JP6209461B2

JP6209461B2 - 地盤アンカー締付け装置の復元工法

Info

Publication number: JP6209461B2
Application number: JP2014030031A
Authority: JP
Inventors: 孝幸阿部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP2015145607A

Description

本発明は既設地盤アンカーの締付け装置の機能改善に関する。

これまでの斜面崩壊予防の軟弱地盤を締付けるコンクリート法枠は引張用の地盤アンカー頭部のグラウト柱と一体化しており、地盤アンカーのアンカーボルトをナット等により締付けても、アンカーボルトとコンクリート法枠が付着し一体となっていることから地盤アンカーの引張力による反力で法枠を地盤面に圧着し締付けることは出来ない断面構造となっている。

また法枠底面と地面の間に隙間が生じた場合には、ナット等により再緊張を実施しても地盤アンカーのグラウト柱と法枠が一体化なっていることから軟弱地盤を締付けることは困難な状況となっている。

そこで本発明は、既設の地盤アンカーの機能改善を図るために、図２（２）、図４（２）および図６（２）に示されるように、法枠工のコンクリートとアンカーボルト２が付着している部分ｈ１と地盤面下の硬化したグラウト柱５の一部ｈ５を取り除き、取り除いた空間部ｈ２に軟らかい弾性材６を充填して収縮装置を形成して復元し、アンカーボルトの引張による反力で法枠が地盤に圧着し締付け効果が発生する断面構造に復旧する工法を発明した。

特許第４８０４５６１号公報

これまでは図５（１）の様に法枠１の底面の地盤が浸食されて隙間ｈ７が発生しても、法枠１と、土中内の削孔にアンカーボルト等２を挿入しグラウト注入され硬化したグラウト柱の頭部が一体化した断面構造となっている。このようなことからアンカーボルト２等を締付け装置（ナット３等）により引張力Ｔを加えても、反力Ｔｓは座金４を通しコンクリート法枠を圧着している事になり、法枠１が軟弱地盤を締付ける断面構造にはなっておらず、本来の目的を達することのできない断面構造と成っている。
また同様に図６（１）のアンカーボルト２が複数本のグランドアンカー等においても同様のことが発生し本来の目的を達することできない断面構造と成っている。

この様な状況から、特許文献１ではこれから新規に法面のアンカー工事をする場合には図２（２）や図４（２）、図６（２）の様にコンクリート法枠１とグラウト柱５の上部を軟らかい弾性材６等で分離し、アンカーボルト２の引張力Ｔによる反力Ｔｓにより法枠底面が地盤面に圧着し軟弱地盤面を締付け可能な断面構造で対応する断面構造が求められている。

従ってこれまでの地盤アンカーの断面構造は、自動車で例えればブレーキを踏んでアクセルを踏んでいる状態となっており、早期にブレーキを解除する必要がある。

なお現場においては図２（１）〜（２）や図４（１）〜（２）の様に、及び図６（２）の弾性材６が充填されている部分の、既設の法枠のコンクリートを取除き収縮装置を形成する必要がある。

そこで、本発明では法枠内のコンクリートを取り壊し取除く工法として、既設構造物への影響を極力抑え経済性や既設法枠工の再利用を考慮しコアカッターによるコンクリート法枠内の取り除き工法を編み出した。

以上に説明した様に、現在のアンカーボルトの引張力により軟弱地盤の滑りを抑止する工法は、法枠１と土中内に形成されたグラウト柱５が一体化していることからアンカーボルトの引張力Ｔによる反力Ｔｓにより軟弱地盤を締付けて滑りを予防することは困難な状況と成っている。なおアンカーボルトが軟弱地盤層内でスライド可能の場合（地盤アンカーの自由長区間Ｈ１のアンカーボルトが被覆されグラウト柱５内でもアンカーボルト２がスライド可能）では、グラウト柱５が座屈しない限り軟弱地盤を締付ける事が出来ない断面構造となっている。
このようなこれまでの地盤アンカーの断面構造をコンクリート法枠１内をアンカー軸方向を中心にしてアンカーボルト２を傷めずに法枠内のコンクリートをコアカッターにより抜き取り、法枠１とグラウト柱５を分離し空洞内に弾性体６を充填し収縮装置６ａを構成してアンカー工法の機能改善を図る技術を開発したことにより、法枠１を取り壊して復元する工法や、新たに地盤アンカーを埋設して対応するより遥かに経済的である。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態に係る雪崩防止方法およびそれに用いられる断面構造等のシステムについて説明する。

