JP5923825B2 - 重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造 - Google Patents

Description

本発明は、重力式ケーソン防波堤における捨石層表面の、根固めブロックや被覆ブロックの移動を防止させる重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造に関する。

一般に、重力式ケーソン式防波堤は、水底に造成した基礎捨石マウンド上に、複数のコンクリートケーソンを並べて設置し、ケーソン内に中詰することによって重量を増大させ、防波堤前面に打ち寄せる波力に対抗させるようにしている。

このような重力式ケーソン式防波堤の基礎捨石マウンドには、その表面を防護する目的から、ケーソン前後の根元部分に根固方塊とも称する根固めブロックが設置され、その他の捨石マウンド表面を被覆ブロックで覆った構造が多く採用されている。

また、重力式ケーソン式防波堤において、大津波による滑動を防止する目的から、その背面に捨石の積み上げによる背面補強体を造成する構造も開発されており、その補強体の表面にも被覆ブロックを敷設し、捨石の飛散を防止している。

従来、根固めブロックの飛散防止工法として、河川又は海岸の浅瀬に杭孔を設けた根固めブロックを敷設し、これに松杭を打ち込んで床止めする工法(例えば特許文献１)がある。

この工法は、河川又は海岸の浅瀬の地盤が軟らかい場所に杭を打つものであり，水深が大きい場所や地盤が固い場所での施工は考慮されてなく、重力式ケーソン防波堤の被覆ブロックには対応できない。

防波堤は、大規模な津波が作用すると根固ブロックや被覆ブロックが揚圧力やケーソンを越流した水流によって、滑動して捨石マウンドから転落する場合がある。更に根固ブロックや被覆ブロックが滑動・転落すると、捨石マウンドが水流で崩壊し更にはケーソンが転倒・転落してしまう。

重力式ケーソン防波堤では、根固ブロックや被覆ブロックが防波堤の安定において重要な役割を果たしており、これらのブロックの移動を制御することは、防波堤の崩壊を防ぐ有効な手段であるが、従来この種のブロックの移動を制御する方法は、一般的な防波堤では行われていない。

ケーソン背面側のブロックの移動制御としては、基礎捨石の表面に洗掘防止用の粗石を敷設する洗掘防止工法において、隣接して並べた複数の粗石間をロープ材で連結して集合体を製作し、該集合体単位で基礎捨石の表面に順次敷設する方法(例えば特許文献２)がある。

また、洗堀防止材間を連結したものとしては、被覆ブロック同士を連結する方法（例えば特許文献３）があり、これは防波堤背後の埋立砂の被覆構造体が、軽量構造の板状被覆構造体素子を複数互に連結して構成し、被覆構造体素子は、互に対向する一組の辺の一方に凸部を形成し、他方に上記凸部を嵌合する形状の凹部を形成した四角板状体としている。

特開平１１−２５６５４８号公報 特開平３−２２４９１３号公報 特開２００２−１６７７２８号公報

このように、防波堤においてブロックを連結する方法は様々あるが、ブロック単体の移動防止や、複数のブロックを移動防止しつつ連結する方法は無く、大きな外力に対して抵抗が十分でなかった。

本発明は、このような状況に鑑み、想定外の越波等による流体力を受けた場合でも根固めブロックや被覆ブロック等の捨石層表面防護ブロックの移動を防止し、基礎捨石マウンドや捨石積み上げによる補強体の捨石の飛散を防止することを目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項１に記載の発明の特徴は、重力式ケーソン防波堤における捨石層保護構造において、前記捨石層内に下端側が埋没され、且つ、上端側が該捨石層上面に突出した杭と、前記捨石層の表面に敷設された捨石層表面防護ブロックとを備え、該捨石層表面防護ブロックには、前記杭の上端側が軸方向に移動可能に貫通される杭貫通孔が形成されており、前記杭の上端部には、前記捨石層表面防護ブロックの上面から間隔を隔てた位置に、前記捨石層表面防護ブロックの上下移動を許容しつつ、前記杭からの捨石層表面防護ブロックの脱落を防止する抜け出し防止器具を備えたことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記杭は、前記捨石層内に埋没された底版に立設されてなることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記捨石層は、基礎捨石マウンドであることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記捨石層は、基礎捨石マウンド上に捨石が積み上げられてなるケーソン背面補強体であることにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１〜４の何れか１の請求項の構成に加え、複数の杭間に跨らせて各杭先端部に固定された杭間連結材を兼用していることにある。

本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造においては、前記請求項１の構成の如く、重力式ケーソン防波堤における捨石層保護構造において、前記捨石層内に下端側が埋没され、且つ、上端側が該捨石層上面に突出した杭と、前記捨石層の表面に敷設された捨石層表面防護ブロックとを備え、該捨石層表面防護ブロックには、前記杭の上端側が軸方向に移動可能に貫通される杭貫通孔が形成されており、前記杭の上端部には、前記捨石層表面防護ブロックの上面から間隔を隔てた位置に、前記捨石層表面防護ブロックの上下移動を許容しつつ、前記杭からの捨石層表面防護ブロックの脱落を防止する抜け出し防止器具を備えたことにより、大規模な津波が押し寄せた際に、捨石層表面防護ブロックに揚圧力が作用したり、重力式ケーソンを越流した水流による滑動力が作用した場合においても、捨石層表面防護ブロックの滑動・転落が防止され、基礎捨石マウンドやケーソン背面補強体を構成している捨石層の保護が効果的になされる。

