(57)【要約】【課題】従来のグラウンドアンカー工では、アンカー頭部に与えられたプレストレスが、圧縮すべき部分にまで侵入したグラウト材にかかり、不安定層に圧縮域が生じない構造的な欠陥がある。【解決手段】グラウンドアンカー工において、ラッパ管を挿通し該ラッパ管のパイプ部を通じてグラウト材を排出して該パイプ部外面側に形成した空隙に、モルタル類を注入する。グラウンドアンカー工において、アンカー体部を形成後、ラッパ管をケーシングパイプ内に挿通して該ケーシングパイプと該ラッパ管との間のグラウト材を排出し、該ケーシングパイプを引き抜いた後、モルタル類を充填する注入パイプを削孔壁とラッパ管との間の空隙に挿入する。アンカー体と地表構造物との間で緊張させた引張材の周囲に、ラッパ管、該ラッパ管のパイプ部と該引張材との間のグラウト材、該パイプ部と削孔壁との間に注入したモルタル類を配する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンドアンカー工において、削孔に圧入したケーシングパイプに、引張材との間に隙間を有する径のパイプ部と該パイプ部の先端部に設けられこれに連通する拡径部とにより構成したラッパ管を挿通し、該ケーシングパイプ内に充填されたグラウト材を該ラッパ管のパイプ部を通じて排出させることにより該パイプ部外面側に形成した空隙に、該引張材の緊張後に固化させるモルタル類を注入することを特徴とするラッパ管を用いたグラウンドアンカー工。
【請求項２】
グラウンドアンカー工において、ケーシングパイプにグラウト材を圧入して基盤内にアンカー体部を形成後、引張材との間に隙間を有する径のパイプ部と該パイプ部の先端部に設けられこれに連通する拡径部とによって構成したラッパ管を、該ケーシングパイプ内に挿通することによって、該ケーシングパイプと該ラッパ管との間のグラウト材を該ラッパ管のパイプ部を通じて排出し、該ケーシングパイプを引き抜いた後、モルタル類を充填する注入パイプを削孔壁とラッパ管との間の空隙に挿入することを特徴とするラッパ管を用いたグラウンドアンカー工。
【請求項３】
アンカー体と地表構造物との間で緊張させた引張材の周囲に、ケーシングパイプ内に挿通して充填されたグラウト材を排出させるもので該引張材との間に隙間を有する径のパイプ部と該パイプ部の先端部に設けられこれに連通する拡径部とによって構成したラッパ管と、該パイプ部と該引張材との間のグラウト材と、該パイプ部と削孔壁との間に注入したモルタル類と、を配したことを特徴とするグラウンドアンカー構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラッパ管を用いたグラウンドアンカー工及びその構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
グラウンドアンカー工は、不安定な地盤や岩盤を直接安定な地盤や岩盤に緊結して崩落・剥落を防止するために用いられる工法であり、基盤内にボーリングで削孔しセメントモルタル等を注入してアンカー体を形成する方法で、次の３つの基本的要素からなる。
「アンカー頭部」：構造物からの力を引張り部に無理なく引張り力として伝達させるための部分。
「引張り部」：引張り力を基盤内のアンカー体へ伝達する部分。
「アンカー体」：引張り部からの引張り力を基盤に伝達し抵抗する部分。
【０００３】
グラウンドアンカー工の一般的な施工方法は、図７に示すように、例えばロータリーパーカッション式削孔機で基盤に至る深さまで掘削した削孔に、ケーシングパイプ２を挿入する[同図（ａ）]。そして、同図（ｂ）のように該ケーシングパイプ２内にグラウト材Ｇを充填して、テンドン４（引張材）を挿通する[同図（ｃ）]。次に、同図（ｄ）のようにケーシングパイプ２を引き抜きながらグラウト材Ｇを加圧注入して、アンカー体３を形成する。このようにして安定層に形成したアンカー体３と、地表面に設けた構造物との間で、引張り部を緊張させることによって、不安定層の補強が図られる[同図（ｅ）]。
【０００４】
グラウンドアンカー工の主な特徴は、引張り部にプレストレスをかけることにより、滑落の危険のある斜面を押さえ付けて安定化させる締め付け機能。引張り部の引張強さを利用して地滑り土塊が滑動しようとするのを引き止めるものであるが、杭工と異なり引張り部に対して初期にある程度のプレストレスをかけることで、引張り部の伸び（地滑りによる変形量）の少ない段階で抑止効果が上げられる初期引き止め機能がある。この他、アンカー体を滑り面を挟んで形成し、引張り部の引張強さによる滑り面の強度を高める縫い合わせ機能がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、斜面補強工としてグラウンドアンカー工を採用する上で、最も期待される効果は、引張り部にプレストレスがかけられるという点にあるということはいうまでもない。ところが、従来のグラウンドアンカー工においては、最大の特徴であるプレストレスが構造的にほとんどかけることができないのが実情であった。
