JP3943411B2 - 土中用アンカー - Google Patents
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Description
【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土中用アンカーに関する。
【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、そのロープの上方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、一般に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は、極限耐力として所定の効果はあるけれども、荷重特に5トン以下の比較的低荷重時での変位量が多く、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。
【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、比較的低荷重時の変位が少なく、構造簡易で施工も容易な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の端部を支持するため法面に設置されるアンカーであって、該アンカーが、条体に対する連結部を中間に有する溝形鋼からなる基板部と、該基板部よりも短い長さを持ち基板部の両端部に平面H状をなすように一体化されそれぞれに杭体挿通穴を配した2つの溝形鋼からなる固定板部とを有するアンカー本体と、複数本の杭体とを備え、前記一方の固定板部が谷側の地表に、他方の固定板部が山側の地表に位置され、杭体が前記固定板部の杭体挿通穴通して地中に打ち込まれることを特徴としている。
【0008】
基板部と固定板部は下方に開口を向けた溝形鋼から構成されていることが好ましい。
【0009】
【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、(a)では柵、(b)では三角錐状の枠体であるが、これらに限定されるものではない。
1は本発明の地中用アンカー、2は一端が地中用アンカー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。図1(a)は地中用アンカー1を法面SLに対して略直角に設置した場合を、図1(b)は法面SLに水平部SL’を段切り形成し、そこに地中用アンカー1を設置している。
【0010】
図2ないし図5は本発明による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、複数本の杭体4とから構成され、条体2は前記アンカー本体3の地表から突出した中間部に連結され、谷側に導かれている。
【0011】
アンカー本体3は、所要の長さを有する基板部5と、該基板部5の長手方向両端に平面H状をなすように一体化された2つの固定板部6a、6bとを有してしており、基板部5の中間部位には条体2の連結部7が固設され、各固定板部6a、6bには前記杭体4を挿通して地中に打ち込むための挿通穴9がそれぞれ複数個ずつ設けられている。
【0012】
前記基板部5と固定板部6a、6bは耐食性の良好な鉄鋼材たとえば溝形鋼からなり、地表面に適度に喰い込んでずれを防止すべく開口が下方に向くように配されている。基板部5の両端部は固定板部6a、6bの長手方向中間部に当接される形態で一体化されている。この例では、基板部5の両端部から固定板部6a、6bにそれぞれ連結プレート8、8を渡して溶接している。
【0013】
また、連結強度を増すとともに荷重の伝達を確実にするため、図5のように、固定板部6a、6bの軸線上に基板部5内にいたる補強プレート9が挿入され、ウエブとフランジとの接触部分が溶接されており、さらに、基板部5内には固定板部6a、6bのフランジに対応する位置に補強プレート9’が配されウエブとフランジとの接触部分が溶接されている。
【0014】
条体2に対する連結部7は、この例では通孔700を有する2枚のブラケット7a、7aを基板部5の長手方向ほぼ中間部位に溶接することで構成され、ブラケット7a、7aに条体2の端部20を交合状に位置させ、ピンボルト10を通孔700に挿通し、ナット10’を螺合することで条体2を連結するようになっている。
【0015】
杭体4は所要の長さを有するピンないしは棒からなり、たとえば丸棒鋼が使用される。杭体4は上端付近に固定板部6a、6bの上面に当接するつば4aが固着されている。
【0016】
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。
1)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。
2)連結部7は単板であってもよく、その場合は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。
3)固定板部6a、6bはもう一組ずつ増加されてもよい。
【0017】
【実施例の作用】
実施例の使用法と作用を説明すると、設置予定の法面SLに1方の固定板部6aが山側、他方の固定板部6bが谷側にそれぞれ位置するように配置し、この状態で固定板部6a、6bに配されている挿通穴9を通して杭体4を地中に打ち込む。これにより、溝となっている固定板部6a、6bと基板部5は地表に密着される。
あとは、基板部5に突出している連結部7に条体2の端部20を連結し、法面SLに沿って導いて対象物Gに連結すればよく、したがって作業は簡単であり、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。
【0018】
これで図1のように荷重を支える。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基板部5の中間にある連結部7を介して基板部5に伝達されるが、基板部5は山側の固定板部6aと谷側の固定板部6bに剛結されそれら固定板部6a、6bがそれぞれ複数本の杭体4,4で地中に固定されているので、耐力に見合った反力支持点が形成される。
【0019】
