壁構造体及びその形成方法
【課題】 建設コストを増大させることなく、地震力に対する抵抗力を発揮して地震力を低減することができる耐震補強機能を有すると共に、新規に壁構造体を構築する場合のみならず、既存の壁構造体に工事を加えて改修する場合でも実施することができるような壁構造体及びその形成方法を提供する。
【解決手段】 重力式の壁体５２と、壁体の背面側に施工される施工領域Ｅに下方から上方に所定高さずつ順次堆積される固化処理土５８と、固化処理土中に所定高さずつ間隔をおいてほぼ水平方向に平面状に配置される複数の面状補強材３２とを備え、複数の面状補強材の各端部が壁体の背面側３５に連結されたことを特徴とする。
【解決手段】 重力式の壁体５２と、壁体の背面側に施工される施工領域Ｅに下方から上方に所定高さずつ順次堆積される固化処理土５８と、固化処理土中に所定高さずつ間隔をおいてほぼ水平方向に平面状に配置される複数の面状補強材３２とを備え、複数の面状補強材の各端部が壁体の背面側３５に連結されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力式の壁体が用いられた、例えば、岸壁構造体等の壁構造体及びその形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の壁構造体としては、例えば、船舶が係留することができるように海岸線に沿って設けられている岸壁構造体がある。このような岸壁構造体としては、海岸線に沿って壁体が設けられていて、この壁体としては、例えば図１０に示すケーソン５０や、図示しないが、ケーソン５０と同等の高さを有するＬ型ブロックとか、複数の直方体のブロックを積み上げて形成したブロック積等の壁体がある。
【０００３】
上記岸壁構造体に用いられるケーソン５０等の壁体は、大きな地震が発生して外力が加わったときには、その滑り出し（水平移動）や、転倒等を生じ、これらが発生するときに加わる水平力の地震力（慣性力、壁体の自重×設計震度）や、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力等に対する壁体諸元や構造部材が、例えば非特許文献１において検討され、その設計法が提案されている。
【０００４】
例えば岸壁構造体は、地震時においてはケーソン５０等の壁体の背面側（海と反対側の陸側）に、土砂等を介して海Ｓ側に向かって水平方向に作用する地震力Ａ（図１０参照）が働くため、特に、ケーソン５０等の滑り出しの抑止や、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力の確保が設計上の課題となる。
【０００５】
壁体の滑り出し抑止の対策としては、壁体底面とこの壁体を支持する地盤の基礎部材との間の摩擦抵抗Ｂ（図１０参照）を増大させたり、壁体の背面側に作用する水平力を減少させる等の方法が取られている。
【０００６】
上記摩擦抵抗Ｂを増大させるためには、図１０に示すように、ケーソン５０の幅Ｗを大きくして、このケーソン５０を支持する地盤の基礎捨石５４との接地面積を広くしたり（後述するａ．）、このようにケーソン５０の幅Ｗを大きくする代わりに、図１１に示すように、上記ケーソン５０より幅Ｗが小さいケーソン５２の底面と地盤の基礎捨石５４との間に、摩擦抵抗Ｂを増大させるマット５６を取り付ける方法（後述するｂ．）等が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、壁体の背面側に作用する水平力を減少させるには、図１２に示すように、ケーソン５２の背面側（図中右側）に、軽量混合処理土が固化してできる、軽くて強い固化処理土５８等を埋設することにより、ケーソン５２の背面側に作用する土圧を低減させる方法（後述するｃ．）等がある（非特許文献２参照）。
【０００８】
また、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力の確保の対策としては、以下のような方法が取られている。
【０００９】
図１４に示すように、ケーソン５２には、鉛直荷重Ｆ１と水平荷重Ｆ２等の力が作用し、これらの力の合力Ｆ３は、通常偏心し、かつ傾斜している偏心傾斜荷重となっている。地震時には、水平方向の地震力が上記水平荷重Ｆ２に加算されることにより、上記偏心傾斜荷重である合力Ｆ３が増大する。
【００１０】
このため、ケーソン５２の底面の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力が確保できない場合には、ケーソン５２が傾いたり転倒したりするのを防止するため、図１３に示すように、基礎捨石５４の下に、サンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）工法等による地盤補強材料６０等を埋設して地盤の壁体支持力を強化したり（後述するｄ．）、或いは、図１２に示すように、ケーソン５２の背面側に軽くて強い固化処理土５８等を埋設して用いることにより、ケーソン５２の背面側に作用する土圧を低減させて、壁体支持力が確保できる方法（後述するｃ．）等が取られている。
【００１１】
【非特許文献１】「港湾の施設の技術上の基準・同解説」 社団法人 日本港湾協会、１９９９年発行
【非特許文献２】「軽量混合処理土工法 技術マニュアル」財団法人 沿岸開発技術研究センター、平成１１年４月発行
【特許文献１】特許第３０８６９４７号公報の「アスファルトマットの施工方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の壁構造体にあっては、次のような問題があった。
ａ．壁構造体に用いられるケーソン等の壁体の滑り出し抑止の対策として、壁体の底面とこの壁体を支持する地盤の基礎部材との間の摩擦抵抗Ｂを増大させるために、図１０に示すように、ケーソン５０の幅Ｗを広くする方法を取ると、ケーソン５０の水平断面が大きくなるため、その製作費、据付費等の建設コストが増大する。
【００１３】
またケーソン５０の幅Ｗを広くする方法を取ると、地盤の基礎捨石５４の敷設範囲や、その下に地盤補強材料６０等を埋設する場合はその埋設する範囲も増大して、さらに建設コストが増大するという問題があった。
【００１４】
また、既存の壁体をその幅Ｗを広くするように改修するような場合には、壁体の前面側（背面側と反対側、図中左側）が張り出すように水平断面を大きくせざるをえないので、岸壁構造体の場合は海岸線の位置が沖側に出っ張るように移動してしまうという問題があった。
【００１５】
ｂ．また、上記壁体の滑り出し抑止の対策として、壁体の底面とこの壁体を支持する地盤の基礎部材との間の摩擦抵抗を増大させるために、図１１に示すように、ケーソン５２の底面と基礎捨石５４との間に摩擦抵抗を増大させるマット５６を取り付ける方法を取ると、そのようなマット５６はケーソン５２を新規に製作する時にしか取り付けられないため、既存の壁体の底面と基礎捨石５４との間にマット５６を取り付けることはできないという問題があった。
【００１６】
ｃ．また、上記壁体の滑り出し抑止の対策として、壁体に作用する水平力を減少させる方法として、図１２に示すように、ケーソン５２の背面側に固化処理土５８等を設置することにより、ケーソン５２の背面側に作用する土圧を低減させる方法を取ると、全水平力の低減には繋がるとしても、地震力に抵抗して地震力を低減させるような積極的な耐震補強の効果は得られないため、地震力が大きい場合には壁体の滑り出しを抑止できる効果は期待できないという問題があった。
【００１７】
ｄ．さらに、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力の確保の対策として、図１３に示すように、基礎捨石５４の下に地盤改良構造６０を形成するなどして、壁体支持力を強化する方法を取る場合は、ケーソン５２を新規に製作する時にしか地盤改良構造６０を形成することができないため、この方法により既存のケーソン５２の下の地盤補強を施すことはできないという問題があった。
【００１８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、建設コストを増大させることなく、地震力に対する抵抗力を発揮して地震力を低減することができる耐震補強機能を有すると共に、新規に壁構造体を構築する場合のみならず、既存の壁構造体に工事を加えて改修する場合でも実施することができるような壁構造体及びその形成方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明による壁構造体は、
重力式の壁体と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域に下方から上方に所定高さずつ順次堆積された固化処理土と、
