JP6298637B2

JP6298637B2 - 防潮構造物およびその施工方法

Info

Publication number: JP6298637B2
Application number: JP2014003973A
Authority: JP
Inventors: 典章戸村; 朗丈和山; 幸仁森; 前田　博司; 博司前田; 正樹小野; 聡志羽野; 竹内　大輔; 大輔竹内; 逸郎中野; 上條　崇; 崇上條
Original assignee: Japan Atomic Power Co Ltd; Hazama Ando Corp
Current assignee: Japan Atomic Power Co Ltd; Hazama Ando Corp
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: JP2015132101A

Description

本発明は、津波や高潮の襲来に備えて構築される防潮構造物およびその施工方法に関し、特に地下貯水槽などの既設構造物や被災した防潮構造物の基礎や支持杭などで、使用中などで重要か、または規模が大きくて簡単に撤去できないような構造物が存在する場所であっても、低コストでしかも短期間のうちに復旧または新設することができる。

東日本大震災では想定外の大津波の襲来により、太平洋沿岸を中心に海岸保全施設が大きく被災し、特に防潮堤などの構造物はほぼ壊滅的に損壊したものが多い。

このため、今後の余震に伴う大津波の再来や台風、大潮に伴う浸水が懸念され、早急の復旧が望まれている。また、従来よりも規模が大きく、しかも頻度の高い津波が一定程度越流したとしても、簡単に全壊しない粘り強い構造の防潮構造物の低コストでの実現が熱望されている。

従来、この種の防潮構造物は、一般に海岸線に沿って一定の高さに盛土し、その海に面する側と陸に面する側の両側に勾配を付けて断面が台形状をなすような堤防本体(堤体)を形成し、かつ海に面する側と陸に面する側の法面をコンクリートブロックや場所打ちコンクリート等によって被覆したものが知られている。

また、例えば、特許文献１には、所定間隔ごとに複数本の鋼管杭と当該鋼管の隣接する各２本の鋼管に取り付けられた複数のプレキャスト部材と各鋼管とプレキャスト部材との間に充填された遮水性緩衝材とからなる防潮構造物が開示されている。

この技術によれば，防潮構造物を簡易かつ迅速に設置することができ、また想定を超えるような高潮や津波にも十分に対応することができるとされている。

さらに、特許文献２には、海岸線に沿って延びる護岸構造物の上に起伏可能な状態で設置された、鋼管からなる版状の堤体と、当該堤体と護岸構造物との間に、堤体を支持するように設置された緩衝装置とからなる防波構造物が開示されている。

この技術によれば、想定規模を超える津波に対しても破壊されてしまうことなく、可及的に粘り強く防波機能を発揮し得る防波構造物が得られるとされている。

特開2013-147823号公報特開2013-87546号公報

しかし、これらの技術は、その構造から明らかなように、防潮構造物の基礎である支持杭を施工する必要があり、防潮構造物の用地に既設構造物がある場合には既設構造物を撤去する必要がある。

また、既設構造物が重要な構造物で撤去できない場合には、構造物同士が干渉しないように、平面的に既設構造物を避ける形状で防潮構造物を構築する必要がある。

さらに、前者の技術には、既設構造物を撤去するための工事が必要になるので、防潮構造物が完成するまでの期間が長期になる。また、後者の場合には、新たに整備する防潮構造物を迂回させて構築する必要から防潮構造物の延長が長くなり、工費が嵩むという問題がある。

本発明は、以上の課題を解決するためになされてもので、特に地下貯水槽などの既設構造物や被災した防潮構造物の基礎や支持杭などで、使用中などで重要か、または規模が大きくて簡単に撤去できないような構造物が存在する場所であっても、低コストでしかも短期間のうちに復旧または新設することのできる防潮構造物およびその施工方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、地下貯水槽などの既設構造物で使用中などで特に重要か、または被災した既設防潮構造物の基礎や支持杭などで、規模が大きく簡単には撤去できないような構造物が存在する場所に構築される防潮構造物およびその施工方法に関する発明であり、前記既設構造物の海に面してその両側にそれぞれ位置する柱と前記既設構造物の上側に既設構造物を跨いで位置する上部壁と前記柱の下に位置し、前記柱と上部壁を支持する基礎とを有して構築されてなることを特徴とするものである。

