(57)【要約】  【課題】  川裏法尻部に必要な透水性とせん断強度を兼ね備えたポーラスコンクリート製のせん断補強工を設けることにより、河川堤防を効果的に補強し、堤体の崩壊による災害を予防する。  【解決手段】  河川堤防の川裏５法尻部に、ポーラスコンクリート製のせん断補強工１を敷設し、堤体２内の浸透水を積極的に排水することで、堤体２の崩壊の危険性を低減する。せん断補強工１として、せん断耐力の高いポーラスコンクリートを用いることで堤体２のすべり抵抗性を高める。さらに、せん断補強工１の根入れを深くすることで、アンカー効果が期待できる。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
川裏法尻部に排水性を有する空隙率が１０〜３５％のポーラスコンクリートによるせん断補強工を設けたことを特徴とする河川堤防。
【請求項２】
前記ポーラスコンクリートとして、圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ2以上のポーラスコンクリートを用いたことを特徴とする請求項１記載の河川堤防。
【請求項３】
前記ポーラスコンクリートとして、透水係数が１０-2〜１．０ｃｍ／ｓｅｃのポーラスコンクリートを用いたことを特徴とする請求項１または２記載の河川堤防。
【請求項４】
前記せん断補強工の堤内側に排水路が設けられており、前記せん断補強工から前記排水路へ向けて直接的なまたは他の排水手段を介して間接的な排水経路が形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の河川堤防。
【請求項５】
前記せん断補強工が、プレキャストポーラスコンクリートブロックからなることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の河川堤防。
【請求項６】
前記プレキャストポーラスコンクリートブロックが断面コの字状のブロックであり、隣り合うブロックのコの字の開口側が上下交互になるように互いに開口側で係合させながら、該ブロックを法尻に沿って多数連設してなることを特徴とする請求項５記載の河川堤防。
【請求項７】
ポーラスコンクリートからなる断面コの字状のブロックであり、コの字の開口側を上下交互に係合させることで、上下方向および連結方向に遊びをもたせて多数連結可能としたことを特徴とする河川堤防補強用ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポーラスコンクリートを使用した河川堤防の構造および補強用のブロックに関するもので、主として川裏法尻部の補強により、豪雨の際などに堤体が崩落して洪水などの被害が生ずるのを防止するための補強構造を与えるものである。
【背景技術】
【０００２】
河川堤防は、土粒子からなる土堤が原則である。従って、豪雨などの際に、堤体内を浸透する大量の水により軟弱化すると、堤防の一部が崩落し始め、最悪の場合には決壊に至る。
【０００３】
堤体の浸透水には、堤体の川表から浸透してくる河川水や、天端から浸透してくる雨水があり、堤体の基礎地盤からの浸透水もある。また、豪雨の際には堤体の天端を越えてくる河川水が大きな被害をもたらす可能性がある。
【０００４】
一般的には堤体の川裏法尻部あるいはさらにその堤内側に、排水溝などのドレーン工を設けて排水を図っている。しかし、堤体内の浸透水の流れがスムーズでない場合、上述のように豪雨などの際に堤体の崩落の危険性が高まる。
【０００５】
この問題に対し、川裏法尻部の透水性を高めることで、堤体内の浸透水の流れを改善し、堤体の崩壊を防ぐ試みがなされている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、川裏法尻部の補強も兼ねて、裏法尻部に面状排水材を所定間隔で略水平に埋設するとともに、面状排水材を貫通する杭などの係止部材を設けて面状排水材を所定位置に保持する堤防の構造が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、直径５０〜２００ｍｍの礫または割石を鋼製組立網に充填してなる篭製ドレーン部を川裏側に設置し、この篭製ドレーン部に流入する堤体の浸透水を、さらに地盤中に埋設したドレーン層を通じて堤内側の排水路に誘導するようにした堤防のドレーン構造が記載されている。
【０００８】
一方、川表側については、従来から護岸や減勢を目的とした各種護岸構造物が開発されており、砕石を詰めた布団篭の他、生態系への配慮から透水性が高く緑化が可能なポーラスコンクリート製の護岸などが形成されているが、豪雨時の堤体の崩壊を考慮したものではなく、川裏側からの崩壊防止には効果がない。
【特許文献１】特開２０００−２５７０４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１２１７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１および特許文献２記載の発明は、いずれも川表側から川裏側への浸透水の浸透性を改善することで堤体の安定を図ったものであるが、特許文献１記載の発明では堤体の下部に堤体横断方向の長さが１０ｍといった面状排水材を敷設するものであり、特に、既存の堤体の改修に適用することは困難である。また、面状排水材を固定するために杭などを打設しているが、杭どうしの間隔が大きくならざるを得ないため、豪雨や越流水による川裏法尻部からの崩壊防止にはほとんど効果がない。
