(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に掘削された削孔内に挿入設置される補強材と、前記削孔内に充填されて前記補強材を定着する硬化性グラウト材とを備えた地盤埋設支持体において、
前記補強材は、中空筒状の補強管と、この補強管内に挿入固定される補強ロッドとを備え、
前記補強ロッドは、前記補強管の内方に侵入可能なクサビを有し、
前記補強ロッドを深度方向に移動させて、前記クサビを前記補強管内に圧入固定することにより、前記補強管の側面に外方に突出して、その一部が地盤に食い込む羽根部を設けたことを特徴とする地盤支持体の支持力増強構造。
【請求項２】
前記羽根部は、前記補強材の側面に対向するように一対設けられ、前記削孔の深度方向の下方側に向けて相互の間隔が縮小するように逆ハ字形に形成したことを特徴とする請求項１記載の地盤支持体の支持力増強構造。
【請求項３】
前記羽根部は、前記削孔の深度方向に沿って、所定の間隔を隔てて段状に配置することを特徴とする請求項１または２記載の地盤支持体の支持力増強構造。
【請求項４】
地盤中に掘削された削孔内に補強材を挿入設置し、前記削孔内に前記補強材を定着する硬化性グラウト材を充填する地盤埋設支持体の構築方法において、
前記グラウト材を充填する前に、前記削孔内に設置された前記補強材に設けられた羽根部を外方に突出させ、その一部を地盤に食い込ませる構築方法であって、
前記補強材は、中空筒状の補強管と、この補強管内に挿入固定される補強ロッドとを備え、
前記補強管の側面の対向位置に平行な一対の切欠を設けて前記羽根部とし、
前記補強管内に挿入設置した補強ロッドを深度方向に移動させて、当該補強ロッドに装着されているクサビを前記羽根部の内面側に圧入固定させて、前記羽根部を前記補強管の側面から外方に突出させることを特徴とする地盤埋設支持体の構築方法。
【請求項５】
前記補強ロッドは、その先端に地盤中に圧入される先端支持部を有することを特徴とする請求項４記載の地盤埋設支持体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤埋設支持体の支持力増加構造および同支持体の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
切，盛土法面の安定化支持や仮設土留め壁工事における切梁支保工の代替に用いられる支持体として、グラウンドアンカーが知られている。この種のグラウンドアンカーは、地盤をボーリングマシンで掘削して削孔を形成し、削孔内に鉄筋や鋼棒などからなる補強材を挿入した後に、削孔内に硬化性のグラウト材を充填して、補強材を削孔内に定着させる。
【０００３】
グラウト材は、通常、一次注入と、その後に行う二次注入の２工程で行われ、二次注入は、グラウト材に圧力を加えて、地盤中に拡散させるための加圧注入となっている。
【０００４】
しかしながら、このような工法で施工されるグラウンドアンカーの周面摩擦力（支持力）を増加させようとすると、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の工法で、グラウンドアンカーの周面摩擦力を増加させる場合には、加圧による二次注入が必須の要件となるが、加圧による二次注入をする際には、圧力を集中させるために、ケーシングパッカーを用いることになる。
【０００６】
ところが、ケーシングパッカーを拡大させても、地盤性状により間隙の大きさに変位があり、一定の摩擦力を安定した状態で増加させるためには、加圧力の管理と注入量の管理が難しくなるという問題があった。
【０００７】
また、加圧により二次注入を行うと、注入後の周面摩擦力が向上するものの、地震などの外力が作用した場合に、摩擦が切れると、その後の支持力は、初期よりも大きく低下する危険性がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、グラウトの面倒な管理が不要で、かつ、地震などの外力が作用した後の周面摩擦力（支持力）の大幅な低下がない地盤埋設支持体の支持力増加構造および同支持体の構築方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地盤中に掘削された削孔内に挿入設置される補強材と、前記削孔内に充填されて前記補強材を定着する硬化性グラウト材とを備えた地盤埋設支持体において、前記補強材は、中空筒状の補強管と、この補強管内に挿入固定される補強ロッドとを備え、前記補強ロッドは、前記補強管の内方に侵入可能なクサビを有し、前記補強ロッドを深度方向に移動させて、前記クサビを前記補強管内に圧入固定することにより、前記補強管の側面に外方に突出して、その一部が地盤に食い込む羽根部を設けた。
【００１０】
