JP2004197561A - Spacer for anchor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばロックボルト等のアンカーを地盤に設置する場合、そのアンカーに装着して掘削孔(設置用孔部)の内壁面との間隔を保持するために使用されるアンカー用スペーサに関する。 The present invention relates to an anchor spacer used for mounting an anchor such as a rock bolt on the ground to maintain a space between the anchor and the inner wall surface of a drilling hole (an installation hole).
従来、ロックボルト等のアンカーは、地盤安定化の手段として広く使用されている。これらのアンカーは、予めアンカーの設置場所に削孔された設置用孔部に挿入した状態でその周囲に適宜のグラウト材を充填することにより地盤に定着される。この定着作業においては、それらグラウト材の被り厚を適正に確保することが重要であり、このためにアンカーを掘削孔の中心すなわち孔心に位置させる各種形状のスペーサ(センタライザとも称される。)が広く使用され、一般的にはアンカーの挿入部分に対して所定の間隔毎に複数個が装着される。 Conventionally, anchors such as rock bolts have been widely used as a means for stabilizing the ground. These anchors are fixed to the ground by being filled with a suitable grout material around the anchors in a state where the anchors are inserted into installation holes formed in advance at the anchor installation locations. In this fixing operation, it is important to properly secure the covering thickness of the grout material, and for this purpose, various shapes of spacers (also called centerizers) for positioning the anchor at the center of the drilling hole, that is, at the hole center. Are widely used, and a plurality of the anchors are generally attached at predetermined intervals to the insertion portion of the anchor.
斯かるアンカー用スペーサの従来例としては、周壁の一部が分断された略円筒状をなす両側の挿通口の部分と、それら両側の挿通口の部分に連設される径方向外方に膨出した複数の間隔保持用の帯板状支持片からなるものが開示されている(特許文献1)。この従来のアンカー用スペーサは、アンカーの長手方向の適宜位置に装着することにより、放射状に膨出した複数の帯板状支持片がそれぞれ掘削孔の内壁面に当接し、アンカーを掘削孔の中心位置に保持するものである。しかしながら、アンカー用スペーサを一枚の金属板から形成する関係から、これをアンカーに装着する場合には、一端側の挿通口の部分から他端側の挿通口の部分へと順次挿入することにより行っている。すなわち、前記挿通口の部分がその周壁の一部で分断された略円筒状に構成されてはいるが、アンカーに対する側方からの装着は全く想定されておらず、そのための工夫もされていなかった。
さらに、アンカー端部からの挿入を前提とした上記特許文献1に記載のスペーサでは、長手方向の所定位置まで円滑に移動できるようにするため、挿通口部分の内径は適用するアンカー外径よりも幾分大きく設定されている。したがって、アンカーに対する固定は、スペーサを端部から所定位置までずらした後、各支持片の膨出部分を握り込むなどして挿通口部分の内径を縮め、適宜の結束線で両方の挿通口部分を緊結する必要があった。 Further, in the spacer described in Patent Document 1 assuming insertion from the anchor end, the inner diameter of the insertion port portion is larger than the outer diameter of the anchor to be applied so that the spacer can be smoothly moved to a predetermined position in the longitudinal direction. It is set somewhat large. Therefore, for fixing to the anchor, after shifting the spacer from the end to the predetermined position, the inner diameter of the insertion port portion is reduced by squeezing the bulging portion of each support piece, etc. Needed to be tied.
