(57)【要約】    【課題】  施工性に優れ、アンカー本体の交差方向に引張力を受けた際、確実な支持力が得られるアンカー装置を提供する。    【解決手段】  ワイヤー２を掘削孔21に挿入し、この掘削孔21に固定用充填材22を充填してワイヤー２を固定し、このワイヤー２の上部には、支持ロープ33により該ワイヤー２と交差方向の引張力が加わる。このように掘削孔21の地面Ｇ側に補強管23を設けたから、ワイヤー２に交差方向の引張力が加わり、この交差方向の引張力が所定以上になると、補強管23の下端側で固定用充填材22にヒンジが発生して補強管23が倒れ、ワイヤー２の上部が前記引張力の方向を向く。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンカー本体を掘削孔に挿入し、この掘削孔に固定用充填材を充填して前記アンカー本体を固定し、このアンカー本体の上部に該アンカー本体と交差方向の引張力が加わるアンカー装置において、前記掘削孔の地面側に補強管を設け、この補強管の下端側にヒンジ部を設けたことを特徴とするアンカー装置。
【請求項２】
前記アンカー本体は、ワイヤーを折り返した地上側の折り返し部と、この折り返し部の両側に設けられ前記掘削孔に挿入された挿入部とからなることを特徴とする請求項１記載のアンカー装置。
【請求項３】
複数の前記ワイヤーを備えることを特徴とする請求項２記載のアンカー装置。
【請求項４】
複数の前記挿入部の間隔を保持するスペーサを備え、このスペーサは、前記挿入部を挿通する複数の挿入受部と、この挿入受部と該スペーサの側面とを連通する連通部とを有することを特徴とする請求項２又は３記載のアンカー装置。
【請求項５】
掘削孔内に固定したアンカー本体の上部に該アンカー本体と交差方向の力が加わるアンカー装置の設置方法において、地中にケーシングを挿入し、このケーシング内にアンカー本体を挿入し、前記ケーシング内又は掘削孔内に固定用充填材を充填し、前記ケーシングを地上に引き上げ、前記ケーシングの一部を地表側に残し、このケーシングの下方の前記固定用充填材を固化してなることを特徴とするアンカー装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に打ち込むアンカー装置とその設置方法に係り、特に構造物を係留するためのアンカー装置とその設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアンカー装置として、落石防止用柵や落石防護柵などを支持又は補強する支持ロープを固定するものが知られており、アンカー本体として鋼棒やワイヤーロープを地中に直接打ち込まれるか、または地中に掘削孔を形成し、この掘削孔にアンカー本体を挿入するとともにモルタル，セメント等の凝固剤を流し込んで埋設することにより定着される。特に，岩盤が土砂等の表土層で覆われている場合においては、アンカー本体は岩盤（岩部）に達するまで挿入される。
【０００３】
前記アンカー本体の上部には支持ロープの一端が連結され、該支持ロープの他端が、落石や雪崩などの防護柵の支柱上部などに連結され、これら防護柵の上部とアンカー本体とを連結する支持ロープは地面に対して斜めに張設される（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、リング状のビツト付きパイプを打撃及び回転し地中を掘削して掘削土砂を排出した後、パイプ内にアンカー本体を挿入しあるいはまたアンカー本体に連結したワイヤを導出し、ビツト付きパイプを引き抜きつつ掘削孔内に膨脹性充填材を充填して、ビツト付きパイプを抜き取つてアンカー本体あるいはまたワイヤを掘削孔内に膨脹性充填材を介し埋設するアンカー埋設工法（例えば特許文献２）があり、このようにアンカー本体の施工の際、地中に前記パイプたるケーシングを挿入し、そのケーシング内にアンカー本体を挿入し、ケーシングを引き抜きながら充填材を充填する設置方法が知られている。また、アンカー本体にワイヤーロープを用い、このワイヤーロープの地上に露出する上部は、ワイヤーロープの上端部を折り返して輪状の係留部を形成（例えば特許文献３）し、その係留部に前記支持ロープなどが連結される。
【０００５】
そして、前記防護柵が落石や雪崩などを受け、支柱を倒す力が加わると、前記支持ロープによりアンカーには該アンカーと交差する方向の引張力が増大する。このように交差方向に大きな引張力が発生した場合、アンカー本体に鋼棒を用いていると、アンカー本体の上部にせん断力が集中して破損し易く、一方、アンカー本体にワイヤーロープを用いていると、せん断力は生じ難いが、地表部側の表土層は比較的脆弱であるため、掘削孔に充填した凝固剤が破損し、表土層の上部も破壊され、アンカー本体により所定の支持力が得られなうくなってしまう。
