JP5983435B2 - Gravity breakwater - Google Patents
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Description
本発明は、例えばコンクリート製のケーソン等により形成された重力式防波堤に関するものであり、さらに詳しくは、津波等の大きなエネルギーを有する波に対して粘り強い構造を有する重力式防波堤に関するものである。 The present invention relates to a gravity breakwater formed by a caisson made of concrete, for example, and more particularly to a gravity breakwater having a structure that is tough against waves having large energy such as a tsunami.
重力式防波堤として広く知られているコンクリート製のケーソンを用いた防波堤は、該ケーソンの中に砂利や水を充填してその重さにより、波等のエネルギーによって作用する荷重に抵抗する構造物であり、その重力により該ケーソンが設置された地盤や地盤上に盛られたマウンドとの間に生じる摩擦力で安定を図っているのが通常である。 A breakwater using a concrete caisson, widely known as a gravity breakwater, is a structure that resists loads acting on energy such as waves by filling the caisson with gravel and water. In general, stabilization is achieved by the frictional force generated between the ground where the caisson is installed and the mound built on the ground due to the gravity.
ところで、上述のような重力式防波堤は、通常は供用期間中に発生する確率の高い、台風や発達した低気圧等による波浪(高潮含む)、あるいは地震による津波等のエネルギーに伴う荷重に対しては安全性が保てるように設計されている。
しかしながら、想定以上のエネルギーに伴う荷重が作用した場合には、上述のケーソンと地盤あるいはマウンドとの間の摩擦力が不足することで滑動破壊などが生じてしまうことがある。
実際、2011年に発生した東日本大震災においては、想定以上の大きさの津波が発生し、想定以上の荷重がケーソンに作用したため、該ケーソンが押し流されマウンド上から滑落して破壊が進む滑動破壊が発生して、防波堤の機能を一瞬にして失う程に破壊されて甚大な被害を受け、防波堤としての機能を全く担保できない事態が生じた。
By the way, the gravitational breakwaters as described above are usually used for loads associated with energy such as waves (including storm surges) caused by typhoons and developed low pressures, or tsunamis caused by earthquakes, which are likely to occur during the service period. Is designed to be safe.
However, when a load with energy more than expected is applied, sliding failure may occur due to insufficient frictional force between the caisson and the ground or mound.
In fact, in the Great East Japan Earthquake that occurred in 2011, a tsunami larger than expected occurred, and a load exceeding the expected level was applied to the caisson. Occurred and destroyed so that the function of the breakwater was lost in an instant, and suffered enormous damage, resulting in a situation where the function as a breakwater could not be guaranteed at all.
このため、従来の設計で想定された津波等のエネルギーに伴う荷重が作用した場合において、ある程度の被害を受けたとしても防波堤としての機能を急激に失うような破壊を避け、防波堤の機能を少しでも維持できるような粘り強い防波堤の構造が要求されている。 For this reason, when a load associated with energy such as tsunami assumed in the conventional design is applied, even if a certain amount of damage is caused, avoid breakage that suddenly loses the function as a breakwater, and slightly enhance the function of the breakwater However, there is a demand for a persistent breakwater structure that can be maintained.
これを受け、図5に示すように、重力式の防波堤11において、地盤12上に形成したマウンド13上に配設したケーソン等の重量構造物14の後面側(港内側)に、裏込め石を積み上げて傾斜面状に形成した補強台15を設け、これにより重量構造物14の移動を抑える防波堤の補強構造が提案されている。
しかしながら、この補強構造によれば、補強台15の重量に応じてより大きな荷重に抵抗することができるものの、この補強構造を有する防波堤11の場合の破壊形式は滑動破壊に代表されるような、一旦破壊が始めると一瞬にして機能を失う破壊となる。即ち、津波等によって重量構造物に大きな荷重が作用して、この荷重を受けるはずの補強台が該荷重に耐えられずに破壊されると、重量構造物は一気に滑動して押し流され、防波堤の機能を即刻失うため、粘り強い構造とは言い難い。
しかも、港内側に裏込め石を積み上げて補強台15を形成する方法では、港湾の有効面積を減少させてしまう他、港内の各所の水深を変化させてしまうため、港湾内の運用を大幅に変更する必要が生じる可能性が高く、港湾施設の活用において多くの制約が出てしまう等の問題を発生させるおそれがある。
In response to this, as shown in FIG. 5, in the
However, according to this reinforcing structure, although it can resist a larger load depending on the weight of the reinforcing table 15, the type of failure in the case of the
In addition, the method of stacking backfill stones inside the port to form the
また、粘り強い構造の提案としては、上述のものの他に鋼管杭や鋼矢板などの高い靭性を有する鋼製建材を活用する方法が存在する。
例えば、特許文献1には、鋼管矢板等を用いてセルを形成し、該セル内に中詰め土を充填する護岸構造が記載されている。この特許文献1の技術は、新たに護岸構造に係る構造物を構築する場合には非常に有用で粘り強い構造を実現することができるが、ケーソンを用いた重量式の防波堤の構造には適用できない。
Moreover, as a proposal of a tenacious structure, the method of utilizing the steel building materials which have high toughness, such as a steel pipe pile and a steel sheet pile other than the above-mentioned thing exists.
