JP6613990B2 - 堤体 - Google Patents

Description

本発明は、堤体に関し、特にプレキャスト化された壁体を備えた堤体に関する。

２０１１年３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震による大津波は、東北地方と関東地方の太平洋沿岸部に壊滅的な被害をもたらし、原子力発電所からの大量の放射性物質の放出という事態ももたらした。

この大被害を受けて、日本全国の沿岸部や原子力発電所の立地地域では、大津波に対する対策が喫緊の課題となっており、大津波に対する対策の一端を担う構造物である堤防や胸壁等の堤体（例えば、非特許文献１参照）を短工期で構築することが求められている。

現地施工期間の短縮のためには堤体をプレキャスト化することが考えられるが、防波堤においては杭にプレキャスト化した壁体を取り付けた構造はすでに用いられている（例えば、特許文献１、２、非特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１、２および非特許文献２に記載された、杭にプレキャスト化した壁体を取り付けた構造にはフーチングがなく、安定性の点で大津波を防ぎ切ることは難しいと考えられる。

一方、フーチングを設けた場合、壁体とフーチングとが一体化してプレキャスト化された堤体では重量が大きくなるため、クレーン等の施工機材の制約により施工が困難となる場合も想定される。

これに対して、特許文献３では、フーチングと壁体のうち少なくとも壁体がプレキャスト化された堤体であって、かつ、フーチングと壁体との接合部において必要となる鉄筋量を少なく抑えることができて施工性に優れる堤体が提案されている。

この堤体は、鋼管杭と、該鋼管杭に支持されたフーチングと、該フーチングの上方に配置され、面内方向に貫通する壁体貫通孔を有し、該壁体貫通孔の内面には壁体さや管を有するプレキャスト壁体と、を備えた堤体であって、前記フーチングは厚さ方向に貫通するフーチング貫通孔を有し、該フーチング貫通孔の内面にはフーチングさや管が備えられ、該フーチングさや管は前記フーチングの上面よりも上方の位置まで延伸し、該フーチングさや管に前記鋼管杭が差し込まれ、前記フーチングさや管は前記プレキャスト壁体の前記壁体さや管に差し込まれ、前記フーチングさや管と該フーチングさや管に差し込まれた前記鋼管杭との間隙にはグラウト材が充填されていることを特徴とする堤体である。

特開２００１−３３３１号公報 特開２００５−２４８６６１号公報 特許第５０２４４８９号公報

「海岸保全施設の技術上の基準・同解説」、海岸保全施設技術研究会、２００４年６月発行 「港湾の施設の技術上の基準・同解説」、社団法人日本港湾協会、２００７年９月発行、p.873−p.874

しかしながら、特許文献３で提案されている堤体では、壁体を支える芯材は基礎の鋼管杭であるが、この鋼管杭の杭径は基礎構造から決定される。このため、堤体の壁の高さが低い場合には、壁体の芯材としては応力的に余裕がある場合があり、その余裕の分だけ不経済な設計となる場合がある。

また、特許文献３で提案されている堤体では、壁体を支える芯材が基礎の鋼管杭であり、基礎の鋼管杭にプレキャスト壁体を差し込む構造であるため、壁体に要求される耐力および壁体とフーチングとの接合部に要求される耐力に関わらず、壁体の厚さが基礎の鋼管杭の杭径から決定される場合がある。このような場合、壁体の厚さが耐力面から要求される厚さよりも厚くなり、１つのプレキャスト壁体の重量が増加してしまうことがある。一方、壁体の厚さが厚くなっても１つのプレキャスト壁体の重量の増加を抑えるためには、プレキャスト壁体の高さを低くすることが必要となり、この場合には積み上げるプレキャスト壁体の段数が増え、施工効率の点でマイナスとなる。

また、そもそも壁体の厚さが耐力面から要求される厚さよりも厚くなると、壁体全体の重量が必要以上に増加し、堤体全体に対して、設計面、施工面およびコスト面において悪影響を与える。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであって、プレキャスト化された壁体が用いられ、かつ、フーチングを有する堤体であるが、より経済的な設計が可能な堤体を提供することを課題とする。

本発明は、以下の堤体により、前記課題を解決したものである。

即ち、本発明に係る堤体は、管状の第１の基礎杭と、管状の第２の基礎杭と、前記第１の基礎杭および前記第２の基礎杭に支持されたフーチングと、前記フーチングの上方に配置され、略鉛直方向に貫通する壁体貫通孔を有するプレキャスト壁体と、を備えた堤体であって、前記フーチングは、前記プレキャスト壁体と略直交する略水平方向に配置されたフーチング骨格部材と、前記フーチング骨格部材の一端部に設けられて前記フーチング骨格部材よりも上方および下方の両方向に延びる上下方向部材と、前記フーチング骨格部材の他端部に設けられて前記フーチング骨格部材よりも下方に延びる下方向部材と、を有し、前記フーチング骨格部材と前記上下方向部材とは一体化されており、かつ、前記フーチング骨格部材と前記下方向部材とは一体化されており、前記上下方向部材の前記フーチング骨格部材よりも下側の部位の少なくとも一部は前記管状の第１の基礎杭の内空部に差し込まれていて、かつ、前記第１の基礎杭の内空部に差し込まれた前記上下方向部材の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、前記上下方向部材は前記管状の第１の基礎杭と一体化されており、前記上下方向部材の前記フーチングよりも上側の部位の少なくとも一部は前記プレキャスト壁体の前記壁体貫通孔に差し込まれていて、かつ、前記プレキャスト壁体の前記壁体貫通孔に差し込まれた前記上下方向部材の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、前記上下方向部材は前記プレキャスト壁体と一体化されており、前記下方向部材の前記フーチング骨格部材よりも下側の部位の少なくとも一部は前記管状の第２の基礎杭の内空部に差し込まれていて、かつ、前記第２の基礎杭の内空部に差し込まれた前記下方向部材の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、前記下方向部材は前記管状の第２の基礎杭と一体化されていることを特徴とする堤体である。

