(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製からなる略円環状の加圧板を管状体の先端部に設け、モルタル吹付及び地山に形成した削孔の内部に挿入されたロックボルトを内挿した状態で該削孔内にグラウトを注入すると共に、削孔内に押し込むことでそのグラウトを加圧板により加圧するモルタル吹付の維持補修用注入補剛部材であって、該加圧板は、削孔の内径とほぼ同じ外径を有し、その外周部から管状体の外周面まで延びるスリットが円周方向に適宜間隔で複数形成されていると共に、その外周部とスリットとの交点にそれぞれ切欠部が形成されていることを特徴とするモルタル吹付の維持補修用注入補剛部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、老朽化したモルタル吹付を維持補修する際に用いる注入補剛部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
地山などの斜面が風雨などによって崩壊することを防ぐため、その表面にモルタルなどを吹き付けて補強しているが、近年、そのモルタル吹付が老朽化し、また、地山の土砂などの流出によって、モルタル吹付と地山との間に空洞が生じてしまうケースがある。そして、このような老朽化したモルタル吹付や地山に対して維持補修を施すことになるが、その方法としては、例えば、モルタル吹付及び地山に対して削孔を形成し、その削孔にアンカーを挿入すると共に、アンカーを介してグラウトを圧入することで削孔内や空洞にグラウトを充填する方法がある（例えば、特許文献１参照）。なお、その後に、ロックボルトの頭部をナット等の固定手段により固定し、老朽化したモルタル吹付の上から新たなモルタルを吹き付けることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平５−２２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来の老朽化モルタル吹付の維持補修方法は、アンカーを介して削孔内にグラウトを圧入するため、その削孔内や空洞にグラウトを完全に充填させることは可能だが、削孔の内壁に細かいクラック（亀裂）が発生していた場合には、それらクラックの内部にまでグラウトを完全に充填させることは難しい。
【０００５】
そこで、本件出願人は、本願出願時点ではまだ未公開であるが、削孔内に注入したグラウト材を加圧するための加圧板を管状体の先端に設けた注入補剛部材を使用した「老朽化モルタル吹付面の維持補修工法に用いる補強構造体およびその工法」（特願２０１１−０２７６２０号、特許出願日平成２３年２月１０日）について出願している。この発明によれば、削孔内に圧入した（１次注入）グラウトに対して、注入補剛部材を削孔内に押し込むことでさらに圧力を加え、その加圧された状態でさらにグラウトを圧入する（２次注入）ことから、前述したクラックの内部にまで確実にグラウトを充填させることができる。
【０００６】
しかし、この未公開出願に記載された注入補剛部材は、加圧板の外周縁と削孔内周面との間に大きな隙間隙が設けられ、その間隙からグラウトを排出するようにしているため、加圧板については、間隙がある分だけ面積が小さくなってしまい、グラウトを加圧する力が弱い。また、その加圧板の外周縁上には、注入補剛部材における削孔内への押し込み時の直進性を保つと共に、削孔の中心に位置させるためのゴム製の弾性スペーサーが円周方向に等角度の間隔で部分的に設ける例も開示されている。しかしながら、この注入補剛部材はロックボルトの補強機能や防錆効果も兼ね備えていることから、維持補修工事の終了後においても地山等から引き抜かれることはない。そのため、ゴム製の弾性スペーサーは削孔内に埋没された状態になり、構造上、異物として扱われる可能性がある。なお、加圧板の大きさについては、加圧効率等の面から言えば、削孔径とほぼ同じ外径にするのが最も良いが、その大きさにした場合には、前述したように、注入補剛部材を削孔内に押し込む際に、余分なグラウト材を外部に排出させることが困難になる。また、削孔の内壁から硬い岩の一部が突出するような状況もあり、注入補剛部材の押し込み作業に支障が生じる可能性があるとともに、無理に押し込んだ場合にはその岩によって加圧板が変形するおそれもある。この点については、加圧板が１枚の鋼板で形成されていることから、その変形が加圧板全体に及んでしまい、加圧効率の低下に繋がることも想定される。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、加圧力が大きく、また注入補剛部材の直進性にも優れると共に、削孔の中心に位置させるためのスペーサーの機能も兼ね備え、さらには、削孔の内壁から突出した岩に当たっても加圧板全体が変形せず、地山等から引き抜かなくても構造的に何の問題のないモルタル吹付の維持補修用注入補剛部材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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明のモルタル吹付の維持補修用注入補剛部材は、鋼製からなる略円環状の加圧板を管状体の先端部に設け、モルタル吹付及び地山に形成した削孔の内部に挿入されたロックボルトを内挿した状態で該削孔内にグラウトを注入すると共に、削孔内に押し込むことでそのグラウトを加圧板により加圧するモルタル吹付の維持補修用注入補剛部材であって、該加圧板は、削孔の内径とほぼ同じ外径を有し、その外周部から管状体の外周面まで延びるスリットが円周方向に適宜間隔で複数形成されていると共に、その外周部とスリットとの交点にそれぞれ切欠部が形成されていることを特徴とする。