(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンドアンカーの頭部の定着部に、グラウンドアンカー緊張材の緊張力を規定値に制御する荷重制御装置を備え、該荷重制御装置は、緊張材側に取付けられ緊張材の軸力に応じて軸方向に可動な可動部材と、該可動部材に外嵌し定着側に取付けられた固定部材とからなり、該可動部材と固定部材の嵌合面の一方の面に軸方向に間欠的に配設した複数の突起を備え他方の面に前記突起に係止する１個の剪断刃を備え、緊張材に大きな軸力が掛かったとき、前記剪断刃は係止している突起を剪断破壊し、次の突起に係止する装置であることを特徴とするグラウンドアンカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラウンドアンカーに関し、さらに詳しくは、グラウンドアンカーの頭部の定着構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラウンドアンカーは緊張材を地中に固定し、緊張材に初期緊張力を与えて地表の定着部で定着する。このようなグラウンドアンカーは、その後、地盤の変動等に伴って一般的に緊張力が変化する。定着地盤や、アンカーされた構造物の地盤が荷重に対し収縮する場合、グラウンドアンカーの緊張力は初期緊張力より減少する。一方、地盤強度の低下による土圧の増加、不安定な区域の拡大、地下水位の上昇、凍上、応力解放、又は地盤の膨張等による外力系の荷重が増加した場合、グラウンドアンカーの緊張力は初期緊張力より増加する。このようなグラウンドアンカーの緊張力が変化した場合の事後管理としては、自動化による常時計測管理はまれであり、一般には必要に応じて、定期点検による緊張力管理がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような実情において、グラウンドアンカーの緊張力が初期緊張力より減少する場合は、定期的に再緊張作業を行うことにより、初期緊張力に復元することができる。一方、グラウンドアンカーの緊張力が初期緊張力より増加する場合には、定期的観測時に緊張力の増加現象が判明し、再緊張作業による荷重除荷可能な健全範囲内であれば、初期緊張力に再設定することが可能であるが、グラウンドアンカーに作用している荷重による緊張力がグラウンドアンカー緊張材の許容緊張力を越え、緊張材の健全性が不明の時は、それ以後、グラウンドアンカー自身が破壊する危険性と、グラウンドアンカー全体の機能が保証出来ない異常状態の危険性が生ずる。
【０００４】
この場合、既存グラウンドアンカーの撤去及びグラウンドアンカーの再設置を行うが、時として、グラウンドアンカーの異常状態を見過ごし、最悪の場合はグラウンドアンカーの破壊に至る場合がある。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決し、初期緊張力が増加する場合、緊張材の健全性を確保し、グラウンドアンカーの破壊の危険性を除去し、グラウンドアンカーの機能を保証することができる技術を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、グラウンドアンカーの頭部の定着部に、グラウンドアンカー緊張材の緊張力を規定値に制御する荷重制御装置を備え、該荷重制御装置は、緊張材側に取付けられ緊張材の軸力に応じて軸方向に可動な可動部材と、該可動部材に外嵌し定着側に取付けられた固定部材とからなり、該可動部材と固定部材の嵌合面の一方の面に軸方向に間欠的に配設した複数の突起を備え他方の面に前記突起に係止する１個の剪断刃を備え、緊張材に大きな軸力が掛かったとき、前記剪断刃は係止している突起を剪断破壊し、次の突起に係止する装置であることを特徴とするグラウンドアンカーを提供する。
【０００７】
グラウンドアンカーは、地盤の膨張、地下水位の上昇等の外的荷重の増加により、グラウンドアンカー緊張材の緊張力が初期緊張力より増加することがある。この場合に、グラウンドアンカー緊張材の緊張力が、規定値、例えば、緊張材の許容緊張力より大きくなることを制御し、グラウンドアンカーの破壊を防止し、元の初期緊張力に復元させることが可能なように、荷重制御装置を備えた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１６にグラウンドアンカーの全体図を例示した。地中１００に設けられたグラウンドアンカー固定孔１０１に、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、繊維強化プラスチックＰＣワイヤ等のアンカー材１０２を挿入し、このアンカー材１０２等をグラウト、コンクリート等の充填材１０３によって地盤に固定する。地盤に固定されたアンカー材１０２は固定孔１０１の口元に設けた定着用コンクリート１０４に定着部１０５によって緊張定着される。本発明では、この定着部１０５に荷重制御装置１０６を備えている。
【００１０】
