JP2773620B2 - 引張り型アンカーの定着部 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は異形鋼棒を地盤内のグラ
ウト材中に埋設し、異形鋼棒とグラウト材の付着力によ
り引抜きに抵抗する引張り型アンカーの定着部の構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アンカーの定着部としては、引張り型と
圧縮型とに大別され、引張り型は異形鋼棒や鋼撚り線を
地盤内のグラウト材中に埋設して固定するものである。
引張り型は構造が単純で施工性がよいので地盤アンカー
などに広く採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の引張り型アンカ
ーの定着部では、アンカーにかかる引張り力の増大、グ
ラウト材の疲労などのために、時間が経過すると定着部
後端周辺のグラウト材に円周方向の亀裂が発生し、そこ
から地下水などが侵入して鋼材を錆びさせ、グラウト材
と鋼材との摩擦力を低下させる。この亀裂は短時間の中
に定着部後端から定着部先端へと進行し、ついにはアン
カーが抜けることになる。なお、本願において先
（前）、後の表現は、地盤中に送り込まれるアンカーの
深い側が先（前）、地表側が後とする。このように、一
旦、定着部後端周辺のグラウト材に亀裂が発生すると定
着部の引抜きに対する抵抗力は低下する一方となり、定
着部の引抜 き抵抗力は最初の亀裂が発生した時がほぼ最
大である。従って、定着部の引抜き抵抗力を高めるため
には、長時間の高い引張り力の負荷に対しても定着部後
端周辺のグラウト材に亀裂を発生させないようにする必
要がある。鋼材として鋼撚り線を使用した場合には、大
きな引張り力により鋼撚り線の径が小さくなり、グラウ
ト材と肌分かれするため、接触部分が段々少なくなり、
摩擦力はその接触部分に集中するため、同様に亀裂が発
生し易くなる。

【０００４】従来の引張り型アンカーの定着部では、亀
裂発生に基づく耐久性の不良に対処するため、異形鋼棒
の径を大きくしてグラウト材との接触面積を増加させて
応力の分散を図っているが、この方法はコスト・アップ
に繋がる。

【０００５】本発明は、引張り型アンカーの定着部にお
ける上述のような課題の解決を図ったものであり、従来
の定着機構とは異なる定着機構により、グラウト材の円
周方向の亀裂の発生に起因する急激な引抜き抵抗力の低
下を防止することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本 発明は、表面に螺旋状
にふしを設けた異形鋼棒を地盤内のグラウト材中に埋設
し、異形鋼棒とグラウト材の付着力により引抜きに抵抗
する引張り型アンカーの定着部において、異形鋼棒の谷
に沿って鋼線をコイル状に巻きつけることで、異形鋼棒
とグラウト材との間に生じる引抜き抵抗を定着部長手方
向に分散させたことを特徴とするものである。

【０００７】本発明において使用されるグラウト材は、
異形鋼棒を設置後その定着部に注入するセメントミルク
やモルタルの硬化体の他、異形鋼棒の設置前に定着部に
注入あるいは打設したセメントミルクやモルタル、コン
クリートなどの硬化体を含むものであり、簡便のため、
グラウト材と総称する。グラウト材を異形鋼棒の設置前
に定着部に注入あるいは打設した場合にはグラウト材の
硬化しない中に異形鋼棒をグラウト材中に埋設する必要
があるのは勿論である。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の引張り型
アンカーの定着部について説明する。

【０００９】図１(a) は本発明の引張り型アンカーの定
着部となる異形鋼棒の長手方向の断面図であり、図１
(b) は本発明の引張り型アンカーの定着部の異形鋼棒と
鋼撚り線との連結部を示す長手方向の断面図であり、図
１(c) は、定着部の鋼線（コイル）の挙動を説明する異
形鋼棒の長手方向の断面図である。

【００１０】図２は、引張り型アンカーの定着部にかか
る軸力分布図であり、本発明のものと従来のものとを対
比して図示してある。

【００１１】図１(a) に示すように、異形鋼棒１にはふ
し３が螺旋状に設けられており、ふし３とふし３との間
の谷に鋼線２がコイル状に巻き付けられている。ふし３
は山が螺旋状に完全に連続している必要はなく、途中で
途切れながらつながっていてもよく、鋼線２がコイル状
にうまく巻き付けられる形状であればよい。鋼線２の両
端部および中間の数箇所を異形鋼棒１に溶接しておき、
両者が外れないようにしておくのが好ましい。この異形
鋼棒１を通常のアンカーの定着工法に従って、地盤内の
グラウト材８中に直接埋設する。複数本の異形鋼棒１を
一箇所のグラウト材中に埋設する場合は通常の複数の穴
をもつスペーサーを使用する。地盤アンカーの場合には
図１(b) に示すように異形鋼棒１の後端に鋼撚り線（ワ
イヤー）４を連結金具７を介して連結しておいてグラウ
ト材８中に埋設する。この連結される鋼撚り線４として
はシース５を備えたアンボンド鋼撚り線を使用するのが
好ましい。連結金具７を使用することにより連結部に変
断面部が出現する。引張りによりこの変断面部の後面に
大きな支圧が発生し周辺のグラウト材８を破壊する恐れ
がある。従って、連結する場合は鋼撚り線４側にウレタ
ンフォームのような緩衝材６を巻き付けて変位を吸収す
るように配慮しておくのが好ましい。アンカーの定着部
が比較的浅く鋼撚り線などを連結しない場合は異形鋼棒
１の後端に構造物が直接連結される。

