WO2014141679A1 - 防潮堤および防潮堤の補強または構築方法 - Google Patents
防潮堤および防潮堤の補強または構築方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014141679A1 WO2014141679A1 PCT/JP2014/001339 JP2014001339W WO2014141679A1 WO 2014141679 A1 WO2014141679 A1 WO 2014141679A1 JP 2014001339 W JP2014001339 W JP 2014001339W WO 2014141679 A1 WO2014141679 A1 WO 2014141679A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- soil
- embankment
- reinforcing layer
- land
- slope
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
- E02B3/14—Preformed blocks or slabs for forming essentially continuous surfaces; Arrangements thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/10—Dams; Dykes; Sluice ways or other structures for dykes, dams, or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/11—Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters
Definitions
- the present invention relates to a seawall and a method for reinforcing or constructing a seawall.
- the conventional tide embankment consists of a bank with a trapezoidal cross section formed by embankment, and a concrete wall formed along the slope facing the water area (sea side, river side) of the bank. have. It is also known to reinforce the levee body by covering the slope facing the land side with a number of concrete tension blocks.
- JP 2004-49930 A Japanese Patent No. 3241339
- the tsunami exceeded the height of the seawall, so the tsunami ran over the top of the seawall and ran down along the slope on the land side, flowing into the land side in large quantities. Became.
- the tsunami ranges from several minutes to several tens of minutes, so in the conventional dyke, the tsunami that overflowed the seawall caused the tsunami to flow from the dam body part of the slope on the land side.
- the wall made of metal was brought down.
- the tsunami flow velocity is 6 m / s or more, when the tsunami runs down along the slope on the land side, suction force (negative pressure) is generated against the tension block, and the tension block moves from the slope.
- Patent Document 2 discloses a method for producing embankment material using the bottom mud of a pond, a repair method for a dam body of a pond, a reinforcing method, and a crusher.
- the inventors of the present invention conducted intensive research on the treatment of tsunami sediments, the treatment of dredged soil dredged on the bottom of bays, rivers, canals, etc. After mixing the solidified material with the earth and sand, before the solidified material is completely solidified, it is crushed and rolled, and then the deformed characteristics of the crushed and compacted soil with the solidified material fully solidified and the strength properties with outstanding adhesive strength components It came to pay attention to.
- the present invention was devised by paying attention to the deformation characteristics of such crushed and compacted soil and the strength characteristics in which the adhesive strength component is dominant. Resistant to damage, the tide bank has sufficient erosion resistance against tsunami overflow, and even if the tsunami overflows, the tide bank can be secured for a long time until it breaks or collapses, thereby reducing disasters It is to provide a tide embankment that is advantageous in the above, a method of reinforcing the tide embankment, and a construction method.
- the present invention includes a bank having a trapezoidal cross section formed by embankment, and a concrete wall formed along a slope facing the water area of the bank.
- a reinforcing layer that covers the top of the levee excluding the wall portion and a slope on the land side, and the reinforcing layer is a solidified material on the sedimentary sediment excluding non-soil. After mixing, stirring and curing, the initial solidified soil that expresses the specified strength is crushed, leveled, rolled, and compacted after the embankment produced by crushing to a predetermined particle size or less.
- the present invention also relates to a method of reinforcing a tide embankment comprising a levee body having a trapezoidal cross section by embankment and a concrete wall portion formed along a slope facing the water area of the dam body.
- a reinforcing layer covering the top of the levee excluding the wall and the slope on the land side is provided, the reinforcing layer including a unit reinforcing layer, and the unit reinforcing layer is made of non-soil
- a step of adding a solidification material to the sedimentary soil excluding the material and stirring and mixing; a step of curing the stirred sedimentary sand to obtain an initial solidified soil having a predetermined strength; and the initial solidified soil A step of obtaining embankment soil by crushing to a grain size of less than, a step of squeezing out the embankment soil, spreading and rolling, and crushing the embankment soil completely solidified by the solidifying material after the step of rolling. ⁇ It is characterized by the fact that it is provided by a curing process until it is rolled into compacted soil To.
- the construction method of a sea levee according to the present invention includes a levee body having a trapezoidal cross section by embankment, and a concrete wall portion formed along a slope facing the water area side of the dam body.
- a step of adding a solidifying material to the removed sediment and stirring and mixing a step of curing the stirred and mixed sediment to obtain an initial solidified soil exhibiting a predetermined strength, and the initial solidified soil with predetermined grains Crushing to below the diameter to obtain embankment soil, squeezing out the embankment soil, spreading and rolling, and crushing and rolling the embankment soil completely solidified by the solidification material after the crushing step. It is characterized in that it is provided by a process of curing until it is made into compacted earth.
- the crushed and compacted soil Since there is a reinforcing layer including a unit reinforcing layer made of crushed and compacted soil that covers the top of the seawall and the slope on the land side, excluding the concrete wall, the crushed and compacted soil has Deformation characteristics and strength properties with excellent adhesive strength components make it difficult to be damaged by earthquakes that cause tsunamis, and the seawalls have sufficient erosion resistance against tsunami overflows, and tsunamis overflow Even in such a case, it is possible to secure a long time until the seawall is destroyed or collapsed, which is advantageous for disaster mitigation.
- FIG. 2 is a diagram showing a deviation stress-strain curve of a reinforcing layer 20 made of hardened concrete, general soil, and crushed / rolled soil.
- FIG. 7 is a plan view of FIG. 6. It is sectional drawing which shows the structure of the seawall 10 after applying the reinforcement method which concerns on 2nd Embodiment.
- the seawall 10 to which the reinforcing method of the present embodiment is applied includes a bank body 12 and a wall 14 made of concrete.
- the cross section of the levee body 12 is formed in a trapezoidal shape by embankment.
- the concrete wall portion 14 is formed along a slope 18 ⁇ / b> A facing the water body side (sea side, river side) of the dam body 12.
- the reinforcement method of this Embodiment as shown in FIG. 2, the whole area of the top end 16 except the wall part 14 made of concrete and the land-side slope 18B is crushed and compacted as shown in FIG.
- a reinforcing layer 20 is covered with a reinforcing layer 20. More specifically, the entire area of the top end 16 is covered with the upper reinforcing layer 20A, and the entire area of the land-side slope 18B is covered with the side reinforcing layer 20B. In addition, when the tension block is provided in the slope 18B which faces the land side among the dam bodies 12, the reinforcement method of this Embodiment is applied after removing all tension blocks.
- the reinforcing layer 20 made of crushed and compacted soil is produced by crushing the initial solidified soil that has developed a predetermined strength by adding a solidifying material to the sedimentary sand, stirring and mixing it, and curing it to a predetermined particle size or less. It has been prepared by laying, spreading, rolling, and curing embankments with various particle sizes.
- the reinforcing layer 20 is produced by pulverizing the initial solidified soil in which the solidified material is added to the sedimentary sand, stirred, mixed, and cured to develop a predetermined strength, and then pulverized to a predetermined particle size or less.
- It is made up of a plurality of unit reinforcing layers stacked by laying, leveling, rolling, and curing embankment soils of various particle sizes.
- sedimentary sediment tsunami sedimentary soil or dredged soil filled with sediment deposited on the bottom of ports, rivers, and canals is used.
- a disposal site is provided in the vicinity of the seawall 10 to which the reinforcing method of the present embodiment is applied.
- Tsunami deposits and dredged soil are transported to a disposal site by a dump truck.
- dredged soil since dredged soil has a very high water content, it can also be pumped from a dredger to a disposal site via a pump and a pipe.
- natural drying is first performed at the disposal site. Depending on the season, natural drying lasts for a few days to a week.
