JP2003013444A

JP2003013444A - グラウンドアンカー工法

Info

Publication number: JP2003013444A
Application number: JP2001196385A
Authority: JP
Inventors: Yoshitake Sawauchi; 内至武澤; Koichi Tanaka; 中耕一田; Hiroshi Yoshida; 田宏吉; Takahiko Mihara; 原孝彦三
Original assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】硬化材を地盤中のボーリング孔に完全に充填
し、岩盤・地盤及び線状材に確実に付着させるグラウン
ドアンカー工法方法の提供。【解決手段】ケーシング（１）を用いて地盤（Ｅ）中
にボーリング孔（Ｂ）を削孔する工程と、ボーリング孔
（Ｂ）内に線状材（２）を挿入する工程と、ボーリング
孔（Ｂ）内に硬化材（４）を注入する注入工程とを有
し、該注入工程では、ケーシング（１）に振動（５）が
付与され、当該振動（５）の周波数は硬化材（４）の見
掛けの粘性抵抗が減少する周波数よりも高い。また、前
記注入工程では、ケーシング（１）に設けられた振動発
生手段が作動してケーシング（１）を振動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングを用い
て地盤中にボーリング孔を削孔する工程と、ボーリング
孔内に線状材及びシースを挿入する工程と、ボーリング
孔内に硬化材を注入する注入工程とを有するグラウンド
アンカー方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のグラウンドアンカー工法では、岩
盤、地盤に構造物の基盤を固定する為の線状材を硬化材
によって付着させる。その際に、線状材と硬化材とが密
着せず、境界面に間隙が存在すると、当該間隙から水や
空気が浸入して、鋼製のより線を主たる構成とする線状
材若しくは、線状材を被覆する鋼製の鞘状体であるシー
スの表面を腐食してしまう、という問題を惹起する。こ
こで、「線状材」なる文言は、テンドンその他の緊張材
や、ロックボルトの様に緊張力を負荷しない部材、直線
状の部材、曲線状の部材等を広く包含する意味で、本明
細書では用いられている。

【０００３】この様に線状材若しくはシースの表面が腐
食した場合は、硬化材と線状材、若しくは硬化材とシー
ス表面との付着力が低下する。そして、構造物の基盤に
大きな外力が加わった際には、線状材に加わる張力が
（前記低下した）付着力を上回り、結果として構造物の
基盤や、構造物自体の破損・倒壊が生じる恐れがあっ
た。

【０００４】一方、硬化材の回りが悪いと、岩盤、地盤
との間で所定の付着力（岩盤、地盤と硬化材との間の摩
擦抵抗）が得られなく、グラウンドアンカーによって支
持されている構造物の基盤に大きな外力が加わった際に
は、線状材、硬化材を介しての引張り力が岩盤・地盤に
伝えられなくなり、構造物の基盤、構造物自体の破損・
倒壊が生じる恐れがあった。

【０００５】この様に、グラウンドアンカー工法では硬
化材注入後の防食が大きな課題となっている。

【０００６】ここで、硬化材注入後の余剰水や気泡の除
去に関しては、特開昭６１〜１０９８２３号公報におい
て、アンカー棒の地上側端部に高周波のバイブレータを
設けたグラウンドアンカー築造方法が開示されている。

【０００７】しかし、高周波バイブレータの使用周波数
域では余剰水や気泡を硬化材と線状材との境界面から除
去する、すなわち、境界面の粘性抵抗を極小とするのに
は十分でなく、減水材、流動化材等のフロー値を低減す
るための薬剤が必要となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、上述した
様に硬化材を地盤中のボーリング孔に完全に充填し、岩
盤・地盤及び線状材に確実に付着させるグラウンドアン
カー工法方法の提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のグラウンドアン
カー工法は、ケーシング（１）を用いて地盤中（Ｅ）に
ボーリング孔（Ｂ）を削孔する工程と、ボーリング孔
（Ｂ）内に線状材（２）を挿入する工程と、ボーリン
グ孔（Ｂ）内に硬化材（４）を注入する注入工程とを有
し、該注入工程では硬化材（４）に振動が付与され、硬
化材の見掛けの粘性抵抗が減少する周波数よりも、硬化
材（４）に付与された振動の周波数が高いことを特徴と
している（請求項１）。

