JP6850433B2 - あと施工アンカー工法 - Google Patents

Description

本発明は、既存の構造物にアンカー筋を取り付けるためのあと施工アンカー工法に関する。

例えば、既存のコンクリート構造物の補強等を目的として、既存のコンクリート構造物上に新たなコンクリートを打設し、既存のコンクリート構造物と新たなコンクリートによる構造物とを一体化させる場合がある。斯かる場合には、既存のコンクリート構造物にアンカー筋の一端側を埋設し、アンカー筋の他端側を既存のコンクリート構造物から突出させた状態で、既存のコンクリート構造物におけるアンカー筋の突出した側の面に新たなコンクリートを打設する。これにより、アンカー筋の一端側が既存のコンクリート構造物に埋設され、アンカー筋の他端側が新たなコンクリート構造物に埋設された状態となる。このため、既存のコンクリート構造物と新たなコンクリート構造物とのせん断方向の結合がアンカー筋によって強固なものとなる。

既存のコンクリート構造物にアンカー筋を取り付ける方法（あと施工アンカー工法）としては、既存のコンクリート構造物に形成した穿孔内にアンカー筋の一端側を挿入し、他端側を既存のコンクリート構造物から突出させた状態で、アンカー筋の一端側と穿孔の内面との間に充填材を充填し、該充填材を硬化させることで、既存のコンクリート構造物にアンカー筋を取り付ける方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４−２２７７０１号公報

ところで、上記のようなあと施工アンカー工法を用いてアンカー筋が取り付けられた既存のコンクリート構造物と新たなコンクリート構造物とが一体化された状態において、既存のコンクリート構造物と新たなコンクリート構造物との界面にせん断方向の力が生じることがある。このようなせん断方向の力が生じると、既存のコンクリート構造物と新たなコンクリート構造物との界面に沿った方向にアンカー筋が付勢されることになる。これにより、アンカー筋が付勢される方向において、既存のコンクリート構造物に形成した穿孔の開口端部におけるアンカー筋と重なる領域にアンカー筋からの圧力が加わることになる。そして、このような圧力が穿孔の開孔端部やその近傍に加わると、該開孔端部又はその近傍が破損し、既存のコンクリート構造物と新たなコンクリート構造物とのせん断方向の結合が弱いものとなる。

そこで、既存の構造物に形成された穿孔の開孔端部やその近傍がアンカー筋からの圧力によって破損してしまうのを抑制することができるあと施工アンカー工法を提案することを課題とする。

本発明に係るあと施工アンカー工法は、構造物にアンカー材を取り付けるためのあと施工アンカー工法であって、前記アンカー材は、棒状のアンカー筋と、該アンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部とを備えており、前記アンカー筋は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部と、前記構造物から突出する突出部とを備えており、前記フランジ部は、アンカー筋の穿孔内配置部の外周に環状に形成されており、アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上であり、フランジ部の外周端部の厚みは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、前記アンカー筋の穿孔内配置部及び前記フランジ部の全体を前記穿孔内に配置するアンカー材配置工程と、前記穿孔内に無機系充填材を充填する充填工程とを備えており、アンカー材配置工程及び充填工程の後の状態において、アンカー筋の穿孔内配置部と穿孔の内面との間に無機系充填材が充填されると共に、前記フランジ部の全体が前記穿孔内で無機系充填材に埋没するように構成される。

また、本発明に係るあと施工アンカー工法は、構造物にアンカー材を取り付けるためのあと施工アンカー工法であって、前記アンカー材は、棒状のアンカー筋と、該アンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部とを備えており、前記アンカー筋は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部と、前記構造物から突出する突出部とを備えており、前記フランジ部は、アンカー筋の穿孔内配置部の外周に環状に形成されると共に、外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されており、アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上であり、フランジ部の外周端部の厚みは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、前記アンカー筋の穿孔内配置部及び前記フランジ部の全体を前記穿孔内に配置するアンカー材配置工程と、前記穿孔内に無機系充填材を充填する充填工程とを備えており、アンカー材配置工程及び充填工程の後の状態において、アンカー筋の穿孔内配置部と穿孔の内面との間に無機系充填材が充填されると共に、前記フランジ部の全体が前記穿孔内で無機系充填材に埋没するように構成される。

上記の各あと施工アンカー工法に係る構成によれば、アンカー材配置工程及び充填工程を行うことで、アンカー筋の穿孔内配置部が構造物（以下、第一構造物とも記す）に固定されると共に、アンカー筋の突出部が第一構造物から突出した状態で、アンカー材が第一構造物に取り付けられる。これにより、アンカー筋の突出部が埋設されるように、アンカー筋の突出部が突出した側の第一構造物の面に新たな構造物（以下、第二構造物とも記す）を形成することで、アンカー筋を介して第一構造物と第二構造物とを強固に一体化させることができる。

