(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底地盤上に載置可能な骨組み構造体と、
該骨組み構造体に、該骨組み構造体の下端部から一定間隔離し、かつ前方から後方に向けて傾斜させた状態で設けられた前壁部と、
前記骨組み構造体の後部に設けられ、前記前壁部よりも低く設定された後壁部とを備えたことを特徴とする防波堤用構造体。
【請求項２】
前記骨組み構造体をＨ形鋼により形成し、前記前壁部を構成する壁部材を前記Ｈ形鋼のフランジ部で保持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の防波堤用構造体。
【請求項３】
前記前壁部の下方に通水性を有する中詰め石保持部材を設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の防波堤用構造体。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の防波堤用構造体を、前記前壁部が連続するように並べて海底地盤に配置し、前記前壁部と前記後壁部との間に捨て石を中詰めしたことを特徴とする防波堤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内湾等の比較的波高が小さく地盤が軟弱な海域に設置する防波堤用構造体及び該防波堤用構造体を用いた防波堤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内湾等の比較的波高が小さい海域に適した防波堤としては、例えば図６に示すカーテン式防波堤がある。カーテン式防波堤は、前後に開脚して設けられた杭体５１と、該杭体５１の上端部を連結する連結部材５３と、前記杭体５１の前側の杭体５１ａに沿って設置されたカーテンウォール５５とから構成されている。かかる構成のカーテン式防波堤は、杭体５１を軟弱な海底地盤５７内に一定の深さだけ挿入することによって海底地盤に固定されている。
このようなカーテン式防波堤は内湾等の比較的波高が小さい海域に適した構造物であり、カーテンウォール５５で海面付近を遮断するとともに、カーテンウォール５５に作用する波力を杭体５１の横抵抗によって支持している。
【０００３】
また、軟弱地盤上に建設される防波堤の他の例として、図７に示す特公平５−６６０３号公報に開示された防波堤がある。同公報に開示された防波堤は、幅広の底版５９と、該底版５９の上に立設された防波板部６１と、該防波板部６１を補強する補強材６３と、底版５９を海底地盤５７に固定するための杭体６５を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示したカーテン式防波堤は、構造が比較的簡単であることや、カーテンウォール５５と海底間の隙間を通して海水交換が可能であり、水質の悪化を抑制できるという利点がある。
しかしながら、海底地盤５７に打ち込んだ杭体５１の横抵抗により支持するため海底地盤５７が軟弱な場合には、杭径や杭体５１の根入れ長さを大きくする必要があり、このための杭打ち作業に長時間を要し、鋼材重量が大きくなるという問題がある。
【０００５】
また、図７に示した防波堤は、ケーソンを用いる通常の重力式防波堤に比べて軽量化され、また、地盤改良が不要であるという利点がある。
しかしながら、防波板部６１が海底地盤５７から海面まで連続する不透過壁であるためカーテン式防波堤に比べて波浪外力が大きくなり、杭径や杭長を大きくする必要がある。
【０００６】
また、図８に示すように、港外側から港内側に向かって進行してきた波に対して、防波板部６１の壁面に波の峰がある時（押し波時）は防波板部６１は波力を受けると同時に、底版５９の下面に防波板部６１前後面の水位差に見合う揚圧力（三角形分布）が作用する。このため、防波堤には、港内側に滑動させようとする力と転倒させようとする力が作用する。
【０００７】
また、図９のように港外側から港内側に向かって進行してきた波に対して、壁面に波の谷がある時（引き波時）は、押し波時と逆向きの水圧、揚圧力が作用し、防波堤には、港外側に滑動させようとする力と転倒させようとする力が作用する。
このように、押し波、引き波によって、海底地盤５７に繰返し荷重が作用し、海底地盤５７が流動化して地耐力が低下するという問題がある。さらに、不透過壁構造のため、海水の流通が阻害され水質の悪化を生じやすいという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、内湾等の比較的波高が小さく地盤が軟弱な海域に適用でき、低廉で施工性が良く、かつ、海水交換が可能な防波堤を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る防波堤用構造体は、海底地盤上に載置可能な骨組み構造体と、該骨組み構造体に、該骨組み構造体の下端部から一定間隔離し、かつ前方から後方に向けて傾斜させた状態で設けられた前壁部と、前記骨組み構造体の後部に設けられ、前記前壁部よりも低く設定された後壁部とを備えたものである。
【００１０】
