JPH06200524A - ロックアンカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロックボルト等のロックアンカーに容積の大き
なアンカーヘッドを簡易に形成することができるととも
に、軟弱な土砂斜面ばかりでなく、軟岩や硬岩等の各種
の地盤や岩盤における前記アンカーヘッドの周囲の強化
及び密着性を改善して引抜き抵抗力の増大を図る。 【構成】グラウト材の注入孔８を縦貫したロックアンカ
ー本体１に、前記注入孔に連通するとともに、該注入孔
からのグラウト材の圧入によって膨張変形する袋体３を
付設したものにおいて、前記袋体を前記グラウト材の所
定圧により破壊される強度に形成するとともに、この袋
体に前記グラウト材の圧入によって該袋体と共に膨張変
形し、かつ該袋体より大きい強度に形成された保護シー
ト体１４を配設したことを特徴とする。前記袋体３及び
保護シート体１４にグラウト材の流出可能な細孔を備え
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱土砂地盤や、軟
岩、硬岩等の各種の地盤や岩盤から形成される斜面やト
ンネル等の安定化を図るために用いられるロックアンカ
ーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地山や各種の土木工事に伴う法面
や、トンネル等の坑道における地盤や岩盤の安定化を図
るため、ロックボルト等を用いたロックアンカー工法が
広く実施されている。しかしながら、特に軟弱な土砂地
山等においては、地山自体の強度が小さいため、このロ
ックアンカー工法の実施にあたって、期待する大きさの
引抜き抵抗力が得られない場合があった。しかも、斜面
を形成する地山が軟弱であればあるほど斜面背後に作用
する土圧が大きくなるため、従来のロックボルトではこ
の背面土圧に対抗できない場合も多かった。このため、
このような条件の下ではアースアンカー工法やＬ型、逆
Ｔ字型等の剛体擁壁が多用されてきた。この場合、ロッ
クボルト等の全長を長くして定着長を稼いで必要な引抜
き抵抗力を得る方策も考えられるが、施工が難しく多く
の経費を要するといった問題が伴った。

