JP3728226B2 - グラウンドアンカー - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物の転倒防止や浮上り防止および斜面の安定化など、土木建築分野において広く適用されているグラウンドアンカーに関する。
【0002】
【従来の技術】
グラウンドアンカーは、地盤に削孔したアンカー孔の内部に形成したアンカー体と構造物に取り付けたアンカー頭部とを引張材で連結し、アンカー体とその周囲の地盤との噛み合せ、あるいは摩擦により生じる引抜き抵抗力を利用して、引張材に作用させた緊張力を構造物に加え、構造物の安定を図るもので、擁壁や土留壁などの転倒防止、構造物の浮上り防止、斜面の安定化などに利用されている。
【0003】
アンカー体は、削孔機により所定の長さ(深さ)まで削孔されたアンカー孔の最深部にグラウトなどセメント系の注入材を加圧注入して形成される。注入材を加圧して注入することで、注入材が周辺地盤に浸透し、地盤との付着力が増大する。
【0004】
ところが、アンカー体が形成される地盤の周囲に透水性の高い亀裂が存在する場合には、注入材が亀裂部より逸散してしまい、所要の性能を満たすアンカー体を構築することができない。このような問題を解決するために、特公平5−22771号公報には、引張材を囲むようにして取り付けた袋体の内部に注入材を加圧注入してアンカー体を形成するグラウンドアンカーが開示されている。このグラウンドアンカーによれば、アンカー体を形成する注入材は袋体の内部に限定注入されるため、周辺の地盤に透水性の高い亀裂が存在する場合でも、注入材が周辺地盤に逸散することはない。また、注入材がセメント系の材料からなる場合には、注入圧力により注入材に含まれる水が脱水されるため、高強度のアンカー体を形成することができる。
【0005】
しかしながら、特公平5−22771号公報によるグラウンドアンカーは、袋体とアンカー孔の孔壁との間に生じる摩擦抵抗により引抜き耐力を確保する構成であるので、孔壁が滑らかな削孔面よりなる場合などは、充分な引抜き耐力が得られないことがある。
【0006】
このような問題を解決するために、特開平9−310346号公報には、袋体を形成する布材の布目をその内部に注入される注入材が浸出する大きさにしてアンカー体を形成するグラウンドアンカーが開示されている。このグラウンドアンカーによれば、袋体に注入材を加圧注入すると、注入材は袋体から浸出して袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在する。そして、袋体の内部の注入材と袋体とアンカー孔の孔壁との間に浸出した注入材とが一体に固化したアンカー体が形成され、袋体とアンカー孔の孔壁との間に生じる摩擦抵抗に加え、袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在する注入材の接着力によってアンカー体の引抜き耐力が確保されるので、グラウンドアンカーの引抜き耐力を増大させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平9−310346号公報によるグラウンドアンカーでは、例えば注入材としてセメント系の材料を使用した場合には、袋体に注入材の注入を開始した直後には、袋体から注入材が浸出するものの、注入材の注入が進行するにしたがって、袋体を形成している布の布目に注入材に含まれるセメント粒子が詰まり、水を多く含む注入材が浸出するようになる。そして、この水により袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在しているセメント濃度の高い注入材が洗い流されてしまうので、この状態でアンカー体が形成されても十分な引抜き耐力を得ることができないことがある。
【0008】
このような問題に鑑み、本発明は、袋体の内部に注入材を加圧注入してアンカー体を形成するグラウンドアンカーであっても、高い引抜き耐力が確実に得られるグラウンドアンカーを提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のグラウンドアンカーは、構造物に装着されるアンカー頭部と、地盤に削孔されたアンカー孔に挿設され、一端が前記アンカー頭部に緊結される引張材と、該引張材の他端を内包して前記引張材に装着された袋体と該袋体の内部に加圧注入された注入材により形成されるアンカー体とを備え、前記袋体は、前記注入材が浸出可能な布目を有し、前記袋体の外側には、前記引張材の方向に沿って線状部材が配置され、前記袋体と前記アンカー孔の孔壁との間に前記線状部材に沿って、前記袋体の外側へ浸出した水を集水する空隙が形成される、ことを特徴とする。
【0010】
