JP6007017B2 - 水中基礎および水中基礎の構築方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、海上の重力式構造物の水中基礎、この水中基礎の構築方法に関するものである。

海上の重力式構造物は、通常、海底に捨て石マウンドを形成し、この捨て石マウンドの上にコンクリート製のケーソンなどを設置することによって作られる。

このような捨て石マウンド上に形成された護岸は、兵庫県南部地震において、海側へ滑り、甚大な被害が発生し、また、東日本大震災において、大津波による潮の流れによって洗掘され、甚大な被害が発生した。

これらの被害は、捨て石マウンドの崩壊が重力式構造物の崩壊に影響しているものと考えられる。

重力式構造物の耐震性や耐津波性を向上させるためには、捨て石マウンドを補強することが重要であり、以下の方法が提案されている。

まず、第１に、例えば、特開２０１０−２６１２３７号公報に開示されているように、捨て石マウンドの中に可塑状ゲルグラウト材を注入し、この可塑状ゲルグラウト材の固化によって捨て石同士を一体化（連結）する方法である。

第２に、例えば、特開２００１−２２０７２７号公報に開示されているように、連結材で連結した捨て石を敷き詰めて捨て石マウンドを形成してせん断力を増強することにより、捨て石マウンドの変形を抑制する方法である。

第３に、例えば、特開２００８−１８００３８号公報に開示されているように、捨て石マウンドの上面周辺から傾斜面に、アスファルト層またはアスファルトマチックを打設することにより、透水性（通水性）を確保しながら、表面の捨て石相互間を擬似的に接着状態にする方法である。

最後に、例えば、特開平８−１６５６５２号公報に開示されているように、アスファルトマットまたはアスファルトマチックを流し込んで（打設して）捨て石マウンドを覆うことにより、アスファルトマットまたはアスファルトマチックで表面の捨て石を固着状態にする方法である。

特開２０１０−２６１２３７号公報 特開２００１−２２０７２７号公報 特開２００８−１８００３８号公報 特開平８−１６５６５２号公報

上記した特許文献１、特許文献４に記載されている水中基礎は不透水性となり、特許文献２、特許文献３に記載されている水中基礎は、透水性となる。

しかしながら、津波を伴う地震においては、底面（海底面）から上方への強い（大きい）揚圧力が発生するため、特許文献１、特許文献４に記載されている不透水性の水中基礎では、相当強化しなければ、対応することができない。

このため、揚圧力を逃がしながら、簡便に捨て石マウンドを補強する必要がある。

また、津波の引き潮時に、ケーソンと目地との間に強い水流が発生し、水中基礎が破損することを考えると、特許文献２、特許文献３に記載されている水中基礎の傾斜面（傾斜部）を、洗掘に対して補強する必要がある。

この発明は、上記した問題を解消するためになされたもので、揚圧力をスムーズに逃がして通水性または透水性アスファルトマットの破損、流出を防止することができるとともに、捨て石マウンドを補強することのできる水中基礎および水中基礎の構築方法を提供するものである。

請求項１に記載の水中基礎は、捨て石を敷き詰めた捨て石マウンドと、この捨て石マウンドを覆うように敷設され、端部が海底を覆う通水性または透水性アスファルトマットとを有し、前記通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の水中基礎は、捨て石を敷き詰めた第１捨て石マウンドと、この第１捨て石マウンドを覆うように敷設され、端部が海底を覆う第１通水性または透水性アスファルトマットと、この第１通水性または透水性アスファルトマットの上に捨て石を敷き詰めた第２捨て石マウンドと、この第２捨て石マウンドを覆うように敷設された第２通水性または透水性アスファルトマットとを有し、前記第１通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の水中基礎の構築方法は、捨て石を敷き詰めた捨て石マウンドを形成するマウンド形成工程と、この捨て石マウンドを覆うよう、端部が海底を覆う通水性または透水性アスファルトマットを敷設する敷設工程とを有し、前記通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の水中基礎の構築方法は、捨て石を敷き詰めた第１捨て石マウンドを形成する第１マウンド形成工程と、この第１捨て石マウンドを覆うよう、端部が海底を覆う第１通水性または透水性アスファルトマットを敷設する第１敷設工程と、この第１通水性または透水性アスファルトマットの上に捨て石を敷き詰めた第２捨て石マウンドを形成する第２マウンド形成工程と、この第２捨て石マウンドを覆うように第２通水性または透水性アスファルトマットを敷設する第２敷設工程とを有し、前記第１通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられていることを特徴とする。

この発明の水中基礎および水中基礎の構築方法によれば、捨て石マウンドが通水性または透水性アスファルトマットで覆われているので、通水性または透水性を確保できることによって揚圧力をスムーズに逃がして通水性または透水性アスファルトマットの破損、流出を防止でき、捨て石マウンドの崩壊を防止することができる。