【０００３】そこで、他の方法として、ロックボルトに
アンカーヘッドを形成して引抜き抵抗力を増大すること
が検討され、その手段として、爆薬の爆発作用によって
地中にアンカーヘッド用の空間を形成し、この空間を利
用してアンカーヘッドを形成することが提案されるに至
っている。しかしながら、火薬類の使用には安全性や規
制の問題が多く、一般に利用できる技術手段ではないと
いう問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来技術の状況に鑑みてなされたもので、ロックボル
ト等のロックアンカーに容積の大きなアンカーヘッドを
簡易に形成することができるとともに、軟弱な土砂斜面
ばかりでなく、軟岩や硬岩等の各種の地盤や岩盤におけ
る前記アンカーヘッドの周囲の強化及び密着性を改善し
て引抜き抵抗力の増大を図ったロックアンカーを提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明においては、グラウト材の注入
孔を縦貫したロックアンカー本体に、前記注入孔に連通
するとともに、該注入孔からのグラウト材の圧入によっ
て膨張変形する袋体を付設したものにおいて、前記袋体
を前記グラウト材の所定圧により破壊される強度に形成
するとともに、この袋体に前記グラウト材の圧入によっ
て該袋体と共に膨張変形し、かつ該袋体より大きい強度
に形成された保護シート体を配設するという技術手段を
採用したことを特徴とする。また、請求項２記載の発明
においては、さらに前記袋体及び保護シート体にグラウ
ト材の流出可能な細孔を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】以上の技術手段の採用の結果、ロックアンカー
本体に付設された袋体の膨張により、地盤が軟弱な場合
には周囲が塑性変形を起こし、あるいは岩盤のように所
定以上の強度を有する場合には前記挿入孔の内面形状に
沿って密着した状態で拡径グラウト団塊、すなわちアン
カーヘッドが形成される。その際、グラウト材による袋
体内の内圧が所定圧に達すると、袋体が破壊されてグラ
ウト材が流出するため、袋体の周囲の空隙部を充填した
り、周囲の地盤や岩盤の亀裂部分や隙間等に入り込んで
固化する。この場合、袋体には強度の大きい前記保護シ
ート体が配設されているので、その破壊箇所を選定して
流出部位を調整することができる。また、前記袋体及び
保護シート体に細孔を形成した場合には、その細孔を介
してグラウト材が流出するので、袋体の周囲の空隙部を
充填したり、周囲の地盤や岩盤の亀裂部分や隙間等に入
り込んで固化する作用を更に補完する。このように、前
記アンカーヘッドの周囲の地盤や岩盤が強化され、かつ
アンカーヘッドの周囲への密着性が改善されるため、こ
れらが相俟ってその引抜き抵抗力が大幅に増大する。さ
らに、前記袋体の細孔等による脱気、脱水機能により、
グラウト材の固化時における水セメント比は減少するの
で、強度の大きいアンカーヘッドが速やかに得られ、延
いてはグラウトの注入時における水セメント比を上げて
適度の流動性を付与することも可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に関して
説明する。図１及び図２は本発明の実施例の施工状態を
示した概略図で、図１は斜面に対して、また図２はトン
ネル等の天盤に対して施工した状態を示したものであ
る。図中、１はロックアンカー本体で、予め公知の適宜
手段にて地盤や岩盤の所定位置に穿設された挿入孔２に
挿入される。ロックアンカー１には、後述の注入孔が縦
貫されており、該注入孔を介して先端部に付設する袋体
３内にグラウト材を所定の圧力で圧入することによって
該袋体３を膨張させ、挿入孔２の壁を押圧するととも
に、その袋体３内を充満するグラウト材が固化してアン
カーヘッドが形成されるように構成されている。その袋
体３の膨張の際、対象の地盤が軟弱な場合には、周囲の
地盤が塑性変形する。また、その袋体３の膨張後、グラ
ウト材による袋体内の内圧が所定圧に達すると、袋体が
破壊されてグラウト材が流出するため、袋体の周囲の空
隙部を充填したり、周囲の地盤や岩盤の亀裂部分や隙間
等に入り込んで固化し、周囲の地盤や岩盤を強化する。
なお、この場合、袋体３には後述の如く、強度の大きい
前記保護シート体が該袋体３と一体的あるいは別体とし
て配設されているので、その破壊箇所を選定して流出部
位を調整することができる。さらに、前記袋体及び保護
シート体に細孔を形成した場合には、その細孔を介して
グラウト材が流出するため、袋体の周囲の空隙部が充填
されたり、周囲の地盤や岩盤の亀裂部分や隙間等に入り
込んで固化する作用が更に補完されて、前記アンカーヘ
ッドの周囲の地盤や岩盤がより強化されるとともに、ア
ンカーヘッドの周囲への密着性が改善されるため、これ
らが相俟ってその引抜き抵抗力が大幅に増大されること
は前述のとおりである。この細孔からのグラウト材の流
出に際して、場合により細孔周辺の応力集中で一部の細
孔が破壊されることがあっても構わない。なお、図中、
４はロックアンカー本体１の挿入孔２への挿入時におい
て袋体３等を保護しながら案内する挿入補強コーン、５
はネジ部、６は締付けナット、７は座金をそれぞれ示
す。また、図２の（Ａ）は袋体３部分に形成されるアン
カーヘッドと地盤ないし岩盤との結合に基礎をおく仮設
用の施工状態を、（Ｂ）はそのアンカーヘッドと地盤な
いし岩盤との結合と、該アンカーヘッドより基端部側の
ロックアンカー本体１自体の外周面と地盤ないし岩盤と
の結合との双方に基礎をおく永久用の施工状態を示した
ものである。

