岸壁構造または護岸構造
【課題】岸壁・護岸における地震に対する安定性を保つことのできる岸壁構造または護岸構造を提供する。
【解決手段】この岸壁構造または護岸構造は、岸壁または護岸の背面に周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するように遮水部を設け、遮水部に排水手段を設置し、排水手段により遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つようにしたものである。
【解決手段】この岸壁構造または護岸構造は、岸壁または護岸の背面に周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するように遮水部を設け、遮水部に排水手段を設置し、排水手段により遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岸壁構造または護岸構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
岸壁や護岸の裏込土に軽量混合処理土を用いる工法が軽量混合処理土工法として知られており（非特許文献１）、この工法は軽量な材料を裏込土に用いることで岸壁や護岸の土圧を減らすことができ、また、地震時における水平力を軽減することができる。また、重力式岸壁や護岸においてケーソンの底面を斜面として水平力に対する抵抗力を増加させる斜底面工法が公知である（特許文献１）。さらに、グラウンドアンカーにより人工壁において水平力に対する抵抗力を増加させることが公知である（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平09-221730号公報
【特許文献２】特開2009-46817号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】沿岸開発技術ライブラリーNo.3「港湾・空港における軽量混合処理土工法技術マニュアル」（1999年4月発行）発行所 財団法人 沿岸開発技術研究センター
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軽量混合処理土工法は、発泡ビーズ等の軽量化材を使用するため、材料費が高価となるという問題がある。また、斜底面工法は、ケーソン幅を小さくできるが、底面反力が大きくなるため基礎地盤や基礎マウンドを強固なものとする必要があり、この結果、施工コスト高となってしまう場合がある。グラウンドアンカーを用いる構造は支持地盤が深いとアンカー長が長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、岸壁・護岸における地震に対する安定性を保ちつつ、重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・護岸に用いる矢板の断面性能を小さくすることの可能な岸壁構造または護岸構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、地震に対する岸壁や護岸の安定性を高めるために岸壁・護岸の海側の前面の水位と岸壁・護岸の陸側の背面の水位との水位差に着目し、海側の水圧を陸側に作用させることで岸壁や護岸における地震に対する安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・護岸に用いる矢板の断面性能を小さくすることができるとの着想を得て本発明に至ったものである。
【０００８】
本発明の原理について図１を参照して説明する。図１は岸壁・護岸における通常の構造を概略的に示す断面図（ａ）及び図１（ａ）の構造において背面の水位を低下させた場合を示す同様の断面図（ｂ）である。
【０００９】
岸壁（または護岸）の堤体には、陸側の背面Ｒの水位と海側の前面Ｆの水位との差（水位差）に応じた水圧が作用するが、図１（ａ）のように、陸側の残留水位が海側の水位よりも高い場合、堤体の背面Ｒに対し土圧とともに水位差による水圧が作用する。これに対し、図１（ｂ）のように、陸側の背面Ｒの水位を低下させ、海側の前面Ｆの水位よりも低くした場合、堤体の背面Ｒには土圧が作用する一方、堤体の前面Ｆに対し前面Ｆの水位と背面Ｒの水位との水位差による水圧が作用する。かかる水圧は、地震動による堤体の背面Ｒへの水平力と反対方向に作用するため、地震動による堤体に作用する水平力合力を低減させることができる。したがって、岸壁の海側と陸側との水位差を利用して海側から陸側へ水圧を作用させることにより、岸壁または護岸の地震時における安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。
【００１０】
上記目的を達成するための岸壁構造または護岸構造は、岸壁または護岸の背面に周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するように遮水部を設け、前記遮水部に排水手段を設置し、前記排水手段により前記遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つことを特徴とする。
【００１１】
この岸壁構造または護岸構造によれば、岸壁または護岸の背面の陸側に設けた遮水部で周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するとともに、排水ポンプ等の排水手段により遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つので、少なくとも岸壁または護岸の背面に加わる水位差による水圧を低下させることができる。このため、岸壁や護岸における地震に対する安定性を保つことができる。また、重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・護岸に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。
【００１２】
上記岸壁構造または護岸構造において前記遮水部における水位を前記岸壁または護岸の前面の海面の水位よりも一定量低く保つことで、水位差による水圧が地震動による堤体背面への水平力と反対方向に岸壁または護岸の前面に作用するので、地震動による岸壁または護岸に作用する水平力合力を低減させることができ、このため、岸壁や護岸における地震に対する安定性を向上させることができる。
【００１３】
また、前記遮水部が、前記地盤を覆うように敷設されるシート材料と、前記シート材料上に堆積される透水性材料と、を有することが好ましい。この場合、前記遮水部が止水矢板を有し、前記止水矢板が前記岸壁または護岸の背面から所定距離だけ離れて配置されることが好ましい。
【００１４】
また、前記岸壁または護岸がケーソンによる重力式の場合、前記シート材料を前記ケーソンの背面または前面の上端部まで敷設し、前記背面または前面の下端部において前記シート材料がたるむようにシート余裕部を設けることが好ましい。地震時にケーソンが移動してもシート材料はケーソンの下端部の余裕部で伸張するので、シート材料の破損を防止でき、遮水部による遮水性を維持できる。
【００１５】
また、原地盤の不透水層を前記シート材料の代わりに用いるようにしてもよい。原地盤に粘土層等の不透水層がある場合、これをシート材料の代わりに用いることで材料費を削減することができる。
【００１６】
なお、上記岸壁構造または護岸構造は、上述のように、岸壁または護岸の背面に加わる水位差による水圧を低下させることで岸壁や護岸における地震に対する安定性を保つことができるので、岸壁または護岸が耐震性を有する耐震構造に構成可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の岸壁構造または護岸構造によれば、岸壁・護岸における地震に対する安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】岸壁・護岸における通常の構造を概略的に示す断面図（ａ）及び図１（ａ）の構造において背面の水位を低下させた場合を示す同様の断面図（ｂ）である。