また、捨て石マウンドの中に通水性または透水性アスファルトマットが入っているので、通水性または透水性アスファルトマットが捨て石を咬み込むことにより、通水性または透水性アスファルトマットと捨て石との間に大きい（高い）摩擦力が働き、捨て石マウンドを補強することができる。

この発明の、水中基礎の構築方法の一実施例の過程を示す縦断面図に相当する説明図である。 この発明の、水中基礎の構築方法の一実施例の過程を示す縦断面図に相当する説明図である。 この発明の、水中基礎の構築方法の一実施例の過程を示す縦断面図に相当する説明図である。 この発明の、水中基礎の構築方法の一実施例の過程を示す縦断面図に相当する説明図である。 通水性アスファルトマットの接続の一例を示す平面図に相当する説明図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線による断面図に相当する説明図である。 通水性アスファルトマットの接続の他の例を示す平面図に相当する説明図である。 通水性アスファルトマットの一例を示す平面図に相当する説明図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線による断面図に相当する説明図である。 水中基礎の通水性を示す説明図である。 通水性アスファルトマットの他の例を示す斜視図に相当する説明図である。 通水性アスファルトマットのさらに他の例を示す斜視図に相当する説明図である。 透水性アスファルトマットの例を示す斜視図に相当する説明図である。 図１３に示した透水性アスファルトマットの敷設例を示す縦断面図に相当する説明図である。 図１３に示した透水性アスファルトマットの他の敷設例を示す縦断面図に相当する説明図である。 各アスファルトマットの端部の形状を示す水中基礎の縦断面図に相当する説明図である。

図１〜図４はこの発明の、水中基礎の構築方法の一実施例の過程を示す縦断面図に相当する説明図、図５は通水性アスファルトマットの接続の一例を示す平面図に相当する説明図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線による断面図に相当する説明図、図７は通水性アスファルトマットの接続の他の例を示す平面図に相当する説明図、図８は通水性アスファルトマットの一例を示す平面図に相当する説明図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線による断面図に相当する説明図、図１０は水中基礎の通水性を示す説明図である。

図８または図９に示すように、通水性アスファルトマット１は、従来のアスファルトマットと同様に、上下のアスファルト層２，３の中間部に補強用のネット部材４を配置し、このネット部材４に添わせて、必要に応じて補強用の鉄筋（またはワイヤ）５や吊り上げ用のワイヤ６を所定の間隔で配置した構成とされている。

上記したネット部材４は、ガラス繊維などを用いてネット状の部材に構成され、網目の部分で上下のアスファルト層２，３が接着されるようになっている。

また、ワイヤ６の先端には、通水性アスファルトマット１の対向する両側に位置するアイ部７が設けられ、このアイ部７によってクレーンなどによって吊り上（下）げられるようになっている。

この通水性アスファルトマット１は、従来のアスファルトマットに捨て石が通過しない程度の孔を設けたものである。

また、通水性アスファルトマット１は、一般の道路の舗装などに使用される通水性アスファルトと同様な材料を用いて作製することも可能である。

この場合、透水性アスファルトマット１自体が、上下、左右の全方位に貫通する孔、または、隙間が連通する状態で形成されることになるため、通水性アスファルトマット１を通して水を流通させることができる。

次に、図１〜図７を参照して、図８および図９に示す通水性アスファルトマット１を使用した水中基礎の構築について説明する。

まず、図１に示すように、海底１１に、例えば、φ５００〜φ１０００位の捨て石１２を多段（例えば、２段以上の５ｍ位の高さ）に敷均し敷き詰めて末広がりに積み上げ、側面視台形状の捨て石マウンド（第１捨て石マウンド）１３を形成する。

そして、図２に示すように、捨て石マウンド１３を覆うように通水性アスファルトマット（第１通水性アスファルトマット）１を敷設し、第１層目の基礎とする。

このとき、通水性アスファルトマット１の端部は、捨て石１２の下端まででも、さらに延長して海底１１部分まで延ばしてもよい。

通水性アスファルトマット１の端部の延びる長さが長ければ、捨て石法尻部の洗掘防止の効果を付加することができる。

そして、通水性アスファルトマット１の連結は、図５に示すように、端部を重ね合わせる方法と、図７に示すように、ある程度の間隔をおいて隙間を作る方法がある。

このように、捨て石マウンド１３を通水性アスファルトマット１で覆う場合、上記〔００３５〕に示した２つの方法を採用できるが、通水性アスファルトマット１の長手方向においては、図５に示すように、端部を重ねて長さ方向に延長する。

