JP4980191B2 - 高耐力アンカー - Google Patents

Description

本発明は改良された高耐力アンカーに関する。

落石防止、雪崩防止などの施設において土中アンカーとしてパイプアンカーが一般に用いられていたが、耐力増強と変位量の抑制を目的とした高耐力アンカーとして、特開２００６−１９４０７２号公報には、「アンカー本体と、該アンカー本体の頭部に被せられて土中に押し込まれる筒状抵抗体を用い、前記筒状抵抗体が、アンカー本体の径に対して十分に大きな筒部と、中央にアンカー本体の挿通を許す天板部を備え、アンカー本体の頭部には筒状抵抗体の前記天板部と当接するつば部を有し、かつ、前記筒状抵抗体が筒部内にアンカー本体を挿通する接点形成用のリングを有している構造が開示されている。

先行技術は、これによりえられる効果として、アンカーの転倒挙動の中心位置をアンカーの下端部から地上部(地際)に置き換えることができ、アンカーに作用する転倒モーメントを極小化できる点、アンカー本体の頭部のつば部が筒状抵抗体の天板部上面と当接するため、筒状抵抗体とアンカー本体とが連結されていないにもかかわらず、水平方向からの荷重がかかったときに筒状抵抗体の傾き発生を抑えることができる点、アンカー本体と筒状抵抗体との接触位置が下方に移行され、これにより前面土圧抵抗中心位置と荷重作用(接点)位置が合致ないし近接することになり、全体が傾かずに水平に移動しやすくなるので、耐力の安定性を向上することができる点を挙げている。

しかし、実際施工した場合に、上記により効果は認められるが、施工実績を積み重ねた結果、弱い地盤部では変位量が多くなる場合が出現し、その改善が要望されてきた。
特開２００６−１９４０７２号公報

本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、軟弱的な地盤においても、アンカー本体の変位に筒状抵抗体の変位が拘束されることがなく、変位量が少なく耐力が安定し、従来以上の高耐力を実現できる構造シンプルで実用的な高耐力アンカーを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、土中に埋め込まれる高耐力アンカーにおいて、パイプ状のアンカー本体と、高耐力アンカーが土中に埋め込まれている状態において地盤表層部に埋め込まれ、前記アンカー本体よりも径が大きく、筒部内に前記アンカー本体外形との接点を形成するリングを設けた筒状抵抗体と、を備え、高耐力アンカーが土中に埋め込まれている状態において、前記アンカー本体の下端部は、前記筒状抵抗体の下端部よりも下方に突出しており、前記筒状抵抗体の天板部には前記アンカー本体と遊通する径大穴を設けて、前記筒状抵抗体において前記リングのみが前記アンカー本体と接し、荷重作用位置を前記リング部のみとしていることを特徴としている。

先行技術はアンカー本体のつば部を筒状抵抗体の天板部と当接させることによりアンカー本体と筒状抵抗体を一緒に動かし、アンカー本体と筒状抵抗体を共動させることを発想の基本としていたが、本発明はこの発想を転換し、上記共動を防ぐために、アンカー本体のつば部が筒状抵抗体の天板部と当接しない構造としており、アンカー本体頭部の動きに筒状抵抗体天板部の動きが何ら拘束されず、アンカー本体と筒状抵抗体との接点が下方のリング部のみ、すなわち、荷重作用位置はリング部のみとなる。

これにより、筒状抵抗体の前面土に作用する位置は下部のリング部となり、より安定した地中下部で前面土に土圧をかけることになり、変位量の少ないより高耐力が実現可能となる。
このように、アンカー本体頭部の変位に筒状抵抗体の変位が拘束されず変位量は少なくなるので、より安定した地中下部で前面土に土圧をかけることにより高耐力となり、アンカー耐力が向上することでアンカー本体の変位量が少なくなるというすぐれた効果が得られる。

