JP5815313B2 - 防波堤 - Google Patents

Description

本発明は、港湾や海岸等に設置する防波堤に関するものであり、詳しくは、隣接する函体間の目地で発生する流れを抑制する防波堤に関するものである。

一般に、防波堤を設置する場合、隣接する函体（ケーソン）間には数十ｃｍの目地が設けられるが、通常の波浪が作用する場合には、波の周期は高々２０ｓ程度であるため、目地を通過する流れの影響は小さく、堤体の安定性や背後の静穏度に影響を及ぼすことはない。しかしながら、周期が数分から数十分となる長い波は、目地を通過しやすい性質を持っている。また、水面から底面までの流速分布が一様となり、しかも、目地を通過する流れは縮流されるために、大きな津波が作用したときには目地において強大な流れが発生し、その流れにより堤体を支持する基礎マウンドの安定性に影響を及ぼすようになる。

このために、隣接する函体間の目地を閉塞して、この目地の部分に縮流効果による強大な流れを発生させないようにして基礎マウンドの安定性を確保する必要がある。

そこで、特許文献１には、隣接するケーソン側壁面の対向する面の一部を切削し、前記ケーソンの高さ方向に沿って形成されたフィルタ材収容孔と、該フィルタ収容孔内に収容され、内部に充填された中詰め材により、外周面の一部を前記ケーソン側壁面に密着させ、前記隣接するケーソンの目地を閉塞する筒状フィルタ材とを備えた既設ケーソン護岸工の目地閉塞構造が開示されている。

特開２００７−１３２０６４号公報

しかしながら、特許文献１に係る目地閉塞構造では、透水性の材料である不織布からなる筒状フィルタ材および中詰め材として粒径１ｃｍ〜２ｃｍの川砂利等の石材が採用されている。これらの目地閉塞材の透水係数のオーダーは、１０^−０ｃｍ／ｓであり、津波のような周期の長い波は容易にこれを通過し、堤体背後に到達する。すなわち、これらの目地閉塞材では、目地を通過する流れを抑制することは困難であり、意図する効果を得られないため採用することはできない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、隣接する函体間の目地を通過する流れを容易にかつ確実に遮断可能とする防波堤を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、基礎マウンド上に函体が複数配列されて構成される防波堤であって、隣接する函体間の目地における各函体の対向面に上面視における凹部をそれぞれ設け、各凹部に面する陸側の目地を挟んで対向する各壁部の内面に、各凹部内と外部との連通を遮断する流出規制板を当接するように配置し、一方、各凹部に面する沖側の目地を挟んで対向する各壁部の内面に、各凹部内と外部との連通を遮断する流出規制板を当接するように配置することで、前記各凹部と前記各流出規制板とで囲まれる空間を形成して、該空間にスラグ材を充填することを特徴とするものである。
請求項１の発明では、隣接する函体間の目地に充填されたスラグ材は、施工初期は変形自在であり石材等と同様の挙動となるので、施工初期の各函体及び基礎マウンドの僅かな変形に追従することができる。その後、スラグ材は、水と反応して膨張し、時間の経過と共に硬化して固化体となる性質を有するため、目地における新たな隙間の発生や隙間の拡大化を防止することができる。また、スラグ材の、固化後の透水係数のオーダーは、１０^−２ｃｍ／ｓであり、通常の石材に比べて２オーダー小さくなるため、津波のような周期の長い波浪に対しても十分に流れを遮断することができ、隣接する函体間の目地における水の流れを最大限抑制することができる。
また、各流出規制板により、施工時、スラグ材が目地（各凹部内）から外部に流出するのを抑制することができ、施工時の安定性を確保することができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記スラグ材は、複数種類の大きさに形成され、柔軟性を有する網状の袋体内に充填されることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、隣接する函体間の目地にスラグ材を充填する際の作業を簡素化することができる。また、隣接する函体間の目地に設けた空間に、複数種類の大きさの袋体を互いに密着するように積み重ねることができる。

