JP4351194B2 - グラウンドアンカー工法およびグラウンドアンカー構造 - Google Patents

Description

本願発明はグラウンドアンカー工法およびグラウンドアンカー構造に関するものである。

被圧地下水が存在する地盤に設置するグラウンドアンカー３２は、掘削時や施工完了後に地下水が噴出する可能性があり、その対策として、図８に示すように、布製や鋼管と組み合わせた止水パッカ３３を引張材３４の自由長部に設置して止水対策を行っている。この止水パッカ３３は引張材３４と止水パッカ３３との境界部および、止水パッカ３３と地盤３５との境界部の両方を止水する構造になっている。この止水パッカ３３と地盤３５との境界部に関しては膨張圧を作用させて布もしくはゴムの袋を膨張拡大させて孔壁３６に密着させるため、比較的容易に止水効果が得られた。また、その他の工法としては、例えば特開平７−１１６４２号公報の発明がある。
特開平７−１１６４２号公報

しかし、パッカー内部の引張材部分における止水に関しては、ホットメルトやウレタン樹脂などの止水材を充填して止水処理を行うため、引張材の組立作業が煩雑で、十分な止水効果が得られないこともある。また被圧水が作用するような環境でグラウンドアンカーを施工する場合には、削孔からアンカー体の形成までの一連の作業が迅速に行われなければならないが、上記の工法では削孔完了後の引張材の挿入や、ケーシングを引き抜いての止水処理などの作業が多く、アンカー体の形成までの作業時間が長くなっている。さらに各工程において止水を行わなければならないため、止水工に対する施工費が増大する傾向にあった。

本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工と止水が簡潔かつ経済的に行えるグラウンドアンカー工法およびグラウンドアンカー構造を提供することである。

以上の課題を解決するためのグラウンドアンカー工法は、被圧地下水が存在する地盤に、先端部に掘削ビットおよび高圧噴射ノズルを備えた削孔管でアンカー孔を削孔し、このアンカー孔に削孔管を残置してその内部にグラウトを充填し、このグラウトに引張材を挿入してその上部を削孔管上端部から導出するとともに、削孔管内のグラウトを加圧して高圧噴射ノズルから削孔管の下部外周とアンカー孔との隙間に圧入し、該削孔管の上部外周とアンカー孔との隙間に急結剤を充填して止水し、前記削孔管内のグラウトと、削孔管の下部外周とアンカー孔の隙間のグラウトとが硬化した後に削孔管上端部から導出した引張材を緊張して定着することを特徴とする。また削孔管は削孔用のケーシングであり、該ケーシングの下部外周にグラウトとの接着強度を高める定着用リブが適宜間隔ごとに取り付けられたことを含む。また削孔管の上部外周とアンカー孔との隙間に急結剤を充填して止水した後に、削孔管の上端部に伸縮機能を備えた接続管を設置することを含む。また接続管はゴム管または蛇腹管であることを含むものである。

またグラウンドアンカー構造は、被圧地下水が存在する地盤のアンカー孔内に削孔管が残置され、該削孔管の先端部外周とアンカー孔との隙間に充填されたグラウトでこれらが一体となり、削孔管内に充填されたグラウトに引張材が挿入されてその上部が削孔管上端部から導出されて緊張定着され、該削孔管の上部外周とアンカー孔との隙間には急結剤が充填されて止水されたことを特徴とする。また削孔管は削孔用のケーシングであり、該ケーシングの下部外周にグラウトとの接着強度を高める定着用リブが適宜間隔ごとに取り付けられたことを含む。また削孔管の上端部には伸縮機能を備えた接続管が設置されたことを含む。また接続管はゴム管または蛇腹管であることを含むものである。

止水パッカーを使用せずに止水を行うことが可能になるため施工時間が短縮され、経済的になる。また引張材の緊張時に発生するケーシング内のグラウトは拘束効果によって見掛けの強度が増大するため、アンカーの極限引き抜き力が増大して安全率が高くなる。また外部からの水の浸入も遮断できるので引張材の防食性も高くなる。また地震時や過剰な張力が作用した場合の鉛直変位や水平変位が生じた場合にも、これを接続管によって吸収することができる。

以下、本願発明のグラウンドアンカー工法およびグラウンドアンカー構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。はじめにグラウンドアンカー構造について説明し、その後にグラウンドアンカー工法について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。

図１は、第１の実施の形態のグラウンドアンカー構造１を示したものである。このグラウンドアンカー構造１は、構造物のコンクリート基礎２を貫通して被圧地下水が存在する地盤３に削孔されたアンカー孔４内に削孔管であるケーシング５が残置され、この残置されたケーシング５内に充填されたグラウト６に引張材７が挿入され、この引張材７が緊張定着された構成になっている。

