JP2011153505A - Slope frame fixing method for promoting ground anchor effect by setting expansion and contraction zone on slope frame bottom and adjusting sheath length - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は地盤アンカー工法の効果を高める目的で、法枠底面に伸縮区間を設定し、地盤アンカーの滑り用シース長さを調整して滑り土塊の締付けや引止め効果の促進を図る法枠定着工法に関するものである。 In order to enhance the effect of the ground anchor method, the present invention establishes a telescopic section on the bottom of the frame and adjusts the sliding sheath length of the ground anchor to promote the tightening and retaining effect of the sliding soil block. It relates to the construction method.
地盤アンカー工法は一般的にアンカーの自由長(土塊の滑り区間)とアンカー体長(地盤アンカーを滑り面以下の基盤に固定する区間)に区分され、地盤アンカー1の引張り力T1は、締付けナット2により支圧板3に固定され、法枠4を通し自由長部L1の土塊の滑り区間に伝達され締付け効果が発生し、土塊の軟弱地盤等の滑りを抑止する断面構造となっている。しかしこれまでの調査により従来型の地盤アンカー工法は図1の様に削孔径φ1に充填されたグラウト6が削孔内で外部に浸透し拡大した拡孔径φ3の頭部と法枠4底面が密着し、地盤面が凍上や降雨等により浸食し沈下すると法枠底面と地盤面に隙間が生じる。しかし硬化したグラウト頭部が法枠底面に密着していることから、地盤アンカーに再緊張を加えても法枠に伝達した圧縮応力が、硬化したグラウト頭部に集中する。このようなことから土中内に柱状に形成された硬化したグラウト頭部が座屈しなければ、または法枠を取外して地盤を補修しグラウト頭部の拡孔径φ3範囲を掘削して地盤面を滑らかに補修し再緊張を施さなければ地盤面にアンカー力が伝達しない断面構造となっている。 The ground anchor method is generally divided into an anchor free length (sliding section of the lump) and an anchor body length (section in which the ground anchor is fixed to the base below the sliding surface). The tensile force T1 of the
また、自由長部L1の地盤アンカー滑り用シース5は、自由長部の長さL1の下部の滑り面G3まで設定していることから、大雨等により地盤が急激に軟弱化し流動化し法枠4の間より地盤面が張出し盤膨れ現象が発生して流動化すると、法枠4と滑り面G3との間の軟弱地盤を締付ける効果が激減し、地盤アンカーシース5下部(滑り面G3)位置でグラウト柱状が土圧Pにより破損し歪曲して谷側に傾きアンカー体による引止め効果も激減している。 In addition, since the ground
なお〔特許文献1〕「地盤アンカー頭部に可動装置を取着した転倒防止工法」等においては地震等が発生した場合の構造物の横揺れや転倒防止に関した対策工法であり、また、〔特許文献2〕「法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法」は法枠内の孔と地盤内の削孔内に収縮装置を設定し法枠による軟弱地盤の締付け効果の促進を図る断面構造となっているが、収縮装置の平面断面は削孔径で対応しており、グラウトは土質状況により周囲に浸透することから削孔径よりも大きな拡孔径になっている土質が多く、土質状況により困難な場合がある。なお滑り土塊の土質に関わらず自由長部の地盤アンカーの滑り用シース5は、自由長部の長L1の下部の滑り面G3まで設定していることから、アンカー体の機能は法枠4による締付け効果だけとなっており、地盤アンカー頭部の法枠の破壊や締付け装置等の腐食等が進むと,自由長部の土塊の全てが滑り落ちる危険な状態となる断面構造となっている。 In addition, [Patent Document 1] “Anti-overturning construction method in which a movable device is attached to the ground anchor head” etc. is a countermeasure construction method for preventing a structure from rolling or overturning when an earthquake or the like occurs, and [ [Patent Document 2] “A method for fixing a frame to a ground slope with a ground anchor” is a method of fixing a soft ground by a frame by setting a contraction device in a hole in the frame and a drilling hole in the ground. Although the cross-sectional structure is intended to promote, the plane cross section of the shrinkage device corresponds to the drilling diameter, and the grout penetrates into the surroundings depending on the soil condition, so there are many soils that have a larger diameter than the drilling diameter Depending on the soil condition, it may be difficult. Since the sliding
