JP2007046388A - 先端拡径ボルトの施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、施工穴から突出するボルトの高さ、および施工穴に注入する硬化剤の量を一定にでき、かつ、施工後のボルトが施工穴の中心に位置決めできる先端拡径ボルトの施工方法を提供する。
【解決手段】本発明の先端拡径ボルトの施工方法は、専用の適量注入治具を用いて適量の硬化剤２９を施工穴２８に注入し、この施工穴２８に入れる深さの目印１０がある先端拡径ボルト１を、施工穴２８に挿入した後、先端部を拡径させて施工穴２８の内周面に係合させた上で、硬化剤を硬化させて固定することを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、コンクリート躯体に、他の部材を固定するために使用される先端拡径ボルトの施工方法に関する。

従来、コンクリート躯体に他の部材を固定する施工方法として、コンクリート面に穿設した施工穴に硬化剤を注入し、さらにボルトを挿入して、施工穴とボルトとの隙間に充填させた硬化剤を養生・固着させた後、施工穴から突出させたボルトのネジを利用して他の部材をコンクリート躯体に固定する方法が知られている。
また、出願人は、コンクリート躯体に他の部材を固定する施工方法に関し、先にアンカーボルトを使用した施工方法を提案した（特許文献１）。
特許公開第２００４−０１１２１６号

前記ボルトを使用した施工方法において、施工穴から突出するボルトの高さ、施工穴に注入する硬化剤の量、および施工穴中心へのボルトの位置決めが、重要な施工上のポイントになる。
すなわち、硬化剤を用いて複数の施工穴にボルトを立設固定する場合、各施工穴からのボルトの突出部分は、コンクリート躯体と他の部材とを精度良く固定し、かつボルトの埋設部分の固着強度を得るために、一定の高さにする必要がある。
しかし、振動ドリル等で施工穴を一定の深さに穿孔するのは必ずしも容易なことではなく、硬化剤が注入された施工穴にボルトを挿入して、施工穴から突出するボルトの高さを均一にして固定するのは容易ではない。

また、施工穴に注入する硬化剤の量は、少なすぎるとボルトの固着強度が落ち、多すぎるとボルトを施工穴に挿入した際、硬化剤が溢れて施工穴の開口部周縁で盛り上がり、ボルトのネジ溝を埋めてしまう。
硬化剤が盛り上がった状態のまま硬化すると、コンクリート躯体に固定する他の部材との連結寸法精度が損なわれるうえに、ボルトのネジ部にナット等の締結部材を螺着出来なくなる。また、ボルトのネジ部に付着した硬化剤を拭き取ろうとすると、硬化剤の粘度が高いため、拭き取りが容易でなく、使用するボルト数が多い施工現場では、その施工に際し、大変な労苦と時間の浪費を強いられて来ていた。

また、施工穴は、挿入するボルトに合せて直径が１５ｍｍ前後と小さく、しかも硬化剤注入治具の先細り先端部を施工穴に入れて硬化剤を注入するため、施工穴内が見えにくく、施工穴に注入した硬化剤が適量か否かは、充填後ボルトを挿入して初めて判明する。それゆえ、硬化剤の注入量は専ら感を頼りに行われていた。

さらに、施工穴にボルトを立設固着する場合には、コンクリート躯体と取付部材との取付位置精度と安定した強度を得るためには、ボルトは施工穴の中心に立設するのが望ましいが、硬化剤が注入された施工穴に挿入させたボルトは養生固化期間中に傾き易く、傾きが大きい場合には、施工穴を破壊して取り出し施工のやり直しを余儀なくされていた。

したがって、本発明の課題は、施工穴から突出するボルトの高さ、および施工穴に注入する硬化剤の量を一定にでき、かつ、施工後のボルトが施工穴の中心に位置決めできる先端拡径ボルトの施工方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の先端拡径ボルトの施工方法は、適量注入治具を用いて適量の硬化剤を施工穴に注入し、この施工穴に入れる深さの目印がある先端拡径ボルトを、前記施工穴に挿入した後、先端部を拡径させて施工穴の内周面に係合させた上で、硬化剤を硬化させて固定する。

