JP6128725B2 - breakwater - Google Patents
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Description
本発明は、港湾や海岸等に設置する防波堤に関するものである。 The present invention relates to a breakwater to be installed in a harbor or a coast.
一般に、わが国の防波堤は、経済的な観点から基礎マウンド上に函体(ケーソン)が複数配列され構成される混成堤が大半を占めている。混成堤の場合、函体及び基礎マウンドの安定性は、一般にうねりのような数秒から二十秒程度の周期を有する設計波浪に対して検討されてきた。一方、周期が数分から数十分となる周期の長い津波に対する波力の検討も行われてきたが、基礎マウンドを透過する波浪の影響は考慮されておらず、それが、混成堤の安定性に及ぼす影響は評価されていなかった。 In general, most of the breakwaters in Japan are composed of mixed levees composed of a plurality of boxes (caisons) arranged on the basic mound from an economic point of view. In the case of a hybrid bank, the stability of the box and foundation mound has been studied for design waves having a period of several seconds to 20 seconds, such as swells. On the other hand, wave forces have been studied for tsunamis with a long period of several minutes to several tens of minutes, but the influence of waves passing through the foundation mound has not been taken into account. The effects on aging were not evaluated.
ところが、津波が作用した場合の基礎マウンドの安定性については、該基礎マウンドを透過する波の影響が大きく、特に陸側の基礎マウンドは浸透した波(流れ)によって安定性が確保できなくなり、崩壊するような事例が実験や現地で確認されるようになった。この現象は、基礎マウンドの崩壊だけでなく、その上部に設置した各函体の安定性にも影響を及ぼし、最悪の場合、基礎マウンドからの崩落につながる危険性を誘発するものであった。 However, with regard to the stability of the foundation mound when a tsunami acts, the influence of the waves that pass through the foundation mound is significant. In particular, the foundation mound on the land side cannot be secured due to the permeated waves (flow), and collapses. Such cases have been confirmed in experiments and on-site. This phenomenon affected not only the collapse of the foundation mound, but also the stability of each box placed on top of it, and in the worst case, it induced a risk of collapse from the foundation mound.
このために、防波堤、すなわち混成堤の安定性を保持するためには、基礎マウンドの安定性を高める必要があり、津波のような周期の長い波の基礎マウンド内への浸透を防止し、基礎マウンドの崩壊を防ぐ必要がある。 For this reason, in order to maintain the stability of the breakwater, that is, the hybrid dike, it is necessary to increase the stability of the foundation mound, preventing the penetration of waves with a long period such as a tsunami into the foundation mound. It is necessary to prevent the mound from collapsing.
そこで、特許文献1には、ケーソンを設置して海洋構造物を構築するに際して、海底地盤の上部の堆積層に対して、セメント等の硬化材を混入し透水係数を小さくした不透水性地盤改良部を構築し、ケーソンを設置する部分に掘削溝部を構築し、そして、基礎石層を構築してから、アスファルト混合物を打設して基礎石層の石の間にも流動物を充満させて硬化させることが開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, when a caisson is installed to construct an offshore structure, an impermeable ground improvement in which a hardening material such as cement is mixed into the upper sedimentary layer of the seabed ground to reduce the hydraulic conductivity. And then build the excavation groove in the part where the caisson is installed, and build the foundation stone layer, then place the asphalt mixture to fill the fluid between the stones of the foundation stone layer. Curing is disclosed.
しかしながら、特許文献1に係る管理型護岸の構築法では、作業が相当大掛かりなものになり採用することはできない。また、上述した混成堤には採用することができない。 However, in the construction method of the management type revetment according to Patent Document 1, the work becomes considerably large and cannot be adopted. In addition, it cannot be used for the above-mentioned hybrid bank.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、津波や台風時等の基礎マウンドの安定性を確保すべく、津波や台風程度の周期を有する波に対しては、基礎マウンドの波の透過を抑制する防波堤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and in order to ensure the stability of the foundation mound during a tsunami or a typhoon, the wave of the foundation mound is not applied to a wave having a period of the order of a tsunami or a typhoon . It aims at providing the breakwater which controls permeation .
