JPH09264019A - グラウンドアンカー及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地山掘削に先立ち、地中構造物を確実に支保
できるようなグラウンドアンカーを提供する。 【解決手段】 地表から所定長さのガイド管１７を埋設
し、このガイド管を利用してアンカー孔を削孔する。テ
ンドン１０の先端位置に、引張鋼材１１を心材として第
１のアンカー体を造成して引張鋼材先端を地山中にあら
かじめ定着して第１の定着長部２０とする。第１の定着
長部２０から所定長さの範囲をアンカー自由長部とする
ために引張鋼材１１を覆うようにシース１２を設ける。
シース１２とシース１３との間の引張鋼材１１を心材と
して無加圧注入により第２のアンカー体を造成し、この
第２のアンカー体を、所定張力が導入された際に導入張
力を引張鋼材１１内に保持するための第２の定着長部２
２とし、ガイド管１７とシース１３との間に余剰自由長
部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グラウンドアンカー及
びその施工方法に係り、特に地中に造成した２箇所のア
ンカー体により地中構造物等を確実に定着可能なグラウ
ンドアンカー及び該グラウンドアンカーを効率よくする
ための施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既設管路等の地中構造物の周囲を掘削す
る場合に、掘削により地表に露出した地中構造物の浮き
上がりを防止するためにグラウンドアンカーが施工され
ることが多い。ところで、グラウンドアンカーのアンカ
ー頭部は、一般に地上部分の台座等に定着させる。この
ため、地中構造物の一部にアンカー定着部を設けて支持
を図る場合には、地中構造物のアンカー定着部となる部
分を、一旦地表に露出させるまで掘削し、グラウンドア
ンカーを施工しなければならなかった。したがって、地
中構造物の掘削進行過程では、構造物が一時的に無支保
状態に置かれ、部材応力が過大になり、構造物が破壊に
至るおそれもあった。

【０００３】この問題を解決するために、出願人は地中
部に２箇所のアンカー定着部を造成し、これら２箇所の
アンカー定着部間に所定のアンカー緊張力を導入できる
ようにしたグラウンドアンカーおよびその施工方法を提
案している（特願平８−４０４６３号明細書参照）。

【０００４】このグラウンドアンカーの施工方法につい
て図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示した
ように、設計アンカー長に相当する深さのアンカー孔１
３０をケーシングパイプ１３１で孔壁を保護しながら削
孔する。その後、ケーシングパイプ１３１内を水洗浄
し、引張鋼材１１１の所定位置にシース１１２、１１３
が固定されたテンドン１１０をケーシングパイプ１３１
内に挿入する（図３（ｂ）参照）。このときシース１１
２のアンカー口元側には折り畳まれた状態の公知の布パ
ッカー１１５が装着されている。この状態から、「１期
注入」としての１次注入、２次注入を行う。まず、ケー
シングパイプ１３１内にグラウト材を充填する１次注入
を行う。さらに、所定本数のケーシングパイプ１３１を
引き抜き、ケーシング口元に加圧ヘッド１３３を取付
け、ポンプ（図示せず）により２次注入（ヘッド加圧）
を行う。これにより、アンカー先端の第１定着長部１２
０にアンカー体が造成される（図３（ｃ）参照）。