前記固化処理土中に前記所定高さずつ間隔をおいてほぼ水平方向に平面状に配置された複数の面状補強材とを備え、
前記複数の面状補強材の各端部が前記壁体の背面側に連結されたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明による壁構造体は、
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明による壁構造体は、
前記固化処理土は、浚渫土砂又は掘削土砂に、セメント、石灰、酸化マグネシウム、或いは石こう等の固化材を混合して、固化する前は粘性を有し、時間の経過と共に固化するような性質を有していることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明による壁構造体は、
前記面状補強材が、可撓性を有し、網目を有する平面状又は網目を有しないシート状に形成されたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明による壁構造体は、
前記面状補強材に、前記固化処理土中に含まれるアルカリ成分に対して耐蝕性が良い高分子樹脂性材料が用いられたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明による壁構造体は、
前記壁体の海岸側の海底を掘削してこの海底深さを増加させることができることを特徴とするものである。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明による壁構造体の形成方法は、
重力式の壁体を設ける工程と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明による壁構造体の形成方法は、
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とするものである。
【００２７】
また、上記課題を解決するために、本発明による壁構造体の形成方法は、
既設の重力式壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明による壁構造体の形成方法は、
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２９】
このような本発明による壁構造体及びその形成方法によれば、建設コストを増大させることなく、地震力に対する抵抗力を発揮して地震力を低減することができる耐震補強機能を有すると共に、新規に壁構造体を構築する場合のみならず、既存の壁構造体に工事を加えて改修する場合でも実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明に係る壁構造体及びその形成方法を実施するための最良の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１ないし図９は、本発明による壁構造体及びその形成方法の一実施の形態について説明するために参照する図である。従来と同じ部分には、従来と同じ符号を付して説明するものとする。
【００３１】
図１は、既存の岸壁構造体（壁構造体に相当）に改修工事を加えて、本発明の一実施の形態に係る岸壁構造体を形成した状態を示す断面図である。
同図に示すように、本実施の形態に係る岸壁構造体は、既設の重力式のケーソン（壁体）５２の陸側（背面側、図中右側）に、深さを有する施工領域Ｅが形成され、この施工領域Ｅには固化処理土５８が打設されて、この固化処理土５８は下方から上方に所定高さずつ順次堆積されるようになっている。
【００３２】
また、この固化処理土５８中には、それが順次堆積されたときの前記所定高さの間隔をおいて、ほぼ水平方向に平面状に配置された複数の面状補強材３２が挟み込まれている。そして、この複数の面状補強材３２の海側の各端部は、ケーソン５２の背面側に一体的に設けられたアンカー部材３５に連結されている。アンカー部材３５は、例えば、一端部がコンクリート内に打ち込まれて固定されるアンカーボルトとナット等の結合部材を用いることにより、ケーソン５２の背面側に一体的に設けることができる。
【００３３】
ケーソン５２は、基礎捨石５４の上に載置されている。基礎捨石５４の下側には、前記ＳＣＰ工法等による地盤改良構造６０が埋設されている。固化処理土５８の前側（図中左側）半分の下側には、裏込石３７が埋設されている。固化処理土５８の後方（図中右方）及びその後側（図中右側）半分の下側には、裏埋土４０が埋設されている。ケーソン５２の内部には、中詰砂４２が充填されている。ケーソン５２及び固化処理土５８の上には、施工領域Ｅから掘り出して溜めておいた元の土砂を埋め戻して固めた土砂が配置されている。
【００３４】
図１における岸壁構造体の固化処理土５８は、浚渫又は掘削して得られた、含水比が液性限界を超えるような軟弱な浚渫土砂又は掘削土砂に、セメント、石灰、酸化マグネシウム、或いは石こう等の固化材を混合して生成した混合処理土が、時間経過と共に固化したものである。この生成された混合処理土は海中でも固化することができ、固化することにより一軸圧縮強さで１００〜４００ｋＮ／ｍ２程度まで強度を向上させることができる。
【００３５】
なお、後述する混合処理土５８ａの堆積の作業を行ない易くするために、流動化剤、凝集剤、高分子ポリマーのような分離防止剤などの混和剤や添加剤を必要に応じて混合することにより、固化処理土５８へ固化する前の混合処理土は流動性を有するように流動化処理したものであってもよい。
【００３６】
このような混合処理土に用いる浚渫土砂又は掘削土砂としては、本実施の形態に係る岸壁構造体を形成する前、またはその形成と同時期に、港湾内の海底を浚渫又は前記施工領域Ｅを掘削した際に生じた浚渫土砂、又は掘削土砂を用いることができる。
【００３７】
面状補強材３２は、混合処理土中に含まれるセメント等のアルカリ成分に対して耐蝕性が良く、可撓性（柔軟性）のある高分子樹脂性材料が用いられており、図２に示すように網目を有する平面状に形成されているため、混合処理土中に埋設されたときに、混合処理土が上記網目を通って互いに連結するので、面状補強材３２はこの混合処理土が固化した固化処理土５８と構造上一体的に連結する。
【００３８】
図２に示すように、面状補強材３２はその長さ方向の端部３２ａが、棒部材３４と連結部材３６を介して前記アンカー部材３５に連結されている。すなわち、面状補強材３２はその端部３２ａが、この面状補強材３２の長さ方向と垂直方向に伸びる棒部材３４に巻き付けられて連結部材３６に係止されている。
【００３９】
この棒部材３４は、その長さがその両端部３４ａ，３４ｂの分だけ面状補強材３２の幅よりも長くなっており、面状補強材３２の端部３２ａは、この棒部材３４の長さの中央部分３４ｃに巻き付けられて固定されている。
【００４０】
連結部材３６は、四角断面の角棒部材をほぼ「コ」の字型に折り曲げた形状を有しており、この「コ」の字の横線に相当する部分はその長さが棒部材３４の直径よりわずかに大きく、「コ」の字の縦線に相当する部分の長さは、例えば棒部材３４の直径の２倍位と、その横線に相当する部分よりも十分に長くなっている。
【００４１】
そしてこの連結部材３６は、その形状の「コ」の字の縦線に相当する部分がアンカー部材３５の長さ方向と平行となるように、「コ」の字の上側と下側の両方の横線の先端が溶接等によりアンカー部材３５の陸側（ケーソン５２の背面側）に向く面に固定されている。なお、連結部材３６は四角断面の角棒部材に限定する必要はなく、丸棒や、多角形等の種々の断面の棒部材を「コ」の字型に折り曲げて用いてもよい。
【００４２】
面状補強材３２の端部３２ａが、その長さの中央部分３４ｃに固定された棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂは、アンカー部材３５と、「コ」の字状の連結部材３６との間の長方形の空間内を、上下方向（長方形の長さ方向）に移動することができるように係合されている。
【００４３】
ケーソン５２の陸側の施工領域Ｅ内に堆積させた混合処理土が固化して固化処理土５８となった後は、棒部材３４は、アンカー部材３５と連結部材３６との間の長方形の空間内を上下方向に移動することはない。またアンカー部材３５と、連結部材３６の形状の「コ」の字の縦線に相当する部分との間の間隔は、この棒部材３４の径よりわずかに大きくなっているだけのため、アンカー部材３５と面状補強材３２との間に、面状補強材３２の長さ方向の引張力が有効に伝達されるようになっている。
【００４４】
