JP7249231B2

JP7249231B2 - ロックボルト用のパッカーおよびロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造

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Publication number: JP7249231B2
Application number: JP2019138874A
Authority: JP
Inventors: 和徳前田; 信博荒木
Original assignee: 岡部株式会社
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2039-07-29
Also published as: JP2021021264A

Description

本発明は、ロックボルトに装着して地盤の法面等に形成した削孔にロックボルトに装着して挿入され、その内側に前記ロックボルトの周囲を埋めるようにセメントミルクやグラウト材等の充填材が注入されるロックボルト用のパッカー、およびロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造に関する。

一般に、異形棒鋼から成るロックボルトを地盤の法面等に埋設する工程として、当該異形棒鋼の先端掘削用ヘッドを装着してロックボルト自体で削孔する工法や、予め専用の穿孔機で削孔し、削孔内にロックボルトを挿入し、その挿入後にセメントミルクを削孔内に充填して地盤に対してロックボルトを固定するものがある。ところが、削孔した地盤に亀裂があったり、吸水力が高い地盤の場合は、挿入したロックボルトの削孔に直にセメントミルクを充填するには適さないため、地表部分を除くロックボルト全体に筒状で所定長さを有する両端開口のパッカーを装着し、パッカー先端部側の開口にはキャップ本体を設けて結束バンド等で緊結する一方、パッカー後端部側の開口も結束バンド等で緊結してセメントミルクやグラウト材等の充填材が漏れないようにした後、削孔に挿入し、削孔に挿入後、そのパッカー内にセメントミルクやグラウト材等の充填材を注入してパッカーの外径を膨張大径にして削孔に圧着してロックボルトを固着することが行われている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１１－２１４０７号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載のロックボルト用のパッカーは、その両端が開口しており、その両端の２箇所を結束バンド等で緊結するため、パッカーにセメントミルクやグラウト材等の充填材を注入した際に両端の緊結箇所から漏れる場合があり、充填材を注入してもパッカーが膨らみ難く、法面等の地盤を確実に補強できないおそれがある、という問題があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、緊結箇所を一箇所としてセメントミルクやグラウト材等の充填材を注入した際には充填材を漏れ難くすることができ、法面等の地盤を確実に補強することができるロックボルト用のパッカーおよびロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するため、本発明に係るロックボルト用のパッカーは、ロックボルトに装着されて地盤に形成された削孔に挿入し、内側には前記ロックボルトの周囲を埋めるようにセメントミルクやグラウト材等の充填材が注入されるロックボルト用のパッカーであって、前記ロックボルトを挿入する側の端部のみ開口しており、前記ロックボルトの先端側となる端部は尖形形状に形成されており、前記ロックボルト先端側となる端部は、長方形状筒の長手方向に対し略直交している当該長方形状筒の先端部が折り重ねられて尖形形状に形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係るロックボルト用のパッカーでは、前記ロックボルト先端側となる端部は、前記長方形状筒の長手方向に対し略直交している当該長方形状筒の先端部をその長手方向の一方の辺に重なるように一度折り重ねて略４５度の角度をなす鋭角部を形成し、その鋭角部が当該長方形状筒の長手方向の他方の辺に重なり、かつ、一度折り重ねた側とは反対側に折り重なるよう二度折り重ねることによって略９０度の角度の尖形形状に形成されていることも特徴とする。
また、本発明に係るロックボルト用のパッカーでは、前記ロックボルト先端側となる端部は、当該パッカーの内側に前記グラウト材が注入された際、当該パッカーの長手方向に対し略直交する前記長方形状筒の先端部に戻る強さで仮止めされていることも特徴とする。
また、本発明に係るロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造は、上述のいずれかに記載のロックボルト用のパッカーを用いたことを特徴とする。

本発明に係るロックボルト用のパッカーは、ロックボルトを挿入する側の端部は開口している一方、ロックボルトが挿入された際、ロックボルト先端側となる端部は閉塞していると共に尖形形状に形成されている。
そのため、パッカーの緊結箇所はロックボルトを挿入する側の端部の一箇所となるので、セメントミルクやグラウト材等の充填材を注入した際には充填材を漏れ難くすることができると共に、ロックボルト先端側は尖形形状に形成されているのでキャップ本体を設けなくても削孔に挿入し易くなり、法面等の地盤を確実に補強することができる。

