建設コンサルタンツ協会ホーム269号目次

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Project brief 2

コスト縮 減が 期待できる。

プロジェクト紹介

・ CSGは汎用のブルドー

コンクリートがれきを用いた
CSG 海岸堤防の設計

ザで撒出し、振動ロー
ラで 転 圧することか3）
粘り強い海岸堤防の概念図（土堤）ら、高速施工が期待さ程度で、セメントと水を簡易な施設

区では 920mの堤防をで混合したものである（写真2）。

約 7ヵ月で完成させている。

外気にさらされる法表面（海側）とCSG は、強度が定義され、強度・ CSGは、土堤のように法面被覆ブ

天端は厚さ50cm 程度のコンクリー決定手法と品質管理手法を有しておロックの剥がれや波浪による浸り、設計上要求されるCSG の必要

食、吸出しの懸念がなく、大規模また粘り強さを発 揮するため、強度を確保することが可能なもので津波に対して大きな抵抗力を有しCSG 堤は、「岩手・宮城・福島3県のに至る可能性を少しでも減らす。

ある。このため、台形 CSGダムに代ている。

建設海岸堤防設計の考え方」にお図2

小林 裕
KOBAYASHI Yutaka
株式会社建設技術研究所
東京本社
ダム部技師長■ はじめにて福島県で最初に完成した堤防で東北地方太平洋沖地震の津波により既設の海岸堤防に未曾有の被害が発生した。この被災を受け、「設計対象の津波高を超えた場合でも■「粘り強い海岸堤防」とは東北地方太平洋沖地震の津波に施設の効果が粘り強く発揮できるよよる海岸堤防の被災形態は、津波

うな構造物」の考え方が示されておが越流したことによる堤防盛土材料り、粘り強く効果を発揮する海岸堤の流出や裏法尻の深掘れであった。

1）
防が各地で導入されている。

具体的には、裏法尻部の洗掘防表される重要永久構造物に用いら止や、被覆工等の部材厚の確保等。CSGとは、このように参れている2）による盛土材料流失防止策が施さ

考文献 2）、3）に示す方法に従い、れた構造である（図 2）。

強度が確実に担保されているものある（写真1）。

■ CSGとはCSGとは、建設現場周辺で手近をいう。

混合直後の CSGれる。事実夏井海岸地

硬化した CSG（供試体）

コンクリートがれきを用いた CSG

写真 2トで保護する構造とした。

ける盛土による粘り強い海岸堤防■CSG 堤の位置
夏井地区の堤防法線は、隣接する既存堤防との接続や用地的な制約を考慮して決定した（図1）。

■ 夏井地区への CSG 堤防導入

■ CSG 堤の形状の考え方も参考に図 2に示す堤防と同等の機能を有するように図 3に示す構造とした。
また海岸利用者の退避や安全性を考慮し、CSG 堤の表法（海側）は1：1.5の勾配とし、小段をつけた階段状のものとした（図3）。