【００１０】ここで、前記振動は所謂「超音波振動」で
あるのが好ましい。そして、振動を発生する手段として
は、１９９９年８月２６日発行のネイチャ〜誌第４００
号（２６Ａｕｇｕｓｔ１９９９Ｎａｔｕｒｅ４
００）の第８５３〜８５５頁に掲載された「多孔質シリ
コン材料を用いた微細なアレイ」により構成されるのが
好ましい。その様な微細なアレイであれば、線状部材と
ケーシング内側の微細な環状空間等に確実に付着、保持
出来るからである。

【００１１】前記注入工程では、ケーシング（１）に設
けられた振動発生手段（３）が作動して硬化材を振動
（５）する（請求項２）。

【００１２】前記注入工程では、ケーシング（１）に取
り付けられた振動発生手段（３）により硬化材（４）を
振動しつつボーリング孔（Ｂ）内の所定領域に充填する
工程と、振動を停止して硬化材（４）が充填された領域
の分（Ｈ１）だけ地上側に引き上げる工程、とが交互に
行われる（請求項３：図３〜図５に対応）。

【００１３】前記注入工程では、ボーリング孔（Ｂ）の
口元まで硬化材（４）を充填する工程と、硬化材（４）
の充填完了後で且つ硬化材（４）が凝固する以前にケー
シング（１）を引き抜く工程と、ケーシング（１）が占
有していた領域に硬化材を充填する工程と、線状材
（２）に取り付けられた振動発生手段により硬化材を振
動する工程、とが実行される（請求項４：図６〜図８に
対応）。

【００１４】前記注入工程では、ケーシング（１）内側
の空間に配置された振動素子（３１）を振動して硬化材
（４）に振動を付与しており、前記振動素子（３１）は
硬化材（４）が注入された後で且つ凝固する以前に地上
側へ引き上げられる（請求項５：図９〜図１４に対
応）。

【００１５】係る構成を有する本発明のグラウンドアン
カー方法によれば、超音波振動を付与することで硬化材
に含まれる余剰水や気泡を除去すると共に、硬化材の見
かけの粘性抵抗が減少するので流動性が向上し、緻密な
硬化材が打設出来、線状材と硬化材との強固な結合を保
証する。その結果、線状材表面に硬化材の存在しない部
分、所謂「巣」や亀裂が発生することが防止され、水分
や空気が線状材と接触することも防止される。すなわ
ち、防食性が向上する。それに加えて、硬化材を地盤中
のボーリング孔に完全に充填させることが出来る。その
ため、線状材を岩盤・地盤に対して、確実に付着させる
ことが出来る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態に関して説明する。

【００１７】先ず、図１、図２を参照しつつ、本発明の
第１実施形態について説明する。図１において、ケーシ
ング１を用いて地上側から地盤Ｅ中にボーリング孔Ｂを
削孔する。

【００１８】該ボーリング穴Ｂの内部中央には、例え
ば、ＰＣ鋼より線から成る線状材２が設置され、ボーリ
ング孔Ｂの内部空間には硬化材４が注入・充填されてい
る。硬化材４をボーリング孔Ｂ内に注入する際、硬化材
４に振動５が付与される。硬化材４に付与される振動５
の周波数は、硬化材の見かけの粘性抵抗が減少する周波
数よりも高い。

【００１９】ここで、前記振動５は所謂「超音波振動」
であるのが好ましい。そして、振動を発生する手段とし
ては、１９９９年８月２６日発行のネイチャ〜誌第４０
０号（２６Ａｕｇｕｓｔ１９９９Ｎａｔｕｒｅ
４００）の第８５３〜８５５頁に掲載された「多孔質シ
リコン材料を用いた微細なアレイ」により構成されるの
が好ましい。その様な微細なアレイであれば、線状材２
又はケーシング１内側の微細な環状空間等に硬化材４が
確実に付着、保持出来るからである。尚、線状材２に被
覆してあるシース（図示していない）に、当該アレイを
用いてもよい。