かかるグラウンドアンカーによれば、注入材を袋体の内部に注入するので、透水性の高い地盤であっても確実にアンカー体を構築できる。また、袋体は注入材が浸出可能な布目を有するので、袋体に注入材を加圧注入すると、注入材が袋体から浸出して袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在する。そして、袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在する注入材と袋体の内部の注入材とが、注入材に浸漬された袋体とともに、一体となって固化してアンカー体が形成される。また、注入材がセメント系の材料である場合には、袋体の内部の注入材は注入圧力により注入材中の水が脱水されるので、高い強度が得られるとともに、引張材とも強固に結合する。さらに、袋体がアンカー孔の孔壁に圧接すると、袋体の外側に配置した線状部材が袋体の内側に向かって食い込み、袋体とアンカー孔の孔壁との間に空隙が形成されるので、袋体の布目に注入材が詰まって注入材中に含まれる水が袋体の外側へ浸出するようになっても、この水は空隙に集水されてアンカー体の外部へ排水される。したがって、袋体を取り囲んでいるセメント濃度の高い注入材は、洗い流されることはなく確実に周辺の地盤と接着するので、高い引抜き耐力を有するグラウンドアンカーを確実に構築することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るグラウンドアンカーの実施の形態を添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【0012】
図1(a)は本発明に係るグラウンドアンカーの側面図、(b)はアンカー体部分の断面図である。本発明に係るグラウンドアンカーは、構造物Kに装着されるアンカー頭部1と、地盤に削孔されたアンカー孔Hに挿設される引張材2と、アンカー孔H内に形成されるアンカー体3とからなる。なお、アンカー頭部1や引張材2の構造および引張材2とアンカー頭部1との定着構造については、以下の実施形態に限定されることはなく、従来より提案されている様々な形式のものを適宜選択すればよい。
【0013】
アンカー頭部1は、構造物Kに当接する受圧板1aと引張材2を受圧板1aに係止する係止具などからなる。引張材2は、PC鋼より線、PC鋼棒、ストランドなどのPC鋼材で構成される。図示の実施形態では引張材2はPC鋼より線からなり、係止具は引張材2に装着されたくさび1bにより構成されている。なお、引張材2としてPC鋼棒を使用する場合には、引張材2の一端に雄ねじを形成し、これにナットを螺入して受圧板1aに定着する。なお、詳細な説明は省略するが、永久アンカー仕様の場合は、引張材2に防錆被覆材が塗付されている。
【0014】
アンカー体3は、引張材2の先端を内包して装着された袋体3aと、その内部に加圧注入されたグラウト3b(注入材)とからなる。アンカー体3の長さは地盤の性状などを考慮しつつ、所要の引抜き耐力が得られるように適宜設定する。袋体3aは、円筒形状に膨張しうるように成形した布材からなる。この布材は、ナイロンやアラミド繊維などから形成され、グラウト3bの注入圧力に耐えうる強度を有するとともに、グラウト3bがその注入圧力により袋体3aの外側へ浸出しうるような布目を有している。また、袋体3aにはグラウト3bを注入するための注入ホース3cが接続されている。
【0015】
線状部材4は、棒状の鋼材などからなり袋体3aの外側に、引張材2の長手方向に沿って配置される。また、引張材2とともにアンカー孔Hに挿入する際に、線状部材の配置位置がずれないように、適宜袋体3aや引張材2などに固定しておく。なお、図示した実施形態では4本の線状部材4が90度間隔で配置されているが、本数および鋼材の太さなどはこれに限定されることはなく、アンカー孔Hの孔径などを考慮して適宜決定する。
【0016】
次に、前記のように構成されたグラウンドアンカーの施工方法について説明する。なお、図1(b)、図2(a)は、開口亀裂部を有する岩盤中にグラウンドアンカーを構築した例を示している。
【0017】
まず、設計アンカー長に相当する深さのアンカー孔Hを削孔機によりケーシングパイプ(図示せず)で孔壁を保護しながら削孔する。アンカー孔H内を清水で洗浄した後に、袋体3aと線状部材4とを装着した引張材2をケーシングパイプに挿入する。
【0018】
次に、ケーシングパイプを引き抜き、袋体3aに接続されている注入ホース3cを介してグラウト3bを袋体3aの内部に加圧注入する。このとき、袋体3aは注入圧力により円筒形状に膨張してその外周面がアンカー孔Hの孔壁に圧接するとともに、線状部材4が袋体3aの内側に向かって食い込み、袋体3aとアンカー孔Hの孔壁との間に線状部材4に沿った空隙4aが形成される(図1(b)参照)。すなわち、線状部材4と袋体3aが接する部分では、袋体3aの膨張が規制されるため、線状部材4の両側に空隙4aが形成される。また、袋体3aはグラウト3bが浸出可能な布目を有する布材により形成されているので、袋体3aからグラウト3bが浸出して、袋体3aとアンカー孔Hの孔壁との間に介在する(図2参照)。また、図2(a)のように、孔壁に開口亀裂部Cなどの透水性の高い部分があってもグラウト3bは逸散せず、また、孔壁が健全な部分には袋体3aから浸出したグラウト3bが袋体3aとアンカー孔Hの孔壁との間に付着する。
