(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露岩法面に非自立構造物をロープで支持すべくワイヤロープからなるアンカー体を法面から岩層に直角状に穿孔した孔に挿入し、定着用凝固剤により前記アンカー体を孔内に定着することで設置されるアンカーにおいて、前記孔の開口部に相当する岩盤地表部分を前記孔内にかけてビットにより円弧状面に整形旋削し、この孔から突出するように延在した前記アンカー体の上部を前記岩盤地表部分における露出している円弧状面に沿うように導いていることを特徴としているアンカー。
【請求項２】
露岩法面に非自立構造物の支持ロープに対するアンカーを得るにあたり、アンカー体としてワイヤロープを用い、法面にワイヤロープを挿入する孔を直角状に穿孔するとともに、孔が開口する岩盤地表部分をビットにより孔内にかけて円弧状面に整形旋削し、さらにこの孔内にワイヤロープを挿入すると共に定着用凝固剤を用いて前記ワイヤロープを定着し、前記ワイヤロープの上部を露出している前記円弧状面に沿わせ、対象非自立構造物と連結することを特徴としているアンカー工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は雪崩や落石などのおそれがある法面等に設置される非自立構造物に好適なアンカーおよびアンカー工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非自立構造物として、たとえば吊式雪崩予防柵や覆式ロックネット、ポケット式ロックネットなどがある。
吊式雪崩予防柵は、雪崩の恐れのある法面に柵体や三角錐状の枠体を設置し、これら柵体あるいは枠体を法面の上方部位に固定したアンカーから吊りロープによって吊持して設置される。
ポケット式ロックネットや覆式ロックネットは、落石の恐れのある法面にポケットを形成するように張ったロープを、法面の上方部位に固定したアンカーで吊持して設置される。また、法面に沿って浮石押さえロープを敷設し、そのロープの上部をアンカーで吊持して浮石の落下を防止する構造物なども知られている。
【０００３】
上記非自立構造物のアンカーは、地盤が岩層の場合には、岩に直接掘削孔を形成し、この掘削孔に異形棒鋼やねじ加工した丸鋼からなるアンカーロッドを挿入するとともにモルタル、セメントあるいは樹脂等の凝固剤を流し込み、凝固剤を介して岩とアンカーロッドが一体化することで定着する岩用アンカーが用いられている。
【０００４】
こうした岩用アンカーにおいては、荷重はアンカー体に対してせん断方向にかかるケースが多く、棒鋼状アンカー体はねじ部断面積にて耐力が決定することから価格の割には低耐力であり、かつ曲げに弱く水平耐力の低下を招く問題があった。
そこで先行技術（特許文献１，２）においては、地表部に表土がある箇所において、棒鋼状アンカー体に円弧状土圧板を装着し、その土圧板が荷重方向に抵抗することによりアンカー体に引抜荷重をかけて変位を制御することが提案されている。
しかし、これら先行技術は特殊な円弧状土圧板をアンカー体と組合せ使用するので、部材数が多く、また、現場への搬入や取り扱い作業も煩雑となり、工事コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
先行技術（特許文献３）においては、地表部に表土がある箇所において、アンカー体をワイヤロープで構成することが提案されている。
ワイヤロープの本来の使用は引張方向であり、集中するせん断方向への使用は十分な耐力を期待できないので、先行技術では地表部に円弧状の荷受け台を据え置き、その荷受け台の抵抗によりせん断荷重を引張方向へ変換させ、アンカー体に引抜荷重がかかるようにしている。
【０００６】
しかし、この先行技術も枕状の荷受け台を面積の大きい盤に据え置いてアンカー体を荷受け台に沿って案内させるようにしているので、やはり部材数が多く、現場への搬入や取り扱い作業も煩雑となり、工事コストが高くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２９７７８２号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００６−２１４２１７号公報