「粘り強い海岸堤防」は、設計対に得られる岩石質材料（河床砂礫、

今 回 報 告 を 行 う夏 井 地 区 海

象の津 波高を超える津 波が来襲

風化岩など）を、分級・粒度調整、らCSGを用いることを検討した。

構造物を構築するため、CSG 堤のさらに裏法は1：2.6の盛土とした。

岸 堤 防 は、延 長 920m、天 端 標

し、海岸堤防の天端を越流すること洗浄を行うことなく、オーバーサイ・ 現場周辺には処理すべき震災コ

形状は、台形形状を基本とした。

この盛土は、利用者の安全性確保

高TP+7.2m、堤体 積 6万m3 のうちにより海岸堤防が破壊・倒壊する場

ズ除去や必要に応じて破砕を行う

ンクリートがれきが多量にあり、これは台形とすることで、①常の他、CSG 堤と同時に築堤すること

4万m3 を震災コンクリートがれきに合でも、次の 性これを破砕して利用することで、時・地震時の反力変動が小さいこ

で工事用道路としても利用できるとセメント・水を加えたCSG（Cement

能を有する堤防と、②堤体内に曲げ引張応力が発ともに、完成後は植生工を施し、景Sand and Gravel）を用いて建設されである。

生せず、堤体必要強度を低く抑える観にも寄与するものである。

たものである（図1）。

・ 施 設 が 破 壊、ことが可能となること、を考慮した

夏井地区においては、以下の点か砂質地盤上に高さ約 8m の剛体■ CSG 堤の設計手順

夏井地区では隣接する既設堤防

倒壊するまでも今次津波により被災した。CSG海の時間を少し

堤体形状はCSGを用いたダムの岸堤防は、その北側の無堤区間にでも長くする。

実績をもとに上下流面勾配は合計安定性および液状化による沈下量新設したもので、復旧復興事業とし・ 施設の「全壊」で1：1.5 程度とした（図3）。

検討を行い、CSG 堤の強度を設定ものである。

CSG 堤防区間
920m

写真 3

近傍のコンクリートがれき

CSG 堤の設計は、基礎と堤体のなお、CSGはコンクリートと比べするという手順で実施した。

耐久性で劣ることから、常時波浪や

図 4にそのフローを示す。
盛土
環境保全・アクセス性を確保
掘削土を利用：CSG 堤の構造留意点
表法保護コンクリート
波からの保護のためｺﾝｸﾘｰﾄを階段状に設置
人が往来可能な構造で小段設置(安全性)

盛土の裏法勾配 1：2.6
盛砂の安定条件より設定
地震時（k=0.20）にすべりが発生しない勾配

CSG
3 リフト＝90cm

基礎工
CSG 堤は築堤材の吸出しを受けないが、波による洗掘防止のため、法尻から 1m 以上の根入れを行い、表面をブロック等で保護

写真 10403）完成した CSG 堤（北から望む）

Civil Engineering Consultant

VOL.269 October 2015

図1

対象位置と海岸堤防

図3

基盤造成 CSG
0.5m

フーチングの設置
法尻が洗掘されても転倒しないが施工上の理由で設置

CSG 堤の基本構造 3）

Civil Engineering Consultant

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■ 基礎地盤高の設定

ドコンパクションパイル

表1ＳＴＡＲＴ

結果をもとに、支持力が確保でき工法を計画した。対策

堤体物性値の設定る地盤をCSG 堤の基礎とすること

後の地盤強度は、N値

堤体形状の設定を原則として基礎地盤高を設定しが 21程度（内部摩擦た。なお、後述するように N 値が小角φ36˚、常時の許容さく基礎として十分でない箇所につ支 持力196kN/m2）にいては、地盤改良を前提として基礎向上した。

標高を設定した。

ﾛ）基礎の安定性検討（常時、L1 地震時）

YESｲ）～ﾊ）の安定条件を満足しているかｲ）
CSG 堤の安定性検討（常時、L1 地震時）

ﾛ）基礎の安定性検討（常時、L1 地震時）

力、基 礎の円弧すべり、液状化 時の沈下づき、安定検討を行った。夏井地区

量のすべての条件をの地盤のうち、最も軟弱であった夏満足することとなった

井川に近い堤防の基礎地盤を、図7（表1）。に示す 3層にモデル化した。表層は液状化時の沈下もN値10 未満、下層はN値 50以上、中小さく、万一沈下して層はN値が10 〜20 程度であった。

もオーバーレイによる

ﾊ）液状化による沈下量検討
・L2 地震での液状化判定
・L2 地震での沈下量照査

NO

討を実 施 結果、支 持

図 4 の CSG 堤の検討フローに基項対策工の検討※

そして再度、安定検 盤改良前（無対策）の安定検討■地ｲ）CSG 堤の安定性検討（常時、L1 地震時）ｲ）～ﾊ）の安定条件を満足しているか

NG

OKNG

OK

T.P.4.4m (照査外水位）

T.P.4.4m（照査外水位）

T.P.4.4m（照査外水位）

盛土

T.P.4.28m (沈下後堤防高)CSG

図8

体に発生する最大・最小主応力をも※本検討では、
ﾊ）に対する対策をまず実施し、その結果を踏まえて
ｲ）、ﾛ）の安定条件を確認する手順とする。とに算定した。作用荷重は、自重・盛土

変形解析結果 3）（液状化対策前）CSG

図9

変形解析結果 3）（液状化対策後）

図 10

CSG 堤の変形解析モデル 3）

図 11

CSG 堤の必要強度分布図 3）

地震力（L1）・水重・静水圧・動水圧とした（図10）。
② 安全率の設定

CSG 堤は、図 6 に示すモデルで復旧が容易なレベルである（図 9）。

体の安定性を確認しており、滑動や計算結果に対し、必要 CSG 強度検討し、堤体底面の滑動・基礎の反また、L2 地震時（k=0.35）でも堤底面反力、基礎の支持力のいずれはダム基準に準じ安全率 4を確保も満足する結果となった。

