JP2008169666A - 反力構造体及び反力構造体の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】穿孔壁の崩落防止と、固結材の増強によるクラック発生防止の両立が可能な反力構造体を提供すること。
【解決手段】ケーシングを用いて穿孔した穿孔孔内に被定着部材を挿入した後、孔内に充填した固結材で以って被定着部材を地中に定着する反力構造体であって、穿孔孔内に挿入し、固結材に埋設した有孔構造の補強崩落防止筒を具備する。補強崩落防止筒は穿孔の孔壁の崩落防止機能と、固結材の補強機能を併有する。
【選択図】図１

Description

本発明は反力構造体及び反力構造体の構築方法に関し、特に地中に定着した被定着部材に対してせん断力が引張力に卓越して作用する用途に好適な反力構造体及び反力構造体の構築方法に関するものである。

穿孔装置（ボーリングマシン）を用いて穿孔したアンカー孔内に鋼棒や鋼より線等のアンカーテンドンを挿入した後、孔内にグラウトしたモルタル等の固結材で以ってアンカーテンドンを地中に定着するアンカー工法は周知である。
施工に際しては、穿孔に用いたケーシングで孔壁の崩落を防止した状態でアンカーテンドンを挿入し、その後にケーシングを抜き取っている。

またアンカーテンドンに大きな引張力が作用すると、地中の硬化した固結材に拡径方向の膨張力が作用し、固結材の内部応力が固結材の強度を超えるとクラックの発生や、破壊の危険がある。
殊に固結材にクラックを生じると、アンカーの定着力が減少するだけでなく、クラックを通じて浸水するために、突然にアンカーテンドンが腐食破壊する危険がある。
こうした固結材にクラックが生じることを防止する手段として、アンカーテンドンの定着長部の範囲に亘りアンカーテンドンと一体に鉄筋篭を一体化することが特許文献１により開示されている。

特開２００２−１０５９５５号公報）

上記した従来の技術にはつぎのような問題点がある。
（１）固結材の充填時にはケーシングが存在しないため、アンカー孔の孔壁が崩壊し易い。特に孔壁の崩落が発生していてもその確認が難しい。
そのため、固結材の充填時に崩落土砂が混入して固結材の品質低下を招き、設計値通りのアンカー耐力を確保できない場合がある。
（２）アンカーテンドンが鋼より線製で、その地表の露出端部にケーシング径より大形のループ部を一体に形成している場合は、大形のループ部が邪魔になってアンカーテンドンの挿入後にケーシングを抜き取ることが困難である。
そのため、ケーシングを抜き取って孔壁が崩落し易い状況下で、アンカーテンドンの挿入作業と固結材の充填作業を強いられることとなって、地表の露出端部に大形のループ部を形成したアンカーテンドンは施工ができない。
そのため、地表の露出端部に大形のループ部を一体に形成したアンカーテンドンであっても施工できる解決策の提案が望まれている。
（３）特許文献２に記載のように、鉄筋篭をアンカーテンドンと一体化したものを使用すれば、固結材へのクラック発生を抑制できるが、上記（１）と同様にアンカー孔の孔壁の崩壊を確実に防止することができない。
そのため、鉄筋篭を用いていながら設計値通りの定着耐力を確保できないといった問題がある。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、簡易な手段で以って穿孔壁の崩落防止と、固結材の増強によるクラック発生防止の両立が可能な反力構造体及び反力構造体の構築方法を提供することにある。
さらに本発明は、追加工程と追加部材を最小限に抑えて施工性と経済性が図れる反力構造体及び反力構造体の構築方法を提供することにある。
さらに本発明は、被定着部材がその地表の露出端部にループ部を一体形成してある場合であっても簡易に施工できる反力構造体及び反力構造体の構築方法を提供することにある。

