JP6641873B2 - 岸壁・護岸の補強構造および岸壁・護岸の補強構築方法 - Google Patents
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すなわち、既設の矢板の前面に矢板を増設する方法の場合には、岸壁法線を変更する必要がある。そのため、補強工事中は、補強対象とする岸壁周辺への大型船の接岸は困難となるという問題があった。
さらに、特許文献1に示すように砂杭を増設する方法の場合には、極大地震時において液状化が発生するおそれがあり、その点で改善の余地があった。
また、本発明の他の目的は、供用中による施工が可能となり、簡単な構造で工事費や工期の低減を図ることができる岸壁・護岸の補強構造および岸壁・護岸の補強構築方法を提供することである。
また、本発明では、施工領域が土留壁体の背面領域の部分的な領域のみとなることから、岸壁及び護岸の法線を変更することなく岸壁・護岸の供用中でも施工が可能となり、例えば岸壁に設けられる荷役設備の操業時の制約も抑えることができ、クレーンの休止期間を短縮することが可能となる。
さらに土留壁体の背面領域の全域にわたって地盤改良を施す従来工法に比べて平面方向の施工範囲を小さくすることが可能となり、また鋼矢板等の打設により壁体を設置することができる。そのため、施工が簡単になり、工事費および工期の低減を図ることができる。
また、本発明では、壁体の上部の少なくとも一部を躯体に対して接合することで、壁体を躯体を介して土留壁体に一体的に連結させることができる。
また、本発明の岸壁・護岸の補強構造および岸壁・護岸の補強構築方法では、供用中による施工が可能となり、簡単な構造で工事費や工期の低減を図ることができる。
図1および図2に示すように、第1の実施の形態による岸壁構造1(岸壁・護岸構造)は、直立した既設の岸壁2(土留壁体)に対して壁体3によって耐震補強を施した構造である。
なお、本実施の形態では、軟弱地盤G1の下層に支持地盤G2(非液状化地盤)が形成されている。
ここで、躯体25は、鉄筋コンクリートであることに限定されることはなく、水和固化体、地盤改良(浅層混合処理、深層混合処理、薬液注入など)など、壁体を一体的に接続できる強度を有する材料が用いられる。この他、鉄筋コンクリート、繊維コンクリート、軽量コンクリートでもよい。また、これら材料を二層に配置した複合材を用いることも可能である。
このような壁体3は、例えばスタッドや差し金(鉄筋)等の連結材を鋼矢板の上端に接続し、躯体25のコンクリートに埋め込むことで、躯体25に対して強固に接合することができる。
そして、壁体3の延在方向(前後方向X2)の海側部分3aは、矢板21に対して離間している。つまり、壁体3と矢板21とは連結されていない。
また、壁体3の上部3cと躯体25に連結される接合部は、上部工22の下端22aよりも上方に位置している。
先ず、矢板21の背面側の地盤内において、前後方向X2に延びる領域で壁体3を施工する箇所において部分的に既設の躯体25を解体し、除去する。この除去領域は、壁体3を構成する鋼矢板3Aを打設可能な範囲のみであって、打設に必要な杭打機等の機械は、既設の躯体25上に設置して施工することができる。
壁体3の施工が完了した後、躯体25の施工前に取り除いた部分にコンクリートを打設することで、埋設した壁体3の上部3cを躯体25とともに一体的に接合する。これにより、壁体3は、躯体25を介して矢板21に一体的に接合された構造となる。
図1に示すように、本実施の形態の岸壁構造1は、複数の鋼矢板3A、3A、…を配列することによって構成される壁体3が岸壁2の法線方向X1に対して直交する前後方向X2に沿って延在し、さらに鋼製の壁体3の上部3cの少なくとも一部が躯体25を介して上部工22に一体的に連結されて壁体3の剛性が高められるので、壁体3が海側に倒れる方向に対する水平変位を小さくすることができる。そのため、大規模地震時における岸壁2の水平抵抗力を向上させることができ、矢板21の変形を抑えることが可能な耐震補強を行うことができる。
また、本実施の形態では、施工領域が矢板21の背面領域の部分的な領域のみとなることから、岸壁法線を変更することなく岸壁供用中でも施工が可能となり、例えば岸壁に設けられる荷役設備がある場合に、その荷役設備の操業時の制約も抑えることができ、クレーンの休止期間を短縮することが可能となる。
さらに矢板21の背面領域の全域にわたって地盤改良を施す従来工法に比べて平面方向の施工範囲を小さくすることが可能となり、また鋼矢板3Aの打設により壁体3を設置することができる。そのため、供用中による施工が可能となるうえ、施工が簡単になり、工事費および工期の低減を図ることができる。
また、本実施の形態では、簡単な耐震補強構造で、工事費や工期の低減を図ることができる。