【０００８】つぎに、図３〜図９に基づいて各実施例に
関して具体的に説明する。図３は仮設用の一例を示した
もので、（Ａ）はロックアンカー本体１を地盤ないし岩
盤に穿設した挿入孔２内へ挿入した状態を、また（Ｂ）
はロックアンカー本体１に縦貫された注入孔８を介して
グラウト材を袋体３内へ圧入して該袋体３が膨張した状
態を示したものである。図中、９，１０は注入孔８の先
端部に形成された吐出口で、吐出し易くするためテーパ
ー状に形成され、袋体３内と連通している。吐出口１０
の開口面積は吐出口９より大きく設定され、袋体３の先
端部側への吐出を促進することによって、流入の平均化
を図るべくバランスをとっている。また、ロックアンカ
ー本体１の外周面には凹部１１が形成され、引抜き抵抗
力の増大を図っている。袋体３はロックアンカー本体１
の先端部に吐出口９，１０を覆うように付設され、グラ
ウト材の流入によって膨張するように構成されている。
図４はその袋体３の一例を示したもので、図示のよう
に、折込みひだ１２を有するアラミド繊維やポリエステ
ル繊維等からなる長繊維不織布を用いている。また、本
実施例においては、この袋体３は、図示しない細孔を有
しており、これを介してグラウト材が流出し得るように
構成されている。この細孔は、布等の袋体３の材料自体
としてもっている細孔を用いてもよく、事後的に形成し
たものでもよいことはいうまでもない。要は、袋体３の
膨張時に、該細孔を介してグラウト材の一部が外部へ流
出し得ると同時に、その流出抵抗により袋体３内の内圧
が上がって袋体３を膨張させることが可能な開口面積を
もったものであればよい。また、この袋体３はグラウト
材による内圧が所定圧に達した場合に破壊の始まる強度
に形成されており、その所定圧において、それまでの前
記細孔を介して徐々に流出していた状態から局部的な破
壊によって形成される開口部１３からの大量の流出状態
へと移行することになる。図中、１４は袋体３の内側に
沿って配設された、例えば合成ゴムないし合成樹脂等か
らなり、かつ袋体３より強い強度に形成された保護シー
ト体で、この保護シート体１４により袋体３を一体的あ
るいは別体として被うことにより、破壊される部位を結
果的に該保護シート体１４によって被われていない部分
に選定することができるものである。なお、本実施例に
おいては保護シート体１４を袋体３の内側に配設した
が、袋体３の外側に配設してもよい。また、本例におい
ては袋体３に細孔を備えたことと対応して、この保護シ
ート体１４にも同様の細孔が形成される。前記袋体３
は、図３に示すように、両端部を締結バンド１５，１６
等を用いて締結することによりロックアンカー本体１に
付設されている。

【０００９】しかして、注入孔８を介してグラウト材が
注入されると、前記折込みひだ１２の部分が拡がり、図
３の（Ｂ）に示すように、袋体３が膨張した状態とな
り、該袋体３内に充満したグラウト材がその後固化して
拡径グラウト団塊となってアンカーヘッドが形成される
ことになる。その際、袋体３の有する前記細孔を介して
グラウト材の一部が外部に流出して、袋体の周囲の空隙
部が充填されたり、周囲の地盤や岩盤の亀裂部や隙間等
に入り込んで固化することにより、周囲の地盤や岩盤を
更に強化すると同時に、前記アンカーヘッドの周囲に対
する密着性も改善する。また、袋体３の膨張後、前記グ
ラウト材の注入による内圧が所定圧に達すると、図示し
たように、保護シート体１４の存在しない部分において
破壊が発生して開口部１３が形成される。これにより、
この開口部１３を介して大量のグラウト材が流出して広
範囲にわたって地盤や岩盤の亀裂部や隙間等に入り込む
ためアンカーヘッドの周囲が大幅に強化されると同時
に、密着性も一層改善される。なお、袋体３に備えた前
述の細孔は、当然、脱気、脱水機能も有しており、これ
により、グラウト材の固化時における水セメント比は減
少するので、前記注入孔８からの注入時における水セメ
ント比を上げて適度の流動性を付与することにより注入
時の便を図ることができると同時に、固化時には水セメ
ント比が適度に減少して、強度の大きいアンカーヘッド
が速やかに得られる。

