JP2003201713A - 高耐力土中アンカー - Google Patents
高耐力土中アンカーInfo
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Abstract
にくい構造の比較的簡易な高耐力土中アンカーを提供す
る。 【解決手段】ロープで代表される条体を支持するため法
面に設置されるアンカーにおいて、地中に埋設される部
位に支持部を設けたアンカー本体と、下端が前記支持部
に枢支されて土中を谷側に斜めに延び上端を条体と連結
したアームまたは条体と、前記アンカー本体の位置より
も谷側の地表に設けられ前記アームまたは条体の先端領
域を受け止める支圧板とを備えている。
Description
などのおそれのある法面等に使用される高耐力土中アン
カーに関する。
石の恐れのある法面(斜面)に柵体(金網張りしたもの
を含む)や三角錐状の枠体を設置し、これらを吊りロー
プ(ケーブル)によって法面の上方部位に固定したアン
カーで吊持したり、ポケットを形成するように張ったポ
ケット式ロックネットのロープや覆式ロックネットのロ
ープを法面の上方部位に固定したアンカーで吊持した
り、法面に沿って浮石押さえロープを敷設し、そのロー
プの上部をアンカーで吊持したりすることが行われてい
る。
る場合、打ち込み式アンカーが用いられるが、吊りロー
プとこれに連結した被吊持物および雪や岩石などの荷重
が作用するので、地盤に強固に設置する必要がある。し
かし、旧来の打ち込み式アンカーは、鋼管製のパイプの
上端に吊りロープの端末を支持させたものであったの
で、荷重によりアンカーの下端を支点として頭部が荷重
方向である前面側に傾き(お辞儀)やすく、ローム質、
N値ほぼ3の地盤での水平耐力がせいぜい2.5kN程
度しかなかった。
けた吊りロープの端末係止具の直近部位に、水平板部と
該水平板部の下面とパイプ外面とを結ぶ縦羽根部とを有
する抵抗板を備えたいわゆるロケット型のアンカーが使
用されている。かかるロケット型のアンカーは、頭部付
近に抵抗板があるため、旧来のアンカーに比べて頭部の
傾きが抑制され、耐力を増加することができた。
落石防止工で大きな荷重が作用した場合、また、雪圧の
ような常時荷重を受けた場合に、アンカー頭部の変形量
(変位量)が大きくなり、その結果、アンカー背面(山
側)に地盤の亀裂が生じ、雨水凍結融解により亀裂が発
達し、破壊に至る危険があった。また、アンカー耐力と
変形量は比例関係にあり、ロケット型のアンカーは極限
耐力として所定の効果はあるけれども、変形量を規定さ
れた場合の許容耐力は低くなる問題があった。
問題を解消するためになされたもので、その目的とする
ところは、耐力が極めて高くかつ頭部の変位が非常に生
じにくい構造の比較的簡易な高耐力地中アンカーを提供
することにある。
本発明は、外力の作用点をアンカー本体の上端に置くと
していた従来の打ち込み式地中アンカーの発想を転換
し、外力の作用点をアンカーの高さ方向中間部位に位置
させたもので、すなわち、第一発明は、ロープで代表さ
れる条体の端末を支持するため法面に設置されるアンカ
ーにおいて、地中に埋設される部位に支持部を設けたア
ンカー本体と、下端が前記支持部に枢支されて土中を谷
側に斜めに延び上端を条体と連結したアームと、前記ア
ンカー本体の位置よりも谷側の地表に設けられ前記アー
ムの先端領域を受け止める支圧板とを備えていることを
特徴としている。
される条体の端末を支持するため法面に設置されるアン
カーにおいて、地中に埋設される部位に支持部を設けた
アンカー本体と、下端が前記支持部に連結されて土中を
谷側に斜めに延びる条体と、前記アンカー本体の打ち込
み位置よりも谷側の地表に設けられ条体の地表露出部分
を受け止める支圧板とを備えていることを特徴としてい
る。
体を吊るアンカーを法面に設置するにあたり、高さ方向
の中間部位にアームの下端部を枢支したアンカー本体を
使用し、アームを起立させた状態で法面に打ち込み、ア
ンカー本体よりも谷側に前記アームの先端領域を受け止
める傾斜部を有する支圧板を打ち込み、アームを支圧板
に向けて倒して先端部を傾斜部で受支させる法面へのア
ンカー設置方法を含んでいる。