防潮構造物は、津波や高潮などによって HYPERLINK "http://kotobank.jp/word/%E6%B5%B7%E6%B0%B4" 海水が HYPERLINK "http://kotobank.jp/word/%E9%99%B8%E4%B8%8A" 陸上に浸入するのを防止する目的で構築されるものであり、一般に海に面して海岸線方向に数百メートル、長いものにあっては数キロメートルにもわたって延々と連続して構築される。

こうした防潮構造物の新設または復旧に際して、本発明の防潮構造物は、特に地下貯水槽などの既設構造物や被災した防潮構造物の基礎や支持杭などで、使用中などで重要か、または規模が大きくて簡単に撤去できないような構造物が存在する場所であっても、低コストでしかも短期間のうちに復旧または新設できるようにしたものである。

本発明の防潮構造物は、構造上、上部壁とその両端の柱によって門型構造体を構成し、当該門型構造体を柱下の基礎によって地盤に固定し、また既設構造物と力学的に絶縁された構造とすることにより門型構造体単独で津波や高潮に抵抗させるようにしたものである。

なお、「力学的に絶縁された構造」とは、既設構造物と柱および上部壁間に荷重を伝達させるような部材は無く、既設構造物と柱および上部壁間の相対変位を吸収し、かつ海水の流入を防止するためのゴム製などの止水部材が設置された構造をいう。

また、上部壁とその両端の柱は、左右の基礎間に設置された門型構造体として設計し、さらに上部壁と各柱は上部工自重、津波荷重および地震による慣性力などの外力に対して抵抗できるだけの断面性能を保持させる。さらに、既設構造物が被災した防潮構造物の基礎や支持杭などで、地盤面下にあるときは、柱を構築せずに基礎の上に上部壁を架け渡してもよい。

このような構造とすることにより、防潮構造物と既設構造物との間を力学的に絶縁させることができ、これにより既設構造物に防潮構造物からの荷重が伝達しなくなるので、防潮構造物の建設に伴う既設構造物の補強を不要もしくは最小限にとどめることができる。

また、既設構造物と防潮構造物との間、防潮構造物とその両側に位置する通常の防潮構造物との間は止水材によって塞ぐことにより海水の流入を防ぐことができる。

さらに、柱と上部壁は、鋼構造、プレストレストコンクリート構造、鉄筋コンクリート構造、あるいは鉄骨鉄筋コンクリート構造などによって構築することができる。

特に、上部壁と柱により構成される門型構造体は、既設構造物を跨いで設置されるため、上部壁と柱は死荷重(自重)が小さく、津波荷重や地震時慣性力に対して強度が大きい鋼構造とするのが好ましい。また、鋼構造とすることにより、コンクリート系の構造とした場合に比べて基礎を小さくすることができる。

基礎には地中連続壁基礎、ケーソン基礎、直接基礎、フーチングと杭を組み合わせた基礎、あるいは深礎杭などが適用可能であるが、本発明は通常の防潮構造物に比べて規模が大きくなることを想定していることから、支持力の大きい地中連続壁基礎やケーソン基礎が好ましい。

なお、基礎は地上まで建ち上げて上部壁を支える柱とすることができる。また、フーチングと杭とを組み合わせた基礎とする場合は、ひとつのフーチングを複数の支持杭で支え、フーチングの上に太径の柱を構築することにより基礎の支持力を確実なものとすることができる。

止水部材は、ゴム製や金属性の止水板、スポンジシール、瀝青材などが適用可能であるが、地震時や津波時に防潮構造物と既設構造物との間、ならびに防潮構造物と通常の防潮構造物との間に相対変位が生じることから、変位追随性が良く、しかも止水性能にも優れたゴム製や金属性の止水板が好ましい。

