JP4804561B2

JP4804561B2 - 法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法

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Publication number: JP4804561B2
Application number: JP2009148401A
Authority: JP
Inventors: 孝幸阿部
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Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: JP2010159619A

Description

本発明は、地盤アンカーの緊張による効果の促進を図り、法枠や法止め又は受圧版などの法止部材を地盤斜面にこの緊張により圧着させることができる法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法に関するものである。

地盤アンカーの再緊張は、斜面の地面は凍結融解や風雨により浸食され、また地震や土質の軟弱化により沈下すること、及び地盤アンカー本体の伸び等から地盤の緩みを防止するために必要となっている。このような自然や物理的現象等により法枠底部と地面に隙間等が生じ、法枠は受圧版としての機能が低下することから、法枠底面と地面の圧着を図るために地盤アンカーの再緊張を図る必要が生じる。

しかし、地盤アンカーを被覆し保護している法枠の孔や地面の削孔に注入し硬化したグラウト（セメントモルタル材等）が、図１(１)・(２)のように法枠とグラウトが密着して硬化し、地面内の削孔３は円形のコンクリート支柱と成るような断面構造となり、法枠１を土台にして地盤アンカー２を再緊張しても法枠１が地面に圧着するのを阻害する要因となり、定着部Ｈ２間の軟弱層部Ｈ１（自由長部）の締め付けが困難な状況となっている。例えば法枠１と定着部Ｈ２の硬い材質に挟まれた柔らかい布団のようなサンドイッチ状の軟弱層部Ｈ１を、グラウトを充填した孔がコンクリート支柱となって圧縮に抵抗し、法枠１による圧縮が困難な状況となっている。

また、このような地面構造により軟弱層部Ｈ１の締め付け不足は当初の施工時の場合にも発生している。

したがってこれまでは法面の地面の浸食防止や均等な地盤反力を期待し法枠底面と地面の隙間を無くすために、地面の浸食防止に裏込工として座布団枠や発泡スチロール、セメントモルタル工法が実施されているが、いずれも軟弱層部が沈下した場合の再緊張による締め付け作業は、削孔内に注入し硬化したグラウトが、地面内ではコンクリート支柱となって法枠地面と地面の圧着を阻害する断面構造となっている。

一方［特許文献１］「地盤アンカー免震構造及び免震工法」や［特許文献２］「地盤アンカー頭部に可動装置を取着した転倒防止工法」等においては地震等が発生した場合の建物や構造物の横揺れ防止や、構造物の転倒防止に関した対策工法であり、法枠による軟弱地盤層の締め付けのような機能ではなく、法枠が地面を圧着する断面構造にはなっていない。

また、［非特許文献１］「ＯＰＳアンカー」や［非特許文献２］「ＳＨＳ永久アンカー工法」は、前述のように法枠の孔や地面の孔内にグラウトを充填し密着して硬化しておりこれが一体化して連結しているため、地盤アンカーを緊張しても軟弱層部のグラウトが硬化しコンクリート支柱の状態と成った構造物が座掘し破壊しない限り、法枠の圧着が困難な断面構造となっている。

特開２００１−３１１１６４号公報特開２００８−１５０９３４号公報

岡部株式会社「ＯＰＳアンカー」カタログＳＨＳ永久アンカー協会「ＳＨＳ永久アンカー工法」カタログ

このように法枠底面と地面の間に隙間が生じた場合に、再緊張を実施しても地盤アンカーを埋設固定するため削孔内に注入し硬化したグラウトが法枠と付着し一体化となり、軟弱層部の締め付けを促進することが困難となっている。

斜面崩壊危険箇所は、地面の浸食や、軟弱層部の土質に関わらず切土による土圧の内部応力の開放や浸透水、地震等により変形（クリープ現象）することから、時間が経過することにより、軟弱層部の土質が緩み地盤アンカーの再緊張が必要となる。だがグラウト材が法枠に密着するような断面構造では、地盤アンカーを再緊張して軟弱層部の締め付けを図り斜面崩壊の安全性を確保することは困難である。

本発明は、地盤アンカーの緊張により法枠などの法止部材を地盤斜面に圧着させて軟弱層部の土質の緩みの防止を図るために、地盤アンカー孔上部に収縮装置を取着して締め付けを促進できるようにしたもので、法枠などの法止部材を地盤斜面に継続して圧着あるいは必要に応じて地盤アンカーを再緊張させることで再度圧着させることができる画期的な法枠工法を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