荷重制御装置１０６は、地盤の膨張、地下水位の上昇等の外的荷重の増加により、グラウンドアンカー緊張材の緊張力が所定の緊張力以上に増加した場合に、グラウンドアンカー緊張材の緊張力を初期緊張力に復元させる。
【００１１】
グラウンドアンカーの緊張力を長期保持し、かつ変位を吸収する機構としては、保持緊張力の大きさを製作時に設定されたメカニカルロック部材を用いることもできるが本発明では材料の破壊荷重と同じく製作時に設定された剪断部材等を用いることとした。
【００１２】
図１は、参考例のグラウンドアンカーの頭部定着部近傍の構造を示す縦断面図である。固定孔の口元に設けた定着用コンクリート１０４に支圧板１１が当接し、この支圧板１１にアンカー定着具１が定着される。このアンカー定着具１には、緊張材２がくさび５を介して定着板４に定着されている。アンカー定着具１は荷重制御装置１０を内蔵している。荷重制御装置１０は固定部材１２と可動部材１４とが荷重制御機構部１３を介して固定されており、固定部材１２は支圧板１１に係止し、可動部材１４は、緊張材２を定着する定着板４を支持している。緊張材２に許容荷重より大きい荷重が作用すると、荷重制御機構部１３は固定部材１２と可動部材１４との間でスリップを生ずるメカニカルロック装置からなっている。レデューサパイプ９内には充填材（防錆材）８が充填されており、可動部材１４には充填材圧抜き用チャックバルブ７が設けられている。
【００１３】
荷重制御装置１０は、異常的かつ過大な荷重が緊張材２に作用したときに、アンカーに対する緊張力を定格許容値以下に保持する調整機能を有する。従って、長期にわたって無管理状態で、グラウンドアンカーの許容耐力を保証する装置である。ただし荷重制御装置１０には、緊張材２の緊張力の減少に対し、初期緊張力まで緊張力を増加復元するための自動調整機能は無い。緊張力の減少に対しては、従来通り定期的な再緊張による緊張力の増加を行えば良い。
【００１４】
次に、図１に示す参考例の作動を図２〜図７に従って説明する。図２は、図１に示す参考例のグラウンドアンカーが地中に据え付けられた時の状態を示す頭部の断面図である。固定部材１２に対して可動部材１４は、有効ストローク１５だけ突出している。また、可動部材１４と定着板４との間には、２つ割のシム３が挟まれている。有効ストローク１５の長さ及びシム３の厚さはグラウンドアンカーの規模や設置条件によって定める。この例ではそれぞれ６０ｍｍとなっている。図３は地山が膨張し、定着用コンクリート１０４ａが矢印１７で示すように、１０４の位置まで移動した場合を示している。地山が移動し、緊張材２に許容値以上の荷重が掛かることにより、荷重制御装置１０の可動部材１４が固定部材１２に対して矢印１８で示すように滑動し、緊張材２が破断することを防止する。
【００１５】
図４は、このような場合の処置を示すもので、定着板４にアダプター３２を取付け、アダプター３２の上に油圧ジャッキ３１を装着し、テンションロッド３３で定着板４を矢印３４方向に牽引し、シム３を取り外して、完全に緊張力を除荷する。緊張力除荷後に、図５に示すように定着板４を撤去し、荷重制御装置１０の可動部１４の内側にあるねじ部１４ａを利用して、油圧ジャッキ３１及びテンションロッド３６を用いて、矢印３４方向に牽引し、矢印３７で示すように可動部１４を初期設定位置まで引出す。
【００１６】
次いで、図６に示すように可動部１４の移動が完了し、固定部１２と可動部１４とのストローク３８を確保したら、図７に示すように、定着板４を取付けて復旧作業完了となる。図７はシムを取外した状態で定着板４及び、緊張材２を復旧し、再度所定の緊張力を加え、作業を完了する。
【００１７】
図８は本発明の別の実施例を示すグラウンドアンカーの頭部断面図である。図１と同じ参照番号を付したものは図１と同様である。図１と異なる点は荷重制御装置６０である。この例では荷重制御装置６０は固定部材６１と可動部材６３とから構成されている。図８のＡ部拡大図を図９に示した。固定部材６１に剪断刃６２が設けられ、可動部材６３に複数の剪断キー６４が設けられている。可動部材６３が固定部材６１に対して軸方向に移動するとき、剪断キー６４の剪断力より大きい力が掛かると図９に示す切断線６６に沿う破断が生ずる。剪断キー６４の破断荷重Ｐｂは次式で示される。
【００１８】
Ｐｂ＝τｂ×Ａ
但し
Ｐｂ：剪断キーの破断荷重
τｂ：剪断応力
Ａ  ：有効剪断面積
次に、図１０〜図１５に従って、この実施例の作動について説明する。図１０は、図８に示す実施例のグラウンドアンカーが地中に据え付けられた時の状態を示す頭部の断面図である。固定部材６１に対して可動部材６３は、有効ストローク１５だけ突出している。また、可動部材６３と定着板４との間には、２つ割のシム３が挟まれている。荷重制御装置６０は剪断刃６２を備えた固定部材６１と剪断キー６４を備えた可動部材６３とから成っている。固定部材６１は支圧板１１を介して口元の定着用コンクリート１０４に固定されており、可動部材６３はシム３を介して定着板４を支持している。定着板１４は緊張材２を定着している。図１１は地山が膨張し、定着用コンクリート１０４ａが１０４の位置まで移動し、可動部材６３に矢印６５で示す方向の荷重が掛かったことを示している。地山が移動することにより、緊張材２にかかる緊張力が、増大する。図１１（ａ）のＢ部を図１１（ｂ）に拡大して示した。固定部材６１の剪断刃６２は可動部材６３の剪断キー６４と係止しており、過大な力が掛かると、図１２に示すように、可動部材６３は矢印６６に示す方向に移動する。図１２（ａ）のＣ部詳細を図１２（ｂ）に示した。地山が移動し、緊張材に許容値以上の荷重が掛かることにより、荷重制御装置６０の可動部材６３の剪断キー６４が固定部材６１の剪断刃６２によって剪断され緊張材２が破断することを防止する。
