JP6004312B2

JP6004312B2 - ケーソン式防波堤の補強構造

Info

Publication number: JP6004312B2
Application number: JP2012020041A
Authority: JP
Inventors: 俊康三好; 剛西畑; 浩一朗安野
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: JP2013159902A

Description

本発明は、複数のケーソンを並べて設置することによって構成された防波堤の背面に、石材等の積み上げによって構成されたケーソン背面補強体を造成することにより、滑動及び転倒抵抗を増強させる防波堤の補強方法に関する。

一般に、ケーソン式防波堤は、水底に造成した捨石マウンド上に、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。

このようなケーソン式防波堤の補強方法としては、ケーソンを通してその下の水底基礎にグラウンド用の孔を削孔し、その穴内にアンカー体を挿入するとともにグラウト材を充填してグラウンドを造成し、該グラウンドとケーソン上面との間を緊張材にて緊張定着させるようにした補強方法が知られている（例えば特許文献１）。

この方法では、ケーソンの転倒及び滑動防止のために緊張材を使用しているものであるため、補強効果を大きくするには多数のグラウンドを、ケーソンを貫通させて造成する必要があり、海象条件によっては作業が困難となる場合があるとともに、緊張材の腐食によって補強効果が損なわれ易いという問題があった。

一方、ケーソン式防波堤の補強方法として、図４に示すように、捨石マウンド１上に並べて設置した重力式ケーソン２の背面に、石材を積み上げた補強体３を造成することによって、ケーソン前面に作用する波力に対する抵抗力を増強させる方法がある（例えば非特許文献１）。

特開２０１１−２２００２８号公報

土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ．２，２０１１，Ｉ_８０１頁〜Ｉ_８０５頁

一般に上述した図４に示す従来のケーソン式防波堤はその築造に当たり、ケーソンを捨石マウンド上に連続させて据え付けるものであるが、隣り合うケーソン間に０．１〜０．３ｍ程度の隙間、即ち目地が形成される。

このようなケーソン式防波堤の補強方法として、図４に示すように背面に補強体を造成する方法が経済的に有利であり、補強体を構成している捨石等の石材の量を増加させることによって補強効果が大きくなり、防波堤の滑動被災を防止することが可能となるが、上記のようにケーソンの設置に際し、目地ができないようにケーソン同士を密着させることは困難である。

このため、津波発生時等、防波堤の前面と背面とに大きな水位差が生じると、目地を通して高流速の水流が防波堤背面に噴出し、補強体を構成している捨石等の石材が飛散してしまい、補強効果が削減されるという問題がある。

また、このような目地を目地材によって閉鎖することも考えられ、背面が陸地である従来のケーソン護岸構造においては、目地を閉鎖する技術が開発されているが、前面及び背面が海である海洋に築造されるケーソン式防波堤においては、波による水流やケーソンの振動によって目地材が破壊され易く、大津波発生時に十分な効果が期待できないという問題がある。

本発明は、このような従来の問題に鑑み、ケーソン間の目地が存在したままであっても、補強体を構成している部材が飛散されることなく、補強体としての能力が損なわれないケーソン式防波堤の補強構造の提供を目的としてなされたものである。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、複数のケーソンを並べて設置することにより構成された防波堤の背面側に、裏込め石等の石材からなる補強体構成部材が積み上げられてなる補強体を備え、該ケーソンの滑動及び転倒抵抗を増強させたケーソン式防波堤の補強構造において、前記補強体の内、ケーソン間に存在する目地の背面側には、該目地の間隔以上の幅の高空隙率補強構造部を備え、その他のケーソン背面側には、積み上げられた石材によって構成され、前記高空隙率補強構造部より空隙率の低い低空隙率補強構造部を備えるとともに、前記低空隙率補強構造部の空隙率が１０〜３０％であることにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記高空隙率補強構造部は、その空隙率が５０％以上の消波ブロック積み上げ構造であることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記高空隙率補強構造部が、前後に連通開口した通水路を構成するコンクリート構造体であり、該コンクリート構造体による水路が前記目地から前記補強体の背面に連通開口されるように設置されたことにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記通水路を構成するコンクリート構造体が、プレキャストコンクリート製のボックスカルバートであることにある。

