透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物
【課題】各堤体の基礎杭同士の干渉を低減するために基礎杭同士の間隔を広くした場合、堤体の構造を大きくする必要がなく、かつ、堤体間の間隔を狭くすることができる透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物を提供する。
【解決手段】この透過型堤体構造物１０は、開口を有する壁部と水平部とを備えて消波性能を発揮する透過型の堤体１１と、堤体を支持するために水底から地盤に打ち込まれる基礎杭２９ａ，２９ｂから構成される基礎構造１２と、を具備し、堤体１１は、基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造４１，４２を備え、張り出し構造における水平部の面積を低減させたものである。
【解決手段】この透過型堤体構造物１０は、開口を有する壁部と水平部とを備えて消波性能を発揮する透過型の堤体１１と、堤体を支持するために水底から地盤に打ち込まれる基礎杭２９ａ，２９ｂから構成される基礎構造１２と、を具備し、堤体１１は、基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造４１，４２を備え、張り出し構造における水平部の面積を低減させたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消波性能を有する透過型の堤体から構成される透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾の静穏度を確保するためには、沖側に不透過型の防波堤（陸側への透過波を防ぐ）を構築することが効果的であるが、砂浜などの海岸浸食を防ぐには、不透過型の防波堤は不向きである。海岸浸食が発生するか否かは、主に砂の特性（比重や形状）や常時波浪特性により決定される。したがって、数年〜数十年間に一度の割合で来襲する波浪（暴風時）による浸食の影響は、長期的に見ると少ないと考えられている。海岸浸食が卓越する地点に防波堤を構築すると、防波堤前面の反射率が大きくなるため設置地点の沖側の砂が浸食される一方で、陸側には砂が堆積する。このため、前面の浸食及び背面の堆積の各対策が新たに必要となる。
このような不透過型の防波堤と比べ、海岸浸食を防ぐには常時波浪に対して対象地点周辺の透過率・反射率をともに低減させ消波性能のある透過式の構造物が有効であることが知られている。例えば、図１１のように、透過式構造物Ａを構築し、沖側から入射波が透過式構造物Ａに到来したとき、透過式構造物Ａにおいて、入射波によって生じる反射波及び透過波をともに低減させることで、前面の浸食及び背面の堆積を減らすことができる。
【０００３】
上述の透過式構造物として、例えば、特許文献１のような杭式消波構造物や特許文献２，３のような透過型海域制御構造物が挙げられる。後者の透過型海域制御構造物１は、図１２の正面図に示すように、基礎杭３に箱形の堤体２が海底４との間に間隙部５をもって設置され、堤体２は鉛直壁６と傾斜壁７とからなる前面壁、中間壁、後面壁、側面壁８、底版および頂板からなり、鉛直壁６および傾斜壁７、中間壁、後面壁には透過スリット９が開口され、底版および頂板に開口部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−２４４０８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２８９０号公報
【特許文献３】特開２００８−１４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
透過型の構造物は、内部が空洞であるため通常の防波堤などのような重量式では安定性が保てず、このため、図１２のように基礎杭３を打ち込んで固定される。ここで、図１３のように、透過型の構造物が堤体Ｂ１，Ｂ２（例えば、図１２の堤体２）を並べて構築される場合、堤体Ｂ１，Ｂ２間の間隔Ｗ１は図１１の透過波の透過率の低減のために狭い方が好ましいが、そうすると、堤体Ｂ１の基礎杭Ｃ１と、堤体Ｂ２の基礎杭Ｃ２との間の間隔Ｗ２も狭くなってしまう。水底Ｔから地盤Ｇの中に打ち込まれる基礎杭Ｃ１，Ｃ２はその間隔Ｗ２が狭いと、杭同士の干渉によって次の問題(1)(2)が生じてしまう。すなわち、(1)杭同士の干渉により杭の支持力が単杭の場合よりも低下してしまう。このため、必要な支持力を確保するためには、杭の間隔Ｗ２を広げるか、杭の根入れ長さをより長くする必要がある。杭の根入れ長さが長くなると、経済性・施工性に劣る結果になる。(2)杭同士の干渉により杭の周囲における地盤Ｇの洗掘量が大きくなってしまい、杭の周辺が大きく洗掘されることにより、杭の安定性が低下してしまう。
【０００６】
杭同士の間隔Ｗ２を広げるには、図１３の堤体間の間隔Ｗ１を大きくしなければならないが、堤体間の間隔Ｗ１を大きくすると、上述のように波が背面側に透過しやすくなり透過率が大きくなってしまう。かかる透過率の増大を避けるために、堤体自体の構造を大きく（堤体Ｂ１，Ｂ２の図１３の横方向の幅を長く）し、間隔を含めた施工延長あたりの透過性能を確保する必要がある。
【０００７】
一方、基礎杭Ｃ１，Ｃ２の水平位置を堤体の内側に変更し杭の間隔Ｗ２を広げ、かつ、堤体間の間隔Ｗ１を狭くすると、基礎杭Ｃ１，Ｃ２の水平位置に対し堤体の外側部分が張り出し構造となって、揚圧力の影響により、底版の張り出し構造部分に加わる力が大きくなり、部材破壊のおそれが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、各堤体の基礎杭同士の干渉を低減するために基礎杭同士の間隔を広くした場合、堤体の構造を大きくする必要がなく、かつ、堤体間の間隔を狭くすることができる透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物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】
【０００９】
上記目的を達成するための透過型堤体構造物は、開口を有する壁部と水平部とを備えて消波性能を発揮する透過型の堤体と、前記堤体を支持するために水底から地盤に打ち込まれる基礎杭から構成される基礎構造と、を具備する透過型堤体構造物であって、前記堤体は、前記基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備え、前記張り出し構造における前記水平部の面積を低減させたことを特徴とする。
【００１０】
この透過型堤体構造物によれば、堤体が基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備えることによって、堤体同士の側端部が接近するように堤体を配置できるので堤体間の間隔が狭くなるとともに、基礎杭同士の間隔が広くなる。堤体間の間隔が狭くなることで、透過率が大きくならないことから、１函体当りの堤体幅は大きくならず堤体の構造が大きくならない。また、基礎杭同士の間隔が広くなるので、基礎杭同士の干渉を低減することができ、また、基礎杭周りの洗掘量を少なくすることができる。さらに、張り出し構造における水平部の面積を低減させることで、水平部に加わる揚圧力を逃がし低減できるので、張り出し構造部分における部材破壊のおそれをなくすことができる。
【００１１】
上記透過型堤体構造物において、前記水平部は底版と頂版とを有し、前記張り出し構造における前記底版及び前記頂版にそれぞれ開口部を設けることで、張り出し構造における水平部の面積を低減させて揚圧力の低減が可能になる。
【００１２】
また、前記堤体の壁部は前面側に前面壁と斜面壁とを有し、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁にそれぞれ相補的形状の開口部を設けることが好ましい。堤体同士を並べて配置したとき、張り出し構造における前面壁及び斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することができ、消波性能の向上に寄与できる。
