JP5467600B2 - アンカー体造成工法 - Google Patents

Description

本発明は、グラウンドアンカーの施工技術に関し、より詳細には、拡孔アンカー体の効果的な造成技術に関する。

グラウンドアンカーの施工において、アンカー孔を削孔する際に、小径の掘削孔に連続して大径部（拡孔された掘削孔）を掘削することにより段差部を作成し、大径部を定着長部とすることで外周面積の増大に伴う摩擦力を増大させ、且つ、段差部の支圧面の剪断耐力によって強力な引張抵抗を得られることが知られている。

上記の技術として、例えば、掘削ロッドの先端に左右一対の掘削ビットをそれぞれ枢軸により回転自在に取付け、掘削ロッドの内部にビット作動用ロッドを連結した連結ロッドを進退自在に挿入し、当該連結ロッドを進行側に押し込むことによって掘削用ビットを開き、開いた状態の掘削用ビットによって大径部ＨＬを掘削する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来技術では、インナーロッド内側に押込用ロッドを配置して、当該押込用ロッドを地中側に押し込むことにより、閉じた状態の掘削用ビットを開いている。

前記特許文献１では、大径部ＨＬを掘削した後、テンドンを挿入するために、掘削用ビットを閉じて掘削ロッドを引き上げなければならない。しかし、地盤中で左右に開いた掘削用ビットを閉じるには、土や礫の抵抗があるため、簡単には閉じた状態には戻らなかった。そのため、例えば、左右に開いた掘削用ビットを掘削ロッドから切り離し、掘削ロッドのみを引き上げる技術が提案されているが、このような残置式ビットでは、掘削孔毎に掘削用ビットが必要となるため費用がかさむという問題があった。

ところで、グラウンドアンカーは、地盤に掘削した孔にテンドンを挿入し、テンドンと孔の隙間をセメントミルクのグラウトで充填し、グラウトが設計強度を発現した後にテンドンに設計緊張力を付与して、健全なアンカーとしての機能を有する。
このとき、グラウト自体の強度以外に、グラウトとテンドンとの付着及びグラウトと地盤との付着が緊張力に大きな影響を与える。そのため、グラウトが完全に充填されることや、テンドンを掘削孔の中央部に位置させて、グラウトの所要被り厚さを確保することが重要となる。
前述した拡孔アンカーにおいて、セメントミルクを確実にグラウトする方法として、テンドンの定着長部に袋体を装着し、この袋体内にグラウトする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献２）では、袋体内にグラウトすることにより、セメントミルクはアンカー定着長部に充填されるが、テンドンを掘削孔の中央部に位置させることは開示されていない。

テンドンを掘削孔の中央部に位置させる保持具として、一般的なアンカーではセンタライザやスペーサを利用している。そして、前述したような拡径アンカーで用いられる保持具としては、例えば、支持片を先端サイドに一体的に有する主軸部と、主軸部の回りで支持片に枢着され、この枢着点を中心とした主軸部に対する回動のもとで、縮径された折り畳み位置から拡開可能な複数の可動アームと、主軸部に対する拡開位置に可動アームを偏奇する偏奇手段とを具備し、偏奇手段の偏奇力による可動アームの拡開によってその外径を拡径可能に構成されたセンタライザがテンドンのアンカー定着長部の少なくとも１箇所に設けられたものが提案されている（特許文献３）。
係る従来技術（特許文献３）によれば、アンカー定着長部に設けられたセンタライザの拡径のもとで、テンドンがアンカー径のほぼセンター位置へ容易に配置、保持出来る。

ここで、拡径アンカーでは、小径の掘削孔に連続して大径部を掘削し、係るアンカー孔にテンドンを挿入するため、センタライザは小径部を通過して、大径部に設置される。そのため、上述した従来技術（特許文献３）のセンタライザは、小径部を通過するときは縮径できて、大径部では可動アームの拡開によりテンドンを孔の中央部に配置する。
しかし、地盤中で縮径及び拡開を確実に行うために、係る従来技術（特許文献３）では構成が複雑となり、高価なものになってしまうという問題が存在する。
さらに、大径部は地盤の奥にあり、削孔条件等により常に計画した径と一致するとは限らないので、上述した従来技術（特許文献３）では、可動アームの拡開によりテンドンが常に掘削孔の中央部に位置するとは訳ではない、という問題も存在する。

特許第３７９９１７０号公報 特開平６−２１２６３０号公報 特開平１０−１６８８７７号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、確実且つ安価に拡径アンカーを造成し、さらに、その定着長部においてテンドンを掘削孔のセンターに位置せしめることが可能なアンカー体を造成する工法の提供を目的としている。

