JP3699022B2 - アンカーの補強装置と法面用アンカーおよび法面へのアンカー設置方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は土木工事主として雪崩や落石などのおそれのある法面に使用されるアンカーの防倒用補強装置と法面用アンカーおよび法面へのアンカー設置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
雪崩や落石の防止施設として、雪崩や落石の恐れのある法面(斜面)に柵体(金網張りしたものを含む)や三角錐状の枠体を設置し、これらを吊りロープ(ケーブル)によって法面の上方部位に固定したアンカーで吊持することが行われている。
【0003】
かかるアンカーには吊りロープとこれに連結した被吊持物および雪や岩石などの荷重が作用するので、地盤に強固に設置する必要がある。
そこで、従来においては、たとえば吊柵を例に取ると、図1(a)のように、アンカーACを法頭の水平部HZに垂直に立設し、あるいは、図1(b)のように法面を段切り施工した水平部HZ’に垂直に立設し、そのアンカーACの頂部に谷側の構造物Gから導いた吊ロープRPを連結することが一般であった。
【0004】
しかし、アンカーACが、荷重により下端を支点として前面側に傾転して前面土を崩壊させる傾向を示すので、アンカーACの前面の倒れ防止のための抵抗土量を確保すべく、法肩から所定の前面幅(一般に2m以上)aを取る必要があり、このため、広範囲の用地確保が必要となる問題があった。
【0005】
また、いずれの先行技術も、前面幅aを取った水平部HZ,HZ’まで吊ロープRPを導いて連結する必要があるため、使用ロープ長が大となり、その分だけコストが高くなるとともに、現場での荷揚げなどの施工が困難となる問題があった。また、通常、雪崩や落石の防止手段は法面に多数配置されるが、完成後に保守、点検、修理、交換などの維持管理作業を行なう際に多数のアンカーACが法頭の水平部HZに集中的に立設されているので、どの雪崩や落石の防止手段のアンカーか判別が困難となり、それに手間と時間を要し、維持管理作業の能率とコストが高くなるという問題があった。
【0006】
また、法面を段切り施工して水平部HZ’を形成し、ここにアンカーACを垂直に立設する形式の場合、法面での掘削作業が不可欠となるため、コストが大となるとともに、掘削作業における刺激などによって法面が崩壊する危険があった。
【0007】
その他のアンカー形式として、図1(c)のようにアンカーACを法面SLの勾配に対して90度に配置することも行われているが、勾配が強い場合などにおいて、斜面から作業機械がずり落ちないように維持して正確な鉛直打ち込み作業を行なうことは困難で、時間と手間がかかる問題があった。
【0008】
しかも、このように法面SLの勾配に対して90度に施工した場合には、吊ロープから大きな荷重がかかったときに、アンカーACが引き抜かれる危険があり、また、角度の許容範囲を慎重に管理しても、施工角度が法面勾配に対して鉛直の基準角度から下向きにずれると、アンカーACの前面の倒れが発生し、アンカー機能が喪失するがあった。このようなことから、図1(c)の形態は、地盤が岩盤であるような場合に限られ、またアンカーACもケミカルアンカー(樹脂固定を併用する方式)などを用いなければならなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、水平部の形成や段切り掘削を要さず、鉛直状に法面に配置しても確実で安定した固定部を形成することができるアンカーの補強装置と法面用アンカーおよび法面へのアンカー設置方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のアンカーの補強装置は、アンカー本体の頂部に対する接続部体と、アンカー本体よりも谷側法面に接地するための支圧板と、該支圧板を前記接続部体に対し角度可変に連結するアームとを有し、支圧板またはアームにロープ連結部が設けられていることを特徴としている。