アンカー本体の上端部には、ワイヤロープを十字状に固定した緊締具の挿入室とグリップ近傍の各ロープを落とし込む縦溝を有し、縦溝の下端は周方向に伸びる係止溝部を設けている。
アンカー本体頭部は筒状抵抗体の天板部にフリーであるため、クロス状のワイヤロープがアンカー本体頭部から位置ずれや外れの懸念があるが、縦溝の下端の周方向に伸びる係止溝部にワイヤロープが嵌まることによりしっかりと安定的に保持することができる。

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１ないし図４は本発明による高耐力アンカーを土中アンカーに適用した実施例を示しており、１はアンカー本体、２はアンカー本体１の頭部付近が在すべき地盤表層部に埋め込まれた筒状抵抗体、３は前記アンカー本体１の頭部に取り付けられたキャップである。
前記アンカー本体１は下端部を縮径したパイプからなり、上端部付近の外周に頭部補強用のリング部１００を有しているが、このリング部１００は省略していてもかまわない。

前記アンカー本体１の頭部内にはロープ交差部の収容空間１１が画成されており、ここに交差部を緊結した上下２つ割り型などの緊締具４が納められるようになっている。
前記リング部１０から上の頭部壁には図３のように９０度間隔で４つのロープ嵌め込み用縦溝１２が形成されているが、それらロープ嵌め込み用縦溝１２は単純にストレートでなく、下端から周方向に伸びるロープ係止溝部１２０を有している。そして、頭部壁の上端縁付近には、複数本の台形凸部からなる複数のキャップ固定用部１３が周方向で間隔を置いて配設されている。キャップ３の周壁内面には、図示しないが、前記キャップ固定部１３と摩擦係合する同数の突起からなる固定用部が形成されている。

前記筒状抵抗体２は、アンカー本体１よりも十分に大きな外径を持ち強度と耐食性の高い鋼管パイプなどを素材とした筒部２ａと、これの上端部に装着され溶接された天板部２ｂとを備えている。筒部２ａの下端部には、土中への埋設を容易にするため鋸歯状の先鋭部２０を有している。
なお、筒状抵抗体4の仕様は先行技術と同じように、アンカー本体の径の１．５倍以上の直径を有し、有効高さが、水平荷重:Ｔ/（円筒部径:D×土の側面圧縮耐力:σ）の±２０％に設計すればよい。

筒状抵抗体２は、筒部２ａの高さ方向で下半部の位置に、筒壁から求心状に延びる複数本のブラケット２ｃを介して筒部と同心状の接点形成用リング部２dを有しており、該リング部２ｄは前記アンカー本体１の外径より程度に大きい内径となっている。具体的な仕様としては、たとえば、リング部２ｄの内径:１３０ｍｍ、アンカー本体1の径：１１４．３ｍｍである。
そして、本発明では、前記天板部２ｂに、アンカー本体１の径よりも十分に大きくアンカー本体１を遊挿関係とするに十分な穴２３を設けている。具体的な仕様は、たとえば、アンカー本体１の外径１１４．３ｍｍに対して天板部穴径が２２０ｍｍである。

施工法を説明すると、本発明では筒状抵抗体２の天板部２ｂの穴２３がアンカー本体の外径に対して十分に大きく、従来のようにアンカー本体の鍔部が筒状抵抗体２の天板部２ｂの上面に当接しない。したがって、施工の自由度が高くなり、あらかじめ、地表近くの土中に筒状抵抗体２を埋め込んでおいてから、アンカー本体１を打ち込むこともできるし、アンカー本体1を対象の法面に臨ませて地中に打ち込んでから、アンカー本体頭部を囲むように筒状抵抗体２を埋め込んでもよい。図４（ａ）は前者の方式を採用している。
いずれの場合にも、筒状抵抗体２は筒部内にリング部２ｄを有しているので、アンカー本体１はこれにガイドされて、図1のように同心状に嵌合しあう関係となる。