ここで、「プレキャスト壁体と略直交する略水平方向」とは、プレキャスト壁体の延びる水平方向と略直交する略水平方向のことである。

前記プレキャスト壁体は、少なくとも一方の側端部の壁厚が本体部の壁厚よりも厚くなっていることが好ましい。

ここで、プレキャスト壁体の側端部とは、プレキャスト壁体の幅方向（壁体の厚さ方向と直交する水平方向）の端部のことである。

また、プレキャスト壁体の本体部とは、プレキャスト壁体の側端部および壁体貫通孔を設けることに伴って壁厚が厚くなった部位を除いた部位のことである。

前記プレキャスト壁体の側端部の壁厚は、想定される地震によって地盤変動が生じて堤体が傾斜しても、隣り合う堤体のプレキャスト壁体同士の間に目違いが生じない最小の厚さとすることが好ましく、さらには前記最小の厚さに適切な安全係数を乗じた厚さとすることがより好ましい。

ここで目違いとは、隣り合う堤体が連なる方向に堤体を見たときに、隣り合う堤体のプレキャスト壁体同士の間に生じる隙間のことを言う。

壁厚が前記本体部の壁厚よりも厚くなっている前記側端部には、前記壁体貫通孔は設けられていないことが好ましい。

前記壁体貫通孔は、前記プレキャスト壁体の外面とは反対側の面から突出した部位に設けられていることが好ましい。

ここで、プレキャスト壁体の外面とは、想定される外力を受ける側のプレキャスト壁体の壁面のことである。

前記フーチング骨格部材、前記上下方向部材および前記下方向部材は、例えば、断面形状がＨ形の鋼材を用いてもよい。

前記壁体貫通孔は、上方から見た形状が四角形となるようにしてもよい。

前記第１の基礎杭および前記第２の基礎杭としては、鋼管杭を用いてもよい。

前記フーチング骨格部材は、長手方向に分割された複数の部位から構成されていてもよく、この場合、該複数の部位は連結部材を介して機械的に連結されて一体化されていてもよい。

前記プレキャスト壁体を上下方向に複数設け、上下方向に積み重ねて配置してもよい。

前記プレキャスト壁体を略水平方向に複数設け、複数の前記プレキャスト壁体を略水平方向に隣り合うように並べ、複数の前記プレキャスト壁体をその外面が連続するように配置してもよい。

本発明によれば、プレキャスト化された壁体が用いられ、かつ、フーチングを有する堤体であるが、より経済的な設計が可能な堤体を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る堤体を該堤体の延びる方向から見た側面図 本発明の第１実施形態に係る堤体を上方から見た平面図 本発明の第１実施形態に係る堤体１０をフーチング１６のコンクリート部分を除いて描いた斜視図 本発明の第１実施形態に係る堤体１０のフーチング１６の有する骨格部材（フーチング鉄骨１８）を示す斜視図 本発明の第１実施形態に係る堤体１０のプレキャスト壁体２４を示す斜視図 本発明の第１実施形態に係る堤体１０のプレキャスト壁体２４の変形例であるプレキャスト壁体２６を示す斜視図 本発明の第２実施形態に係る堤体３０をフーチング１６のコンクリート部分を除いて描いた斜視図 本発明の第２実施形態に係る堤体３０（フーチング１６のコンクリート部分は描いていない）を隣り合うように配置した状態を描いた斜視図 隣り合うように配置した本発明の第２実施形態に係る堤体３０が地震による地盤変動の影響を受けた後の一例を示す斜視図 図９の状態の堤体３０を上方から見た上面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る堤体を該堤体の延びる方向から見た側面図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る堤体を上方から見た平面図である。本発明の第１実施形態に係る堤体を津波や高潮に対する防波堤として用いる場合、堤体の延びる方向は、海岸線にほぼ沿う方向となることが多い。

本第１実施形態に係る堤体１０は、第１の基礎杭１２と、第２の基礎杭１４と、フーチング１６と、フーチング鉄骨（フーチング骨格部材）１８と、上下方向鉄骨（上下方向部材）２０と、下方向鉄骨（下方向部材）２２と、プレキャスト壁体２４と、を備えてなる。