これにより、加圧力が大きく、また注入補剛部材の直進性にも優れると共に、削孔の中心に位置させるためのスペーサーの機能も兼ね備え、さらには、削孔の内壁から突出した岩に当たっても加圧板全体が変形せず、地山等から引き抜かなくても構造上、問題のないものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
加圧板は削孔の内径とほぼ同じ外径を有するので、最大限の加圧効率を発揮することができると共に、削孔の中心に沿って注入補剛管部材を真っ直ぐに挿入することができ、施工性が向上する。また、加圧板の外周部から管状体の外周面まで延びるスリットが円周方向に適宜間隔で複数形成されているので、従来の鋼製の加圧板よりも剛性が低くなり、挿入性が良くなる。また、削孔の内壁から突出する岩によって加圧板の一部分が変形したとしても、その変形の伝達がスリットによって遮断され、加圧板全体に及ばないので、加圧効率の低下を最小限に止めることができる。さらに、外周部とスリットとの交点にそれぞれ切欠部を形成しているので、削孔の内壁から突出する岩があっても回避することが容易であると共に、スリットと切欠部を介してグラウトを外部に確実に排出することができる。また、加圧板にゴム製の弾性スペーサーを設けることが不要になるため、削孔内に異物を埋没させることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】注入補剛部材の実施形態を示す図である。
【図２】この注入補剛部材を使用した維持補修工事の施工手順を示す図である。
【図３】加圧板の変形例を示す図である。
【図４】加圧板の他の変形例を示す図である。
【図５】管状体への加圧板の他の取付け例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明にかかる注入補剛部材の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の注入補剛部材１全体を示す図で、同図（ａ）は、その正面図、同図（ｂ）はその左側面図である。この注入補剛部材１は、中空長尺の管状体１１と、その管状体１１の先端に設けられた略円環状の加圧板１２とから構成され、管状体１１から削孔内に注入したグラウトを加圧板１２により加圧するものである。加圧板１２は、削孔の内径、すなわち穿孔ビットの外径とほぼ同じ大きさを有する。これにより、削孔内周面との間に設けられる間隙が最小限になるので、削孔の中心に沿って注入補剛部材１を真っ直ぐに挿入することが可能となり、施工性が向上する。さらに、加圧板１２の表面積が最大になるので加圧力も改善される。
【００１３】
また、加圧板１２には、その外周部１２１から管状体１１の外周面まで放射状に半径方向に延びるスリット１２２が円周方向に等角度の間隔（ここでは例えば、４５度とする。）で複数（ここでは例えば、８個とする。）形成されている。そのため、スリット１２２を設けていない従来の鋼製の加圧板よりも剛性が低くなり、柔軟性を有することから、削孔への注入補剛部材１の挿入性が向上する。また、削孔の内壁から突出する岩によって加圧板１２が変形したとしても、スリット１２２によってその変形が遮断され、加圧板１２全体に及ぶことはないので、加圧板１２の変形に伴う加圧効率の低下を最小限に止めることができる。
【００１４】
さらに、その外周部１２１とスリット１２２の交点に、スリット１２２の幅よりも広い開口を有する切欠部１２３を形成している。そのため、スリット１２２と相まって切欠部１２３を介してグラウトを加圧板１２よりも後方の削孔内へ確実に排出することができる。ゆえに、加圧板１２は、削孔径またはビット径とほぼ同じ外径に設定してもグラウトの排出性に問題はない。また、各切欠部１２３は、図１（ｂ）に拡大して示すように三角形の頂点が注入補剛管１１側を向き、底辺が外周部１２１側となるような逆二等辺三角形の形状をなしている。そのため、外周部１２１側ほど開口の幅が大きくなるので、グラウトの排出性が良く、また、削孔の内壁から突出する岩があっても回避することが可能であり、施工性が向上する。なお、各切欠部１２３の形状は、逆二等辺三角形状に限らず、半円形状でも、また扇型形状や、４角形、５角形等、特にこだわらないが、前述したように、外周部１２１側に向かうほど開口の幅が拡がるような形状の方がグラウトの排出性や、削孔の内壁から突出する岩を回避できるため望ましい。また、管状体１１は鉄製であるが、加圧板１２についてはステンレス製が望ましい。これは、ステンレス製の方が鉄製よりも強度を維持しつつ薄くできるからであり、加圧板１２の厚さを薄くすることで、削孔への挿入性が向上する。ただし、加圧板１２の厚さをそれほど問題にしないのであれば鉄製でもかまわない。また、この加圧板１２には、その裏面側、すなわち管状体１１側に、管状体１１の内径に応じた外径を有する短尺の接合補助管１２ａが設けられている。そして、この接合補助管１２ａの外周面を管状体１１の内周面に接着することで、加圧板１２は管状体１１に固着されている。
