JP5860117B2 - Ground anchor method - Google Patents
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Description
本発明は、グラウンドアンカー工法に関するものである。 The present invention relates to a ground anchor method .
適当な地盤に造成されるアンカー体と構造物などの補強対象物とを高強度のテンドンを備える引張り部で連結させ、緊張力を利用して補強対象物を安定させるグラウンドアンカーが知られている。このようなグラウンドアンカーは、斜面の安定、構造物の転倒・浮き上り防止、コンクリートダムの補強など、土木建築分野において広く利用されている。特に、護岸やダム及び切土面の耐震補強を目的として利用されている。 A ground anchor is known in which an anchor body constructed on a suitable ground and a reinforcing object such as a structure are connected by a tensile portion having a high-strength tendon, and the reinforcing object is stabilized using tension. . Such ground anchors are widely used in the field of civil engineering and construction, such as slope stability, prevention of falling and floating of structures, and reinforcement of concrete dams. In particular, it is used for seismic reinforcement of revetments, dams and cut surfaces.
グラウンドアンカーは、例えば、緊張力を伝達する部材である引張り部の外側を管状のシースで覆う構成を有する。このグラウンドアンカーにおいて、引張り部に緊張力が作用すると、引張り部を覆うシースの内面に引張り部が接触して移動し、引張り部とシースとの間に摩擦が生じる。この摩擦による損失である摩擦損失のため、緊張力を作用させる引張り部の端部である緊張端から離れるに従って、引張り部に作用する緊張力は減少する。グラウンドアンカーにおける摩擦損失は、設計上のシースの角変化および実際の施工における種々の要因によるシースの角変化に基づいて大きさが変化するものであることが知られている。なお、シースの角変化とは、緊張端におけるシースの配設角度に対するシースの角度の変化を意味する。グラウンドアンカーにおけるアンカー長と緊張力の損失量との関係を示す算定式が、下記の非特許文献1に示されている。
A ground anchor has the structure which covers the outer side of the tension | pulling part which is a member which transmits tension | tensile_strength with a tubular sheath, for example. In this ground anchor, when tension is applied to the tension portion, the tension portion contacts and moves on the inner surface of the sheath covering the tension portion, and friction is generated between the tension portion and the sheath. Due to the friction loss, which is a loss due to this friction, the tension force acting on the tension portion decreases as the distance from the tension end, which is the end portion of the tension portion acting on the tension force, increases. It is known that the friction loss in the ground anchor changes in magnitude based on a change in the designed sheath angle and a change in the sheath angle due to various factors in actual construction. The change in the angle of the sheath means a change in the angle of the sheath with respect to the arrangement angle of the sheath at the tension end. The following
その一方で、下記の非特許文献2においては、アンカー長と緊張力の損失量との関係について異なる報告がある。図9は、アンカー長と摩擦損失量との関係を示すグラフである。図9には、下記の非特許文献1で示されている算定式によるアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線が第1曲線B1として表示されている。また、図9には、従来のグラウンドアンカーを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線が第2曲線B2として表示されている。
On the other hand, in the following Non-Patent
図9に示すように、アンカー長が30m以下の場合には、第1曲線B1と第2曲線B2とはほぼ重なっており、従来のグラウンドアンカーを用いた場合の試験結果は、上記算定式で算定した摩擦量とほぼ一致している。しかし、アンカー長が30mを超えると、第2曲線B2が第1曲線B1を下回るようになる。この現象は、原因が特定されていない。 As shown in FIG. 9, when the anchor length is 30 m or less, the first curve B1 and the second curve B2 are almost overlapped, and the test result when the conventional ground anchor is used is the above formula. It almost agrees with the calculated amount of friction. However, when the anchor length exceeds 30 m, the second curve B2 becomes less than the first curve B1. The cause of this phenomenon is not specified.
他方、下記の特許文献1には、樹脂被覆PC鋼より線とこの樹脂被覆PC鋼より線の外側を覆う樹脂シースとの間に滑剤が充填されたアンボンドPC鋼より線が開示されている。特許文献1に開示されたアンボンドPC鋼より線によれば、樹脂シースと樹脂被覆PC鋼より線との間の摩擦抵抗を低減でき、摩擦損失を抑えることが可能となる。
On the other hand,
上記特許文献1に開示されたアンボンドPC鋼より線を使用した長尺のグラウンドアンカーでは、樹脂シースと樹脂被覆PC鋼より線との間の摩擦抵抗を低減し、摩擦損失を抑えている。しかし、上記非特許文献2に記載されるように、30mを超える長尺のグラウンドアンカーでは、上記非特許文献1に示されている算定式によるアンカー長と緊張力の損失量との関係に比べて、より大きな緊張力の損失が生じる。したがって、上記した算定式により算定した引張り部とシースとの摩擦による摩擦損失より大きな緊張力の損失について抑制することができないという問題があった。
In the long ground anchor using the unbonded PC steel strand disclosed in
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、グラウンドアンカーの緊張力の損失の低減を図るグラウンドアンカー工法を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve such problems, and an object thereof is to provide a ground anchor method to reduce the loss of tension of the ground anchor.
