JP2005023662A - アンカー、アンカー工法及びアンカー用緊張材の除去工法 - Google Patents

Abstract

【課題】緊張材に張力が作用した際に、局部的に応力が作用することを防止して、剥離や割裂等の現象が発生する可能性を未然に防止することが出来る除去アンカー及び除去アンカー工法の提供。
【解決手段】緊張材（ＰＣ鋼線３、ＰＣ鋼撚り線、複数のＰＣ鋼撚り線から成るテンドン）先端の樹脂（５）で被覆されている箇所にスリーブ状部材（波形管７）の先端側の一部が樹脂で固着され、前記スリーブ状部材（７）は、緊張材（３）に張力が作用した際に、当該スリーブ状部材（７）の樹脂固着部（７Ｒ）には引張応力が作用し、グラウト固着部（７Ｇ）には圧縮応力が作用する様に構成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば山留め壁の支持等に用いられるアンカーに関する。例えば、アンカーを形成する際に張力を支持する緊張材を作業終了後に撤去するタイプのアンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアンカーの１例が、図９で示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図８において、地山Ｇに掘削されたアンカー孔２内に緊張材（ＰＣ鋼線）３が挿入され、そのＰＣ鋼線３は先端部Ｌを除いてシース１０で覆われている。
シース１０から露出しているＰＣ鋼線３の先端（地上側の反対側端部）Ｌ領域には樹脂５が被覆され、空隙の出来たアンカー孔２内は充填されたグラウト材４で充填されてアンカー１が形成されている。
【０００４】
図８で示す従来技術によれば、緊張材（ＰＣ鋼線）３と被覆された樹脂５との摩擦力、被覆された樹脂５と充填されたグラウト材４との摩擦力、グラウト材４と地山Ｇとの摩擦力とが、緊張材３に作用する張力よりも大きくなる様に設定されており、必要な定着力が得られる様になっている。
また、緊張材（ＰＣ鋼線）３に張力（引張力）Ｔが作用した際に、樹脂５で被覆された部分Ｌよりも地上側（緊張材の先端から離隔した側）の領域に、圧縮応力が作用するタイプのアンカーも存在する。
【０００５】
ここで、特に圧縮型と呼ばれるタイプのアンカーにあっては、緊張材先端に連結される応力伝達部材（耐荷体）は可撓性を有さず（フレキシブルではない）剛体と見なすべき部分の長さが非常に長い（例えば７ｍ程度）。
そのため、アンカー工法の施工に際して、係る長尺のフレキシブルではない部分の存在により、特に耐荷体相当部分を挿入する作業において、取り扱いが非常に不便である、という問題点を有していた。
【０００６】
【非特許文献１】
グラウンドアンカー部品綜合カタログ（弘和産業株式会社、ＫＪＳエンジニアリング株式会社、弘陽エンジニアリング株式会社が共同で１９９６年９月発行：第２８頁〜第３３頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術における問題点に鑑みて提案されたものであり、緊張材に張力が作用した際に、剥離や割裂等の現象が発生する可能性を未然に防止することが出来るアンカー、アンカー工法及びアンカー用緊張材の除去工法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンカー（Ａ）は、緊張材（ＰＣ鋼線３、ＰＣ鋼撚り線、複数のＰＣ鋼撚り線から成るテンドン）先端の樹脂（５）で被覆されている箇所にスリーブ状部材（波形管７）の先端側の一部が樹脂で固着され、前記スリーブ状部材（７）は、緊張材（３）に張力が作用した際に、当該スリーブ状部材（７）の樹脂固着部（７Ｒ）には引張応力が作用し、グラウト固着部（７Ｇ）には圧縮応力が作用する様に構成されている（請求項１）。
