JPH0781269B2 - 摩擦・支圧型グランドアンカー工法及びグランドアンカー用支圧体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強大な土圧や地すべり力
を抑止するために建設工事等に広く用いられるグランド
アンカー工法とそのアンカー用支圧体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】平成２年２月発行の“土質工学会：グラ
ンドアンカー設計・施工基準・解説”によればグランド
アンカーはその支持機構から三種類の方式があるとして
いる。三種類の方式を上記の“設計・施工基準・解説”
から抜粋し説明すると下記の通りである。

【０００３】摩擦型支持方式 摩擦型は、図１に示すようにアンカー体（１）の周辺摩
擦抵抗Ｆによって、アンカーの引抜き力Ｐを周囲の地盤
に伝達させるものである。

【０００４】支圧型支持方式 支圧型は、図２（ａ）（ｂ）に示すようにアンカー体
（１）の一部あるいは大部分を局部的に大きく削孔し
（拡孔型）、アンカー体と土の摩擦抵抗Ｆというより、
アンカー体の断面に働く受働土圧（支圧）Ｑによって、
アンカーの引抜き力Ｐに抵抗するものである。

【０００５】［摩擦＋支圧］型支持方式 一般に使用されているアンカーは、摩擦型が多く、支圧
型は比較的少ない。しかしながら、実際には支圧型とい
っても、拡孔型となれば、図３に示すようにそのアンカ
ー体（１）周辺面積も大きくなるため、摩擦抵抗Ｆが分
担する力もかなりあると考えられ、引張り力Ｐが作用す
ると、摩擦力Ｆ＋支圧力Ｑというような両者併用になる
ことが多いと思われる。

【０００６】以上が平成２年２月発行の改訂版に記載さ
れているグランドアンカーの支持機構からのアンカーの
種類であるが、本書の改定前の昭和51年９月発行の土質
工学会から初めて頒布された“アースアンカー工法、付
・土質工学会アースアンカー設計・施工基準”には上記
外の支持機構のアンカーを下記のように紹介している
（抜粋部）。

【０００７】メカニカルアンカー支持方式（左記のう
ちのプレートアンカー工法） 図４に示すように引張り鋼材（ケーブル、ロッド、チェ
ーンなど）（２）の端部にアンカーヘッド（３）があ
り、その主要部は１枚の板から作られている。この板に
直交して２枚の平行な補強板が付いている。プレートア
ンカー工法は打込み時の貫入抵抗をできるだけ小さくな
るとともに、引抜き力が作用したときの抵抗をできるだ
け大きくするように考案したものである。そして打込み
には図５のようにヤットコ（４）やドリルロッドなどを
用いて、図６のように板と平行にドロップハンマーやバ
イブロハンマーなどのハンマー打設機（５）を使用して
打設する。所要の定着深度に達したら、図７のようにジ
ャッキ（６）によって引張り鋼材（２）に緊張を与えれ
ば、アンカーヘッド（３）は地中で回転して、図８のよ
うに引張り力に直交あるいは斜め方向に位置をとり、打
込み力の２〜６倍の引抜き抵抗を示すようになる。

【０００８】このプレートアンカー工法の特徴は、下記
の通りである。 施工が簡単で機械設備もアンカー打設と引張りの設
備で足りるので経済的なアンカーを短期間に作れること
にある。 この工法はセメント注入を必要としないので水中ア
ンカーの施工が容易である。 の意味から河底、海底のアンカーとして特に適し
ている。

【０００９】以上が、土質工学会の“グランドアンカー
設計・施工基準・解説”に述べられている従来のグラン
ドアンカーであり、これら４方式のグランドアンカーが
現存すると考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の上記摩擦・支圧
型アンカーは支圧部を拡孔によって作成するが、崩壊性
の地盤に斜掘して打設するアンカーでは崩落して所定の
拡孔ができず、目的を達しない場合が多い。

【００１１】また上記プレートアンカーは削孔しない
で、パイプの先端に挟んだ支圧体を地表から直にドロッ
プハンマーや、バイブロハンマーで打込む工法だから色
々と障害がある。即ち鉛直に打込むプレートアンカーな
ら上記の打込み方式が可能であるが、傾斜したプレート
アンカー（需要は圧倒的にこの型が多い）では上記打込
みは不可能な場合が多い。

