JPH0921123A

JPH0921123A - 水中構造物の洗掘防止材

Info

Publication number: JPH0921123A
Application number: JP19607095A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakagawa; 建次中川; Yoshimichi Okayama; 芳道岡山
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】網目構造の袋体を用いた洗掘防止材の袋体に
充填された塊状体の粒子径の分布が大きく、粒子径の小
さいものが存在する場合でも、網目より充填材が落下す
ることがなく、充填材による網目の破損が少なく洗掘防
止の作用を保持させる。【構成】網目構造の袋体５の内部に網目構造体よりな
る緻密なシート６を内張りした２層構造の袋体と、該袋
体に充填された塊状体とからなる流水による洗掘を防止
する洗掘防止材であって、前記２層構造の袋体の特性
と、充填された塊状体の特性との間に特定の関係を有し
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水中構造物の洗掘防止材
に関し、詳しくは河川や海中に設けられた橋脚、護岸、
堤防、沈降堤体等の近傍の土床が潮流、波浪、流水等に
より洗掘されることを防止する洗掘防止材に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】水中構造物を海底に設置すると、構造物
が潮流の抵抗体となりその周辺に渦流を発生し構造物周
辺の地盤を構成する土砂をえぐり取り、やがては水中構
造物を支える地盤の耐性を消失させる洗掘現象が生じる
事は良く知られている。

【０００３】この現象は海底のみならず、海岸、河川、
河岸、湖沼など水流が激しく、地盤が軟弱な箇所で良く
発生する。

【０００４】従来は、これらの洗掘現象を防ぐため水中
構造物の海底部の近傍に小石や砕石を充填した蛇籠を設
置したり、コンクリート岩盤を設置したり、構造物の底
部を地下深く埋設する方法が取られてきた。

【０００５】しかし、蛇籠の方法では金属性の硬直な籠
のため海中構造物の近傍に接近して埋設することが困難
であったり、金属の腐食による蛇籠の破壊による洗掘防
止機能の消失が問題となっている。またコンクリート岩
盤の設置は工事が大規模になったり水流の激しい箇所で
は工事が困難になるという問題がある。

【０００６】そこでこれらの問題を改善するため実公平
５−４０１０３号が提案され、網目構造の袋体に砕石を
充填した変形自在な施工作業の良い洗掘防止材が提案さ
れている。しかし、この提案では上述の問題は改善され
るにしても、砕石の径の分布を狭い範囲に制限しなけれ
ば網目の間から塊が落下するという点で問題がある。

【０００７】そのため、工事現場近くで容易に入手でき
る材料の使用に制約があり、とくに充填物の大きさの分
布が大きい場合には使用できない難がある。と云って、
網目の粗さを小さくし塊状体の落下を防止する方法もあ
るが、粗さを細かくすると網目構造の製造コトスが高く
なる問題が生じている。また、製造コストを低くするた
めに細い紐を用いた網目構造を用いると砕石の角によっ
て破れる問題が生じている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き実
状に対処し、更にその改善をはかり、袋体の特性と塊状
体の特性との間の関係を追求することにより、網目構造
の袋体を用いた洗掘防止材の袋体に充填された塊状体の
粒子径の分布が大きく、粒子径の小さいものが存在する
場合でも、網目より充填材が落下することがなく、且
つ、網目の破損の防止を付与し、洗掘防止の作用を保持
させることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明の特徴は、網目構造の袋体とその内部に網目構
造体より緻密なシートを内張りした２層構造の袋体、該
袋体に充填された塊状体とからなる流水による洗掘を防
止する洗掘防止材であって、該袋体の特性と塊状体の特
性との間に下記

【００１０】

【数２】 πｄ／１．７≦Ｌ≦π（ｄ＋Ｒ／４）・・・・・（Ａ）Ｔｒ／Ｗ≦０．９・・・・・（Ｂ）ＤＥ≧３０％・・・・・（Ｃ）但しＬ：網目構造体の網目の周辺の長さ（ｃｍ）ｄ：塊状体の平均直径（ｃｍ）Ｒ＝ｄｂ−ｄｓ（ｃｍ）ｄｂ：上位１０％以上に分布する塊状体の直径の平均直
径ｄｓ：下位１０％以下に分布する塊状体の直径の平均直
径Ｔｒ：該網目構造体より緻密なシートの引裂き強さ、縦
横方向の平均値（ｋｇ）ＤＥ：網目構造体より緻密なシートの引張破断伸度、縦
横方向の平均値（％） ρ：塊状体の平均密度（ｇ／ｃｃ）Ｗ：網目構造体の１つの網目の周長と同じ周長を有する
球の塊状体の重量（ｋｇ）の関係を有することである。以下、更にこれを詳述す
る。