For example, Patent Document 1 describes a revetment structure in which a cell is formed using a steel pipe sheet pile or the like, and a filling soil is filled in the cell. The technique of this Patent Document 1 can realize a very useful and tenacious structure when constructing a new structure related to a revetment structure, but cannot be applied to the structure of a heavyweight breakwater using a caisson. .
特許文献2には、ケーソンの前面側及び後面側に鋼矢板あるいは鋼管矢板で構成される壁状構造体を打設し、この壁状構造体とケーソンとを連結する護岸構造物が記載されている。
しかしながら、この護岸構造物は、構造安定性については問題がないものの、上記特許文献2の技術は護岸構造物であって、ケーソンの前面側が海や川である一方で後面側は陸地であることから、設置工事は護岸側の陸地からアクセスして比較的容易に行うことができるため、設置工事の簡略化は必須ではない。一方、前面側及び後面側の両側を海に挟まれた海域に設置される防波堤の場合、上記護岸構造物の場合に比べ、設置工事がそもそも非常に大掛かりで難度も高く、コスト面でも非常に大きな負担となる。しかも、前面側及び背面側共に海に面している防波堤とは粘り強い構造に係る基本的な考え方が全く異なるため、この技術を防波堤にそのまま採用することはできない。
However, although this revetment structure has no problem in terms of structural stability, the technology of
本発明の技術的課題は、想定外の津波等の大きなエネルギーに伴う荷重が作用しても、一瞬ですべての機能を失うことのない粘り強い構成を有する重力式防波堤及びその施工方法を提供することにある。 The technical problem of the present invention is to provide a gravitational breakwater having a tenacious structure that does not lose all functions in an instant even if a load accompanying a large energy such as an unexpected tsunami is applied, and a construction method thereof. It is in.
如上に鑑み、本発明者らは、ケーソン等の重量構造物を備えた防波堤において粘り強い構成を見出すべく、鋭意研究した結果、重量構造物の前面側や後面側を地盤に打設した鋼矢板や鋼管矢板等により形状した壁状の支持構造体によって支持させて、該支持構造体に重量構造物からの水平方向の力を直接的に受け止めさせることが有効であることを見出した。 In view of the above, as a result of earnest research to find a tenacious structure in a breakwater equipped with a heavy structure such as caisson, the present inventors have found that a steel sheet pile in which the front side and the rear side of the heavy structure are placed on the ground It has been found that it is effective to support by a wall-like support structure formed by a steel pipe sheet pile or the like so that the support structure directly receives the horizontal force from the heavy structure.
一方で、地盤上に形成したマウンド上に載置した重量構造物の直近に、該重量構造物を支持する支持構造体を、その上端側の一部をマウンドから突出させ、且つその突出部分を重量構造物に直接的に接触させた状態で地盤に打設した場合、支持構造体の打設に伴う地盤性状の変化の影響を重量構造物が受けやすく、地盤やマウンドが緩んでしまうことが考えられる。
そうすると、重量構造物の設置が不安定になったり、滑動しやすくなったりする可能性があるため、支持構造体に重量構造物からの水平方向の力を直接受け止めさせる構造の防波堤の場合、支持構造体の打設による地盤性状の変化の影響を局所的且つ最小限に抑えることが肝要であるとの知見を得た。
On the other hand, a support structure that supports the weight structure is protruded from the mound in the immediate vicinity of the weight structure placed on the mound formed on the ground, and the protruding portion is When placed on the ground in direct contact with the heavy structure, the heavy structure is easily affected by changes in the ground properties associated with the placement of the support structure, and the ground and mound may loosen. Conceivable.
Doing so may cause the installation of heavy structures to become unstable or make it easier to slide, so in the case of a breakwater with a structure that allows the support structure to directly receive the horizontal force from the heavy structure, It was found that it is important to minimize the influence of changes in ground properties due to the placement of structures locally and minimally.
