JP5463043B2 - Method for reinforcing concrete structures - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物の補強方法に関し、特に、既設又は新設のコンクリート構造物を補強するのに有効なコンクリート構造物の補強方法に関する。 The present invention relates to a method for reinforcing a concrete structure, and more particularly to a method for reinforcing a concrete structure that is effective for reinforcing an existing or new concrete structure.
コンクリート構造物の一例として、地盤（岩盤）の上部に築造された重力式コンクリートダム（ダムの自重と重力で水圧を支える形式のダム）等の各種のコンクリートダムが知られている。 As an example of a concrete structure, various concrete dams such as a gravity concrete dam (a dam that supports water pressure by its own weight and gravity) built on the ground (bedrock) are known.
このようなコンクリートダムは、経年変化等によって地盤とコンクリートダムとの境界部や、コンクリートダムの打ち継ぎ目部等の弱面部に劣化が生じる虞があり、また、地震時に、それらの弱面部にせん断ひずみが集中して亀裂等が生じる虞があるため、グラウンドアンカーによって弱面部に圧縮荷重を付与し、コンクリートダムを補強することが行われている。 Such concrete dams may deteriorate at the boundary between the ground and concrete dams and weak surfaces such as joints of concrete dams due to secular change. Since there is a possibility that strain concentrates and cracks or the like occur, it is practiced to reinforce the concrete dam by applying a compressive load to the weak surface portion by a ground anchor.
例えば、図１１に示すように、コンクリートダム３１を天端３２から鉛直方向に貫通して先端が岩盤３５の所定の深さに達するアンカー孔３６を削孔し、このアンカー孔３６内にグラウンドアンカー３７を挿入し、グラウンドアンカー３７の先端部（下端部）をグラウト材３９により岩盤３５の深層部に定着させ、グラウンドアンカー３７に緊張力を付与し、この状態でグラウンドアンカー３７の後端部（上端部）をコンクリートダム３１の天端３２に定着させることで、弱面部に圧縮荷重を付与し、コンクリートダム３１を補強している。この場合、必要に応じて、図１２に示すように、アンカー孔３６内の全体にグラウト材３９を充填し、自由長部を含むグラウンドアンカー３７の全体をコンクリートダム３１側に定着させている。 For example, as shown in FIG. 11, an anchor hole 36 penetrating through a concrete dam 31 from the top end 32 in the vertical direction and the tip reaching a predetermined depth of the rock mass 35 is drilled, and a ground anchor is inserted into the anchor hole 36. 37 is inserted, the tip (lower end) of the ground anchor 37 is fixed to the deep layer of the bedrock 35 by the grout material 39, and tension is applied to the ground anchor 37. In this state, the rear end of the ground anchor 37 ( By fixing the upper end portion to the top end 32 of the concrete dam 31, a compressive load is applied to the weak surface portion and the concrete dam 31 is reinforced. In this case, as shown in FIG. 12, the entire inside of the anchor hole 36 is filled with a grout material 39 as necessary, and the entire ground anchor 37 including the free length portion is fixed to the concrete dam 31 side.
上記のような構成のグラウンドアンカー３７によってコンクリートダム３１を補強した場合、通常時には、グラウンドアンカー３７の緊張力によってコンクリートダム３１の弱面部３４を圧縮した状態に保つことができるので、弱面部３４に亀裂等が生じたりするようなことはない。 When the concrete dam 31 is reinforced by the ground anchor 37 configured as described above, the weak surface portion 34 of the concrete dam 31 can be maintained in a compressed state by the tension force of the ground anchor 37 in a normal state. There will be no cracks.
しかし、地震時にコンクリートダム３１に振動が入力した場合、グラウンドアンカー３７の緊張力だけでは弱面部３４を圧縮し続けることができないことがあり、コンクリートダム３１にロッキング振動が生じ、弱面部３４に亀裂や隙間が形成され、その亀裂や隙間に水が浸入してコンクリートダム３１に浮力が作用し、コンクリートダム３１が不安定な状態になることがある。 However, when vibration is input to the concrete dam 31 at the time of an earthquake, the weak surface portion 34 may not be able to continue to be compressed only by the tension force of the ground anchor 37, rocking vibration occurs in the concrete dam 31, and the weak surface portion 34 is cracked. A gap may be formed, and water may enter the crack or gap and buoyancy may act on the concrete dam 31, causing the concrete dam 31 to become unstable.
また、コンクリートダム３１が不安定な状態になると、グラウンドアンカー３７に過大なせん断力が作用し、グラウンドアンカー３７が損傷したり、グラウンドアンカー３７の周囲を覆っているグラウト材３９に亀裂が生じて防錆機能が低下し、グラウンドアンカー３７が腐食する等の問題が生じる。 In addition, when the concrete dam 31 is in an unstable state, an excessive shearing force acts on the ground anchor 37 and the ground anchor 37 is damaged or a grout material 39 covering the periphery of the ground anchor 37 is cracked. The rust prevention function is lowered, and problems such as corrosion of the ground anchor 37 occur.
上記のような地震時の問題を解決するため、グラウンドアンカーの線径を太くして剛性を高める方法があるが、グラウンドアンカーの打設に費用が嵩む等の理由から実施されていないのが現状である。 There is a method to increase the rigidity by increasing the wire diameter of the ground anchor in order to solve the problems at the time of the earthquake as described above, but the current situation is that it has not been implemented due to the cost of placing the ground anchor. It is.
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、グラウンドアンカーによってコンクリートダム等のコンクリート構造物を補強した場合に、地震時にコンクリート構造物に振動が入力しても、コンクリート構造物の弱面部に亀裂や隙間が形成されるようなことがなく、コンクリート構造物を安定した状態に保ち続けることができる、コンクリート構造物の補強方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. When a concrete structure such as a concrete dam is reinforced by a ground anchor, even if vibration is input to the concrete structure during an earthquake, the concrete It is an object of the present invention to provide a method for reinforcing a concrete structure, in which no cracks or gaps are formed in the weak surface portion of the structure, and the concrete structure can be kept in a stable state.