【００１２】またプレートアンカーの支圧体は対称型で
ないから、斜め打ちの場合には方向精度の確保のために
太くて剛性の大きい打込み用パイプが必要になる。太い
パイプの溝に挟まれた支圧体の巾は太いパイプの径より
も大きくする必要がある。従って、打込み時の地盤の抵
抗力が大きくなって強大なハンマーが必要となる。強大
なハンマー使用すると騒音や地盤振動の公害が発生す
る。さらに支圧体の巾が大きいとその分、構造物に大き
な穴を開けなければならないが、構造物によっては大き
な穴あけがむずかしい場合がある。

【００１３】またプレートアンカーは打込み能力以上の
硬い地盤内には打込めない。

【００１４】従ってプレートアンカーは鉛直アンカーで
あって河底、海底の軟弱地盤に対して有用なものである
ことがわかる。

【００１５】このように従来のグランドアンカーは種々
の問題があるため十分満足できるものではなかった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み種々
検討の結果、従来のように拡孔の必要がなく、強力な回
転力で支圧体を地盤内に圧入もしくはくい込ませること
により上記の問題を解消した摩擦・支圧型グランドアン
カー工法とこれに用いる支圧体を開発したものである。

【００１７】即ち本発明の工法は、地盤に形成したアン
カー孔にパイプを挿入して該パイプ内、又はボーリング
した削孔パイプ内を注入材で充填し、長尺本体の中央か
ら偏心した位置にアンカー引張材の連結孔を設け、該連
結孔からの長さの大きい側の端部を突起状に形成した支
圧体を、アンカー引張材に連結して上記突起状部を上方
に向けた状態で上記パイプ内に挿入し、その後該パイプ
を支圧体上端部まで抜き、次にアンカー引張材を引き上
げることにより上記パイプの下端に支圧体の突起状部を
係止させて上記連結孔の回りに該支圧体を回転させ、該
突起状部をアンカー孔壁に圧入あるいは係止させ、しか
る後上記パイプを抜いてから注入材を硬化させることを
特徴とするものである。

【００１８】また本発明の支圧体は、長尺本体の側面の
中央から偏心した位置にあるアンカー引張材を連結する
連結孔の両側に水平板を有し、該連結孔からの距離の大
きい側の端部が嘴状に突起していることを特徴とするも
のである。

【００１９】さらに本発明の他の支圧体は、略長方形側
面の長手方向の中央から偏心した位置にアンカー引張材
を連結する連結孔を有し、該連結孔からの距離の大きい
側の短辺の一頂角部に突起部を形成し、該一頂角の対角
部を欠切したことを特徴とするものである。

【００２０】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。

【００２１】（実施例１）図９〜図13に本発明のグラン
ドアンカー工法の手順を示す。

【００２２】図９は削孔パイプ（11）でボーリングが完
了したときのアンカー孔（10）断面図である。グランド
アンカーは注入材の充填を確実にするために、一般に水
平より下向きに打設される。なお（12）はグランドアン
カーで支持する構造物である。

【００２３】次に図10のように削孔パイプ（11）内に注
入材（13）をグラウトで充填した後に、引張鋼材（14）
を連結孔（15）に係止して該連結孔（15）の回りに回転
可能な本発明支圧体（16）を引張鋼材（14）と共に削孔
パイプ（11）内の孔底まで挿入する。

【００２４】ここで本発明の上記支圧体は図14のような
形状である。即ち該支圧体（16）は削孔パイプ（11）内
に挿入可能な長尺形状であり、且つ孔壁周辺の地盤の硬
・軟の度合によってその長さを変える。そして支圧体
（16）は長尺の支圧体本体（30）と該本体（30）の一端
に嘴状の突起（31）を設け、全長の中央から偏心した位
置に上記引張鋼材（14）を連結する連結孔（15）を穿設
し、さらに該連結孔（15）の両側に水平板（32）を設け
た形状である。なお（33）は支圧体をアンカー中心に誘
導する凸起板である。

