JP5142029B2 - アンカー機能状況確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンカーの機能状況を確認する構造に関する。

従来のアンカーの機能状況を確認する方法は、アンカーに生じている荷重を計測するものと、アンカーないし地盤の変位を計測するものである。
荷重を計測する方法には，施工時に設置したロードセルを測定する方法と、リフトオフテストによる方法がある。
変位を計測する方法には、測量により頭部の変位を計測する方法と縦型伸縮計により地盤変位を計測する方法があり、これらを単独あるいは組み合わせて用いられる。
特開平11−63972号（特許第2967923号）公報 （社）地盤工学会基準：グラウンドアンカー設計・施工基準、同解説書（184〜189頁）（平成12年5月22日発行）

(1) 上記特許文１の発明は、アンカーの頭部（上端部）において計測する点が共通するが、本発明の上記請求項に対して、特許文献１のそれは「グラウンドアンカーの上端の端面に対向させて配置した反射式レーザー変位計、前記加圧装置の荷重を測定する荷重計及び前記レーザー変位計の出力と前記荷重計の出力とを実質上同時に読取る読取り手段を備えてなるグラウンドアンカーの伸び計測装置。」であるから、その構成は本発明とは全く異なる。
(2) 従前の技術のうち、荷重を計測する方法は残存引張り力を確認するのみであったため、荷重値に異常があってもその原因となる受圧板の沈下やアンカー体の引き抜け等の異常個所、すべり変位の発生等の地盤状況の変化を判断することはできなかった。さらに、ロードセルを測定する方法は低寿命であったり、リフトオフテストによる方法は計測に労力を要するため、いずれも高コストであった。
また従前の技術のうち変位を計測する方法は、アンカー頭部の位置変化や地盤の変動計測から、間接的にアンカーの状態を推定するため、アンカーの荷重変化やアンカーの機能状況を直接的に判断することはできなかった。
さらに測量による方法は、光波測距儀を用いた場合でも計測誤差が大きく、アンカーの徴少な変化を計測するには十分ではなかった。このほか縦型伸縮計による地盤変位計測は、アンカー設置するための孔とは別に縦孔を掘削してシース付きワイヤーを設置しなければならないため、高コストであった。
以上の通り、アンカーの機能状況は地盤状況と合わせて把握する必要があるものの、従前の荷重を計測する方法と変位を計測する方法について、そのどちらも簡便さ、耐久性、コストの面で十分な技術とはいえなかった。

そこで、本発明は上記の課題を解決するために、アンカーの荷重変化や定着体の引き抜け、地盤の変状を、簡易且つ長期的、経済的に精度よく確認することができる方法を提供するものである。

本発明の第１は、アンカー機能状況確認装置において、シースパイプ内において、低伸縮率の素材からなる複数本のシース付きワイヤーを挿入し、当該各ワイヤーの長さを変えた基端を削孔の余長削孔部とアンカー体、スペーサ・ソケット錨に固定し、そのシース付きワイヤーの先端部側をシースパイプから引き出して、その先端部を多点式標尺に接続し、当該ワイヤーに緊張力与えるようにしたものである。

本発明の第２は、第1の発明に係るアンカー機能状況確認装置において、アンカー頭部のヘッドアダプタに挿通孔をあけ、当該挿通孔にシース付きワイヤーを挿通してその先端部側を外部に引き出し、その先端部を可動式インジケーター付き多点式標尺に取付け、さらにその先端に緊張力を与えるカウンターウエイトを取り付けるようにしたものである。

本発明の第３は、第1の発明に係るアンカー機能状況確認装置において、アンカー頭部のオイルキャップに挿通孔をあけ、当該挿通孔にシース付きワイヤーを挿通してその先端部側を外部に引き出し、その先端を可動式インジケーター付き多点式標尺に取付け、さらにその先端に緊張力を与えるカウンターウエイトを取り付けるようにしたものである。

本願発明は上記の構成であるから、安価で高耐久性のワイヤーを変位計の機能する多点式標尺として用いることで、長期的・経済的にアンカーの機能状況を確認することができ、シース付きワイヤーをアンカーと同時に施工することから、技術的に優れ、且つ設置が簡易化されることで、さらに経済性にも優れる。