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、地盤上に築造されたコンクリート構造物の補強方法であって、前記コンクリート構造物を貫通して、前記地盤の所定の深さに達するアンカー孔を削孔し、該アンカー孔内にグラウンドアンカーを挿入して、該グラウンドアンカーの先端部を前記地盤に定着させ、前記アンカー孔内にせん断・引張補強部材を挿入して、該せん断・引張補強部材を、前記コンクリート構造物の前記地盤との境界部であり、又は、打ち継ぎ目部を有する前記コンクリート構造物の当該打ち継ぎ目部である弱面部に対応する前記アンカー孔の一部である部分に位置決めし、前記せん断・引張補強部材を前記コンクリート構造物側に保持し、前記グラウンドアンカーに引張力を付与し、この状態で前記グラウンドアンカーの後端部を前記コンクリート構造物に定着させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, a method for reinforcing a concrete structure built on the ground, wherein an anchor hole penetrating the concrete structure and reaching a predetermined depth of the ground is drilled, and a ground anchor is inserted into the anchor hole. by inserting, in the ground anchor tip is fixed on the ground, insert the shear-tensile reinforcement member to the anchor downhole, the shear-tensile reinforcement member, and the ground of the concrete structure Positioning at a portion of the anchor hole corresponding to the weak surface portion which is the boundary portion or the weak surface portion of the concrete structure having the joint portion, and the shear / tensile reinforcement member is the concrete Holding on the structure side, applying a tensile force to the ground anchor, in this state the rear end of the ground anchor is the concrete structure Wherein the fixing.
本発明のコンクリート構造物の補強方法によれば、コンクリート構造物の弱面部に対応するアンカー孔の部分にせん断・引張補強部材を設け、このせん断・引張補強部材をコンクリート構造物側に定着したので、このせん断・引張補強部材によってコンクリート構造物の弱面部の剛性を高めることができる。 According to the method for reinforcing a concrete structure of the present invention, the shear / tensile reinforcement member is provided in the anchor hole portion corresponding to the weak surface portion of the concrete structure, and the shear / tensile reinforcement member is fixed on the concrete structure side. The rigidity of the weak surface portion of the concrete structure can be increased by the shear / tensile reinforcement member.
従って、地震時にコンクリート構造物に振動が入力しても、コンクリート構造物にロッキング振動が生じて弱面部に隙間や亀裂等が形成されるようなことはなく、隙間や亀裂等に水が浸入してコンクリート構造物に浮力が作用し、コンクリート構造物が不安定になるようなことはない。この結果、地震時にグラウンドアンカーに過大なせん断力が作用してグラウンドアンカーが損傷したり、グラウンドアンカーの周囲を被覆しているグラウト材に亀裂が生じて防錆機能が低下したりするようなことはなく、コンクリート構造物を長期に亘って安定した状態に保ち続けることができる。 Therefore, even if vibration is input to the concrete structure during an earthquake, rocking vibration does not occur in the concrete structure and gaps or cracks are not formed in the weak surface part, and water enters the gaps or cracks. As a result, buoyancy acts on the concrete structure and the concrete structure does not become unstable. As a result, an excessive shearing force acts on the ground anchor during an earthquake and the ground anchor is damaged, or the grout material covering the ground anchor is cracked and the rust prevention function is reduced. No, the concrete structure can be kept stable for a long time.
さらに、本発明において、前記せん断・引張補強部材は、円筒状又は角筒状の鋼管からなり、該せん断・引張補強部材の外周側を前記アンカー孔の内周側に定着材により定着させたこととしてもよい。 Furthermore, in the present invention, the shear / tensile reinforcement member is formed of a cylindrical or rectangular tube-shaped steel pipe, and the outer peripheral side of the shear / tensile reinforcement member is fixed to the inner peripheral side of the anchor hole by a fixing material. It is good.
さらに、本発明において、前記グラウンドアンカーは伸縮変形可能な自由長部を有し、該自由長部を定着材により前記コンクリート構造物に定着させたこととしてもよい。 Furthermore, in the present invention, the ground anchor may have a free length portion that can be deformed in a stretchable manner, and the free length portion may be fixed to the concrete structure with a fixing material.
本発明のコンクリート構造物の補強方法によれば、グラウンドアンカーの自由長部が定着材によってコンクリート構造物側に定着させたので、外力によってグラウンドアンカーに局部的な変位が生じた場合、その変位が生じた部分で外力に抵抗することができるので、グラウンドアンカーの弱い部分に応力が集中するようなことはない。
なお、定着部材として、一定時間経過後に固化するアフターボンドを用いることにより、せん断・引張補強部材をアンカー孔内に設置し、グラウンドアンカーに緊張力を付与した後に、グラウンドアンカーの自由長部をコンクリート構造物側に定着させることができる。
According to the method for reinforcing a concrete structure of the present invention, since the free length portion of the ground anchor is fixed to the concrete structure side by the fixing material, when a local displacement occurs in the ground anchor due to an external force, the displacement is Since the external force can be resisted in the generated portion, the stress is not concentrated on the weak portion of the ground anchor.
In addition, by using an afterbond that solidifies after a lapse of time as a fixing member, a shear / tensile reinforcement member is installed in the anchor hole, and tension is applied to the ground anchor. It can be fixed on the structure side.