また、通水性アスファルトマット１の幅方向においても、上記〔００３５〕に示した２つの方法を採用できるが、図７に示すように、ある程度の間隔をおいて隙間を作り、ワイヤ（６）またはボルト、ナットを用いて複数枚、例えば、３枚の通水性アスファルトマット１を接続することにより、幅方向に広くすることができる。

次に、図３に示すように、通水性アスファルトマット１の（平面状の）上底の上に、捨て石１２を多段（例えば、２段以上の５ｍ位の高さ）に敷均し敷き詰めて末広がりに積み上げ、側面視台形状の捨て石マウンド（第２捨て石マウンド）１４を形成する。

そして、図４に示すように、捨て石マウンド１４を覆うように通水性アスファルトマット（第２通水性アスファルトマット）１を敷設し、第２層目の基礎とする。

このとき、第２通水性アスファルトマット１の端部は、第１通水性アスファルトマット１に接しても、第１通水性アスファルトマット１に接しない長さであってもよい。

第２通水性アスファルトマット１の端部が第１通水性アスファルトマット１に接していれば、第２捨て石マウンド１４側の流水によって捨て石１２が洗掘される危険性を低減させることができる。

また、第２通水性アスファルトマット１の端部が第１通水性アスファルトマット１に接していなければ、第２捨て石マウンド１４内における水平方向の水の移動が速やかになる。

２層目の基礎の通水性アスファルトマット１も、先に説明したようにして長さ方向に延長したり、幅方向に広くすることができる。

以降は、図３、図４に示す工程を繰り返して基礎を多層（多段）に積み上げ、水中基礎とする。

上記のようにして構築した水中基礎は、捨て石マウンド１３，１４を覆っている通水性アスファルトマット１が、図１０に示すように、通水性を有し、捨て石１２の間に隙間があるので、水平方向および垂直方向への水の移動が妨げられない。

なお、最上段の通水性アスファルトマット１の上にはケーソンなどが配置されると、ケーソンなどが配置された部分の通水性アスファルトマット１においては、垂直方向への水の移動が制限される。

したがって、海底地盤に発生する揚圧力を水中基礎内に溜めることなく、スムーズに逃がして通水性アスファルトマット１の破損、流出を防止でき、捨て石マウンド１３，１４の崩壊を防止することができる。

また、捨て石マウンド１３，１４の中に、強い引っ張る力を持っている通水性アスファルトマット１が入っているので、通水性アスファルトマット１が捨て石１２を咬み込むことにより、通水性アスファルトマット１と捨て石１２との間に大きい（高い）摩擦力が働くようになる。

この摩擦力により、捨て石マウンド１３，１４を補強することができる。

また、捨て石マウンド１３，１４の肩部分を通水性アスファルトマット１で覆っているので、津波引き潮時に発生するケーソンと目地との間の水流に対しても、捨て石マウンド１３，１４の肩部の捨て石１２が脱落し難くなり、捨て石マウンド１３，１４の崩壊を防止することができる。

なお、特許文献３や特許文献４のアスファルトマチックを使用する場合、捨て石マウンドの捨て石が大きいと、捨て石の平均間隙を大きくなることにより、アスファルトマチックが多量に必要になったり、多量のアスファルトマチックの施工管理が困難になる。

このアスファルトマチックの施工管理が困難になるのを防ぐため、捨て石の表面を目詰め材でカバーしてからアスファルトマチックを打設するなどの補助工法が必要になる。

しかしながら、この発明における通水性アスファルトマット１は、陸上で製作するので、製品管理が確実にでき、必要なアスファルトマチック材料も少なくて済むようになる。

また、特許文献３や特許文献４のアスファルトマチックを使用すると、きっちりとした捨て石マウンドが構築されていない場合や長期にわたって吸い出し力が働く場合は、アスファルトマチック自体が流出してしまうことがある。

しかしながら、この発明における通水性アスファルトマット１は、内部に補強材（ネット部材４、鉄筋５、ワイヤ６）が入っているので、破断しない限り流出することがなく、長期の安定性を確保することができる。

また、通水性アスファルトマット１の海上工事は現場での敷設作業だけなので、現場での工事日数を少なくすることができるとともに、施工コストを安価にすることができる。

図１１は通水性アスファルトマットの他の例を示す斜視図に相当する説明図である。

図１１に示す通水性アスファルトマット１Ａは、一般的なアスファルトマットまたは通水性アスファルトマットの全体に、捨て石が通過しないような大きさ、例えば、φ１００〜φ３００の孔８を開けたものである。

この通水性アスファルトマット１Ａを使用することにより、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な水中基礎を構築することができ、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な効果を得ることができる。