【０００６】
このようにアンカー本体はアンカー本体の長さ方向の引張力に対しては、地中との摩擦力による支持力を備えるが、長さ方向と交差方向の引張力に対しては支持力が劣る。
【０００７】
そこで、断面が円弧状の土圧面を持ちかつ長さが幅に比べて長い土圧部分と、この土圧部分の円弧状土圧面の反対側に設けられた円弧状案内面を有するロープガイド部分とを備えた荷重方向変換部材、およびアンカーを用意し、上記アンカーの上端にロープの一端を連結し、上記アンカー全体をほぼ垂直に地中に定着し、上記荷重方向変換部材を、上記アンカーからほぼ垂直にのびるロープの地表に出た部分がほぼ接する位置において、上記荷重方向変換部材の長手方向がロープの張設方向とほぼ直交するように上記土圧面を下にして地表に配置し、地表に出たロープを上記荷重方向変換部材の上記ロープガイド部分に沿わせて、張設する設置方法が提案されている（例えば特許文献４）。
【特許文献１】実開昭５６−１３８９０９号公報
【特許文献２】特開平１１−２８００７０号公報
【特許文献３】特開２００３−２６８７６４号公報
【特許文献４】特開２００２−１７３９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献４のアンカー装置で、高い支持力を得るには、径の大きなワイヤーロープが必要となる。そして、ワイヤーロープの径が大きくなると、前記輪状の係留部の幅寸法が大きくなる。このような係留部を備えたアンカー装置において、上記特許文献３のような設置方法を用いると、地中に挿入したケーシングを引き抜くには、前記係留部より内径の大きなケーシングが必要となり、掘削孔及びケーシングが必要以上に大型化する問題がある。
【０００９】
また、上記特許文献４では、ロープガイド部分は円弧状であるから、ロープの荷重の方向はロープガイド部分に沿って確実に変換され、アンカーの長さ方向に垂直な方向に加わる荷重は少なく、アンカーに加わるせん断力は小さい、と記載されている。
【００１０】
しかし、上述したように、落石や雪崩などにより、支柱を倒す力が加わると、支持ロープを介して、アンカーには大きな引張力が発生するから、ロープガイド部分により曲げられたアンカーの部分にせん断力が加わり、ロープガイド部分にも大きな荷重が加わる。
【００１１】
そして、上述したように、アンカー装置は、長さ方向の引張力に対しては強い支持力が得られるから、引張力と同一方向にアンカー本体を地中に固定することが好ましいが、地中に斜めにアンカーを埋設固定することは、垂直に固定する場合に比べて難しく、施工が煩雑となる。
【００１２】
そこで、本発明は、施工性に優れ、アンカー本体の交差方向に引張力を受けた際、確実な支持力が得られるアンカー装置とその設置方法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】
【００１３】
請求項１の発明は、アンカー本体を掘削孔に挿入し、この掘削孔に固定用充填材を充填して前記アンカー本体を固定し、このアンカー本体の上部に該アンカー本体と交差方向の引張力が加わるアンカー装置において、前記掘削孔の地面側に補強管を設け、この補強管の下端側にヒンジ部を設けたものである。
【００１４】
また、請求項２の発明は、前記アンカー本体は、ワイヤーを折り返した地上側の折り返し部と、この折り返し部の両側に設けられ前記掘削孔に挿入された挿入部とからなるものである。
【００１５】
また、請求項３の発明は、複数の前記ワイヤーを備えるものである。
【００１６】
また、請求項４の発明は、複数の前記挿入部の間隔を保持するスペーサを備え、このスペーサは、前記挿入部を挿通する複数の挿入受部と、この挿入受部と該スペーサの側面とを連通する連通部とを有するものである。
【００１７】
また、請求項５の発明は、掘削孔内に固定したアンカー本体の上部に該アンカー本体と交差方向の力が加わるアンカー装置の設置方法において、地中にケーシングを挿入し、このケーシング内にアンカー本体を挿入し、前記ケーシング内又は掘削孔内に固定用充填材を充填し、前記ケーシングを地上に引き上げ、前記ケーシングの一部を地表側に残し、このケーシングの下方の前記固定用充填材を固化してなる設置方法である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の構成によれば、アンカー本体に交差方向の引張力が加わり、この交差方向の引張力が所定以上になると、補強管の下端側で固定用充填材部分のヒンジ部から補強管が倒れ、アンカー本体の上部が前記引張力の方向を向く。したがって、所定以上の引張力が加わると、アンカー本体の上部がその引張力の方向に近づき、この際、補強管により内部の固定用充填材が破損せずに向きを変え、アンカー本体の上部に無理な力が加わることがなく、ヒンジ部より下部の固定用充填材と支持基盤との摩擦抵抗により前記引張力に抗することができる。