また〔非特許文献〕図5(4)のように法枠4内に形成された孔φ2内に鞘菅9を挿入して法枠4の取り外しを可能にした従来の断面構造で施工されている事例があるが、グラウト頭部は法枠底面に密着しており、アンカー力T1は図1の断面構造図と同様にグラウト頭部に応力t1として集中し、地盤面に圧着する応力t2が減少し滑り土塊の締付けを阻害している。なお図5(5)の様に法枠4の孔φ2内にもグラウト6を充填しているのが一般的な断面構造となっておりアンカー工法の改善が望まれる。 [Non-patent literature] As shown in FIG. 5 (4), it is constructed with a conventional cross-sectional structure in which the
このように法枠底面と地面の間に隙間が生じた場合に、削孔内に挿入した地盤アンカーを再緊張しても、充填したグラウト頭部が硬化し法枠と付着し一体となっており、滑り土塊の締付けを図ることは困難となっている。また図10(4)のように滑り土塊が軟弱化して流動化し地盤面の沈下が発生し法枠底面に隙間や地盤が盤膨れになった場合には、法枠による効果が減少し削孔内の地盤アンカーは土圧Pにより滑り面G3境で折れ曲がり、地盤アンカーによる軟弱地盤の締付けや引き止め効果が減少し地盤アンカー機能が失われている。 In this way, when a gap is generated between the bottom surface of the frame and the ground, even if the ground anchor inserted into the drilling hole is re-tensioned, the filled grout head is cured and adheres to the frame and is integrated. Therefore, it is difficult to tighten the sliding mass. Also, as shown in Fig. 10 (4), when the soil block is softened and fluidized and the ground surface subsidizes, resulting in gaps or ground swelling on the bottom of the frame, the effect of the frame is reduced and drilling is performed. The inner ground anchor is bent at the boundary of the sliding surface G3 due to the earth pressure P, and the effect of tightening and retaining the soft ground by the ground anchor is reduced and the ground anchor function is lost.
本発明は、アンカー機能の効果を高めるために、法枠4底面とグラウト頭部を密着しないように独立した伸縮区間を設定し、さらにアンカー用の滑り用シース5の長さを短くし、滑り面G3より上面なるよう自由長部L1区間内にシース5の無いL4区間を設定し、法枠4による滑り土塊の締付け効果とアンカー体L2区間による引止め効果の促進を図った断面構造の法枠定着工法である。伸縮区間とシース5の無いL4区間は表裏一体であり、L4区間の長さは土質状況により調整するが、どちらかが欠けても十分なアンカー機能の効果を高めることは困難である。 In the present invention, in order to enhance the effect of the anchor function, an independent expansion / contraction section is set so that the bottom surface of the
添付図面を参照して本発明の主旨を説明する。The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は従来型の一般的な地盤アンカー工法の断面構造図を現しており、法枠4の底面と削孔φ1内の自由長L1区間には地盤アンカー滑り用のシース5を施した地盤アンカー1を挿入しグラウト6を充填してアンカー体L2区間に固定した断面構造を現している。このような断面構造から法枠4の底面と削孔径φ1、及びグラウトが削孔径φ1より浸透し拡大した拡孔径φ3のグラウト頭部が密着している状況を現している。従って地盤面G1が浸食等で沈下し地盤面がG2に降下した場合には、法枠4が土中内の削孔内で柱状に硬化したグラウト頭部に法枠4に伝達しているアンカー力T1が応力t1として集中し、地盤内にアンカー力T1が伝達されない断面構造となっており地盤アンカー機能の低下につながっている。 FIG. 1 shows a cross-sectional structure diagram of a conventional general ground anchor method. A ground anchor having a
また、地盤アンカー頭部の締付け装置が破損した場合には自由長区間L1の滑り土塊全体が流下する危険にさらされる。 Moreover, when the ground anchor head clamping device is damaged, the entire sliding soil block in the free length section L1 is exposed to a risk of flowing down.