第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４は、中空部を有する管状の部材であり、所定の支持力が確保できる深さまで地中に打ち込まれており、フーチング１６を下方から支持して堤体１０を安定させて、大津波等の外力を受けても、堤体１０全体が転倒することのないようにする役割を有する。第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４の材質は特に限定されず、所定の機械的特性（強度、弾性率等）を満たすものであれば使用可能であり、例えば鉄鋼材料を好適に用いることができる。本第１実施形態では、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４として、鋼製の円筒部材である鋼管杭を用いている。ただし、本発明において、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４の全体を鋼製の円筒部材とすることは必ずしも必要なく、少なくとも、上下方向鉄骨（上下方向部材）２０または下方向鉄骨（下方向部材）２２が差し込まれる部位を鋼製の円筒部材とすればよい。第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４において、上下方向鉄骨（上下方向部材）２０または下方向鉄骨（下方向部材）２２が差し込まれる部位よりも下の部位は鋼製としなくてもよく、例えば、鉄筋コンクリート製としてもよい。

第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４は、想定する外力の方向に並ぶように配置されており、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４が並んでいる方向は、プレキャスト壁体２４の延びる水平方向と略直交する略水平方向になっている。

フーチング１６は、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４と連結されて強固に地盤に固定されている。また、フーチング１６は、受圧面積の広い土台である。このため、フーチング１６は、堤体１０の全体の安定性を保持する役割を有する。

フーチング１６は、フーチング鉄骨（フーチング骨格部材）１８と、上下方向鉄骨（上下方向部材）２０と、下方向鉄骨（下方向部材）２２と、を有している。フーチング１６は、そのほとんどの部分がコンクリートで形成されていて、フーチング鉄骨１８、上下方向鉄骨２０、および下方向鉄骨２２は、フーチング１６のコンクリートと一体化されている。

フーチング１６は、現場打ちコンクリートで作製したものでもよいし、あるいはプレキャスト化されたものでもよい。ただし、フーチング１６をプレキャスト化した場合には、フーチング鉄骨１８、上下方向鉄骨２０、および下方向鉄骨２２が、フーチング１６のコンクリートと一体化された状態で運搬や据え付けを行うことになるので、運搬や据え付けのことに十分に配慮して、フーチング１６をプレキャスト化するかどうか検討する必要がある。

図３は、本第１実施形態に係る堤体１０をフーチング１６のコンクリート部分を除いて描いた斜視図であり、図４は、フーチング１６の有する骨格部材（フーチング鉄骨１８）を示す斜視図である。

フーチング鉄骨１８は、フーチング１６のコンクリート内部に配置された鉄骨であり、その長手方向がプレキャスト壁体２４の延びる水平方向と略直交する略水平方向（第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４が並んでいる方向）に配置されている。フーチング鉄骨１８をその長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状はＨ形の形状であり、図３および図４に示すように、フーチング鉄骨１８は、その長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の鋼材である。

フーチング鉄骨１８の一端部１８Ｂには上下方向鉄骨２０が配置され、フーチング鉄骨１８の他端部１８Ｃには下方向鉄骨２２が配置されている。ここで、フーチング鉄骨１８の一端部１８Ｂおよび他端部１８Ｃとは、端部の端面よりも少し内側の部位も含む概念であり、図４に示すフーチング鉄骨１８と下方向鉄骨２２との位置関係（下方向鉄骨２２がフーチング鉄骨１８の端部の端面よりも少し内側に位置している）のような場合も含む概念である。

フーチング鉄骨１８と上下方向鉄骨２０とは一体化されており、また、フーチング鉄骨１８と下方向鉄骨２２とは一体化されている。ここで、一体化とは、想定される断面力を伝達するのに十分な程度に連結されていることを意味し、一体化のための態様は特には限定されず、例えば、溶接による一体化でも、機械的な連結による一体化でもよい。本第１実施形態では、フーチング鉄骨１８と上下方向鉄骨２０との一体化およびフーチング鉄骨１８と下方向鉄骨２２との一体化は、溶接によりなされている。

また、フーチング鉄骨１８は、図４に示すように、複数に分割されていてもよい。本第１実施形態では、フーチング鉄骨１８は２つに分割されており、連結部材１８Ａを介して機械的に連結されている。図３および図４においては、フーチング鉄骨１８は２つに分割されているが、３つ以上に分割されていてもよい。

フーチング鉄骨１８は、上下方向鉄骨２０および下方向鉄骨２２と連結されているので、外力を受けたプレキャスト壁体２４から上下方向鉄骨２０に伝達された断面力は、フーチング鉄骨１８を介して下方向鉄骨２２にも伝達される。上下方向鉄骨２０および下方向鉄骨２２に伝達された断面力は、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４を介して地盤に伝達される。

なお、本第１実施形態では、２つに分割されたフーチング鉄骨１８は連結部材１８Ａを介して機械的に連結されているが、想定される断面力を伝達するのに十分な連結であれば連結方法は機械的な連結に限定されるわけではなく、例えば溶接により連結してもよい。