このように両側の挿通口部分が固定状態になると、各支持片は、これと一体になっている挿通口部分により両端側で拘束されることから、スペーサがバネ鋼板等の弾性の高い材料で形成されている場合では、その弾性変形能力が大幅に抑制されてしまう。このため、掘削孔への挿入時において、各支持片が孔の楕円状部分などを通過する際に、その孔壁内面の状態に合わせて円滑に弾性変形することができず、大きな抵抗が生じる。したがって、この場合には、挿入性の低下が避けられない。一方、弾性に欠ける材料でスペーサを形成した場合には、直進性あるいは真円性の悪い掘削孔に適用したとき、挿入途中で塑性変形した間隔保持片が元の状態に戻らず、アンカーを孔心に位置させることができないという問題があった。 When the insertion ports on both sides are fixed as described above, each support piece is constrained at both ends by the insertion ports integrated with the support pieces, so that the spacer is made of a highly elastic material such as a spring steel plate. If it is formed, its elastic deformation capability will be greatly suppressed. For this reason, when each support piece passes through the elliptical portion of the hole, the elastic piece cannot be smoothly elastically deformed in accordance with the inner surface of the hole wall when the support piece passes through the elliptical portion of the hole, resulting in a large resistance. . Therefore, in this case, a decrease in insertability is inevitable. On the other hand, when the spacer is formed of a material lacking in elasticity, when applied to a drilling hole with poor straightness or circularity, the spacer that has been plastically deformed during insertion does not return to its original state, and the anchor is holed. There was a problem that it could not be located in the mind.
ところで、多くの地盤では、礫や土砂または岩盤等が入り交じり、均一な地質ではない。このため、掘削孔の直進性が低下したり、全長に渡って真円の断面とならずに歪な部分が形成されたりすることは多々ある。このような事情から、掘削孔への挿入時に大きな抵抗とならず、且つ挿入後においてアンカーを孔壁内面との間に適正な間隔を保持しなければならない上記スペーサの間隔保持用の支持片には、掘削孔の壁面状態に対応してある程度の追随可能な変形能力を備えることも、前述した装着性の改善と併せて望まれていた。 By the way, in many grounds, gravel, earth and sand, bedrock, etc. are mixed and the ground is not uniform. For this reason, the rectilinearity of the excavation hole is often reduced, and a distorted portion is often formed over the entire length of the excavation hole without forming a true circular cross section. Under such circumstances, the spacer for supporting the spacing of the spacer, which does not cause a large resistance at the time of insertion into the drilling hole and which must maintain an appropriate distance between the anchor and the inner surface of the hole wall after the insertion. It has been desired that the steel has a deformability capable of following a certain degree in accordance with the state of the wall surface of the excavation hole, in addition to the above-mentioned improvement of the mountability.
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、アンカーに対するスペーサの装着性を改善すると同時に、装着後における掘削孔への挿入性が向上したアンカー用スペーサの提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of these problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a spacer for an anchor in which the mountability of the spacer to the anchor is improved, and at the same time, the insertability to the excavation hole after mounting is improved. .
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係るアンカー用スペーサでは、周壁の一部が軸心方向に沿って分断された両側の筒状部と、それら両側の筒状部に両端部が一体的に連設され、それぞれの中間部が径方向の外側に膨出された複数の間隔保持片とを備え、前記筒状部の分断部分を開いてロックボルト等のアンカーに対して側方から装着可能にするとともに、前記筒状部の一方にアンカーの長手方向への変位を実質的に阻止する係止手段を設け、かつ前記筒状部の他方をアンカーの長手方向に所定の範囲内で変位できる遊嵌状態にしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, in the anchor spacer according to claim 1 of the present invention, both ends of the cylindrical portion having a part of the peripheral wall divided along the axial direction, and both ends of the cylindrical portion on both sides are divided. Are provided integrally, and each of the intermediate portions is provided with a plurality of spacing pieces which are bulged outward in the radial direction. The cylindrical portion is provided with locking means for substantially preventing displacement of the anchor in the longitudinal direction, and the other of the cylindrical portion is provided with a predetermined range in the longitudinal direction of the anchor. It is characterized in that it is in a loosely fitted state in which it can be displaced within.