また、伸縮率の低いワイヤーを用いてアンカー各部および削孔余長部の変位を計測できるようにしたことから、測量などと較べて精度が高く、異常があった場合には荷重変化や定着体の引き抜け、地盤の変状などの異常原因と異常個所を容易に特定することができる。

さらに、アンカー各部の変位を地上部で容易に目視確認できるようにしたことから、アンカーの機能状況の確認を経済的に行うことができる。

この発明の実施形態を図に即して示す。１の実施形態ではある種のアンカーに適用した例を示しているが、構造を多少変更することによりあらゆる形式のアンカーに適用できる。

図１の実施形態では、計測用ワイヤーの緊張力をカウンターウエイトによって与えているが、バネなどを用いて小型化してもよい。
また、図１の実施形態では目視判読できる多点式標尺を用いているが、電気的な変位計に変更して連続観測することもできる。

さらに，多点式標尺はオイルキャップを貫通した形状とすることもできる。利用形態の例として、計測結果に基づく正常の状態から変位する異常個所の判断例を図５〜図８に示す。

本発明の実施例を図面に則して説明する。図１において、アンカーは、後述のアンカー体と自由長部とアンカー頭部とからなっている。そして、図１〜３において、１はアンカーの引張り部を納めるポリエチレン材質からなるシースパイプ、２はシースパイプ１の中に挿入するアンボンドＰＣ鋼より線、３は支圧板、４は耐荷体、５はスペーサ、６はシースパイプ１内に挿入するワイヤーであり、複数本のワイヤー束をシースで被覆してある。そのシース付きワイヤー６の長さを変えた基端部６a′、６b′、６c′、６d′、６e′を支圧板３やアンカー体４・スペーサ５・ソケット錨１８などに圧着し、又は小孔をあけて結線して固定してある。７はアンカー体Ａの頭部Ａ′側のアンカープレート、８はヘッドアダプタ、９はそのヘッドアダプタ８及びオイルキャップ１５にあけた挿通孔である。当該挿通孔には締込型パッキン９pを設けてある。１０は前記の挿通孔９からワイヤー６の先端部側から引き出してその先端部６a、６b、６c、６d、６eを可動式インジケーター１１に結んで変位量を読みとる多点式標尺であり、図２にあっては目盛線１０′が設けられている。１２はその多点式標尺１０の直下においてワイヤー先端部６a、６b、６c、６d、６eから延長した先端に結んで緊張力を与えるためのカウンターウエイトである。１３はアンカー頭部Ａ′のアンカーヘッド、１４はそのアンカーヘッド用のくさび、１５はオイルキャップ、１６は受圧板、１７はアンカー体Ａの先端キャップ、１８は削孔Ｈの余長部Ｈ′にワイヤー基端部を設置するためのソケット錨であり、アンカー体Ａと分離する構造を有する。そして、その先端キャップ１７に被せた着脱可能なソケット錨１８に固定したシース付きワイヤー６は、削孔Ｈの余長部Ｈ′に当該削孔内に注入したグラウトで固定され、アンカー引抜け時にはアンカー体Ａとソケット錨１８が分離する構造とすることにより、当該ソケット式錨は削孔余長部Ｈ′に残存し、アンカー変状の様々な原因を把握することができるようにしてなる。図中Ｌ_ｆは、アンカー体Ａとアンカー頭部Ａ′と共にアンカーの全長をなす自由長部である。

図４は、図１のアンカー頭部Ａ′の他の実施例を示し、オイルキャップ１５の中央に挿通孔１９があけられ、当該挿通孔に締込型パッキン１９_Pが設けられ、この挿通孔にワイヤー先端部側を引き出してそのワイヤー先端部６a、６b、６c、６d、６eをインジケーター１１付きの多点式標尺１０に取り付け、さらにワイヤー先端部から延長した先端にカウンターウエイト１２を取り付けたものを示す。

