JP7375281B1 - プレート材の固定方法、固定構造および位置調整金具 - Google Patents

Abstract

【課題】プレートの下面全体で空気溜りの発生を防止し、グラウト材層との間で全面密着を可能にしたプレート材の固定方法、固定構造及び位置調整金具を提供する。【解決手段】鉄骨柱の下端部に固着したベースプレート２が、基礎コンクリート９の上面に突出するアンカーボルト３で固定される露出型柱脚の施工において、従来のレベルモルタルに代えて位置調整金具２０をアンカーボルト３に装着し、突起片２２の先端面２２ａで位置を調整する。板状押圧具８０をグラウト材Ｇの表面に当てて下方に押し込むと、グラウト材Ｇがその押圧力でベースプレート２の下面側を水平方向に流動し、ベースプレート２下部の残存空気を外部に押し出す。位置調整金具２０の突起片２２とアンカーボルト３の間には、グラウト材Ｇの流通を可能にする間隙が存在することにより、グラウト材Ｇの移動が阻害されることがなく、アンカーボルト３の周囲にも確実にグラウト材Ｇが充填される。【選択図】図９

Description

本発明は、例えば鉄骨造などで使用される露出型柱脚の施工において、アンカーボルトが挿通するベースプレートの下面と基礎コンクリートの上面との間に形成される空間へのグラウト材の充填技術に係り、プレート材をコンクリート構造物に対してアンカーボルトとグラウト材層により固定する方法と、その方法で構築される固定構造と、この固定構造で使用する位置調整金具に関するものである。

露出型柱脚において、アンカーボルトが上端部を残して基礎コンクリート（以下、他の用途で使用されるコンクリート構造からなる構造物を含めてコンクリート構造物と総称することもある。）の所定位置に埋設され、鉄骨柱の下端に固着されたベースプレート（以下、他の用途で使用されるプレートを含めてプレート材と総称することもある。）は、複数本のアンカーボルトによって基礎コンクリートに定着される。具体的には、周辺部分に複数のボルト挿通孔が形成されているベースプレートを、これらボルト挿通孔に基礎コンクリート上に突出しているアンカーボルトを挿通しながら基礎コンクリート上面に予め設けたレベルモルタル上に載置し、ベースプレートの上面側から座金を介してナットで締め付けてベースプレートを仮固定する。そして、この状態でベースプレート下面にグラウト材を注入し、グラウト材が固化した後にナットを本締めする。

レベルモルタルは、「柱下モルタル」、「柱底均しモルタル」などとも呼ばれ、鉄骨柱の建て方時の必要性から設置されるものである。レベルモルタルの施工は、鉄骨柱の建込みに先立ち、基礎コンクリート上面のアンカーボルト群（ベースプレート設置予定位置）の中央付近に、鉄骨柱の仮支持に必要な硬練りのモルタルを鏝により３～５ｃｍ程度の高さに盛り上がるようにして成形される。その役割は、ベースプレート（鉄骨柱）の鉛直方向の位置決め（高さ調整）と、建て方作業時に鉄骨柱の重心位置がその中に納まるようにするためのものであることから、ベースプレートの底面積に対して相応の大きさ(広がり)が必要となる。そして、ベースプレートの下面側において、レベルモルタルの周囲に残る空間にセメント系のグラウト材（無収縮モルタル等）を流し込み、固化したグラウト材層を介して基礎コンクリートに固定されることになる。（特許文献１の図１、特許文献２の図５参照）。

次に、グラウト材の充填に際し求められる条件は、グラウト材の流動性と注入圧力である。流動性に関しては、適切なグラウト材を選定し、必要な強度が得られる範囲で配合を行うことになる。注入圧力は、注入するグラウト材の圧力と充填先の空間との圧力差による。一般的な充填方法としては、図１５に示すように、レベルモルタル１１に載置したベースプレート２の周囲に間隔を空けて型枠１２を設置し、グラウト容器１６からグラウト材Ｇをベースプレート２の上端レベルまで注入する。この場合、充填先との高低差ｈ１が注入圧力となる。

さらに大きな注入圧力を得る方法として、図１６に示すように、型枠１２をベースプレート２の側面に密着させてベースプレート２の下面側に閉鎖空間Ｓをつくり、十分な量のグラウト材Ｇが収容されている先細状のグラウトロート１７の先端部分を、ベースプレート２に設けた複数の注入孔２ａのいずれかに立設状態で嵌入し、グラウト材Ｇの高さを利用してグラウト材Ｇを閉鎖空間Ｓに流し込む充填方法がある（特許文献１、２参照）。この充填方法は、グラウトロート１７に収容するグラウト材Ｇの高さｈ２を高くすることで十分な注入圧力が得られるという利点がある。また、同じようなグラウトロートを利用する他の充填方法としては、ベースプレート自体に注入孔を設けることに代えて、ボルト挿通孔の近くにグラウト材の注入孔が設けられた特殊形状の座金を使用する方法も知られている。

