(57)【要約】【課題】緊張力の損失の低減を図るグラウンドアンカー及びグラウンドアンカー工法を提供する。【解決手段】グラウンドアンカー１Ａは、アンカー体３により一方の端部が地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔７の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部４と、緊張力が加えられた引張り部４の線束の他方の端部をアンカー孔７の開口部で定着するアンカー頭部２と、引張り部４の複数の線束の外側をまとめて覆い、線束との間の隙間を密封構造とするシース５と、を備える。引張り部４の線束とシース５との間の隙間に、シース５の外部に充填される外部固化材８の比重以上の比重の液体である内部充填材９Ａが注入されることで、引張り部４とシース５との間が加圧される。内部充填材９Ａは、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材である。【選択図】図４
2014240606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適当な地盤に形成されたアンカー体と、
前記アンカー体により一方の端部が前記地盤に定着され、地表と前記地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部と、
緊張力が加えられた前記引張り部の線束の他方の端部を前記アンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、
前記引張り部の複数の線束の外側をまとめて覆い、前記線束との間の隙間を密封構造とするシースと、を備え、
前記アンカー体と前記アンカー頭部との間で、前記引張り部の線束と前記シースとの間の隙間に、非圧縮性の液体である内部充填材が注入されて、前記内部充填材が前記シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体であることにより前記引張り部と前記シースとの間が加圧され、
前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であることを特徴とするグラウンドアンカー。
【請求項２】
前記内部充填材は、防錆効果を有す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。
【請求項３】
適当な地盤に形成されたアンカー体と、前記アンカー体により一方の端部が前記地盤に定着され、地表と前記地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部と、緊張力が加えられた前記引張り部の線束の他方の端部を前記アンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、前記引張り部の複数の線束の外側をまとめて覆い、前記線束との間の隙間を密封構造とするシースと、を備えるグラウンドアンカーを用いたグラウンドアンカー工法であって、
前記引張り部の線束と前記シースとを前記アンカー孔内に挿入する挿入工程と、
前記シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、前記アンカー体と前記アンカー頭部との間で、前記引張り部の線束と前記シースとの間の隙間に、非圧縮性の液体である内部充填材を注入して、前記内部充填材を前記シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体とすることにより前記引張り部と前記シースとの間を加圧する加圧工程と、
前記加圧工程の後で前記引張り部に緊張力を加える緊張工程と、を備え、
前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であることを特徴とするグラウンドアンカー工法。
【請求項４】
前記内部充填材は、防錆効果を有することを特徴とする請求項３に記載のグラウンドアンカー工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラウンドアンカー及びグラウンドアンカー工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
適当な地盤に造成されるアンカー体と構造物などの補強対象物とを高強度のテンドンを備える引張り部で連結させ、緊張力を利用して補強対象物を安定させるグラウンドアンカーが知られている。このようなグラウンドアンカーは、斜面の安定、構造物の転倒・浮き上り防止、コンクリートダムの補強など、土木建築分野において広く利用されている。特に、護岸やダム及び切土面の耐震補強を目的として利用されている。
【０００３】
グラウンドアンカーは、例えば、緊張力を伝達する部材である引張り部の外側を管状のシースで覆う構成を有する。このグラウンドアンカーにおいて、引張り部に緊張力が作用すると、引張り部を覆うシースの内面に引張り部が接触して移動し、引張り部とシースとの間に摩擦が生じる。この摩擦による損失である摩擦損失のため、緊張力を作用させる引張り部の端部である緊張端から離れるに従って、引張り部に作用する緊張力は減少する。グラウンドアンカーにおける摩擦損失は、設計上のシースの角変化および実際の施工における種々の要因によるシースの角変化に基づいて大きさが変化するものであることが知られている。なお、シースの角変化とは、緊張端におけるシースの配設角度に対するシースの角度の変化を意味する。グラウンドアンカーにおけるアンカー長と緊張力の損失量との関係を示す算定式が、下記の非特許文献１に示されている。
