(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を防食処理した鋼杭に、プレストレスト・コンクリート等の耐食・耐摩耗性覆管が嵌装されている河川構造物用複合杭が、耐食・耐摩耗性覆管の上方に鋼杭の頭端部を突出して形成されており、その河川構造物用複合杭を、所要の空域を囲繞区画するようにし、かつ耐食・耐磨耗性覆管の下端を水底地盤内に突入させるようにして所要の間隔で多数立設するとともに、前記鋼杭の頭端突出部を連結鋼材により連結し、また、その空域内に、河川水の透過を阻止する不透過壁を立設し、該不透過壁の両側に、石材又はコンクリートブロック等の消波材を投入乱積みし、さらに、上部コンクリートを打設して鋼杭の頭端部，連結鋼材及び不透過壁の上部を埋設した一体的上部覆工を施工していることを特徴とする河川構造物。
【請求項２】
表面を防食処理した鋼杭に、プレストレスト・コンクリート等の耐食・耐摩耗性覆管が嵌装されている河川構造物用複合杭が、耐食・耐摩耗性覆管の上方に鋼杭の頭端部を突出して形成されており、その河川構造物用複合杭を、所要の空域を囲繞区画するようにし、かつ耐食・耐磨耗性覆管の下端を水底地盤内に突入させるようにして所要の間隔で多数立設するとともに、それらの鋼杭の頭端部を連結鋼材により連結し、また、その空域内に石材又はコンクリートブロック等の消波材を投入乱積みし、かつ、その空域の外側至近位置に、河川水の透過を阻止する不透過壁を立設し、該不透過壁の両側に、上部コンクリートを打設して鋼杭の頭端部，連結鋼材及び不透過壁の上部を埋設した一体的上部覆工を施工していることを特徴とする河川構造物。
【請求項３】
表面を防食処理した鋼杭に、プレストレスト・コンクリート等の耐食・耐摩耗性覆管が嵌装されている河川構造物用複合杭が、耐食・耐摩耗性覆管の上方に鋼杭の頭端部を突出して形成されており、その河川構造物用複合杭を、互いに離間した位置に２つの所要の空域を各別に囲繞区画するようにし、かつ耐食・耐磨耗性覆管の下端を水底地盤内に突入させるようにして所要の間隔で多数立設するとともに、それらの鋼杭の頭端部を連結鋼材により連結し、また、それら２つの空域の間に、河川水の透過を阻止する不透過壁を立設し、かつ、石材又はコンクリートブロック等の消波材を、前記不透過壁の両側及び２つの各空域内に投入乱積みし、さらに、上部コンクリートを打設して鋼杭の頭端部，連結鋼材及び不透過壁の上部を埋設した上部覆工を施工していることを特徴とする河川構造物。
【請求項４】
複数本の鋼材を縦横に配列して格子状にしてなる敷設枠上に、格子目から脱出することなくそれに係合する大きさの石材又はコンクリートブロック等の消波材を乱積みしてなる根固め工を、河川構造物に隣接する水底地盤に敷設したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の河川構造物。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４記載の河川構造物を、２つの河川の合流部分に所要の長さにして築造したことを特徴とする河川構造物を用いた背割り堤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川の水底地盤に打設して使用する河川構造物用複合杭と、これを用いた河川構造物、並びにその河川構造物を用いた背割り堤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水底地盤に所要の間隔で立設した複数本の杭により囲繞区画した空域内に石材又はコンクリートブロック等の消波材を乱積みしてなる消波構造物は、たとえば、図１４に示すように、水底地盤に複数本の杭１…を所要の間隔で縦横に立設し、それらの杭１…が囲繞区画する空域内に、石材又はコンクリートブロック等の消波材２…を乱積みし、杭１…の上端に上部工３を施工し、さらに必要に応じ、沖側に消波工４を施工したものが、特公昭６２−３７１６８号公報等に記載される等して、従来公知であり、それは力学的には非常に安定した構造であるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記杭１として使用するＨ形鋼等の鋼杭は、乾湿を繰り返す部分において腐食が激しく、特に、渇水時と洪水時との水位差が大きい我が国の河川では、鋼杭の乾湿を繰り返す部分が非常に多くなるために、その防食処理が重要となるが、従来提案されている防食法では、いずれも一長一短で工費が高く、施工も難しいという共通の欠点がある。