特許第４３４０１８９号公報（図１、１１～１５参照） 特開平１０－１６９０１０号公報（図１、５参照）

ところで、建築物の構造計算における柱脚部においては、躯体にかかるせん断力に対して、（１）ベースプレート下面とグラウト材層との間の摩擦抵抗力に基づくせん断抵抗力によって処理するか、（２）アンカーボルトの許容せん断耐力に期待するかの選択を行っている。（１）の条件を選択した場合、摩擦抵抗力は、Ｎ（重さ）×μ（抵抗係数）の積で表されるが、上部の重量Ｎを基礎コンクリートに伝える場合、設計者は、ベースプレートとそれを下側で受けるグラウト材層との関係に関して、ベースプレート下面（背面）の全体がグラウト材層に対して確実に密着しているものと考えている。

ところが、実際の施工状況において、これらの条件（全面密着）が実現されているかについては、大いに疑問が残るところである。すなわち、上記方法などによってグラウト材を投入しただけでは、図１７に示すように、レベルモルタル１１の周辺部の窪みに空気溜り１８ａが生じやすく、特にアンカーボルト３に近い区域では、アンカーボルト３がグラウト材Ｇの流動を阻害し、アンカーボルト３とレベルモルタル１１の間のベースプレート２直下に、より大きな空気溜り１８ｂが発生する。また、ベースプレート２の下面に当接するレベルモルタル１１の上面については、現場での鏝成形であるために精度の高い平坦面とはならず、場合によってはその不陸部分に空気溜り１８ｃが残り、グラウト材Ｇの未充填箇所が何箇所にも発生することになる。このため、ベースプレート２と固化したグラウト材Ｇ（グラウト材層）の間では、計算上の摩擦抵抗力が生じていない可能性がある。さらに、ベースプレート２の下面には、その中央部で比較的大きな空間を占有するレベルモルタル１１が存在しているため、一方向からグラウト材Ｇを注入する場合には、流動の妨げになり、その背後側に廻り難く、隅々にまで行き渡らない虞がある。

本出願人は、露出型柱脚の施工において、レベルモルタルの存在がグラウト材の密実充填にとって阻害要因になっていることに着目し、鋭意検討を重ねた結果、本発明に想到したのである。すなわち、本発明は、レベルモルタルに代わるものとして、注入時にグラウト材の流動を阻害しにくい位置調整金具を新たに開発し、これを使用することによりベースプレートの下面全体で空気溜りの発生を防止し、実質的にグラウト材層との間で全面密着が可能であり、さらに柱脚を対象とするベースプレートに限らず、他の用途で使用されるプレート材にも適用可能な固定方法と、その方法で構築される固定構造、さらにそこで用いる位置調整金具の提供を目的とする。

上記課題を解決するための技術手段として、本願の請求項１に係る発明は、複数のアンカーボルトが突出するコンクリート構造物の表面に、それらアンカーボルトが挿通する複数のボルト挿通孔を備えたプレート材を所定の離間距離で平行に配置し、それらコンクリート構造物の表面とプレート材の背面との間にグラウト材層を介在させてプレート材の表面側からナットで締め付けるプレート材の固定方法において、アンカーボルトに螺合するネジ孔を備え、このネジ孔を貫通するアンカーボルトの外周面に対してグラウト材が流通可能な間隙を確保して突起片が立設された位置調整金具を、その突起片の先端面からコンクリート構造物の表面までの距離が、コンクリート構造物とプレート材の離間距離と同じになるように回動して位置調整を行った後、プレート材の背面を位置調整金具の突起片の先端面に当接させた状態でプレート材の表面側からナットで保持し、プレート材の周囲に型枠を設置した後、グラウト材を注入する、という構成を採用した点に特徴がある。

上記構成によれば、アンカーボルトに螺合した位置調整金具を回動し、その突起片の先端面の位置を調整することにより、コンクリート構造物に対して、プレート材を所定の間隔（離間距離）で簡単かつ確実に位置決めすることができる。さらに、位置調整金具の突起片がアンカーボルトから離れた位置に立設していることから、突起片とアンカーボルトとの間隙がグラウト材の流路となり、グラウト材の流通が妨げられない。なお、突起片の横方向（アンカーボルトの軸心に対して直交する方向）の長さと、プレート材のボルト挿通孔の大きさの関係において、突起片の先端面が、必ずしもその全面でプレート材に当接する必要はない。すなわち、先端面の一部がボルト挿通孔に跨るような状況であっても、他の部分がプレート材の背面に当接するので、調整機能は確実に維持される。

