JPH03183811A

JPH03183811A - 防波堤の構築方法及び防波堤の構造

Info

Publication number: JPH03183811A
Application number: JP1320659A
Authority: JP
Inventors: Shiyouichirou Mutou; 武藤　稱一郎; Yoichi Matsumoto; 松本　要一; Tadao Sakurai; 桜井　忠雄
Original assignee: SUIKOUKEN KK; TOOMEN CONSTR KK; Tomen Construction Co Ltd
Current assignee: SUIKOUKEN KK; TOOMEN CONSTR KK; Tomen Construction Co Ltd
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-09
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JP2830229B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、海洋構造物の構築方法に関し、特に高比重の
異形コンクリートブロックを用いる耐波海洋構造物の構
築方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
防波堤の１種として、第２図に示すような捨石堤（傾斜
板）があり、地盤１の上に砕石を投入してグラベルマッ
ト層２を形成し、その上に割石又は異形コンクリートブ
ロックを略台形に積層して中核部３を形成し、その表面
をテトラポット等の異形コンクリートブロック４で覆い
、かつ天端Ｔにある幅をもたせ、両側を傾斜させて全体
形状を略台形にｔ＊戒している。

また、第３図及び第６図に示すような混成堤があり、下
部に捨石堤を、上部に直立堤を設けた構成のもの、ある
いは前面に、直立堤天端位置まで消波工を設けた構成の
もの等がある。

この混成堤は第３図図示のごとく、まず捨石を水中に投
じて基礎マウント１０を形成し、その天端部下にケーソ
ン１１を据え付け、さらにケーソン１１の前側に基礎マ
ウントの前側傾斜面を覆うようにして異形コンクリート
ブロック４を積層した消波工１２を形成して構成される
。そしてまた、第６図図示のごとく、被覆コンクリート
ブロック５で覆われた基礎マウント１０の上に築工され
たケーソン】１の前側く図面左方〉に消波用の異形コン
クリートブロック４を天端位置まで高く積層した消波工
１２を設けて構成される。

これら防波堤の構築にあたっては、クレーン船を現場近
くに接近させて、資材を現場海中に投入あるいは現場に
積層する等の作業が行われる。

また、港湾への船舶の入・出航の際においては、船舶は
防波堤の近くに接近する。

以上のようなりレーン船、船舶の接近の際に、従来の防
波堤におけるごとく、防波堤堤体の入水傾斜部の傾斜角
が緩いと、すなｉ）ち水深の浅い堤体の海中占有部が多
くなると、第２図図示のごとく、船舶・クレーン船Ｓの
船底が浅い水中堤体部４′に接触するので、防波堤近く
に接近することができず、その結果、堤体構築・荷役等
の作業がスムーズに実施できない、また、船舶が暴風、
台風時等にその船底を防波堤の浅い堤体部４′に接して
座礁する危険も多くなる。

ところで、第５図に点線Ａで示すごとく、地盤が緩やか
に海中に延びている通常の場合での防波堤染工では、傾
斜板の法面傾斜角がさほど問題にならないとしても、同
図の実線Ｂで示すごとく地盤が急峻に海中へ落ち込んで
いる箇所で防波堤染工をしようとすれば異形コンクリー
トブロック層は点線Ｃで示されるごとく際限なく海中に
延設すべきこととなり、結局従来ではそうした急峻な箇
所に傾斜板・混成堤等の防波堤を築工することは不可能
とされていた。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、以上の課題を解決すべく研究の結果、こ
れを解決することに成功した。

すなわち本発明は、高比重の異形コンクリートブロック
を用いて、防波堤、離岸堤等の海洋構造物を構築するこ
とを特徴とする耐波海洋構造物の構築方法である。特に
防波堤、離岸堤等の傾斜板、混成堤に適用することは、
後記理由から好ましいものである。

