JP3886821B2

JP3886821B2 - 高耐力土中用アンカー

Info

Publication number: JP3886821B2
Application number: JP2002043985A
Authority: JP
Inventors: 元司田代; 仁平井
Original assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003239279A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として雪崩や落石などのおそれのある法面等に使用される高耐力土中アンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物たとえば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したり、ポケットを形成するように張ったポケット式ロックネットのロープや覆式ロックネットのロープを法面の上方部位に固定したアンカーで吊持したり、法面に沿って浮石押さえロープを敷設し、そのロープの上部をアンカーで吊持したりすることが行われている。
【０００３】
かかるアンカーとして、地盤が土質系である場合に打ち込み式アンカーが用いられるが、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。
しかし、旧来の打ち込み式アンカーは、鋼管製のパイプの上端に吊りロープの端末を支持させたものであったので、荷重によりアンカーの下端を支点として頭部が荷重方向である前面側に傾き（お辞儀）やすく、ローム質、Ｎ値ほぼ３の地盤での水平耐力がせいぜい２．５ｋＮ程度しかなかった。
【０００４】
この対策として、鋼管製パイプの上端に設けた吊りロープの端末係止具の直近部位に、水平板部と該水平板部の下面とパイプ外面とを結ぶ縦羽根部とを有する抵抗板を備えたいわゆるロケット型のアンカーが使用されている。
かかるロケット型のアンカーは、頭部付近に抵抗板があるため、旧来のアンカーに比べて頭部の傾きが抑制され、耐力を増加することができた。
【０００５】
しかし、このロケット型のアンカーでも、落石防止工で大きな荷重が作用した場合、また、雪圧のような常時荷重を受けた場合に、アンカー頭部の変形量（変位量）が大きくなり、その結果、アンカー背面(山側)に地盤の亀裂が生じ、雨水凍結融解により亀裂が発達する可能性があった。
また、アンカー耐力と変形量は比例関係にあり、ロケット型のアンカーは極限耐力として所定の効果はあるけれども、変形量を規定された場合の許容耐力は低くなる問題があった。
【０００６】
【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、耐力が極めて高くかつ頭部の変位が非常に生じにくい簡単な構造の高耐力地中用アンカーを提供することにある。
【０００７】
【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高耐力地中用アンカーは、ロープで代表される条体を支持するため法面に設置されるアンカーにおいて、地表から突出する部位に外方に張出す支持部を設けたアンカー本体と、下端に条体との連結部を有し一端が支持部よりも上位のアンカー本体外面に当接するように中間部が前記支持部に枢支された傾斜状のアームとを備えていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は本発明の適用例を示しており、ＳＬは法面、Ｇは吊持対象物であり、この例では柵であるが、これに限定されるものではない。１は本発明の高耐力地中用アンカー、２は一端が高耐力地中用アンカー１に連結され、他端が支持対象物Ｇに連結された条体であり、この実施例ではワイヤーロープが用いられている。
【０００９】
図２ないし図４は本発明による高耐力地中用アンカーの一実施例を示しており、アンカー本体３と、アンカー本体３の地表よりも上方に中間部が枢支連結されて谷側（ロープ牽引方向）に所要角度αに傾斜したアーム４とを備え、条体２は前記アーム４の下端に連結され、地表に沿って谷側に導かれている。
図１（ａ）はアンカー本体３を法面ＳＬに対して略直角に設置した場合を、図１（ｂ）は地軸に対して略垂直に設置した場合を示している。もちろん図示しないが法面に水平部を形成してそこに設置することもできる。
【００１０】
アンカー本体３はめっきなど耐食処理の施された鉄鋼材からなり、図２のように、地表から突出する部位に半径方向に張出す支持部３０を有している。