したがって、岸壁構造体のケーソン５２にその背面側から水平方向に地震力が作用した場合でも、所定高さずつ順次堆積された各階層の固化処理土５８間に挟まれて一体化された複数の面状補強材３２の水平方向の引張力がアンカー部材３５に作用するので、アンカー部材３５と固化処理土５８が面状補強材３２を介して一体化することができ、アンカー部材３５を固化処理土５８から離脱させようとする力に対して強い抵抗力を発揮できるようになっている。このため、ケーソン５２の背面側に地震力が作用した場合でも、ケーソン５２が固化処理土５８から離脱して滑り出しを起こすことを抑止することができるようになっている。
【００４５】
本実施の形態に係る岸壁構造体の形成方法について、以下に説明する。
まず、図３に示すように、上から見た既存の岸壁構造体のケーソン５２の背面側（海Ｓと反対側）の地面Ｌに、矩形状に囲まれた施工領域Ｅを設定する。この施工領域Ｅの３辺は地面Ｌにより形成され、他の１辺は、ケーソン５２の背面により形成されるようになっている。このような施工領域Ｅは、海岸線に沿って並べて設けられた複数のケーソン５２の列に沿って、複数の施工領域Ｅが個々に分割されて一列に並べて設定されるようになっている。
【００４６】
次に、このように設定された施工領域Ｅの矩形状の周縁部のケーソン５２以外の３辺の各辺に、図４，図５に示すように、鋼矢板２３等をクレーン３３等を用いて打設した抗土圧構造体２４を設ける。そして、上記３辺の抗土圧構造体２４と１辺のケーソン５２により囲まれた施工領域Ｅ内を、図５に示すように、掘削機械２７を用いて掘削する。海Ｓの近くなので、掘削された施工領域Ｅ内には海水が溜まる。
【００４７】
次に、図６に示すように、クレーン３３等により、予め前記連結部材３６が設けられたアンカー部材３５を施工領域Ｅ内に入れて、潜水士Ｍが水中で作業することにより、ケーソン５２の背面にそのアンカー部材３５を固定する。
【００４８】
ここで、図２に示したアンカー部材３５の、高さ方向に互いに隣り合う連結部材３６の上下方向の所定の間隔は、後で堆積される混合処理土の各階層の所定高さと同じ間隔に設定されている。そして、施工領域Ｅ内の最も低い位置の、裏込石３７の上面に配置する面状補強材３２と連結される連結部材３６は、そのアンカー部材３５を固定したときにおいて裏込石３７の上面位置とほぼ一致するような、アンカー部材３５のほぼ最下端部の位置に設けられている。
【００４９】
次に、予め棒部材３４にその端部３２ａを巻付けて固定した面状補強材３２を、図７に示すように、リール状に巻き取った状態でクレーン３３等により下降させる。そして、そのクレーン車を移動させながら、リール状に巻き取った面状補強材３２をリールから巻き出していくことにより、施工領域Ｅ内の最も低い位置の裏込石３７の上面の上に面状補強材３２を横たえて配置する。そして、その棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂのそれぞれを、上記アンカー部材３５の最下端部に設けられた、それらに対応する連結部材３６に係合させる。
【００５０】
そして、図７に示すように、クレーン３３等により吊られた処理土供給装置２９により、この次に配置する面状補強材３２の１階層分の所定の高さまで、混合処理土５８ａを施工領域Ｅ内に堆積させる。そして、この混合処理土５８ａにより、この下方に最初に横たえて配置した面状補強材３２を埋設することができる。
【００５１】
混合処理土５８ａの堆積方法は、図７に示すように、上記処理土供給装置２９に連結された供給用パイプ４７を通って、処理土供給船４５からポンプ又は空気により混合処理土５８ａを施工領域Ｅに圧送する等の注入方法や、図示してないベルトコンベヤ又はバケット等を用いて混合処理土５８ａを施工領域Ｅ内に投入する方法などにより行なうことができる。
【００５２】
１階層分の所定の高さまで混合処理土５８ａを堆積した後は、最初に面状補強材３２を配置したときと同様に、棒部材３４にその端部２８ａを固定した面状補強材３２を現在の軽量混合処理土５８ａの上に横たえて配置すると共に、棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂのそれぞれを、前記アンカー部材３５に設けられた、対応する連結部材３６に係合させる。
【００５３】
このとき、面状補強材３２は可撓性（柔軟性）を有しているので、混合処理土５８ａの上面に多少のうねりがあっても、自らの重さにより、そのうねりに沿って変形して面状補強材３２は混合処理土５８ａの上に密着させて配置させることができる。
【００５４】
また、面状補強材３２の端部３２ａが固定された棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂのそれぞれは、アンカー部材３５と連結部材３６の「コ」の字形状との間に形成される、長方形の空間を上下方向に移動することができるように係合しているので、混合処理土５８ａの堆積高さが所定値から多少変化しても、このことが面状補強材３２をアンカー部材３５に連結する際に支障となることはない。
【００５５】
このような作業を、図８に示すように、面状補強材３２が複数の階層にわたって埋設されて、混合処理土５８ａの最上面がケーソン５２の最上面とほぼ同じ高さになるまで繰り返し行なう。
【００５６】
そして、混合処理土５８ａが固化してその強度が十分に発揮される固化処理土５８になるまで養生させた後、最後に、図８，図９に示すように、施工領域Ｅの固化処理土５８の上に、施工領域Ｅから掘り出した元の土砂を埋め戻して固めると共に、クレーン３３等により抗土圧構造体２４を構成する鋼矢板２３等を引き抜くことにより、本実施の形態に係る岸壁構造体を形成する工事が終了する。
【００５７】
そしてさらに、図８に示す浚渫船４８により、ケーソン５２の沖側近傍の海底の基礎捨石５４等を掘削し、図９に示すように、その水深を増加することにより、岸壁構造体は大型船舶の係留施設としての機能をも備えることができる。このとき、ケーソン５２の海Ｓ側には防舷材４３を設けて、大型船舶が深い水深の位置に係留できるようにすることができる。
【００５８】
このような本発明の一実施の形態に係る岸壁構造体及びその形成方法によれば、アンカー部材３５と固化処理土５８が面状補強材３２を介して一体化し、アンカー部材３５と固化処理土５８を引き離そうとする水平力に対して、強い安定した引張強度を発揮することができるようになっている。
【００５９】
このため、地震時にケーソン５２の背面側に加わる地震力により、アンカー部材３５と固化処理土５８を引き離そうとする作用が働いても、そのような地震力に対して抵抗力を発揮して地震力を低減させることができると共に、ケーソン５２の滑り出しを抑止することができる、耐震補強機能を岸壁構造体にもたせることができる。
【００６０】
また、このような本実施の形態に係る岸壁構造体は、図１０に示す従来の岸壁構造体のように、ケーソンの大型化により建設コストを増大させることがないため、同図に示す従来の岸壁構造体よりも安い費用で岸壁構造体を形成することができる。
【００６１】
また、施工領域Ｅを掘削したことにより発生した土砂を、固化処理土５８等に再利用することができるので、有効利用できずに費用をかけて処分しなければならなかった土砂の量を減らすことができるので、その分工事の費用を安くすることができる。
【００６２】
さらに、本実施の形態のような、面状補強材３２を介して固化処理土５８によりケーソン５２を補強した岸壁構造体のメリットとしては、以下のようなことが挙げられる。
（ａ）ケーソン５２の滑り出しに対する抵抗の増大が図られ、地震時のケーソン５２の滑り出しを抑止することができるため、ケーソン５２の水平断面を小さくすることができる。ちなみに、本実施の形態に係る岸壁構造体においては、地震時のケーソン５２の滑り出し量を０（零）に、又は従来の岸壁構造体に比べて３分の１位に低減させることができるという実験結果が得られている。
（ｂ）ケーソン５２の底面に作用する偏心傾斜荷重が減少し、ケーソン５２を支持する基礎捨石５４の壁体支持力が小さくて済むので、ケーソン５２の転倒等が生じ難くなる。
【００６３】
（ｃ）以上の結果、ケーソン５２の水平断面の縮小や基礎捨石５４の壁体支持力の軽減により建設コストの低減が可能となる。
（ｄ）既存の重力式のケーソン５２の背面側の土を掘削して施工するようになっているので、岸壁の前面形状の前出しや、岸壁の前面海域の水深を変更することなく岸壁構造体に耐震補強機能をもたせることができる。
【００６４】
（ｅ）ケーソン５２の滑り出しに対する抵抗力を増大することができるため、岸壁の前面の海底を浚渫し接岸位置を調整すれば、岸壁下方の水深を増大して岸壁構造体に大型船舶の係留施設としての機能をもたせることも可能である。
（ｆ）本来は岸壁の前面海域での施工が必要ないため、ケーソン５２の背面側を施工領域Ｅ毎に分割施工することにより、既存の現在使用中の岸壁においても、本実施の形態に係る耐震補強機能をもたせた岸壁構造体を実施することが可能となると共に、施工に伴う海域汚濁の心配がない。