また、前記骨組み構造体をＨ形鋼により形成し、前記前壁部を構成する壁部材を前記Ｈ形鋼のフランジ部で保持するようにしたものである。
【００１１】
さらに、前記前壁部の下方に通水性を有する中詰め石保持部材を設置したものである。
【００１２】
また、本発明の防波堤は、上記防波堤用構造体を、前記前壁部が連続するように並べて海底地盤に配置し、前記前壁部と前記後壁部との間に捨て石を中詰めしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明の一実施の形態を説明する図であり、図１は本実施形態を後方斜め上方から見た斜視図、図２は正面図である。図において、１はＨ形鋼からなる骨組部材によって組み立てられた防波堤用構造体であり、防波堤は、この防波堤用構造体を複数個海に設置して構成される。以下、防波堤用構造体１の構成を、図１、図２に基づいて説明する。
２は海底地盤に設置されるコンクリートからなる台座であり、この例では１個の防波堤用構造体１に４つの台座を有している。
【００１４】
３はＨ形鋼をＬ型に形成したＬ型支持部材であり、１個の防波堤用構造体につき７個が並列に配置されている。Ｌ型支持部材３の立片３ａは後方に傾斜して形成されており、この例では、水平片３ｂと立片３ａの成す角度が約６０度に設定されている。４は一端側がＬ型支持部材３の立片３ａのほぼ中央部に、他端が水平片３ｂの後端側に、それぞれ接合されてＬ型支持部材３を支持する斜材である。
【００１５】
５ａはＬ型支持部材３の水平片３ｂの前端側に７個の水平片３ｂに亘って接合された下部横材、５ｂは下部横材５ａの上方に下部横材５ａと一定間隔を離して設置された上部横材である。この例では上部横材５ｂは立片３ａの上側約１／３の位置に設置されている。
【００１６】
６はＬ型支持部材３の立片３ａに設置されたプレキャスト材からなる壁材である。ここで壁材６の設置方法を図３に基づいて説明すると、立片３ａを構成するＨ形鋼上下フランジの隙間に壁材６を挿入して、壁材６の下辺が上部横材５ｂに当接するまで下降させる。さらに、その上方に壁材６を同様に挿入して積み重ねる。そして、壁材６とＨ形鋼のフランジとの間にクサビ８をたたき込んで固定する。この壁材６が本発明の前壁部を構成する。
【００１７】
再び、図１、図２について、７は立片３ａにおける壁材６の下方に設置された金網である。９はＬ型支持部材３の水平片３ｂの後端側にそれぞれ設置された支持部材、１１は支持部材９の後方側に７個の支持部材に亘って接合された後壁である。後壁１１の高さは壁材６よりも低く設定されている。
１３は両端に配置されたＬ型支持部材３の外側方に設置された側壁である。１５は両端に配置されたＬ型支持部材３の斜材４から、両端から２番目に配置されたＬ型支持部材３の斜材４に架設された端部補強材である。
なお、以上の構成のうち、Ｌ型支持部材３、斜材４、上下部横材５ａ，５ｂ及び端部補強材１５によって骨組み構造部が構成されている。
【００１８】
次に、上記のように構成された本実施の形態の据え付け作業工程について、設置後の状態の側面形状を示す図４を参照にしながら説明する。
▲１▼台座２の設置
台座２が設置される位置の海底地盤を床堀して基礎捨石１７（図４参照）を設置して、必要最小限の水平面を形成する。
次に、防波堤用構造体１を支持するコンクリート製の台座２（高さ５０ｃｍ程度、１基につき４箇所）を水平にした基礎捨石１７上に設置し、水中コンクリートで固定して基礎とする。なお、本実施の形態における防波堤用構造体１は、Ｈ形鋼からなる骨組み構造であり構造物自重を軽量化しているため、基礎捨石マウンドの設置が不要となる。したがって、大がかりな捨石表面の均し作業も不要となり作業全体が簡略化できる。
【００１９】
▲２▼防波堤用構造体の設置
工場で製作した骨組み構造部（重量１００ｔｆ以下）を台船で設置予定場所の海上まで輸送する。そして、起重機船の起重機によって海底地盤の台座２上に据え付ける。据え付け後、中詰め捨石の投入前の耐波安定のため、骨組み構造部を台座２に鎖等の連結部材を用いて仮固定する。
【００２０】
▲３▼中詰め捨石の投入
次に、骨組み構造部の内側に捨石１９（図４参照）を投入する。捨石１９は安定確保に必要な量を投入すればよい。なお、捨石１９を積み上げた際に、安定して積み上げられるのは上面の傾斜角が40度程度までであることが知られている。そこで、この例では、より安定的に捨石１９を設置するために傾斜角が約30度程度になるようにしている。
【００２１】
▲４▼壁材の設置
次に、Ｌ型支持部材３の立片３ａに、Ｈ形鋼のフランジ部をガイドとしてプレキャスト材からなる壁材６を斜め方向に落とし込む。そして、Ｈ形鋼のフランジ部と壁材６の隙間にクサビ等をたたき込んで壁材６を固定する。このとき、壁材６の位置が海面付近に配置させるようにする。
【００２２】
▲５▼洗掘防護
海底地盤が砂地盤の場合には、防波堤用構造体１の港外側前面の海底地盤上に防砂シート２１を設置し、この上に低マウンド高、肩幅小の捨石マウンド２３を設置する。これは防波堤用構造体１の港外側壁体前面において、潮流や波の波高変動に伴って海底地盤の砂が吸い出され、洗掘されるのを防止するためである。なお、波浪条件が厳しいときには、図４に示すように捨石マウンド２３の上に根囲め石２５を置く場合もある。