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明は、基礎マウンド上に函体が複数配列されて構成される防波堤であって、前記基礎マウンドの内部で、その波浪方向略中央部の、その底面から上面に至る範囲にスラグ材が積層され、該スラグ材は、施工初期のマウンド本体の変形に追従することができ、その後、水と反応して膨張して、時間の経過と共に硬化して固化体となる性質を有することを特徴とするものである。
請求項2に記載した発明は、請求項1の発明において、前記スラグ材は、波浪方向に沿った断面において、断面台形状に積層されることを特徴とするものである。
請求項1及び2の発明では、基礎マウンドの内部で、その波浪方向略中央部の、その底面から上面に至る範囲にスラグ材が積層されるので、津波や台風程度の周期を有する波に対しては、基礎マウンド内の波が陸側に透過することを抑制することができる。すなわち、スラグ材においては、施工初期のマウンド本体の僅かな変形に追従することができ、その後、水と反応して膨張して、時間の経過と共に硬化して固化体となる性質を有するので、津波や台風程度の周期を有する波に対しては、基礎マウンド内の波の透過を長期間に亘って効果的に抑制することができる。スラグ材は、固化体となった後の透水係数が10−2cm/sのオーダーとなるため、基礎マウンド全体としての透水係数を通常の10−0cm/sのオーダーから2オーダー低下させることができるため、津波や台風程度の周期を有する波に対しては、十分な遮蔽効果を発揮することが可能になる。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention is a breakwater comprising a plurality of boxes arranged on a foundation mound, the inside of the foundation mound, The slag material is laminated in the range from the bottom surface to the top surface in the substantially central part of the wave direction, the slag material can follow the deformation of the mound body at the initial stage of construction, and then reacts with water to expand. It is characterized by having the property of curing with time and becoming a solidified body .
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the slag material is laminated in a trapezoidal cross section in a cross section along the wave direction.
In the first and second aspects of the invention, since the slag material is laminated in a range from the bottom surface to the top surface in the center portion of the wave direction in the foundation mound, the waves having a period of about a tsunami or a typhoon Thus, it is possible to prevent the waves in the foundation mound from penetrating to the land side . That is, in the slag material, it can follow the slight deformation of the mound main body at the initial stage of construction, and then expands by reacting with water, and since it has the property of hardening and solidifying over time, For waves having a period of a tsunami or typhoon, the transmission of waves in the foundation mound can be effectively suppressed over a long period of time. Since the slag material has a water permeability coefficient on the order of 10 −2 cm / s after becoming a solidified body, the water permeability coefficient of the foundation mound as a whole should be reduced by two orders from the normal order of 10 −0 cm / s. Therefore , a sufficient shielding effect can be exhibited against waves having a period of a tsunami or typhoon .
本発明の防波堤によれば、スラグ材の性質を利用することで、特に、津波等の発生時における、基礎マウンド内の波の透過を効果的に抑制することができ、基礎マウンド、ひいては、防波堤の安定性を確保することができる。 According to the breakwater of the present invention, by utilizing the properties of the slag material, it is possible to effectively suppress the transmission of waves in the foundation mound, especially when a tsunami occurs, and the foundation mound, and thus the breakwater Can be ensured.