また、上記のようなフランジ部を有することで、第一構造物と第二構造物との界面にせん断方向の力が生じて、該界面に沿ってアンカー筋が付勢された際にも、アンカー筋からの圧力によって穿孔の開孔端部やその近傍が破損するのを抑制することができる。

具体的には、従来技術のように、フランジ部を有さないアンカー材（即ち、アンカー筋のみ）が第一構造物に取り付けられている場合、上記のようなせん断方向の力によってアンカー筋が付勢された状態になると、アンカー筋が付勢される方向においてアンカー筋と重なる穿孔の開口端部の狭い領域にアンカー筋からの圧力が集中して加わることになる。

しかしながら、本発明のあと施工アンカー工法は、アンカー材がアンカー筋の外周に環状に形成されてアンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部を有するものである。また、アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上に構成される。また、フランジ部の外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されている場合には、アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上に構成される。また、フランジ部の外周端部の厚みが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下に構成される。そして、斯かるフランジ部がアンカー筋の穿孔内配置部と共に穿孔内に配置されて、無機系充填材に埋没することで、上記のようにせん断方向の力によってアンカー筋が付勢されても、付勢される方向においてフランジ部と重なる穿孔の開口端部の広い領域にアンカー筋からの圧力が分散して加わり、アンカー材に働くモーメントをフランジ部が抑制することになる。このため、穿孔の開孔端部やその近傍に加わる負荷が軽減されて該開孔端部やその近傍が破損するのを抑制することができる。

更に、アンカー材配置工程では、アンカー筋の穿孔内配置部及びフランジ部が穿孔内に配置される。つまり、一つの穿孔の内側にアンカー筋の穿孔内配置部及びフランジ部が配置されるため、斯かる穿孔以外の孔や溝を第一構造物に形成する必要がない。このため、アンカー材の取り付けを簡易に行うことができる。

前記アンカー材は、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するナット部を更に備えており、アンカー筋とナット部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とナット部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して１．６倍以上であり、アンカー材配置工程及び充填工程の後の状態において、ナット部の一端部が穿孔内で無機系充填材に埋没するように構成されてもよい。

前記アンカー材は、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するナット部を更に備えており、該ナット部は、軸線に対して直交する断面の外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されており、アンカー筋とナット部とが重なりあう位置においてナット部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して１．６倍以上であり、アンカー材配置工程及び充填工程の後の状態において、ナット部の一端部が穿孔内で無機系充填材に埋没するように構成されてもよい。

上記の各構成によれば、ナット部は、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するため、フランジ部がアンカー筋の突出部側へ移動するのをナット部によって規制することができる。このため、フランジ部がアンカー筋の突出部側へ意図せずに移動してしまうのを防止することができる。

また、斯かる構成を備えることで、第一構造物と第二構造物との界面にせん断方向の力が生じて、該界面に沿ってアンカー筋が付勢された際にも、アンカー筋からの圧力によって穿孔の開孔端部やその近傍が破損するのをより効果的に抑制することができる。

具体的には、ナット部を備えることで、上記のように、せん断方向の力によってアンカー筋が付勢される方向においてナット部と重なる穿孔の開口端部の領域にもアンカー筋からの圧力が分散して加わることになる。つまり、アンカー筋が付勢される方向において、フランジ部及びナット部と重なる穿孔の開孔端部やその近傍の広い領域にアンカー筋からの圧力が分散して加わることになるため、穿孔の開孔端部やその近傍に加わる負荷がより軽減されて該開孔端部やその近傍が破損するのをより効果的に抑制することができる。

アンカー材配置工程及び充填工程後の状態において、前記構造物の表面から穿孔の深さ方向に５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の位置にフランジ部の外周端部が位置するように構成されてもよい。

前記穿孔における深さ方向に交差する断面の直径は、アンカー筋における軸線に交差する断面の直径に対して３倍以上５．５倍以下であってもよい。

以上のように、本発明によれば、既存の構造物に形成された穿孔の開孔端部やその近傍がアンカー筋からの圧力によって破損してしまうのを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るあと施工アンカー工法で用いるアンカー材の構成を示した斜視図。 （ａ）は、同実施形態に係るあと施工アンカー工法で用いるアンカー材を構成するアンカー筋をアンカー筋の長手方向に直交する方向から見た側面図、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ断面図。 （ａ）は、同実施形態に係るあと施工アンカー工法で用いるアンカー材を構成するフランジ部、及び、ナット部をナット部の軸線に直交する方向から見た側面図、（ｂ）は、斯かるフランジ部、及び、ナット部をナット部の軸線に沿ってナット部側から見た平面図。 同実施形態に係るあと施工アンカー工法で用いるアンカー材をアンカー筋の長手方向に直交する方向から見た側面図。 図４のＩＩ−ＩＩ断面図。 図４のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。 同実施形態に係るあと施工アンカー工法を用いて構造物にアンカー材を取り付けた状態を示す一部断面図。 他の実施形態に係るあと施工アンカー工法で用いるアンカー材におけるアンカー筋の軸線に直交する断面図。

