グラウンドアンカー工の抑止機能の経年変化事例と維持管理における課題について
Issues in maintenance and aging case of deterrence function of the ground anchor
常川善弘*，高梨俊行**，田口浩史***，山下英二****，酒井俊典****Yoshihiro TSUNEKAWA， Toshiyuki TAKANASHI， Koji TAGUCHI， Eiji YAMASHITA、Toshinori SAKAI
斜面の安定対策のためにアンカー工が施工されたのり面（以下，アンカーのり面）を安全に維持管理する上で，アンカーの緊張力を適切に管理することは重要である．しかし，アンカーのり面の背面地盤・地質は一様でなく，アンカー緊張力は，供用後，背面地盤・地質の特性により様々に変化している．本編は，様々なアンカーのり面において実施したアンカー緊張力の面的調査およびアンカー荷重計によるモニタリング結果よるアンカーのり面の健全性調査事例を踏まえ，今後の維持管理および更新・補修対策に向けたアンカーのり面の健全性評価と課題について報告する．
キーワード：グラウンドアンカー，残存引張り力，リフトオフ試験，現地計測
Ground anchor，anchor tension force，Lift-off test，Monitoring on site
1．はじめにタリング結果よるアンカーのり面の健全性調査事例を踏

近年，維持管理の取り組みが重要度を増しており，ア

まえ，今後のアンカーのり面の維持管理および更新・補ンカー工において，国・地方自治体でのストック点検を修対策に向けたアンカーのり面の健全性評価とその課題

はじめとする外観目視点検の実施や，高速道路では今年1について報告する．

月に，旧タイプアンカーの更新・補修の実施についてプレス発表している．

2．アンカー緊張力の分布

アンカー工の健全性評価において，抑止機能(アンカー平成 19 年から平成 20 年にかけて，15 箇所のアンカー緊張力)や背面地盤，定着層等の不可視部の評価は「外観のり面について，供用後の緊張力分布の状況について調目視点検」では十分対応できず， 2012年5月に改定され査を実施した(表 1).

た地盤工学会基準「グラウンドアンカーの設計施工基準、

表 1 .調査アンカーのり面緒元（15 箇所）同解説」1）において，リフトオフ試験等のアンカー機能および性能の評価のための「健全性調査」が維持管理フローに明記された．
アンカーの緊張力は，供用後，背面地盤・地質の強度特性等により様々に変化し，アンカーのり面は安定性を維持しているものの，初期緊張力より荷重低下しているアンカーのり面が多くの見られる．このため，土木研究所・日本アンカー協会共編「グラウンドアンカーの維持管理マニュアル」2）において，残存引張り力によるアンカー健全性の目安が示され，定着荷重の 50%低下までは経過観察となっている．
斜面・のり面の劣化モデルと LCC 評価による斜面防災対策において，アンカー工はアンカー群として面的に抑アンカーの残存引張り力の測定は，小型軽量ジャッキ止機能を発揮しており，再緊張や増し打ち、更新等の補を用いたリフトオフ試験（写真 1）にて，アンカー施工修・補強等の機能の回復を実施する「アンカーのり面全本数の 1/4 程度以上の面的調査を実施した．アンカー緊体の許容限界」をどのように判断・評価するかが重要で張力の分布調査において，アンカー施工本数全体の 1/4ある．

程度以上の面的調査にて全数調査と同等の緊張力分布が本編は，様々なアンカーのり面において実施したアン得られる 3).