【００１０】
また、特許文献２記載の発明において、篭製ドレーン部はその空隙による浸透水の排水促進を図ったものであり、堤体の変形に抵抗できるものではなく、また礫あるいは割石間の間隙が目詰まりを起こすと、排水効果も低下するという問題がある。
【００１１】
本発明は、従来技術におけるこのような課題の解決を目的とし、川裏法尻部に必要な透水性とせん断強度を兼ね備えたポーラスコンクリート製のせん断補強工を設けることにより、河川堤防を効果的に補強し、堤体の崩壊による災害防止を図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の請求項１に係る河川堤防は、川裏法尻部に排水性を有する空隙率が１０〜３５％のポーラスコンクリートによるせん断補強工を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
河川堤防の川裏法尻部に、ポーラスコンクリートによるせん断補強工を設けることで、堤体内から川裏へ向けて浸透水を積極的に排水することができる。また、せん断耐力が期待できるポーラスコンクリートにより、堤体のすべり抵抗性を著しく高めることができる。
【００１４】
空隙率を１０〜３５％としたのは、空隙率が１０％未満では浸透水の排水性能が十分と言えず、堤体内に滞る浸透水により、堤体が軟弱化したり豪雨の際の越流の可能性が高まるためである。また、空隙率は１５％程度あれば堤体内の浸透水の流れが十分確保され、良好な排水性が得られるのに対し、空隙率が３５％を超えると川裏法尻部におけるせん断補強工として十分なせん断耐力が得られない可能性があるためである。
【００１５】
請求項２は、請求項１に係る河川堤防において、前記ポーラスコンクリートとして、圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ2以上のポーラスコンクリートを用いることを限定したものである。
【００１６】
本発明は特許文献１や特許文献２記載の発明と異なり、排水機能を有するポーラスコンクリートが、それ自体、せん断補強工としてのせん断耐力を有する点に利点があり、望ましい強度として圧縮強度１０Ｎ／ｍｍ2以上としたものである。圧縮強度の上限は特に限定する必要はないが、ポーラスコンクリートとしての配合や、経済性を考慮すると１８Ｎ／ｍｍ2以内程度で、十分と考えられる。
【００１７】
請求項３は、請求項１または２に係る河川堤防において、前記ポーラスコンクリートとして、透水係数が１０-2〜１．０ｃｍ／ｓｅｃのポーラスコンクリートを用いる場合を限定したものである。
【００１８】
透水係数を１０-2〜１．０ｃｍ／ｓｅｃとしたのは、透水係数が１０-2ｃｍ／ｓｅｃ未満では、排水性能が十分とは言えないのに対し、１．０ｃｍ／ｓｅｃあれば十分である一方、一般的に空隙率も高くなり、必要なせん断耐力が得にくいためである。  
【００１９】
請求項４は、請求項１、２または３に係る河川堤防において、前記せん断補強工の堤内側に排水路が設けられており、前記せん断補強工から前記排水路へ向けて直接的なまたは他の排水手段を介して間接的な排水経路が形成されている場合を限定したものである。
【００２０】
ポーラスコンクリートのせん断補強工を川裏部の排水溝などの構造体と一体化すれば、アンカー効果を持たせることができ、また、川裏側へ誘導した浸透水をスムーズに処理することができる。ただし、排水路は上述のようにせん断補強工と一体化してもよいし、例えば特許文献２記載の発明のようにドレーン工、その他の排水手段を介して接続してもよい。
【００２１】
請求項５は、請求項１、２、３または４に係る河川堤防において、前記せん断補強工が、プレキャストポーラスコンクリートブロックからなる場合を限定したものである。
【００２２】
本発明において、ポーラスコンクリートによるせん断補強工は、現場打ちポーラスコンクリートでもよいが、請求項５のようにプレキャストブロックを用いた場合、工期を短縮できる他、工場製作などによる高品質のポーラスコンクリートブロックを利用することができる。また、プレキャストポーラスコンクリートブロックの形状などを工夫することで、さらに施工性を上げたり、後述するようにブロックどうしを組み合わせて、せん断補強工を構成するブロック間で変位吸収を図ることもできる。
【００２３】
請求項６は、請求項５に係る河川堤防において、前記プレキャストせん断補強工ブロックが断面コの字状のブロックであり、隣り合うブロックのコの字の開口側が上下交互になるように互いに開口側で係合させながら、該ブロックを法尻に沿って多数連設してせん断補強工を構成する場合を限定したものである。
【００２４】
豪雨などの場合に限らず、地震などによっても、ポーラスコンクリート製のせん断補強工に設計以上のせん断力が作用することがあり得るが、その場合に請求項６のような構成により、各ブロック間で上下方向および連設方向の変位をある程度許容するようにすれば、せん断補強工が一気に破断するといったことを避けることができる。
【００２５】
請求項７に係る河川堤防補強用ブロックは、請求項６に係る河川堤防に用いることができるポーラスコンクリートからなる断面コの字状のブロックであり、コの字の開口側を上下交互に係合させることで、上下方向および連結方向に遊びをもたせて多数連結可能としたことを特徴とする。
【００２６】
なお、以上の発明において、ポーラスコンクリートの粗骨材の最大径は、通常のポーラスコンクリートと同程度の１０〜２５ｍｍ程度であり、大きくても４０ｍｍ以内が望ましい。