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。

本実施形態に係るあと施工アンカー工法は、既存の構造物（例えば、コンクリート構造物等）にアンカー材を取り付けるためのものである。

アンカー材としては、図１に示すアンカー材１のように、棒状のアンカー筋１ａと、該アンカー筋１ａの軸線Ｌを中心に環状に形成されてアンカー筋１ａに対して交差する方向に延びる板状のフランジ部１ｂと、アンカー筋１ａと螺合するナット部１ｃとを備える。本実施形態では、フランジ部１ｂとナット部１ｃとが一体的に形成され、フランジ部１ｂとナット部１ｃとの一体物がアンカー筋１ａとは別体として形成される。

前記アンカー筋１ａは、図２に示すように、一端側から他端側に向かって太さが略変化しない棒状（具体的には、円柱状）のアンカー筋本体１ｄを備える。また、アンカー筋１ａ（アンカー筋本体１ｄ）は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部１ｅと、前記構造物から突出する突出部１ｆとを備える。また、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）は、フランジ部１ｂ及びナット部１ｃに挿通されて該ナット部１ｃと螺合可能に構成される。具体的には、アンカー筋本体１ｄは、突出部１ｆ側の端部から穿孔内配置部１ｅ側の端部に向かう領域の外周面にネジ溝が形成されており、斯かる領域がナット部１ｃと螺合するように構成されている。また、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の長さとしては、特に限定されるものではなく、例えば、アンカー筋径（ｄａ）に対して１４ｄａ以上６０ｄａ以下であってもよい。

また、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）における軸線Ｌに対して交差（直交）する断面（以下、アンカー筋断面とも記す）の外周径（アンカー筋断面の直径）Ｄ１としては、特に限定されるものではなく、例えば、８ｍｍ以上２４ｍｍ以下であってもよく、１８ｍｍ以上３０ｍｍ以下であってもよい。

フランジ部１ｂは、図３に示すように、厚み方向にアンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）を挿通可能な挿通孔１ｇを備える。具体的には、フランジ部１ｂは、円盤状に形成され、略中心部に前記挿通孔１ｇを備える。また、円盤状のフランジ部１ｂの外周径Ｄ２は、アンカー筋断面の外周径Ｄ１に対して（即ち、外径比が）２．５倍以上であってもよく、２．５倍以上５倍以下であってもよい。また、フランジ部１ｂは、外周端部の厚みＬ１が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、５ｍｍ以上１２ｍｍ以下であってもよい。

ナット部１ｃは、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の挿通方向が長手となる柱状（本実施形態では、六角柱状）に形成される。また、ナット部１ｃは、長手方向に沿ってアンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）を挿通させる挿通孔１ｈを備える。そして、ナット部１ｃは、挿通孔１ｈの内周面がアンカー筋本体１ｄのネジ溝と螺合するように構成される。また、ナット部１ｃの長手方向の一端部からフランジ部１ｂが環状に延出するように構成される。

また、ナット部１ｃの長手方向の両端部間の長さＬ２としては、特に限定されるものではなく、例えば、１５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であってもよく、３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であってもよい。また、ナット部１ｃは、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）と螺合させる際の軸線Ｌに対して交差（直交）する断面（以下、ナット部断面とも記す）の形状がアンカー筋断面の形状よりも大きく、フランジ部の外周形状よりも小さくなるように構成される。また、ナット部断面の外周径（例えば、六角柱状のナット部１ｃの断面における外周の内接円の直径）Ｄ３としては、特に限定されるものではなく、例えば、１３ｍｍ以上４６ｍｍ以下であってもよく、１９ｍｍ以上３６ｍｍ以下であってもよい。

そして、図４に示すように、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）がナット部１ｃの長手方向の他端部からナット部１ｃ及びフランジ部１ｂに挿通され、ナット部１ｃがアンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）と螺合される。これにより、アンカー材１が形成される。該アンカー材１では、ナット部１ｃは、フランジ部１ｂよりもアンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の突出部１ｆ側に配置される。また、ナット部１ｃの他端部からアンカー筋１ａの突出部１ｆが突出し、フランジ部１ｂからアンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅが突出し、フランジ部１ｂがアンカー筋１ａ（穿孔内配置部１ｅ）から軸線Ｌに対して交差する方向に延びるように配置される。

