JP5882438B1 - 防潮堤 - Google Patents

Abstract

【課題】地震と地震後に襲来する津波に対して耐え得る防潮堤を実現する。【解決手段】基盤層Ｇ２に根入れされた複数の杭材２０によって強固に地盤と一体化された防潮堤１００は、巨大地震に耐え得る強度を有しており、地震後に襲来する津波によって杭材２０周辺が洗掘されることを防止する鋼矢板壁１０と、津波の波力を減衰させることができる複数の帯状体６からなる網状部材６０，６０ａを備えることで、巨大地震のような強大な破壊力が作用した後に襲来する津波に対しても堤体として機能する強度を有するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、防潮堤に関する。

一般に、堤防・防波堤・防潮堤などの既設の堤体は、海岸や河川の水際に在って盛土表面にコンクリート被覆した構造やコンクリート造で、外部からの圧力に対して自重で抵抗する構造であり、砂や粘土質の表層地盤上に単に置かれた状態となっている。
このような堤体は、地震時に表層地盤に生じる液状化に伴う不同沈下などで内部の土砂が流出したり、コンクリートにひび割れなどの損傷が生じたりと、せん断ひずみに対して十分な耐力を有しているとは言い難い。またその後に襲来する津波によって、コンクリートの損傷個所から侵入した波によって内部土砂が容易に押し流されてしまい、堤体として機能できない虞があった。

これに対して、ネット状の消波構造体を用いて波力を低減させることで、岸辺や護岸を保護する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特開２００７−２１７９５９号公報 実開昭５６−８７５１７号公報

上記特許文献１，２の消波構造体は軽量であって構造も簡便であるので、消波堤の造成に適用した場合、従来に比べて工期や工費の削減に寄与するものと考えられる。
しかしながら、特許文献１にあっては洗掘防止に地表面に敷設した透水性シート上に、消波構造体を並べるだけなので、地震による不等沈下などで並べた消波構造体が不揃いとなりその機能を発揮できなることが懸念される。また、敷設した透水性シートは、襲来する津波によって容易に流出する虞がある。また、特許文献２にあっては、たとえ支柱が支持地盤まで根入れされていても、襲来する津波によって網状フェンスの下部が洗掘され、支柱の変位が大きくなってやはり消波構造体としての機能が維持できなくなる虞があり、これらの消波構造体では津波の強大な波力に太刀打ちできないことが予想される。

本発明の目的は、地震と地震後に襲来する津波に対して耐え得る防潮堤を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、防潮堤であって、
地中に構築された鋼矢板壁と、
前記鋼矢板壁に沿って所定間隔を空けて連設され、前記鋼矢板壁の上端部よりも高い位置に杭頭部が位置するように埋設された複数の杭材と、
前記杭材の一部を含むように前記鋼矢板壁の上端部を被覆した下部連結体と、
前記下部連結体と略平行な配置となるように前記杭材の杭頭部を連結した上部連結体と、
前記杭材を被覆して、前記下部連結体と前記上部連結体とを繋いでなる複数の支柱と、
前記下部連結体と前記上部連結体と前記支柱との間を覆う複数の帯状体と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の防潮堤において、
前記鋼矢板壁は、基盤層に根入れしないことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の防潮堤において、
前記上部連結体の少なくとも一つには、前記帯状体を収納する収納部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、地震と地震後に襲来する津波に対して耐えうる防潮堤を得ることができる。

本実施形態の防潮堤を一部断面視して示す上面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 柱間の一部を示す断面図（ａ）と、開口部を示す正面図（ｂ）である。 本実施形態の防潮堤の変形例を一部断面視して示す上面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 防潮堤の網状部材を構成する帯状体の端部に形成されたループに挿通される鋼管に関する説明図であり、ループ部分を拡大して示す断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 防潮堤の網状部材を構成する帯状体の端部に形成されたループが移動自在に挿通されるガイド部に関する説明図であり、ループ部分を拡大して示す断面図（ａ）と一部破断視して示す正面図（ｂ）である。