上記においては特に、異形コンクリートブロックの比重
が２．７〜４．２であることが好ましく、その異形コン
クリートブロック製品として好ましいものは、異形コン
クリートブロックが、粗骨材としての酸化鉄鉱石及び細
骨材としての砂鉄の総量７０〜９０重量％、水／セメン
ト比０．２５〜０．７のセメントペースト５〜３０重量
％、シリカヒユーム／セメント比０．５〜２０％のシリ
カヒユーム０．０２５〜３重量％とからなる重量コンク
リート製造用組成物により製造されたものである。

なお、粗骨材の一部として砂利を、また細骨材の一部と
して砂を用いることにより、異形コンクリートブロック
の比重を任意に調整することもできる。

さらに、粗骨材の酸化鉄鉱石として、酸化鉄鉱石の塊鉱
を、細骨材の砂鉄として、酸化鉄鉱石の粉鉱を用いても
よい。

次に以上のごとく、本発明を構成した理由を述べる。

本発明者は、まず前記船底接触等が生ずる危険を解消す
るための方策を種々思考した結果、防波堤堤体の水中埋
没部分を少なくすること、その方策の一つとして第１図
図示のごとく堤体傾斜角を大きくする（傾斜角α２）こ
とに想到した。

ところで、傾斜角を大きくするといっても、単に傾斜角
を大きく設計したのでは、防波堤は台風時等の強力な波
力により堤体が破壊されてしまう。

防波堤、護岸等の構築には越波防止、波圧軽減のため堤
体傾斜部に異形コンクリートブロックが使用され、法面
（傾斜面）の被覆石の安定性の算出には、次式（ハドソ
ン公式）が適用される。

γγ　ωＯ’Ｈコただし、Ｗ：異形コンクリートブロック１個の安定所要重量（ｔ
）γ７　：異形コンクリートブロックの空中比重α：法
面勾配の角度〈°〉Ｈ・設計波高（ｍ） ω０　：海水の比重Ｋ　ｄ　　被害係数、捨石の特性と移動の程度によって
変わる係数で捨石全個数に対する移動個数の比で示され
る。

本発明者らは該式から、法面の傾斜角度を太きぐするに
は、異形コンクリートブロックの比重を高めることが非
常に有効であることを想起し、該観点に基づいて、本発
明をなすに至ったものである。

本発明者はこうした観点から上記ハドソン公式を分析し
た結果、異形コンクリートブロックの比重を高くすれば
法面傾斜角（すなわち、ｃｏｔαの逆数）を大きくでき
ることに気付いた。

こうした思考から本発明をなすに至ったものであるが、
従来は防波堤法面の傾斜角を大きくすることができなく
、前記のごとくその構築が容易でなく、船舶接近の危険
等もあった。

さて、異形コンクリートブロックとしては、比重が従来
の２．５以下の異形コンクリートブロックを使用するの
ではなく、本発明では従来よりかなり比重が高い、２．
７〜４．２の高比重の異形コンクリートブロックを使用
することが好ましい。

特に好ましくは、本出願人の先願に係る特願昭６３−３
３４５６８号明細書記載の重量コンクリート製異形コン
クリートブロックの使用が好ましい、これは例えば、粗
骨材としての酸化鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量
７０〜９０重量％、水／セメント比０．２５〜０．７の
セメントペースト５〜３０重量％、シリカヒユーム／セ
メント比０．５〜２０％のシリカヒユーム０．０２５〜
３重量％とからなることを特徴とする重量コンクリート
製造用組成物により製造される。

なお、上記においてはさらに超微粉の高炉水砕スラグを
加配してもよく、この場合組成物組成比は、粗骨材とし
ての酸化鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総、１７０〜
９０重量％、水／セメント比０．２５〜０．７のセメン
トペースト５〜３０重量％、シリカヒユーム／セメント
比０〜２０％のシリカヒユーム０〜３重量％、超微粉高
炉水砕スラグ０．０１〜４重量％とからなるものが好ま
しい。