このようなことから図3(1)では法枠4と拡孔径φ3、および削孔径φ2の硬化したグラウト頭部が密着しないように、弾性体材A1により分離する伸縮区間を設定した状況を現している。図3(2)は図3(1)の地盤面G1が沈下し地盤面G2になったことから地盤アンカーT1の再緊張を施し法枠4が弾性体A1を圧縮して、法枠4底面が地盤面G2に圧着した状況を現しアンカー機能の保持を確保した状況を現している。 For this reason, FIG. 3 (1) shows a situation in which an expansion / contraction section separated by the elastic material A1 is set so that the hardened grout head having the
図5(1)は請求項2記載の図3(1)の地盤アンカー頭部の拡大断面図を現しており、平面形状が拡孔径φ3と厚さH1から成る弾性体材A1により伸縮区間を確保した状況図を現している。 FIG. 5 (1) shows an enlarged cross-sectional view of the ground anchor head of FIG. 3 (1) according to
図5(2)は請求項3記載の地盤アンカー頭部の拡大断面図を現しており、伸縮区間として拡孔径φ3の面的形状と地盤面の浸食等の沈下量を考慮した厚さH4から成る凹部の空間を法枠底部に構成した断面構造図を現している。 FIG. 5 (2) shows an enlarged cross-sectional view of the ground anchor head according to
図5(3)は請求項4記載の地盤アンカー頭部の拡大断面図を現しており、伸縮区間として拡孔径φ3の面的形状と地盤の浸食等の沈下量を考慮した厚さH4から成る伸縮鞘菅4を設定した断面構造図を現している。 FIG. 5 (3) shows an enlarged cross-sectional view of the ground anchor head according to
図7は地盤アンカーが複数本ある場合の伸縮区間の設定方法を現した事例で、図8は図7のc−c位置の面的な断面形状を現し、地盤アンカー頭部に伸縮区間を設定し滑り土塊の引止めや締付け効果の促進を図る法枠定着工法を示している。 FIG. 7 shows an example of a method for setting an expansion / contraction section when there are a plurality of ground anchors. FIG. 8 shows a cross-sectional shape at a position cc in FIG. 7 and sets an expansion / contraction section on the ground anchor head. It shows the method of fixing the frame to prevent the sliding soil block and promote the tightening effect.
図9は軟弱地盤の無い岩質のロックアンカーに伸縮区間とシース5を設定し地盤アンカー工法の効率の促進を図った断面構造図を現している。 FIG. 9 shows a cross-sectional structure diagram in which expansion and contraction sections and a
図10(1)は本発明の実施例の概略説明用の全体の横断図を現しており、グラウト頭部に伸縮区間として弾性体材A1、アンカー滑り用シース5をL3区間に設定しグラウト充填を図り、まだ地盤アンカー1に緊張をかけない状態の状況図である。
図10(2)は図10(1)に充填したグラウトが硬化後に地盤アンカーを緊張した場合の本発明の実施例で、緊張されたアンカー力T1は法枠4を通し地盤面に圧着応力t2として伝達し軟弱地盤内には応力t3として分散し、自由長部L1区間内における軟弱地盤内の締め付け範囲(法枠底面幅B1、滑り面幅B2)を具体的に現した全体の横断図を現し、斜線部分の締付け効果を現している。FIG. 10 (1) shows an overall cross-sectional view for explaining the outline of the embodiment of the present invention. In the grout head, the elastic material A1 and the
FIG. 10 (2) is an embodiment of the present invention in which the ground anchor is tensioned after the grout filled in FIG. 10 (1) is hardened. The tension force T1 is applied to the ground surface through the
図10(3)は、図1の全体図でこれまでの一般的なアンカー工法を現しておりグラウト頭部に伸縮区間を設定しない場合の断面構造を現している。アンカーに緊張T(引張り力)を図った時の自由長部L1区間内における軟弱地盤内の締め付け範囲を具体的に現した全体の横断図で、グラウト頭部が法枠4底面と密着しておることから、アンカー力T1は法枠4を通しグラウト頭部に応力t1となって拡孔径φ3の柱状の頭部に集中し、地盤面にはほとんど伝達しない断面構造となっている。また図1の様に地盤面G1が沈下しG2に降下した場合には、法枠底面に隙間が確認される。 FIG. 10 (3) shows the general anchor method so far in the overall view of FIG. 1, and shows a cross-sectional structure in the case where no expansion / contraction section is set in the grout head. This is an overall cross-sectional view that specifically shows the tightening range in the soft ground in the section of the free length L1 when tension T (tension force) is applied to the anchor. The grout head is in close contact with the bottom of the