【０００５】次いで、シース１１２の周囲にグラウトを
無加圧注入しながら、ケーシングパイプ１３１を順次引
き抜く（１次引抜）。ケーシングパイプ１３１をシース
１１２の孔口側端位置まで引き抜いた段階で、布パッカ
ー１１５内にセメントミルクを加圧注入し、アンカー孔
１３０の閉塞を行う（図３（ｄ）参照）。閉塞後、布パ
ッカー１１５より口元側のケーシングパイプ内の水洗い
洗浄を行い、スライム及び孔壁、引張鋼材１１１の表面
の汚れを除去する。そして、アンカー先端の第１定着長
部１２０にアンカー体の強度がでるまで所定の養生期間
をおく。さらに、ケーシングパイプ１３１の引き抜き
（２次引抜）を行い、「２期注入」としてシース１１２
とシース１１３との間のアンカー孔内に加圧注入を行
い、第２のアンカー体を造成し、第２定着長部１２２を
形成する。さらにシース１１３の周囲に無加圧注入を行
う。これにより地表面位置までのアンカー孔１３０のグ
ラウト注入を行って余剰自由長部１２３を造成する。
（図３（ｅ）参照）。このグラウト注入が完了したら、
緊張ジャッキ１４１により所定の緊張力をアンカーに導
入し、緊張を行う（図３（ｆ）参照）。さらに、所定の
養生期間をあけて、緊張ジャッキ１４１を取り外し、地
上部に露出しているアンカー余長分を切断する（図３
（ｇ）参照）。以上の手順でグラウンドアンカーを施工
することにより、グラウト注入及びアンカー緊張作業後
の所定の養生期間後に、図３（ｇ）に示した余剰自由長
部１２３に相当する地山部分１４３の掘削を安全に行う
ことができ、適正に配置されたグラウンドアンカーによ
り地中構造物（図示せず）の浮き上がり等を確実に防止
することができる。なお、第２定着長部１２２に相当す
る地盤の強度が十分である場合や、この範囲に地盤改良
を行った場合には、２期注入作業である第２のアンカー
体の造成をを無加圧注入によって実施することができ
る。これにより、アンカー作業の工程の簡略化を図るこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の２期
注入を行う際、布パッカーより上部に埋設されているケ
ーシングパイプを引き抜く作業において、以下の問題が
ある。 (1)１期注入の定着材が地山とケーシングパイプとの隙
間に浸透すると、ケーシングパイプと地山とが密着して
引き抜きが困難になる。 (2)テンドンの緊張作業とケーシングパイプの引き抜き
作業とを並行して行う計画とすると、地上設備が大がか
りになり、作業も煩雑になる。 (3)ケーシングパイプの引き抜き作業が完了した後に、
テンドンの緊張作業を行う計画にすると、ケーシングパ
イプの引き抜き作業が遅れると、定着材が固化してしま
い、緊張力が導入できなくなる。

【０００７】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、地中において２箇所のアン
カー定着部を確実に設けることができるようにしたグラ
ウンドアンカー及びこのグラウンドアンカーを確実かつ
効率よく施工できるようにした施工方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、地山中に削孔されたアンカー孔内に
挿入された引張鋼材を心材として前記アンカー孔内に定
着材を注入し、前記引張鋼材の先端位置に第１のアンカ
ー体を造成し、該第１のアンカー体を地中先端定着端と
した第１の定着長部と、該第１の定着長部からの所定の
範囲をアンカー自由長部とするために前記引張鋼材を覆
うように設けられた第１の遮断被覆体と、該第１の遮断
被覆体と所定の離れをとって前記引張鋼材を覆うように
アンカー孔口部側に設けられた第２の遮断被覆体と、前
記第１の遮断被覆体と第２の遮断被覆体との間に位置す
る前記引張鋼材を心材として定着材を注入して第２のア
ンカー体を造成して第２の定着長部とし、前記引張鋼材
に所定の張力が導入された際に、該張力を前記第１の定
着長部と前記第２の定着長部との間で保持するようにし
たグラウンドアンカーにおいて、前記地山中には、地表
面から所定深さの範囲に埋設され、内部に前記引張鋼材
の一部と前記第２の遮断被覆体とを位置させたガイド管
と、ケーシングパイプが引き抜かれた前記アンカー孔内
及び前記ガイド管で孔壁保護された地山範囲に定着材を
無加圧注入して造成された前記第２のアンカー体と余剰
自由長部とが位置させるようにしたものである。

【０００９】また、前記グラウンドアンカーを施工する
ために、少なくとも地表面に近い側でアンカー体を造成
する地山範囲に地盤改良が施された地山中にアンカー孔
を削孔し、該アンカー孔内に、所定範囲をアンカー自由
長部とするための第１の遮断被覆体と、管内部に前記第
１の遮断被覆体と所定の離れをとってアンカー孔口部側
に取り付けられた第２の遮断被覆体とが取り付けられた
引張鋼材を挿入し、前記アンカー孔内に定着材を加圧注
入し、前記引張鋼材の先端位置を心材として第１のアン
カー体を造成して該第１のアンカー体を第１の定着長部
とし、その後、埋設されているケーシングパイプが完全
に引き抜かれたアンカー孔内及びガイド管で孔壁保護さ
れている範囲に定着材を無加圧注入し、前記引張鋼材を
心材とした第２のアンカー体を造成し、前記第２のアン
カー体を第２の定着長部とし、前記引張鋼材に導入され
た張力を第１の定着長部と第２の定着長部の間で保持さ
せるようにしたものである。

【００１０】

【発明の実施の態様】以下、本発明によるグラウンドア
ンカーの構成及びその施工方法の一実施の態様について
添付図面を参照して説明する。図１は、本発明に用いら
れるグラウンドアンカー１のテンドン１０（本明細書で
は、所定長さのアンカー用引張材を所定本数に束ね、ア
ンカー孔に挿入できるようにユニット化したものをテン
ドンと呼ぶ）及びこのテンドン１０を地山内に施工した
状態のグラウンドアンカー１の断面を示したものである
（以下、地中に完成したアンカーをグラウンドアンカー
１、引張材ユニットの状態をテンドン１０と表す）。