ここで、緊張材（３）先端の樹脂（５）で被覆されている箇所の長さ（Ｌ５）は、支持するべき張力よりも緊張材（３）と樹脂（５）との摩擦力が大きくなる様に設定することが好ましい。
【０００９】
また、本発明のアンカー工法は、支持するべき張力よりも緊張材（３）と樹脂（５）との摩擦力が大きくなる様に緊張材（３）先端を樹脂（５）で被覆する工程（図３）と、緊張材（３）先端の樹脂（５）で被覆されている箇所（Ｌ５）にスリーブ状部材（波形管７）を固着する工程（図４）とを有し、緊張材（３）に張力が作用した際に、スリーブ状部材（７）の樹脂固着部（７Ｒ）には引張応力を作用せしめ、グラウト固着部（７Ｇ）には圧縮応力を作用せしめることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
係る構成を具備する本発明のアンカー（Ａ）及びアンカー工法では、緊張材（ＰＣ鋼線３）先端の樹脂（５）で固着されている箇所（７Ｒ）にスリーブ状部材（波形管７）が固着されており、剛体と見なせるため、緊張材に引張力が作用して剛体と見なせる箇所（７Ｒ）が引っ張られると、グラウトには比較的均一な引張応力が作用する。そして、樹脂（５）で固着されている箇所（或いは剛体と見なせる箇所：７Ｒ）よりも地上側の領域には、スリーブ状部材（７）の半径方向外方に存在するグラウト及び／又はスリーブ状部材（７）の半径方向内側の樹脂（５）に押圧されて、圧縮応力が作用する。
【００１１】
そして、アンカー工法の施工以前の段階で、剛体と見なせる部分、すなわち可撓性を有していない部分（フレキシブルではない部分）は、当該樹脂（５）で固着されている部分のみである。そのため、剛体と見なせる部分の長さが、従来技術に比較して、極めて短くなっている。
そして、本発明では、係る剛体と見なせる部分（樹脂５で固着されている部分）が非常に短く、それ以外の部分は可撓性を有しているため、挿入作業等において、アンカーの取り扱いが容易であり、作業性が向上する。
【００１２】
係るアンカー（Ａ）の緊張材（３）を除去するため、本発明のアンカー用緊張材（３）の除去工法によれば、緊張材（３）とその先端を被覆している樹脂（５）との摩擦力よりも大きい引張力を緊張材（３）に付加して緊張材（３）を樹脂（５）から剥離し、以って、緊張材（３）を除去する工程を含んでいるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
ここで、「緊張材（３）とその先端を被覆している樹脂（５）との摩擦力よりも大きい引張力」は、次の様にして求めることが出来る。
すなわち、緊張材（ＰＣ鋼線３）と樹脂（５）との摩擦係数をμ_１（Ｎ／ｃｍ^２ ）、緊張材（ＰＣ鋼線）の直径をｄ、緊張材（ＰＣ鋼線）の樹脂を被覆している部分の長さをＬ５とすれば、緊張材除去のため（緊張材を樹脂から剥離するため）必要な張力Ｔ１（Ｎ）は
Ｔ１≧Ａ１・μ_１（＝２πｄ・Ｌ５・μ_１）
となる。（但し、緊張材の樹脂で被覆されている部分の表面積Ａ１＝２πｄ・Ｌ）
換言すれば、 Ｔ＞Ｔ１ なる張力を付加してやれば、緊張材が樹脂部分から剥離して、地上側へ除去される。
【００１４】
或いは、アンカー（Ａ）の緊張材（３）を除去するため、本発明のアンカー用緊張材の除去工法によれば、緊張材（３）を加熱して先端に被覆されている樹脂（５）を溶融する工程と、前記樹脂溶融後に緊張材（３）に引張力を付加して除去する工程、とを含んでいるのが好ましい（請求項４）。
係る構成によれば、緊張材（３）を加熱して先端に被覆されている樹脂（５）を溶融し、緊張材（３）と樹脂（５）との摩擦力が殆ど存在しない状態で緊張材（３）を地上側に引っ張ることにより、緊張材（３）を地中から除去すれば良い。
【００１５】
ここで、緊張材（３）を加熱して緊張材（３）先端に被覆されている樹脂（５）を溶融するに際しては、以下の手法を採用することが可能である。