基づいて説明する。図1(a)、(b)は本発明の適用
例を示しており、SLは法面、Gは吊持対象物であり、
この例では柵であるが、これに限定されるものではな
い。1は本発明の高耐力地中アンカー、2は一端が高耐
力地中アンカー1に連結され、他端が支持対象物Gに連
結された条体であり、この実施例ではワイヤーロープが
用いられている。
アンカーの第1実施例を示しており、アンカー本体3
と、該アンカー本体3の地中に埋め込まれる部位に下端
が枢支連結され、地中で谷側(ロープ牽引方向)に所要
角度αに傾斜されたアーム4と、アンカー本体3よりも
谷側の法面表面に設置され前記アーム4の上端下面を支
持する支圧板5とを備えており、条体2は地表から突出
したアーム4の上端に連結され、谷側に導かれている。
対して略直角に設置した場合を、図1(b)は地軸に対
して略垂直に設置した場合を示している。もちろん図示
しないが法面に水平部を形成してそこに設置することも
できる。
された鉄鋼材からなり、図2のように、地中に埋め込ま
れる部位に支持部30を有している。ここで、地中に埋
め込まれる部位は、地表から打ち込まれた長さL1の範
囲内をさし、地質、法面傾斜角度などによりL1の1/3
〜2/3の範囲から選定する。この例では略1/2L1と
している。
に、ヨークを構成するように溶接などによってアンカー
本体外面に固着した2枚のブラケットと、ブラケットに
設けた通孔300に挿通されるピンボルト301及びナ
ット302からなっている。
付近に、地表に接地する板部310とこれの下面および
にアンカー本体側面に端縁が接合された羽根板部311
からなる抵抗板31を有している。しかし、本発明は、
かかる抵抗板31を有しないものも含んでいる。
た剛性の高い帯板、通常、帯鋼から構成されており、下
端部に通孔40が設けられ、これがアンカー本体3の支
持部30を構成するブラケットに設けた前記通孔300
に合わされ、ピンボルト301を貫挿してナット302
が螺合されることにより、アンカー本体3の支持部30
に角度可変に枢支連結されている。
の角度αたとえば30〜50度、谷側に傾斜したしたと
きに上端部が地表から突出されるような長さを持ち、前
記上端部には条体2との連結用部41が設けられてい
る。この例では連結用部41は通孔からなっている。そ
して、アーム4は、アンカー本体3とともに地中に打ち
込まれた後、支持部30を支点として所要の角度α谷側
に倒されるときに土砂をせん断するために、下面縁部に
比較的尖鋭な刃部(エッジ)42が設けられている。
防止して傾斜角度αを維持するための手段であり、前記
アーム4の傾斜位置における地表部の反力支持点に配置
固定される。支圧板5は地表に対する接地板50と、こ
れの下面に固着され地中に打ち込まれる羽根板51とを
有し、かつ、山側には前記アーム4の上端部下面を受支
する傾斜状受部52を有している。傾斜状受部52は、
この例では、施工現場に応じたアーム4の傾斜角度αの
変更に簡易に対応できるようにすべく接地板50と別部
材とされ、接地板50に部分的に重ねられ、ボルト・ナ
ット520より締結一体化されるようになっている。
左右のずれを防止するための拘束手段54が取り付けら
れている。この拘束手段54は任意であるが、この実施
例では、傾斜状受部52に数個の通孔を設け、これら通
孔にUボルト540を通し、これに帯板541を嵌めて
ナット542を螺合するようにしている。
は通孔であるため、該通孔にシャックル43の脚端穴部
が合わされてピンが挿通され、シャックル43に条体2
の端末アイ部20が交合状に取り付けられている。
く、種々の態様を採用し得る。まず、条体2は、ワイヤ
ーロープだけでなく繊維ロープ、ワイヤーと繊維との複
合ロープ、さらにはチェーン、金属、非金属、あるいは
それらの複合材からなるロッドなどを含んでいる。アー
ム4も種々の構成を採用しうる。図8はアーム4の他の
態様を示しており、(a)はアーム4の連結用部41を
ヨーク状に構成し、これに条体2の端末アイ部20が交
合状に配され、ボルトピンとナットで取り付けられてい
る。(b)はアーム4が平行な2本の帯板4a、4aか
らなっている。なお、地質などによっては、アーム4は
帯板でなく棒鋼などであってもよい。
