JP4958064B2

JP4958064B2 - 岸壁の耐震補強構造

Info

Publication number: JP4958064B2
Application number: JP2006216492A
Authority: JP
Inventors: 維要佐村; 真小林; 紘史稲垣
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: JP2008038524A

Description

本発明は、老朽化した岸壁や古い設計基準で構築された岸壁を耐震補強する場合に適用される岸壁の耐震補強構造に関する。

河川の増水による堤防決壊や波浪による岸壁崩壊を未然に防止すべく、従来から堤防や岸壁に護岸が施されてきたが、かかる護岸は、老朽化が一つの原因となって地震や集中豪雨で崩壊し、大きな被害が生じることが少なくない。また、老朽化が進んでいない護岸であっても、古い設計基準で構築されている場合には、再構築の必要が生じる。特に、現行の耐震基準を満たさない護岸については、地震による崩壊を未然に防止すべく、耐震補強工事が急務となる。

ここで、護岸を耐震補強するにあたっては、従来、既存岸壁の前面を被覆して傾斜護岸としたり、既存岸壁の法線を前出ししてあらたに構造物を構築したりする方法が採用されてきた。

特開平９−２７９５４０

しかしながら、傾斜護岸の場合には、岸壁に近いほど浅くなるため、喫水の関係で岸壁に停泊できる船舶が制約されるという問題を生じていた。

また、既存岸壁の前面に構造物を構築する場合には、受働抵抗確保のために構造物の規模を大きくしたり岸壁付近の海底を地盤改良したりする必要が生じ、岸壁の耐震補強工事に多大な費用がかかるという問題が生じていた。

一方、法線を変更することなく、既存岸壁の耐震補強を行う工法も提案されているが、岸壁背面側の地盤を改良したり岸壁を構成する既存ケーソンを補強したりする必要があるため、やはり岸壁の耐震補強工事に多大な費用がかかるという問題を生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、法線を変更することなくかつ経済性に優れた岸壁の耐震補強構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る岸壁の耐震補強構造は請求項１に記載したように、既存の岸壁から所定距離だけ離間した位置であって該岸壁と対向するように列状に打ち込まれた複数の杭と、前記岸壁と前記杭に挟まれた水底領域に水中コンクリートを打設して形成した荷重伝達版とからなる耐震補強構造であって、前記複数の杭を、それらの強軸が前記岸壁と平行になるようにかつそれらの頭部位置が水面以下であって前記荷重伝達版の天端以上となるように設定するとともに前記杭の断面形状をＩ形又はＨ形とし、該杭を、Ｔ形断面を有する２つの杭部材のウェブ同士を連結して構成したものである。

また、本発明に係る岸壁の耐震補強構造は請求項２に記載したように、既存の岸壁から所定距離だけ離間した位置であって該岸壁と対向するように列状に打ち込まれた複数の杭と、前記岸壁と前記杭に挟まれた水底領域に水中コンクリートを打設して形成した荷重伝達版とからなる耐震補強構造であって、前記複数の杭を、それらの強軸が前記岸壁と平行になるようにかつそれらの頭部位置が水面以下であって前記荷重伝達版の天端以上となるように設定するとともに前記杭の断面形状をＩ形又はＨ形とし、前記杭の頭部近傍に位置するウェブに透水孔を設けるとともに該杭の頭部近傍におけるウェブ及びフランジで囲まれた空間に礫、砕石等からなる植生基盤を敷設したものである。

また、本発明に係る岸壁の耐震補強構造は、前記杭の頭部位置を水底地盤から所定高さだけ高い位置に設定するとともに、該高さ関係において前記杭の頭部位置を前記荷重伝達版の天端に一致させたものである。

本発明に係る岸壁の耐震補強構造においては、まず、複数の杭を既存の岸壁から所定距離だけ離間した位置であって該岸壁と対向するように列状に打ち込む。

次に、岸壁と杭に挟まれた水底領域に水中コンクリートを打設して荷重伝達版とする。

ここで、杭を打ち込むにあたっては、杭の強軸が岸壁と平行になるようにかつその頭部位置が水面以下であってかつ荷重伝達版の天端以上となるようにする。

このようにすると、岸壁あるいはその背面に拡がる地盤に作用する地震時水平力は、荷重伝達版を介して杭に伝達されるとともに、杭に伝達された地震時水平力は、杭の曲げ剛性によって支持されることとなり、かくして既存の岸壁を杭及び荷重伝達版によって耐震補強することが可能となる。