【０００４】
また、図１５，１６に示すように、大小２つの河川（イ），（ロ）の合流部分では、大きな河川（イ）の水位が高くなると、その河川水が水位の低い小さな河川（ロ）に逆流する現象が生ずる。その逆流現象を防止するために、従来では、それら２つの河川（イ），（ロ）の合流部分に土盛りによる背割り堤５を所要の長さで築造している。
【０００５】
しかし、土盛りによる従来の背割り堤５では、両河川（イ），（ロ）の流下断面を大幅に減少させてしまうばかりでなく、その流下断面の減少を補うために、図１６に示す築堤（ハ）を、（ハ）′で示す堤内側に移動させる移設工事を必要とする場合があり、結果として河川の占有面積を増大し、堤内地には補償問題を生ずるという欠点がある。
【０００６】
本発明は、水位差に拘わらずに鋼杭の腐食を防止できる河川構造物用複合杭とともに、安定性が高く、しかも、河川の流下断面を減少させることなく、従ってまた、築堤の移設工事等を行う必要がない河川構造物と、これを用いた背割り堤の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の河川構造物用複合杭Ａは、表面に防食処理を施した鋼杭６に、プレストレスト・コンクリート等の耐食・耐摩耗性覆管７が嵌装されているものである。
【０００８】
請求項２記載の河川構造物Ｂは、耐食・耐摩耗性覆管７の上方に鋼杭６の頭端部６ａを突出させた河川構造物用複合杭Ａを、所要の空域を囲繞区画するようにして水底地盤に所要の間隔で多数立設するとともに、それらの鋼杭６の頭端部６ａを連結鋼材１０により連結し、また、その空域内に、河川水の透過を阻止する不透過壁１１を立設し、かつ、石材又はコンクリートブロック等の消波材１２を投入乱積みし、さらに、上部コンクリートを打設して鋼杭６の頭端部６ａ，連結鋼材１０及び不透過壁１１の上部を埋設した上部覆工１３を施工してなる。
【０００９】
請求項３記載の河川構造物Ｃは、耐食・耐摩耗性覆管７の上方に鋼杭６の頭端部６ａを突出させた河川構造物用複合杭Ａを、所要の空域を囲繞区画するようにして水底地盤に所要の間隔で多数立設するとともに、それらの鋼杭の頭端部を連結鋼材により連結し、また、その空域内に石材又はコンクリートブロック等の消波材を投入乱積みし、かつ、その空域の外側至近位置に、河川水の透過を阻止する不透過壁を立設し、さらに、上部コンクリートを打設して鋼杭の頭端部，連結鋼材及び不透過壁の上部を埋設した上部覆工を施工してなる。
【００１０】
請求項４記載の河川構造物Ｇは、耐食・耐摩耗性覆管７の上方に鋼杭６の頭端部６ａを突出させた河川構造物用複合杭Ａを、互いに離間した位置に２つの所要の空域を各別に囲繞区画するようにして水底地盤Ｇに所要の間隔で多数立設するとともに、それらの鋼杭６の頭端部６ａを連結鋼材１８により連結し、また、それら２つの空域の間に、河川水の透過を阻止する不透過壁１９を立設し、かつ、石材又はコンクリートブロック等の消波材１２を不透過壁１９の両側及び２つの各空域内に投入乱積みし、さらに、上部コンクリートを打設して鋼杭６の頭端部６ａ，連結鋼材１８及び不透過壁１９の上部を埋設した上部覆工２０を施工してなる。
【００１１】
請求項５記載の河川構造物は、複数本の鋼材を縦横に配列して格子状にしてなる敷設枠Ｅ上に、格子目から脱出することなくそれに係合する大きさの石材又はコンクリートブロック等の消波材１７を乱積みしてなる根固め工Ｄを、河川構造物Ｃに隣接する水底地盤Ｇに敷設した構成のものである。
【００１２】