【００６５】
（ｇ）固化処理土に浚渫土や掘削土を用いることにより、リサイクルが可能となって、環境の悪化を防止することができる。
（ｈ）固化処理土はせん断強度が５０〜２００kＮ／ｍ２移動と大きいので、砂のように液状化しないため、岸壁のケーソン５２背後の液状化対策が不要である。
【００６６】
（ｉ）固化処理土は低強度であるため、その固化後もバックホウ等による掘削は容易であり、構造物の埋設や杭等の打設が容易に可能である。また、地震等で固化処理土に変形が生じた場合の復旧も容易に行うことができる。
（ｊ）固化処理土は軽量であるため、地震時に生じるその慣性力も低減されるので、ケーソン５２に作用する地震力を低減することができる耐震機能を岸壁構造体に付与することができる。
【００６７】
なお、前記一実施の形態においては、既存の岸壁構造体の陸側に固化処理土を埋設して本発明に係る壁構造体を形成する場合について説明したが、既存の岸壁構造体が無い単なる海岸の場所に新たに岸壁構造体を形成するような場合にも、本発明は適用することができる。
【００６８】
また、前記一実施の形態においては、海岸の岸壁構造体に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、陸上の山の斜面部の土留め等に適用することもできる。
【００６９】
また、前記一実施の形態において、面状補強材３２は、高分子樹脂性材料を網目を有する平面状に形成したものを用いたが、金属や他の合成樹脂材のように引張強度及び可撓性の両方を備える素材により、網目を有する平面状、または網目を有しないシート状に形成したものを用いるようにしてもよい。例えば、面状補強材３２として金網を用いるようにしてもよい。
【００７０】
また、面状補強材３２にポリアミド、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン及びポリスチレン等の熱可塑性樹脂を用いれば、面状補強材３２の耐蝕性が良好になる。
【００７１】
このような合成樹脂材を網目を有する平面状に形成した面状補強材３２としては、図示しないが、延伸されたフィラメント又はテープ等を交叉させて融着、結束又は編織したもの、或いは、網目の交叉部が網目部と一体的に延伸されて交叉部自体が延伸方向に配向しているもの等を用いることができる。網目の大きさは特に制限はないが、この面状補強材３２を挟む上下の固化処理土の層が互いに接触して一体化できる程度のものが好ましい。
【００７２】
また、前記一実施の形態においては、面状補強材３２の端部３２ａとアンカー部材３５との連結に、棒部材３４及びコの字型の連結部材３６を用いるようにしたが、上記連結の方法はこのようなものに限る必要はなく、その他のどのような方法を用いてもよい。
例えば、図示しないが、アンカー部材３５に取り付けられたコの字型の連結部材３６に、ループジョイントベルト、連結治具、接続用布をロープ、ホックリンガー、ボルト等を用いて、面状補強材３２の端部２８ａを連結するようにしてもよい。
また、上記連結の方法は、必ずしもコの字型の連結部材３６を用いないような連結の方法を用いてもよいことはいうまでもない。
【００７３】
また、前記実施の形態においては、施工領域Ｅの周部に鋼矢板を用いた場合について説明したが、他の実施の形態として鋼管矢板を用いるようにしてもよく、または、コンクリート製の矢板等の他の矢板を用いるようにしてもよく、或いは矢板以外の構造体を設置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図２】図１に示すアンカー部材３５に面状補強材３２を連結するのに用いられる棒部材３４及び連結部材３６を示すその拡大斜視図である。
【図３】図１に示す岸壁構造体のケーソン５２の背面側に設定される施工領域Ｅを示す平面図である。
【図４】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図５】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図６】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図７】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図８】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図９】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図１０】従来の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１１】従来の他の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１２】従来の他の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１３】従来の他の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１４】偏心傾斜荷重が作用する状態を示すケーソン５２の側面断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
２３ 鋼矢板
２４ 抗土圧構造体
２７ 掘削機械
２９ 処理土供給装置
３２ 面状補強材
３２ａ 端部
３３ クレーン
３４ 棒部材
３４ａ，３４ｂ 両端部
３４ｃ 中央部分
３５ アンカー部材
３６ 連結部材
３７ 裏込石
４０ 裏埋土
４２ 中詰砂
４５ 処理土供給船
４７ 供給用パイプ
４８ 浚渫船
５０，５２ ケーソン
５４ 基礎捨石
５６ マット
５８ 固化処理土
５８ａ 軽量混合処理土
６０ 地盤改良構造
Ｅ 施工領域
Ｆ１ 鉛直荷重
Ｆ２ 水平荷重
Ｆ３ 合力
Ｌ 地面
Ｍ 潜水士
Ｓ 海
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力式の壁体が用いられた、例えば、岸壁構造体等の壁構造体及びその形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の壁構造体としては、例えば、船舶が係留することができるように海岸線に沿って設けられている岸壁構造体がある。このような岸壁構造体としては、海岸線に沿って壁体が設けられていて、この壁体としては、例えば図１０に示すケーソン５０や、図示しないが、ケーソン５０と同等の高さを有するＬ型ブロックとか、複数の直方体のブロックを積み上げて形成したブロック積等の壁体がある。
【０００３】
上記岸壁構造体に用いられるケーソン５０等の壁体は、大きな地震が発生して外力が加わったときには、その滑り出し（水平移動）や、転倒等を生じ、これらが発生するときに加わる水平力の地震力（慣性力、壁体の自重×設計震度）や、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力等に対する壁体諸元や構造部材が、例えば非特許文献１において検討され、その設計法が提案されている。
【０００４】
例えば岸壁構造体は、地震時においてはケーソン５０等の壁体の背面側（海と反対側の陸側）に、土砂等を介して海Ｓ側に向かって水平方向に作用する地震力Ａ（図１０参照）が働くため、特に、ケーソン５０等の滑り出しの抑止や、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力の確保が設計上の課題となる。
【０００５】
壁体の滑り出し抑止の対策としては、壁体底面とこの壁体を支持する地盤の基礎部材との間の摩擦抵抗Ｂ（図１０参照）を増大させたり、壁体の背面側に作用する水平力を減少させる等の方法が取られている。
【０００６】
上記摩擦抵抗Ｂを増大させるためには、図１０に示すように、ケーソン５０の幅Ｗを大きくして、このケーソン５０を支持する地盤の基礎捨石５４との接地面積を広くしたり（後述するａ．）、このようにケーソン５０の幅Ｗを大きくする代わりに、図１１に示すように、上記ケーソン５０より幅Ｗが小さいケーソン５２の底面と地盤の基礎捨石５４との間に、摩擦抵抗Ｂを増大させるマット５６を取り付ける方法（後述するｂ．）等が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、壁体の背面側に作用する水平力を減少させるには、図１２に示すように、ケーソン５２の背面側（図中右側）に、軽量混合処理土が固化してできる、軽くて強い固化処理土５８等を埋設することにより、ケーソン５２の背面側に作用する土圧を低減させる方法（後述するｃ．）等がある（非特許文献２参照）。
