(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンカーの緊張側におけるマンションに取り付けられ該マンションの端面から筒状に突出され当該マンションとともに移動する止水管と、
該止水管の突出部分によってカバーされて一端部がテンドンに貼着され他端部が外に導出された荷重測定用のセンサー手段と、
一端部が前記止水管の突出部分の端部と摺接し他端部がアンカー被覆材に固着されるラップ管とを少なくとも有してなること、
を特徴とするグラウンドアンカー。
【請求項２】
止水管の突出部分の端部とラップ管の一端部との摺接部分の隙間には、止水材が介装されていること、
を特徴とする請求項１に記載のグラウンドアンカー。
【請求項３】
止水管には、センサー手段を外に導くとともに、当該止水管と共に移動する誘導管が固定されていること、
を特徴とする請求項１に記載のグラウンドアンカー。
【請求項４】
止水管は、筒状の長手方向において２分割されていること、
を特徴とする請求項１乃至３に記載のグラウンドアンカー。
【請求項５】
テンドンに貼着されたセンサー手段の一端部の貼着位置は、受圧板の厚みの範囲内若しくはその近傍に位置していること、
を特徴とする請求項１に記載のグラウンドアンカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、法面や擁壁等におけるグラウンドアンカーに係り、引張荷重によるアンカー材の伸びをセンサー手段、特に、光センサーにより検知するグラウンドアンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、法面等の地盤安定化のために使用されるグラウンドアンカーには、緊張材であるテンドンが地盤から受ける引張り荷重の変化により、緊張力が高くなりすぎたり、逆に低くなったりして、テンドンの破壊や地盤押圧力の低下となっていずれにして不都合な事態になるので、当該テンドンの歪みを常に監視するセンサーが設けられる。
【０００３】
前記引張力監視用のセンサーには、歪みゲージを用いたり、ロードセルを用いたりする方法があるが、例えば、電気的配線や磁場の影響を受けず、高速な応答が期待できるＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）センサーをテンドンに貼着して、該テンドンの歪みを光ファイバーを介して地上にて測定するようにした張力測定方法が知られている（特開２００１−３１８０１１）。このＦＢＧセンサーは、通信用光ファイバーのコア部分に紫外線レーザを照射して屈折率がわずかに高い部分を等間隔の縦縞格子状に作成し（ブラッグ格子）、この回析格子による光の干渉作用を利用するものである。
【０００４】
上記光ファイバーを用いた荷重測定方法は、光センサーをテンドンの被覆部又は被覆部を剥ぎ取ったテンドンに直接、接着剤等で固着し、テンドンの自由長部を形成している保護パイプから外部のアンカー頭部に光ファイバー用誘導管を使って光ファイバーを地上へ引き出して計測器に接続しコンピュータで計測するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光センサーの固着位置は、緊張・定着されるテンドンの移動に伴ってアンカー頭部へ移動するが、保護ハイプに取り付けられた光ファイバー用誘導管の取付位置は固定されていて、前記テンドンの移動に対して追従しないので、前記光センサー固着位置と光ファイバー用誘導管取付位置との関係は、テンドンの移動により変わってくる。従って、光センサーの取付位置は、光ファイバー用誘導管取付位置よりも、緊張・定着させた際のテンドンの移動量を考して、予め下方に付けるか、又は、光ファイバーを保護パイプ内へ弛ませることが必要となる。
【０００６】
よって、光センサーの固着が容易でなく、光ファイバーを保護パイプ内で弛ませるのは移動時に破損するおそれがある。また、テンドンの被覆部を剥ぎ取り、テンドンに直接光センサーを固着した場合に、当該テンドンの防錆処理が課題となり、更に、グラウンドアンカーの施工後には、孔壁との間にグラウト材が充填されるので光センサーの交換ができないという課題がある。本発明に係るグラウンドアンカーは、このような課題を解消するために提案されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るグラウンドアンカーの上記課題を解決するための要旨は、アンカーの緊張側におけるマンションに取り付けられ該マンションの端面から筒状に突出され当該マンションとともに移動する止水管と、該止水管の突出部分によってカバーされて一端部がテンドンに貼着され他端部が外に導出された荷重測定用のセンサー手段と、一端部が前記止水管の突出部分の端部と摺接し他端部がアンカー被覆材に固着されるラップ管とを少なくとも有してなることである。