- Tsunami deposits and dredged soils contain large amounts of concrete lumps, rubber products, glass products, plastic products, metal products, debris such as columns and beams. Therefore, tsunami deposits were removed from the tsunami deposits and dredged soil at the disposal site from the tsunami deposits and dredged soils, such as concrete lumps, rubber products, glass products, plastic products, metal products, debris such as columns and beams. Obtain sediment from sand and clay.
- first treated soil first sedimentary sediment
- a backhoe a construction machine with a mesh of 10-20 cm in the bucket, is used to make concrete lumps, tires, plastic products, metal products, pillars and beams with a size of 10-20 cm or more from the first treated soil.
- a second treated soil (second sedimentary sediment) from which the second non-soil, which is a debris such as a desk or chair, has been removed is obtained.
- the second treated soil is transported to a plurality of solidification pits by a transport vehicle and stored in each solidification pit.
- the solidification pit is, for example, a hole excavated by a construction machine such as a backhoe.
- the second treated soil stored in the solidified pit is mixed with the solidified material by a stirrer / mixer and cured to become initial solidified soil.
- the addition amount of the solidifying material or the addition amount of water mixed in accordance with the properties of the second treated soil is adjusted.
- various conventionally known materials such as cement can be used as the solidifying material.
- a fluorine elution reducing agent is added with a solidification material.
- the reason for using a fluorine elution reducing agent is, for example, that in Tokyo, the embankment in the sea is 15 mg / liter, whereas in the land embankment, it is very severe, 0.8 mg / liter.
- a fluorine elution reducing agent a commercially available product “F Cretos” manufactured by Chiyoda Ude Co., Ltd. is used.
- the second treated soil becomes an initial solidified soil that has reached a predetermined strength after a predetermined curing period.
- the curing days are 2 to 4 days, and the initial solidified soil is in a state before the cement is completely hardened so that it can be excavated by the bucket.
- the initial solidified soil is excavated and crushed by an excavator and pulverizer, and the embankment soil with a particle size of a predetermined value or less is loaded on the dump truck and transported to the embankment site where the reinforcement method is applied by the dump truck. Then it is immediately unwound and laid down and rolled. That is, if it becomes initial solidified soil, from excavation / crushing to rolling compaction is done immediately.
- the step of storing the second treatment soil in the solidification treatment pit, the step of mixing the second treatment soil and the solidification material by a stirring mixer, and the solidification treatment pit The process of curing inside and the process of excavating and crushing by excavating and crushing machine and transporting to the transport vehicle are performed in parallel, which is advantageous in obtaining a large amount of embankment in a short period of time.
- the excavator / crusher is, for example, a backhoe equipped with a skeleton bucket, and the particle size is managed by setting the mesh of the skeleton bucket.
- the predetermined value of “the particle size is equal to or smaller than the predetermined value” is 20 to 30 cm from the viewpoint of efficiently performing the embankment work.
- the embankment soil is wound from the dump truck over the entire length in the direction of the bank axis of the slope 18B at a position below the slope 18B on the land side of the dam body 12.
- the lowermost layer (unit reinforcing layer) of the reinforcing layer 20 that covers the slope 18B is formed by being pulled out and spread by a backhoe and rolled by a vibrating roller.
- the width W of the lowermost layer (unit reinforcing layer) is 2 to 4 m or more so that the backhoe and the vibration roller can work easily.
- the embankment soil is unwound from the dump truck over the entire length in the direction of the bank axis of the slope 18B on the lowermost layer (unit reinforcing layer), laid by a backhoe, and rolled by a vibrating roller, and the slope 18B.
- a layer (unit reinforcing layer) is formed on the lowermost layer (unit reinforcing layer) that covers the surface, and the layers (unit reinforcing layer) are stacked in this way, as shown in FIG.
- Side reinforcing layers 20B are formed over the entire length in the vertical direction.
- the embankment soil 46 is unwound from the dump truck over the entire length of the top end 16 of the dam body 12 in the dam axis direction
- a covering the top end 16 is formed by spreading and rolling with the vibration roller.
- the width of the top end 16 is 2 to 4 m or more so that the backhoe and the vibrating roller can work easily.
- the embankment is unwound from the dump truck over the entire length of the top end 16 in the direction of the bank axis on the lowermost layer (unit reinforcing layer), laid by a backhoe, rolled by a vibrating roller, and slope 18B.
- a layer (unit reinforcing layer) on the lowermost layer (unit reinforcing layer) covering the upper layer is formed, and the upper reinforcing layer 20A is formed by stacking one or more layers (unit reinforcing layers) in this way.
- the reinforcing layer 20 composed of the side reinforcing layer 20B and the upper reinforcing layer 20A is formed from embankment made of initial solidified soil in a state before the cement is completely hardened so that it can be excavated by the bucket, As the number of days passes, the cement is completely solidified, and after the cement is completely solidified, it functions as a crushed and compacted soil. That is, the reinforcing layer 20 is in a state where water tightness and strength are secured by solidifying after rolling.
- FIG. 4 shows the deviation stress of the reinforcing layer 20 made of conventional improved soil (not made in the step of crushing and rolling after adding and mixing the solidifying material), general soil, and crushing and rolling soil- It is a diagram which shows a distortion curve.
- the horizontal axis indicates strain
- the vertical axis indicates deviation stress.
- the hardened concrete as shown by the curve A has a high strength, but reaches a peak strength with a very small deformation compared to the normal soil shown by the curve B, and after that peak strength suddenly the strength It is inferior in deformability, such as reducing.
- the reinforcing layer 20 made of crushed / rolled soil shown by the curve C exhibits the same strength as that of normal soil, but exhibits higher strength than that of normal soil. This is because, in addition to the crushed and compacted soil being solidified by the solidifying material, the reinforcing layer 20 squeezes the embankment produced by the initial solidified soil being crushed to a predetermined particle size or less. Because it is configured by spreading and rolling, it is due to the presence of a mixture of various particle sizes of different sizes from a large mass having a particle size of about 20 to 30 cm to a small particle size.
- the reinforcing layer 20 is formed by mixing a mass portion having a high strength and a mass portion having a low strength. . Therefore, when a force is applied to the reinforcing layer 20 by an earthquake before the tsunami occurs, cracks are generated in a portion having a low strength, but the cracks are stopped in a portion having a high strength. The strength is ensured and the deformability of the entire reinforcing layer 20 is also ensured.
- the reinforced layer 20 follows the dam body 12 in the same manner when an earthquake occurs, and Even when deformed, large cracks are unlikely to occur because the deformability is ensured.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the shear strength and the restraining pressure of the reinforcing layer 20 made of general soil, crushed / rolled soil.
- the horizontal axis indicates the restraint pressure
- the vertical axis indicates the shear strength.
- general soil has zero shear strength when the restraining force is zero, and the shear strength increases as the restraining force increases.
- the reinforcing layer 20 made of crushed and compacted soil is consolidated by a solidifying material, so that even if the binding force is zero, the shear layer is larger than that of general soil. Has strength.
- a tsunami overflows the seawall 10 at each of the banks 10.
- the tsunami flows on the surface of the levee body 12 or the surface of the reinforcing layer 20
- a negative pressure is generated on the surface of the dam body 12 or the surface of the reinforcing layer 20. That is, the constraint pressure on the horizontal axis in FIG. 5 is a negative value.
- the shear strength at the surface of the dam body 12 becomes negative, and therefore, the dam is subject to erosion due to tsunami overflow. It will be easy.
- the dam body 12 is provided with the reinforcing layer 20 made of crushed and compacted soil, the shear strength at the surface of the reinforcing layer 20 is maintained at a positive value, and erosion due to tsunami overflow It will be difficult to receive.
