JPH01146013A - 埋込み部材の定着端部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地盤あるいはコンクリート構造物より構成さ
れる支持体内に埋め込まれることにより前記支持体の崩
壊等を防ぐ埋込み部材の定着端部の構造に関するもので
ある。

〔従来の枝針〕

埋込み部材としては、例えば山止め壁を構成する地盤の
法面（のりめん）等に埋設することによりその地盤の安
定を図るアースアンカー、−トンネル内壁面等から周囲
の地盤に埋設することにより地盤を固定して壁面の変形
等を阻止するロックボルト、あるいは、プレストレスト
コンクリート用の緊張材などがある。

第６図において符号型で示すものは、それら埋込み材の
うち、その埋設部が繊維強化プラスチック（以下、“Ｆ
ｒｔＰ”と言う）をその構成体、としてなるロックボル
トの従来例を表してい多。符号２は例えばトンネルの内
壁面あるいは山止め壁の法面を形成する地盤（支持体）
である。

該ロックボルト１は゛、前記地盤２内に埋設される棒状
の埋設部３と、該埋設部３の一端に形成され、前記地盤
２の表面２ａあるいは表面２ａに設置される定着具等に
係止される定着端部４とから構成されている。前記埋設
部３は、地盤２の表面２ａからほぼ垂直に穿設された穿
孔５内に挿入され、これら埋設部３と穿孔５との間に形
成される空隙にはセメントモルタル、発泡性ウレタン樹
脂、あるいは接着剤等の充填材６が充填される。この埋
設部３は、その軸心部を形成する芯材７と、該芯材７の
周囲を形成する被覆材８とよりなるもので、被［ｖｔ８
　Ｍ　Ｆ　ＲＰよりなっている。芯材７は合成樹脂、木
材、あるいは耐水性合成紙等よりなる。このように埋設
部３をＦＲＰを用いて構成されたロックボルトｌ（埋込
み部材）は、塩分等による腐食のおそれが全く無い上に
、１？　Ｉ’ｌ　Ｐが、鋼材に比して弾性係数が小さい
ために、長期使用に伴う応力弛緩等の生じる割合が極め
て小さいものとすることができる。

そして、この埋設部３の一端に形成される前記定着端部
４は、前記芯材７の端部が前記被覆材８よりも長く突出
することによって構成されている。

ここで、図中符号４０にて示されるものは、鋼製のベア
リングプレート４１と、ＦＲＰ製のパイプ４２とで構成
される定着具で、パイプ４２はその内径を前記芯材７の
外径よりも僅かに大径に形成され、またべ′アリフグプ
レート４１のペイプ４２が当接する位置にはパイプ４２
の内径とほぼ同一径となる挿通孔４１ａが形成されてい
る。すなわち、この定着端部４をもってこのロックボル
ト１（埋込み部材）を地盤２（支持体）に定着させるた
めには、埋設部３を地盤２の穿孔５内に挿入し、そこに
前記充填材６を注入してそれが硬化した後、前記定着端
部４すなわち地盤表面２ａより突出した芯材７端部に、
前記定着具４０を前記定着端部４が挿通されるように、
かつベアリングプレート４１が表面２ａに当接するする
ように設け、（かる後に、定着端部４の端面にクサビ４
３を打ち込むことによりその定着端部４の突端を押し広
げてパイプ４２に掛止させる。

〔発明が解浅しようとする問題点〕

ところで、上記構造となる定着端部４は、地盤２にある
種の変位が生じようとした際に、その変位力を表面２ａ
に当接した定着具４０のベアリングプレート４１が受け
、さらにその力をパイプ４２を介して前記クサビ４３に
より掛止された芯材７の突出部突端に伝え、さらにその
力を埋設部３に伝達することで、地盤２の変位を抑制す
る作用を生ずるものである。

しかしながら、上記定着端部４においては、ロックボル
ト１の定着を、芯材７の突端と、゛これに打ち込まれた
クサビ４３の摩擦力のみによって行うものであるから、
この定着抵抗が地盤２の変位力に対して極めて弱く、地
Ｉ！ｌｉ２に大きな変位力が生じた場合にはクサビ４３
が外れてしまったり、または芯材７のクサビ４３が打ち
込まれた部分が破損してしまい、クサビが全く効かない
状態となってしまうこともしばしばあった。ちなみに、
本出願人等の実験においては、上記構造となる定着端部
４における耐力は埋設部３の耐力の凰／３〜１／８　で
あることが判明した。

また第７図は、定着端部４を上述のものとは別の構造と
して本山、願人等が実験したロックボルト１１を示した
ものである。このロックボルト１１の埋設部３は前記ロ
ックボルト１の埋設部３同様ＦｒｔＰを用いて構成した
ものであるが、該ロックボルト１１で（１芯材７がプラ
スチック製のものとされ、その周囲に形成される被覆材
８はＦＲＰ製のものとされている。定着端部４は、芯材
７および被覆材８の一端をベアリングプレー）４１より
も長く形成して突出させた上、その突出した部分にネジ
１２を螺刻し、さらにそこにナツト１３を螺着させるこ
とにより構成している。本構造によっても、ロックボル
トの定着は可能である。しかしながら、本構造となる定
着端部４の耐力は、埋設部３の耐力の１１５　〜１／１
０　と極めて小さいものであった。