【０００８】
前記止水管の突出部分の端部とラップ管の一端部との摺接部分の隙間には、止水材が介装されていること、；また、当該止水管には、センサー手段を外に導くとともに、当該止水管と共に移動する誘導管が固定されていること、；更に、止水管は、筒状の長手方向において２分割されていること、；そして、テンドンに貼着されたセンサー手段の一端部の貼着位置は、受圧板の厚みの範囲内若しくはその近傍に位置していることを含むものである。
【０００９】
本発明に係るグラウンドアンカーによれば、アンカーの緊張側のマンションの背面において、該マンションに固定される止水管によってカバーされる部分にセンサー手段の一端部が貼着されるので、緊張材であるテンドンが伸長した場合に、前記マンションが移動すると共に前記止水管も同方向に移動する。よって、前記センサー手段の一端部と止水管とが同方向に同移動量にて移動することで、該センサー手段における、前記一端部と止水管の挿通孔を通過する部分との間を、弛ませておく必要がない。それにより、センサー手段が光センサーである場合に、光ファイバーを無理矢理曲げてしまうことが無く、安定したセンサー性能が維持されるものである。
【００１０】
また、前記止水管がマンションとともにテンドンの伸長に伴って移動するが、ラップ管は移動することがないので、摺接部分の隙間に介装される止水材によって、止水性が確保されるとともに、止水管の移動も可能となる。
【００１１】
前記止水管には、当該止水管と共に移動する誘導管が固定されているので、この誘導管に挿通されているセンサー手段がテンドンとともに移動した場合に、センサー手段の導出部分が無理なく誘導管とともに移動することとなり、当該導出部分が曲げられたり引っ張られたりすることがない。
【００１２】
止水管は、筒状の長手方向において２分割されていることで、工場においてセンサー手段の一端部をテンドンに貼着する作業が、分割された止水管の端部開口の近傍で行うことができるようになり、作業性が向上する。
また、テンドンに貼着されたセンサー手段の一端部の貼着位置は、受圧板の厚みの範囲内若しくはその近傍に位置しているので、センサーの交換作業が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るグラウンドアンカー１について図面を参照して説明する。該アンカー１の製作手順は、図１に示すように、工場において、例えばＰＣ鋼より線からなる緊張材であるテンドン２に、その両端部を除いて合成樹脂製の被覆材３がコーティングされている。そのテンドン２の緊張側（図中左側）から、金属製で筒状のラップ管４と、該ラップ管４よりも太径の分割された一方の筒状の第２止水管５とが、予めアンカー１に遊嵌状態で挿入される。
【００１４】
前記ラップ管４は、緊張側の端部外周面に、２本の凹溝４ａ，４ｂが刻設されている。また、前記第２止水管５の緊張側端部の外周面にネジ溝５ａが刻設されている。テンドン２の定着側（図中右側）には、外周面に定着強度を増強する多数の凹部が設けられた筒状の定着体６が挿入される。
【００１５】
図２に示すように、テンドン２の緊張側の端部において、金属製のマンション７が固着される。該マンション７の外周面には略全長に亘りネジ部７ａが設けられている。
【００１６】
テンドン２の定着側において、筒状の下部マンション８が固着され、該下部マンション８に支圧カプラー９及び前記定着体６が固定される。
【００１７】
次に、図３に示すように、テンドン２の緊張側から、止水管として２分割された他方であって、金属製筒状の第１止水管１０がマンション７にねじ込んで螺装される。前記マンション７とのネジ嵌合部には、止水対策として、封止材等を塗布して止水養生するものである。
【００１８】
前記第１止水管１０の側面１０ａには、ネジ孔１０ｂ，１０ｃが設けられている。前記ネジ孔１０ｂは、センサー手段である光センサーの光ファイバーを挿通させるための孔であって、ここにエルボ１１が螺着され、更に、該エルボ１１に可撓性のある光ファイバー誘導管１２の一端部が螺着される。
【００１９】
また、前記ネジ孔１０ｃには、後述のグリス注入管の一端部が螺着される。更に、第１止水管１０の開口端部の内周面には、接続用のネジ溝１０ｄが刻設されている。
【００２０】
