JP2012117343A - アンカー工法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンカー緊張材の自由長における摩擦抵抗を可能な限り減少することが出来るアンカー工法の提供。
【解決手段】拘束長（２０）と自由長（ＦＬ）の境界（２０Ｅ）よりも地上側の位置で加圧パッカー（３０）を膨張し、拘束長（２０）と自由長（ＦＬ）の境界と加圧パッカー（３０）との間の領域（Ｇ）にグラウトホースを介してグラウト充填し、前記領域（Ｇ）のグラウトが十分に強度を得た後に、緊張用ジャッキ（４０）によりグラウンドアンカー（１０）に緊張力を付与し、その後、グラウンドアンカー（１０）を定着具（３２）に定着して、自由長（ＦＬ）にグラウトを充填する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、ダムにおける堤体（ダム堤体）を貫通して設置されるダム堤体用のアンカーの様な大荷重鉛直アンカーの施工に関し、より詳細には、当該アンカーの施工に際して摩擦損失を低減する技術に関する。

図１１で示す様に、ダム堤体１にアンカーを施工については、複数（例えば９１本）のＰＣ鋼より線から成るアンカーテンドン（アンカー緊張材）３を構築し、大口径のボーリング孔１２の削孔を行い、ボーリング孔にアンカーテンドン３を挿入し、重量が数トンに及ぶ大型ジャッキで緊張を行うような施工が、実績として存在する。

アンカーを施工してダム提体１を補強するに際して、従来は、アンカーテンドンに張力或いは荷重を作用させる以前に拘束長が抜けてしまうことがない様に、自由長にもグラウト材を充填していた。係る自由長グラウトは、水や不純物等の浸入を防ぐ目的で、空間を充填している。
ここで、現存するアンカーの荷重容量からすると、遥かに大きな荷重が要求される。また、重く大きなアンカーテンドン３を一体のテンドン材にまとめるには、それ相当の結束を行う必要が生じる。
係るアンカーテンドン３をボーリング孔１２に挿入した場合には、ボーリング孔１２内でアンカーテンドン３が挿入以前の形状に復帰しようとして、大きく曲折してしまうことがある。その様にアンカーテンドン３が曲折すると、自由長にグラウトが充填される際に、アンカーテンドン３における摩擦損失が大きくなり易い。
また、アンカーテンドン３を一体のテンドン材にまとめるために結束すると、図１２で示すように、結束バンド５がアンボンドチューブ７を締め付けて、アンボンドチューブ７に凹凸が生じてしまうので、アンカーテンドン３における摩擦損失が大きくなり易い。

これに加えて、上述した様に１００本近い多数のＰＣ鋼より線について、個々の摩擦損失が同じとは限らない。
例えば、図１３で示すように、結束バンド５により結束されると、アンボンドチューブ７が鋼より線１０と接触してしまう場合があり、アンボンドチューブ７と接触した鋼より線１０の伸びを阻害してしまう。
また、図１４で示すように、複数本の鋼より線１０が束ねられた場合には、半径方向内側の鋼より線１０−Ｉ（図１４でハッチングを付した鋼より線）の伸びは阻害されないが、半径方向外側の鋼より線１０−Ｏ（図１４でハッチングを付していない鋼より線）の伸びは阻害されてしまう。
そのため、同時に緊張したとしても、それぞれの鋼より線に作用する荷重（引張力）は均一となる可能性は低い。そのため、大容量の1本ものテンドンは、施工品質に問題ありと言わざるを得ない。

ダム提体１の高さを考慮すると、アンカーは相当な長尺にならざるを得ない。そして、アンカーの性能の重要な部分として、自由長における摩擦損失を小さくする工夫が重要になる。
各々の鋼より線の自由長における摩擦損失が一様でないと、各鋼より線に均等な荷重（或いは、引張力）が導入されない。
「摩擦損失を低減する」ことは、緊張管理における伸び量が適正である、或いは、鋼より線において適正な量の伸びが発生する、と言う意味合いもある。ここで、アンカーが大容量の場合には、下式で示される有効な緊張力の効率を考慮すると、
拘束長部に伝達される有効な緊張力＝緊張荷重−摩擦損失
摩擦損失を無視することはできなくなり、摩擦損失が１％単位で変化しても、経済性が大きく変化すると思われる。