さらに、上記請求項１の構成において、コンクリート構造物を基礎コンクリート、プレート材をベースプレートとした場合、すなわち露出型柱脚の施工に適用した場合には、従来の施工方法において、基礎コンクリート上面のレベルモルタルが不要になり、グラウト材の注入時にベースプレートの下面（背面）との間に存在していた大きな障害物がなくなる。そして、ベースプレートの背面に突起片の先端面が当接した仮固定の状態（グラウト材の充填前）では、位置調整金具の突起片とアンカーボルトの周面との間にはグラウト材の流通が可能な間隙が確保されているので、ベースプレートの周辺部などから注入されたグラウト材は、ベースプレートの下面でその移動が阻害されることなく隅々にまで行き渡る。この場合、位置調整金具の突起片先端面とベースプレートの当接部分はベースプレート全体の面積に比べるとごく僅かであるから、実質的にはベースプレートのほぼ全面でグラウト層と接触した状態となり、所要の摩擦抵抗力が得られる（請求項２）。

また、露出型柱脚の施工を対象とする請求項２の構成において、ベースプレートのそれぞれの辺部側面に対して所定の間隔を保持して平行状態に型枠を設置し、グラウト材を上方からベースプレートの上面付近の高さまで注入した状態で、ベースプレートの辺部長に近い長さと、型枠の内面とベースプレートの側面との間隔に近い幅からなる板状押圧具をグラウト材の表面に当てて下方に押し込むようにすると好都合である（請求項３）。

上記構成によれば、ベースプレートの各辺部において、板状押圧具をグラウト材表面に当てて下方に押し込むと、辺部のほぼ全域で板状押圧具直下のグラウト材が下方に向けて押され、その押圧力が下向きからベースプレートの下面側へと伝達し、さらにベースプレートの下面（背面）側にあるグラウト材に対して、反対側の辺部に向けて移動させる力として作用する。この際、ベースプレートの下面では、ベースプレートの周縁部に沿って配置された各アンカーボルトに螺合し、先端面でベースプレートの下面に当接している位置調整金具の突起部とアンカーボルト外周面との間にはグラウト材の流通が可能な間隙が確保され、且つそれらアンカーボルト群に囲まれたベースプレート下面の区域には、グラウト材の流通に悪影響を及ぼすレベルモルタルが存在しないことから、ベースプレート下面の残存空気を外に押し出しながら反対側の辺部に向けて移動する。この押圧操作を順次回転しながら４方向すべてに連続して行うと、ベースプレート下面の全体にグラウト材が確実に充填される。すなわち、簡便な手段でグラウト材の充填性が向上するので、施工方法の向上につながる。

なお、上記構成において、板状押圧具の押込み操作により下方のグラウト材に押圧力を作用させる上で重要な点は、板状押圧具の下方にあるグラウト材の逃げ道（移動方向）がベースプレートの下面方向に向かうことである。板状押圧具の四方の側面から各方向に自由に移動したのでは押圧効果が乏しくなる。そのために、型枠内面とベースプレート辺部側面の間隔（注入幅）と、この間隔に対応する板状押圧具の幅（板状部幅）との関係は特に重要で、板状押圧具における板状部幅に関しては注入幅に対してクリアランスをほぼ無くし、隙間から漏れないようすることが肝要である。

請求項４に係る発明は、複数のアンカーボルトが突出するコンクリート構造物の表面に、それらアンカーボルトが挿通する複数のボルト挿通孔を備えたプレート材を所定の離間距離で平行に配置し、コンクリート構造物の表面とプレート材の背面との間にグラウト材層を介在させてプレート材の表面側からナットで締め付けたプレート材の固定構造において、アンカーボルトに螺合するネジ孔を備え、このネジ孔を貫通するアンカーボルトの外周面に対してグラウト材が流通可能な間隙を確保して突起片を立設した位置調整金具が、プレート材の背面に当接するその突起片の先端面からコンクリート構造物の表面までの距離が離間距離と同じになる位置に装着されていることに特徴がある。

上記構成からなるプレート材の固定構造によれば、アンカーボルトの所定位置に螺合する位置調整金具の回動でプレート材をコンクリート構造物に対して所定の間隔（離間距離）に位置決めする作業が簡単かつ容易である。そして、位置調整金具がグラウト材の流通を阻害しない構造であって、その他の位置調整部材が不要になるので、コンクリート構造物とプレート材の間隙にグラウト材が密実状態に充填されることになる。

さらに、請求項５に係る発明は、上記請求項４に記載したプレート材の固定構造で使用する位置調整金具である。その構成は、アンカーボルトに螺合するネジ孔を中心位置に備えた台座部と、この台座部のネジ孔を貫通するアンカーボルトに対してグラウト材が流通可能な間隙を確保して対向状態で立設され、プレート材の背面に先端面で当接する２個の突起片からなるものである。