(a)は傾斜状受部52を面板50と一体に形成してい
る。また、(b)は拘束手段54の他の例を示してお
り、傾斜状受部52に一体に設けられている。この場合
には、拘束手段54は溝部材たとえば短く切った溝形鋼
のウエブを溶接などで固着したり、L形鋼を1対固着し
たりして構成すればよく、必要に応じて、アーム4を配
置後にアーム4の上方への突出を抑制する蓋部材をねじ
などで取り付ければよい。なお、支圧板5は通常アーム
4と分離されているが、場合によっては、一体に連結さ
れていてもよい。
と、図10(a)のようにアーム4をアンカー本体3と
略平行となるように支持部30を支点として起立させ、
この状態で施工予定部位に打ち込む。それと並行して、
アンカー本体打ち込み位置よりも谷側の地表に傾斜状受
部52が山側に位置するように支圧板5を配し、羽根板
51を地中に打ち込む。所定の長さアンカー本体3を打
ち込んだ状態では、アーム4は大半が地中にともに押入
れられ、上端部分が地表から突出している。
ム4を谷側から支圧板5の方向に引っ張るかあるいは山
側から押圧する。これはハンマーで殴打したり、建機で
押圧したり、あるいはあらかじめアーム4の上端の連結
用部41に連結しておいた条体を牽引したりして行えば
よく、アーム4はアンカー本体3の支持部30を支点と
して土砂をせん断しながら倒され、傾斜される。アーム
4は下面端縁にエッジ42があるため、比較的抵抗を少
なくすることができる。
の下面が支圧板5の傾斜状受部52に受け止められられ
傾斜角度αが固定される。そこで拘束手段54でアーム
4のずれを止め、条体2を法面SLと略平行状に導いて
対象物Gに連結する。これで作業は終了し、図2に示す
状態で荷重を支える。なお、条体2の端末の連結はアー
ム4蛾傾斜されてから行ってもよい。
から条体2に伝達された荷重は傾斜角度αのアーム4を
介してアンカー本体3の地中埋め込みされている支持部
30に伝達される。すなわち、外力の作用点はアンカー
本体3の上端ではなく、それより下の地中部位となる。
また、アーム4の傾斜角度は支圧板5の傾斜状受部52
で受支され、耐力に見合った反力支持点を維持できるの
で、アーム4の傾斜角度は変わらない。
本体3のおじぎ(転倒モーメント)が軽減され、アンカ
ー本体3の全体が横方向に引かれることにより外力と水
平方向に変位されるようになり、アンカー本体3の略全
長に抵抗土圧を一様に作用させることができる。このた
め、変位の著しい抑制と水平耐力の向上を図ることがで
きる。
ため、アンカー本体3の谷側を掘削する必要がなく、施
工性がよく、地盤耐力の低下も招かない。こうしたこと
から、本発明は、同じ耐力を短いアンカー本体3で得る
ことができことになり、その分だけ法面での取り扱い、
打ち込み作業が楽になり、また材料コストも増さない。
さらに、施工場所での水平部確保や段切り掘削を要さ
ず、地軸に垂直にも施工できる。
している。この実施例においては、アーム4に代えて条
体2(この例ではロープ)が用いられており、条体2の
端末がアンカー本体3の高さ方向中間部位の支持部30
に連結され、谷側の地中を斜めに走って地表に導かれ、
支圧板5の傾斜状受部52で保持された後、谷側に導か
れている。条体2は対象物支持ためのものをそのまま使
用できるが、もちろん吊りのための条体と別の条体を使
用し、地表から突出した端部に吊りのための別の条体を
連結してもよい。条体2がロープに限られないことは第
1実施例に述べたとおりである。
同様であり、施工方法も第1実施例と基本的に同じであ
る。ただ、第2実施例は、可撓性のある条体を使用した
すると、場合によってはアンカー本体3の谷側を掘削す
ることが必要になるが、これによる地盤耐力の低下を軽
減するため、アンカー本体から支圧板5の位置まで条体
の太さ程度の幅のスリット状軟質部を形成するとよい。
これはブレーカー、突き棒などを使用して行うことがで
きる。
り、アンカー本体3の谷側を掘削せずに、条体2を確実
に土中で傾斜できるようにするため、剛性の補助部材8
が用いられている。該補助部材8は、たとえば下面に尖
ったエッジ80を有するV状の鉄鋼材、あるいは三角形
状の中空材が用いられ、これらの内部に条体2を配した