本発明の防波堤によれば、スラグ材の性質を利用することで、隣接する函体間の目地を容易に閉塞することが可能になり、津波等の発生時、この目地の部分における強大な流れを抑制することができ、ひいては、基礎マウンドの安定性を確保することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る防波堤の平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る防波堤の正面図である。 図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４は、多量のスラグ材が充填された袋体の斜視図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る防波堤の平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の第１の実施形態に係る防波堤１ａを図１〜図４に基づいて説明する。
該第１の実施形態に係る防波堤１ａは、図１及び図２に示すように、波浪方向と直交する方向に延びる基礎マウンド２と、該基礎マウンド２上に複数配列される、ケーソンとしての函体３とから構成される。なお、各函体３内には、石材等の中詰め材が充填される。また、隣接する函体３の対向面のそれぞれに上面視における凹部４ａが形成される。隣接する函体３、３の各凹部４ａ、４ａ内には、各凹部４ａ、４ａ内と外部との連通を遮断するように流出規制板６が一対備えられる。詳しくは、流出規制板６は、隣接する函体３間の各凹部４ａを形成する、沖側の各壁部５、５の内側の面にそれぞれ当接するように、また、各凹部４ａを形成する、陸側の各壁部５、５の内側の面にそれぞれ当接するように一対設けられる。これにより、隣接する函体３間の目地１２には、各凹部４ａと各流出規制板６とで囲まれる空間７が形成される。

図４に示すスラグ材１０は、転炉系製鋼スラグ材が使用される。該転炉系製鋼スラグ材１０は、溶銑の精錬工程で生成される粒状の副産物である。転炉系製鋼スラグ材１０の主な化学成分は、石灰、二酸化ケイ素、酸化鉄等であり、特に、水硬性、膨張性等の性質を有し、水と反応する前においては外力によって僅かに変形する性質を有し、水と反応して膨張した後は、時間の経過に伴って硬化して固化体となる性質を有している。また、スラグ材１０は、透水性として、透水係数のオーダーから津波程度の周期を有する波に対しては、ほぼ流れを遮断して、一方、さらに周期の長い潮汐のような波に対しては十分に通水させる性質を有するものである。すなわち、防災対象となるような津波や台風時等の波に対しては遮水性を有し、環境上の潮汐のような波に対しては通水性を有することになる。
なお、本実施の形態では、スラグ材１０は、製鋼スラグ材の分類となる転炉系製鋼スラグ材が採用されているが、その他のスラグ材１０、例えば、溶融スラグ材の分類となる水砕スラグ材等を採用することもできる。

図４に示すように、多量のスラグ材１０が網状の袋体１１内に充填される。該袋体１１は、その材質として再生ポリエステル繊維が使用されており柔軟性に富む。袋体１１には、内部にスラグ材１０を充填した後吊り上げることが可能になるように吊りロープ（図示略）が備えられている。袋体１１の編み目ピッチは、内部のスラグ材１０が抜け出ない程度の適宜ピッチが採用される。また、袋体１１は、スラグ材１０により局所的に破断された場合でも、その箇所から破断が広がらない性質を有している。

そして、図１及び図３に示すように、多量のスラグ材１０が充填された複数の袋体１１を、隣接する函体３間の目地１２に設けた空間７に、基礎マウンド２上から積み重ねる。その後、施工初期に各函体３及び基礎マウンド２が僅かに変形した場合でも、スラグ材１０は各函体３及び基礎マウンド２の僅かな変形に追従するようになる。その後、スラグ材１０は、水と反応することにより膨張するので、各スラグ材１０間の隙間が閉塞され、さらには、施工時にスラグ材１０が充填された各袋体１１間に僅かな隙間が存在していた場合でも、その隙間を埋めることが可能となる。その後、時間の経過と共にスラグ材１０が硬化して固化体となりその状態が維持されて、各函体３間の目地１２が長期的に閉塞される。そこで、各流出規制板６は放置したままとなる。
なお、複数種類の大きさの袋体１１を用意し、それら各袋体１１に多量のスラグ材１０を充填しておき、隣接する函体３間の目地１２に設けた空間７に、複数種類の大きさの袋体１１を互い密着するように積み重ねるようにしてもよい。

以上説明したように、第１の実施形態に係る防波堤１ａでは、隣接する函体３間の目地１２に備えた、各凹部４ａと各流出規制板６とで囲まれる空間７に、多量のスラグ材１０を充填した複数の袋体１１を積み重ねる。その際、施工初期においては、スラグ材１０は変形自在な性質を有するために、各函体３及び基礎マウンド２が僅かに変形した場合でも、各函体３及び基礎マウンド２の僅かな変形に追従することができる。その後は、スラグ材１０は水と反応することにより膨張するので、各スラグ材１０が互いに密着すると共に、空間７内での新たな隙間の発生や隙間の拡大化を抑制することができる。さらに、その後は、時間の経過と共にスラグ材１０が硬化して固化体となりその状態が維持されるので、長期的に隣接する函体３間の目地１２を閉塞することができる。

