(57)【要約】      （修正有）【課題】土壌に対し、留め具を簡単かつ確実に施工できるようにし、留め具を土壌に安定して係止する施工方法を提供する。【解決手段】杭状の部材であって、一方の端部が頭部、他の一方の端部が先端部であり、少なくとも先端部側の外周にネジが形成される留め具を土壌に打ち込むものであって、土壌に留め具を挿入可能な下孔を削孔し、下孔に充填材を充填し、下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込む。【選択図】図１
2019157398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭状の部材であって、一方の端部が頭部、他の一方の端部が先端部であり、少なくとも先端部側の外周にネジが形成される留め具を土壌に打ち込む、留め具の施工方法であって、
土壌に留め具を挿入可能な下孔を削孔する削孔ステップと、
下孔に充填剤を充填する充填ステップと、
下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込む係止ステップと
を含む、上記の留め具の施工方法。
【請求項２】
充填材が砂である請求項１に記載の留め具の施工方法。
【請求項３】
留め具の頭部に、回転工具に着脱可能な係止構造が設けられ、
係止ステップが、頭部の係止構造に接続された回転工具を用い、留め具を土壌にねじ込むことを特徴とする請求項１または２に記載の留め具の施工方法。
【請求項４】
係止ステップが、ねじ込みに用いられる回転工具が電動工具であって、ねじ込み時の消費電流値を計測するものであって、
留め具の施工前に、土壌に対し、留め具を施工し、引き抜く準備ステップと、推定式特定ステップを実施し、
この準備ステップが、
土壌に留め具を挿入可能な試験下孔を削孔する試験削孔ステップと、
試験下孔に充填剤を充填する試験充填ステップと、
試験下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、電動工具を解して留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込み、ねじ込み時の消費電流値を計測する試験係止ステップと、
試験計測ステップによってねじ込まれた留め具を、引き抜き試験機を用いて引き抜き、引き抜き強度を測定する引き抜き強度測定ステップと
を含み、
推定式特定ステップが、
上記準備ステップを複数回実行し、各準備ステップで得られた消費電流値と、消費電流値との相関から、その土壌と回転工具に対応した回帰直線を取得し、この回帰直線の傾きを、その土壌の強度定数とし、その強度定数を用いて引き抜き強度の推定式を取得するものであり、
係止ステップにおいて、ねじ込み時の消費電流値を計測し、推定式特定ステップにおいて得られた引き抜き強度の推定式に基づき、係止ステップにおいて計測された消費電流値から、ねじ込み強度を推定する
請求項３に記載の留め具の施工方法。
【請求項５】
推定式が以下の式である上記の請求項４に記載の留め具の施工方法。
Ａ＝０．５２４５＋０．６０２６×Ｂ
Ａ：推定引き抜き強度（ｋＮ）
Ｂ：消費電流値（３．０Ａ以上の秒数）
【請求項６】
下孔の内周面と、留め具の外周面との間隔が、留め具のネジ山の高さの３倍から４倍の距離である請求項１から５のいずれかに記載の留め具の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、土壌の表面を覆う防草シートを土壌に係止するため、防草シートの上から土壌に打ち込まれる留め具の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木や建設において、土壌に杭状のアンカー、即ち、留め具を打ち込む施工は、一般的である。
例えば、橋梁下の遊休地や路肩部での雑草対策として、土壌表面を防草シートで覆う場合、土壌表面に展開された防草シート上から、土壌に留め具を打ち込む施工は、短時間で低コストな防草対策として実用的であり、実際、施工実績も多い。
【０００３】
このような施工方法の中に、一方の端部に回転工具に対応し得る頭部を有し、他方の端部先端から、ねじ山が設けられた留め具を利用したものがある。
この留め具は、ねじ山による回転力で留め具を地盤に侵入させる。
この留め具は、施工性や引き抜き抵抗に優れる。
【０００４】
しかしながら、留め具が打ち込まれる土壌に転石が多い場合、留め具を土壌に侵入させることができない。
この場合、施工の際に、留め具の侵入位置に、予め削孔しておく必要がある。
【０００５】
