JP2005113407A - 測定工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 地中アンカの耐張力の確認試験を小さい引張力で可能となる測定工具を提供する。
【解決手段】 地中に埋設された軸棒に螺旋状の掘削刃を有する地中アンカの耐張力を計測するときに用いられる測定工具であって、測定工具の本体は、所定長さを有する棒状体を呈し、その棒状体の一端側が前記地中アンカの埋設されている地中の地面側に位置する接地部に構成され、その棒状体の他端側は所定の引張力を付加する引張力付加部に構成され、それら接地部及び引張力付加部間の所定位置にその地中アンカの接続部を設けて構成されていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軸棒の先端側に螺旋状の掘削刃を一体的に有して構成される地中アンカの耐張力を計測するときに用いられる測定工具に関する。

本出願人は、配電線や電話線等の電柱、あるいは信号機のポール等の柱状物（以下、電柱で説明する。）の支線を支持するのに好適な地中アンカを提案している（特許文献１〜３参照。）。この地中アンカは、地中に埋設される鋳鉄製の軸棒（支持棒）の先端側に間欠的に螺旋状の掘削刃を一体的に設けて構成されている。

すなわち、この提案に係る地中アンカは、鋳鉄製の棒状の軸棒（支持棒）に所定の間隔を保って、かつ、先端側（地中に埋設される側）よりも上部ほど直径が大きくなる螺旋状の掘削刃を一体的に設けて構成されている。そして、この地中アンカは、電柱を立設するときの穴掘建柱車の回転部を用いて地中の任意の深さに簡単に埋設できる特長を有している。また、この提案に係る地中アンカは、螺旋状の掘削刃の大きさ（直径）を大きくすると、その分だけ支線の耐張力（引張力）が増加するという特長を有しているので、Ｎ値が５以下のような軟弱な地盤（地中あるいは地面というときもある。）であっても地中アンカを埋設できるという特長がある。

上記提案に係る地中アンカは、その地中アンカの螺旋状の掘削刃の直径を大きくすると軟弱な地盤であっても適用できるという特長を有しているが、螺旋状の掘削刃が大きくなると地中アンカ全体が大型化し、質量も大きくなって扱いにくくなるという問題点を有している。そこで、本出願人は、上記問題点を解決するために、特願２００２−３５５２４６号において、比較的小型の地中アンカ、例えば螺旋状の掘削刃の直径が１４０ｍｍの地中アンカ（以下、１４０φの地中アンカのように表現する。）であっても軟弱な地盤用の地中アンカとして採用することができるようにした地中アンカの埋設方法を提案している。

上記提案に係る地中アンカの埋設方法は、地中アンカを埋設する地面の箇所に所定の穴径を有する下穴を所定深さあけ、そのあけられた下穴に所定の粒径を有する骨材を投入し、その投入された骨材を下端に超硬チップを有する棒状の工具（通常、超硬チップと呼ばれている工具で、本出願人が特願２００２−１８４２０号で提案している。）を回転しながら押圧し、その骨材を破砕するとともにその下穴の壁面に圧入させ、次いで、その下穴に軸棒に螺旋状の掘削刃を有する地中アンカを埋設することを特徴としている。

さらにまた、本出願人は、特願２００３−７３９４１号において、上述の骨材の他に、その骨材同士を固結させることのできるセメント又はセメントモルタル及び水を下穴に投入し、上述の超硬チップと呼ばれている工具で押圧しながら回転させる地中アンカの埋設方法も提案している。この提案に係る地中アンカの埋設方法は、地中アンカの周囲に形成される骨材の塊は強固な大きな塊となるため、支線（地中アンカ）の耐張力をより高めることができるという特長がある。
特開２０００−１８５０号公報 特開２００１−５９２２１号公報 特開２００１−１８２０５８号公報