また、施工方法としては、最初に既設構造物の両側に基礎と柱を構築し、その後、両側の柱間に上部壁を構築する。特に、上部壁はその延長方向と上下方向に複数に分割形成された複数の壁ブロックからなる組立壁として構築することにより、大型の上部壁もきわめて効率的に構築することができる。

本発明の防潮構造物によれば、新たに構築する防潮構造物の用地に既設構造物がある場合でも既設構造物を撤去したり、構造物同士が干渉しないように、平面的に既設構造物を避ける形状で防潮構造物を構築する必要がなくなる。

また、既設構造物を撤去するための費用を縮減でき、防潮構造物が完成するまでの期間を短縮できる。さらに、新たに整備する防潮構造物を迂回させて構築する必要もないので、防潮構造物の延長が長くなるという問題も解決できる。

本発明の一実施形態を示し、図１(a)は陸地側から見た防潮構造物の正面図、図１(b)は図１(a)におけるイ−イ線断面図、図１(c)は図１(a)におけるロ−ロ線断面図である。本発明の他の実施形態を示し、図２(a)は陸地側から見た防潮構造物の正面図、図２(b)は図２(a)におけるハ−ハ線断面図、図２(c)は図２(a)におけるニ−ニ線断面図である。防潮構造物の施工手順を示す正面図である。防潮構造物の施工手順を示す正面図である。

図１は、本発明の一実施形態を図示したものであり、地盤面下より地上に大きく突出した既設構造物Ａの上側を跨いで、本発明の防潮構造物１が配置され、当該防潮構造物１の両側に通常の防潮構造物２,２がそれぞれ配置されている。

なお、本実施形態では防潮構造物を以下「防潮壁」という。また、既設構造物Ａは、地下貯水槽や水門などで使用可能または規模が大きく簡単には撤去できないような構造物である。

防潮壁１は、既設構造物Ａの両側に配置された柱３,３と、柱３,３の上端部間に既設構造物Ａの上側を跨いで配置された上部壁４と、各柱３の下側にそれぞれ配置された基礎５,５とから構成されている。

また、各柱３と既設構造物Ａとの間、各柱３と通常の防潮壁２との間、および上部壁４と既設構造物Ａとの間に止水材６がそれぞれ設置されている。

各柱３と上部壁４は、鋼構造、プレストレストコンクリート構造、鉄筋コンクリート構造、あるいは鉄骨鉄筋コンクリート構造などによって構築されている。また特に、柱３,３と上部壁４は、既設構造物Ａを跨ぐ門型構造体(ラーメン架構体)として構築されている。

このため、柱３,３と上部壁４は死荷重が小さく、津波荷重や地震時慣性力に対して強度が大きい鋼構造とするのが好ましい。また、コンクリート系の構造とした場合に比べて基礎５の寸法を小さくできる点においても鋼構造とするのが好ましい。

基礎５はケーソン基礎、直接基礎、あるいはフーチングと支持杭とを組み合わせた基礎、さらには深礎杭などによって構築され、特に防潮堤１は通常の防潮堤２に比べて規模が大きくなることから、支持力の大きいケーソン基礎とするのが好ましい。

止水部材６は、ゴム製や金属性の止水板、スポンジシール、あるいは瀝青材などによって形成されている。特に、防潮堤１の各柱３と既設構造物Ａとの間、各柱３と防潮壁２との間、さらには上部壁４と既設構造物Ａとの間には地震時や津波時に相対変位が生じることから、変位追随性が良く、しかも止水性能に優れたゴム製や金属性の止水板が好ましい。

通常の防潮壁２は、鉄筋コンクリート等によって構築され、その下端部の地盤面下にフーチング基礎７が構築され、さらにフーチング基礎７の下方に鋼管杭などからなる複数の支持杭８が施工されている。

図２は、特に既設構造物Ａが地盤面下に構築されているような場所、あるいは被災した防潮堤の基礎などで、簡単に撤去できないような場所に構築された防潮堤１を図示したものである。