本発明のアンカー体造成工法は、アンカー体を造成するべき地盤（Ｇ）をアウターロッド（２）を用いて削孔する工程と、先端に閉じた状態の掘削用ビット（４）を取り付けたインナーロッド（１）をアウターロッド（２）の内部空間（２ｉ）に挿入する工程と、インナーロッド（１）の内部空間（１ｉ）に流体圧を作用して（例えば高圧水を供給して）掘削用ビット（４）を開く工程と、開いた掘削用ビット（４）を用いて大径部（ＨＬ）を掘削する工程と、インナーロッド（１）の内部空間（１ｉ）の流体圧を減圧し（例えば、高圧水をインナーロッド内部空間１ｉから排出し）開いた状態の掘削用ビット（４）を閉じた状態にしてアウターロッド（２）の内部空間（２ｉ）に収容する工程と、アウターロッドの内部空間（２ｉ）から掘削用ビット（４）及びインナーロッド（１）を地上側に引き上げる工程と、定着長部に袋体（５）を被せたテンドン（６）をアウターロッド（２）の内部空間（２ｉ）に挿入して大径部（ＨＬ）に配置する工程と、袋体（５）に固化材（例えばセメントミルクＣＭ）を注入して袋体（５）を膨張させる工程とを有し、
前記掘削用ビット（４）は、ピストン（３）と、掘削用ビット（４）と、ピストン（３）をインナーロッド（１）に対して相対的に移動する手段と、ピストン（３）の移動により掘削ビット（４）を開閉する手段とを有し、ピストン（３）をインナーロッド（１）に対して相対的に移動する手段はインナーロッド（１）に流体（例えば高圧水）を供給し排出する手段（例えば、ポンプ）を有しており、
掘削用ビット（４）を開く前記工程では、インナーロッド（１）内に流体圧を作用させて、当該流体圧によりピストン（３）をインナーロッド（１）に対して地中側へ相対移動せしめ、ピストン（３）の地中側への移動により掘削用ビット（４）がピストン（３）により押し開かれて、閉じた状態の掘削用ビット（４）が開き、
掘削用ビット（４）を閉じる前記工程では、インナーロッド（１）をアウターロッド（２）に対して地上側に相対移動する（インナーロッド１を地上側に引き込む）と共に、インナーロッド内（１ｉ）に作用している流体圧を解除或いは減圧し、ピストン（３）をインナーロッド（１）に対して地上側に相対移動し（掘削用ビット４がピストン３により押し開かれた状態を解除し）、さらに、インナーロッド（１）を地上側に移動する（インナーロッド１をアウターロッド３に対して相対移動して、地上側に引き込む）ことにより、開いた状態の掘削ビット（４）がアウターロッド（２）の管端部（２２ｅ）に当接して、閉じる方向に付勢することを特徴としている（請求項１）。

本発明において、大径部（ＨＬ）を掘削する前記工程が完了した際に、大径部（ＨＬ）の地中側（図２７では右側）に小径のテンドン先端部支持孔（ｈｔ）を削孔し、テンドン（６）をアウターロッド（２）の内部空間（２ｉ）に挿入して大径部（ＨＬ）に配置する前記工程ではテンドン（６）の先端部（６ｅ）をテンドン先端部支持孔（ｈｔ）に挿入するのが好ましい（請求項２）。

或いは本発明において、テンドン（６）の先端部（６ｅ）近傍（６ｄ）と袋体（５）の膨張時に地上側となる部分（図２５〜図２７では上側）の地中側端部近傍（５ｕｄ）とが保持具（７：例えば、紐やチェーン）で予め結合されており、袋体（５）を膨張させる前記工程では、袋体（５）が膨張して袋体（５）の地上側部分（５ｕｄ）が上側に移動するに連れて、可撓性がある長尺部材（７）で袋体（５）の地上側部分（５ｕｄ）に結合されたテンドンの先端部（６ｅ）近傍（６ｄ）も大径部（ＨＬ）の中心軸（Ｈｃ）側に引き上げられるのが好ましい（請求項３）。

上述する構成を具備する本発明によれば、インナーロッド（１）の内側（１ｉ）に押し込み用のロッドを配置せず、三重管構造を採用せず、継ぎ足しや回転伝達の為に複雑な構成を必要としないので、閉じた状態の掘削用ビット（４）を容易且つ確実に開いた状態とせしめて、地中に大径部（ＨＬ）を掘削することが出来る。
そして、開いた状態の掘削用ビット（４）を確実に閉じて、インナーロッド（１）を地上側に移動する（引き抜く）ことにより、アウターロッド（２）内に収容することが出来るので、掘削用ビット（４）を埋め殺すこと無く地上側に回収することが可能となる。そして、地中で必要な掘削を行なった掘削用ビット（４）を再利用することが可能になる。

また本発明において、大径部（ＨＬ）の地中側端壁（Ｈｗ）に小径のテンドン先端部支持孔（ｈｔ）を削孔し、テンドン先端部（６ｅ）をテンドン先端部支持孔（ｈｔ）に挿入すれば（請求項２）、テンドン（６）を大径部（ＨＬ）の中心軸に沿って配置することが出来る。そして、袋体（５）内に固化材（セメントミルク）を注入して膨張する際に、袋体（５）が大径部（ＨＬ）全体に亘って均一に膨張するので、デッドスペース（ＤＳ）を形成してしまうことがない。
本発明において、テンドンの先端部（６ｅ）近傍と袋体（５）の膨張時に地上側となる部分（図３６〜図３８では上側）の地中側端部（５ｕ）近傍とを、可撓性がある長尺部材（７：例えば、紐やチェーン）で予め結合した場合（請求項３）も、同様に、テンドンを大径部（ＨＬ）の中心軸に沿って配置することが出来て、袋体（５）が大径部（ＨＬ）全体に亘って均一に膨張するので、デッドスペース（ＤＳ）の形成が防止される。

