JP5775830B2 - アンカーボルト施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設のコンクリート構造物に、補強工事、増設工事用のアンカーボルトを施工するアンカーボルト施工方法に関する。

既設のコンクリート構造物に、耐震性を向上させるため等の補強工事や、増設工事を行う場合にアンカーボルトを施工することが行なわれている。
前記アンカーボルトを施工する方法としては、前記コンクリート構造物の表面に所定の径および深さの孔を形成し、該孔にアンカーボルトを挿入し、該アンカーボルトと前記孔の内周面との隙間に定着材等を充填して、前記アンカーボルトを固定する方法が採られている。

かかるアンカーボルトの施工方法においては、アンカーボルトのコンクリート構造物への固着強度を向上させる方法が種々検討されている。
例えば、アンカーボルトとして、先端部が軸よりも大径であるアンカーボルトを用い、引張強度を向上させる方法が特許文献１および２に記載されている。

しかし、前記のような先端部が大径のアンカーボルトを用いた場合、アンカーボルトの引張強度は向上させることができるが、アンカーボルトの挿入方向に対して直交する方向における強度、すなわち、せん断耐力を向上させることは困難である。
従って、構造物としてのせん断耐力を向上させるためには、アンカーボルトの本数を増やすことが行なわれているが、コストがかさむという問題がある。

また、既設のコンクリート構造物内部に鉄筋などの鋼材が埋設されている場合に、かかる鋼材の埋設する位置に前記孔を形成する際には、前記鋼材の埋設されている深さまでしか前記孔を形成することができない。
かかる場合に、例えば、特許文献３には、前記鋼材が露出する深さまでの孔を形成し、該孔の底面に露出した前記鋼材に前記アンカーボルトの先端部を溶接することで、アンカーボルトを強固にコンクリート構造物に固着することが記載されている。
しかし、かかる方法においても、やはりアンカーボルトの引張強度を向上させることができても、せん断耐力を向上させることは困難である。

特開２００８−２０８５９７号公報 特開２００４−１１６１２８号公報 特開２００１−２９５４７８号公報

そこで、本発明は、上記のような従来の問題を鑑みて、1本あたりのアンカーボルトの許容せん断耐力を向上させアンカーボルトの設置本数を少なくすることにより低コストでアンカーボルトを施工できる方法を提供することを課題とする。

本発明に係るアンカーボルトの施工方法は、
鉄骨が埋設されたコンクリート構造物の表面に開口し且つ前記鉄骨が底面に露出する円筒形状の孔を形成し、該孔にアンカーボルトを挿入し、前記底面に露出する鉄骨と前記アンカーボルトとを溶接して前記アンカーボルトを固定し、前記孔の内周面と前記アンカーボルトとの間に充填材を充填して、アンカーボルトをコンクリート構造物に施工するアンカーボルト施工方法において、
予め、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１と、前記コンクリート構造物のコンクリートの支圧強度ｃσｑａとを求めておき、
前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａと前記孔の開口面積とから求められるコンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも、大きくなるような前記孔の開口面積を設定しておき、
前記設定された開口面積になるように前記孔を形成することを特徴としている。

かかる構成によれば、前記アンカーボルトをコンクリート構造物に施工する場合に、予め、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１と、前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａを求め、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも、前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａと前記孔の開口面積とから求められる前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、大きくなるような前記孔の開口面積を設定することで、コンクリート構造物に施工したアンカーボルトとコンクリート構造物との間のせん断耐力を向上させることができる。
すなわち、使用するアンカーボルトと、該アンカーボルトを施工するコンクリート構造物に適した孔の開口面積を調整することで、前記アンカーボルトと前記コンクリート構造物との間のせん断耐力を向上させることができ、アンカーボルトの設置本数を低減しうる。

尚、本発明でいう前記アンカーボルトのせん断強度により決まる場合のアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１および前記コンクリートの支圧強度により決まる場合のアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２は、以下の式（１）、（２）で求められる