【００１３】
上記目的を達成するための透過型海域制御構造物は、上述の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成され、前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置することを特徴とする。
【００１４】
この透過型海域制御構造物によれば、上述の透過型堤体構造物の堤体が基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備えるので、各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、堤体間の間隔が狭くなるとともに、基礎杭同士が水平方向に離間して位置し、基礎杭同士の間隔が広くなる。また、堤体間の間隔が狭くなることで透過率が大きくならない。また、基礎杭同士の間隔が広くなるので、基礎杭同士の干渉を低減することができ、また、基礎杭周りの洗掘量を少なくできる。さらに、各堤体の張り出し構造における水平部の面積低減により、水平部に加わる揚圧力を逃がし低減できるので、少なくとも２つの透過型堤体構造物から構成される透過型海域制御構造物において各堤体の張り出し構造部分における部材破壊のおそれをなくすことができる。
【００１５】
もう１つの透過型海域制御構造物は、前記堤体の壁部は前面側に前面壁と斜面壁とを有し、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁にそれぞれ相補的形状の開口部を設けた上述の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成され、前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向しかつ接近して配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置するとともに、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することを特徴とする。
【００１６】
この透過型海域制御構造物によれば、堤体間の間隔が狭くなり、かつ、基礎杭同士の間隔が広くなるとともに、張り出し構造における前面壁及び斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することで、消波性能の向上に寄与できる。
【００１７】
また、上記堤体のための分割ブロックは、上述の透過型堤体構造物の堤体が縦方向に分離するように複数に分割されたものである。上記堤体を複数の分割ブロックから構成することにより、各分割ブロックを順に、水底に打ち込まれた基礎杭に差し込み、積み重ねることで透過型堤体構造物を比較的簡単に施工することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物によれば、基礎杭同士の間隔を広くできるので、各堤体の基礎杭同士の干渉を低減でき、基礎杭周りの洗掘量を少なくできる。このため、基礎杭による支持力の低下を防止することができる。また、堤体間の間隔を狭くできるので、１函体当りの堤体幅は大きくならず堤体の構造が大きくならず、また、透過率が大きくならない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態による透過型堤体構造物を示す平面図（ａ）、図１（ａ）のｂ方向からみた側面図（ｂ）、同じくｃ方向からみた正面図（ｃ）、及び、同じくｄ方向からみた後面図（ｄ）である。
【図２】図１の透過型堤体構造物の斜視図（ａ）及び別角度からみた斜視図（ｂ）である。
【図３】図１（ａ）の透過型堤体構造物をIII-III線方向に切断してみた断面図である。
【図４】本実施形態の透過型堤体構造物における通常の水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。
【図５】本実施形態の透過型堤体構造物における暴風時に加わる力及び水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。
【図６】図１〜図３の透過型堤体構造物１０を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。
【図７】従来の透過型堤体構造物を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。
【図８】本実験例の二次元移動床実験に用いた実験装置の概要を示す図である。
【図９】実験例及び比較例について平均洗掘深さ及び最大洗掘深さを測定した結果を示すグラフである。
【図１０】波浪条件を変えた実験例及び比較例について平均洗掘深さ及び最大洗掘深さを測定した結果を示すグラフである。
【図１１】構築した透過式構造物に入射波が到来したときの、入射波によって生じる反射波及び透過波を説明するための概略図である。
【図１２】特許文献２に開示された透過型海域制御構造物の正面図である。
【図１３】従来の堤体を２つ並べて設置したときの問題を説明するための概略的な正面図である。
【図１４】本実施形態の変形例を示す図３と同様の断面図である。
【図１５】本実施形態の別の変形例を示す図３と同様の断面図である。
【図１６】本実施形態のさらに別の変形例を示す図３と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。図１は本実施の形態による透過型堤体構造物を示す平面図（ａ）、図１（ａ）のｂ方向からみた側面図（ｂ）、同じくｃ方向からみた正面図（ｃ）、及び、同じくｄ方向からみた後面図（ｄ）である。図２は図１の透過型堤体構造物の斜視図（ａ）及び別角度からみた斜視図（ｂ）である。図３は図１（ａ）の透過型堤体構造物をIII-III線方向に切断してみた断面図である。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｄ），図２（ａ）（ｂ），図３に示すように、透過型堤体構造物１０は、消波性能を有する透過型の堤体１１と、堤体１１を支持する複数本の基礎杭２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄから構成される基礎構造１２と、を備える。基礎杭２９ａ，２９ｂは前面側（沖側）に配置され、基礎杭２９ｃ，２９ｄは後面側（陸側）に配置されている。
【００２２】
堤体１１は、前面側（沖側）に鉛直方向に延びた前面壁１３と、前面壁１３の上端から傾斜する斜面壁１４とを有し、後面側（陸側）に鉛直方向に延びた後面壁１５を有し、前面と後面との間に前面壁１３に平行な中間壁１６を有し、両側面に側壁１７，１８を有する。また、堤体１１は、水平方向上部の頂版１９と、水平方向下部の底版２０と、を有する。
【００２３】
前面壁１３には、横方向に延びて壁面の中間に開口した前面スリット２１が設けられ、斜面壁１４には、横方向に延びて斜面の中間に開口した斜面スリット２２が設けられている。後面壁１５には、図１（ｄ）のように、複数の後面スリット２３が縦方向に設けられている。中間壁１６には、図３のように、複数の中間スリット２４が縦方向に設けられている。さらに、頂版１９には頂版開口２５が設けられ、底版２０には、複数の底版開口２６が設けられている。また、側壁１７，１８には開口が設けられていないが、設けてもよい。
【００２４】
また、斜面壁１４の斜面スリット２２とほぼ同じ高さ位置に、中間壁１６に壁部１６ａが設けられている。また、後面壁１５の上部にも後面スリット２３が設けられている。
【００２５】
