寄稿

港湾における鋼杭・鋼矢板の利用にまつわる課題
東京理科大学菊池 喜昭
未来 FRONTPart 1

最大クラスの津波へ備える
津波対策水門の基礎を固める鋼管杭岩手県／鵜住居川・甲子川・
小白浜海岸・野田海岸
Part 2

省スペースで近接施工に強みを発揮
施工性のよさで経済メリットと強靱な素材の頼もしさもアピール

徳島県／吉野川下流域・
那賀川・桑野川
TECHNICAL NOTES

鋼管杭の防食法に関する研究

84
ホームページ http://www.jaspp.com/

小白浜海岸水門工事施工状況

寄稿

港湾における鋼管杭・鋼矢板の利用にまつわる課題
東京理科大学菊池 喜昭
1 はじめになった。耐震強化岸壁の大地震時の安定性を確保するた社会の要請の変化に伴い、社会基盤を建設維持する技

めに、設計地震動がより厳しいものになった。また、コ術も変化していくことが必要であることは言を俟たな

ンテナ船の大型化に伴って、前面水深が大水深化した。

い。鋼管杭、鋼矢板についても事情は全く同じである。

これらの結果、大断面の杭が必要になり、さらに、特に2010 年に完成した羽田空港 D 滑走路では、桟橋部分に海側列と陸側列の杭に大きな軸力を期待するようになっ

径 1600mm、杭長 80m を超える鋼管杭が 1000 本以上使用た。

された。工期短縮のために、ジャケットに用いる杭は、

さらに、2007 年制定の「港湾の施設の技術上の基準・

通常と異なり、ジャケットに先んじて打設され、その後

同解説」（以下、港湾基準）では、岸壁の性能のひとつとにジャケットをはめ込むという手順のため、杭を高精度して変位量の制限の考え方を導入した。このため、直杭に打設することが要求された。D 滑走路は設計供用期間

式横桟橋に代わってジャケット式桟橋が用いられるようとして 100 年が想定されているため、鋼管杭の防食につになった。これは、ジャケット式桟橋では斜材を入れる

いても特別な注意が払われた。D 滑走路の工事は、鋼管ことによって、水平力に対して軸力で対抗できるような杭の新しい課題のいくつかを浮き彫りにした工事であっ構造となり、水平変位が生じにくい構造形式であることたように思う。

が理由である。さらに、上部工が RC 構造から PC 桁に代

ここでは港湾で鋼管杭や鋼矢板を用いる際に生じている要請の変化についてポイントを絞って紹介したい。

2 大口径長尺化
従来、港湾構造物では、横桟橋、矢板式岸壁の控え杭などに鋼管杭が多用されてきた。このような杭の用い方わったため、杭間隔を広げることが可能となり、従来の5m 程度の杭間隔が 10m 程度になった。結果として杭の本数が減ることとなり、少ない杭本数で鉛直荷重を支えることになったのである。
さらに港湾工事の特徴から、大径長尺であっても杭の施工本数が少ないことが結果として工期工費を節減することにつながるということがあった。

は通常のものとは大きく異なっている。第 1 に常時はあ

この結果、港湾工事では、杭径 1300mm を超える杭がまり軸方向荷重が作用していないことである。第 2 に、多用され、根入れ長さも長いものでは 80m を超えるケー

特に桟橋のように、杭頭が地表面から突き出して用いらスが優にあるのが実情である。

れることがあることである。これらの特徴から、港湾に

2007 年に制定された港湾基準では、かろうじて、複数おける杭では、かつては軸方向の支持力はあまり問題との杭の支持力推定式が紹介され、杭の閉塞率を表す図がならず、軸直角方向の抵抗力が重要視されていた。

変更された。しかし、大径長尺杭に対しては支持力推定

しかし、20 年以上前からその様相は変化し、今となっ式にしても閉塞率にしても実績に基づくデータがあまりては大きく変化した。かつては岸壁のエプロン幅は 20mにも少ない状態であった。杭の載荷試験の重要性は古くと規定されていたが、コンテナの普及とコンテナ船の大から言われていることであるが、港湾では長いあいだ鉛型化に伴って大きく変化した。また、併せて耐震強化岸直支持力に関する載荷試験があまり行われていなかっ壁が大型岸壁において建設されるようになった。これがた。海上での載荷試験が難しいことが一つの理由である

港湾で用いられる杭に要求する機能を大きく変えた。

が、冒頭でも書いたように杭の支持力推定は設計上あますなわち、ガントリークレーンの耐震性の強化の観点から、2 本のクレーンレールが同じ基礎の上に設置され2るように、横桟橋の海側列と陸側列に設置されるようにり重要ではなく、杭の根入れ長さが支持力で決まっていなかったというのが大きな理由であった。

現在では、大径長尺杭の支持力の課題が顕在化しており、杭の支持力に関する研究 1）が進められ、載荷試験の重要性が説かれている。近年、載荷試験の実施本数は増え、現在では衝撃載荷試験は当たり前のように実施されが使えるようになることが期待される。

4 廃棄物処分場

るようになった。載荷試験を実施するようになったこと

わが国では最終廃棄物処分場を海上にたくさん建設は大きな前進であるが、さらに進めて、設計法を見直すしてきている。また、近年では陸上の最終処分場の建設ことができるくらい多くの極限支持力を求めるための載は難しくなってきており、今後ますます海面処分場の建荷試験が実施されればと思う。この種のデータが蓄積さ設がなされると思われる。陸上処分場と異なり、管理型

れないと設計照査法の抜本的な見直しは杭基礎について

海面処分場では処分された廃棄物の安定化が難しく、廃は難しいと思われる。

棄物の無害化、処分場の廃止が非常に難しい。また、古い処分場が現在では港湾の主要エリア内に存在する例も

3 防 災見受けられる。このため、場合によっては廃止を待たずに処分場を何らかの形で高度利用していくことが重要で2011 年の東日本大震災では、津波による被害が甚大である。海面処分場では、廃棄物と外界を遮断するために、あった。津波から市民や社会資本をハードで守ろうとす

遮水基盤といわれる粘性土層を利用することが多い。遮ると、防潮堤、防波堤を強化することが必要とされる。

水基盤に杭を打つことで遮水基盤や廃棄物層を地盤改良

通常、設計では、目標とする外力を決めてそれに耐えらせずに重量構造物を建設できるようになる 3）が、廃棄物れるように構造物を作ることになるが、このたびの津波層を貫通して杭を打設することで、遮水基盤の機能を損被害を受けて、想定した外力を超える作用を受けたときなうことがあってはならない。これには二つのポイントに構造物がどのように壊れていくのかを明らかにし、そがある。第 1 に杭を伝って廃棄物層内の保有水を外界にのことを考慮して設計すべきであるという、いわゆる構漏らさないこと、第 2 に杭打設によって廃棄物を遮断さ造物の「粘り強い化」の重要性が明確に打ち出された。

れた領域外に持ち出さないことである。このような問題

わが国で防波堤によく用いられているケーソン式混成は、杭に支持力が期待されているだけであれば問題とは堤の設計では滑動破壊という力のつり合いで断面が決ならないが、今後の重要課題の一つとなると思われる。

まる。これを粘り強くするには、地盤の受働抵抗を利用

なお、廃棄物層に杭を打設する場合には、耐腐食性につすることが重要であり、この機能を構造形式に導入すべ

いても新たな課題が生じてくる可能性がある。

きと震災直後から言われていた。しかも、受働抵抗を一気に発揮するのではなく、根入れ部分が変形しながら、じわじわと受働抵抗を受けるような形式が望ましい。そ5 おわりにういった意味から、たわみ性に優れた材料で受働抵抗を

鋼管杭や鋼矢板は高品質のものが供給され、非常に使利用するのが優れている。その一つの方策は鋼材等によいやすい材料であるが、それだけに、これらに期待するる根入れ式構造物を利用することである。それに類似す

ところが大きい。このような材料であればこそ、社会のる考え方として、鋼管杭を列状に打設して滑動し始めた

要請に応じてこれまで想定してこなかったような使い方

2）

ケーソンを支える構造が検討 されている。実験結果をを要求されることは今後とも多々あるであろう。

見ると、杭による粘り強い化は大きな効果があり、単に受働抵抗を利用するだけでなく、背後の洗掘対策として【参考文献】

も有効であった。このような副次的効果の積極的利用と

1）菊池喜昭、水谷崇亮、森川嘉之：載荷試験を活用した鋼管杭これまで考えてこなかったような利用形態に対応する設の設計・施工管理手法の体系化、港湾空港技術研究所資料、計の新しい考え方の確立が望まれる。
防波堤には開口部があるが、防潮堤は基本的に線で受ける構造となるため、津波高が高くなりやすい。このため、防潮堤には、越流とそれに伴う洗掘対策を十分に考慮した構造物が必要となる。耐越流抵抗性を高めるに

No.1202、2009.
2）有川太郎他：鋼管杭による防波堤補強工法の津波越流時の安定性に関する研究、港湾空港技術研究所資料、No.1298、2015.
3）菊 池喜昭他 : 管理型海面廃棄物処分場に打設する基礎杭が
底面遮水基盤に与える影響

港技術研究所資料、No.1252、2012.

