JP7385220B2 - 二重式ナットを用いたグラウンドアンカー定着具 - Google Patents

Description

本発明は、二重式ナットを用いたグラウンドアンカー定着具に関する。

グラウンドアンカーは、地盤に形成されたアンカー孔にＰＣ鋼線等からなる緊張材を挿入するとともに、グラウト等の固化材を注入し、緊張材に所定の緊張力を付加した状態で、緊張材の頭部（地表側の端部）を定着具により地表面に固定するものである。このようなグラウンドアンカーによれば、定着具を介して導入された緊張力（プレストレス）によって地盤（例えば法面）の安定化を図ることができる。

長期間設置されたグラウンドアンカーは、経年劣化による性能の低下が懸念される。また、グラウンドアンカーが設置された法面に地滑り等が生じた場合には、グラウンドアンカーを一旦除荷して、新たに緊張力（プレストレス）を導入するのが望ましい。そのため、近年では、既設のグラウンドアンカーの緊張力を除荷し、メンテナンス等を行ってから再度緊張力を付与する場合がある。

例えば、特許文献１には、グラウンドアンカーの緊張材を安全に除荷するための除荷用カプラーが開示されている。特許文献１では、除荷用カプラーを利用して、緊張材を引っ張ることでアンカーヘッドに係止されたくさびを抜き出し、緊張材からくさびを取り外すことで、緊張力の除荷を行っている。

緊張材からくさびを取り外した状態で緊張力の除荷を行うと、緊張力の除荷により緊張材が縮むため、緊張材がアンカー孔内に入り込む場合があり、この場合には、緊張力を再度付加する際に手間がかかる。また、緊張力を再度付加する際には、新たにくさびを設置する必要があるが、くさびの設置跡が複数個所に残ることによる緊張材の強度低下が懸念される。

特許文献２には、緊張材のくさびが係止されたくさび受部材が先端に当接し、外径が支圧板の貫通孔の内径よりも小さく、外面にネジ溝が形成された筒部材を、支圧板に当接するナットに螺合させた定着部構造が開示されている。この定着部構造によれば、筒部材を回転させることで、緊張材の緊張力（引張力）を調整することが可能である。特許文献２の定着部構造において、筒部材が十分な長さを有していれば、くさびを取り外すことなく緊張材を除荷することが可能となる。

特許第６３１１０５６号公報 特許第６５４３３９８号公報

特許文献２の定着部構造は、緊張力の除荷に必要な長さを有した筒部材の端面に、くさび受部材（アンカーヘッド）を係止させた構造であるため、グラウンドアンカーの地盤面からの突出長が大きい。グラウンドアンカーの頭部の突出長が大きいと、グラウンドアンカーの周囲に、グラウンドアンカーとの接触を防止するためのスペースを確保する必要があり、用地活用の自由度が制限される。また、グラウンドアンカーの頭部の突出長が大きいと、降雪時に雪が積もりやすく、多量の雪が積もった場合には、荷重により破損が生じるおそれがある。

また、特許文献２の定着部構造では、緊張力を除荷する際に、筒部材をアンカー孔内に挿入する必要があるが、グラウトなどの固化材が注入されたアンカー孔内に筒部材を押し込むのは困難である。

本発明は、地表面からの突出長を最小限に抑え、かつ、効率的に緊張を除荷することを可能としたグラウンドアンカー定着具を提案することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明のグラウンドアンカー定着具は、緊張材が貫通する支圧板と、内面に第一雌ネジが形成された第一リングナットと、外面に前記第一雌ネジと螺合される第一雄ネジが形成されているとともに内面に第二雌ネジが形成された第二リングナットと、前記緊張材の端部に取り付けられたくさびが係止されているとともに外面に前記第二雌ネジに螺合される第二雄ネジが形成されたアンカーヘッドとを備えるものである。前記第一リングナットは、前記支圧板の表面にジョイントプレートを介して設置されている。また、前記第二リングナットは、前記第一リングナットに螺合された状態で前記第一リングナットを回転させることで前記緊張材の緊張方向に沿って移動する。さらに、前記アンカーヘッドは、前記第二リングナットに螺合された状態で前記第二リングナットを回転させることで前記緊張材の緊張方向に沿って移動する。

かかるグラウンドアンカー定着具によれば、アンカーヘッドと第二リングナットが緊張方向に沿って移動するため、緊張材の緊張力の除荷が可能である。アンカーヘッドは第二リングナット内を移動可能とし、第二リングナットは第一リングナット内を移動可能としているため、支圧板からの突出長を最小限に抑えることができる。また、第一リングナットおよび第二リングナットを回転させるのみで緊張材の除荷が可能なため、作業性に優れている。また、アンカーヘッドにくさびを係止した状態を維持したまま緊張力を除荷できるため、くさびを撤去する手間を省略できる。

