JP6355199B2 - 土木工事用袋体および土木工事用構造体 - Google Patents

Description

本発明は海洋または陸上における各種土木工事に使用可能な土木工事用袋体および土木工事用構造体に関し、特に中詰材の変位を拘束する土木工事用袋体および土木工事用構造体に関する。

袋体に中詰材を充填した土木工事用構造体が広く知られている（特許文献１，２）。
また特許文献３には、袋体の底部から口部を通って中繋材を引き出し、底網と上網との間を中繋材で連結した土木工事用構造体が開示されている。

実開平１−１４１８１５号公報 特開平１１−１３１４４７号公報 特開２００３−１２９４４４号公報

上述した土木工事用構造体には次のような問題点がある。
＜１＞従来の土木工事用構造体は、巾着状の袋体の口を紐等で縛って中詰材を移動可能に封入しただけの構造である。
そのため、外力によって中詰材が繰り返し動くことで袋体が早期に摩耗して破損する。
＜２＞特許文献３に開示の土木工事用構造体は、不陸に対する追従性を確保するために、ある程度の動きを許容する状態で中詰材を封入していた。
そのため、大きな波力等が作用すると袋体の内部で中詰材が動いてしまい、依然として袋体が破損する問題を抱えている。
＜３＞特許文献３の土木工事用構造体は、中繋材の締付力が袋体全体に均等に伝わらない。
そのため、袋体による中詰材の拘束力は、中繋材から離れるほど弱くなって、中詰材の拘束効果にバラツキを生じる。
＜４＞特許文献３の土木工事用構造体は、中繋材の上部を袋体の口部に設けた口縛りロープで縛っただけの構造であるため、土木工事用構造体の設置後に中繋材と口部の固定部が緩んで中詰材の拘束力が弱くなる。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、次の少なくともひとつの土木工事用袋体および土木工事用構造体を提供することにある。
＜１＞土木工事用構造体の断面形状の変形だけでなく、全体形状の変形も拘束できること。
＜２＞土木工事用袋体の破損防止効果が向上すること。
＜３＞土木工事用構造体の製作が容易であること。
＜４＞土木工事用構造体の軽量化を図り、製作コストの低減、運搬性および取扱性を改善できること。

本発明は、内部に中詰材を充填して封入する環状の土木工事用袋体であって、中心に中央穴を有し、内口と外口との間に上口を開放した環状空間を有し、該環状空間に中詰材を充填する抱持袋と、前記中詰材を全周に亘って抱持するように、前記環状空間を閉口する抱持袋の閉口手段とを具備する。
また本発明は、袋体に中詰材を充填した土木工事用構造体であって、中心に中央穴を有し、内口と外口との間に上口を開放した環状空間を有する抱持袋と、前記環状空間を通じて抱持袋に収容した環状の中詰材と、前記環状空間を閉口する抱持袋の閉口手段とを具備し、前記抱持袋が環状空間を閉口して、前記環状の中詰材を全周に亘って抱持することで環状拘束土を形成する。
本発明の他の形態において、中央穴を利用して抱持袋の外周に巻き付け可能な巻装紐をさらに具備する。
本発明の他の形態において、前記抱持袋の閉口手段が閉鎖紐であり、該閉鎖紐を使用して前記抱持袋の内口と外口との間を荷重の相互伝達が可能に閉口する。
本発明の他の形態において、前記抱持袋は内口の周方向に配置した内口紐と、外口の周方向に配置した外口紐とを有し、前記内口紐または外口紐の少なくとも一方を前記巻装紐に兼用してもよい。
本発明の他の形態において、前記内口紐または外口紐の少なくとも一方を前記閉鎖紐に兼用してもよい。