【００２３】
以上のように構成された本実施の形態において、港外側から港内側に向かって進行してきた波を、壁材６が受け止めて港内側に波が進行するのを防止する。そして、壁材６の壁面に波の峰がある時（押し波時）は、防波堤用構造体１が港内側に滑動しようとするのに対して壁材６の後面側の捨石１９の重量による摩擦抵抗で安定性を確保する。
また、壁材６を傾斜させたことにより、壁材６の前面に波浪外力が作用すると、波力による下向き力が生じ、構造物重量が増えたと同等の状態になり滑動安定性が高められる。
さらに、防波堤用構造体１には底面がないので、揚圧力が作用せず、図７に示した揚圧力が作用する従来例に比較して、安定性が高い。
【００２４】
一方、港外側から港内側に向かって進行してきた波に対して、壁材６の前面に波の谷がある時（引き波時）は、図７に示した従来技術のように直立した壁体の場合には港外側と港内側の水位差によって、構造体を港外側に転倒させようとする力が作用する。
しかしながら、本実施の形態においては、背面側の後壁１１が低く、後壁１１の面積が小さいので、防波堤用構造体１を後方から前方への転倒させるように作用する力が小さいく、安定性が高い。
【００２５】
また、壁材６の下方に金網７を設置したことにより、中詰め石１９を防波堤用構造体１内に確実に保持できると共に、中詰め石１９を通して海水が港外側と港内側で互いに流通でき、港内の水質環境を改善できる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、全体をＨ形鋼による骨組み構造とし、底板を設けていないことから、全体の重量が軽く、設置時の施工性がよい。また、壁材６を後方に傾斜させたことより、押し波時には、波圧の下向きの分力を利用して滑動を防止できる。さらに、底板がないので、揚圧力が作用せず、安定性が高い。
【００２７】
なお、構造物の据え付け作業における重量制限に余裕がある場合には、台座２を予め構造物に一体化しておくことも可能である。
【００２８】
波浪条件が厳しい場合には、防波堤用構造体１の奥行寸法を大きくしてもよいし、あるいは後壁を高くして投入する捨石量を増やしてもよい。また、あるいは波力、地盤支持力との関係も考慮して、図５のように防波堤用構造体１内には平坦に捨石１９を置いて、防波堤用構造体１の背後に捨石による押え盛土２７を設けてもよい。いずれにしても中詰め捨石の投入は、適宜、設計条件によって、適切な配置とすることができる。
【００２９】
また、上記の例では壁材６の傾斜角度が約６０度になるように設定したが、この傾斜角度は適宜変更することも可能であり、例えば、壁材６を寝かせるようにすれば、押し波時の波力の下向き成分が大きくなり、より安定性を増すことができる。
さらに、上記の例では、壁材６の下方に金網７を設置した例を示したが、金網に代えて、他の材質の網状の部材であってもよい。またあるいは、格子状の板状部材であってもよく、要は、中詰め石１９が崩れないように保持でき、かつ通水性を保持できるものであればよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００３１】
前壁部を傾斜させたことにより、前壁部に波浪外力が作用すると、波力による下向き力が生じ、構造物重量が増えたと同等の作用をし、滑動安定性が高められる。
また、前壁部を支持する構造を骨組み構造としたことにより、構造体全体の重量を軽量化でき、据え付け時の作業効率がよく、また据え付け工事の費用を低くすることができる。
さらに、骨組み構造としたことにより、底版がないので、揚圧力が作用せず、転倒安定性が高い。
また、前壁部の下方に通水性を有する中詰め石保持部材を設置したことにより、中詰め石を確実に保持できると共に中詰め石を通して海水が港外側と港内側で互いに流通するようになり、港内の水質環境を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の斜視図である。
【図２】  本発明の一実施の形態の正面図である。
【図３】  本発明の一実施の一部の拡大図である。
【図４】  本発明の一実施の形態の側面図である。
【図５】  本発明の一実施の形態の他の態様の側面図である。
【図６】  従来例の側面図である。
【図７】  他の従来例の説明図である。
【図８】  従来例に作用する波力の作用の説明図である（押し波時）。
【図９】  従来例に作用する波力の作用の説明図である（引き波時）。
【符号の説明】
１  防波堤用構造体
３  Ｌ型支持部材
４  斜材
６  壁材
７  金網
１１  後壁
【図１】
0004062849.tif 000002
【図２】
0004062849.tif 000003
【図３】
0004062849.tif 000004
【図４】
0004062849.tif 000005
【図５】
0004062849.tif 000006
【図６】
0004062849.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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