本発明の実施形態において、掘削孔を削孔する工程を示す工程図である。 掘削用ビットを設けたインナービットをアウタービット内に挿入する工程を示す工程図である。 掘削用ビットをアウタービット先端から突出させる工程を示す工程図である。 閉じた状態の掘削用ビットを開く工程を示す工程図である。 大径部の削孔を完了した状態を示す工程図である。 インナーロッドを引き抜く工程を示す工程図である。 テンドン先端部支持孔を送水削孔する工程を示す工程図である。 テンドン先端部支持孔の送水削孔が完了した状態を示す工程図である。 掘削用ビット及びインナーロッドの回収工程を示す工程図である。 テンドンを挿入する工程を示す工程図である。 アウターロッドを一部引き抜く工程を示す工程図である。 袋体を膨張する工程を示す工程図である。 アウターロッドを回収する工程を示す工程図である。 実施形態で用いられる掘削用ビットが閉じた状態でアウターロッドから地中側に突出した状態を示す一部断面平面図である。 図１４の掘削用ビットが開いた状態を示す一部断面平面図である。 図１４、図１５２２の掘削用ビットが開いた状態から閉じる際における各種力の方向を示す説明図である。 図１４〜図１６の掘削用ビットの一例を示す正面図である。 図１４〜図１６の掘削用ビットにおける図２４とは異なる例を示す正面図である。 図１４〜図１６の掘削用ビットの要部を示す部分拡大図である。 図１４〜図１６の掘削用ビットに形成された長孔を示す部分拡大図である。 大径部において袋体を不適当に配置した状態を示す工程図である。 図２１の袋体にセメントミルクを充填する工程を示す工程図である。 図２２の状態から袋体にセメントミルクをさらに充填した状態を示す工程図である。 図２１で示すように配置されたアンカー体へのセメントミルク充填が完了した状態を示す工程図である。 実施形態で用いられる袋体の一例を示す説明図である。 実施形態で用いられる袋体の図２５とは別の例を示す説明図である。 実施形態で用いられる袋体の図２５、図２６とは異なる例を示す説明図である。 実施形態で用いられる袋体の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１４〜図２０を参照して、本発明で用いられる掘削用ビット４と、全体を符号１００で示す掘削装置について説明する。
図１４において、図示の実施形態で使用される掘削装置１００は、インナーロッド１、アウターロッド２、ピストン３、１対の掘削用ビット４、４´を有している。
１対の掘削用ビット４、４´は左右対称の翼型ビットであり、図１４において上下に重なった状態で示されている。ここで、掘削用ビット４´が掘削用ビット４の下方に位置しており、掘削用ビット４´の内、図１４では直接目視出来ない部分の輪郭が点線で示されている。掘削用ビット４、４´は、掘削ビット揺動用ピン３Ｐに係合しており、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの動き、すなわちピストン３の移動（図１４では左右方向の移動）により、一対の掘削用ビット４、４´が同時に開閉動作を行なうように構成されている。
インナーロッド１は、図示を省略したロッド本体と、ロッド本体の先端に取付けたシリンダ部１１と、先端部１２とを有している。

シリンダ部１１は、第１の内径部１１１、第２の内径部１１２、第３の内径部１１３を有している。第１の内径部１１１は地上側に配置されており、第３の内径部１１３は地中側に配置されている。
第１の内径部１１１の内径よりも第２の内径部１１２の内径が大きく、第２の内径部１１２の内径よりも第３の内径部１１３の内径が大きくなる様に、設定されている。

アウターロッド２は、ロッド本体２１と、その先端の掘削ビット２Ｂとを有している。掘削ビット２Ｂは、アウターロッド２で単管掘削する際に掘削用ビットとして作用する。そして、ビット２Ｂの一部がロッド本体２１に嵌入されて、取替可能な構成となっている。

インナーロッド１の内側にはピストン３が設けられている。ピストン３は、インナーロッド１の第２の内径部１１２を摺動するように構成されている。そして第２の内径部１１２は、ピストン３に対してシリンダの機能を果たしている。
インナーロッド１における先端部１２は、外径部１２１、１２２を有している。先端側、すなわち地中側（図１４の右方）の外径部１２２の外径寸法は、シリンダ部１１の外径寸法と概略等しい。
地上側の外径部１２１の外径寸法は、地中側の外径部１２２の外径寸法よりも小さい。先端部１２の地上側の外径部１２１は、シリンダ部１１の第３の内径部１１３と一体に嵌合されている。

先端部１２にはヒンジピン１３が設けられ、掘削用ビット４、４´はヒンジピン１３を中心として回動する。
掘削用ビット４、４´の開閉動作については後述する。

掘削用ビット４と接続されるピストン３或いは３Ａについては、図１７で示す態様（第１の態様）と、図１８で示す態様（第２の態様）とが存在する。
図１７で示す第１の態様に係るピストン３の先端部分は、１枚の板状部材３０１で構成されている。
一方、図１８で示す第２の態様に係るピストン３Ａの先端部分は、二股に分かれた部材３０２、３０２で構成されている。
図１７で示す第１の態様と、図１８で示す第２の態様において、先端部分３０１、３０２には、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが貫通している。この掘削ビット揺動用ピン３Ｐは、後述する掘削ビット揺動用ピン係合孔４５を介して、１対の掘削用ビット４、４´を貫通している（図１７、図１８において、掘削用ビット４、４´は図示せず）。
図１７で示す第１の態様に係るピストン３、或いは、図１８で示す第２の態様に係るピストン３Ａが、インナーロッド１の第２の内径部１１２内を移動することによって、１対の掘削用ビット４は開閉する。

図１４〜図１６において、掘削用ビット４は、全体が１枚の板状に形成されており、図１６で示すように、掘削用の歯４３が形成されている掘削側の辺と、その反対側の背部４２とを有している。

図１９では、掘削用ビット４における掘削ビット揺動用ピン係合孔４５と、掘削ビット揺動用ピン３Ｐと、ヒンジピン係合孔４７との位置関係を、掘削用ビット４の開閉動作と関連付けて示している。また図２０では、掘削用ビット４における掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の形状の詳細が示されている。
図１９において、閉じた状態の掘削用ビット４が実線で示されている。そして、開いた状態の掘削用ビット４Ｌが点線で示されている。
図１４で説明したように、掘削用ビット４、４´は左右対称に一対設けられており、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５、掘削ビット揺動用ピン３Ｐ、ヒンジピン係合孔４７の位置関係は、左右の掘削用ビット４、４´（図１４）について同様である。図示の簡略化のため、図１９では、片方の掘削用ビット４の開閉動作についてのみ示している。
なお、図１９は、図２〜図９、図１４〜図１６と、左右が逆の状態で表示されている。