法枠１や法止めなどの法止部材１を地盤斜面に地盤アンカー２で定着する法枠定着工法において、削孔３内に埋設固定し前記法止部材１と緊張連結する前記地盤アンカー２の先端部の自由長部が導出する削孔３上部と、この削孔３上部と連通し前記地盤アンカー２の自由長部が貫通突出する法止部材孔４とに渡るようにして、柔軟性を有し収縮自在な収縮装置５を配設し、この収縮装置５として配設した柔軟性管材５により漏れを防止しつつ、前記法止部材孔４から前記削孔３上部に柔軟性と水密性を有する弾性材６を充填して前記地盤アンカー２頭部に収縮装置５を取着すると共に、前記地盤アンカー２を緊張止めすることで前記法止部材１を受圧版として地盤斜面に圧着させて、たとえ地盤が沈下しても前記地盤アンカー２の緊張により地盤が沈下する量に応じて前記弾性材６を充填した収縮装置５が収縮し前記法止部材１を地盤斜面に圧着させることを特徴とする法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法に係るものである。

また、浸食や地震による前記地盤沈下によって前記法止部材１の圧着力が弱くなったあるいは失った際、前記地盤アンカー２を再緊張止めすることにより、地盤が沈下した量に応じ前記柔軟性管材５及び前記弾性材６を収縮させて法止部材１を地盤斜面に再度圧着し土留め効果を維持させることを特徴とする請求項１記載の法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法に係るものである。

また、前記法止部材１に重合し前記法止部材孔４を閉塞する支圧板７を設け、この支圧板７に前記地盤アンカー２の自由長部を貫通突出して緊張止めするアンカー貫通孔８と、前記法止部材孔４へ前記弾性材６を注入する注入孔９とを設けて、この注入孔９から前記柔軟性管材５を介して前記削孔３に前記弾性材６を注入することを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、地盤アンカーの緊張によって収縮装置である柔軟性管材及びこれに充填した弾性材を圧縮させて法枠などの法止部材を地盤斜面に圧着でき、また地盤沈下により圧着力が減じて地盤アンカーの再緊張の必要が生じた場合には、この地盤アンカーを再緊張止することで、前記柔軟性管材及び弾性材を収縮させて法止部材を地盤斜面に再度圧着できるから、地盤沈下による地盤アンカーの再緊張によって法止部材の締め付けの回復あるいは促進を図ることができる極めて優れた法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法となる。

また、特に本発明においては、一層簡単な手法で実現できるもので、例えば単に削孔に従来通りグラウトを注入せず、この削孔の上部には前記柔軟性管材を装着してもれを防ぎつつ柔軟性及び水密性を有する前記弾性材を充填して地盤アンカー頭部にこの収縮装置を取着することで、前記作用・効果が生じ、法止部材による土留め効果や地盤締め付け作用が維持され、あるいは請求項２記載の発明のようにこれを回復・促進するための再緊張を図ることができる極めて優れた法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法となる。

また、請求項３記載の発明においては、地盤アンカーの緊張止め後において、この緊張止めする支圧板を閉塞蓋として発泡剤などの弾性材を法止部材孔と削孔に注入充填でき、一層実用性に優れた法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法となる。

従来例の説明断面図であって、(１)は法枠が圧着した正常状態での説明断面図で、(２)は地盤沈下により隙間ができているがグラウト柱により再緊張できない締め付け回復不能な状態での説明断面図である。第一実施例の説明断面図であって、(１)は法枠が圧着した正常状態での説明断面図で、(２)は地盤沈下により隙間が生じた後でも再緊張止めすることで収縮装置を収縮して再度法枠が圧着し締め付け作用が回復した状態での説明断面図である。第一実施例の説明平断面図であって、(１)は図２のＡ−Ａ断面図，(２)は図２のＢ−Ｂ断面図，(３)は図２のＣ−Ｃ断面図である。第一実施例の概略使用説明図である。クサビにより緊張止めするタイプの第二実施例の説明断面図であって、グラウト注入時の説明断面図である。第二実施例のグラウト硬化時の説明断面図である。第二実施例の弾性材注入前に柔軟性管材を挿入配設した状態の説明断面図である。第二実施例の法枠に支圧板を重合し、緊張止めに際して地盤アンカーを緊張し法枠を圧着することを示す説明断面図である。第二実施例の法止部材孔及び削孔上部にグラウトでなく弾性材を注入することを示す弾性材注入途中の説明断面図である。第二実施例の緊張した地盤アンカーを支圧板のアンカー貫通孔にクサビを入れて緊張止めして、法枠を圧着させた正常状態での説明断面図である。第二実施例の地盤沈下が進み隙間が生じて再緊張する必要が生じた状態での説明断面図である。第二実施例の再緊張止めにより柔軟性管材及び弾性材が収縮して再度法枠が圧着し締め付け作用が回復した状態での説明断面図である。第二実施例の説明分解斜視図である。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