さらに、重量構造物の後面側及び/又は前面側を壁状の支持構造体によって支持させるに際して、支持構造体を、その壁面が重量構造物の後面や前面と対向するようにマウンドや地盤に打設した場合、マウンド内を通る水流を完全に阻害してしまう可能性がある。
例えば、後面側のみ支持構造体を設置した場合、マウンド内に浸透した水流が支持構造体により遮断されてしまうため、マウンド内における間隙水圧が過剰に上昇し、マウンド内の地盤強度を低下させると共に、重量構造物に想定以上の揚圧力を生じさせて重量構造物の安定性を損なう危険性がある。
したがって、マウンド内に浸透した水流がマウンドや重量構造物に与える影響を可及的に抑止する必要があるとの知見を得た。
Furthermore, when the rear surface side and / or the front surface side of the heavy structure is supported by the wall-shaped support structure, the support structure is placed on the mound or ground so that the wall surface faces the rear surface or front surface of the heavy structure. If installed, the water flow through the mound may be completely obstructed.
For example, when the support structure is installed only on the rear side, the water flow that has penetrated into the mound is blocked by the support structure, so that the pore water pressure in the mound increases excessively and the ground strength in the mound decreases. In addition, there is a risk of causing a lifting force higher than expected in the heavy structure to impair the stability of the heavy structure.
Therefore, it was found that it is necessary to suppress as much as possible the influence of the water flow penetrating the mound on the mound and the heavy structure.
本発明は上述の知見に基づいて完成したものである。
即ち、上記課題を解決するため、本発明の重力式防波堤は、地盤上又は地盤上に設けられたマウンド上に配設された防波用の重量構造物と、該重量構造物の前面側と後面側とのうちの少なくとも一方側に配設されて、重量構造物からの水平方向の力を受け止めさせて該重量構造物を支持する、鉛直方向に延びる壁状の支持構造体とを備え、上記支持構造体は、上記重量構造物の前後方向に向けて延設されていて、一端側が該重量構造物と当接し、且つ上記重量構造物が配設された地盤又はマウンドから上端側が上方に突出した状態で地盤に打設されていることを特徴とするものである。
The present invention has been completed based on the above findings.
That is, in order to solve the above-described problem, the gravity breakwater of the present invention includes a heavyweight structure for wave protection disposed on the ground or a mound provided on the ground, and a front side of the heavyweight structure. A wall-like support structure extending in the vertical direction, which is disposed on at least one side of the rear surface side and receives the force in the horizontal direction from the weight structure to support the weight structure; The support structure extends in the front-rear direction of the heavy structure, one end abuts on the heavy structure, and the upper end side is upward from the ground or mound on which the heavy structure is disposed. It is characterized by being placed on the ground in a protruding state.
本発明においては、上記重量構造物は直方体状に形成されていて、上記支持構造体は該重量構造物の前面又は/及び後面に対して直交する方向に向けて延設されているものとすることができる。
さらに、本発明においては、上記支持構造体は、上記重量構造物と非連結状態で当接させているものとすることができる。
また、本発明においては、上記支持構造体は、該重量構造物の前面又は/及び後面における少なくとも横幅方向の両端側の位置にそれぞれ配設されていることが好ましい。
In the present invention, the heavy structure is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the support structure is extended in a direction orthogonal to the front surface and / or the rear surface of the heavy structure. be able to.
Furthermore, in the present invention, the support structure may be brought into contact with the heavy structure in an unconnected state.
In the present invention, it is preferable that the support structures are respectively disposed at positions on at least both ends in the width direction on the front surface and / or the rear surface of the heavy structure.
さらに、本発明においては、上記支持構造体における地盤又はマウンドからの突出した部分の高さは、地盤又はマウンド上に配設された状態の上記重量構造物の鉛直方向の高さよりも低いものとすることができる。
また、本発明においては、上記支持構造体は、複数の鋼管矢板又は鋼矢板により形成されていて、隣接する鋼管矢板又は鋼矢板同士が相互の位置が不動となるように固定されているものとすることができ、これにより、支持構造体において面内剪断変形が生じにくくすることが好ましい。
Furthermore, in the present invention, the height of the protruding portion from the ground or mound in the support structure is lower than the height in the vertical direction of the weight structure in a state of being disposed on the ground or mound. can do.
Further, in the present invention, the support structure is formed of a plurality of steel pipe sheet piles or steel sheet piles, and the adjacent steel pipe sheet piles or steel sheet piles are fixed so that their mutual positions are immobile. Accordingly, it is preferable that in-plane shear deformation hardly occurs in the support structure.