このような構成によれば、分断された両側の筒状部を開いてアンカーの側面から装着することが可能になり、取付作業の効率化が図れる。また、アンカー用スペーサにおける一方(一端側)の筒状部は、アンカーの外周面に係止されることにより、長手方向には実質的に変位しない。これに対して、他方(他端側)の筒状部では、それがアンカーに対して遊嵌状態であることから、それら両側の筒状部と一体の各間隔保持片が、その膨出部分を外側から押されて径方向に収縮すると、この縮径動作に伴って他端側の筒状部がアンカーの長手方向に変位する。すなわち、複数の間隔保持片のどれかが、掘削孔内面に突出した岩石等に接触して径方向内方(アンカー側)に押圧されたときには、その全体的な円筒形状に基づく剛性により個別の間隔保持片の変形が抑制され、一端側の筒状部を基点とし、全ての間隔保持片が連動してアンカーの長手方向に他端側が伸びるような挙動を示す。したがって、このスペーサを装着したアンカーは、掘削孔への挿入時において、各間隔保持片が掘削孔内面の凹凸状態に追随してある程度の変形(偏平化)が可能であることにより挿入性の向上にもつながる。 According to such a configuration, it becomes possible to open the divided cylindrical portions on both sides and mount the anchor from the side surface of the anchor, thereby increasing the efficiency of the mounting operation. Further, one (one end side) cylindrical portion of the anchor spacer is substantially displaced in the longitudinal direction by being locked to the outer peripheral surface of the anchor. On the other hand, since the other cylindrical portion (the other end side) is in a loosely fitted state with respect to the anchor, each of the spacing holding pieces integral with the cylindrical portions on both sides thereof has its bulging portion. Is pressed from the outside and contracted in the radial direction, the cylindrical portion on the other end is displaced in the longitudinal direction of the anchor with this diameter reducing operation. That is, when any of the plurality of spacing pieces is pressed radially inward (anchor side) by contacting a rock or the like protruding from the inner surface of the borehole, individual rigidity based on the overall cylindrical shape causes individual Deformation of the spacing member is suppressed, and all the spacing members are linked to each other and behave in such a manner that the other end extends in the longitudinal direction of the anchor, starting from the cylindrical portion on one end. Therefore, in the anchor equipped with this spacer, when inserted into the drilling hole, each of the spacing members can be deformed (flattened) to some extent following the unevenness of the inner surface of the drilling hole, thereby improving the insertability. Also leads to.
さらに、請求項2に係る発明では、異形鉄筋や全ねじボルトからなるロックボルトなどのように、アンカーの外周面に形成された突条に係止可能な突起を係止手段として採用したので、アンカーとスペーサとの係止状態が高まり、掘削孔への挿入時におけるスペーサ全体の長手方向へのずれを確実に阻止することができる。
Furthermore, in the invention according to
本発明によるアンカー用スペーサでは、次の効果を得ることができる。
(1)アンカーに対して側方から装着することができるので、その装着作業がきわめて簡便であり、作業性が大幅に改善される。しかも、両側の筒状部を介してアンカーに装着されるので、きわめて安定した装着状態が得られる。
(2)一端側の筒状部でアンカーに位置決めされるが、他端側の筒状部はアンカーに対して遊嵌状態であって、各間隔保持片の膨出部分が径方向内方に縮径変形することに連れてそれがアンカーの長手方向に伸びるように移動するので、掘削孔へのアンカーの挿入性が向上する。
(3)請求項2に係るアンカー用スペーサは、アンカーに対して側方から装着すると同時に、アンカーの長手方向への位置ずれを阻止する状態に簡便にセットすることが可能である。
With the anchor spacer according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the anchor can be attached to the anchor from the side, the attachment operation is extremely simple, and the workability is greatly improved. In addition, since it is mounted on the anchor via the tubular portions on both sides, a very stable mounting state can be obtained.
(2) The cylindrical portion on one end is positioned on the anchor, but the cylindrical portion on the other end is in a loosely fitted state with respect to the anchor, and the bulging portions of the spacing members are radially inward. As the diameter is reduced, the anchor moves so as to extend in the longitudinal direction of the anchor, so that the insertability of the anchor into the borehole is improved.