【０００６】
これは、不安定層の圧縮すべき部分がグラウト材の注入によってアンカー体と連続して一体となってしまうためである。このような現象は、ケーシング加圧注入方法において生じ、アンカー頭部に与えられたプレストレスが、圧縮すべき部分にまで侵入したグラウト材にかかり、この部分のグラウト材が破壊しない限り不安定層に圧縮域が生じないことになる。仮に、グラウト材が破壊しても圧縮は破壊局部に限られるし、グラウト材による張り的性格が不安定層全域で失われない限り、グラウンドアンカー工の実質的な機能が充分発揮できないことになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明を成し得たものであり、その特徴とするところは、グラウンドアンカー工において、削孔に圧入したケーシングパイプに、引張材との間に隙間を有する径のパイプ部と該パイプ部の先端部に設けられこれに連通する拡径部とにより構成したラッパ管を挿通し、該ケーシングパイプ内に充填されたグラウト材を該ラッパ管のパイプ部を通じて排出させることにより該パイプ部外面側に形成した空隙に、該引張材の緊張後に固化させるモルタル類を注入することにある。（第１発明）
【０００８】
或いは、グラウンドアンカー工において、ケーシングパイプにグラウト材を圧入して基盤内にアンカー体部を形成後、引張材との間に隙間を有する径のパイプ部と該パイプ部の先端部に設けられこれに連通する拡径部とによって構成したラッパ管を、該ケーシングパイプ内に挿通することによって、該ケーシングパイプと該ラッパ管との間のグラウト材を該ラッパ管のパイプ部を通じて排出し、該ケーシングパイプを引き抜いた後、モルタル類を充填する注入パイプを削孔壁とラッパ管との間の空隙に挿入することにある。（第２発明）
【０００９】
或いは、アンカー体と地表構造物との間で緊張させた引張材の周囲に、ケーシングパイプ内に挿通して充填されたグラウト材を排出させるもので該引張材との間に隙間を有する径のパイプ部と該パイプ部の先端部に設けられこれに連通する拡径部とによって構成したラッパ管と、該パイプ部と該引張材との間のグラウト材と、該パイプ部と削孔壁との間に注入したモルタル類と、を配したことにある。（第３発明）
【００１０】
ここで、本明細書中でいう「アンカー体」とは、地表から安定基盤に至る深さまで削孔機で削孔した孔に、ケーシングパイプを挿通し、該ケーシングパイプ内にセメントミルクやセメントモルタルなどのグラウト材を圧入することによって、基盤内に形成する塊をいう。削孔機には、種々の構造のものがあるが、例えばロータリーパーカッション型やダウンザホールハンマー型などがある。ロータリーパーカッション型ではケーシングパイプを引き抜きながらグラウト材を圧入してアンカー体を形成するが、ダウンザホールハンマー型はアンカー体を形成する部分が一連の工程で削孔され、ケーシングパイプを引き抜くことなくアンカー体が形成される。本発明においては、ケーシングパイプにラッパ管を挿通することにより、アンカー体までのグラウト材を除去することから、アンカー体部としてはケーシングパイプの径と同じ程度でもよい。
【００１１】
「引張材」とは、一端をアンカー体に埋設し、他端を地表側から引っ張ることによってプレストレスをかける鋼材をいう。一般的には、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼複合より線束、ＰＣ鋼棒などが用いられる。通常、引張材にはシースを被せて内部にグリスなどの防錆材を封入する。一般的にマンションや定着体などを設けたものをテンドンと称している。
【００１２】
「ラッパ管」とは、ケーシングパイプ内に充填されたグラウト材の一部を外部に排出するための部材をいう。これは、ケーシングパイプ内にグラウト材を加圧注入してアンカー体部を形成した後、ラッパ管を該ケーシングパイプ内に挿通することで、拡径部からパイプ部の内部を通じてグラウト材を外部に排出させて、アンカー頭部の引張り力をアンカー体に確実に伝達させるようにするためのものである。ラッパ管の挿通長さは、基本的にアンカー体まで行う。つまり、ケーシングパイプとラッパ管との間のグラウト材を取り除くと共に、アンカー体注入グラウト材の自由長部への流出を防ぐことを基本とする。
【００１３】
本発明の最大の目的は、不安定層の圧縮すべき部分がグラウト材の注入によってアンカー体と連続して一体となり、不安定層に圧縮域が生じなくなることを防止することである。そしてその上で、ラッパ管と削孔壁との間に生じた空隙にモルタル類を注入して引張材の保護をより確実にすることにある。これらのことから、不安定層に圧縮域が生じる程度にラッパ管を挿通して（アンカー体に届かない長さ）、ケーシングパイプとラッパ管との間のグラウト材の一部（自由長部の軸方向の一部）を取り除くだけでもよい。