【００１１】同図（ａ）に示したテンドン１０は、所定
の長さのアンカー長分の引張鋼材１１と、この引張鋼材
１１が内部に挿通され所定位置に固定された遮断被覆体
としてのシース１２、１３と、シース１２の端部に取り
付けられた布パッカー１５とから構成されている。この
うち引張鋼材１１の鋼線本数及び断面積は、設計アンカ
ー力が許容アンカー引張力を越えないような範囲で設計
されている。引張鋼材１１にはＰＣ鋼線、異形ＰＣ鋼
線、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒等、耐久性に富む種々の線
材、棒材を使用することができる。また、本実施の形態
では、第１の遮断被覆体及び第２の遮断被覆体として管
状体たるシース１２、１３が使用されている。このシー
ス１２、１３は、テンドン１０が挿入されたアンカー孔
内にグラウト材を充填した際に、グラウト材とテンドン
１０との縁を切る役割を果たし、この部分がアンカー自
由長部２１、余剰自由長部２３を構成する。シース１
２、１３はポリエステル等の合成樹脂製管からなり、こ
のシース内には防錆オイル等が充填されている。これに
よりシース位置内に挿通されている引張鋼材１１はアン
ボンド部材として機能する。なお、図示しないが、シー
ス１２、１３に代えて、引張鋼材１１の表面に十分粘性
の高いグリースを所定厚さに塗布し、さらにその周囲を
防食テープで巻回して被覆した構成を遮断被覆体として
もよい。

【００１２】さらに、シース１２のアンカー口元側に
は、公知の布パッカー１５が折り畳んだ状態で装着され
ている。そして、この布パッカー１５には注入用ホース
１６が連結され、テンドン１０に沿ってアンカー口元側
まで延設されている。シース１２から先端側にかけての
引張鋼材１１部分は周囲にグラウト材が加圧注入された
場合に、アンカー体を構成するようになっている。この
アンカー体は本発明でいう第１定着長部２０として機能
する。また、シース１２とシース１３との間には、引張
鋼材１１が露出している。この露出部分が第２定着長部
２２を構成する。

【００１３】擁壁、土留壁のような抗土圧構造物では、
第１定着長部２０はグラウンドアンカー１によって支持
される構造物等の外的安定を考慮して決定することが好
ましく、少なくとも構造物背面の主働すべり面より深い
位置にアンカー先端が定着されるようにアンカー長を設
定することが好ましい。

【００１４】次に、図１（ｂ）を参照して地山中に施工
されたグラウンドアンカー１の構成について説明する。
グラウンドアンカー１の先端周囲のアンカー孔内には定
着材としてのセメント系グラウトが加圧注入され、引張
鋼材１１を心材としたアンカー体が造成されている。こ
のアンカー体が第１定着部２０として機能する。さらに
第１の遮断被覆体としてのシース１２の周囲のアンカー
孔内にはグラウト材が無加圧注入されている。これによ
り、地山とシース１２との一体化が図られる。このとき
シース１２内の引張鋼材１１と地山とは確実に遮断され
て縁が切られている。これによりシース１２の位置にア
ンカー自由長部２１が形成される。

【００１５】シース１２とシース１３との間の引張鋼材
１１が露出した部分には第２定着長部２２が形成されて
いる。この第２定着長部２２は、すでにケーシングパイ
プが引き抜かれたアンカー孔内にセメントミルクを無加
圧注入して所定のアンカー体としたものである。本実施
の形態では、第２定着長部２２が形成される地盤範囲に
公知の地盤改良対策工が施されている。対象地盤の土質
にもよるが、改良後の地山の一軸圧縮強度はｑu＝２〜
３０kgf/cm2程度が見込まれる。したがって、第２定着
長部２２となるアンカー体を造成する場合、定着材を加
圧注入しなくても、十分な定着効果が得られる。なお、
原地盤の地山状態が良好であれば、地盤改良を行わない
でも無加圧注入が可能である。