カー緊張力の面的調査およびアンカー荷重計によるモニ*
株式会社相愛**川崎地質株式会社***
日本地研株式会社****
北海道土質コンサルタント株式会社***** 三重大学大学院生物資源学研究科 教授

Co．
， Ltd． Soai
Kawasaki Geological Engineering Co．
， Ltd．
Nihonchiken Co．
， Ltd．
Hokkaido doshitsu Co．
， Ltd．
Prof．， Graduate School of Bioresources， Mie University

定着時緊張力(設計アンカー力）

図 1 アンカー緊張力分布図
のり面上部に荷重低下

地形的要因含む領域の分布傾向(幅広のり面)

のり面上部に荷重低下領域

写真 1 小型ジャッキを用いたリフトオフ試験状況
図 1 は面的調査結果による緊張力の分布状況を示したものである．各のり面において，施工時の定着時緊張力または設計アンカー力を全体に維持しているのり面はな

図2

アンカー緊張力の分布傾向

局所的な荷重低下

く，緊張力が全体的に低下しているのり面が 7 箇所，部分的に低下と増加が混合しているのり面が 8 箇所であった．
図 2 は，緊張力分布の増減について，横軸に分布範囲，縦軸を緊張力の増減とし，緊張力の分布を整理したものである．緊張力分布の傾向において，緊張力の増減の位置およびそのピークは，必ずしも主測線と一致せず，様々① 1 次低下(定着初期)② 2 次低下(定着初期以降)な分布傾向を示している．
これらの経年変化特性は，図 3 に示すように，各のり面ごとの背面地質や地形，湧水や降雨による表層の侵食の他，アンカー材料の劣化や斜面変状，アンカーの打設角度や導入緊張力など様々な要因が考えられる．

③斜面変状

図3④

ア ンカ ー材料の劣化

アンカー緊張力変化の要因

グラウンドアンカー工は,縦型伸縮計と同等の構造をー力に対して 95%程度と定着時緊張力から約 5%程度しかしており，抑止機能だけでなくセンサーとして機能を有低下していないことが確認でき，同一のり面においてもしている.アンカー緊張力のモニタリングにより，図 4

背面地盤・地質により緊張力の分布および経年変化ににに示すような背面地盤・地質の劣化や斜面変動,アンカー大きく影響していることが判る．

材料の劣化に伴う様々な緊張力の経年変化パターンにより,アンカーのり面の管理を行うことが可能である．

3.2

アンカーの引き抜けと背面地質

写真 2 は，供用後アンカー定着部の引き抜けが確認されたアンカーである．

荷重

時間
初期定着

1 次低下

図4

2 次低下

アンカー緊張力の経年変化パターン

写真 2

供用後引き抜けが確認されたアンカー

したがって,アンカーのり面の緊張力分布の調査結果

アンカーのり面の健全性調査として，リフトオフ試験より，アンカーのり面の斜面・のり面の劣化モデルの構による面的調査を実施した結果，引き抜け箇所周辺のア築において，アンカー材料の劣化や設計を上回る地下水ンカー緊張力が部分的に低下していることを確認した

上昇や不安定ブロックよる斜面変状に伴う緊張力の変化（図 6）．図 7 の施工時ののり面スケッチと比較すると崖特性は別途検討とし，ここでは，受圧板背面の表層から錐堆積物が局所的に堆積しており，もともと脆弱でスレ定着層までの背面地盤・地質に関する抑止機能（アンカーキング特性のある地山であることから，削孔による応ー緊張力）の経年変化特性を対象にデータ収集し検討を力開放や地下水等により定着層の劣化が進行し，地山と行った.

定着体の付着切れが発生したと推察される.

3..緊張力分布と背面地質
3.1 アンカー緊張力の低下と背面地質

引抜け箇所

図 5 は，施工後 5 年経過したアンカー緊張力分布と施工時ののり面スケッチによる背面地盤を比較したものである.
38.1
36.4
46.9 54.5

32.5 52.8 52.8

77.8

56.3 68.9 35.7 88.5

65.0 60.8 57.7 70.3 88.8 92.7

60.1 55.9 61.5
68.9 54.5 66.8
71.0 68.5 70.3

強風化泥質片岩(土砂〜礫状)

泥質片岩(硬質)

引張り力残存率（%）
設計アンカー力比(Rtd)(%)
1201101009080706050403020100

設計アンカー力設計アンカー力

図6緊張力分布図

強風化泥質片岩(土砂〜礫状)