本発明に係る実施形態のロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造の構築例を示す断面図である。本発明に係る実施形態のロックボルト用のパッカーの断面図である。 (ａ)，(ｂ)それぞれ本発明に係る実施形態のロックボルト用のパッカーのボルト先端側端部の最初の状態、そのボルト先端側端部を１回折り重ねた状態を示す要部拡大図である。 (ａ)，(ｂ)それぞれ本発明に係る実施形態のロックボルト用のパッカーのボルト先端側端部を２回折り重ねて尖形先端部を形成した状態、尖形先端部を形成後、仮止め部によって仮止めした状態を示す説明図である。注入パイプを取り付けたロックボルトを本発明に係る実施形態のロックボルト用のパッカー内に挿入後、法面等の地盤に設けた削孔に挿入した状態を示す部分断面図である。

以下、本発明に係るロックボルト用のパッカーおよびロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造の実施形態について説明する。尚、以下に説明する実施形態は、あくまで本発明の一例であり、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更可能である。

＜実施形態のパッカー１の構造＞
本発明に係る実施形態のパッカー１は、図１に示すように、法面等の地盤Ｇに形成された削孔ＧＨに、異形棒鋼等からなるロックボルト２に装着して挿入し、その内側にロックボルト２に取付けられた注入パイプ３によりセメントミルクやグラウト材等の充填材４を注入するもので、ポリプロピレン繊維等を使用して削孔ＧＨやロックボルト２の長さに応じて長尺の筒状に形成されている。尚、図１において、５は法面にコンクリート等により施工した法枠工等の反力体、６はスペーサーである。また、図１に示す状態は、パッカー１内に充填材４を注入した後の状態を示している。

実施形態のパッカー１は、図２等に示すように、ロックボルト２および注入パイプ３を挿入するボルト入口側端部１１のみ開口して形成されており、ボルト入口側端部１１は、２本の結束バンド７，７’によってロックボルト２および注入パイプ３との間に隙間が発生して充填材４が漏れないように緊結する。具体的には、結束バンド７とロックボルト２および注入パイプ３をブチルゴム等の止水材８で緊締後、さらに、それらの外側を結束バンド７で緊締し、ボルト入口側端部１１を折り返した後、さらにそれらの外側を結束バンド７’によって緊結する。

その一方、ボルト入口側端部１１とは反対側、すなわちロックボルト２が挿入された際、ロックボルト２の先端側となるボルト先端側端部１２は、シームレス溶着または縫合等によって閉塞しており、かつ、次に説明するように２回の折り重ね及び後述する２箇所の仮止め部１２ｈ，１２ｉによる仮止めによって図２に示すように尖形形状の尖形先端部１２ｇが形成されている。

（ボルト先端側端部１２の折り重ねおよび仮止め）
実施形態のパッカー１のボルト先端側端部１２は、折り重ねおよび仮止めする前は、図３(ａ)に示すように略直角の先端側第１角部１２ａおよび先端側第２角部１２ｂを有する直線状に形成され、シームレス溶着や縫合等による密着部１２ｃによって閉塞されている。

そのため、まずは、例えば、図３(ａ)に示すようにパッカー１のボルト先端側端部１２において先端側第２角部１２ｂを通り下側長辺１２ｅに対し略４５度の角度をなす第１折り線Ｌ１に従って、先端側第１角部１２ａを先端側第２角部１２ｂ側の下側長辺１２ｅ上に位置するように折り重ねる。

すると、図３(ｂ)に示すように先端側第２角部１２ｂが略９０度から１／２となる略４５度の鋭角部になると共に、上側長辺１２ｄ側に略１３５度の第１鈍角部１２ｆが形成される。

次に、下側長辺１２ｅ上に位置する先端側第１角部１２ａを通り下側長辺１２ｅに対し略４５度（略１３５度）の角度をなす第２折り線Ｌ２で、略４５度の先端側第２角部１２ｂが第１鈍角部１２ｆの位置に来るよう、図３(ｂ)や図４(ａ)に示すように、図３(ａ)に示す先端側第１角部１２ａの折り重ね方向とは反対方向に折り重ねる。

すると、以上の２回の折り重ねによって図４(ａ)に示すように先端側第１角部１２ａと先端側第２角部１２ｂは、それぞれ、反対側の下側長辺１２ｅと上側長辺１２ｄ上に位置して、新たに略９０度の角度をなす尖形形状の尖形先端部１２ｇが形成される。

また、以上の異なる方向への２回の折り重ねによってパッカー１のボルト先端側端部１２には、左右両側、すなわち図３および図４における生地の表側および裏側の両方に折り重ね部が形成されることになる。

