JP5579628B2 - アンカー部材 - Google Patents

Description

本発明は、外力に対しての大きな抵抗力が要求される構造物の基礎等として用いられるアンカー部材に関する。

従来、構造物の基礎等として用いられるアンカー部材に係る技術は様々なものが開発されている。
例えば特許文献１に記載の山留め工法では、少なくとも２本の斜杭を、地盤中に、各々の杭頭部が集合する配置で打設し、集合した杭頭部を連結部材で接合してなる組杭が、山留め壁を内側から支持するアンカー部材として用いられている。

特開２０００−０４５２８２号公報

ところで、上述のような組杭を構成する各々の斜杭は、杭頭部は連結部材によって連結された状態となっているが、先端部は連結された状態とはなっていない。このため、例えば強固な土留壁や、強大な水平力や引抜力を受ける架空送電線用鉄塔の基礎、風力発電用風車の基礎等を構築したい場合には、強大な鉛直荷重に対して斜杭の先端が広がらないように、また引抜力に対しては斜杭の先端が狭まらないように、斜杭を十分に根入れする必要がある。
ところが、このように十分に根入れするとなると、杭長の長い杭を用意しなければならないため、コストの増大や、工期の長期化という問題が生じる場合があった。

本発明の課題は、鉛直力や引抜力、水平力等の外力に対して大きな抵抗力を発揮することができ、コストの増大や工期の長期化を防ぐことが可能なアンカー部材を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、アンカー部材であって、正面視において上縁よりも下縁が広幅に、かつ少なくとも一方の側縁部が傾斜するようにして形成されるとともに、両側縁部に沿って継手を有する異形鋼矢板と、
正面視において矩形状に形成されるとともに、両側縁部に沿って継手を有する複数の鋼矢板と、を備えており、
前記複数の鋼矢板のうち、前記異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板は、それぞれ、平面視において該異形鋼矢板に直交するとともに、該異形鋼矢板の側縁部の角度に合わせて配置されており、
これら異形鋼矢板と、該異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板とは、互いの継手を介して連結されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンカー部材において、
前記複数の鋼矢板のうち、前記異形鋼矢板に隣接する一方の鋼矢板と、該一方の鋼矢板に隣接する他の鋼矢板とは、同一方向に並設されるとともに、互いの継手を介して連結されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のアンカー部材において、
前記異形鋼矢板に隣接する一方の鋼矢板の上端部と、該一方の鋼矢板に隣接する他の鋼矢板の上端部とは、これら各鋼矢板の上端部間に架設される連結部材によって連結されていることを特徴としている。

本発明によれば、異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板は、それぞれ、平面視において異形鋼矢板に直交するとともに、該異形鋼矢板の側縁部の角度に合わせて配置されているので、異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板は、異形鋼矢板の下端部に向かうにつれて互いの間隔が徐々に広がるように配置されることになる。また、これら異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板は、異形鋼矢板の下端部に向かうにつれて互いの間隔が徐々に広がるように配置された状態で、異形鋼矢板と連結されることになる。
したがって、このようなアンカー部材に鉛直力が作用したとしても、異形鋼矢板によって、両側に隣接して連結された鋼矢板の広がりを拘束することができるので、鉛直力に対する十分な抵抗力を発揮することができる。また、水平力が作用したとしても、異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板のうち、一方の鋼矢板には引張、他方の鋼矢板には圧縮といった軸力が働くことになるので、水平力に対する十分な抵抗力を発揮することができる。また、引抜力が作用したとしても、摩擦力とともに土重量も作用するため十分な抵抗力を発揮することができる。
これによって、例えば緩い地盤等でも確実に反力を得ることができるので、地盤に打設される異形鋼矢板や鋼矢板の長さを短くできるようになり、その分、コストの増大や工期の長期化を防ぐことが可能となる。

本発明に係るアンカー部材の一例を示す平面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 水平力に対するアンカー部材の作用を示す説明図である。 引抜力に対するアンカー部材の作用を示す説明図である。 継手同士の係合状態を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係るアンカー部材の一例を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。本実施の形態のアンカー部材１は、正面視において上縁２ａよりも下縁２ｂが広幅に、かつ少なくとも一方の側縁部２ｃが傾斜するようにして形成されるとともに、両側縁部２ｃ，２ｃに沿って継手３，３を有する異形鋼矢板２と、正面視において矩形状に形成されるとともに、両側縁部４ｃ，４ｃに沿って継手５，５を有する複数の鋼矢板４，４…と、を備えている。
また、前記複数の鋼矢板４，４…のうち、前記異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、それぞれ、平面視において該異形鋼矢板２に直交するとともに、該異形鋼矢板２の側縁部２ｃの角度に合わせて配置されている。
そして、これら異形鋼矢板２と、該異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４とは、互いの継手３，５を介して連結されている。