このように、スラグ材１０により隣接する函体３間の目地１２が長期的に閉塞されるので、津波等の発生時、目地１２の部分における強大な流れを抑制でき、ひいては、基礎マウンド２の安定性を確保することが可能になる。しかも、隣接する函体３間の目地１２を閉塞するためにスラグ材１０を使用するので、その性質により作業が煩雑とならず効率的に作業を行うことができる。しかも、スラグ材１０は、上述したように、透水性として、津波や台風時等の波に対しては遮水性を有し、潮汐のような波に対しては通水性を有するので、函体３間の目地１２に充填する部材として防災及び環境上最適である。

また、第１の実施形態に係る防波堤１ａでは、隣接する函体３間の目地１２に、各凹部４ａと各流出規制板６とで囲まれる空間７を形成し、該空間７にスラグ材１０が充填された袋体１１を積み重ねるように構成したので、施工時、袋体１１、あるいは内部のスラグ材１０が各凹部４ａ内から外部に流出するのを防止することができ、目地１２を容易に閉塞することができる。
なお、第１の実施形態に係る防波堤１ａでは、各凹部４ａ、４ａ内に、各凹部４ａ、４ａ内と外部との連通を遮断するように流出規制板６を一対備えているが、該各流出規制板６は、施工初期の安定性確保のために採用したもので、必ずしも必要としない。

次に、第２の実施形態に係る防波堤１ｂを図５に基づいて説明する。
第２の実施形態に係る防波堤１ｂを説明する際には、第１の実施形態に係る防波堤１ａとの相違点のみを説明する。
第２の実施形態に係る防波堤１ｂでは、隣接する函体３の対向面に設けた凹部４ｂの底部の波浪方向に沿う長さが、第１の実施形態に係る防波堤の隣接する函体３の対向面に設けた凹部４ａの底部の波浪方向に沿う長さより相当短く形成される。また、第２の実施形態に係る防波堤１ｂでは、第１の実施形態に係る防波堤１ａにて採用された各流出規制板６は採用されない。

そして、第２の実施形態に係る防波堤１ｂでは、多量のスラグ材１０が充填された複数の袋体１１を、隣接する函体３間の各凹部４ｂ、４ｂ内に、互い密着するように積み重ねることで、各函体３間の目地１２を容易に閉塞することができる。この結果、津波等の発生時、目地１２の部分における強大な流れを抑制でき、ひいては、基礎マウンド２の安定性を確保することが可能になる。

以上説明したように、本実施の第１及び第２の実施形態に係る防波堤１ａ、１ｂでは、スラグ材１０の性質を効果的に利用することで、隣接する函体３間の目地１２を容易に閉塞することが可能になり、しかも、その作業を簡素化することができる。
なお、第１及び第２の実施形態に係る防波堤１ａ、１ｂでは、基本的に、凹部４ａ、４ｂの底部の波浪方向に沿う長さが相違しているが、目地１２の部分における流れを抑制する遮水機能としては、大きな津波等による波を考慮するならば、凹部４ａの底部の波浪方向に沿う長さが長く設定された第１の実施形態に係る防波堤１ａが適していると考えられる。

また、上述した本発明の第１及び第２の実施形態に係る防波堤１ａ、１ｂでは、作業の簡素化を図るために、多量のスラグ材１０を袋体１１に充填し、その袋体１１を隣接する函体３間の目地１２に積み重ねたが、多量のスラグ材１０を直接目地１２に充填するようにしてもよい。また、既設の防波堤の隣接する函体３、３間の目地１２にスラグ材１０を充填して、目地１２を閉塞することも可能である。

１ａ、１ｂ 防波堤，２ 基礎マウンド，３ 函体（ケーソン），４ａ、４ｂ 凹部，６ 流出規制板，７ 空間，１０ スラグ材，１１ 袋体，１２ 目地

Claims (2)

1. 基礎マウンド上に函体が複数配列されて構成される防波堤であって、
   隣接する函体間の目地における各函体の対向面に上面視における凹部をそれぞれ設け、
   各凹部に面する陸側の目地を挟んで対向する各壁部の内面に、各凹部内と外部との連通を遮断する流出規制板を当接するように配置し、一方、各凹部に面する沖側の目地を挟んで対向する各壁部の内面に、各凹部内と外部との連通を遮断する流出規制板を当接するように配置することで、前記各凹部と前記各流出規制板とで囲まれる空間を形成して、該空間にスラグ材を充填することを特徴とする防波堤。
2. 前記スラグ材は、複数種類の大きさに形成され、柔軟性を有する網状の袋体内に充填されることを特徴とする請求項１に記載の防波堤。

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