- the reinforcing layer 20 made of crushed and compacted soil covering the top end 16 of the levee body 12 of the tide embankment 10 excluding the concrete wall 14 and the land slope 18B is an earthquake.
- it also suppresses erosion caused by tsunami overflow. Therefore, even if an earthquake that causes a tsunami is not easily damaged, even if the tsunami is higher than the height of the concrete wall 14 and overflows the concrete wall 14, the seawall 10 is destroyed or collapsed. It will be advantageous in reducing disasters by ensuring a long time to complete.
- FIG. 6 is a side view showing the specifications of the overflow test
- FIG. 7 is a plan view of FIG.
- the base 32 is installed on the bottom surface of the pool 30, and the upper surface of the rectangular plate 34 provided on the top of the base 32 is made to coincide with the water surface 30 ⁇ / b> A of the pool 30.
- the same shape and size of the dam body 12 each having a trapezoidal cross section was prepared using the following three types of samples.
- the bank axis directions of the bank body 12 are matched.
- the dimensions of each part are shown in FIGS.
- Sample A Reinforcing layer 20 made of crushed and compacted soil according to the present embodiment
- Sample B General soil (embankment constituting the dam body 12)
- Sample C Sand A slope 36A that slopes upward as it approaches the one slope 18A is located at an underwater location of the pool 30 that is distant from one slope 18A of the bank 12 of each sample A to C.
- An inclined member 36 having the above is disposed.
- a tsunami T having a height of 120 mm was generated 30 times toward one slope 18A using a tsunami generator (not shown), thereby causing the tsunami to overflow the dam body 12 of each sample 30 times.
- the dam body 12 was hardly damaged even after 30 tsunamis occurred, and the other slope 18B maintained the original form.
- Sample B after the tsunami occurred 20 times, the entire shape of the bank body 12 was maintained, but the slope portion of the other slope 18B flowed out and was damaged.
- Sample C most of the sand flowed out on the other slope 18B of the levee body 12 due to the third tsunami.
- the seawall 10 according to the present embodiment has sufficient erosion resistance against tsunami overflow, and even if the tsunami overflows, the seawall 10 breaks or collapses. It has become clear that it is advantageous in reducing disasters because it can secure a long time.
- symbol is attached
- the seawall 10 of the first embodiment it can sufficiently resist a tsunami.
- the direction of the water flow over the seawall 10 changes in the vicinity of the slope of the slope on the land side of the seawall 10. That is, it changes from diagonally downward to horizontal in the vicinity of the slope of the slope of the side reinforcing layer 20B. Due to this change in the direction of the water flow, the influence of erosion due to the water flow in the land area following the slope of the slope becomes large.
- the land-side reinforcing layer 40 having the same configuration as the reinforcing layer 20 is provided on the land portion following the slope of the slope on the land side of the seawall 10 of the first embodiment.
- the land-side reinforcing layer 40 is provided continuously with the lower end of the side reinforcing layer 20B.
- the land-side reinforcing layer 40 has a sufficient thickness, a sufficient width, and a sufficient strength in order to change the direction of the water flow over the seawall 10.
- Such a land side reinforcement layer 40 is constructed by the same process as the reinforcement layer 20. That is, a step of adding a solidification material to the sedimentation soil excluding non-soil, stirring and mixing, a step of curing the sedimentation soil mixed with stirring to obtain an initial solidification soil exhibiting a predetermined strength, and an initial solidification soil.
- a layer (land side unit reinforcing layer) having an appropriate thickness is provided by a process of curing until soil is formed, and this layer (land side unit reinforcing layer) is constructed by stacking one or more layers.
- each layer (land-side unit reinforcement layer) is constructed continuously, and the curing process of each layer (land-side unit reinforcement layer) includes the steps of stirring and mixing, the step of obtaining initial solidified soil, the step of obtaining embankment soil, It may be performed for each pressing step, or may be performed after stacking each layer (land side unit reinforcing layer), but if each layer (land side unit reinforcing layer) is stacked, This is advantageous for shortening, and this point is the same as in the case of the reinforcing layer 20.