より詳細には、本実施の形態のアンカー部材１は、１枚の異形鋼矢板２の一方の側縁部２ｃ側に、この異形鋼矢板２と直交するとともに、該異形鋼矢板２の一方の側端部の縁部２ｃの角度に合わせて配置された少なくとも１枚の鋼矢板４を、互いの継手３，５を介して連結しており、さらに、この１枚の異形鋼矢板２の他方の側縁部２ｃ側に、この異形鋼矢板２と直交するとともに、該異形鋼矢板２の他方の側端部の縁部２ｃの角度に合わせて配置された少なくとも１枚の鋼矢板４を、互いの継手３，５を介して連結することによって構成されている。

また、本実施の形態において、異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、互いに異なる方向に配置されている。すなわち、図１に示すように、一方の鋼矢板４は、図中において上方に配置され、他方の鋼矢板４は、図中において下方に配置されている。
さらに、これら異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、等しい形状の他の鋼矢板４と連結されている。すなわち、前記異形鋼矢板２に隣接する一方または他方の鋼矢板４と、該一方または他方の鋼矢板４に隣接する他の鋼矢板４とは、それぞれ同一方向に並設されるとともに、互いの継手５，５を介して連結されている。

なお、本実施の形態においては、これら一方または他方の鋼矢板４と、該鋼矢板４に隣接する他の鋼矢板４とが３枚一組でグループ化されており、以下、複数枚で一組を成す鋼矢板４，４…のグループを、矢板群６と称する。
すなわち、矢板群６は、前記異形鋼矢板２と直交するとともに、該異形鋼矢板２の側縁部２ｃの角度に合わせて配置されている。そして、これら異形鋼矢板２と矢板群６，６とは、異形鋼矢板２と該異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４とを互いの継手３，５を介して連結することによって連結されている。
このように複数の鋼矢板４，４…を同一方向に並設して連結したものを、前記異形鋼矢板２と組み合わせることによって、アンカー部材１に加えられる外力に対して、より大きな抵抗力を発揮することが可能となるので、地盤Ｇに打設される鋼矢板４，４…や異形鋼矢板２の長さを、より短くすることができる。

ここで、前記異形鋼矢板２は、図２に示すように、正面視において上縁２ａよりも下縁２ｂが広幅に、かつ両側縁部２ｃ，２ｃが傾斜するように形成されており、正面視において台形状を成している。したがって、この異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４および矢板群６，６は、正面視においてハの字に配置されることになる。
また、本実施の形態では、その断面形状が、直線状に形成された直線型の異形鋼矢板が用いられている。また、断面直線型の板状本体と、この板状本体の両側縁部２ｃ，２ｃに沿って設けられた継手３，３とは一体形成されている。
なお、この異形鋼矢板２は、正面視において上縁よりも下縁が広幅となるので、断面形状が長さ方向にわたって不等になるように形成されている。ただし、継手３，３の断面形状は、異形鋼矢板２の長さ方向にわたって等しくなるように形成されている。つまり、継手３，３を除く板状本体の断面形状は、図２中の上端部から下端部に向かって徐々に幅寸法が長くなるように設定されている。

なお、本実施の形態の異形鋼矢板２は、断面形状が直線状のものを用いているが、これに限られるものではなく、例えば断面略Ｕ字状に形成されたＵ型鋼矢板を用いてもよい。また、その他にも、ウェブと、このウェブの両端から斜めに張り出すフランジと、各フランジの先端からそれぞれに張り出すアームとを有するハット型鋼矢板を用いてもよい。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本実施の形態の鋼矢板４は、図１および図２に示すように、断面略Ｕ字状に形成されたＵ型鋼矢板が用いられている。このＵ型鋼矢板４は、ウェブ４ａと、このウェブ４ａの両端から斜めに張り出すフランジ４ｂ，４ｂとを有している。前記継手５は、フランジ４ｂ，４ｂの端部に設けられている。
なお、これらウェブ４ａと、フランジ４ｂ，４ｂと、継手５，５とは一体形成されており、鋼矢板４は、断面形状が長さ方向にわたって等しくなるように形成されている。