【０００９】
【特許文献３】特開２００８−７９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、確実、安定した耐力を持ち、しかも作業性やコスト面で優れた非自立構造物用アンカーとそのアンカー工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、露岩法面に非自立構造物をロープで支持すべくワイヤロープからなるアンカー体を法面から岩層に直角状に穿孔した孔に挿入し、定着用凝固剤により前記アンカー体を孔内に定着することで設置されるアンカーにおいて、前記孔の開口部に相当する岩盤地表部分を前記孔内にかけてビットにより円弧状面に整形旋削し、この孔から突出するように延在した前記アンカー体の上部を前記岩盤地表部分における露出している円弧状面に沿うように導いていることを特徴としている。
すなわち、岩盤地表部分において、アンカー体が挿入される孔の開口端をその周縁から孔内にかけてなだらかに曲面で構成するとともに、その曲面にワイヤロープを沿わせることで、本来、剪断力として作用する荷重を引抜き荷重に転換してワイヤロープに直接作用させる。
【００１２】
また、上記目的を達成するため本発明のアンカー工法は、露岩法面に非自立構造物の支持ロープに対するアンカーを得るにあたり、アンカー体としてワイヤロープを用い、法面にワイヤロープを挿入する孔を直角状に穿孔するとともに、孔が開口する岩盤地表部分をビットにより孔内にかけて円弧状面に整形旋削し、さらにこの孔内にワイヤロープを挿入すると共に定着用凝固剤を用いて前記ワイヤロープを定着し、前記ワイヤロープの上部を露出している前記円弧状面に沿わせ、対象非自立構造物と連結することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るアンカー（請求項１）によれば、汎用性のあるワイヤロープをアンカー体として使用することにより、安価でかつ高耐力を実現できるが、それだけでなく、定着用の孔の開口部たる岩盤地表部分を孔内にかけて円弧状に形成され、これにアンカー体の上部が案内されるので、地表部の岩盤を有効利用してせん断方向ではない支圧強度作用と周面摩擦抵抗作用をアンカー体に発揮させることができ、安定した高い耐力が得られる。
【００１４】
しかも、ワイヤロープをアンカー体として用いても、法面に案内するための枕的な特別な金具類を全く使用せず、アンカー体の定着孔そのものを利用してせん断力が作用しないようにアンカー体を引き出せるので、金具本体やそれを固定するための副部材の材料費、設置手間が省かれ、大きなコストダウンを図ることができる。
【００１５】
請求項２によれば、簡単な構造で安定確実な耐力を発揮できるアンカーを、法面において簡単かつ精度よく施工することができるという効果が得られる。また、施工面に対して露わに設置される枕状部材や土圧板等を用いずともアンカー体を設置できるため、例えば、景観の美しい山肌や海岸線沿いの岩肌において、その景観や自然環境を損なうことなくアンカーを設置できる。つまり、落石や雪崩の防護構造物の設置がとりわけ要求される山間や海岸沿いの斜面において、本発明は特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の非自立構造物用アンカーを覆式ロックネット工に適用した状態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図２】本発明の非自立構造物用アンカーを吊式雪崩予防柵工に適用した状態を示しており、（ａ）（ｂ）は縦断側面図である。
【図３】本発明のアンカーの第１態様を示す縦断側面図である。
【図４】本発明のアンカーの第２態様を示す縦断側面図である。
【図５】（ａ）は本発明のアンカーの第３態様を示す縦断側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線からみた矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線からみた矢視図である。