以下、図面を参照して、本発明に係る防潮堤の実施形態について詳細に説明する。
防潮堤１００は、台風などによる大波や高潮、特に津波の被害を防ぐために、海岸線に沿って建造されている。

本実施形態の防潮堤１００は、図１（ａ）（ｂ）、図２（ａ）（ｂ）に示すように、地中に構築された鋼矢板壁１０と、鋼矢板壁１０に沿って所定間隔を空けて連設された複数の杭材２０と、杭材２０の一部を含むように鋼矢板壁１０の上端部１０ａを被覆した下部連結体３０と、下部連結体３０の上方に配置されるように杭材２０の杭頭部２０ａを連結した上部連結体４０と、杭材２０を被覆して下部連結体３０と上部連結体４０とを繋いでなる複数の支柱５０と、下部連結体３０と上部連結体４０と支柱５０との間を覆う複数の帯状体としての固定式の網状部材６０と可動式の網状部材６０ａと、を備えている。

鋼矢板壁１０は、一対の継手を有する鋼矢板１からなり、鋼矢板の継手を連結して複数の鋼矢板１を繋げてなる構造体である。
鋼矢板壁１０を構成する鋼矢板１は、その上端が地表面に露出した状態で表層地盤Ｇ１に埋設されており、鋼矢板１の上端が連なって鋼矢板壁１０の上端部１０ａとなっている。
この鋼矢板壁１０は、波力によって防潮堤１００周囲が洗掘されることを防止する機能を発揮できればよいので、基盤層Ｇ２にまで根入れしなくてもよい。そのため、護岸堤防に適用した場合では、鋼矢板壁を深く根入れする通常の造成に比べて鋼材重量を節減でき、コスト削減を図ることができる。また、地震に伴って表層部に生じる側方流動に対しても、鋼矢板下部は表層が連通しているので流動圧を解放できる。よって防潮堤に作用する影響を軽減でき、杭材２０の損傷や変位を最小にできるので、地震後に襲来する津波の波力を網状部材６０が受けても、防潮堤としての機能を維持できる。したがって、鋼矢板頭部は表層部の沈下に備えて形鋼などで連結し、杭材２０に連結しておく。また、杭材２０の間に、杭材２０とで鋼矢板壁１０を挟むように別途杭材を埋設し、その頭部を鋼矢板壁頭部連結した形鋼等と連結しておくことが好ましい。
なお、基盤層Ｇ２とは、構造物などを支持できる堅牢な地盤（例えば洪積粘土や砂礫など）のことを指す。

鋼矢板壁１０を構築するには、周知である静荷重型の杭圧入機を用いる。
杭圧入機は、機械本体の下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ装置と、機械本体の前端部に設けられ、既設の杭に隣接した位置に圧入する杭を挟んで保持するチャック装置とを備えている。この杭圧入機は、クランプ装置で既設杭の上端側を掴み、その既設杭から反力を取った状態で、杭を把持するチャック装置を降下させるようにして、杭を地中に圧入するようになっている。また、この杭圧入機は、クランプ装置やチャック装置を協働させることで既設の杭列上を自走することができる。
なお、杭圧入機の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

杭材２０は、鋼矢板１よりも長尺な例えば鋼管杭であり、鋼矢板壁１０の上端部１０ａよりも高い位置に杭材２０の杭頭部２０ａが位置するように、鋼矢板壁１０よりも深く埋設されている。杭材２０の下部が表層地盤Ｇ１よりも下層側にある基盤層Ｇ２に達する深度に埋設しておくとよい。
なお、杭材２０は、鋼矢板壁１０の前面側と後面側の何れに配置してもよい。ここでいう前面側・後面側とは、防潮堤１００の前面側と後面側に対応しており、例えば前面側が海側であり、後面側が陸側である。

