JP5689673B2 - 被覆ブロック、及び、マウンドの構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、港湾等に構築される構造物のマウンドの表層を被覆するためのコンクリートブロックであって、波力に対し優れた安定性を有する被覆ブロック、及び、被覆ブロックを用いてマウンドを構築する方法に関する。

従来より、港湾に防波堤等の構造物を構築する場合、構造物の荷重を均等に分散して地盤に伝える等の理由から、その構造物の基礎としてマウンドが形成されている。図７に示すように、一般的なマウンド９は、海底１３に捨石を積み上げ（捨石層１２）、その表層を多数のコンクリート製被覆ブロック１１によって被覆する、という構造になっている。水面下に設置される被覆ブロック１１には、様々な外力が作用することになるため、各被覆ブロック１１は、それらの外力に対し十分な安定性を有していることが必要となる。

特開２００７−１００４７７号公報

特開２００７−１００４７７号公報の被覆ブロックは、天端面から底面にかけて貫通した開口部（縦孔部）を複数有しており、従来の被覆ブロックと比較して、軽量であるにも拘わらず波力に対する安定性が非常に優れているため、防波堤等の基礎マウンドの表層を被覆するためのブロックとして好適に用いることができる。しかしながら、堤頭部の岸側の限定的な領域においては、波力に対し十分な安定性が得られない可能性がある。

より具体的に説明すると、図７（１）に示す防波堤１０の堤頭部１０ａの岸側の領域のうち、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂから、防波堤１０の中央側へ６ｍ以内、及び、防波堤１０の延長側（中央側とは反対の外側）へ１２ｍ以内の範囲、かつ、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂから岸側へ１２ｍ以内の範囲（図７（１）において斜線で示す範囲）においては、沖側から到来する波が渦を伴って流れ込むため、この範囲に配置されている被覆ブロック１１に、複雑な外力が作用し、被覆ブロック１１が浮き上がり、当初の配設位置からずれてしまったり、或いは、傾いてしまう、といった問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決すべくなされたものであって、防波堤の堤頭部の岸側に配置した場合であっても、十分な安定性を期待することができる被覆ブロック、及び、当該被覆ブロックを用いたマウンドの構築方法を提供することを目的とする。

本発明に係るマウンドの構築方法は、捨石層の表層を多数の被覆ブロックによって被覆することにより、防波堤の基礎となるマウンドを海底に構築する方法であって、天端面から底面まで貫通する複数の縦孔部と、側方へ突出し、下向き係合面を有する複数の突出部と、上向き係合面を有する複数の係合段部と、が形成され、突出部と係合段部は、下向き係合面と上向き係合面とが、同じ高さ位置になるように構成され、係合段部が、複数の同形の被覆ブロックを向きを揃えて格子状に規則正しく配列した場合に、隣り合う被覆ブロックの突出部と対向する位置に形成されている被覆ブロックを、防波堤の堤頭部の岸側の領域のうち、堤頭部の岸側の角部から、防波堤の中央側へ６ｍ以内、及び、防波堤の延長側へ１２ｍ以内の範囲、かつ、堤頭部の岸側の角部から岸側へ１２ｍ以内の範囲（或いは、防波堤の堤頭部の岸側の領域のうち、堤頭部の岸側の角部から、防波堤の中央側へ６ｍ以内、かつ、堤頭部の岸側の角部から岸側へ１２ｍ以内の範囲と、防波堤の延長側の領域のうち、堤頭部の岸側の角部及び沖側の角部から防波堤の延長側へ１２ｍ以内、かつ、堤頭部の岸側の角部及び沖側の角部から岸側及び沖側へそれぞれ１２ｍの範囲）に、突出部及び係合段部を介して、隣り合う被覆ブロック同士が上下方向に係合した状態となるように配置することを特徴としている。

