JP4113922B2 - 樹脂併用アンカー装置及び該装置を用いた躯体補強方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル、橋梁物、競技場、高速道路の遮音壁等のコンクリート並びにレンガ躯体及びレンガ構造物等の剥落防止対策工事に使用するアンカー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されているアンカーは、概ね金属拡張アンカー、接着系アンカー及び外壁補修用アンカーに大別される。
金属拡張アンカーとしては、アンカー本体を固着するためアンカーの一部分を打撃することにより拡張部を拡開させる打ち込み方式のものと、アンカーに螺合されるナットまたはボルトを回転させ締付けることにより拡張部を拡開させる締付け方式のもの（例えば、実開平３−７５３０５公報）が知られている。
また、接着系アンカーとしては、主剤と硬化剤を予め定量分離収容したカプセル状の容器を施工穴に挿入し、ボルトを回転・打撃を加えながら打ち込み養生・固着させるカプセル型のものと、主剤と硬化剤を混合し施工穴に注入後、ボルトを静かに回しながら押し込み、養生・固着させる注入型のもの（例えば、特許第３１４１３５３号）が知られている。
【０００３】
さらに、外壁補修用アンカーとしては、コンクリート躯体とコンクリートの表面に形成されたタイルやレンガなどの仕上材との境界面に生じた隙間に接着剤を注入したり、仕上材の剥落防止ネットを固定したりするための注入ピンと、コンクリート躯体からタイルやレンガなどの仕上材が剥落するのを防ぐためのネットを固定するためのアンカーピンを有するもの（特公平７−９４９公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前記金属拡張アンカーは、拡張部を拡開させて施工穴の内壁に機械的に固着させるものであり、アンカーと施工穴に間隙があるため、地震や他の稼働物からの振動等によってアンカーに緩みが生じて抜け落ちる可能性がある。また、前記隙間に雨水や湿気などが入り込みアンカー腐蝕の大きな原因になる。さらに、打ち込み方式の場合、打撃時の衝撃が大きいため、例えば、躯体がレンガ構造などで硬度が低い場合には、母材にクラックが生じる可能性がある。
【０００５】
また、接着系アンカーは、施工直後は固着力が発揮できないため、接着剤が硬化するまでボルトに負荷をかけることができない。
さらに、外壁補修用アンカーは、アンカーの強度の点で劣り、剥落防止工事に使用するアンカーとしては不向きである。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、振動等によってアンカーに緩みが生じて抜け落ちることがなく、また、機械的にも固着されるため、施工後直ちにボルトに負荷をかけることができる、強度に優れた、樹脂併用アンカー装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂併用アンカー装置（以下、アンカー装置と略記する。）は、アンカーと該アンカーの基部を受け入れる筒状のナットから形成されている。
前記アンカーは、その外周面に基端部から胴部に達するネジ部が設けられ、かつ該ネジ部にはアンカーの基端部から軸方向に切溝が設けられると共に、先端部に先方に拡径状のテーパ部を有し、該テーパ部に続く、胴部の外径よりも小径の軸部が段部を介して胴部に続き、さらに該軸部には複数本のスリットを有する拡張部材が巻付き嵌合され、この拡張部材の外周面には回転止め突起が設けられている。
【０００８】
また、前記ナットは、その軸方向に設けられた中空孔を有し、前記中空孔の内周面には軸方向にネジ部が設けられ、このナットのネジ部に前記アンカーのネジ部が螺合されている。
前記ナットは、その開口端部に多角形のフランジ部を設けると良く、またその外周面にローレットを形成するのが好ましい。さらに、ナットは、その外周面に貫通孔を形成するのが望ましい。