【００１０】図５は他の実施例を示したもので、前述の
図３に記載の実施例を永久用に構成したものである。図
中、（Ａ）はロックアンカー本体１を地盤ないし岩盤に
穿設した挿入孔２内へ挿入した状態を、また（Ｂ）はロ
ックアンカー本体１に縦貫された注入孔８を介してグラ
ウト材を袋体３内へ圧入して該袋体３が膨張した状態を
示したものである。本実施例は、ロックアンカー本体１
の基端部に穿設された吐出口１７を覆うように配設さ
れ、グラウト材の流入圧により膨張して挿入孔２との間
隙を閉塞する合成ゴム等からなる閉塞手段１８と、この
閉塞手段１８と袋体３との間に穿設された吐出口１９を
覆うように配設され、グラウト材の流入圧により破壊し
て両者間にグラウト材を供給する第２吐出部２０とを具
備する点で特徴を有する。しかして、本実施例の場合に
は、グラウト材の注入により、前記実施例の場合と同様
に、袋体３が膨張して該袋体３内のグラウト材が固化す
ることによりアンカーヘッドが形成されるとともに、所
定圧による破壊に基づく開口部１３を介して流出するグ
ラウト材によって周囲の地盤や岩盤の強化と密着性が改
善されると同時に、第２吐出部２０が破壊してグラウト
材の一部が袋体３と閉塞手段１８との空間部に流出して
固化することによって本ロックアンカーの引抜き抵抗力
を更に向上する。なお、図中、２１は袋体３と閉塞手段
１８との空間部へのグラウト材の流入時のエア抜き用の
排気管である。

【００１１】図６及び図７は他の実施例を示したもので
ある。図６のものは図３に示した実施例に対応し、また
図７のものは図５に示した実施例に対応するもので、そ
れぞれ保護シート体１４の配設位置を先端部側に移動し
て、グラウト材による内圧が所定圧に達した場合に破壊
する部位を手前側に変更した点でのみ差異を有するもの
である。

【００１２】しかして、図６に示した実施例において、
注入孔８を介してグラウト材が注入され、袋体３が膨張
してその内圧が所定圧に達すると、前記保護シート体１
４により被われていない袋体３の手前側の部分において
破壊が発生し、開口部１３が形成される。したがって、
特に袋体３の手前側の周囲に対してグラウト材が流出し
てその部分に強固な結合部分が形成される。また、図中
の開口部２２で示したように、挿入孔２の内方において
破壊が発生するように該当部位に脆弱部を形成しておけ
ば、挿入孔２内にもグラウト材が充填されるため、引抜
き抵抗力の増大が図れる。

【００１３】同様に、図７に示した実施例において、注
入孔８を介してグラウト材が注入され、袋体３が膨張し
てその内圧が所定圧に達すると、前記保護シート体１４
により被われていない袋体３の手前側の部分において破
壊が発生し、開口部１３及び開口部２２が形成される。
したがって、特に袋体３の手前側の周囲に対してグラウ
ト材が流出してその部分に強固な結合部分が形成される
とともに、挿入孔２の内方にもグラウト材が充填され
て、引抜き抵抗力の増大が図れる。なお、本実施例にお
いては、第２吐出部２０が存在するので、仮に開口部２
２が形成されなかった場合においても、挿入孔２の内方
にはグラウト材が充填されるため、より具合いがよい。

