(57)【要約】【課題】本発明は、笹子トンネルの天井板崩落事故のように垂直に荷重が掛かっても容易には抜けないきのこ型あと施工アンカーを提供する。【解決手段】  本発明に係る施工方法は、ドリルで穴を穿孔後、その穴底部にアンダーカッターを用いて拡底部分を設ける工程と、前記穴とアンカーの隙間の充填接着剤を前記穴の奥に注入する工程と、アンカーを前記穴に挿入後にアンカー本体を打込んでいかり状に拡底部分を広げる工程と、の３工程を含む、いかり状に拡底したアンカーを含む穴全体が、あたかもきのこ状の充填接着剤とアンカーが一体化し、穴の壁に強力に接着することにより容易には抜けることのないきのこ型アンカーを得ることのできる、きのこ型あと施工アンカーを用いることを特徴とする。【選択図】図１
2017172168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルで穴を穿孔後、その穴底部にアンダーカッターを用いて拡底部分を設ける工程と、
前記穴とアンカーの隙間の充填接着剤を前記穴の奥に注入する工程と、
アンカーを前記穴に挿入後にアンカー本体を打込んでいかり状に拡底部分を広げる工程と、の３工程を含む、いかり状に拡底したアンカーを含む穴全体が、あたかもきのこ状の充填接着剤とアンカーが一体化し、穴の壁に強力に接着することにより容易には抜けることのないきのこ型アンカーを得ることのできる、きのこ型あと施工アンカーを用いた施工方法。
【請求項２】
前記穴とアンカーの隙間の充填接着剤を前記穴の奥に注入する工程は、エポキシ樹脂接着剤の主剤と硬化剤を用いて、それらを前記穴の外で攪拌機又はヘラを用いて充分攪拌混合し、カートリッジに詰めて、コーキングガンを用いて所定量を前記穴の奥に空気が混入しないように注入する工程である請求項１記載のきのこ型あと施工アンカーを用いた施工方法。
【請求項３】
前記アンカーを穴に挿入後にアンカーを打ち込む工程は、きのこ型拡底アンカーとして、先端部分に拡底可能部分を設けたアンカーを打ち込む工程である請求項１記載のきのこ型あと施工アンカーを用いた施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木、建築、機械の基礎関係のあと施工アンカー及び施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、あと施工アンカーの引き抜き力を向上させるためには一般に内部コーン打込み式、スリーブ式、ウェッジ式等拡張型金属アンカー又はカプセル方式やカートリッジ方式のケミカルアンカーが用いられている。これ迄の方法では、平成２４年１２月２日中央自動車道笹子トンネル天井板崩落事故や米国ボストンの高速道路の例のように垂直に下方に重力が掛かった時は、容易に脱落する可能性があるのは自明の理とも言える。
【０００３】
ケミカルアンカーにはエポキシ樹脂の主剤、硬化剤、骨剤を混合するものとセメントに水を加えるものと、の二種類ある。
【０００４】
エポキシ樹脂系接着剤にはカプセル方式とカートリッジ方式がある。前者はガラス管やフィルムチューブに主剤、硬化剤、骨剤が入ったカプセルを穴に挿入後、先をカットしたアンカーボルト（全ねじボルト）により回転打撃を与えてカプセルを破り、主剤、硬化剤を混合するタイプである。後者は主剤、硬化剤を別々に詰めたカートリッジの先にミキシング装置が付いており、使用時主剤、硬化剤を混合したものを穴に注入する方式である。カプセル方式は、狭い穴の中で混合も充分できないので、混合不良のためエポキシ樹脂の本来の接着力は望めない。また、後者のカートリッジ方式は桁違いに高価であり、しかも使い捨てであるため、経済的に問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、笹子トンネルの天井板崩落事故のように垂直に荷重が掛かっても容易には抜けないきのこ型あと施工アンカーを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の一観点に係るきのこ型あと施工アンカーを用いた施工方法は、
（１）ドリルで穴を穿孔後、その穴底部にアンダーカッターを用いて拡底部分を設ける工程と、
