JP6403394B2

JP6403394B2 - アンカーボルトの施工方法

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Publication number: JP6403394B2
Application number: JP2014034099A
Authority: JP
Inventors: 敏浩岸田
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: JP2015158109A

Description

本発明は、既設のコンクリート構造物に対するアンカーボルトの施工方法に関する。

従来、既設のコンクリート構造物に対して、柱等を固定するためのアンカーボルトを新たに設置することが行われている。例えば、特許文献１には、コンクリート構造物に孔を穿孔し、穿孔した孔内にアンカーボルトを挿入した後、アンカーボルトと孔との隙間に接着材等を流し込むことが記載されている。

特開２００９−２６３９５６号公報

コンクリート構造物の表面に対して穿孔するアンカーボルトの孔の垂直性を確保することは、アンカーボルトによって固定される対象物（例えば柱等）の垂直性を確保したり、アンカーボルトの周囲の隙間にグラウトを十分充填させてアンカーボルトとコンクリート構造物との付着力を確保したりするために重要である。しかしながら、既設のコンクリート構造物にアンカーボルトを挿入するための孔を穿孔する際に、打撃と回転とによって穿孔するハンマードリルを使用した場合、打撃時の衝撃によって工具がぶれて孔の垂直性を確保し難いという問題がある。また、円筒形の刃を回転させて穿孔するダイヤモンドコアドリルを使用した場合、打撃による衝撃が無いため孔の垂直性を確保し易いものの、穿孔スピードが遅いといった問題があった。このように、従来の技術では、コンクリート構造物の表面に対する孔の垂直性と穿孔の速さとを両立させることは困難であった。

そこで、本発明は、コンクリート構造物にアンカーボルトを設置する際の孔を形成する場合に、孔の垂直性と穿孔の速さとを両立させることができるアンカーボルトの施工方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、既設のコンクリート構造物に対するアンカーボルトの施工方法であって、内側空洞の略円筒形の刃の回転のみによって穿孔する第一の工具によって、コンクリート構造物の表面に第一の孔を穿孔する工程と、第一の孔と略同一径の螺旋状の刃を有するドリルビットを備え、ドリルビットの打撃と回転とによって第一の工具よりも高速に穿孔可能な第二の工具によって、第一の孔の内周面をガイドとしながら第一の孔の底部から更に奥方向に第二の孔を穿孔する工程と、第一の孔及び第二の孔内に、第二の孔に達するアンカーボルトを挿入する工程と、第一の孔及び第二の孔内において、アンカーボルトの周囲の隙間にグラウト材を充填する工程と、を含む。

刃の回転のみによって穿孔する第一の工具は、穿孔時の衝撃が無く工具がぶれることが少ないため、コンクリート構造物の表面に対して垂直精度を確保して第一の孔を穿孔することができる。そして、第一の孔よりも更に奥方向に設けられる第二の孔を、衝撃が生じるために垂直精度を保ち難い第二の工具を用いて穿孔しても、第一の孔の内周面をガイドとして用いることで、垂直精度を保ちつつ短時間で第二の孔を穿孔できる。このように、穿孔作業を、第一の工具及び第二の工具を用いて行うことで、品質向上（アンカーボルト用の孔の垂直性確保）と施工効率（穿孔の高速化）の両立を図ることができる。また、略円筒形の刃を回転させることにより、第一の孔を、垂直精度が高く、第二の孔を穿孔する際のガイドとして用いやすい孔とすることができる。

第二の孔の穿孔を開始する深さ位置は、コンクリート構造物の表面から最も浅く配筋された鉄筋の位置の近傍であってもよい。コンクリート構造物の表面から最も浅く配筋された鉄筋の位置より上方のコンクリートは、下方のコンクリートに比べて打撃によるコンクリートのひび割れや破壊等が生じやすい。そのため、上方のコンクリートに対しては、打撃と回転で穿孔する第二の工具を使用せずに、刃の回転のみで穿孔する第一の工具を使用することで、コンクリートのひび割れや破損を防止しながら、第一の孔を形成することができる。