Ｑａ１（Ｎ）＝２／３※₁×ｓσｑａ×ｓｃａ ・・・（１）
Ｑａ２（Ｎ）＝１／３※₂×ｃσｑａ×ｓｃＡ ・・・（２）

※₁：低減係数、長期荷重用
※₂：低減係数、長期荷重用
ｓｃａ：アンカーボルト断面積（ｍｍ²）
ｓｃＡ：孔の開口面積（ｍｍ²）
ｓσｑａ：アンカーボルトのせん断強度（Ｎ／ｍｍ²）、ｓσｑａ＝０．７×ｓσｙとする。
ｓσｙ ：アンカーボルトの規格降伏点強度（Ｎ／ｍｍ²）
ｃσｑａ：コンクリートの支圧強度（Ｎ／ｍｍ²）、ｃσｑａ＝０．５×（Ｆｃ×Ｅｃ）^1/2とする。
Ｆｃ：コンクリートの設計基準強度（Ｎ／ｍｍ²）
Ｅｃ：コンクリートのヤング係数（Ｎ／ｍｍ²）

尚、アンカーボルトの規格降伏点強度（ｓσｙ）とは、ＪＩＳ Ｇ３１１２に準拠して決められている降伏点強度をいう。
コンクリートの圧縮強度（Ｆｃ）とは、コンクリートの実測圧縮強度またはコンクリート構造物のコンクリート設計基準強度をいう。
コンクリートのヤング係数（Ｅｃ）とは、コンクリートの実測ヤング係数または前記コンクリートの圧縮強度（Ｆｃ）から日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」により、Ｅｃ＝３．３５×１０⁴×（γ／２４）²×（Ｆｃ／６０）^1/3から算出したものをいう。（γ：コンクリートの気乾単位体積重量ｔ／ｍ³）

すなわち、前記式（１）、（２）で使用される前記各値のうち、ｓｃＡ：孔の開口面積（ｍｍ²）以外の値は、使用するアンカーボルトと、該アンカーボルトを施工するコンクリート構造物とから求めることができる値である。
本発明では、前記アンカーボルトをコンクリート構造物に施工するに先立ち、前記式（１）、（２）から求められる前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１と前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２とが、Ｑａ１＜Ｑａ２となるようなｓｃＡ：孔の開口面積（ｍｍ²）を設定しておくことによって、前記アンカーボルトをコンクリート構造物に施工した場合のせん断耐力を向上させうるサイズ（開口面積）の孔を形成することができる。

また、本発明において、前記コンクリートのコーン状破壊に対する引張強度を求め、且つ前記コンクリート表面から鉄骨までの深さを測定しておき、前記コンクリートのコーン状破壊に対する引張強度と前記鉄骨までの深さと前記孔の開口径とから求められる前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３および前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、
前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも大きくなるような前記孔の開口面積を設定することが好ましい。

前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３と前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２とが、両方とも前記アンカーボルトのせん断強度により決まる場合のアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも大きくなるような孔の開口面積を設定した場合には、前記鉄骨が埋設されている深さによって孔の深さが制限されるコンクリート構造体にアンカーボルトを設置する際に、かかる鉄骨の深さに最適なせん断耐力を得ることができる孔の開口面積を設定できる。

尚、前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３は、以下の式（３）で求められる。

Ｑａ３＝１．５※₃×ｃσｔ×Ａｑｃ・・・（３）

※₃：低減係数
ｃσｔ：コーン状破壊に対するコンクリートの引張強度（Ｎ）、ｃσｔ＝０．３１×Ｆｃ^1/2とする。
Ａｑｃ：せん断力に対するコーン状破壊面の有効投影面積（ｍｍ²）、Ａｑｃ＝０．５×π×ｌ²＋ｌ×ｒ
ｌ：鉄骨までの深さ（ｍｍ）
ｒ：孔の開口径（ｍｍ）

尚、本発明でいう孔の開口径とは、開口部の内径であって最も長い箇所の長さをいう。
また、本発明でいう鉄骨までの深さとは、コンクリート構造物表面から鉄骨までの深さをいう。

前記式（３）で使用される前記各値のうち、ｒ：孔の開口径（ｍｍ）以外の値は、使用するアンカーボルトと、該アンカーボルトを施工するコンクリート構造物とから求めることができる値である。
すなわち、前記式（３）から求められる前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３と、前記したようなコンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２とが、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも大きくなるような孔の開口径から求められる孔の開口面積の孔を形成することによって、前記孔の深さが所定の深さまでしか形成できない場合に、最適なせん断耐力を得ることができる孔の開口面積を設定できる。
前記コンクリート構造物に鉄骨が埋設されている場合には、孔の深さは鉄骨の深さに制限されるが、前記のような条件を満たす開口面積の孔を形成して、アンカーボルトを施工することで、コンクリート構造物とアンカーボルトとの接合部分において必要なせん断耐力を得ることができる。