前記光ファイバー誘導管１２とエルボ１１に挿通させて、光ファイバー１３が取り付けられる。この光ファイバー１３の先端部には、ＦＢＧセンサー部１３ａが設けられており、テンドン２に直接貼着する。その固着には、例えば、二液混合のエポキシ系接着剤が使用され、更に、当該固着部分の表面には、テープが巻かれてテーピングされる。前記ＦＢＧセンサー部１３ａの固着場所は、アンカー１における緊張側のマンション７の背面から近傍の位置とする。更に、具体的には、センサー交換の手間を考えて、後述の受圧板２１（図６参照）の厚さの範囲内若しくはその近傍となるような位置である。
【００２１】
前記第１止水管１０のネジ孔１０ｃに、図４に示すように、グリス注入管１４の一端部が、ネジ止め等により接続される。また、この第１止水管１０に、前記第２止水管５が、互いの端部に設けたネジ溝５ａ，１０ｄを螺合させ、接続される。
【００２２】
次に、止水材として、ゴム製のＯ（オー）リング１５を２本、緊張側からテンドン２に挿入させて、前記ラップ管４の凹溝４ａ，４ｂに装着する。前記第２止水管５の開口端から、前記Ｏリング１５を摺接させながら、ラップ管４の緊張側端部を内側にして所望範囲（テンドン２の緊張後の伸びを考慮して、深くしておく）の部分を第２止水管５に重畳させる。
【００２３】
前記ラップ管４の定着側の開口部には、止水材として半割のカラー１６を詰め込む。このカラー１６は、ゴム系のものであり、隙間の無いように詰め込むものである。更に、テンドン２の緊張側から、止水チューブ１７を嵌挿させて、前記ラップ管４の定着側の端部を覆い、そこで、熱を加えて収縮させ、ラップ管４に密着させる。更に、緊張側にスペーサ１９及び保護カバー２０を取り付けて養生し、図４に示す構成状態となるまでのグラウンドアンカー１を、予め工場にて製作しておくものである。
【００２４】
次に、前記グラウンドアンカー１を、例えば、法面に設置する手順を説明する。まず、図５に示すように、法面に削孔機により所要径の孔を定着地盤に至るまで削孔する。削孔と同時に孔崩落を防止すべく筒状のケーシングを挿入する。そして、該孔にグラウト注入パイプを差し込んでグラウト材１８を注入する。
【００２５】
前記グラウンドアンカー１を工場から現場に運搬して、前記グラウト材１８がまだ固化しないうちに前記孔に挿入する。そして、グラウト材１８を加圧注入すると共にケーシングを引き抜く。
【００２６】
図６に示すように、法面にコンクリート製の受圧板２１を形成する。保護カバー２０の上面を前記受圧板２１の上面に合わせてカットする。前記グラウト材１８が硬化した後に、アンカープレート２２を用意して、これに設けた孔に光ファイバー１３とグリス注入管１４の他端部を外に挿通させ引き出しておく。前記光ファイバー１３の端部は、計測器及びコンピュータ等の制御器に接続される。
【００２７】
前記受圧板２１にアンカープレート２２を載置して、ジャッキによりマンション７を引張ってテンドン２を緊張させナットを締め込んで定着させる。その後、前記グリス注入管１４からグリスを注入して、第１止水管１０と第２止水管５及びラップ管４とで形成される内部空間を当該グリスで充填し、ＦＢＧセンサー部１３ａ及び被覆材３を剥がされて露出しているテンドン２の防錆処理する。また、マンション７の頭部及び定着ナットには、保護キャップ２３を被せてそのキャップ内部にもグリスを充填して防錆処理を施す。
【００２８】
このようなグラウンドアンカー１において、ＦＢＧセンサー部１３ａは緊張側のマンション７に螺着された止水管（第１止水管１０と第２止水管５）とラップ管４とで止水されて保護される。このアンカー１におけるテンドン２と被覆材３とは、アンボンドタイプであるので、テンドン２だけが荷重により伸縮する。よって、テンドン２の長さが、緊張・定着させる際の荷重の変化、又は、地盤の移動等による引張荷重の変化、により伸縮したときは、テンドン２の移動と共に同方向にマンション７及び前記止水管も同程度に移動する。
【００２９】
また、ラップ管４は、地盤及びグラウト材１８と一体になっているので、テンドンの長手方向には移動せず、二重Ｏリング１５部分において、第２止水管５が前記テンドン２の伸長に応じて該ラップ管４に対して摺動することになる。こうして、前記ＦＢＧセンサー部１３ａがテンドン２と共に伸長移動すると、止水管（第１止水管１０と第２止水管５）も共に同方向に移動するので、光ファイバー１３を、止水管内部において予め弛ませておく必要がない。
【００３０】