【図２】第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。
【図３】第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第２例を説明するための断面図である。
【図４】第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。
【図５】第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第２例を説明するための断面図である。
【図６】第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第３例を説明するための断面図である。
【図７】図４または図５のケーソン背面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ａ）及び図６のケーソン前面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ｂ）である。
【図８】クーロンの土圧式による土圧と水圧の合力として算出した水平力の水位低下による低下割合を計算した結果を示すグラフである。
【図９】第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第３例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
〈第１の実施形態〉
図２は第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。図３は同じく第２例を説明するための断面図である。
【００２１】
本実施形態による第１例は、矢板式岸壁構造であり、図２に示すように、この矢板式岸壁構造は、水底Ｇに打設した鋼管矢板１１の背面（陸側）に遮水部１２を設け、遮水部１２における水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つために排水ポンプ１８を設置したものである。
【００２２】
遮水部１２における設定水位は、遮水材料の強度やポンプの排水能力から定まる水位低下可能量と水位低下による水平力の低下に応じた岸壁（護岸）構造の経済性とを考慮して決定されることが好ましい。
【００２３】
遮水部１２は、水底Ｇを覆うように敷設された遮水シート１４と、鋼管矢板１１から陸側（図の右側）水平方向に所定距離だけ離れた位置に打設された止水矢板１７と、遮水シート１４上に堆積されて鋼管矢板１１の背面に裏込された透水性の高い捨石１３と、から構成される。
【００２４】
遮水シート１４は、鋼管矢板１１の下端の水底Ｇから、止水矢板１７の下端の水底Ｇまで、水底Ｇを覆っており、その一端側（海側）が水底Ｇに打設された水中コンクリート１５で固定されて不透水とされ、その他端側（陸側）が止水矢板１７側の水底Ｇに打設された水中コンクリート１６で固定されて不透水とされている。遮水シート１４は、捨石や地盤に接しても破損しないように上下の両面が保護材１４ａで覆われている。止水矢板１７は継手部にモルタルの充填や遮水材の塗布等を行い、水が浸入しないようにする。
【００２５】
また、遮水部１２の捨石１３内へ排水ポンプ１８から配管が延び、その先端の吸引口１８ａが捨石１３内の設定水位よりも下方の位置にある。これにより、遮水部１２の水位Ｈが設定水位を超えると排水ポンプ１８を作動させ排水することで遮水部１２の水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことができる。
【００２６】
遮水部１２の上面には雨水の侵入を防ぐための不透水舗装２０が施される。また、止水矢板１７の背面側（陸側）には埋土Ｍが埋め戻される。
【００２７】
埋土Ｍにおける残留水位（R.W.L）や海水面の水位ＨＳが遮水部１２の水位Ｈよりも大きいため、遮水シート１４に上向きまたは斜め上向きの水圧が作用するが、上述のように、遮水シート１４上に捨石１３を堆積し、この捨石重量で水位差による水圧に抵抗する構造としている。
【００２８】
また、遮水シート１４に作用する水圧は、例えば水位低下が２ｍの場合には、２ｔｆ／ｍ2となるため、相応の強度に耐えるシート材料または遮水部構造とする必要がある。
【００２９】
なお、遮水シート、止水矢板等の遮水材料や施工方法については廃棄物処分場で用いられる遮水シートや止水矢板と同様の技術を利用することができる。
【００３０】
上述のように、図２の矢板式岸壁では鋼管矢板１１の背面に、捨石１３と遮水シート１４と止水矢板１７とによる遮水部１２が構築される。矢板式岸壁の背後において遮水シート１４が砂層Ｎに対して地下水の出入りを遮断し、止水矢板１７が埋土Ｍに対して地下水の出入りを遮断するとともに、捨石１３が水をよく透過することで、遮水部１２の水位Ｈを容易に低下させることができる。このようにして、矢板式岸壁の背後に遮水部１２により水位低下範囲Ａが構成される。
【００３１】
以上のように、矢板式岸壁の背面において、遮水部１２の遮水シート１４と止水矢板１７とにより周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ１８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００３２】
また、雨水の侵入等により遮水部１２の水位Ｈが上昇することがあっても、排水ポンプ１８で排水することで、容易に再度水位Ｈを設定水位以下に低下させることができる。このように、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが設定水位以下となるように排水ポンプ１８で水位Ｈを制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差はΔＨ（ＨＳ−Ｈ）となり、水位差ΔＨによる水圧が鋼管矢板１１の前面に恒常的に作用することになる。
【００３３】
以上のように、図２の矢板式岸壁構造によれば、岸壁において海側の前面から陸側の背面へと水圧を作用させることにより、矢板式岸壁の地震時における安定性を保ちつつ鋼矢板の断面性能を小さくし矢板長も小さくすることができる。
【００３４】
また、遮水シート１４や止水矢板１７は変形性能が高いので、沈下等の経年変化等による岸壁や地盤の変位が生じても遮水部１２における止水性を保つことができる。
【００３５】
また、遮水部１２への雨水の浸入や矢板継手からの浸水等によって水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇するため日常的に水位Ｈを監視することが好ましく、この水位監視に基づいて排水ポンプ１８により排水を行うことで、本実施形態の岸壁構造が有する耐震構造の信頼性が向上する。なお、遮水部１２内に水位計を設置し、水位Ｈが設定水位に達したことを検知したら、この検知に基づいて自動的に排水ポンプ１８を駆動するようにしてもよい。
【００３６】
なお、従来、掘削工事において土留工施工時の水圧低減を目的としてポンプにより水位を低下させるディープウエル工法やウエルポイント工法等の水位低下工法等が知られているが、これらの工法は仮設工事に用いられ、永久構造物に用いられる技術ではない。
【００３７】
次に、本実施形態による第２例は、矢板式岸壁構造であるが、図３に示すように原地盤の粘性土層等の不透水層を遮水シートの代わりに利用し、遮水シートを省略した点が図２と異なる。
【００３８】
