JP5935340B2 - 防潮構造物 - Google Patents

Description

本発明は、防潮構造物に関し、特に、高潮や津波等による災害の発生を防止するのに有効な防潮構造物に関する。

海に面した地域においては、高潮や津波による災害を防止するために、防潮堤等の各種の防潮構造物が設置されている。しかし、既設の防潮構造物は、従来の防災基準に基づいて設置されたものであるため、基準を超えるような想定外の高潮や津波が発生した場合には対応しきれない。

このため、従来の防災基準を超えるような想定外の高潮や津波にも対応できるように、既設の防潮構造物を嵩上げするか、或いは、想定外の高潮や津波に対応可能な高さの防潮構造物を新設する等、何らかの対策を早急に採る必要がある。

特許文献１には、防潮構造物としての顎付壁体が開示されている。この顎付壁体は、移動型枠装置を用いて構築するように構成したものである。移動型枠装置は、一対の型枠体からなる型枠と、顎付壁体を構築する部分の両外側に設置される軌条と、型枠を軌条上を走行移動可能に支持する車輪とを備え、型枠を軌条上を走行移動させながら、型枠の両型枠体間にコンクリートを打設することにより、所定の高さの顎付壁体を構築することができる。

しかし、このような構成の移動型枠装置を用いて防潮堤としての顎付壁体を構築する場合、装置が大掛かりになるため、装置の設置に多大な労力と時間がかかり、想定外の高潮や津波に対する災害対策を早急に採ることができない。

一方、上記のような問題に対処するため、特許文献２に記載のような防潮堤を設置することが考えられる。特許文献２に記載の防潮堤は、折畳式の防潮堤であって、地面に固定される基台と、基台の上面で倒伏した状態から倒立可能な支柱と、支柱の前面で展開可能に畳まれた蛇腹状の壁体とを備えたものである。

このような構成の防潮堤は、簡易な構造のものであるので、災害対策が必要な場所に簡易に、かつ迅速に設置することができる。

しかし、想定を超えるような高潮や津波が発生した場合には、簡易な構造であるために、それらを十分に受け止めることができず、高潮や津波による災害の発生を完全に防止することができないおそれがある。

特公昭６３−５１２３３号公報 特開２０１１−１１７２３６号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、簡易に、かつ迅速に設置することができ、かつ、想定を超えるような高潮や津波にも十分に対応することができる防潮構造物を提供することを目的とする。

本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、防潮構造物であって、防潮対象場所に所定の間隔ごとに設置される複数本の鋼管杭と、該複数本の鋼管杭の隣接する２本の鋼管杭間にそれぞれ取り付けられる複数のプレキャスト部材と、前記各プレキャスト部材と前記各鋼管杭との間に充填されて、前記各プレキャスト部材と前記各鋼管杭との相対変位によって、前記プレキャスト部材が損傷するより前に先行して変形又は破壊する遮水性緩衝材とを備え、前記複数のプレキャスト部材は、前記複数本の鋼管杭に複数段に、かつ、上下段のプレキャスト部材が交互に配置されるように、又は上下段のプレキャスト部材が１段又は複数段おきに交互に配置されるように千鳥状に、前記複数本の鋼管杭に取り付けられ、前記各プレキャスト部材は、左右両端面が曲面に形成されるとともに、各段の隣接するプレキャスト部材の端面同士が互いに接触していることを特徴とする。

本発明の防潮構造物によれば、防潮対象場所に所定の間隔ごとに複数本の鋼管杭を設置し、隣接する２本の鋼管杭間にそれぞれプレキャスト部材を取り付け、各プレキャスト部材と各鋼管杭との間に遮水性緩衝材を充填することにより、防潮構造物を設置することができる。従って、防災対策が必要な場所に、簡易に、かつ、迅速に設置することができる。

また、プレキャスト部材と鋼管杭との間には、プレキャスト部材と鋼管杭との相対変位によって変形又は破壊する遮水性緩衝材が充填されているので、プレキャスト部材が高潮や津波による外力を受けた場合に、遮水性緩衝材が変形又は破壊することにより、両者間の相対変位が許容される。これにより、プレキャスト部材が損傷するのを防止できる。

また、隣接するプレキャスト部材は、互いに接触する端面が曲面状に形成されていることで、プレキャスト部材に高潮や津波による過大な外力が作用した場合に、プレキャスト部材の端面同士が接触した状態を保ったまま、両プレキャスト部材が鋼管杭を中心として回転することで、過大な外力を吸収して、プレキャスト部材が損傷するのを防止しつつ、プレキャスト部材間に隙間が生じずるのを防止できる。