【０００９】
本発明の前記アンカー装置を使用した躯体補強方法は、コンクリート躯体及びレンガ躯体等の剥落防止補強工事において、前記躯体に補強繊維シートあるいはネットを固定する際に、躯体に設けた施工穴に前記アンカー装置を差し込み、ナットを回してアンカーをナットの中空孔内に引き込むことにより、拡張部材を拡張させて穿孔内にアンカーを固定し、さらに外側よりナットの中空孔内に樹脂接着剤を注入することにより、アンカーの初期荷重には金属拡張アンカー機能で効果を発揮させ、アンカーの終局荷重には接着アンカー機能で効果を発揮させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のアンカー装置の正面図であり、図２は図１に示すアンカー装置の一部切欠断面図である。また、図３は、本発明のアンカー装置の他の例の正面図であり、図４は、図３のアンカー装置の一部切欠断面である。さらに、図５の（ａ）〜（ｄ）は、図１のアンカー装置を利用して補修作業を行なう手順を示す作業行程図である。図６は、接着樹脂を使用した補修作業が完了した状態を示す断面図であり、図７は、セメントモルタルを使用した補修作業が完了した状態を示す断面図であり、図８は、図３のアンカー装置を利用して、接着樹脂を使用し補修作業を完了した状態を示す断面図である。
【００１１】
図１、図２に示す実施例１のアンカー装置は、アンカーとナットの組み合わせからなり、筒状のナット１０にアンカー２０の基部が受け入れられる構成である。
アンカー１０は、金属棒体であって、その略中央部の円周上に形成されたテーパ状の切欠７を境に、先方に向けて胴部８、軸部１４及びテーパ部１３が順次一体に形成され、軸部１４には、拡張部材１７が巻付き嵌合されている。
アンカー１０は、その基端部からテーパ状の切欠７を経て胴部８に達する外周面にネジ部１１が設けられ、このネジ部１１には、同じくアンカー１０の基端部から軸方向に続く一本の切溝１２が設けられている。
【００１２】
この切溝１２は、アンカー装置の施工後、樹脂接着剤をナット２０の中空孔２２に外側から注入した際に、樹脂接着剤が、切溝１２内を通ってアンカー１０及びナット２０と施工穴３３との間隙に入り込んで満遍なく充填できるようにするためである。なお、この切溝１２は、アンカー自体の強度性が損なわれない程度に、アンカーの外周面上のネジ部に間隔をあけて複数本設けるようにしても良い。
【００１３】
アンカー１０は、その先端部に先方に拡径状のテーパ部１３を有し、このテーパ部１３の基部から後方に続く軸部１４は、アンカー１０の胴部８よりも小径に形成され、かつ段部１５を介して胴部８に一体に接続している。
また、軸部１４には、等間隔に形成された三本のスリット１６を有する筒状の拡張部材１７が巻付き嵌合されている。なお、拡張部材１７には、軸部１４に巻付き嵌合できるように一本のスリット１６の底部から先の開口端に至る細溝（図示せず）が形成されている。
【００１４】
さらに、この拡張部材１７の周方向の外周面には、４個の回転止め突起１８が等間隔に設けられている。
この突起１８は、それらの頂部を結ぶ外径が、テーパ部１３の最大径よりも大きく形成されているため、アンカー装置を施工穴３３に挿入した際、アンカー１０の拡張部材１７を施工穴３３の内周面に押圧状に当接固定させる。
それ故、ナット２０を回して、アンカーを中空孔２２内に引き込む際に、連動してアンカー１０が回転しても、拡張部材１７がつられて回転することはない。
【００１５】
ナット２０は、筒状であり、その軸方向に設けられた中空孔２２とナット２０の外周面にあけられた貫通孔２５とを有し、また中空孔２２の内周面には、アンカー側開口端から軸方向に約２分の１程度の長さまでネジ部２３が設けられ、このネジ部２３にアンカー１０のネジ部１１が螺合される。
