JP6643001B2 - アンカー工法 - Google Patents

Description

本発明は、アンカー工法に関し、更に詳しくは、水中で行われ、アンカー筋の引き抜き強度が極めて優れるものとなるアンカー工法に関する。

建築の分野において、例えば、コンクリート構造物にアンカー筋を打ち込む際には、コンクリート構造物に孔を設け、該孔に接着剤を注入した後、アンカー筋を挿入する、いわゆるアンカー工法が行われる。

アンカー工法においては、接着剤（充填材）の注入する注入装置として、コンクリート構造物に形成された水平のセパレータ孔に対し、特定の注入具を用いて充填材を注入するコンクリート構造物等の孔に対する充填材の注入装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６４−４９５３１号公報

ところで、アンカー工法は、地上だけでなく、水中でも同様な方法で行われている。
また、従来のアンカー工法においては、図６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、接着剤の節約のため、孔に充填される接着剤の量Ｖ１０と、アンカー筋を施工した後の接着剤の量Ｖ１１とが同一となるように、最初に孔に充填される接着剤の量が調整される。

しかしながら、従来のアンカー工法を用いて、水中で施工を行うと、アンカー筋Ｐの引き抜き強度が低下し、場合によっては、引き抜き強度が、気中で施工した場合の５０％以下となってしまうという欠点がある。すなわち、アンカー筋Ｐを孔に挿入していく段階で、押し出される接着剤が、孔とアンカー筋Ｐの周囲との間を完全に埋めず、接着剤と孔の側壁との間に水Ｗが残存して層を形成してしまうのである。また、当該水Ｗは、接着剤中にも巻き込まれるので、接着剤自体の性能をも大きく低下することとなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、水中で施工した場合であっても、アンカー筋の引き抜き強度が優れるアンカー工法を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、注入工程において、孔の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入することにより、意外にも上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明は、（１）水中で行われるアンカー工法であって、コンクリート構造物に一定の 深さを有する孔を設ける削孔工程と、該孔に、注入具を用いて接着剤を注入する注入工程 と、接着剤が注入された孔にアンカー筋を挿入すると共に、該接着剤の一部を孔の開口部周縁のコンクリート構造物とアンカー筋との間に付着させてアンカー筋を固定する挿入工程と、を備え、注入具が、接着剤が充填されたシリンダ部と、該シリンダ部を摺動するピストン部と、シリンダ部の先端に設けられた封止部とを有し、注入工程が、封止部を孔の奥に当接させた状態から、封止部と孔の奥との間に接着剤を注入して封止部を後退させることにより、孔の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入し、更に孔の開口部よりも外側に盛り上がるように接着剤を注入する工程であるアンカー工法に存する。

本発明は、（２）孔の開口部よりも外側に盛り上がった盛部の体積が、孔の体積の５％〜１０％である上記（１）記載のアンカー工法に存する。

本発明は、（３）注入具が、シリンダ部に取り付けられたノズル部を更に有し、接着剤が、封止部の前方のノズル部から吐出され、封止部より後方に漏れないように該封止部が封止する上記（１）又は（２）に記載のアンカー工法に存する。

本発明は、（４）接着剤が、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、無機系モルタル又はポリマーセメントモルタルであり、接着剤の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上である上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のアンカー工法に存する。

本発明は、（５）孔が水平方向に延びている上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のアンカー工法に存する。

本発明は、（６）アンカー筋が異形棒鋼又はボルトである上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のアンカー工法に存する。

本発明のアンカー工法においては、注入工程において、孔の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入するため、図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、孔に充填される接着剤の量Ｖ２０は、アンカー筋Ｐを施工した後の接着剤の量Ｖ２１よりも多くなっている。
このため、アンカー筋Ｐを挿入する際、水が接着剤に混入したとしても、その接着剤は、アンカー筋Ｐを孔内に更に侵入させることにより、孔外に排出される。
また、図５の（ｄ）に示すように、多くの接着剤が孔外に排出されるため、接着剤の一部が、孔の開口部周縁のコンクリート構造物と、アンカー筋Ｐとの間に付着することになる。このため、当該接着剤を硬化させることにより、経時的にも、水が孔内に侵入することを防止することが可能となる。
なお、孔の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入するため、水の層が形成されることはない。
その結果、本発明のアンカー工法においては、水中で施工した場合であっても、孔内の接着剤が包含する水は極めて少なく、アンカー筋Ｐの引き抜き強度が優れるものとなる。