【図６】本発明のアンカーの第４態様を示す縦断側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は本発明によるアンカー施工の一次穿孔工程を示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はアンカー施工において、孔の開口端に円弧状面を形成する二次穿孔工程を示す図である。
【図９】図８（ｃ）の孔の開口端を示す要部拡大断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）はアンカー施工の二次穿孔工程の別の態様を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は二次穿孔完了からアンカー設置までの工程を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
岩盤表面において孔の開口端周縁から孔内にかけて形成される円弧状面は、その断面に於いて１００〜２００ｍｍの曲率半径となっている。
このように曲率半径を設定するとワイヤロープの極端な曲げによる強度低下が起こらず、ワイヤロープを円滑に引張方向で使用することができる。
【実施例１】
【００１８】
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の非自立構造物用アンカーを覆式ロックネット工の吊持ち用アンカーに適用した状態を示している。図２は本発明の非自立構造物用アンカーを吊式雪崩予防柵工の吊持ち用アンカーに適用した状態を示している。
図１において、５は落石等の虞れがある斜面を指しており、そうした斜面５の岩層からなっている部分に、左右方向に間隔をおいて非自立構造物吊持用アンカー１，１を設置している。また、それらアンカー１に縦ロープ１１を連結して、これを地表に沿うように張設し、さらに縦ロープ１１に上下等間隔で横ロープ１２を連結する。また、縦ロープ１１，１１間に補強縦ロープ１４を配して、格子状に枠組みを構成し、上面に金網１３を張設している。
なお、最下端の横ロープ１２の両端はアンカーで固定するが、それは本発明のアンカー１，１であってもよい。
【００１９】
図２では、雪崩の虞れのある斜面６において、その岩層ｃからなっている部分に本発明による非自立構造物吊持用アンカー１を設置している。また、雪崩防護柵１６の下端部と上端部に主索１５を固定するとともに、その端末を前記アンカー１に連結して吊持している。
【００２０】
図３から図６は本発明による非自立構造物用アンカー１の例を示しており、アンカー体２は、棒鋼ではなく、ワイヤロープを採用している。
すなわちアンカー体２は所要の長さのワイヤロープを１本から数本程度束ねたもので、こうしたアンカー体２を、法面（施工面）の岩盤に対して直角若しくはほぼ直角に穿設した孔３に挿入し、定着用凝固剤４を用いて孔３内に定着している。
また、本発明では、前記孔３の開口部に相当する岩盤地表部分が、その断面において円弧状面３０に整形されており、非自立構造物に連結されるアンカー体２の上部２０が前記円弧状面３０に接触ないし近接するようにして地表に導かれている。
【００２１】
アンカー体２には、たとえば３×７構造などからなる直径１０〜２０ｍｍ、１〜２ｍの長さのワイヤロープが用いられる。また、孔３の奥に差し込まれるワイヤロープの下端部２１に抜け止め用の肥大部２２を設け、孔３の開口から地表に突出するように延在したワイヤロープの端部（頭部）には非自立構造物そのもの、またはこれから延びる主索に連結される連結部２３を設けている。そして、孔３の開口端よりもやや低い位置に位置調整用のスペーサ２４を、少なくともひとつ取り付けている。
【００２２】
図３から図６はアンカー体２のいくつかの態様を示しているが、本発明がそれらに限定されるものではないことは、もとよりである。
図３に示すアンカー体２は、１本のワイヤロープ２ａを平行状に引き揃えてＵターン状に折り返し、その先端２１側に、スリーブ２４０を嵌めて半径方向から圧縮して留めるトヨロック加工を施して抜け止め用の肥大部２２を形成する。また、Ｕターン状に折り返された折り返し部分２３をリング状にアイ加工し、その直近にスリーブ２３０を嵌める。そして、半径方向からスリーブ２３０を圧縮して留めるトヨロック加工により連結部２３を形成している。
