JP6251491B2 - Construction method for coastal structures - Google Patents
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Description
防波堤などの海岸構造物が、想定を超える大きさの波浪や津波の襲来によって転倒したり、滑動するのを防止する方法ならびに転倒を防止した海岸構造物及びその構築方法に関する。 The present invention relates to a method for preventing a coastal structure such as a breakwater from falling or sliding due to a wave or tsunami of an unexpected size, a coastal structure that prevents the coastal structure, and a construction method thereof.
従来、海中に設置されたケ−ソン防波堤の海岸構造物は、基礎から天端まで一体の構造物であり、潮流や波浪、更には津波による転倒・滑動を抑止して安定性を確保するため、構造物の重量を増大させて底面マウンドとの間の摩擦力を大きくし、滑動力に抵抗するのが一般的であった。 Conventionally, the coastal structure of the Kaeson breakwater installed in the sea is an integral structure from the foundation to the top of the shore, in order to ensure stability by preventing tidal currents, waves, and even tumbling and sliding due to tsunami. In general, the weight of the structure is increased to increase the frictional force between the bottom mound and resist the sliding force.
防波堤の堤体となるケーソン自体の重量と捨石マウンドとの摩擦抵抗によって作用外力に対してケーソンの滑動と転倒を防止しているものであり、波浪条件によってはゴムシート等の摩擦部材による摩擦抵抗を増大させる方法が有効であるが、ケーソンの下面のゴムシート等の摩擦部材は、時間の経過と共にケーソンの重量によってマウンドの表面の凹凸に従う変形が生じ、波浪によるケーソンの反復する揺れによってゴムシートに剪断破断が生じ、摩擦を期待できなくなることがある。
そこで、波浪エネルギーを吸収して堤体の滑動や転倒を防ぐものとして図５（１）、（２）に示すように、合成樹脂、ゴム、スプリングをゴムで被覆したり、内部に鉄板等を積層埋設したエネルギー吸収体を底面マウンドと堤体の間に設置してエネルギー吸収体で堤体を支持したり、堤体を上下に二分割してエネルギー吸収体で連結することが提案されている。
また、図５（３）に示すように、堤体底部に凹部を形成し、この凹部内にエネルギー吸収部材を取り付け、このエネルギー吸収部材に支持杭の上部を係止し、底面マウンド中にこの支持杭を埋設すると共に底面マウンド上に堤体を設置したり、図５（４）、（５）に示すように、堤体を内外二つに分割し、外側堤体を底面マウンド上にエネルギー吸収部材を介して設置し、内側の堤体との間にエネルギー吸収部材を介在させることが提案されている。
更に、図６に示すように、防波堤などの海岸構造物の外海側、または、外海側と内海側の両側にシンカーを設置し、海岸構造物をシンカーに連結固定することによって転倒・滑動を抑止することを本発明者が提案した。
The weight of the caisson itself that forms the breakwater body and the frictional resistance of the rubble mound prevent the caisson from sliding and overturning against an external force, and depending on the wave conditions, the frictional resistance of a friction member such as a rubber sheet Although the friction member such as the rubber sheet on the lower surface of the caisson is deformed according to the unevenness of the surface of the mound with the weight of the caisson over time, the rubber sheet is caused by repeated shaking of the caisson due to waves. Shear fracture may occur and friction may not be expected.
Therefore, as shown in FIGS. 5 (1) and 5 (2), the wave energy is absorbed to prevent the levee body from sliding and falling, as shown in FIGS. It has been proposed to install a laminated buried energy absorber between the bottom mound and the dam body and to support the dam body with the energy absorber, or to divide the dam body into two parts and connect with the energy absorber. .
Further, as shown in FIG. 5 (3), a recess is formed in the bottom of the dam body, an energy absorbing member is attached in the recess, the upper portion of the support pile is locked to the energy absorbing member, and this is placed in the bottom mound. As shown in Fig. 5 (4) and (5), the levee body is divided into two inside and outside, and the outer dam body is energized on the bottom mound. It has been proposed that the energy absorbing member is interposed between the absorbing member and the inner bank body.
Furthermore, as shown in Fig. 6, sinkers are installed on the open sea side of the coastal structures such as breakwaters, or both sides of the open sea side and the inland sea side, and the coastal structures are connected and fixed to the sinkers to prevent overturning and sliding. The inventor has proposed to do so.