なお、堤体１１において、各開口の好ましい開口率（壁面積に対する開口面積の割合）は、前面スリット２１＋斜面スリット２２が15〜25％、中間スリット２４が20〜30％、後面スリット２３が30〜40％である。側壁１７，１８に開口を設けた場合には、その開口率は5〜15％が好ましい。また、頂版開口２５の開口率は25〜35%、底版開口２６の開口率は25〜35%が好ましい。
【００２６】
図１（ａ）（ｃ）（ｄ）、図２（ａ）（ｂ）のように、堤体１１は、両側壁１７，１８の外側に突き出た張り出し構造４１，４２を有し、張り出し型の透過型堤体構造物を構成するようになっている。張り出し構造４１，４２には、前面側の縦方向に突き出し部４３ａ，４３ｂ、４３ｃが設けられることで、前面壁１３と斜面壁１４に相補的形状の開口部４３，４４が形成されており、２つの堤体１１が配置されたとき、２つの開口部４３同士が一体となるとともに２つの開口部４４同士が一体となって新たな開口スリット５１，５２（図６）がそれぞれ形成されるようになっている。
【００２７】
また、張り出し構造４１，４２には、図２（ａ）（ｂ）のように、奥行き方向の中間に縦方向に複数の中間突き出し部４６が設けられ、後面側の縦方向に複数の後面突き出し部４７が設けられている。２つの堤体１１が配置されたとき、中間の各突き出し部４６により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成され、後面の各突き出し部４７により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成されるようになっている。
【００２８】
また、張り出し構造４１，４２において、水平部の底版には突き出し部４３ａ，４６，４７が位置し、各突き出し部４３ａ，４６，４７の間に比較的大きな開口部４５，４５（図２）が設けられ、また、水平部の頂版には突き出し部４３ｃ，４７が位置し、各突き出し部４３ｃ，４７の間に比較的大きな開口部４８が設けられることで、底版及び頂版の面積が小さくなっている。このため、揚圧力が大きくなっても、揚圧力が開口部４５，４８を通して逃げることから、張り出し構造４１，４２における水平部の底版及び頂版に加わる力が減少するようになっている。
【００２９】
上述のように、堤体１１に側面外側に突き出た張り出し構造４１，４２を設けることで、沖側の基礎杭２９ａ，２９ｂは図１（ａ）、（ｃ）、（ｄ）の横方向の水平位置が相対的に内側にずれた位置関係になり、また、陸側の基礎杭２９ｃ，２９ｄは図の横方向の水平位置が同程度に相対的に内側にずれた位置関係になっている。
【００３０】
また、堤体１１の全体は、図１（ｂ）〜（ｄ）のように、コンクリート製の複数の分割ブロック３１，３２，３３から構成されている。複数の分割ブロック３１，３２，３３は、縦方向に分離するように水平方向に分割されることで比較的薄くなっている。
【００３１】
透過型堤体構造物１０の施工は次のようにして行うことができる。まず、基礎杭２９ａ〜２９ｄを水底Ｔから地盤Ｇ中に打ち込んで構築してから、次に、分割ブロック３１，３２，３３を順に、各分割ブロック３１〜３３の貫通孔３０（図１（ｃ）（ｄ））から基礎杭２９ａ〜２９ｄに差し込み、積み重ねる。これにより、透過型堤体構造物１０を、堤体１１が分割されず一体に構成された場合よりも簡単に施工することができる。なお、基礎杭２９ａ〜２９ｄの外周には、最下部の分割ブロック３１を所定高さ位置に係止するためのストッパ（図示省略）が設けられている。
【００３２】
上述の堤体１１の底版２０の下端（ブロック３１の下端）から水底Ｔまでの隙間Ｈ１（図３）は、次のように所定範囲内の値に設定され、水が隙間Ｈ１を透過する。透過型堤体構造物１０の堤体１１の水底Ｔからの高さＨと、隙間Ｈ１との比（Ｈ１／Ｈ）は、０〜０．２程度が好ましい。
【００３３】
上述のようにして、透過型堤体構造物１０を水底Ｔに設置することができる。なお、堤体１１の複数のブロック３１〜３３は、図１（ａ）（ｂ）のように、連結部材３０ａ，３０ｂにより連結されて一体化するようになっている。
【００３４】
次に、上述の透過型堤体構造物１０の消波性能について図４，図５を参照して説明する。図４は、本実施形態の透過型堤体構造物における通常の水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。図５は、本実施形態の透過型堤体構造物における暴風時に加わる力及び水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。
【００３５】
図４のように通常時には、透過型堤体構造物１０において次のようなエネルギー損失により消波が実現する。
【００３６】
(1)沖側からの入射波の越波ａに伴う砕波によるエネルギー損失
【００３７】
(2)斜面壁１４の斜面スリット２２における流出水ｂ、流入水ｃによる乱れによるエネルギー損失
【００３８】
(3)中間スリット２４、後面スリット２３、底版開口２６の各開口により、向きが互いに反対に発生する渦ｄ，ｅによるエネルギー損失
【００３９】
(4)越波ｆと後面壁１６の上部の後面スリット２３との衝突によるエネルギー損失
【００４０】
(5)頂版１９及び底版２０の開口２５，２６による堤体１１内部の流出入水の容易化による、渦ｄ，ｅによるエネルギー損失効果の促進
【００４１】
上述の各エネルギー損失効果が相乗して消波を促進し、消波性能を向上させることができるとともに、前面の反射率及び背面への透過率をともに低減することができる透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物を実現できる。
【００４２】
なお、堤体１１の前面スリット２１＋斜面スリット２２の開口率と後面スリット２３の開口率とに差を設けることで、引き波時水が堤体内部から流出しにくくなり、堤体の前面と背面とで水位差が生じることにより、斜面スリット２２から噴流が発生し、エネルギーを損失させ、消波を促進できる。
【００４３】
また、図５のように暴風時には、透過型堤体構造物１０の堤体１１において、水は、底版２０と水底との間を水平方向ｇに通過し、底版２０の底版開口２６を上方向ｈに通過し、頂版１９の頂版開口２５を上方向ｊに通過し、斜面壁１４を方向ｉに越波し、一方、水平力Ｋ、揚圧力Ｌ、鉛直下向き力Ｍが加わる。このうち、揚圧力Ｌは、頂版１９及び底版２０の比較的大きな開口２５，２６により、上方に逃げることで、揚圧力の低減が可能となっている。
【００４４】
次に、図１〜図３の透過型堤体構造物１０を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物について図６，図７を参照して説明する。図６は図１〜図３の透過型堤体構造物１０を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。図７は従来の透過型堤体構造物を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。
【００４５】
図６のように、透過型海域制御構造物５０は、図１〜図３の透過型堤体構造物１０を少なくとも２つ並べて、側面同士を対向させかつ接近させて配置することにより構成される。このとき、各堤体１１の張り出し構造４１，４２の突き出し部４３ａ，４３ｂ，４３ｃがそれぞれ互いに近接することで、堤体１１，１１間の間隔Ｗ１が狭くなるとともに、開口部４３，４４がそれぞれ２つずつ近接することで一体となって、新たな開口スリット５１，５２が形成される。また、各堤体１１の奥行き方向においても、図２（ａ）（ｂ）からわかるように、中間で各突き出し部４６により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成され、後面において各突き出し部４７により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成される。一体となった新たな開口スリット５１，５２等により、張り出し構造４１，４２において消波性を発揮させることができる。
【００４６】