この予備削孔を伴う施工の場合、土壌中の転石の配置状況や、削孔の形状等の影響により、留め具が土壌にきちんと固定することができず、留め具の引き抜き強度にもばらつきが生じ、均質な施工が困難である、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１０１９２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、土壌に対し、留め具を簡単かつ確実に施工できるようにし、留め具を一定以上の引き抜き強度を維持した状態で安定して係止する施工ができるようにし、留め具を均質に施工できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明にかかる留め具の施工方法は、
杭状の部材であって、一方の端部が頭部、他の一方の端部が先端部であり、少なくとも先端部側の外周にネジが形成される留め具を土壌に打ち込む、留め具の施工方法であって、
土壌に留め具を挿入可能な下孔を削孔する削孔ステップと、
下孔に充填材を充填する充填ステップと、
下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込む係止ステップと
を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかると留め具の施工方法は、上記の方法において、充填材が砂であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかると留め具の施工方法は、上記の方法において、
留め具の頭部に、回転工具に着脱可能な係止構造が設けられ、
係止ステップが、頭部の係止構造に接続された回転工具を用い、留め具を土壌にねじ込むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかると留め具の施工方法は、上記の方法において、
係止ステップが、ねじ込みに用いられる回転工具が電動工具であって、ねじ込み時の消費電流値を計測するものであって、
留め具の施工前に、土壌に対し、留め具を施工し、引き抜く準備ステップと、推定式特定ステップを実施し、
この準備ステップが、
土壌に留め具を挿入可能な試験下孔を削孔する試験削孔ステップと、
試験下孔に充填剤を充填する試験充填ステップと、
試験下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、電動工具を解して留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込み、ねじ込み時の消費電流値を計測する試験係止ステップと、
試験計測ステップによってねじ込まれた留め具を、引き抜き試験機を用いて引き抜き、引き抜き強度を測定する引き抜き強度測定ステップと
を含み、
推定式特定ステップが、
上記準備ステップを複数回実行し、各準備ステップで得られた消費電流値と、消費電流値との相関から、その土壌と回転工具に対応した回帰直線を取得し、この回帰直線の傾きを、その土壌の強度定数とし、その強度定数を用いて引き抜き強度の推定式を取得するものであり、
係止ステップにおいて、ねじ込み時の消費電流値を計測し、推定式特定ステップにおいて得られた引き抜き強度の推定式に基づき、係止ステップにおいて計測された消費電流値から、引き抜き強度を推定する
ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかると留め具の施工方法は、上記の方法において、
推定式が以下の式であることを特徴とする。
Ａ＝０．５２４５＋０．６０２６×Ｂ
Ａ：推定引き抜き強度（ｋＮ）
Ｂ：消費電流値（３．０Ａ以上の秒数）
【００１３】
また、本発明にかかると留め具の施工方法は、上記の方法において、下孔の内周面と、留め具の外周面との間隔が、留め具のネジ山の高さの３倍から４倍の距離であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記の本発明では、留め具を確実に、一定上の引き抜き強度を維持した状態で土壌にとめることができ、例えば、土壌表面を防草シートで覆いたい場合、土壌表面に展開された防草シートの上から、砂の充填位置に留め具を打ち込むことによって、例えば、防草シートを簡単かつ強固に土壌表面に係止できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明にかかる留め具の施工方法の流れを示すフロー図である。
【図２】図２は、図１に示した留め具の施工方法の工程を示す説明図である。
【図３】図３は、図１に示した留め具の施工方法による施工実験の条件を示す一覧である。
