JP4297234B2 - アンカー材の定着力測定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜面やトンネルの安定、落石防護などに使用される全ネジボルトからなるロックボルト（以下、本明細書では「アンカー材」という。）の定着力測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地山や各種の土木工事に伴う法面、あるいはトンネル等の坑道では、地盤、岩盤の安定化を図る目的でアンカー材が広く使用されている。これらアンカー材は、予め削孔機等の適宜手段により地盤や岩盤に穿設された孔内に挿入され、その空隙部分にモルタル、合成樹脂等の定着用充填材（グラウト材）を注入して固化させることにより、周辺地盤との一体化を図るものである。これらアンカー材の施工においては、定着用充填材が孔内に隙間なく密実状態に充填された場合に所要の定着力が発現することを前提として設計されていることから、施工管理上でのその確認手段としては、充填作業が完了した後、定着用充填材が所定強度に達した時点で、多数本のアンカー材の一部に対して引抜き試験を行うことにより、アンカー材の定着力を評価している。
【０００３】
従来、斯かる定着力の確認試験は、中心部分にアンカー材の頭部を挿通可能な構造のジャッキ（センターホール型油圧ジャッキ）と、そのジャッキを定位置に据えるためのジャッキ支持台（チェアー）とを使用し、これにロードセル等の荷重測定器を組み合わせ、アンカー材に所定の荷重（引抜力）を負荷する方法が採用されている（土質工学会編、「グラウンドアンカー設計・施工基準」等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のアンカー材は、傾斜地のような足場の悪い場所に適用されることが多いが、定着力の確認作業においては、そこで使用するセンターホール型油圧ジャッキの重量がかなり重いために作業性がきわめて悪く、また必然的にそのような重量物を取り扱う作業員の危険性が高くなるなど、改善すべき幾つかの問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、アンカー材の定着力を施工現場で測定するにあたり、簡便な装置の使用により、安全に且つ効率よく作業を行うことができる方法の提供をその目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、一端側を外部に突出した状態で定着用充填材を介して地盤の穿孔内に定着される全ネジボルトからなるアンカー材の定着力を測定する方法であって、前記アンカー材の突出部に該全ネジボルトよりもネジ山の精度が高くトルク係数の小さいネジボルトが継手を介して連結された状態で環状のロードセルを嵌挿し、該ネジ山の精度が高くトルク係数の小さいネジボルトに螺合するナットの締付けにより地盤との間でロードセルを挟圧し、その表示荷重をもって定着力として評価することを特徴としている。
【０００７】
斯かる構成において、オネジ部を有する別部品をアンカー材の端部に連結して設けられたアンカー材突出部のオネジ部に、ナットを螺合して締め付けると、他端側の埋設部分において定着されているアンカー材には引抜方向の荷重が負荷されると同時に、アンカー材の突出部に装着した環状ロードセルが地盤との間で挟圧されることになる。したがって、アンカー材に負荷されている荷重をロードセルの表示により確認すれば、その定着力として評価することができるので、従来のような重いセンターホール型油圧ジャッキが不要となり、急傾斜地のような作業条件の悪い現場でも簡便かつ安全にアンカー材の定着力を測定することができる。しかも、本発明で用いるロードセルは、環状部分の全面で荷重の測定を行うものであって、中央部分にアンカー材を貫通させてそれを囲むように設置されることから、測定のためのナットを締め付けた時にロードセルの受圧面に偏荷重が生じにくく、正確な測定が可能である。
【０００８】
さらに、アンカー材として、全ネジロックボルトのようにその外周面の全長に渡りロープネジ等が形成され、カプラーを介して容易に長尺化が可能な全ネジボルトを使用するとともに、その先端側に当該全ネジボルトよりもネジ山の精度が高くトルク係数の小さいネジボルトを継手で連結し、この連結されたネジボルトを上記オネジ部として、これに螺合するナットを締め付けるようにしたので、小さな力でアンカー材に荷重を負荷することができるので、測定作業の能率向上につながる。
【０００９】
また、前記ロードセルと地盤の間に、内周縁部が凹状球面に形成された受け座金と、この受け座金の凹状球面に嵌合する凸状球面が形成された押し座金とを介在させれば、両座金が互いの球面の範囲内において任意の位置で当接可能であるから、測定すべきアンカー材の軸心が地盤に対して傾いた状態で定着されているような場合であっても、ナットの締付けによる荷重は確実にアンカー材に負荷されることになり、その定着力を正確に測定することができる。