さらに、透過型堤体構造物１０の少なくとも２つの近接配置により、張り出し構造４１，４２の水平部において、底版側の開口部４５，４５がそれぞれ２つずつ近接することで一体となって新たな開口が形成されるとともに、頂版側の開口部４８が２つずつ近接することで一体となって新たな開口が形成される。これにより、張り出し構造４１，４２において、水平部の面積を低減させることができ、水平部に加わる揚圧力Ｌ（図５）を逃がすことで低減できるので、張り出し構造部分における水平部の部材破壊のおそれがなくなり、また、部材の厚さ等の寸法を大きくする必要がない。このように、堤体１１に張り出し構造４１，４２を設けても揚圧力による部材破壊のおそれ等を防止できる。
【００４７】
上述の透過型堤体構造物１０を２つ並べた透過型海域制御構造物５０において、図６のように、透過型堤体構造物１０の基礎杭２９ａと、その隣の透過型堤体構造物１０の基礎杭２９ｂとの間隔Ｗ２は、２つの堤体１１，１１間に張り出し構造４１，４２が存在するために、比較的広くなっている。すなわち、図１（ａ）（ｃ）（ｄ）のように基礎杭２９ａ，２９ｂは張り出し構造４１，４２によって図の横方向の水平位置が相対的に内側にずれた位置関係になっているため、基礎杭間の間隔Ｗ２は張り出し構造４１，４２を設けた分、広くなっているのである。また、基礎杭２９ｃ，２９ｄ間の間隔Ｗ２も同様に張り出し構造４１，４２を設けた分、広くなっている。
【００４８】
図７のように、従来技術によれば、堤体Ｂ１，Ｂ２間の間隔Ｗ１を狭くすると、基礎杭Ｃ１，Ｃ２間の間隔Ｗ２も狭くなって、杭同士の干渉が避けられなかったのに対し、本実施形態の透過型海域制御構造物５０によれば、堤体１１，１１間の間隔Ｗ１が狭くなっても、図６のように基礎杭間の間隔Ｗ２は張り出し構造４１，４２によって広くなる。このように、堤体の側面を張り出し構造とすることで、堤体間の間隔Ｗ１を狭くできるとともに、基礎杭同士の干渉を回避することができ、かつ、基礎杭周りの洗掘量を緩和することができる。また、堤体間の間隔を狭くすることで、透過率が大きくならず、このため、１函体当りの堤体幅が大きくならず、堤体の構造が大きくならない。
【００４９】
以上のように、基礎杭同士の干渉を回避することができるので、杭の支持力が低下せず、杭の根入れ長さをより長くする必要がなく、杭の根入れ長さを長くすることによる経済性・施工性の低下を防止することができ、また、基礎杭の周囲における地盤Ｇの洗掘量が大きくならず、杭の周辺が大きく洗掘されることがないため、杭の支持力が低下せず、杭の安定性を維持することができる。
【００５０】
なお、図６の透過型海域制御構造物の寸法は、例えば、堤体の幅：８．７ｍ、堤体の間隔Ｗ１：０．４ｍ、基礎杭間の間隔Ｗ２：４ｍである。また、図７の寸法は、例えば、堤体の幅：８．４ｍ、堤体の間隔Ｗ１：０．８ｍ、基礎杭間の間隔Ｗ２：２．４ｍである。
【実験例】
【００５１】
次に、本発明の効果の確認のために、基礎杭周りの洗掘量（深さ）を比較する二次元移動床実験を行った。図８に本実験に用いた実験装置の概要を示す。本実験では、図６と同様の堤体２つを用いた縮尺１／３０の模型を用い、また、比較例として図７と同様の堤体２つを用いた縮尺１／３０の模型を用いた。用いた砂の諸元と、波浪条件は、次の表１に示すとおりである。
【００５２】
【表１】
実験例及び比較例について、波浪条件を現地換算で有義波高（Ｈ1/3）＝２．００ｍ、有義波周期（Ｔ1/3）＝１３．９ｓとした場合の洗掘深さの測定結果を図９に示す。同様に、波浪条件をＨ1/3＝５．７１ｍ、Ｔ1/3＝１３．９ｓとした場合の洗掘深さの測定結果を図１０に示す。
【００５３】
本実験例によれば、図９，図１０のいずれの場合も、平均洗掘深さ、最大洗掘深さともに、実験例の方が比較例よりも小さい結果であり、基礎杭周りの洗掘量を低減可能であることを確認できた。
【００５４】
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、張り出し構造における水平部の面積を低減させるために、本実施形態では、張り出し構造において底版及び頂版にそれぞれ少数の比較的大きな開口部を設けたが、これに限定されず、例えば、比較的小さな開口を多数設けるようにしてもよい。
【００５５】
また、図６の透過型海域制御構造物５０は、実際に水域に構築される場合には、図１〜図３の透過型堤体構造物１０を必要長さに応じて多数並べて構成される。
【００５６】
また、本実施形態の堤体における各壁部（前面壁１３，斜面壁１４，後面壁１５，中間壁１６）には、前面スリット２１，斜面スリット２２，後面スリット２３及び中間スリット２４が図３のように設けられているが、別の実施形態とすることで、各開口率を調整するようにしてもよい。例えば、図１４の例は、前面スリット２１、後面スリット２３，中間スリット２４の各個数を図３の場合よりも増やしたものである。
【００５７】
また、図１５の例は、前面スリット２１、後面スリット２３，中間スリット２４の各個数を図３の場合よりも増やすとともに、後面スリット２３及び中間スリット２４の各位置を図１４の場合から変更し、また、中間壁１６の上部の壁部１６ａ（図３，図１４）を省略し、壁部１６ａの位置に中間スリット２４を設けたものである。
【００５８】
さらに、図１６の例は、後面スリット２３及び中間スリット２４の各位置を図１５の場合と同じにしたが、前面スリット２１の数を図３の場合と同じにしたものである。
【００５９】
また、図１〜図３の透過型堤体構造物における基礎杭の本数は支持荷重や杭径等に対応して増やしてもよく、この場合、基礎杭間の間隔は洗掘が発生しないように充分長く設定されることが好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 透過型堤体構造物
１１ 堤体
１２ 基礎構造
１３ 前面壁
１４ 斜面壁
１５ 後面壁
１６ 中間壁
１７，１８ 側壁
１９ 頂版
２０ 底版
２１ 前面スリット
２２ 斜面スリット
２３ 後面スリット
２４ 中間スリット
２５ 頂版開口
２６ 底版開口
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ 基礎杭
３１，３２，３３ 分割ブロック
４１，４２ 張り出し構造
４３，４４ 開口部
４５，４８ 開口部
５０ 透過型海域制御構造物
５１，５２ 開口スリット
Ｌ 揚圧力
Ｗ１ 堤体間の間隔
Ｗ２ 基礎杭間の間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消波性能を有する透過型の堤体から構成される透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾の静穏度を確保するためには、沖側に不透過型の防波堤（陸側への透過波を防ぐ）を構築することが効果的であるが、砂浜などの海岸浸食を防ぐには、不透過型の防波堤は不向きである。海岸浸食が発生するか否かは、主に砂の特性（比重や形状）や常時波浪特性により決定される。したがって、数年〜数十年間に一度の割合で来襲する波浪（暴風時）による浸食の影響は、長期的に見ると少ないと考えられている。海岸浸食が卓越する地点に防波堤を構築すると、防波堤前面の反射率が大きくなるため設置地点の沖側の砂が浸食される一方で、陸側には砂が堆積する。このため、前面の浸食及び背面の堆積の各対策が新たに必要となる。
このような不透過型の防波堤と比べ、海岸浸食を防ぐには常時波浪に対して対象地点周辺の透過率・反射率をともに低減させ消波性能のある透過式の構造物が有効であることが知られている。例えば、図１１のように、透過式構造物Ａを構築し、沖側から入射波が透過式構造物Ａに到来したとき、透過式構造物Ａにおいて、入射波によって生じる反射波及び透過波をともに低減させることで、前面の浸食及び背面の堆積を減らすことができる。
【０００３】