は、二重矢板を内包するような根入れ構造を用いることが効果的である。また、洗掘対策として鋼管杭、鋼矢板

3Part 1

最大クラスの津波へ備える
津波対策水門の基礎を固める鋼管杭釜石市ほか岩手県・三陸海岸での海岸防潮堤および津波水門建設工事

東日本大震災から丸 5 年が経過し、被災地のハード面での復興事業も計画の半ば付近に到達しつつあるものが多い。被災直後の現況復旧から一歩前進し、地域の復興をより確実にするためのインフラ整備が着々と完成へ向けてすすめられている。今後、再び来襲するかも知れない津波に対して安全で安心な海岸保全施設の再構築に、鋼管杭が貢献している現場を訪れてみた。

野田地区海岸防潮堤建設工事空撮

4

提供：飛島建設（株）

東北町
青森市

鶴田町

七戸町

板柳町

鰺ヶ沢町

三沢市

藤崎町
田舎館村

弘前市

深浦町

六戸町
おいらせ町

黒石市
十和田市

て設定した 24 の地域海岸に対して、
そ
平川市
大鰐町
西目屋村

明治期より大きな被害を受け続けてきた津波常襲地帯

新郷村

れぞれ過去に発生した津波を総合的に
八峰町
小坂町

分析・検討することで設計津波の水位
田子町
大館市
藤里町

2

三戸町
軽米町

二戸市
を設定し、余裕高 1.0m を加えた高さを鹿角市

総面積 1 万 5275km と四国地方に匹

能代市

敵する広さを有する岩手県は、海岸線

新計画堤防高として、東日本大震災後も約 708km の総延長を誇る。その全域

三種町の海岸保全施設の復旧を図っている。

が陸中海岸国立公園に指定され、変化

洋野町

野田海岸

九戸村
久慈市
野田村

北秋田市

八幡平市
海岸堤防高の設定とともに、
河川を
上小阿仁村

大潟村

葛巻町

普代村

八郎潟町

に富んだ美しい景観で貴重な観光資源
男鹿市

五城目町
遡上する津波から集落や市街地を防御
井川町にもなっている。

潟上市

田野畑村

するための河川津波対策では、海岸堤

そんな岩手県沿岸は古くから津波の防と河川堤防をあわせた堤防方式での仙北市常襲地帯であり、近代になってからも

雫石町
防御とともに、河川河口部に水門を併

明治、昭和と年代をまたいで起こった設する対策も採用されて県内各地で工
矢巾町

三陸沖地震津波のほか、遠くチリ地震

事が進められている。
大仙市

岩泉町

滝沢村

盛岡市

秋田市

の影響を受けた大津波の被害が記録さ

紫波町
山田町

美郷町

れている。

宮古市

花巻市

大槌町

西和賀町

由利本荘市
都市景観や確実な防御効果を
横手市
北上市
考慮した水門方式を選択

度重なる大地震に伴う津波の被害を教訓に、ハード・ソフトともさまざま にかほ市

小白浜海岸

住田町

水門方式が採用されるのは、社会的

大船渡市

湯沢市
が、2011 年 3 月 11 日に発生した東日本 遊佐町 な影響や経済性、津波水門の維持管理
東成瀬村
奥州市

大震災では、想定を超える規模の津波

鵜住居川
甲子川

釡石市

金ケ崎町

羽後町

な津波対策に取り組んできた岩手県だ

遠野市

陸前高田市

平泉町
や操作の確実性、街づくりの観点を含
真室川町

一関市

酒田市

が来襲し、大きな被害を被った。東日

金山町
めた総合的見地から判断されている

本大震災による岩手県内の人的被害
三川町

鮭川村
が、市街地で河川堤防を築堤
栗原市

は、死 者 4672 人・ 行 方 不 明 者 1151 人

するには裏法傾斜部の十分なの合計 5823 人にものぼった。また、家大崎市
用地確保が困難であったり、
尾花沢市

新庄市

戸沢村

■岩手県内の津波水門工事位置図

最上町

舟形町

庄内町

鶴岡市

屋被害も全半壊 2 万 4916 棟と、そのほ

加美町

大蔵村
都市景観を含めた街づくりにとんどが津波による被害であった。

大石田町

涌谷町

色麻町

影響を及ぼす場合などは、水
大衡村
村山市

西川町

大和町

門方式が採用されていること
寒河江市
河北町

大江町

中山町
が多い。

堤防嵩上げによる復旧とともに水門方式も採用される津波対策

朝日町

東根市

天童市

泉区
青葉区

山辺町

は、陸前高田市のように壊滅的な被害
飯豊町

富谷町
利府町
塩竈市
多賀城市 七ヶ浜町
宮城野区

川崎町

上山市

蔵王町

村田町

柴田町
南陽市
陸地震等の数十年から百数十

岩沼市

亘理町

■小白浜海岸被災状況

川西町

山元町
される「L1 津波」には背後地
国見町

丸森町

新地町

を受け集落・都市機能をほとんど喪失

桑折町
米沢市への浸水を許容しない十分なした地域、釜石市のように臨海部の市防御能力をもっているが、千

伊達市

福島市

喜多方市

女川町

大郷町
東松島市
松島町

七ケ宿町
年に一度程度発生すると想定
高畠町
角田市
白石市

岩手県沿岸地域の津波による被害

石巻市に設計対象としている明治三
名取市
大河原町

小国町

美里町

また、堤防案・水門案とも
山形市
太白区
若林区

白鷹町
長井市

南三陸町

登米市

相馬市

飯舘村
年に一度程度の最大クラスの川俣町

街地を中心に被災し、背後地の市街地

北塩原村

南相馬市

二本松市
「L2 津波」を想定した場合はは残存している地域など、西会津町
その状況は湯川村 磐梯町
猪苗代町

大玉村

会津坂下町

葛尾村
本宮市
浸水面積に著しい差が出る地
浪江町

地域や防災施設等の条件により大きく異なっているのも特徴だ。
金山町

三島町

柳津町

会津美里町

海岸保全施設の被災では、釜石市鵜
只見町

双葉町
田村市
三春町
域があるため、経済性のみな
郡山市
大熊町

会津若松市

昭和村

下郷町
住居川河口や片瀬海岸など県内各地で、

富岡町
川内村
らず背後のまちづくりへの影
須賀川市

響等を考慮して、県内の多く
鏡石町

天栄村

小野町

玉川村 平田村の河川で水門方式による津波
泉崎村
石川町

広範囲にわたり海岸堤防が流出すると西郷村

いう事例が多数発生した。海岸防潮堤

古殿町
浅川町
対策が施されている。
白河市

南会津町

矢吹町

楢葉町
広野町

■片岸海岸・鵜住居川の被災状況

中島村

いわき市

建設事例を取材した。

の主要な被災原因は、津波の越流によ岩手県各地では、こうした海岸保全
棚倉町

東日本大震災から 5 年が経過し、岩り堤防の法尻が洗掘され、傾斜堤では施設や河川堤防の復旧および新設工事
塙町

手県沿岸部の津波防御のためのハード

裏法被覆の流出を伴うなどして堤防を矢祭町
が平成 23 年度から設計着手されてお対策の構築も仕上げに向けて佳境にさ流出してしまったと考えられている。

り、平成 32 年度までの完成予定で工事しかかっている現状と、そこに大きく

こうした被害を受けて、岩手県ではが進められている。今回は、その中で寄与する鋼管杭の役割についてレポー「同一の湾で区分」するなどを基本としも鋼管杭を用いた水門と海岸防潮堤の

