(57)【要約】【課題】本発明は設置地盤が軟弱でも地盤改良が小規模で済む着底式防波堤およびその施工方法を提供する。【解決手段】杭頭部が海水面直下となるように海底地盤に打設された杭と前記杭が挿入された提体を具備し、前記提体は前記杭の挿入孔を有する複数個の函体を積層して形成され、前記函体は海水の導入が可能な鋼製または、鋼とコンクリートの合成構造の浮体構造で、海水が充填される。▲１▼杭頭部が海水面直下となるように海底地盤に杭を打設する工程。▲２▼函体を起重機船等で進水させ、浮遊曳航する工程。▲３▼前記函体に沈設のため海水を導入するとともに挿入孔に前記杭を貫通させ着底させる工程。▲４▼前記▲２▼と▲３▼の工程を複数回繰り返し、提体を形成する工程を備える。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭頭部が海水面直下となるように海底地盤に打設された杭と前記杭が挿入された提体を具備し、前記提体は前記杭の挿入孔を有する複数個の函体を積層して形成され、前記函体には海水が充填されていることを特徴とする着底式防波堤。
【請求項２】
前記函体が、海水の導入が可能な鋼製または、鋼とコンクリートの合成構造の浮体構造であることを特徴とする請求項１記載の着底式防波堤。
【請求項３】
以下の工程を備えたことを特徴とする着底式防波堤の施工方法。
▲１▼杭頭部が海水面直下となるように海底地盤に杭を打設する工程。
▲２▼函体を起重機船等で進水させ、浮遊曳航する工程。
▲３▼前記函体に沈設のため海水を導入するとともに挿入孔に前記杭を貫通させ着底させる工程。
▲４▼前記▲２▼と▲３▼の工程を複数回繰り返し、提体を形成する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は港湾などに用いる着底式防波堤およびその施工工法に関し、特に設置地盤が軟弱地盤であっても地盤改良が小規模で済み、且つ小型起重機船による施工が可能なことを特徴とする。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤からなる海域に防波堤を設置する場合、地盤改良工事が大規模となるため、工期、費用の両面から地盤改良工事の縮減が課題とされている。
【０００３】
図２は軟弱地盤を改質した場合の防波堤の構造を模式的に示すもので、１０は上部工、１１はケーソン、１２は改良地盤、１３は中詰砂、１４は基礎捨石、１５は防波堤を示す。防波堤１５は軟弱地盤の改良地盤１２に基礎捨石１４を築造後、中詰砂１３を充填したケーソン１１上に上部工１０を載荷して構成される。
【０００４】
地盤改良に代替するものとして軟弱地盤上に人工地盤を設けたり、防波堤の重量を軽減するためカーテンウオール式提体等が提案されている。
【０００５】
特許文献１は海底の軟弱地盤上に人工地盤を設けて設置する防波堤に関し、図３はその一実施例を示す。防波堤１５ａは海底に打設された複数の基礎杭１６で支持されるフーチング１８上に設置される。フーチング１８はその両側に直立部を有し、直立部内側の直立壁とフーチング上面で囲われる部分にマウンド層１９を形成し、該マウンド層１９上に中詰めコンクリート１３ａを充填したケーソン１１ａを配置する。
【０００６】
特許文献２は港湾などに設けられる波浪に対抗するためのカーテンウオール式防波堤に関し、杭頭が水底面から突出するように打設された杭に、複数の防波ブロックを挿通して一体化し、波浪の進行方向に対して直交状態に延在する防波板部を形成することが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】実開平７−２３０２２号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００１−３３３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の工法により人工地盤を用いた場合、軟弱地盤を改質することなく防波堤を設置することが可能であるが、フーチング１８を設け人工地盤を形成することも環境負担が大きく、工期工費の点からも軟弱地盤の改質と比較して大幅な縮減とは言い難い。
【００１０】
また、特許文献２記載の工法で防波堤を設置した場合、軟弱地盤の改良は要しないものの防波ブロックの重量が限られることから大波浪に対して十分な抵抗力が得られず、また、軟弱地盤の改良が不要となっても多数の防波ブロックを積み重ねるため工期短縮のメリットを十分享受できないなどの欠点があった。
【００１１】
そこで、本発明は設置する海底が軟弱地盤であっても地盤改良を必要とせず、大波浪に対しても優れた防波機能を有し、かつ構成部材の運搬や設置に回航費が高い大型起重機船を必要としない防波堤およびその施工工法を提案する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、目的を達成するため本発明は以下に示す手段を用いる。
１．杭頭部が海水面直下となるように海底地盤に打設された杭と前記杭が挿入された提体を具備し、前記提体は前記杭の挿入孔を有する複数個の函体を積層して形成され、前記函体には海水が充填されていることを特徴とする着底式防波堤。
２．前記函体が、海水の導入が可能な鋼製または、鋼とコンクリートの合成構造の浮体構造であることを特徴とする請求項１記載の着底式防波堤。
３．以下の工程を備えたことを特徴とする着底式防波堤の施工方法。
▲１▼杭頭部が海水面直下となるように海底地盤に杭を打設する工程。
▲２▼函体を起重機船等で進水させ、浮遊曳航する工程。
▲３▼前記函体に沈設のため海水を導入するとともに挿入孔に前記杭を貫通させ着底させる工程。
▲４▼前記▲２▼と▲３▼の工程を複数回繰り返し、提体を形成する工程。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を基に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る防波堤の側断面図を模式的に示す図であり、図１において１は函体、２は杭、３は基礎捨石、４は函体に充填された海水、５は上部工、６は防波堤、７は挿入孔、８は提体、９はモルタルを示す。
【００１４】