土砂

引抜け箇所
図5

緊張力分布と背面地盤の比較（施工後 5 年経過）

設計アンカー力比 Rtd=残存引張り力 Pe÷設計アンカー力 Td×100（%）

図7

のり面スケッチ

法肩部の土砂部分は，残存引張り力が設計アンカー力に対して約 30%と定着時緊張力から約 70%低下しているの

以上より，施工時ののり面スケッチによる背面地盤・に対し，岩盤部においては，残存引張り力が設計アンカ

地質，湧水箇所等の記録は，アンカー緊張力の経年変化

特性の評価おいて重要であり，今後の維持管理に関する間程度で発生していることが判る.

台帳やカルテなどで管理しておくことが望ましいと考え
L-5

る．

●：リフトオフ試験：ロードセル

L-3

L-1

4.アンカー緊張力の経年変化
背面地盤とアンカー緊張力の経年変化特性は，図 8 に示す初期定着後の 1 次低下と 2 次低下領域に分けられる．

L-6

背面地盤の影響は，一般に初期定着後の 1 週間から 1L-2ヶ月程度の比較的短期間に 1 次低下として現れる．

L-4以下に，新規施工アンカーおよび再緊張対策を行った
アンカー緊張力の経時変化のモニタリング事例を紹介す

図9緊張力分布図（初期定着後 6 ヶ月経過）る.

Pt

定着時緊張力Pe 残存引張り力

設計アンカー力 Td≦Pe

図 10 施工前ののり面スケッチと荷重低下領域（斜線部）
図 8 アンカーに作用する荷重の経年変化例（一部加筆）1)
定着荷重 Pt

4.1 ダムサイトの新設アンカーのモニタリング事例
本調査地は，地すべり規模が長さ約 1/4 程度以上 5m，幅約 90m，すべり面深度約 30m のダムサイトのり面で，対策工として水抜きボーリング工，集水井工，アンカー工が施工され，アンカー工は，EHD5-8 N=167 本(6 段，アンカー長 L=11〜38ｍ)，設計アンカー力 Td=862.1kN，定着荷重 Pt＝646.6kN（設計アンカー力の 75%）である．
当調査地の斜面勾配は 20°〜40°の急傾斜であり，基図 11 アンカー緊張力の経年変化

礎岩盤は，三波川変成岩類に属する緑色片岩･黒色片岩･石英片岩より構成され，これらの基盤岩類を被覆して，第四系の段丘堆積物･岩犀崩積土･河床堆積物等が分布している.

4.2 道路のり面の新設アンカーのモニタリング事例
本調査地は，のり面勾配1：1.0，のり高約9.5m の道路のり面（写真3）で，当調査地の地質区分は御荷鉾帯に位

図 9 は，ダムサイトの地すべり対策アンカーのり面に置し,緑色岩類が分布する．のり面上部に表土層（Dt）がついて，アンカー施工後 6 ヶ月程度経過した初期の緊張薄く残るが，その下位は岩盤区分 DL〜CM 級の岩盤を呈力分布状況である．

する．施工アンカー工は，施工本数 N=43本，KTB K6-3H

図 10 は施工時ののり面スケッチで，黒色の斜線部は試タイプで，設計アンカー力 Td=398.7kN，周面摩擦力τ

験湛水後に定着荷重からアンカー緊張力が 20%以上低下=0.7N/mm2，定着長5.5m，自由長5.0m〜12.0m，受圧板はした領域を示したものである．

現場打ちコンクリート受圧板である．

緊張力の分布とのり面スケッチと比較すると，表層地本調査において，アンカー施工時における緊張力管理質が土砂から D 級岩盤の一部で，低下傾向にあることがを目的とし，小型軽量ジャッキにて簡易に取り付け取り判る.