図10(4)は、図10(3)の断面構造が大雨等により滑り土塊が軟弱化して流下し地盤アンカーが折れ曲がり破損した状況を現している。破損箇所は地盤アンカーの滑り用シース5を有する滑り面G3の位置で、地盤アンカーの滑り用シース5で地盤アンカー1がシース内をスライド出来るように被覆していることから、地盤アンカー1とグラウト6が一体とならず、区間L3はアンカー体L2区間の引張り力T2により土塊の滑りを抑止することが出来ない状況となっている。 FIG. 10 (4) shows a situation where the cross-sectional structure of FIG. 10 (3) is weakened due to heavy rain or the like so that the sliding soil mass flows down and the ground anchor is bent and broken. The damaged part is the position of the sliding surface G3 having the sliding
図10(5)は、図10(2)の本発明の断面構造のアンカーの全体図で、図4同様に大雨等により急激に地盤が軟弱化し地盤面が沈下、または流下、凍上等により浸食された場合、その沈下量がアンカーの緊張による伸び以上の場合にはアンカー力T1による締め付け機能が激減し、地盤アンカーの滑り用シース5が設定されているL3下端部で、L4区間の上部で折れ曲がり被災した状況を現している。なお、L4区間は地盤アンカーの滑り用シース5が設定されていないことから、地盤アンカーとグラウトが一体となり土中内で凸型のコンクリート杭の状態で残存しアンカー体L2区間の引張り力T2が作用し被災が無かった状況を現している。 FIG. 10 (5) is an overall view of the cross-section anchor of the present invention shown in FIG. 10 (2). Like FIG. 4, the ground suddenly softens due to heavy rain and the ground surface sinks, or erodes due to flow down, frost heave, etc. If the amount of subsidence is more than the elongation due to the tension of the anchor, the tightening function by the anchor force T1 is drastically reduced, and at the lower end of the L3 where the ground
本発明は上述のように法枠底面とグラウト頭部の間に拡孔径の範囲を想定した伸縮区間を設定することから、アンカー力T1が法枠を通し硬化したグラウト頭部に応力t1が集中すること無く、法枠が降下して地盤面を圧着してアンカー力が土中内に分散し滑り土塊の締付け効果が促進される。また地盤アンカーのシース長さを土質状況により調整し伸縮区間の効力と表裏一体として構成することによりアンカー力T1による滑り土塊の締付け効果とアンカー体の引張り力T2による引止め効果を向上させ、地盤アンカー頭部に伸縮区間を設定しシース長さを調整してアンカー効果の促進を図る法枠定着工法となる。 In the present invention, as described above, an expansion / contraction section is set between the bottom surface of the method frame and the grout head so that an expanded diameter range is assumed. Therefore, the stress t1 is concentrated on the grout head where the anchor force T1 is cured through the method frame. Without doing so, the frame is lowered and the ground surface is pressure-bonded, and the anchoring force is dispersed in the soil, and the tightening effect of the sliding soil mass is promoted. In addition, by adjusting the sheath length of the ground anchor according to the soil condition and configuring it as the effect of the expansion and contraction section and the front and back, the tightening effect of the sliding soil mass by the anchor force T1 and the retaining effect by the tensile force T2 of the anchor body are improved. This is a method of fixing the frame by setting an expansion / contraction section on the anchor head and adjusting the sheath length to promote the anchor effect.
