JP4283194B2 - 消波構造物、消波構造物の構築方法 - Google Patents
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Description
図8(b)は、従来の直立消波ケーソン51の正面図である。
図8に示す、直立消波ケーソン51は、地盤15上に設けられる捨石マウンド53上に設置される重力式の構造物である。
直立消波ケーソン51は、スリット56を有する前方壁55、後方壁57、遊水室59、側壁(図示しない)等から構成される。
前方壁55は、水を透過可能なスリット56を有する壁であり、外海17に対して前面に設けられる。
スリット56、遊水室59、後方壁57は、消波工としての役割を果たし、中詰砂61は、波力に対する安定を維持するためのウェイトとしての役割を果たす。
鋼管矢板基礎71は、鋼管矢板前面3、鋼管矢板後面5、鋼管矢板隔壁73等が梯子状に配置されて構成される。
鋼管矢板前面3、鋼管矢板後面5は、護岸の形状に適するように設けられる鋼管矢板であり、鋼管矢板隔壁73は、鋼管矢板前面3、鋼管矢板後面5とを繋ぐ隔壁である。
鋼管矢板前面3、鋼管矢板後面5、鋼管矢板隔壁73は、それぞれ、複数の鋼管4が継手部6により連結されて構成される。
最初に、鋼管矢板3、鋼管矢板5を地盤15に打ち込む(図10(a))。次に、継手処理を行い、井筒内を掘削して敷砂21を配し底盤コンクリート23を打設する(図10(b))。次に、支保工25を設置し井筒内部の水を排水する(図10(c))。堤体81(直立消波ケーソン等の頂版、底版、躯体等)を構築する(図10(d))。支保工25を撤去し、鋼管矢板の水中切断を行い切断部分83及び切断部分85を撤去する(図10(e))。以上の過程を経て、消波構造物87が構築される(図10(f))。
この消波構造物では、地盤から所定の高さまでは継手により鋼管同士を連結して不透過壁面が形成され、さらに上方においては、鋼管間にスリットが形成されて透過壁面が形成される。
また、一般に、直立消波堤の消波性能(例えば、反射率等)に関して、遊水室幅と消波堤を設置する水深での波の波長との比が0.2程度より小さい場合、この比の値が大きいほど反射率が小さくなる傾向がある。従って、反射率を小さくするためには遊水室の幅を大きくとる必要がある。
しかしながら、従来の鋼管矢板井筒を基礎とする消波構造物は、鋼管矢板井筒の内部で堤体等を構築するので、井筒幅を有効活用できないという問題点がある。また、堤体に作用する外力が基礎底版を介して鋼管矢板に伝達されるので、厚い底版が必要となるという問題点がある。
鋼管矢板前面直上に透過壁である前方壁を構築することにより、鋼管矢板井筒の幅を有効活用することができるので、遊水室の幅を増加させて反射率を低減させ消波性能を向上させることができる。
また、後方壁は、水底から突出する鋼管矢板後面と一体化して形成するようにしてもよい。尚、後方壁についても前方壁と同様に、内挿柱を用いた構造として水が透過可能な透過壁としてもよい。
また、堤体を支持するアバットメント、追加消波材等の追加部材を設けるようにしてもよい。
尚、内挿柱の下端部分に経時硬化性材料を充填することにより、内挿柱の下端を鋼管内に固定して接合することが望ましい。
図1(a)は、消波構造物1の垂直断面図である。
図1(b)は、消波構造物1の正面図である。
消波構造物1は、鋼管矢板を基礎とする消波堤、護岸等の消波構造物である。
鋼管矢板前面3は、外海17に対して鋼管矢板後面5の前方に設けられる鋼管矢板であり、地盤15に打設される。
鋼管矢板後面5は、外海17に対して鋼管矢板前面3の後方に設けられる鋼管矢板であり、地盤15に打設される。
鋼管矢板前面3及び鋼管矢板前面5は、複数の鋼管4が継手部6により連結されて構成される。