上記算定式により算定した引張り部とシースとの摩擦による摩擦損失よりも大きな緊張力の損失について、本発明者らは、シースの外部に充填された外部固化材であるグラウトの拘束圧に着目した。シースの外部に充填された外部固化材であるグラウトの水頭圧が大きくなると、このグラウトの水頭圧がシースを内側に押し込むように作用する圧力が大きくなる。このような、シースを内側に押し込むように作用した際に生じる圧力を、グラウトの拘束圧とよぶ。グラウトの拘束圧は、グラウンドアンカーが長尺であるほど大きくなる。グラウンドアンカーでは、引張り部に緊張力が作用すると、シースの内面に対してPC鋼より線が摺動することがある。このシースの内面に対するPC鋼より線の摺動によりPC鋼より線とシースとの間に摩擦が生じる。 Regarding the loss of tension greater than the friction loss due to the friction between the tension part and the sheath calculated by the above calculation formula, the present inventors paid attention to the restraint pressure of the grout, which is an external solidification material filled outside the sheath. . When the head pressure of the grout, which is an external solidification material filled outside the sheath, increases, the pressure at which the head pressure of the grout acts to push the sheath inward increases. Such a pressure generated when the sheath is pushed inward is referred to as a grout restraint pressure. The restraint pressure of the grout increases as the ground anchor becomes longer. In the ground anchor, when tension force acts on the tension portion, the PC steel wire may slide on the inner surface of the sheath. The sliding of the PC steel strand against the inner surface of the sheath causes friction between the PC steel strand and the sheath.
この摺動による摩擦は、PC鋼より線とシースとの接触面に対して垂直な方向に作用する垂直抗力に比例するものであるため、グラウトの拘束圧が大きいほど大きくなる。上記したシースの内面に対してPC鋼より線が摺動することによる摩擦を拘束摩擦とよぶ。このため、グラウンドアンカーでは、上記算定式により算定した摩擦損失に加えて拘束摩擦による摩擦損失が生じる。 The friction caused by this sliding is proportional to the normal force acting in the direction perpendicular to the contact surface between the PC steel wire and the sheath, and therefore increases as the grout restraint pressure increases. Friction caused by the sliding of the strand of PC steel against the inner surface of the sheath is referred to as restraint friction. For this reason, in the ground anchor, in addition to the friction loss calculated by the above calculation formula, friction loss due to restraint friction occurs.
そこで、上記課題を解決するため、本発明に係るグラウンドアンカーは、適当な地盤に形成されたアンカー体と、前記アンカー体により一方の端部が前記地盤に定着され、地表と前記地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部と、緊張力が加えられた前記引張り部の線束の他方の端部を前記アンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、前記引張り部の複数の線束の外側をまとめて覆い、前記線束との間の隙間を密封構造とするシースと、を備え、前記アンカー体と前記アンカー頭部との間で、前記引張り部の線束と前記シースとの間の隙間に、非圧縮性の液体である内部充填材が注入されて、前記内部充填材が前記シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体であることにより前記引張り部と前記シースとの間が加圧され、前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であることを特徴とする。また内部充填材は、防錆効果を有してもよい。 Therefore, in order to solve the above-described problems, a ground anchor according to the present invention includes an anchor body formed on a suitable ground, and one end portion fixed to the ground by the anchor body, so that the ground surface is between the ground and the ground. The tension portion having a plurality of wire bundles extending to the opening portion of the anchor hole drilled by the step, and the other end portion of the wire bundle of the tension portion to which tension is applied are fixed at the opening portion of the anchor hole. An anchor head and a sheath that collectively covers the outer side of the plurality of wire bundles of the pulling portion and has a sealing structure as a gap between the wire bundles, and between the anchor body and the anchor head, An internal filler that is an incompressible liquid is injected into the gap between the wire bundle of the tension portion and the sheath, and the internal filler is equal to or greater than the specific gravity of the external solidification material that is filled outside the sheath. To be a liquid of specific gravity Ri between said pull portion and the sheath is pressurized, the internal filler, characterized in that it is a super-delayed cement grout with the addition of ultra delay admixtures in cementitious grout. The internal filler may have a rust prevention effect.