また請求項2、3、4記載の発明においては、本発明の伸縮区間の形状は単純構造で材質は簡易な材質で対応でき経済的な断面構造でありながら、地盤アンカー工法の大きな効果の目的を促進する発明となっている。伸縮区間の断面構造は、削孔径φ1に充填したグラウト6が滑り土塊に浸透して拡大する拡孔径φ3を考慮した平断面、および厚さHは地盤の浸食等による沈下を考慮した厚さを確保した単純な断面構造からなっている。 Further, in the inventions according to
本発明をどのように実施するかを、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 How to carry out the present invention will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
地盤アンカーのL3区間に地盤アンカー1の滑り用シース5が設定されるように施された地盤アンカー1を削孔径φ1内に挿入してグラウト6を充填し、法枠4を取付ける前に伸縮区間に伸縮部材を設定し、法枠4などの法止部材内の孔φ2を貫通して、法止部材4を地盤斜面に取付ける。このようなことから法止部材4の底面と硬化したグラウト頭部が密着することはなくアンカー力が硬化したグラウト頭部に集中することのない滑り土塊の締付け効果が促進される断面構造としている。 Insert the
また、滑り土塊の滑り面G3付近においてはアンカー力T1による締付け効果も弱くなることから地盤アンカー1の滑り用シース5の長さを調整して、アンカー体の引張り力T2が直接滑り土塊を抑止出来るように、滑り面G3上部にシース5を設定しないL4区間を設定し対応する。シース5を設定しないL4区間やL2区間は、アンカー1にグラウト6が密着して硬化し削孔径φ1周囲は密着して地盤と一体となることから、アンカー体の引張力t2を活用することが出来、滑り面G3の摩擦係数を増大して土塊の滑りを抑止することになりアンカー工法の効率を促進することが出来る。 Further, since the tightening effect by the anchor force T1 is weakened near the sliding surface G3 of the sliding soil mass, the length of the sliding
さらに法枠底面の地盤面が大雨等により急激に沈下し再緊張作業が間に合わず法枠4が図10(5)の様に被災を受けた場合でもL4区間には柱状の拡孔径φ3がアンカー体の引張力T2による剪断力が発生し土圧Pに抵抗し、L4区間の斜線部分の土塊の滑りを抑止することが可能となる。なおL4区間の長さは土質状況に応じて岩質なら短く、粘土質なら長めに設定する。 Furthermore, even if the ground surface on the bottom of the frame is settling down suddenly due to heavy rain and the re-tensioning work is not in time, and the
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
請求項2記載の実施例として、図3(1)の様に法枠4底面に伸縮区間を設定し削孔径φ1や拡孔径φ3の硬化したグラウトを弾性体材A1により分離し、自由長部L1内のL3区間にシース5を設定した断面構造図を現し、図5(1)は図3(1)の上部の拡大図面を現している。なお弾性体材A1の断面形状等は現場状況からして土質状況に左右されるがそれぞれφ3≒20〜30cm、H1≒10〜20cm程度で設定し、材質はゴム質や発泡材等のような弾力性を有し水密性がよく腐食に強い材質であればよい。 As an embodiment described in
請求項3記載の本実施例としての図5(2)は地盤アンカー頭部の拡大断面図を現しており、伸縮区間として拡孔径φ3の面的形状と地盤面の浸食等の沈下量を考慮した厚さH4から成る凹部の空間を法枠底部に構成した断面構造図を現している。地盤面が軟弱化し沈下した場合には、硬化している柱状の拡孔径φ3が法枠4底面の凹部空間に挿入できるように法枠底部に構成したもので、断面形状等は現場状況からして土質状況に左右されるがそれぞれφ3≒20〜30cm、H4≒10〜20cm程度で設定し、凹部の空間には現場状況により弾力性を有し伸縮可能なゴム材や発泡材を充填しても問題はない。 FIG. 5 (2) as the present embodiment according to
請求項4記載の本実施例としての図5(3)は地盤アンカー頭部の拡大断面図を現しており、伸縮区間として拡孔径φ3の面的形状と地盤の浸食等の沈下量を考慮した厚さH1から成る伸縮鞘菅4を設定した断面構造図を現している。断面形状等は現場状況からして土質状況に左右されるがそれぞれφ3≒20〜30cm、H1≒10〜20cm程度で設定する。なお、伸縮鞘菅4はジャバラ構造であるが、材質は伸縮性と弾力性、および水密性を有した材質であればよくゴム質でも鋼材でもよく、またジャバラの数や形状寸法も伸縮性を有していればよく材質は特定しない。また管内の空間には現場状況により弾力性を有し伸縮可能なゴム材や発泡材を充填しても問題はない。 FIG. 5 (3) as the present embodiment according to