本発明の前記施工方法に使用する先端拡径ボルトは、略全長に亘ってネジ部が形成された本体と楔部材からなり、前記本体は円筒中空の埋設先端拡径部と中実の基部からなり、この基部の外周面には施工穴に入れる深さの目印が設けられ、前記埋設先端拡径部の外周面には、前記円筒中空部に達するスリットが、埋設先端開口から軸心に沿って複数本形成されており、また前記楔部材は、その円錐外周面に、前記スリットに係合する突条部が形成されている。

また、本発明の前記施工方法に使用する適量注入治具は、硬化剤注入治具の先細り先端部に、内周面を摺動状に差込んで取付け可能な円筒基部と、この円筒基部の外周面を内円筒部が摺動する円形鍔状部材から形成されている。この適量注入治具は、円形鍔状部材の面上に、充填量確認棒を設けるのが好ましい。

本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１の（ａ）は、本発明の施工方法に使用する先端拡径ボルトの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す先端拡径ボルトのボルト本体の右側面図であり、図２は、図１の（ａ）に示す先端拡径ボルトの楔部材の斜視図である。図３は、本発明に使用する適量注入治具の正面図であり、図４は、図３に示す適量注入治具の円形鍔状部材の斜視図である。図５は、図３に示す適量注入治具の使用状態を示す模式図であり、図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の先端拡径ボルトの施工方法を実施する場合の作業工程を示す模式的な断面図である。図７は、本発明に使用する適量注入治具の使用状態の一例を示す正面図である。図８は、従来のアンカーボルトの一例を示す正面図である。

本発明の先端拡径ボルトの施工方法は、図１（ａ）、（ｂ）に示す先端拡径ボルト１と、図３に示す適量注入治具２０を使用して施工を行う。
先端拡径ボルト１は、図１に示すように、ボルト本体２と楔部材３から構成されている。ボルト本体２は、略全長に亘って外周面にネジ部４が形成された棒状の金属部材であって、施工穴に挿入させる円筒中空の埋設先端拡径部５と、これに続く中実の基部６が一体に形成されている。

埋設先端拡径部５は、先端開口７から軸心方向に、埋設先端拡径部５の円筒中空部８に達するスリット９が、等間隔に形成されている。スリット９の数は、複数であれば特に制限されないが、通常、３〜５個、好ましくは４個である。

また、ボルト本体２の基部６の外周面には、２個の目印１０が間隔をあけて設けられている。
この目印１０は、本発明の先端拡径ボルト１を施工穴に入れる深さと、コンクリート躯体面からの先端拡径ボルト１の突出長さを決定する際の目安となると共に、施工穴に挿入させた先端拡径ボルト１を施工穴の中心に位置決めする役をする。
目印１０は、施工現場で要求される施工穴からの突出長さに合せ、ボルト本体の基部６の外周面に設けられる。

この目印１０は、ボルト本体２の基部６の外周面に突出状に打ち出して設けられ、目印１０のボルト本体１の軸心からの高さは、施工穴の半径と略同じになるように形成されている。
目印１０は、通常、基部６の所望の場所をかしめ、周方向に対峙させて２個ないし４個形成するとよい。

楔部材３は、図２に示すように、略円錐形をした金属部材であって、その円錐外周面には、ボルト本体２の埋設先端拡径部５に形成されたスリット９に係合させるための突条部１１が、楔部材３の軸心に沿って一体に形成されている。
本発明の先端拡径ボルト１を施工穴に挿入するには、図１に示すように、ボルト本体２に楔部材３を係合させて行うが、施工穴に挿入するに際して、楔部材３がボルト本体２から外れることがあり、外れた楔部材３は、施工穴から取り出しにくく作業効率の妨げになる。

楔部材３の突条部１１は、この難点を解消するもので、先端拡径ボルト１のスリット９の幅と突条部１１の幅とを略同等としておくことにより、ボルト本体２に楔部材３を係合させる際、突条部１１をスリット９の先端に押し込み係合させることにより、本発明の先端拡径ボルト１を施工穴に挿入する際の、ボルト本体２からの楔部材３の外れ・落下を防止することができる。