従来、重量コンクリートの製造においては、がんらん石
、各種鉄鉱石などの粗骨材に砂などの細骨材とセメント
、水とを混合して、これを打設施工していたが、粗骨材
の鉄鉱石は比重が高いため、施工時に下方へ沈んでしま
う分離現象が生じ、その結果不均質な組成の機械的、化
学的特性の劣化した重量コンクリート製品となってしま
う問題があった。上記特願昭６３−３３４５６８号明細
書記載発明では、細骨材に比重の高い砂鉄を使用し、そ
して混和剤にシリカヒユーム又は高炉水砕スラグ超微粉
末を加えることにより、その分離現象の発生を阻止した
ものである。

さらに、粗骨材に酸化鉄鉱石を用いることにより、水、
海水等の化学環境に対する安定性を高めることができた
。

骨材と水、海水との接触に際しては、骨材が硫化鉱であ
ると、硫黄分が気、水中の酸素、水及びセメントから生
成する水酸化カルシウムと反応して　（１〉硫化鉄＋酸
素十水又は海水＋水酸化ｈ　ｈ　シ’Ｊ　Ａ　ｒ＞　［
膨張］二石膏＋水酸化鉄（２）石膏＋アルミシ酸ｂルシ
ウム　〈　セメント中の）　千木Ｉ：３［１１張］　：
エトリンガイトとなり、組織内に膨張現象が生じる結果、重量コンクリ
ートの機械的強度が劣化し、化学的特性も劣化する。

これに対して、該発明では粗骨材及び細骨材の両者に酸
化鉄鉱石を用いるため、海水等の化学的環境下で優れた
安定性を有するものとなる。

そして施工時に高比重骨材とセメントペーストとの比重
差による分離が阻止でき、ブリージング抵抗性も増し、
機械的強度、耐摩耗性の優れた重量コンクリートが提供
できる。該発明により得られた重量コンクリートは、比
重が２．７〜４．２と非常に高く、かつ機械的強度が優
れているため、砕波衝撃を受ける異形コンクリートブロ
ック〈離岸堤）な゛どの海洋構造物に好適に適用できる
。

本発明によれば、第１図に実線で示するごとく、水中堤
体部４°法面を堤体側に退去させることができたく法面
傾斜角を大きくした）ため、船舶、クレーン船等Ｓが防
波堤に近付いても、船底が水中堤体４゛に接触すること
がなくなる。

そしてまた、傾斜角が大きくなった結果、法面距離が短
くなったので、法面を構築するのに要する異形コンクリ
ートブロック１も大幅に削減されることとなった。

［実施例］次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図に示す傾斜堤の構築例について、従来法による場
合と本発明方法による場合を比較・検討する。

傾斜堤の堤体として、異形コンクリートブロック４の多
数個を染工し、法面を形成した。なお、法面傾斜角は従
来法をα１１本発明実施例法をα２とする。なおこの場
合、水深ｈｄは２０　ｒｎ、堤体高さＤは３０ｍ、とす
る。

そこで、従来の普通コンクリートで製造された異形コン
クリートブロックを使用して該傾斜堤を構築した場合と
、本発明の高比重コンクリートで製造された異形コンク
リートブロックを使用して傾斜堤を構築した場合におけ
る、所要異形コンクリートブロック数、所要型枠量、所
要作業量等について比較、検討する。

なお、計算根拠は前掲と同じ下記ハドソン公式により行
う。

γ・　ω６　　’　　Ｈ’ 検討例１（従来例）：の　　コンートブロッ２゜冬　　　　　ｔｌ　　Ａただし、Ｗ４．異形コンクリートブロック１個の安定所要重量（
１） γ７　：異形コンクリートブロックの比重＝２．３α１
　：法面勾配の角度（’　＞１８．４３゜ｃｏｔα＋　
＝ｃｏｔ　１８．４３°＝３．ＯＨ：　設計波高（ｍ）
−１２，５ｍ ω。：海水の比重＝１．０３Ｋｄ：被害係数（異形材、被害率によって定まる係数）
＝１０　とした場合２．３ｘ１．０３コ　　Ｘ　１２．５コＷ　　＝＝７９．８８ｔ１０ｘ（２，３−１，０３）コ×３．０すなわち、異形
コンクリートブロックｌｌ［Ｉの所要重量は約８０ｔで
あり、この１個を製造するのに、いわゆる８０を用戒形
型枠を必要とする。