（２）穴とアンカーの隙間の充填接着剤として、望ましくはエポキシ樹脂接着剤の主剤と硬化剤を用いて、それらを穴の外で攪拌機又はヘラを用いて充分攪拌混合し、混合不良の無いことを確認した後に、ポリオレフィン製カートリッジに詰めて、コーキングガンを用いて所定量を前記穴の奥に空気が混入しないように注入する工程と、
（３）きのこ型拡底アンカーとして、先端部分に拡底可能部分を設けたアンカーを、穴に挿入後にアンカー本体を打込むことによって拡底可能部分を拡げる工程との３工程を含む、
エポキシ樹脂接着剤の硬化後に、いかり状に拡底したアンカーを中心とする穴全体が、あたかもきのこ状の樹脂硬化物とアンカーが一体化し、穴の壁に強力に接着することにより容易には抜けることのないきのこ型アンカーを得ることのできる、きのこ型あと施工アンカーを用いた施工方法である。アンカーとして拡底部の無い異形鉄筋や丸棒を用いると引抜強度は低いが需要によっては有効である。また、充填接着剤としては、引抜強度は低く、硬化時間もおそいが、エポキシ樹脂接着剤の代りにセメント系接着剤例えばユニーク（株）製「スーパーユニ」「セメンパワー」「パートナー」も同様に使用出来る。
【発明の効果】
【０００７】
以上、本発明では、笹子トンネルの天井板のように垂直に荷重を掛けてもあと施工アンカーが容易に抜けることはない。後述の如く、Ｄ１９の異形鉄筋の先に拡底部分を設けた、埋込み長１０ｃｍ、１５ｃｍのきのこ型拡底アンカーの引抜き強度はそれぞれ１１１ｋＮ、１００ｋＮと驚異的な数字が得られ、而も異形鉄筋が引き千切れた。後来、吊天井系あと施工アンカーの短期許容引抜き力を１２ｋＮ以上（オーム社、「建築設備用あと施工アンカー」、Ｐ８７及び８８参照）と決めていることを考えると本発明のきのこ型拡底アンカー例えばＤ１９の引抜き力の１００ｋＮ以上の数字が如何に大きいかが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の全工程の説明図である。
【図２】内主要工程の説明図である。
【図３】アンダーカッターの説明図である。
【図４】いかり状拡底アンカー（奥向）の説明図である。
【図５】拡底片の長いアンカーの場合の説明図である。
【図６】いかり状拡底アンカー（入口向）の説明図である。
【図７】ばね方式拡底アンカーの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例の具体的な例示にのみ限定されるわけではない。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るきのこ型あと施工アンカーを用いた施工方法（以下「本方法」という。）の工程の説明図であり、図２は、内主要工程の説明図である。本方法は３つの工程よりなる。各工程について説明する。
【００１１】
まず、コンクリート構造物にハンマードリル１を用いて下穴２を穿孔する。その奥にアンダーカッター３を用いて拡底部を設ける。
【００１２】
両手ハンドル付ハンマードリルに、図３のアンダーカッターを装備する。既に穿孔した下穴２にアンダーカッター３を挿入し両手ハンドルを持って徐々に奥に押込んで行く。アンダーカッターは外筒６と内軸７よりなり、外筒６がコンクリート表面で止まると内軸のみ穴に入って行く。また、ばね８も同時に徐々に縮む。アンダーカッターの底面４及びセンター針５が穴の底に接すると内軸７の先に設けた超硬チップ９の支持体１０がスロープ１１を滑って窓１２から顔を出す。内軸７は電動モーターに繋がって回転するので超硬チップは穴の底のコンクリート壁を削って行く。ハンドルを押込んで行くのに合わせて徐々に拡底部の空洞が拡がって行く。例えば、１０ｍｍ穴を拡げたい時はストッパー１３を設けて、それ以上にハンドルを押込めないようにすれば拡底部分の削り代１４を１０ｍｍに調節出来る。超硬チップの肉厚、ピン１５の強度、従ってアンダーカッターの直径及び拡底部切削のスピード、電力等を勘案して無理のない切削を行う。ストッパー１３の横に目盛１６を設ければ何ｍｍ削れたかが分かるようになっている。
【００１３】
また拡底工程終了後は、アンダーカッターを穴から抜いて行けば、押込んだ時縮んだばね８が元にもどり、その力で超硬チップは穴の外に引き上げられる。
【００１４】