ナット２０の中空孔２２は、アンカー装置の施工後、樹脂接着剤を外側から後注入できるようにするためのものであり、貫通孔２５は、この後注入された樹脂接着剤が、ナット２０と施工穴３３との間隙に流出して充填しやすくするためのものである。
なお、中空孔２２内に設けられるネジ部２３は、中空孔２２の内周面全体に設けるようにしても良い。
【００１６】
ナット２０は、その基部となる開口端部に、六角形のフランジ部２１が設けられており、かつナット２０の外周面には、先端部側から軸方向の約５分の４程度の長さにローレット２４が形成されている。
前記六角形のフランジ部２１は、アンカー装置施工の際にスパナ（ラチェット）でナット２０を回転締付けるためのものであり、また、前記ローレット２４は、接着系アンカーの接着機能を向上させるためのものである。
なお、前記ローレット２４は、フランジ部２１を除くナットの外周面全面に形成しても良い。
【００１７】
図３、図４に示す実施例２のアンカー装置は、基本的にはナット２０ａにフランジ部が設けられていない形態のものである。
このアンカー装置では、アンカー１０は、実施例１のものと同じであるが、ナット２０ａには、軸方向に中空孔２２ａが設けられると共に、この中空孔２２ａの内周全面にネジ部２３ａが設けられ、さらにナット２０ａの外周全面にはローレット２４ａが設けられている。また、ナット２０ａの外周面には貫通孔２５ａが設けられ、アンカー１０のネジ部１１ａがナット２０ａのネジ部２３ａに螺合している。
このアンカー装置は、図１、図２に示した実施例１のアンカー装置と異なり、施工穴の開口周縁部に、突出したフランジ部が配置されることが無いため、仕上げ面をできるだけ平滑にしたい場合に用いられる。このアンカー装置も、接着系アンカーと締め付け方式の金属拡張アンカーの効果を兼ね備えた併用型のアンカー装置である。
【００１８】
次に、実施例１のアンカー装置を使用して補修工事を行なう作業手順を図５に基づいて説明する。
コンクリート躯体及びレンガ躯体で剥落するおそれがある区域を補修するに際し、最初に躯体３０の補修面に接着樹脂を下塗りし、その上に繊維シート３１をあてがって張り付け、さらにその上から接着樹脂３４を上塗りする。次にシート３１を固定するためにアンカー装置を施工する。
【００１９】
本発明のアンカー装置の施工は、まず躯体３０に、施工するアンカー装置のサイズに適応する段付きドリルを用いて施工穴３３を穿ける（図５ａ）。
次いで、施工穴３３内にその奥部から樹脂接着剤３２を注入する（図５ｂ）。
次に、施工穴３３内にアンカー装置を施工するが、施工前にワッシャー５１の通孔５２にアンカー装置を先端部から突出させて挿入しておき、ワッシャー５１をアンカー装置のナット２０のフランジ部２１に組み付けた状態で、アンカー１０の先端部を施工穴３３に差し込む。このとき、ワッシャー５１が繊維シート３１を押さえていることが必要である（図５ｃ）。
【００２０】
アンカー１０のテーパ部１３から一体に続く軸部（図には表れず）には、ナット２０の締付けにより拡張する拡張部材１７が巻付き嵌合しており、施工穴３３にアンカー１０及びナット２０を順に差し込むと、拡張部材１７の外周面に設けられた回転止め突起１８が施工穴３３の内周面に押圧状に当接するので、拡張部材１７は施工穴３３内で固定される。
それ故、施工穴３３に差し込んだアンカー装置の六角形のフランジ部２１をスパナ（ラチェット）で回転させて締付けて、ナット２０の中空孔２２内にアンカー１０を回転させながら引き込むと、テーパ部１３も前記施工穴３３内で固定された拡張部材１７の内周面に沿ってナットの方へ移動するため、拡張部材１７が拡開して施工穴３３の内周面に食い込み、アンカー装置が躯体３０に強固に固定される。
【００２１】
次に、ナット２０の中空孔２２に樹脂接着剤３２を注入すると、樹脂接着剤３２は、アンカー１０の切溝１２を通ってアンカー１０およびナット２０と施工穴３３との間隙に充填され、またナット２０の貫通口２５からナット２０と施工穴３３の間隙に充填される（図５ｄ）。