この杭材２０を地盤に圧入するには、鋼矢板壁１０の構築に用いた杭圧入機を使用することができる。鋼管杭である杭材２０は、回転圧入工法によって埋設するのが好ましいので、杭圧入機のチャック装置を回転圧入用のものに換装して使用する。
そして、鋼矢板壁１０（鋼矢板１）上を自走可能な周知の杭圧入機によって杭材２０の埋設を行うようにすれば、鋼矢板１の埋設後に連続して杭材２０の埋設を行うことができるので効率的である。

下部連結体３０は、鋼矢板壁１０の延在方向に沿うように表層面に設けられた鋼矢板頭部を覆うコンクリート造の構造物（コーピング）である。なお、下部連結体３０には、コンクリート二次製品を用いてもよい。
上部連結体４０は、下部連結体３０と略平行な配置となるように杭材２０上に設けられた鉄筋コンクリート製部材、形鋼や棒鋼、鋼線などの鋼製部材による構造物である。またナイロン繊維やポリエチレン繊維造としてもよい。上部連結体４０の少なくとも一つには、可動式の網状部材６０ａを収納する収納部４が設けられている
支柱５０は、杭材２０を芯材として設けられた鉄筋コンクリート製の柱体である。
そして、これら下部連結体３０と上部連結体４０と支柱５０とによって四方が囲われてなる空間、すなわち柱間５は網状部材６０、６０ａで覆われる。

網状部材６０，６０ａは、複数の帯状体６からなり、縦方向の帯状体６と横方向の帯状体６をそれぞれ複数交差させつつ上下に入れ替え、平織状に織り込んでなる可撓性を有する部材である。この網状部材６０，６０ａは、縦方向の帯状体６の間と横方向の帯状体６の間に隙間を開けて織り込まれており、通水可能な網目を有している。例えば、帯状体６の幅が２００ｍｍで、網目は１００ｍｍ角程度のサイズとしている。したがって、津波が防潮堤を越波した場合、越波した波が戻る（引き波）際も含めて、網状部材６０、６０ａがコンクリート版などのパネルで仕切られていた場合には、そのパネルの高さの分、波が滝状となって落下するため防潮堤の後面（引き波では防潮堤の前面）側に大規模な洗掘が生じることは知られているが、網目からは波が漏出するのでこれを未然に抑止できる。よって、繰り返し襲来する津波に対しても、その機能を維持できる。なお、縦方向の帯状体６と横方向の帯状体６を上下入れ替えることなく単に重ねるようにして網状部材６０，６０ａを形成してもよい。
帯状体６は、例えば、ポリエチレンやナイロンなどの樹脂材料からなり、それら樹脂繊維を編織して細長い布状に形成された部材である。この帯状体６としては、例えば、台付けワイヤーの代替に使用されるベルトや、シートベルトウェビングなど高張力を有するものを用いることができる。

固定式の網状部材６０は、帯状体６の端部が下部連結体３０、上部連結体４０、支柱５０の壁面に固定され、柱間５を覆うように取り付けられている。
具体的に、帯状体６の両端には、端部を折り返して縫製してなるループが形成されており、下部連結体３０、上部連結体４０、支柱５０の壁面に固設されている定着部７に帯状体６のループを掛けて、網状部材６０を所定位置に固定している。
この定着部７の先端は、例えば略Ｔ字形状に形成されており、掛けられたループが抜けないようになっている。