図２０において、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の周縁部は、領域Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５から構成されている。
掘削ビット揺動用ピン係合孔４５における円弧状の領域Ｆ１、Ｆ２は、ヒンジピン係合孔４７（図１９参照）に近い方が領域Ｆ１であり、離隔している方が領域Ｆ２である。そして、円弧状の領域Ｆ１、Ｆ２は、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の両端部を構成している。
円弧状の領域Ｆ２では、後述するように掘削ビット揺動用ピン３Ｐが外接しながら移動する。そのため、円弧状の領域Ｆ２における曲率半径Ｒ１は、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの半径より少し長めの寸法に設定されている。図示の実施形態では、例えば、曲率半径Ｒ１が７ｍｍ、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの半径が６ｍｍに設定されている。

図２０において、領域Ｆ１の曲率中心ＦＣ１と領域Ｆ２の曲率中心ＦＣ２との直線距離が符号Ｌ１で示されており、図示の実施形態では１８ｍｍに設定されている。
掘削ビット揺動用ピン係合孔４５における周縁部の領域Ｆ３は、直線Ｊｃと平行な直線で構成されている。そして、直線Ｊｃは、円弧状の領域Ｆ１の曲率中心ＦＣ１と、円弧状の領域Ｆ２の曲率中心ＦＣ２とを通過している。
領域Ｆ４、Ｆ５は領域Ｆ３に対して傾斜しており、領域Ｆ４、Ｆ５は相互に向かい合うように延在している。そして、領域Ｆ４と領域Ｆ５とが突き当たる個所と、直線Ｊｃとの距離は、符号Ｌ２で示されている。

図１９において、ピストン本体３１（図示は省略）に嵌入した掘削ビット揺動用ピン３Ｐは、ピストン本体３１の動作により、矢印ＡＴｃで示すように直線Ｔｃ上を移動する。ここで直線Ｔｃは、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心点の軌跡を描いた直線である。
掘削ビット揺動用ピン３Ｐは掘削ビット揺動用ピン係合孔４５に係合されており、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが直線Ｔｃ上を動くことにより、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５が形成されている掘削用ビット４が開閉する。

掘削ビット揺動用ピン３Ｐは、掘削用ビット４が閉じた状態では、図１９において最も右方に位置している。
図１９において、ピストン本体３１が左に動作して、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが直線Ｔｃ上を左に動くと、掘削ビット揺動用ピン３Ｐも図１９において左方へ移動する。
そして、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが、図１９において最も左方の位置のときに、掘削用ビット４の開度は最大となる。ここで、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの「図１９において最も左方の位置」は、シリンダ部１１（図１４）の第２の内径部１１２（図１４）と、ピストン本体３１との相対的な位置関係によって決定される。

ところで、掘削用ビット４を開閉するために掘削ビット揺動用ピン係合孔４５が通過する軌跡Ｔｒは、ヒンジピン係合孔４７の中心を曲率中心とする円弧となるので、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５とヒンジピン係合孔４７との距離は常に一定である。
図１９を参照して具体的に示すと、ヒンジピン係合孔４７の中心点と掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧領域Ｆ１の曲率中心ＦＣ１との距離が符号ＬＦ１で示されており、ヒンジピン係合孔４７の中心点と掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧領域Ｆ２の曲率中心ＦＣ２との距離が符号ＬＦ２で示されている。そして、掘削用ビット４の開閉により、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧領域Ｆ２の曲率中心ＦＣ２が移動する軌跡が、符号Ｔｒで示されている。
円弧状の軌跡Ｔｒは、ヒンジピン係合孔４７の中心点が曲率中心であり、曲率半径が距離ＬＦ２であるため、掘削用ビット４を開閉するに際して、ヒンジピン係合孔４７の中心点と掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧領域Ｆ２の曲率中心ＦＣ２との距離は、常に距離ＬＦ２となる。

ここで、前述したように、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの動きは直線運動であるため、直線Ｔｃ上を移動する掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心位置と、ヒンジピン係合孔４７との距離は、掘削用ビット４の開閉に際して変動する。
掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心点が、ヒンジピン係合孔４７の中心点と掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心点を結んだ直線がＴｃと直交する位置（長さＬ４の線分の位置）を通過するときに、「掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心位置と、ヒンジピン係合孔４７の中心点との距離」は最小であり、図１９において当該位置の左右では「掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心位置と、ヒンジピン係合孔４７の中心点との距離」は大きくなる。
また前述のように、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが左方向に動くことにより掘削用ビット４は開き、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが図１９において最も左方の位置のときに掘削用ビット４の開度は最大となる。掘削用ビット４の開度が最大となったときに、「ヒンジピン係合孔４７の中心点と掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心点の距離」も最大となり、係る最大の距離が符号Ｌ３で示されている。

ところで、掘削用ビット４を開いた状態で地盤を掘削するときに、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の端部Ｆ２の周縁部と、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの外接面との隙間が大きいと、掘削用ビット４に「がた」を生じるため地盤の掘削に支障を来す。
そのため、地盤を掘削する際におけるヒンジピン係合孔４７の中心点と、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧部分Ｆ２の曲率中心ＦＣ２との距離Ｌ３は、掘削用ビット４が閉じた状態における掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧部分Ｆ２の曲率中心ＦＣ２との距離ＬＦ２と同程度であることが好ましい。地盤を掘削する際における掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の端部Ｆ２の周縁部と、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの外接面との隙間を、掘削用ビット４が閉じた状態における当該隙間と同程度にして、係る「がた」を抑制するためである。