(3) The anchor spacer according to
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1ないし図4は、本発明に係るアンカー用スペーサの具体的な実施例を示し、それぞれ正面図、左側面図、底面図および右側面図である。図示のアンカー用スペーサ1は、適度な弾性を有する鋼板からなり、略円筒状に形成された一方の筒状部11と、その軸心方向の一端側に設けられた4個の間隔保持片12と、これら間隔保持片12の他端側に配置された他方の筒状部13で構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show a specific example of an anchor spacer according to the present invention, and are a front view, a left side view, a bottom view, and a right side view, respectively. The illustrated anchor spacer 1 is made of a steel plate having an appropriate elasticity, and has one
一方の筒状部11は、図2,3に示されるとおり、周壁の一部が軸心方向に分断され、所定の幅で開口するとともに、その開口部14を形成する周壁の両側端部11a,11aが外周面側に折り返されている。さらに、開口部14に対して軸心を挟む対向位置の周壁内面には突起11bが設けられている。この突起11bは、例えば異形棒鋼などのように外周面に突条(節)が形成されたアンカーに対する係止手段として、適宜位置でその突条に掛合することにより、長手方向への変位(位置ずれ)を防止する。なお、係止手段はこの突起11bに限定されることはなく、その形状、数、位置などは適宜変更することができる。また、図2から明らかなように、本実施例における筒状部11は、周壁全体が同じ曲率ではなく、突起11b側の円弧部分がその両側部分の円弧よりも大きな曲率で形成され、平らに近いものになっている。これは、後述する他方の筒状部にも共通することであるが、適用対象となるアンカー(ロックボルト)の断面形状に合わせたことによるものであり、アンカーの横断面形状によっては、必ずしもこの形状に限定されない。
As shown in FIGS. 2 and 3, one of the
また、他方の筒状部13は、図4等に示すように、一方の筒状部11と同様に周壁の一部が軸心方向に沿って分断されて開口するとともに、開口部15を形成する両側端部13a,13aが外周面側に折り返されている。ただし、その内径は適用すべきロックボルトの外径よりも大きく設定され、装着したときに遊嵌状態となる点が一方の筒状部11とは異なる。これは、掘削孔への挿入時において、後述する4個の間隔保持片12の縮径変形したときに、他方の筒状部13がロックボルト上を長手方向へ円滑に変位できるようにするためである。なお、開口部15の間隔は、一方の筒状部11の開口部14も含めてロックボルトの最小横断幅よりも小さく設定され、簡単にはこれら開口部14,15から抜け出ないようになっている。また、図3等から明らかなように、それら開口部14,15の周方向上での位置は、スペーサ1の軸心方向に沿ってほぼ一列上にある。
As shown in FIG. 4 and the like, a part of the peripheral wall of the other
次に、4個の間隔保持片12は、筒状部11と筒状部13との間にあってその中央部分が最大径となるように円弧状に膨出し、図2,4から明らかなように、周方向においてほぼ90度間隔で配置されている。この場合、対向位置にある間隔保持片の最大径部(頂部)である中央部分間の間隔は、掘削孔の内径よりも幾分か大きく設定されている。なお、頂部間の間隔は、掘削孔の内径と同じか、それ以下でもよい。要は、アンカーを掘削孔の中心近くに保持し、必要な被り厚が確保されればよい。
Next, the four
次に、上記アンカー用スペーサ1の使用方法について説明する。図5は、アンカー用スペーサ1が装着されたロックボルトR(アンカー)を掘削孔Hに設置した状態を示すものである。ここで使用されるロックボルトRは、ネジ節型の異形棒鋼からなり、その外周面には長手方向に沿って2個の平坦部が軸心を挟む対向位置に形成され、ネジ節がそれら平坦部により分断された形状になっている。装着にあたっては、ロックボルトRの所定位置において、一方の筒状部11の開口部14と他方の筒状部13の開口部15とをネジ節の列に向けて宛がい、後方から強く押し付ける。これにより、それぞれの両側端部11a,11aと両側端部13a,13aとが、素材の弾性に抗しながらロックボルトRの平坦部間の幅以上に開き、さらに押し込むと、開口部14,15が平坦部を乗り越え、一方の筒状部11と他方の筒状部13の内部にロックボルトRが嵌入される。その際、一方の筒状部11の内面にある突起11bが、ネジ節間の溝に嵌まり込み、ロックボルトRに対してその長手方向への変位が実質的に阻止される状態になる。なお、ネジ節間の溝の幅と突起11bの大きさの関係において、その溝の幅の範囲内での多少の変位は有り得る。この場合、一方の筒状部11はロックボルトRを外周面側から弾発的に把持することになるが、他方の筒状部13においては、その内径がロックボルトRの外径よりも大きいことから把持せず、両者の関係は遊嵌状態である。これにより、他方の筒状部13は、所定の範囲内ではロックボルトRの長手方向への変位が可能になっている。ただし、開口部15の幅がロックボルトRにおける平坦部間の幅よりも狭いため、他方の筒状部13がロックボルトRから容易に外れることはない。