前記アームと支圧板は別体に構成され、ボルトにより連結されていてもよいし、アームと支圧板が一体に作られていてもよい。
【0011】
好適には、アームが連結板を有する2本の平行部材を有し、前記平行部材がピンを接続部体に直交状に貫通することで枢支されるように構成されており、前記連結板にはアイボルトが貫通される一方、接続部体には、前記アイボルトの下端リング部を支軸によって支えるためのブラケットを有し、連結板から突出するアイボルト軸部にナットを螺合することにより平行部材が前記ピンを支点として傾斜するようになっている。
【0012】
また、本発明の法面用アンカーは、構造物をロープにより法面上方から支持するためのアンカーにおいて、法面に打ち込まれたアンカー本体が、その頂部に、アンカー本体より谷側の法面に接する角度可変な支圧板とロープに対する連結部を備えた補強装置を有していることを特徴としている。
【0013】
また、本発明の法面へのアンカー設置方法は、谷側の荷重を支持するロープを吊るアンカーを法面に設置するにあたり、アンカー本体を法面に打ち込んだ後、ロープに対する連結部と、アンカー本体に対し角度可変な支圧板を備えた補強装置の前記支圧板を谷側法面に接地するように配すとともに支圧板をアンカー本体の頂部に接続することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図2ないし図8は本発明によるアンカーの補強装置とこれを使用した法面用アンカーの第1実施例を示しており、図2と図4は傾斜角度θの異なる法面SL(図2は約45°、図4は約20°)に適用した状態を示している。Gは吊持対象の構造物であり、この例では柵であるが、これに限定されるものではない。RPは吊りロープである。
【0015】
1はアンカー本体であり、法面SLに対して90度ではなく、略鉛直に設置されている。このアンカー本体1は適用する地盤の質に応じて任意のものが選択使用される。たとえば土砂部であれば、先端にビッドを有する自穿孔式のパイプアンカーや、スクリューアンカーなどが用いられモルタルなどで縦穴に固着されるる。また、岩盤部であればケミカルアンカーを使用して樹脂とモルタルにて固着してもよい。
【0016】
2は本発明で特徴とする補強装置(ロック装置)であり、アンカー本体1の頂部への接続部体3と、アンカー本体1の設置位置の近傍の谷側(ロープ牽引方向)の法面部分SL’に当接してアンカー本体1の倒れないし前面土の崩壊に対する抵抗体として機能する支圧板4とを有している。
前記支圧板4は、これを法面部分SL’の傾斜角度に即応させるべくアンカー本体1(接続部体3)に対して角度可変に連結するためのアーム5を有しており、さらに支圧板4またはアーム5は、吊ロープRPの端部の連結部6を有していて、吊ロープRPは法面SLと略平行状に導かれるようになっている。
【0017】
詳しく説明すると、接続部体3は、図7のように、アンカー本体1の頂部に外嵌する筒状体7の外側に、半径方向に伸びるブラケット8,8を有し、該ブラケット8,8には通孔80が設けられている。筒状体7の上半部には、アンカー本体1の頂部を直角方向に貫通するピン9を挿通するための孔70,70が180度対称位置に設けられている。ピン9は接続部体3とアンカー本体1の連結手段であると同時に、アーム5の傾動支点として機能する。
【0018】
支圧板4は、図5のように、矩形状などをなした剛直の板体からなり、上面の略中央部には通孔400,400を有する縦ブラケット40,40を有している。 アーム5は、図6のように、形鋼たとえば溝形鋼やL形鋼などからなる2本の平行部材11,11の後半部領域(山側)を連結板12で剛に結合してなる。前記平行部材11,11の間隔は、前記接続部体3の筒状体7の外径と略同じか適度に大きく設定されている。アーム5を使用するのは、てこの作用により比較的小さな支圧板4で大きな抵抗力を得るためと、支圧板4の角度調整を容易にするためである。
【0019】
前記連結板12の中央部には球面座付き孔120が板厚を貫通するように形成されており、これに球面座金13が嵌め込まれている。