堤体9は、鋼管矢板前面3及び鋼管矢板後面5等から構成される鋼管矢板を基礎とする躯体であり、頂版、底版等を形成する。
後方壁13は、水が透過不能な壁状部材である。後方壁13は、地盤15から突出する鋼管矢板後面5、堤体9等により構成され、前方壁11の後方に設けられる。
前方壁11を形成する内挿柱7の間には、スリット12が形成され、水位19がスリット12の高さにある場合、水は、遊水室14に対して流入流出可能である。
図2は、消波構造物1の構築方法を示す図である。
鋼管矢板前面3、鋼管矢板後面5を地盤15に打ち込み、継手処理を行い、井筒内を掘削して敷砂21を配して底盤コンクリート23を打設し、支保工25を設置し、井筒内部の水を排水してドライアップを行う(図2(a))。
尚、図2(a)までの工程は、先述の図10(a)〜図10(c)までの工程と同様である。
消波構造物1は、鋼管矢板井筒の幅を最大限に利用することができ、所定の反射率を実現させるために必要な井筒幅を最小限に抑制することができる。
また、堤体等の上部工等に作用する断面力を下部構造に直接伝えることが可能となるため、底版を薄くすることができ、堤体の軽量化を図ることができる。
また、鋼管矢板の水中切断(図2(e))以外に水中作業がないので、労力的負担、費用的負担を軽減すると共に、消波構造物1の品質を向上させることができる。
また、内挿柱は、工場等において予め施工されるので、品質を向上させることができる。
図3は、消波構造物1aの垂直断面図である。
消波構造物1は、内挿柱7を用いて水が透過可能な前方壁11を形成するので、後方壁13の構造として種々の形態を採ることができる。
アバットメント31は、堤体9自身の荷重、後方壁13a方向からの水圧、土圧等を支持する。
第2の実施の形態に係る消波構造物1aを用いた場合にも、第1の実施の形態の消波構造物1を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
図4は、消波構造物1bの垂直断面図である。
消波構造物1は、内挿柱7を用いて前方壁11を形成するので、後方壁13の構造として種々の形態を採ることができる。
付加消波材33は、柱状部材、穴空き版等であり、堤体9自身の荷重等を支持する。
第3の実施の形態に係る消波構造物1cを用いた場合にも、第1の実施の形態の消波構造物1を用いた場合と同様の効果を得ることができ、特に、護岸の高さが高い場合、水位19高い場合等に対応することができる。
図5(a)は、消波構造物1cの垂直断面図である。
図5(b)は、消波構造物1cの上面図である。
第1の実施の形態の消波構造物1では、透過壁である前方壁11の後方に設けられる後方壁13については、水が透過不能な壁状部材であるものとして説明したが、後方壁13についても透過壁である前方壁11と同様の構造を採ることができる。
前方壁11は、鋼管矢板前面3の直上に設けられる。前方壁11は、内挿柱7−1等により構成される。内挿柱7−1間には、スリットが形成され、水が透過可能である。
後方壁13cは、鋼管矢板前面5の直上に設けられる。後方壁13cは、内挿柱7−2等により構成される。内挿柱7−2間には、スリットが形成され、水が透過可能である。
このように、第4の実施の形態に係る消波構造物1cは、前方壁11及び後方壁13cを共に水が透過可能な透過壁とすることにより、消波構造物1cを透過堤として用いることができる。
図6(a)、図6(b)は、それぞれ、内挿柱7の正面図、上面図である。
図7(a)、図7(b)は、それぞれ、内挿柱7aの正面図、上面図である。
鋼管矢板内に内挿される内挿柱7により透過壁、スリットが形成されるが、内挿柱7の形状、材料等により、種々の透過壁、スリットを構築することができる。