本発明において、前記充填材は、セメント系無収縮モルタルであることが好ましい。

前記充填材がセメント系無収縮モルタルである場合には、孔に充填材を充填した後の充填材の収縮が少ないため、充填材と孔の内周面との間に隙間が生じにくい。よって、アンカーボルトをコンクリート構造物へのより強固に固着させることができる。

前記アンカーボルトは、軸と、該軸よりも大径の先端部とを備え、前記先端部を前記孔の底部側に配置して前記アンカーボルトを前記孔に設置することが好ましい。

前記アンカーボルトが軸と該軸よりも大径の先端部を備えており、該先端部を孔の底部側に配置することで、大径の先端部が充填材によって孔の内部に固定される強度が高まり、アンカーボルトの引き抜き方向への強度、すなわち引張強度も向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、1本あたりのアンカーボルトの許容せん断耐力を向上させアンカーボルトの設置本数を少なくすることで、低コストでアンカーボルトを既設のコンクリート構造物に施工することができる。

（ａ）（ｂ）アンカーボルトを施工する状態を示した概略断面図。 （ａ）（ｂ）アンカーボルトを施工した状態を示す上面図。

以下に、本発明にかかるアンカーボルト施工方法について図面を示して具体的に説明する。
本実施形態のアンカーボルト施工方法は、鉄骨が埋設されたコンクリート構造物の表面に開口し且つ前記鉄骨が底面に露出する円筒形状の孔を形成し、該孔にアンカーボルトを挿入し、前記底面に露出する鉄骨と前記アンカーボルトとを溶接して前記アンカーボルトを固定し、前記孔の内周面と前記アンカーボルトとの間に充填材を充填して、アンカーボルトをコンクリート構造物に施工するアンカーボルト施工方法において、予め、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１と、前記コンクリート構造物のコンクリートの支圧強度ｃσｑａとを求めておき、前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａと前記孔の開口面積とから求められるコンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも、大きくなるような前記孔の開口面積を設定しておき、前記設定された開口面積になるように前記孔を形成する方法である。

本実施形態でアンカーボルトを施工するコンクリート構造物は、既設の建物や橋梁などのコンクリート構造物である。
かかるコンクリート構造物には、補強のため、あるいは増設のために、コンクリート構造物にアンカーボルトを介して新設部材を一体化するために、アンカーボルトを設置することが行なわれる。

一般的なアンカーボルトの施工方法においては、まず、図１（ａ）に示すように、コンクリート構造物１の表面に孔２を形成する。
かかる孔２は一般的にはドリルなどで形成する。従って、前記孔２が、開口部が円形であって、深さ方向に同断面形状である円筒形状に形成される。
前記コンクリート構造物１の内部には鉄骨５が埋設されている。
前記孔２を、コンクリートの表面から前記鉄骨５の深さまで形成し、該孔の底面に前記鉄骨を露出させる。
かかる孔２に、金属製などのアンカーボルト３を挿入し、前記アンカーボルト３の先端部３ｂを、前記孔の底面に露出している鉄骨５に溶接する。

前記溶接の方法としては、公知の手段で行なうことができるが、例えばスタッド溶接機を用いて行なうスタッド溶接が作業性が良好であるため好ましい。
また、前記溶接を行なう前に、前記孔２の底面に露出した鉄骨５表面を、ワイヤブラシなどを用いて清浄にしておき、溶接しやすくしておいてもよい。

前記鉄骨５に前記アンカーボルト３を溶接によって固定した後、図１（ｂ）に示すように前記孔２内に充填材４を充填することで、アンカーボルトをコンクリート構造物１に施工する。

本実施形態のアンカーボルトの施工方法においては、前記のような孔を形成する前に、予め、前記アンカーボルトの許容せん断耐力を高くしうる孔の開口面積を設定する。
尚、前記のようにドリルなどを用いて孔を形成する場合には、ドリルとして所定の径のものを用いることで、孔の開口径、および開口面積を調整することができる。
前記ドリルの中でも、特に、コアドリルは、騒音や粉塵が少ないため、好ましい。

具体的には、まず、前記コンリート構造物と、該コンクリート構造物に設置するアンカーボルトとから、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１を求める。
また、前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａを求める。
そして、前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａと、孔の開口面積とから得られるコンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１より大きくなる孔の開口面積ｓｃＡを求める。