本願の第１発明は、穿孔孔内に被定着部材を挿入した後、孔内に充填した固結材で以って被定着部材を地中に定着した反力構造体であって、前記被定着部材から分離独立した有孔構造の補強崩落防止筒を具備し、穿孔の孔壁の崩落防止機能と、固結材の補強機能を併有する前記補強崩落防止筒が、前記固結材を囲繞するように穿孔孔内に挿入されていることを特徴とする、反力構造体を提供する。
本願の第２発明は、前記第１発明において、前記補強崩落防止筒を複数の分割筒体で構成し、穿孔方向に沿って配置した複数の分割筒体の突合せ端が一体に連結されていることを特徴とする、反力構造体を提供する。
本願の第３発明は、前記第１発明において、前記補強崩落防止筒を穿孔孔内の略全長に亘って挿入したことを特徴とする、反力構造体を提供する。
本願の第４発明は、前記第１発明において、前記被定着部材の穿孔外に露出する一端に大径部を形成していることを特徴とする、反力構造体を提供する。
本願の第５発明は、穿孔孔内に被定着部材を挿入し、穿孔孔内に充填した固結材に被定着部材を埋設して定着する反力構造体の構築方法において、穿孔孔内に前記被定着部材から分離独立した有孔構造の補強崩落防止筒を挿入して孔壁の崩落を防止し、補強崩落防止筒で穿孔の孔壁の崩落を防止しつつ、固結材の充填作業と、前記補強崩落防止筒で囲繞した固結材に被定着部材を埋設して定着する作業を行なうことを特徴とする、反力構造体の構築方法を提供する。
本願の第６発明は、ケーシングで穿孔した穿孔孔内に被定着部材を挿入し、穿孔孔内に充填した固結材に被定着部材を埋設して定着する反力構造体の構築方法において、穿孔孔内に前記被定着部材から分離独立した有孔構造の補強崩落防止筒を挿入し、その後にケーシングを撤去して孔内に残置した補強崩落防止筒で孔壁の崩落を防止し、穿孔孔内に固結材を充填して前記補強崩落防止筒を埋設し、前記補強崩落防止筒で囲繞した固結材に被定着部材を埋設して定着することを特徴とする、反力構造体の構築方法を提供する。
本願の第７発明は、前記第５又は第６発明において、前記補強崩落防止筒を複数の分割筒体で構成し、各分割体の突合せ端を一体に連結しながら穿孔孔内に挿入したことを特徴とする、反力構造体の構築方法を提供する。
本願の第８発明は、前記第５又は第６発明において、前記補強崩落防止筒を穿孔孔内の略全長に亘って挿入したことを特徴とする、反力構造体の構築方法を提供する。

本発明は次の特有の効果を得ることができる。
（１）反力構造体の施工中においては補強崩落防止筒が穿孔孔壁の崩落を防止して固結材の品質良好に保ち、かつ施工後においては補強崩落防止筒が固結材を増強して固結材のクラック発生や破壊を防止できて、これまで実現が困難であった穿孔孔壁の崩落防止と固結材のクラック防止の両立が可能となって、十分な定着耐力を確保することができる。
（２）資材としては補強崩落防止筒を追加するだけであり、また工程も簡易に行なえる補強崩落防止筒の挿入工程が追加するだけであるから、追加工程と追加部材を最小限に抑えて施工性と経済性の両立を図ることができる。
（３）被定着部材の露出端部に大径部を有する被定着部材であっても、簡易に被定着部材を定着施工することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

（１）反力構造体の概要
図１に本発明に係る反力構造体の一例を示す。
反力構造体は穿孔１の孔内に注入する固結材２と、穿孔１の孔内に挿入し、固結材２に定着する被定着部材３と、被定着部材３の地表側に突出した露出端部を緊張定着する定着装置４を具備したものを前提とし、本発明はこれに有孔構造の補強崩落防止筒５を付加して構成するものである。

本例では被定着部材３が外周面にらせん状に凸状を形成したＰＣ鋼棒等の棒体である場合について説明する。
本発明はせん断力が引張力に卓越して作用する用途に好適な反力構造体を提供するものであるから、被定着部材３の素材はその用途に応じてその他にＰＣ鋼線やＰＣより鋼線等の公知の各種素材を適宜選択して使用すればよい。

定着装置４は被定着部材３を定着するための装置で、本例では支圧板４１と定着ナット４２で構成しているが、定着装置４は被定着部材３の種類に応じた公知の装置を適用する。
尚、定着装置４は必須の構成要素ではなく、定着装置４を省略して被定着部材３を定着する場合もある。

（２）補強崩落防止筒
補強崩落防止筒５は前記被定着部材３から分離独立した有孔構造の筒体で、穿孔１の孔壁の崩落防止機能（図２参照）と、固結材２の補強機能（図３参照）を併有する。

補強崩落防止筒５の断面径は、後述するケーシング１１に内挿可能であって、穿孔１の口径と略等しい寸法に設定されている。

補強崩落防止筒５の周面の開孔寸法は、穿孔１の孔壁の崩落を防止すると共に、土砂を容易に透過しない適宜の寸法とする。
補強崩落防止筒５は例えば複数の縦材５１と複数の環状の横材５２とを交差させた溶接金網や、エキスパンドメタル、或いは周面に多数の開孔を開設した筒体等で構成する。