【００１２】本発明の定着部は上記の構造であり、異形
鋼棒１の表面はグラウト材８とは一部直接接触せず、コ
イル状鋼線２を介在して接触し、コイル状鋼線２がグラ
ウト材８に直接接触する形態を採っている。かかる形態
による定着機構について図１(c) および図２を参照しな
がら説明する。

【００１３】(1) アンカーに引張り力が作用すると図１
(c) の９の部分のグラウト材に大きな圧縮力が集中す
る。コイル状鋼線２の断面は円形であるので９の部分の
グラウト材には割裂応力が発生し、コイル状鋼線２とグ
ラウト材８との摩擦力、ひいては異形鋼棒１とグラウト
材８との摩擦力は若干低下する。この９の部分のグラウ
ト材の割裂応力により、定着部後端から先端部までコイ
ル状鋼線２の全長にわたって摩擦力は若干低下する。こ
の時のアンカー定着部の引抜き抵抗力（軸力）は定着長
に比例し、その分布は図２の点線で示す直線となる。

【００１４】(2) アンカーにかかる引張り力が増大しグ
ラウト材８の圧縮強度を越すと図１(c) の９の部分のグ
ラウト材は破壊され、コイル状鋼線２が破壊されたグラ
ウト材を乗り越えようとする。この時、コイル状鋼線２
には大きな引張り力が発生し、その力はコイル状鋼線２
に直接接触しているグラウト材８を内側に引っ張るよう
に作用する。

【００１５】従って、アンカーにかかる引張り力が設計
範囲内であれば、引張り力が増大してもコイル状鋼線２
が破壊されたグラウト材を乗り越えることなく、アンカ
ー定着部の引抜き抵抗力（軸力）は(1) のときと殆ど同
じである。

【００１６】なお、さらに引張り力が増大して許容範囲
を超えた場合、その超過量が小さい場合は剥離面１０に
沿ってコイル状鋼線２がグラウト材８より剥がれ、その
超過量が大きい場合はコイル状鋼線２および異形鋼棒１
の両者がグラウト材８から抜けることになる。

【００１７】何れにしても、本発明の定着部において
は、引張り力の増大に伴う円周方向の亀裂の発生に起因
する急激な引抜き抵抗力の低下という現象がなく、定着
長に比例して引抜き抵抗力を増減できるので、引張り力
の設計や材料としての異形鋼棒の選択の幅が大幅に拡が
る。

【００１８】図２は、定着部の軸力分布図の一例であ
り、本発明のものと従来のものとを対比してある。点線
が本発明、実線が従来の定着部を示し、が長期にわた
って安定して使用する場合、が仮設構造物のアンカー
など比較的短期の使用で終わる場合、がアンカー引き
抜け直前の軸力分布図である。なお、Ｐは軸力、Ｐｃは
従来型での円周方向亀裂発生の軸力、Ｌ１は定着長（定
着部）、Ｌ２はワイヤー長（自由長部）を示す。

【００１９】図２に示すように、従来の定着部での軸力
は異形鋼棒とグラウト材との付着による摩擦力が殆どで
あるため定着長方向の軸力の低下が急激であるのに対
し、本発明の定着部での軸力は中間に介在するコイル状
鋼線の変位、コイル状鋼線に発生する引張り力、コイル
状鋼線とグラウト材との付着による摩擦力などの合成力
によっているため定着長方向の軸力の低下が緩やかであ
る。このため、本発明の定着部では単位定着長当たりの
軸力は従来型より低下するが、定着長を長くすることに
より、その低下分を十分補償することが可能となり、従
来型では円周方向の亀裂の発生のために到達し得なかっ
た軸力に到達することが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】異形鋼棒とグラウト材の間にコイル状鋼
線を介在させ、かつ、コイル状鋼線の引張り力を利用す
ることにより、 (1) 定着部の引張り応力を定着部の長手方向に徐々に低
減させることが可能となる。

【００２１】(2) グラウト材との摩擦面積を大幅に増大
できる。

【００２２】(3) 定着長の長さの増減により、引張り力
の設計値に容易に追随できる。

【００２３】(4) 従来の引張り型アンカーにおける定着
部グラウト材の円周方向の亀裂の発生に起因する急激な
引抜き抵抗力の低下が防止できる。

【００２４】などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の引張り型アンカーの定着部とな
る異形鋼棒の長手方向の断面図であり、(b) は本発明の
引張り型アンカーの定着部の異形鋼棒と鋼撚り線との連
結部を示す長手方向の断面図であり、(c) は定着部の鋼
線の挙動を説明する異形鋼棒の長手方向の断面図であ
る。

【図２】引張り型アンカーの定着部にかかる軸力分布図
であり、本発明のものと従来のものとを対比して図示し
てある。

【符号の説明】

１・・異形鋼棒、２・・鋼線、３・・ふし、４・・鋼撚
り線、５・・シース、６・・緩衝材、７・・連結金具、
８・・グラウト材、・・長期設計軸力、・・短期設
計軸力、・・アンカー引き抜け直前の軸力、Ｐ・・軸
力、Ｐｃ・・円周方向亀裂発生軸力、Ｌ１・・定着長、
Ｌ２・・ワイヤー長。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に螺旋状にふしを設けた異形鋼棒を
   地盤内のグラウト材中に埋設し、前記異形鋼棒とグラウ
   ト材の付着力により引抜きに抵抗する引張り型アンカー
   の定着部において、前記異形鋼棒の谷に沿って鋼線をコ
   イル状に巻きつけることで、前記異形鋼棒とグラウト材
   との間に生じる引抜き抵抗を定着部長手方向に分散させ
   たことを特徴とする引張り型アンカーの定着部。