特許請求範囲第１項記載の地盤アンカー締付け装置の復元工法は、土中内の削孔に挿入されたアンカーボルトと、当該削孔に注入されたグラウトが硬化して形成されたグラウト柱とを備えた既設の地盤アンカーの締付け装置のアンカー機能を復元する方法であって、
前記既設の地盤アンカーの頭部が土中内に形成された前記グラウト柱とコンクリート法枠等が一体化して前記アンカー機能が阻害されていることから、コアカッター等により前記アンカーボルトを中心に前記コンクリート法枠の厚さ分と地盤内に形成された前記グラウト柱の一部を取り除いて空洞を形成し、前記空洞内に収縮可能な弾性材を充填して収縮装置を構成し、前記コンクリート法枠と前記グラウト柱とを分離して前記アンカー機能の改善を図る地盤アンカー締付け装置の復元工法である。すなわち、この復元方法は、従来の図１（１）の様な土中内に形成された硬化したグラウト柱５と硬化したコンクリート法枠１が一体化し断面構造ではアンカーボルトの引張力Ｔにより軟弱地盤を締付ける事は困難なことから、図２（１）〜（２）、図４（１）〜（２）、及び図６（２）の弾性材６を充填した空洞部形成するために、コアカッター等によりコンクリートを取り壊し取り除いて、硬化したグラウト柱５と硬化したコンクリート法枠１を分離し、空洞内にはアンカーボルト２のサビ防止や水溜りを予防するために軟らかい弾性材等６を充填して、図２（２）、図４（２）、図６（２）様な収縮装置６ａを構成し、アンカー機能の改善を図ったものである。

特許請求範囲第２項記載の地盤アンカー締付け装置の復元工法は、請求項１記載の地盤アンカー締付け装置の復元工法であって、前記コアカッターにより必要深さまでアンカー軸を中心に円形の溝切りを図るために既設の露出した前記アンカーボルトと前記コアカッターの回転軸を調整ボルトにより連結してそれぞれの軸方向を同じ向きにしてコアカッター本体を固定し、その後に前記調整ボルトを取り外し前記コアカッターにより溝切りを図り、円形の溝が形成された内部において前記アンカーボルトを除き前記コンクリート法枠および前記グラウト柱を取り除いて前記空洞を形成し、前記空洞内に収縮可能な弾性材を充填して前記コンクリート法枠と前記地盤アンカーとを分離して前記アンカー機能の改善を図る地盤アンカー締付け装置の復元工法である。すなわち、この復元工法は、図１（１）〜（２）、図４（１）〜（２）、及び図６（２）様な空洞を、アンカーボルト２を破損することの無い様にして安全に形成するための施工法等である。その主な要点としては法枠面とアンカー軸方向１０の角度βを確認してアンカー軸方向とコアカッター７ｃの機械軸方向が一致可能に調整するために調整ボルト７ｅにより調整しボルト８によりコアカッター本体７ａを固定する事が要点である。

従来は自然斜面の厳しい環境の中で、グラウト柱５の外径φ＝６０ｍｍ〜１００ｍｍ内にアンカーボルト２が挿入されている状況下で、アンカーボルト２の破損予防を図り、深さｈ２＝６０ｍｍほどの円形の溝切り（図１（１）および図３（２）〜（３）参照）を図りコンクリートを破壊し取除く技術は見られない。しかし回転モ−タ−軸７ｄに調整ボルト７ｅを仮設的に取付けてアンカーボルト２の露出軸方向と回転モ−タ−軸方向を同じにして、コアカッター脚部７ｂをボルト８により微調整してコアカッター本体７ａを固定する。コアカッター脚部７ｂを固定し当該コアカッター本体７ａの位置が定まった後には、調整ボルト７ｅを取り除きコアカッター７ｃの回転モ−タ−軸方向により所定の深さまで円形の溝切りを図る。

コアカッターによるコンクリート法枠１内の取り除き順序としては、図１（１）の様な既設法枠のアンカーボルト２のナット３を緩めて座金４を取り外し図１（２）のような状態とする。次にコアカッター抜き取り機械７ａのモーターの回転軸方向とアンカー軸方向の中心線を慎重に確認して合致するようにボルト８により微調整しコアカッター脚部７ｂを法枠面に固定する。なおコアカッター７ｃの内部有効空間長さｈ８はコンクリート溝切り深ｈ２以上、及びコアカッター外７ｃの径φ１とグラウト柱５外径φ３との関係はφ１＞φ３とし、溝切り厚さｔは５ｍｍ以上が好ましい。なおコアカッターの動力は電動式や発動式があり騒音対策等を含め選定する。