図7に示す内挿柱7aは、図6に示す内挿柱7の鋼管35の中央部にRC製等の柱部材41が外挿されて構成される。尚、柱部材41の形状は、RC角柱に限られず種々の材質、形状を採ることができる。
鋼管35の上端部には、鋼製のコネクタ37が設けられ、鋼管35の下端部には鋼製のコネクタ39が設けられる。コネクタ37は、堤体9の頂版に連結され固定され、コネクタ39は、鋼管矢板3内あるいは鋼管矢板5内に連結され固定される。
また、内挿柱7、内挿柱7aの中央部分は、海水等に直接接するので、鋼製、プレキャストRC/PC製等として構造耐力を確保し、防食被覆等を施すことにより防食性を確保して海水等に対する耐久性を向上させることが望ましい。
また、鋼管矢板の水中切断以外に水中作業がないので、消波構造物の品質を向上させることができる。
また、鋼管矢板を井筒状に打設して、頂部を頂版コンクリートで剛結することにより剛性の大きな消波構造、護岸構造を構築でき、鋼管矢板井筒自体のせん断抵抗力で外力に抵抗できるために中詰土を必要としない。従って、鋼管矢板井筒の幅を小さくして費用的負担を軽減することができる。
3………鋼管矢板前面
4………鋼管
5………鋼管矢板後面
6………継手部
7、7a、7−1、7−2………内挿柱
9………堤体
11………前方壁
12………スリット
13、13a、13b、13c………後方壁
27………モルタル
29………切断部分
31………アバットメント
33………付加消波材
35………鋼管
37、39………コネクタ
41………柱部材
Claims (7)
- 鋼管矢板を基礎とし前方壁、後方壁、堤体を有する消波構造物であって、
前記前方壁、前記後方壁、前記堤体により形成される遊水室を具備し、
前記前方壁は、複数の内挿柱と前記内挿柱間に形成される水が透過可能なスリットとにより構成され、
前記内挿柱は、下端が前記鋼管矢板を構成する鋼管の上部内側に挿入接合され、上端が前記堤体に連結されており、前記スリットは、側方を前記内挿柱に、上方を前記堤体に、下方を前記鋼管矢板に囲まれてなることを特徴とする消波構造物。 - 前記後方壁は、水底から突出する前記鋼管矢板と一体化されて形成されることを特徴とする請求項1に記載の消波構造物。
- 前記内挿柱は、鋼管あるいは鋼管と鉄筋コンクリート柱との複合管を有することを特徴とする請求項1に記載の消波構造物。
- 前記堤体を支持する追加部材を具備することを特徴とする請求項1に記載の消波構造物。
- 前記後方壁は、複数の内挿柱と前記内挿柱間に形成される水が透過可能なスリットとにより構成され、
前記内挿柱は、下端が前記鋼管矢板を構成する鋼管の上部内側に挿入接合され、上端が前記堤体に連結されており、前記スリットは、側方を前記内挿柱に、上方を前記堤体に、下方を前記鋼管矢板に囲まれてなることを特徴とする請求項1に記載の消波構造物。 - 鋼管矢板を基礎とし壁を有する消波構造物の構築方法であって、
前記鋼管矢板を構成する複数の鋼管内上部を掘削する工程(a)と、
内挿柱を前記掘削した部分に内挿する工程(b)と、
前記内挿柱の下端を前記鋼管に接合する工程(c)と、
堤体を構築し、前記内挿柱の上端を前記堤体に連結する工程(d)と、
前記内挿して接合した位置から上部の前記鋼管矢板を水中切断して撤去することにより、側方を前記内挿柱に、上方を前記堤体に、下方を前記鋼管矢板に囲まれてなる水が透過可能なスリットを形成させる工程(e)と、
を具備することを特徴とする消波構造物の構築方法。 - 前記工程(c)は、前記鋼管内において前記内挿柱の下端部分に経時硬化性材料を充填することにより、前記内挿柱を接合することを特徴とする請求項6に記載の消波構造物の構築方法。
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