図１５、図１６を参照して、摩擦損失に関連して詳述する。
グラウンドアンカーは堅固な地盤に定着される拘束長（図１５における符号２０）、アンカー緊張材の緊張力を伝達する自由長（図１５における符号ＦＬ）、地上の固定しようとする定着部を支える定着頭部から構成される。
アンカー緊張材は概ね純粋なバネであり、一方に緊張力を与えた場合には、当該緊張力を与えた側とは反対側に、その緊張力を１００％伝達することができる。しかしながら、アンカーの場合、定着頭部からアンカー緊張材に与えた力（緊張力）は、拘束長部に１００％伝わる事は有り得ない。
通常、自由長ＦＬにおいて、非直線状態のアンカー緊張材はグラウトによって拘束されており、 グラウト→アンボンドシース→グリス→緊張材 の順で、擬似的摩擦係数μを介して、拘束圧力Ｎが作用する。係る拘束圧力Ｎの作用によって、緊張力によるアンカー緊張材の自由長ＦＬにおける伸びが阻害されると言う現象を、アンカーを施工する者は経験する。

図１５、図１６で示すように、定着頭部に荷重計Ｍを入れた場合について、荷重計Ｍの挙動（荷重計Ｍが示す数値）を例にとって、上述の現象（拘束圧力Ｎの作用によって、アンカー緊張材の自由長ＦＬにおける伸びが阻害される現象）を、以下において物理的に説明する。
図１５において、ジャッキ４０によって、アンカー緊張材３に緊張力Ｐ＝１００を付与する。
自由長ＦＬには、 Ｆ＝μ×Ｎ の摩擦抵抗力が発生しているため、鋼より線の緊張力Ｔは、
Ｐ＝Ｔ＋μＮ ・・・（式−１）
となり、 Ｐ＞Ｔ の関係にある。
この場合、擬似的摩擦係数μは、その一部が、粘着力Φである可能性が存在する。

図１５において、アンカーの各部位における緊張力Ｔについて、ジャッキ４０（緊張力Ｐが付与された箇所）に最も近い部位における緊張力を符号Ｔ１、抵抗部材の下における緊張力を符号Ｔ２、自由長ＦＬがグラウトの拘束を受けた場合において拘束長３０の手前の緊張力を符号Ｔ３で示す。
ここで、「抵抗部材」とは、定着くさびやアンカーヘッド３２のくさび穴の様に、緊張力を阻害する可能性のある部材を意味している。
緊張力Ｐは、緊張力Ｔ１として、１００％伝達していると思われるので、
Ｐ＝Ｔ１ ・・・（式−２）
が成立する。ジャッキ４０による緊張時において、荷重計Ｍが示す数値は、
Ｐ＝Ｔ１＝Ｍ ・・・（式−３）
に他ならない。

ジャッキ４０による緊張時において、緊張時のＴ２とＴ３には次の関係が成立する。
Ｔ２＝Ｔ３＋Ｆｎ ・・・（式―４）
ここで、Ｆｎは任意の区間における摩擦抵抗力（＝μＮ）である。
摩擦抵抗力Ｆｎ（＝μＮ）は自由長ＦＬにおける摩擦抵抗力であるため、拘束長２０近傍が最も大きい。ジャッキ４０による緊張時において、緊張力Ｔ２、Ｔ３は
Ｔ２＞Ｔ３ ・・・（式−５）
が成立している。

次に、緊張後に定着した場合の挙動について、図１６を参照して説明する。
定着した場合には、ジャッキ４０は撤去され（図１６においては、ジャッキ４０を点線で示すことにより、ジャッキ４０を撤去したことを表現している）、アンカー緊張材３はアンカーヘッド３２に固定されている。
ジャッキ４０を撤去したので緊張力Ｐ、Ｔ１は消滅している。
定着後は、緊張力Ｔ２によって（或いは、アンカー緊張材３の弾性反撥力或いは収縮力により）アンカーヘッド３２を地中側に引き戻す方向に作用する緊張力が残る。
しかし、上記（式−５）は成立しない。
図１６で示す定着後における摩擦抵抗力Ｆｎが作用する方向は、定着前の状態（ジャッキ４０で緊張：図１５）とは逆方向になるので、図１６の定着後は、上記（式−５）とは逆に、
Ｔ２＜Ｔ３ ・・・（式−６）
となることが予想される。その場合、Ｔ２とＴ３は、
Ｔ２＝Ｔ３−μＮ ・・・（式−７）

定着後の各数値をまとめると、上述した様に、 Ｐ＝０、Ｔ１＝０ である。
図１５、図１６で示すように、荷重計Ｍはアンカーヘッド３２の直下に位置しているため、 Ｔ２＝Ｄ ・・・（式−８）
ここで、Ｄは、荷重計Ｍが表示する数値（指示値）である。
図１５で示す緊張中には、荷重計Ｍの指示値Ｄは、ジャッキ４０の緊張力Ｐと同じである。しかし、定着した瞬間（アンカー緊張材３をアンカーヘッド３２に固定した瞬間：図１６）に、荷重計Ｍが表示する数値Ｄは、上記緊張力Ｔ２相当の値を示すことになる（式−８参照）。