また、本発明は、地盤上に築造されたコンクリート構造物を貫通して、前記地盤の所定の深さに達するアンカー孔を削孔し、該アンカー孔内にグラウンドアンカーを挿入して、該グラウンドアンカーの先端部を前記地盤に定着させ、前記アンカー孔内にせん断・引張補強部材を挿入して、該せん断・引張補強部材を、前記地盤との境界部であり、又は、打ち継ぎ目部を有する前記コンクリート構造物の当該打ち継ぎ目部である弱面部に対応する部分に位置決めし、前記せん断・引張補強部材を前記コンクリート構造物側に保持し、前記グラウンドアンカーに引張力を付与し、この状態で前記グラウンドアンカーの後端部を前記コンクリート構造物に定着させる、コンクリート構造物の補強方法であって、前記せん断・引張補強部材をアンカー孔内に位置決めした位置の略中心に保持手段によって保持し、この状態で前記せん断・引張補強部材を定着材により前記アンカーの内周側に定着させたことを特徴とする。 The present invention also includes a method of drilling an anchor hole reaching a predetermined depth of the ground through a concrete structure built on the ground, inserting a ground anchor into the anchor hole, The anchor tip is fixed to the ground, a shear / tensile reinforcement member is inserted into the anchor hole, and the shear / tensile reinforcement member is a boundary portion with the ground or has a joint portion. Positioning in the portion corresponding to the weak surface portion which is the joint portion of the concrete structure, holding the shear / tensile reinforcement member on the concrete structure side, applying a tensile force to the ground anchor, to fix the rear end portion of the ground anchor to the concrete structure, a method for reinforcing concrete structures, anchoring the shear-tensile reinforcement member Held by the holding means in a substantially center of the position positioned within, characterized in that is fixed to the inner circumferential side of the anchor by the fixing member the shear-tensile reinforcement member in this state.
以上、説明したように、本発明のコンクリート構造物の補強方法によれば、せん断・引張補強部材によってコンクリート構造物の弱面部の剛性を高めることができるので、通常時又は地震時に関わらず、コンクリート構造物を長期に亘って安定した状態に保ち続けることができる。 As described above, according to the method for reinforcing a concrete structure of the present invention, the rigidity of the weak surface portion of the concrete structure can be increased by the shear / tensile reinforcement member. The structure can be kept stable over a long period of time.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明によるコンクリート構造物の補強方法の一実施の形態が示されている。本実施の形態のコンクリート構造物の補強方法は、地盤（岩盤５）上に築造された既設又は新設のコンクリート構造物であるコンクリートダム１（重力式コンクリートダム等）の補強に適用したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a method for reinforcing a concrete structure according to the present invention. The method for reinforcing a concrete structure of the present embodiment is applied to the reinforcement of a concrete dam 1 (such as a gravity concrete dam) that is an existing or new concrete structure built on the ground (rock 5). .
すなわち、本実施の形態のコンクリート構造物の補強方法は、コンクリートダム１を天端２から鉛直方向に貫通して、岩盤５の所定の深さまで達するアンカー孔６を削孔する削孔工程と、アンカー孔６内にグラウンドアンカー７を挿入し、グラウンドアンカー７の先端部（下端部）を岩盤５の深層部に定着させるグラウンドアンカー打設工程と、アンカー孔６内にせん断・引張補強部材１５を挿入し、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内の所定の位置に位置決めし、その位置でせん断・引張補強部材１５をコンクリートダム１側に定着させるせん断・引張補強部材設置工程と、グラウンドアンカー７に緊張力を付与し、この状態でグラウンドアンカー７の後端部（上端部）をコンクリートダム１の天端２に定着させる緊張力付与工程とを備えている。以下、各工程について詳しく説明する。 That is, the method for reinforcing a concrete structure according to the present embodiment includes a drilling step of drilling an anchor hole 6 that penetrates the concrete dam 1 vertically from the top 2 and reaches a predetermined depth of the rock 5; The ground anchor 7 is inserted into the anchor hole 6, and the ground anchor placing step for fixing the tip end (lower end) of the ground anchor 7 to the deep layer portion of the rock 5, and the shear / tensile reinforcing member 15 in the anchor hole 6 are provided. Inserting, positioning the shear / tensile reinforcement member 15 at a predetermined position in the anchor hole 6, and fixing the shear / tensile reinforcement member 15 to the concrete dam 1 side at the position, a ground anchor A tension applying step for applying tension to 7 and fixing the rear end (upper end) of the ground anchor 7 to the top end 2 of the concrete dam 1 in this state. It is equipped with a. Hereinafter, each step will be described in detail.
（１）削孔工程
図１に示すように、コンクリートダム１の天端２に削孔機（図示せず）を設置し、削孔機により、コンクリートダム１を天端２から鉛直方向に貫通して先端が岩盤５の所定の深に達するアンカー孔６を削孔する。このようなアンカー孔６をコンクリートダム１の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に削孔する。
(1) Drilling step As shown in FIG. 1, a drilling machine (not shown) is installed at the top end 2 of the concrete dam 1, and the concrete dam 1 is vertically penetrated from the top end 2 by the drilling machine. Then, the anchor hole 6 whose tip reaches a predetermined depth of the rock mass 5 is drilled. Such anchor holes 6 are drilled at a plurality of locations at predetermined intervals over the entire width of the concrete dam 1.
（２）グラウンドアンカーの打設工程
図１に示すように、削孔工程で形成した各アンカー孔６内にグラウンドアンカー７を挿入し、各アンカー孔６内の底部に所定の深さまでグラウト材９を注入して固化させることにより、グラウンドアンカー７の先端部（下端部）を岩盤５の深層部に定着させ、アンカー体部８ｂとする。
(2) Ground Anchor Placing Step As shown in FIG. 1, a ground anchor 7 is inserted into each anchor hole 6 formed in the drilling step, and a grout material 9 is formed at a bottom of each anchor hole 6 to a predetermined depth. Is injected and solidified to fix the tip (lower end) of the ground anchor 7 to the deep layer of the rock 5 to form an anchor body 8b.