本発明に係るグラウンドアンカー工法は、適当な地盤に形成されたアンカー体と、前記アンカー体により一方の端部が前記地盤に定着され、地表と前記地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された複数の線束を有する引張り部と、緊張力が加えられた前記引張り部の線束の他方の端部を前記アンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、前記引張り部の複数の線束の外側をまとめて覆い、前記線束との間の隙間を密封構造とするシースと、を備えるグラウンドアンカーを用いたグラウンドアンカー工法であって、前記引張り部の線束と前記シースとを前記アンカー孔内に挿入する挿入工程と、前記シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、前記アンカー体と前記アンカー頭部との間で、前記引張り部の線束と前記シースとの間の隙間に、非圧縮性の液体である内部充填材を注入して、前記内部充填材を前記シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体とすることにより前記引張り部と前記シースとの間を加圧する加圧工程と、前記加圧工程の後で前記引張り部に緊張力を加える緊張工程と、を備え、前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であることを特徴とする。また内部充填材は、防錆効果を有してもよい。 The ground anchor method according to the present invention includes an anchor body formed on a suitable ground, and an anchor hole having one end fixed to the ground by the anchor body and drilled between the ground surface and the ground. A tension portion having a plurality of wire bundles extending to the opening, an anchor head for fixing the other end of the wire bundle of the tension portion to which tension is applied at the opening of the anchor hole, and the tension portion A ground anchor method using a ground anchor comprising: a sheath having a sealing structure in which a gap between the plurality of wire bundles is collectively covered and a gap between the wire bundles is sealed; and the wire bundle of the tension portion and the sheath An insertion step of inserting into the anchor hole, and a wire bundle of the tension portion between the anchor body and the anchor head until the external solidification material filled outside the sheath is cured. Injecting an internal filler, which is an incompressible liquid, into the gap between the sheath and the inner filler so that the specific gravity is equal to or greater than the specific gravity of the external solidification material filled outside the sheath. A pressurizing step for pressurizing between the tension portion and the sheath, and a tensioning step for applying a tension force to the tension portion after the pressurizing step, wherein the internal filler is a cement grout material. It is characterized by being a super-delay cement grout material to which a super-delay admixture is added. The internal filler may have a rust prevention effect.
また、本発明に係るグラウンドアンカーは、適当な地盤に形成されたアンカー体と、アンカー体により一方の端部が地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された引張り部と、緊張力が加えられた引張り部の他方の端部をアンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、引張り部の外側を覆うシースと、を備え、引張り部とシースとの間が加圧されることを特徴とする。 The ground anchor according to the present invention includes an anchor body formed on a suitable ground, and one end of the anchor body fixed to the ground by the anchor body, and an opening portion of the anchor hole drilled between the ground surface and the ground. A tension portion that extends to the tension head, an anchor head that fixes the other end of the tension portion to which tension is applied, at the opening of the anchor hole, and a sheath that covers the outside of the tension portion. And the sheath is pressurized.
引張り部とシースとの接触面に対して垂直な方向に作用する垂直抗力は、シース外部からの圧力とシースの内部からの圧力の差に応じて定まるものである。したがって、本発明によれば、引張り部とシースとの間が加圧されることにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部とシースとの間の垂直抗力が低減される。このため、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。ここで、適当な地盤とは、引張り部に加えられる緊張力に応じた強度を有する地盤を意味し、グラウンドアンカーが設けられる可能性がある地盤をいい、例えば、支持地盤やその他のある程度の強度を持った地盤等が含まれる。 The normal force acting in the direction perpendicular to the contact surface between the tension portion and the sheath is determined according to the difference between the pressure from the outside of the sheath and the pressure from the inside of the sheath. Therefore, according to the present invention, when the space between the tension portion and the sheath is pressurized, pressure acts from the inside of the sheath toward the outside, and the normal force between the tension portion and the sheath is reduced. . For this reason, the restraint friction by a tension | pulling part sliding with respect to the inner surface of a sheath can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in tension due to friction loss. Here, the appropriate ground means a ground having a strength corresponding to the tension applied to the tension part, and means a ground on which a ground anchor may be provided, for example, a supporting ground or some other strength. The ground with the
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、引張り部とシースとの間に加圧流体が注入されることにより、引張り部とシースとの間が加圧されることが好ましい。これによれば、空気、水、グリスなどの流体により引張り部とシースとの間に圧力を掛けることで、シース内部から外部に向けて圧力が作用して垂直抗力が低減される。このため、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。なお、加圧とは、加圧流体を注入して、グラウトの拘束圧と同程度になるまで圧力を加えることを意味する。 In the ground anchor according to the present invention, it is preferable that a pressurized fluid is injected between the tension portion and the sheath to pressurize the tension portion and the sheath. According to this, by applying a pressure between the tension portion and the sheath by a fluid such as air, water, or grease, the pressure acts from the inside of the sheath toward the outside, and the vertical drag is reduced. For this reason, the restraint friction by a tension | pulling part sliding with respect to the inner surface of a sheath can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in tension due to friction loss. In addition, pressurization means injecting a pressurized fluid and applying pressure until it becomes the same as the restraint pressure of grout.
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、加圧流体は、防錆効果を有することが好ましい。これによれば、引張り部が錆びることを防止でき、引張り部の耐久性を保つことができる。 In the ground anchor according to the present invention, the pressurized fluid preferably has a rust-preventing effect. According to this, it can prevent that a tension part rusts and can maintain durability of a tension part.