従来は、ジャッキ４０で付与された緊張力が、定着後には全てアンカーヘッド３２に作用されると理解される事が多かった。
近年、図１５、図１６で示すように荷重計を装着する施工事例が増加しており、上記した様に、ジャッキ４０で緊張力Ｐを付与する緊張状態から、定着状態（アンカー緊張材３をアンカーヘッド３２に固定して、ジャッキ４０を撤去した状態）になった直後に、荷重計Ｍの指示値Ｄが急減する現象に突き当たる事が日常化していた。
特に、自由長における摩擦損失が大きいと、上記（式−７）（式−８）より、荷重計Ｍの指示値Ｄが非常に小さくなる。

ジャッキ４０で緊張力Ｐを付与する緊張状態から、定着状態になった直後に、荷重計指示値Ｄが急減する現象は、荷重計Ｍの信頼性を損ない、最悪の場合にはアンカーの信頼性をも失いかねない。
しかし、定着状態になった直後に、何故、荷重計Ｍの指示値Ｄが急減するのかという理由については検討されないまま、工事が進められてしまう事が殆どであった。そして、定着状態になった直後に荷重計Ｍの指示値Ｄが急減する理由について言及する文献は存在せず、その対策については何等講じられていないのが現状である。

次に、多数の鋼より線から成るアンカーテンドン（アンカー緊張材）に関連する問題点について述べる。
また、現在のグラウンドアンカーは１２．７ｍｍ、あるいは１５．２ｍｍのＰＣ鋼線を最大でも１２本程度を束ねて、テンドンとして施工している。これ以上のテンドンも存在するが、施工管理に高度な熟練を必要とする。
現存のグラウンドアンカーのサイズは、削孔効率、人力による移動や修正の限界、緊張用ジャッキの製造コスト、施工時の取り扱いを考えた結果であり、合理的なサイズとしては限界でもある。

例えば、１２．７ｍｍの１２本の鋼より線から成るＥＨＤ永久アンカー（弘和産業株式会社販売のアンカーの商品名）を、全長８０ｍ、拘束長１０ｍで施工する場合、緊張余長を含めて、テンドン重量は８００ｋｇ以下であり、ハンドリングを良好に行うことが出来ると共に、工場で厳重な品質管理の下で製造、組み立てをした製品を現場に搬入することができる。
搬入に際しても、一般の大型トラック等によって、容易に施工現場まで搬入することが出来る。
一方、１２．７ｍｍの鋼より線６０本から成るテンドンであれば、その総重量は、１２．７ｍｍの１２本鋼より線のテンドンの約５倍の４ｔ以上となってしまう。それに加えて、テンドンとしてのユニットに組み上げるためには、相当量のスペーサーや結束バンドを使用する必要があるので、当該スペーサー及び結束バンドの重量も付加される。そして当該スペーサー及び結束バンドの材質を樹脂にしたのでは、必要な強度を得ることが出来ないので、金属製にせざるを得ないので、スペーサー及び結束バンドの重量は非常に大きい数値となる。
さらに、工場で組み立てた場合には、施工現場への搬入が、多大な労力及びコストを必要とする作業になってしまう。

施工現場においてジャッキにより緊張するにあたっても、１２．７ｍｍの１２本の鋼より線から成るアンカーは、通常の２５０ｔジャッキが使用可能である。一度に通線するＰＣ鋼線も１２本であり、緊張前のたるみ除去など、緊張精度を確保する作業も管理が簡単である。さらに、ジャッキの重量も２５０ｋｇ程度であるため、据付や撤去に際しては小規模なクレーンを使用すれば足り、人力の補助も容易である。
一方、１２．７ｍｍの鋼より線６０本からなるアンカーを使用する場合には、１０００ｔクラスのジャッキを使用する必要がある。１０００ｔクラスのジャッキは、重量が３ｔ以上になり、据付や撤去に際しては多大な労力を必要とする。
さらに、６０本全てのＰＣ鋼線を正確に緊張管理する事は、かなり困難である。
それに加えて、１２．７ｍｍの鋼より線６０本からなるアンカーの容量は、１２．７ｍｍの１２本の鋼より線からなるアンカーの５倍であるのに対して、１２．７ｍｍの鋼より線６０本からなるアンカーを緊張するための緊張装置の規模は、１２．７ｍｍの１２本の鋼より線からなるアンカーを緊張する装置の１２倍以上であり、アンカーの容量と比例関係にはない。
すなわち、例えば１２．７ｍｍの鋼より線６０本からなるアンカーの様な大容量のアンカーテンドンを１本のみ用いることは、問題が多い。