グラウンドアンカー７は、引張材（以下、「テンドン８」という。）がシース管内に挿入されたタイプ、或いはシース管なしのタイプ等があり、本実施の形態においては、シース管（図示せず）内にテンドン８が挿入されたタイプを用いている。 The ground anchor 7 includes a type in which a tensile material (hereinafter referred to as “Tendon 8”) is inserted into the sheath tube, or a type without a sheath tube. In this embodiment, a sheath tube (not shown) is used. A type in which tendon 8 is inserted is used.
（３）せん断・引張補強部材の設置工程
図１に示すように、グラウンドアンカー７を打設したアンカー孔６内にせん断・引張補強部材１５を挿入し、せん断・引張補強部材１５をコンクリートダム１の弱面部４を横切るようにアンカー孔６内に位置決めし、その位置でせん断・引張補強部材１５をグラウト材によりコンクリートダム１側に定着させる。
(3) Installation Step of Shear / Tension Reinforcement Member As shown in FIG. 1, a shear / tensile reinforcement member 15 is inserted into the anchor hole 6 in which the ground anchor 7 is placed, and the shear / tensile reinforcement member 15 is connected to the concrete dam 1. Is positioned in the anchor hole 6 so as to cross the weak surface portion 4, and the shear / tensile reinforcement member 15 is fixed to the concrete dam 1 side by a grout material at that position.
ここで、コンクリートダム１の弱面部４とは、コンクリートダム１と岩盤５との境界部、コンクリートダム１の打ち継ぎ目部等の強度が低い部分を意味する。本実施の形態においては、コンクリートダム１と岩盤５との境界部を弱面部４として、その部分にせん断・引張補強部材１５を定着させている。 Here, the weak surface portion 4 of the concrete dam 1 means a low strength portion such as a boundary portion between the concrete dam 1 and the rock mass 5, a joint portion of the concrete dam 1, or the like. In the present embodiment, the boundary portion between the concrete dam 1 and the rock mass 5 is the weak surface portion 4, and the shear / tensile reinforcement member 15 is fixed to that portion.
せん断・引張補強部材１５は、引張力に対する剛性が高く、せん断抵抗力が大きく、かつ耐腐食性に優れた材料から構成され、例えば、円筒状又は角筒状の鋼管（本実施の形態では円筒状の鋼管）によって構成される。せん断・引張補強部材１５をコンクリートダム１の弱面部４に設けることにより、コンクリートダム１と岩盤５との境界部やコンクリートダム１の打ち継ぎ目部等の弱面部４を補強することができる。
なお、せん断・引張補強部材１５は、上記のような構成の鋼管に限らず、カーボンと鋼材とを組み合わせた材料等であってもよい。
The shear / tensile reinforcement member 15 is made of a material having high rigidity against tensile force, high shear resistance, and excellent corrosion resistance. For example, a cylindrical or rectangular tube-shaped steel pipe (in this embodiment, a cylinder) Shaped steel pipe). By providing the shear / tensile reinforcement member 15 on the weak surface portion 4 of the concrete dam 1, the weak surface portion 4 such as a boundary portion between the concrete dam 1 and the rock mass 5 or a joint portion of the concrete dam 1 can be reinforced.
Note that the shear / tensile reinforcement member 15 is not limited to the steel pipe having the above-described configuration, and may be a material in which carbon and a steel material are combined.
せん断・引張補強部材１５をコンクリートダム１の弱面部４に対応するアンカー孔６の部分に定着させるには、例えば、クレーン（図示せず）を用い、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内に吊り下げ、クレーンの操作によってせん断・引張補強部材１５をアンカー孔６の所定の位置に位置決めする。
そして、その位置の略中心に後述する保持手段１６によってせん断・引張補強部材１５を保持し、この状態でせん断・引張補強部材１５の外周面とアンカー孔６の内周面との間の隙間内にグラウト材９を充填して固化させ、せん断・引張補強部材１５の外周側をグラウト材９を介してアンカー孔６の内周側に定着させる。
In order to fix the shear / tensile reinforcement member 15 to the anchor hole 6 corresponding to the weak surface portion 4 of the concrete dam 1, for example, a crane (not shown) is used, and the shear / tensile reinforcement member 15 is placed in the anchor hole 6. The shear / tensile reinforcement member 15 is positioned at a predetermined position of the anchor hole 6 by operating the crane.
Then, the shearing / tensile reinforcement member 15 is held at the approximate center of the position by a holding means 16 described later, and in this state, the gap between the outer peripheral surface of the shear / tensile reinforcement member 15 and the inner peripheral surface of the anchor hole 6 is maintained. The grout material 9 is filled and solidified, and the outer peripheral side of the shear / tensile reinforcing member 15 is fixed to the inner peripheral side of the anchor hole 6 through the grout material 9.
保持手段１６は、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６の所定の位置の略中心に保持できる機能を有するものであれば特に制限はなく、例えば、図５（ａ）〜（ｆ）に示すような構成のものを用いることができる。 The holding means 16 is not particularly limited as long as it has a function capable of holding the shear / tensile reinforcement member 15 at the approximate center of a predetermined position of the anchor hole 6, and for example, as shown in FIGS. The thing of such a structure can be used.
図５（ａ）に示す保持手段１６は、ワイヤー等の索条部材１７によって構成したものであって、複数本の索条部材１７をグラウンドアンカー７のテンドン８に取り付け、各索条部材１７の両端をせん断・引張補強部材１５の上端に固定し、グラウンドアンカー７のテンドン８と一体に索条部材１７を介してせん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内に挿入し、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内の所定の位置に位置決めし、その位置に保持する。このような構成の保持手段１６を用いる場合には、グラウンドアンカー７の打設と同時にせん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内に設置することになる。 The holding means 16 shown in FIG. 5 (a) is constituted by a cable member 17 such as a wire, and a plurality of cable members 17 are attached to the tendon 8 of the ground anchor 7. Both ends are fixed to the upper end of the shear / tensile reinforcement member 15, and the shear / tensile reinforcement member 15 is inserted into the anchor hole 6 through the cord member 17 together with the tendon 8 of the ground anchor 7, thereby shearing / tensile reinforcement member 15 is positioned at a predetermined position in the anchor hole 6 and held at that position. When the holding means 16 having such a configuration is used, the shear / tensile reinforcement member 15 is installed in the anchor hole 6 simultaneously with the placement of the ground anchor 7.