トする。

檜枝岐村

鮫川村

5

二級河川「鵜住居川」水門工事

護床

工

N=

421
個

水門
基礎 本体工管理 工（鋼N
仮設 橋工 管杭） =1 基
N=1工
L=1 .041 本
護床
N=1 82.8m
工
式
N=2
67 個

復旧
延長
取付
擁
L=2
L=6 壁工35m
5.0m
取付
L=1 擁壁工
39.0m■鵜住居川水門整備平面図

地下被圧水対策に有効な
鋼管ソイルセメント杭が採用■鵜住居川水門工事での鋼管ソイルセメント杭施工状況

津波被害により鵜住居川の河口部に展開していた砂洲のほとんどを消失し工されている。まず、右岸側の河川内

河川河口部のさまざまな条件に
配慮しながら施工が行われる

た片岸海岸では、L1 津波を想定した新計画堤防高 T.P.+14.5m が設定され既を締切ってドライエリアを設けることで 2 径間のみの水門基礎工から上部

存堤防を嵩上げ復旧するとともに、総鵜住居川河口部の地層は、右岸側が工までを施工し、その後、左岸側を締合的な街づくりや津波へのより確実な

山付きのため支持層が浅く、打設する

切って残り 3 径間を築造する二期間に防御対策を考慮して鵜住居川河口部に鋼管杭も短いものの、海岸側に向かう左分割した計画で施工が行われている。

鋼管杭基礎を用いた水門を新設するこ

岸では支持層がとになった。

46m 程 度 と、急この水門では、被圧水対策のため掘激に深くなって削しながら比重の高いソイルセメント

いるのが特徴だ。

柱を築造した後に鋼管を建て込む、鋼鵜住居川では管ソイルセメント杭工法が採用されて秋に河口部を遡おり、杭径は 1000〜1200mm（鋼管径上する鮭を対象

800〜1000mm）
・杭長 7〜46m（鋼管長とした漁業従事

3.5〜45.0m）の合計 1141 本が使用され者もあることかている。

ら、通常の河川
流量を損ねない
よう配慮され施■鵜住居川水門施工状況

正面図
37000

側面図
5000

32000
37000

5000

32000

5000

8500

34500

左岸

△

+16.8

2300

32000

+16.8

△

17020
19370

5170

+3.0

+4.0

‒2.52

3000

△
△

－20.00－30.00支持層－40.00－50.00－60.006±0.00

T.P.=5,000
鋼管ソイルセメント杭φ1000
鋼管ソイルセメント杭φ1200－10.00

鋼管ソイルセメント杭φ1000
鋼管ソイルセメント杭φ1200■鵜住居川水門正面図・側面図

△

+2.52

1:2.0

+14.5
1:2.0
+2.65

△

11850

+14.5
+2.65

28000
27400
22500
8500
14000 14000 4500 4500 5000 13400 11000 11500

△

37000

5000

△

34500

32000

△

5000

△

右岸

32000

△

5000

3000
3000 3000
3000 1400
1400 2000 2000 1750 1750
2@4000=8000 2@4000=8000
8@3075=24600
2@3500=7000 2@4000=8000
28000

27400

22500

二級河川「甲子川」水門工事
警察跡地利用
嬉石漁港

←甲子川

港町一丁目

■甲子川水門整備平面図

釜石市街地への浸水を防御する
重要河川への水門新設工事
釜石市の中心部を流れ釜石港に注ぐ
甲子川は、背後地の市街中心部へと津
波浸水の影響が大きいほか、近接する港湾施設や工場用地などへの防災の観■甲子川水門工事の鋼管ソイルセメント杭施工状況

郷の川に帰ってくるので、今シーズン

鮭漁など豊かな恵み育む
河川環境へ配慮しながら施工

遡上する鮭の多くは震災の年に放流されたものが多い。そのため、工事にお甲子川でも鵜住居川と同様に、被圧ける騒音・振動等を定期的に観測して、地下水が確認されたため、その対策と鮭漁に影響のないレベルであることを本工事では、釜石港海岸防潮堤と一してもっとも有効と考えられる鋼管ソ

