JP4491809B2 - 定着部用セメントミルク - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックアンカー、ペデスタル杭等の定着部に投入されるセメントミルク(アンカーグラウト、グラウト)に関する。
【0002】
【従来の技術】
建設工事における山留め、地すべり抑止、斜面安定、各種構造物の補強等、数々の目的でグランドアンカーが使用されている。グランドアンカー(バックアンカー)は、岩盤に定着するロックアンカー、砂礫や粘土等の堆積土砂中に定着するソイルアンカーがあり、そのいずれもアンカー体定着部、引張部、アンカー頭部によって構成されている。
【0003】
従来のグランドアンカー構造物を図4に示す。図に示すように、地中のアンカー孔1中にPC鋼線またはPC鋼棒等の引張材2を挿入し、アンカーグラウト3となるセメントペースト(水セメント比が50%程度)を低圧(10kg/cm以下)にて注入してアンカー孔1内に充填し、セメントベースを固化する。
【0004】
セメントペーストが固化した後はアンカー頭部に引張力を与えるが、その力はアンカーグラウト3を介し、アンカー孔1の孔壁4の岩または土に伝えられ、アンカー耐力を得る。
【0005】
5はスペーサーで、引張材2のグラウトかぶりを保持するものであり、6はセメントぺーストを注入する注入ホースである。
【0006】
一方、場所打ちコンクリート杭として広く採用されている例えばペデスタル杭は、図5a〜fに示す如く、まず外管7と内管8を一体として所定の深さまで孔をあけて、いったん内管8を引上げてコンクリート9をつめ、これを内管8でたたきこみながら徐々に外管7を引き抜いていってfのような形状の杭10を形成するもので、幹部11も太くまた一般に下端に球根12を作ることができるから大きく耐力を出し得る。
【0007】
叙上バックアンカー、ペデスタル杭における定着部(アンカーグラウト3、球根12)用通常セメントペーストでは、定着地盤に亀裂が多い場合には流出し、周辺土壌へ逸失し、地下水汚染等の環境問題を起こすと共に確実な定着が期し得ない。
【0008】
かかる定着部における投入セメントペーストの逸失(逸泥に相当)阻止については、従来よりバンクアンカーにおける削孔水、ペデスタル杭における安定液に鋸屑、パルプ滓等の目詰材を混入したり、あるいはロックウール粗砕品を添加して孔壁面に逸泥阻止用の膜を作ることが行なわれている。粘性を有する水中コンクリートの採用もある。
【0009】
上記のロックウール粗砕品は、主原料が製鉄時に副生する高炉スラグからなる人造鉱物繊維で構成されており、粒子と粒子とを付着する効果があり、また、この材料は無機質であることから、人体や周辺環境への影響が少ないことも確認されている。
【0010】
通常は、これを安定液として使用するのが一般的である。
【0011】
なお、逸泥阻止の別手段としてバックアンカーにあっては、特公平5−22771号に、図6に示す如く、定着部にセメントミルク難逸出性の高張力布のアラミド織布袋13でアンカー体を囲み、該袋13内及びアンカー孔内にアンカーグラウトが注入されて該袋13の膨張係止効果で定着力を得るとしたセメントペースト自身の改善ではないグランドアンカー工法も提案されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
叙上の定着部壁面に逸泥阻止用の膜を作る手段にあっては、実効性が低く、また、ロックウール粗砕品にあっては高コストである。さらに、定着部コンクリートと地盤との間に膜面が介在してしまう定着構造は確実なフリクション効果を期待することができない。水中コンクリートにあっては増粘剤等でコスト高となる。
【0013】
なお、特公平5−22771号のものにあっては、
(1)膨張力によって定着させており、定着力の有効性の評価が難しい。
(2)布製の袋なので、セメントミルクの流出を100%止められない。
(3)価格が高い。
(4)作業効率が悪い。
(5)土の中に袋が残ってしまう。
等の難点がある。
【0014】
本発明は叙上の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、従来の定着工法のもとで、投入セメントミルク自身に逸失阻止能を付与させて、地盤亀裂にあたかも植物の如く根を張った態様で固化する究極の定着構造を実現する定着部用セメントミルクを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の定着部用不逸失性セメントミルクは、通常の定着部投入用のセメントペーストに約3%配合にてロックウール粗砕品を添加するとしたものである。
【0016】
すなわち、本発明者等は、安定液掘削工法において安定液の逸失防止剤として使用されているロックウール粗砕品に注目し、通常であれば不純物を混ぜればセメントの強度が低下すると思われるにもかかわらずこれをセメントペーストに添加し、強度試験並びに周辺土壌への逸失確認の試験を行なった。その結果、意外にもセメント強度増加があり、かつ孔壁面の隙間に糊状に付着して(孔壁の土砂の粒子にロックウール粗砕品が付着し、このロックウール粗砕品にセメントミルクの粒子が付着する)自らの逸失を防ぐ効果を確認した。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明者等の試験内容を述べる。
【0018】
試材は早強ポルトランドセメントと減水剤(混和剤)と水との通常のセメントペーストにロックウール粗砕品(第一工業製薬品株式会社製の登録商標マッドストップRを使用)を添加したもので、各種の供試体を表1の如く作製した。
【0019】
【表1】