そして、実施形態のパッカー１では、法面等の地盤Ｇに形成された削孔ＧＨに挿入されて充填材４を注入するまでボルト先端側端部１２に形成した尖形先端部１２ｇが解けないよう、例えば、上側長辺１２ｄ上の第１鈍角部１２ｆおよび先端側第１角部１２ａ近辺と、下側長辺１２ｅ上の先端側第１角部１２ａ近辺との２箇所で仮止め部１２ｈ，１２ｉによって仮止めする。

仮止め部１２ｈ，１２ｉによる仮止め方法は、パッカー１の尖形先端部１２ｇを法面等の地盤Ｇに形成された削孔ＧＨの底部近辺まで仮止めの状態のまま挿入でき、かつ、パッカー１の尖形先端部１２ｇが削孔ＧＨの底部近辺に到達後、ロックボルト２に取付けておいた注入パイプ３によって充填材４を注入した際にパッカー１が破れずに尖形先端部１２ｇが解ける（外れる）程度の強さで仮止めされていれば特にこだわらず、接着材や嵌合するホック、面ファスナー等でも良いが、本実施形態では縫い付けによって仮止めしている。

＜実施形態のロックボルト２用のパッカー１を用いた地盤補強構造の施工方法＞
次に、以上のように構成された実施形態のロックボルト２用のパッカー１を用いた地盤補強構造の施工方法について説明する。

まず、図２に示すように、注入パイプ３およびスペーサー６を取り付けたロックボルト２を、パッカー１のボルト入口側端部１１から挿入する。このとき、ロックボルト２は、その先端部に以上説明したように２回折り重ねおよび仮止め部１２ｈ，１２ｉによって仮止めされて略９０度の角度をなす尖形形状の尖形先端部１２ｇ近傍に到達するまで挿入する。

次にロックボルト２等に被せたパッカー１のボルト入口側端部１１をブチルゴム等の止水材８で隙間を塞ぎ結束バンド７で緊締すると共に、さらにボルト入口側端部１１を折り返し結束バンド７’によって緊結して図２に示す状態にする。

そして、図５に示すように予め法面等の地盤Ｇに形成した削孔ＧＨに、以上のようにしてパッカー１を装着したロックボルト２および注入パイプ３等を挿入する。

すると、パッカー１先端の尖形先端部１２ｇは尖形形状が形成されているので、従来技術である特許文献１に開示されているキャップ本体を設けなくても、削孔ＧＨの内壁に引っ掛かり難く、ロックボルト２に装着したパッカー１を削孔ＧＨの底部近辺まで容易に挿入することができる。

また、パッカー１先端の尖形先端部１２ｇは、上述したように別方向に２回折り重ねることによって形成しているため、一方側のパッカー１先端部の生地だけが単層構造になることがなくパッカー１先端部の生地が多層構造となるので、削孔ＧＨ内壁に引っかかった場合でも内側の生地は破れ難い。

そして図５に示すようにパッカー１先端の尖形先端部１２ｇを削孔ＧＨ底部近辺まで挿入すると、法面等の表面から突出した注入パイプ３からセメントミルクやグラウト材等の充填材４を注入する。

すると、パッカー１の開口部であるボルト入口側端部１１は止水材８で隙間を塞ぎ結束バンド７で緊締されているため、充填材４の注入によってパッカー１全体が円柱状に膨張し、仮止め部１２ｈ，１２ｉが外れて、パッカー１先端の尖形先端部１２ｇは図１に示すように仮止め前のボルト先端側端部１２に戻り、充填材４がロックボルト２先端まで確実に充填される。

＜実施形態のロックボルト２用のパッカー１およびロックボルト２用のパッカー１を用いた地盤補強構造の主な効果＞
以上説明したように、本発明に係る実施形態のパッカー１は、ロックボルト２が挿入されるボルト入口側端部１１のみ開口しており、ロックボルト２の先端側となるパッカー１先端のボルト先端側端部１２は密着部１２ｃによって閉塞していると共に、２回折り重ねることによって尖形形状の尖形先端部１２ｇを設けている。

そのため、ロックボルト２用のパッカー１では、パッカー１の緊結箇所はロックボルト２が挿入されるボルト入口側端部１１の端部の一箇所となるので、セメントミルクやグラウト材等の充填材４を注入した際には充填材４を漏れ難くすることができ、法面等の地盤Ｇを確実に補強することができる。