また、本発明に係る被覆ブロックは、天端面から底面まで貫通する複数の縦孔部と、側方へ突出し、下向き係合面を有する複数の突出部と、上向き係合面を有する複数の係合段部と、が形成され、突出部と係合段部は、下向き係合面と上向き係合面とが、同じ高さ位置になるように構成され、係合段部が、複数の同形の被覆ブロックを向きを揃えて格子状に規則正しく配列した場合に、隣り合う被覆ブロックの突出部と対向する位置に形成されていることを特徴としている。

尚、この被覆ブロックは、中央部から四つの胴部が水平方向へ放射状に突出し、各胴部の中央に、縦孔部が一つずつ形成され、更に、ブロックの中央にも縦孔部が形成されていることが好ましく、更に、四つの胴部のうち、一つの胴部の上半部に突出部が二つ形成され、他の一の胴部の上半部に係合段部が二つ形成され、残りの二つの胴部の上半部には、突出部、及び、係合段部が一つずつ形成されていることが好ましい。

本発明に係る被覆ブロックは、向きを揃えて、格子状に規則正しく密に配列した場合に、突出部を、隣り合う他の被覆ブロックの係合段部の上に重ねることができ、その結果、隣り合う被覆ブロック同士を、上下方向に係合させることができる。従って、防波堤の堤頭部の岸側及び延長側の領域のように、複雑な外力が作用するような場所に配置した場合であっても、高い安定性を期待することができる。

また、この被覆ブロックを、中央部から四つの胴部が水平方向へ放射状に突出し、各胴部の中央に縦孔部を一つずつ形成し、ブロックの中央にも縦孔部を形成した場合、作用する外力のうち、揚圧力に対する安定性が向上するため、縦孔部が形成されていない従来の被覆ブロックと比較して、軽量であるにも拘わらず、同等或いはそれ以上の安定性を期待できる。このため、縦孔部の容積に相当する分の原料（コンクリート）を節約することができ、製造コストを縮減できるという効果を期待することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態「被覆ブロック」の斜視図である。 図２（１）は、図１の被覆ブロック１の平面図、図２（２）は、底面図である。 図３（１）は、図１の被覆ブロック１の正面図、図３（２）は、背面図、図３（３）は、右側面図、図３（４）は、左側面図である。 図４（１）は、図２（１）に示すＡ−Ａ線による被覆ブロック１の断面図、図４（２）は、Ｂ−Ｂ線による断面図、図４（３）は、Ｃ−Ｃ線による断面図である。 図５は、複数の被覆ブロック１を、向きを揃えて格子状に規則正しく配列した状態を示す図。 図６は、図５に示すＤ−Ｄ線による被覆ブロック１の断面図である。 図７（１）は、港湾内に構築したマウンド９及び防波堤１０の一例を示す平面図、図７（２）は、図７（１）に示すＥ−Ｅ線による防波堤１０等の断面図である。 図８は、港湾内に構築したマウンド９及び防波堤１０の他の一例を示す平面図である。

本発明は、「被覆ブロック」として実施することができるほか（第１実施形態）、「マウンドの構築方法」として実施することもできる（第２実施形態）。以下、第１実施形態及び第２実施形態について、それぞれ説明する。

まず、本発明の第１実施形態について説明すると、本実施形態に係る被覆ブロック１は、コンクリート製で、図１及び図２に示すように、中央部から四つの胴部２ａ〜２ｄが水平方向へ放射状に突出しており、基本形状は十字形（Ｘ字形）となっている。尚、胴部２ｂは、胴部２ａに隣接し、胴部２ａと９０°異なる方向へ突出し、胴部２ｃは、胴部２ｂに隣接し、胴部２ｂと９０°異なる方向（胴部２ａと１８０°異なる方向）へ突出し、胴部２ｄは、胴部２ｃ及び胴部２ａに隣接し、胴部２ｃ及び胴部２ａと９０°異なる方向（胴部２ｂと１８０°異なる方向）へ突出している。

各胴部２ａ〜２ｄの中央には、図１〜図４に示すように、天端面１ａから底面１ｂまで貫通する長円形の縦孔部３ａ〜３ｄが形成されている。また、被覆ブロック１の中央にも、天端面１ａから底面１ｂまで貫通する円形の縦孔部３ｅが形成されている。