図５（ｂ）に示す保持手段１６は、内部にグラウト材９を充填可能な中空環状のパッカー１８によって構成したものであって、このパッカー１８をせん断・引張補強部材１５の外周面の上下２箇所に取り付け、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内の所定の位置に位置決めした後に、各パッカー１８の内部にグラウト材９を充填して各パッカー１８を膨らませ、各パッカー１８の外周面をアンカー孔６の内周面に当接させ、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６の略中心に保持する。 The holding means 16 shown in FIG. 5 (b) is constituted by a hollow annular packer 18 that can be filled with the grout material 9, and this packer 18 is arranged on the upper and lower sides of the outer peripheral surface of the shear / tensile reinforcement member 15. After attaching the shear / tensile reinforcement member 15 to a predetermined position in the anchor hole 6, the grout material 9 is filled in each packer 18 to inflate each packer 18, and the outer peripheral surface of each packer 18 is expanded. The shear / tensile reinforcement member 15 is held at the approximate center of the anchor hole 6 by contacting the inner peripheral surface of the anchor hole 6.
この場合、各パッカー１８の一部には、各パッカー１８を上下方向に貫通する凹部又は孔部（図示せず）が設けられ、この凹部又は孔部を介して上下のパッカー１８間の隙間、及びせん断・引張補強部材１５より下方のアンカー孔６の部分にグラウト材９を充填する。 In this case, a part of each packer 18 is provided with a recess or a hole (not shown) penetrating each packer 18 in the vertical direction, and a gap between the upper and lower packers 18 through the recess or hole, In addition, the grout material 9 is filled in the portion of the anchor hole 6 below the shear / tensile reinforcement member 15.
図５（ｃ）に示す保持手段１６は、開閉可能な楔１９ｂを有するメカニカルアンカー１９によって構成したものであって、このメカニカルアンカー１９をせん断・引張補強部材１５の外周面の上下２箇所に取り付け、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内の所定の位置に位置決めした後に、各メカニカルシール１９の楔１９ｂを開いてアンカー孔６の内面に係止させることにより、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６の略中心に保持する。 The holding means 16 shown in FIG. 5 (c) is constituted by a mechanical anchor 19 having a wedge 19 b that can be opened and closed, and the mechanical anchor 19 is attached to two positions on the outer peripheral surface of the shear / tensile reinforcement member 15. After the shear / tensile reinforcement member 15 is positioned at a predetermined position in the anchor hole 6, the wedge 19 b of each mechanical seal 19 is opened and locked to the inner surface of the anchor hole 6. It is held at the approximate center of the anchor hole 6.
楔１９ｂを開閉させる手段としては、例えば、メカニカルアンカー１９の本体部１９ａにヒンジ（図示せず）を介して楔１９ｂを開閉可能に取り付け、楔１９ｂと本体部１９ａとの間に楔１９ｂを径方向外方に付勢するばね（図示せず）を取り付ける手段等が挙げられる。 As a means for opening and closing the wedge 19b, for example, the wedge 19b is attached to the main body 19a of the mechanical anchor 19 via a hinge (not shown) so that the wedge 19b can be opened and closed, and the wedge 19b is arranged between the wedge 19b and the main body 19a. Examples include means for attaching a spring (not shown) that biases outward in the direction.
図５（ｄ）に示す保持手段１６は、せん断・引張補強部材１５を位置決めするアンカー孔６の部分に段差２０を設けたものであって、この段差２０にせん断・引張補強部材１５の下端を当接させることにより、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６の所定の位置に位置決めし、その位置の略中心に保持する。 The holding means 16 shown in FIG. 5 (d) is provided with a step 20 in the portion of the anchor hole 6 for positioning the shear / tensile reinforcement member 15, and the lower end of the shear / tensile reinforcement member 15 is provided on the step 20. By abutting, the shear / tensile reinforcement member 15 is positioned at a predetermined position of the anchor hole 6 and is held at the approximate center of the position.
図５（ｅ）に示す保持手段１６は、せん断・引張補強部材１５よりも大径又は小径（本実施の形態では大径）の管状部材２１を用いたものであって、この管状部材２１の先端部にせん断・引張補強部材１５の上端部を着脱可能に嵌合させ、管状部材２１と一体にせん断・引張補強部材１５をアンカー孔６内に挿入して所定の位置に位置決めし、せん断・引張補強部材１５の外周面とアンカー孔６の内周面との間にグラウト材９を充填して固化させ、せん断・引張補強部材１５の外周側をアンカー孔６の内周側に定着させた後に、管状部材２１をせん断・引張補強部材１５から取り外す。 The holding means 16 shown in FIG. 5 (e) uses a tubular member 21 having a larger or smaller diameter (larger diameter in the present embodiment) than the shearing / tensile reinforcing member 15. The top end of the shear / tensile reinforcement member 15 is detachably fitted to the tip, and the shear / tensile reinforcement member 15 is inserted into the anchor hole 6 integrally with the tubular member 21 and positioned at a predetermined position. The grout material 9 is filled between the outer peripheral surface of the tensile reinforcing member 15 and the inner peripheral surface of the anchor hole 6 and solidified, and the outer peripheral side of the shear / tensile reinforcing member 15 is fixed to the inner peripheral side of the anchor hole 6. Later, the tubular member 21 is removed from the shear / tensile reinforcement member 15.