本発明によれば、重量構造物を支持する支持構造体を、上記重量構造物の前後方向に向けて延設した構成として、一端側が該重量構造物と当接し、且つ上記重量構造物が配設された地盤又はマウンドから上端側が上方に突出した状態で地盤に打設したことにより、重量構造物からの水平方向の力を直接的に受け止めて防波堤の破壊を防止することができる。
また、上記重量構造物は前後方向に向けて延設されているため、支持構造体の打設に伴う重量構造物直近のマウンドや地盤の地盤性状の変化の影響を局所的且つ最小限に抑えることができ、これにより、支持構造体の打設に起因する重量構造物の滑動や沈み込みを抑止することができる。さらに、支持構造体がマウンド内に浸透した水流を阻害しないため、マウンド内における間隙水圧が上昇することがなく、これにより、マウンド内の地盤強度を低下や、重量構造物に対する想定以上の揚圧力の発生を防止して、重量構造物の安定性を確保することができる。
According to the present invention, the supporting structure that supports the heavy structure is configured so as to extend in the front-rear direction of the heavy structure, one end abuts the heavy structure, and the heavy structure is arranged. By placing on the ground with the upper end protruding upward from the installed ground or mound, the horizontal force from the heavy structure can be directly received to prevent breakage of the breakwater.
In addition, since the heavy structure is extended in the front-rear direction, the influence of changes in the ground properties of the mound immediately adjacent to the heavy structure and the ground due to the placement of the support structure is minimized locally. Thus, sliding and sinking of the heavy structure due to the placement of the support structure can be suppressed. Furthermore, since the support structure does not hinder the water flow that has penetrated into the mound, the pore water pressure in the mound does not increase, thereby reducing the ground strength in the mound or raising the pressure above the expected for heavy structures. Can be prevented and the stability of the heavy structure can be secured.
したがって、想定外の津波等の大きなエネルギーに伴う荷重が作用し、重量構造物が移動したとしても、支持構造体によって該重量構造物の滑落や沈み込みに起因する防波堤の完全な破壊が抑えられて、一瞬ですべての防波堤機能を失うことのない粘り強い構成の重力式防波堤を得ることができる。 Therefore, even if a load accompanying large energy such as an unexpected tsunami acts and the heavy structure moves, the support structure can prevent complete breakage of the breakwater due to the heavy structure sliding or sinking. Thus, it is possible to obtain a gravitational breakwater having a tenacious structure that does not lose all the breakwater functions in an instant.
図1及び図2は、本発明の重力式防波堤の一実施の形態を示すもので、この実施の形態の防波堤1は、海中の地盤2上に形成されたマウンド3の上に配設された防波用の重量構造物4と、該重量構造物4の後面側に配設された、鉛直方向に延びる壁状の支持構造体5とを備えている。
なお、本発明において、重量構造物の前面側とは、基本的に、陸地とは相反する方向(港湾の場合は港の外側方向)、重量構造物の後面側とは、基本的に、陸地と対向する方向(港湾の場合は港の内側方向)を指している。また、この発明における防波堤は、重量構造物の前面側及び後面側が海に面しているものを指し、さらには、いわゆる波除堤を概念的に含むものとする。
1 and 2 show an embodiment of a gravity breakwater according to the present invention. A breakwater 1 according to this embodiment is disposed on a
In the present invention, the front side of the heavy structure is basically the direction opposite to the land (in the case of a port, the outside of the port), and the rear side of the heavy structure is basically the land. It points to the opposite direction (in the case of a port, the inner side of the port). Moreover, the breakwater in this invention points out the thing by which the front side and rear surface side of a heavyweight structure face the sea, and also contains what is called a wave breakwater notionally.
