地すべり対策（―対策工―）に関する新技術

認定番号 JASDiM2008A-00003

くさび機能を取り入れたグラウンドアンカーの新技術【くさび型アンカー工法】
社団法人 斜面防災対策技術協会＜技術概要の説明＞
1. 工法概要．．．
アンカー体拘束具をくさびとすることでアンカー体の荷重分散を図り，アンカー力に応じた合理的なアンカー体の設計を可能にした．

荷重作用点（拘束具中央）
グラウト材

グラウト材剥離面

写真―1 くさび型アンカー体解体状況（アンカー孔径 10cm，定着長 1.5ｍ，超過荷重 780kN 時）○建設技術審査証明（砂防技術）第 0701 号 （審査機関：（財）砂防・地すべり技術センター）【認定内容】 「本工法はがけ崩れ，地すべり等の斜面安定対策工に適切であると認められる」○NETIS 登録 No.CG-050001-V○特許第 4020316 号（1）用

途 ：がけ崩れ，地すべり等の斜面安定対策，擁壁等構造物基礎補強対策，仮設対策他．

（2）適用範囲 ：定着対象地盤の目安として，一軸圧縮強度 qu≧1Mpa（およそ N 値≧40）．
（3）設計方法 ：摩擦強度による方法（従来型）と地盤反力度による方法があり，後者の方がより合理的．
（4）施工工法 ：基本的に従来型と同じ．地盤反力度による設計をおこなう場合のみ内業がやや異なる．
（5）積算歩掛 ：従来型と同じ．
（6）施工実績 ：350 本（平成 20 年 9 月現在）．

荷重作用点引張型

単 純 型

摩擦型アンカー

カプセル型

先端集中型
圧縮型

地すべり等の斜面安定対策工に適切な工法（建設技術審査証明：砂防技術）
荷重分散型

アンカー工法

分 割 型

一 体 型

支圧型アンカー

くさび型アンカー

拡 孔 型

図―1 くさび型アンカーの工法分類

写真―2 アンカー体拘束具荷姿
左：800W 型（max768.6kN．削孔径 115mm 以上），右 300W 型（max343.8kN．削孔径 66mm 以上）

2. 工法の特徴
2.1 くさび機能を利用したアンカー体の支持機構

くさび力写真―3 アンカー体拘束具作動状況（超過荷重時．定着地盤強度 qu＝11.7Mpa）
P0ds
C岩盤

岩盤W2θ

θ +δL

W

θ +δWH

WHRRAB
アンカー体拘束具

図―2

くさびの釣合いアンカー体の力関係は図―2 のように示され，アンカー体と岩盤との摩擦係数をｆ とすれば，アンカー体壁摩擦抵抗 R は

R = f ⋅ WH = f ⋅P0cot( θ + δ )2（1）

ここに， f = tan φ （ φ ：岩盤の基本摩擦角）

したがって，拘束具（くさび）が周辺グラウト材より先行して変位することで，グラウトと周辺地盤との間に確実な摩擦抵抗が得られ，しかもその大きさは，アンカー力（あるいはそれに応じた地盤反力の大きさ）に比例する．
ちなみに，くさびが抜けないための条件は，アンカー力 P0 が，アンカー体壁摩擦抵抗 R に対して P0 ≦2R でなければならない．ゆえに，式(1)よりtan(θ + δ ) ≦ tan φ∴ θ + δ ≦φ（2）ここに， θ はくさび頭頂角の 1/2， φ は岩盤の基本摩擦角（°）であり，壁面摩擦角 δ を δ = 2 / 3 ⋅ φ にとるものとすれば， θ ≦ φ / 3 を満足するように頭頂角 θ を決めればよい．

本工法ではθ≒4°としており，通常の岩盤であれば，引き抜けに対して常に安全である．
なお，くさび力の作用方向（θ+δ）は，泥岩（qu=1Mpa）層内での実測において，最終的に孔壁にほぼ直交することが確認されている（図 3）．また，拘束具が作動するまでの荷重として，およそ 150kN が必要であり，これに耐えうるだけの初期摩擦抵抗を確保しておく必要がある．
65

アンカー引張方向

70

アンカー体のスリップ音と主応力方向角の変化（＝くさび機能の作動）

アンカー軸に対する角度

7580
主応力方向角85（圧縮）90（引張）（90°）

95２．２５ｍ

３．２５ｍ

４．２５ｍ

570kN

500kN

400kN

300kN

200kN

100kN

0kN

600kN

500kN

400kN

300kN

200kN

100kN

0kN

100

図―4 アンカー体主応力
図―4図 10 方向角説明図
アンカー体主応力方荷重（kN/本）

向角説明図

図―3図―3
図 9 アンカー体主応力方向角
アンカー体主応力方向角

2.2 アンカー体の荷重分散機能による効果
2.2.1 アンカー体長の合理的な算出が可能
写真―4，5 はくさび型アンカー体の破壊形態を確認するための実験状況である．写真―6 のようにアンカー体拘束具が引き抜け変位することで周辺地盤はほぼ均等に変位し，適正に荷重分散がなされていることが分かる．したがって 拘束具設置区間＝有効定着長 となり，アンカー力に応じた定着長を合理的に決定できる．
拘束具設置区間＝有効定着長