支持部３０は、この例では、溶接などによってアンカー本体外面に固着したブラケットからなり、先端にピンボルト５を挿通する通孔３００が設けられている。
【００１１】
アンカー本体３は、この実施例では、前記支持部３０よりも下方に、地表に接地する板部３１０とこれの下面およびにアンカー本体側面に端縁が接合された羽根板部３１１からなる抵抗板３１を有している。しかし、本発明は、かかる抵抗板３１を有しないものも含んでいる。
【００１２】
アーム４はめっきなどの耐食処理の施された鋼材から構成されており、下端には条体２に対する連結部４０が設けられている。アーム４は中間部に通孔４１が設けられ、上端部４２がアンカー本体３に接触するように傾斜された状態で通孔４１が前記支持部３０の通孔３００と合わせられピンボルト５が挿通されてナット５’と螺合されることで枢支されている。傾斜角度αは地質、荷重などに応じてたとえば２０〜６０度の範囲から適宜選定すればよい。
【００１３】
この例ではアーム４は２枚の板４ａ、４ａを平行に配し、それらを複数の連結片４ｂで間隔的に結合することで構成され、２枚の板４ａ、４ａの間に前記支持部３０が交差状に挿入されるようになっている。上端部４２は連結片４ｂと端板４ｃとで補強されている。
連結部４０はこの例では２枚の板４ａ、４ａに通孔４００，４００を設けることで構成され、ここに条体２の端部２０を交合状に位置させ、ピンボルト６を挿通し、ナット６’を螺合することで連結されている。
【００１４】
本発明は前記態様に限定されるものではなく、種々の態様を採用し得る。
まず、条体２は、ワイヤーロープだけでなく繊維ロープ、ワイヤーと繊維との複合ロープ、さらにはチェーン、金属、非金属、あるいはそれらの複合材からなるロッドなどを含んでいる。
支持部３０とアーム４は種々の構成を採用しうる。たとえば支持部３０をヨーク状に構成し、アーム４を単板に構成してもよい。アーム４が単板の場合、連結部４０として通孔が設けられ、該通孔にシャックルの脚端穴部が合わされてピンが挿通され、そのシャックルに条体の端末部２０が交合状に取付けられる。
【００１５】
アーム４の上端部４２は、通常、アンカー本体３に当接されるだけでよいが、場合によっては、みだりに振動などでがたつくことがないよう、図２の仮想線で示すように、上端部４２に通孔を設けてこれにワイヤーやロープなどの連結手段７を通し、アンカー本体３と係止してもよい。
また、アーム４の上端部４２が側方に位置ずれしないように図４のようにアンカー本体３に外れ止め３２，３２を突出させておいてもよい。
【００１６】
【実施例の作用】
実施例の使用法と作用を説明すると、アーム４をアンカー本体３と略平行となるように支持部３０を支点として起立させ、この状態でアンカー本体３を施工予定部位に打ち込む。所定の長さアンカー本体３を打ち込んだ状態では、アーム４は地表から突出している。
【００１７】
そこで次に、アーム４の上端部４２がアンカー本体３に当接するまでアーム４を谷側に倒してさせる。条体２はあらかじめアーム４の連結部４０に連結しておくことが好ましく、こうしてアーム４が倒されると、上端部４２がアンカー本体３に受け止められられ、傾斜角度αが固定される。あとは条体２を法面ＳＬと略平行状に導いて対象物Ｇに連結すればよく、したがって作業は簡単であり、これで図１のように荷重を支える。
【００１８】
このように設置された状態では、対象物Ｇから条体２に伝達された荷重は傾斜角度αのアーム４の上端部４２を介してアンカー本体３に伝達され、耐力に見合った反力支持点が形成される。そして、外力が増した際には、対象物Ｇから条体２に伝達された荷重によりアーム４は支持部３０の枢支部を支点として傾動しようとし、それにより、てこの原理で外力（水平力）はアンカー本体３の上部を山側に押圧する成分に変化させられる。
したがって、本発明においては、アンカー本体３の谷側へのおじぎ（転倒モーメント）が防止され、変位の抑制と耐力の向上を図ることができる。
【００１９】
そして、施工上も、部材数が少なく、アンカー本体３の谷側を掘削する必要がないため施工性がよく、地盤耐力の低下も招かない。さらに、施工場所での水平部確保や段切り掘削を要さず、地軸に垂直にも施工できる。
【００２０】
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だけではなく、ポケット式ロックネットのロープや覆式ロックネットを施工するためのアンカー、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を固定するための法面アンカーなどにも適用される。
【００２１】