なお、従来のアンカー工法においては、図６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、アンカー筋Ｐを挿入する際、孔内に水Ｗの層が形成され、水Ｗを含んだ接着剤も孔外に排出されないため、アンカー筋Ｐの引き抜き強度が下がるものと考えられる。

本発明のアンカー工法においては、注入工程が、封止部を孔の奥に当接させた状態から、封止部と孔の奥との間に接着剤を注入して封止部を後退させることにより、接着剤を孔に注入する工程である場合、封止部が、該封止部よりも手前側の孔内の水を掻き出すと同時に、封止部と孔の奥との間に接着剤が注入されるので、接着剤中に残存する水の量を極力排除することができる。

本発明のアンカー工法においては、接着剤が、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、無機系モルタル又はポリマーセメントモルタルである場合、水中で分離しないため、接着剤を孔内に十分に充填させることができる。

本発明のアンカー工法においては、接着剤の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上である場合、孔内に接着剤を密に充填することができる。

本発明のアンカー工法においては、孔が水平方向に延びている場合、本発明の効果をより発揮することができる。すなわち、孔が水平方向に延びている場合であっても、アンカー筋の引き抜き強度を十分に向上させることができる。

本発明のアンカー工法においては、アンカー筋が異形棒鋼又はボルトである場合に好適に用いられる。

図１は、本発明に係るアンカー工法の一実施形態を示すフローチャートである。 図２は、本実施形態に係るアンカー工法に用いられる注入具を示す断面図である。 図３の（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るアンカー工法における注入工程を説明するための説明図である。 図４は、本実施形態に係るアンカー工法において、孔に接着剤を充填させた状態の変形例を示す説明図である。 図５の（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るアンカー工法による効果を説明するための説明図である。 図６の（ａ）〜（ｄ）は、従来のアンカー工法を説明するための説明図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明に係るアンカー工法は、水中で行われる工法である。
図１は、本発明に係るアンカー工法の一実施形態を示すフローチャートである。
図１に示すように、本実施形態に係るアンカー工法は、水中において、コンクリート構造物に孔を設ける削孔工程Ｓ１と、該孔に、注入具を用いて接着剤を注入する注入工程Ｓ２と、接着剤が注入された孔にアンカー筋を挿入して固定する挿入工程Ｓ３と、を備える。
当該アンカー工法によれば、アンカー筋の引き抜き強度が極めて優れるものとなる。

以下、各工程について更に詳細に説明する。
（削孔工程）
削孔工程Ｓ１は、コンクリート構造物に一定の深さを有する孔１０を設ける工程である。
孔１０を設ける方法としては、特に限定されず、例えば、公知の削孔機等により、コンクリート構造物に孔１０を設ければよい。

削孔工程Ｓ１において、孔１０は、水平方向に延びていることが好ましい。この場合、本発明の効果をより発揮することができる。
孔１０の形状は、特に限定されないが、一般的には円柱状である。
また、孔１０のサイズは、挿入工程Ｓ３で挿入されるアンカー筋のサイズに対応するものであり、アンカー筋が挿入可能となるように、当該アンカー筋のサイズよりやや大きめとなっている。

（注入工程）
注入工程Ｓ２は、削孔工程Ｓ１後、孔１０に、注入具を用いて接着剤を注入する工程である。
ここで、接着剤としては、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、無機系モルタル又はポリマーセメントモルタルが好適に用いられる。
これらは、水中で分離しないため、接着剤を孔１０内に十分に充填させることが可能となる。

また、接着剤の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、５０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましい。
この場合、孔１０内に接着剤を密に充填することが可能となり、水が接着剤内に混入し難くなるという利点がある。

図２は、本実施形態に係るアンカー工法に用いられる注入具を示す断面図である。
図２に示すように、注入具１は、接着剤が充填されたシリンダ部１４と、該シリンダ部１４を摺動するピストン部１１と、シリンダ部１４に取り付けられたノズル部１２と、ノズル部１２の先端に設けられた封止部１５と、ピストン部１１に取り付けられた支持棒１６と、該支持棒１６を前方へ移動させる送り装置部１３とからなる。
なお、送り装置部１３は、トリガー１３ａを引き込むことで支持棒１６を前方に送り出す装置である。