図３のように、原地盤が例えば砂層Ｋの上に不透水層である粘性土層Ｌを有する場合、鋼管矢板１１を水底Ｇから打設し、鋼管矢板１１から陸側（図の右側）水平方向に所定距離だけ離れた位置で止水矢板１７を粘性土層Ｌに打設し、鋼管矢板１１の背面と止水矢板１７の前面との間で粘性土層Ｌ上に透水性の高い捨石１３を堆積し裏込する。このようにして、遮水部２２が止水矢板１７と粘性土層Ｌと捨石１３とにより構成される。排水ポンプ１８により遮水部２２における水位Ｈが設定水位以下に恒常的に保たれる。
【００３９】
以上のように、矢板式岸壁の背後において、遮水部２２の粘性土層Ｌと止水矢板１７とにより周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ１８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００４０】
図３のように原地盤に粘土層等の不透水層がある場合、不透水層を遮水シートの代わりに利用でき、遮水シートを省略できるので、材料費を削減することができる。また、条件が満足されれば既設の岸壁や護岸にも適用可能である。
【００４１】
遮水部２２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、図２と同様に設定水位よりも低くなるように排水ポンプ１８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差ΔＨによる水圧が鋼管矢板１１の前面に恒常的に作用することになる。
【００４２】
以上のように、図３の矢板式岸壁構造によれば、図２と同様に海側から陸側へ水圧を作用させることにより、矢板式岸壁の地震時における安定性を保ちつつ鋼矢板の断面性能を小さくし矢板長も小さくすることができる。
【００４３】
図９に第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第３例を説明するための断面図を示す。図９の矢板式岸壁構造は、図２と基本的に同様の構造であるが、遮水部１２が砂層Ｎの法面に遮水シート１４を敷設して構成されている。図９の矢板式岸壁構造により図２と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
〈第２の実施形態〉
図４は第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。図５は同じく第２例を説明するための断面図である。図６は同じく第３例を説明するための断面図である。
【００４５】
本実施形態による第１例は、重力式岸壁構造であり、図４に示すように、この重力式岸壁構造は、水底Ｇに築かれた基礎捨石Ｐ上にケーソン３１を設置し、ケーソン３１の背面３１ｂ（陸側）に遮水部３２を設け、遮水部３２における水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つために排水ポンプ３８を設置したものである。
【００４６】
遮水部３２は、図２と同様に、基礎捨石Ｐ及び砂層Ｎを覆うように敷設された遮水シート３４と、ケーソン３１の背面３１ｂから陸側（図の右側）水平方向に所定距離だけ離れた位置で砂層Ｎ内に打設された止水矢板３７と、遮水シート３４上に堆積されてケーソン３１の背面３１ｂに裏込された透水性の高い捨石３３と、から構成される。
【００４７】
遮水シート３４は、ケーソン３１の背面３１ｂから下端の基礎捨石Ｐ、砂層Ｎの法面、さらに止水矢板３７が打設された砂層Ｎの基礎捨石Ｐよりも高い部分まで延びて、ケーソン３１の背面３１ｂと基礎捨石Ｐと砂層Ｎとを覆っている。遮水シート３４の一端３４ｂは、ケーソン３１の背面３１ｂの上端まで延びて固定されて不透水とされ、その他端は止水矢板１７の下端で捨石１３により押さえ付けられるとともに止水矢板１７に密着されて不透水とされている。一端３４ｂの部分の遮水シートはケーソン３１の目地部のみとしてもよい。遮水シート３４は、捨石や地盤に接しても破損しないように上下の両面が保護材３４ａで覆われている。なお、保護材３４ａは、ケーソン３１の背面３１ｂでは省略されているが、設けてもよい。
【００４８】
また、遮水部３２の捨石３３内へ排水ポンプ３８から配管が延び、その先端の吸引口３８ａが捨石３３内の設定水位以下の位置にある。これにより、遮水部３２の水位Ｈを設定水位に恒常的に保つことができる。
【００４９】
遮水部３２の上面には不透水舗装４０が施される。また、止水矢板３７の背面側（陸側）には埋土Ｍが埋め戻される。
【００５０】
以上のように、重力式岸壁の背後において、遮水部３２の遮水シート３４と止水矢板３７とにより周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ３８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００５１】
遮水部３２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、設定水位よりも低くなるように排水ポンプ３８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差はΔＨ（ＨＳ−Ｈ）となり、水位差ΔＨによる水圧がケーソン３１の前面３１ａに恒常的に作用することになる。かかる水圧は地震動によるケーソン３１の背面３１ｂへの水平力と反対方向に作用するため、地震動によるケーソン３１の背面３１ｂへの水平力を低減させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００５２】
また、日常的に水位Ｈを監視し、この水位監視に基づいて排水ポンプ１８により排水を行うことで、本実施形態の岸壁構造が有する耐震構造の信頼性が向上する。
【００５３】
以上のように、図４の重力式岸壁構造によれば、海側から陸側へ水圧を作用させることにより、重力式岸壁の地震時における安定性を向上させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００５４】
また、本例のように重力式岸壁の場合には背面の水位低下によりケーソン等の提体に作用する浮力も小さくなり堤体重量が増すためさらに安定性が増加するという効果も得ることができる。
【００５５】
次に、本実施形態による第２例は、重力式岸壁構造であるが、図５に示すように止水矢板を省略し、遮水シートによって周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じないように遮水部４２を構成した点が図４と異なる。
【００５６】
すなわち、遮水部４２の遮水シート３４は、ケーソン３１の背面３１ｂから下端の基礎捨石Ｐ、埋土Ｍの法面、さらに地盤表面まで延びて、ケーソン３１の背面３１ｂと基礎捨石Ｐと埋土Ｍとを覆っている。遮水シート３４の一端３４ｂは、ケーソン３１の背面３１ｂの上端まで延びて固定されて不透水とされ、その他端３４ｃは地盤表面で固定されて不透水とされている。
【００５７】
以上のように、重力式岸壁の背後において、遮水部４２の遮水シート３４により周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ３８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００５８】
遮水部４２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、図２と同様に設定水位よりも低くなるように排水ポンプ３８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差ΔＨ（ＨＳ−Ｈ）による水圧がケーソン３１の前面３１ａに恒常的に作用することになる。
【００５９】
以上のように、図５の重力式岸壁構造によれば、図４と同様に海側から陸側へ水圧を作用させることにより、重力式岸壁の地震時における安定性を向上させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００６０】