【０００４】
その一方で、下記の非特許文献２においては、アンカー長と緊張力の損失量との関係について異なる報告がある。図９は、アンカー長と摩擦損失量との関係を示すグラフである。図９には、下記の非特許文献１で示されている算定式によるアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線が第１曲線Ｂ１として表示されている。また、図９には、従来のグラウンドアンカーを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線が第２曲線Ｂ２として表示されている。
【０００５】
図９に示すように、アンカー長が３０ｍ以下の場合には、第１曲線Ｂ１と第２曲線Ｂ２とはほぼ重なっており、従来のグラウンドアンカーを用いた場合の試験結果は、上記算定式で算定した摩擦量とほぼ一致している。しかし、アンカー長が３０ｍを超えると、第２曲線Ｂ２が第１曲線Ｂ１を下回るようになる。この現象は、原因が特定されていない。
【０００６】
他方、下記の特許文献１には、樹脂被覆ＰＣ鋼より線とこの樹脂被覆ＰＣ鋼より線の外側を覆う樹脂シースとの間に滑剤が充填されたアンボンドＰＣ鋼より線が開示されている。特許文献１に開示されたアンボンドＰＣ鋼より線によれば、樹脂シースと樹脂被覆ＰＣ鋼より線との間の摩擦抵抗を低減でき、摩擦損失を抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３６０６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】地盤工学学会基準グラウンドアンカー設計・施工基準、同解説（ＪＧＳ４１０１−２０００）
【非特許文献２】下田薫，中村和博，田久勉：大規模地すべり対策に用いた長尺グラウンドアンカー工の課題と検証  ―鳥取道  美成地すべり―，拘束道路調査会  技術情報誌「EXTEC」，No.87，pp.9-12，2009年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示されたアンボンドＰＣ鋼より線を使用した長尺のグラウンドアンカーでは、樹脂シースと樹脂被覆ＰＣ鋼より線との間の摩擦抵抗を低減し、摩擦損失を抑えている。しかし、上記非特許文献２に記載されるように、３０ｍを超える長尺のグラウンドアンカーでは、上記非特許文献１に示されている算定式によるアンカー長と緊張力の損失量との関係に比べて、より大きな緊張力の損失が生じる。したがって、上記した算定式により算定した引張り部とシースとの摩擦による摩擦損失より大きな緊張力の損失について抑制することができないという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、緊張力の損失の低減を図るグラウンドアンカー及びグラウンドアンカー工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記算定式により算定した引張り部とシースとの摩擦による摩擦損失よりも大きな緊張力の損失について、本発明者らは、シースの外部に充填された外部固化材であるグラウトの拘束圧に着目した。シースの外部に充填された外部固化材であるグラウトの水頭圧が大きくなると、このグラウトの水頭圧がシースを内側に押し込むように作用する圧力が大きくなる。このような、シースを内側に押し込むように作用した際に生じる圧力を、グラウトの拘束圧とよぶ。グラウトの拘束圧は、グラウンドアンカーが長尺であるほど大きくなる。グラウンドアンカーでは、引張り部に緊張力が作用すると、シースの内面に対してＰＣ鋼より線が摺動することがある。このシースの内面に対するＰＣ鋼より線の摺動によりＰＣ鋼より線とシースとの間に摩擦が生じる。
【００１２】
この摺動による摩擦は、ＰＣ鋼より線とシースとの接触面に対して垂直な方向に作用する垂直抗力に比例するものであるため、グラウトの拘束圧が大きいほど大きくなる。上記したシースの内面に対してＰＣ鋼より線が摺動することによる摩擦を拘束摩擦とよぶ。このため、グラウンドアンカーでは、上記算定式により算定した摩擦損失に加えて拘束摩擦による摩擦損失が生じる。
【００１３】
そこで、上記課題を解決するため、本発明に係るグラウンドアンカーは、適当な地盤に形成されたアンカー体と、前記アンカー体により一方の端部が前記地盤に定着され、地表と前記地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部と、緊張力が加えられた前記引張り部の線束の他方の端部を前記アンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、前記引張り部の複数の線束の外側をまとめて覆い、前記線束との間の隙間を密封構造とするシースと、を備え、前記アンカー体と前記アンカー頭部との間で、前記引張り部の線束と前記シースとの間の隙間に、非圧縮性の液体である内部充填材が注入されて、前記内部充填材が前記シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体であることにより前記引張り部と前記シースとの間が加圧され、前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であることを特徴とする。また内部充填材は、防錆効果を有してもよい。