その他の従来技術として、スライド拡張式定着体を設置して、定着体前面の抵抗断面とボーリング孔内壁との接触する面積を大きくした技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）はアンカー引き抜き力の向上を目的としており、上述した様な問題に対処するものではない。

特開２００８−２８０８２６号公報

本発明は、上述した問題点に鑑みて提案されたものであり、アンカー緊張材の自由長における摩擦抵抗を可能な限り減少することが出来るアンカー工法の提供を目的としている。

アンカー本来の目的からすると、（用途にもよるが、）通常は、拘束長２０（図１５、図１６参照）に作用している力が有効な緊張力であることが多い。従って、如何にして、
Ｐ＝Ｔ１＝Ｔ３とするかが効率の高いアンカー工法の提供につながると言ってよい。
そのためには、図１５、図１６で示す緊張力Ｔ１、Ｔ３間に存在する摩擦損失成分Ｆ（＝μＮ）を無くせばよいと理解できる。
発明者は、上述した知見に基いて、上記摩擦損失成分Ｆ（＝μＮ）を激減させることが出来る技術を創作するに至った。

本発明のアンカー工法は、複数の細径のグラウンドアンカー（鋼より線１０）各々と加圧パッカー（３０）によりグラウンドアンカーユニット（Ｕ）を構成し、複数のグラウンドアンカーユニットと１本のグラウトホース（ＧＬ）をボーリング孔に挿入する工程を有し、当該挿入する工程では、複数のグラウンドアンカーユニット（Ｕ）はセパレータ（図示せず）により仕切られた状態で挿入され、
拘束長（２０）と自由長（ＦＬ）の境界よりも地上側の位置で加圧パッカー（３０）を膨張する工程と、
拘束長（２０）と自由長（ＦＬ）の境界（拘束長２０の上端２０Ｅ）と加圧パッカー（３０）との間の領域（Ｇ）に、グラウトホース（ＧＬ）を介してグラウト充填する工程と、
前記領域（Ｇ：拘束長２０と自由長ＦＬの境界２０Ｅと加圧パッカー３０との間の領域）のグラウトが十分に強度を得た後に、緊張用ジャッキ（油圧ジャッキ４０）によりグラウンドアンカー（１０）に緊張力を付与する工程と、
グラウンドアンカー（１０）を定着具（アンカーヘッド３２）に定着して、（緊張用ジャッキ４０を撤去して、）自由長（ＦＬ）にグラウトを充填する工程を有することを特徴としている。

本発明において、自由長（ＦＬ）にグラウトを充填する工程において、深度に応じてグラウト自重による影響に配慮する場合は、複数回に別けてグラウトを完了する事も自由に可能である。

本発明の実施に際して、複数の緊張用ジャッキ（４０）は相互に干渉しない様に配置されているのが好ましい。
そのため、複数のグラウンドアンカー（１０）は上端側（地上側）が下端側（地中側）に比較して開く様に配置し、アンカープレート（３６Ａ）の上面が、グラウンドアンカー（１０）の各々と直交する様に形成されている（例えば、アンカープレート３６Ａの上面が、球面状に形成されている）のが好ましい。

上述した構成を具備する本発明によれば、例えば１２．７ｍｍの鋼より線６０本からなるアンカーの様な大容量のアンカーテンドンを１本のみ用いることをせずに、現状で合理的な施工技術が確立している規模のアンカー（例えば１２．７ｍｍの鋼より線１２本からなるアンカー）と加圧保持パッカー（３０）を備えたテンドンユニット（Ｕ）を、例えば３ユニット〜１０ユニット程度を、ひとつのボーリング孔（１２）に、スペーサー代わりになるセパレーター（仕切り板）と共に順次挿入している。
そのため、大掛かりな装置や機械を使用すること無く、通常のサイズのジャッキ（４０）でテンドンユニット（Ｕ）ごとに緊張管理を行うことが出来る。

また、本発明においては、ジャッキ（４０）により緊張力を付与する工程までは、自由長（ＦＬ）においては、加圧パッカー（３０）と拘束長（２０）と自由長（ＦＬ）の境界（拘束長２０の上端２０Ｅ）の間の領域のみにグラウト充填されており、その他の自由長（ＦＬ）にはグラウトは充填されていない。そのため、自由長（ＦＬ）におけるグラウンドアンカー（１０）には、グラウト材による摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）が作用しない。
多サイクル試験に対応できるだけの耐力を得た各テンドンユニット（Ｕ）に対して、自由長（ＦＬ）のグラウトに先立って、ジャッキ（４０）で緊張すると、自由長（ＦＬ）におけるアンカー（１０）は、アンボンドチューブ内のグリス粘性以外の抵抗を受けることなく、理論値に近似した伸び特性を示す。そして、ジャッキ（４０）により付与された緊張力（Ｐ）に等しい導入力が、拘束部（アンカーヘッド３２）へ伝達される。