なお、本実施の形態の鋼矢板４はＵ字型鋼矢板を用いているが、これに限られるものではなく、例えば断面形状が直線状の直線型鋼矢板や、ハット型鋼矢板を用いてもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

前記異形鋼矢板２の継手３，３は、図５に示すように、異形鋼矢板２の板状本体の両側縁部２ｃ，２ｃからフック状に巻き込んだ状態で設けられており、前記鋼矢板４の継手５，５と係合可能となっている。
また、前記鋼矢板４の継手５，５は、図５に示すように、フランジ４ｂ，４ｂの端部からフック状に巻き込んだ状態で設けられており、前記異形鋼矢板２の継手３，３と係合可能となっている。また、この鋼矢板４の継手５，５は、隣接する他の鋼矢板４の継手５，５とも係合可能となっており、この場合は、図１および図５に示すように、鋼矢板４，４同士を互い違いに組み合わせる向きで継手５，５同士が係合されている。

前記矢板群６を構成する複数の鋼矢板４，４…は、互いの継手５，５を介して連結されているが、これら複数の鋼矢板４，４…の上端部同士も、図示はしないが、各鋼矢板４，４…の上端部間に架設される連結部材によって連結されている。
本実施の形態の連結部材としては、例えばアングル材等の鋼材が用いられているが、これに限られるものではなく、その他の鋼材や、コンクリート打設して各鋼矢板４，４…の上端部を含んだ状態でブロック化したもの等でもよく、適宜変更可能である。
そして、このように複数の鋼矢板４，４…の上端部同士を連結部材で連結することによって、複数の鋼矢板４，４…同士をより強固に連結することができるので、アンカー部材１に加えられる外力に対して、より一層大きな抵抗力を発揮することが可能となる。

なお、本実施の形態のアンカー部材１は、異形鋼矢板２と、この異形鋼矢板２の両側に隣接するとともに互いに異なる方向に配置された矢板群６，６とを連結することによって構成されているが、これに限られるものではない。
例えば、図１に示す蛇行状のアンカー部材１よりも大きな蛇行を描くアンカー部材としてもよいし、より小さな蛇行を描くアンカー部材としてもよい。
さらに、対向する２枚の異形鋼矢板２，２と、対向する２枚の鋼矢板４，４とを連結して筒状にしてもよいし、さらに多くの異形鋼矢板２，２…と鋼矢板４，４…とを用いて筒状のアンカー部材を形成してもよい。
また、異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、異形鋼矢板２と直交して配置されているものとしたが、厳密に直角に交差していなくてもよく、ある程度の角度で交差するように、または、直角に近い角度で交差するようにして配置されていればよい。
すなわち、アンカー部材１は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

以上のようなアンカー部材１は、鋼矢板等の杭の圧入・引き抜きを行う杭圧入引抜機を用いたり、鋼矢板等の杭の打ち込みを行うバイブロハンマ等の杭打ち機を用いたりして、地盤Ｇ中に埋設されている。
また、各鋼矢板２，４の打設方向におけるアンカー部材１の上端部は地面から突出しており、例えば、この突出する上端部に対して構造物の基礎を組み付けたり、この突出する上端部自体を構造物の基礎として用いたりすることができる。

また、アンカー部材１を地盤Ｇ中に埋設する方法は、まず、異形鋼矢板２を、例えば上述の杭圧入引抜機によって地盤Ｇ中に圧入する。続いて、この異形鋼矢板２の両側に、杭圧入引抜機によって、鋼矢板４，４を、該異形鋼矢板２に直交するとともに、該異形鋼矢板２の両側縁部２ｃ，２ｃの角度に合わせて圧入する。
この時、互いの継手３，５同士を係合させながら、鋼矢板４，４を圧入することで、異形鋼矢板２と、この異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４とを連結することができる。
また、最初に圧入した異形鋼矢板２の上端部が地上に突出した状態である場合には、異形鋼矢板２の両側縁部２ｃ，２ｃに設けられた継手３，３も露出しているので、これら継手３，３によって、前記異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４の圧入場所をガイドすることができる。
続いて、前記他の鋼矢板４，４を、それぞれ前記異形鋼矢板２の両側の鋼矢板４，４に隣接させ、互いの継手５，５を介して連結しながら、杭圧入引抜機によって圧入する。
以降、異形鋼矢板２を圧入する場合も、鋼矢板４を圧入する場合も、既設の鋼矢板２，４と継手を介して連結しながら圧入する。
以上のようにしてアンカー部材１を地盤Ｇ中に埋設することができる。