確認しながら、地元漁協との協議を密体となった水門を構築することで釜石イルセメント杭工法が採用された。

に行い、環境に配慮した工事を進めて点からも重要な対策が必要な河川である。

市の嬉石・松原地区の災害復旧を確かなものにする役割を担っている。

いる。

本河川でも、秋の鮭漁の時期はもちろん稚魚の放流を行う春にも河川内で現在、甲子川水門は左岸側の基礎工

主要構造物となる水門本体および、の施工による水質汚濁や振動・騒音の施工を終え、上部工の立ち上げが進め水門に接続する防潮堤の高さは L1 津

影響に気を配っている。通常、放流さられている。

波に対応した、T.P.+6.1m の計画堤防

れた鮭の稚魚は 3〜5 年後に生まれ故高 に 設 定 さ れ て い る。4 径 間・ 全 長120m となる水門本体は、こちらも鵜4000

住居川水門と同様に被圧水対策の必
19270
9870 9400
5870 4000
3000

25.0〜35.5m の合計 249 本）が基礎工に

+6.1
+2.1

△

800〜1200mm、杭長 29〜39m・鋼管長

+15.5

△
△

ント杭（杭径 1000〜1400mm・鋼管径△

要があることから、鋼管ソイルセメ

‒3.77

26000
28000

4000

26000
30000

4000

26000
30000

4000

26000
28000

4000

鋼管ソイルセメント杭
φ1000 ℓ=30.0m

採用されている。
甲子川水門の場合も通常の河川利用

5000を損ねないように、第 1 期工事では左岸側河川内を締切って水門の基礎工

1240001340005000■甲子川水門正面図から上部工ま
10000

16000

その後、第 2 期工事として右△

岸側の水門の

△

10000

+14.0
+6.1

△

定だ。

12000

+2.1

1:2.0

+4.6

1:2.0

△

築造に移る予

24000

3000 11000 1000 9000
2500 8500△でを築造する。

‒3.77

鋼矢板 2w

鋼管ソイルセメント杭φ1000 ℓ=33.0m
鋼管ソイルセメント杭φ1400 ℓ=35.0m
2000

2000 1500
1500 2000
2000
3@4000=12000
6@3500=21000
2@4000=8000
16000
24000
12000

■甲子川水門側面図■甲子川水門施工状況

7

小白浜地区海岸水門工事
既存の防潮堤は引き

鋼矢（上流 板二重締切工
側取付
L＝6 擁壁部）
2.9m

鋼矢板
工 （下流側 二重締切工
切取付
締 ）L＝6 擁壁部）
重 部
0.6m
二板 本体2m矢
鋼 水門 39.
（ L＝

旧水門

波による裏法尻の洗掘で裏法が空洞化す

1■小白浜海岸水門工事位置図るなどしたほか、コン

2 径間全長 55m となる水門部の基礎

クリート被覆も損傷には、杭径 1200mm・杭長 20m の鋼管するなどして堤防が杭が 105 本、杭径 900mm・杭長 21.5m

破 損した。唐 丹 湾にの鋼管杭が 48 本と合計 153 本の鋼管杭

流れ込む片岸川の既が支持杭として打設されている。当工

設水門は水門建屋を区では支持層に到達するまでに礫混じ越えた津波の水勢でりの硬い層があることや、周辺民家等

上屋設備等も損壊し、への振動や騒音に配慮が必要ないこと

機能喪失となった。

から、安価な工費で打設も確実で施工

平成 23 年より設計、破損した既設水門更新のための
新設工事に鋼管杭基礎が採用

硬い中間層も確実に打ち抜き
確実な施工が可能な鋼管杭基礎

も早い打撃工法が採用されている。

用地確保などが着手された災害復旧工

現在はすべての基礎工を終え、水門事では新計画堤防高さは L1 津波を想部の堰柱を立ち上げるコンクリート工

定したT.P.+14.5mに設定され、総延長が行われている。完成は平成 29 年度末

釜石市の南部、唐丹湾に面する小白

520mの防潮堤の嵩上げと、あわせて旧の予定で、新設された防潮堤や水門の浜海岸でも、海岸保全施設約 470m が水門から85m 海側に前出しした水門1

背後地には、漁業関連施設などの産業

全線にわたり津波による被害を受けた。

基を新設する工事が行われている。

エリアとして復興が進められることが決定している。

3000
8000

16500

3000
8000

6750

操作橋

▽TP+19.800

6750
朔望平均満潮位 ▽TP+0.640

100

3700

▽TP+2.200
H.W.L ▽TP+0.900▽TP+8.000

16750
25500

カーテンウォール

10000▽TP+10.080▽TP+8.000▽TP+14.7503700

防潮堤計画天端高 ▽TP+14.500
12300▽TP+14.500

4200

25500
1500
12080
8220
2080 4420 3800 500 1000
10000

操作橋

16500

3550 1500

6750

55500
3000
8000

鋼管杭
φ1200, ℓ＝20m
φ900, ℓ＝21.5m■小白浜海岸水門正面図■小白浜海岸水門工事の河川内締切りと鋼管杭打設状況

8■水門堰柱部コンクリート工の施工状況■小白浜海岸水門工事の鋼管杭打設状況

野田地区海岸防潮堤ほか工事
防潮堤整備延長 L=500m（計画高さ TP+14.0m）

１号陸閘
水門

農林水産省所管堤防

２号陸閘■野田地区海岸防潮堤等整備平面図■野田地区海岸の鋼管ソイルセメント杭施工状況

潮堤があった。それを今回の計画堤防

二重三重の防御ラインで備える基礎に鋼管杭が採用

高の見直しで第一線堤を T.P.+14m に嵩上げするとともに、その北側の開口軟弱層も遍在する地層を考慮し
鋼管ソイルセメント杭が採用

死者 38 名、家屋被害約 500 棟と久慈部にさらに新たな防御ラインを新設

水門部と異なり防潮堤に鋼管杭が採地区の中ではもっとも大きな被害を出することになったのが、この計画延長用されたのは、津波の洗掘にも耐えらした野田村では、水門 1 基・陸閘 2 基

500m の海岸津波対策事業となる。

れるよう裏法の傾斜を大きく取った防を備えた延長 500m の海岸防潮堤の整全長約100mで 3 径間の構造となる水潮堤の構造とコンクリート被覆による門部の基礎は、山側の露岩に近いなどの大きな荷重を支える必要があることに野田地区海岸での新たな計画堤防

地質条件から場所打ちコンクリート杭

加えて、中間層に軟弱な層が遍在する

高は、次のような基準で設定されていが採用されているが、T.P.+14mの防潮ことから確実な打設が必要とされたかる。もともとこの地区には、農林水産

堤部には全線にわたって杭径 1200mm

らである。

省所管で T.P.+10.3m と T.P.+12m の防（ 鋼 管 径 1000mm）
・ 杭 長 17.6〜25.1m

また、鋼管杭の中でも鋼管ソイルセ（ 鋼 管 長 17.0

メント杭工法が採用された理由として備が進められている。

〜 24.5m）・

は、支持層となる砂礫層のほかに軟弱

3700

転落防止柵

SKK490・ 総

な粘性土層が混じる地層条件で、さま

i=2.188%△

本数 390 本のざまな杭工法を検討した結果、鋼管ソ

鋼 管ソイルイルセメント杭工法は支持力が大きく

セメント杭が少ない杭本数で設計できるため、施工打設されて日数も短く、経済性にもすぐれているいる。

ことから、最適な工法と判断された。

42100

5800

38400
TP+14.000

△
基礎工

止水矢板
10H 型，ℓ=2.5m

裏込コンクリート
t=10cm

15000

天端被覆工
t=50cm

管理用通路
6700

TP+14.070

裏法被覆工
t=50cm

8500

1000

止水矢板
ℓ=3.0m
1500 2@3000=6000 2000 10H 型，
9500
鋼管ソイルセメント杭φ1200/φ1000，ℓ=25.00m

基礎杭の打設が行われた現場は、外海に面しているため、低気圧が接近すると仮締切の鋼矢板を超えるほどの波浪に見舞われるのが常という過酷な施■野田地区海岸防潮堤標準断面図

工環境でもある。施工管理、安全管理ともに大変な苦労を要しながらも、平成 26 年
3 月に着手された鋼管杭の打設は同年 12 月には無事完了し、現在は防潮堤本体の築造が行われている。

■波浪時の影響も大きな環境で水門と堤防の築造が進んでいる■防潮堤本体の築堤工事の状況

9Part 2

省スペースで近接施工に強みを発揮
施工性のよさで経済メリットと強靱な素材の頼もしさもアピール
送電鉄塔のほか河川航路にも近接し、厳しい安全管理が求められる旧吉野川・広島堤防工区

徳島県／吉野川下流域および那賀川・桑野川における
鋼矢板を用いた河川堤防の地震・津波対策2011 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災の被害状況を踏まえ、現在、が図られるとともに、既存堤防にも必要に応じて堤防の沈下を抑制

全国各地の河川堤防で津波対策が行われている。その際の堤防の施する対策工事が実施されている。その対策工法はさまざまであるが、設計画で重要視されているのは、数十年から百数十年に一度程度発

住宅地などが近接する狭隘地での施工を余儀なくされる地区では、生するとされる大規模地震で基礎地盤が液状化することで堤防が沈

省スペースで迅速な施工が可能な鋼矢板を用いた対策工が進められ下し、その後に来襲する津波への対策である。そのため、現状で無堤ている。徳島県の 2 河川での実例を紹介する。

または堤防高さが不足している地区については、築堤や堤防嵩上げ

東日本大震災の被害を教訓に
津波対策が進められる河川堤防
四国第一の河川であるばかりでな

は順次、築堤や堤防の嵩上げを図りつ合が解かれ液化したような状態になる

つ、地震による基礎地盤の液状化に伴ことである。地盤に液状化が発生する

い河川堤防が沈下することも想定したと噴砂・噴水のほか地盤沈下を引き起液状化対策を行うことである。

こす。特に大量の盛土で築堤されている堤防の場合は、液状化層が堤防自重

く、利根川の「坂東太郎」、筑後川の「筑紫次郎」とならび「四国三郎」と称される日本有数の大河川・吉野川。そ
のうち、旧吉野川とその分流である今により側方に押し出され、その変位に液状化層の剛性・強度が低下し
堤防機能の低下・喪失への対策

よって堤防が両側に引っぱられること
で亀裂が発生する。沈下や亀裂による切川。そして、県南部の阿南市に河口

液状化とは、地下水位が高く緩い砂

堤防の機能低下・喪失により、津波が部をもつ那賀川と、その支流の桑野川質地盤で、地震の揺れで土の粒子間結

越流することで堤防背後の市街地等にで、現在、大規模な河川堤防の地震・津波対策工事が行われている。
両河川とも対策の契機となったのは、2011 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災の被害である。その巨大な地震

淡路島

坂出市
丸亀市
善通寺市

南あわじ市

香川県

鳴門市
旧吉野川

動や津波によりもたらされた被害の状
況を教訓に、徳島県では東南海・南海

阿波市

地震等による数十年から百数十年に一

美馬市
吉野川市

度程度発生すると想定される「L1 津

三好市

波」を施設計画上の津波と設定し、海剣山

備により、津波災害からの防災を目指
その基本的な考え方は、無堤地区や堤防高さが不足している箇所について

10

徳島市
小松島市

高知県
■吉野川、および那賀川位置図

今切川

阿南市

徳島県

岸および河川の堤防や津波水門等の整す計画・設計が図られた。

吉野川

那賀川

桑野川
美波市

紀伊水道

間隙水

地表

通常の並び

地震前

拡 散
砂粒

噴砂・噴水

密な状態

地震中

地震後
地震前の堤防③亀裂・陥没

地震後の堤防①沈下②側方変位■地盤における液状化のメカニズム

大きな被害をもたらすことになる。

隣地家屋などへ SCP 工法による地盤変位の影

近接施工等に強みを発揮、
堤防の沈下を抑制する

響が予想される工区でも積極的に鋼矢板工
法 が 用 い ら れ て お り、

今回、河川堤防の津波・高潮対策がSCP 工法で施工した堤必要とされる吉野川および那賀川の両

防の川裏側のみに鋼矢下流域の地盤は、砂質土層が 20〜30m

板を打設している箇所

程度堆積した地層で液状化層が厚く存も多い。

在しているのが特徴である。これらエ

剛性で側方流動を抑リアでは、堤防の沈下を抑制するためえる鋼矢板工法は、地サンドコンパクションパイル（SCP）

盤変位を最小限に抑え工法による地盤改良と鋼矢板工法が、ることができ、隣接家屋

施工箇所ごとの環境を考慮し、採用さだけでなく施工現場付近の川底に水道というほかにも剛性の高い鋼材を用いれている。それぞれの工法が選択され管や工業用配水管などの施設・設備がることで、近隣住民への説明会などでるポイントは次の通りである。