従来技術においては、ジャッキ（４０）で緊張力を付与する段階で、自由長にグラウトが充填されているため、削孔した孔の孔曲がりやアンカーテンドンの捩れ、加圧グラウトによるアンボンドチューブ側面からの間接的拘束に起因して、アンカーには大きな摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）が作用する。そして、ジャッキ（４０）によりアンカーに付与された緊張力は、係る摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）に消費されてしまい、摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）に消費された残りの緊張力のみが拘束長（２０）に伝達されていた。
特に深度の大きな（長い）アンカーでは、グラウトの自重だけでも相当な圧力となり、摩擦損失は急激に増大するので、拘束長（２０）へ伝達される緊張力はきわめて小さかった。
それに対して、加圧パッカー（３０）と拘束長（２０）と自由長（ＦＬ）の境界（拘束長２０の上端２０Ｅ）の間の領域のみにグラウト充填されており、その他の自由長（ＦＬ）にはグラウトは充填されていない本発明では、自由長（ＦＬ）におけるグラウンドアンカー（１０）には、グラウト材による摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）が作用せず、ジャッキ（４０）によりアンカーに付与された緊張力は、摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）に消費されることなく、拘束長（２０）に伝達されるのである。

すなわち、本発明では、（ジャッキ（４０）による緊張に際し、自由長（ＦＬ）で緊張力の伝達を阻害するものが何もなく、緊張すると自由長はアンカーヘッドに向かって一直線に緊張され、損失分が殆どない緊張がされる。そのため、図１５、図１６で示すように荷重計を装着する施工事例において、ジャッキ（４０）による緊張状態から、定着状態になった直後であっても、摩擦抵抗（Ｆ＝μＮ）による損失分が殆ど存在しないので、荷重計Ｍの指示値Ｄが急激に減少してしまうことはない。
そのため、荷重計Ｍの信頼性を損なうことも防止される。

本発明において、自由長（ＦＬ）にグラウトを充填する工程の後に、多少拘束圧（Ｎ）が発生しても、既にアンカーの緊張は済んでいるので、荷重計（Ｍ）に表示された荷重（Ｄ）に影響するような損失は回避できる。

本発明において、複数のグラウンドアンカー（複数の鋼より線のグループ１０−１〜１０−３）は、上端側（地上側）が下端側（地中側）に比較して開く様に配置されており、アンカープレート（３６Ａ）の上面が、グラウンドアンカー（複数の鋼より線のグループ１０−１〜１０−３）の各々と直交するように形成すれば（例えば、アンカープレート３６Ａの上面を球面状に形成すれば）、隣接するグラウンドアンカー（鋼より線１０のグループ）に張力或いは引張力を付与するジャッキ（４０）同士が干渉すること無く、アンカープレート（３６Ａ）上面に確実に設置される。
そして、アンカープレート（３６Ａ）の面積を大きくしなくても、ジャッキ（４０）を設置することが出来るため、グラウンドアンカー（複数の鋼より線のグループ１０−１〜１０−３）の上端を支持する構成をコンパクトにすることが可能である。

本発明の実施形態における一工程を示す断面正面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１に続く工程を示す断面正面図である。 自由長にグラウトを施さない場合において、自由長と拘束長の境界近傍における圧力分布を模式的に示す説明図である。 本発明の実施形態における自由長と拘束長の境界近傍における圧力分布を模式的に示す説明図である。 図２に続く工程において、ジャッキにより張力を付加する状態を示す断面正面図である。 図６に続く工程であって、ジャッキを撤去した状態を示す断面正面図である。 複数の鋼より線に引張力を付加する際におけるジャッキの配置における問題点を説明する断面正面図である。 図示の実施形態における鋼より線の好ましい配置を示す断面正面図である。 図９で示す好ましい配置において、ジャッキにより張力を付加する状態を示す断面正面図である。 ダム堤体用アンカーを説明する断面図である。 結束バンドによりアンカーテンドンをアンボンドチューブと共に締め付けている状態を示す部分断面図である。 結束バンドで締め付けることにより、アンカーテンドンがアンボンドチューブに接触した状態を示す横断面図である。 束ねられた鋼より線を示す横断面図である。 従来技術において、ジャッキによって荷重が付加された状態を模式的に示す断面正面図である。 従来技術において、ジャッキが取り外された後の状態を模式的に示す断面正面図である。