外しが可能な後付け荷重計（写真3）を用いて初期定着後

図 11 は，6 箇所に設置した荷重計による初期定着時からのアンカー緊張力の経時変化グラフを示したものであの緊張力の1次低下および2次低下のモニタリングを実施した．

る．アンカー緊張力分布図において定着時緊張力が 20%

後付け荷重計によるモニタリングは，逆巻き施工によ以上低下した表層地質が土砂から D 級岩盤に位置するる次の段のアンカーの緊張定着までの約3週間〜1ヶ月間

L-4 箇所について，逆巻き施工により初期定着時期が異隔で観測を行い，工事の進捗に合わせて，初期定着を行なるが，20%の荷重低下のほとんどは，1 次低下の約 2 週

うアンカーに荷重計の移設を繰り返し，完了検査までの健全度区

約3ヶ月間で，合計11箇所の荷重計測を行った（図12）．
また，施工後の約6ヶ月後に，小型軽量ジャッキを用い荷重計観測 K15(77日間：1/13〜3/10）450

荷重変動量：-19kN（-5%)
荷重振幅量：約10kNて面的調査（全数）を実施し，図13に示すアンカー緊張400

荷重（kN）

力分布状況を確認した．

378359350

設計アンカー力 TdK15(DL級岩盤）

300
1/13

1/23

2/22/12
日時

2/223/4

図 14 ｋ15 地点荷重計観測結果（DL 級岩盤）
写真 3

後付け荷重計（ナットゲージ）と設置状況
経過日数-緊張力変化割合の関係

図12に示す背面地質と図13に示す緊張力の分布を比較

5.0
緊張力変化割合（%)

すると概ね背面地盤の硬軟に相関をもつ荷重分布が確認できる．

0.0

DL級岩盤
DH級岩盤
CL級岩盤

-5.0-10.0050100
経過日数（日）150

図 15 岩盤区分による経過日数と緊張力変化割合
4.3.道路のり面の再緊張アンカーのモニタリング事例
調査地は, 軽量盛土工法にて道路拡幅工事を行った斜面で,道路のり面末端部のアンカー周辺の吹付けコンク
図 12 のり面スケッチによる背面地質図

リートに顕著なクラックの拡大が確認されたため（写真4）,アンカーのり面の健全性調査およびクラック幅観測,引張り力残存率（％)

74.0
K48

K4782.3

K46

K3982.8
K38

K3792.3
K26

83.0

72.0
K3688.8
K25

K24

K23

K45

77.3
K4489.8
K4388.3

82.3

83.0

K4290.0
K3588.5
K3490.0
K22K21K33

K2078.0

K41K40

移動杭観測の動態観測を実施した.

92.0K32K31K19K1889.8110
100 設計アンカー力908070605095.197.1
K17K16K1579.8K13K12K1477.5K8K791.0K6K579.3
K1192.6K4K3K1091.8

K990.8K2K1

図 13 アンカー緊張力分布図
図14に荷重計計測結果の一例として，ｋ15地点の計測結果を示す．温度の日変化の影響により荷重計測値の振幅が見られるが，1次低下期間は約8日間で，定着時緊張力 Pt=378kN から残存引張り力 Pe=362kN（-16kN）まで

写真4

調査アンカーのり面低下し，定着時緊張力に対する変化割合は約-4%であった．一方，2次低下からの変化量は，約45日間で-3kN

尚，道路改良前に当初斜面対策として施工されたアン（Pe=359kN）と変化割合は約-1%程度と落ち着いている．

カー工（KTB アンカーK5-3H）の N=14 本のうち 10 本は

図15は，当調査地の観測結果について，背面地質と緊道路改良時に埋設され，のり面末端部に 4 本のみが露出張力変化割合を示したものである．

した状態となっている（図 16）.

当調査地において，緊張力の変化は，DL 級の軟岩でアンカーの健全性調査において，リフトオフ試験を48%の低下が見られたが，DH 級および CL 級では5%以内の本実施し，アンカーの残存引張り力が設計アンカー力の低下であり，おおむね岩盤が硬質になるほど，緊張力の20%近くまで低下していることを確認した．このため,設低下が小さくなる傾向が確認できる．

計アンカー力まで再緊張を実施し，その後，のり面変状と緊張力保持の関係ついて効果判定を行った（図17）.