【００１４】
ラッパ管は、パイプ部とこれの先端に設けて連通する拡径部とによって構成する。パイプ部は引張材に嵌め込む部分であり、グラウト材はパイプ部の中を通って排出される。このため、パイプ部の内径は引張材との間に隙間を生じる径とする。材質は特に限定するものではないが、アルミニウムやポリ塩化ビニルなどのプラスチックで軽量にするのが好ましい。
【００１５】
拡径部は、パイプ部の先端に設けることにより、ケーシングパイプ内のグラウト材を該パイプ部に導入させるためのもので、円錐台状やお椀型である。これの材質はゴム・皮・合成ゴム・合成皮革などの軟質部材で形成して、ケーシングパイプの内周面に沿わせるようにする。拡径部でケーシングパイプ内周面部分のグラウト材まで取り除くようにするのが好ましいが、ある程度残っても引張材の緊締時に容易に破壊されることや、ケーシングパイプ引き抜き時に取り除かれる場合もある。従って、ケーシングパイプの内径に対して隙間が生じる径でもよく、金属やプラスチックなどの硬質部材で形成しても、アンカー体の引張を阻害するグラウト材のほとんどを取り除くことができる。
【００１６】
拡径部には先端側にガイド部材を設けておくのが好ましい。これは、ケーシングパイプ内にカップリングなどの異径部分が存在すると、拡径部が引っ掛かってそれ以上挿通できなくなる可能性があるためである。ガイド部材としては、例えば金属やプラスチックなどのピン状のものを適宜間隔に設けておく。この場合、ガイド部材が異径部分に引っ掛からないように内方に傾斜させて設けたり、先端部を内方に曲げておく。
【００１７】
ラッパ管は、挿通させた状態で残存させておくことにより、引張材の防錆に大きく寄与する。また、ラッパ管と引張材との間に残存するグラウト材も引張材の保護に寄与することから、ラッパ管挿通後にパイプ部にキャップを被せるなどの方法で内部のグラウト材がアンカー体側に流出しないようにするのが好ましい。挿通したラッパ管は、通常、パイプ部が引張材より突出した状態となるため、ケーシングパイプを引き抜いた後、パイプ部を切断することによって引張材の頭部を露出させる。この場合、パイプ部を継ぎ手構造とすることで、切断することなく継ぎ手部分を取り外すようにしてもよい。
【００１８】
「注入パイプ」とは、ラッパ管でグラウト材を排出させたことによって、削孔壁と該ラッパ管との間に生じた隙間に挿入する部材であり、コンクリートやモルタルなどのモルタル類を注入するための部材をいう。この注入パイプは、ラッパ管でグラウト材を排出した後、ケーシングパイプを引き抜いた後に挿入する。モルタル類の注入は、テンドンの緊張に影響を与えないように、緊張後に固化するように行う。通常、受圧板や支圧板などを取り付けてテンドンを緊張させて定着した後で注入する。再緊張を必要とする場合は、その後に注入する。注入パイプは、モルタル類を注入して引き抜く他、切断して内部に放置してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
ラッパ管を用いたグラウンドアンカー工の実施の形態の一例を図１に示す。先ず、（ａ）のようにダウンザホールハンマー型削孔機でケーシングパイプ２を挿通する孔と、アンカー体３を形成する孔を削孔し、（ｂ）のようにケーシングパイプ２とテンドン（引張材）４を挿入する。次に、（ｃ）のようにグラウト材Ｇをケーシングパイプ２内に加圧注入してアンカー体３を形成する。以上までの工程は、従来のグラウンドアンカー工と同様である。
【００２１】
アンカー体３を形成した段階で、（ｄ）のようにケーシングパイプ２内へラッパ管１を押し込む。ラッパ管１の挿通によって、該ケーシングパイプ２内のグラウト材Ｇがラッパ管１のパイプ部１１を通じて外部に排出される。グラウト材Ｇの排出後は、一般的なグラウンドアンカー工と同様にケーシングパイプ２の引き抜き（ｅ）、緊張（ｆ）、定着（ｇ）で完了する。
【００２２】
ラッパ管１の実施の形態の一例を図２に示す。ラッパ管１は、同図（ａ）のようにパイプ部１１と拡径部１２とによって構成し、該拡径部１２の先端部には同図（ｂ）のように内方に折曲させた複数のガイド部材１３を設けている。本例では、挿通したラッパ管１の頭部を処理するためのラッパ管ストッパーシース１４を装着した例を示している。同図（ｃ）は、ラッパ管１をケーシングパイプ２内に押し込んでいる状態であり、拡径部１２でかき込まれたグラウト材Ｇがパイプ部１１内部のテンドン４との隙間を通じて排出される状態を示している。また、本例のようにケーシングパイプ２内にカップリング２１の存在による異径部分がある場合でも、ガイド部材１３によって拡径部１２が図の鎖線のように変形して押し込むことができる。
【００２３】