【００２２】
図６は、補修工事が完了した状態の一例を示しており、駆体３０の補修区域に、下塗りされた接着樹脂３４上に繊維シート３１をあてがい、そこに繊維シート３１を固定するために施工穴３３をあけて、図５に示した手順により、アンカー装置を施工し、ワッシャー５１及び繊維シート３１の上から再度、接着樹脂３４を塗布し、当該ワッシャー５１と繊維シート３１を接着樹脂３４内に埋め込む。これにより、接着樹脂３４とワッシャー５１の接着が強固なものとなる。
【００２３】
図７は、実施例１のアンカー装置を用いて、補修区域にネット４１を張り付けて補修する補修工事が完了した状態の一例を示しており、剥落のおそれがある補修区域の躯体３０に、ネット４１をあてがい、その上からセメントモルタル４２を吹き付けてネット４１を張り付け、次いで当該ネット４１を固定するためにアンカー装置を施工するが、その作業行程は図５に示す手順と同じである。上記アンカー装置の施工後に、さらにナット２０のフランジ部２１を覆うようにセメントモルタル４２を吹き付けて仕上げている。
【００２４】
図８は、実施例２のアンカー装置を用いて、補修区域に繊維シート３１を張り付けて補修工事を完了させた状態の一例を示している。
その作業手順は、実施例１の図５に示す手順とほぼ同じであるが、施工穴３３内に前記アンカー装置を差し込んだ後に、ナット２０ａの中空孔２２内に樹脂接着剤３２を注入する。
【００２５】
その後、中空孔２２の内周面に設けられたネジ部２３ａに六角穴付き皿ネジ５３を螺合し、六角レンチなどを用いて皿ネジ５３を締め上げると、中空孔２２内に注入された樹脂接着剤３２は、皿ネジ５３の押圧によって切溝１２ａや貫通孔２５ａより、施工穴３３との間隙内に押し出されると共に、アンカー１０ａ及びナット２０ａが引っ張られ、これによって拡張部材１７ａが拡張して、実施例２のアンカー装置が施工穴３３に固定される。
このアンカー装置は、皿ネジ５３を使用するため、仕上げ面をできるだけ薄く平滑にしたい場合に特に有効である。
【００２６】
本発明のアンカー装置は、図５〜図７に示すように、駆体３０の補強区域にあてた繊維シート３１やネット４１を支持補強するために、ワッシャー５１と組み合わせて施工するもので、アンカー１０とナット２０によって構成された、接着系アンカーと締付け方式の金属拡張アンカーの効果を兼ね備えた併用型のアンカー装置である。
このためアンカー１０は、金属拡張アンカーの締付け方式を採用しており、施工対象となる躯体３０が、例えば、レンガ構造などであって硬度が低い場合にも、打ち込み方式のような打撃時の強い衝撃を母材に与えることなく施工穴３３に固定できる。
【００２７】
【発明の効果】
（１）本発明は、接着系アンカーと金属拡張アンカーの機能を兼ねた併用型であるので、施工直後から接着剤を注入し接着剤が硬化するまでの初期荷重に対して固着力を十分に発揮でき、また接着剤の硬化後は地震や他の稼働物からの振動等によりアンカーに緩みが発生し、抜け落ちる可能性は減り長期的な固着力を維持することができる。
（２）金属拡張アンカーの施工により生じる、アンカーと施工穴の間隙に樹脂接着剤が充填されるため、雨水や湿度などの水分が入り込まずアンカーの腐食防止になる。
（３）ナットの表面にローレットを設けてあるので、接着系アンカー機能としての接着力を向上させることができる。
（４）締付け方式のアンカーを採用しているので躯体が例えばレンガ構造などであっても硬度が低い場合にも、拡張部の拡張時に強い衝撃を与えることなく施工できる。
（５）六角穴付き皿ネジをナットに締付けて施工する場合、ナットに後注入された樹脂接着剤がナットの奥部に押し込まれ、アンカー及びナットと施工穴との隙間に樹脂接着剤がさらに充填されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンカー装置の正面図である。