図１２は通水性アスファルトマットのさらに他の例を示す斜視図に相当する説明図である。

図１２に示す通水性アスファルトマット１Ｂは、一般的なアスファルトマットまたは通水性アスファルトマットの一部に、捨て石が通過しないような大きさ、例えば、φ１００〜φ３００の孔８を開けたものである。

この通水性アスファルトマット１Ｂを使用する場合、孔８の開いた部分を捨て石マウンドの傾斜面（傾斜部）に対応させるとともに、孔８の開いていない部分を捨て石マウンドの上面および傾斜面（傾斜部）の上端部に対応させて敷設することにより、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な水中基礎を構築することができ、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な効果を得ることができる。

図１３は透水性アスファルトマットの例を示す斜視図に相当する説明図、図１４は図１３に示した透水性アスファルトマットの敷設例を示す縦断面図に相当する説明図、図１５は図１３に示した透水性アスファルトマットの他の敷設例を示す縦断面図に相当する説明図である。

図１３に示す透水性アスファルトマット１Ｃは、一般的な透水性アスファルトマットである。

この透水性アスファルトマット１Ｃを使用する場合、図１４に示すように、捨て石マウンド１３，１４の上底に間隔をおいて、透水性アスファルトマット１Ｃ同士をワイヤなどの接続（連結）手段で接続（連結）して敷設することにより、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な水中基礎を構築することができ、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な効果を得ることができる。

また、透水性アスファルトマット１Ｃを使用する場合、図１５に示すように、捨て石マウンド１３，１４を覆うように敷設することにより、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な水中基礎を構築することができ、通水性アスファルトマット１を用いた水中基礎と同様な効果を得ることができる。

上記した実施例では、アスファルトマットを使用した例を示したが、芯の入ったゴムマットを使用しても、同等の効果を得ることができる。

また、アスファルトマットの端を、捨て石が流出しない程度に海底などから浮かせても、同様な効果を得ることができる。

また、アスファルトマットを一様な厚さにした例を示したが、図１６に示すように、通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃの海底１１に接する端部に、丸く肥大化させた肥大化部を設けると、通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃの傾斜面（斜面部）を流れる水流の向きが上向きに変更させられることにより、揚圧力に対向できるとともに、通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃを捨て石マウンド１３，１４側へ押圧し、めくれを防止することができる。

また、通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃの端部の位置は、第１通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃの端部が海底１１面を覆うのが望ましく、上側の通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃの端部が下側の通水性または透水性アスファルトマット１〜１Ｃに接するのが望ましい。

また、洗掘防止対策として、捨て石マウンド法尻部に、洗掘防止用の蛇篭や洗掘防止マットを連結してもよい。

１ 通水性アスファルトマット
１Ａ，１Ｂ 通水性アスファルトマット
１Ｃ 透水性アスファルトマット
２，３ アスファルト層
４ ネット部材
５ 鉄筋（またはワイヤ）
６ ワイヤ
７ アイ部
８ 孔
１１ 海底
１２ 捨て石
１３ 捨て石マウンド（第１捨て石マウンド）
１４ 捨て石マウンド（第２捨て石マウンド）

Claims (4)

1. 捨て石を敷き詰めた捨て石マウンドと、
   この捨て石マウンドを覆うように敷設され、端部が海底を覆う通水性または透水性アスファルトマットとを有し、
   前記通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられている、
   ことを特徴とする水中基礎。
2. 捨て石を敷き詰めた第１捨て石マウンドと、
   この第１捨て石マウンドを覆うように敷設され、端部が海底を覆う第１通水性または透水性アスファルトマットと、
   この第１通水性または透水性アスファルトマットの上に捨て石を敷き詰めた第２捨て石マウンドと、
   この第２捨て石マウンドを覆うように敷設された第２通水性または透水性アスファルトマットとを有し、
   前記第１通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられている、
   ことを特徴とする水中基礎。
3. 捨て石を敷き詰めた捨て石マウンドを形成するマウンド形成工程と、
   この捨て石マウンドを覆うよう、端部が海底を覆う通水性または透水性アスファルトマットを敷設する敷設工程とを有し、
   前記通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられている、
   ことを特徴とする水中基礎の構築方法。
4. 捨て石を敷き詰めた第１捨て石マウンドを形成する第１マウンド形成工程と、
   この第１捨て石マウンドを覆うよう、端部が海底を覆う第１通水性または透水性アスファルトマットを敷設する第１敷設工程と、
   この第１通水性または透水性アスファルトマットの上に捨て石を敷き詰めた第２捨て石マウンドを形成する第２マウンド形成工程と、
   この第２捨て石マウンドを覆うように第２通水性または透水性アスファルトマットを敷設する第２敷設工程とを有し、
   前記第１通水性または透水性アスファルトマットの前記海底を覆う端部には、肥大化部が設けられている、
   ことを特徴とする水中基礎の構築方法。

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