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体が注入されることにより、引張り部とシースとの間が加圧されるのが好ましい。これによれば、シースの外部に充填される外部固化材の比重以上の比重の液体が、引張り部とシースとの間に注入されることによって、シース内部の圧力をシース外部の圧力以上とすることができる。このため、シース内部から外部に向けて圧力が作用して垂直抗力が低減され、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。 Further, in the ground anchor according to the present invention, it is preferable that the space between the tensile portion and the sheath is pressurized by injecting a liquid having a specific gravity equal to or higher than the specific gravity of the external solidification material filled outside the sheath. According to this, a liquid having a specific gravity equal to or greater than the specific gravity of the external solidification material filled outside the sheath is injected between the tension portion and the sheath, so that the pressure inside the sheath becomes equal to or higher than the pressure outside the sheath. be able to. For this reason, pressure acts from the inside of the sheath toward the outside to reduce the vertical drag, and it is possible to reduce restraint friction due to the sliding of the tension portion with respect to the inner surface of the sheath. As a result, it is possible to suppress a decrease in tension due to friction loss.
また、本発明に係るグラウンドアンカーにおいて、外部固化材の比重以上の比重の液体は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であるのが好ましい。これによれば、超遅延型セメント系グラウト材を注入することにより、シース内部の圧力をシース外部の圧力以上とすることができる。このため、シース内部から外部に向けて圧力が作用して垂直抗力が低減され、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。 In the ground anchor according to the present invention, the liquid having a specific gravity equal to or greater than the specific gravity of the external solidifying material is preferably a super-delay cement grout material obtained by adding a super-delay admixture to a cement grout material. According to this, the pressure inside a sheath can be made more than the pressure outside a sheath by inject | pouring a super delay type cementitious grout material. For this reason, pressure acts from the inside of the sheath toward the outside to reduce the vertical drag, and it is possible to reduce restraint friction due to the sliding of the tension portion with respect to the inner surface of the sheath. As a result, it is possible to suppress a decrease in tension due to friction loss.
また、本発明に係るグラウンドアンカー工法は、適当な地盤に形成されたアンカー体と、アンカー体により端部が地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔の開口部まで延設された引張り部と、緊張力が加えられた引張り部の他方の端部をアンカー孔の開口部で定着するアンカー頭部と、引張り部の外側を覆うシースと、を備えるグラウンドアンカーを用いたグラウンドアンカー工法であって、引張り部とシースとをアンカー孔内に挿入する挿入工程と、シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、引張り部とシースとの間を加圧する加圧工程と、引張り部に緊張力を加える緊張工程と、を備えることを特徴とする。 In addition, the ground anchor method according to the present invention includes an anchor body formed on an appropriate ground, and an end portion of the anchor body fixed to the ground by the anchor body, and the opening of the anchor hole drilled between the ground surface and the ground. A ground anchor having an extended tension portion, an anchor head that fixes the other end of the tension portion to which tension is applied at the opening of the anchor hole, and a sheath that covers the outside of the tension portion is used. In the conventional ground anchor method, an insertion step of inserting the tension portion and the sheath into the anchor hole and pressurization between the tension portion and the sheath until the external solidified material filled outside the sheath is cured. The pressurization process and the tension process which applies tension force to a tension part are provided.
本発明によれば、シースの外部に充填される外部固化材が硬化するまでに、引張り部とシースとの間を加圧することにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部とシースとの間の垂直抗力が低減される。このため、シースの内面に対して引張り部が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。 According to the present invention, the pressure is applied from the inside of the sheath toward the outside by pressurizing between the tension portion and the sheath until the external solidification material filled in the outside of the sheath is cured. The normal drag between the sheath and the sheath is reduced. For this reason, the restraint friction by a tension | pulling part sliding with respect to the inner surface of a sheath can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in tension due to friction loss.
また、本発明に係るグラウンドアンカー工法において、加圧工程は、外部固化材の水頭圧に応じて加圧するのが好ましい。これによれば、外部固化材の水頭圧に応じて加圧することにより、引張り部とシースとの間をより適切に加圧することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を効果的に抑えることができる。 Moreover, in the ground anchor construction method according to the present invention, the pressurizing step is preferably performed according to the water head pressure of the external solidifying material. According to this, it can pressurize more appropriately between a tension part and a sheath by applying pressure according to the head pressure of an external solidification material. As a result, the decrease in tension due to friction loss can be effectively suppressed.
本発明に係るグラウンドアンカー工法によれば、グラウンドアンカーの緊張力の損失の低減を図ることができる。 According to the ground anchor method according to the present invention, it is possible to reduce the loss of tension of the ground anchor .