被覆ブロック１の底面１ｂ側には、各胴部２ａ〜２ｄの先端部分において、底面１ｂから下方へ向かって突出する脚部４ａ〜４ｄがそれぞれ形成されている。また、底面１ｂの中央部付近には、脚部４ａ〜４ｄよりも突出量が小さい二つの補助脚部５ａ，５ｂが、縦孔部３ｅを挟んで対向するする位置に形成されている。

図示されているように、各胴部２ａ〜２ｄの下半部の形状はいずれも同一であるが、上半部の形状は、いずれも異なる形状となっている。具体的には、胴部２ａの上半部には、突出部６ａ、及び、係合段部７ａが一つずつ形成され、胴部２ｂの上半部には、二つの突出部６ｂ，６ｂ’が形成され、胴部２ｃの上半部には、突出部６ｃ、及び、係合段部７ｃが一つずつ形成され、胴部２ｄの上半部には、二つの係合段部７ｄ，７ｄ’が形成されている。

突出部６（６ａ，６ｂ，６ｂ’，６ｃ）はそれぞれ、胴部２ａ〜２ｃの先端部付近から側方へ突出している。そして、係合段部７（７ａ，７ｃ，７ｄ，７ｄ’）は、複数の同形の被覆ブロック１を、向きを揃えて格子状に規則正しく配列した場合に、隣り合う被覆ブロック１の突出部６と対向する位置に形成されている。

突出部６は、下側に水平な下向き係合面８（８ａ，８ｂ，８ｂ’，８ｃ）を有している（図２（２）参照）。一方、係合段部７（７ａ，７ｃ，７ｄ，７ｄ’）は、それぞれ水平な上向き係合面を有しており、突出部６の下向き係合面８と、係合段部７の上向き係合面とは、ほぼ同じ高さ位置に形成されている。

従って、この被覆ブロック１を複数個用意し、向きを揃えて、格子状に規則正しく密に配列すると、図５及び図６に示すように、突出部６を、隣り合う他の被覆ブロック１の係合段部７の上に重ねることができ（突出部６の下向き係合面８と、隣り合う他の被覆ブロック１の係合段部７の上向き係合面とを接合させることができ）、その結果、隣り合う被覆ブロック１同士を、上下方向に係合させる（噛み合わせる）ことができる。

尚、本実施形態においては、突出部６の下向き係合面８、及び、係合段部７の上向き係合面はいずれも水平面となっているが、隣り合う被覆ブロック１同士の上下方向への係合状態を実現させることができるものであれば、傾斜面となっていても、或いは、湾曲面となっていてもよい。また、本実施形態においては、係合段部７の上向き係合面は、被覆ブロック１の天端面１ａよりも低い位置に形成されているが、天端面１ａと同一の高さ位置に設定してもよい。

次に、本発明の第２実施形態「マウンドの構築方法（被覆ブロック１の使用方法）」について説明する。従来、港湾等において、防波堤等の基礎としてマウンドを構築する場合、図７に示すように、海底１３に捨石を積み上げて捨石層１２を形成し、その表層を多数の被覆ブロック１１によって被覆するという方法が実施されている。

そして、捨石層１２の表層に配設される被覆ブロック１１として、特開２００７−１００４７７号公報に記載されているような被覆ブロックを用いた場合、上述の通り、堤頭部１０ａの岸側の限定的な領域（防波堤１０の堤頭部１０ａの岸側の領域のうち、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂから、防波堤１０の中央側へ６ｍ以内、及び、防波堤１０の延長側（中央側とは反対の外側）へ１２ｍ以内の範囲、かつ、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂから岸側へ１２ｍ以内の範囲、図７（１）において斜線で示す範囲の領域）においては、波力に対し十分な安定性が得られない可能性がある。