しかしながら、防波堤などの海岸構造物の重量を大きくしても、それを上回る巨大津波の襲来によって海岸構造物は転倒したり滑動したりして基礎マウンドが移動することが東日本大地震によって発生した巨大津波によって明らかとなり、既往の対応策では目的を達成できないことが判明した。
そして、滑動や転倒した海岸構造物は、構造物自体が巨大であるため、元に戻すことが不可能であり、切断して運搬可能な大きさにするしかなく、切断した構造物は防波堤等の海岸構造物としては再使用することができないものであり、廃棄物として処分しなければならず、復興に更なる費用を必要とする。
本発明は、海岸構造物の堤体重量を単に増大させるだけでなく、海岸構造物の基部が巨大津波に遭遇してもマウンドから転落あるいは滑動することなく粘り強く原位置に残留できるようにすると共に、復旧が容易な海岸構造物及びその施工法を提供することである。
However, even if the weight of coastal structures such as breakwaters is increased, the massive mound generated by the Great East Japan Earthquake may cause coastal structures to fall or slide due to the invasion of a giant tsunami that exceeds that weight. It was revealed by the tsunami, and it was found that the objectives could not be achieved with the existing countermeasures.
And since the structure itself is huge, the coastal structure that has been slid or overturned cannot be restored to its original size, and can only be cut and transported. As a coastal structure, it cannot be reused and must be disposed of as waste, which requires additional costs for reconstruction.
The present invention not only increases the dam weight of the coastal structure, but also allows the base of the coastal structure to remain persistently in place without falling or sliding from the mound when encountering a giant tsunami. It is to provide a coastal structure that can be easily restored and its construction method.
本発明は、巨大津波等による堤防等の海岸構造物の転倒・滑動を、その重量の増大で防止するのではなく、海岸構造物を上下に分割して基部ユニット、中間ユニット及び上部ユニットとし、基部ユニットを底面マウンド内に埋設すると共に、海岸構造物が津波によって受ける力を基部ユニットの上部に変形可能なジョイントを介して連結された中間ユニット及び上部ユニットの変形によって津波等による大きなエネルギーを吸収し、基部ユニットが転倒あるいは滑動して設置位置から移動しないようにし、復旧工事を容易にすると共に多大な費用がかからないようにするものである。
また、海岸構造物の施工法として、海底を平坦に整地し、この平坦な海底面に変形可能なジョイントが上方向に突出させてある基部ユニットを設置し、この基部ユニットの前後に底面マウンドを構築して基部ユニットと一体化し、変形可能なジョイントを介して中間ユニット及び上部ユニットを空間を設けて連結し、変形可能なジョイントを連結ロッドで一体化してジョイントの抜け止めとする海岸構造物の構築方法である。
The present invention does not prevent the fall of the coastal structure such as the embankment caused by a giant tsunami or the like by increasing its weight, but divides the coastal structure into a base unit, an intermediate unit and an upper unit, The base unit is embedded in the bottom mound, and the energy received by the tsunami is absorbed by the deformation of the intermediate unit and the upper unit, which are connected to the upper part of the base unit via a joint that can be deformed by the tsunami. In addition, the base unit does not move from the installation position due to overturning or sliding, thereby facilitating the restoration work and avoiding a great expense.
In addition, as a construction method for coastal structures, the bottom of the sea is leveled, a base unit with a deformable joint projecting upward is installed on the flat bottom of the sea, and bottom mounds are placed before and after the base unit. It is constructed and integrated with the base unit, the intermediate unit and the upper unit are connected via a deformable joint with a space, and the deformable joint is integrated with a connecting rod to prevent the joint from coming off. It is a construction method.
本発明の海岸構造物は、通常時は基部ユニットと上部ユニットが一体となって海岸構造物として機能するが、巨大津波が襲来して大きな外力が作用した場合には、ジョイントが変形することによって津波のエネルギーを吸収して海岸構造物が転倒しないようにし、また、海岸構造物の基部ユニットを底面マウンドで押さえることによって移動を阻止し、少なくとも基部ユニットを原位置に残留させることによって復旧を容易にし、また、復旧に多大な費用がかからないようにすることができ、海岸構造物が移動して航路を塞ぐことがないようにすることができる。 The coastal structure of the present invention normally functions as a coastal structure with the base unit and the upper unit integrated, but when a large tsunami strikes and a large external force acts, the joint is deformed. The tsunami energy is absorbed to prevent the coastal structure from falling, and the movement is prevented by pressing the base unit of the coastal structure with the bottom mound, and at least the base unit remains in the original position for easy recovery. In addition, it is possible to prevent the restoration from being costly, and to prevent the coastal structure from moving and blocking the route.