Next, a method for using the anchor spacer 1 will be described. FIG. 5 shows a state where the lock bolt R (anchor) to which the anchor spacer 1 is attached is installed in the excavation hole H. The lock bolt R used here is formed of a threaded-shaped deformed steel bar, and two flat portions are formed on the outer peripheral surface thereof along the longitudinal direction at opposing positions sandwiching the axis. It has a shape divided by the part. At the time of mounting, at a predetermined position of the lock bolt R, the
このようにして、本発明によるアンカー用スペーサ1は、側方からのワンタッチ操作でロックボルトRに装着することができる。なお、一方の筒状部11による把持力を高めてより確実な外れ防止を図る場合には、適宜の補助部材の併用などが有効である。例えば、それぞれの筒状部11,13において、両側端部11a,11a、および両側端部13a,13aの折返し部分の裏側に跨るコ字状のクリップにより開き止めを行ったり、あるいは一方の筒状部11において、両側端部11a,11aと間隔保持片12との境界部分に結束線を巻き付けるなどしてもよい。また、筒状部を開閉可能な二つ割り構造とし、筒状部自体に閉鎖状態を保持するための手段を設けてもよい。
In this manner, the anchor spacer 1 according to the present invention can be mounted on the lock bolt R by one-touch operation from the side. In addition, in order to increase the gripping force of the one
ここで、円弧状に外側へ湾曲した各間隔保持片12において、アンカー用スペーサ1の軸心からその最大径部分となる中央の頂部までの距離は、掘削孔Hの半径よりも少し大きく設定されている。また、スペーサ1は一方の筒状部11側がロックボルトRの先端側となるように装着される。そして、ロックボルトRの掘削孔Hへの挿入に伴い、まずスペーサ1の各間隔保持片12が掘削孔Hの入り口に当接し、ロックボルトRに負荷された押圧力によりその前方側の傾斜面が押されると、ロックボルトR側(軸心側)に倒れるように変形する。すなわち、中央の頂部が縮径する方向の力を受けることになる。さらに、筒状部13はロックボルトRに対して適度な隙間を残した状態で包囲していることから、挿入中に生じる各間隔保持片12の拡縮変形に連動して他方の筒状部13側が長手方向に進退可能な構造になっている。したがって、このスペーサ1が装着されたロックボルトRは、掘削孔Hの内面の凹凸に応じて各間隔保持片12が適宜弾性拡縮変形をすることで、掘削孔Hに無理なく挿入され、その中心位置に設置することができる。
Here, in each of the
図6,7は、上記各間隔保持片12の拡縮変形の挙動を示す説明図である。本発明に係るスペーサ1では、各間隔保持片12が、その両端側において略円筒状の筒状部11,13とに繋がる一体構造の採用により、個々の自由な弾性変形が少なからず拘束されている。このため、間隔保持片12のうちのどれかが内方(縮径方向)への押圧力を受けると、間隔保持片12が湾曲状態から偏平状態に変化するに伴い、他方の筒状部13を後方(挿入方向とは反対の方向)に押しやる。その際には、他方の筒状部13に対して他の間隔保持片12も同じように繋がっているので、それらも連動して同様に縮径変形をする構造になっている。すなわち、本発明のスペーサ1では、各間隔保持片12の少なくともいずれかに対して、外側から軸心に向けた径方向の力が負荷されると、最大径部分に相当する中央の頂部における半径がL1だけ減少すると同時に、スペーサ1の全長がL2だけ伸びることになる。このような挙動を示すことにより、アンカーの挿入性が向上すると同時に、掘削孔Hの軸心に近い位置に設置することができる。