また、本第１実施形態では、その長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の形状である鋼材をフーチング鉄骨１８として用いたが、想定される断面力を十分に伝達することができるのであれば、断面形状がＨ形以外の形状の鋼材を用いてもよい。また、想定される断面力を十分に伝達することができるのであれば、フーチング鉄骨１８に替えて、鋼以外の材質である部材をフーチング骨格部材として用いてもよい。

上下方向鉄骨２０は、その長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状はＨ形の形状であり、図３および図４に示すように、上下方向鉄骨２０はその長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の鋼材である。上下方向鉄骨２０は、その長手方向が略鉛直方向となるように配置され、図３に示すように、フーチング鉄骨１８よりも下側の部位の少なくとも一部は第１の基礎杭１２の内空部に差し込まれており、また、フーチング１６よりも上側の部位の少なくとも一部はプレキャスト壁体２４の突出部２４Ｂに設けられた壁体貫通孔２４Ｃに差し込まれている。第１の基礎杭１２の内空部に差し込まれた上下方向鉄骨２０の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、上下方向鉄骨２０と第１の基礎杭１２とは一体化されている。また、プレキャスト壁体２４の突出部２４Ｂに設けられた壁体貫通孔２４Ｃに差し込まれた上下方向鉄骨２０の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、上下方向鉄骨２０とプレキャスト壁体２４とは一体化されている。

また、前述したように、上下方向鉄骨２０は、フーチング鉄骨１８の一端部１８Ｂと溶接により連結されて一体化されている。

このため、外力を受けたプレキャスト壁体２４から上下方向鉄骨２０に伝達された断面力は、フーチング鉄骨１８を介して下方向鉄骨２２にも伝達される。上下方向鉄骨２０および下方向鉄骨２２に伝達された断面力は、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４を介して地盤に伝達される。このように、上下方向鉄骨２０は、プレキャスト壁体２４が受けた外力を地盤に伝達するための重要な役割を担っている。

なお、上下方向鉄骨２０は、１つの部材のみで形成されていなくてもよく、想定される断面力の伝達を十分になすことができるのであれば、複数の部材を溶接や機械的な接合により連結させたものであってもよい。また、上下方向鉄骨２０とフーチング鉄骨１８との一体化のための態様は特には限定されず、溶接による一体化でなくてもよく、例えば、機械的な連結による一体化でもよい。

また、本第１実施形態では、その長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の形状である鋼材を上下方向鉄骨２０として用いたが、想定される断面力を十分に伝達することができるのであれば、断面形状がＨ形以外の形状の鋼材を用いてもよい。また、想定される断面力を十分に伝達することができるのであれば、上下方向鉄骨２０に替えて、鋼以外の材質である部材を上下方向部材として用いてもよい。

下方向鉄骨２２は、その長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の形状であり、図４に示すように、下方向鉄骨２２はその長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の鋼材である。下方向鉄骨２２は、その長手方向が略鉛直方向となるように配置され、図３に示すように、フーチング鉄骨１８よりも下側の部位の少なくとも一部は第２の基礎杭１４の内空部に差し込まれている。第２の基礎杭１４の内空部に差し込まれた下方向鉄骨２２の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、下方向鉄骨２２と第２の基礎杭１４とは一体化されている。

また、前述したように、下方向鉄骨２２は、フーチング鉄骨１８の他端部１８Ｃと溶接により連結されて一体化されている。

このため、外力を受けたプレキャスト壁体２４から上下方向鉄骨２０に伝達された断面力は、フーチング鉄骨１８を介して下方向鉄骨２２にも伝達される。上下方向鉄骨２０および下方向鉄骨２２に伝達された断面力は、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４を介して地盤に伝達される。

なお、下方向鉄骨２２は、１つの部材のみで形成されていなくてもよく、想定される断面力の伝達を十分になすことができるのであれば、複数の部材を溶接や機械的な接合により連結させたものであってもよい。また、下方向鉄骨２２とフーチング鉄骨１８との一体化のための態様は特には限定されず、溶接による一体化でなくてもよく、例えば、機械的な連結による一体化でもよい。

また、本第１実施形態では、その長手方向と直交する平面で切断したときの断面形状がＨ形の形状である鋼材を下方向鉄骨２２として用いたが、想定される断面力を十分に伝達することができるのであれば、断面形状がＨ形以外の形状の鋼材を用いてもよい。また、想定される断面力を十分に伝達することができるのであれば、下方向鉄骨２２に替えて、鋼以外の材質である部材を下方向部材として用いてもよい。

図５は、本第１実施形態におけるプレキャスト壁体２４を示す斜視図である。

プレキャスト壁体２４は、本第１実施形態に係る堤体１０において、想定される外力を直接に受ける面状のプレキャスト部材である。本第１実施形態では、プレキャスト壁体２４は、鉄筋コンクリートで形成されており、想定される外力に応じて壁厚および図示せぬ鉄筋の配置および量が定められている。

図１および図３に示すように、本第１実施形態に係る堤体１０においては、プレキャスト壁体２４は、上下方向に３段に積み重ねられている。ただし、プレキャスト壁体２４を積み重ねる段数は３段に限定されるわけではなく、２段または４段以上であってもよく、あるいは積み重ねずに１段のみとしてもよい。