また、止水矢板を省略したことにより、止水矢板材料及びその打設が不要となるので、材料や工数のコスト減に寄与することができる。
【００６１】
次に、本実施形態による第３例は、重力式岸壁構造であるが、図６に示すように基本的な構成は図５とほぼ同様であるが、遮水シートをケーソン３１の前面３１ａの上端まで延長させて遮水部５２を構成した点が図５と異なる。
【００６２】
すなわち、遮水部５２の遮水シート３４は、ケーソン３１の前面３１ａから基礎捨石Ｐとケーソン３１の底面との間、背面３１ｂの下端の基礎捨石Ｐ、埋土Ｍの法面、さらに地盤表面まで延びて、ケーソン３１の前面３１ａと基礎捨石Ｐと埋土Ｍとを覆っている。遮水シート３４の一端３４ｂは、ケーソン３１の背面３１ｂの上端まで延びて固定されて不透水とされ、その他端３４ｃは地盤表面で固定されて不透水とされている。
【００６３】
以上のように、重力式岸壁の背後において、遮水部５２の遮水シート３４により周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ３８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００６４】
遮水部４２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、図２と同様に設定水位よりも低くなるように排水ポンプ３８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差ΔＨ（ＨＳ−Ｈ）による水圧がケーソン３１の前面３１ａに恒常的に作用することになる。
【００６５】
以上のように、図６の重力式岸壁構造によれば、図４と同様に海側から陸側へ水圧を作用させることにより、重力式岸壁の地震時における安定性を向上させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００６６】
また、ケーソン３１の底面および海側の前面３１ａに遮水シートを設置する構造としたので、遮水シートの点検等が可能となる。
【００６７】
次に、図４〜図６の重力式岸壁において遮水シートにシート余裕部を設けた例について図７を参照して説明する。図７は、図４または図５のケーソン背面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ａ）及び図６のケーソン前面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ｂ）である。
【００６８】
図５の重量式岸壁において、図７（ａ）のように、ケーソン３１の背面３１ｂの下端部に遮水シート３４がたるむようにシート余裕部３４ｄを遮水シート３４に設ける。
【００６９】
また、図６の重量式岸壁において、図７（ｂ）のように、ケーソン３１の前面３１ａの下端部において遮水シート３４がたるむようにシート余裕部３４ｅを遮水シート３４に設ける。
【００７０】
ケーソン式等の重力式岸壁の場合は地震発生時にケーソンが海側へ移動し、遮水シートが破損することが懸念されるが、図７（ａ）（ｂ）の構成によれば、地震時にケーソン３１が海側に移動しても、遮水シート３４はケーソン３１の背面３１ｂの下端部のシート余裕部３４ｄ、または、前面３１ａの下端部のシート余裕部３４ｅにおいてたるみにより伸張することで、遮水シート３４の破損を防止でき、遮水部４２，５２における遮水性を保つことができる。
【００７１】
次に、水位低下による水平力の低下量について検討した。すなわち、図８に、クーロンの土圧式による土圧と水圧の合力として算出した水平力の、水位低下による低下割合（％）を試算した結果を示す。天端高さＤＬ＋４．０ｍ、内部摩擦角φ＝４０°の石材、水平震度０．２の地震時を想定したものである。比較として背後の地下水面上のみを軽量盛土（γ＝１２ｋＮ／ｍ3）に置き換えた場合では、水平力低下割合は、８７％（水深１６ｍの場合）程度となり、水位低下量を大きくすると水平力低減効果が高く、堤体の設計水平力を小さくすることができ、重力式岸壁の堤体幅を小さくしたり矢板式岸壁の矢板長を短くしたりすることができることがわかる。このように、水位低下量を大きくすると水平力が低下し岸壁（護岸）のコスト削減が可能である。
【００７２】
なお、計算条件は次のとおりである。
・天端高さ DL+4.0m
・上載荷重 15kN/m2
・土質条件
空中重量 18 kN/m3
水中重量 10 kN/m3
内部摩擦角φ=40°
壁面摩擦角15°
・水位条件
水位低下なし時：D.L.+0.67m(HWL:D.L.+2.0m，LWL:D.L.+0.0mとしたときの残留水位を想定)
水位低下時：LWLからの水位低下量
【００７３】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施形態では岸壁構造について説明したが、本発明はこれに限定されず、護岸構造であってもよいことはもちろんである。
【００７４】
また、本実施形態では、遮水部内の水位を岸壁の前面の海面よりも低くし、遮水部内の水位と岸壁の前面との水位差により海側から陸側へと岸壁の前面に水圧を作用させるようにしたが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、遮水部内の水位を陸側の残留水位（R.W.L）よりも低くすることで、少なくとも岸壁の背面への水圧が低下するので、地震動による岸壁に作用する水平力合力が低減し、岸壁の地震時における安定性を保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の岸壁構造、護岸構造によれば、海側から陸側へ水圧を作用させることができるので、岸壁、護岸の地震時における安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・岸壁に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。このため、耐震性を維持しつつ岸壁構造、護岸構造の構築コスト削減が可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１１ 鋼管矢板 １２ 遮水部 １３ 捨石 １４ 遮水シート １７ 止水矢板 １８ 排水ポンプ １８ａ 吸引口 ２２ 遮水部 ３１ ケーソン ３１ａ ケーソンの前面 ３１ｂ ケーソンの背面 ３２ 遮水部 ３３ 捨石 ３４ 遮水シート ３４ｄ，３４ｅ シート余裕部 ３７ 止水矢板 ３８ 排水ポンプ ３８ａ 吸引口 ４２，５２ 遮水部 Ａ 水位低下範囲 Ｇ 水底 Ｈ 水位低下範囲Ａ範囲内の水位 ＨＳ 海水面の水位 Ｌ 粘性土層 Ｐ 基礎捨石 ΔＨ 水位差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岸壁構造または護岸構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
岸壁や護岸の裏込土に軽量混合処理土を用いる工法が軽量混合処理土工法として知られており（非特許文献１）、この工法は軽量な材料を裏込土に用いることで岸壁や護岸の土圧を減らすことができ、また、地震時における水平力を軽減することができる。また、重力式岸壁や護岸においてケーソンの底面を斜面として水平力に対する抵抗力を増加させる斜底面工法が公知である（特許文献１）。さらに、グラウンドアンカーにより人工壁において水平力に対する抵抗力を増加させることが公知である（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平09-221730号公報
【特許文献２】特開2009-46817号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】沿岸開発技術ライブラリーNo.3「港湾・空港における軽量混合処理土工法技術マニュアル」（1999年4月発行）発行所 財団法人 沿岸開発技術研究センター