【０００８】
また、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力の確保の対策としては、以下のような方法が取られている。
【０００９】
図１４に示すように、ケーソン５２には、鉛直荷重Ｆ１と水平荷重Ｆ２等の力が作用し、これらの力の合力Ｆ３は、通常偏心し、かつ傾斜している偏心傾斜荷重となっている。地震時には、水平方向の地震力が上記水平荷重Ｆ２に加算されることにより、上記偏心傾斜荷重である合力Ｆ３が増大する。
【００１０】
このため、ケーソン５２の底面の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力が確保できない場合には、ケーソン５２が傾いたり転倒したりするのを防止するため、図１３に示すように、基礎捨石５４の下に、サンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）工法等による地盤補強材料６０等を埋設して地盤の壁体支持力を強化したり（後述するｄ．）、或いは、図１２に示すように、ケーソン５２の背面側に軽くて強い固化処理土５８等を埋設して用いることにより、ケーソン５２の背面側に作用する土圧を低減させて、壁体支持力が確保できる方法（後述するｃ．）等が取られている。
【００１１】
【非特許文献１】「港湾の施設の技術上の基準・同解説」 社団法人 日本港湾協会、１９９９年発行
【非特許文献２】「軽量混合処理土工法 技術マニュアル」財団法人 沿岸開発技術研究センター、平成１１年４月発行
【特許文献１】特許第３０８６９４７号公報の「アスファルトマットの施工方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の壁構造体にあっては、次のような問題があった。
ａ．壁構造体に用いられるケーソン等の壁体の滑り出し抑止の対策として、壁体の底面とこの壁体を支持する地盤の基礎部材との間の摩擦抵抗Ｂを増大させるために、図１０に示すように、ケーソン５０の幅Ｗを広くする方法を取ると、ケーソン５０の水平断面が大きくなるため、その製作費、据付費等の建設コストが増大する。
【００１３】
またケーソン５０の幅Ｗを広くする方法を取ると、地盤の基礎捨石５４の敷設範囲や、その下に地盤補強材料６０等を埋設する場合はその埋設する範囲も増大して、さらに建設コストが増大するという問題があった。
【００１４】
また、既存の壁体をその幅Ｗを広くするように改修するような場合には、壁体の前面側（背面側と反対側、図中左側）が張り出すように水平断面を大きくせざるをえないので、岸壁構造体の場合は海岸線の位置が沖側に出っ張るように移動してしまうという問題があった。
【００１５】
ｂ．また、上記壁体の滑り出し抑止の対策として、壁体の底面とこの壁体を支持する地盤の基礎部材との間の摩擦抵抗を増大させるために、図１１に示すように、ケーソン５２の底面と基礎捨石５４との間に摩擦抵抗を増大させるマット５６を取り付ける方法を取ると、そのようなマット５６はケーソン５２を新規に製作する時にしか取り付けられないため、既存の壁体の底面と基礎捨石５４との間にマット５６を取り付けることはできないという問題があった。
【００１６】
ｃ．また、上記壁体の滑り出し抑止の対策として、壁体に作用する水平力を減少させる方法として、図１２に示すように、ケーソン５２の背面側に固化処理土５８等を設置することにより、ケーソン５２の背面側に作用する土圧を低減させる方法を取ると、全水平力の低減には繋がるとしても、地震力に抵抗して地震力を低減させるような積極的な耐震補強の効果は得られないため、地震力が大きい場合には壁体の滑り出しを抑止できる効果は期待できないという問題があった。
【００１７】
ｄ．さらに、壁体の下でこの壁体を支持する地盤の壁体支持力の確保の対策として、図１３に示すように、基礎捨石５４の下に地盤改良構造６０を形成するなどして、壁体支持力を強化する方法を取る場合は、ケーソン５２を新規に製作する時にしか地盤改良構造６０を形成することができないため、この方法により既存のケーソン５２の下の地盤補強を施すことはできないという問題があった。
【００１８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、建設コストを増大させることなく、地震力に対する抵抗力を発揮して地震力を低減することができる耐震補強機能を有すると共に、新規に壁構造体を構築する場合のみならず、既存の壁構造体に工事を加えて改修する場合でも実施することができるような壁構造体及びその形成方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明による壁構造体は、
重力式の壁体と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域に下方から上方に所定高さずつ順次堆積された固化処理土と、
前記固化処理土中に前記所定高さずつ間隔をおいてほぼ水平方向に平面状に配置された複数の面状補強材とを備え、
前記複数の面状補強材の各端部が前記壁体の背面側に連結されたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明による壁構造体は、
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明による壁構造体は、
前記固化処理土は、浚渫土砂又は掘削土砂に、セメント、石灰、酸化マグネシウム、或いは石こう等の固化材を混合して、固化する前は粘性を有し、時間の経過と共に固化するような性質を有していることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明による壁構造体は、
前記面状補強材が、可撓性を有し、網目を有する平面状又は網目を有しないシート状に形成されたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明による壁構造体は、
前記面状補強材に、前記固化処理土中に含まれるアルカリ成分に対して耐蝕性が良い高分子樹脂性材料が用いられたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明による壁構造体は、
前記壁体の海岸側の海底を掘削してこの海底深さを増加させることができることを特徴とするものである。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明による壁構造体の形成方法は、
重力式の壁体を設ける工程と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明による壁構造体の形成方法は、
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とするものである。
【００２７】
また、上記課題を解決するために、本発明による壁構造体の形成方法は、
既設の重力式壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明による壁構造体の形成方法は、
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２９】
このような本発明による壁構造体及びその形成方法によれば、建設コストを増大させることなく、地震力に対する抵抗力を発揮して地震力を低減することができる耐震補強機能を有すると共に、新規に壁構造体を構築する場合のみならず、既存の壁構造体に工事を加えて改修する場合でも実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明に係る壁構造体及びその形成方法を実施するための最良の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１ないし図９は、本発明による壁構造体及びその形成方法の一実施の形態について説明するために参照する図である。従来と同じ部分には、従来と同じ符号を付して説明するものとする。
【００３１】
図１は、既存の岸壁構造体（壁構造体に相当）に改修工事を加えて、本発明の一実施の形態に係る岸壁構造体を形成した状態を示す断面図である。
同図に示すように、本実施の形態に係る岸壁構造体は、既設の重力式のケーソン（壁体）５２の陸側（背面側、図中右側）に、深さを有する施工領域Ｅが形成され、この施工領域Ｅには固化処理土５８が打設されて、この固化処理土５８は下方から上方に所定高さずつ順次堆積されるようになっている。
【００３２】