また、複数のプレキャスト部材は、複数段に、かつ、上下段のプレキャスト部材が交互に配置されるように、又は上下段のプレキャスト部材が１段又は複数段おきに交互に配置されるように千鳥状に、複数本の鋼管杭に取り付けられているので、各段の隣接するプレキャスト部材間、上下に隣接するプレキャスト部材間に隙間が形成されるのを防止でき、高潮や津波が内陸側に浸入するのを防止できる。

また、上記のように端面が曲面状に形成されているので、複数本の鋼管杭が一直線上に配置されていなくても、プレキャスト部材の端面同士を接触させたまま、隣接する鋼管杭間にプレキャスト部材を取り付けることができ、これにより、鋼管杭の施工上の誤差を吸収できる。また、各段の隣接するプレキャスト部材間に隙間が形成されるようなことはないので、内陸側に高潮や津波が浸入するのを防止できる。

さらに、本発明において、前記プレキャスト部材は、平面視長円形状をなすブロックであって、左右両端面が曲面に形成されるとともに、両側に２つの挿通孔が貫通した状態で設けられ、各挿通孔内に隣接する２本の鋼管杭の各々が挿通されるように構成されていることとしてもよい。

本発明の防潮構造物によれば、左右両端面が曲面状に形成されているので、複数本の鋼管杭が一直線上に配置されていなくても、プレキャスト部材の端面同士を接触させたまま、隣接する鋼管杭間にプレキャスト部材を取り付けることができ、これにより、鋼管杭の施工上の誤差を吸収できる。また、各段の隣接するプレキャスト部材間に隙間が形成されるようなことはないので、内陸側に高潮や津波が浸入するのを防止できる。

以上、説明したように、本発明の防潮構造物によれば、簡易に、かつ迅速に設置することができるとともに、想定を超えるような高潮や津波にも十分に対応することができることになる。

本発明による防潮構造物の一実施の形態を示した概略図である。 図１のプレキャスト部材の斜視図である。 図２の平面図である。 プレキャスト部材と鋼管杭との関係を示した説明図である。 本発明による防潮構造物の適用例を示した説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３には、本発明による防潮構造物の一実施の形態が示されている。本実施の形態の防潮構造物１は、台風等による高潮や地震による津波による災害の発生を防止するのに有効なものであって、高潮や津波による災害対策が必要な場所（例えば、海岸、護岸等、本実施の形態では海岸１０とする。）に設置される。

すなわち、本実施の形態の防潮構造物１は、図１に示すように、複数本の鋼管杭２と、隣接する２本の鋼管杭２、２間を連結するプレキャスト部材３と、プレキャスト部材３と鋼管杭２との間に充填される遮水性緩衝材９とから構成されている。

なお、図１においては、説明の便宜上、一列に並んだ複数本の鋼管杭２のうちの一部（同図では８本）の鋼管杭２のみを示している。

鋼管杭２は、所定の機械的性質を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ＪＩＳ Ａ ５５２５（鋼管ぐい）に規定される鋼管杭を使用することができる。本実施の形態においては、外径２０００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの鋼管杭２を使用している。

複数の鋼管杭２は、対象の海岸１０の海岸線に沿うように所定の間隔ごとに一列に設置される。各鋼管杭２は、公知の鋼管杭工法により、下端が支持層１１に達し、上端が所定の高さに達するように、対象の海岸１０に設置される。各鋼管杭２は、１本の単管により、或いは２本以上の単管を溶接することにより、所定の長さに形成される。本実施の形態においては、従来の防災基準を超える高潮や津波にも十分に対応できるように、各鋼管杭２の高さを設定している。

プレキャスト部材３は、図２及び図３に示すように、前面４及び後面５が平面に形成され、両端面６が曲面に形成される平面視長円形状のプレキャストコンクリート製のブロックであって、鋼管杭２のピッチに対応するように、２つの円形状の挿通孔７が貫通した状態で設けられている。プレキャスト部材３の両端面６は、鋼管杭２の中心を中心とする円弧面が好ましい。

プレキャスト部材３の各挿通孔７内に、隣接する２本の鋼管杭２、２のそれぞれを挿通させることより、これら隣接する２本の鋼管杭２、２がプレキャスト部材３により連結される。

図２及び図３に示すように、プレキャスト部材４の各挿通孔７は、各挿通孔７内に鋼管杭２を挿通させたときに、各挿通孔７の内面と鋼管杭２の外面との間に環状の隙間８が形成されるように、内径寸法が設定されている。本実施の形態においては、幅５０ｍｍの環状の隙間８が形成されるように、各挿通孔７を内径２１００ｍｍに設定している。この環状の隙間８内に後述する遮水性緩衝材９が充填される。

プレキャスト部材３は、図１に示すように、複数段に、かつ、上下のプレキャスト部材３が取り付けられる鋼管杭３が交互に１本ずれるように千鳥状に、隣接する２本の鋼管杭２、２間にそれぞれ取り付けられる。