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軽量混合処理土工法は、発泡ビーズ等の軽量化材を使用するため、材料費が高価となるという問題がある。また、斜底面工法は、ケーソン幅を小さくできるが、底面反力が大きくなるため基礎地盤や基礎マウンドを強固なものとする必要があり、この結果、施工コスト高となってしまう場合がある。グラウンドアンカーを用いる構造は支持地盤が深いとアンカー長が長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、岸壁・護岸における地震に対する安定性を保ちつつ、重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・護岸に用いる矢板の断面性能を小さくすることの可能な岸壁構造または護岸構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、地震に対する岸壁や護岸の安定性を高めるために岸壁・護岸の海側の前面の水位と岸壁・護岸の陸側の背面の水位との水位差に着目し、海側の水圧を陸側に作用させることで岸壁や護岸における地震に対する安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・護岸に用いる矢板の断面性能を小さくすることができるとの着想を得て本発明に至ったものである。
【０００８】
本発明の原理について図１を参照して説明する。図１は岸壁・護岸における通常の構造を概略的に示す断面図（ａ）及び図１（ａ）の構造において背面の水位を低下させた場合を示す同様の断面図（ｂ）である。
【０００９】
岸壁（または護岸）の堤体には、陸側の背面Ｒの水位と海側の前面Ｆの水位との差（水位差）に応じた水圧が作用するが、図１（ａ）のように、陸側の残留水位が海側の水位よりも高い場合、堤体の背面Ｒに対し土圧とともに水位差による水圧が作用する。これに対し、図１（ｂ）のように、陸側の背面Ｒの水位を低下させ、海側の前面Ｆの水位よりも低くした場合、堤体の背面Ｒには土圧が作用する一方、堤体の前面Ｆに対し前面Ｆの水位と背面Ｒの水位との水位差による水圧が作用する。かかる水圧は、地震動による堤体の背面Ｒへの水平力と反対方向に作用するため、地震動による堤体に作用する水平力合力を低減させることができる。したがって、岸壁の海側と陸側との水位差を利用して海側から陸側へ水圧を作用させることにより、岸壁または護岸の地震時における安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。
【００１０】
上記目的を達成するための岸壁構造または護岸構造は、岸壁または護岸の背面に周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するように遮水部を設け、前記遮水部に排水手段を設置し、前記排水手段により前記遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つことを特徴とする。
【００１１】
この岸壁構造または護岸構造によれば、岸壁または護岸の背面の陸側に設けた遮水部で周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するとともに、排水ポンプ等の排水手段により遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つので、少なくとも岸壁または護岸の背面に加わる水位差による水圧を低下させることができる。このため、岸壁や護岸における地震に対する安定性を保つことができる。また、重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・護岸に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。
【００１２】
上記岸壁構造または護岸構造において前記遮水部における水位を前記岸壁または護岸の前面の海面の水位よりも一定量低く保つことで、水位差による水圧が地震動による堤体背面への水平力と反対方向に岸壁または護岸の前面に作用するので、地震動による岸壁または護岸に作用する水平力合力を低減させることができ、このため、岸壁や護岸における地震に対する安定性を向上させることができる。
【００１３】
また、前記遮水部が、前記地盤を覆うように敷設されるシート材料と、前記シート材料上に堆積される透水性材料と、を有することが好ましい。この場合、前記遮水部が止水矢板を有し、前記止水矢板が前記岸壁または護岸の背面から所定距離だけ離れて配置されることが好ましい。
【００１４】
また、前記岸壁または護岸がケーソンによる重力式の場合、前記シート材料を前記ケーソンの背面または前面の上端部まで敷設し、前記背面または前面の下端部において前記シート材料がたるむようにシート余裕部を設けることが好ましい。地震時にケーソンが移動してもシート材料はケーソンの下端部の余裕部で伸張するので、シート材料の破損を防止でき、遮水部による遮水性を維持できる。
【００１５】
また、原地盤の不透水層を前記シート材料の代わりに用いるようにしてもよい。原地盤に粘土層等の不透水層がある場合、これをシート材料の代わりに用いることで材料費を削減することができる。
【００１６】
なお、上記岸壁構造または護岸構造は、上述のように、岸壁または護岸の背面に加わる水位差による水圧を低下させることで岸壁や護岸における地震に対する安定性を保つことができるので、岸壁または護岸が耐震性を有する耐震構造に構成可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の岸壁構造または護岸構造によれば、岸壁・護岸における地震に対する安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】岸壁・護岸における通常の構造を概略的に示す断面図（ａ）及び図１（ａ）の構造において背面の水位を低下させた場合を示す同様の断面図（ｂ）である。
【図２】第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。
【図３】第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第２例を説明するための断面図である。
【図４】第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。
【図５】第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第２例を説明するための断面図である。
【図６】第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第３例を説明するための断面図である。
【図７】図４または図５のケーソン背面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ａ）及び図６のケーソン前面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ｂ）である。
【図８】クーロンの土圧式による土圧と水圧の合力として算出した水平力の水位低下による低下割合を計算した結果を示すグラフである。
【図９】第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第３例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
〈第１の実施形態〉
図２は第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。図３は同じく第２例を説明するための断面図である。
【００２１】