本発明は次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞抱持袋が中詰材を全周に亘って抱持して環状拘束土を形成することで、土木工事用構造体の断面形状の変形だけでなく、全体形状の変形も拘束できて、土木工事用構造体の安定性が向上する。
＜２＞中詰材と抱持袋の間における摩耗が生じ難いので、摩耗による抱持袋の破損防止効果が格段に向上し、長期間に亘って土木工事用構造体を維持することができる。
＜３＞環状の抱持袋に中詰材を収容した後に、抱持袋の環状空間を閉口するだけの簡単な作業で土木工事用構造体を製作することができる。
＜４＞外力を抱持袋の全体に分散できるので、抱持袋の閉口部に外力が集中しない。
したがって、土木工事用構造体の設置後における抱持袋の口開きを確実に抑止することができる。
＜５＞土木工事用構造体の設置後に抱持袋が弛んでも、抱持袋の閉口手段を再度締め直すことで抱持袋の弛みを簡単に解消することができて、設置後のメンテナンスが容易である。
＜６＞抱持袋に設けた内口紐または外口紐の少なくとも一方を巻装紐または閉鎖紐として兼用することができる。内口紐または外口紐を兼用した場合には、専用の巻装紐または閉鎖紐を省略できて土木工事用袋体の構成を簡略化できる。

一部を省略した実施例１に係る土木工事用構造体の斜視図 土木工事用袋体を構成する筒体の斜視図 土木工事用袋体の斜視図 一部を破断した土木工事用構造体の斜視図 土木工事用構造体の拡大断面図 巻装紐を具備した実施例３に係る土木工事用構造体の平面図 図６におけるVII−VIIの断面図

以下に図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

＜１＞土木工事用袋体（図１，２）。
土木工事用袋体１０は、中心に中央穴１１を有し、内口２３ａと外口２４ａとの間に上口を開放した環状空間２１を有し、該環状空間２１に中詰材３０を充填する抱持袋２０と、前記中詰材３０を全周に亘って抱持するように、前記環状空間２１を閉口する抱持袋２０の閉口手段とを具備する。

＜２＞土木工事用構造体（図１，２）。
土木工事用構造体Ａは中心部に中央穴１１を有するとともに、上口を開放した環状空間２１を有する抱持袋２０と、抱持袋２０の環状空間２１内に収容する中詰材３０と、抱持袋２０の開口を閉鎖する抱持袋２０の閉口手段とを具備する。
換言すれば、土木工事用構造体Ａは土木工事用袋体１０と中詰材３０とにより構成する。

＜３＞抱持袋。
抱持袋２０は、上方を開放した環状を呈する半筒状物であり、その内部に環状空間２１を形成している。例えていえば、上口を縫合する前の抱持袋２０は浮き輪の上半を水平に切除したような断面が略Ｕ字形の環状体を呈している。
抱持袋２０の底面２２と内外側面２３，２４はそれぞれ環状を呈していて、各側面２３，２４の上部には環状の内口２３ａと外口２４ａを形成している。
底面２２および内外の側面２３，２４で囲まれた空間が環状空間２１となる。
抱持袋２０の断面サイズ（断面積）、最大径、最小径、全長等は使途に応じて適宜選択する。

＜３．１＞抱持袋の素材。
本例では抱持袋２０を合成繊維製の網体で形成した場合について示すが、これに限定されない。
抱持袋２０は可撓性および耐久性に優れた網体、シート状物、またはこれらの組み合せでもよい。透水性または非透水性（遮水性）の素材、或いは伸縮性または非伸縮性の素材でもよい。
抱持袋２０の素材は土木工事用構造体Ａの使途に応じて適宜選択する。

＜３．２＞口紐。
抱持袋２０の内外の側面２３，２４の口部には、その環状の内口２３ａと外口２４ａに沿って内口紐２５と外口紐２６が挿通してある。
内口紐２５は内口２３ａの径を規制する紐体であり、外口紐２６は外口２４ａの径を規制する紐体である。
両口紐２５，２６を緩めることで、両口２３ａ，２４ａの口径を拡張でき、両口紐２５，２６を絞り込むことで、両口２３ａ，２４ａの口径を縮小できる。

＜４＞抱持袋の閉口手段。
本例では、抱持袋２０の開口の閉口手段として、一本または複数本の閉鎖紐２７を使用する場合について説明する。
後述するように、抱持袋２０の内外の側面２３，２４の内口２３ａと外口２４ａの間を閉鎖紐２７で縫合することで、抱持袋２０の開口を閉鎖する。
抱持袋２０の閉口手段は、抱持袋２０を介して中詰材３０の全周を抱持し得るように、抱持袋２０の円周方向に沿って内口２３ａと外口２４ａの間を強固に連結できるものであればよく、紐状物の他にクリップ類等を使用することもできる。