注入具１においては、送り装置部１３のトリガー１３ａを強引き込むことにより、支持棒１６を介してピストン部１１が前方にスライドし、シリンダ部１４内の接着剤をノズル部１２から外部に押し出すようになっている。
ここで、注入具１においては、接着剤は、封止部１５の前方（孔１０の奥側）にノズル部１２から吐出される。このとき、後述するように、封止部１５は、接着剤が後方（封止部より手前側）に漏れないように封止することになる。

図３の（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るアンカー工法における注入工程を説明するための説明図である。
図３の（ａ）に示すように、注入工程Ｓ２においては、最初に、封止部１５を孔１０の奥に当接させる。
次に、図３の（ｂ）に示すように、注入具１を用いて、封止部１５と孔１０の奥との間に接着剤を注入していく。このとき、封止部１５を後退させる。
また、接着剤が封止部１５を超えて、手前側に移行することを防止し、水が封止部１５を超えて、孔１０の奥側に移行することを防止することができる。

そして、図３の（ｃ）に示すように、孔１０の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入する。この量の接着剤を用いることにより、後述するように、水中でアンカー筋を施工した場合であっても、アンカー筋の引き抜き強度が優れるものとなる。

ここで、図４に示すように、孔１０の全体を埋め、更に、該孔１０の開口部１０ａよりも外側に盛り上がるように接着剤を注入することがより好ましい。この場合、孔１０外において、アンカー筋と接着剤とが当接するため、初期段階の当接の際にアンカー筋と接着剤との間に含まれる水も、孔１０内に侵入することなく、確実に排除することができる。
このとき、孔１０の開口部１０ａよりも外側に盛り上がった盛部１８の体積Ｖ３０は、孔１０の体積Ｖ３１の５％〜１０％であることが好ましい。

（挿入工程）
挿入工程Ｓ３は、注入工程Ｓ２後、接着剤が注入された孔１０にアンカー筋を挿入して固定する工程である。
用いられるアンカー筋としては、特に限定されないが、好適には、異形棒鋼又はボルトが挙げられる。

図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、挿入工程Ｓ３においては、接着剤が充填された孔１０にアンカー筋を挿入する。
このとき、孔１０の全体が埋まるまで該孔１０に接着剤が注入されているため、水の層が形成されることはない。また、アンカー筋Ｐの挿入と同時に水が巻き込まれて接着剤に混入したとしても、その接着剤は、アンカー筋Ｐを孔内に更に侵入させることにより、孔外に排出される。最後には、アンカー筋Ｐは、孔１０の底面に達する。
そして、接着剤が硬化することにより、アンカー筋が固定される。
なお、図５の（ｄ）に示すように、多くの接着剤が孔１０の外に排出されるため、接着剤の一部が、孔１０の開口部周縁のコンクリート構造物と、アンカー筋Ｐとの境界に盛り上がって付着することになる。このため、当該接着剤を硬化させることにより、経時的にも、水が孔１０内に侵入することを防止することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態に係るアンカー工法において、孔１０は、水平方向に設けられているが、上下方向に設けられていてもよく、斜め方向に設けられていてもよい。

実施形態に係るアンカー工法においては、孔１０の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入しているが、アンカー筋の挿入の際に、水が混入した接着剤を除外することができるのであれば、必ずしも、正確に１００％埋める必要はない。

本実施形態に係るアンカー工法において、注入具１は、接着剤が充填されたシリンダ部１４と、該シリンダ部１４を摺動するピストン部１１と、シリンダ部１１に取り付けられたノズル部１２と、ノズル部１２の先端に設けられた封止部１５と、ピストン部１１に取り付けられた支持棒１６と、該支持棒１６を移動させる送り装置部１３とからなっているが、孔１０に接着剤を注入可能であれば、この構造に限定されない。

