は、設置した場合に既設の防波堤１と対向する面に鉄筋５５が張り出している。この鉄筋５５は、既設ケーソン３の港内に臨む面に打設した後施工アンカー３１とにより、既設ケーソン３と新設ケーソン５とを一体化するものである。

そして、新設ケーソン５は、隔室５２にバラスト水を注入することにより、浮体として安定する深さまで沈めた状態で、引き船Ｓに曳航される。

引き船Ｓが曳航した新設ケーソン５は、上部工４の天端面港内側に設置したウインチＷにより引き寄せられ、所定の位置に位置決めした後に沈められ、拡幅した基礎マウンド２の上に設置される（ケーソン設置工程）。

図４に示すように、新設ケーソン５が設置されると、仮蓋５４（図３参照）が取り外され、開口５３が開放される。そして、設置した新設ケーソン５を貫通する鋼管杭７を海底Ｂに向けて打設する。打設した鋼管杭７は、新設ケーソン５の底版に設けた開口５３を通り、基礎マウンド２を貫通し、支持層（図示せず）まで到達する。つぎに、新設ケーソン５の底版に設けた開口５３と鋼管杭７との間に残る隙間にグラウト８を充填し、新設ケーソン５と鋼管杭７とを一体化する。これにより、新設ケーソン５は、基礎マウンド２の上に据え付けられる（ケーソン据付工程）。

つぎに、既設ケーソン３と新設ケーソン５との間に鉄筋篭（図示せず）を投入した後、妻側型枠（図示せず）をセットし、既設ケーソン３と新設ケーソン５との間に水中不分離性コンクリート９を打設する。これにより、既設ケーソン３と新設ケーソン５とは一体化する（ケーソン一体化工程）。

つぎに、図５に示すように、新設ケーソン５の隔室５２に中詰材１０を投入した後、新設ケーソン５の天端に蓋コンクリート１１を打設する。

最後に、新設ケーソン５の天端と既設ケーソン３の天端とに跨がる態様で、嵩を上げるコンクリートを打設する。これにより、既設ケーソン３の天端と新設ケーソン５の天端とには、嵩上げされた上部工（嵩上げ上部コンクリート）６が設けられる（コンクリート打設工程）。

上述した本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法により嵩上げされた防波堤は、既設の基礎マウンド２の上に沈設された既設ケーソン３と、既設ケーソン３の港内側に設置された新設ケーソン５と、既設ケーソン３と新設ケーソン５との上に跨がるように設けられた上部工６を備える。上部工６は、見直された設計津波高さを満たす高さまで嵩上げされたものであり、見直された設計津波高さの津波から防波堤の背後となる市街地を守ることになる。

また、新設ケーソン５は、拡幅された基礎マウンド２の上に設置され、開口５３を通り、基礎マウンド２を貫通し、支持層まで到達する鋼管杭７により据え付けられる。新設ケーソン５は、開口５３と鋼管杭７との間に充填されたグラウト８により、鋼管杭７と一体化される。

また、新設ケーソン５は、既設ケーソン３との間に投入された鉄筋篭、既設ケーソン３との間に打設された水中不分離性コンクリート９により、既設ケーソン３と一体化される。

上述した本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法は、基礎マウンド２を港内側に拡幅する基礎マウンド拡幅工程と、基礎マウンド２の上に沈設した既設ケーソン３の港内側に新設ケーソン５を設置するケーソン設置工程と、ケーソン設置工程において設置した新設ケーソン５を貫通する鋼管杭７を打設し、新設ケーソン５を基礎マウンド２に据え付けるケーソン据付工程と、ケーソン据付工程において据え付けた新設ケーソン５と既設ケーソン３とに跨がる態様で、嵩を上げるコンクリートを打設するコンクリート打設工程とを有するので、見直された設計津波高さまで防波堤を嵩上げでき、さらに、防波堤の転倒・滑動・支持力に対して安全性を確保できる。

また、新設ケーソン５は、既設ケーソン３の港外側よりも静穏域となる港内側に据え付けるので、新設ケーソン５の据え付けが容易であり、施工が容易である。

上述した本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法により嵩上げされた防波堤は、見直された設計津波高さを満たすことになり、設計津波高さを満たす防波堤を新たに建設する場合よりも安価で済む。

また、嵩上げされた防波堤は、既設の防波堤１の港内側に新設ケーソン５を設置するので、幅広となり、嵩上げされた防波堤の転倒・滑動・支持力に対して安全性を確保できる。

また、既設の防波堤１の港内側に設置された新設ケーソン５は、海底Ｂに向けて打設された鋼管杭７により基礎マウンド２に据え付けられるので、新設ケーソン５は、海底Ｂに固定され、脚付ケーソン（鋼管杭基礎）となる。また、新設ケーソン５は、既設ケーソン３と一体化されるので、既設の防波堤１も海底Ｂに固定されることになり、嵩上げされた防波堤の転倒・滑動・支持力に対して安全性を確保できる。

以上説明したように、本発明の実施の形態である防波堤の嵩上げ工法により嵩上げされた防波堤は、巨大津波に対しても粘り強く抵抗できる構造となる。

１既設の防波堤
２基礎マウンド
３既設ケーソン
３１後施工アンカー
４上部工（既設の上部工）
４１後施工アンカー
５新設ケーソン
５１隔壁
５２隔室
５３開口
５４仮蓋
５５鉄筋
６上部工（嵩上げされた上部工）
７鋼管杭（杭）
８グラウト
９水中不分離性コンクリート
１０中詰材
１１蓋コンクリート
Ｂ海底
Ｓ引き船
Ｗウインチ

Claims

基礎マウンドを港内側に拡幅する基礎マウンド拡幅工程と、
前記基礎マウンドの上に沈設した既設ケーソンの港内側に新設ケーソンを設置するケーソン設置工程と、
前記ケーソン設置工程において設置した新設ケーソンを貫通する杭を打設し、該新設ケーソンを基礎マウンドに据え付けるケーソン据付工程と、
前記ケーソン据付工程において据え付けた新設ケーソンと前記既設ケーソンとに跨がる態様で、嵩を上げるコンクリートを打設するコンクリート打設工程と
前記ケーソン据付工程と前記コンクリート打設工程との間に、前記既設ケーソンと前記新設ケーソンとを一体化するケーソン一体化工程と
を有することを特徴とする防波堤の嵩上げ工法。
前記ケーソン一体化工程において、前記既設ケーソンと前記新設ケーソンとの間に鉄筋篭を投入し、その後、コンクリートを打設することを特徴とする請求項１に記載の防波堤の嵩上げ工法。
前記ケーソン据付工程において、設置した新設ケーソンと打設した杭との間にグラウトを充填することを特徴とする請求項１または２に記載の防波堤の嵩上げ工法。