- the land side reinforcement layer 40 can suppress the erosion of the land portion near the slope bottom of the slope due to the water flow over the seawall 10, and the seawall 10 is destroyed or collapsed. This is more advantageous for securing a long time.
- the present invention can of course be applied to the case where the seawall 10 including the reinforcing layer 20 made of crushed / rolled soil is constructed. It is.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Revetment (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
津波による越流に対して充分な耐侵食性を備え、津波が越流した場合であっても防潮堤10が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保して減災を図る。 堤体12は、盛土によって断面が台形状に形成されている。コンクリート製の壁部14は、堤体12のうち水域側(海側、河川側)に面した法面18Aに沿って形成されている。堤体12のうちコンクリート製の壁部14を除く天端16および陸側の法面18Bの箇所の全域が砕・転圧土からなる補強層20で覆われている。砕・転圧土からなる補強層20は、堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合し養生して所定の強度が発現した初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された様々な粒径の築堤土を撒出して敷き均し、転圧し、養生することで設けられている。
Description
本発明は防潮堤および防潮堤の補強または構築方法に関する。
2012年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震により、東北地方の太平洋沿岸部に大津波が発生した。
海岸に構築された防潮堤の多くがこの大津波によって破壊されために甚大な被害がもたらされた。
従来の防潮堤は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、堤体のうち水域側(海側、河川側)に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを有している。
また、堤体のうち陸側に面した法面を多数のコンクリート製の張りブロックで覆うことで堤体を補強することも知られている。
海岸に構築された防潮堤の多くがこの大津波によって破壊されために甚大な被害がもたらされた。
従来の防潮堤は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、堤体のうち水域側(海側、河川側)に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを有している。
また、堤体のうち陸側に面した法面を多数のコンクリート製の張りブロックで覆うことで堤体を補強することも知られている。
先の大震災では、津波が防潮堤の高さを遙かに上回る事態となったため、津波が防潮堤の天端を越流し陸側の法面に沿って駆け下りて陸側に大量に流れ込むことになった。
津波は、数分から数十分におよぶため、従来の堤防では、防潮堤を越流した津波により陸側の法面の堤体部分から流され、やがて堤体の大半が流され、最後にコンクリート製の壁部が倒されるに至った。
また、津波の流速は、6m/s以上となったため、陸側の法面に沿って津波が駆け下りる際に張りブロックに対して吸出し力(負圧)が発生し、張りブロックが法面から剥がされ、特許文献1の堤防と同様に、堤体の大半が流され、最後にコンクリート製の壁部が倒されるに至った。
したがって、従来の防潮堤の構造では、津波がコンクリート製の壁部の高さよりも低い場合には有効であるものの、津波がコンクリート製の壁部の高さよりも高くなった場合、津波が越流することにより堤体の大半が流出し、その結果、コンクリート製の壁部が倒壊し、早期に防潮堤が破壊あるいは倒壊することとなり、津波による被害を拡大するに至った。
一方、本発明者らはため池の底泥を用いた盛土材の作成方法およびため池の堤体の補修、補強方法ならびに破砕機について既に特許を取得している(特許文献2)。
本発明者らは、この特許をはじめ、津波堆積土砂の処理、湾岸、河川、運河などの底面に堆積した土砂を浚渫した浚渫土の処理について鋭意研究すると共に防潮堤について鋭意研究の結果、堆積土砂に固化材を混合後、固化材が完全に固まる前に解砕して転圧し、その後、固化材を完全に固化させた砕・転圧土の変形特性および粘着力成分が卓越する強度特性に着目するに至った。
本発明はこのような砕・転圧土の変形特性および粘着力成分が卓越する強度特性に着目して案出されたものであり、その目的は、津波の原因となる地震によってもその構造が損傷を受けにくく、防潮堤が津波による越流に対して充分な耐侵食性を備え、津波が越流した場合であっても防潮堤が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利な防潮堤および防潮堤の補強方法、構築方法を提供することにある。
津波は、数分から数十分におよぶため、従来の堤防では、防潮堤を越流した津波により陸側の法面の堤体部分から流され、やがて堤体の大半が流され、最後にコンクリート製の壁部が倒されるに至った。
また、津波の流速は、6m/s以上となったため、陸側の法面に沿って津波が駆け下りる際に張りブロックに対して吸出し力(負圧)が発生し、張りブロックが法面から剥がされ、特許文献1の堤防と同様に、堤体の大半が流され、最後にコンクリート製の壁部が倒されるに至った。
したがって、従来の防潮堤の構造では、津波がコンクリート製の壁部の高さよりも低い場合には有効であるものの、津波がコンクリート製の壁部の高さよりも高くなった場合、津波が越流することにより堤体の大半が流出し、その結果、コンクリート製の壁部が倒壊し、早期に防潮堤が破壊あるいは倒壊することとなり、津波による被害を拡大するに至った。
一方、本発明者らはため池の底泥を用いた盛土材の作成方法およびため池の堤体の補修、補強方法ならびに破砕機について既に特許を取得している(特許文献2)。
本発明者らは、この特許をはじめ、津波堆積土砂の処理、湾岸、河川、運河などの底面に堆積した土砂を浚渫した浚渫土の処理について鋭意研究すると共に防潮堤について鋭意研究の結果、堆積土砂に固化材を混合後、固化材が完全に固まる前に解砕して転圧し、その後、固化材を完全に固化させた砕・転圧土の変形特性および粘着力成分が卓越する強度特性に着目するに至った。
本発明はこのような砕・転圧土の変形特性および粘着力成分が卓越する強度特性に着目して案出されたものであり、その目的は、津波の原因となる地震によってもその構造が損傷を受けにくく、防潮堤が津波による越流に対して充分な耐侵食性を備え、津波が越流した場合であっても防潮堤が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利な防潮堤および防潮堤の補強方法、構築方法を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを備える防潮堤であって、前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層が設けられ、前記補強層は、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合し養生して所定の強度が発現した初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された築堤土を撒出して敷き均し、転圧し、転圧後養生することで前記固化材により前記築堤土を完全に固化させた砕・転圧土で設けられた単位補強層を含んで構成されていることを特徴とする。
また本発明は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを備える防潮堤の補強方法であって、前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層を設け、前記補強層は単位補強層を含んで構成され、前記単位補強層を、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、前記撹拌混合された前記堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、前記初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、前記築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、前記転圧する工程ののち前記固化材により前記築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程とにより設けるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の防潮堤の構築方法は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部と、前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層とを備え、前記補強層は単位補強層を含んで構成され、前記単位補強層を、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、前記撹拌混合された前記堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、前記初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、前記築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、前記転圧する工程ののち前記固化材により前記築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程とにより設けるようにしたことを特徴とする。