【図４】図４は、図３の施工実験によって得られる消費電流値の変化を示す一例である。
【図５】図５は、図３の施工実験の結果を示す一例である。
【図６】図６は、図３の施工実験の結果を示す一例である。
【図７】図７は、図３の施工実験の結果を示す一例である。
【図８】図８は、図３の施工実験の結果を示す一例である。
【図９】図９は、図３の施工実験の結果を示す一例である。
【図１０】図１０は、図３の施工実験の結果を示す一例である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる留め具の施工方法における消費電流値と引き抜き強度の推定式を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、土壌に留め具を打ち込む際に、土壌のねじ込み位置に、留め具を挿入可能な下孔を削孔し、その下孔に砂を充填し、下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、留め具をその中心軸を回転させることにより、とめ具を砂にねじ込むことにより、留め具を土壌に簡単かつ確実に、強固に打ち込むものである。
以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明にかかる留め具の施工方法の流れを示すフロー図、図２は、図１に示した留め具の施工方法の工程を示す説明図、図３は、図１に示した留め具の施工方法による施工実験の条件を示す一覧、図４は、図３の施工実験によって得られる消費電流値の変化を示す一例、図５は、図３の施工実験の結果を示す一例、図６は、図３の施工実験の結果を示す一例、図７は、図３の施工実験の結果を示す一例、図８は、図３の施工実験の結果を示す一例、図９は、図３の施工実験の結果を示す一例、図１０は、図３の施工実験の結果を示す一例、図１１は、本発明にかかる留め具の施工方法における消費電流値と引き抜き強度の推定式を示すグラフである。
【００１８】
まず、図１に基づき、本発明にかかる留め具のせ施工方法の概要について説明する。
本発明では、土壌に対し、杭状の部材であって、一方の端部が頭部、他の一方の端部が先端部であり、少なくとも、先端部側の外周にネジが形成される留め具を土壌に打ち込む。
【００１９】
本発明では、留め具を土壌に打ち込む際に、留め具を打ち込む下準備として、土壌に留め具を挿入可能な下孔を削孔する（削孔ステップＳ０１）。
この下孔は、例えば、電動ドリルのような回転工具を用いて土壌に削孔する。
【００２０】
この下孔の径は、例えば、下孔の内周面と、留め具の外表面との間隔が、留め具のネジ山高さの３倍から４倍程度の距離となるよう設定されることが好ましく、具体的には、ネジ山の高さが１．６ｍｍのときには、留め具の外表面と、下孔の内周面との感覚が、４．２から６．７ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００２１】
次に、削孔した下孔に充填材として、砂を充填する（充填ステップＳ０２）。
この充填材としての砂は、土木一般でさまざまな用途に使用される汎用品の砂でよい。
【００２２】
次に、下孔に充填した砂の表面に、留め具の先端部を当て、留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込み、留め具を土壌に係止する（係止ステップＳ０３）。
【００２３】
この留め具は、例えば、その頭部に、回転工具に着脱可能な係止構造を有し、係止ステップＳ０３は、頭部の係止構造に接続される回転工具を用い、留め具を土壌にねじ込むことによって実行される。
【００２４】
この係止構造は、例えば、ボルトヘッドであるが、回転工具に着脱可能であれば、これに限定されない。
本発明では、上記のようにして、留め具が土壌に係止される。
【００２５】
次に、図２に基づき、上記の方法による留め具の施工を、具体的な実施例に基づき、説明する。
図２中、１は土壌、１ａは下孔、２は充填材、３は留め具、３０はネジ山、３１は係止構造である。
【００２６】
本実施例では、転石の多い土壌１に留め具を施工した。
まず、土壌１に下孔１ａを削孔した。
【００２７】
次に、下孔１ａに充填材２として、砂を充填した。
【００２８】
次に、下孔１ａに充填した重点剤２の中央に、留め具３の先端部を当て、留め具の頭部の係止構造３１に接続された図しない回転工具を用い、留め具３を土壌１にねじ込んだ。
【００２９】
この留め具３のねじ込みにより、留め具３による圧迫力は、留め具３の中心軸に直行する平面方向に沿って作用、即ち、留め具３の外周面から下孔１ａの内周面方向に向かって作用し、充填材２が下孔１ａの内周面方向に押され、下孔１ａの内周面に対して圧縮応力が生じる。