【００１４】以上のように、いずれの実施例において
も、地盤の強度が所定以下の場合は、袋体の膨張作用に
より地盤が塑性変形をして手前の挿入孔の孔径より大き
い径のアンカーヘッドが形成され、主としてこれらの径
の差によって所定の引抜き抵抗力が確保される。他方、
岩盤のように、所定以上の強度がある場合には、袋体が
挿入孔の孔壁に密着してグラウト材が流出し、主として
そのグラウト材と孔壁との付着力によって所定の引抜き
抵抗力が確保される。そして、これらのいずれの場合に
おいても、袋体３が所定の膨張をした後、内圧が所定圧
に達すると、袋体３に局部的に破壊が生じて開口部１
３，２２が形成され、これを介してグラウト材が周囲に
流出することにより、周囲の地盤や岩盤の強化及びアン
カーヘッドとの密着性が改善されるため、更に引抜き抵
抗力の増大が図られることになる。これらのことから、
グラウト材の注入圧を地盤条件に応じて選定することに
よりアンカーヘッド形成の度合を調整するとともに、グ
ラウト材の注入圧を計測することによってロックアンカ
ーの引抜き抵抗力を管理することが可能になる。なお、
以上の各実施例の説明においては、袋体３をロックアン
カー本体１の先端部にのみ付設した例を用いて説明した
が、袋体３は必ずしもロックアンカー本体１の先端部に
付設する必要はなく、また必要に応じて複数設置するこ
とも可能である。また、前記保護シート体１４に所定の
透孔を形成しておけば、その透孔に対応した袋体３の部
位に所定の大きさの破壊による開口部を形成することが
できる。また、ロックアンカー１の外周面に形成した凹
部１１も、これに代えてネジ状等の適宜の凹凸形状に変
更できるとともに、袋体３の内部だけでなくロックアン
カー１の外周面全体に施すことも可能である。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、以上の構成に基づいて次の効
果を得ることができる。 （１）ロックアンカー本体に付設された袋体の膨張によ
り、地盤が軟弱な場合には周囲が塑性変形を起こし、あ
るいは岩盤のように所定以上の強度を有する場合には前
記挿入孔の内面形状に沿って密着した状態で拡径グラウ
ト団塊によるアンカーヘッドが形成されるので、これに
よりロックアンカーの引抜き抵抗力が大幅に増加する。 （２）さらに、袋体が膨張した後、内圧が所定圧に達す
ると、該袋体の所定部位に破壊が生じて開口部が形成さ
れ、この開口部を介してグラウト材が周囲に流出するこ
とにより周囲の地盤や岩盤の強化及びアンカーヘッドと
の密着性が大幅に改善されため、ロックアンカーの引抜
き抵抗力を更に増加させることができる。 （３）しかも、袋体の破壊部位は保護シート体の配設の
仕方によって、自由かつ簡易に選定することができる。 （４）袋体及び保護シート体に細孔を備えておけば、該
細孔を介してグラウト材が袋体の周囲に流出するため、
このグラウト材によって袋体の周囲の空隙部が充填され
たり、周囲の地盤や岩盤の亀裂部や隙間等に入り込んで
固化するので、周囲が更に強化されると同時に、前記ア
ンカーヘッドの周囲に対する密着性も改善されるため、
ロックアンカーの引抜き抵抗力を更に増加させることが
できる。 （５）また、前記袋体の細孔による脱気、脱水機能によ
り、グラウト材の固化時における水セメント比は小さく
なるので、前記注入孔からの注入時には水セメント比を
上げて適度の流動性を付与しておいても、固化時には水
セメント比が減少して強度の大きいアンカーヘッドが速
やかに得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例における施工状態を示した概
略図である。

【図２】 本発明の実施例における施工状態を示した概
略図である。

【図３】 本発明の実施例の施工過程を示した断面図で
ある。

【図４】 同実施例における袋体を示した斜視図であ
る。

【図５】 本発明の他の実施例の施工過程を示した断面
図である。

【図６】 本発明の他の実施例の施工過程を示した断面
図である。

【図７】 本発明の他の実施例の施工過程を示した断面
図である。

【符号の説明】

１‥‥ロックアンカー本体 ２‥‥挿入孔 ３‥‥袋体 ４‥‥挿入補強コーン ５‥‥ネジ部 ６‥‥締付けナット ８‥‥注入孔 ９、１０‥‥吐出口 １２‥‥折込みひだ １３‥‥破壊による開
口部 １４‥‥保護シート体 １５，１６‥‥締結バ
ンド １７‥‥吐出口 １８‥‥閉塞手段 １９‥‥吐出口 ２０‥‥第２吐出部 ２１‥‥排気管 ２２‥‥破壊による開
口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 英隆 埼玉県越谷市大泊955−９ (72)発明者 佐藤 文雄 岐阜県岐阜市宇佐南１−６−８ 大日本土 木株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラウト材の注入孔を縦貫したロックア
   ンカー本体に、前記注入孔に連通するとともに、該注入
   孔からのグラウト材の圧入によって膨張変形する袋体を
   付設したものにおいて、前記袋体を前記グラウト材の所
   定圧により破壊される強度に形成するとともに、この袋
   体に前記グラウト材の圧入によって該袋体と共に膨張変
   形し、かつ該袋体より大きい強度に形成された保護シー
   ト体を配設したことを特徴とするロックアンカー。
2. 【請求項２】 前記袋体及び保護シート体にグラウト材
   の流出可能な細孔を備えたことを特徴とする請求項１記
   載のロックアンカー。