即ち、アンカー孔（２）を削孔し、その削孔したアンカー孔（２）内に先端に樹脂（５）を被覆し、更にその樹脂（５）を被覆した全域を含む先端の所定の領域にスリーブ状部材（波形管７）を被覆した緊張材（ＰＣ鋼より線３）を挿入した後、グラウト材（固化材４）をアンカー孔（２）に充填する。そして、地上側に露出した前記緊張材（例えば、ＰＣ鋼線３）の端部を、導電体（９）を介して、電流や低周波等を発生する発生装置等（８）に接続する。
そして、その発生装置（８）によって緊張材（ＰＣ鋼線３）に電流を印加して、緊張材（ＰＣ鋼線３）に発熱を発生させる。すると、緊張材（ＰＣ鋼線３）に被覆した樹脂は溶融し、容易に緊張材（ＰＣ鋼線３）を引っ張って除去することが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
先ず、図１〜図６を参照して第１実施形態を説明する。
図１において、全体を符号Ａで示すアンカーは、緊張材（ＰＣ鋼線：以降緊張材を「ＰＣ鋼線」と言う）３先端が樹脂５で被覆されている。そしてその樹脂５で被覆された箇所にスリーブ状部材（以下、「波形管」と記載）７が固着され、緊張材３先端の樹脂５で被覆されている箇所の長さ（Ｌ５）は、支持するべき張力よりも緊張材３と樹脂５との摩擦力が大きくなる様に設定されている。
前記波形管７は、緊張材３に張力が作用した際に、当該波形管７の全域に亘って（概略均等に）圧縮応力が作用する様に構成されている。
【００１８】
次に図２〜図６を参照して第１実施形態のアンカー工法について説明する。
先ず、地山Ｇの表層には山留め壁１が施工してあり、この山留め壁１を貫通しつつボーリングロッド８でアンカー穴２を掘削する（図２；アンカー孔掘削工程）。
【００１９】
予め工場において緊張材（ＰＣ鋼線）３の先端部の所定の長さＬ５に例えばエポキシ系の樹脂５が被覆されている。そのエポキシ系の樹脂５が被覆されたＰＣ鋼線３の先端部に地上の作業エリア、又は予め工場においてスリーブ状で且つ全長に亙って連続する波型の凹凸が形成された波形管７が被せられ、固着される（図３、図４；波形管固着工程）。
尚、その時の波形管の被覆長さＬ７はエポキシ系の樹脂５が被覆された長さＬ５よりも長いことが望ましい。
また、波形管７の波形形状は、連続するねじ山であることが好ましい。当該波形形状をねじ山形状とすることで、樹脂５に波形管７を被せる際に波形管７を捻じ込んでいくことによって、ＰＣ鋼線先端の樹脂５に容易に波形管７を被覆することが出来る。
或いは、ＰＣ鋼線先端の樹脂５に、波形管７のねじ山（メスねじ）と対応する形状のねじ山（オスねじ）を形成して、波形管７をＰＣ鋼線先端の樹脂５に螺合する。
【００２０】
波形管７を固着したＰＣ鋼線３を前記アンカー孔２に挿入する（図５；ＰＣ鋼線挿入工程）。
【００２１】
アンカー孔２へのＰＣ鋼線の挿入完了後、アンカー孔２へ公知の手段によってグラウト（固化材）４を充填する（図６；グラウト充填工程）。
【００２２】
ここで、波形管７においては、樹脂で固着されている部分すなわち剛体と見なせる部分が非常に短く、それ以外の部分は可撓性を有しているため、波形管７を固着したＰＣ鋼線３を前記アンカー孔２に挿入するＰＣ鋼線挿入工程（図５）の作業性が、良好となる。
【００２３】
この様にして施工されたアンカーＡにおいて、地山Ｇとグラウト材４との摩擦係数をμ２（Ｎ／ｃｍ^２ ）とすれば、張力Ｔ２（Ｎ：安全係数を考慮した数値）を負荷するためには、グラウト材４が充填される掘削孔２の内径をφ、アンカー体長をＬ５とすれば、アンカー体長Ｌ５は
Ｌ≧Ｔ２／（π・φ・μ２）
以上が必要となる。
【００２４】
緊張材（ＰＣ鋼線）３と樹脂５との摩擦係数をμ１（Ｎ／ｃｍ^２ ）、緊張材（ＰＣ鋼線）３の直径をｄとすれば、張力Ｔ２（Ｎ：安全係数を考慮した数値）を負荷する際に、緊張材（ＰＣ鋼線）３の樹脂５を被覆している部分の長さＬ５としては、