また、平行部材11,11には、先端近くに、前記支圧板4の縦ブラケット40,40に設けた通孔400,400と合致する通孔111,111が設けられ、後端近くには、前記接続部体3の筒状体3aを貫いたピン9を支承するための通孔112,112が設けられている。
【0020】
前記平行部材11,11は支圧板4の上に配され、通孔111,111が支圧板4の縦ブラケット10,10のる通孔400,400と整合される。この状態で縦ブラケット10,10と平行部材11,11の内側面間にカラー14,14を配し、これを貫通するように取り付けボルト15を挿通しナット16を螺合することにより、アーム5と支圧板4は一体的に組み付けされる。前記取り付けボルト15はアーム5と支圧板4を連結するとともに、吊リロープRPの端末部RP’を直接かまたはシャックルなどの接続金具を介して連結する機能を果たす。アーム5と支圧板4とを分離可能とした利点は、急峻な法面に搬入することを容易にすることと、アーム5と支圧板4の相対角度を適度に調整することができるため、法面とのなじみをよくすることができる点にある。
【0021】
前記アーム5は接続部体3と協同して角度を調整する部材たとえばアイボルト17を有している。該アイボルト17の下端のリング部170は接続部体3のブラケット8,8間に挿入され、リング部170と通孔80,80に接続用ボルト18を挿通してナット19と螺合することにより、アイボルト17はブラケット8,8に角度可変に連結されるようになっている。
前記アイボルト17の軸部171は、連結板12に取り付けた球面座金13を貫通して伸び、ナット20が螺合されている。したがって、このナット20を回動することによりアーム5の連結板12は押圧され、アーム5はピン9を支点として角度が連続的に変化し、それにより支圧板4は法面SLの傾斜角度θに即応させられることになる。
【0022】
図8は本発明による法面へのアンカー設置方法を示しており、まず、法面SLに鉛直状にアンカー本体1を埋設する。ついで、アンカー本体1の頂部に補強装置2を接続する。このとき、支圧板4をアンカー本体1よりも谷側の法面SL’の表面に接地するように角度を調整して配置する。そして、補強装置2に吊りワイヤRPの端末部RP’を連結すればよい。
【0023】
補強装置2の事前のアッセンブリ状態とアンカー本体1の頂部に対する補強装置2の組み付け方は任意であり、要は最終的に図2ないし図4の状態が構成されるように、現場の状況に応じて適宜選択実施すればよい。例を示すと次のとおりである
【0024】
第1態様:アンカー本体1の頂部に組み付ける以前に、支圧板4とアーム5を連結一体化させ、アイボルト17をアーム5に挿通してナット20を螺合し、かつアイボルト17を接続部体3のブラケット8,8に接続ボルト18で連結したフルアッセンブリとしておく。
【0025】
この第1態様の場合には、接続部体3をアンカー本体1の頭部に嵌め、ピン9を接続部体3の筒状部7とアンカー本体1の頭部を直交状に貫通させてアーム5の平行部材11,11に挿通支持させる。
そして、アイボルト17に螺合しているナット20を回動する。こうすれば、アイボルト17は下端が接続ボルト18によって接続部体3に支持されているため、ナット20がアイボルト17の軸171が下降してゆくのに伴いアーム部はピン9を支点として押し下げられる。このときに、連結板12には球面座金13が滑動可能にはまっていてこれにアイボルト17の軸部が貫通しているので、角度可変操作は円滑に広範囲に行うことかできる。以上のような操作により、支圧板4が谷側の法SL’に接地する。
【0026】
この第1態様の場合には、通常、吊りロープRPの端部RP’を支圧板4とアーム5を連結する取付けボルト15に連結しておく。これができない場合には、アーム5と支圧板4を連結する取り付けボルト15にあらかじめ吊りロープ端部RP’との連結のためのシャックルを取り付けておけばよい。あるいは、吊りロープRPの端末処理をしないまま取り付けボルト15を囲繞するようにアイをつくり、余長部分を吊ロープとクリップなどで留めればよい。
【0027】
第2態様:支圧板4はアーム5と分離しておく。アイボルト17をアーム5に挿通してナット20を螺合し、アイボルト17を接続部体3のブラケット8,8に接続ボルト18で連結してセミアッセンブリとしておく。