また、可動式の網状部材６０ａは、上部連結体４０に設けられている収納部４に収納可能に構成されている。
可動式の網状部材６０ａの上端側は、収納部４内の巻取ドラム（図示省略）に固着されており、この巻取ドラムに網状部材６０ａが巻き上げられて、収納部４に収納されるようになっている。可動式の網状部材６０ａが出入する収納部４の収納口には、収納口カバー４ａが取り付けられている。
可動式の網状部材６０ａの下端側には、帯状体６の端部を折り返して縫製してなるループが形成されており、それらループに挿通させたパイプ８が取り付けられている。
そして、収納部４から引き下ろした網状部材６０ａのパイプ８を、鎌錠のように下部連結体３０に固設したフック（図示省略）に掛けて係止することで、網状部材６０ａで柱間５を覆うことができる。
また、そのフックに掛けられたパイプ８を外し、巻取ドラムに巻き上げられた網状部材６０ａを収納部４に収納することで防潮堤の柱間５に開口部５ａを開設することができる。網状部材６０ａを収納部４に収納して開口部５ａを解放することで、防潮堤１００の前面側と後面側に行き来できるようになる。また、網状部材６０ａを収納部４に収納しておくことで、紫外線や風雨による劣化を抑止することができる。
なお、通常時、可動式の網状部材６０ａを収納部４に収納しておき、地震や津波の発生を検知したことに伴い巻取ドラムを回転させて、網状部材６０ａを自動で降下させて開口部５ａを覆うようにしてもよい。

この可動式の網状部材６０ａは側端部が支柱５０に固定されていないので、開口部５ａを塞いだ網状部材６０ａの左右の側端部を覆うカバー９を設けることが好ましい。
カバー９は、例えば、支柱５０の前面に取り付けられた略Ｌ字状断面の金属蓋で、このカバー９で網状部材６０ａの側端部を覆うことによって、網状部材６０ａの設置姿勢を安定させることができる。

以上のように、本実施形態の防潮堤１００は、基盤層Ｇ２に根入れされた複数の杭材２０によって強固に地盤（Ｇ１、Ｇ２）と一体化されているので、巨大地震に耐え得る強度を有しており、また巨大地震のような強大な破壊力が作用した後に襲来する津波に対しても堤体として機能する強度を有している。
また、防潮堤１００が備えている鋼矢板壁１０によって、津波の押し波や引き波によって杭材２０周辺が洗掘されることを防止することができるので、杭材２０の姿勢を安定した状態で維持することができ、防潮堤としての機能を維持できる。
また、鋼矢板壁１０は、地震に伴う表層地盤Ｇ１の側方流動の影響を抑止することができ、防潮堤１００周囲の地盤の緩みを抑えることができる。

また、防潮堤１００の網状部材６０，６０ａは、襲来する津波や高潮の波力を減衰させることができ、また、漂流物や岩塊等が上陸することを阻止することができる。
特に、網状部材６０，６０ａは、可撓性を有しフレキシブルであるため、地震時の振幅によって損傷し難く、また漂流物等の衝突による衝撃を軽減できる。したがって、繰り返し襲来する津波に対しても、その機能を維持することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図３（ａ）（ｂ）に示すように、柱間５を覆う網状部材６０，６０ａが、支柱５０間に亘るように配設されている防潮堤１０１であってもよい。

固定式の網状部材６０を構成する帯状体６の両端には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、帯状体６の端部を折り返して縫製してなるループが形成されており、それらループに鋼管２が挿通されている。
つまり、網状部材６０の四辺にそれぞれ鋼管２が取り付けられており、それら鋼管２が網状部材６０の枠となって、網状部材６０が矩形状を呈するようになっている。
この網状部材６０の下端部を下部連結体３０に形成された溝部３０ａに嵌め込み、網状部材６０の上端部を上部連結体４０に形成された溝部４０ａに嵌め込み、網状部材６０の左右端部を支柱５０に形成された溝部５０ａに嵌め込むようにして、網状部材６０が支柱５０間に固定されている。
なお、各溝部（３０ａ、４０ａ、５０ａ）に対し、ループに挿通した鋼管２をフックやボルト等で固設している。また、ループ（帯状体６）と鋼管２とはビス等によってズレ止めしておくことが好ましい。