【００１９】
図１２は、剪断キー６４の破断荷重を設定緊張力とし、地山移動により緊張力が増大しても剪断キー６４が破断することにより緊張材に許容以上の緊張力がかからないことを示している。そして可動部材６３は次の剪断キー６４が剪断刃６２に当接するまで移動し、緊張力は施工完了時の状態に戻る。複数の剪断キー６４が順次破断し、図１０に示した有効ストローク１５が０になったとき、図１３に示すように、油圧ジャッキ３１を使用して、緊張力を解放する。
【００２０】
図１３は、アダプター３２の上に油圧ジャッキ３１を装着し、テンションロッド３３で定着板４を矢印３４方向に牽引し、シム３を取り外し、その空間を利用して、完全に緊張力を除荷する。
【００２１】
緊張力除荷後に、図１４に示すように定着板を撤去し、古い可動部材６３を抜き出し、荷重制御装置内に残存している剪断キー６４の破片を除去し、新しい可動部材６３ａを挿入する。図５に示すようにシムを取り外した状態で、緊張材２及び定着板４を復元し、再度所定の緊張力を加え作業を完了とする。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、荷重制御装置を付属したグラウンドアンカーシステムを採用することにより、緊張力が初期緊張力より増加する場合に起こる異常事態を自動的に回避することができ、また適時初期緊張力状態に復旧させることが可能となり、長期にわたりグラウンドアンカーの健全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例のグラウンドアンカーの頭部定着部近傍の縦断面図である。
【図２】参考例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図３】参考例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図４】参考例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図５】参考例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図６】参考例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図７】参考例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図８】実施例のグラウンドアンカーの頭部定着部近傍の断面図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】実施例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図１１】実施例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図１２】実施例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図１３】実施例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図１４】実施例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図１５】実施例のグラウンドアンカーの作動説明図である。
【図１６】実施例のグラウンドアンカーの全体断面図である。
【図１】
0003598082.tif 000002
【図２】
0003598082.tif 000003
【図３】
0003598082.tif 000004
【図４】
0003598082.tif 000005
【図５】
0003598082.tif 000006
【図６】
0003598082.tif 000007
【図７】
0003598082.tif 000008
【図８】
0003598082.tif 000009
【図９】
0003598082.tif 000010
【図１０】
0003598082.tif 000011
【図１１】
0003598082.tif 000012
【図１２】
0003598082.tif 000013
【図１３】
0003598082.tif 000014
【図１４】
0003598082.tif 000015
【図１５】
0003598082.tif 000016
【図１６】
0003598082.tif 000017