また、ヒンジピン係合孔４７の中心点と掘削ビット揺動用ピン３Ｐの中心点との距離が最小距離Ｌ４である場合においても、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５は掘削ビット揺動用ピン３Ｐを係合或いは挿入していなければならない。
そのため、ヒンジピン係合孔４７の中心点と、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の円弧部分Ｆ１の曲率中心ＦＣ１との距離ＬＦ１は、当該最小距離Ｌ４以下でなければならない。

図１９を参照して、掘削用ビット４の開閉動作による掘削ビット揺動用ピン３Ｐと掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の動作を説明する。
図１９において、掘削用ビット４が閉じた状態から掘削ビット揺動用ピン３Ｐが左方向に動き出すと、掘削ビット揺動用ピン３Ｐは、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の周縁部を左方向に押しながら、領域Ｆ５、Ｆ４（図２０参照）を通過し、領域Ｆ１に近接する。
そして、掘削ビット揺動用ピン３Ｐは、距離Ｌ４で示される位置（図１９参照）を通過した後は、さらに掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の周縁部を左方向に押しながら、領域Ｆ４、Ｆ５（図２０参照）を通過する。
図１９において、掘削用ビット４が開いた状態では、掘削ビット揺動用ピン３Ｐは領域Ｆ２（図２０参照）の周縁部に到達する。

図１４を参照して説明したように、掘削用ビット４、４´は、左右対称の翼型ビットが上下に重なった状態で同じ掘削ビット揺動用ピン３Ｐに係合しているので、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの動きにより掘削用ビット４、４´が同時に開閉動作をする構成になっている。
つまり、図１９に図示はしていないが、掘削用ビット４の対称となる掘削用ビット４´が掘削用ビット４に一部重なる位置に存在し（例えば図１４参照）、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５と対称な掘削ビット揺動用ピン係合孔４５´が、同一の掘削ビット揺動用ピン３Ｐに係合している。
そして、掘削用ビット４´は、ヒンジピン係合孔４７´を中心軸として回動して開閉するため、掘削用ビット４´の開閉による掘削ビット揺動用ピン係合孔４５´の動作は、直線Ｔｃ（図１９）を対称軸として、掘削用ビット４の開閉による掘削ビット揺動用ピン係合孔４５の動作と線対称になる。

掘削用ビット４を開くために、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが図１９において最も右方の位置（掘削用ビット４が閉じた状態）から左方向に移動すると、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５は軌跡Ｔｒに沿って動くため、掘削ビット揺動用ピン３Ｐが、図１９において最も右方の位置から距離Ｌ４で示される位置まで移動する間は、掘削ビット揺動用ピン係合孔４５は直線Ｔｃに対して図１９では下方に移動する。
そのときに、掘削ビット揺動用ピン３Ｐは、掘削ビット４´の揺動用ピン係合孔４５´（図１４参照：図１９では図示せず）にも同様に作用をするので、図１９で図示されない揺動用ピン係合孔４５´も図１９の左方向に押されて、直線Ｔｃを対称軸として、軌跡Ｔｒと線対称な曲線に沿って移動する。すなわち、図１９では図示しない揺動用ピン係合孔４５´は、揺動用ピン係合孔４５とは反対に、図１９では直線Ｔｃに対して上方に移動する。

ここで、図１９、図２０で詳細を示す揺動用ピン係合孔４５、４５´では、その周縁部に「窪み」を形成している。
図２０を参照して、揺動用ピン係合孔４５（揺動用ピン係合孔４５´も同様）において、揺動用ピン係合孔４５の周縁部における領域Ｆ４、Ｆ５は領域Ｆ３に対して傾斜しており、相互に向かい合うように延在しているので、領域Ｆ４と領域Ｆ５とが突き当たる箇所は、直線Ｊｃに対して窪んだ領域（窪み）となっている。
ここで、発明者の実験によれば、係る「窪み」、すなわち、図１９において領域Ｆ４と領域Ｆ５とが突き当たる箇所と直線Ｊｃとの距離Ｌ２から曲率半径Ｒ１の値を減算した数値（Ｌ２−Ｒ１）は、２ｍｍ以上が好ましく、掘削ビット揺動用ピン３Ｐの半径以下であることが好ましい。
図示の実施形態では、窪みの頂点（Ｆ４、Ｆ５が突き当たる個所）と直線Ｊｃとの距離であるＬ２が１１ｍｍであり、「窪み」すなわち距離Ｌ２から曲率半径Ｒ１を減算した数値（Ｌ２−Ｒ１）は４ｍｍである。

次に、掘削装置１００における掘削用ビット４、４´の開閉動作を、図１４〜図１６に基づいて説明する。
図１４において、掘削用ビット４は、インナーロッド１の先端部１２のヒンジピン１３と係合して、ピストン３がインナーロッド１に対して後退した状態では、２つの掘削用ビット４が閉じた状態を維持する。
アンカー工法における掘削に際しては、先ず、図１４で示すように、アウターロッド２から、インナーロッド１先端の掘削用ビット４を閉じた状態で突出させる。

つぎに、図１５に示すように、インナーロッドの内部１ｉに加圧流体（液体、気体を含む）を供給すれば、インナーロッド１の内部空間１ｉが加圧され（図１５における矢印Ｙ０）、ピストン３が地中側（図１５の右側）に移動して、掘削用ビット４を押し開く様に作用する。
そして、図１５で示すように掘削用ビット４が開いたならば、当該開いた状態で、大径部ＨＬを掘削する。
なお、インナーロッド内部１ｉに加圧流体を供給し、排出する機構としては、例えば、地上側に設置されたポンプ（図示せず）が用いられる。

