JP3957657B2

JP3957657B2 - アンカーの構築方法

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Publication number: JP3957657B2
Application number: JP2003128310A
Authority: JP
Inventors: 吉田博; 南和夫
Original assignee: 有限会社吉田構造デザイン
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: JP2004332334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、深度の浅いアンカー孔で大きなアンカー耐力を確保できるアンカーの構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高強度鋼棒やＰＣ鋼撚り線等のアンカー体を用いたアンカー工法は古くから知られていて、各種の用途に用いられている。
例えば山岳地帯の落石や雪崩、崩落土砂の抑制手段として衝撃吸収柵が用いられるが、この種の衝撃吸収柵の反力源としてアンカーが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来のアンカー技術にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞作業環境が整った現場にアンカーを構築するのであれば特別問題にならないが、山岳地盤の急峻な斜面で、大型施工機材の搬入が困難な現場においては、従来のアンカー工を利用することは極めて困難である。
＜ロ＞大きなアンカー耐力を得るためには、アンカーを岩盤に定着させる必要がある。山岳地帯では岩盤までの深さが大きい場合が多く、アンカーの定着長を長く設計する必要があり、深いアンカー孔の削孔作業が困難を極め、アンカーの施工コストが非常に高くつく。
＜ハ＞岩盤より上の軟弱な地盤で大きなアンカー耐力を得るアンカー工法として、爆発アンカー工法が知られているが、この工法はアンカー孔内で爆発物を爆発させ、アンカーの孔奥部に形成した拡大空間を引張材の引き抜き抵抗の増加に活用するものである。
この爆発アンカーにあっては、爆発力を保持することが技術的に困難な上、孔壁の崩壊を防止することが難しく、予想したほどの拡幅効果が期待できない場合が多い。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、簡易な手法で以って爆発圧力の漏出を防止できるアンカーの構築方法を提供することを目的とする。
また、取扱性と製作コストの改善が図れる、アンカーの構築方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のアンカーの構築方法は、アンカー孔の孔奥部に装填した瞬間的膨張性物質の膨張圧力を利用してアンカー孔の孔奥部を拡幅し、該アンカー孔内に充填した固結材にアンカー体を定着させたアンカーの構築方法において、アンカー孔内に、一部または全長に亘って間詰材を透過し得る孔を形成した有孔構造の有孔筒を挿入し、該有孔筒で孔壁を支持しつつ、前記アンカー孔の孔奥部に瞬間的膨張性物質を装填し、前記有孔筒内に間詰材を充填して、有孔筒の孔を通じて孔壁と有孔筒の間隙を含めてアンカー孔の全断面を閉塞し、間詰材によりアンカー孔の全断面を封鎖した状態で、前記瞬間的膨張性物質の膨張圧力を利用してアンカー孔の孔奥部を拡幅し、充填した間詰材を除去した後、有孔筒で孔壁の崩落を防止した状態で、拡幅した孔内にアンカー体を挿入して固結材を充填したことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のアンカーの構築方法は、前記したアンカーの構築方法において、前記アンカー孔の削孔と並行して、又は削孔後に有孔筒をアンカー孔内に挿入することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のアンカーの構築方法は、前記したアンカーの構築方法において、瞬間的膨張性物質の膨張前に有孔筒を一定量だけ引き上げてアンカー孔の拡幅対象の孔壁を露出させて、孔奥部を拡幅することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
＜イ＞有孔筒
有孔筒３０は、アンカー孔２０の孔壁２１の崩壊を防止する、一部または全長に亘って有孔構造の筒体である。
有孔筒３０の径は、アンカー孔２０の孔径と略同径で良い。
有孔筒３０は孔壁２１の崩落を防止でき、かつ後述するように孔２０の拡幅時に容易に破壊する程度の強度設定とする。
かかる有孔筒３０の素材には、たとえば孔を開けた鋼製またはプラスチックパイプ、ポリエチレン樹脂にアラミド繊維等を挿入して網状に形成した樹脂製ネット状の筒体などが好ましい。
有孔筒３０はアンカー孔２０の全長に合わせて一本ものを使用したり、また運搬性や取扱性を考慮して、複数本を接続して用いても良い。
また、有孔筒３０の孔の径または目合い寸法は、後述する粒状の間詰材４０の外形より大きく、間詰材４０を容易に透過し得る寸法であれば良く、その大きさや形状は特に制約を受けない。
【００１０】
＜ロ＞アンカー体
アンカー体５０は、公知の各種構造のアンカーが適用可能である。本実施の形態で使用するアンカー体５０を図４に基づいて説明する。アンカー体５０の定着長部５１は、複数の引張材５４、５４・・をばらばらの状態にして構成し、その先端部と自由長部５２の境界部はばらけないように結束しておく。そして、操作線材５３の一方を定着長部５１の先端に連結し、アンカー体５０の基端から操作線材５３の引き出しを遠隔操作することにより、定着長部５１を構成する複数の引張材５４、５４・・が二点鎖線で示すようにたまねぎ状に膨らむ構成にしている。
本例では一般のＰＣ鋼撚り線を二つに折り返し、図外の折り返し部をフックとして形成した場合について説明するが、折り返さないで一本のＰＣ鋼撚り線を用いても良いことは勿論である。
なお、図４ではアンカー体５０の自由長部５２の範囲を露出状態で示すが、実際にはシースやテープ等で被覆してアンボンド構造を呈している。また、アンカー体５０を全長に亘って露出状態として、ボンド構造として用いる場合もある。
【００１１】
【作用】
つぎにアンカーの構築方法について説明する。
【００１２】
＜イ＞削孔
対象地盤に、ロッド１２の先端にビット１１を装着した公知の穿孔具１０を使用して、所定長さのアンカー孔２０を削孔する。
このとき、ロッド１２に有孔筒３０を外装させて、アンカー孔２０内に挿入する。これによって、アンカー孔２０の孔壁２１の崩壊を保護しつつ、削孔と有孔筒３０の挿入を並行して行うことができる（図３（ａ））。かかる方法は、軟弱な地盤に特に有用である。また、比較的良好な地盤では、削孔後すぐに有孔筒３０を挿入しても良い。有孔筒３０は軽量であるから、例えば急峻な斜面など施工条件が厳しい現場においても容易に取り扱い得る、施工性に優れたものである。
【００１３】
孔２０内に挿入する有孔筒３０は、必ずしも事前に筒状に形成しておく必要はなく、削孔した孔２０径を実測し、これを基に現場で形成しても良い。また、樹脂製ネット状物を孔２０径より小さく丸めた状態で孔２０内に挿入し、孔２０内に挿入した後に拘束状態を解放して、有孔筒３０の弾性力によって拡開させ、有孔筒３０を孔２０内に配置してもよい。
アンカー孔２０は、後述するように最終的に孔奥部を拡張するので、極端に深く削孔する必要はない。
【００１４】
＜ロ＞瞬間的膨張性物質の装填
所要の深さまで削孔を終えた後、有孔筒３０を孔２０内に残置させて穿孔具１０をアンカー孔２０から引き抜く。
次に、有孔筒３０の上部開口より瞬間的膨張性物質６０を挿入し、アンカー孔２０の孔奥部に装填する。
瞬間的膨張性物質６０は火薬等の爆発式、水蒸気等の圧力膨張式などの公知の瞬間的膨張性物質６０が使用でき、瞬間的膨張性物質６０に接続したリード線６１を孔２０外へ出しておく。
【００１５】
＜ハ＞アンカー孔の封鎖
次に、アンカー孔２０内に間詰材４０を充填する（図３（ｂ））。
間詰材４０としては、例えば、砂、砕石等の細骨材やこれらの各種代替材を使用できる。有孔筒３０の目合い寸法を１０×１０ｍｍ〜３０×３０ｍｍとした場合、間詰材４０としては７号砕石等を使用できる。
【００１６】
アンカー孔２０を掘削する方法としては、アウタケーシングとインナビットを組合わせて削孔する公知の方法があるが、この方法を採用した場合、ケーシング内空を間詰材４０で隙間なく詰め込んで封鎖しても、ケーシングとアンカー孔２０の周面間に生じた隙間はそのまま間詰材４０が充填されずに残り、爆発圧力の漏出要因となる場合がある。
このケーシングとアンカー孔２０の孔壁２１間の隙間を放置した場合、爆発力による拡張作用が半減するだけでなく、ケーシングが孔２０外へ勢いよく飛び出たり、爆発途中でリード線６１が破断したりする危険性がある。
【００１７】
そこで、図１に示す如く本発明のような有孔筒３０を用いることで、間詰材４０を有孔筒３０内は勿論のこと、有孔筒３０の目合いを通じて孔壁２１と有孔筒３０間の間隙にも隙間なく充填することができ、結果としてアンカー孔２０の全断面を確実に間詰材４０で封鎖できる。
【００１８】
＜ニ＞拡幅部の形成
既述したようにアンカー孔２０の全断面を封鎖した状態で、瞬間的膨張性物質６０を起爆させ、図３（ｃ）に示すような拡幅部２２を形成する。
アンカー孔２０内は、間詰材４０でアンカー孔２０の全断面が一定の長さに亘って遮蔽されているため、圧力の逃げ場のない遮蔽空間内で発生した爆発力により、その爆発力で有孔筒３０が容易に破損した後、周囲の地盤が破壊され、アンカー孔２０より大径の拡幅部２２が形成される。このとき、有孔筒３０は容易に破損し得るから、有孔筒３０を引上げる操作は不要である。
またアンカー孔２０の全断面を封鎖してあるので、拡幅部２２の形成作業中に有孔筒３０が飛び出たり、リード線６１が破断する心配はない。
【００１９】
＜ホ＞アンカー体のセット
有孔筒３０で孔壁２１の崩落を防止した状態で、アンカー孔２０内の間詰材４０や破砕土砂を除去する。除去手段としては、例えば圧搾空気を吹き込んで除去する方法が好適である。
なお、間詰材４０が後述する固結材と同じ役割を果たすものであれば、特に除去する必要はない。
【００２０】
つぎに有孔筒３０を通じてアンカー孔２０内に、非拡幅状態のアンカー体５０を挿入し、その基端に露出する操作線材５３のみを引き出す。定着長部５１を構成する複数の引張材５４、５４・・の中間が外方へ孕み出る様に変形して、たまねぎ状に拡幅する。この拡幅操作は拡幅部内で行われる（図３（ｄ））。
この操作によってアンカー体５０が拡幅形態に塑性変形する場合は、操作線材５３の固定は不要であるが、拡幅変形が戻る場合は操作線材５３を固定しておく。
【００２１】
＜ヘ＞固結材の注入
アンカー体５０の定着長部５１を拡幅させた後、有孔筒３０をそのまま孔２０内に残置した状態で、アンカー孔２０内にセメントミルク又はモルタルなどの固結材を充填して、たまねぎ状の引抜抵抗体７０を得る（図３（ｅ））。
有孔筒３０内部に充填された固結材は、有孔筒３０の目合いを通じて有孔筒３０外側の孔壁２１との間隙へ流出する。
すなわち、有孔筒３０の内外の固結材は、目合いを介して組織的に連続性を有すると共に、有孔筒３０が補強材としても機能するため、強固な構造体を造成することができる。
なお、アンカー孔２０の孔径が小さく、アンカー体５０の他に注入パイプを挿入できない場合は、アンカー体５０の挿入直前に固結材の充填作業を行ってもよい。
【００２２】
このようにして築造したアンカーは、拡張したアンカー体５０の定着長部５１と固結材との付着抵抗と、拡幅したアンカー孔２０の孔壁２１とたまねぎ状の固結による引抜抵抗体７０との付着抵抗に起因した高いアンカー耐力を得ることができる。
【００２３】
また、有孔筒３０を孔内に残置したままにすることで、孔壁２１との間に大きな抜取り抵抗が生じるため、より高いアンカー耐力が期待できる。
さらに、残置した有孔筒３０は、安価な材料にも関わらず、その特性は、高い引張強度が伸びの少ない時点で発揮され、また衝撃に対して破断や大きな損傷が認められず、高い保持率で充分に強度を発揮し、初期のクリープひずみが小さい上に、時間の経過に対するひずみの変化（クリープ係数）も小さく、長期間の供用に対しても充分に強度を発揮し、対象地盤の変状を防止することができる。
【００２４】
当然にアンカー体５０の定着長部５１が膨らむことで、固結材との接触面積が増大し、たまねぎ状に形成した引抜抵抗体７０と地盤との接触面積が増大することによる、引き抜き耐力が高くなる。
【００２５】
【発明の実施の形態２】
以上は、有孔筒３０をアンカー孔２０の孔奥部まで差し込んだ状態で、アンカー孔２０の孔奥部を拡幅した場合について説明したが、瞬間的膨張性物質６０の起爆前に、有孔筒３０を一定量だけ引き上げた後に拡幅するようにしてもよい。
これによって、アンカー孔２０の孔奥部の拡幅予定範囲の孔壁２１を覆う有孔筒３０がなくなり、瞬間的膨張性物質６０の爆発力を、直接アンカー孔２０の孔壁２１へ伝達できるから、拡幅効率がよくなる利点がある。
【００２６】
【発明の実施の形態３】
有孔筒３０は、穿孔具１０の削孔と並行して挿入する必要はなく、アンカー孔２０の削孔直後に、速やかに挿入するようにしても良い。
【００２７】
【発明の実施の形態４】
実施の形態１では、有孔筒３０をそのまま引抜抵抗体７０の構造部材として用いたが、有孔筒３０をアンカー体５０の挿入後、若しくは挿入直前に撤去し、アンカー孔２０内に直接固結材を充填してもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態５】
図５を基に上記した実施の形態１と異なる形式のアンカー体５０を用いた他の実施形態を説明する。
【００２９】
本例で使用するアンカー体５０は、その定着長部５１を構成する複数の引張材５４、５４・・がアンカー孔２０内でラッパ状に拡がるように構成したものである。
【００３０】
アンカー体５０を構成する複数の引張材５４、５４・・の先端は、取り外し可能なキャップ形の仮止め具５５で束ねておき、拡幅したアンカー孔２０内で図示しない突棒などで仮止め具５５を突いて取り外せるようにしておく。
仮止め具５４の取り外しによって複数の引張材５４は二点鎖線で示すように、自己弾発力によってラッパ状に拡がり、この拡がった状態を維持するように構成してある。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、削孔したアンカー孔に有孔筒を挿入し、孔奥部に瞬間的膨張材を装填して膨張させることにより、容易に拡幅部を形成することができるアンカー工法で、有孔筒を用いることにより、アンカー孔の全断面が確実に封鎖でき、アンカー孔の拡幅要因である爆発圧力の漏出を確実に防止できるから、所望の大きさの拡幅を得ることができる。
また、有孔筒の飛び出しやリード線の破断も防止して安全に施工できる。
殊に有孔筒を樹脂製素材で形成することにより、有孔筒は軽量に仕上がる結果、取扱性は容易となり、また製作コストも安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンカーの構築技術の説明図。
【図２】図１におけるII−IIの断面図。
【図３】アンカー工の説明図。
【図４】アンカー体の説明図。
【図５】一部を省略した他のアンカー体の説明図。
【符号の説明】
１０・・・穿孔具
２０・・・アンカー孔
２１・・・孔壁
２２・・・拡幅部
３０・・・有孔筒
４０・・・間詰材
５０・・・アンカー体
５１・・・定着長部
５２・・・自由長部
５３・・・操作線材
５４・・・引張材
６０・・・瞬間的膨張性物質
６１・・・リード線

Claims

アンカー孔の孔奥部に装填した瞬間的膨張性物質の膨張圧力を利用してアンカー孔の孔奥部を拡幅し、該アンカー孔内に充填した固結材にアンカー体を定着させたアンカーの構築方法において、
アンカー孔内に、一部または全長に亘って間詰材を透過し得る孔を形成した有孔構造の有孔筒を挿入し、
該有孔筒で孔壁を支持しつつ、前記アンカー孔の孔奥部に瞬間的膨張性物質を装填し、
前記有孔筒内に間詰材を充填して、有孔筒の孔を通じて孔壁と有孔筒の間隙を含めてアンカー孔の全断面を閉塞し、
間詰材によりアンカー孔の全断面を封鎖した状態で、前記瞬間的膨張性物質の膨張圧力を利用してアンカー孔の孔奥部を拡幅し、
充填した間詰材を除去した後、
有孔筒で孔壁の崩落を防止した状態で、拡幅した孔内にアンカー体を挿入して固結材を充填したことを特徴とする、
アンカーの構築方法。
請求項１において、前記アンカー孔の削孔と並行して、又は削孔後に有孔筒をアンカー孔内に挿入することを特徴とする、アンカーの構築方法。
請求項１において、瞬間的膨張性物質の膨張前に有孔筒を一定量だけ引き上げてアンカー孔の拡幅対象の孔壁を露出させて、孔奥部を拡幅することを特徴とする、アンカーの構築方法。