しかしながら、上記提案に係る地中アンカは、従来の土圧により所定の耐張力を得る古典的な地中アンカと異なり、この提案に係る地中アンカの耐張力は地中（地盤）の摩擦力により得るため、地中アンカの埋設施工後に所定の耐張力が得られているか否かの確認のための耐張力の確認試験が行われる。この耐張力の確認試験は、地中に埋設された地中アンカを所定の耐張力を越える引張力（引上力）を付加して行うため、地中アンカの埋設には小型の機械（穴掘建柱車）で足りるにもかかわらず、耐張力の計測に所定の牽引力を有する大型の機械を必要とするために当初から大型の機械（穴掘建柱車）を用意しなければならないという欠点があった。

図２を用いてさらに説明すると、この図２は、地中Ｇに埋設された地中アンカＡの耐張力を計測している状態を示している。この計測状態を説明する前に地中アンカＡが地中Ｇに埋設されるまでの工程について説明する。先ず、この地中アンカＡは、鋳鉄製の軸棒ａ1 の先端側（図２において下部側）に間欠的に所定の間隔を保って螺旋状の掘削刃ａ2 ，ａ2 …を複数個（図示の例では４個）一体的に設けて構成されている。また、この地中アンカＡの先端（図２において下端部）は、硬質のドリルで形成され、また、掘削刃ａ2 ，ａ2 …も硬質で、かつ、その外周は尖鋭に形成されている。

この地中アンカＡを地中Ｇに埋設するには、地中アンカＡを埋設する地面Ｇ′の所定位置に超硬チップと呼ばれている棒状の所定の図示しない工具を用いて図２に鎖線で示されるような所定の深さ、例えば１００ｃｍの深さで、所定の直径、例えば１２０φの下穴（前穴と呼ばれていることもある。）Ｈが地面Ｇに対して所定の傾きを有して、すなわち、図２に示される支線棒イの傾きに合わせてあけられる。この工具には、図示しないパイプ状の補助工具（この補助工具については、本出願に係る特開２００１−２７１３４５号公報に詳述されている。）が工具の頂部に設けられている角柱部に嵌められるように構成されている。そして、その工具は、補助工具が図示しない穴掘建柱車の回転部で押圧させながら回転させられると、地中Ｇ内に圧入され、所定深さの下穴Ｈが簡単に形成される。下穴Ｈの深さは、通常、１００〜２００ｃｍ前後とされる。これは、Ｎ値が１０以下の普通地盤や軟弱（軟質）地盤では、地表から１００ｃｍの深さまでが最も硬く、それよりも深くなると軟らかくなり、１００ｃｍよりも深く下穴Ｈを形成しても支線の耐張力を高める効果がそれほど期待できないからである。

また、工具であけられる下穴Ｈの直径（穴径）Ｄ1 は、地中アンカＡの螺旋状の掘削刃（上部の最も大きな直径の掘削刃）の直径Ｄ2 によって決められる。すなわち、下穴Ｈの直径Ｄ1 と地中アンカＡの直径Ｄ2 との関係は、Ｄ2 ＝Ｄ1 ×１．１〜１．５とされる。例えば、１４０φの規格品のアンカＡの場合、超硬チップの設けられている部分の直径が１２０ｍｍの規格型の超硬チップと呼ばれている工具が用いられる。

工具を用いてあけられた下穴Ｈには、所定量の骨材Ｃ及び固結剤（図示せず）が投入され、その後、上述の工具で破砕圧入される。ここで用いられる骨材Ｃとしては、粒径５０ｍｍ程度の礫や砕石、あるいは同程度に破砕されたコンクリート廃材でもよく、ある程度硬質のものであればその種類は問わない。また、地中アンカＡがアース装置の電極と兼用されるようなときは、その骨材としてコークスを用いることもできる。なお、粒径が５０ｍｍを大きく越えるような骨材のときは、工具による破砕に時間がかかって好ましくなく、また、砂のように小さすぎると、工具により骨材Ｃを下穴Ｈの壁面に効果的に圧入することができない。