検討例２（本発明実施例〉：の　　コンク一ドブロック３．８　　７’−ムただし、Ｗ２　：異形コンクリートブロック１個の安定所要重量
（１） γ７　：異形コンクリートブロックの比重＝３．８α、
：法面勾配の角度（’　）３３．６９゜ｃｏｔα２　＝
Ｃ０ｔ３３．６９”　＝１．５Ｈ：　設計波高（ｍ）−
１２，５ｍ ω０　：海水の比重＝１．０３Ｋｄ：被害係数（異形材、被害率によって定まる係数）
−１０とした場合３．８Ｘ　　１．０３３　Ｘ　１２．５コＷ、＝＝２５．４４ｔ１０ｘ　（３，８−１，０３）　’　　ｘｌ、５ここで
異形コンクリートブロック１個の底形に必要な成形用型
枠について計算すると、比重２．３の異形コンクリート
ブロックの場合は８０を型枠が必要であるが、比重３．
８の高比重異形コンクリートブロックの場合は、２．３所要型枠＝　２５．４４　Ｘ　　　　＝　１５．４０　
ｔ３．８すなわち、所要型枠は１６を用型枠で足りることとなる
。

この結果、本実施例によれば異形コンクリートブロック
を製造するに際し、従来例におけるごとき８０を用の大
型の型枠を用いることなく、取り扱いの容易な汎用の小
型型枠（１６を用型枠〉が使用でき、作業性がよいもの
となる。

ここで、第４図に従来例と本発明実施例による傾斜堤の
構築における比較図を示す。

図において、防波堤設置水深ｈｄ　　−２０ｍ防波堤天端中　Ｔ’　　　　１０ｍｍ防波堤体高さＤ　　　　３０ｍ設計波高　　　Ｈ１２，５ｍブロック安定係数Ｋｄ　　１０海水の比重　　　　　　１．０３普通コンクリート（従来例）の比重　　　２．３高比重
コンクリート（本実施例）の比重　３．８Ｌ　　：　４
５ｍ、ｂ　　：　９０ｍ。

Ｌ２　　：　２１２　　＋Ｔ’　　＝１９０ｍ。

：２Ｉｌ＋十Ｔ“ ＝１００ｍ以上にむいては、 ■　コンクリートブロックの堤体断面積Ａａ＝３．００
０ｍ２法勾配置：３．傾斜角α、＝１８．４３゜Ａ　ａ　＝　
（Ｔ　’　＋　Ｌ２　）　Ｘ　Ｄ／　２＝　（１０＋１
９０）ｘ３０／２＝３．０００ｍ２ ■　堤体１＝当たりの使用コンクリート体積Ｖａ＝１．
５００ｍ″／ｍ空隙率　０．５Ｖａ＝３．０ＯＯＸ０．５＝１，５００ｍ３／ｍ■　公
有水面の体長１．Ｏｍ当たりの占有面積ａＳａ＝Ｌ、ｍ２／ｍ−＝１９０．０ｍ’　／ｍｂ）　　
重コンクリートブロック　　重３゜８） ■　高比重コンクリートの堤体断面積Ａｂ＝１．６５０
ｍ２法勾配置：１．５．傾斜角α２＝３３．６９゜Ａｂ＝　
（Ｔ’　＋Ｌ＋　）ｘＤ／２＝　（１０＋１００）ｘ３０／２＝１，６５０ｍ２ ■　堤体１＝当たりの使用コンクリート体積ｖｂ＝８２
５ｍコ空隙率　０．５ ’Ｖｂ＝１，６５０ＸＯ，５＝８２５ｍコ／ｍ■　公有
水面の体長１．Ｏｍ当たりの占有面積ｂＳｂ＝Ｌ＋　ｍ”　／ｍ＝１００．０ｍ”　／ｍ但し、高比重コンクリートの比重３゜３ｂ　：　　６０　ｍ　、　　Ｔ　’　　＝　１０　ｍ　
。