図１に示すように、海岸構造物１は、基部ユニット１０、中間ユニット１１、及び上部ユニット１２からなり、各ユニットは変形可能なジョイント３で連結されており、各ユニットの間には空間４が形成してある。
本実施例においては、各ユニットは断面が３ｍ×３ｍ、高さは、基部ユニットが２．５ｍ〜５ｍ、中間ユニットが２ｍ〜４ｍ程度、上部ユニットが１．５ｍ〜２ｍ程度としてある。各ユニットの諸元は、設置個所に応じて適宜決めるものである。
基部ユニット１０は、底面マウンド２にほぼ埋設されており、底面マウンド２と一体となっており、海岸構造物１が巨大津波等の力を受けても、中間ユニット１１、上部ユニットを連結しているジョイント３が図３に示すように変形してエネルギーを吸収するので、滑動しにくくなっている。また、基部ユニット１０の高さはマウンドの高さより高くしてあり、基部ユニット１０は底面マウンド２の上面から上に延びて突出させてある。
As shown in FIG. 1, the coastal structure 1 includes a base unit 10, an intermediate unit 11, and an upper unit 12, each unit being connected by a deformable joint 3, and a space 4 between each unit. Is formed.
In this embodiment, each unit has a cross section of 3 m × 3 m, and the height is about 2.5 m to 5 m for the base unit, about 2 m to 4 m for the intermediate unit, and about 1.5 m to 2 m for the upper unit. The specifications of each unit are appropriately determined according to the installation location.
The base unit 10 is almost embedded in the bottom surface mound 2 and is integrated with the bottom surface mound 2. Even if the coastal structure 1 receives a force such as a huge tsunami, the intermediate unit 11 and the upper unit are connected. Since the joint 3 is deformed and absorbs energy as shown in FIG. 3, it is difficult to slide. The height of the base unit 10 is higher than the height of the mound, and the base unit 10 extends upward from the upper surface of the bottom surface mound 2 and protrudes.
基部ユニット１０の上面には変形可能なジョイント３が突出させて設けてある。ジョイント３は、肉厚の鋼板、鋼管、鋼板とゴムの積層部材、防弦材等に試用されているゴムなどであり、弾性と粘性を備えた粘弾性体を使用するのが好ましい。
ジョイント３は、図２の平面図に示すように、円形、または矩形の断面の弾性体もしくは粘弾性体であり、適宜の間隔で各ユニットに複数個配設されている。ゴムと鋼板を積層した粘弾性体が好ましい。
各ユニットの間に形成する空間４を５０ｃｍ程度とし、ユニットへの挿入深さを５０ｃｍとすると、ジョイント３の長さは１．５ｍ程度また、円形断面とした場合は直径を４０ｃｍ〜１ｍ程度する。
各ユニットの間には空間４を介在させて基部ユニット１０と中間ユニット１１等が連結してあるため、図３に示すように海岸構造物１が大きな外力を受けたときに大きく変形することができ、変形による大きなエネルギー吸収を期待でき、基部ユニット１０が底面マウンド２から抜け出て転倒あるいは滑動することを防ぐことが可能である。
A deformable joint 3 is protruded from the upper surface of the base unit 10. The joint 3 is a thick steel plate, a steel pipe, a laminated member of steel plate and rubber, rubber used as a string-proof material, or the like, and it is preferable to use a viscoelastic body having elasticity and viscosity.
As shown in the plan view of FIG. 2, the joint 3 is an elastic body or viscoelastic body having a circular or rectangular cross section, and a plurality of the joints 3 are arranged in each unit at an appropriate interval. A viscoelastic body in which rubber and a steel plate are laminated is preferable.
When the space 4 formed between the units is about 50 cm and the insertion depth into the unit is 50 cm, the length of the joint 3 is about 1.5 m. In the case of a circular cross section, the diameter is about 40 cm to 1 m. .
Since the base unit 10 and the intermediate unit 11 are connected with each other through the space 4 as shown in FIG. 3, the coastal structure 1 may be greatly deformed when receiving a large external force as shown in FIG. It is possible to expect large energy absorption due to deformation, and it is possible to prevent the base unit 10 from falling out of the bottom surface mound 2 and falling or sliding.
ジョイント３には、連結ロッド３１が挿入される穴（図示しない）が設けてあり、この穴は、図４に示すようにジョイント３が穴３０に挿入されたとき、連結穴３５の位置に一致するようにしてある。連結穴３５に連結ロッド３１を通してジョイント３を相互に連結し、ジョイント３が中間ユニット１１などから容易に抜け出さないようにしてある。
連結ロッド３１を使用する代わりに、ジョイント３の抜け出し防止としては、ジョイント３の先端にアンカープレートを設けたり、ジョイント３の先端部を膨出させて製造時に埋め込むようにしてもよい。
The joint 3 is provided with a hole (not shown) into which the connecting rod 31 is inserted. This hole coincides with the position of the connecting hole 35 when the joint 3 is inserted into the hole 30 as shown in FIG. I have to do it. The joint 3 is connected to the connection hole 35 through the connection rod 31 so that the joint 3 does not easily come out of the intermediate unit 11 or the like.