図10(2)の本発明の地盤アンカー滑り用のシース5を施さないL4区間についてはアンカー体自身が法枠工の締付け効果を期待しないで、アンカー体の引張力T2でL4区間のグラウト6が硬化した土中内の柱状の物体として取扱い土圧Pに抵抗する区間として設定したものである。再緊張作業が間に合わない場合にはアンカー体は健在であることからシース5の無いL4区間の拡孔径φ3区間はアンカー1とグラウト6が一体となっていることから、滑り面に凸型の突起物のように、あるいは豪雪地方の斜面に杭工を設置して柔らかい積雪層の滑りを抑止するような断面構造となる。しかしシース5の有る位置では地盤アンカー1とグラウト6が密着し一体になっていないことから、アンカー体の引き止め効果を受けることは困難となり、シース5の有るL3区間は折れ曲がることとなる。 In the L4 section of FIG. 10 (2) where the ground
シースの無いL4区間は滑り土圧Pに抵抗することとなり、アンカー力T1が激減してもアンカー体L2の引張力T2により土塊の滑りを抑止することが可能となる。なおL4区間の高さは土質にもよるが1〜3m程であるが滑り面G3の摩擦抵抗を著しく増大することにつながり土塊の滑り抑止に作用する効果は大きく、図5の斜線部分の滑り抑止につながった。本発明はアンカー力T1とアンカー体L2の引張力T2を表裏一体として活用し地盤アンカー工法の効果の促進を図った画期的な、法枠底面に伸縮区間を設定しシース長さを調整して地盤アンカー効果の促進を図る法枠定着工法である。 The L4 section without the sheath resists the sliding earth pressure P, and even if the anchoring force T1 is drastically reduced, it is possible to suppress the slipping of the soil mass by the tensile force T2 of the anchor body L2. Although the height of the L4 section is about 1 to 3 m depending on the soil quality, it significantly increases the frictional resistance of the sliding surface G3 and has a great effect on inhibiting the slippage of the clot. It led to deterrence. The present invention uses the anchor force T1 and the tensile force T2 of the anchor body L2 as the front and back sides to promote the effect of the ground anchor method. This is a method of fixing the frame to promote the ground anchor effect.
1・・地盤アンカー
2・・締め付けナット
3・・支圧板
4・・法枠
5・・地盤アンカー滑り用シース
6・・グラウト
7・・より線アンカー
8・・アンカー用クサビ
9・・鞘菅
A1・・伸縮用弾性体材
A2・・伸縮用法枠底部の凹面
A3・・伸縮用ジャバラ付鞘菅
B1・・法枠が地盤に圧着する幅
B2・・法枠による軟弱地盤の締め付けの影響が滑り面G3に交差した範囲。
H1・・伸縮用弾性体材A1の厚さ
H2・・伸縮用弾性体材A1が圧縮された後の厚さ
H3・・法枠4が沈下した量
H4・・伸縮用法枠底部の凹面A2の厚さ
G1・・地盤面
G2・・地盤面G1が浸食され沈下した面
L1・・地盤アンカーの自由長部
L2・・地盤アンカーのアンカー体長(アンカーの固定部)
L3・・自由長L1内で地盤アンカー滑り用シース5を設定した区間
L4・・自由長L1内の地盤アンカー滑り用シースが無い区間
L5・・ロックボルトの地盤アンカー長さ
P・・土圧
T1・・アンカー引張り力
T2・・アンカー体の引張り力
t1・・法枠4を通してアンカー引張り力がグラウト頭部に作用している力
t2・・法枠4を通してアンカー引張り力が地盤面G1に伝達している力
t3・・法枠4を通してアンカー引張り力が地盤面G1に伝達し、土中内に分散し軟弱地盤を締め付ける影響範囲に作用する応力
φ1・・削孔径
φ2・・法枠内に形成された孔径
φ3・・拡孔径1.
H1 ··· Thickness H2 of elastic material A1 for expansion and contraction · · Thickness H3 after compression of elastic material A1 for expansion and contraction · H4 amount of sinking of
L3 ··· A section L4 in which the
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