本実施形態の場合、図１の実施形態で図示するような柱は無く、基礎５,５間に上部壁４が既設構造物Ａの上側を跨いで配置されている。その他の構成は図１で説明した実施形態とほぼ同じである。

次に、本発明の施工方法を、図３(a)〜(c)に図示する防潮堤を構築する場合について説明する。

(1) 最初に、既設構造物Ａの両側に基礎５,５を構築する。この場合、防潮堤１は通常の防潮堤２に比べて規模が大きくなることから、支持力の大きいケーソン基礎とするのが好ましい。

(2) 次に、上部壁４を構築する。上部壁４は、その延長方向と高さ方向の両方向に複数に分割して形成された複数の壁ブロック４ａ,…からなる組立壁として構築する。

また、基礎５近くの作業ヤードで第一段目の各壁ブロック４ａ,４ａ間を一体的に接合する。そして、送り出し装置９、架台１０、台車１１および手延桁１２などを用い、図示するように送り出し工法によって基礎５,５間に架け渡す。

この場合、特に基礎５,５間のスパン(間隔)がかなり大きいときは、壁ブロック４ａ,…を両方の基礎５,５側から基礎５,５間の中央に向けて送り出し、基礎５,５間の中央で一体的に接合するようにしてもよい。

なお、壁ブロック４ａ,…の大きさと数量は、上部壁４の規模や重量に応じて適切な大きさと数量に設定すればよい。

また、壁ブロック４ａ,…は工場製作とし、現地で高力ボルト等により接合して上部壁４を構築することにより、品質の向上と現場施工の省力化等を図ることができる。

また、壁ブロック４ａ,…は死荷重が小さく、津波荷重や地震時慣性力に対して強度が大きい鋼構造の壁ブロックとするのが好ましい。また、コンクリート系の構造とした場合に比べて基礎５の寸法を小さくできる点においても鋼構造の壁ブロックとするのが好ましい。

(3) 次に、第一段目の壁ブロック４ａ,…の上に第二段目、第三段目の壁ブロック４ａ,…をクレーン等の建設機械１３によって吊り込み、順に積み重ねて設置する。そして、隣接する壁ブロック４ａ,４ａ間を一体的に接合する。

各壁ブロック４ａ,４ａ間の接合方法としては、高力ボルト接合の他に溶接、接着などの方法でも接合可能であるが、施工性の面からボルト接合が好ましい。

(4) こうして防潮堤１の施工が完了したら、防潮堤１の両側に通常の防潮堤２を鉄筋コンクリートなどによって構築する。そして、最終の施工段階として、防潮堤１の上部壁４と通常の防潮堤２との間および防潮堤１の上部壁４と既設構造物Ａとの間に止水部材６を施工する。

(5) 以上の施工方法を採用することで，上部壁４の重量は既設構造物Ａに伝わることがないので、防潮堤１の施工に際して既設構造物Ａの補強が不要となる。

図４(a),(b)は、特に上部壁４を構築する他の施工方法を図示したものである。以下説明する。

(1) 既設構造物Ａの両側に構築された基礎５,５間に第一段目の壁ブロック４ａ,…を設置する。各壁ブロック４ａ,…は既設構造物Ａの上に仮受け台１２を設置し、その上に設置する。そして、隣接する各壁ブロック４ａ,４ａ間を高力ボルト接合などによって一体的に接合する。また、両端の壁ブロック４ａ,４ａを基礎５,５の上に一体的に接合する。

この場合、第一段目の壁ブロック４ａ,…の重量が既設構造物Ａに作用するが、上部壁４の全重量が既設構造物Ａに作用するのではなく、上部壁４の第一段目の壁ブロック４ａ,…の重量のみが既設構造物Ａに作用するので、既設構造物Ａへの影響を最小限に留めることができる。

(2) 次に、第一段目の各上部壁ブロック４ａ,…の仮受け台１２を除去する。そして、第一段目の上部壁ブロック４ａ,…の上に第二段目、第三段目の壁ブロック４ａ,…をクレーン等の建設機械１１によって吊り込み、順に積み重ねて設置する。そして、隣接する壁ブロック４ａ,４ａ間を一体的に接合する。