【００１１】先ず、洗掘防止材の特徴は変形の自由さを
持たせることにある。このため充填物は袋体の容積に対
して多くは７０％以下の充填率で使用することが多い。
ここで、充填率は塊状体充填部分の体積をＶ、塊状体の
ない部分の体積をｖ₁としたとき、Ｖ／（Ｖ＋ｖ₁）×
１００％で示される。

【００１２】洗掘防止材を流水中に沈降させ、目的の場
所に設置させる場合、洗掘防止材の流水から受ける抵抗
は少ない程作業はしやすくなる。沈降中に該袋体の受け
る流水からの抵抗は充填材のある部分と無い部分の双方
に発生する。

【００１３】充填材の存在する部分の受ける抵抗は大き
いがこれは止むをえないが、充填材の無い部分の受ける
抵抗は網目構造のため少なくすることができ、網目構造
の使用が好ましい。充填材の存在する部分の受ける抵抗
が大きい場合は充填量を適宜減じ作業しやすい量にする
ことができる。

【００１４】網目構造体は目の面積が最大になるように
広げたときの布の面積をＡｆ、網目を構成する格子紐の
投影面積をＡｓとして（Ａｆ−Ａｓ）／Ａｓ×１００％
で示される空隙率が大きいほど好ましく、５０％以上あ
れば実用上問題はない。網目の形状は通常使用される菱
目、亀甲目、角目等どのようなものでも良い。網目構造
体に使用する材料は網目に加工容易なものであればどの
様なものでも用いることができる。なかでも、産業用途
に製造された高強力のポリエステル、ナイロン６、ナイ
ロン６６、ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピレン繊
維や、パラ系ポリアラミド、高分子量ポリエチレン等に
代表される超高強力繊維を用いることが好ましい。洗掘
防止材を露出する所に設置する場合には美観や耐候性を
向上させるため、染色又は原着による着色糸を用いるこ
ともできる。

【００１５】網目構造体は製網機や経編機、経緯挿入編
機を用いて製造された編地やメッシュ織物を用いること
ができ、結節強力をあげるため柔軟な樹脂加工を施して
用いることもできる。更に、耐侯性や流動物体に対する
衝撃性をより高めることが可能な樹脂加工を行った網目
構造体は耐久性が良く好ましい。

【００１６】なお、この網目構造体の設計は充填材の重
量と網目の大きさ、網目の１辺を構成する紐の強力、網
目の節の目ずれ強さや縫製強度を考慮した袋全体に設計
することは言うまでもない。

【００１７】網目構造体の網目の大きさは充填する塊状
体を網目より落下させないものであれば良いが、目を小
さくし過ぎると空隙率の低下や製造時の生産性が劣るな
どの問題がある。従って、前記（Ａ）式を満たすものが
経済的である。

【００１８】本発明では内張りシートを用いるため、網
目の辺の長さは塊状体の平均直径ｄよりＲ／４大きい直
径を有するものの周長以下であれば良い。網目の周長は
小さい程良いが下限はπｄ／１．７位であれば十分であ
る。このため、実公平５−４０１０３号のものに比較し
てより大きい網目の構造体を使用することが可能とな
る。上記塊状体の平均直径ｄは個々の塊状体の直径ｄｉ
の平均値で求める。ｄｉは図４に示す塊状体１１の最長
径ｄ₁と該最長径軸に直交する平面内の長径ｄ₂の平均
値（ｄ₁＋ｄ₂）／２で求める。

【００１９】充填される塊状体の密度は水に沈み流水や
潮流に流されにくい物が好ましく、密度は１．５以上、
好ましくは２以上が良い。材質は腐敗分解しにくく、風
化作用の受けにくい物であれば何でも差支えないが、一
般に使用される砕石やコンクリートの解体瓦礫やこれら
の混合物を使用できる。密度の測定は、塊状体の重量Ｗ
（ｇ）と塊状体の体積ｖ（ｃｃ）の比Ｗ／ｖで求める。
体積ｖは塊状体を水の入った容器に沈めたときの水の水
位の増加量に相当する容積で求める。