また超硬ビットは、ばねの反発力でいつも押されているが、拡底部分に鉄筋等の障害物がある時はばねの存在により超硬ビットは空転して刃を傷めることはない。勿論超硬ビットの他ダイヤモンドビッドで削ることも出来る。
【００１５】
ところで従来の拡張型金属アンカーには、芯棒打込み、本体打込み、内部コーン打込み、スリーブ打込み、又はトルクレンチ締付け（ウェッジ式）によりアンカーの拡張部分を穴の巾一杯まで押拡げるものである。これに対し、本方法のアンカーは、アンカーの先端を拡げていかり状にするものである。いかり状であれば引っ張っても容易に抜けることはない。拡げる機構は従来の方法が使えるが、最も簡単で経済的なアンカー本体打込み式を選んだ。本アンカーは、異形鉄筋１７や丸棒の先を加工して拡底部１８を設け、頭部にねじ１９を切る簡単な工作後、錆止めのメッキ仕上げをした。図４は、拡底片が穴の奥方向に広がるいかり状あと施工アンカーであり、図５は、穴の入口方向に拡がるいかり状あと施工アンカーをそれぞれ示す。
【００１６】
図４で示す拡底アンカー（奥向）は、先に拡底部１８を設けた異形鉄筋１７とテーパー付コーン２０よりなり、アンカー頭部打込み部２１をハンマーで２〜３回叩くとテーパー付コーン２０の底は穴の底に当っているので、テーパー部分２０−ａが拡底部の凹部１８−ｂに入り込み拡底片１８−ａが外側に押し拡げられる。この拡底アンカーには４ヶの切込み１８−ｃがあるので拡底片４枚は押し拡げられいかり状に拡底部一杯に拡がる。
【００１７】
拡底片は厚さ２〜３ｍｍで処々薄肉の折り曲げ部ビード１８−ｄで外側へ曲がり易くしてある。凹部１８−ｂの深さ拡底片１８−ａの長さ及び対応するテーパー付コーン２０を複数重ねることによりいかり状拡底アンカーの拡底片を長くできる（図５参照）。
【００１８】
次に、充填接着剤としてのエポキシ樹脂接着剤注入後、拡底アンカーを挿入し、本体を打込み、拡底片を充分拡げた状態で隙間にエポキシ樹脂接着剤が充填されたことを確認後（食み出し量で判定）、ねじ１９に座金２５を嵌めナット２６を嵌めて固定する。座金の裏にも接着剤が付き、座金の外に一部食み出した部分も接着に寄与する。
【００１９】
図６は、いかり状拡底アンカー（入口向）の図である。上記図４と比べて拡底片２０−ａとテーパー付コーン２０の位置が上下逆になっている。そのため拡底片の拡がり方が奥方向か入口方向の違いが出る。
【００２０】
図７は、ばね方式拡底アンカーの図である。異形鉄筋１７の先にリング状スリーブ２２  を嵌め込み、その中にばね２３を縮めて押込む。打込み部２１をハンマーで叩くと、異形鉄筋１７本体がスリーブ２２内のばね２３を押し出す。ばねは、自由に伸び、拡底部分２４一杯に拡がる。これもきのこ型拡底アンカーの一種である。
【００２１】
本方法のエポキシ樹脂接着剤は従来のケミカルアンカーとは組成、混合方法ともに全く異なるものである。従来のケミカルアンカーでは狭い穴の中で攪拌機もヘラも使えないので充分な混合は不可能である。しかも接着剤の粘度が上がると益々攪拌出来なくなるので処方には安価な充填材を加えることは出来ない。
【００２２】
これに対し本方法では主剤、硬化剤二液を穴の外で、攪拌機やヘラを用いて充分に攪拌混合し、「混合不良の無いこと」を確認してから注入の工程に入ることが出来る。主剤、硬化剤には予め淡赤色、淡青色に着色してあり、混合すると補色で白色になる。また、チクソ剤を添加することにより天井に向けてコーキングガンで打ってもダレ落ちることのない特性を持たせることができる。必要があれば硬化剤の種類や量を調節して硬化を自由に調節出来る。
【００２３】
このようにして作成された、よく混合した接着剤をポリオレフィン製カートリッジに詰め、安価なコーキングガンに装着して拡底部にロングノズルを用いて注入する。なお、注入に際しては空気が混入しないように十分に注意することが好ましい。その後に、いかり状拡底アンカーを挿入し、アンカー本体打込み部をハンマーで２〜３回叩くと拡底片がいかり状に穴一杯に拡がる。
【００２４】
かくてエポキシ樹脂硬化後は拡底部分、アンカー部分、穴部分全体が樹脂によってきのこ状に一体化して、しかも穴壁面に強固に接着するので容易には引き抜けないものとなる。
【００２５】