状態で起立させ、アンカー本体3を地中に打ち込んだ
後、補助部材8を谷側に引っ張りあるいは押圧して、条
体2を一緒に傾斜させる。傾斜させた後は、補助部材8
はそのまま埋め殺してもよいし、抜き取ってもよい。
りしたものを含む)や三角錐状の枠体の吊り設置を対象
とするだけではなく、ポケット式ロックネットのロープ
や覆式ロックネットを施工するためのアンカー、斜面に
沿って落石防止ネットを展張する場合の幹ロープ類を固
定するための法面アンカーなどにも適用される。
す。 〔第1例〕−第1実施例 アンカー本体は、長さ2000mm、直径114mm、
厚さ4.5mmの鉄鋼パイプの上端から約200mmの
位置に、接地板と300×300mmの羽根板を有する
抵抗板を設けたものを使用し、接地板の位置から800
mm下の位置に突出長さ110mm、高さ100mmの
支持ブラケットを固着した。
mm、厚さ19mmの帯鋼板を縦に使用し、先端と後端
には通孔を設けた。下面となる縁部に1000mmの長
さにわたってエッジを形成した。該アームの下端部を支
持ブラケットに挿し合わせ、ボルトナットで角度可変に
連結した。
の中央部下面に、高さ500mmの十字状羽根板を固着
した本体に、幅400mm、厚さ6mmで中間から傾斜角
度45度の傾斜部を形成した受板をボルトナットで結合
した構成とした。条体には、構成が3×7、直径18m
mのワイヤーロープを使用した。
ワイヤーロープも第1例と同じものを使用し、これの端
末を支持ブラケットに挿し合わせ、ボルトナットで角度
可変に連結した。
の鉄鋼パイプの上端から約200mmの位置に、接地板
と300×300mmの羽根板を有する抵抗板を設けた
アンカー本体を使用した。アンカー本体の抵抗板よりも
上位にボルトを横通してワイヤーロープの係止部とし
た。ワイヤーロープは第1例と同じものを使用し、これ
の端末をアンカー本体の頭部に嵌め、係止部で上方への
外れを止めた。
置して、耐力と変位を試験した。土質条件は関東ローム
層、N≒3、前日の降雨で地盤強度は通常時よりも低下
していた。 比較例の設置法:エアパンチャーを使用して2mの深さ
に打ち込み、ワイヤーロープの端末をアンカー本体の頭
部に嵌め、係止部で上方への外れを止めた。
平行状になるように起立させた状態で、エアパンチャー
を使用してアームを帯同させつつアンカー本体を2mの
深さに打ち込んだ。支圧板をアンカー本体の約970m
m前方の位置に油圧ショベルのアームで押し込んで固定
した。地表から突出しているアームの先端部分を油圧シ
ョベルのアームで支圧板の方向に引張って45度の傾斜
となるように倒し、受板で支持させた。アームの先端部
分にU字状連結具を介してワイヤーロープの端末を連結
した。
平行状になるように起立させた状態で、エアパンチャー
を使用してロープを帯同させつつアンカー本体を2mの
深さに打ち込んだ。支圧板をアンカー本体の約970m
m前方の位置に油圧ショベルのアームで押し込んで固定
した。アンカー本体位置から支圧板の位置まで、ブレー
カーによりロープの径と略同程度の幅、深さ約30mm
の軟化スリット状部を形成した。地表から突出している
アームの先端部分を支圧板の方向に引張って45度の傾
斜となるように倒し、受板で支持させた。地表から突出
しているロープ部分を支圧板の方向に引張って45度の
傾斜となるように倒し、受板で支持させた。
いて、水平引張り荷重を作用させ、水平変位のみ増加し
て、それ以上荷重が増加しなくなる点を終点として荷重
を増加させた。試験方法を図14に示す。引張り荷重は
油圧ジャッキで付加し、ロードセル及び弦巻式の伸び計
に連結しているデータローガから3秒ごとに荷重及び変
位を測定した。
y)、限界変位mm(δu),降伏変位mm(δy)の測定
結果は次のとおりである。 比較例:限界荷重=7.55tf、降伏荷重=5.90
tf、限界変位=129.6mm、降伏変位=34.6
mm 第1例:限界荷重=9.09tf、降伏荷重=7.35
tf、限界変位=3.8mm、降伏変位=0mm 第2例:限界荷重=8.90tf、降伏荷重=7.33
tf、限界変位=4.2mm、降伏変位=0mm
重は比較例に比べてそれぞれ2割および、2.5割増加