また、パッカー１の尖形先端部１２ｇは、長方形状筒のボルト先端側端部１２両端の先端側第１角部１２ａおよび先端側第２角部１２ｂをそれぞれ図３(ａ)～図４(ａ)に示すように反対側の下側長辺１２ｅと上側長辺１２ｄ上に位置するように２回折り重ねることによって尖形形状に形成されている。

そのため、従来技術である特許文献１に開示されているキャップ本体を設けなくても、削孔ＧＨの内壁に引っ掛かり難く、施工性もよい。

また、パッカー１の尖形先端部１２ｇは、パッカー１のボルト先端側端部１２を別方向に２回折り重ねることによって形成しているため、一方側のパッカー１先端部の生地だけが単層構造になることがなく、パッカー１先端部の生地が多層構造となる。

そのため、パッカー１先端部の外側の生地が削孔ＧＨ内壁に引っかかった場合でも内側の生地は破れ難くなるので、従来技術である特許文献１に開示されているキャップ本体を設けなくても、削孔ＧＨの底部近辺まで挿入してパッカー１内に充填材４を漏らすことなく確実に充填することができる。

また、実施形態のパッカー１の尖形先端部１２ｇは、パッカー１内に充填材４を注入した際に、充填材４の注入によってパッカー１全体が円柱状に膨張（変形）すると、仮止め部１２ｈ，１２ｉが解け（外れ）て図１に示すような仮止め前のボルト先端側端部１２に戻るため、充填材４がロックボルト２先端まで充填される。

そのため、ロックボルト２の先端に至まで充填材４が充填されるので、ロックボルト２の定着長を確保でき、地盤Ｇをより確実に補強することが可能となる。

尚、上記実施形態の説明では、パッカー１のボルト先端側端部１２を２回折り重ねると共に、仮止め部１２ｈ，１２ｉによって仮止めして尖形先端部１２ｇを形成するように説明したが、本発明ではこれに限定されるものではなく、例えば、パッカー１のボルト先端側端部１２を３回以上折り重ねても良いし、１回だけ折り重ねても良いし、さらには別の折り重ね方法でも良いし、さらには最初からパッカー１の生地を尖形形状にカットして閉塞して形成しても勿論良いし、仮止め部１２ｈ，１２ｉを省略したり、さらには仮止め部１２ｈ，１２ｉではなく解け（外れ）ないように縫付ける等しても勿論良い。

１…パッカー、１１…ボルト入口側端部、１２…ボルト先端側端部、１２ａ…先端側第１角部、１２ｂ…先端側第２角部、１２ｄ…上側長辺、１２ｅ…下側長辺、１２ｆ…第１鈍角部、１２ｇ…尖形先端部、１２ｈ，１２ｉ…仮止め部、２…ロックボルト、３…注入パイプ、４…充填材、５…反力体、６…スペーサー、７，７’…結束バンド、８…止水材、Ｇ…地盤、ＧＨ…削孔。

Claims

ロックボルトに装着されて地盤に形成された削孔に挿入し、内側には前記ロックボルトの周囲を埋めるようにセメントミルクやグラウト材等の充填材が注入されるロックボルト用のパッカーであって、
前記ロックボルトを挿入する側の端部のみ開口しており、前記ロックボルトの先端側となる端部は尖形形状に形成されており、
前記ロックボルト先端側となる端部は、長方形状筒の長手方向に対し略直交している当該長方形状筒の先端部が折り重ねられて尖形形状に形成されていることを特徴とするロックボルト用のパッカー。
請求項１記載のロックボルト用のパッカーにおいて、
前記ロックボルト先端側となる端部は、前記長方形状筒の長手方向に対し略直交している当該長方形状筒の先端部をその長手方向の一方の辺に重なるように一度折り重ねて略４５度の角度をなす鋭角部を形成し、その鋭角部が当該長方形状筒の長手方向の他方の辺に重なり、かつ、一度折り重ねた側とは反対側に折り重なるよう二度折り重ねることによって略９０度の角度の尖形形状に形成されていることを特徴とするロックボルト用のパッカー。
請求項１または請求項２記載のロックボルト用のパッカーにおいて、
前記ロックボルト先端側となる端部は、当該パッカーの内側に前記グラウト材が注入された際、当該パッカーの長手方向に対し略直交する前記長方形状筒の先端部に戻る強さで仮止めされていることを特徴とするロックボルト用のパッカー。
請求項１～請求項３のいずれか一の請求項に記載のロックボルト用のパッカーを使用してロックボルト用のパッカーを用いた地盤補強構造。