この場合、第一段目の壁ブロック４ａ,…は、互いに一体的に接合されて曲げ剛性を有し、かつ両端の壁ブロック４ａ,４ａが基礎５,５にそれぞれ一体的に接合されていることから、仮受け台１２を除去しても上部壁４の重量が既設構造物Ａに作用することはない。

また、上部壁４の構築後、防潮堤１の両側に通常の防潮堤２,２をそれぞれ構築することと、止水部材６を設置することは，図３(a)〜(c)の例と同様である。

以上の施工方法を採用することにより、施工中に上部壁４の重量の一部が既設構造物Ａに一時的に作用するが、防潮堤１,２の完成した後は上部壁４の重量は既設構造物Ａに作用することはないので、防潮堤１の構築に際して既設構造物Ａの補強は最小限または不要とすることができる。

本発明は、貯水槽などの既設構造物で使用中か、または被災した防潮構造物の基礎や支持杭などで、規模が大きく簡単には撤去できないような構造物が存在する場合でも、短期間でかつ低コストで防潮構造物を復旧または新設することができる。

１防潮壁(防潮構造物)
２通常の防潮壁堤
３柱
４上部壁
５基礎
６止水部材
７フーチング基礎
８支持杭
９送り出し装置
１０架台
１１台車

Claims

地上に構築された既設構造物に接して構築される防潮構造物において、前記既設構造物の海に面し、かつ、前記既設構造物の両側に位置するように構築された柱と、前記柱間に前記既設構造物の上側を跨いで構築された上部壁と、前記柱の下側に構築された基礎とから構成され、かつ前記柱および上部壁と前記既設構造物との間に、前記柱および上部壁と前記既設構造物間の荷重非伝達部材であって、前記既設構造物と前記柱および上部壁間の相対変位を吸収し、かつ海水の流入を防止する止水部材が設置されてなることを特徴とする防潮構造物。
地盤面下に構築された既設構造物に接して構築される防潮構造物において、前記既設構造物の海に面し、かつ、前記既設構造物の両側に位置するように構築された基礎と、前記基礎間に前記既設構造物の上側を跨いで構築された上部壁とから構成され、かつ前記上部壁と既設構造物との間に、前記上部壁と前記既設構造物間の荷重非伝達部材であって、前記既設構造物と上部壁間の相対変位を吸収し、かつ海水の流入を防止する止水部材が設置されてなることを特徴とする防潮構造物。
請求項１または２記載の防潮構造物において、前記上部壁はその延長方向および上下方向に複数に分割された複数の壁ブロックを互いに接合することにより構成されていることを特徴とする防潮構造物。
地上の既設構造物に接して構築される防潮構造物の施工方法において、前記既設構造物の海に面し、かつ、前記既設構造物の両側に位置するように基礎と柱を構築する工程、前記柱間に前記既設構造物の上側を跨いで上部壁を構築する工程および前記柱および上部壁と既設構造物との間に、前記柱および上部壁と前記既設構造物間の荷重非伝達部材であって、前記既設構造物と前記柱および上部壁間の相対変位を吸収し、かつ海水の流入を防止する止水部材を設置する工程を有し、前記上部壁はその延長方向および上下方向に複数に分割された複数の壁ブロックを互いに接合することにより構築することを特徴とする防潮構造物の施工方法。
地盤面下の既設構造物に接して設置される防潮構造物において、前記既設構造物の海に面し、かつ、前記既設構造物の両側に位置するように基礎を構築する工程、前記基礎間に前記既設構造物の上側を跨いで上部壁を構築する工程および前記上部壁と前記既設構造物との間に、前記上部壁と前記既設構造物間の荷重非伝達部材であって、前記既設構造物と前記上部壁間の相対変位を吸収し、かつ海水の流入を防止する止水部材を設置する工程を有し、前記上部壁はその延長方向および上下方向に複数に分割された複数の壁ブロックを互いに接合することにより構築することを特徴とする防潮構造物の施工方法。