「本発明に係る装置の設置工程」
本発明に係るアンカー機能状況確認装置の設置工程は次のとおりである。
（１） アンカーの工場組み立てにおいて、テンドン・アンカー体組み立て作業と同時に、シース付きのワイヤー６の基端部（６a′、６b′、６c′、６d′、６e′）をアンカー体Ａとスペーサ５とソケット錨１８などに専用プレスにより圧着して固定し、又は小孔をあけてこれに挿通して結線して固定した後、シースパイプ１内に挿入する。そして、シース付きワイヤー６の先端部側をアンカー頭部Ａ′の挿通孔９（又はオイルキャップ１５の挿通孔１９「図４」）から外部に導き出しておく（図１）。または、前記のワイヤー６の先端部側をオイルキャップ１５の挿通孔１９から外部に導き出しておく（図４）。
（２） 削孔Ｈ内にアンカー（アンカー体Ａ+自由長部+アンカー頭部Ａ′）を挿入する（図９）。
（３） シース付きワイヤー６の先端部側をグラウトから保護する処理を行った後、シースパイプ１内に納め、公知の手段でアンカーのグラウトの注入を行う（図１０）。グラウトの注入が終了したら、シース付きワイヤー６の先端部６a〜６e側をシースパイプ１から引き出し、カウンターウエイト程度の緊張力を与えておく。
（４） グラウトが所定の強度に達した後、アンカー頭部Ａ′の処理を行い、アンカープレート７とヘッドアダプタ８を取り付け、挿通孔９又はオイルキャップ１５の挿通孔１９からシース付きワイヤー６の先端部を引き出した後、緊張して試験を行い、定着する（図１１又は図４）。
（５） 上記（４）の工程において、アンカー頭部Ａ′あるいは受圧板１６に可動式インジケーター１１付きの多点式標尺１０などを取り付け、さらに引き出したワイヤー６の先端にカウンターウエイト１２などを取り付けると共に、複数本のワイヤー６を可動式インジケーター１１に取り付ける（図１、図２）。

「本発明装置による作用」
本発明装置による具体的な作用は次の通りである。
（１） 計測用ワイヤー６は、シースによってグラウトや地盤と分離した構造であるため、地盤Ｇやアンカー(アンカー体Ａ+自由長部Ｌ_f＋アンカー頭部Ａ′)の変形によって、ワイヤー６に引き込まれたり引き出される。そのシース付きワイヤー６は、アンカー頭部Ａ′とワイヤー先端部の距離を計測するので、アンカー頭部を含む受圧板１６が沈下した場合には、ワイヤー基端部６a′・６b′・６′・６′・６e′とアンカー頭部Ａ′の距離が短縮するため、ワイヤーは引き出される（この変位を縮み量（↓）とする）。

逆に地滑り等により、アンカーの一部に折れ曲がりが生じると、折れ曲がり部の奥に設置したワイヤーでは、ワイヤー基端端部６a′・６b′・６′・６′・６e′とアンカー頭部Ａ′のワイヤー６に沿う距離が増加するため、ワイヤーは引き込まれる（この変位を伸び量（↑）とする）。

インジケーター１１は、ワイヤー６の伸縮に応じて当該インジケーターに成形してあるガイド溝に沿って上下に可動し、その移動量はガイド溝脇に取り付けた多点式標尺１０により読みとる。
地滑りが発生したり、受圧板１３が沈下したりすると、ＰＣ鋼より線２に伸縮が生じ、同時にその変位がシース付きワイヤー６に現れる。ＰＣ鋼より線２の伸び量は、緊張荷重と線形関係であり、定着時荷重は既知であることから、多点式標尺１０のワイヤー６の伸び量（「上向き矢印」↑）や縮み量（「下向き矢印」↓）の数値を計測することでアンカーに作用する残存引張り力を推定することができる。

（２） 「正常時」：地盤Ｇに設置したアンカーに地滑り等の負荷がかからない正常時は、そのアンカーには全く変位は発生せず、変位計の機能を有する多点式標尺１０の変位量の数値は「０」である（図５）。

（３） 「異常発生（1）」：地盤Ｇに地滑りの異常が発生すると、アンカーＡの荷重量（残存引張り力）が増加し、の多点式標尺１０のうち、一部のシース付きワイヤー６が引き込まれてその先端部6a・６b・６cの変位量の数値は「０」から伸び量（↑）を示す数値になる（図６）。