上記重量構造物4は、例えばコンクリート製の箱状に形成されて内部に砕石等が充填されたケーソン、あるいはコンクリートで形成された段積みブロック等であり、基本的に、自身の重量によって波から受ける荷重を受け止めて抵抗するものである。
この実施の形態においては、略直方体状に形成されたコンクリート製のケーソンを用いており、上端側の一部が海面Sから上方に突出した状態で上記マウンド3上に載置されている。さらに、図2に示すように、上記防波堤1は、この重量構造物4としてのケーソンを、一定の間隔の隙間6を設けた状態で横方向に複数並設させた態様となっている。
また、上記マウンド3は、海中の地盤2の上に砕石等を所定の高さにまで盛って形成したもので、上端部は平坦面となっていて上記重量構造物を安定的に載置することができるようになっている。
The
In this embodiment, a concrete caisson formed in a substantially rectangular parallelepiped shape is used, and is placed on the
Further, the
上記支持構造体5は、上記重量構造物4からの水平方向の力を受け止めて該重量構造物4を支持する機能を有するもので、全体として一方向に延びる一連の壁状の構成となっている。
この実施の形態の支持構造体5は、複数の鋼管矢板により形成されていて、隣接する鋼管矢板同士を、例えば溶接、あるいは継手等の連結部分や鋼管矢板の頭部をコンクリート等の固結材料で固める等、任意の手段を用いて連結し、これらの隣接する鋼管矢板同士が相互の位置が不動となるように相互に固定されていて、支持構造体5における面内剪断変形が可及的に抑えられる構造となっている。
The
The
また、この支持構造体5は、上記重量構造物4の後面における横幅方向の両端側の位置に、該重量構造物4と非連結状態でそれぞれ配設されている。
これらの各支持構造体5は、上記重量構造物4の前後方向、即ち、この実施の形態の場合は重量構造物4の後面に対して直交する方向に向けてそれぞれ延設されている。そして、各支持構造体5は、一端側が該重量構造物4と非連結状態で当接し、且つその重量構造物4が配設されたマウンド3から上端側が上方に突出した状態で、十分な根入れ量をもって地盤2に打設されている。
したがって、これら支持構造体5は、相互に略平行となるように延設されていると共に、それらの各壁面(支持構造体5の延設方向(重量構造物4の前後方向)に沿う面)が、重量構造物の側面に沿う方向に延びた状態となっている。
Further, the
Each of these
Accordingly, these
ここで、上記支持構造体5を重量構造物4の前後方向に向けて延設したのは、第1の理由として、支持構造体5の打設によって生じるマウンド3や地盤2の地盤性状の変化の影響が、重量構造物4におよぶことを可及的に抑えるためである。
既に述べたように、支持構造体を重量構造物の直近に打設した場合、支持構造体の打設に伴うマウンドや地盤の地盤性状が変化して、地盤やマウンドが緩んでしまうことが考えられる。そうすると、マウンド上あるいは地盤上の重量構造物の設置が不安定になったり、滑動しやすくなったりするため、重量構造物に対しては、支持構造体の打設による地盤性状の変化の影響をできる限り抑える必要がある。
そのため、本発明においては、上記支持構造体を、重量構造物の前後方向に向けて延設し、その一端側を該重量構造物と非連結状態で当接させるようにマウンドや地盤に打設することにより、支持構造体の打設に伴う地盤性状の変化を、重量構造物の直近のごく一部の範囲において収まるようにしている。これにより、地盤性状の変化の影響を局所的且つ最小限に抑えて、重量構造物に対する影響を可及的に抑止している。
Here, the reason why the
As already mentioned, when the support structure is placed in the immediate vicinity of the heavy structure, the ground and ground properties of the mound and the ground due to the placement of the support structure may change, and the ground and mound may loosen. It is done. Doing so makes the installation of heavy structures on the mound or the ground unstable and makes it easier to slide.Therefore, the heavy structures are affected by changes in the ground properties due to the placement of the support structure. It is necessary to suppress as much as possible.
Therefore, in the present invention, the support structure is extended in the front-rear direction of the heavy structure, and is placed on the mound or the ground so that one end side thereof is brought into contact with the heavy structure in an unconnected state. By doing so, the change of the ground property accompanying the placement of the support structure is accommodated in a very small range in the immediate vicinity of the heavy structure. Thereby, the influence on the heavy structure is suppressed as much as possible by minimizing the influence of the change in the ground property locally and to the minimum.
また、上記支持構造体5を重量構造物4の前後方向に向けて延設した第2の理由は、津波等によってマウンド3内に浸透した水流がマウンド3や重量構造物4に与える影響を可及的に抑止するためである。
重量構造物を壁状の支持構造体によって支持させる場合、重量構造物に対する支持力を向上させるために、例えば、支持構造体の壁面を重量構造物の後面と対向させた状態で該支持構造体をマウンド等に打設することが考えられる。
しかしながら、このように、支持構造体をその壁面が重量構造物の後面と対向した状態でマウンド等に打設した場合、例えば重量構造物の前面側からマウンド内に浸透した水流が、壁状に形成されている上記支持構造体により遮断されてしまうため、マウンド内における間隙水圧が過剰に上昇するおそれがある。
そうすると、この間隙水圧の過剰な上昇によって、マウンドや地盤が緩み、これらの地盤強度が低下する可能性が高く、さらには、上方向への水圧によって重量構造物に想定以上の揚圧力が発生する可能性もあるため、重量構造物の安定性を大いに損なう危険性がある。
そのため、本発明においては、このようなマウンド内での間隙水圧の過剰な上昇を防止すべく、支持構造体を上記重量構造物の前後方向に向けて延設して、マウンド内に浸透した水流をできるだけ阻害しないようにすることにより、この水流をマウンド等に影響を残すことなく通過させるようにしている。
The second reason for extending the
When the heavy structure is supported by the wall-shaped support structure, in order to improve the support force for the heavy structure, for example, the support structure with the wall surface of the support structure facing the rear surface of the heavy structure. Can be placed on the mound.