【００２０】図１で示す様に、ケーシング１の内径には
前述の多孔質シリコン材料によるフィルム状振動素子３
が複数個貼り付けてある。そして、該振動素子３に図示
しない電圧を負荷すると振動素子３が超音波振動を発生
し、その超音波振動はケーシング１内の硬化材４に付与
されて、硬化材４の見かけの粘性抵抗が減少し、流動性
が向上する。

【００２１】超音波振動を与えた後、硬化材４が凝固す
る以前に、ケーシング１をボーリング孔Ｂから抜き出す
（除去する）。ケーシング１が抜き出された結果、図２
に示す様に、硬化材４の上面は口元ＢＯから符号ｈで示
す高さ方向寸法だけ沈下する。図２では示されていない
が、沈下した部分には新たな硬化材４を注入して、硬化
材４の不足分を充填する。

【００２２】図１、図２で示す構成を具備する本発明の
グラウンドアンカー工法によれば、硬化材を線状材２及
び／又は図示しないシース：以下同じ）に良く馴染ませ
る事が出来る。その結果、線状材２に空気や水が接触す
ることが防止され、錆の発生も防止される。また、硬化
材中に含まれる余剰水や、気泡が十分に除去されるの
で、硬化材を岩盤・地盤に確実に付着させることが出来
る。

【００２３】本発明の第２実施形態に関して、図３〜図
５を用いて説明する。図３において、ケーシング１を用
いて地上側から地盤Ｅ中にボーリング孔Ｂを削孔する。
該ボーリング穴Ｂの内部中央には、線状材２を設置す
る。第１ステップとして、ケーシング１の内壁と線状材
２の隙間にはＨ１なる高さの硬化材４を注入する。

【００２４】硬化材４を注入後、前記振動素子３により
超音波振動５を発生し、注入した硬化材４に超音波振動
を与え、硬化材４中の余剰水や気泡を除去する。図４に
示す様に、余剰水や気泡が除去され、硬化材４が安定し
た高さＨ１１となった後で硬化材４が凝固する前にケー
シング１を同じ高さＨ１１だけ引き抜く。

【００２５】図５において、図３で説明した様、既に注
入した硬化材４の上面（図５においてＨ１１の高さ）に
再度新たな硬化材４を注入し、以降同じ工程を繰り返し
てこれをボーリング孔の口元ＢＯ、すなわち、地上側ま
で行う。

【００２６】図３〜図５の構成を具備する本発明のグラ
ウンドアンカー工法によれば、硬化材４を数段に分けて
注入していくので、硬化材４を線状材２に確実に付着さ
せる（硬化材４を線状材２に良く馴染ませる）ことが出
来る。そのため、水や空気が線状材２に接触して発錆す
ることも防止される。また、硬化材４の見かけの粘性抵
抗が減少し、流動性が向上するので、硬化材４を確実に
付着させることが出来る。さらに、振動素子３の数を減
少することも可能である。

【００２７】本発明の第３実施形態に関して、図６〜図
８を用いて説明する。図６において、ケーシング１を用
いて地上側から地盤Ｅ中にボーリング孔Ｂを削孔する。
そして、該ボーリング穴Ｂの内部中央に、線状材２０を
設置し、線状材２０に超音波の振動を発振させる超音波
振動発振装置３０が設ける。

【００２８】線状材２０を設置した後、ケーシング１の
内壁と線状材２０の隙間には硬化材４を地表まで注入す
る。硬化材４の注入後、前記超音波振動発振装置３０を
作動させることにより、注入された硬化材４に超音波振
動５が発生する。線状材２０に超音波の振動５が発生す
ると、硬化材４と線状材２０との密着が強固に行なわれ
る（硬化材４が線状材２０に良く馴染む）。これに加え
て、硬化材４中に含まれる余剰水や気泡が除去される。

