JPH076175B2 - 防波堤構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外海からの波浪を防ぎ港内の静穏を保つため
に港湾に築造する防波堤構造に関する。

〔従来の技術〕 従来の防波堤構造は、第４図に示すようになっている。
すなわち同図において、符号１は海底の地盤であり、こ
の地盤１の上にはマウンド２が地盤１から盛上がるよう
に形成されている。マウンド２は数10Kgから数100Kg位
の重量の石を地盤１の上に積上げて作るもので、潜水夫
が海中に潜って作業することにより作られる。このよう
にして作られたマウンド２の上にはケーソン３が載置さ
れ、このケーソン３は上から見ると第５図に示すように
数個に区切られた部屋3aを有する函体に形成されるとと
もに、その下方は第４図に示すように底部3bにより閉止
されている。

このようなケーソン３の据付け方法は種々あるが、一般
的な方法について次に説明する。まずケーソン３を空の
状態で海に浮かせてマウンド２の上方に迄船で牽引して
運んでくる。それからケーソン３の部屋3aの中に海水を
注いでいくことによりそれを海中に徐々に沈めていき、
マウンド２の上に位置決めして設置する。次にケーソン
３の部屋3aの中に砂や砂利石を詰めて、最後に上部に所
定の厚さｄでコンクリート４を打設する。このようにし
て防波堤が完成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような上記従来の防波堤にあって
は、その断面はマウンド２とケーソン３とのバランスを
図り適切に設計するが、海の深度が大きいと滑動、転倒
等を防止して安定させるために、ケーソン３は大型にな
らざるを得ない。たとえば海水面６から海底の地盤１ま
での深さが約25m、対象とする沖波の波高が8.50m、その
周期が12.5秒の場合には、１つのケーソン３の重さが6,
030ton、その中に詰める砂等の量が9,160m³、上部コン
クリート４の量が99.0m³/m位にしないと安定しない。こ
のようにケーソン３が大型化するとその製作や据付方
法、マウンド２の施工方法等が難しくなってくるととも
に、著しいコスト高を招くという問題がある。

また海底の地盤１が弱い場所においては、深く掘って良
質土で置換することや、あるいはセメントミルクを注入
する等の地盤改良をしなければならず、さらにコスト高
を促進することになる。

さらにケーソン３は内部に砂等を充填した中実構造体の
ために、海水７の沖側（矢印Ａ側）と陸側（矢印Ｂ側）
とを完全に遮断してしまい、沖側の海水７と陸側のそれ
とが互いに往来したり交換することができない。このた
め、ケーソン３より陸側の海水７が港内に留まったまま
となって汚れやすいとともにその浄化も難しく、漁業や
環境等の面において悪い結果をもたらすという問題があ
る。

そこで本考案は、このような問題点を解決することを課
題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本考案は、海底地盤上に形成
されたマウンドと、このマウンドの上に載置され水路が
形成されたカルバート構造体と、このカルバート構造体
の上に別体として載置され内部に形成された部屋に砂や
土等を充填するケーソンとを備え、前記カルバート構造
体の天井部の厚さが外海側よりも陸側の方が厚く形成さ
れた構成としたものである。

〔作用〕

このような構成の防波堤構造によれば、海面の波浪は内
部に砂等が充填されたケーソンにぶつかって遮断され、
港内に波浪が直接浸入するのを防止して港内の静穏を保
つことができる。またこのケーソンとマウンドとの間に
ケーソンと別体のカルバート構造体を配置したため、そ
のケーソンの大きさを従来のそれよりも大幅に縮小させ
ることができる。すなわち、そのカルバート構造体の高
さ分だけマウンドが高くなったと同様の効果があるとと
もに、カルバート構造体には水路が形成されて海底部の
海水は沖側から陸側へ通過できることにより、従来の波
浪衝突時のケーソンの揚圧力を無視できるくらいに軽減
できるためである。このためケーソンの小型化により、
その製作や据付方法が従来より容易となりコストの低減
を図ることができる。

またケーソンとマウンドとの間にケーソンと別体のカル
バート構造体を配置することにより地盤支持力の面にお
いて有利となる。すなわち、従来は波浪によりケーソン
に水平力が加わったときにケーソンの重量は一方に片寄
ってマウンドにかかるため、マウンドや地盤はそれに対
する十分な支持力が必要であったが、本発明においては
揚圧力は軽減され、それがかかったとしてケーソンの重
量が一方に片寄ってもそれを受けるのはカルバート構造
体であるため、そのカルバート構造体を支持するマウン
ドや地盤には一方に片寄らない一様な分布の荷重がかか
るだけである。このためそれだけ地盤にかかる負担を軽
減でき、地盤が比較的弱い場所においても地盤の改良を
行わなくとも済み、あるいはその程度を軽減することが
できる。

