JP5743735B2 - 非自立構造物用アンカーおよびアンカー工法 - Google Patents
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Description
吊式雪崩予防柵は、雪崩の恐れのある法面に柵体や三角錐状の枠体を設置し、これら柵体あるいは枠体を法面の上方部位に固定したアンカーから吊りロープによって吊持して設置される。
ポケット式ロックネットや覆式ロックネットは、落石の恐れのある法面にポケットを形成するように張ったロープを、法面の上方部位に固定したアンカーで吊持して設置される。また、法面に沿って浮石押さえロープを敷設し、そのロープの上部をアンカーで吊持して浮石の落下を防止する構造物なども知られている。
そこで先行技術(特許文献1,2)においては、地表部に表土がある箇所において、棒鋼状アンカー体に円弧状土圧板を装着し、その土圧板が荷重方向に抵抗することによりアンカー体に引抜荷重をかけて変位を制御することが提案されている。
しかし、これら先行技術は特殊な円弧状土圧板をアンカー体と組合せ使用するので、部材数が多く、また、現場への搬入や取り扱い作業も煩雑となり、工事コストが高くなるという問題があった。
ワイヤロープの本来の使用は引張方向であり、集中するせん断方向への使用は十分な耐力を期待できないので、先行技術では地表部に円弧状の荷受け台を据え置き、その荷受け台の抵抗によりせん断荷重を引張方向へ変換させ、アンカー体に引抜荷重がかかるようにしている。
すなわち、岩盤地表部分において、アンカー体が挿入される孔の開口端をその周縁から孔内にかけてなだらかに曲面で構成するとともに、その曲面にワイヤロープを沿わせることで、本来、剪断力として作用する荷重を引抜き荷重に転換してワイヤロープに直接作用させる。
このように曲率半径を設定するとワイヤロープの極端な曲げによる強度低下が起こらず、ワイヤロープを円滑に引張方向で使用することができる。
図1は本発明の非自立構造物用アンカーを覆式ロックネット工の吊持ち用アンカーに適用した状態を示している。図2は本発明の非自立構造物用アンカーを吊式雪崩予防柵工の吊持ち用アンカーに適用した状態を示している。
図1において、5は落石等の虞れがある斜面を指しており、そうした斜面5の岩層からなっている部分に、左右方向に間隔をおいて非自立構造物吊持用アンカー1,1を設置している。また、それらアンカー1に縦ロープ11を連結して、これを地表に沿うように張設し、さらに縦ロープ11に上下等間隔で横ロープ12を連結する。また、縦ロープ11,11間に補強縦ロープ14を配して、格子状に枠組みを構成し、上面に金網13を張設している。
なお、最下端の横ロープ12の両端はアンカーで固定するが、それは本発明のアンカー1,1であってもよい。
すなわちアンカー体2は所要の長さのワイヤロープを1本から数本程度束ねたもので、こうしたアンカー体2を、法面(施工面)の岩盤に対して直角若しくはほぼ直角に穿設した孔3に挿入し、定着用凝固剤4を用いて孔3内に定着している。
また、本発明では、前記孔3の開口部に相当する岩盤地表部分が、その断面において円弧状面30に整形されており、非自立構造物に連結されるアンカー体2の上部20が前記円弧状面30に接触ないし近接するようにして地表に導かれている。
図3に示すアンカー体2は、1本のワイヤロープ2aを平行状に引き揃えてUターン状に折り返し、その先端21側に、スリーブ240を嵌めて半径方向から圧縮して留めるトヨロック加工を施して抜け止め用の肥大部22を形成する。また、Uターン状に折り返された折り返し部分23をリング状にアイ加工し、その直近にスリーブ230を嵌める。そして、半径方向からスリーブ230を圧縮して留めるトヨロック加工により連結部23を形成している。