また、この固化処理土５８中には、それが順次堆積されたときの前記所定高さの間隔をおいて、ほぼ水平方向に平面状に配置された複数の面状補強材３２が挟み込まれている。そして、この複数の面状補強材３２の海側の各端部は、ケーソン５２の背面側に一体的に設けられたアンカー部材３５に連結されている。アンカー部材３５は、例えば、一端部がコンクリート内に打ち込まれて固定されるアンカーボルトとナット等の結合部材を用いることにより、ケーソン５２の背面側に一体的に設けることができる。
【００３３】
ケーソン５２は、基礎捨石５４の上に載置されている。基礎捨石５４の下側には、前記ＳＣＰ工法等による地盤改良構造６０が埋設されている。固化処理土５８の前側（図中左側）半分の下側には、裏込石３７が埋設されている。固化処理土５８の後方（図中右方）及びその後側（図中右側）半分の下側には、裏埋土４０が埋設されている。ケーソン５２の内部には、中詰砂４２が充填されている。ケーソン５２及び固化処理土５８の上には、施工領域Ｅから掘り出して溜めておいた元の土砂を埋め戻して固めた土砂が配置されている。
【００３４】
図１における岸壁構造体の固化処理土５８は、浚渫又は掘削して得られた、含水比が液性限界を超えるような軟弱な浚渫土砂又は掘削土砂に、セメント、石灰、酸化マグネシウム、或いは石こう等の固化材を混合して生成した混合処理土が、時間経過と共に固化したものである。この生成された混合処理土は海中でも固化することができ、固化することにより一軸圧縮強さで１００〜４００ｋＮ／ｍ２程度まで強度を向上させることができる。
【００３５】
なお、後述する混合処理土５８ａの堆積の作業を行ない易くするために、流動化剤、凝集剤、高分子ポリマーのような分離防止剤などの混和剤や添加剤を必要に応じて混合することにより、固化処理土５８へ固化する前の混合処理土は流動性を有するように流動化処理したものであってもよい。
【００３６】
このような混合処理土に用いる浚渫土砂又は掘削土砂としては、本実施の形態に係る岸壁構造体を形成する前、またはその形成と同時期に、港湾内の海底を浚渫又は前記施工領域Ｅを掘削した際に生じた浚渫土砂、又は掘削土砂を用いることができる。
【００３７】
面状補強材３２は、混合処理土中に含まれるセメント等のアルカリ成分に対して耐蝕性が良く、可撓性（柔軟性）のある高分子樹脂性材料が用いられており、図２に示すように網目を有する平面状に形成されているため、混合処理土中に埋設されたときに、混合処理土が上記網目を通って互いに連結するので、面状補強材３２はこの混合処理土が固化した固化処理土５８と構造上一体的に連結する。
【００３８】
図２に示すように、面状補強材３２はその長さ方向の端部３２ａが、棒部材３４と連結部材３６を介して前記アンカー部材３５に連結されている。すなわち、面状補強材３２はその端部３２ａが、この面状補強材３２の長さ方向と垂直方向に伸びる棒部材３４に巻き付けられて連結部材３６に係止されている。
【００３９】
この棒部材３４は、その長さがその両端部３４ａ，３４ｂの分だけ面状補強材３２の幅よりも長くなっており、面状補強材３２の端部３２ａは、この棒部材３４の長さの中央部分３４ｃに巻き付けられて固定されている。
【００４０】
連結部材３６は、四角断面の角棒部材をほぼ「コ」の字型に折り曲げた形状を有しており、この「コ」の字の横線に相当する部分はその長さが棒部材３４の直径よりわずかに大きく、「コ」の字の縦線に相当する部分の長さは、例えば棒部材３４の直径の２倍位と、その横線に相当する部分よりも十分に長くなっている。
【００４１】
そしてこの連結部材３６は、その形状の「コ」の字の縦線に相当する部分がアンカー部材３５の長さ方向と平行となるように、「コ」の字の上側と下側の両方の横線の先端が溶接等によりアンカー部材３５の陸側（ケーソン５２の背面側）に向く面に固定されている。なお、連結部材３６は四角断面の角棒部材に限定する必要はなく、丸棒や、多角形等の種々の断面の棒部材を「コ」の字型に折り曲げて用いてもよい。
【００４２】
面状補強材３２の端部３２ａが、その長さの中央部分３４ｃに固定された棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂは、アンカー部材３５と、「コ」の字状の連結部材３６との間の長方形の空間内を、上下方向（長方形の長さ方向）に移動することができるように係合されている。
【００４３】
ケーソン５２の陸側の施工領域Ｅ内に堆積させた混合処理土が固化して固化処理土５８となった後は、棒部材３４は、アンカー部材３５と連結部材３６との間の長方形の空間内を上下方向に移動することはない。またアンカー部材３５と、連結部材３６の形状の「コ」の字の縦線に相当する部分との間の間隔は、この棒部材３４の径よりわずかに大きくなっているだけのため、アンカー部材３５と面状補強材３２との間に、面状補強材３２の長さ方向の引張力が有効に伝達されるようになっている。
【００４４】
したがって、岸壁構造体のケーソン５２にその背面側から水平方向に地震力が作用した場合でも、所定高さずつ順次堆積された各階層の固化処理土５８間に挟まれて一体化された複数の面状補強材３２の水平方向の引張力がアンカー部材３５に作用するので、アンカー部材３５と固化処理土５８が面状補強材３２を介して一体化することができ、アンカー部材３５を固化処理土５８から離脱させようとする力に対して強い抵抗力を発揮できるようになっている。このため、ケーソン５２の背面側に地震力が作用した場合でも、ケーソン５２が固化処理土５８から離脱して滑り出しを起こすことを抑止することができるようになっている。
【００４５】
本実施の形態に係る岸壁構造体の形成方法について、以下に説明する。
まず、図３に示すように、上から見た既存の岸壁構造体のケーソン５２の背面側（海Ｓと反対側）の地面Ｌに、矩形状に囲まれた施工領域Ｅを設定する。この施工領域Ｅの３辺は地面Ｌにより形成され、他の１辺は、ケーソン５２の背面により形成されるようになっている。このような施工領域Ｅは、海岸線に沿って並べて設けられた複数のケーソン５２の列に沿って、複数の施工領域Ｅが個々に分割されて一列に並べて設定されるようになっている。
【００４６】
次に、このように設定された施工領域Ｅの矩形状の周縁部のケーソン５２以外の３辺の各辺に、図４，図５に示すように、鋼矢板２３等をクレーン３３等を用いて打設した抗土圧構造体２４を設ける。そして、上記３辺の抗土圧構造体２４と１辺のケーソン５２により囲まれた施工領域Ｅ内を、図５に示すように、掘削機械２７を用いて掘削する。海Ｓの近くなので、掘削された施工領域Ｅ内には海水が溜まる。
【００４７】
次に、図６に示すように、クレーン３３等により、予め前記連結部材３６が設けられたアンカー部材３５を施工領域Ｅ内に入れて、潜水士Ｍが水中で作業することにより、ケーソン５２の背面にそのアンカー部材３５を固定する。
【００４８】
ここで、図２に示したアンカー部材３５の、高さ方向に互いに隣り合う連結部材３６の上下方向の所定の間隔は、後で堆積される混合処理土の各階層の所定高さと同じ間隔に設定されている。そして、施工領域Ｅ内の最も低い位置の、裏込石３７の上面に配置する面状補強材３２と連結される連結部材３６は、そのアンカー部材３５を固定したときにおいて裏込石３７の上面位置とほぼ一致するような、アンカー部材３５のほぼ最下端部の位置に設けられている。
【００４９】
次に、予め棒部材３４にその端部３２ａを巻付けて固定した面状補強材３２を、図７に示すように、リール状に巻き取った状態でクレーン３３等により下降させる。そして、そのクレーン車を移動させながら、リール状に巻き取った面状補強材３２をリールから巻き出していくことにより、施工領域Ｅ内の最も低い位置の裏込石３７の上面の上に面状補強材３２を横たえて配置する。そして、その棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂのそれぞれを、上記アンカー部材３５の最下端部に設けられた、それらに対応する連結部材３６に係合させる。
【００５０】
そして、図７に示すように、クレーン３３等により吊られた処理土供給装置２９により、この次に配置する面状補強材３２の１階層分の所定の高さまで、混合処理土５８ａを施工領域Ｅ内に堆積させる。そして、この混合処理土５８ａにより、この下方に最初に横たえて配置した面状補強材３２を埋設することができる。
【００５１】
混合処理土５８ａの堆積方法は、図７に示すように、上記処理土供給装置２９に連結された供給用パイプ４７を通って、処理土供給船４５からポンプ又は空気により混合処理土５８ａを施工領域Ｅに圧送する等の注入方法や、図示してないベルトコンベヤ又はバケット等を用いて混合処理土５８ａを施工領域Ｅ内に投入する方法などにより行なうことができる。
【００５２】