本発明の一側面によれば、コンクリート構造物にアンカーボルトを設置する際の孔を形成する場合に、孔の垂直性と穿孔の速さとを両立させることができる。

一実施形態に係る施工方法によってアンカーボルトが取り付けられた基礎を示す断面図である。図１のアンカーボルト周りを示す上面図である。図１のアンカーボルト周りを示す拡大断面図である。ダイヤモンドコアドリルの概略構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は刃の断面図である。ハンマードリルの概略構成を示す側面図である。アンカーボルトの施工方法を示すフローチャートである。ダイヤモンドコアドリルによって第一の孔を穿孔する様子を示す図であり、（ａ）は穿孔前、（ｂ）は穿孔中、（ｃ）は穿孔後の状態を示す図である。ハンマードリルによって第二の孔を穿孔する様子を示す図であり、（ａ）は穿孔前、（ｂ）は穿孔中、（ｃ）は穿孔後の状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態では、図１〜図３に示すように、既設の鉄筋コンクリート製の基礎（コンクリート構造物）１０に、アンカーボルト２０を新たに設置する場合について説明する。基礎１０は、一例として、鉄骨造の住宅の基礎である。また、本実施形態において基礎１０に対して新たに設置されるアンカーボルト２０は、一例として、住宅の増築やリフォームを行う際等、住宅が建てられた後に設置されるものである。アンカーボルト２０は、既存の基礎１０に鉄骨柱や金物等を取り付けるために用いられる。

基礎１０の内部には、水平方向及び鉛直方向に沿って延びる複数の鉄筋が配置されている。なお、基礎１０の立ち上がり部の幅は、一例として、約１２０ｍｍ〜約２２０ｍｍとすることができる。また、基礎１０内に配置された鉄筋１１のうち、水平方向に沿って配置され、且つ、基礎１０の上面１０ａから最も浅い位置に配置された鉄筋１１（以下「主筋１１ａ」という（図３参照））は、基礎１０の上面（表面）１０ａから約１５０ｍｍ〜約１７０ｍｍ下方の位置に設けられている。なお、基礎１０の上面１０ａは、水平面となっている。

図３に示すように、基礎１０には、基礎１０の上面１０ａから、下方側に向かって孔Ｘが設けられている。孔Ｘには、アンカーボルト２０が挿入されている。孔Ｘは、基礎１０の上面１０ａに近い側（浅い側）に設けられた第一の孔Ｘ１と、第一の孔Ｘ１よりも奥方向（下方向）の位置に設けられた第二の孔Ｘ２とによって構成されている。第一の孔Ｘ１及び第二の孔Ｘ２は互いに連通し、アンカーボルト２０が挿入可能となっている。

第一の孔Ｘ１は、基礎１０の上面１０ａから主筋１１ａが配置された近傍の位置まで延びている。即ち、第一の孔Ｘ１と第二の孔Ｘ２との連結部分は、主筋１１ａが配置された近傍の部位に位置している。

孔Ｘ内において、孔Ｘの内周面とアンカーボルト２０との隙間には、グラウト材３０が充填されている。孔Ｘの内周面とアンカーボルト２０との隙間にグラウト材３０が充填され、グラウト材３０が硬化することによってアンカーボルト２０が基礎１０に固定される。

図２に示すように、鉄骨柱（図示省略）を基礎１０の上面１０ａに固定するために、一例として、４つのアンカーボルト２０が基礎１０に設置される。４つのアンカーボルト２０は、所定の位置に４つの孔が形成されたプレート２５に対しナット２１によって取り付けられている。これにより、基礎１０に４つの孔Ｘを設けて４本のアンカーボルト２０を孔Ｘにそれぞれ挿入した際に、アンカーボルト２０の位置決めを精度よく行うことができる。なお、プレート２５は、グラウト材３０が硬化した後に基礎１０から取り外してもよい。また、プレート２５の位置がずれないように、基礎１０の上面１０ａにプレート２５がビス等によって固定されていてもよい。

次に、基礎１０にアンカーボルト２０を設置する際の施工方法について説明する。本実施形態では、基礎１０に孔Ｘを形成する際に、ダイヤモンドコアドリル（第一の工具）と、ハンマードリル（第二の工具）とを用いる。

ここで、ダイヤモンドコアドリル及びハンマードリルの一例について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ダイヤモンドコアドリル５０は、モータ５１を備える本体部５２と、略円筒形の刃５３とを備えている。モータ５１は刃５３を回転させる駆動源となる。モータ５１は、刃５３を回転のみさせる。刃５３の先端部５３ａには、ダイヤモンドが取り付けられている。刃５３の内側は空洞となっている。ダイヤモンドコアドリル５０は、刃５３を回転させることによりコンクリートをコア状に抜き取って孔を開ける。また、ダイヤモンドコアドリル５０には気泡管５４が設けられていている。