上述の透過式構造物として、例えば、特許文献１のような杭式消波構造物や特許文献２，３のような透過型海域制御構造物が挙げられる。後者の透過型海域制御構造物１は、図１２の正面図に示すように、基礎杭３に箱形の堤体２が海底４との間に間隙部５をもって設置され、堤体２は鉛直壁６と傾斜壁７とからなる前面壁、中間壁、後面壁、側面壁８、底版および頂板からなり、鉛直壁６および傾斜壁７、中間壁、後面壁には透過スリット９が開口され、底版および頂板に開口部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−２４４０８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２８９０号公報
【特許文献３】特開２００８−１４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
透過型の構造物は、内部が空洞であるため通常の防波堤などのような重量式では安定性が保てず、このため、図１２のように基礎杭３を打ち込んで固定される。ここで、図１３のように、透過型の構造物が堤体Ｂ１，Ｂ２（例えば、図１２の堤体２）を並べて構築される場合、堤体Ｂ１，Ｂ２間の間隔Ｗ１は図１１の透過波の透過率の低減のために狭い方が好ましいが、そうすると、堤体Ｂ１の基礎杭Ｃ１と、堤体Ｂ２の基礎杭Ｃ２との間の間隔Ｗ２も狭くなってしまう。水底Ｔから地盤Ｇの中に打ち込まれる基礎杭Ｃ１，Ｃ２はその間隔Ｗ２が狭いと、杭同士の干渉によって次の問題(1)(2)が生じてしまう。すなわち、(1)杭同士の干渉により杭の支持力が単杭の場合よりも低下してしまう。このため、必要な支持力を確保するためには、杭の間隔Ｗ２を広げるか、杭の根入れ長さをより長くする必要がある。杭の根入れ長さが長くなると、経済性・施工性に劣る結果になる。(2)杭同士の干渉により杭の周囲における地盤Ｇの洗掘量が大きくなってしまい、杭の周辺が大きく洗掘されることにより、杭の安定性が低下してしまう。
【０００６】
杭同士の間隔Ｗ２を広げるには、図１３の堤体間の間隔Ｗ１を大きくしなければならないが、堤体間の間隔Ｗ１を大きくすると、上述のように波が背面側に透過しやすくなり透過率が大きくなってしまう。かかる透過率の増大を避けるために、堤体自体の構造を大きく（堤体Ｂ１，Ｂ２の図１３の横方向の幅を長く）し、間隔を含めた施工延長あたりの透過性能を確保する必要がある。
【０００７】
一方、基礎杭Ｃ１，Ｃ２の水平位置を堤体の内側に変更し杭の間隔Ｗ２を広げ、かつ、堤体間の間隔Ｗ１を狭くすると、基礎杭Ｃ１，Ｃ２の水平位置に対し堤体の外側部分が張り出し構造となって、揚圧力の影響により、底版の張り出し構造部分に加わる力が大きくなり、部材破壊のおそれが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、各堤体の基礎杭同士の干渉を低減するために基礎杭同士の間隔を広くした場合、堤体の構造を大きくする必要がなく、かつ、堤体間の間隔を狭くすることができる透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物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】
【０００９】
上記目的を達成するための透過型堤体構造物は、開口を有する壁部と水平部とを備えて消波性能を発揮する透過型の堤体と、前記堤体を支持するために水底から地盤に打ち込まれる基礎杭から構成される基礎構造と、を具備する透過型堤体構造物であって、前記堤体は、前記基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備え、前記張り出し構造における前記水平部の面積を低減させたことを特徴とする。
【００１０】
この透過型堤体構造物によれば、堤体が基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備えることによって、堤体同士の側端部が接近するように堤体を配置できるので堤体間の間隔が狭くなるとともに、基礎杭同士の間隔が広くなる。堤体間の間隔が狭くなることで、透過率が大きくならないことから、１函体当りの堤体幅は大きくならず堤体の構造が大きくならない。また、基礎杭同士の間隔が広くなるので、基礎杭同士の干渉を低減することができ、また、基礎杭周りの洗掘量を少なくすることができる。さらに、張り出し構造における水平部の面積を低減させることで、水平部に加わる揚圧力を逃がし低減できるので、張り出し構造部分における部材破壊のおそれをなくすことができる。
【００１１】
上記透過型堤体構造物において、前記水平部は底版と頂版とを有し、前記張り出し構造における前記底版及び前記頂版にそれぞれ開口部を設けることで、張り出し構造における水平部の面積を低減させて揚圧力の低減が可能になる。
【００１２】
また、前記堤体の壁部は前面側に前面壁と斜面壁とを有し、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁にそれぞれ相補的形状の開口部を設けることが好ましい。堤体同士を並べて配置したとき、張り出し構造における前面壁及び斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することができ、消波性能の向上に寄与できる。
【００１３】
上記目的を達成するための透過型海域制御構造物は、上述の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成され、前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置することを特徴とする。
【００１４】
この透過型海域制御構造物によれば、上述の透過型堤体構造物の堤体が基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備えるので、各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、堤体間の間隔が狭くなるとともに、基礎杭同士が水平方向に離間して位置し、基礎杭同士の間隔が広くなる。また、堤体間の間隔が狭くなることで透過率が大きくならない。また、基礎杭同士の間隔が広くなるので、基礎杭同士の干渉を低減することができ、また、基礎杭周りの洗掘量を少なくできる。さらに、各堤体の張り出し構造における水平部の面積低減により、水平部に加わる揚圧力を逃がし低減できるので、少なくとも２つの透過型堤体構造物から構成される透過型海域制御構造物において各堤体の張り出し構造部分における部材破壊のおそれをなくすことができる。
【００１５】
もう１つの透過型海域制御構造物は、前記堤体の壁部は前面側に前面壁と斜面壁とを有し、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁にそれぞれ相補的形状の開口部を設けた上述の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成され、前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向しかつ接近して配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置するとともに、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することを特徴とする。
【００１６】
この透過型海域制御構造物によれば、堤体間の間隔が狭くなり、かつ、基礎杭同士の間隔が広くなるとともに、張り出し構造における前面壁及び斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することで、消波性能の向上に寄与できる。
【００１７】