また本発明は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを備える防潮堤の補強方法であって、前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層を設け、前記補強層は単位補強層を含んで構成され、前記単位補強層を、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、前記撹拌混合された前記堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、前記初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、前記築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、前記転圧する工程ののち前記固化材により前記築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程とにより設けるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の防潮堤の構築方法は、盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部と、前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層とを備え、前記補強層は単位補強層を含んで構成され、前記単位補強層を、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、前記撹拌混合された前記堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、前記初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、前記築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、前記転圧する工程ののち前記固化材により前記築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程とにより設けるようにしたことを特徴とする。
防潮堤の堤体のうちコンクリート製の壁部を除く天端および陸側の法面を覆う砕・転圧土からなる単位補強層を含む補強層を設けたので、砕・転圧土が有する変形特性および粘着力成分が卓越する強度特性により、津波の原因となる地震によっても損傷を受けにくく、また、防潮堤が津波による越流に対して充分な耐侵食性を備え、津波が越流した場合であっても防潮堤が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利となる。
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
まず、図1を参照して第1の実施の形態について説明する。
本実施の形態の補強方法が適用される防潮堤10は、堤体12と、コンクリート製の壁部14とを備えている。
堤体12は、盛土によって断面が台形状に形成されている。
コンクリート製の壁部14は、堤体12のうち水域側(海側、河川側)に面した法面18Aに沿って形成されている。
そして、本実施の形態の補強方法により、図2に示すように、堤体12のうちコンクリート製の壁部14を除く天端16および陸側の法面18Bの全域が砕・転圧土からなる補強層20で覆われている。より詳細には、天端16の全域は上部補強層20Aで覆われ、陸側の法面18Bの全域は側部補強層20Bで覆われている。
なお、堤体12のうち陸側に面した法面18Bに張りブロックが設けられている場合は、張りブロックを全て除去したのち本実施の形態の補強方法を適用する。
まず、図1を参照して第1の実施の形態について説明する。
本実施の形態の補強方法が適用される防潮堤10は、堤体12と、コンクリート製の壁部14とを備えている。
堤体12は、盛土によって断面が台形状に形成されている。
コンクリート製の壁部14は、堤体12のうち水域側(海側、河川側)に面した法面18Aに沿って形成されている。
そして、本実施の形態の補強方法により、図2に示すように、堤体12のうちコンクリート製の壁部14を除く天端16および陸側の法面18Bの全域が砕・転圧土からなる補強層20で覆われている。より詳細には、天端16の全域は上部補強層20Aで覆われ、陸側の法面18Bの全域は側部補強層20Bで覆われている。
なお、堤体12のうち陸側に面した法面18Bに張りブロックが設けられている場合は、張りブロックを全て除去したのち本実施の形態の補強方法を適用する。
砕・転圧土からなる補強層20は、堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合し養生して所定の強度が発現した初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された様々な粒径の築堤土を撒出して敷き均し、転圧し、養生することで設けられている。本実施の形態では、補強層20は、堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合し養生して所定の強度が発現した初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された様々な粒径の築堤土を撒出して敷き均し、転圧し、養生することで設けられた単位補強層が複数積み重ねられて構成されている。
堆積土砂には、津波堆積土や、港湾・河川・運河などの底面に堆積した土砂を浚渫した浚渫土が用いられる。
堆積土砂には、津波堆積土や、港湾・河川・運河などの底面に堆積した土砂を浚渫した浚渫土が用いられる。
補強層20を設けるに際して、本実施の形態の補強方法が適用される防潮堤10の近傍に処分場が設けられる。
津波堆積土や浚渫土は、ダンプトラックにより処分場に運搬される。
なお、浚渫土の場合には、浚渫土は含水比が非常に大きいため、浚渫船からポンプ、管体を介して処分場に圧送することも可能である。
また、浚渫土の場合には、含水比が非常に大きいため、処分場にて、まず、自然乾燥が行われる。自然乾燥は、季節にもよるが2、3日から1週間程度である。
津波堆積土や浚渫土は、コンクリート塊や、ゴム製品、ガラス製品、プラスチック製品、金属製品、柱や梁などの残骸などを大量に含んでいる。
そこで、処分場にて建設機械により津波堆積土や浚渫土から、コンクリート塊や、ゴム製品、ガラス製品、プラスチック製品、金属製品、柱や梁などの残骸である非土物を取り除き、津波堆積土や浚渫土から堆積土砂を得る。
津波堆積土や浚渫土は、ダンプトラックにより処分場に運搬される。
なお、浚渫土の場合には、浚渫土は含水比が非常に大きいため、浚渫船からポンプ、管体を介して処分場に圧送することも可能である。
また、浚渫土の場合には、含水比が非常に大きいため、処分場にて、まず、自然乾燥が行われる。自然乾燥は、季節にもよるが2、3日から1週間程度である。
津波堆積土や浚渫土は、コンクリート塊や、ゴム製品、ガラス製品、プラスチック製品、金属製品、柱や梁などの残骸などを大量に含んでいる。
そこで、処分場にて建設機械により津波堆積土や浚渫土から、コンクリート塊や、ゴム製品、ガラス製品、プラスチック製品、金属製品、柱や梁などの残骸である非土物を取り除き、津波堆積土や浚渫土から堆積土砂を得る。
建設機械による非土物の取り除きは、まず、レーキドーザにより、50cm以上の大きさのコンクリート塊やタイヤ、プラスチック製品、金属製品、柱や梁、机、いすなどの残骸である第1の非土物を取り除く。これにより第1の処理土(第1の堆積土砂)を得る。
次に、バケットに網目が10~20cmのふるいを備える建設機械であるバックホーにより、第1の処理土から10~20cm以上の大きさのコンクリート塊やタイヤ、プラスチック製品、金属製品、柱や梁、机、いすなどの残骸である第2の非土物が取り除かれた第2の処理土(第2の堆積土砂)を得る。
次に、バケットに網目が10~20cmのふるいを備える建設機械であるバックホーにより、第1の処理土から10~20cm以上の大きさのコンクリート塊やタイヤ、プラスチック製品、金属製品、柱や梁、机、いすなどの残骸である第2の非土物が取り除かれた第2の処理土(第2の堆積土砂)を得る。
次に、第2の処理土は運搬車により複数の固化処理ピットに運搬され、各固化処理ピット内に貯蔵される。
ここで固化処理ピットとは、例えば、バックホーなどの建設機械により掘削された穴である。
固化処理ピット内に貯蔵された第2の処理土は撹拌混合機により、固化材と混合され、養生されて初期固化土となる。
このとき、第2の処理土の性状に合わせて混合する固化材の添加量、あるいは水の添加量を加減するものとする。ここで固化材には、例えば、セメントなど従来公知の様々な材料が使用可能である。
また、堆積土砂が浚渫土の場合には、フッ素溶出低減剤を固化材と共に添加する。フッ素溶出低減剤を用いるのは、例えば、東京都では、海中での盛土の場合、15mg/リットルであるのに対して、陸上の盛土では、0.8mg/リットルと非常に厳しいためである。フッ素溶出低減剤としては、市販品であるチヨダウーデ株式会社の商品「Fクレトス」などが使用される。
第2の処理土は所定の養生日数を経て所定の強度に達した初期固化土となる。
養生日数は、2~4日であり、バケットにより掘削できるように、初期固化土はセメントが完全に固まる前の状態である。
ここで固化処理ピットとは、例えば、バックホーなどの建設機械により掘削された穴である。
固化処理ピット内に貯蔵された第2の処理土は撹拌混合機により、固化材と混合され、養生されて初期固化土となる。
このとき、第2の処理土の性状に合わせて混合する固化材の添加量、あるいは水の添加量を加減するものとする。ここで固化材には、例えば、セメントなど従来公知の様々な材料が使用可能である。
また、堆積土砂が浚渫土の場合には、フッ素溶出低減剤を固化材と共に添加する。フッ素溶出低減剤を用いるのは、例えば、東京都では、海中での盛土の場合、15mg/リットルであるのに対して、陸上の盛土では、0.8mg/リットルと非常に厳しいためである。フッ素溶出低減剤としては、市販品であるチヨダウーデ株式会社の商品「Fクレトス」などが使用される。
第2の処理土は所定の養生日数を経て所定の強度に達した初期固化土となる。
養生日数は、2~4日であり、バケットにより掘削できるように、初期固化土はセメントが完全に固まる前の状態である。
初期固化土は、掘削・解砕機により掘削・解砕され、粒径が所定値以下の大きさの築堤土とされ、ダンプトラックに積載され、ダンプトラックにより補強方法が適用される築堤場所に運搬され、直ちに巻出しされて敷きならされ、転圧される。すなわち、初期固化土となったならば、その掘削・解砕から転圧までが直ちになされる。
この場合、固化処理ピットを複数設けておくと、第2の処理土を固化処理ピットに貯蔵する工程と、撹拌混合機により第2の処理土と固化材とを混合する工程と、固化処理ピット内で養生する工程と、掘削・解砕機により掘削・解砕して運搬車へ運搬する工程とが並行してなされ、短期間で大量の築堤土を得る上で有利となる。
掘削・解砕機とは、例えば、スケルトンバケットが装着されたバックホーであり、スケルトンバケットの網目の設定により粒径が管理される。
ここで、「粒径が所定値以下の大きさ」の所定値とは、築堤作業が効率良くなされる観点から20~30cmである。
この場合、固化処理ピットを複数設けておくと、第2の処理土を固化処理ピットに貯蔵する工程と、撹拌混合機により第2の処理土と固化材とを混合する工程と、固化処理ピット内で養生する工程と、掘削・解砕機により掘削・解砕して運搬車へ運搬する工程とが並行してなされ、短期間で大量の築堤土を得る上で有利となる。