【００２５】そして図11に示すように、削孔パイプ（1
1）を支圧体（16）の挿入長さよりも幾分長く引き抜
き、支圧体（16）を削孔パイプ（11）の先端よりも外に
だし、地上部の削孔パイプ（11）の頭部（17）にセンタ
ーホールジャッキ（18）を設置し、ジャッキ頭部で引張
鋼材（14）を固定してからジャッキアップする。ジャッ
キアップで発生する引張り力（19）は引張鋼材（14）を
介して支圧体（16）に伝達され、支圧体（16）に引張り
力（19）と、作用位置の偏心によって発生する回転力が
作用し、支圧体（16）は斜めに傾き、そしてずれ上がり
支圧体（16）の先端の嘴状突起（31）が地盤へのくい込
み誘導部として作用し、孔壁地盤（21）にくい込みなが
ら支圧体（16）をより以上に傾斜させて削孔パイプ（1
1）の先端部（22）の下部にもぐり込み先端部（22）に
接触する。

【００２６】更にジャッキアップし、引張り力（19）が
大きくなると、反力の支持体としての削孔パイプ（11）
の頭部（17）を反力点として引張鋼材（14）によって支
圧体（16）の連結孔（32）に伝達された引張り力（19）
が増大し、削孔パイプ（11）と支圧体（16）の接触点で
ある先端部（22）を支点とする支圧体（16）の回転力が
増大する。なお引張鋼材（14）と支圧体（16）との連結
孔（32）は引張り力（19）を確実に回転力に変換する目
的で一般的に中心より偏心して設ける。

【００２７】更にジャッキアップして引張り力（19）が
増大し、回転力が増大すると支圧体（16）は孔壁周辺の
地盤（21）内に圧入される。このように一般に引張り力
（19）の増大に伴なって地盤（21）内への支圧体（16）
の圧入量は増大するが、地盤（21）の支圧強度が引張り
力（19）の最大値より大きい場合には支圧体（16）は引
張り力（19）の方向に対して斜め方向に位置した状態で
回転が止まり、引張り力（19）との均衡を保つ。他方引
張り力（９）が地盤（21）の支圧強度より大きければ支
圧体（16）は削孔パイプ（11）に当たるまで回転し、図
12のように引張鋼材（14）と直交する状態まで圧入され
る。

【００２８】また削孔パイプ（11）の耐力以上でなけれ
ば支圧体（16）の回転が不可能な場合には、その耐力内
までは削孔パイプ（11）を反力材として使用し、より大
きい引張り力に対しては別の反力体にセットし直してジ
ャッキアップして支圧体（16）を更に圧入させる。

【００２９】なお支圧体（16）が回転したあとにできる
空洞（23）は、あらかじめ孔中にグラウトされている注
入材（13）がまわり込んで固まり地盤補強される。さら
に回転力によってはがされた土砂は支圧体（16）の以深
の孔内に落下するが支圧体（16）の前面に残留した土砂
はグラウトホースを挿入してグラウトする２次注入の注
入材（13）によるグラウト圧力で孔外に排除される。

【００３０】次に削孔パイプ（11）を抜管する。注入材
（13）が硬化すると支圧体（16）よりも浅い注入材（1
3）の円柱部（24）はアンカー孔壁との間で摩擦抵抗が
あるから該円柱部（24）は摩擦型アンカー部になる。そ
の後注入材（13）の硬化後に構造物（12）に台座（25）
を設け、定着具（26）をセットしてセンターホールジャ
ッキ（18）で本発明のグランドアンカーを反力体として
構造物（12）を引張り力（19）で締め付けてアンカー工
事は完了する。 このように上記のグランドアンカー
は、このとき（摩擦＋支圧）型アンカーとしてアンカー
力（抵抗力）を発揮する。

【００３１】（実施例２）次に強固な地盤、たとえば岩
盤内に施工したアンカーについて図15により説明する。
施工手順は実施例１と同一である。

【００３２】まずこの実施例における本発明支圧体（3
6）を図16により説明する。側面が略長方形でその長手
方向の中央から偏心した位置にアンカー引張材を連結す
る連結孔（15）を形成し、該連結孔（15）からの距離の
大きい側の短辺の一頂角部に突起部（37）を形成し、そ
の対角部は部材を切除した形の欠切部（38）を形成した
支圧体（36）を作製した。