また、図５に示すように、フランジ部１ｂは、アンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅの外周に環状に形成される。また、フランジ部１ｂは、外周形状がアンカー筋１ａの軸線Ｌを中心とする円形状に形成される。また、アンカー筋１ａとフランジ部１ｂとが重なりあう位置においてアンカー筋１ａの軸線Ｌとフランジ部１ｂの外周端部とを結ぶ直線Ｓ１を仮定した際に、該直線Ｓ１上に位置するフランジ部１ｂの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ４は、前記直線Ｓ１上に位置するアンカー筋１ａの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ５に対して２．５倍以上であり、２．５倍以上５倍以下であってもよい。

また、図６に示すように、アンカー筋１ａとナット部１ｃとが重なりあう位置においてアンカー筋１ａの軸線Ｌとナット部１ｃの外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するナット部１ｃの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとを結ぶ直線Ｓ２を仮定した際に、該直線Ｓ２上に位置するナット部１ｃの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ６は、前記直線Ｓ２上に位置するアンカー筋１ａの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ７に対して１．６倍以上であってもよく、２倍以上３．５倍以下であってもよい。

次に、上記のように構成されるアンカー材１を構造物に取り付けるあと施工アンカー工法について説明する。

斯かるあと施工アンカー工法は、図７に示すように、構造物Ｘに形成した穿孔Ｘ１内にアンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の穿孔内配置部１ｅ及びフランジ部１ｂの全体を配置するアンカー材配置工程を備える。穿孔Ｘ１内にフランジ部１ｂを配置する際の深さ（埋め込み深さ）Ｈ２としては、特に限定されるものではなく、例えば、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であってもよく、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であってもよく、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であってもよい。また、アンカー材配置工程では、ナット部１ｃにおけるフランジ部１ｂ側の一端部も穿孔Ｘ１内に配置される。そして、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の突出部１ｆ、及び、ナット部１ｃの他端部が穿孔Ｘ１の外側へ構造物Ｘから突出した状態となる。

なお、穿孔Ｘ１の深さＨ１としては、特に限定されるものではなく、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の長さに対して、アンカー筋径（ｄａ）に対して７ｄａ以上３０ｄａ以下であってもよい。穿孔Ｘ１における深さ方向に交差する断面の直径（内径）Ｄ８としては、特に限定されるものではなく、例えば、アンカー筋断面の直径に対して３倍以上５．５倍以下であってもよい。

また、あと施工アンカー工法では、穿孔Ｘ１内に無機系充填材Ｙを充填する充填工程を備える。該充填工程は、アンカー材配置工程の前に行われてもよく、アンカー材配置工程の後に行われてもよい。充填工程を行うことで、アンカー筋１ａ（具体的には、アンカー筋本体１ｄ）の穿孔内配置部１ｅと穿孔Ｘ１の内周面との間に無機系充填材Ｙが充填された状態が形成される。また、充填工程を行うことで、フランジ部１ｂの全体が穿孔Ｘ１内で無機系充填材Ｙに埋没した（具体的には、無機系充填の表面近傍で埋没した）状態になると共に、ナット部１ｃの一端部も穿孔Ｘ１内で無機系充填材Ｙに埋没した状態になる。また、穿孔Ｘ１内のフランジ部１ｂは、無機系充填材Ｙの表面から穿孔Ｘ１の深さ方向の所定位置に外周端部が位置するように構成される。具体的には、無機系充填材Ｙの表面からフランジ部１ｂまでの深さ（以下、かぶり厚とも記す）Ｈ３としては、特に限定されるものではなく、例えば、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であってもよく、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。そして、無機系充填材Ｙが硬化することで、構造物Ｘにアンカー材１が固定される。

構造物Ｘにアンカー材１が取り付けられた状態で、アンカー筋１ａは、穿孔内配置部１ｅが穿孔Ｘ１内に配置され、突出部１ｆが穿孔Ｘ１の外側へ構造物Ｘから突出した状態となる。そして、構造物Ｘにおけるアンカー筋１ａが突出した側の面に新たな構造物Ｚを形成する。例えば、構造物Ｘにおけるアンカー筋１ａが突出した側の面上に、新たなコンクリートを打設することで、アンカー筋１ａの突出部１ｆが埋設された新たなコンクリート構造物Ｚが形成される。これにより、構造物Ｘと構造物Ｚとがアンカー筋１ａを介して強固に連結される。

無機系充填材Ｙとしては、特に限定されるものではなく、従来のあと施工アンカー工法において使用されている無機系充填材を用いることができる。具体的には、無機系充填材Ｙとしては、水硬性材料と水との混練物を用いることができる。