However, when the support structure is placed on the mound or the like with the wall surface facing the rear surface of the heavy structure in this way, for example, the water flow that has permeated into the mound from the front side of the heavy structure has a wall shape. Since it will be interrupted | blocked by the said support structure formed, there exists a possibility that the pore water pressure in a mound may rise excessively.
Then, this excessive rise in pore water pressure loosens the mound and ground, and it is highly possible that the strength of these grounds will decrease, and further upward pressure will occur in the heavy structure due to the upward water pressure. There is also a possibility that the stability of heavy structures is greatly impaired.
Therefore, in the present invention, in order to prevent such an excessive increase in the pore water pressure in the mound, the supporting structure is extended in the front-rear direction of the weight structure, and the water flow that has permeated into the mound. The water flow is allowed to pass through without leaving any influence on the mound or the like.
さらに、この実施の形態において、上記支持構造体5を、該重量構造物4の後面における横幅方向の両端側の位置にそれぞれ配設したのは、重量構造物4の水平方向の荷重をバランスよく受け止めさせて、該重量構造物4の滑動を防止するためである。
また、隣接する重量構造物4,4間の隙間6に形成される急激な流れ場による水流の影響を抑えるためである。この点について、詳細に説明すると、本発明のような重力式防波堤においては、複数の重量構造物を一定の間隔を空けて配置するのが一般的であるが、このような重力式防波堤の場合、波浪や津波が押し寄せてきた際には、隣接する重量構造物間の隙間に急激な流れ場が形成される。
例えば、図4に示すように、重量構造物4の前面側から津波等が押し寄せてきた場合、重量構造物4,4間の隙間6には、後面側方向(図3中白抜きの矢印の方向)の流れ場が発生する。そして、この流れ場からの水流は、図3中の矢印のように、各重量構造物4,4の後面側近くに拡がるように流れ込もうとするため、各重量構造物4,4の後面側のマウンド3や地盤2が洗掘される可能性がある。逆に、引き波の際にも、隣接する重量構造物間の隙間には、重量構造物の後面側から前面側への方向の急激な流れ場が形成されて、その水流が各重量構造物の前面側近くに拡がるように流れ込むため、やはり各重量構造物の前面側のマウンドや地盤が洗掘される可能性がある。
このように、重量構造物の前後のマウンドや地盤が洗掘されると、重量構造物に対する支持力が低下して該重量構造物が押し流される可能性が高いため、滑動破壊が発生し、防波堤の機能を一瞬にして失う事態となりかねない。
Furthermore, in this embodiment, the
Moreover, it is for suppressing the influence of the water flow by the rapid flow field formed in the
For example, as shown in FIG. 4, when a tsunami or the like comes from the front side of the
In this way, when the mounds and the ground before and after the heavy structure are scoured, the supporting force on the heavy structure is reduced and the heavy structure is likely to be swept away. It may happen that you lose your function in an instant.