プレキャスト壁体２４は、想定される外力を直接に受ける外面２４Ａを、想定される外力の進行方向に向けるように配置されている。外面２４Ａと反対側の壁面には、図３および図５に示すように、四角柱状の突出部２４Ｂが設けられている。突出部２４Ｂは、上方から見たときの形状（水平断面の形状）が正方形状である。また、突出部２４Ｂには、上方から見たときの形状が正方形状の壁体貫通孔２４Ｃが上下方向に設けられている。

プレキャスト壁体２４は、図３に示すように、壁体貫通孔２４Ｃに上下方向鉄骨２０が差し込まれるように配置する。壁体貫通孔２４Ｃに差し込まれた上下方向鉄骨２０の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、プレキャスト壁体２４と上下方向鉄骨２０とは一体化されている。

プレキャスト壁体２４は、外面２４Ａと反対側の壁面に正方形状の突出部２４Ｂを設けているので、本体部の壁厚を厚くせずに、上下方向鉄骨２０を差し込むための壁体貫通孔２４Ｃを設けている。このため、壁体貫通孔２４Ｃを設けることによってプレキャスト壁体２４全体の重量が増加することを抑制している。

また、本第１実施形態に係る堤体１０においては、図２に示すように、複数のプレキャスト壁体２４を、水平方向に外面２４Ａが連続するように配置している。複数のプレキャスト壁体２４を、水平方向に外面２４Ａが連続するように配置することで、例えば海岸線に沿って延びる堤体を構築することができる。

なお、本第１実施形態に係る堤体１０においては、プレキャスト壁体２４は、鉄筋コンクリート製としたが、プレキャスト壁体２４の材質は鉄筋コンクリートに限定されるわけではなく、想定される外力を受け止めるのに十分な強度および剛性を有しているのであれば、鉄筋コンクリート以外の材質も適用可能である。

また、プレキャスト壁体２４において、突出部２４Ｂの形状は、水平断面が正方形状の四角柱でなくてもよい。例えば、図６（プレキャスト壁体２４の変形例であるプレキャスト壁体２６を示す斜視図）に示す突出部２６Ｂのように、突出部の形状は、水平断面が等脚台形状の四角柱であってもよい。プレキャスト壁体２６において、突出部２６Ｂには、上方から見たときの形状が正方形状の壁体貫通孔２６Ｃが上下方向に設けられている。

また、突出部２４Ｂ、２６Ｂの水平断面の形状は、四角形でなくてもよく、四角形以外の多角形であってもよい。さらに、突出部２４Ｂ、２６Ｂの水平断面の形状は、多角形でなくてもよく、例えば半円状であってもよい。

また、壁体貫通孔２４Ｃ、２６Ｃの水平断面の形状は正方形状でなくてもよく、正方形以外の四角形でもよい。また、壁体貫通孔２４Ｃ、２６Ｃの水平断面の形状は四角形でなくてもよく、四角形以外の多角形であってもよい。また、壁体貫通孔２４Ｃ、２６Ｃの水平断面の形状は、多角形でなくてもよく、例えば円状であってもよい。

以上、本第１実施形態に係る堤体１０の各構成要素について説明したが、次に本第１実施形態に係る堤体１０の作用効果を説明する。

プレキャスト壁体２４が受ける想定外力は水平方向の外力であるが、その外力に直接的に対向してプレキャスト壁体２４の位置を保持するための芯材は、上下方向鉄骨２０であり、基礎杭１２、１４ではない。このため、本第１実施形態に係る堤体１０においては、基礎の設計で定められた基礎杭の径が直接的にプレキャスト壁体２４の壁厚に影響を及ぼすことはなく、プレキャスト壁体２４の壁厚については、原則として、想定される外力に対して必要な壁厚に抑えることができる。

即ち、本第１実施形態に係る堤体１０においては、プレキャスト壁体２４の壁厚を基礎の設計とは切り離すことができ、経済的な設計をすることが可能である。

一方、特許文献３に記載された堤体では、プレキャスト壁体の芯材が鋼管杭であったため、基礎の設計で定められた基礎杭の径が直接的にプレキャスト壁体の壁厚に影響を及ぼすことがあり、前述したように、不経済な設計となることがあった。

本第１実施形態に係る堤体１０においては、プレキャスト壁体２４の芯材を上下方向鉄骨２０として、基礎杭１２、１４とは別部材としたので、基礎杭の径が上部工の設計に直接的な影響を及ぼすことがなく、不経済な設計を避けることができる。

このように、本第１実施形態に係る堤体１０は、プレキャスト壁体２４の芯材と基礎杭１２、１４とを別部材とすることで経済的な設計をすることを可能としたが、プレキャスト壁体２４の芯材（上下方向鉄骨２０）と基礎杭１２、１４とを別部材としても、上下方向鉄骨２０と第１の基礎杭１２との断面力の伝達は十分に行えるようにする必要がある。この点に関しては、上下方向鉄骨２０を管状の第１の基礎杭１２の内空部に差し込む構造とし、第１の基礎杭１２の内空部に差し込んだ上下方向鉄骨２０の部位の周囲にグラウト材を充填することで、断面力の伝達も十分に行えるようにしている。