掘削用ビット４を開いて大径の地中孔を掘削したならば、図１６で示す状態から、インナーロッド内１ｉを減圧（矢印Ｙｆ）し、当該減圧により生じた負圧が、ピストン３を地上側（図１６の左側）に引っ張る力として作用する（矢印Ｙ３の動作）。それと共に、インナーロッド１及び掘削用ビット４を、アウターロッド２に対して、地上側（図１６では左側）に引っ張る（図１６における矢印Ｙ１の動作）。
インナーロッド１を地上側（図１６では左側）に引っ張ることにより、アウターロッド２のビット２Ｂの端部２Ｂｅは、掘削用ビット４の背部４２におけるヒンジピン係合孔４７よりも掘削歯４３側に当接する。そして、アウターロッド２のビット２Ｂの端部２Ｂｅは、相対的に、掘削用ビット４の背部４２を押圧する（矢印Ｙ２）。
これにより、掘削用ビット４は、ピストン３を地上側（図１６の左側）に引っ張る力（矢印Ｙ３）と、アウターロッド２の端部２Ｂｅが掘削用ビット４の背部４２を押圧する力（矢印Ｙ２）とは、ヒンジピン１３回りの偶力として作用して、掘削用ビット４を閉じる。

図１〜図７は、本発明に係るアンカー工法における各工程を、施工手順に沿って示している。
図１の工程では、先端に掘削ビット２Ｂを装着したアウターロッド２をスイベル２０に接続して、施工領域の地盤Ｇを削孔する。削孔に際しては、スイベル２０からアウターロッド２の内部２ｉに高圧水を供給（送水：矢印Ｆ２）している。そして、小径部を所定深度まで削孔したならば、次の工程に映る。なお、図１の例では、アウターロッド２のみで削孔しているが、多重管（図示せず）を用いて削孔することも可能である。

図２の工程では、先端部に掘削用ビット４を装着したインナーロッド１を、スイベル２０に接続して、アウターロッド２の先端まで掘削用ビット４を挿入している。
図２〜図９において、符号３は、インナーロッドの先端に内蔵されたピストンを示している。

図２では、掘削用ビット４が大径部を掘削できるように、アウターロッド２の先端から突出するように、アウターロッド２を引き抜く（矢印Ｙ１の動作）。そして、図３に示すように、再びスイベル２０にアウターロッド２及びインナーロッド１を接続する。

図４では、インナーロッド１及びアウターロッド２を回転させ、スイベル２０から、インナーロッド１の内部に送水し、インナーロッド１内の空間を加圧する（矢印Ｙ０）。
インナーロッド１内の空間を加圧（矢印Ｙ０）した結果、ピストン３が地中側（図４の右方）に移動して、掘削用ビット４の基部を地中側に押圧して、掘削用ビット４を開く（矢印Ｒ１の動作）。

図５で示す工程では、アウターロッド２とインナーロッド１との間の環状空間２ｉに送水しながら（矢印Ｐ２）、アウターロッド２及びインナーロッド１を共に回転して、前工程で開いた掘削用ビット４で大径部ＨＬを削孔する。
所定深度まで大径部ＨＬを削孔したならば、図５の工程が完了する。

図６の工程では、インナーロッド１内の流体圧を減圧し、且つ、インナーロッド１を地上側に引き込むことにより、掘削用ビット４を閉じて、インナーロッド１の半径方向内側の空間に収容している。そして、アウターロッド２及びインナーロッド１を全て地上側に引き抜けば、第１実施形態における削孔工程が完了する。
掘削された大径部ＨＬは、掘削用ビット４、４´が開いた状態で回転することにより削孔されるため、概略円筒形状となっている。図２５において、大径部ＨＬの半径は符号ＨＬｒ、長さは符号ＨＬ１で示されている。

次に、図２１〜図２８を参照して、テンドン６及び袋体５の配置とセメントミルク供給による袋体５の膨張について説明する。
図示の実施形態では、テンドン６の定着長部に袋体５を被せ、袋体５内部にセメントミルクを充填することにより、確実に定着長部をグラウトで充填する。
図２８で示すように、袋体５は概略円筒形状であり、その長手方向の一端における中央部ＦＢは開放されて、テンドン６の挿入を可能としている。
袋体５の寸法は、袋体５内をセメントミルクで完全に充填した際における長手方向断面半径ＦＴｒは大径部ＨＬの半径ＨＬｒ（図２５参照）と等しく、袋体５の長手方向長さＦＴ１は大径部ＨＬの長さＨＬ１（図２５参照）と等しくなる様に設計されている。
袋体５の材質としては、地盤内で小径部を通過できる程度に収縮可能であり、大径部ＨＬと同一寸法程度に膨張可能である程度の可撓性を有し、且つ、袋体５内部に充填されたセメントミルクが漏出しない不透過性を有する材料が選定される。その様な可撓性及び不透過性を有する材料であれば、例えば、織布、不織布、ゴム等の既成材質を選定することができる。