ある場合でも積極的に採用されている。

も安心感をアピールしやすい点がある■川表側の耕作地、川裏側の住宅地と民地にはさまれた環境に配慮しながら施工される桑野川・住吉堤防工区

作業スペースが十分に確保でき、居住地家屋などが隣接しない工区では
SCP 工法を採用するが、狭隘地の施工
区間では省スペースで迅速な施工が可
能な鋼矢板工法が用いられている。
作業スペースの有無にかかわらず、という。特に、実際に鋼矢板を搬入し、打設している状況を確認してもらうこ

鋼材ならではの頼もしさを
近隣にアピールする鋼矢板とで強靱な素材を用いた確かな対策が施された構造物ができあがり、地域が

鋼矢板を用いることのメリットは、
省スペースで迅速かつ近接施工が可能

地震と津波から守られるということも理解されやすいという。
さらに、鋼矢板工

サンドコンパクションパイル工法（SCP工法）

鋼矢板工法

居住地側
川側

居住地側
川側

法は大きな作業ヤードを必要としないことや迅速な施工が可能なことから、施工
スペースの確保や要員削減などが見込め

鋼矢板
サンドコンパクションパイル

緩い砂地盤や柔らかい粘性土地盤の改良工法のひとつで、地盤内に砂を圧入することで強固に締まった砂杭を造成する工法で、地盤の密度を増大させることで地震時の液状化を抑制する。

る。そ の た め、施 工環境の諸条件によっては SCP 工法と同等

鋼矢板を地中に打ち込むことで、地震で液状化した地盤の側方への移動を鋼矢板により防ぎ、堤防の沈下を最小限に抑制する。

以上の経済性を発揮する。

■ SCP 工法と鋼矢板工法による液状化対策工法の概要図

11旧吉野川・今切川「広島堤防耐震対策工事」
開閉橋の新設20m 前後の液状化層への
沈下対策に鋼矢板工法を採用

から旧橋の撤去、そして本工事と、

旧吉野川、およびその分流の今切川

さまざまな工事の下流域は、地盤高が潮位以下の箇所

が長期間にわたが多く存在し、また古くから吉野川のり進行している氾濫地域という歴史背景から、おおむのも本工区の特ね 20m 前後の砂質土層で形成されて

徴 で、近 隣 住 宅

おり、厚い液状化層が存在している。

地 へ の 騒 音・ 振

この地域の地震・津波対策工事は動管理にも細心

L1 津波を想定した堤防の沈下対策で、の注意が払われ既設堤防の嵩上げとともに液状化抑制て お り、24 時 間のための対策工として SCP 工法と鋼測 定 の 騒 音・ 振

矢板工法が採用されている。

動計を設置して周辺の自治会や各家庭

鋼矢板工法が採用されている工区の■吉野川位置図および河川堤防の地震・津波対策区間への配慮を徹底している。

特徴は、作業ヤードが不足しているこ

鋼矢板の打設スピードは、継矢板かとや家屋等の建造物が工区に近接する

一枚物の鋼矢板か、さらには陸上施工

ため SCP 工法を用いるには適していか水上施工かによって差はあるが、2 枚ないという環境条件に加え、作業ヤー

継の鋼矢板の場合は平均して 1日5〜6ドが確保でき SCP 工法で施工可能で枚、19.5m の一枚物・水上施工で 1日10も地盤変位の影響が懸念される場合に枚程度の鋼矢板を打設できるという。

も鋼矢板工法が併用されている。

■一部、水上施工も行われた広島堤防工区■旧吉野川・今切川 耐震対策延長

住宅地のほか送電鉄塔、開閉橋
航路対策などシビアな近接施工

対策済延長（使用鋼矢板規格）

約 4.6kmⅢw 型L=16.5～20.5m、Ⅳw 型L=21.5～22.5m
VL 型L=19.5～22.0m、ⅥL 型L=20.5～25.5m

未対策延長

約 24.1km

全延長

約 28.7km

今回、取材に入った今切
川左岸、延長約 198m の「広島堤防耐震対策工事」地区
では、川裏側に住宅地が近接するほか工区の上空には送電線鉄塔が迫るシビアな施工管理を求められる狭隘
地・近接施工となっている。
さらに、開閉橋を航行する
船舶の運航や
旧橋の撤去工平成 26 年－27 年度
広島堤防耐震対策工事 L＝154.3m

全管理に細心さが求められ01.

法には特に安

H.W.L

透水性鋼矢板Ⅲw 型（SYW295）
L＝33.6m N＝47 枚

透水性鋼矢板Ⅲw 型（SYW295）
L＝30.6m N＝54 枚

1.0 程 :2.0 程
度
度

1:2

透水性鋼矢板Ⅳw 型（SYW390）L=19.5m

AP=-10.000

る現場となっている。

12■広島堤防耐震対策工事／平面図

プレキャスト笠コンクリート▽A.P.±0.00

異形鋼矢板Ⅳw 型（SYW390）ℓ＝19.5m N＝1 枚クレーンを用いた鋼矢板工No.211+19.4 付近

透水性鋼矢板Ⅳw 型（SYW390）
L＝39.6m N＝66 枚
透水性鋼矢板Ⅳw 型（SYW390）
L＝60.0m N＝100 枚

接 し て お り、■住 宅地のほか送電線鉄塔も近接する環境での鋼
矢板打設

1:

事などにも近透水性鋼矢板Ⅳw 型（SYW390）
L＝28.8m N＝50 枚■低振動・低騒音で施工が可能な油圧圧入機による鋼矢板打設■広島堤防耐震対策工事／標準断面図

透水性鋼矢板Ⅳw 型（SYW390）L=19.5m

朔望平均満潮位
平均潮位
朔望平均干潮位▽A.P.-3.00
1:2.0
程度
捨石

那賀川・桑野川「住吉堤防耐震対策工事」
低騒音で施工が県南の一級河川でも進む
鋼矢板を用いた地震・津波対策

可能な油圧圧入

阿南市

機 を 使 用 す る。
地中に点在する

剣山山系ジロウギュウを源流とし、河口部まで流程 125km の一級河川那支障物の影響や賀川と、その支流である桑野川でも L1

高い N 値などの津波を想定した地震・津波対策が着手

条件で鋼矢板がされている。
《事業対策延長約 11.1km

打設しにくい地（内訳・那賀川約 4.6km、派川那賀川約

盤では硬質地盤

川
那賀

那賀
川

富岡水門
天神前樋門

派川那
賀川
（
桑野川
）

前田樋門
野川

桑

阿南市

4.5km、桑野川約 2.0km）》その計画は、クリア工法も採無堤地区の解消とともに巨大地震によ用 さ れ て い る。

る堤防の沈下対策として既設堤防の嵩

ま た、N 値 25 以

上げと液状化抑制のための対策工が行上の地盤と、鋼矢板の標準積算 25mをわれている。那賀川、桑野川とも国道

超える長尺施工の場合はウォーター55 号バイパスよりも下流部から先行

ジェット併用で打設が行われている。

■那賀川・桑野川の地震・津波対策区間■那賀川・桑野川 耐震対策／鋼矢板使用数量
規格

して対策工がはじまり、現在は上流部での工事が中心となっている。

重量（t）

Ⅱw 型

L=7.5～14.5m

683

Ⅲw 型

L=15.0～29.0m

3,179
3,383

Ⅳw 型

L=18.0～29.5m

ⅤL 型

L=18.0～29.5m

592

ⅥL 型

L=19.5～29.5m

10,28018,117

振動・騒音に配慮しながら
迅速な施工が可能な鋼矢板工法

嵩上げを含む既存堤防の液状化対策
工約 7km で、旧吉野川・今切川と同様に SCP 工法による地盤改良（約 3.4km）

取材に入った桑野川右岸、延長約と、鋼矢板を打設することで堤防地盤65m の「住吉堤防」工区では、川表側の側方流動を抑制する工法（約 3.6km）には耕作地などの民地があり、川裏側が比較検討のうえ採用されており、両には住宅家屋が近接する現場となって工法の選択ポイントは吉野川下流域といる。川表側の耕作地に透水層が存在同様である。