Ｌ５≧Ｔ２／（π・ｄ・μ１）
が必要である。
【００２５】
係るアンカーの波形管（スリーブ状部材）７により、緊張材（ＰＣ鋼線）３に張力が作用した際に、樹脂５を被覆した部分とシース１０との境界近傍に発生する圧縮応力は、波形管（スリーブ状部材）７で被覆した全域に分散する。
【００２６】
また、樹脂５を被覆した部分Ｌ５を波形管７と同一のピッチを有するねじ山形状とすれば、アンカー工法の施工現場で、波形管７を緊張材（先端の樹脂５被覆箇所）３へ螺合することが出来る。
【００２７】
上述したアンカーＡの緊張材３を地中から除去するに当たっては、緊張材３に所定値以上の張力を作用すれば良い。
【００２８】
緊張材（ＰＣ鋼線）３と樹脂５との摩擦係数をμ１（Ｎ／ｃｍ^２ ）、ＰＣ鋼線（緊張材）３の直径をｄ、ＰＣ鋼線（緊張材）の樹脂５を被覆している部分の長さをＬ５とすれば、緊張材除去のため、緊張材３を樹脂５から剥離するのに必要な張力Ｔ１（Ｎ）は
Ｔ１≧Ａ１・μ１（＝２πｄ・Ｌ５・μ１）
となる。
（緊張材３の樹脂５で被覆されている部分の表面積Ａ１＝２πｄ・Ｌ５）
換言すれば、 Ｔ＞Ｔ１ なる張力を付加してやれば、緊張材３が樹脂部分５から剥離して、地上側へ除去される。
【００２９】
上述した様に、第１実施形態のアンカーＡ及びアンカー工法によれば、緊張材３先端の樹脂５で被覆されている箇所に波形管７が固着され、緊張材３に張力が作用した際に、波形管７の全域に亘って（概略均等に）圧縮応力を作用させる様に構成されているので、従来技術の様に、応力集中或いは局所的な応力が発生することが無い。
そのため、剥離や割裂等の不都合な減少が未然に防止出来る。
【００３０】
図７には、施工後にＰＣ鋼線３に張力が作用した場合の応力分布が示されている。
波形管７中の、ＰＣ鋼線３先端の樹脂５で固着されている箇所７Ｒは、剛体と見なせる部分であるため、ＰＣ鋼線３に引張力が作用して当該箇所７Ｒが引っ張られると、その周囲に充填されたグラウト４には、比較的均一な引張応力が作用する。
一方、樹脂５で固着されている箇所７Ｒよりも地上側（図７中の左側）の領域７Ｇは、波形管７の半径方向外方に存在するグラウト及び／又は波形管７の半径方向内側の樹脂５に押圧されて、圧縮応力が作用するのである。
【００３１】
次に図８を参照して第２実施形態を説明する。
【００３２】
図８において、全体を符号Ａ２で示すアンカーは、先ず、地山Ｇにアンカー孔２を削孔し、その削孔したアンカー孔２内に先端Ｌ１に樹脂５を被覆し、更にその樹脂５を被覆した全域Ｌ５を含む先端の所定の領域Ｌ２に波形管７を被覆したＰＣ鋼より線３を挿入する。アンカー孔２内へＰＣ鋼線３を挿入した後、グラウト材４をアンカー孔２に充填する。そして、地上側に露出した前記ＰＣ鋼線３の端部３ａを、導電体９を介して、発生装置８に接続するように構成されている。
なお、図８において符号１０はＰＣ鋼線を被覆するシース材を示す。
【００３３】
そして、その発生装置８によってＰＣ鋼線３に電流や低周波を印加して、ＰＣ鋼線３に発熱を生じさせる。すると、ＰＣ鋼線３に被覆した樹脂５はＰＣ鋼線３の発熱によって溶融する。樹脂５が溶融すれば、容易に緊張材（ＰＣ鋼線３）を引っ張ってアンカー孔２から除去することが出来る。
【００３４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではない旨を付記する。
図示の例では、垂直の山留め壁１に対して、アンカー孔２は水平に配置しているが、アンカー孔は先端側が下がるように山留め壁に対して傾斜を有しても良い。
また、図示の実施形態では樹脂を溶融する手段として、地上側の電源と緊張材とで閉回路を構成し、係る閉回路に高圧電流を流すように構成してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１） スリーブ状部材において、剛体と見なせる部分（樹脂で固着されている部分）が非常に短く、それ以外の部分は可撓性を有しているため、挿入作業等において、アンカーの取り扱いが容易であり、作業性が向上する。