Ｌｆｆ＝２Ｘｔ’３＋Ｔ’　　＝　　（２Ｘ６０）＋１
０＝１３０ｍ ■　高比重コンクリートの堤体断面積Ａｃ＝２，１００
ｍ２法勾配置：２．傾斜角α３−２６．３０’″Ａｃ＝　（
Ｔ’　＋Ｌｚ）ＸＤ／２＝　（１０＋１３０）ｘ３０／２＝２．１００ｍ２ ■　堤体１ｍ当たりの使用コンクリート体積Ｖｃ＝１，
０５０ｍ’ 空隙率　０．５Ｖｃ＝２，１００ｘｏ、５＝１，０５０ｍ’　／ｍ■　
公有水面の体長１．Ｏｍ当たりの占有面積ｃＳｃ＝Ｌｚｍ２／ｍ＝１３０ｍ”　７ｍ以上の結果をま
とめて第１表に示す。

第１表に示すごとく、従来法（比重２．３）による場合
に比し、本発明実施例（ＰＡえば比重３゜８）による場
合では、異形コンクリートブロック１個の所要重量も非
常に少なくすることができ、異形コンクリートブロック
製造のために使用する型枠も非常に小さなものでよいこ
ととなり、さらに堤体傾斜角度を大きくすることができ
るため、堤体断面積も縮小（約１／２）することができ
る。

そして、異形コンクリートブロックの使用量は大幅にｗ
ｉ減でき、さらに堤体の水面占用面積（堤体の投影面積
）も格段に低減することができる。

こうした改善は従来に類例のない格別顕著なものである
。本発明方法による利点をまとめると下記のごときもの
である。

〈１〉高比重異形コンクリートブロックρ所要重量が小
さいために、染工に際して一般の異形コンクリートブロ
ックの取り扱い施工機械より小規模で汎用性のある機械
を用いて容易に施工ができる。

（２）高比重異形コンクリートブロックの堤体断面が大
幅に縮減されたものであるため、完成断面に至るまでの
施工工期が短縮できる。そのため、施工時における不時
の高波を受ける危険のチャンスが少なくなる。（３）堤
体の水面占有投影面積が小さいため、船舶就航の阻害（
座礁、船底損傷等）を僅少にすることができる。（４〉
堤体法面勾配が従来例より大きいので、ブームリーチの
短い作業クレーン船（すなわち、小型クレーン船〉によ
る施工が可能となり、施工工期も短縮できる。

（５）第５図図示のごとく、通常の海底地盤勾配Ａに比
して、海底地盤勾配Ｂが大きい場合には、般コンクリー
トの異形ブロックの場合は、法面傾斜角αａを例えば１
８．４３°と小さく取らざるを得ないときには、堤体断
面積が非常に大きくなり、使用異形コンクリートブロッ
クの量は膨大なものとなり、かつ施工期間も非常に長期
化する。

また、設計法面勾配が海底地盤勾配に近い場合には、実
質上施工が不能であるところ、高比重の異形コンクリー
トブロックを使用する本発明によれば、法面Ｅ傾斜角α
ｂを例えば３３．６９°と大きくとることができ、海底
地盤勾配の急峻な個所でも施工地点とし、て選定するこ
とが可能となり、染工選択地域範囲を広くすることがで
きる。

また、第６Ｉ２Ｉに示すごとく、混成堤においても、本
発明方法によれば消波工の法面傾斜角を大きくとること
ができるため、従来法では不可能である急峻な海底地盤
地形の箇所にも混成堤を染工することができる。