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るグラウンドアンカー1の構造を示す図である。図2は、図1に示したグラウンドアンカー1のA−A線断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a
図1に示すように、グラウンドアンカー1は、アンカー頭部2と、アンカー体3と、アンカー体3からアンカー頭部2まで延設された引張り部4と、引張り部の外面を覆うシース5と、加圧パイプ6とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
アンカー頭部2は、アンカー孔7の開口部に設けられ、引張り部4の端部を補強対象物10に定着するものである。アンカー頭部2は、例えば、PC鋼より線束などのテンドンをアンカー頭部2で定着させる部材である定着具22と、定着具22と補強対象物10との間に設置される板状の部材である支圧板23と、を含んで構成されている。また、アンカー頭部2は、構造物などの補強対象物10からの力を引張り力である緊張力として引張り部4に伝達させるための部分である。
The
また、アンカー頭部2には、アンカー頭部2を覆う頭部キャップ21が設けられている。頭部キャップ21は、アンカー頭部2を覆うとともに防食用材料を充填できる構成を有する。頭部キャップ21は、管理点検時には取り外しが可能なものを用いることができる。この頭部キャップ21としては、例えばアルミニウム製のキャップが好適に用いられる。なお、頭部キャップ21を省略した態様とすることもできる。
The
アンカー体3は、引張り部4の端部から引張り部4の延長方向に造成されている。アンカー体3は、一定長を有しており、例えば、一定の強度を有する安定した地盤にグラウトの注入により造成され、引張り部4からの緊張力を地盤との摩擦抵抗もしくは支圧抵抗によって地盤に伝達させるために設置される抵抗部分である。グラウンドアンカー1を複数設ける場合には、引張り部4に加えられる緊張力が分散されるため、アンカー体3は、安定な地盤より強度の弱い地盤に設置されることも可能である。すなわち、アンカー体3は、引張り部4に加えられる緊張力に応じた強度を有する適当な地盤に設置することができる。
The
引張り部4は、アンカー頭部2からの緊張力をアンカー体3に伝達させるためのものであって、アンカー頭部2からアンカー体3まで延設されている。引張り部4は、例えば、アンカー体3により一方の端部が安定した地盤に定着され、地表と地盤との間で削孔されたアンカー孔7の開口部まで延設されている。引張り部4の他方の端部は、所定の緊張力が加えられた後、その緊張力を保持するようにアンカー頭部2により補強対象物10に定着される。引張り部4は、アンカー体3により一方の端部が安定した地盤に定着され、アンカー頭部2により他方の端部が補強対象物10に定着されることで、引張り部4に加えられた緊張力を利用して補強対象物10を補強することができる。なお、アンカー体3が、引張り部4に加えられる緊張力に応じた強度を有する適当な地盤に設けられている場合には、引張り部4は、アンカー体3により一方の端部が適当な地盤に定着される。
The
引張り部4は、例えばPC鋼より線ケーブルである。PC鋼より線に代えて、PC鋼線、PC鋼棒などを用いても良い。また、引張り部4は、ポリエチレン樹脂などの被覆材で覆われていてもよく、ケーブルと被覆材との間に充填材を注入したものとしてもよい。
The
シース5は、引張り部4の外面を覆う管状部材であって、引張り部4との間に所定の幅の間隙を有するように設けられている。シース5は、例えば高密度ポリエチレンからなるものである。引張り部4とシース5との間の間隙は密封構造となっており、後述する加圧パイプ6により、この間隙に空気、水、グリスなどの流体を注入し、圧力を掛けることができる。また、シース5の外部には、グラウトなどの外部固化材8が充填される。なお、外部固化材8を充填する前にシース5内を加圧する場合には、シース5は加圧に対して十分な引張降伏強度を有する材料および形状とする必要がある。
The
加圧パイプ6は、引張り部4とシース5との間の間隙を加圧するためのものであって、外部から引張り部4とシース5との間の間隙まで延設されている。本実施形態では、加圧パイプ6は、外部に設けられたコンプレッサなどにより加圧された液体である内部充填材9を、引張り部4とシース5との間の間隙に注入する。ここで、内部充填材9は、例えば非圧縮性の液体である。また、内部充填材9は、潤滑油のように、引張り部4とシース5が摺動しても、引張り部4がシース5の内面に接触することによる摩擦を軽減することができ、引張り部4に対する防錆効果を有し、施工時の環境温度において性状が変化しない液体であることが好ましい。なお、内部充填材9は、液体に限定されるものではなく、空気などの気体であってもよい。
The
続いて、外部固化材8による拘束圧について説明を行う。図3は、アンカー孔7の開口部を基準とした位置と外部固化材8の水頭との関係を示す図である。図3に示すように、アンカー孔7の削孔角をkとした場合、位置xにおける外部固化材8の水頭d(x)はkx/(1+k2)1/2となる。位置xにおける拘束圧p(x)は、外部固化材8の水頭d(x)に外部固化材8の単位体積重量γを乗じた値である。
拘束圧p(x)=γd(x)…(1)
Subsequently, the restraining pressure by the external solidifying
Restraint pressure p (x) = γd (x) (1)
式(1)で示されるように、外部固化材8によるシース5外部からの拘束圧は、外部固化材8の水頭高さに比例した値となる。一方で、シース5内の圧力は、シース5内に充填された内部充填材9の水頭圧力と加圧圧力とを足し合わせた圧力となる。そこで、加圧パイプ6により引張り部4とシース5との間の間隙に注入される内部充填材9の圧力を調節して、シース5内の圧力とシース5外部からの圧力とを同程度とするのが好ましい。
As shown by the equation (1), the restraining pressure from the outside of the
引き続いて、第1実施形態に係るグラウンドアンカー1を用いた施工方法について、説明を行う。
Subsequently, a construction method using the
まず、所定の場所において、削孔機等を使用して適当な地盤までアンカー孔7を削孔する(削孔工程)。次に、引張り部4とシース5とをアンカー孔7内に挿入する(挿入工程)。この際、グラウト注入用のホースを併せて挿入する。そして、アンカー体3を適当な地盤に造成する(造成工程)。その後、ホースにより、グラウトなどの外部固化材8をシース5の周囲の間隙に充填し、さらにアンカー孔7の上部に構造物を構築する(充填工程)。外部固化材8の充填後に、加圧パイプ6により加圧流体である内部充填材9を引張り部4とシース5との間の間隙に注入して加圧する(加圧工程)。