打ち込み後は、アンカー本体1の頭部1０の周りにロープ端末部のアイを外嵌し、あるいは張設しつつある縦横のロープＲ1，Ｒ２の交差部に緊締具４を取り付け、図４（ｂ）のように、アンカー本体１の頭部縦溝１２，１２にロープＲ1，Ｒ２をセットしつつ、緊締具４を収容空間１１内に格納する。このときに、ロープＲ1，Ｒ２は頭部の縦溝１２に落とし込まれるだけでなく、縦溝１２の下端に周方向に延在する係止溝部１２０を有しているので、交差状のロープＲ1，Ｒ2を適度にまわすことで、各ロープが係止溝部１２０内に収まり、したがって、上下動（浮き上がり）が生じずしっかり安定的に位置決めされた本張設状態になる。あとはキャップ３を被せ、レンチなどで回すことにより、固定用部１３、３０が係合しあってキャップが定着され、図４（ｃ）のような完成状態となる。

先行技術ではアンカー本体１に突設した大きな径のつば部を筒状抵抗体２の天板部２ｂと当接させ、つばと天板部が荷重作用位置として機能していたため、アンカー本体と筒状抵抗体が一緒に動くことになり、アンカー本体の傾きと筒状抵抗体の傾きが共動していたが、本発明は、アンカー本体１の頭部１０を筒状抵抗体２の天板部２ｂとフリーな関係にしているので、アンカー本体１の頭部１０の動きに筒状抵抗体２の天板部２ｂの動きが拘束されない。荷重がアンカーに引張り力として作用した場合、アンカー本体１は引張り力が作用する方向に傾かされようとするが、筒状抵抗体２の筒部２ａのリング部２ｄがアンカー本体１と唯一の接点を構成し、荷重作用位置はリング部２ｄのみとなる。このため、筒状抵抗体２の前面土に作用する位置は、下部のリング部２ｄとなり、より安定した地中下部にて前面土に土圧をかけることになる。このため、アンカーとして耐力が高く、変位量が極小になる。

アンカー本体として、直径１１４．３ｍｍ、長さ１３５０ｍｍの先細加工鋼管を用い、筒状抵抗体として外径３１０ｍｍ、天板外径２８０×２８０ｍｍ、天板部穴径２２０ｍｍ、リング部内径１３０．０ｍｍのものを用い、先行技術におけるタイプと荷重変異曲線を測定した結果を示すと図５のごとくであり、アンカー耐力の大幅な改善を図ることができることがわかる。

本発明による高耐力アンカーの一実施例を示す側面図である。 同じく平面図である。 （ａ）は本発明アンカーの分解状態を示す部分切欠斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明アンカーの施工例を段階的に示す斜視図である。 本発明アンカーと従来アンカーを比較して示す荷重変位曲線図である。

符号の説明

１ アンカー本体
２ 筒状抵抗体
２ａ 筒部
２ｂ 天板部
２ｄ リング部
４ 緊締具
１０ 頭部
１２ 縦溝
２３ 穴
１２０ 係止溝部

Claims (2)

1. 土中に埋め込まれる高耐力アンカーにおいて、 パイプ状のアンカー本体と、 高耐力アンカーが土中に埋め込まれている状態において地盤表層部に埋め込まれ、前記アンカー本体よりも径が大きく、筒部内に前記アンカー本体外形との接点を形成するリングを設けた筒状抵抗体と、を備え、 高耐力アンカーが土中に埋め込まれている状態において、前記アンカー本体の下端部は、前記筒状抵抗体の下端部よりも下方に突出しており、 前記筒状抵抗体の天板部には前記アンカー本体と遊通する径大穴を設けて、前記筒状抵抗体において前記リングのみが前記アンカー本体と接し、荷重作用位置を前記リング部のみとしていることを特徴とする高耐力アンカー。
2. アンカー本体の上端部には、ワイヤロープを十字状に固定した緊締具の挿入室とグリップ近傍の各ロープを落とし込む縦溝を有し、縦溝の下端は周方向に伸びる係止溝部を設けている請求項１に記載の高耐力アンカー。

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