掘削・解砕機とは、例えば、スケルトンバケットが装着されたバックホーであり、スケルトンバケットの網目の設定により粒径が管理される。
ここで、「粒径が所定値以下の大きさ」の所定値とは、築堤作業が効率良くなされる観点から20~30cmである。
より詳細に説明すると、図3(A)に示すように、堤体12の陸側の法面18Bの箇所の下部の箇所で法面18Bの堤軸方向の全長にわたりダンプトラックから築堤土が巻出しされ、バックホーにより敷きならされ、振動ローラにより転圧され、法面18Bを覆う補強層20の最下層(単位補強層)が形成される。
最下層(単位補強層)の幅Wは、バックホーや振動ローラが作業しやすいように2~4m以上である。
次に、最下層(単位補強層)の上に、法面18Bの堤軸方向の全長にわたりダンプトラックから築堤土が巻出しされ、バックホーにより敷きならされ、振動ローラにより転圧され、法面18Bを覆う最下層(単位補強層)の上の層(単位補強層)が形成され、このように層(単位補強層)を積み重ねることで図3(B)に示すように、法面18Bの高さ方向の全長にわたり側部補強層20Bが形成される。
最下層(単位補強層)の幅Wは、バックホーや振動ローラが作業しやすいように2~4m以上である。
次に、最下層(単位補強層)の上に、法面18Bの堤軸方向の全長にわたりダンプトラックから築堤土が巻出しされ、バックホーにより敷きならされ、振動ローラにより転圧され、法面18Bを覆う最下層(単位補強層)の上の層(単位補強層)が形成され、このように層(単位補強層)を積み重ねることで図3(B)に示すように、法面18Bの高さ方向の全長にわたり側部補強層20Bが形成される。
側部補強層20Bが形成されたならば、図3(C)に示すように、堤体12の天端16の堤軸方向の全長にわたり、ダンプトラックから築堤土46が巻出しされ、バックホーにより敷きならされ、振動ローラにより転圧され、天端16を覆う上部補強層20Aの最下層(単位補強層)が形成される。
天端16の幅は、バックホーや振動ローラが作業しやすいように2~4m以上である。
次に、最下層(単位補強層)の上に、天端16の堤軸方向の全長にわたりダンプトラックから築堤土が巻出しされ、バックホーにより敷きならされ、振動ローラにより転圧され、法面18Bを覆う最下層(単位補強層)の上の層(単位補強層)が形成され、このようにして層(単位補強層)が単数、あるいは、複数積み重ねることで上部補強層20Aが形成される。
天端16の幅は、バックホーや振動ローラが作業しやすいように2~4m以上である。
次に、最下層(単位補強層)の上に、天端16の堤軸方向の全長にわたりダンプトラックから築堤土が巻出しされ、バックホーにより敷きならされ、振動ローラにより転圧され、法面18Bを覆う最下層(単位補強層)の上の層(単位補強層)が形成され、このようにして層(単位補強層)が単数、あるいは、複数積み重ねることで上部補強層20Aが形成される。
側部補強層20Bと上部補強層20Aとからなる補強層20は、バケットにより掘削できるようにセメントが完全に固まる前の状態の初期固化土からなる築堤土から形成されているため、転圧後、日数が経つにつれてセメントが完全に固まり、セメントが完全に固まったのちに砕・転圧土として機能する。すなわち、補強層20は、転圧後固化することにより水密性および強度が確保された状態となる。
次に、砕・転圧土からなる補強層20の作用について説明する。
図4は、従来の改良土(固化材を添加、混合したのち砕いて転圧する工程で作られたものでないもの)、一般的な土、砕・転圧土からなる補強層20の偏差応力-ひずみ曲線を示す線図である。図4において横軸は歪み、縦軸は偏差応力を示す。
曲線Aで示すように硬化したコンクリートは、高い強度を有しているが、曲線Bで示す通常の土に比較して非常に小さい変形でピーク強度に達し、そのピーク強度以降は急激にその強度を減じてしまうなど変形性に劣る。
一方、曲線Cで示す砕・転圧土からなる補強層20は、通常の土と同様の変形性を有しつつ、通常の土よりも大きな強度を発揮することがわかる。
これは、補強層20は、砕・転圧土が固化材によって固化されていることに加えて、初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された築堤土を撒出して敷き均し、転圧することで構成されているため、粒径が20~30cm程度の大きな固まりから粒径が小さな固まりまで大きさの異なる様々な粒径の固まりが混在していることによる。
粒径が大きくなるほど強度が高く、粒径が小さくなるほど強度が低くなるので、補強層20は、強度が高い固まりの部分と強度が低い固まりの部分とが混在して形成されていることになる。
したがって、津波発生前の地震によって補強層20に力が加わった場合、強度が低い固まりの部分においてクラックが生じるものの、強度が高い固まりの部分においてクラックが止まることになり、補強層20全体での強度が確保されると共に、補強層20全体での変形性も確保される。
補強層20の変形性は、盛土で形成された堤体12の変形性と同等であることから、地震が生じた場合に、補強層20は堤体12に追従して同様に変形し、かつ、変形しても変形性が確保されていることから大きなひび割れが生じにくい。
図4は、従来の改良土(固化材を添加、混合したのち砕いて転圧する工程で作られたものでないもの)、一般的な土、砕・転圧土からなる補強層20の偏差応力-ひずみ曲線を示す線図である。図4において横軸は歪み、縦軸は偏差応力を示す。
曲線Aで示すように硬化したコンクリートは、高い強度を有しているが、曲線Bで示す通常の土に比較して非常に小さい変形でピーク強度に達し、そのピーク強度以降は急激にその強度を減じてしまうなど変形性に劣る。
一方、曲線Cで示す砕・転圧土からなる補強層20は、通常の土と同様の変形性を有しつつ、通常の土よりも大きな強度を発揮することがわかる。
これは、補強層20は、砕・転圧土が固化材によって固化されていることに加えて、初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された築堤土を撒出して敷き均し、転圧することで構成されているため、粒径が20~30cm程度の大きな固まりから粒径が小さな固まりまで大きさの異なる様々な粒径の固まりが混在していることによる。
粒径が大きくなるほど強度が高く、粒径が小さくなるほど強度が低くなるので、補強層20は、強度が高い固まりの部分と強度が低い固まりの部分とが混在して形成されていることになる。
したがって、津波発生前の地震によって補強層20に力が加わった場合、強度が低い固まりの部分においてクラックが生じるものの、強度が高い固まりの部分においてクラックが止まることになり、補強層20全体での強度が確保されると共に、補強層20全体での変形性も確保される。
補強層20の変形性は、盛土で形成された堤体12の変形性と同等であることから、地震が生じた場合に、補強層20は堤体12に追従して同様に変形し、かつ、変形しても変形性が確保されていることから大きなひび割れが生じにくい。
図5は、一般的な土、砕・転圧土からなる補強層20のせん断強さ-拘束圧の関係を示す線図である。図5において、横軸は拘束圧を示し、縦軸はせん断強さを示す。
直線Dで示すように、一般的な土は、拘束力がゼロではせん断強さがゼロであり、拘束力が大きくなるほどせん断強さが大きくなる。
これに対して、直線Eで示すように、砕・転圧土からなる補強層20は、固化材により固結しているため、拘束力がゼロであっても一般的な土よりも大きなせん断強さを有している。
ここで、堤体12に補強層20が設けられておらず堤体12の盛土(一般的な土)が露出している防潮堤10と、堤体12に補強層20が設けられている防潮堤10とのそれぞれにおいて、津波が防潮堤10を越流した場合について考える。
津波が堤体12の表面、あるいは、補強層20の表面を流れると、堤体12の表面あるいは補強層20の表面に対して負圧が発生する。すなわち、図5の横軸における拘束圧が負の値となる。
拘束圧が負の値となった場合、堤体12に補強層20が設けられていないと、堤体12の表面におけるせん断強さが負の値となるため、津波の越流による浸食を受けやすいことになる。
これに対して、堤体12に砕・転圧土からなる補強層20が設けられていると、補強層20の表面におけるせん断強さが正の値を保っており、津波の越流による浸食を受けにくいことになる。
直線Dで示すように、一般的な土は、拘束力がゼロではせん断強さがゼロであり、拘束力が大きくなるほどせん断強さが大きくなる。
これに対して、直線Eで示すように、砕・転圧土からなる補強層20は、固化材により固結しているため、拘束力がゼロであっても一般的な土よりも大きなせん断強さを有している。
ここで、堤体12に補強層20が設けられておらず堤体12の盛土(一般的な土)が露出している防潮堤10と、堤体12に補強層20が設けられている防潮堤10とのそれぞれにおいて、津波が防潮堤10を越流した場合について考える。
津波が堤体12の表面、あるいは、補強層20の表面を流れると、堤体12の表面あるいは補強層20の表面に対して負圧が発生する。すなわち、図5の横軸における拘束圧が負の値となる。
拘束圧が負の値となった場合、堤体12に補強層20が設けられていないと、堤体12の表面におけるせん断強さが負の値となるため、津波の越流による浸食を受けやすいことになる。
これに対して、堤体12に砕・転圧土からなる補強層20が設けられていると、補強層20の表面におけるせん断強さが正の値を保っており、津波の越流による浸食を受けにくいことになる。
以上説明したように、防潮堤10の堤体12のうちコンクリート製の壁部14を除く天端16および陸側の法面18Bの箇所を覆う砕・転圧土からなる補強層20は、地震によるひび割れを抑制すると共に、津波による越流による浸食を抑制するものとなっている。
したがって、津波の原因となる地震によっても損傷を受けにくく、津波がコンクリート製の壁部14の高さよりも高く、コンクリート製の壁部14を越流した場合でも、防潮堤10が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利となる。
したがって、津波の原因となる地震によっても損傷を受けにくく、津波がコンクリート製の壁部14の高さよりも高く、コンクリート製の壁部14を越流した場合でも、防潮堤10が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利となる。
次に、本実施の形態に係る防潮堤10について行った越流試験について説明する。
図6は越流試験の仕様を示す側面図、図7は図6の平面図である。
図6、図7に示すように、プール30の底面上に基台32を設置し、基台32の上部に設けられた矩形板34の上面をプール30の水面30Aと一致させた。
矩形板34の上面には、以下の3種類の試料を用いて断面が台形状をなす同形同大の堤体12をそれぞれ作成した。堤体12の堤軸方向は一致させている。各部の寸法は図6、図7に示す。
1)試料A:本実施の形態の砕・転圧土からなる補強層20
2)試料B:一般的な土(堤体12を構成する盛土)
3)試料C:砂