削孔３内に埋設固定した地盤アンカー２の自由長部を法枠１などの法止部材１の法止部材孔４（法枠１の場合は法枠孔４）を貫通して緊張連結して法止部材１を地盤斜面に圧着し、土留め効果を図ったり軟弱層部Ｈ１を締め付けしたりするが、この地盤アンカー２の緊張に際して又は再緊張に際して追加しても良いが、法止部材孔４と削孔３上部に渡るようにして、収縮装置５として例えば収縮可能な柔軟性管材５を取着し、この柔軟性管材５によりもれを防止しつつこの柔軟性管材５を介して例えば法止部材孔４から削孔３上部へと弾性材６を充填する。

従って、従来のように単に削孔３上部までグラウトを注入して地盤アンカー２を埋設固定するのではなく、少なくとも例えばグラウトを注入するなどして削孔３内に埋設固定した地盤アンカー２の削孔３上部には、前述のようにして法止部材孔４と削孔３上部とにまたがるようにしてもれ止め管としての役目も果たす柔軟性管材５を挿入し、この柔軟性管材５を介して削孔３上部に弾性材６を充填する。

これにより地盤アンカー２を緊張連結すると、この緊張力によって柔軟性管材５及び弾性材６は圧縮し地盤斜面に法止部材１を強固に圧着することができ、またたとえ地盤沈下などが進んでこの圧着力が弱ったり失って地盤アンカー２の再緊張が必要となっても、これが可能となる。

即ち、再緊張止めに際して柔軟性管材５及び弾性材６が収縮して法止部材１を再度強固に地盤斜面に圧着できることとなる。

このように地盤沈下による地盤アンカー２の再緊張によって法止部材１の締め付けの回復あるいは促進を図ることができる。

また、独立している法枠１などの法止部材１を取外し地面を平らに均す作業と、この法止部材１の再利用（再設置）も行うことが可能となるなど様々な作用・効果を発揮する。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、法止部材１（法枠１）を地盤斜面に地盤アンカー２で定着する法枠定着工法において、前記法止部材１と緊張連結する地盤アンカー２の自由長部が導出する削孔３上部と、この前記削孔３上部と連通し前記地盤アンカー２の自由長部が貫通突出する法止部材孔４に渡るようにして収縮自在な管状の収縮装置５を設け、この収縮装置５内に柔軟性と水密性を具備する弾性材６を充填し前記地盤アンカー２頭部に収縮装置５を取着する実施例である。

具体的には、前記削孔３内に埋設固定し前記法止部材１と緊張連結する前記地盤アンカー２の先端部の自由長部が導出する削孔３上部と、この削孔３上部と連通し前記地盤アンカー２自由長部が貫通突出する法止部材孔４とに渡るようにして、柔軟性を有し収縮自在な前記収縮装置５としての柔軟性管材５（例えばゴム管５）を挿入配設し、この柔軟性管材５により漏れを防止しつつ、前記法止部材孔４から前記削孔３上部に柔軟性と水密性を有する前記弾性材６を充填すると共に、前記地盤アンカー２を緊張止めすることで前記法止部材１を受圧版として地盤斜面に圧着させる法枠定着工法である。

第一実施例では、地盤に設けた削孔３の軟弱層部Ｈ１には補強管10を挿入し、この削孔３内にグラウトを注入して地盤アンカー２を埋設固定し、この地盤アンカー２であるアンカーボルト先端部にナット14を螺着して緊張止めする実施例であり、第二実施例ではクサビ11により緊張止めする実施例である。

いずれにしても本実施例では、浸食や地震による地盤沈下によって前記法止部材１の圧着力が弱くなったり、また隙間が生じてもはや圧着せず再緊張の必要が生じた際、前記地盤アンカー２を再緊張止めすることにより、地盤が沈下した量に応じ前記柔軟性管材５及び前記弾性材６を収縮させて法止部材１を地盤斜面に再度圧着し土留め効果や締め付け作用を回復させることができる法枠定着工法となるものである。