抱持袋２０を閉口するのは、中詰材３０の全体を抱持して環状拘束土３０ａを形成するためと、抱持袋２０の内口２３ａと外口２４ａとの間における荷重伝達を可能にするためである。
したがって、抱持袋２０の閉口後に内口２３ａと外口２４ａとの間が多少離れていていても問題はない。

＜５＞中詰材。
中詰材３０は圧縮変形しない硬質粒体であり、例えば、砕石や玉石等の骨材、軽量骨材、コンクリートガラ、焼却灰の造粒物、土砂等を使用できる。
中詰材３０の素材、比重、サイズ等は、土木工事用構造体Ａの使途に応じて適宜選択する。

＜６＞環状拘束土（図４，５）。
環状拘束土３０ａは、土木工事用袋体１０により全周面を抱持された環状の中詰材３０の集合体である。
環状拘束土３０ａはその表層だけでなくその中心部においても中詰材３０が互いに噛み合う（インターロッキング効果）ため、その断面形状を保持できるだけでなく、環状拘束土３０ａの全長に亘って、曲げ強度、圧縮強度、およびせん断強度が非常に高くなる。
なお、環状拘束土３０ａは抱持袋２０の伸縮に起因して多少の変形は許容する。

［土木工事用構造体の製作方法］
つぎに図２〜５を参照して土木工事用構造体Ａの製作方法の一例について説明する。

＜１＞土木工事用袋体の準備工（図２，３）。
本例では円筒状の筒体２０ａを用いて抱持袋２０を形成する場合について説明する。
円筒状の筒体２０ａの両端の開口部の近くには、それぞれ周方向に沿って内口紐２５と外口紐２６が挿通してある。

円筒状の筒体２０ａをその中央部で折り返して有底の二重筒構造を呈する抱持袋２０を形成する。内口２３ａの内方には中央穴１１が形成されている。
抱持袋２０を形成する際、内口紐２５を絞り込んで抱持袋２０の内口２３ａを縮径するとともに、外口紐２６を緩めて外口２４ａを拡径しておく。環状空間２１の上部の開口寸法は両口２３ａ，２４ａの径差によって求められる。

＜２＞中詰材の充填（図３）。
抱持袋２０の上部の開口を維持した状態で環状空間２１の全域に満杯になるまで中詰材３０を充填する。
中詰材３０の充填量は抱持袋２０の環状空間２１を閉口したときに、抱持袋２０で中詰材３０を拘束し得る量とする。
また図示しない製作枠を使用して、抱持袋２０の内口２３ａと外口２４ａを保持すると、中詰材３０の充填作業を円滑に行える。

＜３＞抱持袋の閉口（図４，５）。
抱持袋２０の内口２３ａと外口２４ａの間を周方向に沿って閉鎖紐２７で縫合（連結）して土木工事用構造体Ａの製作を完了する。抱持袋２０を閉口手段で閉口することで、抱持袋２０がシームレスチューブのような密封構造となって、環状を呈する中詰材３０の全周面を抱持する。
土木工事用構造体Ａは海洋または陸上における所望の土木工事に使用する。
なお、土木工事用構造体Ａの中央穴１１の径は、土木工事用構造体Ａの使途に応じて適宜設定する。
また内口紐２５と外口紐２６は邪魔にならないように短く結んでおく。

[土木工事用構造体の機能]
＜１＞抱持袋の破損防止（図３）。
既述したように、本発明の土木工事用構造体Ａは、従来と比べて抱持袋２０による中詰材３０の抱持面積を大きく確保できるから、中詰材３０の自由な動きを確実、かつ効果的に拘束することができる。
したがって、中詰材３０の自由な動きに起因した抱持袋２０の摩耗を防止し、抱持袋２０の耐久性が格段に向上する。

例えば、巾着状の袋体に中詰材を満杯に詰め込み、袋体の上口を閉じた場合でも一塊状の中詰材の外周面を拘束することは可能であるが、袋詰めした中詰材と袋体との接触面積を大きく確保できない。そのために、中詰材の表層と中心部で拘束力にバラツキを生じる。