【００１６】また、地表面から所定の深さの範囲にはガ
イド管１７が埋設されている。このガイド管１７は、ア
ンカー孔削孔時には、ケーシングパイプ（図示せず）が
精度よく地山内に圧入されるのを案内する役割を果た
す。さらに、２期注入においては、シース１３位置の孔
壁保護の役割を果たし、セメントミルクが注入された際
に、シース１３の周囲のガイド管１７との間の一体化が
図られる。この部分が第２定着長部２２と地表面との間
の余剰自由長部２３となる。この余剰自由長部２３で
は、セメントミルクと引張鋼材１１との縁が切れている
ため、原地盤から所定深さの掘削盤までの掘削作業にお
いて、ガイド管１７を撤去するとともに、固化したセメ
ントミルク部分を破砕して、容易に引張鋼材１１を撤去
することができる。なお、本実施の形態では、ガイド管
１７には既製の配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）が使用され
ている。その寸法は、ケーシングパイプが挿通できる程
度の内径及び、余剰自由長部２３の長さとほぼ等しい全
長に設定されている。

【００１７】なお、アンカー体部分を造成する定着材は
アンカー緊張時及び設計地山荷重作用時において、モル
タルあるいはセメントペーストの圧縮強度が所定の設計
強度以上になるように配合することが好ましい。また、
第１定着長部２０と第２定着長部２２では、引張鋼材１
１と定着材とが直接付着するため、この部分における所
定の付着強度が発揮できるようにグラウト強度を設定し
たり、周辺地山の地盤改良を図ったりすることが重要で
ある。

【００１８】次に、図１に示したグラウンドアンカー１
を地山に施工する手順について図２を参照して説明す
る。まず、図１（ａ）に示したように、グラウンドアン
カー施工位置の地山にガイド管１７を埋設し、このガイ
ド管１７をガイドとしてケーシングパイプ３１を埋設し
ながら、設計アンカー長に相当するアンカー孔３０を地
盤に削孔する。このアンカー孔３０の削孔は、地上部に
設置されたクローラータイプのベースマシーンに搭載さ
れた削孔機（図示せず）を用いて行う。この削孔機によ
り削孔ロッドが内部に収容されたケーシングパイプ３１
に回転と押し込み力とを加えて地中に圧入し、ケーシン
グパイプ３１で孔壁が支保された所定長さのアンカー孔
３０を構築する。ケーシングパイプ３１の直径は設計ア
ンカーの本数、断面積に適した径に設定することが好ま
しい。

【００１９】アンカー孔３０の削孔において、地下水位
より深い位置までアンカー孔３０を削孔する場合には、
地下水が逆流して地盤が乱れるのを防止するために、被
圧下削孔として所定の対策工をとることが好ましい。た
とえば、地下水の逆流を防止することができるクローネ
ンビットや、逆止弁がついたビットを使用して削孔した
り、アンカー孔３０の口元位置に止水ボックスを設け、
孔口からの地下水の噴出を防止することが好ましい。所
定の深さまでアンカー孔３０を削孔したら、アンカー孔
３０内を水洗浄し、孔底に残った土砂と孔壁に付着した
スライムとを除去する。

【００２０】次に、図２（ｂ）に示したように、引張鋼
材１１の所定の位置にシース１２、シース１３が取り付
けられたテンドン１０（一例として図１（ａ）参照）を
アンカー孔３０内に挿入する。引き続き、１期注入とし
てケーシングパイプ内に定着材としてのグラウト材の注
入を行う（１次注入）。さらに、この状態でアンカー口
元位置３２にケーシング引抜き用ジャッキ（図示せず）
を配置し、ケーシングパイプ３１の引き抜き作業を行
う。所定本数のケーシングパイプ３１を取りはずした後
に、ケーシング引抜き用ジャッキの後端に加圧ヘッド３
３を取付け、ポンプ（図示せず）により加圧力Ｐ＝２〜
５kgf/cm2で２次注入を行う。これにより、アンカー先
端位置の第１定着長部２０には、アンカー体が造成され
る（図２（ｃ）参照）。

【００２１】次いで、シース１２の周囲に無加圧グラウ
トを施しながら、すべてのケーシングパイプ３１を順次
引き抜く（全長引抜）。ケーシングパイプ３１が完全に
引き抜かれた段階で布パッカー１５内にセメントミルク
を加圧注入し、アンカー孔３０の閉塞を行う。閉塞後、
布パッカー１５位置で閉塞された布パッカー１５位置よ
り上側のアンカー孔３０の水洗い洗浄を行い、孔内のス
ライム及び孔壁、引張鋼材１１の表面の汚れを除去する
（図２（ｄ）。このとき、ケーシングパイプはすでに除
去されているが、地盤改良がなされているため、地山孔
壁は崩落することなく、保持されている。さらに第１定
着長部２０及びアンカー自由長部２１のグラウト強度が
所定の圧縮強度に達するまで所定の養生期間をおく。