このように構成した地盤支持体の支持力増強構造によれば、補強管の側面に外方に突出して、その一部が地盤に食い込む羽根部を設けているので、地盤に食い込んだ羽根部により地盤埋設支持体の周面摩擦力を含む支持力が向上する。
【００１１】
このような支持力の増加は、地震力が加わった場合でも、羽根部が大きく変形して、食い込んでいる地盤から離脱しなければ低下することがないので、地震後の支持力の低下が非常に少ない。
【００１２】
前記羽根部は、前記補強管の側面に対向するように一対設けられ、前記削孔の深度方向の下方側に向けて相互の間隔が縮小するように逆ハ字形に形成することができる。
【００１３】
この構成によれば、補強材の引き抜き抵抗も大きくなる。
【００１４】
前記羽根部は、前記削孔の深度方向に沿って、所定の間隔を隔てて段状に配置することができる。
【００１５】
この構成によれば、羽根部の段数の増加に応じて、地盤埋設支持体の支持力をより一層向上させることができる。
【００１６】
また、本発明は、地盤中に掘削された削孔内に補強材を挿入設置し、前記削孔内に前記補強材を定着する硬化性グラウト材を充填する地盤埋設支持体の構築方法において、前記グラウト材を充填する前に、前記削孔内に設置された前記補強材に設けられた羽根部を外方に突出させ、その一部を地盤に食い込ませる構築方法であって、前記補強材は、中空筒状の補強管と、この補強管内に挿入固定される補強ロッドとを備え、前記補強管の側面の対向位置に平行な一対の切欠を設けて前記羽根部とし、前記補強管内に挿入設置した補強ロッドを深度方向に移動させて、当該補強ロッドに装着されているクサビを前記羽根部の内面側に圧入固定させて、前記羽根部を前記補強管の側面から外方に突出させるようにした。
【００１７】
このように構成した地盤埋設支持体の構築方法によれば、削孔内に設置された補強材に設けられた羽根部を外方に突出させ、その一部を地盤に食い込ませるので、地盤に食い込んだ羽根部により地盤埋設支持体の支持力が向上する。
【００１８】
このような支持力の向上効果は、グラウト材の二次注入を行うことなく奏することができ、面倒な圧力や注入量の管理が不要になる。
【００２０】
前記補強ロッドは、その先端に地盤中に圧入される先端支持部を設けることができる。
【００２１】
この構成によれば、先端支持部を先端地盤中に圧入すると、この部分に地盤土砂が圧密化された圧力球根が形成されて、先端支持性能が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図５は、本発明にかかる地盤埋設支持体の支持力増加構造および同支持体の構築方法の一実施例を示している。
【００２３】
本実施例の地盤埋設支持体１０は、その完成時の全体構成を図４に示すように、地盤中に掘削された削孔１２内に挿入設置される補強材１４と、削孔１２内に充填されて補強材１４を地盤１６に定着する硬化性グラウト材１８とを備えている。
【００２４】
補強材１４は、本実施例の場合、中空筒状の補強管２０と、この補強管２０内に挿入固定される補強ロッド２２と、両端が開口した中空筒状の補強鋼管２４とから構成されている。
【００２５】
補強管２０は、図５にその詳細を示すように、下方が先細状になるように形成された上下端が開口した所定長さの中空管体であって、側面の対向位置に、予め平行なスリット状切欠部２６を一対形成することにより、対向する一対の羽根部２８が形成されている。
と
【００２６】
このような補強管２０は、本実施例の場合には、削孔１２の深度方向の下端側に、上下方向に所定の間隔を隔てて、２個が段状に設置されている。なお、図４に示した例では、下段側の補強管２０の全長が、上段側の補強管２０よりも長くなっているが、これらは同じ長さのでもよく、羽根部２８の長さが同じであれば、機能は、実質的に同一である。
【００２７】
補強ロッド２２は、例えば、削孔１２の掘削長よりも長い鉄筋あるいは鋼棒から構成され、先端に地盤中に圧入される先端支持部３０が固設されている。この先端支持部３０は、補強管２０の先細状の先端内径よりも小径な円錐台状に形成されている。
【００２８】
この先端支持部３０は、その先端が削孔１２の下端面に当接された状態で、補強ロッド２２の上端側から下方に向かう付勢力を加えることで、削孔１２の先端地盤中に圧入される。
【００２９】
また、補強ロッド２２の下方側には、一対のクサビ３２が上下方向に所定の間隔を隔てて固設されている。このクサビ３２は、各補強管２０の上部側に位置するようにその設置間隔が設定されている。
【００３０】
クサビ３２は、図５にその詳細を示すように、補強管２０の上端側からその内部に挿入可能なテーパ径を有する本体３２ａと、本体３２ａの側面対向位置に突設された一対のテーパ状突起３２ｂとを備えている。
【００３１】