なお、前記アンカーヘッドおよび前記第二リングナットの高さは、前記第一リングナットの高さ以下であれば、第一リングナット、第二リングナットおよびアンカーヘッドを重ねた状態で緊張力を除荷することができる。そのため、固化材が充填されたアンカー孔内に部材を押し込む必要がなく、効率的に緊張力を除荷できる。

また、前記支圧板と前記第一リングナットとの間にジョイントプレートが介設されているため、ジョイントプレートを介して緊張力を支圧板に伝達できる。第一リングナットを支圧板に当接させる場合には、支圧板の一部（第一リングナットとの当接部分）に応力が集中するおそれがあるが、ジョイントプレートを介設することで、分散させることができる。

本発明のグラウンドアンカー定着具によれば、地表面からの突出長を最小限に抑え、かつ、効率的に緊張を除荷することを可能となる。

本実施形態のグラウンドアンカーの定着具を示す断面図である。 （ａ）は第一リングナットを示す断面図、（ｂ）は第二リングナットを示す断面図である。 アンカーヘッドを示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。 グラウンドアンカー定着具の使用状況を示す断面図である。 グラウンドアンカー定着具による除荷時のグランドアンカーの定着具の一部を示す断面図である。 グラウンドアンカー定着具の除荷状況を示す断面図である。

本実施形態では、緊張力の除荷の比較的簡易に行うことができるグラウンドアンカー定着具（定着具１）について説明する。定着具１は、緊張材２の頭部に設けられていて、緊張材２の緊張力（引張力）を地盤あるいは構造物等に伝達する。本実施形態のグラウンドアンカーは、法面の安定化を図るものであって、定着具１は、法枠Ｆの表面に設置されている。なお、グラウンドアンカーは、斜面安定を目的とするものに限定されるものではなく、例えば、構造物の転倒や浮き上がりを防止するものや、山留・土留工を目的とするものであってもよい。

本実施形態の定着具１は、図１に示すように、支圧板３、ジョイントプレート４、第一リングナット５、第二リングナット６、アンカーヘッド７およびヘッドキャップ８を備えている。

緊張材２は、複数本（本実施形態では３本）のＰＣより線２１，２１，…により構成されている。緊張材２は、法枠Ｆから地中に延在するアンカー孔Ｈに挿入されていて、アンカー孔Ｈに注入された固化材からなるアンカー体（図示せず）を介して地盤に固定されている。

本実施形態の緊張材２は、コルゲートシース２２が周設された状態で、アンカー孔Ｈに挿入されている。なお、緊張材２の基端部（定着具１側の端部）は、コルゲートシース２２から突出している。アンカー孔Ｈの孔口では、緊張材２にジョイントコネクター４１が固定されている。ジョイントコネクター４１は、ジョイントプレート４に固定されている。また、緊張材２の基端部には、くさび７１が固定されている。くさび７１はアンカーヘッド７に係止されている。

支圧板３は、法枠Ｆの表面に敷設されていて、グラウンドアンカー（緊張材２）の緊張力を法枠Ｆに伝達する。支圧板３の中央には、貫通孔３１が形成されており、緊張材２は、貫通孔３１を貫通している。貫通孔３１の内径は、地盤（法枠Ｆ）に形成されたアンカー孔Ｈの内径よりも小さく、アンカー孔Ｈに挿入される緊張材２の外径よりも大きい。

ジョイントプレート４は、支圧板３と第一リングナット５との間に介設された板材である。ジョイントプレート４は、第一リングナット５を介して伝達された圧縮力（押圧力）を支圧板３に伝達する。ジョイントプレート４の中央部には、貫通孔４２が形成されている。また、本実施形態のジョイントプレート４には、ジョイントコネクター４１が設けられている。ジョイントコネクター４１は、アンカー孔Ｈに挿入されているとともに、緊張材２の基端部に周設されている。ジョイントコネクター４１の先端部は、コルゲートシース２２の端部に重ねられている。

第一リングナット５は、図１に示すように、ジョイントプレート４の表面（支圧板３と反対側の面）に当接している。第一リングナット５は、中空の筒状を呈している。第一リングナット５の中空部には、第二リングナット６を内装可能である。図２（ａ）に示すように、第一リングナット５の内面には、第一雌ネジ５１が形成されている。また、第一リングナット５の外面には、周方向に間隔をあけて複数の凹部５２が形成されている。凹部５２は、工具（図示せず）を挿入可能な形状（平面形状および深さ）を有している。