【００２２】その後、地上のアンカー孔口付近に反力架
台４０を据え付け、反力架台４０上に緊張ジャッキ４１
を装備する。緊張ジャッキ４１によって第１定着長部２
０に一端が定着されているテンドン１０に所定の緊張力
を導入し、アンカー緊張を行う（図２（ｅ）参照）。緊
張後、２期注入としてシース１２とシース１３との間に
位置するアンカー孔内に無加圧注入を行ってアンカー体
を造成し、さらにシース１３から地表面までの範囲の注
入を行い、余剰自由長部２３を形成し、グラウンドアン
カーの打設を完了する。

【００２３】アンカー孔内に注入されたグラウトが所定
強度に達するまで約１日程度の養生期間をおく。所定の
養生期間を経たら、緊張ジャッキ４１を取り外し、地上
部に露出しているアンカー余長分を切断し（図２（ｆ）
参照）、余剰自由長部２３に相当する地山部分４３の掘
削を行うことができる。この掘削の進行においても、グ
ラウンドアンカー１に導入された緊張力により地中構造
物は確実に地盤に保持される。

【００２４】このグラウト材注入は、ヘッド加圧により
行う。以上に述べたグラウンドアンカーによって地中で
の安定化を図れる地中構造物としては、既設管路、新設
大断面トンネル、山留めの底盤工等、種々の構造物にが
挙げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるグラウンドアンカーの構造の一実
施の態様を示した説明図。

【図２】図１に示したグラウンドアンカーの施工フロー
を示した施工順序説明図。

【図３】従来のグラウンドアンカーの施工フローを示し
た施工順序説明図。

【符号の説明】

１ グラウンドアンカー １０ テンドン １１ 引張鋼材 １２，１３ シース １７ ガイド管 ２０ 第１の定着長部 ２１ アンカー自由長部 ２２ 第２の定着長部 ２３ 余剰自由長部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川原井 裕子 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地山中に削孔されたアンカー孔内に挿入さ
   れた引張鋼材を心材として前記アンカー孔内に定着材を
   注入し、前記引張鋼材の先端位置に第１のアンカー体を
   造成し、該第１のアンカー体を地中先端定着端とした第
   １の定着長部と、 該第１の定着長部からの所定の範囲をアンカー自由長部
   とするために前記引張鋼材を覆うように設けられた第１
   の遮断被覆体と、 該第１の遮断被覆体と所定の離れをとって前記引張鋼材
   を覆うようにアンカー孔口部側に設けられた第２の遮断
   被覆体と、 前記第１の遮断被覆体と第２の遮断被覆体との間に位置
   する前記引張鋼材を心材として定着材を注入して第２の
   アンカー体を造成して第２の定着長部とし、前記引張鋼
   材に所定の張力が導入された際に、該張力を前記第１の
   定着長部と前記第２の定着長部との間で保持するように
   したグラウンドアンカーにおいて、 前記地山中には、地表面から所定深さの範囲に埋設さ
   れ、内部に前記引張鋼材の一部と前記第２の遮断被覆体
   とを位置させたガイド管と、ケーシングパイプが引き抜
   かれた前記アンカー孔内及び前記ガイド管で孔壁保護さ
   れた地山範囲に定着材を無加圧注入して造成された前記
   第２のアンカー体と余剰自由長部とが位置するようにし
   たことを特徴とするグラウンドアンカー。
2. 【請求項２】少なくとも地表面に近い側でアンカー体を
   造成する地山範囲に地盤改良が施された地山中にアンカ
   ー孔を削孔し、 該アンカー孔内に、所定範囲をアンカー自由長部とする
   ための第１の遮断被覆体と、管内部に前記第１の遮断被
   覆体と所定の離れをとってアンカー孔口部側に取り付け
   られた第２の遮断被覆体とが取り付けられた引張鋼材を
   挿入し、 前記アンカー孔内に定着材を加圧注入し、前記引張鋼材
   の先端位置を心材として第１のアンカー体を造成して該
   第１のアンカー体を第１の定着長部とし、 その後、埋設されているケーシングパイプが完全に引き
   抜かれたアンカー孔内及びガイド管で孔壁保護されてい
   る範囲に定着材を無加圧注入し、前記引張鋼材を心材と
   した第２のアンカー体を造成し、前記第２のアンカー体
   を第２の定着長部とし、 前記引張鋼材に導入された張力を第１の定着長部と第２
   の定着長部の間で保持させるようにしたことを特徴とす
   るグラウンドアンカーの施工方法。