また、抜け出し防止器具とブロックの間を開けておくことにより、常時波浪によるブロックの上下運動やマウンドの表面の変動に対応することができる。

本発明においては、請求項２に記載の発明の特徴の如く、前記杭は、前記捨石層内に埋没された底版に立設されてなることにより、杭の安定性が増し、より効果的に捨石層表面防護ブロックの滑動・転落が防止できる。

本発明においては、請求項３又は４に記載の発明の特徴の如く、前記捨石層が、基礎捨石マウンドである場合、ケーソン背面補強体である場合の何れにも、効果的に捨石層表面防護ブロックの滑動・転落が防止できる。

本発明においては、請求項５に記載の発明の特徴の如く、抜け出し防止器具を、複数の杭間に跨らせて各杭先端部に固定した杭間連結材を兼用させることにより、一部の捨石層表面防護ブロックに作用する滑動力を多数の杭によって支えることができ、より強固な捨石層保護構造となる。

本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の第一実施例を示す縦 断面図である。 同上の部分拡大断面図である。 本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の第二実施例を示す縦 断面図である。 図３に示す重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造に使用している底版と支 柱とからなる架台の斜視図である。 本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の第二実施例の変形例 を示す縦断面図である。 （ａ）、（ｅ）は図４に示した架台の埋設方法の例を示す断面図である。 本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の第一実施例をケーソ ン背面補強体に実施した例を示す縦断面図である。 本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の第二実施例をケーソ ン背面補強体に実施した例を示す縦断面図である。 本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造に使用する抜け出し防 止器具の他の例を示す斜視図である。

次に本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の第一実施例を示したものであり、ケーソンの前面側部分を省略した断面を示している。図において、符号Ａは、水底に造成した基礎捨石マウンドであり、Ｂはその上に設置した重力式ケーソンである。

基礎捨石マウンドＡ上のケーソン根元部分には、根固めブロックからなる捨石層表面防護ブロック１ａが設置されており、その後方側の基礎捨石マウンドＡの表面には、被覆ブロックからなる捨石層表面防護ブロック１ｂが敷設され、これらの捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂによって基礎捨石マウンドＡの表面を保護している。

捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂには、その中央部分に上下に貫通した杭貫通孔２が開けられており、この杭貫通孔２を通して杭３の下端側が基礎捨石マウンドＡの捨石層Ａ１内に埋め込まれている。杭貫通孔２の内径は、杭３に沿って捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂが、上下に移動できる程度の大きさに形成されており、杭３の上端には杭貫通孔２の内径より大きい抜け出し防止器具４ａが固定されている。この例では、抜け出し防止器具４ａとして杭３の上端に固定したキャップ状の抜け出し防止器具用ブロックを使用している。

抜け出し防止器具４ａと捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂ表面との間には所定の間隔が設けられ、捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂの一定範囲の上下移動が許容されるようになっている。

このように下端側を基礎捨石マウンドＡに貫入させた杭３を捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂに貫通させ、抜け出し防止器具４ａにて抜け止めしたことにより、大規模な津波が作用した際の捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂに揚圧力が作用したり、重力式ケーソンＢを越流した水流による滑動力が作用した場合においても、捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂの滑動・転落が防止され、基礎捨石マウンドＡの保護が効果的になされる。

また、抜け出し防止器具４ａとブロックの間を開けておくことにより、常時波浪によるブロックの上下運動やマウンドの表面の変動に対応することができる。

この例の重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造の構築に際し、杭３を捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂ設置後に設置する場合は、まず、捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂの製作を行う。杭貫通孔２は杭３の外径より大きくする。これと並行して基礎捨石マウンドＡの築造し、最終断面まで施工完了させる。

次に、捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂを起重機船等で海上運搬し，基礎捨石マウンドＡ上にクレーンで設置し、然る後、杭３を杭貫通孔２内に挿入し、杭打機を使用して基礎捨石マウンドＡの捨石層Ａ１の表面から所定深さまで貫入させた状態に杭３を設置する。

この杭の設置は、捨石層Ａ１内に杭設置のための中堀をした後に砂等で中堀孔内を埋め、ここに杭３を打設するようにしてもよく、また、中堀孔内にコンクリートを打設し、上端側が捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂ上に突出した状態の現場打ち杭を設置するようにしてもよい。

更に、捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂの設置前に杭３を所定の間隔で、上述と同様にして設置した後、杭貫通孔２内に杭３を挿入させつつ捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂを設置してもよい。

このようにして抜け出し防止器具４ａ及び捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂを設置した後、杭３から捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂが抜けないように杭頭に抜け出し防止器具４ａを固定する。
次に、本発明の第二実施例を図３〜図６について説明する。