するため透水性鋼矢板を使用するほ■硬質地盤クリア工法による鋼矢板打設状況

か、ここでも近接する宅地への騒音・振動対策として 24 時間測定の騒音・深く厚い液状化層に対応し
標準積算を超える長尺施工も振動計を設置して近隣住民への配慮を徹底している。

那賀川・桑野川下流域の地盤は、砂「住吉堤防」工区では堤防上を作業

質土層の液状化層がおおむね約 20m

ヤードとして使用できるため、搬入後前後であり、河口部の液状化層は 30mの鋼矢板の継溶接を打設に先行して行前後と非常に厚く存在しているのがい、1 枚物の鋼矢板としてクレーンで吊〜6 枚、ウォータージェットを併用し特徴だ。非液状化層まで鋼矢板を到達

り込み、打設を行っているのが特徴だ。

なくてもよい地盤なら 1 日 10 枚程度のさせる必要があるため、最長で約 30m

当工区での鋼矢板の施工スピード

打設が可能だという（以上、鋼矢板長の鋼矢板を打設する。河口部の施工は

は、ウォータージェット併用で 1 日 5■堤防上を作業ヤードに行われる鋼矢板の継溶接

20m 前後の場合）。

鋼矢板を海上運搬できることから一枚物の鋼矢板を使用する

透水性鋼矢板ⅥL 型（SYW295）
L＝65.5m N＝131 枚

計画高水位 T.P.＋4.021m
T.P.＋0.914m（朔望平均満潮位）
T.P.－0.891m（朔望平均干潮位）

上運搬となるため2鋼矢板を打設するパイラーは、近接家屋等に配慮した低振動・

T.P.＋1.50（砂巻き）

9-1 号矢板上部工
σck＝18N/mm2

空石張

FEPφ502 号境界壁

9-2 号矢板上部工
σck＝18N/mm2

目地材
吸出防止剤

T.P.＋0.00〓〓ブロック

置換砕石 C＝40

T.P.＋1.50（＋1.50～＋2.80）

均しコンクリート
σck＝18N/mm2

均しコンクリート
σck＝18N/mm2枚継の鋼矢板を使用する。

切断部
L＝1.5m1:0.5

が、河口 部 以 外 は 陸

光ケーブル

WI

桑野
川

透水性広幅鋼矢板Ⅳw 型（SYW295）
L＝16.2m N＝27 枚
異形鋼矢板ⅥL 型（SYW295）L＝1.0m N＝2 枚

透水性鋼矢板ⅥL 型（SYW295）
L＝27.0m
N＝54 枚

2-2 号矢板上部工 1-2 号矢板上部工
L=16.2m
L=52.0m■住吉堤防耐震対策工事／平面図

透水性鋼矢板ⅥL 型（SYW295）
L＝4.0m N＝8 枚

透水性広幅鋼矢板Ⅳw 型（SYW295）ℓ=21.5m（20.0m）

透水性広幅鋼矢板Ⅲw 型（SYW390）ℓ=19.5m

透水性鋼矢板ⅥL 型（SYW295）L＝20.0m N＝40 枚
TP＝－20.000▽－20.00▽－18.25（－18.25～－18.55）■住吉堤防耐震対策工事／標準断面図

13鋼管杭の防食法に関する研究（波崎海洋研究施設における重防食被覆鋼管杭の30 年暴露試験結果の概要）
鋼管杭・鋼矢板技術協会

防食技術委員会

たポリエチレン被覆（有機被覆）工法

1. はじめに

1）

酷な条件にある。

の 30 年経過時の調査結果 の概要を

桟橋は全長 427m、先端の水深は約

鋼管杭・鋼矢板技術協会では、1984

報告するとともに調査結果を踏まえた－ 5m で、ポリエチレン被覆工法が施年度（昭和 59 年度）より、運輸省港湾

防食性能低下評価手法について紹介すされている鋼管杭は桟橋の最突端とな技術研究所（現（独）港湾空港技術研るものである。

る No.31〜35 であり、桟橋の中でも最も過酷な環境下にある。

究所）および（財）沿岸開発技術セン
ター（現
（一財）
沿岸技術研究センター）と共同で、鋼構造物の防食技術の向上

2. 研究施設の概要

3．ポリエチレン被覆工法の
概要を図るため、茨城県波崎にある波崎海

長期暴露試験は、波砕帯の研究施設

洋研究施設波砕帯観測用桟橋の 47 本である「波崎海洋研究施設波砕帯観測の鋼管杭を利用して、有機被覆、ペト

用桟橋（以下桟橋と呼ぶ）」を使用してポリエチレン被覆は、ウレタンエラ

ロラタム被覆、無機被覆、電気防食、いる。本桟橋は図 1 に示すように茨城

ストマー被覆と並んで「重防食被覆」

塗装系の 5 種類における防食技術の防県の鹿島と銚子の中間付近に位置し、と呼ばれ、鋼管杭の防食工法の中で最食効果や材料の耐久性に関する現地試

海岸線に直角に突き出しているため、も広く普及している工法の一つであ験を開始している。各種防食工が施工

防波堤に囲まれた一般的な港湾施設とる。工場で鋼材に被覆施工されるためされて以降、毎年現地調査を実施し、は異なり、年間を通じて太平洋の荒波

一貫した管理が行われ、品質が安定し2014 年度には暴露開始から 30 年が経を受け、しかも砂浜海岸であるため漂ている。また、施工法および材料の特過した。本稿では、鋼管杭・鋼矢板技

砂による摩耗作用を無視することがで性から、耐久性、耐薬品性、耐海水性術協会が長年に渡り調査を実施してききない等、防食環境としては極めて過に優れ、カーボンブラックを配合する
ことで耐候性を向上
さ せ て い る。図 2 にポリエチレン被覆工
法の構造を示す。なお、現状ではポリエチレン被覆よりも様々な鋼材形状に対応できるウレタンエ
ラストマー被覆が一
般的に使用されてい
る。

図1

14

波崎観測桟橋の概要図

さらには、疵部からの被膜の接着劣4. 調査内容て測定を行うなど、測定方法の改善を化を把握することを目的に、行ってきているものの一層の精度向上

ポリエチレン被覆工法の調査対象❶人工的に被膜を剥離して鋼面を露出を図る必要がある。

杭の概要を表 1 に、30 年経過時の調査させた人工疵部周辺の被膜と鋼面の（3）付着力試験（ピール強度試験）

接着劣化進展距離の測定

項目を表 2 に示す。調査は 20 年経過時

JISG3469 に準拠したピール強度測❷人工疵部周辺の接着劣化を簡易に検からの 10 年間の経年変化の把握、及び出するための打音検査

性能低下予測に向けた基礎データの取年経過時においても 294N/cm（計測器を実施した。

得を目的に、20 年経過時と同様の調査

定で各杭の付着力を測定した結果、30の上限値）以上の高い値を示し、製品（付着力、被膜厚み、鋼材板厚、採取サ仕様の 35N/cm 以上を満たしていた。

ンプルの被膜厚さ、引張強度、体積固（4）被覆厚み

5. 調査結果

有抵抗、吸水率）を実施した。
また、30 年経過時の調査では、新た＋ 3.5m、＋ 5.0m の各断面で円周方向に 4 点の被膜厚みを電磁誘導方式膜

主要な調査結果を以下に示す。

（1）外観観察な調査を試みている。まず、被膜劣化の定量的な評価を目的に、厚計で測定した。各杭における平均

杭 No.33〜35 の外観写真を写真 1 に厚みを図 4 に示す。30 年経過時におい❶水分・塩分除去によって現地での計示す。すべての調査杭において、ポリても変動が少なく、製品仕様である