【００１４】
本発明に係るグラウンドアンカー工法は、適当な地盤に形成されたアンカー体と、前記アンカー体により一方の端部が前記地盤に定着され、地表と前記地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部と、緊張力が加えられた前記引張り部の線束の他方の端部を前記アンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、前記引張り部の複数の線束の外側をまとめて覆い、前記線束との間の隙間を密封構造とするシースと、を備えるグラウンドアンカーを用いたグラウンドアンカー工法であって、前記引張り部の線束と前記シースとを前記アンカー孔内に挿入する挿入工程と、前記シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、前記アンカー体と前記アンカー頭部との間で、前記引張り部の線束と前記シースとの間の隙間に、非圧縮性の液体である内部充填材を注入して、前記内部充填材を前記シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体とすることにより前記引張り部と前記シースとの間を加圧する加圧工程と、前記加圧工程の後で前記引張り部に緊張力を加える緊張工程と、を備え、前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であることを特徴とする。また内部充填材は、防錆効果を有してもよい。
【００１５】
また、本発明に係るグラウンドアンカーは、適当な地盤に形成されたアンカー体と、アンカー体により一方の端部が地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された引張り部と、緊張力が加えられた引張り部の他方の端部をアンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、引張り部の外側を覆うシースと、を備え、引張り部とシースとの間が加圧されることを特徴とする。
【００１６】
引張り部とシースとの接触面に対して垂直な方向に作用する垂直抗力は、シース外部からの圧力とシースの内部からの圧力の差に応じて定まるものである。したがって、本発明によれば、引張り部とシースとの間が加圧されることにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部とシースとの間の垂直抗力が低減される。このため、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。ここで、適当な地盤とは、引張り部に加えられる緊張力に応じた強度を有する地盤を意味し、グラウンドアンカーが設けられる可能性がある地盤をいい、例えば、支持地盤やその他のある程度の強度を持った地盤等が含まれる。
【００１７】
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、引張り部とシースとの間に加圧流体が注入されることにより、引張り部とシースとの間が加圧されることが好ましい。これによれば、空気、水、グリスなどの流体により引張り部とシースとの間に圧力を掛けることで、シース内部から外部に向けて圧力が作用して垂直抗力が低減される。このため、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。なお、加圧とは、加圧流体を注入して、グラウトの拘束圧と同程度になるまで圧力を加えることを意味する。
【００１８】
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、加圧流体は、防錆効果を有することが好ましい。これによれば、引張り部が錆びることを防止でき、引張り部の耐久性を保つことができる。
【００１９】
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体が注入されることにより、引張り部とシースとの間が加圧されるのが好ましい。これによれば、シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体が、引張り部とシースとの間に注入されることによって、シース内部の圧力をシース外部の圧力以上とすることができる。このため、シース内部から外部に向けて圧力が作用して垂直抗力が低減され、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
【００２０】
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、外部固化材の比重以上の比重の液体は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であるのが好ましい。これによれば、超遅延型セメント系グラウト材を注入することにより、シース内部の圧力をシース外部の圧力以上とすることができる。このため、シース内部から外部に向けて圧力が作用して垂直抗力が低減され、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