前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１および前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２は、以下の式（１）、（２）で求められる。

Ｑａ１（Ｎ）＝２／３※₁×ｓσｑａ×ｓｃａ ・・・（１）
Ｑａ２（Ｎ）＝１／３※₂×ｃσｑａ×ｓｃＡ ・・・（２）

※₁：低減係数、長期荷重用
※₂：低減係数、長期荷重用
ｓｃａ：アンカーボルト断面積（ｍｍ²）
ｓｃＡ：孔の開口面積（ｍｍ²）
ｓσｑａ：アンカーボルトのせん断強度（Ｎ／ｍｍ²）、ｓσｑａ＝０．７×ｓσｙとする。
ｓσｙ ：アンカーボルトの規格降伏点強度（Ｎ／ｍｍ²）
ｃσｑａ：コンクリートの支圧強度（Ｎ／ｍｍ²）、ｃσｑａ＝０．５×（Ｆｃ×Ｅｃ）^1/2とする。
Ｆｃ：コンクリートの設計基準強度（Ｎ／ｍｍ²）
Ｅｃ：コンクリートのヤング係数（Ｎ／ｍｍ²）

前記アンカーボルトの規格降伏点強度（ｓσｙ）とは、ＪＩＳ Ｇ３１１２に準拠して決められている降伏点強度をいう。
すなわちアンカーボルトの材質によって所定の降伏点強度が規定されており、例えば、アンカーボルトとしてＤ１６ ＳＤ２９５Ｓタイプのアンカーボルトを用いた場合には、規格降伏点強度は、２９５Ｎ/ｍｍ²である。
また、前記アンカーボルト断面積ｓｃａは、アンカーボルトの孔に挿入される部分のうち最も細い箇所の断面積を指し、例えば、図１に示すような軸３ａと、該軸３ａよりも大径な先端部３ｂを備えたアンカーボルトの場合には、軸３ａの断面積を前記アンカーボルト断面積ｓｃａとする。

また、前記コンクリートの圧縮強度（Ｆｃ）とは、コンクリートの実測圧縮強度またはコンクリート構造物のコンクリート設計基準強度をいう。
コンクリートのヤング係数（Ｅｃ）とは、コンクリートの実測ヤング係数または前記コンクリートの圧縮強度（Ｆｃ）から日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」により、Ｅｃ＝３．３５×１０⁴×（γ／２４）²×（Ｆｃ／６０）^1/3から算出したものをいう。（γ：コンクリートの気乾単位体積重量ｔ／ｍ³）
すなわち、コンクリート構造物の設計仕様から、前記コンクリートの圧縮強度（Ｆｃ）およびコンクリートのヤング係数（Ｅｃ）は導き出せる。

すなわち、前記式（１）、（２）で用いる値は、孔の開口面積以外の値は、コンクリート構造物とアンカーボルトとからすべて求められる値である。
よって、前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１より大きくなるような孔の開口面積を設定することができる。

前記孔の開口面積を、前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１より大きくなるような面積に設定することで、特定のコンクリート構造物に特定のアンカーボルトを設置する強度、特に、図１（ｂ）に示すようなアンカーボルトの挿入方向に直交する方向Ｘへのせん断耐力を向上させることができる。

尚、前記孔の開口面積は、支圧破壊を抑制する観点からは、前記Ｑａ２＞Ｑａ１を満たすような面積以上であれば大きいほど効果は向上する。
すなわち、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、開口面積が大きい場合（図２（ａ））には、開口面積が小さい場合（図２（ｂ））に比べて、アンカーボルトの挿入方向に直交する方向Ｘへのせん断耐力がかかるコンクリートの面積（図では孔の開口縁の長さｄ，ｄ’として示す。）が大きくなり、せん断耐力が向上する。

しかしながら、過度に大きい孔の開口面積とした場合には、充填材が多く必要となりコストがかかり、好ましくない。
また、アンカーボルト１本あたりの許容せん断耐力は前記Ｑａ１であるため、前記Ｑａ２を大きくしても、アンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力の向上には効果がなくなる。
従って、前記孔の開口面積としては、前記Ｑａ２＞Ｑａ１を満たす孔の開口面積の最低面積付近であることが好ましい。