固結剤は、工具によって破砕され、かつ、倉庫等に保管中は、内部の材質の品質を保持することができ、さらに、使用に際して水を容易に透過させることのできる材質、例えば和紙からなる下穴Ｈに投入できる大きさの袋内にセメント又はセメントモルタル（セメント又はセメントモルタルは急結性であることが好ましい。以下、セメントモルタルで説明する。）を封入して構成される。すなわち、このセメントモルタルは、使用に際しては、所定の容量の容器に水と袋に封入されたセメントモルタルを入れ、数分間、例えば３〜１０分間水に浸積させると、袋を通して水がセメントモルタルに含浸させられる。この水の含浸量は、骨剤Ｃ及びセメントモルタルを混練するに十分なので、斜めにあけられている下穴Ｈに別途水を注入する必要はない。

下穴Ｈに投入される１回分の骨材Ｃ及び水を含んだセメントモルタルの投入量は、下穴Ｈの穴径にもよるが、その下穴Ｈの穴径が１２０φのときは、スコップ１杯分の骨材量（骨材が礫や砕石の場合は、約５ｋｇ）に対し、１ｋｇのセメントモルタル（５００ｃｃの水を含む）で足りる。そして、これら骨材Ｃ及びセメントモルタルの投入後に工具で押圧しながら回転すると、骨材Ｃは破砕されるとともにセメントモルタルと混練され、下穴Ｈの内壁面内に圧入される。工具による骨材Ｃの破砕圧入処理後、下穴Ｈには、上述と同量の骨材Ｃ及びセメントモルタルが投入され、工具を用いて上述と同様に破砕圧入処理が複数回繰り返し行われる。

上述のようにして下部部分が骨材Ｃの細片で圧密化された下穴Ｈには、地中アンカＡが埋設される。この地中アンカＡの埋設は、アンカＡの角柱部ａ3 に設けられているアイ部に支線棒イを接続し、その支線棒イを図示しない嵌入パイプと呼ばれている補助工具の内部に収納しながらその補助工具を角柱部ａ3 に嵌め、その補助工具を図示しない穴掘建柱車の回転部で押圧させながら回転して行われる。そして、地中アンカＡが所定深さに埋設された後、補助工具が外されると、地上には支線棒イの先端部が現れる。次いで、セメントモルタルの養生後、つまり、骨材Ｃの固結後、その支線棒イの先端に設けられているリング部イ′に耐張力を測定する計器Ｍを介在させたワイヤロープＷが接続され、これが図示しない穴掘建柱車のブーム上げ機構又はクレーンを利用して引上げられて地中アンカＡに引張力（引上力）が加えられる。この引張力により、例えば、１０トン（９８ＫＮ）の引張力でも地中アンカＡが所定以上変位しないときは、その地中アンカＡは所定の耐張力（例えば１０トン（９８ＫＮ））を有する地中アンカと確認される。この耐張力は、電柱の種類等により決められている。所定の耐張力を有する地中アンカと確認されたときは、支線棒イのリング部イ′に図示しないシンブルを介して支線（図示せず）が取付けられる。

なお、上述の地中アンカＡは、下穴Ｈに骨材及びセメントモルタル等の固結剤を投入して地中アンカＡを埋設する例を示したが、硬質地盤の場合は、骨材及び固結剤を投入することなく、又は骨材のみを投入して地中アンカの埋設が行われる。この場合は、セメント又はセメントモルタルの養生を考慮する必要がないので、地中アンカＡの埋設後、嵌入パイプと呼ばれる補助工具を地中アンカＡに付けた状態で引張力を付加して耐張力の確認試験が行われる。