また、かかる耐震補強においては、地盤改良工事や重量構造物の構築などを省略することができるため、工事コストを抑えることができるとともに、岸壁そのものを改変する必要がないため、岸壁を継続して供用することが可能となる。

また、杭の頭部位置が水面以下であってかつ荷重伝達版の天端以上となるように杭を打ち込むため、船舶の喫水に応じた杭の打込みが可能となり、船舶の進入を妨げることもない。

杭は、その断面形状をＩ形又はＨ形とする。かかる構成によれば、重心がウェブに位置するため、該ウェブを吊持点とする一点吊りが可能になり、バイブロハンマー等を利用した圧入が容易になる。

ここで、第１の発明においては、上述したＩ形又はＨ形の断面形状を有する杭を、Ｔ形断面を有する２つの杭部材のウェブ同士を連結して構成する。このように構成すれば、大型杭であっても、取り扱いが容易になる。なお、かかる構成においては、Ｔ形断面をなす２つの杭部材のうち、一方を先行して水底地盤に打ち込み、次いで、先行打ち込みされた杭部材の連結部に他方の杭部材の連結部を係合させながら、該他方の杭部材を打ち込むようにすればよい。

かかる連結部は、鉛直方向に係止させる必要はなく、杭頭に水平力が作用したときに杭が全体として曲げ剛性が発揮されるよう、水平方向に係止されれば足りる。

また、第２の発明においては、杭の頭部近傍に位置するウェブに透水孔を設け、該杭の打込み後、杭の頭部近傍におけるウェブ及びフランジで囲まれた空間に礫、砕石等からなる植生基盤を敷設する。このように構成すれば、該植生基盤に水生植物が生育するとともにそれに伴って水生動物も繁殖するようになり、かくして環境に配慮した耐震補強構造となる。

ここで、前記杭の頭部位置を水底地盤から所定高さだけ高い位置に設定するとともに、該高さ関係において前記杭の頭部位置を前記荷重伝達版の天端に一致させたならば、岸壁あるいはその背後に拡がる地盤に作用する地震時水平力を、より高い位置で支持することができるため、従前の岸壁の護岸構造をより強固に耐震補強することが可能となる。

以下、本発明に係る岸壁の耐震補強構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造を示した図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造１は、既存の岸壁２と対向するように複数の杭３を列状に打ち込むとともに、岸壁２と杭３に挟まれた水底領域に水中コンクリートからなる荷重伝達版４を形成してなり、岸壁２及びその背後に拡がる地盤に作用する地震時水平力を荷重伝達版４を介して杭３の頂部近傍に伝達するとともに、かかる地震時水平力を杭３の曲げ剛性で支持するように構成してある。

岸壁２は、鋼管矢板５を柱列状に打ち込んで背面土圧を支持するとともに該鋼管矢板の頂部が縁端となるようにエプロン６を形成して構成してある。

杭３は、Ｉ形の断面形状を有するＲＣプレキャスト杭として工場製作してあり、既存の岸壁２から水平距離Ｗだけ離間した位置にて水底地盤に打ち込んである。水平距離Ｗは、杭３を打ち込む際の作業性が低下したり既存の岸壁２に悪影響を及ぼしたりすることがない距離を下限値、荷重伝達版４の面外変形等に起因して上述した地震時水平力が杭３に伝達されなくなることがない距離を上限値として、適宜定めればよい。

ここで、複数の杭３は、それらの強軸（図１(b)に示したｙ軸）が岸壁２の縁部、換言すればエプロン６の縁端と平行になるように列状に打ち込んである。杭３の断面の大きさや打込み深さあるいは打込みピッチについては、上述した地震時水平力の性状に応じて適宜決定すればよい。