これに対して本発明ではこの接触面積に着目し、袋体として環状の抱持袋２０を使用するとともに、中詰材３０も環状の形態に配置することで、中詰材３０の全周面を抱持袋２０で抱持する両部材２０，３０の抱持面積（拘束面積）を大きく確保するようにした。
本発明の土木工事用構造体Ａと、巾着状の袋体に中詰材を詰め込んだ従来の土木工事用構造体とを比較した場合、両構造体の中詰材３０が同量であれば、本発明の土木工事用構造体Ａは従来と比べて中詰材３０との抱持面積が格段に大きくなる。
したがって、土木工事用構造体Ａでは、中詰材３０の表層と中心部で抱持力にバラツキを生じないだけでなく、土木工事用構造体Ａを海洋に設置した場合でも中詰材３０の自由な変位を確実に拘束できるから、抱持袋２０の摩耗による破損を長期間に亘って防止することができる。

＜２＞土木工事用構造体の変形防止（図４，５）。
土木工事用構造体Ａのひとつの断面だけをとらえた場合、抱持袋２０の大半は中詰材３０の自重により緊張されるが、抱持袋２０の上部は中詰材３０の自重が作用しないため緊張されない。
そこで、抱持袋２０の内口２３ａと外口２４ａの間を閉鎖紐２７により締め付けると、内側面２３と外側面２４が緊張されて中詰材３０をその中心部へ向けて抱持する。
閉鎖紐２７による締め付け力は、抱持袋２０の上半部が弛みのない状態で中詰材３０を被覆できる程度の力でよい。
このように、抱持袋２０はそのひとつの断面の全周に亘って緊張力が生じ、中詰材３０は抱持袋２０を介して全周に亘って抱持（拘束）される。
上記した抱持袋２０による中詰材３０の抱持（拘束）作用は、環状を呈する土木工事用構造体Ａの全断面（全長）に亘って作用するため、環状を呈する中詰材３０は抱持袋２０によって面的に抱持（拘束）される。
したがって、土木工事用構造体Ａはその断面形状だけでなく、全体形状も変形がし難いため、例えば大きな波浪が作用する現場へ土木工事用構造体Ａを設置した場合でも、土木工事用構造体Ａが設置場所から移動しにくい。

＜３＞抱持袋の口開き防止。
抱持袋２０の開口を閉鎖紐２７で閉口することで、内口２３ａと外口２４ａとの間での荷重伝達が可能である。
したがって、土木工事用構造体Ａの一部に作用した外力を抱持袋２０の全体に分散できるので、抱持袋２０の閉口部に外力が集中することがない。
よって、土木工事用構造体Ａの設置後における抱持袋２０の口開きを確実に抑止することができる。

＜４＞抱持袋の再緊張。
土木工事用構造体Ａの設置後に何らかの理由で、抱持袋２０が弛むことが予想される。
このような場合には、例えば閉口手段（閉鎖紐２７）を再度締め直すことで抱持袋２０の弛みを解消できる。
すなわち、抱持袋２０の内口２３ａと外口２４ａを締め付けて抱持袋２０を再緊張して弛みをなくすことができる。

＜５＞中央穴の作用。
ドーナツ状を呈する土木工事用構造体Ａはその中心部に中央穴１１を有している。
この土木工事用構造体Ａを激流や巨大な波力が作用する海洋等の現場へ設置した場合に、中央穴１１は以下に説明するように複数の有益な作用を発揮する。

＜５．１＞揚力の低減作用。
上記した環境下に本発明の土木工事用構造体Ａと、巾着状の袋体に同容量の中詰材を詰め込んだ従来の土木工事用構造体をそれぞれ設置した場合、中央穴の有無により土木工事用構造体に生じる揚力に大きな差が生じる。具体的に対比して説明する。

中央穴を有しない座布団形状を呈する従来の土木工事用構造体では、水流に起因した揚力の作用面が土木工事用構造体の底面全面となる。
そのため、土木工事用構造体の総重量を、底面全面に作用する揚力に対向し得る重量にする必要があった。