First, in a predetermined place, the
そして、その圧力を保持したまま、外部固化材8の硬化を待つ。外部固化材8が硬化した後、引張り部4とシース5との間の間隙に加えた圧力を抜き、アンカー孔7の開口部において、引張り部4の端部に緊張力を導入する(緊張工程)。そして、引張り部4をアンカー頭部2により定着する(定着工程)。なお、加圧工程は、充填工程の前であってもよく、遅くとも外部固化材8が硬化するまでに行う必要がある。なお、内部充填材9を注入する工程はグラウンドアンカー1を工場等で組み立てる際に行っておいてもよい。この場合、上記加圧工程では、加圧パイプ6を接続し、加圧だけを行えばよく、施工現場における作業時間を短縮することができる。
And the hardening of the
上記第1実施形態によれば、グラウンドアンカー1は、引張り部4、シース5がアンカー孔7内に挿入された後に、引張り部4とシース5との間が加圧されることにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部4とシース5との間の垂直抗力が低減される。このため、シース5の内面に引張り部4が接触して移動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
According to the first embodiment, the
また、上記第1実施形態によれば、グラウンドアンカー1を用いた施工方法は、引張り部4とシース5とをアンカー孔内に挿入する挿入工程の後、シース5の外部に充填される外部固化材8が硬化するまでに、引張り部4とシース5との間を加圧する加圧工程を備えることにより、シース内部から外部に向けて圧力が作用して、引張り部4とシース5との間の垂直抗力が低減される。このため、シース5の内面に引張り部4が接触して移動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を抑えることができる。
Moreover, according to the said 1st Embodiment, the construction method using the
拘束摩擦が低減するため、緊張力がより有効にアンカー体3に伝達される。また、摩擦損失が小さくなるため、摩擦係数のばらつきによる緊張時の伸びの変化が小さくなり、施工精度が向上する。さらに、定着後の摩擦切れの進行による固定端の緊張力の低下が小さくなり、アンカーとしての定着力の低下が小さくなる。
Since the restraining friction is reduced, the tension force is transmitted to the
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態を説明する。図4は、第2実施形態に係るグラウンドアンカー1Aの構造を示す図である。第2実施形態に係るグラウンドアンカー1Aは、第1実施形態のグラウンドアンカー1とは、加圧パイプ6を除いて同様のものである。したがって、グラウンドアンカー1Aの各部の説明については、省略する。なお、工場出荷前に引張り部4とシース5との間に後述する内部充填材9Aの充填を行う場合には、加圧パイプ6は不要である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a structure of a
第2実施形態においては、引張り部4とシース5との間の間隙に、シース5外部に充填された外部固化材8以上の比重を有する材料である内部充填材9Aが充填される。この内部充填材9Aの充填は、例えば工場出荷前に行われる。外部固化材8の比重は、例えばグラウトの場合、水セメント比にもよるが一般的には1.9程度で、また、グリスの場合、一般的に比重は、1.0程度である。したがって、少なくとも比重1.0以上、好ましくは、外部固化材8の比重以上の比重の内部充填材9Aが引張り部4とシース5との間の間隙に充填されることにより、シース5内部の圧力をシース5外部の圧力以上とすることができる。
In the second embodiment, the gap between the
シース5内に充填する内部充填材9Aは、防錆効果を有するものが好ましい。また、シース5内に充填する内部充填材9Aは、硬化しないものが好ましいが、再緊張する必要がなければ、緊張後に硬化するものであってもよい。具体的な材料としては、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材が好適である。超遅延混和剤とは、グラウトの凝結硬化時間を遅延させる混和剤であって、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸塩、ポリオール有機誘導体またはこれらを組み合わせたものがある。なお、シース5内に充填する液体として、比重を2.0程度まで高めたグリスなどを用いることもできる。
The
引き続いて、第2実施形態に係るグラウンドアンカー1Aを用いた施工方法について、説明を行う。
Subsequently, a construction method using the
まず、所定の場所において、削孔機等を使用して適当な地盤までアンカー孔7を削孔する(削孔工程)。次に、引張り部4とシース5とをアンカー孔7内に挿入する(挿入工程)。この際、グラウト注入用のホースを併せて挿入する。そして、アンカー体3を適当な地盤に造成する(造成工程)。その後、ホースにより、グラウトなどの外部固化材8をシース5の周囲の間隙に充填し、さらにアンカー孔7の上部に構造物を構築する(充填工程)。
First, in a predetermined place, the
そして、外部固化材8の硬化を待つ。外部固化材8が硬化した後、アンカー孔7の開口部において、引張り部4の端部に緊張力を導入し(緊張工程)、引張り部4をアンカー頭部2により定着する(定着工程)。なお、引張り部4とシース5との間の間隙への内部充填材9Aの充填は、遅くとも外部固化材8が硬化するまでに行う必要がある。
Then, the hardening of the external solidifying
(実施例)
第2実施形態に係るグラウンドアンカー1Aを用いて、アンカー長に対する摩擦損失量を確認する試験を行った。図5は、第2実施形態に係るグラウンドアンカー1Aを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を示すグラフである。第1曲線B1は、上記非特許文献1で示されている算定式によるアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線である。第2曲線B2は、従来のグラウンドアンカーを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線である。第3曲線B3は、第2実施形態に係るグラウンドアンカー1Aを用いた場合の試験結果により得られたアンカー長と摩擦損失量との関係を表す曲線である。