【００２９】硬化材４に超音波振動５を発生させた後、
硬化材４が凝固する以前の段階で、図７で示す様に、前
記ケーシング１を上方に抜き去る。すると、ケーシング
１によって占められていた空間に、凝固する以前の硬化
材４が移動する。その結果、地表まであった硬化材４の
上面は、図７にｈ１で示す位置まで沈下する。

【００３０】硬化材４の上面が沈下した後、沈下した部
分に相当する量の新たな硬化材を注入（新たな硬化材の
注入工程は図示せず）して、硬化材４の高さを地上側に
一致させる（図８）。この際にも、新たに注入された硬
化材に対して、振動を付与することが好適である。

【００３１】図６〜図８で示す構成を具備する本発明の
グラウンドアンカー工法によれば、線状材２と硬化材４
とが良く馴染み、防食が十分に発揮されると共に、岩盤
・地盤及び線状材に対して硬化材を確実に付着させるこ
とが出来る。

【００３２】図６〜図８で示す第３実施形態では、棒状
の線状材２０に超音波振動発振装置３０を貼着している
が、その他のタイプの線状材に、図６〜図８とは異なる
態様にて超音波振動発振装置を取り付けることも可能で
ある。第３実施形態の図６〜図８で示す以外の態様につ
いては、図１５〜図１７で示されている。

【００３３】図１５は、第３実施形態の第１変形例を示
しており、「圧縮型永久アンカー」に係る実施態様を示
している。図１５で示すグラウンドアンカーは、線状材
４２としてはアンボンドＰＣ鋼より線を用いている。そ
して、アンボンドＰＣ鋼より線から成る線状材４２には
耐荷体（拘束具）４４が設けられ、耐荷体４４に超音波
振動発振装置３０Ａが取り付けられている。

【００３４】図１５で示すグラウンドアンカーを本発明
で適用するに際しては、耐荷体４４に取り付けた超音波
振動発振装置３０Ａから超音波振動を発振することによ
り、耐荷体４４と硬化材４との付着力を向上して、耐荷
体４４近傍の領域に所謂「巣」や「エア溜り」が形成さ
れてしまうことが防止される。

【００３５】図１６は、第３実施形態の第２変形例を示
しており、「引張り型永久アンカー」に係る実施態様を
示している。図１６で示すグラウンドアンカーでは、線
状材４６はカプセルシース４８により包囲された構造と
なっている。そして、カプセルシース４８の内側表面に
フィルム状の超音波振動発振装置３０Ｂが取り付けられ
ている。硬化材４、４Ａ注入後、超音波振動発振装置３
０Ｂから超音波振動５を発振することにより、カプセル
シース４８内の領域に充填された硬化材４Ａと線状材４
６との付着性を向上せしめている。

【００３６】図１７は、第３実施形態の第３変形例を示
しており、「引張り型アンカー」に係る実施態様を示し
ている。図１７で示すグラウンドアンカーは、線状材５
０には複数のスペーサ５２・・・（図１７では３個）が
設けられている。そして、硬化材注入ホース５４から硬
化材４（図１７の矢印４参照）を注入するように構成さ
れている。

【００３７】図１７では、スペーサ５２・・・の内側に
超音波振動発振装置３０Ｃが取り付けられている。そし
て、硬化材注入ホース５４には超音波振動発振装置３０
Ｄが取り付けられている。硬化材４が注入されてケーシ
ング１内を充填した後、超音波振動発振装置３０Ｃ、３
０Ｄにより超音波振動を発生させて、硬化材４と線状材
５０との付着性を向上する。なお、硬化材注入ホース５
４は、硬化材４の見掛けの粘性抵抗を減少せしめた後
に、ケーシング１内から引き抜かれる。

【００３８】図１５〜図１７の変形例のその他の構成及
び作用については、図６〜図８で説明したのと概略同様
であるので、説明は省略する。

【００３９】本発明の第４実施形態に関して、図９〜図
１１を用いて説明する。図９において、ケーシング１を
用いて地上側から地盤Ｅ中にボーリング孔Ｂを削孔す
る。該ボーリング穴Ｂの内部中央には、線状材２を設置
する。