【図２】図１に示すアンカー装置の一部切欠断面図である。
【図３】本発明のアンカー装置における他の例の正面図である。
【図４】図３に示すアンカー装置の一部切欠断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の樹脂併用アンカー装置を利用して補修作業を行なう手順を示す作業行程図である。
【図６】接着樹脂を使用した補修作業が完了した状態を示す断面図である。
【図７】セメントモルタルを使用した補修作業が完了した状態を示す断面図である。
【図８】実施例２のアンカー装置を利用して、接着樹脂を使用し補修作業を完了した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
７ 切欠
８ 胴部
１０ アンカー
１１ ネジ部
１２ 切溝
１３ テーパ部
１４ 軸部
１５ 段部
１６ スリット
１７ 拡張部材
１８ 回転止め突起
２０ ナット
２１ フランジ部
２２ 中空孔
２３ ネジ部
２４ ローレット
２５ 貫通孔
３０ 躯体
３１ 繊維シート
３２ 樹脂接着剤
３３ 施工穴
３４ 接着樹脂
４１ ネット
４２ セメントモルタル
５１ ワッシャー
５２ 通孔
５３ 六角穴付き皿ネジ
１０ａ アンカー
１２ａ 切溝
１７ａ 拡張部材
２０ａ ナット
２２ａ 中空穴
２３ａ ネジ部
２４ａ ローレット
２５ａ 貫通口

Claims (6)

1. アンカーと躯体との間隙に樹脂を充填して固定するアンカー装置であって、アンカーと該アンカーの基部を受け入れる筒状のナットとからなり、前記アンカー（１０）は、その外周面に基端部から胴部（８）に達するネジ部（１１）が設けられ、かつ該ネジ部には基端部から軸方向に切溝（１２）が設けられると共に、先端部に先方に拡径状のテーパ部（１３）を有し、該テーパ部に続く、胴部（８）の外径よりも小径の軸部（１４）が段部（１５）を介して胴部（８）に続き、さらに軸部（１４）には複数本のスリット（１６）を有する拡張部材（１７）が巻付き嵌合され、該拡張部材の外周面には回転止め突起（１８）が設けられており、ナット（２０、２０ａ）は、その軸方向に設けられた中空孔（２２）を有し、該中空孔（２２）の内周面には軸方向にネジ部（２３）が設けられ、このナットのネジ部（２３）に前記アンカー（１０）のネジ部（１１）が螺合されてなることを特徴とする樹脂併用アンカー装置。
2. ナット（２０、２０ａ）は、開口端部に多角形のフランジ部（２１）が設けられている請求項１に記載の樹脂併用アンカー装置。
3. ナット（２０、２０ａ）は、その外周面にローレット（２４）が形成されている請求項１又は２に記載の樹脂併用アンカー装置。
4. ナット（２０、２０ａ）は、その外周面に貫通孔（２５）が設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂併用アンカー装置。
5. ナット（２０、２０ａ）は、その中空孔の内周面全体にネジ部が設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載の樹脂併用アンカー装置。
6. 請求項１に記載の樹脂併用アンカー装置を使用したコンクリート躯体及びレンガ躯体等の剥落対策補強工事において、前記躯体に補強繊維シート（３１）あるいはネット（４１）を固定する際に、躯体に設けた施工孔に前記樹脂併用アンカー装置を差し込み、ナット（２０）を回してアンカー（１０）をナットの中空孔（２２）内に引き込むことにより、拡張部材（１７）を拡張させて施工孔内にアンカーを固定し、さらに外側より中空孔（２２）内に樹脂接着剤を注入することにより、アンカーの初期荷重には金属拡張アンカー機能で効果を発揮させ、アンカーの終局荷重には接着アンカー機能で効果を発揮させることを特徴とする躯体補強方法。

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