図５（ｆ）に示す保持手段１６は、せん断・引張補強部材１５を設置するアンカー孔６の部分よりも下方に予めグラウト材９を充填したものであって、このグラウト材９の上部にせん断・引張補強部材１５を配置することにより、せん断・引張補強部材１５をアンカー孔６の所定の位置に位置決めするとともに、その位置の略中心に保持する。 The holding means 16 shown in FIG. 5 (f) is such that the grout material 9 is previously filled below the anchor hole 6 where the shear / tensile reinforcement member 15 is installed, and the upper part of the grout material 9 is sheared. By arranging the tensile reinforcing member 15, the shear / tensile reinforcing member 15 is positioned at a predetermined position of the anchor hole 6 and is held at the approximate center of the position.
（４）緊張力付与工程
各アンカー孔６内にグラウンドアンカー７を打設し、各アンカー孔６内の所定の位置にせん断・引張補強部材１５を定着させた後に、コンクリートダム１の天端２にジャッキ（図示せず）を設置し、ジャッキにより各グラウンドアンカー７のテンドン８の自由長部８ａに緊張力を付与し、この状態でテンドン８の上端部に定着具１１を取り付け、テンドン８の上端部をコンクリートダム１の天端２に定着させる。
(4) Tensile force applying step After the ground anchor 7 is driven in each anchor hole 6 and the shear / tensile reinforcement member 15 is fixed at a predetermined position in each anchor hole 6, the top end 2 of the concrete dam 1. A jack (not shown) is installed on the ground anchor 7, tension is applied to the free length 8 a of the tendon 8 of each ground anchor 7, and the fixing tool 11 is attached to the upper end of the tendon 8 in this state. The upper end is fixed to the top 2 of the concrete dam 1.
なお、図２に示すように、各テンドン８に緊張力を付与した後に、アンカー孔６内の全体にアフターボンド１０を充填して、アフターボンド１０を固化させることにより、テンドン８の自由長部８ａの全体をコンクリートダム１側に定着させるように構成してもよい。
なお、この場合、せん断・引張補強部材１５の内周面とテンドン８との間にもアフターボンド１０を充填することになる。
As shown in FIG. 2, after applying tension to each tendon 8, after filling the entire inside of the anchor hole 6 with the afterbond 10 and solidifying the afterbond 10, the free length portion of the tendon 8. You may comprise so that the whole 8a may be fixed to the concrete dam 1 side.
In this case, the after bond 10 is also filled between the inner peripheral surface of the shear / tensile reinforcement member 15 and the tendon 8.
上記のようにして、削孔工程、グラウンドアンカー打設工程、せん断・引張補強部材設置工程、及び緊張力付与工程を経ることにより、コンクリートダム１にグラウンドアンカー７を打設することができるとともに、コンクリートダム１の弱面部４にせん断・引張補強部材１５を設置することができる。 As described above, the ground anchor 7 can be placed in the concrete dam 1 by going through the drilling step, the ground anchor placing step, the shear / tensile reinforcement member installing step, and the tension applying step, A shear / tensile reinforcement member 15 can be installed on the weak surface portion 4 of the concrete dam 1.
上記のように構成した本実施の形態によるコンクリート構造物の補強方法にあっては、コンクリート構造物であるコンクリートダム１をグラウンドアンカー７によって補強する場合、コンクリートダム１の弱面部４（コンクリートダム１と岩盤５との境界部、コンクリートダム１の打ち継ぎ目部等）にせん断・引張補強部材１５を設置し、このせん断・引張補強部材１５をコンクリートダム１側に定着させたので、せん断・引張補強部材によってコンクリートダム１の弱面部４の剛性を高めることができる。 In the method for reinforcing a concrete structure according to the present embodiment configured as described above, when the concrete dam 1 which is a concrete structure is reinforced by the ground anchor 7, the weak surface portion 4 (concrete dam 1) of the concrete dam 1 is used. The shear / tensile reinforcement member 15 is installed at the boundary between the rock and the rock mass 5, the joint portion of the concrete dam 1, and the shear / tensile reinforcement member 15 is fixed on the concrete dam 1 side. The rigidity of the weak surface portion 4 of the concrete dam 1 can be increased by the member.
従って、地震時にコンクリートダム１に振動が入力しても、コンクリートダム１にロッキング振動が生じて弱面部４に隙間や亀裂等が形成されるようなことはなく、隙間や亀裂等に水が浸入してコンクリートダム１に浮力が作用し、コンクリートダム１が不安定になるようなことはない。この結果、地震時にグラウンドアンカー７に過大なせん断力が作用してグラウンドアンカー７のテンドン８が損傷したり、グラウンドアンカー７のテンドン８の周囲を被覆しているグラウト材９に亀裂が生じて防錆機能が低下したりするようなことはなく、コンクリートダム１を長期に亘って安定した状態に保ち続けることができる。 Therefore, even if vibration is input to the concrete dam 1 at the time of an earthquake, rocking vibration does not occur in the concrete dam 1 and no gaps or cracks are formed in the weak surface portion 4, and water enters the gaps or cracks. As a result, buoyancy acts on the concrete dam 1 and the concrete dam 1 does not become unstable. As a result, an excessive shearing force acts on the ground anchor 7 during an earthquake to damage the tendon 8 of the ground anchor 7 or cracks occur in the grout material 9 covering the periphery of the tendon 8 of the ground anchor 7. The rust function does not decrease, and the concrete dam 1 can be kept stable over a long period of time.
図３及び図４に本実施の形態のコンクリート構造物の補強方法の変形例を示す。
図３に示す変形例は、コンクリートダム１を前面から貫通して岩盤５の所定の深さに達するアンカー孔６を設け、このアンカー孔６内にグラウンドアンカー７を打設するとともに、このアンカー孔７のコンクリートダム１の弱面部４に弱面部４を横切るようにせん断・引張補強部材１５を設置したものである。
3 and 4 show a modification of the concrete structure reinforcing method of the present embodiment.