この位置調整金具を使用する場合には、例えば露出型柱脚の基礎コンクリートなどのコンクリート構造部の表面に突出するアンカーボルトに台座部を螺合して回動することにより、任意の位置に設置することができる。そして、ベースプレート等のプレート材の背面側を位置調整金具の突起片に当接した状態で表面側からナットで保持することにより、プレート材とコンクリート構造部とを所定の間隔で確実に保持することができる。

さらに、台座部に立設された２個の突起片は、アンカーボルトの外周面から離れた位置にあり、この間隙がグラウト材の流路となるので、プレート材とコンクリート構造部との間隔をグラウト材層で密実に充填する上で効果的に機能する。特に、露出型柱脚の施工を対象とした請求項２、３の構成において、アンカーボルトの施工誤差（位置ずれ）への対策として、ベースプレートのボルト挿通孔を規定値よりも大きい拡大孔に形成し、拡大孔を貫通するアンカーボルトの外周面と拡大孔の内周面との間隙にグラウト材を充填させる工法に適用する場合に好都合である。

すなわち、アンカーボルトを挟むようにして対向状態で立設される２個の突起片間の距離、突起片の横方向（ネジ孔の軸心に直交する方向）の長さについて、上記拡大孔の内径に応じて選択することにより、アンカーボルトが拡大孔の中心から位置ずれした場合でも突起片の先端面がベースプレートの下面に対して、少なくともその一部で当接して所要の位置（高さ）調整を行うことができる。

本発明では、上記構成を採用したことにより、以下のような効果を得ることができる。
（１）アンカーボルトに螺合した位置調整金具を回動し、その突起片の先端面の位置を調整することにより、コンクリート構造物に対して、所定の間隔（離間距離）でプレート材を簡単かつ容易に位置決めすることができる。
（２）位置調整金具の突起片がアンカーボルトから離れた位置に立設していることから、突起片とアンカーボルトの間隙がグラウト材の流路となる。これにより、特に露出型柱脚に適用した場合には、レベルモルタルのような流通の障害となる部材が不要になるので、コンクリート構造物とプレート材の間隙にグラウト材を密実状態に充填する上で好都合である。
（３）位置調整金具の突起片先端面とプレート材の当接部分はプレート材全体の面積に比べるとごく僅かであるから、実質的にはプレート材のほぼ全面でグラウト材層と接触した状態となり、プレート材とグラウト材層の間で所要の摩擦抵抗力を確保することができる。
（４）露出型柱脚に適用し、ベースプレートの辺部長に近い長さの板状押圧具を使用してグラウト材の充填作業を行う場合には、上記位置調整金具による効果（レベルモルタルの排除）と相俟って、簡便な手段でグラウト材の充填性が向上するので、施工方法の向上につながる。

（ａ）～（ｃ）は、本発明の第１実施形態で使用する位置調整金具の斜視図、平面図および正面図である。 図１の位置調整金具を露出型柱脚に適用し、基礎コンクリートに下部が埋設されたアンカーボルトに装着して位置調整を行う状態を示した正面図である。 図２の次工程として、鉄骨柱の建て方作業でのアンカーボルトの締付け状態を示した断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、本発明の第１実施形態で使用する型枠設置ガイドの平面図、底面図、右側面図および正面図である。 図４の型枠設置ガイドを使用してベースプレートの周囲に沿って型枠を設置する方法を示した平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、連結する前の板状押圧具の平面図および正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図６の板状押圧具を長手方向に２個並べて連結するための連結部材と、その使用状態を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、図５の次工程として、型枠内に注入したグラウト材に対して連結した板状押圧具で押圧する状態を示した平面図と、連結した板状押圧具の正面図である。 図８について、連結した板状押圧具で押圧されたときのアンカーボルト付近でのグラウト材の挙動を示した拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るプレート材の固定方法として、ボルト挿通孔が拡大孔である露出型柱脚のベースプレートに入れ子座金を適用したときのアンカーボルトの締付け状態を示した斜視図である。 図１０について、連結した板状押圧具で押圧されたときのアンカーボルト付近でのグラウト材の挙動を示した拡大断面図である。 ボルト挿通孔が拡大孔である場合にアンカーボルトの軸心が一致している場合と位置ずれしている場合の位置調整金具の突起片の当接状態を示した説明図である。 （ａ）～（ｃ）は、本発明で使用する位置調整金具のそれぞれ他の形態を示した斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るプレート材の固定方法として、橋脚等の壁面にブラケット金具を固定するためのベースプレートに適用した場合で、グラウト材充填前の状態を示した一部断面図である。 グラウト材の注入方法の従来例を示す断面図である。 グラウト材の注入方法の従来例を示す断面図である。 ベースモルタルを使用する露出型柱脚において、グラウト材の注入によって空気溜りが生じた状態を示した説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１～９は本発明の第１実施形態に係り、露出型柱脚のベースプレート（プレート材）を対象とし、位置調整金具を使用してベースプレートを基礎コンクリート（コンクリート構造物）に固定する方法と、その方法で構築される固定構造を示したものである。