本発明の先端拡径ボルト１は、この楔部材３を前記したようにして、ボルト本体２に楔部材３を係合させた状態で施工穴にセッティングした後、先端拡径ボルト１のボルト本体３の頭部１２に打撃を加えると、楔部材３は、その円錐外周面が埋設先端拡径部５の円筒中空部８の内周面を摺動状に押圧しながら、円筒中空部８内に挿し込まれ、それとともにボルト本体１の埋設先端拡径部５を外方に徐々に拡開させる。
その際、楔部材３の挿し込みの程度を、ボルト本体２の基部６に設けた目印１０によって、調節・確認する。

本発明の先端拡径ボルト１の施工方法に使用される適量注入治具２０は、図３に示すように、円筒基部２１と円形鍔状部材２２からなり、円筒基部２１は、大径部２３と小径部２４が段部２５で一体に連結した構成であり、円形鍔状部材２２は、中央に内円筒部２６を有する鍔状部材である。
円形鍔状部材２２は、その内円筒部２６の内周面が、円筒基部２１の小径部２４の外周面を摺動して、円筒基部２１の長手方向に移動できるようになっている。

適量注入治具２０は、円筒基部２１の大径部２３の端部開口Ａを、硬化剤注入治具の先細り先端部にあてがい挿し込むだけで、硬化剤注入治具に容易に取付けることができる。
この取付けにより、硬化剤注入治具の先細り先端部開口から押出された硬化剤は、本発明の適量注入治具２０の大径部２３から小径部２４の内部を経て、小径部２４の端部開口Ｂから外部へ押出される。

円形鍔状部材２２は、その直径が施工穴の直径よりやや小径（０．１〜１mm）に形成されており、円形鍔状部材２２の面上に、内円筒部２６を挟んで二本の充填量確認棒（以下、確認棒という。）２７が一体に立設している。
この確認棒２７は、硬化剤注入治具の先細り先端部開口に本発明の適量注入治具２０を取付けて、硬化剤を施工穴に注入した際、施工穴に注入した硬化剤の適量を確認するためのものである。

以下、本発明の適量注入治具２０の使用方法を、図５に基づき説明する。
まず、図３に示すように、適量注入治具２０の円筒基部２１の小径部２４に、円形鍔状部材２２を取付ける。
この取付けは、円形鍔状部材２２の確認棒２７が、円筒基部２１の大径部２３側に向くように、円形鍔状部材２２の内円筒部２６の開口部を、円筒基部２１の小径部２４に嵌め入れて行う。
次いで、この状態にした適量注入治具２０を、図５に示すように、その円筒基部２１の大径部２３の端部開口Ａを、硬化剤注入治具の先細り先端部３１に挿し込んで取付ける。

施工穴２８への硬化剤の注入に際しては、硬化剤注入治具に取付けた本発明の適量注入治具２０の円筒基部２１を、施工穴２８に挿入して硬化剤を押出すと、小径部２４の端部開口Ｂから排出された硬化剤２９が施工穴２８の底部から充填されながら上昇し、これに伴い円筒基部２１の小径部２４に摺動状に取付けられた円形鍔状部材２２が硬化剤２９によって押し上げられて上昇する。
この上昇によって円形鍔状部材２２の確認棒２７が、施工穴２８の所望位置に達したことを確認して、硬化剤の押出行為を停止する。

確認棒２７の長さは、予め、本発明の施工方法に使用される先端拡径ボルト１と施工穴２８のサイズに応じて決定される。
施工穴２８に注入する硬化剤の適量は、施工穴に硬化剤を注入後、先端拡径ボルト１を挿入した際に生じる硬化剤の上昇が、施工穴の開口面に達する状態にある量である。
したがって、確認棒２７の長さは、本発明の適量注入治具２０によって、施工穴に注入された硬化剤２９が適量になった時点で、確認棒２７の先端部が施工穴２８の開口から充分確認できる位置にある長さに形成しておく。
なお、確認棒２７は、施工穴に注入された硬化剤２９が適量になった時点で、確認棒２７の先端部が施工穴２８の開口に達する長さとすることができる。

本発明の適量注入治具２０を構成する、円筒基部２１と円形鍔状部材２２および確認棒２７は、いずれもポリプロピレン等の合成樹脂で形成される。なお、確認棒２７の先端部を朱色等に着色しておくと、施工穴２８に注入した硬化剤によって上昇した確認棒２７が、施工穴２８の開口から充分確認できる位置、若しくは開口面に達した時点を確認し易く、好都合である。