これに対し中央穴１１を有する本発明の土木工事用構造体Ａでは、水流に起因した揚力の作用する環状の底面積が従来と比べて小面積なると共に、中央穴１１を通じて揚力を逃がすことができるので、土木工事用構造体Ａの総重量を軽量化できて、土木工事用構造体Ａの運搬性と取扱性がよくなる。

尚、本発明と従来の土木工事用構造体が共に透水性を有していたとしても、経時的に目詰まりして土木工事用構造体の透水性が低下する。
したがって、中央穴１１を有する本発明の土木工事用構造体Ａでは、中央穴を有しない従来の土木工事用構造体と比較して揚力の影響を受け難いといった利点がある。
換言すれば、本発明の土木工事用構造体Ａでは、中央穴を有しない土木工事用構造体と比べて、移動限界流速が増大する。

＜５．２＞水流の減衰作用。
中央穴の有無により土木工事用構造体の抵抗に起因した粗度係数に大きな差を生じる。

中央穴を有しない座布団形状を呈する従来の土木工事用構造体では、外面の凹凸が少ないフラット形状を呈するため、土木工事用構造体の粗度係数が小さく、水流に対して大きな減衰効果が得られない。

これに対し、本発明の土木工事用構造体Ａでは、中心部に窪んだ中央穴１１を有するため、土木工事用構造体Ａの粗度係数が従来と比べて大きくなって、水流に対して大きな減衰効果が得られる。

＜５．３＞洗掘防止作用。
上記したように、中央穴１１を有する本発明の土木工事用構造体Ａでは、中央穴を有しない従来の土木工事用構造体と比較して水流の減衰作用が大きいために、土木工事用構造体Ａの下流側の水底における洗掘防止効果が高い。

以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

＜１＞抱持袋の他の開口閉口手段。
先の実施例１では、抱持袋２０の開口の閉口手段として専用の閉鎖紐２７を用いる形態に説明した。
抱持袋２０の他の開口の閉口手段として、内口紐２５または外口紐２６の何れか一方、また両方を兼用してもよい。
抱持袋２０に取り付ける内口紐２５または外口紐２６の全長を予め長く確保しておき、抱持袋２０内に中詰材３０を充填した後に、図１に示したように弛ませて引き出したこれらの口紐２５，２６の余長部分を使って抱持袋２０の開口を閉口する。
具体的な閉口方法としては、例えば両口紐２５，２６の余長部分を互いに結び合う方法と、何れか片方の口紐２５，２６の余長部分を対向する内口２３ａまたは外口２４ａに縫合する方法がある。

＜２＞本例の効果。
本例にあっては先の実施例１の効果に加えて、内口紐２５または外口紐２６を抱持袋２０の開口の閉口手段に兼用できて、専用の閉鎖紐２７を省略することができる。

＜１＞巻装紐を追加した実施例。
図６，７を参照して、中央穴１１を利用して抱持袋２０の外周に巻き付け可能な巻装紐２８を追加した実施例について説明する。

＜２＞巻装紐。
巻装紐２８は単数または複数の拘束部材であり、抱持袋２０に巻き付け可能な長さと、中詰材３０を拘束可能な強度を有する。
巻装紐２８としては、ロープ材、ベルト材、バンド材等を使用できる。
巻装紐２８の巻付け形態は、中央穴１１を利用して抱持袋２０の外周に巻装紐２８を単独で巻付けるか、或いは螺旋状に巻き付ける。
巻装紐２８の巻付け間隔は、図６に示した等間隔に限定されず、巻付け間隔を適宜変えてもよい。

＜３＞紐の兼用。
巻装紐２８は専用でもよいが、内口紐２５または外口紐２６の何れか一方、また両方を兼用することも可能である。
内口紐２５または外口紐２６を巻装紐２８に兼用する場合、予め抱持袋２０に巻き付け可能な長さを確保しておく。
内口紐２５または外口紐２６を用いて、抱持袋２０に巻き付けて中詰材３０を締め付けることで、専用の巻装紐２８を省略することができる。