このコンクリート基礎（支圧板）２にはアンカー定着孔８とコアボーリング孔９とが開口され、ここから被圧地下水が存在する地盤３にアンカー孔４が削孔され、このアンカー孔４に削孔管であるケーシング５が挿入されて残置され、このケーシング５内に引張材７が挿入されている。

このケーシング５はアンカー孔４を掘削した後に、引き抜かずにそのまま残置したものであり、先端部には掘削ビット１０と高圧噴射ノズル１１とが設置され、この高圧噴射ノズル１１から漏れ出したグラウト６がアンカー孔４、すなわちアンカー孔とケーシング外周との隙間１２に充填されている。なお、このケーシング５の代わりに構造用鋼管または配管用鋼管を用いることもできる。

この引張材７は熱硬化性もしくは熱可塑性の合成樹脂被膜によって防錆塗装処理が施されたＰＣ鋼より線１３が複数本（図面では９本）結束されたものであり、上部側がシース１７で被覆されてアンボンドになっており、下部側１４がシース１７で被覆されずにグラウト６内に埋設されている。このシース１７で被覆されていない下部側１４はスペーサ１６で結束されて、先端部にパイロットキャップ１５が嵌め込まれている。一方、ケーシング５から導出された上端部は定着プレート１８に緊張定着されて防水キャップ１９が被覆されている。なお、上記のＰＣ鋼より線１３は熱硬化性もしくは熱可塑性の合成樹脂被膜によって防錆塗装処理が施されていないものを使用することもできる。

またコアボーリング孔９から突出して止水ボックス２０内に位置したケーシング５の上端部には、図２に示すように、接続管２１が接続されている。この接続管２１は伸縮性のあるゴム管または蛇腹管であり、上下内側に押圧リング２２でジョイント管２３が圧着され、このジョイント管２３の内側にケーシング５の上端部と、定着プレート１８からのガイド管２４とがネジ込まれている。

このように引張材７は全てケーシング５で覆われて地下水に直接接触することがなく、かつ浸入水も遮断できるので防食性が高められている。またケーシング５の上端部に伸縮性のある接続管２１を設けたことにより、地震時や過剰な張力が作用した場合の引張材の鉛直変位や水平変位を吸収することができる。

またケーシング５の上部外周、すなわちコアボーリング孔との隙間１２には急結剤２５が充填されて、高圧噴射ノズル１１から漏れ出してケーシング５の上部外周とアンカー孔との隙間１２に充填されたグラウト６や地下水が上がるのを防いでいる。

また、図３は第２の実施の形態のグラウンドアンカー構造２６を示したものである。このグラウンドアンカー構造２６は、ケーシング２７の外周に定着用リブ２８が適宜間隔ごとに設けられたものであり、これ以外は第１の実施の形態のグラウンドアンカー構造１と同じ構成である。この定着用リブ２８はロッド管２９の接合部３０にねじ込まれてグラウト６との接着強度を高めている。

次に、グラウンドアンカー工法の実施の形態を第２の実施の形態のグラウンドアンカー構造２６、すなわち外周に適宜間隔ごとに定着用リブ２８が設置されたケーシング２７を用いたグラウンドアンカー構造２６に基づいて説明する。これは被圧地下水の多い地盤３にグラウンドアンカーを打設するものであり、例えば、図１に示すように、被圧地下水の多い地盤３上に構築された構造物のコンクリート基礎２に打設するものである。

はじめに、図４に示すように、コンクリート基礎２にアンカー定着孔８を設け、該アンカー定着孔８から所要深さのアンカー孔４を地盤３に削孔するにあたって、アンカー定着孔８に止水ボックス２０を取り付ける。そして、この止水ボックス２０を貫通した状態で、コンクリート基礎２にコアボーリング孔９を削孔するとともに、このコアボーリング孔９に連続したアンカー孔４を、先端に掘削ビット１０を取り付けたケーシング２７で地盤３に削孔する。

このように地盤３に所定深さのアンカー孔４を削孔した後、このアンカー孔４内にケーシング２７を残置すると、その上端部がコアボーリング孔９から突出して止水ボックス２０内に位置する。そして、このケーシング２７内にセメントミルクなどのグラウト６を充填した後、ケーシング２７内に引張材７を挿入して、その先端部をグラウト６内に差し込むとともに、上端部を止水ボックス２０から上側に導出する。この引張材７は、上記のように、熱硬化性もしくは熱可塑性の合成樹脂被膜によって防錆塗装処理が施されたＰＣ鋼より線１３が複数本（図面では９本）結束されたものであり、上部側がシース１７で被覆されてアンボンドになり、下部側１４がシース１７で被覆されずにスペーサ１６で結束されている。