【００２０】網目構造の袋の内側に配置される内張りは
該網目より小さい充填材の脱落を防止するために、ま
た、砕石の角による紐の破損を防止するために必要であ
る。その性能を付与するために網目構造体の網目より緻
密な目のシートを使用しなければならない。内張りに使
用するシートは網目構造体の網目から落下する粒径の塊
状体を支えることができる強さの物であれば良い。この
要件を具備する物であれば砕石による網目破損防止の効
果も生じる。

【００２１】次に式（Ｂ），（Ｃ）を満たすことは変形
自在な網目構造の変形に追従し、かつ網目から落下する
粒径の塊状体を支えるために必要である。網目より落下
する塊状体を球形と見なし、これの最大の球形の重量Ｗ
は次式で求める。

【００２２】

【数３】Ｔｒ／Ｗ≦０．９・・・・・（Ｂ）ＤＥ≧３０％・・・・・（Ｃ）網目を通過する塊状体を落下させないために（Ｂ）式を
満たすシートが必要である。実際の該シートの破壊は塊
状体がシート幕を押し破る破壊形態をとる。押し破る強
さはシートの引裂き強さの約１．５倍以上あり、この倍
率が安全率となる。

【００２３】網目構造の変形に追従するため、また充填
された塊状体の全体の重力により強い圧力で押し出され
る網目に接する塊状体の突起部の押し出し変形に耐える
ため、シートの引張り破断伸度ＤＥは３０％以上、好ま
しくは５０％以上が必要である。

【００２４】該内張りに使用するシート材は高伸度フィ
ルムに適当な間隔に穴をあけたものや、短繊維不織布、
長繊維不織布、織編物、網物等を使用することができ
る。織編物や網物は薄くて引裂き強さや破断伸度の大き
い材料を得やすいが比較的製造コストが高くなる。安価
な材料であるフィルムや不織布は引裂き強さは低いが、
引張り破断伸度の大きい物が得られる。通常は短繊維の
不織布や長繊維の不織布で十分である。

【００２５】内張りに使用するシート材は一枚で使用し
てもよいが、一枚で網目構造体やシートが破れる等の不
具合の出る場合は複数枚使用することが可能である。シ
ートの縦横方向の特性差が大きいときはシートの縦横方
向を変更して重ねて使用することが好ましい。また該網
目構造の袋体の変形に異方性がある場合は変形の大きい
方向にシートの変形方向の大きい方向を合わせて内張り
することは言うまでもない。網目構造体の袋体に内張り
シートの占める範囲は充填される塊状体の包む範囲まで
でよいが、袋体の側面よりの塊状体の落下がほとんど発
生しない場合は底面部にシートを配置するだけでも効果
がある。内張りのシートは該袋体より大きいめの寸法に
するほうが網目構造の袋体の変形に追従し易くなるので
好ましい。水底の所定部に位置固定されるまでに洗掘防
止材が傾斜、回転する恐れのある場合は塊状体の上部を
内張りシート材で覆い塊状体の落下を防ぐことができ
る。

【００２６】内張りの袋を作る方法は、シートを簡易に
縫製するのみで十分である。シート材の幅が網目構造体
の袋の幅に比して同じ位であれば、底部に敷くだけでよ
い。また、図２（ロ），（ハ）に例を示すように底部を
折り曲げ、側部をオーバーラップさせて該袋体に挿入す
る方法もとれる。塊状体を充填中に内張りシートの上部
が袋の内部に落下し塊状体中に埋没しないように、内張
りシートの上部の端は該袋体に固定しておくことが好ま
しい。固定方法は図３に示すように、シートの該上端部
の一部をカットしてリボン状の房をつくり袋の網目にこ
のリボンを用い締結する方法等がある。

【００２７】

【作用】上記洗掘防止材を水中構造物の海底部近傍に設
置するときは流水からの抵抗は充填された塊状体がある
部分とない部分に発生するが、充填材のない部分の受け
る抵抗は網目構造のため少なく、一方、ある部分の受け
る抵抗は大きく、充填量を減ずることにより抵抗を少な
くすることもできるが、２層構造の袋体として緻密なシ
ートを内張りに使用したため、塊状体の直径の存在範囲
のより広い材料でも砕石の落下を防止する。また、塊状
体の角による網目構造の破損を防止する。