この一対のテーパ状突起３２ｂの設置位置は、補強管２０に切欠部２６を形成することで設けられた羽根部２８の位置に対応している。また、クサビ３２の本体３２ａには、これを上下に貫通する複数の貫通孔３２ｃが設けられていて、削孔１２内に注入されるグラウト材１８の下方側への流通が可能になっている。
【００３２】
このような先端支持部３０およびクサビ３２が設けられた補強ロッド２２は、削孔１２内に補強管２０とともに設置され、その後に、補強ロッド２２が、ジャッキなどの付勢力により削孔１２の下方側に移動させられる。
【００３３】
補強ロッド２２を削孔１２の深度方向の下方側に移動させると、クサビ３２が各補強管２０の上端側からその内部に侵入し、クサビ３２が侵入する際には、各クサビ３２の突起３２ｂが羽根部２８の内面に当接しながら、下方側に移動する。
【００３４】
この場合、テーパ状突起３２ｂは、補強管２０の内部に挿入可能なテーパ径を有する本体３２ａから外方に突出しているので、これが羽根部２８の内面に当接しながら下方側に移動すると、この移動に伴って、羽根部２８は、補強管２０の側面から外方に突出する。
【００３５】
このようにして外方に突出した羽根部２８の上端側に一部は、削孔１２の側壁を外側に押し込むようにして、削孔１２の側壁地盤に食い込むことになる。本実施例の場合、羽根部２８は、補強管２０の側面に対向するように一対設けられているので、これらを外方に突出させると、削孔１２の深度方向の下方側に向けて相互の間隔が縮小するように逆ハ字形に形成される。
【００３６】
羽根部２８をこのような状態に構成すると、補強材１４の引き抜き抵抗も大きくなる。硬化性グラウト材１８は、羽根部２８が外方に突出させられると、削孔１２内に注入充填され、硬化することで補強材１４を削孔１２内に定着させる。
【００３７】
なお、本実施例の場合には、削孔１２内において、上層地盤１６ａからその下方の支持地盤１６ｂの上端との間に跨るようにして補強鋼管２４を設置した場合を例示しているが、この補強鋼管２４は、必ずしも必要としない。
【００３８】
さて、以上のように構成した地盤埋設支持体１０によれば、補強管２０の側面に外方に突出して、その一部が地盤１６に食い込む羽根部２８を設けているので、地盤１６に食い込んだ羽根部２８により地盤埋設支持体１０の支持力が向上する。
【００３９】
このような支持力の増加は、地震力が加わった場合でも、羽根部２８が大きく変形しなければ低下することがないので、地震後の低下が非常に少ない。
【００４０】
また、本実施例では、羽根部２８は、削孔１２の深度方向に沿って、所定の間隔を隔てて段状に配置しているので、羽根部２８の段数の増加に応じて、地盤埋設支持体１０の支持力をより一層向上させることができるし、増加させる支持力の調整も可能になる。
【００４１】
次に、上記構成の地盤埋設支持体１０の構築方法について説明する。地盤埋設支持体１０を構築する際には、まず、図１に示すように、地盤１６中に削孔１２が掘削形成される。
【００４２】
削孔１２を掘削する際には、必要に応じてケーシングが削孔１２内に挿入され、削孔１２は、上層地盤１６ａを貫通して、その下方の支持地盤１６ｂの所定深度まで形成される。
【００４３】
このような削孔１２が掘削形成されると、ケーシングを用いた場合には、これを除去し、図２に示すように、削孔１２内に補強材１４が挿入設置される。本実施例の補強材１４は、２本の補強管２０と、先端支持部３０と一対のクサビ３２が設けられた補強ロッド２２と、補強鋼管２０とから構成されている。
【００４４】
補強材１４を削孔１２内に挿入する際には、クサビ３２を補強ロッド２２に装着する前に、まず下段側の補強管２０を補強ロッド２２の外周に挿入し、その先端側に先端支持部３０の上部側を嵌合させる。
【００４５】
次に、補強ロッド２２に下段側のクサビ３２を装着して、クサビ３２の先端の一部が補強管２０の上端内に嵌合するようにして上下方向の位置決めを行い、その位置にクサビ３２を固定する。
【００４６】
クサビ３２を固定する際には、突起３２ｂが補強管２０の羽根部２８の内面に当接するように、周方向の位置決めも行う。次に、下段側のクサビ３２の上部に上段側の補強管２０を設置し、その上部にクサビ３２を装着して、上下および周方向に位置決めをして、これを補強ロッド２２に固定する。
【００４７】
補強管２０が上下方向に間隔を隔てて取り付けられると、補強ロッド２２が削孔１２に建て込まれ、その後に、補強鋼管２４が、削孔１２内に挿入設置される。なお、補強管２０の取り付け状態は、上下に配置したものを溶接により結合してもよいし、相互に嵌合結合させたり、さらには、単に、上下に積層した状態であってもよい。
【００４８】
図２に示す状態に補強材１４の設置が終了すると、次に、図３に示すように、補強ロッド２２の地上側突出端に、支圧板３３を介して、ジャッキ３４が設置される。
【００４９】