補強崩落防止筒５は一本ものの形態で使用する場合もあるが、図４に例示するような接続金具６を用いて複数の補強崩落防止筒５，５を連結して使用する。
本例で例示した接続金具６について説明すると、接続金具６は内外一対の挟持板６１，６２と、これらの挟持板６１，６２間を連結するボルト６３とにより構成するもので、同一線上に突き合わせた補強崩落防止筒５，５の端部間の横材５２，５２間に跨って配置した内外一対の挟持板６１，６２間をボルト６３で締め付けることで連結することができる。
その他の連結方法としては、カプラやねじ込み機構を用いた結合手段、或いは接着や溶着等でもよい。自重で補強崩落防止筒５の連結が外れない程度の連結力があれば十分である。
複数の補強崩落防止筒５，５を連結して使用することで、穿孔１の全長が長い場合であっても所定の寸法の補強崩落防止筒５を複数繋ぎ合わせて全体の全長を任意に調整することができる。

（３）施工方法
つぎに図５〜７を参照しながら反力構造体の施工方法について説明する。

［穿孔の穿孔］（図５（Ａ））
図外のボーリングマシンを使用して、先端に夫々ビットを有するケーシング１１とインナロッド１２に夫々回転を与えて所定の深さまで穿孔１を穿孔する。

［ケーシングの残置］（図５（Ｂ））
穿孔を完了したらインナロッド１２のみを抜き取り、ケーシング１１は抜き取らずに穿孔１の孔内に残置して孔壁の崩壊を阻止する。

［補強崩落防止筒の挿入］（図５（Ｃ））
次に穿孔１の孔内に残置したケーシング１１内に補強崩落防止筒５を挿入する。
既述したように複数の補強崩落防止筒５を連結しながら、穿孔１の略全長に亘って挿入する。
補強崩落防止筒５を運搬や取り扱いに便利な寸法に形成しておくと、現場で複数の補強崩落防止筒５を連結しながら挿入できるので、穿孔１の深さが深い場合であっても、現場における補強崩落防止筒５の挿入作業が容易となる。

［ケーシングの撤去］（図６（Ｄ）（Ｅ））
補強崩落防止筒５の挿入を完了したら、穿孔１の孔内からケーシング１１を抜き取ることで、穿孔１の孔内に補強崩落防止筒５を残置する。
ケーシング１１に代わって穿孔１と略同径の補強崩落防止筒５が、穿孔１の孔壁全面を覆うため、引き続き穿孔１の孔壁の崩壊が阻止される。
また、補強崩落防止筒５の開孔が土砂の透過を規制する寸法に形成してあるので、孔壁の一部が崩落したとしても、崩落土砂が補強崩落防止筒５の周面を透過してその内側に入り込むことを防止できる。

［被定着部材の挿入・固結材の充填］（図６（Ｆ））
つぎに補強崩落防止筒５で覆われた穿孔１内に被定着部材３を挿入すると共に、穿孔１内にモルタル等の固結材２を充填して被定着部材３の先端部側を付着させて定着する。
被定着部材３の挿入作業中や固結材２の充填作業中においても、補強崩落防止筒５が穿孔１の孔壁崩壊を防止するため、固結材２に土砂が混入することがなくなり、高品質のまま固結材２を充填することができる。
また、補強崩落防止筒５が有孔構造を呈するため、流動性を有する固結材２は補強崩落防止筒５の周面を透過して穿孔１の起伏のある孔壁面に密着する。
このように穿孔１の孔壁の崩落防止に用いた補強崩落防止筒５は撤去しないから、固結材２の充填範囲に位置する一部の補強崩落防止筒５は埋設されることになる。

［緊張定着］（図７）
固結材２が硬化したら、地表に突出する被定着部材３に支圧板４１をセットすると共に、被定着部材３に螺合した定着ナット４２を締め付けて定着する。

定着後の反力構造体の被定着部材３に過大なせん断力が作用した場合、その一部の力が被定着部材３の引抜力として作用する。その結果、固結材２に軸方向の圧縮力が作用して固結材２が拡径方向に膨張しようとする。
補強崩落防止筒５が固結材２を包囲するように埋設してあるため、補強崩落防止筒５が固結材２の拡径方向の膨張変形を効果的に拘束する。
その結果、固結材２のクラック発生を防止するだけでなく、固結材２の膨張破壊を効果的に防止する。
既述したように補強崩落防止筒５は、土砂の混入を阻止して固結材２の高品質を保証できると共に、固結材２のクラック発生や膨張破壊を防止できるから、設計通りの定着耐力を得ることができる。

（４）他の実施例１
本発明は既述した実施例に限定されるものではない。
固結材２の充填範囲は、例えば図８（Ａ）に示すように穿孔１の略全長に亘って充填してもよい。
さらに補強崩落防止筒５の挿入長は、例えば図８（Ｂ）に示すように穿孔１の入口側の一定範囲に垂下させて挿入する場合もある。
要は穿孔１の孔壁落下を防止する補強崩落防止筒５の一部または全部が、固結材２を囲繞するように埋設されていればよい。