また、杭３は、岸壁２を利用する船舶が喫水によって制限されることができるだけなきよう、それらの頭部位置を荷重伝達版４の天端に一致させておくのが望ましい。

一方、荷重伝達版４は、岸壁２及びその背後に拡がる地盤に作用する地震時水平力を杭３の頭部に伝達できるよう、幅、すなわち岸壁２と杭３との水平距離Ｗや厚みＴあるいはコンクリート強度等を適宜設定してある。

本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造１を構築するには図２に示すように、まず、複数の杭３を既存の岸壁２から所定距離Ｗだけ離間した位置であって該岸壁と対向するように列状に打ち込む。

杭３を上述した位置の水底地盤に打ち込むには、作業台船１１に据え付けたクレーン１２からバイブロハンマー１３を吊持し、該バイブロハンマーで杭３のウェブ中央を把持しつつ、杭３を水底地盤に振動圧入する。

ここで、杭３を打ち込むにあたっては、上述したようにそれらの強軸が岸壁２と平行になるように、かつその頭部位置が、後工程で施工される荷重伝達版４の天端と一致するようにする。

次に、岸壁２と杭３に挟まれた水底領域に水中コンクリートを打設して荷重伝達版４とする。

水中コンクリートは、杭３の打込み作業の進捗を見ながら、杭３の打込みが終了した箇所から順次打設していくのが効率がよい。なお、水中コンクリートを打設するにあたっては、杭３の岸壁側フランジ面に堰板２１をあてがうようにして海底地盤に埋設し、しかる後、該堰板を型枠として水中コンクリートを打設する。

以上説明したように、本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造１によれば、岸壁２あるいはその背面に拡がる地盤に作用する地震時水平力が荷重伝達版４を介して杭３に伝達されるとともに、杭３に伝達された地震時水平力は、該杭の曲げ剛性によって支持される。

したがって、既存の岸壁２を杭３及び荷重伝達版４によって耐震補強することが可能となる。加えて、かかる耐震補強においては、地盤改良工事や重量構造物の構築などを省略することができるため、工事コストを抑えることができるとともに、岸壁２そのものを改変する必要がないため、耐震補強工事中であっても、岸壁２を継続して供用することが可能となる。

また、本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造１によれば、杭３の頭部位置が荷重伝達版４の天端に一致するように杭３を打ち込むため、杭３の打込み深さは必要最低限となり、喫水によって船舶の進入が制限される懸念が少なくなる。

また、本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造１によれば、杭３の断面形状をＩ形としたので、ウェブを吊持点としたバイブロハンマーによる振動圧入が可能となり、杭３の打込み作業が容易になる。

本実施形態では、岸壁２を利用する船舶が喫水によって制限されることができるだけなきよう、杭３の頭部位置を荷重伝達版４の天端に一致させるようにしたが、岸壁２を利用する船舶の喫水が比較的小さい場合には、かかる深さまで杭３を打ち込む必要はなく、船舶の喫水に応じ、水面以下でかつ荷重伝達版４の天端以上の範囲内で適宜定めればよい。

かかる構成によれば、杭打ちの工期を合理的に短縮することが可能となる。

また、本実施形態では図１及び図２に示すように、杭３の頭部位置を海底地盤に一致させ、かかる構成により、喫水による船舶の利用制限を可能な限り排除するようにしたが、利用船舶の規模が小さい場合、図３に示すように、杭３の頭部位置を海底地盤から所定高さｈだけ高い位置に設定し、かかる高さ関係で杭３の頭部位置を荷重伝達版４の天端に一致させるようにしもよい。

かかる構成によれば、岸壁２あるいはその背後に拡がる地盤に作用する地震時水平力を、より高い位置で支持することができるため、従前の岸壁２の護岸構造、すなわち鋼管矢板５をより強固に耐震補強することが可能となる。