図3および図4に示すように、第2の実施の形態による岸壁構造1A(岸壁・護岸構造)は、矢板背面が液状化しやすい軟弱地盤G1である既設の岸壁2Aに対して壁体3によって耐震補強を施した構造である。
既設の岸壁2Aは、矢板21、上部工22、及び躯体25の他に、矢板21に対して陸側に間隔をあけて地盤中に打設されている控え工23と、矢板21および控え工23のそれぞれを連結するタイ材24と、を備えている。
なお、壁体3の上部3cにける接合部分は、第1クレーン基礎26Aのみに限定されることはなく、躯体25にも接合されていてもよい。
図5は、上記の第2の実施の形態の軟弱地盤G1の岸壁構造1Aと同等の模型を使用し、遠心模型実験を行って、矢板の最大応答曲率(1/m)、矢板背面の地盤の過剰間隙水圧比、及び矢板天端の水平変位(cm)をそれぞれ測定した。図5は、矢板の最大応答曲率(1/m)を示しており、図中の○印は壁体補強が設けられているケースであり、□印は補強を行っていないケースを示している。図5において、縦軸は深度(m)を示し、横軸に矢板曲率(1/m)を示している。
図5および図6(a)、(b)に示すように、実験の結果、壁体の補強があるケースは、補強が無いケースに比べて、矢板の最大応答曲率、地盤の過剰間隙水圧比、及び矢板天端の水平変位のそれぞれ低下していることから、壁体を設けることによる補強効果があることを確認することができる。過剰間隙水圧比は、補強が無いケースでは1.0付近まで上昇していることから液状化していることが確認できるが、壁体の補強があるケースでは0.4付近までしか上昇しておらず液状化していないことが確認された。
図8は、その結果であって、荷重(t)に対する水平変位(mm)を示している。図8に示すように、矢板の上部にコーピングが設けられていることで、水平変位が減少していることが確認された。
さらにまた、本実施の形態では、複数の鋼矢板3A、3Aを連結した壁体3が法線方向X1に沿って一定の間隔をあけて配置されているが、壁体3、3同士の間隔は一定間隔であることに制限されることはなく、任意に設定することができる。
この場合には、2枚以上の鋼矢板または鋼管矢板が継手を介して連続して配列された構造となるため、これら鋼矢板または鋼管矢板の頭部を躯体に一体的に設けることで、継手の滑りを抑制することができる。
さらに、本第2の実施の形態では、矢板21と控え工23とを連結するタイ材24を有する岸壁2Aとしているが、タイ材24によって上部工22と控え工23とを連結する構成の岸壁構造であってもよい。
2、2A 岸壁(土留壁体)
3 壁体
3A 鋼矢板
21 矢板
22 上部工
23 控え工
24 タイ材
25 躯体
26A 第1クレーン基礎(控え工の上端部)
26B 第2クレーン基礎
G1 軟弱地盤
G2 支持地盤(非液状化地盤)
X1 法線方向
X2 前後方向
Claims (6)
- 既設の直立した土留壁体を有する岸壁及び護岸の法線方向に対して交差する方向に沿って延在する壁体が地盤内の非液状化地盤に到達させた状態で埋設されることにより補強され、
前記壁体の上部の少なくとも一部が前記土留壁体に連結され、
前記壁体の上部は、地表面側で前記土留壁体に一体的に接合した躯体に連結されていることを特徴とする岸壁・護岸の補強構造。 - 前記壁体は、前記土留壁体に対して高さ方向の中央部が非接合の状態で設けられていることを特徴とする請求項1に記載の岸壁・護岸の補強構造。
- 前記土留壁体の内陸側に控え工が設けられ、
前記土留壁体と前記控え工とがタイ材によって連結され、
前記壁体が前記控え工に連結されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の岸壁・護岸の補強構造。 - 前記壁体は、2枚以上の鋼矢板または鋼管矢板の継手を嵌合させた構造であり、かつ躯体を前記鋼矢板または鋼管矢板の頭部に設置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の岸壁・護岸の補強構造。
- 前記壁体は、平面視で前記岸壁及び護岸の法線方向に対して直交する方向に向けて延在していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の岸壁・護岸の補強構造。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の岸壁・護岸の補強構造を構築するための岸壁・護岸の補強構築方法であって、
前記岸壁及び護岸の法線方向に対して交差する方向に沿って延在するようにして前記壁体を非液状化地盤に到達させて埋設する工程と、
前記壁体の上部の少なくとも一部を前記土留壁体に連結させる工程と、
を有することを特徴とする岸壁・護岸の補強構築方法。
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