し、降伏変位及び限界変位はそれぞれ9割減少し、変位
抑制と引張り耐力が極めて改善されていることがわか
る。第1例と比較例の水平引張り荷重の変化と変位の変
化は図15のとおりであり、きわめて変位が少ないこと
がわかる。第2例も、限界荷重と降伏荷重は比較例に比
べてそれぞれ約2割および約2.5割増加し、降伏変位
及び限界変位はそれぞれ9割減少し、変位抑制と引張り
耐力が極めて改善されていることがわかる。
ば、地中に埋め込まれる部位に支持部30を設けたアン
カー本体3と、下端が前記支持部30に枢支されて土中
を谷側に斜めに延び上端を条体2と連結したアーム4
と、前記アンカー本体3の位置よりも谷側の地表に設け
られ前記アーム4の先端領域を受け止める支圧板5とを
備えているので、外力の作用点がアンカー本体3の地中
部分に位置させられ、また、前方地表面部の反力支持点
に耐力に見合った支圧板5があり、アーム4の地中への
沈下を防止するので、アンカーの変位を抑えて耐力を著
しく増加させることができ、しかもアンカー本体の谷側
を掘削しないでよくなるので、施工性もよいなどのすぐ
れた効果が得られる。
なり、下面端縁に土砂を切り込むエッジ42を有してい
るので、アームを円滑に所定角度に傾斜させることがで
きるというすぐれた効果が得られる。請求項3によれ
ば、支圧板5が、地表に対する接地板50と、地中に食
い込む羽根板51と、アームの先端領域を受け止める傾
斜状受け52を有しているので、アーム4を所定の傾斜
角度に確実に保持させることができるというすぐれた効
果が得られる。請求項4によれば、地中埋め込み部位に
支持部30を設けたアンカー本体3と、下端が前記支持
部30に連結された土中を谷側に斜めに延びる条体2
と、前記アンカー本体3の打ち込み位置よりも谷側の地
表に設けられ条体2の地表露出部分を受け止める支圧板
5とを備えているので、外力の作用点がアンカー本体3
の地中に位置させられ、また、前方地表面部の反力支持
点に耐力に見合った支圧板5によりロープ2の地中への
沈下を防止するので、アンカーの変位を抑えて耐力を著
しく増加させることができ、しかも構造が簡単で安価に
実施できるというすぐれた効果が得られる。
置例を示す側面図である。
図、(b)は第1実施例のアームの他の例を示す平面図
である。
(b)は拘束手段の他の例を示す部分的平面図である。
的に示す断面図である。
(b)は(a)のZ−Z線に沿う断面図である。
明図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】ロープで代表される条体を支持するため法
面に設置されるアンカーにおいて、地中に埋設される部
位に支持部を設けたアンカー本体と、下端が前記支持部
に枢支されて土中を谷側に斜めに延び上端を条体と連結
したアームと、前記アンカー本体の位置よりも谷側の地
表に設けられ前記アームの先端領域を受け止める支圧板
とを備えていることを特徴とする高耐力土中アンカー。 - 【請求項2】アームが、下面端縁に土砂を切り込むエッ
ジを有する帯状板からなっている請求項1に記載の高耐
力土中アンカー。 - 【請求項3】支圧板が、地表に対する接地板と、地中に
食い込む羽根板と、アームの先端領域を受け止める傾斜
状受けを有している請求項1に記載の高耐力土中アンカ
ー。 - 【請求項4】ロープで代表される条体を支持するため法
面に設置されるアンカーにおいて、地中に埋設される部
位に支持部を設けたアンカー本体と、下端が前記支持部
に連結されて土中を谷側に斜めに延びる条体と、前記ア
ンカー本体の打ち込み位置よりも谷側の地表に設けられ
条体の地表露出部分を受け止める支圧板とを備えている
ことを特徴とする高耐力アンカー。 - 【請求項5】支圧板が、地表に対する接地板と、地中に
食い込む羽根板と、条体の地表露出部を受け止める傾斜
状受けを有している請求項4に記載の高耐力土中アンカ
ー。
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JP3905387B2 JP3905387B2 (ja) | 2007-04-18 |
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