(Example)
Using the
第1曲線B1と、第2曲線B2と、第3曲線B3とを比較すると、アンカー長が30m以下では、いずれの曲線もほぼ同等の摩擦損失量を示している。アンカー長が30mを超えるあたりから、第1曲線B1に対して第2曲線B2及び第3曲線B3の摩擦損失量が増加している。しかしながら、第3曲線B3の摩擦損失量は、第2曲線B2の摩擦損失量と比較すると、大幅に低減されていることが分かる。アンカー長が長くなるにつれ、その効果は顕著である。このように、グラウンドアンカー1Aを用いることで、従来のグラウンドアンカーを用いた場合と比較して、アンカー長が30mを超える場合に摩擦損失量を大幅に低減することができた。
Comparing the first curve B1, the second curve B2, and the third curve B3, when the anchor length is 30 m or less, all the curves show substantially the same amount of friction loss. Since the anchor length exceeds 30 m, the friction loss amounts of the second curve B2 and the third curve B3 increase with respect to the first curve B1. However, it can be seen that the friction loss amount of the third curve B3 is significantly reduced compared to the friction loss amount of the second curve B2. The effect becomes more prominent as the anchor length becomes longer. Thus, by using the
上記第2実施形態によれば、グラウンドアンカー1Aは、引張り部4とシース5との間に外部固化材の比重以上の比重を有する材料である内部充填材9Aが充填されることにより、シース5内部の圧力をシース5外部の圧力以上とすることができる。このため、引張り部4とシース5との間の垂直抗力が低減されるので、シース5の内面に引張り部4が接触して移動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を低減することが可能となる。
According to the second embodiment, the
拘束摩擦が低減するため、緊張力がより有効にアンカー体3に伝達される。また、摩擦損失が小さくなるため、摩擦係数のばらつきによる緊張時の伸びの変化が小さくなり、施工精度が向上する。さらに、定着後の摩擦切れの進行による固定端の緊張力の低下が小さくなり、アンカーとしての定着力の低下が小さくなる。
Since the restraining friction is reduced, the tension force is transmitted to the
また、上記第2実施形態によれば、グラウンドアンカー1Aを用いた施工方法は、シース5の外部に充填される外部固化材8が硬化するまでに、引張り部4とシース5との間に外部固化材の比重以上の比重を有する材料である内部充填材9Aを充填する充填工程を備えることにより、シース5内部の圧力をシース5外部の圧力以上とすることができる。このため、引張り部4とシース5との間の垂直抗力が低減されるので、シース5の内面に対して引張り部4が摺動することによる拘束摩擦を低減することができる。その結果、緊張力の摩擦損失による減少を低減することが可能となる。
In addition, according to the second embodiment, the construction method using the
拘束摩擦が低減するため、緊張力がより有効にアンカー体3に伝達される。また、摩擦損失が小さくなるため、摩擦係数のばらつきによる緊張時の伸びの変化が小さくなり、施工精度が向上する。さらに、定着後の摩擦切れの進行による固定端の緊張力の低下が小さくなり、アンカーとしての定着力の低下が小さくなる。
Since the restraining friction is reduced, the tension force is transmitted to the
(使用例)
上記第1および第2実施形態に係るグラウンドアンカー1、1Aは、図6に示すような斜面11の安定のために用いられる。また、上記第1および第2実施形態に係るグラウンドアンカーは、図7に示すような重力式コンクリートダム12や図8に示すようなアーチ式コンクリートダム13といったダムの補強のために用いられる。上記使用例の他、構造物の転倒・浮き上り防止など、従来のグラウンドアンカーと同様の目的で使用される。
(Example of use)
The ground anchors 1 and 1A according to the first and second embodiments are used for stabilizing the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第1実施形態において、シース5外部に充填された外部固化材8の比重とシース5内に充填された内部充填材9の比重とが異なる場合には、すべての位置においてシース5内圧力とシース5外部からの圧力とを同程度にすることは困難である。このため、少なくとも滑り面において、シース5内圧力とシース5外部からの圧力とを同程度とするのが好ましい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment, when the specific gravity of the external solidified
また、第2実施形態において、シース5外部に充填された外部固化材8の比重以上の比重を有する液体を充填することとしたが、一定の拘束摩擦による摩擦損失を許容できる場合には、シース5外部に充填された外部固化材8の比重以上の比重を有する液体を充填する必要はない。一般的なグリス(比重1.0程度)や二硫化モリブデンなどを添加した潤滑剤(比重1.4程度)を引張り部4とシース5との間の間隙に封入しただけでも、拘束摩擦を半分程度に低減することができる。したがって、シース5内に充填された内部充填材9Aの比重に応じて、拘束摩擦を低減することができ、その結果、外部固化材8の拘束摩擦による摩擦損失を低減することが可能となる。