【００２７】
また、粗骨材にコンクリート廃材を破砕した再生骨材を用いたり、溶融スラグを用いたりして、廃棄物の有効利用を図ることもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、河川堤防の川裏法尻部に設けたポーラスコンクリート製のせん断補強工により、堤体内の浸透水を積極的に排水することで、堤体の崩壊の危険性を低減することができる。すなわち、堤防内部や堤体の基礎地盤に浸透水を滞留させることなく、堤防強度の長期安定化を図ることができる。
【００２９】
また、せん断力の高いポーラスコンクリートを用いることで堤体のすべり抵抗性を高めることができる。
【００３０】
請求項６、７のように、ポーラスコンクリートからなる断面コの字状のブロックを用い、コの字の開口側を上下交互に係合させて、上下方向および連結方向に遊びをもたせて多数連結するようにすれば、豪雨や地震の際に、大きなせん断力が作用しても、各ブロック間で上下方向および連設方向の変位をある程度許容することができ、せん断補強工の破断などを防ぐことができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１の河川堤防において、符号２は堤体、符号３は河川を示す。堤体２の法面は、河川側の川表４、河川と反対側の川裏５により構成されている。
【００３３】
川裏５の法尻に堤体２と一体となったポーラスコンクリート製のせん断補強工１が敷設されており、川表４からの浸透水および川底からの浸透水を集水する。さらにポーラスコンクリート製のせん断補強工１に連結された排水溝６により、集水された浸透水を排水する。
【００３４】
よって、堤体２に河川からの浸透水が滞留し、堤体２の強度を低下させることなく、速やかに排水することで、堤体２の崩壊の危険性が低減される。堤体２のすべり抵抗性を高めるために、せん断力の高いポーラスコンクリートを用いることが好ましい。
【００３５】
図２〜図６は、本発明の河川堤防のバリエーションを示したものである。
図２は川裏５の法尻に堤体２と一体となったポーラスコンクリート製のせん断補強工１のみを設けた場合、図３はアンカー効果を期待するため、ポーラスコンクリートによるせん断補強工１の根入れｄを深くした場合、図４は根入れｄ部分を現場打ちのベースコンクリート７とした場合である。
【００３６】
図５は川裏５に小裏５に小段部分を形成した場合、図６は根入れしたポーラスコンクリート製のせん断補強工１に隣接させて排水溝６を設け、せん断補強工１に連結し一体化した場合である。
【００３７】
図７は本発明の河川堤防補強用ブロックの一実施形態を示したものであり、堤内側から見た正面図である。
【００３８】
ポーラスコンクリート製のプレキャストブロック１ａは、断面コの字状に形成されており、隣り合うブロック１ａのコの字の開口側が上下交互になるように互いに開口側で係合させながら、ブロック１ａを法尻に沿って多数連設して行くことで、川裏法尻部にせん断補強工１を構築している。
【００３９】
ブロック１ａどうしの間に上下方向および水平方向の遊び（間隙）が形成されるようにすることで、地震や豪雨の際に、せん断補強工１に過大な力が作用した場合にも、ブロック１ａどうしが上下方向または水平方向に相対変位することで、せん断補強工１の一部が折れるなどの破損を防止することができる。
【００４０】
ポーラスコンクリート自体の配合は、一般のポーラスコンクリートの場合と特に変わるところはなく、要求される空隙率（例えば、１０〜３５％）、圧縮強度（例えば、１０〜１８Ｎ／ｍｍ2）、透水係数（例えば、１０-2〜１．０ｃｍ／ｓｅｃ）に応じて、配合設計すればよい。
【００４１】
具体的には、例えば、セメント１００重量部に対し、水２０〜３５重量部、細骨材０〜４０重量部、粗骨材３００〜７００重量部に混和剤などが配合される。
【００４２】
表１は、具体的な配合３種類を例示したものである。
【００４３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の河川堤防の原理を概略的に示した鉛直断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を概略的に示した鉛直断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を概略的に示した鉛直断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態を概略的に示した鉛直断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を概略的に示した鉛直断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を概略的に示した鉛直断面図である。
【図７】本発明の河川堤防補強用ブロックの一実施形態を堤内側から見た正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…せん断補強工、１ａ…２…堤体、３…河川、４…川表、５…川裏、６…排水溝、７…ベースコンクリート、８…ポーラスコンクリート製のプレキャストブロック
【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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