そのため、この実施の形態においては、上記支持構造体5を、該重量構造物4の後面における横幅方向の両端側の位置にそれぞれ配設することにより、図3に示すように、隣接する重量構造物4,4間の隙間6に形成される急激な流れ場からの水流が重量構造物4の後面直近に流れ込むこと防止して、該重量構造物4の後面直近や近傍のマウンド3や地盤2が洗掘されるのを抑止し、滑動破壊の発生を抑えることができるようにしている。
Therefore, in this embodiment, by arranging the
また、この実施の形態において、上記支持構造体5を重量構造物4と非連結状態で当接させたのは、設置工事を簡易化して設置コストを抑えるためである。
即ち、従来の技術においては、ケーソン等の重量構造物と該重量構造物を支持する壁状構造体とが連結されているため、この点の構成が複雑で設置工事が非常に面倒になるという欠点があった。また、本発明のように、前面側及び後面側の両側を海に挟まれた海域に設置される防波堤の場合、前面側が海や川である一方で後面側は陸地である護岸構造物に比べ、設置工事がそもそも非常に大掛かりで難度も高いため、上述のような重量構造物と壁状構造体とを連結するような工事は手数面でもコスト面でも非常に大きな負担となる。
In this embodiment, the
That is, in the prior art, a heavy structure such as a caisson is connected to a wall-like structure that supports the heavy structure, so that the configuration of this point is complicated and the installation work is very troublesome. There were drawbacks. In addition, as in the present invention, in the case of a breakwater installed in a sea area sandwiched between the front and both sides of the front side and the rear side, the front side is the sea and river, while the rear side is land-based compared to the seawall structure Since the installation work is very large and difficult in the first place, the work for connecting the heavy structure and the wall-like structure as described above is very burdensome both in terms of labor and cost.
そのため、実施の形態においては、重量構造物4と支持構造体5との連結工事を省略して防波堤全体としての構成を簡易化することにより、防波堤としての性能を担保しながらも、従来のような連結を要する構成に比べて施工をきわめて容易に行うことができるようにしている。
この結果、従来に比べて施工工事の手間を省くことができ、さらにこれに伴って施工コストを抑えることが可能となる。
Therefore, in the embodiment, by omitting the connection work between the
As a result, it is possible to save the labor of construction work as compared with the prior art, and it is possible to reduce construction costs accordingly.
ところで、上記支持構造体5におけるマウンド3から突出した突出部分5aの高さ、即ち打設した支持構造体5の上端の高さは、マウンド3上に載置した状態の重量構造物4の高さよりも低くなっている。図1に示すものの場合、支持構造体5の突出部分5aの突出高さは重量構造物4の高さの半分以下であり、したがって、支持構造体5は全体として海中に位置した状態となっている。
このように支持構造体5の突出部分5aの突出高さを、マウンド3上に載置した状態の重量構造物4の高さよりも低くしたのは、主に支持構造体は、重量構造物からの水平荷重を支持し、該重量構造物の滑動などの水平変位を抑制する効果を得るためのものであって、少なくともその効果を確保することができる構造であればよいからである。
By the way, the height of the protruding
As described above, the projecting height of the projecting
なお、上記支持構造体5の延設方向(重量構造物の前後方向)の長さは、重力式防波堤1への要求性能や支持構造体5の剛性、港湾内の運用(航路等含む)等に応じて適宜設定される。
この実施の形態の場合、上記支持構造体5の延設方向の長さは、マウンド3内に収まる程度の長さとなっている。
The length of the
In the case of this embodiment, the length of the
上記構成を有する防波堤を施工するにあたっては、まず地盤2上に所定の高さのマウンド3を形成して、該マウンド3上に重量構造物4を載置、配設する。このときのマウンド3及び重量構造物4については、新たに新設してもよいが、既設のマウンド及び重量構造物であってもよく、したがって、既に構築済みの防波堤のマウンド及び重量構造物を利用することができる。
その後、上記重量構造物4の後面側に、該重量構造物4の前後方向、さらに具体的にはこの重量構造物4の後面に対して直交する方向に延設した上記支持構造体5を、一端側が重量構造物4と非連結状態で当接し、且つ該重量構造物4が配設されたマウンド3から上端側が上方に突出した状態で地盤2に鉛直方向に打設する。これにより、粘り強い構造の防波堤1が完成することとなる。
In constructing a breakwater having the above-described structure, first, a
Thereafter, the
このとき、上記支持構造体5は、津波等が押し寄せてきた場合には、重量構造物4からの水平方向の力を直接的に受け止めて該重量構造物4を支持するため、防波堤1の機能を一瞬にして失わせることなく破壊を抑止することができる。
また、上記支持構造体5は重量構造物4の前後方向に向けて延設されているため、支持構造体5の打設に伴う重量構造物4直近のマウンド3や地盤2の地盤性状の変化の影響が局所的且つ最小限に抑えられ、これにより、支持構造体5の打設に起因する地盤性状の変化に伴う重量構造物4の滑動や沈み込みを抑止することができる。
さらに、支持構造体5がマウンド3内に浸透した水流を阻害しないため、マウンド3内における間隙水圧が上昇することがなく、これにより、マウンド3内の地盤強度を低下や、重量構造物4に対する想定以上の揚圧力の発生を防止して、重量構造物4の安定性を確保することができる。
この結果、重量構造物4に対して、想定外の津波等の大きなエネルギーに伴う荷重が作用し、該重量構造物4が移動したとしても、支持構造体5によって重量構造物4の滑落や沈み込みに起因する防波堤の完全な破壊が抑えられるため、一瞬ですべての防波堤機能を失うことのない粘り強い構成の重力式防波堤を得ることができる。