図５に示すように、ハンマードリル６０は、モータ６１を備える本体部６２と、螺旋状の刃を有するドリルビット６３とを備えている。モータ６１はドリルビット６３を回転、及び、ドリルビット６３を軸線方向に沿って往復動させる駆動源となる。ハンマードリル６０は、ドリルビット６３を回転及び往復動させることにより、ドリルビット６３による打撃とドリルビット６３の回転とによってコンクリートの孔となる部分全体を削りながら孔を開ける。ハンマードリル６０は、ドリルビット６３の打撃と回転とによって穿孔を行うものであり、刃５３の回転のみによって孔を開けるダイヤモンドコアドリル５０よりも高速に穿孔することができる。ハンマードリル６０は、ダイヤモンドコアドリル５０による最大の穿孔深さ（一例として約３００ｍｍ）よりも深く穿孔することが可能となっている。

図６に示すフローチャートに従って、基礎１０にアンカーボルト２０を設置する手順について説明する。図７の（ａ）〜図７の（ｃ）に示すように、作業者は、基礎１０の上面１０ａから下方側に向かってダイヤモンドコアドリル５０を用いて穿孔し、第一の孔Ｘ１を形成する（ステップＳ１０１：第一の孔を穿孔する工程）。第一の孔Ｘ１を穿孔する際には、例えば直径２４ｍｍの円筒形の刃５３を用いることができる。作業者は気泡管５４を確認しながら穿孔作業を行うことで、より精度高く鉛直方向に沿って延在する第一の孔Ｘ１を形成することができる。第一の孔Ｘ１は、一例として、直径が約２４ｍｍ、深さ（鉛直方向の長さＬ１（図３参照））が約１５０ｍｍとすることができる。第一の孔Ｘ１の深さは、主筋１１ａの近傍付近に達する深さとする。ダイヤモンドコアドリル５０を用いることにより、穿孔時の衝撃が少なくダイヤモンドコアドリル５０にぶれが生じることが抑制されるため、基礎１０の上面１０ａに対して垂直性が良く、内周面が滑らかな第一の孔Ｘ１を形成することができる。

なお、第一の孔Ｘ１を設ける位置は、基礎１０の立ち上がり部の幅方向の端部から約３０ｍｍ〜約５０ｍｍ程度中央側の位置とすることができる。

次に作業者は、図８の（ａ）〜図８の（ｃ）に示すように、ハンマードリル６０を用いて、第一の孔Ｘ１の内周面をガイドとしながら第一の孔Ｘ１の底部から更に奥方向に第二の孔Ｘ２を穿孔する（ステップＳ１０２：第二の孔を穿孔する工程）。第一の孔Ｘ１の底部から更に奥方向に第二の孔Ｘ２を穿孔することにより、第二の孔Ｘ２の穿孔の開始位置は、基礎１０の上面１０ａから最も浅く配筋された主筋１１ａの近傍位置となる。

ハンマードリル６０の先端部には第一の孔Ｘ１と略同一径のドリルビット６３が取り付けられている。本実施形態では、第一の孔Ｘ１内にドリルビット６３を挿入可能なように、第一の孔Ｘ１以下の径（例えば直径約２２ｍｍ〜約２４ｍｍ）を有するドリルビット６３を用いている。

第二の孔Ｘ２は、一例として、直径が約２２ｍｍ〜約２４ｍｍであり、深さ（長さＬ２（図３参照））が約５００ｍｍ〜約７００ｍｍとすることができる。打撃を与えるハンマードリル６０によって第二の孔Ｘ２を穿孔した場合、略円筒形の刃５３を回転させて穿孔された第一の孔Ｘ１よりも、第二の孔Ｘ２の内周面は粗くなる。このため、第二の孔Ｘ２内にグラウト材３０を充填した場合、第一の孔Ｘ１よりも第二の孔Ｘ２の方がグラウト材３０の付着力が強くなる。

次に作業者は、孔Ｘ内にアンカーボルト２０を挿入する（ステップＳ１０３：アンカーボルトを挿入する工程）。アンカーボルト２０を挿入する際に、上述したように、複数のアンカーボルト２０をプレート２５に固定して、アンカーボルト２０の位置が互いにずれないようにしてもよい。アンカーボルト２０は、アンカーボルト２０の下端部が第二の孔Ｘ２に到達する長さとなっている。