本実施形態による第１例は、矢板式岸壁構造であり、図２に示すように、この矢板式岸壁構造は、水底Ｇに打設した鋼管矢板１１の背面（陸側）に遮水部１２を設け、遮水部１２における水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つために排水ポンプ１８を設置したものである。
【００２２】
遮水部１２における設定水位は、遮水材料の強度やポンプの排水能力から定まる水位低下可能量と水位低下による水平力の低下に応じた岸壁（護岸）構造の経済性とを考慮して決定されることが好ましい。
【００２３】
遮水部１２は、水底Ｇを覆うように敷設された遮水シート１４と、鋼管矢板１１から陸側（図の右側）水平方向に所定距離だけ離れた位置に打設された止水矢板１７と、遮水シート１４上に堆積されて鋼管矢板１１の背面に裏込された透水性の高い捨石１３と、から構成される。
【００２４】
遮水シート１４は、鋼管矢板１１の下端の水底Ｇから、止水矢板１７の下端の水底Ｇまで、水底Ｇを覆っており、その一端側（海側）が水底Ｇに打設された水中コンクリート１５で固定されて不透水とされ、その他端側（陸側）が止水矢板１７側の水底Ｇに打設された水中コンクリート１６で固定されて不透水とされている。遮水シート１４は、捨石や地盤に接しても破損しないように上下の両面が保護材１４ａで覆われている。止水矢板１７は継手部にモルタルの充填や遮水材の塗布等を行い、水が浸入しないようにする。
【００２５】
また、遮水部１２の捨石１３内へ排水ポンプ１８から配管が延び、その先端の吸引口１８ａが捨石１３内の設定水位よりも下方の位置にある。これにより、遮水部１２の水位Ｈが設定水位を超えると排水ポンプ１８を作動させ排水することで遮水部１２の水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことができる。
【００２６】
遮水部１２の上面には雨水の侵入を防ぐための不透水舗装２０が施される。また、止水矢板１７の背面側（陸側）には埋土Ｍが埋め戻される。
【００２７】
埋土Ｍにおける残留水位（R.W.L）や海水面の水位ＨＳが遮水部１２の水位Ｈよりも大きいため、遮水シート１４に上向きまたは斜め上向きの水圧が作用するが、上述のように、遮水シート１４上に捨石１３を堆積し、この捨石重量で水位差による水圧に抵抗する構造としている。
【００２８】
また、遮水シート１４に作用する水圧は、例えば水位低下が２ｍの場合には、２ｔｆ／ｍ2となるため、相応の強度に耐えるシート材料または遮水部構造とする必要がある。
【００２９】
なお、遮水シート、止水矢板等の遮水材料や施工方法については廃棄物処分場で用いられる遮水シートや止水矢板と同様の技術を利用することができる。
【００３０】
上述のように、図２の矢板式岸壁では鋼管矢板１１の背面に、捨石１３と遮水シート１４と止水矢板１７とによる遮水部１２が構築される。矢板式岸壁の背後において遮水シート１４が砂層Ｎに対して地下水の出入りを遮断し、止水矢板１７が埋土Ｍに対して地下水の出入りを遮断するとともに、捨石１３が水をよく透過することで、遮水部１２の水位Ｈを容易に低下させることができる。このようにして、矢板式岸壁の背後に遮水部１２により水位低下範囲Ａが構成される。
【００３１】
以上のように、矢板式岸壁の背面において、遮水部１２の遮水シート１４と止水矢板１７とにより周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ１８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００３２】
また、雨水の侵入等により遮水部１２の水位Ｈが上昇することがあっても、排水ポンプ１８で排水することで、容易に再度水位Ｈを設定水位以下に低下させることができる。このように、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが設定水位以下となるように排水ポンプ１８で水位Ｈを制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差はΔＨ（ＨＳ−Ｈ）となり、水位差ΔＨによる水圧が鋼管矢板１１の前面に恒常的に作用することになる。
【００３３】
以上のように、図２の矢板式岸壁構造によれば、岸壁において海側の前面から陸側の背面へと水圧を作用させることにより、矢板式岸壁の地震時における安定性を保ちつつ鋼矢板の断面性能を小さくし矢板長も小さくすることができる。
【００３４】
また、遮水シート１４や止水矢板１７は変形性能が高いので、沈下等の経年変化等による岸壁や地盤の変位が生じても遮水部１２における止水性を保つことができる。
【００３５】
また、遮水部１２への雨水の浸入や矢板継手からの浸水等によって水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇するため日常的に水位Ｈを監視することが好ましく、この水位監視に基づいて排水ポンプ１８により排水を行うことで、本実施形態の岸壁構造が有する耐震構造の信頼性が向上する。なお、遮水部１２内に水位計を設置し、水位Ｈが設定水位に達したことを検知したら、この検知に基づいて自動的に排水ポンプ１８を駆動するようにしてもよい。
【００３６】
なお、従来、掘削工事において土留工施工時の水圧低減を目的としてポンプにより水位を低下させるディープウエル工法やウエルポイント工法等の水位低下工法等が知られているが、これらの工法は仮設工事に用いられ、永久構造物に用いられる技術ではない。
【００３７】
次に、本実施形態による第２例は、矢板式岸壁構造であるが、図３に示すように原地盤の粘性土層等の不透水層を遮水シートの代わりに利用し、遮水シートを省略した点が図２と異なる。
【００３８】
図３のように、原地盤が例えば砂層Ｋの上に不透水層である粘性土層Ｌを有する場合、鋼管矢板１１を水底Ｇから打設し、鋼管矢板１１から陸側（図の右側）水平方向に所定距離だけ離れた位置で止水矢板１７を粘性土層Ｌに打設し、鋼管矢板１１の背面と止水矢板１７の前面との間で粘性土層Ｌ上に透水性の高い捨石１３を堆積し裏込する。このようにして、遮水部２２が止水矢板１７と粘性土層Ｌと捨石１３とにより構成される。排水ポンプ１８により遮水部２２における水位Ｈが設定水位以下に恒常的に保たれる。
【００３９】
以上のように、矢板式岸壁の背後において、遮水部２２の粘性土層Ｌと止水矢板１７とにより周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ１８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００４０】
図３のように原地盤に粘土層等の不透水層がある場合、不透水層を遮水シートの代わりに利用でき、遮水シートを省略できるので、材料費を削減することができる。また、条件が満足されれば既設の岸壁や護岸にも適用可能である。
【００４１】
遮水部２２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、図２と同様に設定水位よりも低くなるように排水ポンプ１８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差ΔＨによる水圧が鋼管矢板１１の前面に恒常的に作用することになる。
【００４２】
以上のように、図３の矢板式岸壁構造によれば、図２と同様に海側から陸側へ水圧を作用させることにより、矢板式岸壁の地震時における安定性を保ちつつ鋼矢板の断面性能を小さくし矢板長も小さくすることができる。
【００４３】
図９に第１の実施形態による矢板式岸壁に適用した岸壁構造の第３例を説明するための断面図を示す。図９の矢板式岸壁構造は、図２と基本的に同様の構造であるが、遮水部１２が砂層Ｎの法面に遮水シート１４を敷設して構成されている。図９の矢板式岸壁構造により図２と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