水硬性材料としては、水と接触して硬化するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポルトランドセメント、珪酸カルシウム、カルシウムアルミネート、カルシウムフルオロアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート、カルシウムアルミノフェライト、リン酸カルシウム、半水又は無水石膏及び自硬性を有する生石灰の粉体からなる群より選ばれた少なくとも一種類の粉体を用いることができる。

また、無機系充填材Ｙには、水硬性材料以外に、種々の成分が含有されてもよい。例えば、水酸化カルシウム粉末、二水石膏粉末、炭酸カルシウム粉末、スラグ粉末、フライアッシュ粉末、珪石粉末、珪砂粉末、粘土粉末及びシリカフューム粉末からなる群より選ばれた少なくとも一種類の粉体が含有されてもよい。また、膨張材、増粘剤、減水剤、凝結遅延剤、反応促進剤等が含有されてもよい。また、水硬性材料と混練される水には、必要に応じて、ポリマーや、凝結遅延剤等が含有されてもよい。

以上のように、本発明に係るあと施工アンカー工法によれば、既存の構造物に形成された穿孔の開孔端部やその近傍がアンカー筋からの圧力によって破損してしまうのを抑制することができる。

即ち、アンカー材配置工程及び充填工程を行うことで、アンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅが構造物（以下、第一構造物とも記す）Ｘに固定されると共に、アンカー筋１ａの突出部１ｆが第一構造物Ｘから突出した状態で、アンカー材１が第一構造物Ｘに取り付けられる。これにより、アンカー筋１ａの突出部１ｆが埋設されるように、アンカー筋１ａの突出部１ｆが突出した側の第一構造物Ｘの面に新たな構造物（以下、第二構造物とも記す）Ｚを形成することで、アンカー筋１ａを介して第一構造物Ｘと第二構造物Ｚとを強固に一体化させることができる。

また、上記のようなフランジ部１ｂを有することで、第一構造物Ｘと第二構造物Ｚとの界面にせん断方向の力が生じて、該界面に沿ってアンカー筋１ａが付勢された際にも、アンカー筋１ａからの圧力によって穿孔Ｘ１の開孔端部やその近傍が破損するのを抑制することができる。

具体的には、従来技術のように、フランジ部１ｂを有さないアンカー材１（即ち、アンカー筋１ａのみ）が第一構造物Ｘに取り付けられている場合、上記のようなせん断方向の力によってアンカー筋１ａが付勢された状態になると、アンカー筋１ａが付勢される方向においてアンカー筋１ａと重なる穿孔Ｘ１の開口端部の狭い領域にアンカー筋１ａからの圧力が集中して加わることになる。

しかしながら、本発明のあと施工アンカー工法では、アンカー材１がアンカー筋１ａの外周に環状に形成されてアンカー筋１ａに対して交差する方向に延びる板状のフランジ部１ｂを有するものである。また、アンカー筋１ａとフランジ部１ｂとが重なりあう位置においてフランジ部１ｂの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとを結ぶ直線Ｓ１を仮定した際に、該直線Ｓ１上に位置するフランジ部１ｂの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ４は、前記直線Ｓ１上に位置するアンカー筋１ａの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ５に対して２．５倍以上に構成される。また、フランジ部１ｂの外周端部の厚みが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下に構成される。そして、斯かるフランジ部１ｂがアンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅと共に穿孔Ｘ１内に配置されて、無機系充填材Ｙに埋没することで、上記のようにせん断方向の力によってアンカー筋１ａが付勢されても、付勢される方向においてフランジ部１ｂと重なる穿孔Ｘ１の開口端部の広い領域にアンカー筋１ａからの圧力が分散して加わり、アンカー材に働くモーメントをフランジ部が抑制することになる。このため、穿孔Ｘ１の開孔端部やその近傍に加わる負荷が軽減されて該開孔端部やその近傍が破損するのを抑制することができる。

更に、アンカー材配置工程では、アンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅ及びフランジ部１ｂが穿孔Ｘ１内に配置される。つまり、一つの穿孔Ｘ１の内側にアンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅ及びフランジ部１ｂが配置されるため、斯かる穿孔Ｘ１以外の孔や溝を第一構造物Ｘに形成する必要がない。このため、アンカー材１の取り付けを簡易に行うことができる。

ナット部１ｃは、フランジ部１ｂよりもアンカー筋１ａの突出部１ｆ側の位置でアンカー筋１ａと螺合するため、フランジ部１ｂがアンカー筋１ａの突出部１ｆ側へ移動するのをナット部１ｃによって規制することができる。このため、フランジ部１ｂがアンカー筋１ａの突出部１ｆ側へ意図せずに移動してしまうのを防止することができる。

また、上記のような構成のナット部１ｃを備えることで、第一構造物Ｘと第二構造物Ｚとの界面にせん断方向の力が生じて、該界面に沿ってアンカー筋１ａが付勢された際にも、アンカー筋１ａからの圧力によって穿孔Ｘ１の開孔端部やその近傍が破損するのをより効果的に抑制することができる。