【００２１】
また、本発明に係るグラウンドアンカー工法は、適当な地盤に形成されたアンカー体と、アンカー体により端部が地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された引張り部と、緊張力が加えられた引張り部の他方の端部をアンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、引張り部の外側を覆うシースと、を備えるグラウンドアンカーを用いたグラウンドアンカー工法であって、引張り部とシースとをアンカー孔内に挿入する挿入工程と、シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、引張り部とシースとの間を加圧する加圧工程と、引張り部に緊張力を加える緊張工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、引張り部とシースとの間を加圧することにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部とシースとの間の垂直抗力が低減される。このため、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
【００２３】
また、本発明に係るグラウンドアンカー工法において、加圧工程は、外部固化材の水頭圧に応じて加圧するのが好ましい。これによれば、外部固化材の水頭圧に応じて加圧することにより、引張り部とシースとの間をより適切に加圧することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を効果的に抑えることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るグラウンドアンカー及びグラウンドアンカー工法によれば、緊張力の損失の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るグラウンドアンカーの概略構成図である。
【図２】図１に示したグラウンドアンカーのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】位置とグラウトの水頭との関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るグラウンドアンカーの概略構成図である。
【図５】図４に示したグラウンドアンカーのアンカー長と摩擦損失量との関係を示すグラフである。
【図６】斜面にグラウンドアンカーを使用する例を示す図である。
【図７】重力式コンクリートダムにグラウンドアンカーを使用する例を示す図である。
【図８】アーチ式コンクリートダムにグラウンドアンカーを使用する例を示す図である。
【図９】アンカー長と摩擦損失量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るグラウンドアンカー１の構造を示す図である。図２は、図１に示したグラウンドアンカー１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２８】
図１に示すように、グラウンドアンカー１は、アンカー頭部２と、アンカー体３と、アンカー体３からアンカー頭部２まで延設された引張り部４と、引張り部の外面を覆うシース５と、加圧パイプ６とを備えて構成されている。
【００２９】
アンカー頭部２は、アンカー孔７の開口部に設けられ、引張り部４の端部を補強対象物１０に定着するものである。アンカー頭部２は、例えば、ＰＣ鋼より線束などのテンドンをアンカー頭部２で定着させる部材である定着具２２と、定着具２２と補強対象物１０との間に設置される板状の部材である支圧板２３と、を含んで構成されている。また、アンカー頭部２は、構造物などの補強対象物１０からの力を引張り力である緊張力として引張り部４に伝達させるための部分である。
【００３０】
また、アンカー頭部２には、アンカー頭部２を覆う頭部キャップ２１が設けられている。頭部キャップ２１は、アンカー頭部２を覆うとともに防食用材料を充填できる構成を有する。頭部キャップ２１は、管理点検時には取り外しが可能なものを用いることができる。この頭部キャップ２１としては、例えばアルミニウム製のキャップが好適に用いられる。なお、頭部キャップ２１を省略した態様とすることもできる。
【００３１】
アンカー体３は、引張り部４の端部から引張り部４の延長方向に造成されている。アンカー体３は、一定長を有しており、例えば、一定の強度を有する安定した地盤にグラウトの注入により造成され、引張り部４からの緊張力を地盤との摩擦抵抗もしくは支圧抵抗によって地盤に伝達させるために設置される抵抗部分である。グラウンドアンカー１を複数設ける場合には、引張り部４に加えられる緊張力が分散されるため、アンカー体３は、安定な地盤より強度の弱い地盤に設置されることも可能である。すなわち、アンカー体３は、引張り部４に加えられる緊張力に応じた強度を有する適当な地盤に設置することができる。
【００３２】
