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防波堤、岸壁に関する技術開発

新しく開発した形式の防波堤、岸壁を紹介します。

上部パイラー形式防波

よく使用される消波ブロック被覆式防波堤では、水深が深いところに設置する場合、消波ブロックが大量に必要となるため、建設費が高くなります。

上部パイラー式防波堤は、防波堤上部の天端を低くし、そこにパイラーと呼ばれる円柱構造物を設置することで波エネルギーを発散させるとともに、パイラーを越してきた残りの波エネルギーを上部工後壁で受ける構造です。パイラーと上部工後壁とで部分的に波力が最大となる時間が異なることを利用し、防波堤が必要な幅を少なくすることができます。同時に、消波ブロックの数を減らすこともできることから、経済的に優れた形式の防波堤となります。

上部パイラー形式防波堤は、日高港の防波堤(西)で適用しています。



上部パイラー形式防波堤イメージ図
上部パイラー形式防波堤のイメージ図

根入れ式鋼板セル防波堤

根入れ式鋼板セル防波堤は、鋼板を溶接して一体化した円筒体(鋼板セル)を海底地盤に直接打ち込んだ後、鋼板セル内の空間に、砂や石などを中詰めすることで堤体とする方法でつくられる防波堤であり、軟弱層が厚く堆積している場合や、土捨て場が確保できない場合にも適用できます。

根入れ式鋼板セル構造自体は、護岸や岸壁には十数件の適用実績がありますが、防波堤に用いられる事例はありませんでした。

根入れ式鋼板セル防波堤は、和歌山下津港の防波堤(南)で適用しています。鋼板セルと鋼板セルの間に隙間を設けており、極力海水交換を妨げないように工夫しています。



根入れ式鋼板セル防波堤イメージ図
根入れ式鋼板セル防波堤のイメージ図

経済的地盤改良工法(T型SCP工法)

サンドコンパクションパイル工法(SCP工法)は、軟弱地盤の粘性土に強制的に砂を圧入し、径の大きな砂柱をつくることで地盤の安定を図る工法です。

特徴
  • 砂柱のドレーン効果により圧密沈下を早期に終了させることができます。
  • 砂杭の径の大きさなどを調整して、必要な地盤の強度増加を設定することができます。

しかし、軟弱層地盤での防波堤整備では、防波堤の沈下を防ぐため、広範囲の地盤改良が必要となることから、多額の費用が必要となります。

経済的地盤改良工法(T型SCP工法)は、従来のSCP工法に比べ、ある程度の沈下の発生を許すことで、T型の断面に改良範囲を縮小したものです。この工法の汎用性を高めることで、建設費を大きく縮減できるものだと考えています。神戸港第八防波堤においては、T型SCP工法の適用により、建設費を8.3%縮減することができました。

T型SCP工法は、改良範囲を削減することによってT型断面がどのような挙動を起こすのか十分に把握できていなかったため、T型にすることによって、防波堤としての機能を損なう挙動を起こす可能性があることから、地盤のFEM解析を行い防波堤の安全性を確認しました。

          


従来の地盤改良範囲イメージ図
従来の地盤改良範囲

沈下を考慮した地盤改良範囲イメージ図
沈下を考慮した地盤改良範囲

斜底面ケーソン式岸壁

斜底面ケーソン式岸壁は、堤体となるケーソンの底面に勾配を設けることが特徴であり、底面の陸側を深くすることにより、背後土圧や地震力に対する滑動抵抗力を増大させることができます。従来のケーソンより堤体幅を狭くすることができるため、特に地震による外力の大きい耐震強化岸壁の建設費を縮減することが可能な画期的な技術です。

斜底面ケーソン式岸壁は、和歌山県の日高港の岸壁(-12m)で採用しています。

上部パイラー形式防波堤は、日高港の防波堤(西)で適用しています。



斜底面ケーソンのイメージ図
斜底面ケーソンのイメージ図