また、上記堤体のための分割ブロックは、上述の透過型堤体構造物の堤体が縦方向に分離するように複数に分割されたものである。上記堤体を複数の分割ブロックから構成することにより、各分割ブロックを順に、水底に打ち込まれた基礎杭に差し込み、積み重ねることで透過型堤体構造物を比較的簡単に施工することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物によれば、基礎杭同士の間隔を広くできるので、各堤体の基礎杭同士の干渉を低減でき、基礎杭周りの洗掘量を少なくできる。このため、基礎杭による支持力の低下を防止することができる。また、堤体間の間隔を狭くできるので、１函体当りの堤体幅は大きくならず堤体の構造が大きくならず、また、透過率が大きくならない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態による透過型堤体構造物を示す平面図（ａ）、図１（ａ）のｂ方向からみた側面図（ｂ）、同じくｃ方向からみた正面図（ｃ）、及び、同じくｄ方向からみた後面図（ｄ）である。
【図２】図１の透過型堤体構造物の斜視図（ａ）及び別角度からみた斜視図（ｂ）である。
【図３】図１（ａ）の透過型堤体構造物をIII-III線方向に切断してみた断面図である。
【図４】本実施形態の透過型堤体構造物における通常の水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。
【図５】本実施形態の透過型堤体構造物における暴風時に加わる力及び水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。
【図６】図１〜図３の透過型堤体構造物１０を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。
【図７】従来の透過型堤体構造物を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。
【図８】本実験例の二次元移動床実験に用いた実験装置の概要を示す図である。
【図９】実験例及び比較例について平均洗掘深さ及び最大洗掘深さを測定した結果を示すグラフである。
【図１０】波浪条件を変えた実験例及び比較例について平均洗掘深さ及び最大洗掘深さを測定した結果を示すグラフである。
【図１１】構築した透過式構造物に入射波が到来したときの、入射波によって生じる反射波及び透過波を説明するための概略図である。
【図１２】特許文献２に開示された透過型海域制御構造物の正面図である。
【図１３】従来の堤体を２つ並べて設置したときの問題を説明するための概略的な正面図である。
【図１４】本実施形態の変形例を示す図３と同様の断面図である。
【図１５】本実施形態の別の変形例を示す図３と同様の断面図である。
【図１６】本実施形態のさらに別の変形例を示す図３と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。図１は本実施の形態による透過型堤体構造物を示す平面図（ａ）、図１（ａ）のｂ方向からみた側面図（ｂ）、同じくｃ方向からみた正面図（ｃ）、及び、同じくｄ方向からみた後面図（ｄ）である。図２は図１の透過型堤体構造物の斜視図（ａ）及び別角度からみた斜視図（ｂ）である。図３は図１（ａ）の透過型堤体構造物をIII-III線方向に切断してみた断面図である。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｄ），図２（ａ）（ｂ），図３に示すように、透過型堤体構造物１０は、消波性能を有する透過型の堤体１１と、堤体１１を支持する複数本の基礎杭２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄから構成される基礎構造１２と、を備える。基礎杭２９ａ，２９ｂは前面側（沖側）に配置され、基礎杭２９ｃ，２９ｄは後面側（陸側）に配置されている。
【００２２】
堤体１１は、前面側（沖側）に鉛直方向に延びた前面壁１３と、前面壁１３の上端から傾斜する斜面壁１４とを有し、後面側（陸側）に鉛直方向に延びた後面壁１５を有し、前面と後面との間に前面壁１３に平行な中間壁１６を有し、両側面に側壁１７，１８を有する。また、堤体１１は、水平方向上部の頂版１９と、水平方向下部の底版２０と、を有する。
【００２３】
前面壁１３には、横方向に延びて壁面の中間に開口した前面スリット２１が設けられ、斜面壁１４には、横方向に延びて斜面の中間に開口した斜面スリット２２が設けられている。後面壁１５には、図１（ｄ）のように、複数の後面スリット２３が縦方向に設けられている。中間壁１６には、図３のように、複数の中間スリット２４が縦方向に設けられている。さらに、頂版１９には頂版開口２５が設けられ、底版２０には、複数の底版開口２６が設けられている。また、側壁１７，１８には開口が設けられていないが、設けてもよい。
【００２４】
また、斜面壁１４の斜面スリット２２とほぼ同じ高さ位置に、中間壁１６に壁部１６ａが設けられている。また、後面壁１５の上部にも後面スリット２３が設けられている。
【００２５】
なお、堤体１１において、各開口の好ましい開口率（壁面積に対する開口面積の割合）は、前面スリット２１＋斜面スリット２２が15〜25％、中間スリット２４が20〜30％、後面スリット２３が30〜40％である。側壁１７，１８に開口を設けた場合には、その開口率は5〜15％が好ましい。また、頂版開口２５の開口率は25〜35%、底版開口２６の開口率は25〜35%が好ましい。
【００２６】
図１（ａ）（ｃ）（ｄ）、図２（ａ）（ｂ）のように、堤体１１は、両側壁１７，１８の外側に突き出た張り出し構造４１，４２を有し、張り出し型の透過型堤体構造物を構成するようになっている。張り出し構造４１，４２には、前面側の縦方向に突き出し部４３ａ，４３ｂ、４３ｃが設けられることで、前面壁１３と斜面壁１４に相補的形状の開口部４３，４４が形成されており、２つの堤体１１が配置されたとき、２つの開口部４３同士が一体となるとともに２つの開口部４４同士が一体となって新たな開口スリット５１，５２（図６）がそれぞれ形成されるようになっている。
【００２７】
また、張り出し構造４１，４２には、図２（ａ）（ｂ）のように、奥行き方向の中間に縦方向に複数の中間突き出し部４６が設けられ、後面側の縦方向に複数の後面突き出し部４７が設けられている。２つの堤体１１が配置されたとき、中間の各突き出し部４６により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成され、後面の各突き出し部４７により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成されるようになっている。
【００２８】
また、張り出し構造４１，４２において、水平部の底版には突き出し部４３ａ，４６，４７が位置し、各突き出し部４３ａ，４６，４７の間に比較的大きな開口部４５，４５（図２）が設けられ、また、水平部の頂版には突き出し部４３ｃ，４７が位置し、各突き出し部４３ｃ，４７の間に比較的大きな開口部４８が設けられることで、底版及び頂版の面積が小さくなっている。このため、揚圧力が大きくなっても、揚圧力が開口部４５，４８を通して逃げることから、張り出し構造４１，４２における水平部の底版及び頂版に加わる力が減少するようになっている。
【００２９】
上述のように、堤体１１に側面外側に突き出た張り出し構造４１，４２を設けることで、沖側の基礎杭２９ａ，２９ｂは図１（ａ）、（ｃ）、（ｄ）の横方向の水平位置が相対的に内側にずれた位置関係になり、また、陸側の基礎杭２９ｃ，２９ｄは図の横方向の水平位置が同程度に相対的に内側にずれた位置関係になっている。
【００３０】
また、堤体１１の全体は、図１（ｂ）〜（ｄ）のように、コンクリート製の複数の分割ブロック３１，３２，３３から構成されている。複数の分割ブロック３１，３２，３３は、縦方向に分離するように水平方向に分割されることで比較的薄くなっている。
【００３１】
透過型堤体構造物１０の施工は次のようにして行うことができる。まず、基礎杭２９ａ〜２９ｄを水底Ｔから地盤Ｇ中に打ち込んで構築してから、次に、分割ブロック３１，３２，３３を順に、各分割ブロック３１〜３３の貫通孔３０（図１（ｃ）（ｄ））から基礎杭２９ａ〜２９ｄに差し込み、積み重ねる。これにより、透過型堤体構造物１０を、堤体１１が分割されず一体に構成された場合よりも簡単に施工することができる。なお、基礎杭２９ａ〜２９ｄの外周には、最下部の分割ブロック３１を所定高さ位置に係止するためのストッパ（図示省略）が設けられている。