FIGS. 6 and 7 are explanatory views showing the behavior of the expansion and contraction deformation of each of the
図8,9は、本発明に係るアンカー用スペーサの別の実施例を示し、それぞれ正面図と左側面図である。図示のアンカー用スペーサ2は、前記実施例と同様な素材で形成され、基本構成でも共通するが、一方の筒状部21が軸心方向において、実質的に二つの部分に分かれている点が異なる。すなわち、一方の筒状部21は、適用すべきアンカーの外径よりも小さい内径の把持部21aと、適用すべきアンカーの外径よりも大きい内径の遊嵌部21bからなり、両者の間には切欠21cが存在する。なお、切欠21cは円周の大半を占め、把持部21aと遊嵌部21bとは円周の一部で繋がっている。そして、4個の間隔保持片22は、その一端側で遊嵌部21bと、他端側で他方の筒状部23にそれぞれ連接している。他方の筒状部23は、一方の筒状部21における遊嵌部21bと同様に、装着状態においてはアンカーに対して遊嵌状態となるような寸法に設定されている。
8 and 9 show another embodiment of the anchor spacer according to the present invention, which is a front view and a left side view, respectively. The illustrated
図9から明らかなように、2個の筒状部分からなる一方の筒状部21と他方の筒状部23は、いずれも周壁の一部が軸心方向に沿って分断され、所定の幅で開口している。その開口部分の幅は、適用すべきアンカーの外径より小さく設定されるとともに、円周上での位置がスペーサの軸心方向に一列上に並んでいる。なお、一方の筒状部21における把持部21aの内面には、2個の突起21dが対向位置に設けられるとともに、開口部24を形成する両側端部21e,21eが外周面側に折り返されている。このスペーサ2では、各間隔保持片22が把持部21aに対して実質的に切り離された構成になっているので、把持部21aがアンカー径の大小や断面形状などに応じて拡縮変形しても、その影響は間隔保持片22にはほとんど至らない。このため、間隔保持片22は所期の均等配置が維持され、アンカーを確実に削孔の中心に保持する上では好都合である。この場合においても、アンカーに対して側面から簡便に装着することができ、その操作性も大差はなく、当該筒状部21,23による脱落防止効果、削孔への挿入性なども前記実施例と同様である。
As is clear from FIG. 9, each of the one
なお、上記各実施例では、削孔径の適用範囲が拡大するなどの理由により、素材としてバネ鋼材を使用した事例について説明したが、通常の鋼材や合成樹脂の使用も可能である。また、間隔保持片の数は4個に限らず、3個あるいは5個以上にすることはもちろん可能であり、さらに筒状部を他の形状にするなど、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である。 In each of the above-described embodiments, an example in which a spring steel material is used as a material for the reason that the applicable range of the drilling diameter is expanded has been described. However, a normal steel material or a synthetic resin can be used. In addition, the number of the spacing members is not limited to four, but may be three or five or more. It is, of course, possible to implement the change.
1,2…アンカー用スペーサ、11,13,21,23…筒状部、12,22…間隔保持片、11a,13a,21e…開口側端部、11b,21d…突起、21c…切欠、14,15,24…開口部、H…掘削孔、R…ロックボルト 1, 2,... Anchor spacers, 11, 13, 21, 23,... Tubular part, 12, 22,... Spacing holding pieces, 11a, 13a, 21e. , 15, 24 ... opening, H ... drilling hole, R ... lock bolt
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