第二リングナット６は、図１に示すように、第一リングナット５に挿入可能に構成されている。第二リングナット６は、第一リングナット５の高さ以下の高さを有し、かつ、第一リングナット５の内径と同等の外径を有した中空の筒状部材からなる。第二リングナット６の中空部にはアンカーヘッド７を内装可能である。図２（ｂ）に示すように、第二リングナット６の外面には、第一雄ネジ６１が形成されている。図１に示すように、第一雄ネジ６１は、第一雌ネジ５１と螺合可能である。本実施形態の第一雄ネジ６１は、第二リングナット６の高さ方向中間部から先端側（支圧板３側）に第一雄ネジ６１が形成されている。なお、第一雄ネジ６１は、第二リングナット６の全長にわたって形成されていてもよい。

第二リングナット６の内面には、第二雌ネジ６２が形成されている。さらに、第二リングナット６の外面には、周方向に間隔をあけて複数の凹部６３が形成されている。本実施形態の凹部６３は、第一リングナット５の凹部５２と同じ形状を有しているが、凹部６３の形状は工具を挿入可能な形状であれば、限定されるものではない。本実施形態では、凹部６３が、第一雄ネジ６１よりも基端側（支圧板３の反対側）に形成されている。

アンカーヘッド７は、図１に示すように、第二リングナット６の中空部に挿入可能に構成された円柱状部材である。アンカーヘッド７は、第二リングナット６の内径と同等の外径を有していて、第一リングナット５の高さ以下の高さを有している。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、アンカーヘッド７には、複数（本実施形態では三つ）のくさび孔７２，７２，７２が貫通している。くさび孔７２の数は、緊張材２を構成するＰＣより線（線材）の本数に応じて決定する。図３（ｂ）に示すように、くさび孔７２は、基端側（支圧板３側）から先端側（支圧板３と反対側）に向かうにしたがって縮径しており、基端側の内径が先端側の内径よりも大きい。図１に示すように、くさび孔７２には、緊張材２に固定されたくさび７１が係止される。くさび７１は、緊張材２の端部に取り付けられていて、基端側から先端側に向かうにしたがって縮径する円錐台状の外形を有している。

アンカーヘッド７の外面には、第二雄ネジ７３が形成されている。第二雌ネジ６２に螺合可能である。
また、本実施形態のアンカーヘッド７には、三つの注入孔７４が形成されている。注入孔７４は、くさび孔７２同士の間においてアンカーヘッド７を貫通している。

ヘッドキャップ８は、図１に示すように、緊張材２の先端部、ジョイントプレート４、第一リングナット５、第二リングナット６およびアンカーヘッド７を覆うことで、グラウンドアンカー頭部の損傷や腐食を防止する。ヘッドキャップ８は、一端（支圧板３と反対側の端部）が遮蔽されていて他端（支圧板３側端部）開口した筒状部材からなる。ヘッドキャップ８の他端には、フランジ８１が形成されている。ヘッドキャップ８は、フランジ８１を支圧板３の表面に重ねた状態で、フランジ８１を貫通したボルトなどの治具により支圧板３に固定されている。本実施形態のヘッドキャップ８は、一端側の内径が他端側の内径よりも小さくなるように、一端側が縮径されているが、ヘッドキャップ８の内径は一定であってもよい。

定着具１を組み立てる場合は、まず、法枠Ｆの表面に添接された支圧板３にジョイントプレート４（ジョイントコネクター４１）が取り付けられた緊張材２を挿通するとともに、ジョイントプレート４を支圧板３に重ねる。ジョイントプレート４の表面には、第一リングナット５を当接させる。第一リングナット５の中空部には、第二リングナット６およびアンカーヘッド７を設ける。緊張材２に緊張力を導入したら、緊張材２の所定位置にくさび７１を取り付け、くさび７１をアンカーヘッド７に係止する。くさび７１をアンカーヘッド７に係止した状態で第一リングナット５および第二リングナット６を回転させて、緊張力を調整する。

図４に示すように、緊張時には、アンカーヘッド７の少なくとも一部が第二リングナット６の端面から突出しているとともに、第二リングナット６の少なくとも一部が第一リングナット５の端面から突出している。緊張材２の緊張力は、アンカーヘッド７に第二リングナット６を介して連結された第一リングナット５からジョイントプレート４、支圧板３および法枠Ｆに伝達されて、法面に対して抑止力を付与する。

