JP5528203B2 - 炭素繊維プレートをテンドンに用いたアンカー工法 - Google Patents

Description

本発明は、アンカーのテンドンに炭素繊維プレートを用いたアンカー工法において、そのアンカーの材質・形状・接続の構造に関し、ロックボルト工法にも適用できるものである。

従来のアンカーは、ＰＣ鋼より線を用いるもの、炭素繊維より線を用いるもので、より線を用いるものである。
ＰＣ鋼より線や炭素繊維より線を用いる場合、より線を複数本用いるものと、より線の複数本をさらに１本にまとめて使用するものがある。
特開平０９−３１０３４６号公報 特開平０６− ２５００号公報 (社)地盤工学会基準：グランドアンカー設計・施工基準、同解説書（７２〜７６、１９９〜２１９頁）（平成12年5月22日発行）

（１） 従前の技術のうち、アンカーは工場で加工した長さの状態で用いるか、短くして用いるかであり、延長して用いる場合は接続用のカップラーなどを用いるため、アンカーの口径が大きくなり所定の削孔径では挿入できないことがあり、高コストであった。また、ＰＣ鋼より線は腐食抵抗性が高くないため、防食を行う必要もあった。
（２） アンカーの施工場所は、急斜面や山地など施工性が良い場所ではなく、ＰＣ鋼より線によるアンカーはアンカー体などが一体となり、アンカーの形状が大きく、また重量が重いため、現地への運搬や施工場所への搬入が容易ではなく、クレーンなどが必要となっていた。

以上のように、アンカーを定着させる定着地盤は深さや地質状況は一定でないため、アンカー長を地盤にあわせて変更する必要があり、また、施工場所が急斜面などで良好ではないため運搬搬入も容易ではなく、現地での加工の簡便さ、延長の自由性、運搬の容易さ、防食性など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、地盤状況に合わせたアンカー長の自由な変更、テンドンの現地での加工の容易さ、アンカーの運搬搬入を容易にするための方法を提供するものである。

本発明の第１は、炭素繊維プレートをテンドンに用いたアンカー工法において、高強度で腐食抵抗性を有した炭素繊維をプレート状に加工したものを単数枚から複数枚をテンドンとして用い、このテンドンにアンカー体やスペーサーなどを固定し、アンカーとして用いるようにしたもので、炭素繊維のプレートのため切断、延長などの加工が容易で腐食抵抗性も優れている。

本発明の第２は、第１の発明に係る炭素繊維プレートを用いたアンカー工法において、山間部や急斜面などの運搬・搬入の困難な場所では、アンカーをアンカー体部分、引っ張り部、アンカーヘッド部などに分割し加工し、現地でこれらを組み立てることで、アンカー体を搬入・運搬することができるようにした。

本願発明は上記の構造であるから、腐食抵抗性の高い炭素繊維を用いることで、長期的な使用が可能となり、また、炭素繊維をプレート状に加工していることから切断、接着が容易に行え、テンドン長を自由に変更できることから、自由性に優れ、現地の地質状況に適した加工が可能である。

また、山間部や急斜面などの運搬・搬入の困難な場所でも、アンカーを分割し現地でこれらを組み立てることで、搬入・運搬を容易にし、施工性を高めることができる。

この炭素繊維プレートをテンドンに用いたアンカー工法に係る発明の実施形態を図に即して示す。図１の実施形態では標準的なアンカーを示しているが、炭素繊維プレートの形状、長さ、枚数を多少変更することにより、最適なアンカー構造をあらゆる使用現地に適用できる。
さらに、地質状況の変化などに伴い、炭素繊維プレートを切断・接合することで、自由なアンカー長を作成することできる。上記のアンカー工法の形態は、炭素繊維プレートをテンドンに用いたロックボルト工法にも適用できる。

炭素繊維プレートのテンドンは重量が軽く、また接合が容易なため、図４のようにアンカーをアンカー体部分、引張り部、アンカー頭部部分などに分割・加工し、現地でこれらを組み立てることで、アンカーを容易に搬入・運搬することができる。

本発明の実施例を図面に即して説明する。図１において、１はテンドンで炭素繊維プレート、２はシースであり、テンドンが注入材１２に固定されないためのものでＦＲＰなどからなる。３はアンカーに緊張を与えるアンカー頭部、５はアンカー頭部を固定するナット、６は受圧板７に引っ張り力を伝えるアンカープレート、８はアンカー頭部３を保護するためのアンカー頭部キャップ、９はテンドン３が注入材１２と付着し易いようにスペースを空けるスペーサー、１０はスペーサー９により開いたテンドン１を結束する結束具、１１はアンカー挿入時に挿入先端がばらばらにならないように一つにまとめ、挿入し易くしているアンカー体キャップ、１３は先端支圧式アンカーの場合にシース２に挿通して荷重を負担するスパイラル筋である。