Instead of using the connecting rod 31, for preventing the joint 3 from coming off, an anchor plate may be provided at the tip of the joint 3, or the tip of the joint 3 may be bulged and embedded during manufacture.
図３は、本発明の海岸構造物が津波等によって大きな外力が作用した際の海岸構造物の挙動を模式的に示すものである。外力によって変形可能なジョイント３が大きく変形してエネルギーを吸収することにより、津波の陸地への到達時間を遅らせことができる。
また、中間ユニット１１、及び上部ユニット１２を連結しているジョイント３が破断または抜け出したとしても、基部ユニット１０は、底面マウンド２と一体となっているため、転倒あるいは滑動することがなく、基部ユニット１０が原位置に残存しているため復旧工事を容易に行うことができ、中間ユニット及び上部ユニットのジョイント３が破断しても大きく流されることがなく、航路の障害となることも少なくなる。
FIG. 3 schematically shows the behavior of the coastal structure of the present invention when a large external force is applied by a tsunami or the like. The joint 3 that can be deformed by an external force is largely deformed and absorbs energy, thereby delaying the arrival time of the tsunami to the land.
Further, even if the joint 3 connecting the intermediate unit 11 and the upper unit 12 is broken or pulled out, the base unit 10 is integrated with the bottom surface mound 2, so that the base unit 10 does not fall over or slide. Since the unit 10 remains in the original position, the restoration work can be easily performed, and even if the joint 3 of the intermediate unit and the upper unit is broken, it does not flow greatly, and it is less likely that the route is obstructed. .
本発明の海岸構造物である防波堤の施工法は、図４に示すように、まず、海底面５を整地してほぼ平坦な状態とし、基部ユニット１０を平坦にした海底５に設置する。この基部ユニット１０には、上面から１ｍ程度変形可能なジョイント３が突出させてある。この基部ユニット１０をコアとして両側に捨石２１を積み重ねて底面マウンド２を構築する。底面マウンド２の高さは基部ユニット１０の高さより低いものとし、基部ユニット１０の移動を防止するためなるべく高くし、基部ユニット１０が僅かに底面マウンド２より突出した状態とする。
底面マウンド２の表面は、ブロック２２で保護する。巨大津波が海岸構造物１を越えて陸側の底面マウンド２を洗掘によって破壊して基部ユニット１０を移動することがないように陸側の底面マウンド２の表面は、海側より強固に保護する。
As shown in FIG. 4, the construction method of the breakwater which is a coastal structure of the present invention first sets the sea bottom 5 to a substantially flat state and installs the base unit 10 on the flat sea bottom 5. The base unit 10 is protruded with a joint 3 that can be deformed by about 1 m from the upper surface. The bottom mound 2 is constructed by stacking rubble 21 on both sides using the base unit 10 as a core. The height of the bottom surface mound 2 is lower than the height of the base unit 10 and is set as high as possible to prevent the movement of the base unit 10, and the base unit 10 slightly protrudes from the bottom surface mound 2.
The surface of the bottom mound 2 is protected by a block 22. The surface of the bottom mound 2 on the land side is more strongly protected than the sea side so that the huge tsunami does not move the base unit 10 by scouring the land side bottom mound 2 beyond the coastal structure 1 by scouring. To do.
次に、中間ユニット１１を基部ユニット１０の上に配置し、ジョイント３とそれを収容する穴３０の位置合わせを行って静かに降下させてジョイント３を中間ユニット１１の底面の穴３０に挿入し、連結穴３５に連結ロッド３１を差し込んでジョイント３を串刺しにして反対面側に露出させ、ボルトで固定して基部ユニット１０と中間ユニット１１を連結する。更に、その上に上部ユニット１２を同様に連結して海岸構造物を完成させる。
なお、中間ユニットを設けずに基部ユニットと上部ユニットのみで海岸構造物とすることも可能である。
Next, the intermediate unit 11 is placed on the base unit 10, the joint 3 and the hole 30 for receiving the joint 3 are aligned and gently lowered, and the joint 3 is inserted into the hole 30 on the bottom surface of the intermediate unit 11. Then, the connecting rod 31 is inserted into the connecting hole 35 to expose the joint 3 on the opposite surface side, and is fixed with a bolt to connect the base unit 10 and the intermediate unit 11. Further, the upper unit 12 is similarly connected thereon to complete the coastal structure.
In addition, it is also possible to set it as a shore structure only by a base unit and an upper unit, without providing an intermediate unit.
１ 海岸構造物（堤防）
１０ 基部ユニット
１１ 中間ユニット
１２ 上部ユニット
２ 底面マウンド
３ ジョイント
３０ 穴
３１ 連結ロッド
３５ 連結穴
４ 空間
５ 海底
1 Coastal structure (dyke)
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