次に、堤体１０の設置手順の一例について説明する。

まず、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４を、所定の位置において、所定の支持力が確保できる深さまで地中に打ち込む。

次に、クレーンを用いて、一体化された鉄骨（フーチング鉄骨１８、上下方向鉄骨２０、下方向鉄骨２２）を持ち上げ、上下方向鉄骨２０および下方向鉄骨２２を、第１の基礎杭１２および第２の基礎杭１４の内空部にそれぞれ差し込む。

そして、第１の基礎杭１２の内空部に差し込んだ上下方向鉄骨２０の部位の周囲にグラウト材を充填して一体化するとともに、第２の基礎杭１４の内空部に差し込んだ下方向鉄骨２２の部位の周囲にグラウト材を充填して一体化する。

次に、フーチング１６の鉄筋を配置するとともに、型枠を配置してコンクリートを打ち、フーチング１６を形成する。

フーチング１６の形成完了後、クレーンを用いて、プレキャスト壁体２４を持ち上げて、壁体貫通孔２４Ｃを上下方向鉄骨２０に差し込むように、プレキャスト壁体２４を配置する。

プレキャスト壁体２４を配置した後、壁体貫通孔２４Ｃに差し込まれた上下方向鉄骨２０の部位の周囲にグラウト材を充填して一体化する。プレキャスト壁体２４を複数段配置する場合は、クレーンによるプレキャスト壁体２４の配置作業およびグラウト材の充填作業を必要な回数だけ繰り返す。

充填するグラウト材の材質は、想定される断面力の伝達に十分な連結状態が得られるのであれば特に限定されず、例えば、セメント（モルタル）系グラウト材、ガラス系グラウト材、合成樹脂系グラウト材等を用いることができる。

なお、プレキャスト壁体２４を複数段配置する場合のグラウト材の充填時期は特には限定されず、例えば、プレキャスト壁体２４を１段積むごとに行ってもよいし、プレキャスト壁体２４を複数段積んだ後に複数段の分のグラウト材を一度に充填してもよい。

以上のように施工することにより、図１に示すような堤体１０を得ることができる。

このような施工を、繰り返し行うことにより、図２に示すように、外面２４Ａが連続するように複数のプレキャスト壁体２４が略水平方向に隣り合うように配置された堤体１０を構築することができる。

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る堤体３０をフーチング１６のコンクリート部分を除いて描いた斜視図であり、図８は、本発明の第２実施形態に係る堤体３０（図８ではフーチング１６のコンクリート部分は描いていない）を隣り合うように配置した状態を描いた斜視図である。なお、本発明の第１実施形態に係る堤体１０と同様の構成部分については同一の符号を付し、説明は省略する。

図７および図８に示すように、本第２実施形態に係る堤体３０で用いるプレキャスト壁体３４は、側端部３４Ｄの壁厚（外面３４Ａと直交する方向の厚さ）が、本体部３４Ｅの壁厚よりも厚くなっており、この点が、本発明の第１実施形態に係る堤体１０で用いるプレキャスト壁体２４との大きな相違点となっている。この相違点による作用効果は後に図９および図１０を用いて詳しく説明する。

プレキャスト壁体３４は、本第２実施形態に係る堤体３０において、想定される外力を直接に受ける面状のプレキャスト部材である。本第２実施形態では、プレキャスト壁体３４は、鉄筋コンクリートで形成されており、想定される外力に応じて壁厚および図示せぬ鉄筋の配置および量が定められている。

図７および図８に示すように、本第２実施形態に係る堤体３０においては、プレキャスト壁体３４は、上下方向に３段に積み重ねられている。ただし、プレキャスト壁体３４を積み重ねる段数は３段に限定されるわけではなく、２段または４段以上であってもよく、あるいは積み重ねずに１段のみとしてもよい。

プレキャスト壁体３４は、想定される外力を直接に受ける外面３４Ａを、想定される外力の進行方向に向けるように配置されている。外面３４Ａと反対側の壁面には、図７および図８に示すように、四角柱状の突出部３４Ｂが設けられている。突出部３４Ｂは、上方から見たときの形状（水平断面の形状）が等脚台形状である。また、突出部３４Ｂには、上方から見たときの形状が正方形状の壁体貫通孔３４Ｃが上下方向に設けられている。

プレキャスト壁体３４は、図７に示すように、壁体貫通孔３４Ｃに上下方向鉄骨２０が差し込まれるように配置する。壁体貫通孔３４Ｃに差し込まれた上下方向鉄骨２０の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、プレキャスト壁体３４と上下方向鉄骨２０とは一体化されている。

プレキャスト壁体３４は、外面３４Ａと反対側の壁面に等脚台形状の突出部３４Ｂを設けているので、本体部３４Ｅの壁厚を厚くせずに、上下方向鉄骨２０を差し込むための壁体貫通孔３４Ｃを設けている。このため、壁体貫通孔３４Ｃを設けることによってプレキャスト壁体３４全体の重量が増加することを抑制している。