【００３２】
上述の堤体１１の底版２０の下端（ブロック３１の下端）から水底Ｔまでの隙間Ｈ１（図３）は、次のように所定範囲内の値に設定され、水が隙間Ｈ１を透過する。透過型堤体構造物１０の堤体１１の水底Ｔからの高さＨと、隙間Ｈ１との比（Ｈ１／Ｈ）は、０〜０．２程度が好ましい。
【００３３】
上述のようにして、透過型堤体構造物１０を水底Ｔに設置することができる。なお、堤体１１の複数のブロック３１〜３３は、図１（ａ）（ｂ）のように、連結部材３０ａ，３０ｂにより連結されて一体化するようになっている。
【００３４】
次に、上述の透過型堤体構造物１０の消波性能について図４，図５を参照して説明する。図４は、本実施形態の透過型堤体構造物における通常の水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。図５は、本実施形態の透過型堤体構造物における暴風時に加わる力及び水の流れを説明するための図３と同様の断面図である。
【００３５】
図４のように通常時には、透過型堤体構造物１０において次のようなエネルギー損失により消波が実現する。
【００３６】
(1)沖側からの入射波の越波ａに伴う砕波によるエネルギー損失
【００３７】
(2)斜面壁１４の斜面スリット２２における流出水ｂ、流入水ｃによる乱れによるエネルギー損失
【００３８】
(3)中間スリット２４、後面スリット２３、底版開口２６の各開口により、向きが互いに反対に発生する渦ｄ，ｅによるエネルギー損失
【００３９】
(4)越波ｆと後面壁１６の上部の後面スリット２３との衝突によるエネルギー損失
【００４０】
(5)頂版１９及び底版２０の開口２５，２６による堤体１１内部の流出入水の容易化による、渦ｄ，ｅによるエネルギー損失効果の促進
【００４１】
上述の各エネルギー損失効果が相乗して消波を促進し、消波性能を向上させることができるとともに、前面の反射率及び背面への透過率をともに低減することができる透過型堤体構造物及び透過型海域制御構造物を実現できる。
【００４２】
なお、堤体１１の前面スリット２１＋斜面スリット２２の開口率と後面スリット２３の開口率とに差を設けることで、引き波時水が堤体内部から流出しにくくなり、堤体の前面と背面とで水位差が生じることにより、斜面スリット２２から噴流が発生し、エネルギーを損失させ、消波を促進できる。
【００４３】
また、図５のように暴風時には、透過型堤体構造物１０の堤体１１において、水は、底版２０と水底との間を水平方向ｇに通過し、底版２０の底版開口２６を上方向ｈに通過し、頂版１９の頂版開口２５を上方向ｊに通過し、斜面壁１４を方向ｉに越波し、一方、水平力Ｋ、揚圧力Ｌ、鉛直下向き力Ｍが加わる。このうち、揚圧力Ｌは、頂版１９及び底版２０の比較的大きな開口２５，２６により、上方に逃げることで、揚圧力の低減が可能となっている。
【００４４】
次に、図１〜図３の透過型堤体構造物１０を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物について図６，図７を参照して説明する。図６は図１〜図３の透過型堤体構造物１０を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。図７は従来の透過型堤体構造物を２つ並べて構成した透過型海域制御構造物の正面図である。
【００４５】
図６のように、透過型海域制御構造物５０は、図１〜図３の透過型堤体構造物１０を少なくとも２つ並べて、側面同士を対向させかつ接近させて配置することにより構成される。このとき、各堤体１１の張り出し構造４１，４２の突き出し部４３ａ，４３ｂ，４３ｃがそれぞれ互いに近接することで、堤体１１，１１間の間隔Ｗ１が狭くなるとともに、開口部４３，４４がそれぞれ２つずつ近接することで一体となって、新たな開口スリット５１，５２が形成される。また、各堤体１１の奥行き方向においても、図２（ａ）（ｂ）からわかるように、中間で各突き出し部４６により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成され、後面において各突き出し部４７により形成された開口部が一体になって新たな開口が形成される。一体となった新たな開口スリット５１，５２等により、張り出し構造４１，４２において消波性を発揮させることができる。
【００４６】
さらに、透過型堤体構造物１０の少なくとも２つの近接配置により、張り出し構造４１，４２の水平部において、底版側の開口部４５，４５がそれぞれ２つずつ近接することで一体となって新たな開口が形成されるとともに、頂版側の開口部４８が２つずつ近接することで一体となって新たな開口が形成される。これにより、張り出し構造４１，４２において、水平部の面積を低減させることができ、水平部に加わる揚圧力Ｌ（図５）を逃がすことで低減できるので、張り出し構造部分における水平部の部材破壊のおそれがなくなり、また、部材の厚さ等の寸法を大きくする必要がない。このように、堤体１１に張り出し構造４１，４２を設けても揚圧力による部材破壊のおそれ等を防止できる。
【００４７】
上述の透過型堤体構造物１０を２つ並べた透過型海域制御構造物５０において、図６のように、透過型堤体構造物１０の基礎杭２９ａと、その隣の透過型堤体構造物１０の基礎杭２９ｂとの間隔Ｗ２は、２つの堤体１１，１１間に張り出し構造４１，４２が存在するために、比較的広くなっている。すなわち、図１（ａ）（ｃ）（ｄ）のように基礎杭２９ａ，２９ｂは張り出し構造４１，４２によって図の横方向の水平位置が相対的に内側にずれた位置関係になっているため、基礎杭間の間隔Ｗ２は張り出し構造４１，４２を設けた分、広くなっているのである。また、基礎杭２９ｃ，２９ｄ間の間隔Ｗ２も同様に張り出し構造４１，４２を設けた分、広くなっている。
【００４８】
図７のように、従来技術によれば、堤体Ｂ１，Ｂ２間の間隔Ｗ１を狭くすると、基礎杭Ｃ１，Ｃ２間の間隔Ｗ２も狭くなって、杭同士の干渉が避けられなかったのに対し、本実施形態の透過型海域制御構造物５０によれば、堤体１１，１１間の間隔Ｗ１が狭くなっても、図６のように基礎杭間の間隔Ｗ２は張り出し構造４１，４２によって広くなる。このように、堤体の側面を張り出し構造とすることで、堤体間の間隔Ｗ１を狭くできるとともに、基礎杭同士の干渉を回避することができ、かつ、基礎杭周りの洗掘量を緩和することができる。また、堤体間の間隔を狭くすることで、透過率が大きくならず、このため、１函体当りの堤体幅が大きくならず、堤体の構造が大きくならない。
【００４９】
以上のように、基礎杭同士の干渉を回避することができるので、杭の支持力が低下せず、杭の根入れ長さをより長くする必要がなく、杭の根入れ長さを長くすることによる経済性・施工性の低下を防止することができ、また、基礎杭の周囲における地盤Ｇの洗掘量が大きくならず、杭の周辺が大きく洗掘されることがないため、杭の支持力が低下せず、杭の安定性を維持することができる。
【００５０】
なお、図６の透過型海域制御構造物の寸法は、例えば、堤体の幅：８．７ｍ、堤体の間隔Ｗ１：０．４ｍ、基礎杭間の間隔Ｗ２：４ｍである。また、図７の寸法は、例えば、堤体の幅：８．４ｍ、堤体の間隔Ｗ１：０．８ｍ、基礎杭間の間隔Ｗ２：２．４ｍである。
【実験例】
【００５１】
次に、本発明の効果の確認のために、基礎杭周りの洗掘量（深さ）を比較する二次元移動床実験を行った。図８に本実験に用いた実験装置の概要を示す。本実験では、図６と同様の堤体２つを用いた縮尺１／３０の模型を用い、また、比較例として図７と同様の堤体２つを用いた縮尺１／３０の模型を用いた。用いた砂の諸元と、波浪条件は、次の表１に示すとおりである。
【００５２】
【表１】
実験例及び比較例について、波浪条件を現地換算で有義波高（Ｈ1/3）＝２．００ｍ、有義波周期（Ｔ1/3）＝１３．９ｓとした場合の洗掘深さの測定結果を図９に示す。同様に、波浪条件をＨ1/3＝５．７１ｍ、Ｔ1/3＝１３．９ｓとした場合の洗掘深さの測定結果を図１０に示す。