図8(c)(d)はこの第2態様を適用した例を示しており、セミアッセンブリ状態の接続部体3をアンカー本体1の頭部に嵌め、ピン9を接続部体3とアンカー本体1の頭部を貫通させてアーム5の平行部材11,11に挿通する。
【0028】
そして、分離状態にある支圧板4を谷側法面SL’に接地するように配し、ナット20を回動し、アーム5の通孔111,111,を支圧板4の縦ブラケット40,40の通孔400,400と整合する状態になるまで角度を調整し、縦ブラケット40,40の間に吊りロープ端末部RP’を挿入し、取り付けボルト15を通してナット16と螺合する。これで吊りロープRPの連結と、アーム5と支圧板4の連結が同時に行われる。
【0029】
第3態様:アイボルト17をアーム5に挿通してナット20を螺合してアッセンブリとするが、接続部体3とアーム5とは連結させず、分離した状態にしておく。 この第3態様の場合には、接続部体3をアンカー本体1の頭部に嵌め、ピン9を接続部体3の筒状部7とアンカー本体1の頭部を貫通させてアーム5の平行部材11,11に挿通する。そして、アイボルト17を接続部体3のブラケット8,8に接続ボルト18で連結する。
【0030】
この場合には、支圧板4とアーム5を連結しておいてもよいし、あるいは支圧板4とアーム5を分離しておいてもよい。前者の場合には、ナット20をねじ込んでアーム5と支圧板4の角度調整を行なう。後者の場合には、アーム5だけ角度を調整し、あらかじめ法面に配置してある支圧板4との連結を行なう。
【0031】
第4態様:支圧板4、アーム5、接続部体3、アイボルト17をすべて分離した状態にし、現場にてアンカー本体1に接続部体3を嵌め、アイボルト17をアーム5に取り付け、その状態で接続部体3にアイボルト17の下端を支持させて角度を調整し、アーム5に支圧板4を連結する作業を行う。
【0032】
いずれにしたも得られたアンカーにおいては、アンカー本体1に連結された支圧板4が傾斜角度θに則して法面SLの谷側部分SL’に接地しており、支圧板4と一体化しているアーム5は、アイボルト17とナット20との螺合によりアンカー本体1とのなす角度αが固定される。したがって、図11のように、支圧板4とアンカー本体1との接続点Aと、アンカー本体1の下端Cと、支圧板4の谷側先端Bとは力学的に三角形を構成しつつ傾斜角度θとほぼ平行に吊りロープRPが下って荷重を支える。
【0033】
このため、荷重によるアンカー本体1の下端Cを支点とする倒れモーメントは支圧板4の法面SLに対する押圧力(抵抗力)によって打ち消され、アンカー本体1が法面に鉛直に挿設されていても、アンカー本体1によって荷重を確実かつ安定的に支えることができる。言い替えるとアンカーにかかる沈降力が抑えられ、それによりアンカー本体の倒れを防止できるのである。
支圧板4はアーム部5の先端領域から吊持されるように設けられているため、前記抵抗力は梃子の作用により大きくなり、したがって、支圧板4の大きさを比較的小さいものとすることができる。たとえば4トン程度の吊柵荷重をアンカー本体1で支える場合、支圧板4は0.25m2程度の大きさで足りる。
アイボルト17とナット20との締結によりアーム5は以後の角度変化が阻止されるので、支圧板4を確実に法面SL’に接地させておくことができる。
【0034】
図9は本発明によるアンカーの補強装置とこれを使用した法面用アンカーの第2実施例を示している。
この第2実施例においては、支圧板4がアーム5の平行部材11,11の下面に溶接等によって固着一体化されており、アーム5の先端面よりも先に延出している支圧板部位に吊りロープ端末RP’に対する連結用の縦ブラケット40が設けられている。縦ブラケット40は通孔400を有し、こにれに図示する例ではシャックル20が取り付けられ、これにロープ端末部RP’が連結されるようになっている。もとより、これに代えて第1実施例と同じように、ブラケット40を平行な2枚とし、この間にロープ端末部を配して取り付けボルトにて連結するようにしてもよい。