そこで本実施形態においては、そのような領域に、図１に示したような被覆ブロック１（本発明の第１実施形態に係る被覆ブロック）を、向きを揃えて、格子状に規則正しく密に配列して配置する。より詳細には、図５及び図６に示すように、突出部６を、隣り合う他の被覆ブロック１の係合段部７の上に重ねるようにして、隣り合う被覆ブロック１同士を、上下方向に係合した状態となるように配置する。

尚、本発明において、特定の領域（或いは特定の範囲）に、図１の被覆ブロック１を配置する、とは、当該領域（或いは当該範囲）のいずれかにおいて、少なくとも二つ以上の被覆ブロック１を配置することを意味し、図１の被覆ブロック１によってカバーされる範囲の外縁と、当該領域の外縁とが一致している状態のみに限定されるものではない。従って、図１の被覆ブロック１によってカバーされる範囲の外縁が、当該領域の内側に位置している場合でも、また、当該領域の外縁が、図１の被覆ブロック１によってカバーされる範囲の内側に位置している場合でも、更にまた、図１の被覆ブロック１によってカバーされる範囲と当該領域とが部分的に重なっている場合でも、当該領域に図１の被覆ブロック１を配置する、という要件を満たすことになる。

このようにすると、堤頭部１０ａの岸側の領域において、被覆ブロック１に複雑な外力が作用した場合であっても、その周囲に隣接する他の被覆ブロック１の重量が作用することにより、高い安定性を得ることができる。

図１に示した被覆ブロック１は、図７（１）において斜線で示す範囲のみならず、それ以外の領域に配置することもできる。例えば、図８において斜線で示す範囲（防波堤１０の堤頭部１０ａの岸側の領域のうち、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂから、防波堤１０の中央側へ６ｍ以内、かつ、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂから岸側へ１２ｍ以内の範囲と、防波堤１０の延長側の領域のうち、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂ及び沖側の角部１０ｃから防波堤の延長側へ１２ｍ以内、かつ、堤頭部１０ａの岸側の角部１０ｂ及び沖側の角部１０ｃから岸側及び沖側へそれぞれ１２ｍの範囲）或いは、マウンド９の表層の全領域に、図１の被覆ブロック１を配置してもよい。

但し、隣り合う被覆ブロック１同士を、上下方向に係合した状態となるように配置する場合、単純に列べて配置する場合と比べ、設置作業に時間がかかり、その分だけ施工コストも増大することになる。従って、設置作業を短い期間で完了させる必要がある場合や、施工コストを低く抑える必要がある場合には、図７（１）或いは図８において斜線で示すような限定的な領域のみに図１の被覆ブロック１を配置し、その他の領域については、一般的な被覆ブロック（例えば、特開２００７−１００４７７号公報に記載されているような被覆ブロック）を配置することが好ましい。

尚、本発明の発明者らが、１／５０スケールの模型を用いて水理実験を行ったところ、図１の被覆ブロック１の模型を、堤頭部１０ａの模型の岸側の領域に、図５及び図６に示すように、突出部６を、隣り合う他の被覆ブロック１の係合段部７の上に重ねるようにして、隣り合う被覆ブロック１同士を、上下方向に係合した状態となるように配置した場合、浮き上がったり、当初の配設位置からずれてしまったり、或いは、傾いてしまうといった問題は生じなかった。その結果、本発明に係る被覆ブロック１は、堤頭部の岸側の領域に配置した場合でも、十分な安定性を期待できることが確認された。

１：被覆ブロック、
１ａ：天端面、
１ｂ：底面、
２ａ〜２ｄ：胴部、
３ａ〜３ｅ：縦孔部、
４ａ〜４ｄ：脚部、
５ａ，５ｂ：補助脚部、
６，６ａ，６ｂ，６ｂ’，６ｃ：突出部、
７，７ａ，７ｃ，７ｄ，７ｄ’：係合段部、
８，８ａ，８ｂ，８ｂ’，８ｃ：下向き係合面、
９：マウンド、
１０：防波堤、
１０ａ：堤頭部、
１０ｂ：岸側の角部、
１０ｃ：沖側の角部、
１１：被覆ブロック、
１２：捨石層、
１３：海底