前記アンカー体２には、アンカー体２を孔３の中心部に収めるためのスペーサ２４を設けている。スペーサ２４は、アンカー体２において円弧状面３０に案内される曲がった区間２５よりも若干低い位置に設けられ、孔３に対するアンカー体２の位置を矯正している。なお、孔の長さが１．５ｍを超える場合などにおいては、スペーサ２４は複数用いられることが好ましい。
【００２３】
図４は基本的に図３の態様と同じであるが、この例では、アンカー体２の引止め部、すなわち連結部２３が、ねじ加工を施したシングルロック加工により構成されている。他は図３の態様と同様である。
図５の態様では、１本のロープ２０の孔奥に位置すべき下端部と、孔の出口付近に、トヨロック加工によりそれぞれ肥大部２２ａ，２２ｂを形成する。一方、地上に導かれるロープ端部を折り返してアイ加工し、その直近にスリーブ２３０を嵌め、スリーブ２３０を半径方向から圧縮して留めるトヨロック加工により連結部２３を形成している。また、前記下端部と孔の出口付近に設けられた２箇所の肥大部２２ａ，２２ｂは、ワイヤロープが孔３内に収められたときにワイヤロープをバランスよく孔中央に安置させるべく、図５（ｂ）（ｃ）のように相反する方向に短尺ロープ２２０を抱かせている。これによりワイヤロープの軸心がずれ、バランス良く孔３内に配置される。また、バランス良く配置されることで、アンカー体２にスムーズな引張り力を伝達することができる。
【００２４】
図６は連結部２３の別の態様を示しており、地上に延在させたワイヤロープの先端頭部を切断した状態のままとし、Ｕターンさせた端末部２６を巻き付けグリップやワイヤグリップなどの手段２３１で留めることで連結部２３を形成している。この態様は現場加工で連結部を形成するので簡易である。
なお、その他は図５の態様と同様であるから説明は省略する。アンカー体２は、通常、下端部、構造物連結側をロック加工とするがワイヤロープ１本で構成されている場合は連結側を端部未処理としてもよい。
【００２５】
次に、本発明によるアンカー工法を説明する。
露岩法面に非自立構造物の支持ロープに対するアンカーを得るにあたり、アンカー体２としてワイヤロープを用い、岩盤法面にワイヤロープを挿入する孔３を直角状に穿孔する。また、前記孔３が開口する岩盤地表部分をビットにより孔３内にかけて円弧状面３０に旋削整形加工し、さらに孔３内にアンカー体２としてのワイヤロープを挿入する。また、このワイヤロープを定着用凝固剤４を用いて孔３内に定着する。そして、ワイヤロープの上部を前記円弧状面３０に沿わせ、その先端の連結部２３を対象非自立構造物と連結するものである。
【００２６】
ここで、本発明の特徴をまとめると次のとおりである。
１．岩盤地表部分の円弧状面形成
１）岩盤地表部分に円弧状面を形成する方法として、施工機械、施工方法に着目し、アンカー体２と地表部とが接触する岩盤表面にビットを使用して、円弧状の開口端形状を有する孔を形成する。
なお、ここでいうビットとは、穿孔が進むにつれてその旋削径が二次関数のごとく増加する刃構造のビット、また、刃形状の異なるビットを複数種類用いて段階的に旋削径を増加させる構造のビットなどを例示できる。本明細書において「旋削」とは、広義において「研磨」をも含んでよい。
２）これにより一切枕型の金具を用いることなく、アンカー体を孔の内部から地表にかけて円弧を描いて設置することができる。また、ワイヤロープをアンカー体とし使用してもそれを安置する金具を使用しないため、金具本体や固定するための副部材の材料費、設置手間を省けることで大きなコストダウンが図れ、従来の岩部用アンカーよりも安価で提供でき、また、汎用性のあるワイヤロープをアンカー体として使用することにより、安価でかつ高耐力が実現できる。
３）地表部の岩盤に対してせん断方向ではない支圧強度と周面摩擦抵抗が得られることから、岩盤強度に対する依存度が少なく、安定した耐力を維持できる。
従来の岩部用アンカーは必ず他の接続用ロープが必要であるが、アンカー体がワイヤロープで構成されており、アンカー体と非自力構造物とを直接連結できるため、短尺化による用地の縮減が可能である。