In the modification shown in FIG. 3, an anchor hole 6 that penetrates the concrete dam 1 from the front surface and reaches a predetermined depth of the rock mass 5 is provided, and a ground anchor 7 is provided in the anchor hole 6. A shear / tensile reinforcement member 15 is installed so as to cross the weak surface portion 4 on the weak surface portion 4 of the concrete dam 1 of FIG.
また、図４に示す変形例は、コンクリートダム１の背面側にコンクリートを増し打ちし、この増し打ちした部分を貫通して岩盤５の所定の深さに達するアンカー孔６を設け、このアンカー孔６内にグラウンドアンカー７を打設するとともに、このアンカー孔６のコンクリートダム１の弱面部４に弱面部４を横切るようにせん断・引張補強部材１５を設置したものである。 Further, in the modification shown in FIG. 4, the concrete is struck on the back side of the concrete dam 1, and an anchor hole 6 that penetrates the struck portion and reaches a predetermined depth of the rock mass 5 is provided. 6, a ground anchor 7 is placed, and a shear / tensile reinforcement member 15 is installed on the weak face 4 of the concrete dam 1 in the anchor hole 6 so as to cross the weak face 4.
上記のような変形例にあっても、前述した図１に示す補強方法と同様に、コンクリート構造物であるコンクリートダム１をグラウンドアンカー７によって補強する場合、コンクリートダム１の弱面部４（コンクリートダム１と岩盤５との境界部、コンクリートダム１の打ち継ぎ目部等）にせん断・引張補強部材１５を設置し、このせん断・引張補強部材１５をコンクリートダム１側に定着させたので、せん断・引張補強部材によってコンクリートダム１の弱面部４の剛性を高めることができる。 Even in the modified example as described above, when the concrete dam 1 that is a concrete structure is reinforced by the ground anchor 7 as in the reinforcing method shown in FIG. 1 described above, the weak surface portion 4 (concrete dam 1) of the concrete dam 1 is used. 1) and the bedrock 5, the joint portion of the concrete dam 1, etc., and the shear / tensile reinforcement member 15 is installed on the concrete dam 1 side. The rigidity of the weak surface portion 4 of the concrete dam 1 can be increased by the reinforcing member.
従って、地震時にコンクリートダム１振動が入力しても、コンクリートダム１にロッキング振動が生じて弱面部４に隙間や亀裂等が形成されるようなことはなく、隙間や亀裂等に水が浸入してコンクリートダム１に浮力が作用し、コンクリートダム１が不安定になるようなことはない。この結果、地震時にグラウンドアンカー７に過大なせん断力が作用してグラウンドアンカー７のテンドン８が損傷したり、グラウンドアンカー７のテンドン８の周囲を被覆しているグラウト材９に亀裂が生じて防錆機能が低下したりするようなことはなく、コンクリートダム１を長期に亘って安定した状態に保ち続けることができる。 Therefore, even if a concrete dam 1 vibration is input during an earthquake, there is no rocking vibration in the concrete dam 1 and no gaps or cracks are formed in the weak surface portion 4, and water enters the gaps or cracks. Thus, buoyancy acts on the concrete dam 1 and the concrete dam 1 does not become unstable. As a result, an excessive shearing force acts on the ground anchor 7 during an earthquake to damage the tendon 8 of the ground anchor 7 or cracks occur in the grout material 9 covering the periphery of the tendon 8 of the ground anchor 7. The rust function does not decrease, and the concrete dam 1 can be kept stable over a long period of time.
図６〜図９に、本実施の形態によるコンクリート構造物の補強方法のＦＥＭ解析結果を示す。図６は解析モデル、図７は解析ケース１、図８は解析ケース２、図９は解析ケース３〜５、図１０は解析結果をそれぞれ示している。また、表１に解析定数を示し、表２に解析ケースを示している。 6 to 9 show the FEM analysis results of the method for reinforcing a concrete structure according to the present embodiment. FIG. 6 shows an analysis model, FIG. 7 shows analysis case 1, FIG. 8 shows analysis case 2, FIG. 9 shows analysis cases 3 to 5, and FIG. Table 1 shows analysis constants, and Table 2 shows analysis cases.
ここで、解析定数は、表１に示すように、提体（コンクリートダム）、基礎地盤（地盤）、貯水の各々に対して、種類、高さ／厚さ、単位重量、ポアソン比、せん断波速度、せん断弾性係数、ヤング率を設定し、これらの解析定数により、ケース１〜ケース５についてＦＥＭ解析を行っている。 Here, as shown in Table 1, the analysis constants are the type, height / thickness, unit weight, Poisson's ratio, shear wave for each of the basin (concrete dam), foundation ground (ground), and water storage. Speed, shear elastic modulus, and Young's modulus are set, and FEM analysis is performed for Case 1 to Case 5 using these analysis constants.
ケース１は、未対策のコンクリートダム、ケース２は、グラウンドアンカーにより補強し、グラウンドアンカーの緊張後に自由長部をグラウトしたもの、ケース３は、グラウンドアンカーにより補強し、グラウンドアンカーの緊張後に自由長部をグラウトし、鋼管（ｌ；１０ｍ、φ；３００ｃｍ、ｔ；５０ｍｍ）を用いたもの、ケース４は、グラウンドアンカーにより補強し、グラウンドアンカーの緊張後に自由長部をグラウトし、鋼管（ｌ；１０ｍ、φ；６００ｃｍ、ｔ；１００ｍｍ）を用いたもの、ケース５は、グラウンドアンカーにより補強し、グラウンドアンカーの緊張後に自由長部をグラウトし、鋼管（ｌ；１０ｍ、φ；９００ｃｍ、ｔ；１２０ｍｍ）を用いたものである。 Case 1 is an unmeasured concrete dam, Case 2 is reinforced with a ground anchor, and the free length is grouted after tension of the ground anchor, Case 3 is reinforced with a ground anchor, and free length after tension of the ground anchor Grouting part, using steel pipe (l; 10 m, φ; 300 cm, t; 50 mm), case 4 is reinforced with ground anchor, and after tension of the ground anchor, the free length is grouted and steel pipe (l; 10 m, φ; 600 cm, t; 100 mm), Case 5 was reinforced with a ground anchor, and after freezing the ground anchor, the free length was grouted, and the steel pipe (l; 10 m, φ; 900 cm, t; 120 mm) ).