袋体５には開放端部ＦＢ（図２８参照：図２５〜図２７では左端）からテンドン６が挿入され、テンドン６の先端部６ｅが袋体５の開放されていない端部（図２５〜図２７では右端）の中央部ＦＴｃ（図２８参照）に包まれた状態で、当該テンドン先端部６ｅは袋体５の外側から結束される。
テンドン先端部６ｅを袋体５の外側から結束するための結束手段は、図２８では符号５ｅｆで示されており、例えば、インシュロックタイ等の結束バンドや、紐、番線等の既存の手段を用いている。ただし、結束手段５ｅｆとしては、袋体５を装着したテンドン６を地盤へ挿入する際や、袋体５内部へのセメントミルクを注入する際に、テンドン先端部６ｅが袋体５から外れてしまうことがない程度の拘束力を有する結束手段を選択するべきである。
さらに、袋体５の開放端部ＦＢでは、セメントミルク注入に使用される注入ホース９（図２８参照）が挿入された状態で、テンドン先端部６ｅの結束手段５ｅｆと同様な結束手段５ｅｂにより、テンドン６の定着長の後端部６ａ（図２５〜図２７参照）が袋体５によって結束されている。これにより、テンドン６の定着長部は、袋体５により完全に覆われる。

ここで、図２１〜図２４を参照して、定着長部を袋体５で覆ったアンカーの失敗例について説明する。
大径部ＨＬに挿入された袋体５に覆われたデンドン６の定着長部は、図２１で示すように、自重により大径部ＨＬの底部方向に偏奇する。図２１では、テンドン６の先端部６ｅと結束された袋体５の端部５ｅが、大径部ＨＬの底部に接するほど、テンドン６が偏奇している。

図２１の状態で袋体５内部にセメントミルクを充填すると、図２２、図２３で示すように袋体５は徐々に膨張するが、テンドン６が偏奇しているため、袋体５は均一には膨張しない。図２４で示す状態では、袋体５内へのセメントミルクの充填は完了しているが、袋体５は大径部ＨＬ全体に亘って膨張はしておらず、アンカーの定着長部の一部に、セメントミルクの充填が不十分な領域が形成されてしまう。
さらに、セメントミルクで充填された袋体５内部において、テンドン６は偏奇したままであり、大径部ＨＬの中央部に位置することはない。

これに対して、本発明の第１実施形態では、図２５で示すように、テンドン先端部６ｅの近傍であるテンドン前方部６ｄと袋体５の天井部の端部近傍の位置５ｕｄとを、紐やチェーンのような可撓性がある長尺の保持具７で結合している。
ここで、保持具７は、テンドン６が挿入された袋体５にセメントミルクが充填されて膨張した際に、テンドン６が袋体５の中央部に位置するように、テンドン６と袋体５との相対的な位置関係を保持するための部材である。保持具７の長さは、袋体５の長手方向断面における半径ＦＴｒ（図２８参照）と、概略等しい。そして、天井部５ｕｄは、テンドン６が袋体５内部の中央に位置した際において、テンドン前方部６ｄに対応する位置である。
係る保持具７により、袋体５とテンドン６との距離は一定に、より具体的には、膨張した袋体５の断面における半径ＦＴｒ（図２８）と概略等しい寸法に保たれる。

さらに、袋体５の内周面において、天井部５ｕの端部近傍における位置５ｕｄと同様な他の位置（例えば、図２５における袋体５の底面側の位置５ｎｄ）と、テンドン前方部６ｄとを保持具７で結合することが出来る。
天井部５ｕの位置５ｕｄとテンドン前方部６ｄとを保持具７で結合することに加えて、袋体５の底面側の位置５ｎｄとテンドン前方部６ｄとを保持具７で結合すれば、袋体５とテンドン６との距離が複数箇所（２箇所）において同時に規定されることになるので、膨張した袋体５内部において、テンドン６の位置決めがより容易に且つより確実に行われる。
なお、図示では説明のためテンドン前方部６ｄと結合する袋体５の位置を便宜的に「天井部」「底面側」としているが、大径部ＨＬにおける位置の高さ関係を規定するものではなく、２箇所において同時に規定できる位置であれば足りる。さらに、複数箇所であれば、例えば３箇所を同時に規定することにより、より効果的に位置決めが行われることは周知のことである。

また、図２６で示すように、テンドン前方部６ｄよりも後側（図２６では左側）の位置６ｃにおいても、テンドン前方部６ｄと同様に、保持具７で袋体５の内周面と結合することにより、テンドン６の定着長部全域に亘って、袋体５が膨張した際に、袋体５内部でテンドン６の位置決めが容易に且つ確実に行われる。

次に、図７〜図１１及び図２７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。なお、図１〜図６及び図１４〜図１９を参照して説明した工程、すなわち掘削用ビット４、４´による大径部ＨＬを掘削するまでの工程については、上述と同様であるため、以下の第２実施形態の説明では省略する。

図７、図８では、スイベル２０から矢印Ｐ２で示す様に送水しつつ、アウターロッド２によって、図１〜図６で示す前工程で削孔した大径部ＨＬのさらに奥側（図７、図８では右側）を削孔することにより、テンドン先端部支持孔ｈｔを削孔する。ここで、テンドン先端部支持孔ｈｔは、図７では図示しないテンドン（図１０〜図１３参照）の先端部を収容して、テンドンを支持するために掘削される。
図８は、テンドン先端部支持孔ｈｔの削孔が完了した状態が示されている。

図９で示す工程では、アウターロッド２及びインナーロッド１から、スイベル２０を切り離す。そして、先端に掘削用ビット４を装着した状態で、インナーロッド１を地上側（図１５の左方）に回収する。

図１０の工程では、先端近傍に袋体５を装着したテンドン６を、先端のテンドンがテンドン先端部支持孔ｈｔ内に侵入するまで挿入する。
ここで、袋体５は、第１実施形態で説明したのと同様な寸法及び材質を有しており、テンドン６の配置とテンドン６と結束するための結束手段についても、保持具７を除き、第１実施形態と同様である。
第２実施形態においても、袋体５の開放端部ＦＢ（図２８参照）を介して、袋体５内にセメント注入ホース９が挿入されており、セメント注入ホース９は、袋体５と地上側のセメントミルク供給機構（図示せず）とを連通している。
図１１では、アウターロッド２を引き抜いて、アウターロッド２の先端部が大径部ＨＬを通過して、さらに小径部に位置する様に、図１１の左方向に移動せしめている。以って、袋体５をアウターロッド２の先端より露出させる。