４）アンカー体２は、安価なわりに破断荷重が高く、汎例性のある直径１２ｍｍ程度のワイヤロープを使用しても十分な支圧強度が得られる。つまり、アンカー体と地表部との接触岩盤面を、図８に示すようなビット５０で円弧状に整形し、アンカー体にせん断ではなく引張荷重をかけることにより、細くても引張荷重に強いワイヤロープの特性を十分に生かすことが出来るからである。
アンカー体の上部は地表部から若干突出するように延在させた状態にして、対象非自立構造物と連結する。定着材はセメント系もしくは樹脂系の固着剤を使用する。
【００２７】
次に、本発明によるアンカー工法の工程を説明する。
図７は上記岩盤法面にワイヤロープを挿入するための孔３を形成する一次穿孔工程を示している。
図７（ａ）、図７（ｂ）のように回転ロッド９０ａの先端に通常穿孔用のビット１３１を有する削岩機９０を法面に対して直角状に配置し、岩層ｃに直線状の十分に深い一次穿孔３を形成する。
ついで、図８（ａ）のように所定の深さの孔３を穿孔したならば、図８（ａ）（ｂ）に示すような円弧状面加工用のビット５０を用いて、そのビット５０を穿孔表面に位置させて回転させながら旋削することにより、図８（ｃ）および図９のようにその開口端の断面が円弧状をなす孔３を形成する。
よって、このビットによって旋削された岩盤は、図９の要部拡大断面図に示すように、地表面から孔３内にかけて滑らかな円弧状の曲面を描くように整形される。
前記孔３の開口端において、その周縁から孔３内にかけて形成される円弧状断面の曲率半径は１００ｍｍから２００ｍｍが適当である。あまり小さい半径ではロープの曲げがきつくなり反力が生じるので好ましくない。
また、孔３の円弧状面加工としては、上記した円弧状面加工用のビット５０を用いて行ってもよいが、場合によっては、複数のビットを用いて段階的に行ってもよい。
図１０はその例を示す。所定深さの一次穿孔に続いて、図１０（ａ）のように二次穿孔用の第１ビット６０を用いて一次穿孔孔３の開口端を拡大しながら深さ１２０ｍｍ程度に達するまで穿孔して２次穿孔孔とする。ついで、前記２次穿孔孔を、回転ロッドの先端に取り付けた２次穿孔用第２ビット６２を用いて前記２次穿孔孔の開口端の径を拡げる。なお、図中６１は、２次穿孔工程において過穿孔を防止するとともに回転ロッド９０ａの芯ブレを防止するためのアタッチメントである。そして、２次穿孔用第３ビット６３を用いて、さらに深さ１５０ｍｍ程度に達するまで穿孔し、図９に示すような断面円弧状の孔３０に仕上げる。すなわち、孔の開口端をその周縁から孔内にかけて段階的に穿孔し、最終的に連続した曲面で構成されるように整形する。
【００２８】
また、こうして所定の穿孔加工が終ったならば、開口部分に定着用凝固剤４としてのセメントミルクおよびモルタルを流し、アンカー体２を孔３内に定着させる。
図１１はその一例を示している。削岩機９０を撤去した後、図１１（ａ）のように、孔３にセメントカプセル７０を入れ、その後、図１１（ｂ）のようにアンカー体２を孔３に挿入する。続いて、図１１（ｃ）のように、アンカー体２の下端部を孔３の底に着座させ、孔３内に定着用凝固剤（モルタル）７０ａを流し込む。
なお、アンカー体２の挿入時には孔底または中間部に隙間ができないようにするとともに、密着性をよくするためにアンカー体２を上下動させながら孔３に定着用凝固剤４を流込むとよい。そして、定着用凝固剤４が孔３内で凝固し、アンカー体２が固定したことが確認されたならば、図１１（ｄ）のように、アンカー体２の上部前記円弧状面３０に沿わせ、先端頭部の連結部２３を対象非自立構造物と連結する。
【符号の説明】
【００２９】
ａ  法面
ｃ  岩層
１  アンカー
２  アンカー体
３  孔
４  定着用凝固剤
１１  縦ロープ
１２  横ロープ
３０  円弧状面
【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】
0005743735.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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