Claims (3)

1. 天端面から底面まで貫通する複数の縦孔部と、側方へ突出し、下向き係合面を有する複数の突出部と、上向き係合面を有する複数の係合段部と、が形成され、前記突出部と前記係合段部は、前記下向き係合面と前記上向き係合面とが、同じ高さ位置になるように構成され、前記係合段部が、複数の同形の被覆ブロックを向きを揃えて格子状に規則正しく配列した場合に、隣り合う被覆ブロックの前記突出部と対向する位置に形成されている、上下方向に係合可能な被覆ブロックと、
   天端面から底面まで貫通する複数の縦孔部が形成され、前記突出部及び前記係合段部を有しない被覆ブロックと、
   によって捨石層の表層を被覆することにより、防波堤の基礎となるマウンドを海底に構築する方法であって、
   前記防波堤の堤頭部の岸側の領域のうち、前記堤頭部の岸側の角部から、前記防波堤の中央側へ６ｍ以内、及び、前記防波堤の延長側へ１２ｍ以内の範囲、かつ、前記堤頭部の岸側の角部から岸側へ１２ｍ以内の範囲においては、前記上下方向に係合可能な被覆ブロックを二つ以上、前記突出部及び前記係合段部を介して、隣り合う被覆ブロック同士が上下方向に係合した状態となるように配置することを特徴とするマウンドの構築方法。
2. 天端面から底面まで貫通する複数の縦孔部と、側方へ突出し、下向き係合面を有する複数の突出部と、上向き係合面を有する複数の係合段部と、が形成され、前記突出部と前記係合段部は、前記下向き係合面と前記上向き係合面とが、同じ高さ位置になるように構成され、前記係合段部が、複数の同形の被覆ブロックを向きを揃えて格子状に規則正しく配列した場合に、隣り合う被覆ブロックの前記突出部と対向する位置に形成されている、上下方向に係合可能な被覆ブロックと、
   天端面から底面まで貫通する複数の縦孔部が形成され、前記突出部及び前記係合段部を有しない被覆ブロックと、
   によって捨石層の表層を被覆することにより、防波堤の基礎となるマウンドを海底に構築する方法であって、
   前記防波堤の堤頭部の岸側の領域のうち、前記堤頭部の岸側の角部から、前記防波堤の中央側へ６ｍ以内、かつ、前記堤頭部の岸側の角部から岸側へ１２ｍ以内、及び、前記防波堤の延長側の領域のうち、前記堤頭部の岸側の角部及び沖側の角部から前記防波堤の延長側へ１２ｍ以内、かつ、前記堤頭部の岸側の角部及び沖側の角部から岸側及び沖側へそれぞれ１２ｍの範囲においては、前記上下方向に係合可能な被覆ブロックを二つ以上、前記突出部及び前記係合段部を介して、隣り合う被覆ブロック同士が上下方向に係合した状態となるように配置することを特徴とするマウンドの構築方法。
3. 中央部から四つの胴部が水平方向へ放射状に突出し、
   各胴部の中央に、天端面から底面まで貫通する縦孔部が一つずつ形成され、
   ブロックの中央にも、天端面から底面まで貫通する縦孔部が形成され、
   側方へ突出し、下向き係合面を有する複数の突出部と、上向き係合面を有する複数の係合段部とが、前記胴部に形成され、
   前記突出部と前記係合段部は、前記下向き係合面と前記上向き係合面とが、同じ高さ位置になるように構成され、
   前記四つの胴部のうち、一つの胴部の上半部に前記突出部が二つ形成され、他の一の胴部の上半部に前記係合段部が二つ形成され、残りの二つの胴部の上半部には、前記突出部、及び、前記係合段部が一つずつ形成され、
   前記係合段部が、複数の同形の被覆ブロックを向きを揃えて格子状に規則正しく配列した場合に、隣り合う被覆ブロックの前記突出部と対向する位置に形成されていることを特徴とする被覆ブロック。

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