図１２の工程では、地上からセメント注入ホース９を経由して、袋体５内部にセメントミルクＣＭを注入している。セメントミルクＣＭの注入に際しては、図示しない流量計及び／又は図示しない圧力計によって、袋体５内部へのセメントミルクＣＭの注入量及び／又は注入圧力が測定されている。
図１３の状態では、袋体５内部にセメントミルクＣＭが充填され、袋体５は大径部ＨＬと同様な形状に膨張している。そして、セメントミルクＣＭが所定量だけ充填或いは注入されたため、アウターロッド２を地上側に回収している。

図２５、図２６の第１実施形態では、紐やチェーンのような保持具７により、テンドン６が袋体５の中央部に保持されている。
これに対して、図７〜図１１、図２７で示す第２実施形態では、大径部ＨＬの先端側に小径のテンドン先端部支持孔ｈｔを掘削し、テンドン６の先端部６ｅをテンドン先端部支持孔ｈｔに挿入している。
テンドン６は、先端部近傍ではテンドン先端部支持孔ｈｔにより支持され、定着長部の子右端部近傍では、小径部及び／又はアウターロッド２により支持されるので、テンドン６は大径部ＨＬの中心軸Ｈｃに沿って配置される。
図２１で示す様にテンドン先端部が大径部ＨＬの底部方向に偏奇してしまうことはない。

そして、テンドン６が大径部ＨＬの中央部に配置された後に、図１２で示すように、袋体５内部にセメントミルクを注入すれば、袋体５は均一に膨張して、大径部ＨＬと概略同一の容積のセメントミルクが充填されるので、強固なアンカー定着部を形成することが出来る。
また、テンドン６が大径部ＨＬの中央部に配置された後に、袋体５内部にセメントミルクを注入することにより、図２４で示すような領域ＤＳの形成が防止出来る。

さらに、袋体５内部へのセメントミルク注入が完了した後も、テンドン６の先端部近傍は、袋体５端部中央部ＦＴｃ及びテンドン先端部支持孔ｈｔにより支持されており、テンドン６の定着長部後端部近傍は、袋体５端部中央部ＦＢ及び掘削孔の小径部により支持されている。
そのため、袋体５内にセメントミルクを注入した後も、テンドン６が大径部ＨＬの中心軸Ｈｃに沿って配置された状態が保持される。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。

１・・・インナーロッド
２・・・アウターロッド
３・・・ピストン
４・・・掘削用ビット
５・・・袋体
６・・・テンドン
７・・・保持具
２０・・・スイベル
ＨＬ・・・大径部
ｈｔ・・・テンドン先端部支持孔

Claims (3)

1. アンカー体を造成するべき地盤をアウターロッドを用いて削孔する工程と、先端に閉じた状態の掘削用ビットを取り付けたインナーロッドをアウターロッドの内部空間に挿入する工程と、インナーロッドの内部空間に流体圧を作用して掘削用ビットを開く工程と、開いた掘削用ビットを用いて大径部を掘削する工程と、インナーロッドの内部空間の流体圧を減圧し開いた状態の掘削用ビットを閉じた状態にしてアウターロッドの内部空間に収容する工程と、アウターロッドの内部空間から掘削用ビット及びインナーロッドを地上側に引き上げる工程と、定着長部に袋体を被せたテンドンをアウターロッドの内部空間に挿入して大径部に配置する工程と、袋体に固化材を充填して袋体を膨張させる工程とを有し、
   前記掘削用ビットは、ピストンと、掘削用ビットと、ピストンをインナーロッドに対して相対的に移動する手段と、ピストンの移動により掘削ビットを開閉する手段とを有し、ピストンを中空管に対して相対的に移動する手段はインナーロッドに流体を供給し排出する手段を有しており、
   掘削用ビットを開く前記工程では、インナーロッド内に流体圧を作用させて、当該流体圧によりピストンをインナーロッドに対して地中側へ相対移動せしめ、ピストンの地中側への移動により掘削用ビットがピストンにより押し開かれて、閉じた状態の掘削用ビットが開き、
   掘削用ピストンを閉じる前記工程では、インナーロッドをアウターロッドに対して地上側に相対移動すると共に、インナーロッド内に作用している流体圧を解除或いは減圧し、ピストンをインナーロッドに対して地上側に相対移動し、さらに、インナーロッドを地上側に移動することにより、開いた状態の掘削ビットがアウターロッドの管端部に当接して、閉じる方向に付勢することを特徴とするアンカー体造成工法。
2. 大径部を掘削する前記工程が完了した際に、大径部の地中側端壁に小径のテンドン先端部支持孔を削孔し、テンドンをアウターロッドの内部空間に挿入して大径部に配置する前記工程ではテンドンの先端部をテンドン先端部支持孔に挿入する請求項１のアンカー体造成工法。
3. テンドンの先端部近傍と袋体の膨張時に地上側となる部分の地中側端部近傍とが可撓性がある長尺部材で予め結合されており、袋体を膨張させる前記工程では、袋体が膨張して袋体の地上側部分が上側に移動するに連れて、可撓性がある長尺部材で袋体の地上側部分に結合されたテンドンの先端部近傍も大径部の中心軸側に引き上げられる請求項１のアンカー体造成工法。

Images