具体的には、ナット部１ｃを備えることで、上記のように、せん断方向の力によってアンカー筋１ａが付勢される方向においてナット部１ｃと重なる穿孔Ｘ１の開口端部の領域にもアンカー筋１ａからの圧力が分散して加わることになる。つまり、アンカー筋１ａが付勢される方向において、フランジ部１ｂ及びナット部１ｃと重なる穿孔Ｘ１の開孔端部やその近傍の広い領域にアンカー筋１ａからの圧力が分散して加わることになるため、穿孔Ｘ１の開孔端部やその近傍に加わる負荷がより軽減されて該開孔端部やその近傍が破損するのをより効果的に抑制することができる。

なお、本発明に係るあと施工アンカー工法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

例えば、上記実施形態では、フランジ部１ｂとナット部１ｃとが一体的に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、フランジ部１ｂとナット部１ｃとが別体として形成されてもよい。また、上記実施形態では、アンカー筋１ａは、フランジ部１ｂ及びナット部１ｃと別体として形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、アンカー筋１ａ、フランジ部１ｂ、及び、ナット部１ｃが一体的に形成されてもよい。

また、上記実施形態では、アンカー材１は、ナット部１ｃを備えているが、これに限定されるものではなく、例えば、アンカー筋１ａとフランジ部１ｂとから構成されるアンカー材であってもよい。

また、上記実施形態では、ナット部１ｃがアンカー筋１ａと螺合するように構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、フランジ部１ｂがアンカー筋１ａと螺合するように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、フランジ部１ｂは、外周形状が円形状に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、六角形状等の多角形状に形成されてもよい。斯かる場合には、アンカー筋１ａとフランジ部１ｂとが重なりあう位置においてアンカー筋１ａの軸線Ｌとフランジ部１ｂの外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するフランジ部１ｂの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとを結ぶ直線Ｓ１０を仮定した際に、該直線Ｓ１０上に位置するフランジ部１ｂの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ４０は、前記直線Ｓ１０上に位置するアンカー筋１ａの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ５０に対して２．５倍以上であり、２．５倍以上５倍以下であってもよい。

また、上記実施形態では、ナット部１ｃは、外周形状が多角形状（具体的には、六角形状）に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、断面の外周形状が円形状に形成されてもよい。斯かる場合には、アンカー筋１ａとナット部１ｃとが重なりあう位置においてナット部１ｃの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとを結ぶ直線Ｓ２０を仮定した際に、該直線Ｓ２０上に位置するナット部１ｃの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ６０は、前記直線Ｓ２０上に位置するアンカー筋１ａの外周端部とアンカー筋１ａの軸線Ｌとの間の直線距離Ｄ７０に対して１．６倍以上であってもよく、２倍以上３．５倍以下であってもよい。

以下、本発明の実施例について説明する。

＜実施例１，２＞
１．アンカー材
上記の実施形態に示すアンカー材１を用いた。アンカー筋１ａ、フランジ部１ｂ、及び、ナット部１ｃのサイズについては、下記表２に示す。

２．無機系充填材
無機系充填材として、セメフォースアンカー（住友大阪セメント社製）を用い，専用水により混練したものを用いた。

３．コンクリート構造物
・セメント（住友大阪セメント社製 品名：普通ポルトランドセメント）、細骨材（千葉県君津産：山砂）、粗骨材（栃木県栃木産：砕石、最大寸法２０ｍｍ）、及び、水を混練して円柱状（φ１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ）のコンクリート構造物を作製した。コンクリート構造物の配合、及び、物性については、下記表１に示す。
・得られたコンクリート構造物（混練後２８日のもの）の中央部に、高さ方向に沿って穿孔Ｘ１を形成した。穿孔Ｘ１の深さと内径については、下記表２に示す。

４．試験体の作製（アンカー材の取り付け）
穿孔Ｘ１内に無機系充填材を注入した直後に、下記表１の条件となるように、アンカー筋１ａの穿孔内配置部１ｅ、及び、フランジ部１ｂを穿孔Ｘ１内に配置した。この際、フランジ部１ｂの全体、及び、ナット部１ｃの一端部が無機系充填材に埋没した状態になるようにした。そして、アンカー筋１ａを穿孔Ｘ１内に挿入して２８日間養生し、無機系充填材を硬化させることで、アンカー材１がコンクリート構造物Ｘに取り付けられてなる試験体を作製した。

５．せん断方向の耐力（応力）の測定
得られた試験体を用いて、最大耐力、最大耐力時の変位量、２ｍｍ変位時の耐力を測定した。測定方法としては、あと施工アンカー試験方法（日本建築あと施工アンカー協会）のせん断試験に準拠した。各測定結果については、下記表３に示す。