各供試体の比重及びフロー値測定結果を表2に示す。
【0020】
【表2】
また、各供試体の一軸圧縮強度の配合割合による推移を図1に示す。
【0021】
以上から、比重がロックウール粗砕品の配合量に比例せずほぼ一定あったのに対し、フロー値は比例して大きくなった。目視では5%に比べ、10%のセメントミルクでは著しく粘性の高さが認められた。
【0022】
4日強度では、無配合の強度に対し2%、3%と配合量が増すにつれ大きくなった。
【0023】
しかし、5%、10%となると3%に対し逆に強度の低下がみられ、3%の配合時で強度が頭打ちとなった。また、7日強度でも4日強度と同様な傾向が確認された。
【0024】
ロックウール粗砕品を混入することによりセメントミルクの強度が増すという意外な効果が確認された。
【0025】
この不純物混入でセメント強度は低下するとの常識に反した現象は、ロックウール粗砕品の凝集効果に加えて脱水効果が働いたものと考えられる。
【0026】
以上から、3%での配合が作業性、強度の点で理想的であることが確認された。
【0027】
次に、この定着部塊としての有望性に基づいて、模擬地盤を用いてセメントミルク透水試験を行なった。これは、模擬地盤に市販の玉石及び砂を使用し、それをアクリルの筒に詰めてその上に各配合のセメントミルクを流し込み逸失状況を観察した。また模擬地盤を敷き詰めた水槽の中央にアンカー孔に見立てた孔を空け、その中にロックウール粗砕品の混ざったセメントミルクを入れて一定の養生後、模擬地盤を掘り返して溢水状況を確認した。この点においても3%以上の配合量では、確実にセメントミルクの溢失を防止していることを確認した。その溢失防止は隙間に糊状に付着充満して自らの逸失を防ぐものであった。
【0028】
この結果を踏まえ実際の地盤においての試験を行なった。
【0029】
試験アンカー注入工は、図2に示される。
【0030】
すなわち、削孔完了後、注入ホースを孔低まで挿入し、一次注入を行なった。注入はプラントにて練混ぜたセメントミルクが孔口より溢れ出た時点で完了とした。また、注入量は流量計にて記録管理した。
【0031】
加圧注入はケーシングパイプを定着長分抜管した時点でケーシングによる加圧注入を行なった。
【0032】
引張材はアンボンドPC鋼線14を使用した。
【0033】
引張材の組立は、計画した本数、長さに切断し、夫々パイロットキャップ15、スペーサー16を取り付けた(工場にて加工)。
【0034】
定着部と自由長部との境にはパッカー17を取り付けた。
【0035】
挿入に際しては、スペーサー16、パッカー17等が破損しないように慎重に挿入した。
【0036】
挿入を終えた後にパッカー17を膨らませた。
【0037】
パッカー17部は定着部と同様の機能を果たさないよう水を圧入し、引抜試験の際はパッカー17内の水を抜く試験を行った。
【0038】
この点においても、想定定着強度を上回る結果を確認した。
【0039】
さらにロックウール粗砕品3%添加したセメントペーストと添加しないものをアンカー孔に注入し、孔容積と注入量との比較による検討と硬化後に実際に注入孔廻りを掘削し、目視での逸失状況を確認した。この点においても、上記と同様に明白にその有効性を確認することができた。
【0040】
以上の試験結果により、3%のロックウール粗砕品を通常のセメントペーストに直接添加(安定液投入に比しはるかに少量)することによって、定着強度を低下することなく、セメントミルクの溢水防止効果に有効であることが確認された。
【0041】
結局、本発明にあっては図3に示される如く、定着部に投入されたセメントミルク18は岩盤亀裂19の隙間に糊状に付着して、自らの逸失を防いで固化する。
【0042】
この態様はあたかも木の根であり、単にフリクションを期待の径大材の係止とは定着効果が格段に異なる。よって本発明によるならば、在来工法のもとでも優れた定着部を構築できる。
【0043】
【発明の効果】
以上の如く本発明は構成されるので、僅かなロックウール粗砕品の添加(安定液への投入に比し)でその逸失を阻止し得なかった定着部でのセメントペーストの逸失を阻止し得るばかりでなく、優れた定着能を奏し得、従来の簡素な施工のもとで、理想的な定着部を形成させることができ、本分野への貢献は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセメントミルクの一軸圧縮強度の配合割合による推移グラフである。
【図2】本発明におけるバックアンカーの引抜試験説明図である。
【図3】本発明になるバックアンカーの定着態様の説明図である。
【図4】バックアンカー説明図である。
【図5】a〜fはペデスタル杭の施工手順図である。
【図6】a、bは従来のバックアンカーの説明図、要部拡大図である。
【符号の説明】
1 ; アンカー孔
2 ; 引張材
3 ; アンカーグラウト
4 ; 孔壁
5 ; スペーサー
6 ; 注入ホース
7 ; 外管
8 ; 内管
9 ; コンクリート
10 ; 杭
11 ; 幹部
12 ; 球根
13 ; アラミド織布袋
14 ; アンボンドPC鋼線
15 ; パイロットキャップ
16 ; スペーサー
17 ; パッカー
18 ; セメントミルク
19 ; 岩盤亀裂

Claims (3)

  1. 通常の定着部投入用のセメントペーストに約3%配合にてロックウール粗砕品を添加するとしたことを特徴とする定着部用不逸失性セメントミルク。
  2. 請求項1記載のセメントミルクをアンカーグラウトに用いたバックアンカー。
  3. 請求項1記載のセメントミルクをグラウトに用いたペデスタル杭。
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