（５）他の実施例２
既述したように本発明は穿孔時はケーシング１１で孔壁の崩落を防止し、さらにケーシング１１の撤去後は補強崩落防止筒５で引き続き孔壁の崩落を防止するものである。
したがって、穿孔１内に挿入予定の被定着部材３の頭部（露出端部）の形状やその大きさに制約を受けない。
そのため、図９に示すように被定着部材３の頭部（露出端部）に穿孔１の口径より大形の大径部３１が形成してあっても、前述した実施例と同様の工程で反力構造体の施工が可能となる。
尚、同図に示した大径部３１は被定着部材２と一体に形成するか、或いは被定着部材２の一端に別体の大径部３１を一体に接続したものであり、可撓性の有無は問わない。
本例の反力構造体は、被定着部材２を緊張せずに地中に定着して、大径部３１を各種の反力源に活用するアンカー用途に好適である。

本発明に係る反力構造体の全体図 図１におけるＩＩ−ＩＩの断面図 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩの断面図 補強崩落防止筒の連結部の拡大断面図 反力構造体の施工方法の説明図で、（Ａ）は穿孔の穿孔工程の説明図、（Ｂ）はケーシングを孔内に残置した説明図、（Ｃ）はケーシング内に補強崩落防止筒を挿入する説明図 反力構造体の施工方法の説明図で、（Ｄ）はケーシングの撤去工程の説明図、（Ｅ）は補強崩落防止筒を孔内に残置した説明図、（Ｆ）は被定着部材の挿入・固結材の充填を挿入する工程の説明図 反力構造体の施工方法の説明図で、被定着部材の緊張定着時の説明図 他の実施例１の説明図で、（Ａ）は固結材の充填範囲を変更した場合の説明図、（Ｂ）は補強崩落防止筒を穿孔の一部に挿入した場合の説明図 大径部を有する被定着部材を使用した他の実施例２の説明図

符号の説明

１・・・・・・穿孔
２・・・・・・固結材
３・・・・・・被定着部材
３１・・・・・大径部
４・・・・・・定着装置
４１・・・・・支圧板
４２・・・・・定着ナット
５・・・・・・補強崩落防止筒
５１・・・・・縦材
５２・・・・・横材
６・・・・・・接続金具

Claims (8)

1. 穿孔孔内に被定着部材を挿入した後、孔内に充填した固結材で以って被定着部材を地中に定着した反力構造体であって、
   前記被定着部材から分離独立した有孔構造の補強崩落防止筒を具備し、
   穿孔の孔壁の崩落防止機能と、固結材の補強機能を併有する前記補強崩落防止筒が、前記固結材を囲繞するように穿孔孔内に挿入されていることを特徴とする、
   反力構造体。
2. 請求項１において、前記補強崩落防止筒を複数の分割筒体で構成し、穿孔方向に沿って配置した複数の分割筒体の突合せ端が一体に連結されていることを特徴とする、反力構造体。
3. 請求項１において、前記補強崩落防止筒を穿孔孔内の略全長に亘って挿入したことを特徴とする、反力構造体。
4. 請求項１において、前記被定着部材の穿孔外に露出する一端に大径部を形成していることを特徴とする、反力構造体。
5. 穿孔孔内に被定着部材を挿入し、穿孔孔内に充填した固結材に被定着部材を埋設して定着する反力構造体の構築方法において、
   穿孔孔内に前記被定着部材から分離独立した有孔構造の補強崩落防止筒を挿入して孔壁の崩落を防止し、
   補強崩落防止筒で穿孔の孔壁の崩落を防止しつつ、固結材の充填作業と、前記補強崩落防止筒で囲繞した固結材に被定着部材を埋設して定着する作業を行なうことを特徴とする、
   反力構造体の構築方法。
6. ケーシングで穿孔した穿孔孔内に被定着部材を挿入し、穿孔孔内に充填した固結材に被定着部材を埋設して定着する反力構造体の構築方法において、
   穿孔孔内に前記被定着部材から分離独立した有孔構造の補強崩落防止筒を挿入し、
   その後にケーシングを撤去して孔内に残置した補強崩落防止筒で孔壁の崩落を防止し、
   穿孔孔内に固結材を充填して前記補強崩落防止筒を埋設し、
   前記補強崩落防止筒で囲繞した固結材に被定着部材を埋設して定着することを特徴とする、
   反力構造体の構築方法。
7. 請求項５又は請求項６において、前記補強崩落防止筒を複数の分割筒体で構成し、各分割体の突合せ端を一体に連結しながら穿孔孔内に挿入したことを特徴とする、反力構造体の構築方法。
8. 請求項５又は請求項６において、前記補強崩落防止筒を穿孔孔内の略全長に亘って挿入したことを特徴とする、反力構造体の構築方法。

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