【００４０】線状材２を設置した後、前記ケーシング１
の内壁と線状材２との隙間にコード３１ａによって振動
素子３１をボーリング孔の底部ＢＢから程遠くない位置
に吊り下げる。前記振動素子３１を吊り下げた後、前記
ケーシング１の内部に硬化材４を注入し、地上側に達す
るまで充填する。

【００４１】硬化材４を充填したならば、振動素子３１
により、超音波振動５を発生する。振動素子３１から超
音波振動５が発生することにより、硬化材４が線状材２
に良く付着する。

【００４２】振動素子３１から超音波振動５を発生した
後、硬化材４が凝固する以前の段階で、振動素子３１か
らの超音波振動５の発生を停止する。そしてケーシング
１を地上側（矢印方向）へ引き上げる（図１０）。図１
０に示す様に前記ケーシング１を上方に抜き去ると、ケ
ーシング１によって占められていた空間に（凝固する以
前の）硬化材４が移動し、その結果、地表まであった硬
化材４の上面はｈ３で示す位置まで沈下する。

【００４３】硬化材４の上面がｈ３で示す位置まで沈下
した後、当該沈下した部分に新たな硬化材４２を注入し
て、図１１で示す様に、硬化材４の表面を地表に一致さ
せる。その際に、前記振動素子３１を硬化材４から引き
上げる。この際、振動を与えながら引き上げることが好
ましい。

【００４４】図９〜図１１で示す構成を具備する本発明
のグラウンドアンカー工法によれば、硬化材の流動性が
向上し、線状材２及び／又は地盤・岩盤と良く馴染み、
線状材２が抜け出してしまうことが防止される。また、
線状材２の防食性も向上する。また、振動素子３１を硬
化材４から回収出来るため、コストメリットも高い。

【００４５】本発明の第５実施形態に関して、図１２〜
図１４を用いて説明する。図１２において、ケーシング
１を用いて地上側から地盤Ｅ中にボーリング孔Ｂを削孔
する。該ボーリング穴Ｂの内部中央には、線状材２を設
置する。線状材２を設置した後、前記ケーシング１の内
壁と線状材２との隙間にコード３１ａによって振動素子
３１をボーリング孔の底部ＢＢから程遠くない位置に吊
り下げる。

【００４６】前記振動素子３１を吊り下げた後、第１ス
テップとして、ケーシング１の内壁と線状材２の隙間に
はＨ１なる高さの硬化材４を注入する。硬化材４を注入
後、前記振動素子３１により硬化材４に超音波振動を付
加し、硬化材４を線状材２に良く馴染ませる。

【００４７】硬化材４に超音波振動を付加した後、超音
波振動の発生を停止する。そして硬化材４が凝固する以
前の段階で、第２ステップとして、図１３に示す様に、
ケーシング１を符号Ｈ１で示す寸法だけ、ケーシング１
を上方へ引き上げる。

【００４８】そしてケーシング１をＨ１だけ上方へ引き
上げたならば、振動素子３１も同様に上方へ引き上げ、
符号Ｈ２で示す範囲に位置させる（図１４）。そして、
図１２〜図１４で説明した工程を繰り返す。そして、硬
化材４がボーリング孔の口元ＢＯ（すなわち、地表）ま
で充填されるまで、上記工程を繰り返す。

【００４９】図１２〜図１４で示す構成を具備する本発
明のグラウンドアンカー工法によれば、超音波振動を硬
化材４へ付加することにより、硬化材４と線状材２とが
非常に良く馴染み、線状材２が硬化材４から抜け出る様
な事態が確実に防止される。また、硬化材４が線状材２
と良く馴染む結果、線状材２の防食性が向上する。さら
に、振動素子３１は最終的にはボーリング孔Ｂから抜き
出されるため再使用が可能であり、コストメリットも高
い。

【００５０】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。

【００５１】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列記する。（ａ）硬化材が線状材に良く馴染み、強固に結合する
ので、線状材が硬化材から抜け出てしまうような事態が
防止される。（ｂ）硬化材の見かけの粘性抵抗が減少するので流動
性が向上し、線状材と良く結合する。その結果、線状材
の防食が十分に行われる。（ｃ）ケーシング及び振動素子が再利用出来る様に構
成することが可能となるので、その様に構成すればコス
トメリットが高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における工程を示す断面
図。