具体的には、第１段目については、第１鋼管杭２ａと第２鋼管杭２ｂとの間、第３鋼管杭２ｃと第４鋼管杭２ｄとの間、第５鋼管杭２ｅと第６鋼管杭２ｆとの間、第７鋼管杭２ｇと第８鋼管杭２ｈとの間に、順次プレキャスト部材３を取り付ける。また、第２段目については、第１段目の隣接する２つのプレキャスト部材３、３間にプレキャスト部材３がそれぞれ配置されるように、第２鋼管杭２ｂと第３鋼管杭２ｃとの間、第４鋼管杭２ｄと第５鋼管杭２ｅとの間、第６鋼管杭２ｆと第７鋼管杭２ｇとの間に、順次プレキャスト部材３を取り付ける。同様に、３段目〜７段目についても、下段の隣接する２つのプレキャスト部材３、３間に上段のプレキャスト部材３がそれぞれ配置されるように、隣接する鋼管杭２間に順次プレキャスト部材３を取り付ける。なお、プレキャスト部材３の寸法は、各段の隣接する２つのプレキャスト部材３、３の端面６、６同士が互いに接触するように設定されている。

最上段のプレキャスト部材３には、各挿通孔７の上端開口が閉塞されたものを使用し、このプレキャスト部材３の各挿通孔７内に各鋼管杭２の上端を挿入させることにより、このプレキャスト部材３で各鋼管杭２の上端を覆うものとする。

上下段のプレキャスト部材３、３の目地の部分には、シール材、止水材、ゴム材等の弾性を有する材料からなる目地材（図示せず）が介装され、この目地材によって上下のプレキャスト部材３、３間がシールされる。

このように、各段の隣接するプレキャスト部材３、３の端面６、６同士を互いに接触させ、かつ、複数のプレキャスト部材３を上下に積み重ねることにより、各段の隣接するプレキャスト部材３、３間、及び上下に隣接するプレキャスト部材３、３間に隙間が形成されるのを防止できる。

なお、図１には、第２段目の第１鋼管杭２ａに相当する部分、第３段目の第１鋼管杭２ａ及び第２鋼管杭２ｂに相当する部分、第４段目の第１鋼管杭２ａ〜第３鋼管杭２ｃに相当する部分、第５段目の第１鋼管杭１ａ〜第４鋼管杭２ｄに相当する部分、第６段目の第１鋼管杭２ａ〜第５鋼管杭２ｅに相当する部分、第７段目の第１鋼管杭１ａ〜第６鋼管杭２ｆに相当する部分に、プレキャスト部材３を図示していないが、説明の便宜上、省略したものであって、実際には、これらの部分にも同様にプレキャスト部材３がそれぞれ取り付けられている。

各プレキャスト部材３の各挿通孔７の内面と各鋼管杭２との間の隙間８内には、遮水性緩衝材９がそれぞれ充填されている。遮水性緩衝材９は、剛性或いは強度が小さく、高潮や津波による外力を受けた場合に容易に変形又は破壊するとともに、隙間８の充填性と止水性を確保することができる材料により構成されている。

つまり、ここで言う止水性緩衝材９とは、弾性変形を期待したものではなく、高潮や津波による外力を受けて、プレキャスト部材３と鋼管杭２とが相対変位した場合に、変形又は破壊することにより両者の相対変位を許容するものを意味している。

遮水性緩衝材９としては、例えば、低強度モルタル、発泡ウレタン、ソイルセメント等が挙られる。但し、これに限定することなく、同様の剛性或いは強度を有するものであればよい。

このような機能を有する遮水性緩衝材９を隙間８内に充填することにより、高潮や津波による外力がプレキャスト部材３に対して偏在的に応力を発生させた場合でも、特定部位の遮水性緩衝材９が変形又は破壊することで、特定のプレキャスト部材３に発生する応力集中を緩和し、プレキャスト部材３が損傷するのを防止できる。
また、被災の後に、プレキャスト部材３と鋼管杭２とが健全な状態で残っていれば、破壊した部分の遮水性緩衝材９を修復することで、容易に機能を復元できる。

上記のように構成した本実施の形態の防潮構造物１にあっては、高潮や津波が発生した場合、その高潮や津波をプレキャスト部材３の前面４側で受けることにより、それらが内陸側に浸入するのを防止できる。

この場合、上述のように、各プレキャスト部材３の各挿通孔７と各鋼管杭２との間には、それぞれ遮水性緩衝材９が充填され、この遮水性緩衝材９が高潮や津波による外力を受けて変形又は破壊することにより、各プレキャスト部材３と各鋼管杭２との相対変位が許容されることになるので、各プレキャスト部材３が損傷するのを防止できる。