【００２８】

【実施例】以下、更に添付図面を参照し、本発明の実施
例につき説明する。勿論、本発明は実施例により制約を
受けるものでないことは云うまでもない。

【００２９】図１は本発明で用いる網目構造体を示し、
図２（イ），（ロ），（ハ）は内張りに使用する各袋体
を示す。また、図３は両袋体を複合した状態を示す。こ
れらの図において、１及び２は吊り下げ用のロープ、
１′及び２′は網目袋体補強用のロープ、３及び４は巾
着状に結ぶロープの端、５は網目袋体であり、該網目袋
体５の内部には内張りシート６が図３に示すように内装
されている。

【００３０】図２（イ），（ロ），（ハ）は上記内張り
シート６の具体的態様であり、前記の如く高伸度フィル
ムに穴をあけたものや、不織布、編織物、網物などより
なり、網目構造の袋体５に比し緻密であることが好まし
いが、これらは網目構造の袋体の幅に比し同じ位のシー
ト幅であれば図２（イ）に示すように２つ折りにして底
部に敷いて袋体５内に挿入することができる。

【００３１】また、図２（ロ），（ハ）に示すようにカ
ットライン８でカットして底部を折り曲げ、側部をオー
バーラップ９させて網目袋体５内に挿入することも可能
である。この場合、塊状体の充填中に内張りシート６の
上部が袋内部に落ち、塊状体中に埋没してしまわないよ
うに内張りシート６の上端を袋体５に固定しておくよう
にする。

【００３２】図３の１０はシート６の端部の一部をカッ
ト７して作ったリボン状の房を用い、締結し固定した態
様である。なお、図２中、（ａ）〜（ｆ）は裁断した内
張りシートの各部の位置を示す。

【００３３】次に本発明による洗掘防止材の具体的実施
例を比較例と対比し効果確認を行った状況を述べる。ポ
リエチレンテレフタレートを用いた１０００デニール、
９６フィラメント、破断強力８．４ｇ／ｄの産業資材用
マルチフィラメント糸を合糸し１５０００デニールのス
トランドを作成し蛙又編機にて網目構造体を作成した。
網目は菱目、網目の一辺の長さは表１に示すように各種
変更した。網目構造体の袋の内張りは不織布及び寒冷紗
を用いた。不織布はポリエステルフィラメントの通常の
製法によるスパンボンドを用いた。使用した不織布の特
性は表１に示すように各種変更した。寒冷紗はポリエス
テルマルチフィラメント糸、繊度１１０デニール、破断
伸度１１０％の糸からなる経緯密度各々３０（本／ｉ
ｎ．）の高伸度の織物を用いた。

【００３４】網目構造の袋体の大きさは１．４×２．４
ｍに裁断した網地を２つ折りにして封筒状の形状にし、
底辺は縫い目のない折り畳み部分とし両側部は縫製にて
閉じ、上辺は開口部とし、巾着状に口が閉じられるよう
に上辺の網目にロープを通した。吊り上げロープは網目
の補強を兼ね２本取り付けた。吊り上げロープは塊状体
を充填後クレーン等で吊りあげられるように丈夫なロー
プを用いた。塊状体の充填量は０．４ｍ³とした。この
塊状体充填材は次の特性の砕石を使用した。

【００３５】直径の存在範囲１．８／１１．０ｃｍ直径の範囲Ｒ＝８．０ｃｍ平均直径ｄ＝６．０ｃｍ密度 ρ＝２．６ｇ／ｃｃ（ｄ＋Ｒ／４）＝8.0 ｃｍ π×（ｄ＋Ｒ／４）＝２５．１ｃｍなお、表中の石の落下の頻度を示す記号は下記の通りで
ある。 ○：石の落下が少ない △：石の落下は少し有る ×：石の落下が多い同じく、網目袋体の紐の破損を示す記号は下記の通りで
ある。 ○：破損は殆どない。 △：紐の破断はないが、単糸の一部が５ケ所以上で破断
している。 ×：紐の少なくとも１本が破断した。以下余白