図１（ａ）～（ｃ）は、第１実施形態で使用する位置調整金具の斜視図、平面図および正面図である。図示の位置調整金具２０は、従来のレベルモルタルに代わってベースプレートの高さ調整を行うものである。その構成は、六角ナット状の台座部２１と、２個の板状の突起片２２，２２とからなる。２個の突起片２２，２２は、台座部２１の一方の面２１ａに端面２２ｂを揃えた状態で台座部２１に接合され、反対側の端面２２ａは台座部２１の他方の面２１ｂを越える長さになっている。台座部２１は、例えば１種ナットを利用し、加工されているほうの端面側を切削して厚さを調整する。その厚さは、ねじピッチの３倍以上が望ましい。突起片２２，２２は矩形状の鉄板からなり、台座部２１の対向する二面において、（ｂ）に明示されるように、それぞれの側面２２ｃが、台座部２１の対角の頂部２１ｄ，２１ｄにほぼ一致した位置で溶接され、ネジ孔２１ｃの軸心と直交する方向にずれている。なお、台座部２１の六角面のうち対向する二面のそれぞれ中央位置にピン孔２１ｅが形成され、装着後に平行ピンを挿入して位置調整金具２０の回動を防止し、変位しないようにすることができる。

次に、図２に示すように、アンカーフレームなどの公知の手段により基礎コンクリート９の所定位置に突出している複数本のアンカーボルト３に対して、上記位置調整金具２０を台座部２１のネジ孔２１ａを利用して装着する。この際、突起片２２が突出している方を上にしてアンカーボルト３に螺合し、次工程でベースプレートの下面に当接することになる突起片２２の上端面２２ａの位置が、基礎コンクリート９の上面から所定の高さＨ（ベースプレートの高さ位置）となるように回動して調整する。この操作は、ベースプレートの四隅のボルト挿通孔に対応する位置に設置されているアンカーボルト３に対して行う。

これに続く鉄骨建て方作業として、図３に示すように、鉄骨柱１の下端部に固着されているベースプレート２のボルト挿通孔４にアンカーボルト３を挿入しながら、４か所の位置調整金具２０上にベースプレート２を載置する。ベースプレート２を載置すると、位置調整金具２０の突起片２２の上端面２２ａがベースプレート２の下面（背面）に当接し、４か所に装着された位置調整金具２０で鉄骨柱１を仮支持することになる。４か所の位置調整金具２０は、既にレベル調整が行われているので、ベースプレート２は載せるだけでよく、載置後のレベル調整作業が不要である。そして、ベースプレート２の上面に平座金６を重ねた後、２個のナット８，８で締め付けて仮固定する。

図４（ａ）～（ｄ）は、本発明の第１実施形態で使用する型枠設置ガイドのそれぞれ平面図、底面図、右側面図および正面図である。図示の型枠設置ガイド４０は、ベースプレート２の辺部側面との間隔を精度よく、かつ効率的に型枠を設置するためのものである。例えば、木製板材４１の一方の面に、木製板材４１と同じ幅でそれよりも長さの短い木製板材４２が、片方の端面を一致させた状態でビス４３や接着剤で接合したものである。木製板材４２の段差面４２ａを境にして木製板材４２が延在しない木製板材４１の一端側の区域は、ベースプレート２の上面に載置される載置部４０Ａとなり、木製板材４１の一方の面の載置部４０Ａとなる区域には板状磁石４４が接合されている。また、木製板材４１の他方の面に接合された木製板材４２は、使用時にベースプレートの辺部側面に一端側の段差面４２ａで当接し、この段差面４２ａから所定の間隔だけ離れる他端側の端面４２ｂが型枠の内面に当接する間隔規制部４０Ｂとなっている。さらに、木製板材４１の他方の面には、設置する際に型枠側と鉄骨柱側とを識別するためのラベル４５が貼られている。

図５は、図３の鉄骨建て方作業の次工程として、図４に示す型枠設置ガイド４０を用いてベースプレート２の周囲に型枠１２を設置した状態を示す平面図である。ベースプレート２の辺部に対して、型枠設置ガイド４０の載置部４０Ａを段差面４２ａが側面に当接するように載せると、下面側の板状磁石４４の磁力によってその位置で固定される。型枠設置ガイド４０は、ベースプレート２の各辺部に対して、適切な間隔を空けて２個を１組として設置する。次に、ベースプレート２の各辺部に２個ずつ設置されている型枠設置ガイド４０の他端側の端面４２ｂに対して、４枚の型枠１２を当接した状態で矩形枠状に一体化する。この場合、間隔規制部４０Ｂは、ベースプレート２の辺部側面に当接する段差面４２ａから型枠１２の内面に当接する他端側の端面４２ｂまでの距離であり、型枠１２とベースプレート２の辺部側面との間隔に相当する。例えば間隔規制部４０Ｂの長さ（注入幅）を５０ｍｍに設定したとき、ベースプレート２の辺部側面に対する型枠１２の位置を５０ｍｍにすることが簡単かつ容易であり、高い精度をもって型枠１２の位置決めを行うことができ、型枠設置作業の効率化に大きく寄与する。