グラウンドアンカーメンテナンス時等において緊張材２の緊張力を除荷する際には、図５に示すように、油圧ジャッキ９で緊張材２を支圧板３と反対方向に載荷緊張した状態で、工具を凹部６３に挿入し第二リングナット６を回転させることにより、第二リングナット６を緊張方向に沿ってアンカーヘッド７側に移動させるとともに、緊張方向に第一リングナット５を先にアンカーヘッド７側に移動させておいた第二リングナットに被せるように、工具を凹部５２に挿入して回転移動させ（図６参照）、油圧ジャッキ９で載荷緊張した状態から、緊張材２を支圧板３方向に油圧ジャッキ９の載荷力を緩め（図６参照）、アンカーヘッド７側面に移動させた第一リングナット５および第二リングナット６を組み合わせた状態の定着具１を支圧板３側に移動させる事で、除荷が完了する。
油圧ジャッキ９は、アンカー孔Ｈの孔口にジャッキチェア９１を介して設置する。油圧ジャッキ９のロッド９２の先端には、緊張材２を把持するカプラー９３が設けられており、カプラー９３により緊張材２の端部を把持した状態で、油圧ジャッキ９を操作することで、緊張材２を引き出す。緊張材２を引き出すことで、アンカーヘッド７に作用する荷重（緊張力）を増すことで、第一リングナット５および第二リングナット６の回転が可能となる。ジャッキチェア９１は、開口部９４を有した筒状部材であり、第一リングナット５又は第二リングナット６を回転させる際には、開口部９４から目視で確認しながら、開口部９４から専用工具でリングナットを回転させ緊張力の増減を行う。

また、メンテナンス後、再度緊張力を付加する際には、工具を凹部５２に挿入して第一リングナット５を除荷時と反対方向に回転させることにより第二リングナット６を緊張方向に沿って支圧板３と反対側に移動させるとともに、工具を凹部６３に挿入して第二リングナット６を除荷時と反対方向に回転させることによりアンカーヘッド７を緊張方向に沿って支圧板３と反対側に移動させる。

本実施形態の定着具１によれば、アンカーヘッド７と第二リングナット６が緊張方向に沿って移動するため、緊張材２の緊張力の除荷が可能である。そのため、グラウンドアンカーのメンテナンス等において、効率的に緊張を除荷することが可能となる。

また、アンカーヘッド７は第二リングナット６内を移動可能とし、第二リングナット６は第一リングナット５内を移動可能とした、三段構造にすることで、支圧板３からの突出長を最小限に抑えることができる。

また、第一リングナット５および第二リングナット６を回転させるのみで緊張材２の除荷が可能なため、作業性に優れている。また、アンカーヘッド７にくさび７１を係止した状態を維持したまま緊張力を除荷できるため、くさび７１を撤去する手間を省略できるとともに、くさび７１の設置跡が複数個所に残ることがない。

また、アンカーヘッド７および第二リングナット６の高さが、第一リングナット５の高さ以下であるため、第一リングナット５、第二リングナット６およびアンカーヘッド７を重ねた状態で緊張力を除荷することができる。そのため、固化材が充填されたアンカー孔Ｈ内に部材を押し込む必要がなく、効率的に緊張力を除荷できる。

また、支圧板３と第一リングナット５との間にジョイントプレート４が介設されているため、ジョイントプレート４を介して力を分散させた状態で緊張力を支圧板３に伝達でき応力が集中することを防止できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、緊張材２が３本のＰＣより線により構成されている場合について説明したが、緊張材２を構成するＰＣより線の本数は限定されるものではなく、例えば、４本や７本であってもよい。

１ 定着具（グラウンドアンカー定着具）
２ 緊張材
３ 支圧板
４ ジョイントプレート
５ 第一リングナット
６ 第二リングナット
７ アンカーヘッド
７１ くさび
７２ くさび孔
７３ 第二雄ネジ
８ ヘッドキャップ

Claims (2)

1. 緊張材が貫通する支圧板と、
   内面に第一雌ネジが形成された第一リングナットと、
   外面に前記第一雌ネジと螺合される第一雄ネジが形成されているとともに、内面に第二雌ネジが形成された第二リングナットと、
   前記緊張材の端部に取り付けられたくさびが係止され、外面に前記第二雌ネジに螺合される第二雄ネジが形成されたアンカーヘッドと、を備えるグラウンドアンカー定着具であって、
   前記第一リングナットは、前記支圧板の表面にジョイントプレートを介して設置されており、
   前記第二リングナットは、前記第一リングナットに螺合された状態で前記第一リングナットを回転させることで前記緊張材の緊張方向に沿って移動し、
   前記アンカーヘッドは、前記第二リングナットに螺合された状態で前記第二リングナットと回転させることで前記緊張材の緊張方向に沿って移動することを特徴とするグラウンドアンカー定着具。
2. 前記アンカーヘッドおよび前記第二リングナットの高さは、前記第一リングナットの高さ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のグラウンドアンカー定着具。

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