At this time, when the tsunami or the like approaches, the
Further, since the
Furthermore, since the
As a result, even if a heavy energy load such as an unexpected tsunami acts on the
上記実施の形態においては、重量構造物4の後面側にのみ支持構造体5を配設しているが、支持構造体は、重量構造物の前面側に配設してもよい。
さらには、図4に示すように、上記支持構造体は、重量構造物の前面側及び背面側の両方に配設してもよい。このように、支持構造体を重量構造物の前面側及び後面側の両方に設けた場合には、津波等の引き波の際にも本発明の効果を発揮するため、津波対策としては非常に有用である。なお、図4中の、地盤やマウンド、さらには重力式防波堤を形成する重量構造物、支持構造体の各構成については、基本的に上記実施の形態と実質的に同じであり、また同様の作用効果を奏するため、同じの符号を付して詳細な説明は省略する。
In the above embodiment, the
Furthermore, as shown in FIG. 4, the support structure may be disposed on both the front side and the back side of the heavy structure. In this way, when the support structure is provided on both the front side and the rear side of the heavy structure, the effect of the present invention is exhibited even in the case of a tsunami or the like. Useful. In addition, about each structure of the ground structure and mound in FIG. 4, and the weight structure which forms a gravity-type breakwater, and a support structure, it is substantially the same as the said embodiment fundamentally, and the same In order to achieve the effect, the same reference numerals are given and detailed description is omitted.
また、上記実施の形態においては、上記支持構造体5は、マウンド3を貫通した状態で地盤2に打設されているが、支持構造体の延設方向(重量構造物の前後方向)の長さやマウンドの大きさによっては、一部又は全部がマウンド外の地盤に直接打設されていてもよい。なお、上記支持構造体については、港湾の運用上の問題で、支持構造体の延設方向の長さを十分に確保することができない場合、この支持構造体自体の剛性を高めることにより、所望の防波堤の性能を確保するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態においては、重量構造物4を地盤2上に形成したマウンド3上に載置しているが、地盤表面の形状や地盤性状等の各種条件によっては、重量構造物は地盤上に直接載置するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the said
Furthermore, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態においては、上記支持構造体5を、上記重量構造物4と非連結状態で当接させた構成としているが、支持構造体と重量構造物とは必ずしも非連結状態とする必要はなく、相互に連結させてもよい。
さらに、上記支持構造体5における地盤2又はマウンド3からの突出した突出部分5aの高さについては、上記実施の形態のように、地盤又はマウンド上に配設された状態の上記重量構造物の鉛直方向の高さの半分以下である必要はなく、また必ずしも重量構造物の鉛直方向の高さよりも低くする必要もなく、適当に設定することができる。
また、支持構造体5における地盤2への打設に際しては、通常の鋼管杭等とは異なり、支持構造体の下端側を必ずしも地盤の支持層にまで根入れする必要はなく、根入れ深さあるいは根入れ量については、周囲の環境等、各種条件に応じて、支障のない範囲内において任意に設定することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the said
Further, the height of the protruding
Further, when placing the
さらに、上記実施の形態においては、支持構造体5を、複数の鋼管矢板を用いて壁状に形成した構成のものとしているが、支持構造体としては、基本的には剛性が高くまた面内剪断が生じにくい壁状であれば任意の構成とすることができ、例えば鋼矢板等を用いて壁状に形成した構成であってもよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the
1 防波堤
2 地盤
3 マウンド
4 重量構造物
5 支持構造体
6 隙間
1
Claims (6)
上記支持構造体は、上記重量構造物の前後方向に向けて延設されていて、一端側が該重量構造物と当接し、且つ上記重量構造物が配設された地盤又はマウンドから上端側が上方に突出した状態で地盤に打設されていることを特徴とする重力式防波堤。 A weight structure for wave protection disposed on the ground or a mound provided on the ground, and a weight structure disposed on at least one of the front side and the rear side of the weight structure. A wall-like support structure extending in the vertical direction that supports the weight structure by receiving a horizontal force from the object,
The support structure extends in the front-rear direction of the heavy structure, one end abuts on the heavy structure, and the upper end side is upward from the ground or mound on which the heavy structure is disposed. Gravity-type breakwater that is placed on the ground in a protruding state.
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