図６（ａ）、（ｂ）は、本発明において連結状態で使用する単体の板状押圧具の平面図と正面図である。図示の板状押圧具５０は、例えば左官職人が使用する長方形の角鏝のような形状であって、平面視長方形状の木製板材からなる本体部５１の一方の面に対して、それよりも小さい木製板材５２を把手として起立状態で接合一体化したものである。この場合、本体部５１の幅は、上記型枠設置ガイド４０の間隔規制部４０Ｂの長さが５０ｍｍであるので、それよりも２ｍｍ狭い４８ｍｍとなっている。板状押圧具５０の本体部５１の幅は、ベースプレート２の辺部側面と型枠１２の内面との距離（注入幅）、すなわち間隔規制部４０Ｂの長さに応じて適宜増減することが可能である。後述する板状押圧具５０による押圧力の有効活用の点から、注入幅と板状部幅の差は好ましくは２ｍｍ以内であり、２ｍｍを超えると隙間からのグラウト材Ｇの漏出が始まり、その分だけ押圧力が弱まり、グラウト材Ｇの充填状態に悪影響を及ぼす。なお、上記の制限を除き、これら治具の材質や細部の形状、寸法などについてはこれに限定されない。

図７（ａ）、（ｂ）は、図６の単体の板状押圧具を長手方向に並べて連結するための連結部材と、その使用状態を示す説明図である。図示の連結部材６０は、２個の板状押圧具５０，５０を本体部５１の長手方向に沿って連結するものであって、幅が同じで長さが異なる２枚の木製板材６１，６２を互いの中心を一致させて重ね合わせた構造である。この場合、２個の板状押圧具５０，５０は、それぞれ木製板材５１の片方の端部を連結部材６０の短いほうの木製板材６２に両側から突き当てた位置でビス６３により接合する。

図８（ａ）、（ｂ）は、図６に示す単体の板状押圧具５０について、図７の連結部材６０と木製板材７０を用いて３個を長さ方向に並べて連結した板状押圧具８０の使用状態を示す平面図と、連結した板状押圧具を示す正面図である。この実施形態は、図７の連結形態にさらに１個の板状押圧具５０を追加したもので、本体部５１の端面同士を突き合せた状態で１枚の木製板材７０を重ね合わせ、同様にビスで固定した構造である。このように長手方向に延長された連結状態の板状押圧具８０は、図７（ａ）、（ｂ）に示す２個の板状押圧具５０を連結した連結状態の板状押圧具も含め、ベースプレート２の寸法によっては辺部の全長に近い範囲を覆うことができるので、押込み操作による圧力をより効果的に発揮させることが期待される。これにより、現場単位で押圧部の長さに合わせて個別に板状押圧具を作成する手間が省け、長大な板状押圧具を簡単に得ることができる。

図９は、本発明の第１実施形態であるベースプレート（プレート材）の固定方法の一工程として、連結状態の板状押圧具８０で上方から押圧したときのグラウト材Ｇの挙動を示した拡大断面図である。無収縮モルタル等のセメント系のグラウト材Ｇは、矩形枠状に立設した型枠１２の内部にベースプレート２の上面付近まで流し入れる。なお、グラウト材Ｇの注入は、ベースプレート２の４側面すべての方向から行い、注入中に型枠１２を木槌で叩き、グラウト材Ｇの流動を促すと良い。

グラウト材Ｇの注入後、間を置かずに連結した板状押圧具８０を水平状態でグラウト材Ｇの表面に当てて下方に押し押し込む。これにより流動性のあるグラウト材Ｇは、連結した板状押圧具８０の直下に向けて押され、その押圧力でベースプレート２の下面側にあるグラウト材Ｇが水平方向に反対側の辺部に向けて流動する。なお、連結した板状押圧具８０による押込み（押圧）操作は、複数回（垂直方向に２～３回程度）繰り返すことが有効である。ベースプレート２の各辺部において一方向から押圧し、順次回転しながら４方向全てに連続した操作を行うことにより、ベースプレート２下部の残存空気をベースプレート２の外部に押し出すことができる。この場合、アンカーボルト３には位置調整金具２０が装着されているが、その突起片２２とアンカーボルト３の間には、グラウト材Ｇの流通を可能にする間隙が存在することにより、グラウト材Ｇの移動が阻害されることがなく、アンカーボルト３の周囲にも確実にグラウト材Ｇが充填される。そして、グラウト材Ｇの固化後において、位置調整金具２０の突起片２２の上端面２２ａが当接する部分以外ではグラウト材層とベースプレート２とは良好な密着状態となり、突起片２２が当接する上端面２２ａの面積がベースプレート２の全体からみて僅かであることから所要の摩擦抵抗力が期待できる。