【００１５】
次に、本発明の注入補剛部材１を使用した維持補修工事の施工手順について図面を参照して説明する。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｄ）は、その施工手順を示す図である。まず、地山２の表面にモルタルを吹付けて補強したモルタル吹付３が、経年変化や地震等により地山２の表面とモルタル吹付３の裏面との間に空洞部４が生じている構造物に対し、図２（ａ）に示すように、先端に穿孔ビットを装着した削孔部材（図示せず。）等によって削孔５を形成し、その削孔５にロックボルト６を挿入する。なお、図示はしないが、ロックボルト６の先端側（孔底側）には、そのロックボルト６を削孔の中心に位置させるためにスペーサーが設けられる。次に、図２（ｂ）に示すように、本発明の注入補剛部材１の後端にグラウト注入具１３をセットした後、管状体１１の先端の加圧板１２をモルタル吹付３に形成した削孔の開口部３１に合わせたうえで、ロックボルト６の頭部から挿入し、管状体１１の中にロックボルト６が内挿される。そして、管状体１１の先端がモルタル吹付３の背面、すなわち、空洞部４に入った時点で注入補剛部材１の挿入作業を一時中断し、注入具１３を操作して、グラウトを注入する。グラウトは、管状体１１の中を通り、加圧板１２の中央から空洞部４や削孔５内に注入される。これを一次注入という。
【００１７】
次に、空洞部４や削孔５内にグラウトが充填された後、図２（ｃ）に示すように、注入補剛部材１の挿入作業を再開し、さらに削孔５内に押し込む。これにより、管状体１１の先端の加圧板１２が削孔５内のグラウトを加圧するので、削孔５の内壁から内部に向けて発生しているクラック（亀裂）５１にまでグラウトを圧入することができる。特に、この加圧板１２は削孔５の内径とほぼ同じ外径を有するので、最大限の加圧効率を発揮することができると共に、その外周部１２１がスペーサーの機能も果たすことになる。このことから、削孔５の中心に沿って注入補剛部材１を真っ直ぐに挿入することが可能となり、加圧板の外周縁と削孔内周面との間に大きな間隙が設けられる従来技術よりも施工性が向上する。
【００１８】
そして、図２（ｄ）に示すように、削孔５内に注入補剛部材１全体が埋め込まれた後、さらにグラウト注入具１３により一定の圧力をかけてグラウトを削孔５内に注入する。これがグラウトの２次注入である。これにより、削孔５だけでなく、その削孔５に連続しているクラック（亀裂）５１にまでグラウトを確実に充填させることができる。そして、グラウトの２次注入完了後は、グラウト注入具１３を注入補剛部材１から取り外すが、注入補剛部材１については、削孔５内に埋め込んだままの状態で固定される。なお、その後は従来技術と同様に、ロックボルトの頭部をナット等の固定手段により固定した後、老朽化モルタル吹付の上から新たなモルタルを吹き付けて、維持補修工事が完了する。以上のことより、本発明の注入補剛部材１は、それを介して注入されるグラウトが空洞部４や削孔５の全体、さらには削孔５に連続しているクラック５１にまで行き渡り固化するので、地山を強固に補強することができる。
【００１９】
なお、上述した本発明の実施形態の説明において、スリット１２２の幅については、特に限定していないが、グラウトの排出性をスリット１２２によって高めたい場合には、図３に示すように、スリット１２２の幅Ｗを広げるようにしても良い。また、切欠部１２３にてグラウトの排出性を高めたい場合には、図４に示すように、外周部１２１においてスリット１２２が形成されていない箇所に切欠部１２３を設けることもできる。さらに、管状体１１の先端部への加圧板１２の取り付けは、上述した方法に限らず、図５（ａ），（ｂ）に示すように、加圧板１２の裏面側や表面側に管状体１１の外径に応じた内径を有する短尺の接合補助管１２ｂを設けておき、その接合補助管１２ｂの内周面を管状体１１の外周面に接着等により固着させても良い。また、接合補助管１２ｂを設けずに、図５（ｃ）に示すように、加圧板１２を直接、管状体１１の先端面に溶接等で固着するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のモルタル吹付の維持補修用注入補剛部材は、グラウトへの加圧力が大きく、また注入補剛部材の直進性にも優れ、さらには、削孔の内壁から突出した岩に当たっても加圧板の全体に変形が及ぶこともなく、地山等から引き抜かなくても構造的に何の問題もないため、老朽化したモルタル吹付の維持補修工法だけでなく、新設の法面補強土やロックボルト工等の技術分野にも産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００２１】
１…注入補剛部材、１１…管状体、１２…加圧板、１２１…外周部、１２２…スリット、１２３…切欠部、２…地山、３…モルタル吹付面、４…空洞部、５…削孔、６…ロックボルト。
【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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