また、前記ＦＢＧセンサー部１３ａは、受圧板２１の厚みの範囲内若しくはその近傍の位置にあるので、その交換時には、テンドン２の緊張を解除しアンカープレート２２を外し、この受圧板２１を除去して、地表に当該ＦＢＧセンサー部１３ａを露出させることができるので、その交換作業が容易となるものである。なお、受圧板２１の孔径が交換作業に支障がないほどに大きければ、前記アンカープレート２２を外しただけで、センサーの交換ができるものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るグラウンドアンカーは、アンカーの緊張側におけるマンションに取り付けられ該マンションの端面から筒状に突出され当該マンションとともに移動する止水管と、該止水管の突出部分によってカバーされて一端部がテンドンに貼着され他端部が外に導出された荷重測定用のセンサー手段と、一端部が前記止水管の突出部分の端部と摺接し他端部がアンカー被覆材に固着されるラップ管とを少なくとも有してなるこので、アンカーの緊張側のマンションに止水管を取り付けてセンサー手段をマンションの背面近傍に設けることができるようになり、止水性能が確実に維持されるとともに、止水管内部でセンサー手段を無理に曲げる必要がないので安定したセンサー性能が維持されると言う優れた効果を奏するものである。
【００３２】
前記止水管の突出部分の端部とラップ管の一端部との摺接部分の隙間には、止水材が介装されているので、止水性能を維持しながら止水管の移動が可能となる。また、当該止水管には、センサー手段を外に導くとともに、当該止水管と共に移動する誘導管が固定されているので、センサー手段を光センサーとした場合に、光ファイバーの導出部分が曲げられたり引っ張られたりすることがなく、荷重計測性能が安定する。
【００３３】
更に、止水管は、筒状の長手方向において２分割されているので、センサー手段をテンドンに貼着させる作業が容易となる。前記テンドンに貼着されたセンサー手段の一端部の貼着位置は、受圧板の厚みの範囲内若しくはその近傍に位置しているので、当該センサー手段を交換する際にも、地上部分において容易に行うことができるとともに、既設のグラウンドアンカーにも前記光センサー手段と止水管を取り付けることができると言う優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るグラウンドアンカーの組立作業手順を示す説明図である。
【図２】同本発明に係るグラウンドアンカーの組立作業手順を示す説明図である。
【図３】同本発明に係るグラウンドアンカーの組立作業手順を示す説明図である。
【図４】同本発明に係るグラウンドアンカーの一部拡大断面図である。
【図５】同本発明に係るグラウンドアンカーを法面に削孔した孔に埋設させる作業手順を示す説明図である。
【図６】同本発明に係るグラウンドアンカーを法面に削孔した孔に埋設させる作業手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１          グラウンドアンカー、        ２            テンドン、
３          被覆材、                    ４            ラップ管、
４ａ，４ｂ  凹溝、                      ５            第２止水管、
５ａ        ネジ溝、                    ６            定着体、
７          マンション、                ７ａ          ネジ部、
８          下部マンション、            ９            支圧カプラー、
１０        第１止水管、                １０ａ        側面、
１０ｂ，１０ｃ  ネジ孔、                １０ｄ        ネジ溝、
１１        エルボ、
１２        光ファイバー誘導管、        １３          光ファイバー、
１３ａ      ＦＢＧセンサー部、          １４          グリス注入管、
１５        Ｏリング、                  １６          カラー、
１７        止水チューブ、              １８          グラウト材、
２０        保護カバー、                ２１          受圧板、
２２        アンカープレート、          ２３          保護キャップ。
【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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