【0019】
グラウト3bの袋体3a内への加圧注入を継続すると、次第に袋体3aの布目にグラウト3b中のセメント粒子が詰まり、袋体3aからは主にグラウト3b中の水が浸出するようになるが、この水は空隙4aに積極的に集水され、アンカー体3の外部へ排水されるため、袋体3aを取り囲んでいるグラウト3bが洗い流されることはなく、袋体の周囲に確実に留まる。
【0020】
この状態でグラウト3bを固化させ、グラウト3bが所定の強度に達したら、図示しないセンターホールジャッキなどで引張材2を緊張し、引張材2に所定の引張力を導入した状態で、引張材2に装着されたくさび1bを受圧板1aに差し込んで、引張材2を受圧板1aに係止し、受圧板1aを介して引張材2の引張力の反力を構造物Kに伝達させる。
【0021】
以上のように構築されたグラウンドアンカーは、袋体3aの内部にグラウト3bを加圧注入してアンカー体3を形成するので、開口亀裂Cや部分的な破砕部などがある岩盤(図2(b)参照)や、透水性の高い地盤であっても、グラウト3bが洗い流されることはなく、確実にアンカー体3を構築できる。また、グラウト3bを袋体3aの内部に加圧注入することにより、グラウト3bに含有する水が脱水されるので、グラウト3bの強度が高くなり、引張材2との付着も強固なものとなる。
【0022】
また、袋体3aの布目にグラウト3bのセメント粒子が詰まって、グラウト3bに含まれる水が浸出するようになっても、線状部材4により形成される空隙4aにこの水が集水され、アンカー体3の外部へ排水されるので、袋体3aとアンカー孔Hの孔壁との間に介在しているグラウト3bが洗い流されることはなく、袋体3a内のグラウト3bと袋体3aとアンカー孔Hの孔壁との間に介在するグラウト3bとが、グラウト3bに浸漬した袋体3aとともに一体に固化する。すなわち、袋体3aとアンカー孔Hの孔壁との間の摩擦抵抗力と袋体3aと、アンカー孔Hの孔壁との間に介在するグラウト3bのアンカー孔Hの孔壁への接着力とにより、高い引抜き耐力を有するグラウンドアンカーを確実に構築することができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明に係るグラウンドアンカーによれば、袋体の内部に注入材を加圧注入してアンカー体を形成するので、透水性の高い地盤であっても確実にアンカー体を構築できる。また、注入材が袋体から浸出し、袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在する注入材がアンカー孔の孔壁に接着するので、袋体とアンカー孔の孔壁との摩擦抵抗と相俟って、高い引抜き耐力を有するグラウンドアンカーを構築することができる。しかも、袋体から注入材に含まれる水が浸出するようになっても、袋体の周囲に配置された線状部材によって袋体とアンカー孔の孔壁との間に形成された空隙にその水が集水され、袋体とアンカー孔の孔壁との間に介在する注入材を確実に袋体の周囲に留めることができるので、高い引抜き耐力を有するグラウンドアンカーを確実に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本発明に係るグラウンドアンカーの側面図、(b)はアンカー体部分の断面図である。
【図2】 (a)はアンカー体の拡大断面図、(b)は破砕部のある岩盤中にアンカー体を形成した拡大断面図である。
【符号の説明】
1 アンカー頭部
1a 受圧板
1b くさび
2 引張材
3 アンカー体
3a 袋体
3b グラウト(注入材)
3c 注入ホース
4 線状部材
4a 空隙
H アンカー孔
C 開口亀裂部
K 構造物

Claims (1)

  1. 構造物に装着されるアンカー頭部と、
    地盤に削孔されたアンカー孔に挿設され、一端が前記アンカー頭部に緊結される引張材と、
    該引張材の他端を内包して前記引張材に装着された袋体と該袋体の内部に加圧注入された注入材により形成されるアンカー体と、を備え、
    前記袋体は、前記注入材が浸出可能な布目を有し、
    前記袋体の外側には、前記引張材の方向に沿って線状部材が配置され、前記袋体と前記アンカー孔の孔壁との間に前記線状部材に沿って、前記袋体の外側へ浸出した水を集水する空隙が形成される、ことを特徴とするグラウンドアンカー。
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