さらにカルバート構造体には水路が形成されているた
め、沖側と陸側の海水が連通して互いに往来したり交換
することができる。このため、港内の海水は沖側の海水
と常に交換が行われて新鮮に保たれ、漁業や環境等の面
において好ましい結果をもたらすことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。第１図ないし第３図は、本発明による防波堤構造の
一実施例を示す図である。なお従来と同様の部位には同
じ符号を付して説明し、従来と同様のものについて詳し
い説明を省略する。

第１図において海底の地盤１の上にはマウンド２が形成
され、このマウンド２の上にはボックスカルバート10
（カルバート構造体）が載置され、さらにこのボックス
カルバート10の上には別体のケーソン３が載置されてい
る。ケーソン３は従来と同様の構造になっており、その
部屋3aの中に砂等を詰めて、上部に所定の厚さｄでコン
クリート４を打設する点は従来と同様である。

ボックスカルバート10はそのII矢視図を示す第２図に示
すように、縦方向に配置された数枚の支持板10cにより
数個の水路12が分割されて形成され、支持板10cにより
ボックスカルバート10上のケーソン３を確実に支持でき
るような強度が付与されている。第３図に示すように、
ボックスカルバート10の沖側（矢印Ａ側）端から長さL1
の間の頂版10aの厚さよりも、その隣部の（陸側（矢印
Ｂ側）の）長さL2の間の頂版10bの厚さの方が厚く形成
されている。

このような防波堤構造は、まず海底の地盤１上にマウン
ド２を作り、そのマウンド２の上にボックスカルバート
10を設置する。このボックスカルバート10は製造後フロ
ーティングドックあるいは岸壁から進水させ、フローテ
ィングクレーンあるいは専用船によりマウンド２の上ま
で運搬してマウンド２上に設置する。次にケーソン３を
空の状態で海に浮かせて（底部3bがあるから浮く）、ボ
ックスカルバート10の上まで船で牽引して運搬し、それ
からケーソン３の部屋3aの中に海水を注いで海中に徐々
に沈め、ボックスカルバート10の上に位置決めして設置
する。次にケーソン３の部屋3aの中に砂や砂利石を詰め
て、最後に上部にコンクリート４を打設して防波堤構造
が完成する。なお、第１図中破線は従来のケーソン３の
輪郭を示し、本発明のケーソン３の大きさと比較して示
したものである。

このような本発明の防波堤構造によれば、海水面６に生
じた波浪はケーソン４にぶつかって遮断され、ケーソン
３より陸側（港内）に波浪が直接浸入するのを防止して
港内の静穏を保つことができる。またケーソン３とマウ
ンド２との間にケーソンと別体のボックスカルバート10
を配置したため、そのケーソン３の大きさを従来のそれ
よりも大幅に縮小させることができる。理由は前述した
ように、ボックスカルバート10の高さ分だけマウンド２
が高くなったと見なせることと、海底付近の海水７が水
路12を通って沖側から陸側へ通過でき、波浪衝空時のケ
ーソン３の揚圧力をほとんど無視できるくらいに軽減で
きることによる。

たとえば波浪の振幅の大きさが8.50m、その周期が12.5
秒、海水面６から海底の地盤１までの深さが約25.0mの
場合において、従来と本発明の防波堤構造を比較すると
次頁の表のようになる。すなわち従来の工法によればケ
ーソン３の大きさ（１函当り）は体積22×22×24m、重
量6030tonであるのに対し、本発明に係るケーソン３の
大きさは体積15×15×17m、重量2100tonと小さくなる。
これを単位長さ当りの重量で見ても従来のケーソン３は
274ton/mであるのに対し、本発明に係 るケーソン３は140ton/mと軽くなることが分かる。

またケーソン３の部屋3aに充填する砂等（中詰）は従来
では9160m³（420m³/m）であるのに対し、本発明では300
0m³（200m³/m）と少ない。ケーソン３の上部コンクリー
ト４の体積は従来では99.0m³/mであるのに対し、本発明
では67.5m³/mと少ない。

ところで本発明では従来無かったボックスカルバート10
が必要となり、その大きさは１函当り体積15×25×7m、
重量1800ton（120ton/m）である。このボックスカルバ
ート10の単位長さ当りの重量と、本発明のケーソン３の
それとを加えると120＋140＝260（ton/m）となり、従来
のケーソン３のそれは274ton/mであるから僅かの差のよ
うであるが、中詰のそれは従来と本発明では420−200＝
220（m³/m）の差となり、防波堤全体の単位長さ当りの
重量は著しく軽量化が図られることが分かる。