次に、図５に示すように、ケーシング２７内のグラウト６を加圧して、このグラウト６を高圧噴射ノズル１１からケーシング２７の下部外周とアンカー孔４との隙間１２に圧入する（図３の（２）も参照）。そして、ケーシング２７の上部外周とコアボーリング孔９との隙間１２に止水ボックス２０から急結剤２５を充填して、ケーシング２７の下部外周とアンカー孔４との隙間１２に圧入されたグラウトや地下水が上がるのを防ぐ。

次に、図６に示すように、ケーシング２７の上端部に伸縮機能を備えた接続管２１を接続するとともに、止水ボックス２０内に無収縮モルタル３１と止水剤とを充填する。そして、止水ボックス２０の上部開口部を定着プレート１８で塞ぎ、これに接続管２１を接続すると引張材７の上部側が定着プレート１８から突出した状態になる。そして、前記グラウトが硬化した後に、図７に示すように、引張材７を所定の緊張力で緊張して、上端部を定着プレート１８に定着するとともに、防水キャップ１９で被覆するとグラウンドアンカー構造２６が完成する。

なお、このグラウンドアンカー工法は、第１の実施の形態のグラウンドアンカー構造１の場合も同じ方法で行うものとする。

（１）は第１の実施の形態のグラウンドアンカー構造の断面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線断面図、（３）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。 （１）はグラウンドアンカー構造の頭部の断面図、（２）は接続管の断面図である。 （１）は第２の実施の形態のグラウンドアンカー構造の断面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線断面図、（３）は引張材の一部省略正面図である。 （１）はケーシング内にグラウトを充填した断面図、（２）は（１）のＤ−Ｄ断面図である。 ケーシングの上部外周とアンカー孔との間に急結剤を充填した断面図である。 引張材を緊張する断面図である。 グラウンドアンカーが完成した断面図である。 従来のグラウンドアンカーの断面図である。

符号の説明

１、２６、３２ グラウンドアンカー構造
２ コンクリート基礎
３、３５ 地盤
４ アンカー孔
５、２７ ケーシング
６ グラウト
７、３４ 引張材
８ アンカー定着孔
９ コアボーリング孔
１０ 掘削ビット
１１ 高圧噴射ノズル
１２ 隙間
１３ ＰＣ鋼より線
１４ 引張材の下部側
１５ パイロットキャップ
１６ スペーサ
１７ シース
１８ 定着プレート
１９ 防水キャップ
２０ 止水ボックス
２１ 接続管
２２ 押圧リング
２３ ジョイント管
２４ ガイド管
２５ 急結剤
２８ 定着用リブ
２９ ロッド管
３０ 接合部
３１ 無収縮モルタル
３３ 止水パッカ
３６ 孔壁

Claims (8)

1. 被圧地下水が存在する地盤に、先端部に掘削ビットおよび高圧噴射ノズルを備えた削孔管でアンカー孔を削孔し、このアンカー孔に削孔管を残置してその内部にグラウトを充填し、このグラウトに引張材を挿入してその上部を削孔管上端部から導出するとともに、削孔管内のグラウトを加圧して高圧噴射ノズルから削孔管の下部外周とアンカー孔との隙間に圧入し、該削孔管の上部外周とアンカー孔との隙間に急結剤を充填して止水し、前記削孔管内のグラウトと、削孔管の下部外周とアンカー孔の隙間のグラウトとが硬化した後に削孔管上端部から導出した引張材を緊張して定着することを特徴とするグラウンドアンカー工法。
2. 削孔管は削孔用のケーシングであり、該ケーシングの下部外周にグラウトとの接着強度を高める定着用リブが適宜間隔ごとに取り付けられた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工法。
3. 削孔管の上部外周とアンカー孔との隙間に急結剤を充填して止水した後に、削孔管の上端部に伸縮機能を備えた接続管を設置することを特徴とする請求項１または２に記載のグラウンドアンカー工法。
4. 接続管はゴム管または蛇腹管であることを特徴とする請求項３に記載のグラウンドアンカー工法。
5. 被圧地下水が存在する地盤のアンカー孔内に削孔管が残置され、該削孔管の先端部外周とアンカー孔との隙間に充填されたグラウトでこれらが一体となり、削孔管内に充填されたグラウトに引張材が挿入されてその上部が削孔管上端部から導出されて緊張定着され、該削孔管の上部外周とアンカー孔との隙間には急結剤が充填されて止水されたことを特徴とするグラウンドアンカー構造。
6. 削孔管は削孔用のケーシングであり、該ケーシングの下部外周にグラウトとの接着強度を高める定着用リブが適宜間隔ごとに取り付けられたことを特徴とする請求項５に記載のグラウンドアンカー構造。
7. 削孔管の上端部には伸縮機能を備えた接続管が設置されたことを特徴とする請求項５ま
   たは６に記載のグラウンドアンカー構造。
8. 接続管はゴム管または蛇腹管であることを特徴とする請求項７に記載のグラウンドアンカー構造。

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