防波堤６は杭２と提体８と上部工５を備え、杭２はその杭頭が海水面直下となるように海底地盤Ｇに略鉛直に打設され、波浪に対し提体８を安定的に固定するため波の進行方向に対し２列に配列されている。
【００１５】
提体８は杭２が挿通し内部に海水４が充填されている複数個の函体１を基礎捨石３上に複数段積み重ねて沈設させ、形成されている。
【００１６】
函体１は浮体構造で、杭２を挿通させるための上下に貫通する挿入孔７と沈設させるために海水を内部に導入する手段（図示しない）を有し、図４に示すように上下の挿入孔７は海水が函体１内に侵入しないように円筒状の側壁によって連結されている。
【００１７】
海水を導入する手段として開閉可能な海水導入口を設ける。海水導入口は曳航時は密閉し海水の侵入を防止し函体１を浮体構造とし、函体１に杭２を挿通して沈設させる場合は開口して海水を導入する。
【００１８】
函体１は鋼製又は内部を鋼としたコンクリートとの合成構造とする。函体１内部への補強材の取付けが自在で、かつ溶接が適用可能となり函体１の重量を大きくせず所望の剛性を得ることができるので、提体８の大きさ、剛性、重量を自由に設計することができ、杭の本数、打設する深さ、および基礎の仕様を含め、提体機能を自由に設計することができる。
【００１９】
函体１の大きさは小型起重機船での取り扱いが可能な寸法とすると、数が限られ使用料が高額となる大型起重機船を用いずに施工が可能で工期、工費ともに削減でき望ましい。
【００２０】
尚  杭２を鋼製とすると函体１との一体化のため溶接が適用できより望ましい。
【００２１】
杭２と函体１間の隙間にはモルタル等を充填し両者を一体化させ、杭２と函体１の合成構造により波浪に対する抵抗力など提体としての機能を実現する。  尚、本実施例では杭２を波浪の進行方向に対し２列とし、函体１を４段積み上げているが、本発明ではこれらに限定するものではなく防波堤設置場所に応じて杭２の配列数と函体１の積層段数を適宜増減することが可能である。
【００２２】
また、最上段に配置される函体１の挿入孔７の上部に空隙が生じる場合はモルタル９によって充填する。
【００２３】
防波堤６は以下の工程を備えた施工方法により構築される。
▲１▼第１の工程は杭頭部が海水面直下となるように海底地盤Ｇに杭２を打設する工程である。杭２は海底地盤Ｇから突出し杭頭部が海水面直下であって、最上部をなす函体１の敷設を妨げない程度に海水面より下となるように打設する。また少なくとも港外側と港内側の２列を形成することが望ましく、各列で提長方向に所定の間隔を置いて打設する。杭２の周りには基礎捨石３を配置する。
【００２４】
▲２▼第２の工程は函体１を起重機船等で進水させ、浮遊曳航する工程である。
【００２５】
函体１を工場または防波堤設置場所の最寄の港湾で製造し、小型起重機船などで進水させた後、タグボートなどで防波堤設置場所まで浮遊曳航する。
【００２６】
▲３▼第３の工程は函体１に沈設のため海水を導入するとともに挿入孔７に前記杭２を貫通させ着底させる工程である。
【００２７】
函体１を防波提設置場所に浮遊曳航後、起重機船で吊り上げ、開閉する開口部等の海水導入手段によりその内部に海水を導入しつつ挿入孔７に杭２が挿通するように落とし込み、基礎捨石３上に沈設着底させる。
【００２８】
▲４▼第４の工程は、第２の工程と第３の工程を繰り返し、前記函体１を複数個積み上げる工程である。
【００２９】
着底した函体１を挿通し、突出する杭２に更に新たな函体１を第３の工程と同様に、函体１の内部に沈設のため海水を導入しつつ挿入孔７に前記杭２を挿通し、落とし込むことを複数回繰り返し、提体８を構築する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば函体の内部に海水が充填されるため着底面の反力が小さく軟弱地盤であっても地盤改良を必要とせず大幅な工期縮減が可能で、施工費が低減される。また、函体と杭が剛結されるため、小型起重機船が使用できるような寸法の函体に提体を細かく分割しても大波浪に対し優れた抵抗力を有する。
【００３１】
また、鋼製または鋼とコンクリート合成構造の函体を用いて提体を構築すると従来の防波ブロックを用いて提体を構築した場合に比較して、函体の重量を防波ブロックの重量とほぼ等しくした場合には、防波ブロックより大きな寸法の函体により提体を構築することが可能となり大波浪に対する抵抗力が増大する。
【００３２】
防波ブロックと同一寸法とすればより軽量なため施工が容易で工費削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防波堤の側断面を示す図である。
【図２】従来例を示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る函体の構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１                  函体
２                  杭
３                  基礎捨石
４                  函体内に充填された海水
５                  上部工
６                  防波堤
７                  挿入孔
８                  提体
９                  モルタル
１０，１０ａ        上部工
１１                コンクリート製ケーソン
１２                改良地盤
１３                中詰砂
１３ａ              中詰めコンクリート
１４                基礎捨石
１５，１５ａ        防波堤
１６                基礎杭
１７                煎砂
１８                フーチング
１９                マウンド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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