また、本第２実施形態に係る堤体３０においては、図８に示すように、複数のプレキャスト壁体３４を、水平方向に外面３４Ａが連続するように配置している。複数のプレキャスト壁体３４を、水平方向に外面３４Ａが連続するように配置（隣り合う堤体３０の隣接部位５０において段差が生じないように配置）することで、例えば海岸線に沿って延びる堤体を構築することができる。

なお、本第２実施形態に係る堤体３０においては、プレキャスト壁体３４は、鉄筋コンクリート製としたが、プレキャスト壁体３４の材質は鉄筋コンクリートに限定されるわけではなく、想定される外力を受け止めるのに十分な強度および剛性を有しているのであれば、鉄筋コンクリート以外の材質も適用可能である。

また、プレキャスト壁体３４において、突出部３４Ｂの形状は、水平断面が等脚台形状の四角柱でなくてもよい。例えば、第１実施形態の堤体１０で用いるプレキャスト壁体２４の突出部２４Ｂのように、突出部の形状は、水平断面が正方形状の四角柱であってもよい。

また、突出部３４Ｂの水平断面の形状は、四角形でなくてもよく、四角形以外の多角形であってもよい。さらに、突出部３４Ｂの水平断面の形状は、多角形でなくてもよく、例えば半円状であってもよい。

また、壁体貫通孔３４Ｃの水平断面の形状は正方形状でなくてもよく、正方形以外の四角形でもよい。また、壁体貫通孔３４Ｃの水平断面の形状は四角形でなくてもよく、四角形以外の多角形であってもよい。また、壁体貫通孔３４Ｃの水平断面の形状は、多角形でなくてもよく、例えば円状であってもよい。

前述したように、本第２実施形態に係る堤体３０で用いるプレキャスト壁体３４は、側端部３４Ｄの壁厚（外面３４Ａと直交する方向の厚さ）が、本体部３４Ｅの壁厚よりも厚くなっており、この点が本第２実施形態に係る堤体３０の大きな特徴点となっている。そこで、図９および図１０を用いて、この特徴点に基づく作用効果について以下説明する。

図９は、隣り合うように配置した本発明の第２実施形態に係る堤体３０（図８参照）が地震による地盤変動の影響を受けた後の一例を示す斜視図である。図１０は、図９の状態の堤体３０を上方から見た上面図である。

図９および図１０に示す状態においては、外面３４Ａがやや下を向くように、右側の堤体３０の全体が傾いてしまっている。そのため、隣り合う堤体３０の隣接部位５０に段差が生じてしまっている。

しかしながら、本第２実施形態に係る堤体３０で用いるプレキャスト壁体３４の側端部３４Ｄの壁厚が厚くなっているため、隣り合う堤体３０の隣接部位５０にある程度の段差が生じてしまっても、隣り合う堤体３０の隣接部位５０に目違いは生じていない。このため、地震による地盤変動の影響を受けた後の図９および図１０に示す状態（右側の堤体３０の全体が傾いてしまっていて、隣接部位５０に段差が生じてしまっている状態）で津波が襲来しても、隣接部位５０から津波流が浸入することはない。

したがって、本第２実施形態に係る堤体３０は、壁厚が厚くなっている側端部３４Ｄを有していることにより、地震による地盤変動の影響を受けても、堤体としての機能を喪失しにくくなっている。

以上説明したように、壁厚が厚くなっている側端部３４Ｄを有する第２実施形態に係る堤体３０は、地震により地盤変動が生じても、堤体としての機能は喪失されにくくなっている。津波が襲来するのは地震が起きた後であるので、第２実施形態に係る堤体３０のように、地震により地盤変動が生じても、堤体としての機能が喪失されにくいということは、堤体として極めて重要な性能である。

なお、本第２実施形態に係る堤体３０で用いるプレキャスト壁体３４においては、左右どちらの側端部３４Ｄも、壁厚が本体部３４Ｅよりも厚くなっているが、片方の側端部３４Ｄのみ壁厚が厚くなっている場合でも、地震時に堤体としての機能は喪失されにくいという効果（地震により地盤変動が生じても、隣り合う堤体の隣接部位に目違いは生じにくいという効果）を得ることができる。ただし、プレキャスト壁体３４の両方の側端部３４Ｄの壁厚が厚くなっている場合（隣接部位５０で隣接する側端部３４Ｄの壁厚がどちらも厚くなっている場合）の方が、片方の側端部３４Ｄの壁厚が厚くなっている場合（隣接部位５０で隣接する側端部３４Ｄの一方のみの壁厚が厚くなっている場合）よりも、地震時に堤体としての機能は喪失されにくいという効果（地震により地盤変動が生じても、隣り合う堤体の隣接部位に目違いは生じにくいという効果）が大きくなるので好ましい。

また、側端部３４Ｄの壁厚が大きいほど、地震時に堤体としての機能は喪失されにくいという効果（地震により地盤変動が生じても、隣り合う堤体の隣接部位に目違いは生じにくいという効果）が大きくなるので、側端部３４Ｄの壁厚はできる限り大きくした方が好ましいとも考えられるが、側端部３４Ｄの壁厚を過度に大きくし過ぎると、堤体の重量増や景観面でのデメリット等が無視できなくなると考えられる。この観点から、プレキャスト壁体３４の側端部の壁厚は、想定される地震によって地盤変動が生じて堤体３０が傾斜しても、隣り合う堤体３０のプレキャスト壁体３４同士の間に目違いが生じない最小の厚さとすることが好ましく、さらには前記最小の厚さに適切な安全係数を乗じた厚さとすることがより好ましい。