することとした。これは、施設の重力・基礎地盤の支持力について安定性を検討した。

要度・解析手法（静的）を考慮し、■ CSG 堤の強度の設定

底面反力は全域で圧縮となり、滑動の条件も満足したが、基礎の支ダムの基準に準じたものである。

CSG 堤の必要圧縮強度は、FEM持力条件は満足しなかった。

T.P.7.2m（計画堤防高）

必要強度は、静的弾性解析で堤CSG 堤の検討フロー 3）

図4

OKOKNG

T.P.7.2m（計画堤防高）
T.P.6.24m（沈下後天端高）

T.P.7.2m (計画堤防高）① 検討条件

NOEND

滑動
反力
支持力
基礎地盤
基礎を通る
安定性
円弧すべり
沈下後液状化によ天端標高とる沈下量
設計水位
堤体安定性

地盤
改良後
OK
OK
OK

無対策

解析から求めた。

NOYES

YES

目ﾊ）液状化による沈下量検討
・L2 地震での沈下量照査

CSG 堤の安定性検討（L2-1 地震時）安定条件を満足しているか

構造検討結果一覧

3） 写真 5
写真 4 CSG 堤を南側から鳥瞰する（H25.11）完 成から約 1年半経過した裏法盛土部③ 検討結果N値

10 未満

静的弾性解析による必要 CSG

CSG 堤と基礎地盤を通るすべり

N値

10～20

強度の分布を図11に示す。CSG 堤

工程短縮面で有用であることが判

CSG は、岩石質の材料であればについて、図 7のモデルで安定検討

N値

50 以上の変形に伴い、堤敷で必 要 CSG明した。そして、約 7か月間という短コンクリートがれきに限らず適用の強 度 が 最 大 の 2.67 N / m m 2 とな

期間で約1kmの対象区間が概成し、可能性がある。材料の賦存量（採った。

平成 25 年10月に完成した。

取可能量）、賦存状態、基本的な物を実施したが、L1地震時で安全率が1.0 未満（0.99）となった。
表層から中層は L2 地震時に液TP.0.675m
水重

堤体慣性力
堤体自重

土重
静水圧

土圧
TP.0.675m

揚圧力静水圧■ CSG の強度と単位セメント量

最後にCSG 海岸堤防を検討する

性・品質を調査し、経済性や施工上での留意点をいくつか記述する。

性、環境負荷を考慮して適地を選定

CSG の強度は、施工時に試験施砂質地質上に剛な構造を築造すする必要がある。そして破砕が必要

計算をFEM 解析を使用して算出し工と共に、室内で CSG 試験を行い、ることから、基礎の設計が重要であな場合は、破砕後の基本物性を把た。その結果、堤防天端は設計水ひし形を作成することで求めた（参る。このため、ボーリング調査や現握することが必要である。

位以下に沈下してしまうこととなった

考文献 2）。

位置試験等により地盤条件や支持今後の大規模地震に備え、堤防CSG 試験結果をもとに、TP+2.3m力を把握して、基礎の安定性、液状整備が必要な場所は数多く、本工を境として配合を変更した。すなわ化の判定や対策の必要性について法の採用の増加が期待される。

ち、標高が高く堤高が小さい箇所検討する。そして、大規模地震時後は、単位セメント量を80 ㎏ /m3 とし、に到来するL2 津波に対して粘り強基礎に近く堤高が大きい箇所は120い堤防として機能するように設計す㎏ /m3 とした。

ることが重要である。

状化を生じる結果となった。このた

図5

サンドコンパクション改良概要図

図6 安 定計算荷重図（地震時 k=0.20）高さ9.1m3）

め、L2 地震時の液状化による沈下（図 8）。
このように安定条件を満足しないため、基礎地盤を改良することとした。なお、
図2に示した傾斜堤（土堤）の場合でも基礎の安定性や液状化CSG
CSG

盛土φ=35°

基礎φ=28°による沈下も満足せず、同様の対策基礎φ=32°が必要であるとの結論に至った。

基礎φ=38°■ 地盤改良後の安定検討

液状化対策として、
図5に示すサン

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Civil Engineering Consultant

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■ まとめ

く変動するため、法線の決定の際クリートガレキの活用性、経済性、いる。

海岸堤防としてのCSG 堤は、コン（液状化対策前）
図 7 地盤モデルと円弧すべり計算結果 3）

また、海浜地形は高潮等で大きには、入念な検討が必要と考えて＜参考文献＞
1）国土交通省東北地方整備局 仙台河川国道事務所：「明日へつなぐ」仙台湾南部海岸堤防復旧プロジェク
ト、http://www.thr.mlit.go.jp/sendai/kasen_
kaigan/fukkou/index.html
2）台形 CSGダム技術資料作成検討会：台形 CSGダム設計・施工・品質管理技術資料、財団法人ダム技術センター、平成 24 年 6月
3）福島県いわき建設事務所：夏井地区海岸 CSG 海岸
堤防技術資料、平成 25 年 10月

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