引張り部４は、アンカー頭部２からの緊張力をアンカー体３に伝達させるためのものであって、アンカー頭部２からアンカー体３まで延設されている。引張り部４は、例えば、アンカー体３により一方の端部が安定した地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔７の開口部まで延設されている。引張り部４の他方の端部は、所定の緊張力が加えられた後、その緊張力を保持するようにアンカー頭部２により補強対象物１０に定着される。引張り部４は、アンカー体３により一方の端部が安定した地盤に定着され、アンカー頭部２により他方の端部が補強対象物１０に定着されることで、引張り部４に加えられた緊張力を利用して補強対象物１０を補強することができる。なお、アンカー体３が、引張り部４に加えられる緊張力に応じた強度を有する適当な地盤に設けられている場合には、引張り部４は、アンカー体３により一方の端部が適当な地盤に定着される。
【００３３】
引張り部４は、例えばＰＣ鋼より線ケーブルである。ＰＣ鋼より線に代えて、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒などを用いても良い。また、引張り部４は、ポリエチレン樹脂などの被覆材で覆われていてもよく、ケーブルと被覆材との間に充填材を注入したものとしてもよい。
【００３４】
シース５は、引張り部４の外面を覆う管状部材であって、引張り部４との間に所定の幅の間隙を有するように設けられている。シース５は、例えば高密度ポリエチレンからなるものである。引張り部４とシース５との間の間隙は密封構造となっており、後述する加圧パイプ６により、この間隙に空気、水、グリスなどの流体を注入し、圧力を掛けることができる。また、シース５の外部には、グラウトなどの外部固化材８が充填される。なお、外部固化材８を充填する前にシース５内を加圧する場合には、シース５は加圧に対して十分な引張降伏強度を有する材料および形状とする必要がある。
【００３５】
加圧パイプ６は、引張り部４とシース５との間の間隙を加圧するためのものであって、外部から引張り部４とシース５との間の間隙まで延設されている。本実施形態では、加圧パイプ６は、外部に設けられたコンプレッサなどにより加圧された液体である内部充填材９を、引張り部４とシース５との間の間隙に注入する。ここで、内部充填材９は、例えば非圧縮性の液体である。また、内部充填材９は、潤滑油のように、引張り部４とシース５が摺動しても、引張り部４がシース５の内面に接触することによる摩擦を軽減することができ、引張り部４に対する防錆効果を有し、施工時の環境温度において性状が変化しない液体であることが好ましい。なお、内部充填材９は、液体に限定されるものではなく、空気などの気体であってもよい。
【００３６】
続いて、外部固化材８による拘束圧について説明を行う。図３は、アンカー孔７の開口部を基準とした位置と外部固化材８の水頭との関係を示す図である。図３に示すように、アンカー孔７の削孔角をｋとした場合、位置ｘにおける外部固化材８の水頭ｄ（ｘ）はｋｘ／（１＋ｋ２）１／２となる。位置ｘにおける拘束圧ｐ（ｘ）は、外部固化材８の水頭ｄ（ｘ）に外部固化材８の単位体積重量γを乗じた値である。
拘束圧p(x)=γｄ(x)…(1)
【００３７】
式（１）で示されるように、外部固化材８によるシース５外部からの拘束圧は、外部固化材８の水頭高さに比例した値となる。一方で、シース５内の圧力は、シース５内に充填された内部充填材９の水頭圧力と加圧圧力とを足し合わせた圧力となる。そこで、加圧パイプ６により引張り部４とシース５との間の間隙に注入される内部充填材９の圧力を調節して、シース５内の圧力とシース５外部からの圧力とを同程度とするのが好ましい。
【００３８】
引き続いて、第１実施形態に係るグラウンドアンカー１を用いた施工方法について、説明を行う。
【００３９】
まず、所定の場所において、削孔機等を使用して適当な地盤までアンカー孔７を削孔する（削孔工程）。次に、引張り部４とシース５とをアンカー孔７内に挿入する（挿入工程）。この際、グラウト注入用のホースを併せて挿入する。そして、アンカー体３を適当な地盤に造成する（造成工程）。その後、ホースにより、グラウトなどの外部固化材８をシース５の周囲の間隙に充填し、さらにアンカー孔７の上部に構造物を構築する（充填工程）。外部固化材８の充填後に、加圧パイプ６により加圧流体である内部充填材９を引張り部４とシース５との間の間隙に注入して加圧する（加圧工程）。
【００４０】
そして、その圧力を保持したまま、外部固化材８の硬化を待つ。外部固化材８が硬化した後、引張り部４とシース５との間の間隙に加えた圧力を抜き、アンカー孔７の開口部において、引張り部４の端部に緊張力を導入する（緊張工程）。そして、引張り部４をアンカー頭部２により定着する（定着工程）。なお、加圧工程は、充填工程の前であってもよく、遅くとも外部固化材８が硬化するまでに行う必要がある。なお、内部充填材９を注入する工程はグラウンドアンカー１を工場等で組み立てる際に行っておいてもよい。この場合、上記加圧工程では、加圧パイプ６を接続し、加圧だけを行えばよく、施工現場における作業時間を短縮することができる。
【００４１】
上記第１実施形態によれば、グラウンドアンカー１は、引張り部４、シース５がアンカー孔７内に挿入された後に、引張り部４とシース５との間が加圧されることにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部４とシース５との間の垂直抗力が低減される。このため、シース５の内面に引張り部４が接触して移動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