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。
図１において、アンカーテンドンを構成する鋼より線１０が、ボーリング孔１２中に挿入されている。鋼より線１０の下方は、拘束長２０を構成している。
拘束長２０の上端２０Ｅから地上部分ＧＬの間の符号ＦＬで示す部分は自由長である。
図１、図３〜図７では、図示の簡略化のため、鋼より線１０は１本のみ示している。換言すれば、図１、図３〜図７では図示の簡略化のため１本のグラウンドアンカーのみが図示されており、図１、図３〜図７を参照した説明では、当該グラウンドアンカーが「鋼より線１０」と標記されている。

自由長ＦＬの拘束長２０近傍には、加圧保持パッカー３０が設けられている。
図１で示す状態では、加圧保持パッカー３０は加圧流体ライン（図示せず）を介して加圧流体が供給されて膨張しており、ボーリング孔１２の内壁を押圧して、隔壁を構成している。
図１において、拘束長２０の上端２０Ｅから加圧保持バッカー３０の下端までの距離は、符号Ｌで示されている。

図２で示すように、鋼より線１０は複数本（図２では５本）がボーリング孔１２内に配置されているが、その各々に加圧保持パッカー３０が設けられている。そして、鋼より線１０と加圧保持パッカー３０が、グラウンドアンカーユニットＵを構成している。
明確には図示されていないが、３ユニット〜１０ユニット程度のグラウンドアンカーユニットＵは、１本のボーリング孔１２内に、セパレータ（図示せず）により間隔を保持した状態で仕切られて、挿入されている。
そして、加圧保持パッカー３０が設けられている鋼より線１０を包含するユニットの中央には、グラウト供給ラインＬＧが配置されている。図３を参照して後述するが、グラウト供給ラインＬＧを介して、図３において符号Ｇで示されている領域に加圧グラウトを行なう。
なお、図２では５本の鋼より線１０と加圧保持パッカー３０が設けられているが、あくまでも例示であり、鋼より線１０を包含するユニット数が５ユニットに限定される趣旨ではない。

図３で示す工程では、図１で示す状態において、自由長ＦＬ（図２では、矢印ＦＬで示されている）における加圧保持バッカー３０よりも下方の領域、換言すれば、拘束長２０の上端２０Ｅから加圧保持バッカー３０の下端までの領域（長さＬで示す領域）に、グラウト供給ラインＬＧ（図２参照）を介して、加圧グラウトを行なう。
図３において、加圧グラウトが行なわれる領域、すなわち、自由長ＦＬにおける加圧保持バッカー３０よりも下方の領域、或いは、拘束長２０の上端２０Ｅから加圧保持バッカー３０の下端までの領域（長さＬで示す領域）は符号Ｇで示されている。
図３において、加圧グラウトが行なわれた領域Ｇは、拘束長２０とは逆方向のハッチングを付して示されている。

図３で示す工程に引き続き、図６で示すように、ジャッキ４０（油圧ジャッキ）を用いて鋼より線１０に引張力Ｐ（緊張力）を作用する。
その際に、自由長ＦＬに全くグラウト材が充填されていなければ、図４で示すように、拘束長２０の上端２０Ｅ、換言すれば、自由長さ部分ＦＬに全くグラウト材が充填されていない場合における拘束長２０と自由長ＦＬの境界部分に、最大の応力が作用する。
図４では、自由長ＦＬに全くグラウト材が充填されていない状態において、拘束長２０に作用する応力σの分布を模式的に示している。図４及び図５において、符号Ｌσで示す矢印方向は、対応する拘束長２０に作用する引張応力σの数値を示している。

図４において、符号ＳＬは拘束長２０の固化材に亀裂が生じる応力のしきい値を示している。図４において、しきい値ＳＬを超えた引張応力σｃ（応力σｃの分布は図４では点線で示されている）が作用すると、拘束長２０において応力σｃがしきい値ＳＬを超えている箇所に亀裂（図示せず）が生じてしまう。
亀裂が発生すると、応力集中によりしきい値ＳＬを超える応力が亀裂の先端に作用するため、応力のピークが矢印Ｒ方向に進行し、それと共に、亀裂も矢印Ｒ方向に進展することになる。そして、最終的には、亀裂が拘束長２０の垂直方向全域に進展して、拘束長２０が地中に固定される力が喪失して、最悪の場合には、拘束長２０が地上側に引き出されてしまう。