なお、側端部３４Ｄは壁厚が厚くなっているので、その側端部３４Ｄに、鉛直方向に壁体貫通孔を設けて、フーチング１６に断面力を伝達することができる上下方向に延びる部材を配置することも考えられる。しかしながら、このようにすると、プレキャスト壁体３４の両側端部３４Ｄにそれぞれ設ける壁体貫通孔の間の距離が長くなり、壁体貫通孔に配置する前記上下方向に延びる部材の間の距離が長くなるため、プレキャスト壁体３４の本体部３４Ｅの壁厚を厚くすることが必要になると考えられる。このため、設計面およびコスト面を考慮すると、側端部３４Ｄには、壁体貫通孔は設けない方が好ましい。

また、製作上および施工上の誤差のため、隣り合うプレキャスト壁体３４同士の間には隙間が生じるが、この隙間には公知のシール材を施す。

１０、３０…堤体
１２…第１の基礎杭
１４…第２の基礎杭
１６…フーチング
１８…フーチング鉄骨（フーチング骨格部材）
１８Ａ…連結部材
１８Ｂ…一端部
１８Ｃ…他端部
２０…上下方向鉄骨（上下方向部材）
２２…下方向鉄骨（下方向部材）
２４、２６、３４…プレキャスト壁体
２４Ａ、３４Ａ…外面
２４Ｂ、２６Ｂ、３４Ｂ…突出部
２４Ｃ、２６Ｃ、３４Ｃ…壁体貫通孔
３４Ｄ…側端部
３４Ｅ…本体部
５０…隣接部位

Claims (8)

1. 管状の第１の基礎杭と、
   管状の第２の基礎杭と、
   前記第１の基礎杭および前記第２の基礎杭に支持されたフーチングと、
   前記フーチングの上方に配置され、略鉛直方向に貫通する壁体貫通孔を有するプレキャスト壁体と、
   を備えた堤体であって、
   前記フーチングは、前記プレキャスト壁体と略直交する略水平方向に配置されたフーチング骨格部材と、前記フーチング骨格部材の一端部に設けられて前記フーチング骨格部材よりも上方および下方の両方向に延びる上下方向部材と、前記フーチング骨格部材の他端部に設けられて前記フーチング骨格部材よりも下方に延びる下方向部材と、を有し、
   前記フーチング骨格部材と前記上下方向部材とは一体化されており、かつ、前記フーチング骨格部材と前記下方向部材とは一体化されており、
   前記上下方向部材の前記フーチング骨格部材よりも下側の部位の少なくとも一部は前記管状の第１の基礎杭の内空部に差し込まれていて、かつ、前記第１の基礎杭の内空部に差し込まれた前記上下方向部材の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、前記上下方向部材は前記管状の第１の基礎杭と一体化されており、
   前記上下方向部材の前記フーチングよりも上側の部位の少なくとも一部は前記プレキャスト壁体の前記壁体貫通孔に差し込まれていて、かつ、前記プレキャスト壁体の前記壁体貫通孔に差し込まれた前記上下方向部材の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、前記上下方向部材は前記プレキャスト壁体と一体化されており、
   前記下方向部材の前記フーチング骨格部材よりも下側の部位の少なくとも一部は前記管状の第２の基礎杭の内空部に差し込まれていて、かつ、前記第２の基礎杭の内空部に差し込まれた前記下方向部材の部位の周囲にはグラウト材が充填されていて、前記下方向部材は前記管状の第２の基礎杭と一体化されており、
   前記プレキャスト壁体は、少なくとも一方の側端部の壁厚が本体部の壁厚よりも厚くなっており、
   壁厚が前記本体部の壁厚よりも厚くなっている前記側端部には、前記壁体貫通孔は設けられていないことを特徴とする堤体。
2. 前記壁体貫通孔は、前記プレキャスト壁体の外面とは反対側の面から突出した部位に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の堤体。
3. 前記フーチング骨格部材、前記上下方向部材および前記下方向部材は、Ｈ形の鋼材であることを特徴とする請求項１または２に記載の堤体。
4. 前記壁体貫通孔を上方から見た形状は四角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の堤体。
5. 前記第１の基礎杭および前記第２の基礎杭は、鋼管杭であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の堤体。
6. 前記フーチング骨格部材は長手方向に分割された複数の部位からなり、該複数の部位は連結部材を介して機械的に連結されて一体化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の堤体。
7. 前記プレキャスト壁体は上下方向に複数あり、上下方向に積み重ねられて配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の堤体。
8. 前記プレキャスト壁体は略水平方向に複数あって、複数の前記プレキャスト壁体が略水平方向に隣り合うように並べられており、複数の前記プレキャスト壁体は外面が連続するように配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の堤体。