くさび水平力による変形領域

写真―4 拘束具設置状況（グラウト充填前）

写真―6 孔壁方向へのくさび力作用状況
写真―5 引張試験（アンカー孔径 1cm，定着長 12.5cm，qu=2.0Mpa）

2.2.2 定着地盤への応力負荷低減によるアンカー体の長期耐久性向上
図―5 は風化凝灰岩層内で実施した引張試験において，アンカー体より 25cm 離れた地盤内の応力状態を測定したものである．これによれば，荷重 600kN 時のアンカー体周辺地盤への圧縮力はわずか 0.15Mpa であり，定着地盤の一軸圧縮強度 qu=3.8Mpa に対して十分小さく，アンカー体の長期耐久性を確保する上で極めて有利である
ことがわかる．
最大主応力N（Mpa）/mm 2‑0.50.0‑1.00

圧縮0.5

引張1

深度GL‑m2

くさび力（圧縮力）主作用領域（図―3，
写真―6 等の各種実験結果より推定）

34

アンカー体先端部の引張力作用領域

56150kN

300kN

450kN600kN

図―5 くさび型アンカー体周辺地盤の応力状態（アンカー体より 25cm 離れた地盤内）（定着長 1ｍ，アンカー孔径 115mm，最大荷重 620kN，定着地盤の強度 qu＝3.8Mpa）

図―6 は写真―7 に示す長期耐久性試験結果（6 ヶ月経過）であり，荷重（32.8Kgf）載荷後 3.5 ヶ月で，概ねアンカー力によってもたらされるくさび水平力とアンカー体周辺地盤の反力がバランスした状態に至っている．すなわ
ち，拘束された地盤内では，アンカー体拘束具が変位するほど周辺地盤の反力は高まるため，アンカー体の変位は徐々に抑制される．

変位量（ 1/100mm ）5040
アンカー力とアンカー体周辺地盤の反力がバランスした状態（＝永久的固定状態）

30201000306090120150180210

経過日数（日）図―6 くさび型アンカー体長期耐久性試験

写真―7 同上，比較試験状況（6 ヶ月経過）（荷重 32.8kgf，アンカー孔径 1cm，定着長 15cm，試料の強度 qu=2Mpa）

このことは，拘束地盤を想定した試料における繰り返し載荷試験（写真―8，9，図―7）でも確認されており，図―6 と同様，最終的に地盤変位が抑制されることから，くさび方式のアンカー体が長期耐久性を確保する上で優れていることがわかる．

貫入位置

写真―8 試験体型枠（ 40cm，高さ 30cm）

写真―9 試験体セット状況

0.100

載荷数 30 回

荷重 130N/本 N 時の累積貫入量

載荷数 50 回
弾性変位量

貫入量(mm）

0.090

0.080

0.070

荷重 50N/本時の累積貫入量
0.060

0.050
1112131415161718191

載荷回数（×1/2）

図―7 繰り返し載荷試験（試料の強度 qu=1Mpa）

ちなみに，長期耐久性試験（図―6 の模型実験）において，アンカー体が固定状態に至るまでに数ヶ月を要しており，この間で初期緊張荷重の低下が予想される．そのため，締め付け効果を期待するアンカーではこの段階で再緊張する必要がある．ただし，実際には受圧版設置地盤の沈下も想定されるため，設計上は引き止め効果のみを考慮することが望ましい．

3. 留意事項
アンカー体グラウトが逸出する恐れのある地盤では，布パッカーを用いて拘束具と周面地盤との間詰めに万全を期す．

写真―10 基本試験用テンドン（300Ｗ型，アンカー孔径 90mm）（右：通常仕様，左：グラウト逸出防止対策として，アンカー体拘束具をパッカーで被覆したもの）（審査担当：技術委員会地すべり部会，審査完了日：2008 年 11 月 17 日）

問合せ先：
会社名：（株）日西テクノプラン〒690‐0011
住所：島根県松江市東津田町 1329-1
TEL：0852-22-1163,FAX：0852-22-2113
URL：http://www.ntp-ct.co.jp/ kusabi/
E-mail：sesaki@ntp-ct.co.jp