【００１０】
なお、前記ロードセルの荷重測定手段がブルドン管であれば、電力源が不要で測定装置自体が簡略であることから、特にこの種のアンカー材が多く適用される足場の悪い施工現場においては、その取扱いやすさの点から好都合である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に関係するアンカー材の定着力測定方法の比較例であって、その概略を示す説明図であり、図２および図３はそれぞれ後述する本発明において用いるロードセルの平面図と部分断面図である。
【００１２】
比較例におけるアンカー材１は、図１に示すように、中空状で外周面の全長にわたり鍛造等によるロープネジが形成され、その先端側には穿孔ビット（図示せず）が設けられた自穿孔型のロックボルト（全ネジボルト）である。このロックボルト１は、地盤Ｇの削孔Ｈ内に挿入された状態で周囲に充填されたモルタル等の定着用充填材２により固着されている。なお、定着用充填材２は、適宜手段によりロックボルト１の基端側から注入され、その中空部を介して先端の穿孔ビット部分から削孔Ｈ内に流出して両者の間隙を埋めた状態で固化し、これにより定着力が発現する。この定着力を簡便に測定するため、本発明では、環状のロードセル３を採用した点に大きな特徴がある。
【００１３】
次に、上記ロードセル３について、図２および図３に基づき詳細に説明する。このロードセル３は、中央に円形の貫通孔３ａが形成されたステンレス等の金属薄板製の円形板３ｂを２枚重ね合わせ、両者を内外周縁部分において溶接し、内部に油を封入したもので、このドーナツ状の円形板３ｂが受圧面となっている。さらに、円形板３ｂ外周縁の二個所には、外部から円形板３ｂ，３ｂ間に油を送り込む際に使用する送油管３ｃと、端部に荷重表示手段としてのブルドン管３ｄが取り付けられた配管３ｅがそれぞれ連結されるとともに、このブルドン管３ｄの手前側にはエア抜き用排気管３ｆが設けられた構造になっている。なお、ロードセル３は、荷重の測定装置のみならず、ジャッキとして利用することもできる。すなわち、通常は送油管３ｃの他端側に盲栓３ｇが装着されているが、この盲栓３ｇを外してここから加圧油を送ることにより、ストロークは小さいものの、円形板３ｂ，３ｂ間の間隙を増大させることができる。したがって、単に荷重の測定のみを目的とする場合には、このような加圧手段はなくともよく、また荷重表示手段としてブルドン管３ｄ以外のものに変更することももちろん可能である。
【００１４】
そして、上記ロードセル３を利用してアンカー材１の定着力を測定するには、図１に示すように、まず地盤Ｇから突出するアンカー材１の端部（頭部）に、貫通孔がそれぞれ形成された内側支圧板４および外側支圧板５を、上記ロードセル３を挟むように順次嵌挿する。次いで、一端側が凸状球面６ａに形成されているナット６をアンカー材１の端部から螺入し、その凸状球面６ａが外側支圧板５の貫通孔５ａに係合するまで軽く締め付ける。なお、外側支圧板５の地盤Ｇ側には、ロードセル３の内径と内側支圧板４の内径とに適合するガイド部５ｂが設けられ、ナット６を締め付けた時にロードセルを挟む２枚の支圧板４，５間にずれが生じないようになされている。このような状態で、ナット６をレンチ等の適宜工具で締め付けると、アンカー材１には引抜力が負荷されると同時に、ロードセル３は地盤Ｇとの間で挟圧されることになる。そして、ブルドン管３ｄが所定の圧力（荷重に換算）を表示するまでナット６を締め付け、この時点でのアンカー材１の定着状態の変化を目視により確認する。すなわち、アンカー材１が削孔Ｈから抜け出るのは論外であるが、定着用充填材２に亀裂等の発生がなく、外観上に特に変化が見られなければ、アンカー材１の定着力に問題はないとの判断ができるのである。
【００１５】
このように、後述する本発明でも使用するロードセル３は、内側支圧板４および外側支圧板５で挟み込まれ、これら支圧板４，５により拘束された条件下でその円形板３ｂ，３ｂの全面部分において荷重の測定を行うため、偏荷重による片ぎき状態になりにくく、荷重の正確な測定が可能である。さらに、荷重表示手段としてブルドン管３ｄを利用するため、どのような場所でも簡便に測定することができ、また軽量、小型であることから安全かつ効率よく測定作業を行うことができる。
【００１６】