適量注入治具２０は、本発明に係る各種サイズの拡径ボルト１を適用する施工穴２８、およびこの施工穴に使用する硬化剤の量に応じた大きさの円形鍔状部材２２を、予め用意しておき、施工現場で、使用する拡径ボルトのサイズに応じて、適宜選択使用する。
また、先端拡径ボルト１を適用する施工穴が深いときは、図７に示すように、適量注入治具２０の円筒基部２１を構成する小径部２４の端部開口を、他の適量注入治具２０'の円筒基部２１'を構成する大径部２３'の端部開口Ａ'に挿し込んで継ぎ足し、長さを調整して使用することができる。

前記した先端拡径ボルト１と適量注入治具２０を使用した施工方法を図６に基づいて説明する。
まず、コンクリート躯体の施工面に、使用する先端拡径ボルト１のサイズに合せた施工穴２８を振動ドリル等で穿孔し、この施工穴２８に、図５に示すように、硬化剤注入治具の先細り先端部３１に取付けた適量注入治具２０を挿入し、硬化剤２９を注入する。
硬化剤２９の注入によって、上昇した適量注入治具２０の確認棒２７の先端部が施工穴２８の開口から充分確認できる位置、若しくは開口面に達したときに、硬化剤２９の注入を停止させ、適量注入治具２０を施工穴２８から引き出す。
これによって、施工穴２８に適量の硬化剤２９が充填される［図６（ａ）］。

次に、図１に示すように、予め楔部材３の突条部１１をスリット９に係合させた先端拡径ボルト１を、埋設先端拡径部５から、硬化剤が注入された施工穴２８に挿入してセッティングする［図６（ｂ）］。
次いで、先端拡径ボルト１の頭部１２をハンマー等で打ち込み、先端拡径ボルト１の目印１０が、施工穴２８の開口面に達したときに打ち込みを終了させる［図６（ｃ）］。

図６の（ｃ）で示すように、先端拡径ボルト１の頭部１２をハンマー等で打ち込むと、施工穴２８の底面を背にした楔部材３は、その円錐外周面が、先端拡径ボルト１の埋設先端拡径部５の円筒中空部８の内周面を摺動状に押圧しながら、ボルト本体２の埋設先端拡径部５を外方に拡開させ、この埋設先端拡径部５が施工穴２８の内周面を押圧することにより、先端拡径ボルト１は、施工穴２８に係合して固定すると共に、施工穴２８の開口中心に位置決めされる。

［作用］
本発明の先端拡径ボルトの施工方法において、使用する先端拡径ボルト１のボルト本体２の基部６に設けた目印１０は、施工穴の開口からのボルト本体の突出長さを正確にし、かつ、ボルト本体２の基部６の周方向に形成された他の目印１０と共に、先端拡径ボルト１を施工穴２８の開口中心に位置決めする。
さらに、本発明の施工方法に使用する適量注入治具２０は、使用する先端拡径ボルトに最適な量の硬化剤を施工穴に充填するので、硬化剤が施工穴から溢れたり、不足したりすることもなく、埋設した先端拡径ボルトに所望の強度を付与し、施工のやり直し等の無駄を生じさせない。

さらに、本発明の施工方法によれば、以下のような作用、効果も得られる。
１．本発明の先端拡径ボルト１の埋設先端拡径部による施工穴２８への係合固定という機械的な強度と、硬化剤による先端拡径ボルトとコンクリート躯体との硬化一体化による強度の相乗効果により、従来のボルトと硬化剤を使用した施工方法に比べて、３倍〜４倍の強度が得られる。

２．従来のボルトと硬化剤を使用した施工方法では、硬化剤を注入した施工穴２８にボルトを挿入した後、硬化剤が硬化するまでの間に次工程の作業ができなかったが、本発明の施工方法では、先端拡径ボルトその埋設先端拡径部による施工穴２８への係合固定という機械的な強度が得られるため、次工程の作業にすぐに移行できるので、作業時間の大幅な短縮が実現できる。

なお、本発明の施工方法に使用する先端拡径ボルトに代えて、例えば、先行文献１に挙げた、図８に示すようなアンカーボルト３０を使用することもできる。
この種のアンカーボルト３０は、全長の外周面の半分がネジ部３５であり、埋設先端拡径部３６には、複数の凸周部３２が長手方向に間隔をあけて形成されており、さらにアンカーボルト３０の軸心には、貫通孔３３が形成されている。
この種のアンカーボルトは、取扱いが容易で施工現場で重宝されているが、高強度が求められる施工には不向きである。