前記アンカー体2には、アンカー体2を孔3の中心部に収めるためのスペーサ24を設けている。スペーサ24は、アンカー体2において円弧状面30に案内される曲がった区間25よりも若干低い位置に設けられ、孔3に対するアンカー体2の位置を矯正している。なお、孔の長さが1.5mを超える場合などにおいては、スペーサ24は複数用いられることが好ましい。
図5の態様では、1本のロープ20の孔奥に位置すべき下端部と、孔の出口付近に、トヨロック加工によりそれぞれ肥大部22a,22bを形成する。一方、地上に導かれるロープ端部を折り返してアイ加工し、その直近にスリーブ230を嵌め、スリーブ230を半径方向から圧縮して留めるトヨロック加工により連結部23を形成している。また、前記下端部と孔の出口付近に設けられた2箇所の肥大部22a,22bは、ワイヤロープが孔3内に収められたときにワイヤロープをバランスよく孔中央に安置させるべく、図5(b)(c)のように相反する方向に短尺ロープ220を抱かせている。これによりワイヤロープの軸心がずれ、バランス良く孔3内に配置される。また、バランス良く配置されることで、アンカー体2にスムーズな引張り力を伝達することができる。
なお、その他は図5の態様と同様であるから説明は省略する。アンカー体2は、通常、下端部、構造物連結側をロック加工とするがワイヤロープ1本で構成されている場合は連結側を端部未処理としてもよい。
露岩法面に非自立構造物の支持ロープに対するアンカーを得るにあたり、アンカー体2としてワイヤロープを用い、岩盤法面にワイヤロープを挿入する孔3を直角状に穿孔する。また、前記孔3が開口する岩盤地表部分をビットにより孔3内にかけて円弧状面30に旋削整形加工し、さらに孔3内にアンカー体2としてのワイヤロープを挿入する。また、このワイヤロープを定着用凝固剤4を用いて孔3内に定着する。そして、ワイヤロープの上部を前記円弧状面30に沿わせ、その先端の連結部23を対象非自立構造物と連結するものである。
1.岩盤地表部分の円弧状面形成
1)岩盤地表部分に円弧状面を形成する方法として、施工機械、施工方法に着目し、アンカー体2と地表部とが接触する岩盤表面にビットを使用して、円弧状の開口端形状を有する孔を形成する。
なお、ここでいうビットとは、穿孔が進むにつれてその旋削径が二次関数のごとく増加する刃構造のビット、また、刃形状の異なるビットを複数種類用いて段階的に旋削径を増加させる構造のビットなどを例示できる。本明細書において「旋削」とは、広義において「研磨」をも含んでよい。
2)これにより一切枕型の金具を用いることなく、アンカー体を孔の内部から地表にかけて円弧を描いて設置することができる。また、ワイヤロープをアンカー体とし使用してもそれを安置する金具を使用しないため、金具本体や固定するための副部材の材料費、設置手間を省けることで大きなコストダウンが図れ、従来の岩部用アンカーよりも安価で提供でき、また、汎用性のあるワイヤロープをアンカー体として使用することにより、安価でかつ高耐力が実現できる。
3)地表部の岩盤に対してせん断方向ではない支圧強度と周面摩擦抵抗が得られることから、岩盤強度に対する依存度が少なく、安定した耐力を維持できる。
従来の岩部用アンカーは必ず他の接続用ロープが必要であるが、アンカー体がワイヤロープで構成されており、アンカー体と非自力構造物とを直接連結できるため、短尺化による用地の縮減が可能である。
4)アンカー体2は、安価なわりに破断荷重が高く、汎例性のある直径12mm程度のワイヤロープを使用しても十分な支圧強度が得られる。つまり、アンカー体と地表部との接触岩盤面を、図8に示すようなビット50で円弧状に整形し、アンカー体にせん断ではなく引張荷重をかけることにより、細くても引張荷重に強いワイヤロープの特性を十分に生かすことが出来るからである。
アンカー体の上部は地表部から若干突出するように延在させた状態にして、対象非自立構造物と連結する。定着材はセメント系もしくは樹脂系の固着剤を使用する。
図7は上記岩盤法面にワイヤロープを挿入するための孔3を形成する一次穿孔工程を示している。