以下、本発明を実施するための形態を図1〜図4に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に、本発明の第1、第2及び第3の実施形態に係る防波堤1a、1b、1cを説明するが、そのうち、第2及び第3の実施形態に係る防波堤1b、1cが、特許請求の範囲に記載した発明に対応するものである。
本発明の第1の実施形態に係る防波堤1aは、図1に示すように、波浪方向と直交する方向に延びる基礎マウンド2と、該基礎マウンド2上に複数配列される、ケーソンとしての函体3とから構成される。基礎マウンド2の陸側及び沖側の両方の法面及び法肩部(天端面において各函体3が配置される範囲を除く面)に沿って、該法面及び法肩部の全域を被覆するようにスラグ材10が配置される。なお、各函体3内には、石材等の中詰め材が充填される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, a
スラグ材10は、転炉系製鋼スラグ材が使用される。該転炉系製鋼スラグ材10は、溶銑の精錬工程で生成される粒状の副産物である。転炉系製鋼スラグ材10の主な化学成分は、石灰、二酸化ケイ素、酸化鉄等であり、特に、水硬性、膨張性等の性質を有し、水と反応する前においては外力によって僅かに変形する性質を有し、水と反応して膨張した後は、時間の経過に伴って硬化して固化体となる性質を有している。また、スラグ材10は、透水性として、透水係数のオーダーから津波程度の周期を有する波に対しては、ほぼ流れを遮断して、一方、さらに周期の長い潮汐のような波に対しては十分に通水させる性質を有するものである。すなわち、防災対象となるような津波や台風時等の波に対しては遮水性を有し、環境上の潮汐のような波に対しては通水性を有することになる。
なお、本実施の形態では、スラグ材10は、製鋼スラグ材の分類となる転炉系製鋼スラグ材が採用されているが、その他のスラグ材10、例えば、溶融スラグ材の分類となる水砕スラグ材等を採用することもできる。
The
In the present embodiment, the
図2に示すように、多量のスラグ材10が網状の袋体11内に充填される。該袋体11は、その材質として再生ポリエステル繊維が使用されており柔軟性に富む。袋体11には、内部にスラグ材10を充填した後吊り上げることが可能になるように吊りロープ(図示略)が備えられている。袋体11の編み目ピッチは、内部のスラグ材10が抜け出ない程度の適宜ピッチが採用される。また、袋体11は、スラグ材10により局所的に破断された場合でも、その箇所から破断が広がらない性質を有している。
As shown in FIG. 2, a large amount of
基礎マウンド2は、図1に示すように、捨石4a等が積層される、断面台形状のマウンド本体4と、該マウンド本体4の法面及び法肩部(天端面)の全域を被覆するように配置される、多量のスラグ材10が充填された複数の袋体11と、スラグ材10が充填された袋体11を被覆するように配置される複数の被覆石5とから構成される。
As shown in FIG. 1, the
詳しくは、マウンド本体4の法面及び法肩部には、多量のスラグ材10が充填された複数の袋体11が、その法面及び法肩部に対して垂直方向に複数層に亘って配置されている(図1では2層)。スラグ材10の層厚を略一定にする。その後、施工初期にマウンド本体4が僅かに変形した場合でも、スラグ材10はマウンド本体4の僅かな変形に追従するようになる。その後、スラグ材10は、水と反応することにより膨張するので、各スラグ材10間の隙間が閉塞され、さらには、施工時にスラグ材10が充填された各袋体11間に僅かな隙間が存在していた場合でも、その隙間を埋めることが可能となる。その後、時間の経過と共にスラグ材10が硬化して固化体となりその状態が維持されて、津波や台風時等の波に対しては、マウンド本体4内への波の浸透、ひいてはマウンド本体4内の波の透過を抑制することができる。
また、複数の被覆石5が、スラグ材10が充填された複数の袋体11を覆うように配置される。なお、これら被覆石5は、設置初期のスラグ材10の安定性を確保するために必要に応じて設置するものである。
Specifically, a plurality of
Moreover, the some covering
なお、複数種類の大きさの袋体11を用意し、これら各袋体11に多量のスラグ材10を充填しておき、マウンド本体4の法面及び法肩部に、複数種類の大きさの袋体11を互い密着するように積み重ねるようにしてもよい。
A plurality of types of