測精度を向上させた体積固有抵抗のエチレン被覆の防食機能低下に繋がる

2.5mm 以上を満たしていた。

現地測定

大きな変状（浮き、剥離等）は観察さ❷吸光度による劣化評価（FT-IR 分析）

れず、光沢の経時低下及び若干の変色を実施した。

が確認される程度であった。

（2）体積固有抵抗（絶縁抵抗）
10 年、20 年及び 30 年経過時に現地で測定した体積固有抵抗の結果を図 3に示す。経時とともに体積固有抵抗の

鋼管杭増加傾向がみられるが、材料性能が向上したとは考えにくいので、現地での表面処理層

測定精度の向上が要因と考えられる。

ポリエチレン接着層

ただし、室内試験結果と比較すると現ポリエチレン被覆層

地計測ではバラツキが大きい。20 年経
過時の調査では環境遮断法により、30
年経過時の調査では乾燥雰囲気とし

図 2 ポリエチレン被覆工法の構造

写真 1

表 1 ポリエチレン被覆工法の調査対象杭の概要
防食工法

31

防食範囲（m）

施工時期−1.75～＋5.15

32
33

ポリエチレン被覆

34

防食シート・防食テープ＋FRPカバー（1985 施工）
1984.6−1.77～＋5.25

35

表2
項目
外観

現地補修仕様ペトロラタムテープ＋チタンカバー（2012 施工）
防食シート＋FRPカバー（1985 施工）

No.31

No.32

No.33

No.34

No.35
○

−

○

○

○

○

絶縁抵抗測定＋5.0、陸側

○

○

○

○

○

付着力試験（ピール強度）＋3.5、陸側

○

○

○

○

○

図3

＋3.5、＋5.0（各 4 点）

○

○

○

○

○

7

＋2.5、陸側

○

○

○

○

○

6

−

○

○

○

○

○

被膜の厚さ

○

○

○

○

○

被膜の機械的性質
（引張強度、伸び）

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

鋼管杭の板厚測定
打音検査
サンプル調査

被膜の体積固有抵抗
被膜の吸水率
被膜の吸光度＋2.5 陸側

○

0

No.32

10

No.33

No.34

20
30
暴露経過年数（年）

No.35

40

現地測定による体積固有抵抗の経時変化

No.31

8

塗膜厚（mm）

被膜厚み測定1.E+12
1.E+11
1.E+10
1.E+09
1.E+081.E+07
1.E+06
1.E+05
1.E+04

30 年経過時の調査項目

計測位置

No.31

1.E+14
1.E+13

体積固有抵抗（Ω・cm）

No.

外観写真（杭 No.33、34、35）

No.32

No.33

製品仕様 2.5mm

No.34

No.35

5
4
3
2
1
0

0

10

図4

20
暴露経過年数（年）3040

被膜厚の経時変化

15（5）鋼管杭の板厚測定
30 年経過時の調査では 20 年経過時の調査でサンプル採取した隣接の被膜を採取（30 年経過時のサンプル）し、持管理の上で重要な調査・点検項目に× 108 Ω ・cm（ ＝ 108 Ω ・cm2/0.7cm）以なるといえる。

上が劣化の限界値の目安となる。従っ（6）ポリエチレン被覆の
サンプル採取による評価て、30 年経過時において、ポリエチレ
ン被覆の体積固有抵抗は、防食性能の限界値までは低下していないと考えら

鋼面を露出させた部分で板厚の測定を前述で採取したポリエチレン被覆実施した。その結果、各杭の平均板厚を試験室に持ち帰り、各種試験を行っれる。

は 11.8mm と設計値 12mm に対して微た。なお、サンプルは各杭とも＋ 2.5m

3）吸光度分析（FT-IR 分析）

量の減肉傾向が見られた。これは 20 年付近の陸側から採取している。

経過時にサンプルを採取した箇所に施

1）引張強度ポリエチレンの分子レベルでの酸化進展度から被覆材の劣化進行度を把した部分補修（ペトロラタム＋ FRP カ

JISK7113 に準拠し引張試験を行っバー）が、早期の段階で変状し最終的た結果、引張破断強度は 30 年経過時に握する目的で、今回はじめて吸光度分析 5）を実施した。

2には FRP カバーが破損脱落したこと

おいても製品仕様の 12.0N/mm 以上

試験は、採取したサンプルを透明エによるものと考えられる。つまり、20を満たしていた。また、引張破断時のポキシ樹脂に埋め込み研磨後に表面か年経過時のサンプル採取部が鋼面まで伸びについても製品仕様の 300% 以上

ら 400µm 深 さ ま で と、表 面 か ら 2000

露出した人工的な疵部となり、その疵を満たしていた。

〜2400µm 深 さ ま で の 2 点 に つ い て、部の端部から接着劣化が進行し、鋼材

2）室内試験による体積固有抵抗

微 小 領 域 FT-IR 分 析（CH2 1450cm－1、れる。

印加電圧を 100V として絶縁抵抗計

C ＝ O 1740cm－1）を行い、ポリエチレにより測定した結果、図 5 に示すよう

ン被膜の厚み方向での紫外線劣化有無

12

次に、接着劣化進展距離の測定状況に 30 年経過時において製品仕様の 10と測定結果の最大値を写真 2 および表Ω ・cm（図中の破線）に近似するまで

3 に示す。接着劣化が 20 年経過以降の減少していた。

10 年間で進展したと仮定すると、最大

No.32

一 方 で、被 覆 の 絶 縁 抵 抗 は 10 Ω・cm 以上の場合には被覆下の鋼は腐能性があることが示唆された。既往の4）

食していないと報告されていること 、研究によれば接着劣化進展距離は及び絶縁抵抗は体積固有抵抗と被覆

0.3〜1.5cm/ 年であることから、今回の厚みの積であって試験杭のポリエチの結果は既往の研究と同等ないしはそレン被覆の厚みは図 4 より 0.3〜0.7cm

れ以上となり、過酷な環境が影響したであることから、体積固有抵抗は 1.4

2

1.E+15
1.E+14
1.E+13
1.E+12

製品仕様：1012Ω･cm

1.E+11
1.E+10
1.E+09

図5

0

10

20
30
暴露経過年数（年）

室内測定による体積固有抵抗の経時変化

CH21450cm −1

CH21450cm −1/C＝O1740cm −1

C＝O1740cm −1の検出と疵部周囲の劣化の進展は、維接着劣化進展距離測定状況（No.31）

表316

接着劣化進展距離の最大値

No.

接着劣化進展
距離の最大値

備考

31

15cm

20 年目採取部に積層錆

32

7cm

33

15cm

34

12cm

35

18cm

No.35

1.E+16

FT-IR 分析場所

わけではないが、鋼面が露出した疵部

写真 2

No.34

1.E+17

可能性がある。なお、接着劣化によって直ちに鋼材の減肉が大きく進展する

No.33

1.E+188で 0.7〜1.8cm/ 年の割合で進行する可
2,3）

No.31

1.E+19
体積固有抵抗（Ω・cm）

板厚の減少につながったものと推察さ

図6

表面から400µm 深さまでのFT-IR 分析

40

を確認した（図 6、図 7）。その結果、2

図 8 に示す。ここで、図 5 に示したよう

め、防食機能が低下することも注意が点の断面とも CH2/C ＝ O の吸光度比に 5 年、7 年、20 年、30 年経過時の調査必要である。

は酸化劣化の指標とされる 2 以上で、対象杭本数（杭 No.）は、それぞれ 1 本

ほぼ同等の値であったことから表層の（No.35）、1 本（No.35）、3 本（No.31 〜

紫外線劣化は、ほとんど進行していな

33）、5 本（No.31〜35）であり、各杭でいことが確認された。

測定値のバラツキが少ないことから、30 年経過時の調査によって、ポリエ

調査杭本数が複数ある年は全杭の平均チレン被覆工法の長期耐久性が確認

値を示すこととした。

されるとともに、鋼面まで達する疵部

6．防食性能低下予測手法に
関する検討
ポリエチレン被覆の劣化変状は紫

7. まとめ図 8 に示すように体積固有抵抗の経の影響が確認され、疵部に対する補修

時変化を直線近似して、被膜性能の限対策が維持管理上重要であることがわ

界値の目安となる体積固有抵抗の値

かった。

8

外線による表層外観劣化と水分の吸1.4 × 10 Ω ・cm に到達する時間を求め

劣化指標の適用可能性として体積固湿による体積固有抵抗の低下が挙げ

ると、約 610,000hour（約 70 年）となっ有抵抗を提案したが、現地での測定はられる。30 年経過時の調査結果に基づた。ただし、この試算結果は一例に過容易なものではなく、より簡易でかつき、被膜の劣化度評価について考察す