また、本実施形態では、杭３の打込みにバイブロハンマーを用いたが、これに代えて例えば油圧ハンマーを用いるようにしてもかまわない。

また、本実施形態では、杭３をＩ形断面を有するＲＣプレキャスト一体型の杭で構成したが、断面サイズが大きくて打込み効率が低下する場合には図４に示すように、Ｔ形断面を有する２つの杭部材４２ａ，４２ｂのウェブ同士を連結してなる杭４１を採用してもよい。

かかる変形例においては、Ｔ形断面をなす２つの杭部材４２ａ，４２ｂのうち、例えば杭部材４２ａを先行して海底地盤に打ち込み、次いで、先行打ち込みされた杭部材４２ａの連結部４３ａに他方の杭部材４２ｂの連結部４３ｂを係合させながら、該他方の杭部材４２ｂを打ち込むようにすればよい。

連結部４３ａ，４３ｂは、鉛直方向に係止させる必要はなく、杭頭に水平力が作用したときに杭４１が全体として曲げ剛性が発揮されるよう、水平方向に係止されれば足りる。

かかる変形例の構成によれば、大型杭であっても取り扱いが容易になる。なお、連結部４３ａ，４３ｂの係合空間に砂が入り込むことによって、杭の打込みが困難になる場合には、係合空間に水流を吹き付けることで砂を吹き飛ばすようにすればよい。

また、本実施形態では言及しなかったが図５に示すように、杭３に代えて、杭頭近傍のウェブに透水孔５２が穿設されてなる杭５１を採用するとともに、杭５１を打ち込んだ後、杭５１の頭部近傍におけるウェブ及びフランジで囲まれた空間に礫、砕石等からなる植生基盤５３を敷設してもよい。

かかる構成によれば、植生基盤５３に水生植物が生育するとともにそれに伴って水生動物も繁殖するようになり、かくして環境に配慮した耐震補強構造となる。

本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造１の図であり、(a)は鉛直断面図、(b)はＡ−Ａ線に沿う水平断面図。本実施形態に係る岸壁の耐震補強構造を構築している様子を示した図であり、(a)は鉛直断面図、(b)はＢ−Ｂ線に沿う水平断面図。変形例に係る岸壁の耐震補強構造を示した図。変形例に係る杭４１を示した図であり、(a)は水平断面図、(b)は連結箇所の詳細断面図。変形例に係る岸壁の耐震補強構造の図であり、(a)は鉛直断面図、(b)はＣ−Ｃ線に沿う水平断面図。

符号の説明

１岸壁の耐震補強構造
２岸壁
３，４１，５１杭
４荷重伝達版
５２透水孔
５３植生基盤

Claims

既存の岸壁から所定距離だけ離間した位置であって該岸壁と対向するように列状に打ち込まれた複数の杭と、前記岸壁と前記杭に挟まれた水底領域に水中コンクリートを打設して形成した荷重伝達版とからなる耐震補強構造であって、前記複数の杭を、それらの強軸が前記岸壁と平行になるようにかつそれらの頭部位置が水面以下であって前記荷重伝達版の天端以上となるように設定するとともに前記杭の断面形状をＩ形又はＨ形とし、該杭を、Ｔ形断面を有する２つの杭部材のウェブ同士を連結して構成したことを特徴とする岸壁の耐震補強構造。
既存の岸壁から所定距離だけ離間した位置であって該岸壁と対向するように列状に打ち込まれた複数の杭と、前記岸壁と前記杭に挟まれた水底領域に水中コンクリートを打設して形成した荷重伝達版とからなる耐震補強構造であって、前記複数の杭を、それらの強軸が前記岸壁と平行になるようにかつそれらの頭部位置が水面以下であって前記荷重伝達版の天端以上となるように設定するとともに前記杭の断面形状をＩ形又はＨ形とし、前記杭の頭部近傍に位置するウェブに透水孔を設けるとともに該杭の頭部近傍におけるウェブ及びフランジで囲まれた空間に礫、砕石等からなる植生基盤を敷設したことを特徴とする岸壁の耐震補強構造。
前記杭の頭部位置を水底地盤から所定高さだけ高い位置に設定するとともに、該高さ関係において前記杭の頭部位置を前記荷重伝達版の天端に一致させた請求項１又は請求項２記載の岸壁の耐震補強構造。