本発明においては、複数のケーソンを並べて設置することにより構成された防波堤の背面に、裏込め石等の石材からなる補強体構成部材を積み上げることによりケーソン背面に補強体を造成し、該ケーソンの滑動及び転倒抵抗を増強させるに際し、前記補強体の内、ケーソン間に存在する目地の背面側には、該目地の間隔以上の幅の高空隙率補強構造部を造成することにより、目地を通過した水流に対する抵抗が小さくなり、水流の運動エネルギーが分散されるとともに、高空隙率補強構造部が水流の通路となり、補強体の他の大部分を構成している石材等の補強体構成部材の飛散が防止され、特に津波襲来時のように、ケーソン式防波堤の前面と背面との水位差が大きく、目地から高流速の水流が噴出するような場合にも、補強体の崩壊が効果的に防止される。

また、高空隙率補強構造部以外のケーソン背面の補強体を石材を積み上げることにより造成し、前記高空隙率補強構造部より空隙率の低い低空隙率補強構造部とすることにより、ケーソンの滑動及び転倒防止効果を高いものとすることができ、設計を超えた津波襲来時においても効果的に対抗させる構造とすることができる。

本発明においては、前記低空隙率補強構造部の空隙率が１０〜３０％であることにより、石材量を多くすることが容易となり、大重量の補強体を造成できるためケーソン式防波堤の補強効果を高くすることができる。

本発明においては、前記高空隙率補強構造部を、その空隙率が５０％以上の消波ブロック積み上げ構造とすることにより、目地から噴出する水流の運動エネルギーを分散し、補強体構成部材である石材の飛散を効果的に防止できる。

本発明においては、前記高空隙率補強構造部が、前後に連通開口した通水路を構成するコンクリート構造体であり、該コンクリート構造体による水路を前記目地から前記背面補強体の背面に連通開口されるように設置することにより、目地からの水流を、殆ど無抵抗で補強体背面側に放出することができる。

また、前記通水路を構成するコンクリート構造体を、プレキャストコンクリート製のボックスカルバートによって構成させることにより、現場での設置作業が容易となる。

本発明に係るケーソン式防波堤の補強構造を実施した防波堤の一部切欠縦断面図である。同上の平面図である。本発明に係るケーソン式防波堤の補強構造を実施した防波堤の他の例の部分斜視図である。従来のケーソン式防波堤の補強構造を実施した防波堤を示す縦断面図である。

次に、本発明に係る転倒防止補強付ケーソン防波堤の実施の態様を図面に示した実施例に基づいて説明する。図において符号１０はケーソン式防波堤の一例を示しており、このケーソン式防波堤１０は、水底地盤１１上にケーソン設置用の捨石マウンド１２が造成され、その上に重力式のコンクリートケーソン１３を多数並べて設置することにより構成されている。設置されたケーソン間には、０．１〜０．３ｍの目地１４ができている。

ケーソン１３内には、石材、砂その他の材料からなる中詰材が充填されている。また既設のケーソン式防波堤の捨石マウンド１２の上面には、図には示してないが、ケーソン下を除き被覆石層（図視せず）が敷設されている。

このケーソン式防波堤１０の補強として、ケーソン式防波堤１０の背面側、即ち波浪が押し寄せる側の面（前面）の反対側に、重力式の補強体１５が築造されている。この補強体１５は前述した図４に示す従来のケーソン式防波堤に対する補強と同様に、捨て石マウンドに使用されている石材やこれと同等の人造石材を積み上げることによって構成されている。