１階層分の所定の高さまで混合処理土５８ａを堆積した後は、最初に面状補強材３２を配置したときと同様に、棒部材３４にその端部２８ａを固定した面状補強材３２を現在の軽量混合処理土５８ａの上に横たえて配置すると共に、棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂのそれぞれを、前記アンカー部材３５に設けられた、対応する連結部材３６に係合させる。
【００５３】
このとき、面状補強材３２は可撓性（柔軟性）を有しているので、混合処理土５８ａの上面に多少のうねりがあっても、自らの重さにより、そのうねりに沿って変形して面状補強材３２は混合処理土５８ａの上に密着させて配置させることができる。
【００５４】
また、面状補強材３２の端部３２ａが固定された棒部材３４の両端部３４ａ，３４ｂのそれぞれは、アンカー部材３５と連結部材３６の「コ」の字形状との間に形成される、長方形の空間を上下方向に移動することができるように係合しているので、混合処理土５８ａの堆積高さが所定値から多少変化しても、このことが面状補強材３２をアンカー部材３５に連結する際に支障となることはない。
【００５５】
このような作業を、図８に示すように、面状補強材３２が複数の階層にわたって埋設されて、混合処理土５８ａの最上面がケーソン５２の最上面とほぼ同じ高さになるまで繰り返し行なう。
【００５６】
そして、混合処理土５８ａが固化してその強度が十分に発揮される固化処理土５８になるまで養生させた後、最後に、図８，図９に示すように、施工領域Ｅの固化処理土５８の上に、施工領域Ｅから掘り出した元の土砂を埋め戻して固めると共に、クレーン３３等により抗土圧構造体２４を構成する鋼矢板２３等を引き抜くことにより、本実施の形態に係る岸壁構造体を形成する工事が終了する。
【００５７】
そしてさらに、図８に示す浚渫船４８により、ケーソン５２の沖側近傍の海底の基礎捨石５４等を掘削し、図９に示すように、その水深を増加することにより、岸壁構造体は大型船舶の係留施設としての機能をも備えることができる。このとき、ケーソン５２の海Ｓ側には防舷材４３を設けて、大型船舶が深い水深の位置に係留できるようにすることができる。
【００５８】
このような本発明の一実施の形態に係る岸壁構造体及びその形成方法によれば、アンカー部材３５と固化処理土５８が面状補強材３２を介して一体化し、アンカー部材３５と固化処理土５８を引き離そうとする水平力に対して、強い安定した引張強度を発揮することができるようになっている。
【００５９】
このため、地震時にケーソン５２の背面側に加わる地震力により、アンカー部材３５と固化処理土５８を引き離そうとする作用が働いても、そのような地震力に対して抵抗力を発揮して地震力を低減させることができると共に、ケーソン５２の滑り出しを抑止することができる、耐震補強機能を岸壁構造体にもたせることができる。
【００６０】
また、このような本実施の形態に係る岸壁構造体は、図１０に示す従来の岸壁構造体のように、ケーソンの大型化により建設コストを増大させることがないため、同図に示す従来の岸壁構造体よりも安い費用で岸壁構造体を形成することができる。
【００６１】
また、施工領域Ｅを掘削したことにより発生した土砂を、固化処理土５８等に再利用することができるので、有効利用できずに費用をかけて処分しなければならなかった土砂の量を減らすことができるので、その分工事の費用を安くすることができる。
【００６２】
さらに、本実施の形態のような、面状補強材３２を介して固化処理土５８によりケーソン５２を補強した岸壁構造体のメリットとしては、以下のようなことが挙げられる。
（ａ）ケーソン５２の滑り出しに対する抵抗の増大が図られ、地震時のケーソン５２の滑り出しを抑止することができるため、ケーソン５２の水平断面を小さくすることができる。ちなみに、本実施の形態に係る岸壁構造体においては、地震時のケーソン５２の滑り出し量を０（零）に、又は従来の岸壁構造体に比べて３分の１位に低減させることができるという実験結果が得られている。
（ｂ）ケーソン５２の底面に作用する偏心傾斜荷重が減少し、ケーソン５２を支持する基礎捨石５４の壁体支持力が小さくて済むので、ケーソン５２の転倒等が生じ難くなる。
【００６３】
（ｃ）以上の結果、ケーソン５２の水平断面の縮小や基礎捨石５４の壁体支持力の軽減により建設コストの低減が可能となる。
（ｄ）既存の重力式のケーソン５２の背面側の土を掘削して施工するようになっているので、岸壁の前面形状の前出しや、岸壁の前面海域の水深を変更することなく岸壁構造体に耐震補強機能をもたせることができる。
【００６４】
（ｅ）ケーソン５２の滑り出しに対する抵抗力を増大することができるため、岸壁の前面の海底を浚渫し接岸位置を調整すれば、岸壁下方の水深を増大して岸壁構造体に大型船舶の係留施設としての機能をもたせることも可能である。
（ｆ）本来は岸壁の前面海域での施工が必要ないため、ケーソン５２の背面側を施工領域Ｅ毎に分割施工することにより、既存の現在使用中の岸壁においても、本実施の形態に係る耐震補強機能をもたせた岸壁構造体を実施することが可能となると共に、施工に伴う海域汚濁の心配がない。
【００６５】
（ｇ）固化処理土に浚渫土や掘削土を用いることにより、リサイクルが可能となって、環境の悪化を防止することができる。
（ｈ）固化処理土はせん断強度が５０〜２００kＮ／ｍ２移動と大きいので、砂のように液状化しないため、岸壁のケーソン５２背後の液状化対策が不要である。
【００６６】
（ｉ）固化処理土は低強度であるため、その固化後もバックホウ等による掘削は容易であり、構造物の埋設や杭等の打設が容易に可能である。また、地震等で固化処理土に変形が生じた場合の復旧も容易に行うことができる。
（ｊ）固化処理土は軽量であるため、地震時に生じるその慣性力も低減されるので、ケーソン５２に作用する地震力を低減することができる耐震機能を岸壁構造体に付与することができる。
【００６７】
なお、前記一実施の形態においては、既存の岸壁構造体の陸側に固化処理土を埋設して本発明に係る壁構造体を形成する場合について説明したが、既存の岸壁構造体が無い単なる海岸の場所に新たに岸壁構造体を形成するような場合にも、本発明は適用することができる。
【００６８】
また、前記一実施の形態においては、海岸の岸壁構造体に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、陸上の山の斜面部の土留め等に適用することもできる。
【００６９】
また、前記一実施の形態において、面状補強材３２は、高分子樹脂性材料を網目を有する平面状に形成したものを用いたが、金属や他の合成樹脂材のように引張強度及び可撓性の両方を備える素材により、網目を有する平面状、または網目を有しないシート状に形成したものを用いるようにしてもよい。例えば、面状補強材３２として金網を用いるようにしてもよい。
【００７０】
また、面状補強材３２にポリアミド、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン及びポリスチレン等の熱可塑性樹脂を用いれば、面状補強材３２の耐蝕性が良好になる。
【００７１】
このような合成樹脂材を網目を有する平面状に形成した面状補強材３２としては、図示しないが、延伸されたフィラメント又はテープ等を交叉させて融着、結束又は編織したもの、或いは、網目の交叉部が網目部と一体的に延伸されて交叉部自体が延伸方向に配向しているもの等を用いることができる。網目の大きさは特に制限はないが、この面状補強材３２を挟む上下の固化処理土の層が互いに接触して一体化できる程度のものが好ましい。
【００７２】
また、前記一実施の形態においては、面状補強材３２の端部３２ａとアンカー部材３５との連結に、棒部材３４及びコの字型の連結部材３６を用いるようにしたが、上記連結の方法はこのようなものに限る必要はなく、その他のどのような方法を用いてもよい。
例えば、図示しないが、アンカー部材３５に取り付けられたコの字型の連結部材３６に、ループジョイントベルト、連結治具、接続用布をロープ、ホックリンガー、ボルト等を用いて、面状補強材３２の端部２８ａを連結するようにしてもよい。
また、上記連結の方法は、必ずしもコの字型の連結部材３６を用いないような連結の方法を用いてもよいことはいうまでもない。
【００７３】
また、前記実施の形態においては、施工領域Ｅの周部に鋼矢板を用いた場合について説明したが、他の実施の形態として鋼管矢板を用いるようにしてもよく、または、コンクリート製の矢板等の他の矢板を用いるようにしてもよく、或いは矢板以外の構造体を設置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図２】図１に示すアンカー部材３５に面状補強材３２を連結するのに用いられる棒部材３４及び連結部材３６を示すその拡大斜視図である。
【図３】図１に示す岸壁構造体のケーソン５２の背面側に設定される施工領域Ｅを示す平面図である。