可動式の網状部材６０ａの上端部は、収納部４内の巻取ドラム（図示省略）に固着されている。また、網状部材６０ａを構成する縦方向の帯状体６の下端には、帯状体６の端部を折り返して縫製してなるループが形成されており、それらループに鋼管２が挿通されている（図４（ａ）（ｂ）参照）。
また、可動式の網状部材６０ａを構成する横方向の帯状体６の左右端部には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、帯状体６の端部を折り返して縫製してなるループが形成されており、それらループはスリット３ａを通じてガイド部３内に挿入されている。
ガイド部３は、鋼管状の部材であり、その長手方向に沿ったスリット３ａが形成されている。このガイド部３は杭材２０に沿うように配設されており、支柱５０の側面に形成された溝部に設けられている。
具体的に、ガイド部３内に挿入されたループには牽引ベルト３ｂが挿通されている。また、このループがガイド部３のスリット３ａから抜け出ないように、一対の定着部材３ｃによってループ（帯状体６）を牽引ベルト３ｂとともに挟持している。この定着部材３ｃと帯状体６と牽引ベルト３ｂはビスなどによって固着されて一体となっており、ガイド部３内を上下にスライド移動する。

このように構成された網状部材６０ａは、支柱５０の側面に設けられたガイド部３に沿って進退可能に取り付けられている。
この網状部材６０ａを収納部４から引き下ろすことで開口部５ａを覆うことができる。また、網状部材６０ａを巻取ドラムによって巻き上げて収納部４に収納することで開口部５ａを解放させることができる。
特に、ガイド部３に沿って進退する網状部材６０ａの側端部は、支柱５０の側面の溝部に保持されているので、前述したようなカバー９は設けなくてもよい。

このような防潮堤１０１であっても、地震と地震後に襲来する津波に対して耐え得ることができ、堤体としての機能を維持することができる。

なお、以上の実施の形態においては、下部連結体３０と上部連結体４０と支柱５０とによって四方が囲われてなる空間、すなわち柱間５を覆う複数の帯状体として、縦方向の帯状体６と横方向の帯状体６を織り込んだ網状部材６０（６０ａ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、縦方向だけの帯状体６や、横方向だけの帯状体６のみで柱間５を覆うようにしてもよい。この場合、可動式の網状部材６０ａは縦方向だけの帯状体６からなるものに限られるのは言うまでもない。
また、杭材２０は鋼管杭としたが、ＰＣ杭やＨ鋼杭でもよく、根入れ部は基盤層Ｇ２でなくとも例えば鋼管壁面にスリットを開設し、鋼管内部から固化材を加圧充填して周辺地盤を改良するなど地盤と、すなわち地球と一体化するようにしておけばよい。さらに、所定間隔を空けて杭材２０を埋設したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１ 鋼矢板
２ 鋼管
３ ガイド部
４ 収納部
５ 柱間
５ａ 開口部
６ 帯状体
７ 定着部
８ パイプ
９ カバー
１０ 鋼矢板壁
１０ａ 上端部
２０ 杭材
２０ａ 杭頭部
３０ 下部連結体
４０ 上部連結体
５０ 支柱
６０ 固定式の網状部材
６０ａ 可動式の網状部材
１００、１０１ 防潮堤
Ｇ１ 表層地盤
Ｇ２ 基盤層

Claims (3)

1. 地中に構築された鋼矢板壁と、
   前記鋼矢板壁に沿って所定間隔を空けて連設され、前記鋼矢板壁の上端部よりも高い位置に杭頭部が位置するように埋設された複数の杭材と、
   前記杭材の一部を含むように前記鋼矢板壁の上端部を被覆した下部連結体と、
   前記下部連結体と略平行な配置となるように前記杭材の杭頭部を連結した上部連結体と、
   前記杭材を被覆して、前記下部連結体と前記上部連結体とを繋いでなる複数の支柱と、
   前記下部連結体と前記上部連結体と前記支柱との間を覆う複数の帯状体と、
   を備えたことを特徴とする防潮堤。
2. 前記鋼矢板壁は、基盤層に根入れしないことを特徴とする請求項１に記載の防潮堤。
3. 前記上部連結体の少なくとも一つには、前記帯状体を収納する収納部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の防潮堤。

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