【００１９】
また、請求項２の構成によれば、２本の挿入部により折り返し部に加わる引張力に対抗するから、挿入部が１本の場合に比べて、ワイヤーを細くすることができ、これにより折り返し部の幅を小さくできるから、設置に使用するケーシングの内径寸法を抑えることができる。
【００２０】
また、請求項３の構成によれば、４本以上の挿入部により折り返し部に加わる引張力に対抗できる。
【００２１】
また、請求項４の構成によれば、連通部によりスペーサの側面からワイヤーを挿入受部に簡便に挿入することができ、スペーサにより複数の挿入部がほぼ一定の間隔を保ち、この状態で固定用充填材と固着することにより、良好な密着性が得られる。
【００２２】
また、請求項５の構成によれば、掘削の際に使用するケーシングの一部を地表側に残すことにより、補強管を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規なアンカー装置を採用することにより、従来にないアンカー装置が得られ、そのアンカー装置と設置方法について記述する。
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の成形用金型装置の実施例について、図１〜図９は本発明の実施例１を示し、同図は本発明のアンカー装置を、落石や雪崩などの防護柵の支持ロープに連結した例を示す。アンカー装置１は、アンカー本体たるワイヤー２を２本備え、これらワイヤー２は鋼製のワイヤーロープなどからなる。前記ワイヤー２を長さ方向中央で折り返して折り返し部２Ａを形成し、この折り返し部Ａの両側が挿入部２Ｂ，２Ｂになる。前記折り返し部２Ａの内側に断面半円形の鋼材を輪状にしてなる係留部３を形成する。すなわち、係留部３に前記折り返し部２Ａを巻き付け、図２に示すように、２本のワイヤー２，２を前記係留部３の下部で金属製の上部クランプ４により結束する。尚、図２では、ワイヤー２，２を加締めて結束前の上部クランプ４を示す。また、挿入部２Ｂ，２Ｂ，２Ｂ，２Ｂの下端側も金属製の下部クランプ５により結束する。尚、下部クランプ５はアンカーとしての作用も備える。
【００２５】
前記挿入部２Ｂ，２Ｂ，２Ｂ，２Ｂの途中には、それらの間隔を保持するスペーサ11が長さ方向所定間隔で複数設けられる。このスペーサ11はウレタンなどの弾性と保形性を有する材料からなり、ほぼ直方体形状をなし、図５に示すように、前記挿入部２Ｂ，２Ｂ，２Ｂ，２Ｂを挿通する挿入受部12，12，12，12を備え、これら挿入受部12，12，12，12とスペーサ11の側部たる側面11Ａ，11Ａ，11Ａ，11Ａとの間を連通して連通部13，13，13，13が形成されている。この連通部13は前記挿入部２Ｂより幅狭で、実際には前記スペーサ11に長さ方向の切り込みを形成して構成され、スペーサ11が弾性を有する材料から形成されているため、連通部13を押し開いて広げることができ、弾性復元力で元に戻る。また、スペーサ11には、挿入受部12，12，12，12の中央に充填材充填用ホースを挿通するホース用孔14が形成されている。
【００２６】
したがって、ワイヤー２，２に折り返し部２Ａ，２Ａを形成し、下部クランプ５を取り付けた後でも、挿入部２Ｂをスペーサ11の側面11Ａに開口する連通部13から挿入受部12に挿入することができ、長さ方向に所定間隔でスペーサ11を配置することにより、４つの挿入部２Ｂ，２Ｂ，２Ｂ，２Ｂ同士の間隔を保持することができる。
【００２７】
尚、図中、Ｇは地面、Ｇ１は表土層、Ｇ２は支持基盤である。支持基盤Ｇ２は表土層Ｇ１より高い支持力を有し、一般に硬い。また、地面Ｇより下が地中である。
【００２８】
また、アンカー装置１は所定深さで前記挿入部２Ｂを挿入する掘削孔21を備え、この掘削孔21には、グラウト材などの固定用充填材22が充填固化しており、この固化用充填材21は前記支持基盤Ｇ２に達し、掘削孔21の上部には前記支持基盤Ｇ２より上方に補強管23が設けられ、この補強管23内にも固定用充填材22が充填固化している。尚、補強管23の下端は支持基盤Ｇ２より上方に位置し、補強管23は地表層Ｇ１の厚さより短く形成されている。また、グラウト材としては、モルタルやセメントなどが例示される。
【００２９】