請求項６記載の河川構造物を用いた背割り堤は、複数本の鋼材を縦横に配列して格子状にしてなる敷設枠上に、格子目から脱出することなくそれに係合する大きさの石材又はコンクリートブロック等の消波材を乱積みしてなる根固め工を、河川構造物に隣接する水底地盤に敷設した構成になっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜３を参照して、本発明河川構造物用複合杭の一実施形態に係る複合杭Ａについて説明する。
【００１４】
６は、たとえば公知の防食塗料等を表面に塗布することによる防食処理が施されたＨ形鋼からなる鋼杭で、それは、河川の水底地盤Ｇに適宜の手段によって打設されて、所要長さの頭端部６ａを、水位ＦＷ１から上方に突出させた状態で垂直に起立している。なお、ＦＷ１は、河川（イ）における最大洪水時等の高水位、ＤＷは渇水時等の低水位を示している。
【００１５】
７は、プレストレスト・コンクリート（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）、プレストレス・ハイ・ストレングス・コンクリート（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ  Ｈｉｇｈ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＰＨＣ））等の耐腐食・耐摩耗性覆管（以下、覆管という）である。
【００１６】
その覆管７は、上記鋼杭６に嵌装した状態において、該鋼杭６と同様に水底地盤Ｇに適宜の手段により打設され、それの頭端部７ａを、後述する上部覆工１３の底面付近まで延出させた状態で垂直に起立している。
【００１７】
それら鋼杭６と覆管７とは互いの中心を一致させ、かつ、鋼杭６の頭端部６ａは覆管７の頭端部７ａからさらに上方に突出している。
【００１８】
８は、図２，３に示すように、鋼杭６と覆管７との間に形成されている空隙であって、かつ、水底地盤Ｇから覆管７の頭端部７ａ近傍までの間の部分に充填した、砂利等の緩衝材である。
【００１９】
９は、上記空隙であって、かつ、砂利等の緩衝材８の上側に充填したコンクリートである。
【００２０】
上記構成から明らかな通り、鋼杭６は、これの表面に防食処理を施しているとともに、砂利等の緩衝材８に埋設され、かつ、覆管７を嵌装した状態になっていて、直接乾湿作用を受けることがなく、しかも、直接波浪の衝接を受けることもないので、腐食することがないのはもちろん摩耗することもない。
【００２１】
また、本発明複合杭Ａは、文字どおり、鋼杭６，覆管７，それらの間に充填された砂利等の緩衝材８からなる複合体であるから、従来の鋼杭単独の場合に比べて、杭としての力学的強度を増大させているものである。
【００２２】
次に、図４〜８を参照して、上記構成の複合杭Ａを用いた本発明河川構造物の第１の実施形態に係る河川構造物Ｂについて説明する。
【００２３】
図６の河川構造物Ｂは、上記構成の複合杭Ａを、所要の空域を囲繞区画するようにして水底地盤Ｇに所要の間隔（消波材が抜脱しない適宜の間隔）で平面方形枠となるように多数立設するとともに、それらの鋼杭６の頭端部６ａを連結鋼材１０により連結し、また、その空域内に、河川水の透過を阻止する不透過壁１１を立設し、かつ、石材又はコンクリートブロック等の消波材１２を投入乱積みし、さらに、鉄筋コンクリート等の上部コンクリートを打設して鋼杭６の頭端部６ａ，連結鋼材１０及び不透過壁１１の上部を埋設した上部覆工１３を施工してなるものである。
【００２４】
不透過壁１１は、河川構造物Ｂの内部で連続して立設されるものであるが、図６は、その先端部の平面図であるから、不透過壁１１は、杭枠体の先端部から若干内側の位置で止めてある。
【００２５】
上記不透過壁１１としては、たとえば鉄筋コンクリート等からなるものの他、地下鉄工事等で構築する従来公知の連続壁を採用できる。なお、ＦＷ２は河川（ロ）の増水時の水位を示している。
【００２６】
この河川構造物Ｂにおいて、複合杭Ａは、従来のように鋼杭を単独使用する場合に比べて覆管の分だけ外径を大きくしているので、同じ杭心距離をおいて立設する場合、鋼杭単独使用に比し複合杭Ａの方が、隣接杭間の隙間を小さくする。
【００２７】