以上説明したように、第1の実施形態に係る防波堤1aでは、基礎マウンド2のマウンド本体4の法面及び法肩部の全域を被覆するように、多量のスラグ材10を充填した複数の袋体11を複数層積み重ねる。その際、施工初期においては、スラグ材10は変形自在な性質を有するために、各函体3及び基礎マウンド2が僅かに変形した場合でも、各函体3及び基礎マウンド2の僅かな変形に追従することができる。その後は、スラグ材10は水と反応することにより膨張するので、各スラグ材10が互いに密着すると共に、津波や台風時等の波に対してはマウンド本体4内への波の浸透(マウンド本体4内の波の透過)を抑制すべく法面及び法肩部の全域を被覆することができる。さらに、その後は、時間の経過と共にスラグ材10が硬化して固化体となりその状態が維持されるので、津波や台風時等の波に対しては、長期的に基礎マウンド2への波の浸透、ひいては基礎マウンド2内の波の透過を抑制することができる。
As described above, in the
このように、津波や台風時等の波に対しては、スラグ材10により基礎マウンド2への波の浸透(基礎マウンド2の波の透過)を抑制することができるので、津波等の発生時、特に、陸側の基礎マウンド2の崩壊を防止して、ひいては、防波堤1aの安定性を確保することが可能になる。また、スラグ材10は、上述したように、透水性として、津波や台風時等の波に対しては遮水性を有し、潮汐のような波に対しては通水性を有するので、基礎マウンド2を構成する部材として防災及び環境上最適である。
In this way, for tsunami and typhoon waves, the
また、第1の実施形態に係る防波堤1aでは、多量のスラグ材10を、柔軟性を有し吊り上げ用ロープが備えられる袋体11に充填して作業するので、スラブ材10の取り扱いが非常に容易になり、また、起重機船による運搬、水中への仮置きや潜水士船により据付が容易となる。
Further, in the
なお、第1の実施形態に係る防波堤1aでは、作業の簡素化を図るために、多量のスラグ材10を袋体11に充填し、その袋体11をマウンド本体4の法面及び法肩部を被覆するように配置したが、多量のスラグ材10を、直接、マウンド本体4の法面及び法肩部を被覆するように配置してもよい。
In the
次に、第2の実施形態に係る防波堤1bを図3に基づいて説明する。
第2の実施形態に係る防波堤1bを説明する際には、第1の実施形態に係る防波堤1aとの相違点のみを説明する。
第2の実施形態に係る防波堤1bでは、その基礎マウンド2の内部において、波浪方向略中央部に、多量のスラグ材10が充填された複数の袋体11が、波浪方向断面台形状を呈するように積み重ねられ、その周りに捨石4a等が積層されて構成される。
Next, the
When describing the
In the
次に、第3の実施形態に係る防波堤1cを図4に基づいて説明する。
第3の実施形態に係る防波堤1cでは、第2の実施形態に係る防波堤1bの基礎マウンド2より高い基礎マウンド2を構築する場合、第2の実施形態に係る防波堤1bの基礎マウンド2を上方に複数段(図4では2段)に積み重ねるように構成している。
これら第2及び第3の実施形態に係る防波堤1b、1cでは、第1の実施形態に係る防波堤1aの効果に加えて、各スラグ材10の安定性が増加するようになる。
Next, a
In the
In the
以上第1〜第3の実施形態に係る防波堤1a〜1cでは、基礎マウンド2の特定箇所にスラグ材10を配置しているが、基礎マウンド2のほぼ全体をスラグ材10を積層して構成してもよい。
As described above, in the
1a〜1c 防波堤,2 基礎マウンド,3 函体,4 マウンド本体,10 スラグ材,11 袋体 1a to 1c breakwater, 2 foundation mound, 3 box, 4 mound body, 10 slug material, 11 bag
Claims (2)
前記基礎マウンドの内部で、その波浪方向略中央部の、その底面から上面に至る範囲にスラグ材が積層され、
該スラグ材は、施工初期のマウンド本体の変形に追従することができ、その後、水と反応して膨張して、時間の経過と共に硬化して固化体となる性質を有することを特徴とする防波堤。 A breakwater composed of a plurality of boxes arranged on the foundation mound,
Inside the foundation mound, a slag material is laminated in a range from the bottom surface to the top surface in the substantially central portion of the wave direction ,
The slag material is capable of following the deformation of the mound body in the initial stage of construction, and then expands by reacting with water, and has the property of hardening and solidifying over time. .
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