６．まとめアンカーのり面の背面地盤・地質とアンカー緊張力の分布及び経年変化の調査を実施し，アンカーのり面の劣化モデルと LCC 評価による斜面防災対策に向け，下記のような結果を得た。
①アンカー緊張力の分布および緊張力は背面地盤・地質の影響を受け，経年変化している．アンカーのり面の背面地盤・地質の経年変化特性の把握において，アンカー調査アンカー
当初想定すべり面のセンサー的機能を用いたアンカー緊張力のモニタリングは有効である．
②背面地盤・地質の劣化モデルにおいて，アンカー施工

図 16 調査地断面図

時ののり面スケッチは非常に重要であり，維持管理台帳やカルテにおいて記録・保管することが重要である．
再緊張 Pt=Td③アンカー緊張力の経年変化において，背面地盤・地質の影響を受け，緊張定着時初期のアンカー緊張力の 1 次低下・2 次低下の変化傾向の把握が重要である．緊張力導入初期の経年変化特性の把握は，施工管理や効果判定，維持管理計画においても有効である．モニタリングには，取付け取り外しが簡易な後付け荷重計により短期的なモニタリングも効率的に対応可能である．

図 17 再緊張後のアンカー緊張力の経年変化④補修対策等による再緊張を実施する場合は，背面地盤・地質の影響を考慮し，事前に試験的な再緊張を行い6 月〜10 月に累積変位緊張力保持などの効果判定を行うことが重要．
⑤背面地盤および地質とアンカー緊張力の分布及び経年変化の調査事例は少なく，維持管理や更新工事は，アンカーのり面の劣化モデルと LCC 評価による斜面防災対策に向け，データ収集の貴重な機会である．今後の維持管理における効果的な追加対策の立案や対策工の施工効果判定等にフィードバック出来るよう，引き続き，データの蓄積を進めていきたいと考えている。

図 18 吹付工のクラック幅の経年変化
吹付け工のクラック変状は現在も進行（図18）してい

参考文献るのに対し，再緊張後の荷重低下は収束傾向（図17）に1)ある.アンカーの再緊張時及び観測時のリフトオフ試験において,アンカー緊張後の残留変位はなくアンカー定工学会，JGS4101-2012
2)

着部の引抜け・劣化は認められない。以上のことから,当変状は,アンカーに関係のない部分での吹付け工のみ

グラウンドアンカー設計・施工基準同解説，地盤グラウンドアンカー維持管理マニュアル，鹿島出版会，20083)

酒井俊典著編，SAAM ジャッキを用いた既設アンでの表層劣化による変状の可能性が高いと判断される．

カーのり面の面的調査マニュアル（案），SAAM ジ

なお,再緊張について,アンカー背面の地盤の強度増加がャッキを用いた効果的なアンカーのり面の保全手認められるものの，当初低下荷重から20%程度の荷重回復法の開発」委員会，2010．3に留まっている.今後，補修対策等の再緊張の提案に当た4)

安田賢哉,佐久間智,高梨俊行,菊池慎司,永井宏

り，地盤・地質特性による再緊張後の緊張力保持を含め高速道路切土のり面における変状グラウンドアた事前の再緊張効果に関する確認試験が重要と考える．

ンカーの調査検討事例,第 47 回地盤工学会

A ground anchor is useful structure for a stability of cutting slope． In order to maintain the stability of cutting
slope， it is important to evaluate a tensile load of anchor．
In this study， Back ground anchors and geology of the slope is not uniform， anchor tension force is changing
in various ways by the aging of the back ground and geology．
This study， from the monitoring results of the anchor load meter and surface survey of the anchor tension
force was carried out in a variety of anchor slope，we discuss the challenges and maintain effective method ofanchor slope．