第二実施例に基づいて繰り返し詳述すると、本実施例では、先ず削孔３にグラウトなどの硬化剤を注入して地盤アンカー２を削孔３の定着部Ｈ２に埋設固定する。

このグラウトが硬化するとひけを生じるが、グラウトを補充せず、または土質によってはグラウトが硬化しないうちに適度の深さに削り取り弾性材６の充填区間を深くするなどして対応する。即ち、法枠１を設けた後、この法枠１の法止部材孔４（法枠孔４）と削孔３上部に渡り内接状態に収縮装置５としての柔軟性管材５，例えばゴム管５を挿入配設する。

その後この法止部材１に支圧板７を重合して前記法止部材孔４を閉塞し、この支圧板７に設けたアンカー貫通孔８から前記地盤アンカー２の自由長部を貫通突出して例えばクサビ11で緊張止めする。そして前記支圧板７に設けた注入孔９から前記法止部材孔４及び削孔３上部へ前記弾性材６を注入する。即ち、この注入孔９から前記柔軟性管材５を介して前記削孔３上部に弾性材６を注入する。

これにより緊張止めする支圧板７で法止部材孔４を閉塞した状態で、この支圧板７から弾性材６を法止部材孔４内に注入でき、特に弾性材６として発泡剤を採用した場合には注入硬化し易い。

このように地盤アンカー２の頭部に収縮可能な収縮装置５を取着したから、この収縮装置５、即ち本実施例ではゴム管５を収縮させると共に弾性材６も収縮させて緊張止めして法枠１を圧着でき、軟弱層部Ｈ１を強固に締め付け保持でき、またこの収縮装置５を介して圧着していることで多少地盤が沈下してもこれに対応して締め付け維持できると共に、この地盤沈下が進んで土着力が弱ったり、もはや土着力が失われたりした場合には、従来法と異なり、単に再度緊張止めすることで、即ち地盤アンカー２を再緊張すると、収縮装置５及び弾性材６が収縮して再度法枠１を地盤斜面に圧着して締め付け作用を回復できることになる。

現況の地盤アンカー２による地すべりや法面崩壊防止工法は、従来例の図１(１)のように地盤アンカー２を挿入する削孔３、軟弱層部Ｈ１を圧縮する法枠１（受圧版）、と土層内部の滑り面12以下の地盤アンカー２の定着部Ｈ２から構成されている。また削孔３内と法枠１の法枠孔４には地盤アンカー２を挿入し、軟弱層部Ｈ１区間にはグラウトと土砂が密着するのを防止するため、軟弱層の場合には保護管13が挿入され、全孔にグラウトを充填し硬化した断面構造となっていた。

このような断面構造となっていたことから、グラウトを充填した削孔３は、図１(２)断面図のように土中内でグラウト柱となり、軟弱層部Ｈ１の土質が緩んだ場合に地盤アンカー２をナット14等により設計荷重からなる緊張力Ｔｂを加えて、法枠１を基礎として引っ張っても、削孔３内の硬化したグラウト柱の頭部の固まりが法枠１に密着していることから、法枠１の圧縮に抵抗し軟弱層部Ｈ１の緩んだ土質を締め付けることが困難な状態になっていることが判明した。このようなことから本実施例では法枠孔４と軟弱層部Ｈ１区間の上部に収縮装置５を設定し収縮区間Ｈ４を確保したから、軟弱層部Ｈ１の緩んだ土質を締め付けることが可能となった。

また、これまでの調査では法枠１底面と地面の隙間は、土質にもよるが施工後２０年程度で平均して２〜３ｃｍであることから、地盤アンカー２頭部のナット14等により締め付けて再緊張を図り法枠１底面を地面に沈下させて圧着し、土質の緩んだ軟弱層部Ｈ１区間を締め付けできるようにしたものである。

これまで、公共施設の耐用年数は４０年程を目安に設計され、耐用年数の経過した施設は取り壊し新たに構築する考えであったが、近年の公共施設の延命化の考えにより、耐用年数の見直しが図られている状況の中で地盤アンカー工法の延命化を図り経済性を含め安全性を促進する事、及び地盤アンカーの緊張の効率化を図ることや維持補修のコスト削減が課題となってきている。

このような中で本発明は、地盤アンカー２による緊張の効果を高め、また法枠１の底面の地面が風化し大きな凹凸が生じた場合には、独立している法枠１等を取外し地面を平らに均す作業が容易に可能な状況となった。法枠１の削孔３には地盤アンカー２を柔らかい発泡剤等の柔軟性と水密性を具備する弾性材６で包むように充填した収縮装置５からなる収縮区間Ｈ４を設定したことから、法枠１を取外す場合には図１(２)のような状態になった場合には硬化したグラウトを取壊しすることなく、容易に取外しが可能となり維持管理補修が容易になる法枠工法となった。