また、地盤の状態によって複数の鋼管杭２の各々の支持状態が異なるような場合には、高潮や津波による外力を受けた場合に、各々の鋼管杭２の挙動が異なることがあるが、そのような場合には、図４に示すように、変位量の少ない鋼管杭２を中心として、変位量の大きい鋼管杭２の方向にプレキャスト部材３が回転したり、鋼管杭２とプレキャスト部材３との間の隙間が不規則に変形することにより、特定のプレキャスト部材３に応力が集中するのを回避してプレキャスト部材３が損傷するのを防止できる。

また、各段の隣接するプレキャスト部材３は、曲面からなる端面６同士が互いに接触していることにより、各プレキャスト部材３が回転しても、隣接するプレキャスト部材３同士が互いに競るようなことはないので、各段の隣接するプレキャスト部材３同士が互いに競り合って損傷するのを防止できる。

また、プレキャスト部材３は、２つの挿通孔７、７内に隣接する２本の鋼管杭２、２の各々を挿通させることにより、隣接する２本の鋼管杭２、２間に取り付けられる構成となっているので、複数の鋼管杭２が直線上から多少ずれていても、隣接する２本の鋼管杭２、２間に容易に取り付けることができる。これにより、鋼管杭２の施工上の誤差を吸収できる。

また、図５に示すように、対象の海岸１０の海岸線の線形が複雑な形状に折れ曲がったり、湾曲した形状等であっても、１種類のプレキャスト部材３で柔軟に対応することができる。この場合、線形が複雑な形状に折れ曲がったり、湾曲した形状等に対応させても、各プレキャスト部材３の両端面６は曲面に形成されているので、各段の隣接するプレキャスト部材３は曲面からなる端面６同士が互いに接触した状態を維持することができ、これにより、隣接するプレキャスト部材３間に隙間が形成されるのを防止できる。

また、複数の鋼管杭２に複数のプレキャスト部材３を取り付けることにより、各鋼管杭３の表面を覆った状態としているので、各鋼管杭２に海水が直接に接触するのを防止でき、各鋼管杭２が海水で腐食するのを防止できる。

また、対象の海岸１０に海岸線に沿うように複数の鋼管杭２を設置し、隣接する２本の鋼管杭２、２間にプレキャスト部材３を取り付ければよいので、簡易に、かつ迅速に施工することができ、防災対策が必要な場所に早急に施工することができる。

さらに、海岸１０に新設する場合だけでなく、既設の防潮堤等の防潮構造物に対しても、容易に削孔して鋼管杭２を打設することができるので、既存の防潮構造物の嵩上げを行うような場合にも柔軟に対応することができる。

なお、前記の説明においては、上下のプレキャスト部材３、３が交互に配置されるように、プレキャスト部材３を複数段に配置したが、１段又は複数段おきに上下のプレキャスト部材３、３が交互に配置されるように、プレキャスト部材３を複数段に取り付けてもよい。

なお、前記の説明においては、プレキャスト部材３にプレキャストコンクリート製のブロックを使用したが、現場打ちによってプレキャスト部材３と同一構造のものを製造して使用してもよい。

１ 防潮構造物
２ 鋼管杭
２ａ 第１鋼管杭
２ｂ 第２鋼管杭
２ｃ 第３鋼管杭
２ｄ 第４鋼管杭
２ｅ 第５鋼管杭
２ｆ 第６鋼管杭
２ｇ 第７鋼管杭
２ｈ 第８鋼管杭
３ プレキャスト部材
４ 前面
５ 後面
６ 端面
７ 挿通孔
８ 隙間
９ 遮水性緩衝材
１０ 海岸
１１ 支持層

Claims (2)

1. 防潮構造物であって、
   防潮対象場所に所定の間隔ごとに設置される複数本の鋼管杭と、
   該複数本の鋼管杭の隣接する２本の鋼管杭間にそれぞれ取り付けられる複数のプレキャスト部材と、
   前記各プレキャスト部材と前記各鋼管杭との間に充填されて、前記各プレキャスト部材と前記各鋼管杭との相対変位によって、前記プレキャスト部材が損傷するより前に先行して変形又は破壊する遮水性緩衝材とを備え、
   前記複数のプレキャスト部材は、前記複数本の鋼管杭に複数段に、かつ、上下段のプレキャスト部材が交互に配置されるように、又は上下段のプレキャスト部材が１段又は複数段おきに交互に配置されるように千鳥状に、前記複数本の鋼管杭に取り付けられ、
   前記各プレキャスト部材は、左右両端面が曲面に形成されるとともに、各段の隣接するプレキャスト部材の端面同士が互いに接触していることを特徴とする防潮構造物。
2. 前記プレキャスト部材は、平面視長円形状をなすブロックであって、左右両端面が曲面に形成されるとともに、両側に２つの挿通孔が貫通した状態で設けられ、各挿通孔内に隣接する２本の鋼管杭の各々が挿通されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の防潮構造物。