図４は、本発明によるアンカー材の定着力測定方法の実施例である。図示の実施例では、前記比較例と同様なアンカー材１（全ネジボルト）が使用され、その先端側に継手１１を介してネジボルト１２が連結されている。このネジボルト１２はアンカー材１と同様にその全長に亘りオネジ部が形成されたものであるが、アンカー材１のロープネジよりもそのピッチが小さく且つネジ山の精度が高いため、アンカー材１よりもトルク係数が小さいものである。さらに、アンカー材１の突出部には、地盤Ｇ側から角座金１３、受け座金１４および押し座金１５が、この順番で嵌挿されている。ここで、受け座金１４の押し座金１５側の内周縁部分は凹状球面１４ａに形成され、また押し座金１５の外周面は地盤Ｇ側に向けて縮径する凸状球面１５ａとして形成され、両座金１４，１５はそれら球面１４ａ，１５ａの範囲内の任意の位置で自由に嵌合できるようになっている。そして、この押し座金１５の外方には、前記比較例と同様なロードセル３、内側支圧板４および外側支圧板５が順次配設され、さらに外側支圧板５の外方に支持筒１６が設けられ、この支持筒１６を軸方向に貫通して前記ネジボルト１２の他端側が突出し、これにナット１７が螺着された構成となっている。
【００１７】
上記実施例によれば、球面同士で嵌合する両座金１４，１５を使用したことにより、アンカー材１が地盤Ｇの表面に対して傾斜状態に定着されている場合であっても、ナット１７の締付け力が確実にロードセル３に伝達され、正確な測定を行うことができる。さらに、ナット１７が螺合するネジボルト１２のトルク係数が小さいことから、ナット１７の締付けが容易になり、作業性が向上する。また、継手１１の使用により、アンカー材１の突出長が少ないような場合にも確実に対応することができる。
【００１８】
【００１９】
なお、荷重表示手段や各種座金の形状を変更するなど、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着用充填材を介して地盤に固着されたアンカー材に対して、引抜荷重を負荷することによりその定着力を測定する方法において、アンカー材の突出部に環状のロードセルを装着し、これを別部品として当該突出部に連結したネジボルトに螺合するナットの締付けにより、地盤との間で所要の数値になるまで挟圧すると、アンカー材に所定の引抜荷重を確実に負荷することができるので、従来のような重いセンターホール型油圧ジャッキが不要となり、急傾斜地のような現場でも簡便かつ安全にアンカー材の定着力を測定することができる。
【００２１】
さらに、アンカー材として用いた全ネジボルトに対して、その先端の突出部分に当該全ネジボルトよりもネジ山の精度が高くトルク係数の小さいネジボルトを継手を介して連結し、このネジボルトに螺合するナットを締め付けることにより、その締付力をロードセルに伝達するようにしたから、小さな力で荷重を負荷することができ、作業性の向上につながる。また、ロードセルと地盤の間に、内周縁部分が凹状球面に形成された受け座金と、この受け座金の凹状球面に嵌合する凸状球面を有する押し座金とを介在させれば、地盤に対してアンカー材の軸心が傾いた状態で固着されているような場合でも正確に測定することができ、ロードセルの荷重表示手段がブルドン管であれば、特に電力源が不要で測定装置自体が簡略であることから、この種のアンカー材が適用される足場の悪い現場での取扱いの面で好都合であるなど、その実用上の効果はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関係するアンカー材の定着力測定方法の比較例を示す説明図である。
【図２】 本発明において使用するロードセルの平面図である。
【図３】 本発明において使用するロードセルの部分断面図である。
【図４】 本発明によるアンカー材の定着力測定方法の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…アンカー材、２…定着用充填材、３…ロードセル、３ｄ…ブルドン管、４…内側支圧板、５…外側支圧板、６，１７…ナット、１２…ネジボルト、１３…角座金、１６…支持筒、Ｇ…地盤、Ｈ…削孔

Claims (3)

1. 一端側を外部に突出した状態で定着用充填材を介して地盤の穿孔内に定着される全ネジボルトからなるアンカー材の定着力を測定する方法であって、前記アンカー材の突出部に該全ネジボルトよりもネジ山の精度が高くトルク係数の小さいネジボルトが継手を介して連結された状態で環状のロードセルを嵌挿し、該ネジ山の精度が高くトルク係数の小さいネジボルトに螺合するナットの締付けにより地盤との間でロードセルを挟圧し、その表示荷重をもって定着力とするアンカー材の定着力測定方法。
2. 前記ロードセルと地盤の間に、内周縁部が凹状球面に形成された受け座金と、この受け座金の凹状球面に嵌合する凸状球面が形成された押し座金とが介装されていることを特徴とする請求項１に記載のアンカー材の定着力測定方法。
3. 前記ロードセルの荷重測定手段がブルドン管であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンカー材の定着力測定方法。

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