各試料A~Cの堤体12の一方の法面18Aの前方に離れたプール30の水中の箇所には、一方の法面18Aに近接するほど上方に傾斜する斜面36Aを有する傾斜部材36を配置した。
図6は越流試験の仕様を示す側面図、図7は図6の平面図である。
図6、図7に示すように、プール30の底面上に基台32を設置し、基台32の上部に設けられた矩形板34の上面をプール30の水面30Aと一致させた。
矩形板34の上面には、以下の3種類の試料を用いて断面が台形状をなす同形同大の堤体12をそれぞれ作成した。堤体12の堤軸方向は一致させている。各部の寸法は図6、図7に示す。
1)試料A:本実施の形態の砕・転圧土からなる補強層20
2)試料B:一般的な土(堤体12を構成する盛土)
3)試料C:砂
各試料A~Cの堤体12の一方の法面18Aの前方に離れたプール30の水中の箇所には、一方の法面18Aに近接するほど上方に傾斜する斜面36Aを有する傾斜部材36を配置した。
そして、図示しない津波発生装置を用いて高さ120mmの津波Tを一方の法面18Aに向けて30回発生させることにより、各試料の堤体12に津波を30回越流させた。
その結果、試料Aは、30回の津波発生後もほとんど堤体12に損傷がなく、他方の法面18Bは当初の形態を保持していた。
試料Bは、20回の津波発生後、堤体12の全体形状は保っているものの、他方の法面18Bの法尻部分が流出し損傷していた。
試料Cは、3回目の津波により堤体12の他方の法面18Bにおいて大半の砂が流出していた。
このような実験結果から、本実施の形態に係る防潮堤10が津波による越流に対して充分な耐侵食性を備え、津波が越流した場合であっても防潮堤10が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利であることが明らかとなった。
その結果、試料Aは、30回の津波発生後もほとんど堤体12に損傷がなく、他方の法面18Bは当初の形態を保持していた。
試料Bは、20回の津波発生後、堤体12の全体形状は保っているものの、他方の法面18Bの法尻部分が流出し損傷していた。
試料Cは、3回目の津波により堤体12の他方の法面18Bにおいて大半の砂が流出していた。
このような実験結果から、本実施の形態に係る防潮堤10が津波による越流に対して充分な耐侵食性を備え、津波が越流した場合であっても防潮堤10が破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保でき減災を図る上で有利であることが明らかとなった。
次に、図8を参照して第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様な箇所には同一の符号を付しその説明を省略し、異なった箇所のみを重点的に説明する。
第1の実施の形態の防潮堤10によれば十分に津波に対抗できるものである。
一方、防潮堤10を乗り越えた水流は、防潮堤10の陸側の法面の法尻付近において向きが変化する。すなわち側部補強層20Bの法面の法尻付近において斜め下向きから水平方向に変化する。この水流の向きの変化に起因し、法面の法尻に続く陸の箇所の水流による浸食の影響が大きくなる。この部分の浸食が進行すると堤体12の安定性も損なわれるため、防潮堤10の破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保する上で不利となる。
そこで、第2の実施の形態では、第1の実施の形態の防潮堤10の陸側の法面の法尻に続く陸の箇所に、補強層20と同一の構成の陸側補強層40を防潮堤10の全長にわたって設けたものであり、陸側補強層40は、側部補強層20Bの下端と連続状に設けられている。
第1の実施の形態の防潮堤10によれば十分に津波に対抗できるものである。
一方、防潮堤10を乗り越えた水流は、防潮堤10の陸側の法面の法尻付近において向きが変化する。すなわち側部補強層20Bの法面の法尻付近において斜め下向きから水平方向に変化する。この水流の向きの変化に起因し、法面の法尻に続く陸の箇所の水流による浸食の影響が大きくなる。この部分の浸食が進行すると堤体12の安定性も損なわれるため、防潮堤10の破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保する上で不利となる。
そこで、第2の実施の形態では、第1の実施の形態の防潮堤10の陸側の法面の法尻に続く陸の箇所に、補強層20と同一の構成の陸側補強層40を防潮堤10の全長にわたって設けたものであり、陸側補強層40は、側部補強層20Bの下端と連続状に設けられている。
陸側補強層40は、防潮堤10を乗り越えた水流の向きを変化させるため、十分な厚さ、十分な幅、十分な強度を有している。
このような陸側補強層40は補強層20と同一の工程により構築される。すなわち、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、撹拌混合された堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、転圧する工程ののち固化材により築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程により適宜厚さの層(陸側単位補強層)が設けられ、この層(陸側単位補強層)が単数あるいは複数積み重ねられることで構築される。
なお、各層(陸側単位補強層)は連続的に構築され、各層(陸側単位補強層)の養生する工程は、撹拌混合する工程、初期固化土を得る工程、築堤土を得る工程、転圧する工程毎に行なってもよく、あるいは、各層(陸側単位補強層)を積み重ねたのちまとめて行なってもよいが、各層(陸側単位補強層)を積み重ねたのちまとめて行なうと、工期の短縮化を図る上で有利となり、この点は補強層20の場合と同様である。
第2の実施の形態によれば、防潮堤10を乗り越えた水流による法面の法尻付近の陸の箇所の浸食を陸側補強層40で抑制でき、防潮堤10の破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保する上でより有利となる。
このような陸側補強層40は補強層20と同一の工程により構築される。すなわち、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、撹拌混合された堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、転圧する工程ののち固化材により築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程により適宜厚さの層(陸側単位補強層)が設けられ、この層(陸側単位補強層)が単数あるいは複数積み重ねられることで構築される。
なお、各層(陸側単位補強層)は連続的に構築され、各層(陸側単位補強層)の養生する工程は、撹拌混合する工程、初期固化土を得る工程、築堤土を得る工程、転圧する工程毎に行なってもよく、あるいは、各層(陸側単位補強層)を積み重ねたのちまとめて行なってもよいが、各層(陸側単位補強層)を積み重ねたのちまとめて行なうと、工期の短縮化を図る上で有利となり、この点は補強層20の場合と同様である。
第2の実施の形態によれば、防潮堤10を乗り越えた水流による法面の法尻付近の陸の箇所の浸食を陸側補強層40で抑制でき、防潮堤10の破壊あるいは倒壊するまでの時間を長く確保する上でより有利となる。
なお、実施の形態では、既存の防潮堤10を補強する場合について説明したが、当初から砕・転圧土からなる補強層20を備える防潮堤10を構築する場合にも本発明は無論適用可能である。
10……防潮堤、12……堤体、14……コンクリート製の壁部、16……天端、18A……水域側の法面、18B……陸側の法面、20……補強層、40……陸側補強層。
Claims (9)
- 盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、
前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを備える防潮堤であって、
前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層が設けられ、
前記補強層は、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合し養生して所定の強度が発現した初期固化土が、所定の粒径以下に解砕することで生産された築堤土を撒出して敷き均し、転圧し、転圧後養生することで前記固化材により前記築堤土を完全に固化させた砕・転圧土で設けられた単位補強層を含んで構成されている、
ことを特徴とする防潮堤。 - 前記補強層は、前記単位補強層が複数積み重ねられて構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の防潮堤。 - 前記堆積土砂は、港湾、河川、運河の底部に堆積した堆積土砂を浚渫した浚渫土、あるいは、陸上に堆積した津波堆積土である、
ことを特徴とする請求項1または2記載の防潮堤。 - 前記防潮堤の陸側の法面の法尻に続く陸の箇所に、陸側補強層が前記防潮堤の堤軸方向に沿って設けられ、
前記陸側補強層は、前記単位補強層と同一の構成の陸側単位補強層を含んで構成され、前記堤体の陸側の法面を覆う前記補強層の下端と連続状に設けられている、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載の防潮堤。 - 盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、
前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部とを備える防潮堤の補強方法であって、
前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層を設け、
前記補強層は単位補強層を含んで構成され、
前記単位補強層を、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、前記撹拌混合された前記堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、前記初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、前記築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、前記転圧する工程ののち前記固化材により前記築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程とにより設けるようにした、
ことを特徴とする防潮堤の補強方法。 - 盛土によって断面が台形状に形成された堤体と、
前記堤体のうち水域側に面した法面に沿って形成されたコンクリート製の壁部と、
前記堤体のうち前記壁部を除く天端および陸側の法面を覆う補強層とを備え、
前記補強層は単位補強層を含んで構成され、