図7(a)、図7(b)のように回転ロッド90aの先端に通常穿孔用のビット131を有する削岩機90を法面に対して直角状に配置し、岩層cに直線状の十分に深い一次穿孔3を形成する。
ついで、図8(a)のように所定の深さの孔3を穿孔したならば、図8(a)(b)に示すような円弧状面加工用のビット50を用いて、そのビット50を穿孔表面に位置させて回転させながら旋削することにより、図8(c)および図9のようにその開口端の断面が円弧状をなす孔3を形成する。
よって、このビットによって旋削された岩盤は、図9の要部拡大断面図に示すように、地表面から孔3内にかけて滑らかな円弧状の曲面を描くように整形される。
前記孔3の開口端において、その周縁から孔3内にかけて形成される円弧状断面の曲率半径は100mmから200mmが適当である。あまり小さい半径ではロープの曲げがきつくなり反力が生じるので好ましくない。
また、孔3の円弧状面加工としては、上記した円弧状面加工用のビット50を用いて行ってもよいが、場合によっては、複数のビットを用いて段階的に行ってもよい。
図10はその例を示す。所定深さの一次穿孔に続いて、図10(a)のように二次穿孔用の第1ビット60を用いて一次穿孔孔3の開口端を拡大しながら深さ120mm程度に達するまで穿孔して2次穿孔孔とする。ついで、前記2次穿孔孔を、回転ロッドの先端に取り付けた2次穿孔用第2ビット62を用いて前記2次穿孔孔の開口端の径を拡げる。なお、図中61は、2次穿孔工程において過穿孔を防止するとともに回転ロッド90aの芯ブレを防止するためのアタッチメントである。そして、2次穿孔用第3ビット63を用いて、さらに深さ150mm程度に達するまで穿孔し、図9に示すような断面円弧状の孔30に仕上げる。すなわち、孔の開口端をその周縁から孔内にかけて段階的に穿孔し、最終的に連続した曲面で構成されるように整形する。
図11はその一例を示している。削岩機90を撤去した後、図11(a)のように、孔3にセメントカプセル70を入れ、その後、図11(b)のようにアンカー体2を孔3に挿入する。続いて、図11(c)のように、アンカー体2の下端部を孔3の底に着座させ、孔3内に定着用凝固剤(モルタル)70aを流し込む。
なお、アンカー体2の挿入時には孔底または中間部に隙間ができないようにするとともに、密着性をよくするためにアンカー体2を上下動させながら孔3に定着用凝固剤4を流込むとよい。そして、定着用凝固剤4が孔3内で凝固し、アンカー体2が固定したことが確認されたならば、図11(d)のように、アンカー体2の上部前記円弧状面30に沿わせ、先端頭部の連結部23を対象非自立構造物と連結する。
c 岩層
1 アンカー
2 アンカー体
3 孔
4 定着用凝固剤
11 縦ロープ
12 横ロープ
30 円弧状面
Claims (2)
- 露岩法面に非自立構造物をロープで支持すべくワイヤロープからなるアンカー体を法面から岩層に直角状に穿孔した孔に挿入し、定着用凝固剤により前記アンカー体を孔内に定着することで設置されるアンカーにおいて、前記孔の開口部に相当する岩盤地表部分を前記孔内にかけてビットにより円弧状面に整形旋削し、この孔から突出するように延在した前記アンカー体の上部を前記岩盤地表部分における露出している円弧状面に沿うように導いていることを特徴としているアンカー。
- 露岩法面に非自立構造物の支持ロープに対するアンカーを得るにあたり、アンカー体としてワイヤロープを用い、法面にワイヤロープを挿入する孔を直角状に穿孔するとともに、孔が開口する岩盤地表部分をビットにより孔内にかけて円弧状面に整形旋削し、さらにこの孔内にワイヤロープを挿入すると共に定着用凝固剤を用いて前記ワイヤロープを定着し、前記ワイヤロープの上部を露出している前記円弧状面に沿わせ、対象非自立構造物と連結することを特徴としているアンカー工法。
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