また、前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２と、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１とから、コンクリート構造物に施工されたアンカーボルトのせん断耐力が向上する孔の面積を求めるためには、孔とアンカーボルトとの間に充填される充填材が、前記コンクリート構造物のコンクリートよりも支圧強度が高く、支圧破壊しない充填材であることが好ましい。
すなわち、前記充填材の支圧強度が、前記コンクリート構造物のコンクリートの支圧強度よりも高く、支圧破壊しないものを使用することで、充填材の影響を考慮することなく、圧縮強度の最も弱いコンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２と、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１とが前記関係になるような孔の開口面積を設定することで、コンクリート構造物に設置した際のアンカーボルトとコンクリート構造物との間のせん断耐力を向上させることができる。

本実施形態のアンカーボルト施工方法において、前記Ｑａ２＞Ｑａ１を満たすような孔の開口面積であって、さらに、前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３と前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２とが、両方とも前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも大きくなるような孔の開口面積を設定することが好ましい。

前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３は、以下の式（３）で求められる。
Ｑａ３＝１．５※₃×ｃσｔ×Ａｑｃ・・・（３）
※₃：低減係数
ｃσｔ：コーン状破壊に対するコンクリートの引張強度（Ｎ）、ｃσｔ＝０．３１×Ｆｃ^1/2とする。
Ａｑｃ：せん断力に対するコーン状破壊面の有効投影面積（ｍｍ²）、Ａｑｃ＝０．５×π×ｌ²＋ｌ×ｒ
ｌ：鉄骨までの深さ（ｍｍ）
ｒ：孔の開口径（ｍｍ）

前記式（３）で使用される前記各値のうち、ｒ：孔の開口径（ｍｍ）以外の値は、使用するアンカーボルトと、該アンカーボルトを施工するコンクリート構造物とから求めることができる値である。
すなわち、前記式（３）から求められる前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも大きくなるような孔の開口径から求められる開口面積の孔を形成することによって、前記孔の深さが所定の深さである場合に、最適なせん断耐力を得ることができる孔の開口面積を設定できる。

本実施形態のコンクリート構造物には、鉄骨が埋設されており、かかる鉄骨までの深さの孔を形成して、前記鉄骨とアンカーボルトとを溶接することで、引き抜き方向Ｙへの強度（引張強度）を向上させているため、前記孔の深さは鉄骨までの深さに制限される。
このように、鉄骨の深さによって孔の深さが制限される場合でも、孔の開口面積を調整することで、コンクリート構造物とアンカーボルトとの接合部分において必要なせん断耐力を得ることができる。

前記のような前記Ｑａ２＞Ｑａ１を満たす孔の面積であって、且つ前記Ｑａ３＞Ｑａ１を同時に満たすような孔の開口径（孔の開口面積）を設定して、かかるサイズの孔をコンクリート構造物の表面に形成する。
さらに、前記孔にアンカーボルトを挿入し、前記孔の内周面と前記アンカーボルトとの間に充填材を充填する。

前記充填材としては、前記コンクリート構造物のコンクリートよりも圧縮強度が高いものであれば、特に制限されるものではないが、充填後の収縮が小さいこと、およびコンクリートとの接着性(一体性)が良好であり、また不燃性材質であることから、特に、セメント系無収縮モルタルであることが好ましい。
前記セメント系無収縮モルタルの具体例としては、例えば、無機系注入材など、さらに具体的にはセメフォースアンカー(住友大阪セメント社製)等が挙げられる。

また、前記アンカーボルトとしては、公知のアンカーボルトが使用できるが、例えば、鉄、ステンレスなどの金属製のものが好ましい。
さらに前記アンカーボルトの好ましい形状としては、図１に示すような軸３ａと、該軸３ａよりも大径の先端部３ｂとを備えたものが好ましい。
かかる形状のアンカーボルトを、図1に示すように、前記先端部３ｂを前記孔２の底部側に配置することで、アンカーボルト２を施工した後において、引き抜き方向Ｙへの強度（引張強度）をさらに向上させることができる。

本実施形態のアンカーボルトの施工方法は、特に、既設のコンクリート構造物を補強する場合に最適である。
既設のコンクリート構造物が低強度である場合、例えば、圧縮強度３０Ｎ／ｍｍ²以下のような低強度コンクリートの場合には、耐震性を向上させる目的等でアンカーボルトを施工する場合がある。
かかる低強度コンクリートにアンカーボルトを施工する場合でも、予め、コンクリートの設計強度と、使用するアンカーボルトに合わせた最適の孔の開口面積を設定することによって、必要以上に多くの本数のアンカーボルトを用いる必要がないため、低コストで既設のコンクリート構造物の補強を行いうる。