〈第２の実施形態〉
図４は第２の実施形態による重力式岸壁に適用した岸壁構造の第１例を説明するための断面図である。図５は同じく第２例を説明するための断面図である。図６は同じく第３例を説明するための断面図である。
【００４５】
本実施形態による第１例は、重力式岸壁構造であり、図４に示すように、この重力式岸壁構造は、水底Ｇに築かれた基礎捨石Ｐ上にケーソン３１を設置し、ケーソン３１の背面３１ｂ（陸側）に遮水部３２を設け、遮水部３２における水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つために排水ポンプ３８を設置したものである。
【００４６】
遮水部３２は、図２と同様に、基礎捨石Ｐ及び砂層Ｎを覆うように敷設された遮水シート３４と、ケーソン３１の背面３１ｂから陸側（図の右側）水平方向に所定距離だけ離れた位置で砂層Ｎ内に打設された止水矢板３７と、遮水シート３４上に堆積されてケーソン３１の背面３１ｂに裏込された透水性の高い捨石３３と、から構成される。
【００４７】
遮水シート３４は、ケーソン３１の背面３１ｂから下端の基礎捨石Ｐ、砂層Ｎの法面、さらに止水矢板３７が打設された砂層Ｎの基礎捨石Ｐよりも高い部分まで延びて、ケーソン３１の背面３１ｂと基礎捨石Ｐと砂層Ｎとを覆っている。遮水シート３４の一端３４ｂは、ケーソン３１の背面３１ｂの上端まで延びて固定されて不透水とされ、その他端は止水矢板１７の下端で捨石１３により押さえ付けられるとともに止水矢板１７に密着されて不透水とされている。一端３４ｂの部分の遮水シートはケーソン３１の目地部のみとしてもよい。遮水シート３４は、捨石や地盤に接しても破損しないように上下の両面が保護材３４ａで覆われている。なお、保護材３４ａは、ケーソン３１の背面３１ｂでは省略されているが、設けてもよい。
【００４８】
また、遮水部３２の捨石３３内へ排水ポンプ３８から配管が延び、その先端の吸引口３８ａが捨石３３内の設定水位以下の位置にある。これにより、遮水部３２の水位Ｈを設定水位に恒常的に保つことができる。
【００４９】
遮水部３２の上面には不透水舗装４０が施される。また、止水矢板３７の背面側（陸側）には埋土Ｍが埋め戻される。
【００５０】
以上のように、重力式岸壁の背後において、遮水部３２の遮水シート３４と止水矢板３７とにより周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ３８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００５１】
遮水部３２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、設定水位よりも低くなるように排水ポンプ３８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差はΔＨ（ＨＳ−Ｈ）となり、水位差ΔＨによる水圧がケーソン３１の前面３１ａに恒常的に作用することになる。かかる水圧は地震動によるケーソン３１の背面３１ｂへの水平力と反対方向に作用するため、地震動によるケーソン３１の背面３１ｂへの水平力を低減させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００５２】
また、日常的に水位Ｈを監視し、この水位監視に基づいて排水ポンプ１８により排水を行うことで、本実施形態の岸壁構造が有する耐震構造の信頼性が向上する。
【００５３】
以上のように、図４の重力式岸壁構造によれば、海側から陸側へ水圧を作用させることにより、重力式岸壁の地震時における安定性を向上させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００５４】
また、本例のように重力式岸壁の場合には背面の水位低下によりケーソン等の提体に作用する浮力も小さくなり堤体重量が増すためさらに安定性が増加するという効果も得ることができる。
【００５５】
次に、本実施形態による第２例は、重力式岸壁構造であるが、図５に示すように止水矢板を省略し、遮水シートによって周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じないように遮水部４２を構成した点が図４と異なる。
【００５６】
すなわち、遮水部４２の遮水シート３４は、ケーソン３１の背面３１ｂから下端の基礎捨石Ｐ、埋土Ｍの法面、さらに地盤表面まで延びて、ケーソン３１の背面３１ｂと基礎捨石Ｐと埋土Ｍとを覆っている。遮水シート３４の一端３４ｂは、ケーソン３１の背面３１ｂの上端まで延びて固定されて不透水とされ、その他端３４ｃは地盤表面で固定されて不透水とされている。
【００５７】
以上のように、重力式岸壁の背後において、遮水部４２の遮水シート３４により周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ３８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００５８】
遮水部４２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、図２と同様に設定水位よりも低くなるように排水ポンプ３８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差ΔＨ（ＨＳ−Ｈ）による水圧がケーソン３１の前面３１ａに恒常的に作用することになる。
【００５９】
以上のように、図５の重力式岸壁構造によれば、図４と同様に海側から陸側へ水圧を作用させることにより、重力式岸壁の地震時における安定性を向上させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００６０】
また、止水矢板を省略したことにより、止水矢板材料及びその打設が不要となるので、材料や工数のコスト減に寄与することができる。
【００６１】
次に、本実施形態による第３例は、重力式岸壁構造であるが、図６に示すように基本的な構成は図５とほぼ同様であるが、遮水シートをケーソン３１の前面３１ａの上端まで延長させて遮水部５２を構成した点が図５と異なる。
【００６２】
すなわち、遮水部５２の遮水シート３４は、ケーソン３１の前面３１ａから基礎捨石Ｐとケーソン３１の底面との間、背面３１ｂの下端の基礎捨石Ｐ、埋土Ｍの法面、さらに地盤表面まで延びて、ケーソン３１の前面３１ａと基礎捨石Ｐと埋土Ｍとを覆っている。遮水シート３４の一端３４ｂは、ケーソン３１の背面３１ｂの上端まで延びて固定されて不透水とされ、その他端３４ｃは地盤表面で固定されて不透水とされている。
【００６３】
以上のように、重力式岸壁の背後において、遮水部５２の遮水シート３４により周囲の地盤に対し地下水の行き来が生じない部分を構築し、水位低下範囲Ａ内の水位Ｈが上昇したとき、排水ポンプ３８により水位Ｈを設定水位以下に恒常的に保つことで水位が低下した状態が恒久的に持続する岸壁構造を構築することができる。
【００６４】
遮水部４２の水位低下範囲Ａ内の水位Ｈを、図２と同様に設定水位よりも低くなるように排水ポンプ３８で制御することにより、海水面の水位ＨＳと水位低下範囲Ａ内の水位Ｈとの水位差ΔＨ（ＨＳ−Ｈ）による水圧がケーソン３１の前面３１ａに恒常的に作用することになる。
【００６５】
以上のように、図６の重力式岸壁構造によれば、図４と同様に海側から陸側へ水圧を作用させることにより、重力式岸壁の地震時における安定性を向上させ、ケーソンの必要重量を小さくすることができる。
【００６６】
また、ケーソン３１の底面および海側の前面３１ａに遮水シートを設置する構造としたので、遮水シートの点検等が可能となる。
【００６７】
次に、図４〜図６の重力式岸壁において遮水シートにシート余裕部を設けた例について図７を参照して説明する。図７は、図４または図５のケーソン背面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ａ）及び図６のケーソン前面の下端で遮水シートにシート余裕部を設けた例を示す部分図（ｂ）である。