次に、本発明の第２実施形態について、図１０～１２を用いて説明する。第２実施形態は、第１実施形態と同じ露出型柱脚のベースプレートに適用したものであるが、ベースプレート２のボルト挿通孔４が拡大孔として形成され、これに対応するために入れ子座金を使用する点が異なる。図１０は入れ子座金を使用するアンカーボルトの締付け状態を示した斜視図であり、図１１は入れ子座金を使用したときのグラウト材の挙動を示した拡大断面図である。

入れ子座金は、本出願人が開発した特許第６８０５４５１号公報に記載のものであって、上座金３０と下座金３１からなり、上座金３０の円板状座部の上面に空気流路としての１個以上（本例では３個）の溝部３０ａが、内周縁と外周縁に跨るようにして形成されたものである。

図１１に示すように、連結した板状押圧具８０を水平状態でグラウト材Ｇの表面に当てて下方に押し押し込む。これにより流動性のあるグラウト材Ｇは、板状押圧具８０の直下に向けて押され、その押圧力でベースプレート２の下面側にあるグラウト材Ｇが、水平方向に反対側の辺部に向けて流動しながら拡大孔４の内部に入り込もうとする。この際、拡大孔４の内面とアンカーボルト３の周面との隙間（空間）Ｓ１には空気が残存しているが、当該空間Ｓ１は、ベースプレート２の上面側に設置される上座金３０の空気流路３０ａを介して外部とつながっている。これにより、グラウト材Ｇの圧力によって上方へと押される残存空気は、上座金３０の内周面とアンカーボルト３の外周面との隙間を上方に向けて移動し、さらに上座金３０の上面に形成された３個の溝部３０ａ（空気流路）を通過して外部に排出されるので、ベースプレート２の下面全体に加え、拡大孔４の内部でもアンカーボルト３の周囲を密実状態に充填することができる。なお、板状押圧具８０による押込み（押圧）操作を繰り返すことは同様である。

図１２は、上記第２実施形態のようにボルト挿通孔が拡大孔である場合、アンカーボルトの軸心が一致している場合と、位置ずれが生じている場合について、図１の位置調整金具の突起片の当接状態を示した説明図である。図から明らかように、拡大孔４Ａの中心とアンカーボルト３の軸心が一致している場合では、２個の突起片２２，２２の上端面２２ａにおいて、ベースプレート下面に当接する部分の面積は同じになる。一方、拡大孔４Ｂに対してアンカーボルト３が偏心している場合では、図面で左側に位置する突起片２２が上端面の全面で当接するのに対して、右側に位置する突起片２２は、前述した軸心が一致している場合に比べて当接面積は小さいものの、その役割を果たしている。なお、突起片２２は位置調整金具に少なくとも１個あればよいが、台座部に対する配置形態や横方向の長さなどによってグラウト材の流通に与える影響が異なる。アンカーボルトの外径等を考慮して最適な形態を選択すればよい。

図１３（ａ）～（ｃ）は、本発明で使用する位置調整金具のそれぞれ他の形態を示した斜視図である。（ａ）に記載の位置調整金具９０Ａは、角ナット状の台座部９０の一方の面に一対の板状の突起片９１ａ，９１ａを対角の位置にそれぞれの端面を揃えて立設したものである。（ｂ）に記載の位置調整金具９０Ｂは、角ナット状の台座部９０の一方の面の対向辺に沿って、Ｌ字状に屈曲した一対の板状の突起片９１ｂ，９１ｂがネジ孔を挟んで向かい合う位置に立設されたものである。（ｃ）に記載の位置調整金具９０Ｃは位置調整金具９０Ｂの変形例であって、Ｌ字状に屈曲した一対の板状の突起片９１ｃ，９１ｃの屈曲部分の内面を台座部９０の側面に当接した状態で接合したものである。