【図２】本発明の第１実施形態において、ケーシングを
抜き取った状態を示す断面図。

【図３】本発明の第２実施形態の第１ステップであっ
て、硬化材挿入後、振動を与える工程を示す断面図。

【図４】本発明の第２実施形態において第１ステップで
ケーシングを一定量抜き出した状態を示す断面図。

【図５】本発明の第２実施形態において第２ステップで
硬化材挿入後、振動を与える状態を示す断面図。

【図６】本発明の第３実施形態において、ケーシング内
に硬化材を注入し、振動した状態を示す断面図。

【図７】本発明の第３実施形態において、ケーシングを
抜き出した状態を示す断面図。

【図８】本発明の第３実施形態において、ケーシング抜
き出し後の沈下部分に新たな硬化材を注入した状態を示
す断面図。

【図９】本発明の第４実施形態において、ケーシング内
に硬化材を充填して超音波振動を付加した状態を示す断
面図。

【図１０】本発明の第４実施形態においてケーシングを
抜き出した状態を示す断面図。

【図１１】本発明の第４実施形態において、ケーシング
を抜き出した後の沈下部分に新たな硬化材を注入した状
態を示す断面図。

【図１２】本発明の第５実施形態において、第１ステッ
プ分だけ硬化材を挿入した後、硬化材に超音波振動を付
加した状態を示す断面図。

【図１３】本発明の第５実施形態において、第１ステッ
プでケーシングを規定量だけ引抜いた状態を示す図。

【図１４】本発明の第５実施形態において、第２ステッ
プ分だけ硬化材を充填した状態を示す断面図。

【図１５】前記第３実施形態の第１変形例を示す断面
図。

【図１６】前記第３実施形態の第２変形例を示す断面
図。

【図１７】前記第３実施形態の第３変形例を示す断面
図。

【符号の説明】

１・・・ケーシング２・・・線状材３・・・振動素子４・・・硬化材５・・・振動Ｂ・・・ボーリング孔ＧＬ・・・地表

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中耕一東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者吉田宏東京都港区元赤坂一丁目６番４号ケミカルグラウト株式会社内 (72)発明者三原孝彦東京都港区元赤坂一丁目６番４号ケミカルグラウト株式会社内Ｆターム(参考） 2D041 GA01 GC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングを用いて地盤中にボーリング
孔を削孔する工程と、ボーリング孔内に線状材を挿入す
る工程と、ボーリング孔内に硬化材を注入する注入工程
とを有し、該注入工程では硬化材に振動が付与され、硬
化材の見掛けの粘性抵抗が減少する周波数よりも、硬化
材に付与された振動の周波数が高いことを特徴とするグ
ラウンドアンカー工法。
【請求項２】前記注入工程では、ケーシングに設けら
れた振動発生手段が作動して硬化材を振動する請求項１
のグラウンドアンカー工法。
【請求項３】前記注入工程では、ケーシングに取り付
けられた振動発生手段により硬化材を振動しつつボーリ
ング孔内の所定領域に充填する工程と、振動を停止して
硬化材が充填された領域の分だけ地上側に引き上げる工
程、とが交互に行われる請求項１、２のいずれかのグラ
ウンドアンカー工法。
【請求項４】前記注入工程では、ボーリング孔の口元
まで硬化材を充填する工程と、硬化材の充填完了後で且
つ硬化材が凝固する以前にケーシングを引き抜く工程
と、ケーシングが占有していた領域に硬化材を充填する
工程と、線状材に取り付けられた振動発生手段により硬
化材を振動する工程、とが実行される請求項１のグラウ
ンドアンカー工法。
【請求項５】前記注入工程では、ケーシング内側の空
間に配置された振動素子を振動して硬化材に振動を付与
しており、前記振動素子は硬化材が注入された後で且つ
凝固する以前に地上側へ引き上げられる請求項１のグラ
ウンドアンカー工法。