次に、前記アンカー装置１の設置方法につき、説明すると、まず、掘削孔21を形成するために、鋼管などからなるケーシング31を地中に挿入する。この場合、ケーシング31は複数の鋼管を連結して構成され、必要に応じてケーシング31の先端にビットを設け、ケーシングの上部を地上において削岩機に取り付け、この削岩機によりケーシング31に打撃と回転力を与えて穿孔を行う。そして、少なくとも掘削孔21が支持基盤Ｇ２に達するまで穿孔を行う。穿孔と同時に高圧の水をケーシング31内に噴射してケーシング31内の土砂を地上に排出する。ケーシング31内の土砂を排出し、水を排出した後、図６に示すように、ワイヤー２の挿入部２Ｂをケーシング31内に挿入し、この後、ケーシング31内に固定用充填材22を充填し、ケーシング31を地上に引き上げる。尚、ケーシング31を引き上げながら、ケーシング31下方の掘削孔21に固定用充填材22を充填するようにしてもよい。好ましくは、補強管23に対応する部分のケーシング31を掘削孔21内に残し、この残したケーシング31により補強管23を構成する。表土層Ｇ１の厚さにもよるが、鋼製などの硬質材料からなる補強管23の長さは、１〜２メートル程度が例示される。そして、掘削孔21内の固定用充填材22が固化してアンカー装置１が形成され、前記補強管23の下端側で、補強管23内から出て表土層Ｇ１に埋設された固定用充填材22がヒンジ部24となる。また、ヒンジ部24は支持基盤Ｇ２より上方にある。尚、スペーサ11のホース用孔14に、充填材充填用ホース32を挿通した状態で、ワイヤー２の挿入部２Ｂをケーシング31内に挿入すれば、下端に充填孔32Ａを有するホース32を簡単かつ確実にケーシング31内に挿入することができ、スペーサ11により位置決めされたホース32を、引き上げながら充填材22を充填することができる。
【００３０】
そして、前記ケーシング31を引き上げる際には、該ケーシング31の内径を折り返し部２Ａの幅より大きくしなければならないが、ワイヤー２を折り返し、両側の２本の挿入部２Ｂが充填材22内に埋設されるように構成したから、ワイヤー２を大径にする必要がなく、また、ケーシング31が不用意に大型化することがない。
【００３１】
このようなアンカー装置１の前記係留部３に支持ロープ33の一端を連結固定し、他端を構造物たる防護柵41の支柱42の上部などに連結固定する。そして、落石や雪崩などを受けて支柱42がアンカー装置１と反対側に倒れ、支持ロープ33に所定以上の引張力が生じると、補強管23の下端位置近傍で固化した充填材22部分のヒンジ部24に塑性ヒンジが発生すると共に、塑性ヒンジが発生したヒンジ部24を中心に補強管23が防護柵41側に倒れる。この場合、地面Ｇ側の充填材22は補強管23により覆われているから、損傷することなく、表土層Ｇ１の土圧に抗して補強管23が倒れることができる。前記、防護柵41は落石や雪崩などを受ける防護面たる網体43を備える。すなわち、ヒンジ部24は塑性ヒンジが発生する部分である。
【００３２】
このように補強管23が引張力を付与する構造物たる防護柵41側に傾くことにより、ワイヤー２の上部（挿入部２Ｂを含む）が支持ロープ33による引張力方向に近づき、ワイヤー２の上部に無理な力が加わることがなく、かつ補強管23の下方は支持基盤Ｇ２に固定されているから、所定の摩擦抵抗が得られ、前記引張力に対して構造上効率よく抵抗することができる。
【００３３】
このように本実施例では、請求項１に対応して、アンカー本体たるワイヤー２を掘削孔21に挿入し、この掘削孔21に固定用充填材22を充填してワイヤー２を固定し、このワイヤー２の上部に該ワイヤー２と交差方向の引張力が加わるアンカー装置において、掘削孔21の地面Ｇ側に補強管23を設け、この補強管23の下端側にヒンジ部24を設けたから、ワイヤー２に交差方向の引張力が加わり、この交差方向の引張力が所定以上になると、補強管23の下端側で固定用充填材22にヒンジが発生して補強管23が倒れ、ワイヤー２の上部が前記引張力の方向を向く。したがって、所定以上の引張力が加わると、ワイヤーの上部がその引張力の方向に近づき、この際、補強管23により内部の固定用充填材22が破損せずに向きを変え、ワイヤー２の上部に無理な力が加わることがなく、ヒンジ部24より下部の固定用充填材22と支持基盤Ｇ２との摩擦抵抗により前記引張力に抗することができる。