前記単位補強層を、非土物を除いた堆積土砂に固化材を添加し撹拌混合する工程と、前記撹拌混合された前記堆積土砂を養生して所定の強度が発現した初期固化土を得る工程と、前記初期固化土を所定の粒径以下に解砕して築堤土を得る工程と、前記築堤土を撒出して敷き均し転圧する工程と、前記転圧する工程ののち前記固化材により前記築堤土を完全に固化した砕・転圧土にするまで養生する工程とにより設けるようにした、
ことを特徴とする防潮堤の構築方法。 - 前記単位補強層を複数積み重ねて前記補強層を設けるようにした、
ことを特徴とする請求項5記載の防潮堤の補強方法または請求項6記載の防潮堤の構築方法。 - 前記堆積土砂は、港湾、河川、運河の底部に堆積した堆積土砂を浚渫した浚渫土、あるいは、陸上に堆積した津波堆積土である、
ことを特徴とする請求項5~7の何れか1項記載の防潮堤の補強方法または防潮堤の構築方法。 - 前記防潮堤の陸側の法面の法尻に続く陸の箇所に、陸側補強層を前記防潮堤の堤軸方向に沿って設け、
前記陸側補強層は、前記単位補強層と同一の工程で設けられた陸側単位補強層を含んで構成され、前記堤体の陸側の法面を覆う前記補強層の下端と連続状に設けられている、
ことを特徴とする請求項5~8の何れか1項記載の防潮堤の補強方法または防潮堤の構築方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015505285A JP6308996B2 (ja) | 2013-03-12 | 2014-03-10 | 防潮堤および防潮堤の補強または構築方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013048865 | 2013-03-12 | ||
JP2013-048865 | 2013-03-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2014141679A1 true WO2014141679A1 (ja) | 2014-09-18 |
Family
ID=51536358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/001339 WO2014141679A1 (ja) | 2013-03-12 | 2014-03-10 | 防潮堤および防潮堤の補強または構築方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6308996B2 (ja) |
WO (1) | WO2014141679A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111549716A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-18 | 武汉大学 | 一种二元结构河岸崩退模式的计算和描述方法 |
CN113481933A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-08 | 中国路桥工程有限责任公司 | 港口防波堤用的防护装置 |
CN113529653A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-22 | 安徽省宁合建筑工程有限公司 | 一种基于水利工程的边坡环保加固装置 |
WO2024171665A1 (ja) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Jfeスチール株式会社 | 堤防の補強構造および堤防 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54101039U (ja) * | 1978-10-12 | 1979-07-17 | ||
JPH09242041A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Nannou Concrete Kogyo Kk | 護岸法覆構造 |
JP3241339B2 (ja) * | 1999-03-02 | 2001-12-25 | 独立行政法人農業工学研究所 | ため池の底泥を用いた盛土材の作製方法およびため池の堤体の補修、補強方法ならびに破砕機 |
JP2006214145A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Dai Nippon Construction | 堤防の補強構造および補強工法 |
-
2014
- 2014-03-10 JP JP2015505285A patent/JP6308996B2/ja active Active
- 2014-03-10 WO PCT/JP2014/001339 patent/WO2014141679A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54101039U (ja) * | 1978-10-12 | 1979-07-17 | ||
JPH09242041A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Nannou Concrete Kogyo Kk | 護岸法覆構造 |
JP3241339B2 (ja) * | 1999-03-02 | 2001-12-25 | 独立行政法人農業工学研究所 | ため池の底泥を用いた盛土材の作製方法およびため池の堤体の補修、補強方法ならびに破砕機 |
JP2006214145A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Dai Nippon Construction | 堤防の補強構造および補強工法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111549716A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-18 | 武汉大学 | 一种二元结构河岸崩退模式的计算和描述方法 |
CN113481933A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-08 | 中国路桥工程有限责任公司 | 港口防波堤用的防护装置 |
CN113481933B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-06-03 | 中国路桥工程有限责任公司 | 港口防波堤用的防护装置 |
CN113529653A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-22 | 安徽省宁合建筑工程有限公司 | 一种基于水利工程的边坡环保加固装置 |
WO2024171665A1 (ja) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Jfeスチール株式会社 | 堤防の補強構造および堤防 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2014141679A1 (ja) | 2017-02-16 |
JP6308996B2 (ja) | 2018-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5048257B2 (ja) | フィルダムの堤体改修方法 | |
JP6308996B2 (ja) | 防潮堤および防潮堤の補強または構築方法 | |
JP6370295B2 (ja) | 盛土の補強構造とその築造方法 | |
Long et al. | Geotechnics for Sustainable Infrastructure Development | |
CN111270698A (zh) | 一种用于山区采砂河道内桥梁桩基外露病害的防护结构及其施工方法 | |
JP2003020625A (ja) | 土構造堤体の補強方法 | |
JP4982631B2 (ja) | 地中壁造成による防波堤下の液状化対策工法 | |
JP6445572B2 (ja) | 車両通過用盛土の構築、補強、拡幅、嵩上げ方法 | |
CN106149624A (zh) | 一种适用于淤泥质土地基的重力式码头及其施工方法 | |
JP6734604B1 (ja) | 高レベル及び低レベル放射性廃棄物を収容したトン袋の大量処理方法 | |
JP6341834B2 (ja) | ケーソン式混成堤構造 | |
CN113494074A (zh) | 一种具备液化土持力层地区的建筑地基处理方法 | |
RU2648121C1 (ru) | Устройство для укрепления откосов земляной насыпи | |
JP4927355B2 (ja) | 傾斜堤の構築方法 | |
JP2006312877A (ja) | 築堤工事における漏水・流失防止工法 | |
Li et al. | Case study of ground improvement to Qianhai reclamation area, Qianhai Bay, Shenzhen | |
Hawkswood et al. | Foundations to precast marine structures | |
Herrier et al. | Improving dams and dikes strength and resistance to erosion by means of lime treatment | |
JP7225998B2 (ja) | モルタル充填方法 | |
Maddrell | Lessons re-learnt from the failure of marine structures | |
JP7183897B2 (ja) | 築堤方法 | |
JP4194679B2 (ja) | 液状化防止のための地盤改良工法 | |
Hamidi et al. | GROUND IMPROVEMENT FOR CONCRETE TANKS BUILT ON RECLAIMED SAND | |
Friend et al. | Storage for One More Century | |
Yasui et al. | EXPERIMENTAL STUDY ON RESISTANCE OF REINFORCED LEVEE AGAINST COMPOUND DISASTER OF EARTHQUAKE AND FLOOD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14763150 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2015505285 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14763150 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |