JP3969571B2 - 棒状部材の締結用部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状部材の締結用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路や造成地などの法面を補強する工法の一つとして、法面に金網などの網状体を敷設した後に、この網状体上に鉄筋およびコイルを格子状に配置し、この後に格子状の鉄筋およびコイルを埋めるようにモルタルを吹き付けて、法面上に鉄筋入りの格子状法枠を施工する工法がある。
【０００３】
この工法によれば、法枠が格子状であって縦横に連続していることから、法面表層の剥落に対して強い抵抗力を発現させることができる。
【０００４】
ところが、上記の工法では、法面表層の剥落抑止の抵抗力を、モルタルによる格子状法枠の重量だけに頼ることから、急傾斜の法面では抵抗力が不足する場合があり、このことから本発明者は、格子状鉄筋の交差部にアンカーを設置することを思いついたのである。
【０００５】
即ち、格子状鉄筋の交差部に、硬い地盤にまで届かせるようにアンカー設置用の孔を穿って、このアンカー穴にアンカーを挿通させ、更に、アンカー穴にグラウトを充填してアンカーの定着を図る一方、アンカー固定用のスペーサ構造を設置して、モルタルの吹き付けによる格子状法枠の上部側に、アンカーの頭部を露出させるようにし、そして、アンカーにナットを螺合させて、このナットをスペーサ構造の支圧部材に当接させるように螺進させ、更に、ナットを螺進させてアンカーの締め固めを行い、もって、支圧部材を反力部材にしてアンカーに張力を付与させて、アンカーに与えた張力を地盤に伝えさせる。
【０００６】
このアンカー導入の工法によれば、アンカーが剥落抑止の大きな抵抗力を発現することから、急傾斜の法面であっても、これを格子状法枠の施工対象にすることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、法面によっては、アンカーを深部の硬い地盤にまで届かせる上で、長大なアンカーの多数本を要することがあり、かつ、アンカーとして、一般にはナットの螺合が可能な例えばねじ節鉄筋が用いられるが、ねじ節鉄筋では、これが長大になるほどに重たくなることから、取り扱いの面ならびに施工性の面で改善の余地があった。
【０００８】
ここで本発明者は、更に鋭意研究・開発を重ねた結果、アンカーとして、繊維製等の非金属製の軽量な棒状部材を選択すれば、取り扱い面ならびに施工性の面での向上を図り得ることに加えて、防錆処理が不要になる点で好適であるとの結論に達したのである。
【０００９】
しかしながら、アンカーとしてねじ節鉄筋を用いる場合は、これにナットを螺合させることで、アンカーに容易に張力を付与させることができるのであるが、繊維製等の棒状部材は、製造工程上断面を真円にすることは困難であり、これに加工を施してねじ節を備えることが技術的に不能であった。
【００１０】
そのため、棒状部材にねじ節部材を装着させる方法として、くさびの使用や硬化性樹脂を用いる方法が考案されているが、くさびが棒状部材に食い込み繊維断烈を引き起こしたり、硬化性樹脂の接着力不足の為、張力を掛ける際にナットとねじ節部材が共回りをしてしまう等の問題点があった。
【００１１】
別の観点から、プレストレストコンクリート構造物の緊張材や海洋構造物の接合用緊張材などとして、繊維製等の非金属製の棒状部材を用いる場合も、上記と同様の問題が生じるのであった。
【００１２】
本発明は、かゝる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、繊維製等の非金属製の棒状部材であっても、これに確実に装着して張力を付与できる棒状部材の締結用部材を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明による棒状部材の締結用部材は、スペーサ構造やその他の構造物などの支圧部材に雌ねじ部材を当接させて、繊維製等の棒状部材に張力を付与させるための雄ねじ部材であって、雄ねじ部材の長手方向への変位に対する抵抗力を増加させる為に挿入孔の長手方向断面が少なくとも雄ねじ部材の設置方向の開口側に向かって縮小すると共に、硬化材と雄ねじ部材の接着部分の回転に対する抵抗力を増加させる為に横断面が非真円状となる挿入孔を備えてなる点に特徴がある（請求項１）。
【００１４】
上記の構成によれば、雄ねじ部材の挿入孔に棒状部材を挿入させた状態で硬化性樹脂等の硬化材を充填して装着する事で、硬化性樹脂の接着力に加えて、雄ねじ部材の挿入孔形状が横断面非真円状であるため、雄ねじ部材の回転を防止できる。また、長手方向（縦）断面が開口側に向かって小さくなるような形状であるため、支圧板を介して雄ねじ部材に補強対象物からの力が作用した際、雄ねじ部材が変位しようとするほど、挿入孔表面とテーパ状に充填された硬化材との界面の圧力が高まり、一体化したくさび効果により雄ねじ部材の縦方向への変位が効果的に抑止される。
【００１５】
このように、雄ねじ部材と棒状部材との一体化が成されるのであり、ここで雌ねじ部材を螺進させて、雌ねじ部材を支圧部材に当接させ、この状態で更に雌ねじ部材を螺進させると、支圧部材を反力点にして、棒状部材に張力が付与されることになる。
【００１６】
従って、本発明にかゝる特異な構成の締結用部材によれば、ナットを螺合させ得ない棒状部材であっても、これに張力を付与させ得ることから、例えば法面の補強工法に用いるアンカーや、その他の構造物の緊張材などとして、これを軽量の例えば繊維製等の棒状部材を選択することで、取り扱い並びに施工性の向上が達成されるのである。
【００１７】
また、挿入孔表面が凹凸を有することが好ましく（請求項２）、接着面積を増加させ、引掛り部を付ける、所謂投錨効果により、棒状部材と雄ねじ部材との一体化がより一層強固なものと出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は法面Ｎ上へのモルタル（またはコンクリート）１の吹き付けによる鉄筋入り格子状法枠２の施工状況を示しており、この施工に際して、法面表層の剥落に対して強い抵抗力を発現させるために、格子状に配筋する鉄筋３，３の交差部にアンカー導入用のスペーサ構造４を設置するようにしている。
【００１９】
このスペーサ構造４は、格子状法枠２の上部側にアンカー５の頭部を露出させるものであって、図３に示すように、法面Ｎ側への載置面板６と、アンカー挿通空間（図２を参照）Ｐの構成部材７、及び、アンカー５の頭部側に装着される締結用部材８の受け面板９とを備えてなる。
【００２０】
具体的には、スペーサ構造４は金属製（その他、強化プラスチック製やセラミック製、コンクリート製などが任意に選択される。）であって、法面Ｎ側への載置面板６と締結用部材８の受け面板９とを、それぞれフラットな板状部材から構成し、かつ、一方の受け面板９にアンカー５の外径よりもやゝ大きなアンカー挿通孔ａを形成すると共に、他方の載置面板６には、上記のアンカー挿通孔ａよりも大なるアンカー挿通孔ｂを形成している。
【００２１】
そして、アンカー挿通空間Ｐの構成部材７として、上部側の内径と下部側の内径とがアンカー挿通孔ａ，ｂとほゞ同じの下拡がり形状の筒状部材を選択して、この構成部材７を、受け面板９と載置面板６とにわたって且つアンカー挿通孔ａ，ｂのまわりに同芯状に設けてなる。
【００２２】
ここで、スペーサ構造４を楽に取り扱えるように、この実施の形態では、スペーサ構造４を分割タイプのものに構成している。即ち、アンカー挿通空間Ｐを形成する構成部材７と受け面板９を、例えば溶接によって一体化する一方、これとは別体の載置面板６に、上記の構成部材７を位置決め状態で嵌合保持するための係止片ｅを設けている。
【００２３】
次に、モルタル１の吹き付けによる鉄筋入り格子状法枠２の施工手順の一例を図１及び図２に基づいて説明すると、先ずは、必要に応じて予め均し作業がなされた法面Ｎ上に、目合いが５〜６ｃｍ程度の例えば菱形金網などの網状体１１を敷設し、かつ、補助アンカー１２を適宜の間隔で法面Ｎに打ち込んで、この網状体１１を法面Ｎに固定する。
【００２４】
そして、格子状に配筋される鉄筋３，３の交差部に相当する部位に、深部の硬い地盤に届くアンカー穴１３を形成すると共に、必要に応じて、このアンカー穴１３の口部にウエスなどの詰め物を押し込んで、アンカー穴１３への土砂などの落ち込みを防止し、かつ、このアンカー穴１３のまわりに下地用のモルタル１４を供給して、その表面をアンカー穴１３の中心軸線と直角になるようにフラットに均し、このフラット面をスペーサ構造４の設置部Ｓとして、詰め物を撤去するのである。
【００２５】
次いでアンカー５を、その頭部をスペーサ構造４の上部側に露出させる長さに設定して、これをアンカー穴１３に挿入し、アンカー穴１３に、その上面を法面Ｎよりもやゝ控えさせる状態でグラウト（セメントミルク）１５を注入して、地盤に対するアンカー５の定着を図るのである。
【００２６】
次に、アンカー５の外径よりもやゝ大なるアンカー挿通孔ｃを中央部に形成した鋼板製の受け面材１６を、スペーサ構造４の載置面板６よりも大なる形状のものにして、これのアンカー挿通孔ｃにアンカー５を挿通させる状態で、この受け面材１６をスペーサ構造４の設置部Ｓに配置し、かつ、アンカー挿通孔ｃとアンカー穴１３との中心軸線をほゞ一致させた状態で、適宜に滑り止め用のアンカー１７を打設するのである。
【００２７】
続いて、アンカー挿通孔ｂにアンカー５を挿通させるようにして、スペーサ構造４の載置面板６を受け面材１６上に配置すると共に、構成部材７を一体に備えた受け面板９を、それのアンカー挿通孔ａにアンカー５を挿通させる状態で、かつ、係止片ｅによって位置決めする状態で、それの構成部材７を載置面板６の上部に配置するのである。
【００２８】
次いで、吹き付けモルタル１とアンカー５との縁切り用の筒体２０を、グラウト１５の表面部に達する長さに設定して、これをアンカー５に被せつつ、これのフランジｉを受け面板９に着座させる一方、アンカー５に球面座金２１を嵌合保持させ、かつ、締結用部材８を締め込み、球面座金２１を反力部材にしてアンカー５を緊張させて、この張力を地盤に伝えることで、法面表層の剥落に対して強い抵抗力を発現させるのである。
【００２９】
そして適宜、締結用部材８を含めてアンカー５の頭部に保護キャップＣを被せる一方、上記の作業に並行して、２本の鉄筋３，３を、スペーサ構造４を挟むようにして、かつ、法面全体で格子状を呈するように網状体１１上に配置し、この鉄筋３，３の配置に際して、鉄筋３，３を法面Ｎ上に若干浮かせて保持するために、法枠形成用の枠体２２を鉄筋３，３の長手方向に間隔を隔てて設置するのである。
【００３０】
法枠形成用の枠体２２は、溶接による鉄筋の組み合わせ構造からなるもので、一対の半円形状を呈する枠部材２３，２３と、この枠部材２３，２３を一体化させる連結部材２４，２４と、この連結部材２４，２４にわたる鉄筋保持部材２５，２５とからなる。
【００３１】
この法枠形成用の枠体２２は、その高さが１５〜２０ｃｍ程度で、幅が３０ｃｍ程度であり、かつ、長さが３０〜６０ｃｍ程度のものであって、鉄筋保持部材２５には、平行に配筋する鉄筋３，３の位置保持部ｈ，ｈが逆Ｖの字状に形成されている。
【００３２】
上記の構成によれば、鉄筋３，３を法面Ｎ上に格子状に配置し、かつ、この鉄筋３，３を跨ぐように枠体２２を設置した上で、鉄筋３，３を保持部ｈ，ｈ側に持ち上げて、これを番線などによって鉄筋保持部材２５に結束させることで、鉄筋３，３を法面Ｎ上の所定の高さ位置に保持させることができる。
【００３３】
次に、格子状鉄筋３，３で囲われた部位を植生域とするように、この部位の網状体１１上に養生シート２６を配置すると共に、法枠形成用の枠体２２をモルタル１の吹付け幅および吹付け高さの目安にして、かつ、スペーサ構造４を埋め込むようにして、格子状の鉄筋３，３ならびに法枠形成用の枠体２２にモルタル１を吹き付けるのである。
【００３４】
そして必要ならば、モルタル１の所定の養生後にキャップＣを取り外して、アンカー５に備えた締結用部材８を増し締めし、球面座金２１を反力部材にして、アンカー５を更に緊張させて、法面表層の剥落に対して更に強い抵抗力を発現させるのであり、この締結用部材８の締め込みに並行して養生シート２６を取り外し、植物種子を含む植生用の厚層基材２７を植生域に吹き付けることで、緑化を伴わせての鉄筋入り格子状法枠２による法面補強の施工を完了するのであり、必要に応じて最終的に、締結用部材８を含めてアンカー５の頭部に、上記の取り外した保護キャップＣを被せるのである。
【００３５】
上記の法面補強の施工によれば、法面表層の剥落抑止の抵抗力を、モルタル１による格子状法枠２の重量に頼ることに加えて、アンカー５が剥落抑止の大きな抵抗力を発現することから、急傾斜の法面Ｎであっても、また、地耐力の小さな地盤であっても、これの安定化を効果的に達成することができる。
【００３６】
また、アンカー５に対する締結用部材８を格子状法枠２の上部側に露出させることから、締結用部材８の締め込みによる施工途中での法面Ｎの安定化はもとより、モルタル１による格子状法枠２の成形後においても、締結用部材８の締め直し等のアンカー５に対する後作業も容易に行うことができる。
【００３７】
ここで、この実施の形態では、アンカー５として、取り扱い並びに施工性に優れる軽量な繊維製の棒状部材を選択しており、具体的には、図４に示すように、例えばアラミド繊維やＦＲＰ繊維などの合成樹脂繊維２８をエポキシ樹脂で固化させることに加えて、同じく例えばアラミド繊維などによる紐状繊維２９を表面部に巻付けて、これをエポキシ樹脂で固化させた繊維製の棒状部材をアンカー５としており、このアンカー（以下、棒状部材と言う。）５の断面形状を楕円形に成形している。
【００３８】
この棒状部材５によるアンカー導入の手段では、単純なナットでの締め固めが不能であることは記述した通りであることから、棒状部材５によるアンカーの締め固めを可能にするために、締結用部材８を次のように構成している。
【００３９】
即ち、この締結用部材８は、図５及び図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、中心部に棒状部材５の挿入孔３１を備えた雄ねじ部材３２と、それと対となる雌ねじ部材３３からなり、前記挿入孔３１の縦断面が少なくとも雄ねじ部材設置方向の開口部へ向かって縮小し、かつ、挿入孔３１横断面が非真円状となるように構成しているのである。
【００４０】
そして、図７（Ａ）に示すように、挿入孔３１に棒状部材５の端部を挿入させた後に、硬化性樹脂３４を当該内部空間に充填して硬化させることにより、雄ねじ部材３２と棒状部材５とを一体化させるのである。
【００４１】
硬化性樹脂３４は、ホルムアルデヒド樹脂系，架橋型樹脂系どちらでも良いが、棒状部材５と馴染みが良く低膨張性のもの、例えばエポキシ樹脂やフェノール樹脂等を使用するのが望ましい。
【００４２】
縦断面をテーパ状としているのは、雄ねじ部材３２の縦方向への変位に対する抵抗力を増加させる為に、また、横断面の非真円状とは、図５・図６・図９・図１０に示すように、例えば略楕円形状や略多角形状，略星形状，略円鋸形状等であり、硬化性樹脂３４と締結用部材８の接着部分を、回転に対して抵抗力を増加させる為に構成している。
【００４３】
この際、図８（Ｂ）にも示すように、棒状部材５を略楕円形状にしていることから、棒状部材５に対する雄ねじ部材３２の共回りは確実に防止されるのであり、また、紐状繊維２９を棒状部材５の表面部に巻付けて凹凸を形成させていることも併せて、棒状部材５に対する雄ねじ部材３２の一体化が達成される。
【００４４】
また、挿入孔３１表面に凹凸を有するようにすると、投錨効果が増大し、棒状部材５と雄ねじ部材３２との一体化がより一層強固なものとなる。
【００４５】
従って後は、図７（Ｂ），図８（Ａ）に示すように、雄ねじ部材３２の一端側か他端側に向けて雌ねじ部材３３を螺進させて、この雌ねじ部材３３を雄ねじ部材３２の他端側に設置してある球面座金２１に当接させると共に、更に雌ねじ部材３３を螺進させることで、棒状部材５は、スペーサ構造４の受け面板９に着座の球面座金２１を支圧部材にして、この支圧部材２１を反力点にして緊張されるようになる。
【００４６】
即ち、上記の構成による締結用部材８によれば、アンカーを繊維製等の軽量なる棒状部材５にしても、また別の観点から、プレストレストコンクリート構造物の緊張材や海洋構造物の接合用緊張材などとして、繊維製等の非金属製の棒状部材を用いる場合であっても、棒状部材５の締め固めが可能になるのであって、取り扱い並びに施工性の向上が達成されるのである。
【００４７】
雌ねじ部材３３を螺進させて張力を付加させる上で、上記の構成による締結用部材８に、雌ねじ部材３３の螺進に伴っての雄ねじ部材３２の共回り防止手段を備えることが望ましく、この共回り防止手段として、例えば雄ねじ部材３２の少なくとも一端にナット加工を施す事で、張力付加時に棒状部材５や締結用部材８装着面へのねじり負担を軽減させる事が出来る。
【００４８】
上記の実施の形態では、施工現場にて雄ねじ部材３２を装着させているが、この構成に限られるものではなく、施工すべきアンカー長が前もって決定されている場合等は、予め棒状部材５に雄ねじ部材３２を装着させておく方が望ましく、施工工期に硬化性樹脂３４の固化時間を考慮する必要がなくなり効率的である。
【００４９】
また、図１１に示すように、保護キャップＣの内部に雌ねじ節加工を施すと、雌ねじ部材３３と保護キャップＣを一つにまとめることが出来、張力付加と端部防錆処理が同時に可能となり望ましい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、取り扱い並びに施工性の向上を図る上で、法面の補強工法に用いるアンカーや、その他の構造物の緊張材などとして、これを例えば繊維製等の棒状部材を選択した場合であっても、この棒状部材を確実に装着して、これに張力を付与することが可能な棒状部材の締結用部材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 モルタルの吹き付けによる鉄筋入り格子状法枠の施工状況を示す斜視図である。
【図２】 スペーサ構造の設置説明図である。
【図３】 アンカー導入用のスペーサ構造の分解斜視図である。
【図４】 繊維製の棒状部材によるアンカーの部分斜視図である。
【図５】 雄ねじ部材の斜視図である。
【図６】 （Ａ）は雄ねじ部材の縦断面図、（Ｂ）は雄ねじ部材の横断面図である。
【図７】 （Ａ）はアンカー締結用部材の分解断面図、（Ｂ）はアンカーの締め固め状態を示す断面図である。
【図８】 （Ａ）は締結用部材によるアンカーの締め固め状態を示す断面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のＸ−Ｘ線視における断面図である。
【図９】 別の実施の形態による雄ねじ部材の斜視図である。
【図１０】 （Ａ）は別の実施の形態による雄ねじ部材の縦断面図、（Ｂ）は別の実施の形態による雄ねじ部材の横断面図である。
【図１１】 別の実施の形態による締結手段の断面図である。
【符号の説明】
５…棒状部材、２１…支圧部材、３１…挿入孔、３２…雄ねじ部材、３３…雌ねじ部材、３４…硬化性樹脂

Claims (2)

1. 棒状部材の挿入孔を中心部に備えた雄ねじ部材とそれに対となる雌ねじ部材とからなり、挿入孔に棒状部材の端部を挿入させた後に硬化材を当該内部空間に充填して雄ねじ部材と棒状部材を一体化し、雌ねじ部材を雄ねじ部材に螺合、螺進させて雌ねじ部材を支圧部材に当接させ、この状態で更に雌ねじ部材を螺進させる事で棒状部材に張力を付与させるための締結用部材であって、前記挿入孔は、雄ねじ部材の長手方向への変位に対する抵抗力を増加させる為に長手方向断面が少なくとも雄ねじ部材の設置方向の開口側に向かって縮小すると共に、硬化材と雄ねじ部材の接着部分の回転に対する抵抗力を増加させる為に横断面が非真円状となることを特徴とする棒状部材の締結用部材。
2. 挿入孔表面が凹凸を有することを特徴とする請求項１に記載された棒状部材の締結用部材。

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