そして、外力が増した際には、対象物Gから連結部7を介して基板部5に伝達された水平引張り荷重により、谷側の固定板部6bとこれに刺さった杭体4には圧縮荷重が、山側の固定板部6aとこれに刺さった杭体4には引抜き荷重がおのおの作用し、それらのバランスで変位が低減される。したがって、本発明においては、アンカーの谷側へのおじぎ(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。
【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:
幅100×高さ50mm、長さ900mmの溝形鋼の中間位置に、連結部として高さ360mm、幅250mm,厚さ12mmのブラケットを溶接して基板部とし、これの両端に幅100×高さ50mm、長さ800mmの溝形鋼の中間部を当接し、補強プレートを渡して溶接し、固定板部とした。固定板部には4個の挿通穴を配した。
【0022】
杭体:直径22mm、全長1500mmの丸棒鋼の上端付近に50mm角のつばを溶接したものを8本使用した。
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1〕
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】
〔比較例2〕−単体組立てアンカー
アンカー本体:幅100×高さ50mm、長さ900mmの溝形鋼の中間位置に、連結部として直径25mm、高さ150mmのU状棒鋼をフランジに当接させて溶接し、溝形鋼からなる固定板部には4個の挿通穴を配した。
杭体:直径22mm、全長1500mmの丸棒鋼の上端付近に50mm角のつばを溶接したものを4本使用した。
【0025】
前記本発明品例及び比較例1,2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1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。
比較例2の設置法:アンカー本体を地表に配し、大ハンマーで杭体を打ち込んだ。連結部にワイヤーロープの端末アイを連結した。
【0026】
本発明品の設置法:固定板部が引張り方向に対して前後に位置するようにアンカー本体を地表に配し、大ハンマーで杭体を打ち込んだ。連結部にワイヤーロープの端末アイを連結した。
【0027】
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。
【0028】
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1:限界荷重=7.55tf、降伏荷重=5.90tf、限界変位=129.6mm、降伏変位=34.6mm
比較例2: 限界荷重=2.5tf、降伏荷重=1.7tf、限界変位=25mm、降伏変位=6mm
本発明品:限界荷重=5.13tf、降伏荷重=3.46tf、限界変位=37.0mm、降伏変位=8.8mm
【0029】
この結果から、本発明品は比較例2に比べて限界荷重と降伏荷重がそれぞれ約7割以上と大幅に増加している。比較例1に比べて限界荷重と降伏荷重は劣るが、降伏変位及び限界変位はそれぞれ減少し、変位抑制と引張り耐力が改善されていることがわかる。本発明品と比較例1、2の水平引張り荷重の変化と変位の変化は図7のとおりであり、5t程度までの荷重に対する変位が少ないことがわかる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項1によれば、対象物Gから条体2に伝達された荷重はアンカー本体の基板部5の中間にある連結部7を介して基板部5に伝達されるが、相対的に長い基板部5は相対的に短い山側の固定板部6aと谷側の固定板部6bに剛結されていてアンカー本体は平面H状をなし、それら固定板部6a、6bがそれぞれ複数本の杭体4,4で地中に固定されているので、外力が増した際には、対象物Gから連結部7を介して基板部5に伝達された水平引張り荷重により、谷側の固定板部6bとこれに刺さった杭体4には圧縮荷重が、山側の固定板部6aとこれに刺さった杭体4には引抜き荷重がおのおの作用し、それらのバランスで変位が低減される。したがって、比較的低荷重時でのアンカーの谷側へのおじぎ(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。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。
請求項2によれば、基板部5と固定板部6a、6bが下方に開口を向けた溝形鋼から構成されているので、アンカー本体3を施工場所の地表にしっかりと配置してずれ止めすることができ、アンカー本体3の製作も簡単にな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)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】本発明アンカーの分解状態を示す斜視図である。
【図5】 (a)はアンカー本体の部分切欠平面図、(b)は断面図である。
【図6】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7】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 杭体
5 基板部
6a、6b 固定部
7 連結部
9 挿通穴
Claims (2)
- ロープで代表される条体の端部を支持するため法面に設置されるアンカーであって、該アンカーが、条体2に対する連結部7を中間に有する溝形鋼からなる基板部5と、該基板部5よりも短い長さを持ち基板部5の両端部に平面H状をなすように一体化されそれぞれに杭体挿通穴9,9を配した2つの溝形鋼からなる固定板部6a、6bとを有するアンカー本体3と、複数本の杭体4とを備え、前記一方の固定板部6aが谷側の地表に、他方の固定板部6 b が山側の地表に位置され、杭体4が前記固定板部6a、6bの杭体挿通穴9,9を通して地中に打ち込まれることを特徴とする土中用アンカー。
- 基板部5と固定板部6a、6bが下方に開口を向けた溝形鋼から構成されている請求項1に記載の土中用アンカー。
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