ところで、上述の耐張力の確認試験においては、所定の耐張力以上の引張力（引上力）を有する機械を用意しなければならず、例えば、５トン（４９ＫＮ）の能力のある穴掘建柱車で１０トン（９８ＫＮ）の耐張力の地中アンカを十分に埋設できるにもかかわらず、１０トン（９８ＫＮ）以上の引張力の確認試験を必要とするので、その引張力の能力を有する大型の機械（穴掘建柱車）を必要とする欠点があった。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、小さい引張力（引上力）でも大きな耐張力の確認試験を行える測定工具を提供することにある。

本発明に係る測定工具は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、地中に埋設された軸棒に螺旋状の掘削刃を有する地中アンカの耐張力を計測するときに用いられる測定工具であって、その測定工具の本体は、所定長さを有する棒状体を呈し、その棒状体の一端側が前記地中アンカの埋設されている地中の地面側に位置する接地部に構成され、その棒状体の他端側は所定の引張力を付加する引張力付加部に構成され、それら接地部及び引張力付加部間の所定位置にその地中アンカの接続部を設けて構成されていることを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の測定工具は、接続部は、複数個設けられていることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の測定工具は、接地部は、所定の平面積を有する台座を介して接地されるものであることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の測定工具は、測定工具の本体は、所定長さを有する棒状体を呈し、その棒状体の一端側が前記地中アンカの埋設されている地中の地面側に位置する接地部に構成され、その棒状体の他端側は所定の引張力を付加する引張力付加部に構成され、それら接地部及び引張力付加部間の所定位置にその地中アンカの接続部を設けて構成されているので、小さい引張力で大きな耐張力の確認試験が可能となり、したがって、地中アンカを埋設できる最少の能力のある機械（穴掘建柱車）で足りる効果がある。
本発明の請求項２に記載の測定工具は、接続部は、複数個設けられているので、任意の引張力が得られ、耐張力確認試験を容易に行うことができる。
本発明の請求項３に記載の測定工具は、接地部は、所定の平面積を有する台座を介して接地されるので、補助工具を地面に対して安定させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る測定工具を用いて耐張力の確認試験を行っている状態を示す正面図である。なお、上記図２に示される従来の耐張力の確認試験を示す図と同一構成要素については同一符号を用い、これら構成要素については説明が重複するため新規な部分のみについて異なる符号を付して説明する。

図１中、Ｏは、図示しない穴掘建柱車のオーガであり、通常、電柱を立設するときの穴を掘削するときに用いられるが、ここでは、後述する台座を支持固定するために用いられている。また、このオーガＯの先端には、上述した下穴Ｈをあけるときの超硬チップと呼ばれる棒状の工具及び嵌入パイプと呼ばれる補助工具が取付けられて地中アンカＡの埋設が行われる。

図１中、１は、測定工具の本体（以下、測定工具の本体を含めて「測定工具」として説明する。）であって、所定の長さ及び厚みを有する１本の鋼材から構成されている。そして、その測定工具１の一端側（図１では右端側）は、本発明の接地部に相当していて、上記オーガＯの先端に設けられている棒材２に摺動自在に、かつ、固定して取付けられる取付片３に支軸３ａを介して回動自在に設けられている。また、その測定工具１の他端側には、計器Ｍを介在したワイヤロープＷを取付けるための本発明の引張力付加部に相当する開口４が設けられている。

図１中、５ａ〜５ｄは本発明の接続部に相当していて、測定工具の長手方向に沿って所定の間隔を保って設けられている開口である。これら開口５ａ〜５ｄは、地中アンカＡに設けられている支線棒イの先端のリングイ′に接続されているワイヤロープＷ′を接続するために用いられ、図１の例では、開口５ｃにそのワイヤロープＷ′が接続されている。なお、どの開口にワイヤロープＷ′を接続するかは、図示しない穴掘建柱車の引張力の能力によって決められる。

図１中、６は鋼製の台座であって、地面Ｇ′に載置され、所定の定面積を有するように構成されている。そして、この台座６の上面には、上記オーガＯの下端部に設けられている棒材２の下端部を回動自在に受け止めることのできる凹部６ａが設けられている。