その他の構成は第1実施例と同じであるから、同じ部分に同じ符号を付し、説明は援用する。
【0035】
この第2実施例においては、埋設されたアンカー本体1に接続部体3の筒状部7を嵌め、ピン9でアーム5を連結し、接続部体3のブラケット8,8にアイボルト17の下端を嵌めて接続ボルト18で枢支部を形成し、アイボルト17に螺合したナット20を回動すれば良く、これでアーム5と支圧板4はピン9を支点として傾斜角度が変化し、支圧板4が法面SL’に接地する。このため、傾斜角度がたとえば15〜50度の法面にアンカー本体1を法面に鉛直に設置しても、アンカー本体1の倒れが生じずに安定して吊り荷重を支えることができる。第2実施例は、支圧板4がアーム5と一体に作られているので、部材数を少なくすることができる利点がある。
補強装置2のアッセンブリ形態と施工法は、アーム5と支圧板4が一体化されていることによる点が相違するほか、第1実施例の各態様を適用しうる。
【0036】
図10は本発明によるアンカーの補強装置とこれを使用した法面用アンカーの第3実施例を示している。
この第3実施例においては、接続部体3のブラケット8に心孔81とこれと同心状に2つの円弧孔82,82を設けている。また、アーム5が単一のものからなり、後端部には突板50を設け、これに前記ブラケット8の心孔81と2つの円弧孔82,82に対応する心孔500と2つの円弧孔501,501を設けている。また、アーム5の先端部にも突板51,51を設け、これに取り付けボルト用の孔510を設けている。
支圧板4は中央部に前記突板51,51と当接する縦ブラケット40,40を設け、これに取り付けボルト用の孔を設け、取り付けボルト15とナット16によりアーム5と支圧板4との連結と、吊りロープRPの端末部の接続を図るようにしている。端末部は直接でもよいしシャックルを介してでもよい。
【0037】
この実施例においては、接続部体3の筒状部7がアンカー本体1の頂部に嵌められ、ピン9で連結されとともに、アーム5の突板50が接続部体3のブラケット8にあわせられ、心孔81,500に挿通した接続ボルト18aにナットを螺合し、重合しあった2つの円弧孔82,501,82,501に接続ボルト18b,18bを挿通する。
この状態で支圧板4を法面SL’に接地させれば、アーム5は心孔81,500の接続ボルト18aを支点として円弧孔82,501,82,501と接続ボルト軸部の当接を限度として傾動するので、法面SLの傾斜角度にあうように角度が調整される。あとは接続ボルト18b,18bをナットで締結すればよい。
【0038】
なお、第1実施例と同じように、支圧板4とアーム5とは分離した状態としておいてもよく、この場合には、支圧板4を法面に接地させ、この状態で突板51の孔が支圧板4のブラケット40の孔と合致するようにアーム5を傾斜させ、取り付けボルト15をに挿通して支圧板4とアーム5を一体化すればよい。
【0039】
本発明は雪崩や落石防止用の柵体(金網張りしたものを含む)や三角錐状の枠体の吊り設置を対象とするものではなく、斜面に沿って落石防止ネットを展張する場合の幹ロープ類の固定のための法面アンカーなどにも適用される。図12は落石防止ネットの一態様として、法面に浮き石STを固定のために縦横のロープRP,RPを巡らす場合に適用した例を示しており、本発明は、縦ロープRPを吊持する上方のアンカーに適用される。WDは立ち木であり、ロープはこれを避けるように巡らされる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項1の法面用アンカーの補強装置によるときには、水平部の形成や段切り掘削を要さず、アンカー本体1を法面に鉛直状に配置しても確実で安定した固定部を形成することができ、しかも施工する法面の傾斜角度が広範囲であっても1種類の装置で対応させることができ、使用するロープ長も短く経済的にすることができるなどのすぐれた効果が得られる。
【0041】
請求項2によれば、法面への搬入が容易となるとともに支圧板と法面とのなじみを良くすることができるというすぐれた効果が得られる。請求項3によれば、部材数を減らすことができるというすぐれた効果が得られる。