図１０の解析結果から、ケース１、及びケース２については、殆どの地点において、地震時の最大鉛直応力（引張力）が軽減されていないが、ケース３、４、５については、殆どの地点において、せん断・引張補強部材（鋼管）の剛性によって引張力に抵抗し、引張力が軽減されていることが分かる。 From the analysis results of FIG. 10, the maximum vertical stress (tensile force) at the time of the earthquake is not reduced at most points for Case 1 and Case 2, but most points for Cases 3, 4 and 5 It can be seen that the tensile force is reduced by resisting the tensile force by the rigidity of the shear / tensile reinforcement member (steel pipe).
なお、前記の説明においては、本発明のコンクリート構造物の補強方法をコンクリートダム１に適用したが、土留壁やその他のコンクリート構造物に適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏することは勿論である。 In the above description, the method for reinforcing a concrete structure of the present invention is applied to the concrete dam 1. However, the method may be applied to a retaining wall and other concrete structures. Needless to say, there is an effect.
１、３１ コンクリート構造物
２、３２ 天端
４、３４ 弱面部
５、３５ 地盤（岩盤）
６、３６ アンカー孔
７、３７ グラウンドアンカー
８ テンドン
８ａ 自由長部
８ｂ アンカー体部
９、３９ グラウト材
１０ アフターボンド
１１ 定着具
１５ せん断・引張補強部材
１６ 保持手段
１７ 索条部材
１８ パッカー
１９ メカニカルアンカー
１９ａ 本体部
１９ｂ 楔
２０ 段差
２１ 管状部材
1, 31 Concrete structure 2, 32 Top edge 4, 34 Weak surface 5, 35 Ground (bedrock)
6, 36 Anchor hole 7, 37 Ground anchor 8 Tendon 8a Free length portion 8b Anchor body portion 9, 39 Grout material 10 After bond 11 Fixing tool 15 Shear / tensile reinforcement member 16 Holding means 17 Cord member 18 Packer 19 Mechanical anchor 19a Body part 19b Wedge 20 Step 21 Tubular member
Claims (4)
前記コンクリート構造物を貫通して、前記地盤の所定の深さに達するアンカー孔を削孔し、
該アンカー孔内にグラウンドアンカーを挿入して、該グラウンドアンカーの先端部を前記地盤に定着させ、
前記アンカー孔内にせん断・引張補強部材を挿入して、該せん断・引張補強部材を、前記コンクリート構造物の前記地盤との境界部であり、又は、打ち継ぎ目部を有する前記コンクリート構造物の当該打ち継ぎ目部である弱面部に対応する前記アンカー孔の一部である部分に位置決めし、
前記せん断・引張補強部材を前記コンクリート構造物側に保持し、
前記グラウンドアンカーに引張力を付与し、この状態で前記グラウンドアンカーの後端部を前記コンクリート構造物に定着させることを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。 A method of reinforcing a concrete structure built on the ground,
Drilling an anchor hole that penetrates the concrete structure and reaches a predetermined depth of the ground,
Inserting a ground anchor into the anchor hole, fixing the tip of the ground anchor to the ground,
Insert the shear-tensile reinforcement member to the anchor downhole, the shear-tensile reinforcement member, a boundary portion between the ground of the concrete structure, or of the concrete structure with out seam portion the Positioning on the portion that is a part of the anchor hole corresponding to the weak surface portion that is the joint portion ,
Holding the shear / tensile reinforcement member on the concrete structure side,
A method for reinforcing a concrete structure, comprising applying a tensile force to the ground anchor and fixing a rear end portion of the ground anchor to the concrete structure in this state.
該アンカー孔内にグラウンドアンカーを挿入して、該グラウンドアンカーの先端部を前記地盤に定着させ、
前記アンカー孔内にせん断・引張補強部材を挿入して、該せん断・引張補強部材を、前記コンクリート構造物の前記地盤との境界部であり、又は、打ち継ぎ目部を有する前記コンクリート構造物の当該打ち継ぎ目部である弱面部に対応する部分に位置決めし、
前記せん断・引張補強部材を前記コンクリート構造物側に保持し、
前記グラウンドアンカーに引張力を付与し、この状態で前記グラウンドアンカーの後端部を前記コンクリート構造物に定着させる、コンクリート構造物の補強方法であって、
前記せん断・引張補強部材をアンカー孔内に位置決めした位置の略中心に保持手段によって保持し、この状態で前記せん断・引張補強部材を定着材により前記アンカー孔の内周側に定着させたことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。 Pierce through the concrete structure built on the ground, drill the anchor hole reaching the predetermined depth of the ground,
Inserting a ground anchor into the anchor hole, fixing the tip of the ground anchor to the ground,
A shear / tensile reinforcement member is inserted into the anchor hole, and the shear / tensile reinforcement member is a boundary portion with the ground of the concrete structure, or the concrete structure having a joint portion. Position it at the part corresponding to the weak surface part that is the joint part,
Holding the shear / tensile reinforcement member on the concrete structure side,
A method for reinforcing a concrete structure, wherein a tensile force is applied to the ground anchor, and a rear end portion of the ground anchor is fixed to the concrete structure in this state,
The shear / tensile reinforcement member is held by a holding means at the approximate center of the position positioned in the anchor hole, and in this state, the shear / tensile reinforcement member is fixed to the inner peripheral side of the anchor hole by a fixing material. A method for reinforcing concrete structures.
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