次に図２（１）の様に溝切り厚さを所定のｈ２までに達し終了してから、削岩機等により丁寧にコンクリート法枠１が降下する量ｈ４区間のコンクリートの取り除きを図り、アンカーボルト２のナット３の締付け作業に影響を与えない程に慎重に取除きを図る。
なおｈ４区間のコンクリートの取り除きは長さは、ｈ５の地盤面の土質や浸食量の度合により決定とするが標準としてこれまでの現場確認によればｈ４＞１０ｃｍとする。空洞部にはアンカーボルトのサビ対策や水溜りを予防するために、アンカーボルト２の引張力Ｔによる反力Ｔｓの阻害に成らない様な軟質の弾性材等６を充填し収縮装置６ａを構成する。

図４（１）（２）はコアカッターにより溝切りした区間のコンクリート法枠１やグラウト柱５の頭部の硬化したコンクリートやグラウトをアンカーボルト２を除いて全て取除いた場合の断面構造図を現している。この場合の現場状況はスベリ層の土質等の軟弱状況から法枠１とグラウト柱５のズレが生じ法枠１がグラウト柱５に接触することの無い様に安全性を見て全て取除いた場合の断面構造図を現している。

図５（１）は従来のコンクリート法枠１と図５（２）はコアカッター７ｃによりコンクリートを取り除いて弾性体６を充填し収縮装置６ａを構成し改善した断面構造の比較図面である。図５（１）については法枠１の底面に隙間ｈ７が発生している状況図あり、アンカーボルト２を再緊張し引張力Ｔを発生させるが、反力Ｔｓはアンカーボルト２の下部が法枠１やグラウト柱５と一体化していることから、座金４に伝達し法枠１の表面に圧着して締付けるだけで、本来の目的である軟弱地盤Ｇ１を締付けることが困難な状況を現している。
これに対して図５（２）は図２（１）の様に既設のコンクリート法枠１内をコアカッターにより抜き取り、法枠１とグラウト柱５を分離し空洞内に弾性体６を充填し収縮装置６ａを構成している。このため、アンカーボルト２を再緊張し引張力Ｔを発生させると、反力Ｔｓは座金に伝達し次に法枠１に伝達して隙間ｈ７を降下して軟弱地盤Ｇ１表面に圧着し軟弱地盤を締付け可能な断面構造に改良した状況を現している。自動車のブレーキを解除した状況と成り本来のアンカー工法の目的を達している断面構造を現している。

図６（１）（２）はアンカーボルト２の本数が複数ある場合の現場状況を現しており、断面構造の内容は
図５（１）（２）と同様でアンカーボルト２が複数本になったものでそれぞれの断面機能は同様と成っており、図６（１）は従来工法でアンカー機能が失われている状況を現しており、図６（２）は既設のコンクリート法枠内をコアカッターにより抜き取り、法枠１とグラウト柱５を分離し空洞内に弾性体６を充填し収縮装置６ａを構成してアンカー工法の機能改善した状況を現している。

図８は現場法面の軟弱地盤Ｇ１と安定した基盤Ｇ２の境のスベリ面９を現しており、この軟弱地盤の崩壊を抑止する工法として本発明によりアンカー機能が復元した状況図を現している。

現在のアンカーボルトの引張力により軟弱地盤の滑りを抑止する工法は、法枠と土中内に形成されたグラウト柱が一体化していることからアンカーボルトの引張力Ｔによる反力Ｔｓにより軟弱地盤を締付けて滑りを予防することは困難な状況と成っている。なおアンカーボルトが軟弱地盤層内でスライド可能の場合（地盤アンカーの自由長区間Ｈ１のアンカーボルトが被覆されグラウト柱内でもアンカーボルトがスライド可能）には、グラウト柱が座屈しない限り軟弱地盤を締付ける事が出来ない断面構造となっている。
このようなこれまでの地盤アンカーの断面構造をコンクリート法枠内をアンカー軸を中心にしてアンカーボルトを傷めずにコンクリートをコアカッターにより抜き取り、法枠１とグラウト柱５を分離し空洞内に弾性体６を充填し収縮装置６ａを構成し、アンカー工法の機能改善を図る技術を開発したことにより、法枠を取り壊して復元する工法や、新たに地盤アンカーを埋設して対応するより経済的であることが判明した。