また、複合杭Ａを構成する鋼杭が、直接乾湿作用を受けることも直接波浪の衝接を受けることもなく腐食や摩耗のおそれがないのに加え、その複合杭Ａの剛性が鋼杭単独の場合に比べて大きいので、河川構造物Ｂ全体の力学的強度もまた増大し、耐久性に富むものとなっている。
【００２８】
次に、図９，１０を参照して、上記構成の複合杭Ａを用いた本発明河川構造図の第２の実施形態に係る河川構造物Ｃについて説明する。
河川構造物Ｃは、上記構成の複合杭Ａを、所要の空域を囲繞区画するようにして水底地盤Ｇに所要の間隔（消波材が抜脱しない適宜の間隔）で平面略田の字枠形となるように多数立設するとともに、それらの鋼杭６の頭端部６ａを連結鋼材１５ａにより連結し、また、その空域内に石材又はコンクリートブロック等の消波材１２を投入乱積みし、かつ、その空域の外側至近位置に、河川水の透過を阻止する不透過壁１４を立設し、さらに、鉄筋コンクリート等の上部コンクリートを打設して鋼杭６の頭端部６ａ，連結鋼材１５ａ及び不透過壁１４の上部を埋設した上部覆工１５を施工してなるものである。
【００２９】
不透過壁１４は、前記不透過壁１１と同様に、たとえば鉄筋コンクリート等からなるものの他、地下鉄工事等で構築する従来公知の連続壁を採用できる。
【００３０】
図１１に示すように、河川構造物Ｃを築堤１６に埋設することにより、従来の築堤における堤外側の斜線部分Ｓ１と、堤内側の斜線部分Ｓ２を削減することができる。
すなわち、堤外側の斜線部分Ｓ１を削減できることにより、流下断面を増大させ、また、堤内側の斜線部分Ｓ２を削減できることにより、堤内地を有効利用できる。
【００３１】
河川構造物Ｃに隣接する水底地盤、詳しくは、河川側の水底地盤には、根固め工Ｄが敷設されている。
根固め工Ｄは、複数本の鋼材を縦横に配列して格子状にしてなる敷設枠Ｅ上に、格子目から脱出することなくそれに係合する大きさの石材又はコンクリートブロック等の消波材１７を乱積みしてなるものである。
この根固め工Ｄにより、河川構造物Ｃの複合杭Ａ…が洗掘により倒壊することを防止できる。
【００３２】
図１２は、前記図１５，１６に示す２つの河川（イ），（ロ）の間に、上記の河川構造物Ｂと同様の構成からなる河川構造物Ｂ′を背割り堤として配設するとともに、その河川構造物Ｂ′の対岸に、上記の河川構造物Ｃと同様の構成からなる河川構造物Ｃ′を築造して護岸し、また、河川構造物Ｂ′とＣ′との間の川床を掘削して流下断面を増加させた例を示している。なお、Ｆは上記の根固め工Ｄと同様の構成からなる根固め工である。また、ＭＷは平常時等の中水位を示している。
【００３３】
河川構造物Ｂ′を背割り堤として使用することにより、高水位の河川（イ）の河川水が、低水位の河川（ロ）に流入することを阻止できる。また、背割り堤としての河川構造物Ｂ′と河川構造物Ｃ′とにより河川（ロ）を護岸しているので、それらの間の河床を掘削することができ、河川の流下断面を減少させることがない。すなわち、築堤（ハ）を堤内側に移設する必要がないものである。
【００３４】
図１３を参照して、上記構成の河川構造物用複合杭Ａを用いた本発明河川構造物の第３の実施形態に係る河川構造物Ｈについて説明する。
【００３５】
この河川構造物Ｈは、上記構成の複合杭Ａを、互いに離間した位置に２つの所要の空域を各別に囲繞区画するようにして、水底地盤Ｇに所要の間隔（消波材が抜脱しない適宜の間隔）で平面方形枠をなすように多数立設するとともに、それらの鋼杭６の頭端部６ａを連結鋼材１８により連結し、また、それら２つの空域の間に、河川水の透過を阻止する不透過壁１９を立設し、かつ、石材又はコンクリートブロック等の消波材１２を不透過壁１９の両側及び２つの各空域内に投入乱積みし、さらに、鉄筋コンクリート等の上部コンクリートを打設して鋼杭６の頭端部６ａ，連結鋼材１８及び不透過壁１９の上部を埋設した上部覆工２０を施工してなるものである。
【００３６】
上記不等壁１９は、上記不等壁１１，１４と同じく、たとえば鉄筋コンクリート等からなるものの他、地下鉄工事等で構築する従来公知の連続壁を採用できる。また、２つの空域の間は、数ｍの間隔に設定することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば次の効果を得ることができる。