６．引っ張り最大耐力の測定
得られた試験体（以下、第一構造物とも記す）において、アンカー筋１ａの突出部１ｆが突出する側の面（以下、アンカー筋突出面とも記す）に、円柱状（φ１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ）の新たなコンクリート構造物を作製した。具体的には、セメント（住友大阪セメント社製 品名：普通ポルトランドセメント）、細骨材（千葉県君津産：山砂）、粗骨材（栃木県栃木産：砕石）、及び、水を混練した混練物を、第一構造物におけるアンカー筋突出面に打設し、２８日間養生して混練物を硬化させることで、アンカー筋１ａの突出部１ｆ、及び、ナット部１ｃの他端部が埋設された新たなコンクリート構造物（以下、第二構造物とも記す）を作製した。第二構造物には，グラウト材を使用した。グラウト材として、品名：フィルコンＲ（住友大阪セメント社製）を用い，水道水により混練したものを用いた。グラウト材を打込んだ後，２８日間養生し，引張試験を実施した。第一構造物と第二構造物とを高さ方向に沿って引き離す方向に引っ張ることによって生じる最大耐力（最大応力）を万能試験機（オートグラフＡＧ−Ｘ：島津社製）を用いて測定した。各測定結果については、下記表３に示す。

＜比較例１＞
アンカー筋１ａのみからなるアンカー材を用いたこと以外は、実施例１と同一条件で、最大耐力、最大耐力時の変位量、２ｍｍ変位時の耐力を測定し、引っ張り最大耐力を測定した。各測定結果については、下記表３に示す。

＜比較例２，３＞
フランジ部１ｂを備えないアンカー材を用いたこと以外は、実施例１と同一条件で、最大耐力、最大耐力時の変位量、２ｍｍ変位時の耐力を測定し、引っ張り最大耐力を測定した。各測定結果については、下記表３に示す。

＜比較例４，５＞
フランジ部１ｂの外周径と外周端部の厚みが実施例１とは異なるアンカー材を用いたこと以外は、実施例１と同一条件で、最大耐力、最大耐力時の変位量、２ｍｍ変位時の耐力を測定し、引っ張り最大耐力を測定した。各測定結果については、下記表３に示す。

＜まとめ＞
実施例１，２と、比較例１，２，４とを比較すると、各実施例の方が「２ｍｍ変位時の耐力」が大きくなることが認められる。また、実施例１，２と、比較例２，４，５とを比較すると、各実施例の方が「最大耐力」が大きくなることが認められる。更に、実施例１，２と、比較例３とを比較すると、各実施例の方が「引っ張り最大耐力」が大きくなることが認められる。また、比較例１，２を比較すると、「２ｍｍ変位時の耐力」、及び、「引っ張り最大耐力」に大きな差がないことが認められる。
つまり、本願発明のように、アンカー筋１ａを備えると共に、所定のフランジ部１ｂを備えるアンカー材１を用い、アンカー筋１ａと共にフランジ部１ｂが穿孔Ｘ１内に配置されて無機系充填材が充填されることで、せん断方向（アンカー筋１ａの延びる方向に対して交差する方向）の力がアンカー筋１ａに対して加わった際に、穿孔Ｘ１の開孔端部やその近傍に加わる圧力が軽減されて該開孔端部やその近傍が破損してしまうのを抑制することが可能となると共に、良好な引っ張り最大耐力を得ることが可能となる。

１…アンカー材、１ａ…アンカー筋、１ｂ…フランジ部、１ｃ…ナット部、１ｄ…アンカー筋本体、１ｅ…穿孔内配置部、１ｆ…突出部、１ｇ…挿通孔、１ｈ…挿通孔、Ｄ２…外周径、Ｘ…コンクリート構造物、Ｘ１…穿孔、Ｙ…無機系充填材、Ｚ…コンクリート構造物

Claims (6)