【００４２】
また、上記第１実施形態によれば、グラウンドアンカー１を用いた施工方法は、引張り部４とシース５とをアンカー孔内に挿入する挿入工程の後、シース５の外部に充填される外部固化材８が硬化するまでに、引張り部４とシース５との間を加圧する加圧工程を備えることにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部４とシース５との間の垂直抗力が低減される。このため、シース５の内面に引張り部４が接触して移動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
【００４３】
拘束摩擦が低減するため、緊張力がより有効にアンカー体３に伝達される。また、摩擦損失が小さくなるため、摩擦係数のばらつきによる緊張時の伸びの変化が小さくなり、施工精度が向上する。さらに、定着後の摩擦切れの進行による固定端の緊張力の低下が小さくなり、アンカーとしての定着力の低下が小さくなる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を説明する。図４は、第２実施形態に係るグラウンドアンカー１Ａの構造を示す図である。第２実施形態に係るグラウンドアンカー１Ａは、第１実施形態のグラウンドアンカー１とは、加圧パイプ６を除いて同様のものである。したがって、グラウンドアンカー１Ａの各部の説明については、省略する。なお、工場出荷前に引張り部４とシース５との間に後述する内部充填材９Ａの充填を行う場合には、加圧パイプ６は不要である。
【００４５】
第２実施形態においては、引張り部４とシース５との間の間隙に、シース５外部に充填された外部固化材８以上の比重を有する材料である内部充填材９Ａが充填される。この内部充填材９Ａの充填は、例えば工場出荷前に行われる。外部固化材８の比重は、例えばグラウトの場合、水セメント比にもよるが一般的には１．９程度で、また、グリスの場合、一般的に比重は、１．０程度である。したがって、少なくとも比重１．０以上、好ましくは、外部固化材８の比重以上の比重の内部充填材９Ａが引張り部４とシース５との間の間隙に充填されることにより、シース５内部の圧力をシース５外部の圧力以上とすることができる。
【００４６】
シース５内に充填する内部充填材９Ａは、防錆効果を有するものが好ましい。また、シース５内に充填する内部充填材９Ａは、硬化しないものが好ましいが、再緊張する必要がなければ、緊張後に硬化するものであってもよい。具体的な材料としては、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材が好適である。超遅延混和剤とは、グラウトの凝結硬化時間を遅延させる混和剤であって、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ポリオール有機誘導体またはこれらを組み合わせたものがある。なお、シース５内に充填する液体として、比重を２．０程度まで高めたグリスなどを用いることもできる。
【００４７】
引き続いて、第２実施形態に係るグラウンドアンカー１Ａを用いた施工方法について、説明を行う。
【００４８】
まず、所定の場所において、削孔機等を使用して適当な地盤までアンカー孔７を削孔する（削孔工程）。次に、引張り部４とシース５とをアンカー孔７内に挿入する（挿入工程）。この際、グラウト注入用のホースを併せて挿入する。そして、アンカー体３を適当な地盤に造成する（造成工程）。その後、ホースにより、グラウトなどの外部固化材８をシース５の周囲の間隙に充填し、さらにアンカー孔７の上部に構造物を構築する（充填工程）。
【００４９】
そして、外部固化材８の硬化を待つ。外部固化材８が硬化した後、アンカー孔７の開口部において、引張り部４の端部に緊張力を導入し（緊張工程）、引張り部４をアンカー頭部２により定着する（定着工程）。なお、引張り部４とシース５との間の間隙への内部充填材９Ａの充填は、遅くとも外部固化材８が硬化するまでに行う必要がある。
【００５０】
（実施例）
第２実施形態に係るグラウンドアンカー１Ａを用いて、アンカー長に対する摩擦損失量を確認する試験を行った。図５は、第２実施形態に係るグラウンドアンカー１Ａを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を示すグラフである。第１曲線Ｂ１は、上記非特許文献１で示されている算定式によるアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線である。第２曲線Ｂ２は、従来のグラウンドアンカーを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線である。第３曲線Ｂ３は、第２実施形態に係るグラウンドアンカー１Ａを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線である。
【００５１】