ラッパ管を用いたグラウンドアンカー工で施工したアンカーの構造は、図３に示すように自由長部にテンドン４による圧縮を阻害させるものが存在せず、引張り部からの引張り力をアンカー体３に確実に伝達でき、二次引張も効果的に行うことが可能となる。
【００２４】
図４は、本発明の第１発明に係るラッパ管を用いたグラウンドアンカー工の実施の形態の一例を示すもので、受圧板６や支圧板７の取り付けなどテンドン頭部の処理を行って緊張させる。そして、削孔壁とラッパ管１との間の空隙に挿入した注入パイプ５からモルタル類８を注入する。通常、緊張後に受圧板７の沈下などの検査確認を実行し、再緊張が必要な場合はその後にモルタル類８の注入を行う。注入パイプ５は、注入後切断して内部に残存させたり、注入しながら引き抜いて作業が完了する。
【００２５】
図５は、本発明の第２発明に係るラッパ管を用いたグラウンドアンカー工の実施の形態の一例を示すもので、ケーシングパイプ２を引き抜いた後、削孔壁とラッパ管１との間の空隙に注入パイプ５を挿入する。モルタル類の注入は、この時点では行わず、テンドン４の緊張が確実になった後で行う。注入パイプ５の挿入は、ケーシングパイプ２を引き抜いた後であればよく、テンドン４を緊張させて検査した後でもよい。本例では、ホルダー１７を孔口に設置して、ラッパ管１のパイプ部１１を削孔のほぼセンターに位置させるようにしている。また、ラッパ管のグラウト材排出部１５であるパイプ部１１に、内部のグラウト材Ｇがアンカー体３側に流出しないようにキャップ１６を被せている。
【００２６】
本発明の第３発明に係るグラウンドアンカー構造体３０は、支圧板７などの地表構造物とアンカー体３との間で緊張させたテンドン４の周囲を、複数の層で覆うことができ、テンドン４の保護効果が極めて高くなる。これは、図６に示すように、ラッパ管１のパイプ部１１、該パイプ部１１とテンドン４との間に残存したグラウト材Ｇ、そして注入パイプ５によって注入したモルタル類８、によって保護されることになる。また、テンドン４自体シース４２に防錆剤を充填して引張材４１を覆った構造であることから、地盤の乱れなどによるシース４２の損傷を防止する効果のみならず、シース４２損傷防止による引張材４１の防錆効果に大きく寄与することになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るラッパ管を用いたグラウンドアンカー工及びグラウンドアンカー構造体は、自由長部にプレストレスを確実にかけることができるラッパ管を用いたグラウンドアンカー工を基本とし、ラッパ管挿通によって生じた空隙にモルタル類を注入したことにより、テンドンひいては引張材の保護をより確実にすることができ、耐久性、施工性、安全性に優れたグラウンドアンカー工本来の機能を充分に活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）乃至（ｇ）は、ラッパ管を用いたグラウンドアンカー工の実施の形態の一例を示す概略側面図である。
【図２】本発明に利用するラッパ管の実施の形態の一例を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は拡径部の斜視図、（ｃ）はラッパ管の使用状態の一例を示す概略断面図である。
【図３】ラッパ管を挿通したグラウンドアンカー工の構造体の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第１発明に係るラッパ管を用いたグラウンドアンカー工の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第２発明に係るラッパ管を用いたグラウンドアンカー工の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第３発明に係るグラウンドアンカー構造体の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｅ）は、夫々従来のグラウンドアンカー工の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ｇ  グラウト材
１  ラッパ管
１１  パイプ部
１２  拡径部
１３  ガイド部材
１４  ラッパ管ストッパーシース
１５  グラウト材排出部
１６  キャップ
１７  ホルダー
２  ケーシングパイプ
２１  カップリング
３  アンカー体
４  テンドン
４１  引張材
４２  シース
５  注入パイプ
６  受圧板
７  支圧板
８  モルタル類
３０  グラウンドアンカー構造体
【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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