すなわち、前記したアンカーボルト３０の埋設先端拡径部３６に形成された、複数の凸周部３２では、ネジ部３５に比べて、硬化剤を介して施工穴の内周面との接触面積が少ない分、強度性が落ちる。これに対し、本発明の先端拡径ボルト１は、全長にわたってネジ部４が形成されているため、硬化剤が、ネジ部のネジ溝の隅々まで充填されて、硬化剤を介する施工穴の内周面との接触面積が大きく、強度性の向上が図れる。

さらに、アンカーボルト３０は、施工孔からの突出した部分となるネジ部３５に貫通孔３３があるため、ネジ部３５は、強度に欠ける傾向があり、ひしゃげて容易に潰れてしまう場合があるが、本発明の先端拡径ボルト１は、施工穴よりの突出部分が中実であるため、前記アンカーボルト３０に比べて強度性が遥かに高い。

さらに、本発明の先端拡径ボルト１は、アンカーボルト３０のように、軸心に貫通孔３３を形成し、外周面にネジ部３５と複数の凸周部３２を分けて形成する必要がないため、製造コストを大幅に下げることができる。

本発明は、コンクリート躯体に、ボルトを使って他の部材を固定する、各種分野の施工に使用できる。

（ａ）は、本発明に使用する先端拡径ボルトの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す先端拡径ボルトのボルト本体の右側面図である。 図１に示す先端拡径ボルトに係合する楔部材の斜視図である。 本発明の施工方法に使用する適量注入治具の正面図である。 図３に示す適量注入治具の円形鍔状部材の斜視図である。 図３に示す適量注入治具の使用状態を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の先端拡径ボルトの施工方法を実施する場合の作業工程を示す模式的な断面図である。 本発明に使用する適量注入治具の使用状態の一例を示す正面図である。 従来のアンカーボルトの一例を示す正面図である。

符号の説明

１ 先端拡径ボルト
２ ボルト本体
３ 楔部材
４ ネジ部
５ （ボルト本体の）埋設先端拡径部
６ （ボルト本体の）基部
７ 先端開口
８ 円筒中空部
９ スリット
１０ 目印
１１ 突条部
１２ （ボルト本体の）頭部
２０、２０' 適量注入治具
２１、２１' 円筒基部
２２ 円形鍔状部材
２３、２３' 大径部
２４ 小径部
２５ 段部
２６ 内円筒部
２７ 確認棒
２８ 施工穴
２９ 硬化剤
Ａ、Ａ' （円筒基部の）大径部の端部開口
Ｂ、Ｂ' （円筒基部の）小径部の端部開口
３０ アンカーボルト
３２ 凸周部
３３ 貫通孔
３５ ネジ部
３６ 埋設先端拡径部

Claims (4)

1. 適量注入治具を用いて適量の硬化剤を施工穴に注入し、この施工穴に入れる深さの目印がある先端拡径ボルトを、前記施工穴に挿入した後、先端部を拡径させて施工穴の内周面に係合させた上で、硬化剤を硬化させて固定することを特徴とする先端拡径ボルトの施工方法。
2. 先端拡径ボルトは、略全長に亘ってネジ部が形成された本体と楔部材からなり、前記本体は円筒中空の埋設先端拡径部と中実の基部からなり、この基部の外周面には施工穴に入れる深さの目印が設けられ、前記埋設先端拡径部の外周面には、前記円筒中空部に達するスリットが、埋設先端開口から軸心に沿って複数本形成されており、また前記楔部材は、その円錐外周面に、前記スリットに係合する突条部が形成されてなる請求項１に記載の先端拡径ボルトの施工方法。
3. 適量注入治具は、硬化剤注入治具の先細り先端部に、内周面を摺動状に挿し込んで取付け可能な円筒基部と、この円筒基部の外周面を内円筒部が摺動する円形鍔状部材からなる請求項１または請求項２に記載の先端拡径ボルトの施工方法。
4. 円形鍔状部材の面上に、充填量確認棒を設けてなる請求項３に記載の先端拡径ボルトの施工方法。

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