図１４は、本発明の第３実施形態に係るプレート材の固定方法として、橋脚等の壁面にブラケット金具を固定するためのベースプレートに適用した場合であって、グラウト材を充填する前の状態を示した一部断面図である。この場合には、コンクリート構造物である橋脚１００に一端側が埋設され、他端側がその壁面から水平方向に突出する複数のアンカーボルト３に対して、図１に示す位置調整金具２０を螺合し、予め設定されている橋脚１００の壁面からの距離に合わせて位置調整を行った後、ベースプレート２（プレート材）のボルト挿通孔４を各アンカーボルト３に合わせて装着し、ナットで仮固定する。なお、この実施形態ではボルト挿通孔４が拡大孔に形成され、それに応じて上記第２実施形態と同様な入れ子座金が使用されている。その後、ベースプレート２に対して上面を除く三面に沿って型枠を設置し、グラウト材を上方から注入する。型枠を撤去した後、ナットを締め付けることは前記実施形態と同様である。この実施形態は、水平方向のアンカーボルトに位置調整金具を適用する点で、鉛直方向のアンカーボルトを対象とする前記実施形態と異なる。このように本発明に係る位置調整金具は、アンカーボルトの設置状態が垂直あるいは水平のいずれの場合にも対応可能であることから、前述した露出型柱脚や橋脚、橋台以外の他の分野でも使用が可能であり、汎用性が高いという利点がある。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、位置調整金具の突起片の数や配置形態の変更、グラウト材の注入・充填方法の変更、さらには他の用途のプレート材への適用など本発明の技術思想内でさまざまな変更実施が可能である。

本発明に係るプレート材の固定方法は、特に露出型柱脚のベースプレートの固定手段として適用された場合にその優位性が発揮され、接合強度、施工性、経済性を向上させる手段としてさらなる展開が期待される。

１…鉄骨柱、２…ベースプレート、２ａ…注入孔、３…アンカーボルト、４，４Ａ，４Ｂ…拡大孔、６…平座金、８…ナット、９…基礎コンクリート、１１…レベルモルタル、１２…型枠、１６…グラウト容器、１７…グラウトロート、２０，９０Ａ、９０Ｂ，９０Ｃ…位置調整金具、２１，９０…台座部、２２，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ…突起片、３０…上座金、３０ａ…溝部（空気流路）３１…下座金、４０…型枠設置ガイド、４０Ａ…載置部、４０Ｂ…間隔規制部、４４…板状磁石、５０…板状押圧具、６０，７０…連結部材、８０…連結した板状押圧具、Ｇ…グラウト材

Claims (5)

1. 複数のアンカーボルトが突出するコンクリート構造物の表面に、それらアンカーボルトが挿通する複数のボルト挿通孔を備えたプレート材を所定の離間距離で平行に配置し、それらコンクリート構造物の表面とプレート材の背面との間にグラウト材層を介在させてプレート材の表面側からナットで締め付けるプレート材の固定方法であって、前記アンカーボルトに螺合するネジ孔を備え、このネジ孔を貫通する前記アンカーボルトの外周面に対してグラウト材が流通可能な間隙を確保して突起片が立設された位置調整金具を、その突起片の先端面から前記コンクリート構造物の表面までの距離が前記離間距離と同じになるように回動して位置調整を行った後、前記プレート材の背面を位置調整金具の突起片の先端面に当接させた状態で前記プレート材の表面側から前記ナットで保持し、該プレート材の周囲に型枠を設置した後、グラウト材を注入することを特徴とするプレート材の固定方法。
2. 前記コンクリート構造物が建物の基礎コンクリートであり、前記プレート材が鉄骨柱の下端部に固着されたベースプレートであることを特徴とする請求項１に記載のプレート材の固定方法。
3. 前記ベースプレートのそれぞれの辺部側面に対して間隔をおいて平行状態に前記型枠を設置し、前記グラウト材を上方から前記ベースプレートの上面付近の高さまで注入した状態で、前記ベースプレートの辺部長に近い長さと、前記型枠の内面と前記ベースプレートの側面との間隔に近い幅からなる板状押圧具を前記グラウト材の表面に当てて下方に押し込むことを特徴とする請求項２に記載のプレート材の固定方法。
4. 複数のアンカーボルトが突出するコンクリート構造物の表面に、それらアンカーボルトが挿通する複数のボルト挿通孔を備えたプレート材を所定の離間距離で平行に配置し、コンクリート構造物の表面とプレート材の背面との間にグラウト材層を介在させてプレート材の表面側からナットで締め付けたプレート材の固定構造であって、前記アンカーボルトに螺合するネジ孔を備え、このネジ孔を貫通する前記アンカーボルトの外周面に対してグラウト材が流通可能な間隙を確保して突起片を立設した位置調整金具が、前記プレート材の背面に当接するその突起片の先端面から前記コンクリート構造物の表面までの距離が前記離間距離と同じになる位置に装着されていることを特徴とするプレート材の固定構造。
5. 請求項４に記載のプレート材の固定構造で使用する位置調整金具であって、前記アンカーボルトに螺合するネジ孔を中心位置に備えた台座部と、この台座部のネジ孔を貫通する前記アンカーボルトに対してグラウト材が流通可能な間隙を確保して対向状態で立設され、前記プレート材の背面に先端面で当接する２個の突起片からなることを特徴とする位置調整金具。

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