ぎず、体積固有抵抗の初期値が低けれ高精度な測定手法の確立が今後の課題

ると、FT-IR 分析結果から、紫外線劣ば限界値の目安に到達する予測時間はである。

化はほとんど進行していなかったこと

短くなることに注意しなければならな

また、簡易な補修方法としての部分が判明している。このため、図 5 の体い。一般的に、体積固有抵抗の初期値

補修の試験も開始しており、今後の追12

積固有抵抗の減少は水分の浸透の影

は製品仕様である 10 Ω ・cm に対して跡調査を通じて適正な評価と工法を確響と考えられる。微細チョーキングを余裕を持った値となっているが、定期立する必要がある。

伴った水分浸透を Fick の拡散浸透モ

的な計測を実施して初期値からの経時デルを用いて時間の平方根に比例して変化を把握することが重要である。

水分浸透が進む 6）と仮定し，さらに水また、被膜の疵等によって被膜厚が分浸透と体積固有抵抗の対数値が比例小さくなった場合、体積固有抵抗が同関係にあると仮定した場合の関係をじ値であっても絶縁抵抗は低下するた

FT-IR 分析場所

CH21450cm −1

CH21450cm −1/C＝O1740cm −1

C＝O1740cm −1【参考文献】
1）鋼 管杭の防食法に関する研究グループ：鋼管杭の防食法に関する研究（2014 年度（平成
26 年度）調査）報告書、2015 年 3 月
2）原 田佳幸・阿部正美・福手勤・濱田秀則・
是永正・江田和彦・岩倉肇・元木卓也・佐藤 一 昌： 重 防 食 鋼 矢 板 に お け る 被 覆 材 の
接 着 耐 久 性 に 関 す る 研 究、港 湾 技 研 資 料
No.984、2001 年 3 月
3）審 良善和・山路徹・岩波光保・原田典佳・
吉崎信樹・村瀬正次・斎藤勲・上村隆之・
北村卓也：重防食被覆を適用したハット形
鋼矢板の耐久性に関する基礎的研究、港湾空港技術研究所資料 No.1230、2011 年 3 月
4）R.CHARLES BACON, JOSEPH J.SMITH,
AND FRANK M.RUGG: Electrolytic
Resistance in Evaluating Protective MeritofCoatingsonMetals,INDUSTRIALAND
ENGINEERINGCHEMISTRY,Vol.40,No.1,
January1948.
5）森 北浩通・田中伸幸・畑千登・高木光司：カルボニル基分布によるポリエチレンの寿命予測、パナソニック電工技報、Vol.58、
No.1、2010 年 3 月
6）久 保内昌敏：耐食用有機材料の腐食劣化とその機構、第 26 回防錆防食技術発表大会 特
別講演、2006 年 7 月

体積固有抵抗（Ω・cm）

1.0E+20
1.0E+17
1.0E+14

表面から2000～2400µmのFT-IR 分析

1.4E＋81.0E+08
1.0E+05

図7

y ＝ 6E＋21e‒0.04√t

1.0E+11

0

200

400
600
800
経過時間 √t（時間 0.5）1000

図 8 体積固有抵抗経時変化
（片対数グラフ：Fickの拡散モデル）

17

協会からのお知らせ

1 平成 27 年度技術講習会・説明会開催実績「杭基礎便覧の改訂ポイント」「鋼管杭の設計・施工と維持管理」「鋼矢板の設計、施工について」「震災・津波対策における鋼矢板・鋼管杭の適用事例」「鋼矢板・鋼管杭の腐食・防食について」などのテーマについて幅広く各地で開催しました。
平成 27 年 10 月 8 日に当協会事務所のある鉄鋼会館（東京都中央区日本橋茅場町）にて開催した「鋼管杭基礎・鋼管矢板基礎の中掘り杭工法
施工要領説明会」では、杭打ちに関わる関係者の皆様に多数ご参加いた
だく中、昨年度発行した「中掘り杭工法施工要領」の解説を中心に、「支持層の確認・判断」等のテーマについて講演を実施しました。

2 海洋暴露試験 30 年の研究成果 合同報告会に協賛
平成 28 年 2 月 16 日に東京都中央区の浜離宮朝日ホールで開催された「海洋暴露試験 30 年の研究成果 合同報告会」（主催：土木研究所、港湾
空港技術研究所）に協賛しました。
当協会は、「波崎海洋研究施設における鋼管杭の防食法に関する長期暴露試験」の共同研究におけるメンバーとして、港湾空港技術研究所、
沿岸技術研究センター、防食会社他とともに、1984 年より鋼管杭の防食工法の耐久性評価に取り組んでいます。本報告会は、10 年に 1 度の報告会であり、参加者約 350 名の中、土木研究所主導の駿河湾での海洋暴露試験、港湾空港技術研究所主導の波崎沖での海洋暴露試験の 30 年間の研究成果を踏まえて、各防食工法の長期耐久性に関する講演が行われました。

3 第 20 回 土木鋼構造研究シンポジウムに後援
平成 28 年 2 月 26 日に東京都千代田区の大手町フィナンシャルシティ
カンファレンスセンターで開催された「第 20 回土木鋼構造研究シンポ
ジウム」（主催：日本鉄鋼連盟）に後援しました。参加者約 300 名の中「港湾鋼構造物のライフサイクルデザインに向けた取り組み」をテーマに「わが国の港湾行政について～港湾施設の維持管理～」、「港湾鋼構造物のライフサイクルマネジメントと設計体系」等の講演が行われました。

18

4 協会発行・新出版物のご案内（1）JASPP Technical Library −施工−シリーズの発行
当協会では、鋼管杭工法の技術伝承・普及、信頼性確保・向上を目的に、「施工」に焦点を当てた技術整備を実施してゆく
ことを企画し、これまでに蓄積した技術、知見、ノウハウを取りまとめた施工要領等の技術資料を作成して、専門家・学識経験者等を委員に迎えて設置した施工専門委員会において審議いただき、その成果を「JASPP Technical Library −施工−」シ
リーズとして発行してゆくことを計画しております。
昨年度発行した、
・鋼管杭基礎・鋼管矢板基礎の中掘り杭工法
（セメントミルク噴出攪拌方式）施工要領〈標準版〉（平成 26 年 9 月）
及び道路橋向け姉妹版の・鋼管杭基礎・鋼管矢板基礎の中掘り杭工法
（セメントミルク噴出攪拌方式）施工ガイドライン（案）（平成 27 年 3 月）に続き、今年度は下記の要領を発行いたしました。
●鋼管矢板基礎 頂版接合部 鉄筋スタッド方式施工要領（平成 27 年 8月）（2）重防食製品の仕様書改訂
重防食鋼管杭、重防食鋼管矢板、重防食鋼矢板に関して、製品を構成する重防食被覆材の材料試験の方法を規定している
JIS 規格が 2014 年に改訂され、引張試験の特性値の用語、定義が変更されました。この改編に伴い、当協会で発行している下記の製品仕様書について、内容を改訂いたしました。
●重防食鋼管杭・鋼管矢板製品仕様書（平成 28 年 3月）●重防食鋼矢板製品仕様書（平成 28 年 3月）

5 技術論文・報文の発表❶塩崎禎郎、田中隆太、相和明男、大槻貢著：自立矢板式係船岸の鋼管矢板に生じる二次抗力の設計法について、土木学会第70 回年次学術講演会、2015 年 9 月❷松井良典著：打込み鋼管杭の技術の変遷、土木技術、2015 年 9 月号
❸鋼管矢板基礎継手の正負交番せん断試験、JASPPTechnicalReport、2016 年 1 月❹縞鋼管高耐力継手の正負交番せん断試験、JASPPTechnicalReport、2016 年 1 月

19

84

No.

一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会組織図（平成28年3月）
総会
会長

代表理事

理事

理事会

施工専門委員会

技術総括委員会

施工管理普及委員会
監事
広報WG
事務局

道路・鉄道技術委員会

港湾技術委員会

建築基礎技術委員会

鋼矢板技術委員会

製品技術委員会■ 協会会員（50音順）

防食技術委員会

株式会社クボタ
JFEスチール株式会社
JFE大径鋼管株式会社
新日鐵住金株式会社
日鉄住金大径鋼管株式会社

2016 年 3月31日発行
発行
制作

禁転載

一般社団法人 鋼管杭・鋼矢板技術協会〒103-0025 東京都中央区日本橋茅場町 3-2-10（鉄鋼会館 6 階）（03）3669-2437

株式会社トライ

〒113-0021 東京都文京区本駒込 3-9-3 （03）3824-7230