次に作業者は、孔Ｘ内において、アンカーボルト２０の周囲の隙間にグラウト材３０を充填する（ステップＳ１０４：グラウト材を充填する工程）。孔Ｘ内にグラウト材３０を充填した後、作業者は、プレート２５を基礎１０の上面１０ａにビス等によって固定してもよい。これにより、アンカーボルト２０の位置ずれを確実に防止することができる。３０が硬化した後、アンカーボルト２０を用いて設置する対象物（鉄骨柱等）に応じて、プレート２５を取り外してもよい。

本実施形態は以上のように構成され、刃５３の回転のみによって穿孔するダイヤモンドコアドリル５０は、穿孔時の衝撃が無く工具がぶれることが無いため、基礎１０の上面１０ａに対して垂直精度を確保して第一の孔Ｘ１を穿孔することができる。そして、第一の孔Ｘ１よりも更に奥方向に設けられる第二の孔Ｘ２を、衝撃が生じるために垂直精度を保ち難いハンマードリル６０を用いて穿孔しても、第一の孔Ｘ１の内周面をガイドとして用いることで、垂直精度を保ちつつ短時間で第二の孔Ｘ２を穿孔できる。このように、孔Ｘの穿孔作業を、ダイヤモンドコアドリル５０及びハンマードリル６０を用いて行うことで、品質向上（孔Ｘの垂直性確保）と施工効率（孔Ｘの穿孔の高速化）の両立を図ることができる。

第二の孔Ｘ２の穿孔を開始する深さ位置は、基礎１０の上面１０ａから最も浅く配筋された主筋１１ａの位置の近傍とする。基礎１０の上面１０ａから最も浅く配筋された鉄筋の位置より上方のコンクリートは、下方のコンクリートに比べて打撃によるコンクリートのひび割れや破壊等が生じやすい。そのため、上方のコンクリートに対しては、打撃と回転で穿孔するハンマードリル６０を使用せずに、刃５３の回転のみで穿孔するダイヤモンドコアドリル５０を使用することで、コンクリートのひび割れや破損を防止しながら、第一の孔Ｘ１を形成することができる。

ダイヤモンドコアドリル５０に取り付けられる刃５３として、略円筒形の刃を用いている。この場合には、略円筒形の刃５３を回転させることにより、第一の孔Ｘ１を、基礎１０の上面１０ａに対して垂直精度が高く、且つ、第二の孔Ｘ２を穿孔する際のガイドとして用いやすい孔とすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、基礎１０にアンカーボルト２０を設置する場合を例に説明したが、アンカーボルト２０を設置する対象物は基礎１０に限定されず、土間コンクリートなど他のコンクリート構造物であってもよい。また、刃の回転のみによって穿孔する工具としてダイヤモンドコアドリル５０を例に挙げたが、刃の回転のみによって穿孔するものであれば他の工具であってもよい。更に、打撃と回転とによって穿孔する工具としてハンマードリル６０を例に挙げたが、打撃と回転とによって穿孔するものであり、且つ、ダイヤモンドコアドリル５０よりも高速に穿孔可能な工具であれば、他の工具を用いてもよい。

１０…基礎、１０ａ…上面（表面）、２０…アンカーボルト、３０…グラウト材、Ｘ１…第一の孔、Ｘ２…第二の孔、１１ａ…主筋（コンクリート構造物の表面から最も浅く配筋された鉄筋）、５０…ダイヤモンドコアドリル（第一の工具）、５３…刃、６０…ハンマードリル（第二の工具）、６３…ドリルビット。

Claims

既設のコンクリート構造物に対するアンカーボルトの施工方法であって、
内側空洞の略円筒形の刃の回転のみによって穿孔する第一の工具によって、前記コンクリート構造物の表面に第一の孔を穿孔する工程と、
前記第一の孔と略同一径の螺旋状の刃を有するドリルビットを備え、前記ドリルビットの打撃と回転とによって前記第一の工具よりも高速に穿孔可能な第二の工具によって、前記第一の孔の内周面をガイドとしながら前記第一の孔の底部から更に奥方向に第二の孔を穿孔する工程と、
前記第一の孔及び前記第二の孔内に、前記第二の孔に達するアンカーボルトを挿入する工程と、
前記第一の孔及び前記第二の孔内において、前記アンカーボルトの周囲の隙間にグラウト材を充填する工程と、
を含む、アンカーボルトの施工方法。
前記第二の孔の穿孔を開始する深さ位置は、前記コンクリート構造物の表面から最も浅く配筋された鉄筋の位置の近傍である、請求項１に記載のアンカーボルトの施工方法。