これに対して、図３で示すように、加圧保持バッカー３０よりも下方の領域（拘束長２０の上端２０Ｅから加圧保持バッカー３０の下端までの領域：長さＬで示す領域）Ｇに加圧グラウトを施していれば、図５で示すように、鋼より線１０に引張力Ｐを作用させた場合に、拘束長２０に作用する引張力が加圧グラウト領域Ｇを圧縮して、拘束長２０の上端（或いは拘束長２０と加圧グラウト領域Ｇの境界部分）２０Ｅに作用する応力が減少する。その結果、拘束長２０の上端２０Ｅにおける応力σｃがしきい値ＳＬを超えてしまうことが防止され、上端２０Ｅに亀裂が発生する恐れもない。
ここで、加圧グラウト領域Ｇの上端部（或いは、パッカー３０と加圧グラウト領域Ｇの境界部分）に応力集中が発生して亀裂が生じたとしても、当該亀裂の長さをＫＬ、安全率をＳとした場合に、加圧グラウト領域Ｇの長さＬを Ｌ≧ＫＬ×Ｓ となる様に設定することにより、当該亀裂が拘束長２０まで進展することを防止出来る。
すなわち、図３で示す様に、加圧保持バッカー３０よりも下方の領域に加圧グラウトを施すことにより、鋼より線１０に引張力Ｐ（図６参照）を作用しても、拘束長２０が地中に固定される力が喪失してしまう事態が防止される。

再び図６において、図３で示す工程に続いてジャッキ４０（油圧ジャッキ）を用いて鋼より線１０に引張力Ｐを作用する。
図６で示す状態では、従来技術とは異なり、自由長ＦＬには、加圧保持バッカー３０下方の加圧グラウト領域Ｇを除き、グラウト材が充填されていない。そのため、自由長ＦＬにおけるグラウト材と鋼より線１０の摩擦抵抗は殆ど存在しない。
従って、油圧ジャッキ４０で引張力Ｐを鋼より線１０に作用すれば、引張力Ｐの大部分が拘束長２０に作用し、引張力Ｐの分だけ鋼より線１０に伸びが生じる。
なお、図６、図７において、符号Ｍは荷重計を示している。

次に、図７で示すように、油圧ジャッキ４０を撤去し（図７では、油圧ジャッキ４０を点線で示すことにより、油圧ジャッキ４０を撤去したことを表現している）、鋼より線１０をアンカーヘッド３２に固定する。
そして図７で示す状態で、自由長ＦＬに充填グラウトを施工する。これにより、アンカー施工が完了する。
なお図７において、符号３４は、鋼より線１０をアンカーヘッド３２に固定するための固定部材（フレシネー）を示している。

図６、図７で示すように、アンカーヘッド３２の下方に荷重計Ｍを設けている場合において、上述した様に、自由長ＦＬにおけるグラウト材と鋼より線１０の摩擦抵抗は殆ど存在せず、油圧ジャッキ４０で作用した引張力Ｐの分だけ鋼より線１０に伸びが生じているので、鋼より線１０をアンカーヘッド３２に固定して、油圧ジャッキ４０を撤去する前後において、荷重計Ｍの示す数値が急激に変動してしまうことは殆どない。
図６の工程で油圧ジャッキ４０により付加された引張力Ｐがほとんど損失せずに鋼より線１０に作用して、鋼より線１０に伸びが生じるので、鋼より線１０をアンカーヘッド３２に固定して、油圧ジャッキ４０を撤去すれば、伸びた鋼より線１０が元に戻ろうとする収縮力がアンカーヘッド３２に作用するからである。
従って、荷重計Ｍの信頼、アンカー施工に対する信頼が損なわれてしまう恐れも生じない。

ここで、ダム堤体１のアンカー施工で用いられるアンカーテンドンは、多数の鋼より線（例えば９１本）から成る。多数の鋼より線から成るテンドンに張力を作用させるためには、大型のジャッキが必要であり、その様な大型ジャッキの設置、撤去には多大な労力が必要となり、しかも設置スペースの確保が困難であるという問題がある。
そのため、図示の実施形態では、例えば、既存のグラウンドアンカーＥＨＤ永久アンカー５−７、５−１２（弘和産業株式会社販売のアンカーの商品名）のような1ユニット当り７７０ｋＮから１３２０ｋＮ程度の、高水密性を有する堅牢で細径のグラウンドアンカー（以下、グラウンドアンカーを、「鋼より線のグループ」或いは「グループ」と標記することがある）を必要荷重分だけ、複数本用いている。
そして、複数本のグラウンドアンカー（分離した複数の鋼より線のグループ）の各々が、アンカープレート３６、３６Ａ（図８〜図１０参照）を貫通し、アンカーヘッド３２で固定されて、例えばダム堤体１の上面１Ｕ（図１１参照）等に固定されている。
上述した鋼より線のグループ或いはグラウンドアンカーであれば、径寸法は小さいので、比較的小型の油圧ジャッキ４０で緊張力を付与することが出来る。