【００３８】
本発明河川構造物用複合杭は、表面を防食処理した鋼杭に、プレストレスト・コンクリート等の耐食・耐摩耗性覆管が嵌装されているので、鋼杭は、直接乾湿作用を受けることがないとともに直接波浪の衝接を受けることもないので、腐食することがないのは勿論摩耗することもない。
【００３９】
また、この河川構造物用複合杭は、文字どおり、表面を防食処理した鋼杭，耐食・耐摩耗性覆管，それらの間に充填された砂利等の緩衝材からなる複合体であるから、杭としての力学的強度を増大させることができる。
【００４０】
本発明河川構造物は、上記構成の複合杭が、従来のように鋼杭を単独使用する場合にくらべて耐食・耐摩耗性覆管の分だけ外径を大きくしているので、同じ杭心距離をおいて立設する場合、鋼杭単独使用に比し本複合主杭の方が、隣接杭間の隙間を小さくし、従って、より小径の消波材を使用してもその隙間から抜脱させず、その経済的メリットは極めて大きい。
【００４１】
複合杭を構成している鋼杭が、直接乾湿作用を受けることも波浪の衝接を受けることもないので、腐食や摩耗のおそれがなく、しかも、その複合主杭の剛性が鋼杭単独の場合に比べて大きいので、構造物全体の力学的強度もまた増大し、耐久性に富み、従来のように、波力を低減させて杭の摩耗被害を防ぐ消波工の設置を不要にすることができる。
【００４２】
河川構造物に隣接水底地盤に、敷設枠に消波材を乱積みしてなる根固め工を敷設することにより、本発明河川構造物の耐久性は一段と改善される。
【００４３】
不透過壁を設けるとともに、それの周囲に消波材を投入乱積みしているので、河川水の透過を完全に阻止できるとともに安定性が向上し、また、従来の河川構造物すなわち土盛りの築堤に比較して、その断面積を小さくすることができる。
【００４４】
本発明の背割り堤は、上記構成の河川構造物を利用しているので、従来の土盛りのものに比較して、その断面積を大幅に減少させることができる。従って、河川の占有面積を減少させることができ、また、築堤の移設工事等を行う必要がなく補償問題も起こらず、むしろ堤内地の有効活用が図られ極めて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】水底地盤に起立させた本発明に係る複合主杭の一実施形態の側面図である。
【図２】同上の拡大横断面図である。
【図３】同上の要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る河川構造物の第１の実施形態を示す概略正面図である。
【図５】同上の概略側面図である。
【図６】それの概略平面図である。
【図７】図５の要部拡大図である。
【図８】図６の要部拡大図である。
【図９】本発明に係る河川構造物の第２の実施形態を示す概略平面図である。
【図１０】それの概略側面図である。
【図１１】その河川構造物を埋設した築堤の断面図である。
【図１２】大小２つの河川の合流部分に河川構造物を背割り堤として設置した断面図である。
【図１３】本発明に係る河川構造物の第３の実施形態を示す概略側面図である。
【図１４】従来公知の消波構造物の側面図である。
【図１５】大小２つの河川が合流する部分の平面図である。
【図１６】そのＰ−Ｐ線における背割り堤の断面図である。
【符号の説明】
６      鋼杭
６ａ      頭端部
７      耐食・耐摩耗性覆管
８      緩衝材
１０，１５ａ，１８  連結鋼材
１１，１４，１９  不透過壁
１２      消波材
１３，１５，２０  上部覆工
Ａ      河川構造物用複合杭
Ｂ，Ｃ，，Ｃ′，Ｈ  河川構造物
Ｂ′      背割り堤としての河川構造物
Ｄ，Ｆ      根固め工
Ｅ      敷設枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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