上記構成からなる測定工具１を用いて地中アンカＡの耐張力の確認試験を行うには、骨材Ｃの養生後、つまり、骨材Ｃに混練されたセメント又はセメントモルタルの固結後、台座６の上に測定工具１を連結した取付片３の挿入固定された棒材２が載置される。この棒材２の上端部は、地中アンカＡを埋設したときに用いられた穴掘建柱車のオーガＯに接続されているので、台座６は位置決めされるとともに、不用意に移動しないように固定される。

次いで、支線棒イの先端のリングイ′と開口５ａ〜５ｄの中のいずれかの開口との間がワイヤロープＷ′で接続される。図１の例では、開口５ｃに接続される。どの開口にワイヤロープＷ′を接続するかは、計器Ｍを介在したワイヤロープを牽引する穴掘建柱車の引張力の強さにより決められるが、支軸３ａに近い開口ほどてこの原理により地中アンカＡに対する引張力を大きくすることができる。

図１において、開口５ｃの位置が開口４と支軸３ａとのちょうど中間位置にあるときは、開口５ａに加えられる引張力の２倍の引張力をワイヤロープＷ′（地中アンカＡ）に加えることができる。したがって、例えば、５トン（４９ＫＮ）の引張力（ブームの持上力又はクレーンの持上力）しかない穴掘建柱車の場合であっても、１０トン（９８ＫＮ）の耐張力の確認試験を行うことができる。さらに、ワイヤロープＷ′の接続位置を支軸３ａ側に近付ければ、それ以上の耐張力の確認試験を行うことができる。このような耐張力の確認試験により十分な耐張力があると判定されたときは、支線棒イの先端のリングイ′にシンブルを介して支線が接続され、電柱が支持される。もちろん、上述の耐張力の確認試験で耐張力不足と判定されたとき、地中アンカＡはその耐張力の試験の際に地中Ｇから引き抜かれ、別途、新たな地中アンカＡの埋設が行われる。この場合は、従前の地中アンカＡよりも大型の地中アンカが選択されたり、あるいは、投入骨材料が多くされたりして所定の耐張力が得られるように工夫される。

上述の例では、地中アンカＡは、骨材Ｃにセメント又はセメントモルタルからなる固結剤を用いて埋設したが、硬質地盤の場合は骨材Ｃ及び固結剤の使用が省略され、あるいは、骨材のみが使用される場合であってもよい。また、台座６は、オーガＯの先端に設けられる棒材２を介して測定工具１を回動自在に支持したが、台座６に測定工具１が直接回動自在に接続されるようにしてもよい。

本発明に係る測定工具を用いて地中アンカの耐張力の確認試験を行っている状態の正面図である。 従来の地中アンカの耐張力の確認試験を行っている状態の正面図である。

符号の説明

Ｈ 下穴
Ｇ 地中
Ｇ′ 地面
Ａ 地中アンカ
Ｃ 骨材
１ 測定工具の本体（測定工具）
２ 棒材
３ 取付片
３ａ 支軸
４ 開口
５ａ〜５ｄ 開口
６ 台座
６ａ 凹部

Claims (3)

1. 地中に埋設された軸棒に螺旋状の掘削刃を有する地中アンカの耐張力を計測するときに用いられる測定工具であって、
   前記測定工具の本体は、所定長さを有する棒状体を呈し、その棒状体の一端側が前記地中アンカの埋設されている地中の地面側に位置する接地部に構成され、その棒状体の他端側は所定の引張力を付加する引張力付加部に構成され、それら接地部及び引張力付加部間の所定位置にその地中アンカの接続部を設けて構成されていることを特徴とする測定工具。
2. 請求項１に記載の測定工具において、接続部は、複数個設けられていることを特徴とする測定工具。
3. 請求項１又は２に記載の測定工具において、接地部は、所定の平面積を有する台座を介して接地されるものであることを特徴とする測定工具。

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