In the second embodiment, the liquid having a specific gravity equal to or higher than the specific gravity of the external solidified
また、第2実施形態において、工場出荷前に、シース5外部に充填された外部固化材8の比重以上の比重を有する内部充填材9が引張り部4とシース5との間の間隙に充填されるものとしたが、外部固化材8の硬化前であれば、工場出荷後に充填してもよい。この場合には、第1実施形態の加圧パイプ6と同様、外部から引張り部4とシース5との間の間隙まで延設された充填用パイプを設ける必要がある。
In the second embodiment, the
上記第1および第2実施形態に係るグラウンドアンカー1、1Aは、引張り部4とシース5との間が加圧されることにより、シース5内部から外部に向けて圧力が作用する。このため、シース5が引張り部4の外面に沿って変形するのを抑えることができ、シース5と引張り部4との咬み合わせによる摩擦を低減することもできる。
In the ground anchors 1, 1 </ b> A according to the first and second embodiments, the pressure acts between the inside of the
1,1A…グラウンドアンカー、2…アンカー頭部、3…アンカー体、4…引張り部、5…シース、6…加圧パイプ、7…アンカー孔、8…外部固化材、9,9A…内部充填材、10…補強対象物、11…斜面、12…重力式コンクリートダム、13…アーチ式コンクリートダム。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記引張り部と前記シースとの隙間に非圧縮性の液体である内部充填材が工場出荷前に注入されることで製造された、前記引張り部と前記シースと前記内部充填材とを備えるグランドアンカー材を準備するグランドアンカー材準備工程と、
前記グランドアンカー材準備工程で準備された前記グランドアンカー材を前記アンカー孔内に挿入する挿入工程と、
前記アンカー孔内に挿入された前記グランドアンカー材の前記シースの外部に外部固化材を充填する外部固化材充填工程と、
前記外部固化材充填工程の後で前記引張り部に緊張力を加える緊張工程と、を備え、
前記内部充填材は、セメント系グラウト材に超遅延混和剤を添加した超遅延型セメント系グラウト材であり、
前記外部固化材充填工程では、
前記内部充填材が前記外部固化材の比重以上の比重の液体であることにより前記引張り部と前記シースとの前記隙間が加圧されることを特徴とするグラウンドアンカー工法。 An anchor body formed on a suitable ground, and a plurality of anchor bodies having one end fixed to the ground by the anchor body and extending to an opening of an anchor hole drilled between the ground surface and the ground A tension part having a wire bundle, an anchor head for fixing the other end of the wire bundle of the tension part to which tension is applied at the opening of the anchor hole, and the outside of the plurality of wire bundles of the tension part A ground anchor construction method using a ground anchor provided with a sheath having a sealing structure with a gap between the wire bundle and a sealing structure;
A ground anchor comprising the tension portion, the sheath, and the inner filler, which is manufactured by injecting an inner filler, which is an incompressible liquid, into a gap between the tension portion and the sheath before shipping from a factory. Grand anchor material preparation process to prepare the material,
An insertion step of inserting the ground anchor material prepared in the ground anchor material preparation step into the anchor hole;
An external solidifying material filling step of filling an external solidifying material outside the sheath of the ground anchor material inserted into the anchor hole;
A tensioning step for applying tension to the tension portion after the external solidifying material filling step , and
The internal filler is a super delayed cement grout material obtained by adding a super retard admixture to a cement grout material,
In the external solidifying material filling step,
Ground Anchorages that the gap between the sheath and the tensioning portion is characterized Rukoto pressurized by the inner filling material is a liquid in specific gravity than the specific gravity of the external solidifying agent.
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