第１曲線Ｂ１と、第２曲線Ｂ２と、第３曲線Ｂ３とを比較すると、アンカー長が３０ｍ以下では、いずれの曲線もほぼ同等の摩擦損失量を示している。アンカー長が３０ｍを超えるあたりから、第１曲線Ｂ１に対して第２曲線Ｂ２及び第３曲線Ｂ３の摩擦損失量が増加している。しかしながら、第３曲線Ｂ３の摩擦損失量は、第２曲線Ｂ２の摩擦損失量と比較すると、大幅に低減されていることが分かる。アンカー長が長くなるにつれ、その効果は顕著である。このように、グラウンドアンカー１Ａを用いることで、従来のグラウンドアンカーを用いた場合と比較して、アンカー長が３０ｍを超える場合に摩擦損失量を大幅に低減することができた。
【００５２】
上記第２実施形態によれば、グラウンドアンカー１Ａは、引張り部４とシース５との間に外部固化材の比重以上の比重を有する材料である内部充填材９Ａが充填されることにより、シース５内部の圧力をシース５外部の圧力以上とすることができる。このため、引張り部４とシース５との間の垂直抗力が低減されるので、シース５の内面に引張り部４が接触して移動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を低減することが可能となる。
【００５３】
拘束摩擦が低減するため、緊張力がより有効にアンカー体３に伝達される。また、摩擦損失が小さくなるため、摩擦係数のばらつきによる緊張時の伸びの変化が小さくなり、施工精度が向上する。さらに、定着後の摩擦切れの進行による固定端の緊張力の低下が小さくなり、アンカーとしての定着力の低下が小さくなる。
【００５４】
また、上記第２実施形態によれば、グラウンドアンカー１Ａを用いた施工方法は、シース５の外部に充填される外部固化材８が硬化するまでに、引張り部４とシース５との間に外部固化材の比重以上の比重を有する材料である内部充填材９Ａを充填する充填工程を備えることにより、シース５内部の圧力をシース５外部の圧力以上とすることができる。このため、引張り部４とシース５との間の垂直抗力が低減されるので、シース５の内面に対して引張り部４が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を低減することが可能となる。
【００５５】
拘束摩擦が低減するため、緊張力がより有効にアンカー体３に伝達される。また、摩擦損失が小さくなるため、摩擦係数のばらつきによる緊張時の伸びの変化が小さくなり、施工精度が向上する。さらに、定着後の摩擦切れの進行による固定端の緊張力の低下が小さくなり、アンカーとしての定着力の低下が小さくなる。
【００５６】
（使用例）
上記第１および第２実施形態に係るグラウンドアンカー１、１Ａは、図６に示すような斜面１１の安定のために用いられる。また、上記第１および第２実施形態に係るグラウンドアンカーは、図７に示すような重力式コンクリートダム１２や図８に示すようなアーチ式コンクリートダム１３といったダムの補強のために用いられる。上記使用例の他、構造物の転倒・浮き上り防止など、従来のグラウンドアンカーと同様の目的で使用される。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態において、シース５外部に充填された外部固化材８の比重とシース５内に充填された内部充填材９の比重とが異なる場合には、すべての位置においてシース５内圧力とシース５外部からの圧力とを同程度にすることは困難である。このため、少なくとも滑り面において、シース５内圧力とシース５外部からの圧力とを同程度とするのが好ましい。
【００５８】
また、第２実施形態において、シース５外部に充填された外部固化材８の比重以上の比重を有する液体を充填することとしたが、一定の拘束摩擦による摩擦損失を許容できる場合には、シース５外部に充填された外部固化材８の比重以上の比重を有する液体を充填する必要はない。一般的なグリス（比重１．０程度）や二硫化モリブデンなどを添加した潤滑剤（比重１．４程度）を引張り部４とシース５との間の間隙に封入しただけでも、拘束摩擦を半分程度に低減することができる。したがって、シース５内に充填された内部充填材９Ａの比重に応じて、拘束摩擦を低減することができ、その結果、外部固化材８の拘束摩擦による摩擦損失を低減することが可能となる。
【００５９】
また、第２実施形態において、工場出荷前に、シース５外部に充填された外部固化材８の比重以上の比重を有する内部充填材９が引張り部４とシース５との間の間隙に充填されるものとしたが、外部固化材８の硬化前であれば、工場出荷後に充填してもよい。この場合には、第１実施形態の加圧パイプ６と同様、外部から引張り部４とシース５との間の間隙まで延設された充填用パイプを設ける必要がある。
【００６０】
上記第１および第２実施形態に係るグラウンドアンカー１、１Ａは、引張り部４とシース５との間が加圧されることにより、シース５内部から外部に向けて圧力が作用する。このため、シース５が引張り部４の外面に沿って変形するのを抑えることができ、シース５と引張り部４との咬み合わせによる摩擦を低減することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１，１Ａ…グラウンドアンカー、２…アンカー頭部、３…アンカー体、４…引張り部、５…シース、６…加圧パイプ、７…アンカー孔、８…外部固化材、９，９Ａ…内部充填材、１０…補強対象物、１１…斜面、１２…重力式コンクリートダム、１３…アーチ式コンクリートダム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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