【００３６】

【表１】

【００３７】上記表より本発明の要件を満たしている実
施例１、２はいずれも砕石の落下は実用上問題のないも
のであった。また、網目袋体の紐の破損も殆どなかっ
た。これに対し比較例１、２はいずれも本発明の要件を
満たしていないもので砕石の落下が多くあり問題であっ
た。また、紐の破損が発生した。そのうち比較例１は
（Ａ）の要件を満たしているが、袋に内張りを用いてい
ないために砕石の落下があり問題を生じた。比較例２は
（Ａ）の要件を満たし、網目を小さくして実公平５−４
０１０３号の塊状体（砕石）の直径と網目の１辺の長さ
の関係を満たしたものであるが砕石の直径の存在範囲の
大きい本例では砕石の落下があり問題であった。

【００３８】比較例３は内張りに用いた不織布の引裂き
強さが小さいため要件（Ｂ）をわずかに外れ、砕石の落
下が少しあった。比較例４は網目が粗いため要件（Ａ）
をわずかに外れ、砕石の落下が少しあった。比較例５は
内張りに用いた不織布の引張り破断伸度が小さく要件
（Ｃ）をわずかに外れたため砕石の落下が少しあった。
比較例６は網目が粗いため要件（Ａ）を大きく外れ、砕
石の落下が多く問題であった。

【００３９】なお、本発明で使用した測定方法は下記に
拠った。引裂き強さＪＩＳＬ１０９６６．１５．１Ａ−
１法シングルタング法引張り破断伸度ＪＩＳＬ１０９６６．１２．１Ａ
法ストリップ法

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように網目構造袋
体内部に緻密なシートを内張りした２層構造の袋体より
成るものであり、袋体に充填された塊状体に対し特定の
関係を満足せしめているから、塊状体の粒子径の分布が
大きく、粒子径の小さいものが混在する場合であっても
網目より塊状体の落下が少なく、また、網目を構成する
紐の破損が少なく、潮や水流の激しい部分に設置されて
も洗掘が発生し易い部分の洗掘を防止することができ
る。特に前記条件を満足することから変形自在な施工作
業性の良好さと共に、従前より粒子径の分布が広く、容
易に入手できる塊状体の使用が可能となり、コスト低減
にも実効を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における袋体の１例を示す斜視概観図で
ある。

【図２】（イ），（ロ），（ハ）は本発明における内張
りシートの各態様を示す概要図で、（イ）は該シートを
２つ折りした例、（ロ）は裁断したシート例、（ハ）は
前記（ロ）のシートを折り曲げ端部を重ねた例である。

【図３】袋体にシートを内張りした本発明に係る洗掘防
止材の１例を示す斜視概観図である。

【図４】塊状体の直角ｄｉの求め方を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１，２、１′，２′ 吊り下げロープ３，４ロープの端５網目袋体６内張りシート７，８カットライン９オーバーラップした部分１０締結部分１１塊状体ａ〜ｆ内張りシートの各部位置の記号ｄ₁最長径ｄ₂長径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】網目構造の袋体の内部に網目構造体より
緻密なシートを内張りした２層構造の袋体と、該袋体に
充填された塊状体とからなる流水による洗掘を防止する
洗掘防止材であって、前記２層構造の袋体の特性と、塊
状体の特性との間に下記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で示さ
れる関係を有することを特徴とする変形自在の水中構造
物の洗掘防止材。【数１】 πｄ／１．７≦Ｌ≦π（ｄ＋Ｒ／４）・・・・・（Ａ）Ｔｒ／Ｗ≦０．９・・・・・（Ｂ）ＤＥ≧３０％・・・・・（Ｃ）但しＬ：網目構造体の網目の周辺の長さ（ｃｍ）ｄ：塊状体の平均直径（ｃｍ）Ｒ＝ｄｂ−ｄｓ（ｃｍ）ｄｂ：上位１０％以上に分布する塊状体の直径の平均直
径ｄｓ：下位１０％以下に分布する塊状体の直径の平均直
径Ｔｒ：該網目構造体より緻密なシートの引裂き強さ、縦
横方向の平均値（ｋｇ）ＤＥ：網目構造体より緻密なシートの引張破断伸度、縦
横方向の平均値（％） ρ：塊状体の平均密度（ｇ／ｃｃ）Ｗ：網目構造体の１つの網目の周長と同じ周長を有する
球の塊状体の重量（ｋｇ）