補強体１５を設置して補強施工を行なうに際し、ケーソン１２の目地１４の背後に少なくともケーソン１３間の目地１４の間隔ａを中央にしてそれ以上の範囲に渡り、高空隙率補強構造部２０が築造され、それ以外のケーソン背面側には、前記高空隙率補強構造部２０に比べて空隙率が低い低空隙率補強構造部２１が築造されている。

高空隙率補強構造部２０には、例えば通常防波堤の前面側に積み上げられているテトラポット（商標）、六脚ブロック（商標）、三柱ブロック（商標）等、積み上げることによって空隙率が５０％程度となる各種の消波ブロック２２が使用できる。

この、高空隙率補強構造部２０の空隙率は、該高空隙率補強構造部２０が面している目地の断面積以上の空隙が形成されるようにすることが好ましい。

低空隙率補強構造部２１は、一般に捨石マウンドの造成に使用されているような積み上げによって空隙率が１０〜３０％程度となる石材を使用する。

このように構成される補強方法によれば、高空隙率補強構造部２０と低空隙率補強構造部２１に同じ流速の水流が通過すると、空隙率の大きい高空隙率補強構造部２０の方が低空隙率補強構造部２１より水流通過の際の流速は小さくなる。従って、目地１４の背面側に高空隙率補強構造部２０を設けることにより、これを透過する目地からの水流速度が小さくなるとともに、主として高空隙率補強構造部２０内が目地からの水流の通路となるため、低空隙率補強構造部２１を構成している石材の飛散が防止される。

尚、上述の実施例では高空隙率補強構造部２０として消波ブロックを使用した例を示しているが、この他、高空隙率補強構造部を積極的に目地１４からの水流を無抵抗で透過させる水路としてもよく、その場合、前記高空隙率補強構造部が、前後に連通開口した通水路を構成するコンクリート構造体であり、該コンクリート構造体による水路を前記目地から前記背面補強体の背面に連通開口されるように設置するようにしてもよい。

その方法として、図３に示すように、プレキャストコンクリート製のボックスカルバート２５を設置することによって構成することができる。

このボックスカルバート２５は、その開口部を目地１４の幅より大きくしておくことにより、目地１４を透過した水流は、殆ど無抵抗で防波堤背面側に放流されることとなり、補強体を構成している石材の飛散が完全に防止できる。

尚、図には示してないが、目地１４の背面側に、これと同幅以上の水路を場所打ちのコンクリートによって造成してもよい。

ａ目地の間隔
１０ケーソン式防波堤
１１水底地盤
１２捨石マウンド
１３コンクリートケーソン
１４目地
１５補強体
２０高空隙率補強構造部
２１低空隙率補強構造部
２２消波ブロック
２３石材
２５ボックスカルバート

Claims

複数のケーソンを並べて設置することにより構成された防波堤の背面側に、裏込め石等の石材からなる補強体構成部材が積み上げられてなる補強体を備え、該ケーソンの滑動及び転倒抵抗を増強させたケーソン式防波堤の補強構造において、
前記補強体の内、ケーソン間に存在する目地の背面側には、該目地の間隔以上の幅の高空隙率補強構造部を備え、その他のケーソン背面側には、積み上げられた石材によって構成され、前記高空隙率補強構造部より空隙率の低い低空隙率補強構造部を備えるとともに、前記低空隙率補強構造部の空隙率が１０〜３０％であることを特徴としてなるケーソン式防波堤の補強構造。
前記高空隙率補強構造部は、その空隙率が５０％以上の消波ブロック積み上げ構造である請求項１に記載のケーソン式防波堤の補強構造。
前記高空隙率補強構造部が、前後に連通開口した通水路を構成するコンクリート構造体であり、該コンクリート構造体による水路が前記目地から前記補強体の背面に連通開口されるように設置された請求項１に記載のケーソン式防波堤の補強構造。
前記通水路を構成するコンクリート構造体が、プレキャストコンクリート製のボックスカルバートである請求項３に記載のケーソン式防波堤の補強構造。