図２はアンカー体部の断面図で炭素繊維プレートからなるテンドン１をスペーサー９に所定の間隔をあけて注入材１２と付着し易いようにしてある。

図３は炭素繊維プレートからなるテンドン１を接合状況で、テンドン１と接合する側のテンドン１ｂを接合部１ａで接合している。接合部の接着剤はエポキシ系などを用いている。

図４は先端支圧式アンカーの場合において、山間部や急斜面などの運搬・搬入の困難な場所でも、アンカーＬをアンカー頭部部分Ｌhと引っ張り部分Ｌp、アンカー体Ｌt2に分割し搬入・運搬するために、アンカーを分割した図である。シース２は運搬し易いように単位長さで接続できるようにし、テンドン１は図５のように円形に丸めることができる。また、アンカー体も形式に合わせ、テンドン部で分割することができる。

「発明に係る設置工程」
本発明に係る炭素繊維プレートを用いたアンカーの設置工程は次のとおりである。
（１） アンカー組み立て工場にて、施工に必要な長さに炭素繊維プレートを切断し、テンドン１を作成する。このプレート状のテンドンを必要な枚数を用いて、アンカー頭部３に膨張剤で固定する。アンカー頭部にはシース２と接合できる接合部を取り付けておく。これでアンカー頭部３に固定されたテンドン１が作成できる。これを円形に巻き運搬し易い形状にする。
（２） 円形状に巻いたテンドン１とアンカー頭部３をこの状態で施工現場に搬入する。搬入したテンドンを直線上に伸ばし、テンドン長が地盤条件に整合している場合はシース２を取り付け、さらにスペーサー９と結束具１０を取り付け、最後にアンカー体キャップ１１を取り付ける。
（３） テンドン長が地盤条件より長い場合は、アンカー体部分の先端から不必要な長さを切断し利用し、以下、上記第（２）項の手順でアンカーＬを作成する。
（４） テンドン長が地盤条件より短い場合は、アンカー体部分の先端に不足している長さのテンドンを接着剤により接合するか、あるいはテンドンの任意の箇所を切断し、所定の長さのものを接着剤により接合し用いる。以下、上記第（２）項の手順でアンカーＬを作成する。
（５） アンカーＬの作成が完了したら、削孔済みの挿入孔に注入材を充填し、アンカー体キャップ１１から挿入して行く。注入材をアンカー挿入後に行う場合は、注入材を注入するパイプを共に挿入し注入する。
（６） 注入材が固化した後、受圧板７とアンカープレート６を挟むようにしてアンカー頭部を油圧ジャッキ等で緊張を与え、ナット５で固定する。
（７） ナット５による固定が完了したら、アンカーキャップ８に防食オイルを入れてアンカー頭部を保護する。

「本発明装置による作用」
本発明による具体的な作用は次のとおりである。
（１） テンドン１に炭素繊維のプレートを用いているため、腐食環境にある地盤内でも耐久性が向上し、耐腐食性の注入材を利用することで、さらに耐久性が向上する。
（２） テンドン１は炭素繊維のプレートを用いるため、切断や接合が容易になり、地盤状況に応じて現地で必要な長さに加工することができる。
（３） テンドン１に高強度炭素繊維のプレートを用いているため軽量化が果たせ、また、部材を分解して搬入できるため、運搬・搬入が困難な場所でも搬入が容易になっている。

本発明に係る炭素繊維プレートをテンドンに用いたアンカー構造の側面図である。 図1のアンカー体部のうち、スペーサーを用いた部分の拡大切断面図である。 炭素繊維プレートの接合部分を示した斜視図である。 アンカー頭部部分（Ｌh）、引っ張り部部分（Ｌｐ）、アンカー体（Ｌt2）に分割した側面図である。 テンドンを円形に丸めた状態の平面図である。

１……テンドン（炭素繊維プレート）
１a……テンドンの接合部（接着剤の塗布部）
１b……テンドン１を接合するテンドン
２……シース管
３……アンカー頭部
４……シースと頭部の接合部
５……ナット
６……受圧板
７……アンカープレート
８……アンカー頭部キャップ
９……スペーサー
１０……結束具
１１……アンカー体キャップ
１２……注入材（セメントミルク等）
１３……スパイラル筋
Ｌ……アンカー
Ｌh……アンカー頭部
Ｌp……引張り部
Ｌt……アンカー体（摩擦型）
Ｌt2……アンカー体（支圧型）

Claims (2)

1. 高引張強度の炭素繊維の素材で腐食抵抗性を持たせ、さらに炭素繊維からなるプレートを１枚あるいは複数枚を用いてテンドンとして、当該テンドンを途中で切断・接合することにより、使用時に必要な長さのテンドンをつなぎ合わせて、利用に適した長さに調整することを特徴とする炭素繊維プレートをテンドンに用いたアンカー工法。
2. アンカー体部分やアンカー頭部部分など高引張強度の炭素繊維の素材からなるプレートのテンドンを途中で切り離なし、使用時に必要な長さのテンドンをつなぎ合わせて、利用に適した長さに調整することにより、運搬や搬入、組み立てを容易にしたことを特徴とする炭素繊維プレートをテンドンに用いたアンカー工法。