法枠１は独立した法枠でも現場打ちコンクリートによる連続した法枠でもよく高さ２０〜６０ｃｍ、幅２０〜６０ｃｍ程の断面形状で、また独立した法枠の面的な大きさは３ｍ四方内外で構成される。

軟弱層部Ｈ１区間には補強管10（鞘管10）が設けてあり、あるいは土質状況により補強管10を設けない場合も有るが、この削孔３上部に法枠１が地盤アンカー２を通して設置しておりこの位置に収縮装置５として柔軟性管材５が設定されている。この収縮装置５内に、柔軟性であって水密性に富み、収縮するゴム、スポンジ等の発泡樹脂等からなる弾性材６を充填して、法枠１の上面を土台として地盤アンカー２を緊張することにより沈下する収縮量ｄだけ収縮する断面構造としており、収縮装置５は、法枠１の地盤アンカー２の削孔３に密着する断面構造で充填する弾性材６が流出しなければよく、材質は圧縮による収縮に優れたゴム質等からなり、法枠１の削孔３に対して摺動可能、及び法枠１底面の地盤アンカー緊張による沈下に収縮可能な材質であればよい。

このように地盤アンカー２頭部に収縮装置５を取付けたことにより地盤アンカー２を緊張すると、収縮装置５が例えば図２(２)に示すように法枠１が沈下した収縮量ｄ分だけ、法枠１の底面が地面を圧着して、厚さはＨ４＞Ｈ６（Ｈ４は再緊張前の収縮装置５の厚さ，Ｈ６は再緊張後の収縮装置５の厚さ）、及びＨ１＞Ｈ５（Ｈ１は再緊張前の軟弱層部の厚さ，Ｈ５は再緊張後の軟弱層部の厚さ）と変化し軟弱層部Ｈ１を締め付けることになり地盤アンカー２の緊張により法面崩壊の安全性を促進することが可能となった。

また、法枠１と地面との間の収縮量ｄを圧着することができない場合には、上部斜面からの土砂流出による衝撃や斜面積雪層による斜面雪圧Ｐ等が法枠１に作用すると、法枠１は抵抗する剪断抵抗力Ｒが得られず地盤アンカー２の坐掘や倒壊することにつながる。しかし地盤アンカー２の削孔３上部に緊張の効果を促進する収縮装置５を設定したことにより法枠工法の効果を高め、また坐掘や倒壊防止にもつながった。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１法枠，法止部材
２地盤アンカー
３削孔
４法枠孔，法止部材孔
５収縮装置，柔軟性管材，ゴム管
６弾性材
７支圧板
８アンカー貫通孔
９注入孔

Claims

法枠や法止めなどの法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法において、削孔内に埋設固定し前記法止部材と緊張連結する前記地盤アンカーの先端部の自由長部が導出する削孔上部と、この削孔上部と連通し前記地盤アンカーの自由長部が貫通突出する法止部材孔とに渡るようにして、柔軟性を有し収縮自在な収縮装置を配設し、この収縮装置として配設した柔軟性管材により漏れを防止しつつ、前記法止部材孔から前記削孔上部に柔軟性と水密性を有する弾性材を充填して前記地盤アンカー頭部に収縮装置を取着すると共に、前記地盤アンカーを緊張止めすることで前記法止部材を受圧版として地盤斜面に圧着させて、たとえ地盤が沈下しても前記地盤アンカーの緊張により地盤が沈下する量に応じて前記弾性材を充填した収縮装置が収縮し前記法止部材を地盤斜面に圧着させることを特徴とする法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法。
浸食や地震による前記地盤沈下によって前記法止部材の圧着力が弱くなったあるいは失った際、前記地盤アンカーを再緊張止めすることにより、地盤が沈下した量に応じ前記柔軟性管材及び前記弾性材を収縮させて法止部材を地盤斜面に再度圧着し土留め効果を維持させることを特徴とする請求項１記載の法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法。
前記法止部材に重合し前記法止部材孔を閉塞する支圧板を設け、この支圧板に前記地盤アンカーの自由長部を貫通突出して緊張止めするアンカー貫通孔と、前記法止部材孔へ前記弾性材を注入する注入孔とを設けて、この注入孔から前記柔軟性管材を介して前記削孔に前記弾性材を注入することを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の法止部材を地盤斜面に地盤アンカーで定着する法枠定着工法。