次に、外力に対する本実施の形態のアンカー部材１の作用について説明する。
アンカー部材１に対して鉛直荷重が加えられた場合は、まず、異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４および矢板群６，６は、互いの間隔がさらに広がる方向に変位しようとする。
この時、異形鋼矢板２と、この異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４とが、互いの継手３，５を介して連結されているので、前記異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４および矢板群６，６の変位を、異形鋼矢板２によって拘束することができる。

続いて、アンカー部材１に対して水平力（図３中の右向きの矢印）が加えられた場合は、まず、異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４および矢板群６，６のうち、一方の鋼矢板４および矢板群６は地盤Ｇから引き抜かれる方向に変位しようとし、他方の鋼矢板４および矢板群６は地盤Ｇに圧入される方向に変位しようとする。
この時、図３に示すように、一方の鋼矢板４および矢板群６には引張力（図中左側の下向きの矢印）が働き、他方の鋼矢板４および矢板群６には圧縮力（図中右側の上向きの矢印）が働くことになり、曲げ抵抗よりも大きいことから強力な水平抵抗を得ることができる。また、これら鋼矢板４，４および矢板群６，６には、地盤Ｇの摩擦力が作用することになる。
したがって、アンカー部材１には、このアンカー部材１に加えられた水平力とは反対の力が働くことになる。

続いて、アンカー部材１に対して引抜力が加えられた場合は、異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４および矢板群６，６は、当然、地盤Ｇから引き抜かれる方向に変位しようとする。
この時、図４に示すように、これら異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４および矢板群６，６には、地盤Ｇの摩擦力とともに土重量も作用することになる（図中左側の下向きの矢印）。

本実施の形態によれば、前記異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、それぞれ、平面視において前記異形鋼矢板２に直交するとともに、該異形鋼矢板２の側縁部２ｃ，２ｃの角度に合わせて配置されているので、前記異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、異形鋼矢板２の下端部に向かうにつれて互いの間隔が徐々に広がるように配置されることになる。また、これら異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４は、異形鋼矢板２の下端部に向かうにつれて互いの間隔が徐々に広がるように配置された状態で、前記異形鋼矢板２と連結されることになる。
したがって、このようなアンカー部材１に鉛直力が作用したとしても、前記異形鋼矢板２によって、両側に隣接して連結された鋼矢板４，４の広がりを拘束することができるので、鉛直力に対する十分な抵抗力を発揮することができる。また、水平力が作用したとしても、前記異形鋼矢板２の両側に隣接する鋼矢板４，４のうち、一方の鋼矢板４には引張、他方の鋼矢板４には圧縮といった軸力が働くことになるので、水平力に対する十分な抵抗力を発揮することができる。また、引抜力が作用したとしても、摩擦力が作用するため十分な抵抗力を発揮することができる。
これによって、例えば緩い地盤等でも確実に反力を得ることができるので、地盤Ｇに打設される異形鋼矢板２や鋼矢板４，４の長さを短くできるようになり、その分、コストの増大や工期の長期化を防ぐことが可能となる。

１ アンカー部材
２ 異形鋼矢板
２ａ 上縁
２ｂ 下縁
２ｃ 側縁部
３ 継手
４ 鋼矢板
４ａ ウェブ
４ｂ フランジ
４ｃ 側縁部
５ 継手
６ 矢板群
Ｇ 地盤

Claims (3)

1. 正面視において上縁よりも下縁が広幅に、かつ少なくとも一方の側縁部が傾斜するようにして形成されるとともに、両側縁部に沿って継手を有する異形鋼矢板と、
   正面視において矩形状に形成されるとともに、両側縁部に沿って継手を有する複数の鋼矢板と、を備えており、
   前記複数の鋼矢板のうち、前記異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板は、それぞれ、平面視において該異形鋼矢板に直交するとともに、該異形鋼矢板の側縁部の角度に合わせて配置されており、
   これら異形鋼矢板と、該異形鋼矢板の両側に隣接する鋼矢板とは、互いの継手を介して連結されていることを特徴とするアンカー部材。
2. 前記複数の鋼矢板のうち、前記異形鋼矢板に隣接する一方の鋼矢板と、該一方の鋼矢板に隣接する他の鋼矢板とは、同一方向に並設されるとともに、互いの継手を介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のアンカー部材。
3. 前記異形鋼矢板に隣接する一方の鋼矢板の上端部と、該一方の鋼矢板に隣接する他の鋼矢板の上端部とは、これら各鋼矢板の上端部間に架設される連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項２に記載のアンカー部材。

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