【００３０】
この応力により、充填材と、下孔１ａの内周面との間のせん段応力が増加し、留め具の引き抜き強度が確保される。
【００３１】
ここで、留め具の施工において、所定の引き抜き強度以上の品質で留め具をねじ込むために必要な準備ステップと、推定式特定ステップについて説明する。
準備ステップでは、まず、土壌に留め具を挿入可能な試験下孔を削孔する（試験削孔ステップ）。
【００３２】
次に、試験下孔に充填剤を充填する（試験充填ステップ）。
【００３３】
次に、試験下孔内の砂の表面に、留め具の先端部を当て、電動工具を解して留め具の中心軸を回転軸として回転させることにより、留め具を砂にねじ込み、ねじ込み時の消費電流値を計測する（試験係止ステップ）。
【００３４】
次に、試験計測ステップによってねじ込まれた留め具を、引き抜き試験機を用いて引き抜き、引き抜き強度を測定する（引き抜き強度測定ステップ）。
【００３５】
推定式特定ステップは、上記準備ステップを複数回実行し、各準備ステップで得られた消費電流値と、消費電流値との相関から、その土壌と回転工具に対応した回帰直線を取得し、この回帰直線の傾きを、その土壌の強度定数とし、その強度定数を用いて引き抜き強度の推定式を取得するものである。
【００３６】
そして、係止ステップにおいて、ねじ込み時の消費電流値を計測し、推定式特定ステップにおいて得られた引き抜き強度の推定式に基づき、係止ステップにおいて計測された消費電流値から、引き抜き強度を推定する。
【００３７】
上記のとおり、消費電流値から、引き抜き強度の推定が可能になることにより、留め具のねじ込みの際の消費電流値を監視して、一定レベル以上の引き抜き強度を見込める留め具の施工を確保できるようになる。
【００３８】
ここで、上記の準備ステップと、推定式特定ステップについて、具体的な施工実験に基づき、検証し、説明する。
【００３９】
ここでは、上記の引き抜き強度の確保を検証するため、上記の方法により、図３に示した条件で、施工実験を実施した。
土壌の地盤条件としては、硬質な地盤を想定するためのコンクリート１箇所と、橋梁下の遊休地からの５箇所、合計６箇所を選定した。
【００４０】
引き抜き強度の真値は、施工後に、引き抜き試験機を用いて測定した。
また、充填材としては、汎用品で安価な市販の砂を採用した。
【００４１】
また、削孔径と砂の粒度を３種類設定し、引き抜き強度への影響を確認した。
なお、この実験に際し、留め具のねじ込みに用いられる電動工具の、ねじ込み時の消費電流値と、引き抜き強度に正の相関が認められるか否かについても検証した。
【００４２】
留め具のねじ込みに用いられる電動工具の消費電流値は、電動工具のコードに電流値を計測できるクランプオンプローブを接続し、データロガーを用いて、留め具のねじ込みと同時に消費電力を計測して取得した。
【００４３】
取得した消費電流値は、図４に示したとおりである。
図４中、Ａは、終局時ピーク値（Ａ）、Ｂは、電流値３．０Ａ以上の累積電流値（Ａ）、Ｃは、ねじ込み開始から終局までの累積電流値（Ａ）、Ｔは、電流値３．０Ａ以上の時間（Ｓ）である。
【００４４】
上記実験では、消費電流値と、引き抜き強度との相関関係を表す値として、電流地３．０Ａ以上の時間（秒数）を採用した。
【００４５】
上記の施工実験の結果は、図５から図１０に示すとおりである。
図５は、硬質な土壌を想定してコンクリートに対し実施された実験、図６から図１０は、土壌として、さまざまな条件の地盤に対し実施された実験の結果、具体的には、引き抜き強度と消費電流値の関係を示す。
【００４６】
上記の関係は、真値となる引き抜き強度を縦軸、消費電流値３．０Ａ以上の秒数を横軸としたグラフとして示した。
実験回数は、図５のコンクリートに対するものが、各試験条件を３回繰り返した２７回、実際の地盤に対するものは、各実験条件を１回ずつ、それぞれ、合計９回とした。
【００４７】
以下、上記の実験結果を考察する。
まず、各グラフの回帰直線の傾きに着目する。
硬質なコンクリート（図５）では、傾きの値が大きい。
【００４８】
一方、土壌については、図中の写真に示されるとおり、粗礫が多い土Ａの場合（図６）は、コンクリートと類似し、中礫が多い土Ｂの場合（図７）、および、細礫が多い土Ｃの場合（図８）は、その順に傾きが小さくなる傾向が認められる。
上記は、推定式となる回帰直線の傾きが、土壌の強度定数である内部摩擦角であることを示す。
【００４９】
次に、上記回帰直線の切片を考察する。
なお、粘着力は、土粒子の吸着水による土粒子間の結合力により発揮される抵抗性を示す。