ジャッキ３４は、補強ロッド２２を削孔１２の深度方向の下方側に向けて移動させるものである。補強ロッド２２をこのような方向に移動させると、まず、その下端に設けられている先端支持部３０がジャッキ３４の付勢力を受けて、削孔１２の先端側地盤中に圧入される。
【００５０】
先端支持部３０がこのようにして地盤中に圧入されると、その周辺地盤が圧密化されて、図３に点線で示すような、圧力球根Ａが形成され、これにより構築する地盤埋設支持体１０の先端支持性能が向上する。
【００５１】
また、これと同時に、補強ロッド２２を削孔１２の深度方向の下方側に向けて移動させると、各補強管２０の上部側にクサビ３２が位置しているので、ロッド２２の移動に伴って、クサビ３２の突起３２ｂが補強管２０の羽根部２８の内面側に圧入される。
【００５２】
突起３２ｂが羽根部２８の内周側に圧入されると、羽根部２８は、切欠部２６により補強管２０の側面から分離されているので、クサビ３２の下方移動にもとなって、その上端側が補強管２０の側面から離間するようにして広がり、クサビ３２が補強管２０内へ圧入されて、所定の位置で固定されると、その状態に維持される。
【００５３】
この時、本実施例の場合には、羽根部２８は、補強管２０の側面の対向位置に一対設けられているので、これがクサビ３２の圧入により広がると、図３に示すように、削孔１２の深度方向の下方側に向けて、相互の間隔が縮小するような逆ハ字形に形成される。
【００５４】
このようにして、羽根部２８を補強管２０の側面から外方に突出させると、その先端側の一部が、削孔１２の側壁を外側に押し込むようにして、地盤に食い込むことになる。
【００５５】
このような補強材１４の押し込み操作が終了すると、必要に応じて補強鋼管２４を上方に引き上げ、その後に、ジャッキ３４の付勢力を開放して、図４に示すように、削孔１２内にグラウト材１８を注入充填し、グラウト材１８が硬化すると、所定の地盤埋設支持体１０が構築され、このような支持体１０は、グラウンドアンカーや構造物の補助的な杭として用いられる。なお、補強鋼管２４は、上方に引き上げることなく、そのままの状態で残置させてもよい。
【００５６】
さて、以上のように構成した支持体１０の構築方法によれば、削孔１２内に設置された補強材１４に設けられた羽根部２８を外方に突出させ、その一部を地盤１６に食い込ませるので、地盤１６に食い込んだ羽根部２８により地盤埋設支持体１０の支持力が向上する。
【００５７】
このような支持力の向上効果は、グラウト材１８の二次注入を行うことなく奏することができ、面倒な圧力や注入量の管理が不要になる。
【００５８】
なお、上記実施例では、羽根部２８を設けた補強管２０を上下方向に２段積層する場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、１段でもよいし、また、３段以上に積層してもよい。
【００５９】
また、上記実施例では、補強管２０に対向する一対の羽根部２８を設ける場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、１２０°間隔で３枚設けてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる地盤埋設支持体の支持力増加構造および同支持体の構築方法によれば、グラウトの面倒な管理が不要で、かつ、地震などの外力が作用した後の支持力の大幅な低下がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる地盤埋設支持体の構築方法の初期工程を示す断面説明図である。
【図２】図１に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図３】図２に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図４】図３に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図５】図２の要部抽出説明図である。
【符号の説明】
１０          地盤埋設支持体
１２          削孔
１４          補強材
１６          地盤
１８          グラウト材
２０          補強管
２２          補強ロッド
２４          補強鋼管
２８          羽根部
３２          クサビ
【図１】
0003876645.tif 000002
【図２】
0003876645.tif 000003
【図３】
0003876645.tif 000004
【図４】
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【図５】
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