（４）「異常発生（2）」：アンカーの引き抜け作用が発生するとアンカーにかかる荷重（残存引張り力）が減少して、縮み量が生じての多点式標尺１０のうち、図において、一部のシース付きワイヤー６の先端部６b・６cが引き出されてその変位量の数値は「０」から縮み量（↓）を示す数値になる（図７）。

（５） 「異常発生（3）」：アンカー受圧板１６の地中方向への沈下作用が進行するとアンカーにかかる荷重（残存引張り力）が減少して、縮み量が生じて多点式標尺１０のうち、図において、全部のシース付きワイヤー６先端部の６a〜６eが引き出されてその変位量の数値は「０」から縮み量（↓）を示す数値になる（図８）。

このように、アンカーに生じている変化の状態によって、それぞれのワイヤーには異なった変動と変動量が表れるため、アンカーの機能状況を判定することができる。

実際には、上記段落「００２１」〜「００２３」に示す異常（1）・（2）・（3）が同時に発生するが、シース付きワイヤー６の先端部６a′、６b′、６c′、６d′、６e′をアンカー体Ａ、自由長部Ｌ_f、ソケット錨１８にそれぞれ１個所以上設置してその変位を計測することにより、いずれの組み合わせでも識別できる。

本発明に係るアンカー機能状況確認装置を具備したアンカーの側面図である。 図１のアンカー機能状況確認装置の多点式標尺を具備した側面図である。 図１の３−３線に沿う拡大切断端面図である。 図１のアンカー頭部に多点式標尺を具備した多点式標尺の他の実施例を示す正面図である。 正常時におけるアンカー埋設状態を示す側面図である。 異常時におけるすべり変位発生時の状態を示す側面図である。 異常時におけるアンカーの引抜け状態を示す側面図である。 異常時における受圧板の沈下状態を示す側面図である。 削孔及びシース付きワイヤーを取り付けたアンカーの挿入状態を示す概略側面図である。 シースパイプ内にグラウトの注入状態の概略側面図である。 アンカー頭部の組み立て状態を示す概略斜視図である。

１……シースパイプ
２……アンボンドＰＣ鋼より線
３……支圧板
４……耐荷体
５……スペーサ
６……複数本のシース付きワイヤー
７……アンカープレート
８……ヘッドアダプタ
９……挿通孔
１０……多点式標尺
１１……可動式インジケーター
１２……カウンターウエイト
１３……アンカーのヘッド
１４……アンカーヘッド用のくさび
１５……オイルキャップ
１６……受圧板
１７……先端キャップ
１８……ソケット錨

Claims (3)

1. シースパイプ(1)内において、低伸縮率の素材からなる複数本のシース付きワイヤー(6)を挿入し、当該各ワイヤー(6)の長さを変えた基端を削孔(H)の余長削孔部(H′)とアンカー体(A)、スペーサ(5)・ソケット錨(18)に固定し、そのシース付きワイヤー(6)の先端部側をシースパイプ(1)から引き出して、その先端部(6a・6b・6c・6d・6e)を多点式標尺(10)に接続し、当該ワイヤーに緊張力与えることを特徴としたアンカー機能状況確認装置。
2. アンカー頭部(A′)のヘッドアダプタ(8)に挿通孔(9)をあけ、当該挿通孔にシース付きワイヤー(6)を挿通してその先端部側を外部に引き出し、その先端部を可動式インジケーター(11)付き多点式標尺(10)に取付け、さらにその先端に緊張力を与えるカウンターウエイト(12)を取り付けた請求項１記載のアンカー機能状況確認装置。
3. アンカー頭部(A′)のオイルキャップ(15)に挿通孔(19)をあけ、当該挿通孔にシース付きワイヤー(6)を挿通してその先端部側を外部に引き出し、その先端部(6a・6b・6c・6d・6e）を可動式インジケーター(11)付き多点式標尺(10)に取付け、さらにその先端に緊張力を与えるカウンターウエイト(12)を取り付けた請求項１記載のアンカー機能状況確認装置。