【００５０】
地盤条件別に実施した含水比を確認すると、含水比の高い土Ｂ（６．４％）、土Ｃ（９．６％）は、切片の値が大きく、一方、含水率の低い土Ａ（３．４％）は、切片の値が小さくなる傾向を示すことから、本推定式で得られる切片が粘着力を示すことが判明する。
【００５１】
上記の実験結果から得られる、ねじ込みの消費電力値と、引き抜き強度の関係を示すグラフの一例は図１１に示されるとおりであり、この施工実験の結果から得られる推定式は、以下のとおりである。
【００５２】
Ａ＝０．５２４５＋０．６０２６×Ｂ
Ａ：推定引き抜き強度（ｋＮ）
Ｂ：消費電流値（３．０Ａ以上の秒数）
【００５３】
上記の結果から、引き抜き強度と消費電流値の関係は、異なる削孔径と充填材粒度の組み合わせで有意な相違はないことから、本発明においては、充填材として市販の砂をそのまま採用することが可能であり、それによって削孔誤差の影響を受けることはない。
【００５４】
また、必要となる引き抜き強度をｋＮとした場合、留め具のねじ込み時の消費電流値に閾値を設けることで、一定の引き抜き強度を確保することができるようになり、品質管理が可能になる。
【００５５】
なお、上記の実験において、土Ｄ（図９）、および、土Ｅ（図１０）については、柔らかな表土が堆積した土壌であり、所定の引き抜き強度が得られなかった。
【００５６】
従って、上記の実験は、上記推定式の適用性を把握するデータとして有用であることが判明した。
【００５７】
また、上記の推定式に含まれる（回帰直線から得られる）強度定数は、施工実験を行った土壌、下孔の径、留め具、施工実験で用いた工具等の各種条件の組み合わせによって変更される。
【００５８】
このため、土壌を留め具に施工する前に、上記の準備ステップと推定式特定ステップを実行し、その土壌に対応した推定式を予め取得しておくことが推奨される。
【００５９】
また、例えば、下孔の径、留め具、および、工具の組み合わせが一定である場合、指標となるモデル土壌を選定し、その土壌に対するモデル推定式を予め取得しておき、モデル土壌と同質とみなされる土壌に対しては、対応したモデル推定式を採用し、留め具を施工するようにしてもよい。
【００６０】
上記の本発明にかかる留め具の成功方法によると、軟弱でない土壌に留め具を施工する場合、引き抜き強度を増大させることができ、土壌に対し、一定以上の品質で留め具をしっかりと土壌に打ち込むことができるようになる。
【００６１】
また、留め具の施工時に、消費電流値を計測することにより、引き抜き強度の推定が可能となり、施工時に、一定の品質を確保した状態で施工がなされているか否かを確認することが可能になる。
【００６２】
なお、上記の実施例において、下孔の径は、推定引き抜き強度の算出において、実際に要求される引き抜き強度が確保できるのであれば、上記の実施例に限定されない。
【００６３】
また、充填材は、汎用の砂ではなく、この施工のために配合された専用の充填材であっても、また、特殊な充填材を転用してもよい。
また、本発明は、本発明の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、上記実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明では、土壌に対し、留め具を簡単かつ確実に施工でき、また、一定以上の引き抜き強度で施工が実施されているかを確認しながら、留め具の施工が実施されているかを確認することができるので、例えば、土壌の表面に展開された防草シートを、土壌に対し、簡単かつ確実に係止できるようになり、高品質な防草シートの敷設を、低コストで実施できる点で、利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００６５】
１      土壌
１ａ    下孔
２      充填材
３      留め具
３０    ネジ山
３１    係止構造
【図１】
2019157398.tif 000003
【図２】
2019157398.tif 000004
【図３】
2019157398.tif 000005
【図４】
2019157398.tif 000006
【図５】
2019157398.tif 000007
【図６】
2019157398.tif 000008
【図７】
2019157398.tif 000009
【図８】
2019157398.tif 000010
【図９】
2019157398.tif 000011
【図１０】
2019157398.tif 000012
【図１１】
2019157398.tif 000013