【００３３】このように支圧体（36）の連結孔（15）は
回転力の作用時に図15に示すように支圧体（36）を強固
な孔壁地盤（40）にくい込ませる目的で支圧体（36）の
中心よりずらし、偏心した位置に設けてある。なお図中
の（41）は支圧体（36）が強固な孔壁地盤（40）にくい
込んだ支圧体（36）の地盤くい込み部である。そして注
入材（13）の硬化後に構造物（12）に台座（25）と定着
具（26）をセットしセンターホールジャッキで本発明の
強固な地盤用グランドアンカーを反力体として引張り力
（19）で締め付けてアンカー工事は完了する。

【００３４】上記の強固な地盤用の本発明になる支圧体
のアンカー原理は次のように説明できる。支圧体の地盤
くい込み部に作用する回転力によって発生する孔壁への
鉛直力は支圧体が地盤内への圧入不可能な強固な地盤で
は地盤の支圧抵抗力となる。そして鉛直に作用する支圧
抵抗力は強固な地盤ではそのほとんどの力が摩擦抵抗力
となる地盤が多い。アンカー力はこの回転力によって発
生する摩擦力と強固な地盤のせん断抵抗力の合計である
から強大な値となり、充分にグラントアンカーの目的に
かなうことになる。

【００３５】（実施例３）図17は強固な地盤用たとえば
岩盤地盤に適用するアンカーに大きな耐力を分担させる
目的で引張鋼材の数を増やす場合に用いる本発明の支圧
体を示す。基本的には図16に示す支圧体（36）と同様で
あるが、引張鋼材を増やす場合の支圧体（45）は長手方
向に長尺な連結孔（46）を形成し、その孔（46）の上辺
部を鞍型（47）に形成してある。またこの支圧体（45）
を用いてグランドアンカーを完成したものを図18に示
す。

【００３６】以上の実施例から明らかなように、本発明
のグランドアンカー工法は一般的なアンカー打設機と削
孔パイプで所定の削孔を行い、その削孔パイプ内に挿入
可能な支圧体を削孔パイプを反力の支持体として引張鋼
材を介してジャッキングで引張り及び回転力を加え地盤
内に圧入して支圧型アンカー製作する工法である。従っ
て一般に多用されている摩擦型アンカー工法に支圧型ア
ンカーをつけ加える工法で完成することができるから、
実施に当って孔径とか騒音とか振動とか地盤の硬軟とか
が障害になることはない。

【００３７】

【発明の効果】本発明のグランドアンカー特長を列記す
れば下記の如くである。

【００３８】 昨今、グランドアンカーとして施工さ
れている殆どの方式は摩擦型支持方式のアンカーであ
る。その理由は他の方式のアンカーは欠点が多いので、
実際的ではない工法が多いからである。ところが本発明
のグランドアンカーは工法的には一般的である摩擦型ア
ンカー方式で施工し、その削孔パイプを利用してアンカ
ー先端部に支圧体を回転力で設置するだけであるから工
法的には問題となる欠点は全くないし、支圧型アンカー
部での抵抗力が大きいのでその分アンカー長が短くなる
から摩擦型アンカーと比較して経済的である。

【００３９】 軟弱地盤内の摩擦型アンカーはアンカ
ー抵抗力が小さく不経済な工法になることからグランド
アンカー工法は不適とされているが、本発明のグランド
アンカー工法は支圧抵抗力を加算できて大きな抵抗力が
得られるから軟弱地盤内のアンカーとしての適用が大い
に期待できる。

【００４０】 仮設山留用アンカーの場合には隣地に
アンカーを打込まねばならない場合があり、アンカーが
不要になった時点で引張材を除去する除去アンカーを施
工して隣地借用の了解を得なければならない山留アンカ
ーが多いが、本発明のアンカーでは支圧型アンカーとし
て設計すればアンカー長は短くてよいから用地境界内に
納まる山留アンカーを施工できる。

【００４１】本発明のグランドアンカーは引張材とし
てポリエチレンホースで被覆したＰＣ銅撚線を用いれ
ば、この引張材は支圧体に形成されたエッジ部が湾曲し
た連結孔に折り曲げて通しておけば、不要になった時点
で引張材を容易に除去することができる。

【００４２】 昨今、永久構造物の一部として防食さ
れたグランドアンカーが使用されているが、本発明のグ
ランドアンカーは支圧抵抗力が加算できる安全性の高い
アンカーであるから防食型の引張り鋼材と腐食しない材
質を有する鋼材やセラミック等の支圧体を使用すれば優
れた永久アンカーを製作できる。