（２） 「緊張材（３）とその先端を被覆している樹脂（５）との摩擦力よりも大きい引張力」は、次の様にして求めることが出来る。
すなわち、緊張材と樹脂との摩擦係数、緊張材の直径、緊張材の樹脂を被覆している部分の長さが分かっており、緊張材除去のため（緊張材を樹脂から剥離するため）に必要な張力Ｔ１は次式によって予め計算によって求めることが出来る。
即ち、
Ｔ１≧Ａ１・μ_１（＝２πｄ・Ｌ・μ_１）
ここで、緊張材の樹脂で被覆されている部分の表面積Ａ１＝２πｄ・Ｌ
ｄ：緊張材の直径、Ｌ：緊張材の樹脂を被覆している部分の長さ
μ_１：緊張材と樹脂との摩擦係数
である。
（３） アンカーの緊張材を除去するため、緊張材を加熱して先端に被覆されている樹脂を溶融する工程と、前記樹脂溶融後に緊張材に引張力を付加して除去する工程、とを含んでおり、緊張材を例えば発生装置を使って加熱して先端に被覆されている樹脂を溶融し、緊張材と樹脂との摩擦力が殆ど存在しない状態で緊張材を容易に地上側に引抜くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるアンカーの概略構成を示した断面図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるアンカー工法のアンカー孔掘削工程を示す工程図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるアンカー工法の樹脂被覆工程を示す工程図。
【図４】本発明の第１実施形態におけるアンカー工法の波形管装着工程を示す工程図。
【図５】本発明の第１実施形態におけるアンカー工法のＰＣ鋼線挿入工程を示す工程図。
【図６】本発明の第１実施形態におけるアンカー工法のグラウト充填工程を示す工程図。
【図７】本発明の第１実施形態において、緊張材に張力が作用した際の応力分布を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態におけるアンカーの概略構成を示した断面図。
【図９】従来技術の概略構成を示した断面図。
【符号の説明】
１・・・山留め壁
２・・・アンカー孔
３・・・緊張材／ＰＣ鋼線
４・・・グラウト
５・・・樹脂
７・・・スリーブ状部材／ＰＣ鋼線
８・・・発生装置
９・・・導電体
１０・・・シース材
Ｇ・・・地山
Ｌ５・・・樹脂を被覆している部分の長さ

Claims (4)

1. 緊張材先端の樹脂で被覆されている箇所にスリーブ状部材の先端側の一部が樹脂で固着され、前記スリーブ状部材は、緊張材に張力が作用した際に、当該スリーブ状部材の樹脂固着部には引張応力が作用し、グラウト固着部には圧縮応力が作用する様に構成されていることを特徴とするアンカー。
2. 支持するべき張力よりも緊張材と樹脂との摩擦力が大きくなる様に緊張材先端を樹脂で被覆する工程と、緊張材先端の樹脂で被覆されている箇所にスリーブ状部材を固着する工程とを有し、緊張材に張力が作用した際に、スリーブ状部材の樹脂固着部には引張応力を作用せしめ、グラウト固着部には圧縮応力を作用せしめることを特徴とするアンカー工法。
3. 緊張材とその先端を被覆している樹脂との摩擦力よりも大きい引張力を緊張材に付加して緊張材を樹脂から剥離し、以って、緊張材を除去する工程を含む請求項２のアンカー用緊張材の除去工法。
4. 緊張材を加熱して先端に被覆されている樹脂を溶融する工程と、前記樹脂溶融後に緊張材に引張力を付加して除去する工程、とを含む請求項２のアンカー用緊張材の除去工法。

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