このようにケーソン３の小型化が達成されることによ
り、その製作や据付方法が従来より容易、迅速となる。
特に防波堤の構築工事は、海のシケ等を考えると迅速に
行えることが重要となり、この点において本発明は大き
な利点を有している。また、防波堤構造全体としても大
きく軽量化が達成されてコストの低減を図ることができ
る。

また第３図に示すように、波浪がない平静時にはボック
スカルバート10のケーソン３に対する支持反力は、線図
Ｆで示すような長さ方向に等しい分布図を示すが、波浪
が生じたときはケーソン３は沖側から陸側への波力によ
り、ボックスカルバート10のケーソン３に対する支持反
力は、線図Ｓで示すように陸側の壁面において最大（約
99.1ton/m²）となるような片寄った分布図（三角分布）
を示す。このような片寄った支持反力に耐えるように、
ボックスカルバート10の陸側の頂版10bは沖側の頂版10a
よりも厚く形成されている。

また、この片寄った支持反力はボックスカルバート10を
介してマウンド２にも生じるが、この場合はボックスカ
ルバート10を介在させて支持しているためにマウンド２
上に生ずる支持反力は、線図Ｇで示すような長さ方向に
等しい（約20ton/m²）分布図を示す。そしてマウンド２
を介して海底の地盤１上に生ずる支持反力も、同様に長
さ方向に等しい（約17ton/m²）分布図（図省略）を示
す。これに対し従来においては、三角分布で最大約85.8
ton/m²の片寄った支持反力が直接マウンド２や海底の地
盤１に生じていたため、海底の地盤１が弱い場所では大
がかりな地盤改良を必要としていた。

しかし本発明においては、ボックスカルバート10を設け
たためにマウンド２や海底の地盤１に片寄った支持反力
が生じることは無いため、それだけ海底の地盤１にかか
る負担が軽減できて、海底の地盤１が比較的弱い場所に
おいても大がかりな地盤改良の必要性が低減される。

さらにボックスカルバート10には水路12が形成されてい
るため、沖側と陸側の海水７が互いに往来したり交換す
ることができる。このため港内の海水７は沖側の海水７
と常に交換が行われて新鮮に保たれ、漁業や環境等の面
において好ましい結果をもたらすことができる。

なお上記実施例においては、立方体の函状のケーソンを
用いた場合について説明したが、円柱状やその他どのよ
うな形状のケーソンにも本発明は適用することができ
る。

また、防波堤構造全体の断面は、波浪時の港内波高の条
件から、ケーソン３の上端高さとボックスカルバート10
の水路12の開口面積等を検討して定めることが好まし
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本考案によれば、ケーソンの大きさ
を従来のそれよりも大幅に縮小させることができ、その
製作や据付方法が従来より容易となるとともにコストの
低減を図ることができる。

またケーソンとマウンドとの間にケーソンと別体のカル
バート構造体を配置することにより地盤支持力の面にお
いて有利となり、地盤が比較的弱い場所においても地盤
の改良を行わなくとも済み、あるいはその程度を軽減す
ることができる。

さらにカルバート構造体には水路が形成されているた
め、港内の海水は沖側の海水と常に交換が行われて新鮮
に保たれ、漁業や環境等の面において好ましい結果をも
たらすことができる。

特に本発明は、水深が大きくかつ波浪条件が厳しいため
従来の防波堤ではケーソンが大きくなり過ぎて、地盤の
支持力が不足するような場合に大きな効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明による防波堤構造の一実施
例を示す図であり、第１図はその側面図、第２図はボッ
クスカルバートの第１図におけるII矢視図、第３図はボ
ックスカルバートの側面断面図および各支持反力の分布
図、第４図および第５図は従来の防波堤構造を示す図で
あり、第４図はその側面図、第５図はケーソンの平面図
である。 １……海底の地盤、２……マウンド、３……ケーソン、
10……ボックスカルバート（カルバート構造体）、12…
…水路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】海底地盤上に形成されたマウンドと、 このマウンドの上に載置され水路が形成されたカルバー
   ト構造体と、 このカルバート構造体の上に別体として載置され内部に
   形成された部屋に砂や土等を充填するケーソンとを備
   え、 前記カルバート構造体の天井板部の厚さが外海側よりも
   陸側の方が厚く形成されたことを特徴とする防波堤構
   造。