この場合において、接着剤の量は穴の隙間を埋めて過剰な分は穴入口から多少はみ出す程度にすることが好ましい。
【００２６】
そして最後に、座金を嵌め、ナットを締めて固定する。エポキシ樹脂接着剤は気温にもよるが数時間で完全硬化するように調節できる。
【００２７】
従来のカプセル方式の他に主剤、硬化剤二液を別々のカートリッジに詰めたもの先にスタティックミキサーの付いた装置を用いる混合方法があり、充分な混合は得られるが、主剤、硬化剤を一度混合すると固まってしまうのでミキシング装置は使い捨てで高価につく。
これに対し本方法は、主剤、硬化剤を混合後、ポリオレフィン製カートリッジに詰め、安価なコーキングガンに装着して接着剤注入を行うもので、作業後硬化したエポキシ樹脂接着剤の硬化物はカートリッジ内面には付かないので取除いて再生出来る。
【００２８】
なお、本方法はコンクリート構造物に対して行っているが、同様な効果を得ることができるものであれば構造物としては限定されず、たとえば木材の構造物に対しても行うことができる。
【実施例】
【００２９】
上記実施形態に係るきのこ型あと施工アンカーの効果をアンカー引抜き試験機（株）トラスト製  プロテスターＴ１−２０（測定範囲０〜２００ｋN）を用いて引抜きテストを行ってその効果を確認した。
【００３０】
直径２２ｍｍΦ、深さ１６０ｍｍの穴をハンドドリルで穿孔し、アンダーカッター３  （穴に入るよう外径２０ｍｍΦに設計してある）の先の超硬チップ９で削り拡げた。拡底部分の穴の最大内径４０ｍｍΦであった。
【００３１】
エポキシ樹脂接着剤はユニーク（株）製「ロードエポ」を使用した。主剤（エポキシ樹脂）、硬化剤を１：１の量で混ぜ合わせ、ヘラで充分混合した。粘度は約５０，０００ｍＰａ・ｓ／２３℃で、且つチクソトロピーにしてあるのでコーキングガンで天井向けて打っても垂れない。主剤、硬化剤は、夫々薄赤色、薄青色に着色してあり、二液混合すると補色関係により白色になる。市販の３３０ｃのポリオレフィン製カートリッジに詰め、コーキングガンに装着し、ロングノズルを用いて穴の奥の拡底部分に所定量を注入した。
【００３２】
次に、上記図４で示したいかり状拡底アンカー（奥向）を穴に挿入後アンカー頭部打込み部２１をハンマーで強く３回叩いて４枚の拡底片１８−ａを外向にいかり状に穴一杯に広げた。接着剤は穴の壁とアンカーとの隙間を埋め、余分は入口からはみ出させた。そしてアンカーのナットを締めて固定して作業を完了した。なお接着剤は、気温にもよるが約５時間／２３℃で硬化する。
【００３３】
このそれぞれに対し、評価を行ったところ、きのこ型拡底アンカーは異形鉄筋Ｄ１９の先に拡底部分を設けたもので、埋込み長さ５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍの３種類の引抜き力は夫々６５ｋＮ、１１１ｋＮ、１００ｋＮであって、特に１０ｃｍの場合は、測定機のアンカー接続のためのカプラーのねじ山がこわれた。また１５ｃｍの場合はＤ１９の鉄筋が切れた。
【００３４】
上記の結果、本発明の効果を確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、きのこ型拡底あと施工アンカー及び施工方法として産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・ハンマードリル
２・・・下穴
３・・・アンダーカッター
４・・・底面
５・・・センター針
６・・・外筒
７・・・内軸
８・・・ばね
９・・・超硬チップ
１０・・・支持体
１１・・・スロープ
１２・・・窓
１３・・・ストッパー
１４・・・削り代
１５・・・ピン
１６・・・目盛
１７・・・異形鉄筋    
１８・・・拡底部
１８−ａ・・・拡底片
１８−ｂ・・・凹部
１８−ｃ・・・切込み
１８−ｄ・・・ビード
１９・・・ねじ
２０・・・テーパー付コーン
２０−ａ・・・テーパー
２１・・・打込み部
２２・・・スリーブ
２３・・・拡底ばね
２４・・・拡底部分
２５・・・座金
２６・・・ナット
【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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