【００３４】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、アンカー本体は、ワイヤー２を折り返した地上側の折り返し部２Ａと、この折り返し部２Ａの両側に設けられ掘削孔21に挿入された挿入部２Ｂ，２Ｂとからなるから、２本の挿入部２Ｂ，２Ｂにより折り返し部２Ａに加わる引張力に対抗するから、挿入部が１本の場合に比べて、ワイヤー２を細くすることができ、これにより折り返し部２Ａの幅を小さくできるから、設置に使用するケーシング31の内径寸法を抑えることができる。
【００３５】
また、このように本実施例では、請求項３に対応して、複数のワイヤー２を備えるから、４本以上の挿入部２Ｂ…により折り返し部２Ａに加わる引張力に対抗できる。
【００３６】
また、このように本実施例では、請求項４に対応して、複数の挿入部２Ｂ，２Ｂの間隔を保持するスペーサ11を備え、このスペーサ11は、挿入部２Ｂを挿通する複数の挿入受部12と、この挿入受部12と該スペーサ11の側部たる側面11Ａとを連通する連通部13とを有するから、連通部によりスペーサ11の側面11Ａからワイヤー２の挿入部２Ｂを挿入受部12に簡便に挿入することができ、スペーサ11により複数の挿入部２Ｂ…がほぼ一定の間隔を保ち、この状態で固定用充填材22と固着することにより、良好な密着性が得られる。
【００３７】
また、このように本実施例では、請求項５に対応して、地中の掘削孔内に固定したアンカー本体たるワイヤー２の上部に該ワイヤー２と交差方向の力が加わるアンカー装置１の設置方法において、地中にケーシング31を挿入し、このケーシング31内にワイヤー２を挿入し、ケーシング31内又は掘削孔21内に固定用充填材22を充填し、前記ケーシング31を地上に引き上げ、ケーシングの一部を地面Ｇ側たる表土層Ｇ１に残し、このケーシング31の下方の固定用充填材22を固化してなるから、掘削の際に使用するケーシング31の一部を地表側に残すことにより、補強管23を構成することができる。
【００３８】
また、実施例上の効果として、支持ロープ33などによりワイヤー２の係留部３に所定以上の引張力が加わると、補強管23の下端位置近傍で固化した充填材22にヒンジが発生すると共に、このヒンジを中心に補強管23が防護柵41側に倒れ、この際、補強管23が表土層Ｇ１の抵抗を受けながら倒れるから、前記ヒンジの発生と補強管23との倒れにより、構造物たる防護柵41に加わる衝撃力を吸収することができる。また、スペーサ11の中央にホース用孔14を設けたから、スペーサ11により中央側に位置決めした状態で、掘削孔21内に充填材充填用ホース32を用いて充填材22を充填することができる。また、スペーサ11により、ケーシング31又は掘削孔21に対して、ワイヤー２の挿入部２Ｂをほぼ位置決めすることができる。
【００３９】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、設置方法の変形例として、地中に挿入したケーシングを全て引き抜いた後に、ケーシングと別個の補強管23を掘削孔に挿入するようにしてもよい。また、アンカー装置は各種の構造物の支持に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１を示すアンカー装置の断面図である。
【図２】同上、アンカー本体の上部の分解斜視図である。
【図３】同上、アンカー上部の正面図である。
【図４】同上、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同上、スペーサ回りの斜視図である。
【図６】同上、設置方法を説明する断面図である。
【図７】同上、図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】同上、構造物とアンカー装置の断面図である。
【図９】同上、アンカー装置に所定以上の引張力が生じた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  アンカー装置
２  ワイヤー（アンカー本体）
２Ａ  折り返し部
２Ｂ  挿入部
11  スペーサ
11Ａ  側面（側部）
12  挿入受部
13  連通部
21  掘削孔
22  固定用充填材
23  補強管
24  ヒンジ部
31  ケーシング
Ｇ  地面
Ｇ１  表土層
Ｇ２  支持基盤
【図１】
2005351048.tif 000003
【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】
2005351048.tif 000009
【図８】
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【図９】
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