次に、本発明を実地に試験した結果を示す。
アンカー本体は、全長２７００ｍｍ（地中埋め込み長さ：２０００ｍｍ）、直径１１４ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの鉄鋼パイプを使用し、地中埋め込み長さの上端位置に接地板と３００×３００ｍｍの羽根板を有する抵抗板を設け、接地板から約３１５ｍｍの位置に、長さ３７８ｍｍ、厚さ１６ｍｍの鋼板製ブラケットを溶接して支持部を作った。
【００２２】
アームとして、長さ９５９ｍｍ、最大幅２３０ｍｍ、厚さ６ｍｍの鋼板を２枚対峙させて帯板で間隔を固定したものを使用し、長さ方向略中央部に枢支用の通孔を明け、下端部に条体との連結用の通孔を設けた。該アームの枢支用の通孔を前記ブラケットに合わせ、ボルトナットで連結した。アームの傾斜角度は４５度とした。
条体には、構成が３×７、直径１８ｍｍのワイヤーロープを使用した。
【００２３】
〔比較例〕−ロケットアンカー
全長２０００ｍｍ、直径１１４ｍｍ、厚さ４．５ｍｍ、の鉄鋼パイプの上端から約２００ｍｍの位置に、接地板と３００×３００ｍｍの羽根板を有する抵抗板を設けたアンカー本体を使用した。アンカー本体の抵抗板よりも上位にボルトを横通してワイヤーロープの係止部とした。ワイヤーロープは第１例と同じものを使用し、これの端末をアンカー本体の頭部に嵌め、係止部で上方への外れを止めた。
【００２４】
前記本発明品例及び比較例を地中に設置して、耐力と変位を試験した。
土質条件は関東ローム層、Ｎ≒３、前日の降雨で地盤強度は通常時よりも低下していた。
比較例の設置法：エアパンチャーを使用して打ち込み、ワイヤーロープの端末をアンカー本体の頭部に嵌め、係止部で上方への外れを止めた。
【００２５】
本発明品の設置法：アームをアンカー本体と平行状になるように起立させた状態で、エアパンチャーを使用してアンカー本体を打ち込んだ。次いで、アームを傾斜させアームの下端部分にワイヤーロープの端末アイを連結した。
【００２６】
以上のようにして得られた各アンカーについて、水平引張り荷重を作用させ、水平変位のみ増加して、それ以上荷重が増加しなくなる点を終点として荷重を増加させた。試験方法を図５に示す。引張り荷重は油圧ジャッキで付加し、ロードセル及び弦巻式の伸び計に連結しているデータローガから３秒ごとに荷重及び変位を測定した。
【００２７】
限界荷重ｔｆ（Ｐｕ）と降伏荷重ｔｆ（Ｐｙ）、限界変位ｍｍ(δu),降伏変位ｍｍ（δy）の測定結果は次のとおりである。
比較例：限界荷重＝７．５５ｔｆ、降伏荷重＝５．９０ｔｆ、限界変位＝１２９．６ｍｍ、降伏変位＝３４．６ｍｍ
本発明品：限界荷重＝６．０ｔｆ、降伏荷重＝５．２ｔｆ、限界変位＝−９ｍｍ、降伏変位＝−５ｍｍ
【００２８】
この結果から、本発明品は限界荷重と降伏荷重は比較例に比べて大差がないが、降伏変位及び限界変位はそれぞれ著しく減少し、変位抑制力が極めて改善されていることがわかる。本発明品と比較例の水平引張り荷重の変化と変位の変化は図６のとおりであり、きわめて変位が少ないことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項1によれば、ロープで代表される条体を支持するため法面に設置されるアンカーにおいて、地表から突出する部位に外方に張出す支持部３０を設けたアンカー本体３と、下端に条体２との連結部４０を有し一端が支持部３０よりも上位のアンカー本体外面に当接するように中間部が前記支持部３０に枢支された傾斜状のアーム４とを備えているので、アンカーの変位を抑えて耐力を著しく増加させることができ、しかも構造が簡単で特別な掘削を必要としないので、施工性もよいなどのすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明のアンカーの設置例を示す側面図である。
【図２】本発明アンカーの拡大側面図である。
【図３】本発明アンカーの平面図である。
【図４】本発明の他の態様を示す部分的斜視図である。
【図５】本発明アンカーの具体例の試験方法を示す説明図である。
【図６】具体例と比較例の荷重〜変位曲線図である。
【符号の説明】
１アンカー
２条体
３アンカー本体
４アーム
３０支持部
４０連結部
４２上端部

Claims

ロープで代表される条体を支持するため法面に設置されるアンカーにおいて、地表から突出する部位に外方に張出す支持部３０を設けたアンカー本体３と、下端に条体２との連結部４０を有し一端が支持部３０よりも上位のアンカー本体外面に当接するように中間部が前記支持部３０に枢支された傾斜状のアーム４とを備えていることを特徴とする高耐力土中用アンカー。