請求項4によれば、法面の傾斜角度に対応する角度への調整作業を簡単に行うことができるともに、支圧板4の不陸の発生を確実に防止できるというすぐれた効果が得られる。
【0042】
請求項5によれば、広範囲な傾斜角度の法面に鉛直状に設置してしかも確実安定的に荷重をささえることができるというすぐれた効果がえられる。
請求項6によれば、水平部の用地確保や段切り掘削を要さず、荷重を確実に支えられる法面吊り用アンカーを簡単な工事で設置できるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)(c)は従来の法面用アンカーの設置状態を示す側面図である。
【図2】(a)は本発明の第1実施例を示す側面図、(b)は同じくその一部を図3のX−X線にそう断面にて拡大して示す断面図である。
【図3】図2(b)の平面図である。
【図4】異なる傾斜角度の法面に適用した状態の側面図である。
【図5】(a)は支圧板の平面図、(b)はその側面図である。
【図6】(a)はアームの部分切欠平面図、(b)はその部分切欠側面図であり、組み合わされる他の部材を併示している。
【図7】(a)は接続部体を組み合わせ使用する部材と併示した平面図、(b)は部分切欠側面図である。
【図8】(a)(b)(c)(d)は本発明の設置工程の一例を示す説明図である。
【図9】本発明の第2実施例を示しており、(a)は使用状態の側面図、(b)は平面図、(c)は支圧板の部分的側面図、(d)は支圧板の部分的平面図である。
【図10】本発明の第3実施例を示しており、(a)は使用状態の側面図、(b)は平面図、(c)は接続部体の側面図、(d)はアームの部分的側面図である。
【図11】本発明による補強装置およびアンカーの作用を摸式的に示す説明図である。
【図12】本発明の他の適用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 アンカー本体
2 補強装置
3 接続部体
4 支圧板
5 アーム
6 ロープ連結部
8 ブラケット
9 ピン
11,11 平行部材
12 連結板
17 アイボルト
18 接続ボルト(支軸)
20 ナット
Claims (6)
- アンカー本体1の頂部に対する接続部体3と、アンカー本体1よりも谷側法面に接地するための支圧板4と、該支圧板4を前記接続部体3に対し角度可変に連結するアーム5とを有し、支圧板4またはアーム5にロープ連結部が設けられていることを特徴とするアンカーの補強装置。
- アーム5と支圧板4が別体に構成され、ボルト15により連結されている請求項1に記載のアンカーの補強装置。
- アーム5と支圧板4が一体に作られている請求項1に記載のアンカーの補強装置。
- アーム5が連結板12を有する2本の平行部材11,11を有し、前記平行部材11,11がピン9を接続部体3に直交状に貫通することで枢支されるように構成されており、前記連結12板にはアイボルト17が貫通される一方、接続部体3には、前記アイボルト17の下端リング部170を支軸18によって支えるためのブラケット8を有し、連結板12から突出するアイボルト軸部にナット20を螺合することにより平行部材11,11が前記ピン9を支点として傾斜するようになっている請求項1ないし3のいずれかに記載のアンカーの補強装置。
- 構造物をロープRPにより法面上方から支持するためのアンカーにおいて、法面に打ち込まれたアンカー本体1が、その頂部に、アンカー本体1より谷側の法面に接する角度可変な支圧板4とロープに対する連結部6を備えた補強装置2を有していることを特徴とする法面用アンカー。
- 谷側の荷重を支持するロープRPを吊るアンカーを法面に設置するにあたり、アンカー本体1を法面に打ち込んだ後、ロープRPに対する連結部6と、アンカー本体1に対し角度可変な支圧板4を備えた補強装置2の前記支圧板4を谷側法面に接地するように配すとともに支圧板4をアンカー本体1の頂部に接続することを特徴とする法面へのアンカー設置方法。
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