水中において、コンクリート構造物に、削孔機を用いて、φ２８×１８０の孔を水平方向に設けた（削孔工程Ｓ１）。
次に、図２に示す注入具を用い、接着剤として、ボルトメイトエポＥＰ４００（エポキシ樹脂、前田工繊株式会社製）又はタイトロックIIＴＬ−４１０（エポキシアクリレート樹脂、前田工繊株式会社製）を用いて、孔に注入した（注入工程）。
このときの孔への接着剤の注入量を、実施例１は、１１１ｍｌ（孔の体積の１００％）とし、比較例１は、４９．２ｍｌ（孔の体積の４４％）とし、比較例２は、８０．１ｍｌ（孔の体積の７２％）とした。なお、４９．２ｍｌは従来用いられている樹脂量と同じである。
そして、アンカー筋として、異形棒鋼Ｄ２２（材質：ＳＤ３４５）を用いて、孔に挿入し、樹脂を硬化させた。

（評価）
実施例１及び比較例１，２において、孔に対する異形棒鋼の引き抜き強度（ｋＮ）を測定した。なお、これらの試験は３回繰り返した。得られた結果を表１に示す。

（表１）

表１に示すように、実施例１のアンカー工法においては、異形棒鋼の引き抜き強度が極めて優れているのに対し、比較例１及び比較例２のアンカー工法においては、引き抜き強度が不十分であった。
また、比較例２のアンカー工法においては、得られた結果のばらつきが大きいという欠点が認められた。
これらのことから、比較例１及び比較例２においては、異形棒鋼を挿入する際に、孔内にある水が層を作り、また、水が接着剤に混入されるため、引き抜き強度が悪くなると考えられる。
また、実施例１のアンカー工法は、異形棒鋼を挿入する際に、孔内に水が無いため、引き抜き強度が極めて優れるものとなる。

本発明に係るアンカー工法は、水中において、コンクリート構造物にアンカー筋を打ち込む工法として利用できる。
本発明に係るアンカー工法によれば、水中で施工した場合であっても、アンカー筋の引き抜き強度が優れる。

１・・・注入具
１０・・・孔
１０ａ・・・開口部
１１・・・ピストン部
１２・・・ノズル部
１３・・・送り装置部
１３ａ・・・トリガー
１４・・・シリンダ部
１５・・・封止部
１６・・・支持棒
１８・・・盛部
Ｐ・・・アンカー筋
Ｓ１・・・削孔工程
Ｓ２・・・注入工程
Ｓ３・・・挿入工程
Ｗ・・・水

Claims (6)

1. 水中で行われるアンカー工法であって、
   コンクリート構造物に一定の深さを有する孔を設ける削孔工程と、
   該孔に、注入具を用いて接着剤を注入する注入工程と、
   接着剤が注入された孔にアンカー筋を挿入すると共に、該接着剤の一部を前記孔の開口部周縁の前記コンクリート構造物と前記アンカー筋との間に付着させて前記アンカー筋を固定する挿入工程と、
   を備え、
   前記注入具が、前記接着剤が充填されたシリンダ部と、該シリンダ部を摺動するピスト ン部と、シリンダ部の先端に設けられた封止部とを有し、
   前記注入工程が、前記封止部を前記孔の奥に当接させた状態から、前記封止部と前記孔 の奥との間に前記接着剤を注入して前記封止部を後退させることにより、前記孔の全体が埋まるまで該孔に接着剤を注入し、更に前記孔の開口部よりも外側に盛り上がるように前記接着剤を注入する工程であるアンカー工法。
2. 前記孔の前記開口部よりも外側に盛り上がった盛部の体積が、前記孔の体積の５％〜１０％である請求項１記載のアンカー工法。
3. 注入具が、シリンダ部に取り付けられたノズル部を更に有し、
   前記接着剤が、前記封止部の前方の前記ノズル部から吐出され、前記封止部より後方に漏れないように該封止部が封止する請求項１又は２に記載のアンカー工法。
4. 前記接着剤が、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニ ルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、無機系モルタル又はポリマーセメントモルタ ルであり、
   前記接着剤の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載 のアンカー工法。
5. 前記孔が水平方向に延びている請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンカー工法。
6. 前記アンカー筋が異形棒鋼又はボルトである請求項１〜５のいずれか１項に記載のアン カー工法。

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