以上に説明した様に、今後の新たに工事する法枠工事する場合のアンカー機能の改善策は既に［特許文献１］特許第４８０４５６１で実施されているが、これまでの既設のアンカー機能の改善策工法について提案された現場は無く、この様な発明により容易に経済的にアンカー機能の復元が可能となり画期的な発明となった。

（１）図は既設地盤アンカーで（２）図はコアカッターを法枠に取り付けた断面構造図。（１）図は既設法枠内のコンクリートを取り除いた状況と（２）図は収縮装置６ａを形成した断面構造図。（１）図は図１（１）のＡ１−Ａ１、（２）図は図２（２）のＢ１−Ｂ１、（３）図は図２（２）のＣ１−Ｃ１、（４）図は図２（２）のＤ１−Ｄ１位置のそれぞれの断面図（１）図は既設法枠内のコンクリートを取り除いた状況と（２）図は収縮装置を形成した断面構造図。（１）図は既設地盤アンカーと（２）図は収縮装置を形成した断面構造図。（１）図は既設地盤アンカーと（２）図は収縮装置を形成した断面構造図。（１）図は図６（１）のＡ２−Ａ２、（２）図は図６（２）のＢ２−Ｂ２、（３）図は図６（２）のＣ２−Ｃ２、（４）図は図６（２）のＤ２−Ｄ２位置のそれぞれの断面図既設の地盤アンカーに本発明を施し機能改善を図った場合の模式図

１コンクリート法枠等
２アンカーボルト
３締付け装置（ナット等）
４座金
５グラウト柱
６弾性体等からなる充填材
７ａコアカッター本体
７ｂコアカッター脚部
７ｃコアカッター
８コアカッター脚部の取付けボルト
９地盤のスベリ線
１０アンカー軸の法線
Ａ−Ａ位置断面図
Ｂ−Ｂ位置断面図
Ｃ−Ｃ位置断面図
Ｄ−Ｄ位置断面図
Ｇ１軟弱地盤
Ｇ２基盤面
Ｈ１地盤のスベリ層厚さ
Ｈ２基盤
Ｈ３締付け後のスベリ層の厚さ
ｈ１法枠厚さ
ｈ２コアカッターによる溝切り深さ
ｈ３グラウト柱の抜き取り残量分
ｈ４コンクリート法枠の取り壊し分（収縮装置区間）
ｈ５法枠が締付けにより降下出来る高さ
ｈ６アンカー頭部とコアカッターによる溝切り深さまでの高さ
ｈ７法枠が降下する量（法面が浸食された量）
ｈ８収縮装置高さがｈ７分だけ圧縮された内部有効空間高さ
ｔ溝切り厚さ
φ１コアカッターによる溝切り外径、及びコアカッター７ｃの外径
φ２コアカッターによる溝切り内径
θ 斜面勾配
β 法枠表面とアンカー軸方向との角度

Claims

土中内の削孔に挿入されたアンカーボルトと、当該削孔に注入されたグラウトが硬化して形成されたグラウト柱とを備えた既設の地盤アンカーの締付け装置のアンカー機能を復元する方法であって、
前記既設の地盤アンカーの頭部が土中内に形成された前記グラウト柱とコンクリート法枠等が一体化して前記アンカー機能が阻害されていることから、コアカッター等により前記アンカーボルトを中心に前記コンクリート法枠の厚さ分と地盤内に形成された前記グラウト柱の一部を取り除いて空洞を形成し、前記空洞内に収縮可能な弾性材を充填して収縮装置を構成し、前記コンクリート法枠と前記グラウト柱とを分離して前記アンカー機能の改善を図る地盤アンカー締付け装置の復元工法において、
前記コアカッターにより必要深さまでアンカー軸を中心に円形の溝切りを図るために既設の露出した前記アンカーボルトと前記コアカッターの回転軸を調整ボルトにより連結してそれぞれの軸方向を同じ向きにしてコアカッター本体を固定し、その後に前記調整ボルトを取り外し前記コアカッターにより溝切りを図り、円形の溝が形成された内部において前記アンカーボルトを除き前記コンクリート法枠および前記グラウト柱を取り除いて前記空洞を形成し、前記空洞内に収縮可能な弾性材を充填して前記コンクリート法枠と前記地盤アンカーとを分離して前記アンカー機能の改善を図る地盤アンカー締付け装置の復元工法。