＜４＞本例の作用効果。
前述した実施例では、抱持袋２０により環状の中詰材３０全周面を抱持することで変形し難い環状拘束土３０ａを形成した。
本例にあっては、先の実施例１の効果に加えて、巻装紐２８を追加配置することで、環状の環状拘束土３０ａを複数に区分して、巻装紐２８で仕切られた区間の抱持力をさらに高めることができる。
そのため、先の実施例と比較して中詰材３０の変位防止効果が高まるとともに、土木工事用構造体Ａの全体形状がさらに変形し難くなる。
また巻装紐２８が抱持袋２０を外装して抱持袋２０の変形やズレを拘束するので、抱持袋２０の損傷防止効果も高まる。
本例の土木工事用構造体Ａは、きわめて大きな載荷重や巨大な波力が作用する現場場に好適である。

なお、巻装紐２８の他の巻付け形態としては、中央穴１１を通さずに抱持袋２０の最外周を包囲するように図示しない巻装紐２８を追加して巻き付ける場合もある。

Ａ・・・・・・土木工事用構造体
１０・・・・・土木工事用袋体
１１・・・・・中央穴
２０・・・・・抱持袋
２１・・・・・環状空間
２２・・・・・抱持袋の底面
２３・・・・・抱持袋の内側面
２３ａ・・・・内口
２４・・・・・抱持袋の外側面
２４ａ・・・・外口
２５・・・・・内口紐
２６・・・・・外口紐
２７・・・・・閉鎖紐
２８・・・・・巻装紐
３０・・・・・中詰材
３０ａ・・・・環状拘束土

Claims (10)

1. 内部に中詰材を充填して封入する環状の土木工事用袋体であって、
   中心に中央穴を有し、内口と外口との間に上口を開放した環状空間を有し、該環状空間に中詰材を充填する抱持袋と、
   前記中詰材を全周に亘って抱持するように、前記環状空間を閉口する抱持袋の閉口手段とを具備することを特徴とする、
   土木工事用袋体。
2. 中央穴を利用して抱持袋の外周に巻き付け可能な巻装紐をさらに具備することを特徴とする、請求項１に記載の土木工事用袋体。
3. 前記抱持袋の閉口手段が閉鎖紐であり、該閉鎖紐を使用して前記抱持袋の内口と外口との間を荷重の相互伝達が可能に閉口することを特徴とする、請求項１または２に記載の土木工事用袋体。
4. 前記抱持袋は内口の周方向に配置した内口紐と、外口の周方向に配置した外口紐とを有し、前記内口紐または外口紐の少なくとも一方を前記巻装紐に兼用することを特徴とする、請求項２に記載の土木工事用袋体。
5. 前記抱持袋は内口の周方向に配置した内口紐と、外口の周方向に配置した外口紐とを有し、前記内口紐または外口紐の少なくとも一方を前記閉鎖紐に兼用することを特徴とする、請求項３に記載の土木工事用袋体。
6. 袋体に中詰材を充填した土木工事用構造体であって、
   中心に中央穴を有し、内口と外口との間に上口を開放した環状空間を有する抱持袋と、
   前記環状空間を通じて抱持袋に収容した環状の中詰材と、
   前記環状空間を閉口する抱持袋の閉口手段とを具備し、
   前記抱持袋が環状空間を閉口して、前記環状の中詰材を全周に亘って抱持することで環状拘束土を形成したことを特徴とする、
   土木工事用構造体。
7. 中央穴を利用して抱持袋の外周に巻き付け可能な巻装紐をさらに具備し、前記巻装紐を抱持袋の外周に巻き付けたことを特徴とする、請求項６に記載の土木工事用構造体。
8. 前記抱持袋の閉口手段が閉鎖紐であり、該閉鎖紐を使用して前記抱持袋の内口と外口との間を荷重の相互伝達が可能に閉口したことを特徴とする、請求項６または７に記載の土木工事用構造体。
9. 前記抱持袋は内口の周方向に配置した内口紐と、外口の周方向に配置した外口紐とを有し、前記内口紐または外口紐の少なくとも一方を前記巻装紐に兼用したことを特徴とする、請求項７に記載の土木工事用構造体。
10. 前記抱持袋は内口の周方向に配置した内口紐と、外口の周方向に配置した外口紐とを有し、前記内口紐または外口紐の少なくとも一方を前記閉鎖紐に兼用したことを特徴とする、請求項８に記載の土木工事用構造体。

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