1. 構造物にアンカー材を取り付けるためのあと施工アンカー工法であって、
   前記アンカー材は、棒状のアンカー筋と、該アンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部と、アンカー筋と螺合するナット部とを備えており、
   前記アンカー筋は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部と、前記構造物から突出する突出部とを備えており、
   前記フランジ部は、アンカー筋の穿孔内配置部の外周に環状に形成されており、
   前記ナット部は、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するように構成されており、
   アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上であり、
   アンカー筋とナット部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とナット部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して１．６倍以上であり、
   フランジ部の外周端部の厚みは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
   前記アンカー筋の穿孔内配置部及び前記フランジ部の全体を前記穿孔内に配置するアンカー材配置工程と、前記穿孔内に無機系充填材を充填する充填工程とを備えており、
   アンカー材配置工程及び充填工程を行うことで、アンカー筋の穿孔内配置部と穿孔の内面との間に無機系充填材が充填された状態になり、前記フランジ部の全体が前記穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になり、ナット部の一端部が穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になるあと施工アンカー工法。
2. 構造物にアンカー材を取り付けるためのあと施工アンカー工法であって、
   前記アンカー材は、棒状のアンカー筋と、該アンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部と、アンカー筋と螺合するナット部とを備えており、
   前記アンカー筋は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部と、前記構造物から突出する突出部とを備えており、
   前記フランジ部は、アンカー筋の穿孔内配置部の外周に環状に形成されると共に、外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されており、
   前記ナット部は、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するように構成されており、
   アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上であり、
   アンカー筋とナット部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とナット部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して１．６倍以上であり、
   フランジ部の外周端部の厚みは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
   前記アンカー筋の穿孔内配置部及び前記フランジ部の全体を前記穿孔内に配置するアンカー材配置工程と、前記穿孔内に無機系充填材を充填する充填工程とを備えており、
   アンカー材配置工程及び充填工程を行うことで、アンカー筋の穿孔内配置部と穿孔の内面との間に無機系充填材が充填された状態になり、前記フランジ部の全体が前記穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になり、ナット部の一端部が穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になるあと施工アンカー工法。
3. 構造物にアンカー材を取り付けるためのあと施工アンカー工法であって、
   前記アンカー材は、棒状のアンカー筋と、該アンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部と、アンカー筋と螺合するナット部とを備えており、
   前記アンカー筋は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部と、前記構造物から突出する突出部とを備えており、
   前記フランジ部は、アンカー筋の穿孔内配置部の外周に環状に形成されており、
   前記ナット部は、軸線に対して直交する断面の外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されると共に、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するように構成されており、
   アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部との間の直線距離が最短になる場所に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上であり、
   アンカー筋とナット部とが重なりあう位置においてナット部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して１．６倍以上であり、
   フランジ部の外周端部の厚みは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
   前記アンカー筋の穿孔内配置部及び前記フランジ部の全体を前記穿孔内に配置するアンカー材配置工程と、前記穿孔内に無機系充填材を充填する充填工程とを備えており、
   アンカー材配置工程及び充填工程を行うことで、アンカー筋の穿孔内配置部と穿孔の内面との間に無機系充填材が充填された状態になり、前記フランジ部の全体が前記穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になり、ナット部の一端部が穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になるあと施工アンカー工法。
4. 構造物にアンカー材を取り付けるためのあと施工アンカー工法であって、
   前記アンカー材は、棒状のアンカー筋と、該アンカー筋に対して交差する方向に延びる板状のフランジ部と、アンカー筋と螺合するナット部とを備えており、
   前記アンカー筋は、前記構造物に形成された穿孔内に配置される穿孔内配置部と、前記構造物から突出する突出部とを備えており、
   前記フランジ部は、アンカー筋の穿孔内配置部の外周に環状に形成されると共に、外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されており、
   前記ナット部は、軸線に対して直交する断面の外周形状がアンカー筋の軸線を中心とする円形状に形成されると共に、フランジ部よりもアンカー筋の突出部側の位置でアンカー筋と螺合するように構成されており、
   アンカー筋とフランジ部とが重なりあう位置においてアンカー筋の軸線とフランジ部の外周端部とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するフランジ部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して２．５倍以上であり、
   アンカー筋とナット部とが重なりあう位置においてナット部の外周端部とアンカー筋の軸線とを結ぶ直線を仮定した際に、該直線上に位置するナット部の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離は、前記直線上に位置するアンカー筋の外周端部とアンカー筋の軸線との間の直線距離に対して１．６倍以上であり、
   フランジ部の外周端部の厚みは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
   前記アンカー筋の穿孔内配置部及び前記フランジ部の全体を前記穿孔内に配置するアンカー材配置工程と、前記穿孔内に無機系充填材を充填する充填工程とを備えており、
   アンカー材配置工程及び充填工程を行うことで、アンカー筋の穿孔内配置部と穿孔の内面との間に無機系充填材が充填された状態になり、前記フランジ部の全体が前記穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になり、ナット部の一端部が穿孔内で無機系充填材に埋没した状態になるあと施工アンカー工法。
5. アンカー材配置工程及び充填工程後の状態において、前記構造物の表面から穿孔の深さ方向に５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の位置にフランジ部の外周端部が位置するように構成される請求項１乃至４の何れか一項に記載のあと施工アンカー工法。
6. 前記穿孔における深さ方向に交差する断面の直径は、アンカー筋における軸線に交差する断面の直径に対して３倍以上５．５倍以下である請求項１乃至５の何れか一項に記載のあと施工アンカー工法。

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