以下、実施例を挙げて本発明について更に詳細に説明する。

（せん断耐力試験）
試験体として、普通コンクリートを用いたサイズ１８００ｍｍ×９００ｍｍ×２００ｍｍのコンクリート硬化体を準備した。
鉄筋としては、厚さ６ｍｍのＬ型であって、幅６５ｍｍのものを準備し、前記各コンクリート硬化体の表面から８０ｍｍおよび１２０ｍｍの深さに埋設した。

前記試験体の普通コンクリートの圧縮強度は設計基準強度で１４Ｎ／ｍｍ²および３０Ｎ／ｍｍ²である。
アンカーボルトとして、Ｄ１６ ＳＤ３４５（ＪＦＥ条鋼社製）を準備した。
前記アンカーボルトの公称断面積は１．９８６ｃｍ²、降伏耐力は３４５Ｎ／ｍｍ²である。

以上の各値から求められる前記試験体のＱａ１は、３２．０であった。
前記各値から、表１に記載のＱａ２、Ｑａ３となるようなｓｃＡ：孔の開口面積（ｍｍ²）として、開口径２０ｍｍ及び５２ｍｍを設定した。
各試験体の表面に、かかる開口面積となるような孔を前記試験体に形成した。
前記孔の深さは鉄骨が露出する深さである８０ｍｍおよび１２０ｍｍまで形成した。
前記孔を形成後、ワイヤブラシで清掃し、スタッド溶接機（装置名：NSW25T、日本スタッドウェルディング社製）で前記アンカーボルトを鉄骨に溶接した。
その後、充填材（無機系カートリッジ式セメント系材料、商品名：セメフォースアンカー、住友大阪セメント社製）を孔内に充填した。
前記試験体１，２を、社団法人 日本建築あと施工アンカー協会の設計・施工指針 付３あと施工アンカー現場確認試験法（案）に準拠して、せん断試験を行った。
結果（各試験体の３個の平均値）を表１に示す。

表１より、Ｑａ１＜Ｑａ２となる場合のせん断耐力はいずれも良好であり、また、最終破断形式はアンカーボルトが破断した。
さらに、Ｑａ２およびＱａ３が共にＱａ１より大となる試験体２乃至４については、特に良好な結果が得られた。例えば、Ｑａ１＜Ｑａ２であって、Ｑａ１＝Ｑａ３である試験体５と、同じ穿孔径および穿孔深さである試験体２では、せん断耐力が特に良好であった。

１：コンクリート構造体、
２：孔、
３：アンカーボルト、
４：充填材。

Claims (4)

1. 鉄骨が埋設されたコンクリート構造物の表面に開口し且つ前記鉄骨が底面に露出する円筒形状の孔を形成し、該孔にアンカーボルトを挿入し、前記底面に露出する鉄骨と前記アンカーボルトとを溶接して前記アンカーボルトを固定し、前記孔の内周面と前記アンカーボルトとの間に充填材を充填して、アンカーボルトをコンクリート構造物に施工するアンカーボルト施工方法において、
   予め、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１と、前記コンクリート構造物のコンクリートの支圧強度ｃσｑａとを求めておき、
   前記コンクリートの支圧強度ｃσｑａと前記孔の開口面積とから求められるコンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも、大きくなるような前記孔の開口面積を設定しておき、
   前記設定された開口面積になるように前記孔を形成することを特徴とするアンカーボルト施工方法。
2. 前記コンクリートのコーン状破壊に対する引張強度を求め、且つ前記コンクリート表面から鉄骨までの深さを測定しておき、前記コンクリートのコーン状破壊に対する引張強度と前記鉄骨までの深さと前記孔の開口径とから求められる前記コンクリートのコーン状破壊により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ３および前記コンクリートの支圧強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ２が、
   前記アンカーボルトのせん断強度により決まるアンカーボルト1本あたりの許容せん断耐力Ｑａ１よりも大きくなるような前記孔の開口面積を設定する請求項１に記載のアンカーボルト施工方法。
3. 前記充填材は、セメント系無収縮モルタルである請求項１または請求項２に記載のアンカーボルト施工方法。
4. 前記アンカーボルトは、軸と、該軸よりも大径の先端部とを備え、前記先端部を前記孔の底部側に配置して前記アンカーボルトを前記孔に挿入する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンカーボルト施工方法。

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