［発明の効果］以上のとおり本発明によれば、従来例に比較して格段に
陵れた下記のごとき作用効果が得られる。

（１）　　高比重異形コンクリートブロックの所要重量
が小さいために、染工に際し７て小規模で汎用性のある
機械を用いて容易に施工ができる。

〈２）　　高比重異形コンクリートブロックの堤体断面
が非常に小さいため、完成断面に至るまでの施工工期が
短縮できる。そのため、施工時における不時の高波を受
ける危険のチャンスが少なくなる。

（３）堤体の水面占有投影面積が小さいため、船舶就航
の阻害（座礁、船底損傷等）を僅少にすることができる
。

（４）堤体法面勾配が従来例より大きいので、ブームリ
ーチの短い作業クレーン船（すなわち、小型クレーン船
〉による施工が可能となり、施工工期も短縮できる。

（５〉　　従来、海底地盤勾配が急峻な個所では堤体施
工が実質上不能であったところ、高比重の異形コンクリ
ートブロックを使用する本発明によれば、海底地盤勾配
の急峻な個所でも施工が可能となり、傾斜堤体施工地点
としての選択地域範囲を広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による堤体の断面状態図と従来法に
おける堤体断面状態図、第２図は従来法における傾斜堤
断面状態図、第３図は従来法における混成堤断面状態図
、第４図は傾斜堤の従来法と本発明実施例法との比較説
明断面図、第５図は本発明実施例による急峻な海底地盤
に傾斜堤を染工した場合と、従来法による染上の場合と
の比較説明断面図、第６図は本発明実施例による急峻な
海底地盤に混成堤を染工した場合と、従来法により染工
した場合の比較説明断面図を各々示す。１：地盤、２：グラヘルマット層、３：中核部。異形コンクリ−１〜ブロツク。５、被覆コンクリ−１へブロック。：水中堤体部、　　　１０：基礎マウント。１トケーソン、　　　　１２：消波工Ａ：急峻な地盤法面、Ｂ：）、！やかな地盤法面。Ｃ０従来例法面、　　　Ｄ・実施例法面。Ｔ：天端、Ｓ：クレーン船

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高比重の異形コンクリートブロックを用いて、防
波堤、離岸堤等の海洋構造物を構築することを特徴とす
る耐波海洋構造物の構築方法。
（２）防波堤、離岸堤等の海洋構造物が、傾斜堤である
ことを特徴とする請求項１記載の耐波海洋構造物の構築
方法。
（３）防波堤、離岸堤等の海洋構造物が、混成堤である
ことを特徴とする請求項１記載の耐波海洋構造物の構築
方法。
（４）異形コンクリートブロックの比重が２．７〜４．
２であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の耐波海洋構造物の構築方法。
（５）異形コンクリートブロックが、粗骨材としての酸
化鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量７０〜９０重量
％、水／セメント比０．２５〜０．７のセメントペース
ト５〜３０重量％、シリカヒューム／セメント比０．５
〜２０％のシリカヒューム０．０２５〜３重量％とから
なる重量コンクリート製造用組成物により製造されたも
のであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載の耐波海洋構造物の構築方法。
（６）異形コンクリートブロックが、粗骨材としての酸
化鉄鉱石及び細骨材としての砂鉄の総量７０〜９０重量
％、水／セメント比０．２５〜０．７のセメントペース
ト５〜３０重量％、シリカヒューム／セメント比０〜２
０％のシリカヒューム０〜３重量％、超微粉高炉水砕ス
ラグ０．０１〜４重量％とからなる重量コンクリート製
造用組成物により製造されたものであることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれかに記載の耐波海洋構造物
の構築方法。
（７）粗骨材の一部として砂利を用い、また細骨材の一
部として砂を用いることを特徴とする請求項５又は６に
記載の耐波海洋構造物の構築方法。
（８）細骨材としての砂鉄が、酸化鉄鉱石の粉鉱である
ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の
耐波海洋構造物の構築方法。