上述した様に、図示の簡略化、説明の簡便化のために、図１、図３〜図７では、鋼より線１０は１本のみ示している。しかし、実際の施工では、複数本の鋼より線のグループがボーリング孔１２内に配置されている。
複数の鋼より線のグループに対して複数の油圧ジャッキ４０により引張力Ｐを付加する状態が、図８で示されている。図８では、３つの鋼より線のグループ１０−１、１０−２、１０−３が示されている。
図８ではグループ１０−１についてのみ油圧ジャッキ４０を設置しているが、図８を見れば明らかなように、隣接するグループ１０−２、１０−３について油圧ジャッキを設置すれば、図８で示す油圧ジャッキ４０と干渉してしまう。そのため、ボーリング孔１２の内径とアンカープレート３６を大きくして、隣接する油圧ジャッキ４０が干渉しない様に設定する必要があり、鋼より線１０上端を支持する構成をコンパクトにすることが難しい場合がある。

これに対して、図９、図１０で示す様に構成すれば、図８を参照して上述した問題に対処することが出来る。
図９、図１０において、鋼より線のグループ１０−１、１０−２、１０−３は、下方のグラウト施工領域Ｇの部分（図９の下側）に比較して、地上側（図９の上側）が広がっている。ここで、鋼より線のグループ１０−１、１０−２、１０−３は、ボーリング孔１２内において、セパレータ（図示せず）により間隔を保持した状態で仕切られて、挿入されている。
図９において、隣接するグループ間の角度（図９ではグループ１０−２と１０−３が形成する角度：分割部分の開き角）θは、５°未満にすることが好ましい。係る角度θは、隣接する油圧ジャッキ４０が干渉しない様に設定される。

図９、図１０から明らかな様に、アンカープレート３６Ａの上面は球面に形成されており、当該球面は、グループ１０−１〜１０−３の各々の長手方向軸線と直交する。すなわち、グループ１０−１〜１０−３の各々は、アンカープレート３６Ａの上面を構成する球面の曲率半径方向に延在している。
アンカープレート３６Ａ上面が球面に形成されているのは、アンカーブレート３６Ａの面積を大きくすることなく、隣接する油圧ジャッキ４０同士を干渉せずに配置するためである。
なお、隣接する油圧ジャッキ４０同士を干渉せずに配置できるのであれば、アンカープレート３６Ａ上面を、ダム堤体１の上面１Ｕ（図１１参照）に対して角度θ（図９ではグループ１０−２と１０−３が形成する角度：分割部分の開き角）だけ傾斜した円錐表面形状としても良い。

図９、図１０で示す様に、複数の鋼より線のグループ１０−１〜１０−３は、地上側では広がっており、且つ、アンカープレート３６Ａの上面は例えば、球面状に形成されている。そのため、隣接する油圧ジャッキ４０は、相互に干渉すること無く、アンカープレート３６Ａの上面に確実に設置される。

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述ではない旨を付記する。
なお、図示の実施形態は、ダム提体補強アンカーに代表されるような大荷重鉛直アンカーについて適用されるのが好ましい。そして、例えばグラウンドアンカーとしては、市販品（例えば、弘和産業株式会社販売の「ＥＨＤ永久アンカー５−７、５−１２」）であって、1ユニット当り７７０ｋＮから１３２０ｋＮ程度の高水密性を有する堅牢で細径のグラウンドアンカーを必要荷重分だけ用いることが好適である。

１・・・ダム堤体
３・・・アンカーテンドン
５・・・結束バンド
７・・・アンボンドチューブ
１０・・・鋼より線
１２・・・ボーリング孔
２０・・・拘束長
２０Ｅ・・・拘束長上端
３０・・・加圧保持バッカー
３２・・・アンカーヘッド
３４・・・固定部材
３６、３６Ａ・・・アンカープレート
４０・・・油圧ジャッキ
ＦＬ・・・自由長
Ｇ・・・加圧グラウト領域
Ｌ・・・加圧グラウト領域の垂直方向長さ
ＬＧ・・・グラウト供給ライン
Ｍ・・・荷重計
Ｕ・・・グラウンドアンカーユニット

Claims (1)

1. 複数の細径のグラウンドアンカー各々と加圧パッカーによりグラウンドアンカーユニットを構成し、複数のグラウンドアンカーユニットと１本のグラウトホースをボーリング孔に挿入する工程を有し、当該挿入する工程では、複数のグラウンドアンカーユニットはセパレータにより仕切られた状態で挿入され、
   拘束長と自由長の境界よりも地上側の位置で加圧パッカーを膨張する工程と、
   拘束長と自由長の境界と加圧パッカーとの間の領域に、グラウトホースを介してグラウト充填する工程と、
   前記領域のグラウトが十分に強度を得た後に、緊張用ジャッキによりグラウンドアンカーに緊張力を付与する工程と、
   グラウンドアンカーを定着具に定着して、自由長にグラウトを充填する工程を有することを特徴とするアンカー工法。

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