【図４】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図５】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図６】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図７】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図８】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図９】図１に示す岸壁構造体の形成方法を説明するための側面断面図である。
【図１０】従来の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１１】従来の他の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１２】従来の他の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１３】従来の他の岸壁構造体を示す側面断面図である。
【図１４】偏心傾斜荷重が作用する状態を示すケーソン５２の側面断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
２３ 鋼矢板
２４ 抗土圧構造体
２７ 掘削機械
２９ 処理土供給装置
３２ 面状補強材
３２ａ 端部
３３ クレーン
３４ 棒部材
３４ａ，３４ｂ 両端部
３４ｃ 中央部分
３５ アンカー部材
３６ 連結部材
３７ 裏込石
４０ 裏埋土
４２ 中詰砂
４５ 処理土供給船
４７ 供給用パイプ
４８ 浚渫船
５０，５２ ケーソン
５４ 基礎捨石
５６ マット
５８ 固化処理土
５８ａ 軽量混合処理土
６０ 地盤改良構造
Ｅ 施工領域
Ｆ１ 鉛直荷重
Ｆ２ 水平荷重
Ｆ３ 合力
Ｌ 地面
Ｍ 潜水士
Ｓ 海
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力式の壁体と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域に下方から上方に所定高さずつ順次堆積された固化処理土と、
前記固化処理土中に前記所定高さずつ間隔をおいてほぼ水平方向に平面状に配置された複数の面状補強材とを備え、
前記複数の面状補強材の各端部が前記壁体の背面側に連結されたことを特徴とする壁構造体。
【請求項２】
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とする請求項１に記載の壁構造体。
【請求項３】
前記固化処理土は、浚渫土砂又は掘削土砂に、セメント、石灰、酸化マグネシウム、或いは石こう等の固化材を混合して、固化する前は粘性を有し、時間の経過と共に固化するような性質を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の壁構造体。
【請求項４】
前記面状補強材が、可撓性を有し、網目を有する平面状又は網目を有しないシート状に形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の壁構造体。
【請求項５】
前記面状補強材は、前記固化処理土中に含まれるアルカリ成分に対して耐蝕性が良い高分子樹脂性材料が用いられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の壁構造体。
【請求項６】
前記壁体の海岸側の海底を掘削してこの海底深さを増加させることができることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の壁構造体。
【請求項７】
重力式の壁体を設ける工程と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程と
を有することを特徴とする壁構造体の形成方法。
【請求項８】
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とする請求項７に記載の壁構造体の形成方法。
【請求項９】
既設の重力式壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程と
を有することを特徴とする壁構造体の形成方法。
【請求項１０】
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とする請求項９に記載の壁構造体の形成方法。
【請求項１】
重力式の壁体と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域に下方から上方に所定高さずつ順次堆積された固化処理土と、
前記固化処理土中に前記所定高さずつ間隔をおいてほぼ水平方向に平面状に配置された複数の面状補強材とを備え、
前記複数の面状補強材の各端部が前記壁体の背面側に連結されたことを特徴とする壁構造体。
【請求項２】
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とする請求項１に記載の壁構造体。
【請求項３】
前記固化処理土は、浚渫土砂又は掘削土砂に、セメント、石灰、酸化マグネシウム、或いは石こう等の固化材を混合して、固化する前は粘性を有し、時間の経過と共に固化するような性質を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の壁構造体。
【請求項４】
前記面状補強材が、可撓性を有し、網目を有する平面状又は網目を有しないシート状に形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の壁構造体。
【請求項５】
前記面状補強材は、前記固化処理土中に含まれるアルカリ成分に対して耐蝕性が良い高分子樹脂性材料が用いられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の壁構造体。
【請求項６】
前記壁体の海岸側の海底を掘削してこの海底深さを増加させることができることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の壁構造体。
【請求項７】
重力式の壁体を設ける工程と、
前記壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程と
を有することを特徴とする壁構造体の形成方法。
【請求項８】
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とする請求項７に記載の壁構造体の形成方法。
【請求項９】
既設の重力式壁体の背面側に施工される施工領域を掘削する工程と、
前記施工領域に固化処理土を下方から上方に所定高さずつ順次堆積させる工程と、
前記固化処理土を所定高さずつ順次堆積させる工程と交互に繰り返して、前記順次堆積させた固化処理土の上に面状補強材を順次配置すると共に、前記面状補強材の各端部を前記壁体の背面側に順次連結する工程と
を有することを特徴とする壁構造体の形成方法。
【請求項１０】
前記壁体が海岸線に沿って設けられた岸壁構造体に用いられたことを特徴とする請求項９に記載の壁構造体の形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−３２００３（Ｐ２００７−３２００３Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１４２１７（Ｐ２００５−２１４２１７）
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（３９０００１９９３）みらい建設工業株式会社 (26)
【出願人】（３０１０１０６０７）国土交通省近畿地方整備局長 (7)
【出願人】（５０１２４１９１１）独立行政法人港湾空港技術研究所 (84)
【出願人】（５００２０００９６）財団法人 地域 地盤 環境 研究所 (1)
【出願人】（０００１７５０２１）三井化学産資株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（３９０００１９９３）みらい建設工業株式会社 (26)
【出願人】（３０１０１０６０７）国土交通省近畿地方整備局長 (7)
【出願人】（５０１２４１９１１）独立行政法人港湾空港技術研究所 (84)
【出願人】（５００２０００９６）財団法人 地域 地盤 環境 研究所 (1)
【出願人】（０００１７５０２１）三井化学産資株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]