【００４３】 本発明のグランドアンカーは軟弱地盤
から岩盤まで地盤を選ばず大きなアンカー力が期待でき
るし、仮設アンカー、除去アンカー又は永久アンカーと
して使用できる万能型アンカーである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の摩擦型アンカーを示す説明図である。

【図２】従来の支圧型アンカーを示すもので、（ａ）は
拡孔部が１つの場合の説明図、（ｂ）は拡孔部が２つの
場合の説明図である。

【図３】従来の摩擦＋支圧型アンカーを示す説明図であ
る。

【図４】プレートアンカーのアンカーヘッド部を示す斜
視図である。

【図５】プレートアンカー工法においてアンカーヘッド
をヤットコで保持した状態を示すもので、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

【図６】プレートアンカー工法の手順を示すもので、ア
ンカーヘッドを打設する説明図である。

【図７】同じく、引張鋼材を介してアンカーヘッドをジ
ャッキアップする説明図である。

【図８】同じく、アンカーヘッドが回転して引抜き抵抗
力を示す状態の説明図である。

【図９】本発明工法の一実施例を示すもので、アンカー
孔にパイプを挿入した状態の説明図である。

【図10】同じく、パイプ内に支圧体を挿入れた状態を示
す説明図である。

【図11】同じく、支圧体をジャッキアップする状態を示
す説明図である。

【図12】同じく、ジャッキアップにより支圧体が回転し
た状態を示す説明図である。

【図13】本発明工法の一実施例によるアンカー工事が完
了した状態を示す説明図である。

【図14】本発明支圧体の一実施例を示すもので、（ａ）
は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線断面図、（ｃ）は平
面図である。

【図15】本発明の他の実施例の支圧体を用いたグランド
アンカーを示す説明図である。

【図16】本発明支圧体の他の例を示すもので、（ａ）は
側面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線断面図、（ｃ）は平面
図である。

【図17】本発明支圧体のさらに他の例を示すもので、
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線断面図、
（ｃ）は平面図である。

【図18】本発明のさらに他の実施例の支圧体を用いたグ
ランドアンカーを示す説明図である。

【符号の説明】

１ アンカー体 ２ 引張り鋼材 ３ アンカーヘッド ４ ヤットコ ５ ハンマー打設機 ６ ジャッキ 10 アンカー孔 11 削孔パイプ 12 構造物 13 注入機 14 引張鋼材 15 連結孔 16 支圧体 17 削孔パイプ頭部 18 センターホールジャッキ 19 引張り力 21 孔壁地盤 22 削孔パイプ先端部 23 空洞 24 注入材円柱部 25 台座 26 定着具 30 支圧体本体 31 嘴状突起 32 水平板 33 凸起板 36 支圧体 37 突起部 38 欠切部 40 強固な孔壁地盤 41 地盤くい込み部 45 支圧体 46 長尺連結孔 47 鞍型上辺部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に形成したアンカー孔にパイプを挿
   入して該パイプ内、又はボーリングした削孔パイプ内を
   注入材で充填し、長尺本体の中央から偏心した位置にア
   ンカー引張材の連結孔を設け、該連結孔からの長さの大
   きい側の端部を突起状に形成した支圧体を、アンカー引
   張材に連結して上記突起状部を上方に向けた状態で上記
   パイプ内に挿入し、その後該パイプを支圧体上端部まで
   抜き、次にアンカー引張材を引き上げることにより上記
   パイプの下端に支圧体の突起状部を係止させて上記連結
   孔の回りに該支圧体を回転させ、該突起状部をアンカー
   孔壁に圧入あるいは係止させ、しかる後上記パイプを抜
   いてから注入材を硬化させることを特徴とする摩擦・支
   圧型グランドアンカー工法。
2. 【請求項２】 略長方形の側面の長手方向の中央から偏
   心した位置にアンカー引張材を連結する連結孔を有し、
   該連結孔からの距離の大きい側の短辺の一頂角部に突起
   部を形成し、該一頂角の対角部を欠切したことを特徴と
   するグランドアンカー用支圧体。
3. 【請求項３】 連結孔を長手方向に長尺に形成し、且つ
   該孔の上辺部を鞍型に形成した請求項２記載のグランド
   アンカー用支圧体。