この実施例は、前述した第一実施例の杭３を底版１０に突設した架台を使用するものであり、底版１０を基礎捨石マウンドＡの捨石層Ａ１内に埋め込むことによって、上端側を基礎捨石マウンドＡ上に突出させた状態で、杭３の下端側を底版１０とともに捨石層Ａ１内に埋没させ、第一実施例と同様に、捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂを、その杭貫通孔２内に杭３を貫通させて敷設し、杭頭に抜け出し防止器具４ａを固定する。

基礎捨石マウンドＡが新設である場合には、図５に示すように水底の基礎地盤１１の上に底版１０を載せて杭３を立設し、その上に基礎捨石マウンドＡの捨石層Ａ１を積み上げて、最終断面まで基礎捨石マウンド施工を完了させる。

この時、基礎捨石マウンドＡの傾斜面に捨石層表面防護ブロック１ｂを敷設する場合には、図５に示すように、基礎地盤１１と基礎捨石マウンドＡの傾斜面の勾配に合わせて折れ曲がった状態の杭３ａを使用する。
然る後、前述した捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂの敷設、抜け出し防止器具４ａの固定を行う。

基礎捨石マウンドＡが既設のものである場合には、図６（ａ）に示すように、底版１０大きさに対応させて捨石層Ａ１の上面よりその一部を撤去し、撤去によって出来た凹部１２内に杭３付きの底版１０を設置し、然る後図６（ｂ）に示すように、凹部１２をもとの捨石で埋め戻すことによって前述と同様に、杭３の下端側を底版１０とともに捨石層Ａ１内に埋没させる。

上述した第一、第二の各実施例は、ケーソンＢを設置する基礎捨石マウンドＡ表面の捨石層表面防護ブロック１ａ，１ｂについて説明したが、図７に示すように、基礎捨石マウンドＡ上に捨石を積み上げたケーソン背面補強体Ｃ表面の捨石層表面防護ブロック１ｂに対しても実施することができ、この場合においても、図７に示すように第一実施例と同様にして、捨石層Ｃ１に杭３を単に貫入させる構造、図８に示すように底版１０と杭３とを一体化させた架台を使用し、既設のケーソン背面補強体Ｃの表面を掘り下げて底版１０を捨石層Ｃ内に埋設する構造、あるいは新たに背面補強体Ｃを設ける場合には、図には示してないが、基礎捨石マウンド上に架台を設置し、その上の背面補強体Ｃの捨石層を積み上げる構造や、背面補強体の捨石積み上げ途中でその表面に架台を設置し、その上に捨石層を設計高さまで積み上げる構造とすることができる。

これらの場合に置いて杭３に対する捨石層表面防護ブロック１ｂの嵌合及び抜け止め構造は、第一、第二の各実施例と同様であるため、図面に同一符号を付してそれらの説明を省略する。

尚、上述した各実施例における抜け出し防止器具４ａとしてキャップ状器具を使用しているが、この他図９に示すように複数の杭３，３......に跨らせたて各杭の頭部に固定する杭間連結材を兼用させた桁状の抜けだし防止器具４ｂを使用してもよい。

また、上述した例では、重力式ケーソンの背面側の根固めブロックや被覆ブロックからなる捨石層表面防護ブロックについて説明したが、重力式ケーソンの前面側の捨石層上に根固めブロックや被覆ブロックを設置する場合にも適用できる。

Ａ 基礎捨石マウンド
Ａ１ 捨石層
Ｂ 重力式ケーソン
Ｃ ケーソン背面補強体
Ｃ１ 捨石層
１ａ，１ｂ 捨石層表面防護ブロック
２ 杭貫通孔
３ 杭
４ａ，４ｂ 抜け出し防止器具
１０ 底版
１１ 基礎地盤
１２ 凹部

Claims (5)

1. 重力式ケーソン防波堤における捨石層保護構造において、
   捨石層内に下端側が埋没され、且つ、上端側が該捨石層上面に突出した杭と、前記捨石層の表面に敷設された捨石層表面防護ブロックとを備え、
   該捨石層表面防護ブロックには、前記杭の上端側が軸方向に移動可能に貫通される杭貫通孔が形成されており、
   前記杭の上端部には、前記捨石層表面防護ブロックの上面から間隔を隔てた位置に、前記捨石層表面防護ブロックの上下移動を許容しつつ、前記杭からの前記捨石層表面防護ブロックの脱落を防止する抜け出し防止器具を備えたことを特徴としてなる重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造。
2. 前記杭は、前記捨石層内に埋没された底版に立設されてなる請求項１に記載の重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造。
3. 前記捨石層は、基礎捨石マウンドである請求項１又は２に記載の重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造。
4. 前記捨石層は、基礎捨石マウンド上に捨石が積み上げられてなるケーソン背面補強体である請求項１又は２に記載の重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造。
5. 前記抜け出し防止器具は、複数の杭間に跨らせて各杭先端部に固定された杭間連結材を兼用している請求項１〜４の何れか１に記載の重力式ケーソン防波堤の捨石層保護構造。

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