【００６８】
図５の重量式岸壁において、図７（ａ）のように、ケーソン３１の背面３１ｂの下端部に遮水シート３４がたるむようにシート余裕部３４ｄを遮水シート３４に設ける。
【００６９】
また、図６の重量式岸壁において、図７（ｂ）のように、ケーソン３１の前面３１ａの下端部において遮水シート３４がたるむようにシート余裕部３４ｅを遮水シート３４に設ける。
【００７０】
ケーソン式等の重力式岸壁の場合は地震発生時にケーソンが海側へ移動し、遮水シートが破損することが懸念されるが、図７（ａ）（ｂ）の構成によれば、地震時にケーソン３１が海側に移動しても、遮水シート３４はケーソン３１の背面３１ｂの下端部のシート余裕部３４ｄ、または、前面３１ａの下端部のシート余裕部３４ｅにおいてたるみにより伸張することで、遮水シート３４の破損を防止でき、遮水部４２，５２における遮水性を保つことができる。
【００７１】
次に、水位低下による水平力の低下量について検討した。すなわち、図８に、クーロンの土圧式による土圧と水圧の合力として算出した水平力の、水位低下による低下割合（％）を試算した結果を示す。天端高さＤＬ＋４．０ｍ、内部摩擦角φ＝４０°の石材、水平震度０．２の地震時を想定したものである。比較として背後の地下水面上のみを軽量盛土（γ＝１２ｋＮ／ｍ3）に置き換えた場合では、水平力低下割合は、８７％（水深１６ｍの場合）程度となり、水位低下量を大きくすると水平力低減効果が高く、堤体の設計水平力を小さくすることができ、重力式岸壁の堤体幅を小さくしたり矢板式岸壁の矢板長を短くしたりすることができることがわかる。このように、水位低下量を大きくすると水平力が低下し岸壁（護岸）のコスト削減が可能である。
【００７２】
なお、計算条件は次のとおりである。
・天端高さ DL+4.0m
・上載荷重 15kN/m2
・土質条件
空中重量 18 kN/m3
水中重量 10 kN/m3
内部摩擦角φ=40°
壁面摩擦角15°
・水位条件
水位低下なし時：D.L.+0.67m(HWL:D.L.+2.0m，LWL:D.L.+0.0mとしたときの残留水位を想定)
水位低下時：LWLからの水位低下量
【００７３】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施形態では岸壁構造について説明したが、本発明はこれに限定されず、護岸構造であってもよいことはもちろんである。
【００７４】
また、本実施形態では、遮水部内の水位を岸壁の前面の海面よりも低くし、遮水部内の水位と岸壁の前面との水位差により海側から陸側へと岸壁の前面に水圧を作用させるようにしたが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、遮水部内の水位を陸側の残留水位（R.W.L）よりも低くすることで、少なくとも岸壁の背面への水圧が低下するので、地震動による岸壁に作用する水平力合力が低減し、岸壁の地震時における安定性を保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の岸壁構造、護岸構造によれば、海側から陸側へ水圧を作用させることができるので、岸壁、護岸の地震時における安定性を保ちつつ重力式岸壁・護岸の必要重量や矢板式岸壁・岸壁に用いる矢板の断面性能を小さくすることができる。このため、耐震性を維持しつつ岸壁構造、護岸構造の構築コスト削減が可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１１ 鋼管矢板 １２ 遮水部 １３ 捨石 １４ 遮水シート １７ 止水矢板 １８ 排水ポンプ １８ａ 吸引口 ２２ 遮水部 ３１ ケーソン ３１ａ ケーソンの前面 ３１ｂ ケーソンの背面 ３２ 遮水部 ３３ 捨石 ３４ 遮水シート ３４ｄ，３４ｅ シート余裕部 ３７ 止水矢板 ３８ 排水ポンプ ３８ａ 吸引口 ４２，５２ 遮水部 Ａ 水位低下範囲 Ｇ 水底 Ｈ 水位低下範囲Ａ範囲内の水位 ＨＳ 海水面の水位 Ｌ 粘性土層 Ｐ 基礎捨石 ΔＨ 水位差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岸壁または護岸の背面に周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するように遮水部を設け、
前記遮水部に排水手段を設置し、前記排水手段により前記遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つことを特徴とする岸壁構造または護岸構造。
【請求項２】
前記遮水部における水位を前記岸壁または護岸の前面の海面の水位よりも低く保つ請求項１に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項３】
前記遮水部が、前記地盤を覆うように敷設されるシート材料と、前記シート材料上に堆積される透水性材料と、を有する請求項１または２に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項４】
前記遮水部が止水矢板を有し、前記止水矢板が前記岸壁または護岸の背面から所定距離だけ離れて配置される請求項３に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項５】
前記岸壁または護岸がケーソンによる重力式の場合、前記シート材料を前記ケーソンの背面または前面の上端部まで敷設し、前記背面または前面の下端部において前記シート材料がたるむようにシート余裕部を設ける請求項３または４に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項６】
原地盤の不透水部を前記シート材料の代わりに用いる請求項３または４に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項１】
岸壁または護岸の背面に周囲の地盤との間で地下水の出入りを遮断するように遮水部を設け、
前記遮水部に排水手段を設置し、前記排水手段により前記遮水部における水位を一定以下に恒常的に保つことを特徴とする岸壁構造または護岸構造。
【請求項２】
前記遮水部における水位を前記岸壁または護岸の前面の海面の水位よりも低く保つ請求項１に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項３】
前記遮水部が、前記地盤を覆うように敷設されるシート材料と、前記シート材料上に堆積される透水性材料と、を有する請求項１または２に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項４】
前記遮水部が止水矢板を有し、前記止水矢板が前記岸壁または護岸の背面から所定距離だけ離れて配置される請求項３に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項５】
前記岸壁または護岸がケーソンによる重力式の場合、前記シート材料を前記ケーソンの背面または前面の上端部まで敷設し、前記背面または前面の下端部において前記シート材料がたるむようにシート余裕部を設ける請求項３または４に記載の岸壁構造または護岸構造。
【請求項６】
原地盤の不透水部を前記シート材料の代わりに用いる請求項３または４に記載の岸壁構造または護岸構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４４９１７（Ｐ２０１２−１４４９１７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６１１（Ｐ２０１１−４６１１）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]