【００５３】
本実験例によれば、図９，図１０のいずれの場合も、平均洗掘深さ、最大洗掘深さともに、実験例の方が比較例よりも小さい結果であり、基礎杭周りの洗掘量を低減可能であることを確認できた。
【００５４】
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、張り出し構造における水平部の面積を低減させるために、本実施形態では、張り出し構造において底版及び頂版にそれぞれ少数の比較的大きな開口部を設けたが、これに限定されず、例えば、比較的小さな開口を多数設けるようにしてもよい。
【００５５】
また、図６の透過型海域制御構造物５０は、実際に水域に構築される場合には、図１〜図３の透過型堤体構造物１０を必要長さに応じて多数並べて構成される。
【００５６】
また、本実施形態の堤体における各壁部（前面壁１３，斜面壁１４，後面壁１５，中間壁１６）には、前面スリット２１，斜面スリット２２，後面スリット２３及び中間スリット２４が図３のように設けられているが、別の実施形態とすることで、各開口率を調整するようにしてもよい。例えば、図１４の例は、前面スリット２１、後面スリット２３，中間スリット２４の各個数を図３の場合よりも増やしたものである。
【００５７】
また、図１５の例は、前面スリット２１、後面スリット２３，中間スリット２４の各個数を図３の場合よりも増やすとともに、後面スリット２３及び中間スリット２４の各位置を図１４の場合から変更し、また、中間壁１６の上部の壁部１６ａ（図３，図１４）を省略し、壁部１６ａの位置に中間スリット２４を設けたものである。
【００５８】
さらに、図１６の例は、後面スリット２３及び中間スリット２４の各位置を図１５の場合と同じにしたが、前面スリット２１の数を図３の場合と同じにしたものである。
【００５９】
また、図１〜図３の透過型堤体構造物における基礎杭の本数は支持荷重や杭径等に対応して増やしてもよく、この場合、基礎杭間の間隔は洗掘が発生しないように充分長く設定されることが好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 透過型堤体構造物
１１ 堤体
１２ 基礎構造
１３ 前面壁
１４ 斜面壁
１５ 後面壁
１６ 中間壁
１７，１８ 側壁
１９ 頂版
２０ 底版
２１ 前面スリット
２２ 斜面スリット
２３ 後面スリット
２４ 中間スリット
２５ 頂版開口
２６ 底版開口
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ 基礎杭
３１，３２，３３ 分割ブロック
４１，４２ 張り出し構造
４３，４４ 開口部
４５，４８ 開口部
５０ 透過型海域制御構造物
５１，５２ 開口スリット
Ｌ 揚圧力
Ｗ１ 堤体間の間隔
Ｗ２ 基礎杭間の間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する壁部と水平部とを備えて消波性能を発揮する透過型の堤体と、前記堤体を支持するために水底から地盤に打ち込まれる基礎杭から構成される基礎構造と、を具備する透過型堤体構造物であって、
前記堤体は、前記基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備え、前記張り出し構造における前記水平部の面積を低減させたことを特徴とする透過型堤体構造物。
【請求項２】
前記水平部は底版と頂版とを有し、
前記張り出し構造における前記底版及び前記頂版にそれぞれ開口部を設けた請求項１に記載の透過型堤体構造物。
【請求項３】
前記堤体の壁部は前面側に前面壁と斜面壁とを有し、
前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁にそれぞれ相補的形状の開口部を設けた請求項１または２に記載の透過型堤体構造物。
【請求項４】
請求項１に記載の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成される透過型海域制御構造物であって、
前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置することを特徴とする透過型海域制御構造物。
【請求項５】
請求項３に記載の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成される透過型海域制御構造物であって、
前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置するとともに、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することを特徴とする透過型海域制御構造物。
【請求項６】
請求項１乃至３に記載の透過型堤体構造物の堤体が縦方向に分離するように複数に分割されたことを特徴とする堤体用分割ブロック。
【請求項１】
開口を有する壁部と水平部とを備えて消波性能を発揮する透過型の堤体と、前記堤体を支持するために水底から地盤に打ち込まれる基礎杭から構成される基礎構造と、を具備する透過型堤体構造物であって、
前記堤体は、前記基礎杭の水平位置に対し側面外側に突き出した張り出し構造を備え、前記張り出し構造における前記水平部の面積を低減させたことを特徴とする透過型堤体構造物。
【請求項２】
前記水平部は底版と頂版とを有し、
前記張り出し構造における前記底版及び前記頂版にそれぞれ開口部を設けた請求項１に記載の透過型堤体構造物。
【請求項３】
前記堤体の壁部は前面側に前面壁と斜面壁とを有し、
前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁にそれぞれ相補的形状の開口部を設けた請求項１または２に記載の透過型堤体構造物。
【請求項４】
請求項１に記載の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成される透過型海域制御構造物であって、
前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置することを特徴とする透過型海域制御構造物。
【請求項５】
請求項３に記載の透過型堤体構造物を少なくとも２つ並べて構成される透過型海域制御構造物であって、
前記少なくとも２つの透過型堤体構造物の各堤体を側面同士が対向し接近するように配置したとき、前記各透過型堤体構造物の基礎杭同士が前記張り出し構造により水平方向に離間して位置するとともに、前記張り出し構造における前記前面壁及び前記斜面壁の各相補的形状の開口部が一体となって新たな開口を構成することを特徴とする透過型海域制御構造物。
【請求項６】
請求項１乃至３に記載の透過型堤体構造物の堤体が縦方向に分離するように複数に分割されたことを特徴とする堤体用分割ブロック。
【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１５】
【図１６】
【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１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２７５８５０（Ｐ２０１０−２７５８５０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２００９−２４３３０１（Ｐ２００９−２４３３０１）
【出願日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４３３０１（Ｐ２００９−２４３３０１）
【出願日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
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