つまり、従来の埋込み部材は、その埋込、み部材全体と
しての耐力が定着端部４の耐力に支配されたものとな゛
っており、たとえ埋設部３を高強度に構成しても、定着
端部の破損によりその全体機能を消失してしまうおそれ
があった。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので
、埋設部３がＦＩＬＰを用いて構成された埋込み部材に
おいて高い耐力を発揮し得る定着端部の構造を提供しよ
うとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

□本発明は、地盤あるいはコンクリート構造物等より構
成される支持体内に埋設される棒状の埋設部と、該埋設
部の一端に形成されるとともに前記支持体の表面部に係
止される定着端部とからなり、少なくとも前記埋設部が
、周方向に間隔を置いて長手方向に沿う複数本の５ａｔ
１１により補強された繊維強化プラスチックを用いて構
成された埋込み部材の０τ１記定着端部の構造を、前記
埋設部との段部を介して前記埋設部より大径に形成し、
かつその内部にｎＪｉ記繊維の一端部を連続して延出さ
せるとともに、その延出した繊維を、先端に向かうに従
って漸次拡径した後折り返し部を介して漸次縮径する形
態に配設したことを特徴とするものとした。

〔作用　〕

この定着端部は、その全体を埋設部よりも大径に形成さ
れることにより埋設部との段部を形成し、その段部が支
持体表面、ないしは表面に設けられるベアリングプレー
ト（支圧Ｉ＆）等に係止される。

埋設部とその段部との間に相対的な力、とりわけ引張力
が作扉すると、拡径テーパー状に配された部分の繊維が
テーパーの作用によりその力を受け、さらにその引張力
を前記埋設部にスムーズに伝達することができる。また
、逆の言い方をすれば、埋設部の引張力は、定着端部内
にまで延出された繊維によりスムーズに定着端部に伝達
され、その引張力は、Ｉａ維の拡径テーパー状に配され
た部分のテーパー作用（クサビ作用）により段部に確実
に伝達され定着される。また、縮径テーパー状に配され
た繊維により、テーパー状に配設された繊維の内側に形
成されてこの定着ＱＩＳの芯となる部分が、外方へ抜は
出るのを防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第一実施例を示すもので、本発明に係
る埋込み部材をロックボルトに適用した例を示すもので
ある。

図中符号２０で示すものが本発明が適用されるロックボ
ルトで、該ロックボルト２０は、地盤２内に埋設される
棒状の埋設部３と、該埋設部３の一端に形成され、前記
地盤２の表面２ａないしは表面２ａに設置される定着具
等に係止される定着端部４とから構成されている。前記
埋設部３は、地盤２の表面２ａからほぼ垂直に穿設され
た穿孔５内に挿入され、これら埋設部３と穿孔５との間
に形成される空隙にはセメントモルタル、発泡性ウレタ
ン樹脂、あるいは接着剤等の充填材６が充填される。埋
設部３は、その軸心部を形成する芯材７と、該芯材７の
周囲を形成する被覆材８とよりなるもので、第２図（断
面図）に示す如き構造となっている。芯材７は、合成樹
脂、木材、あるいは耐水性合成紙等からなる。この芯材
７の周囲に形成される被覆材８は、連続繊維９．９．・
・・により補強された樹脂材料１０．すなわらＦＲＰ製
のものとなっている。連続繊維９は、前記芯材７の長手
方向に沿い、また芯材７の周方向に間隔を置いた状因で
複数本が前記樹ｍ材料１０内に埋設されている。

この連続繊維９としては、軽量でかつ高強度なガラス繊
維やカーボン繊維等の細繊維を複数本合糸したものをさ
らに複数本結束させてなるものが好適に用いられるが、
必要に応じてその他の繊維、例えば合成樹脂繊維、セラ
ミック繊維、金属繊維等を用いてもよく、あるいはこれ
らの繊維を適宜組み合わせて用いてもよい。樹脂材料１
０としては、前記連続繊１１９に対する接若性が良好で
、かつ自身も十分な強度特性を有する樹脂、例えばビニ
ルエステル樹脂等が好適に用いられるが、使用する連続
繊維８の材質に対応して他の樹脂材料を用いてもよい。

その場合の他の樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂
、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

また、実施例のものでは、埋設部３を構成する前記樹脂
材料ｌＯの表面は、多数の突起１０ａが形成されること
により凹凸状に仕上げである。これは、この埋設部３と
０り記充填材６との付着力を高めるためであり、図示さ
れる突起１０ａの他、例えばネジ山の如く螺旋状に連続
する突条を形成してもよいし、またはリング状の突条を
多数設けてもよいし、あるいは逆に溝を形成してもよい
。

要は、樹脂材料１０の表面を荒表面とすれば良いわけで
ある。

定着端部４は、前記埋設部３との段部２１を介して全体
的に埋設部３より大径に形成されている。

定着端部４の軸中心部にはこの場合、一端面が前記埋設
部３の芯材７の端部に当接したテーパー芯２２が形成さ
れている。テーパー芯２２はこの場合、中実のＦ　ＲＰ
製のもので、その基端部ずなゎち前記芯材７に当接した
部分は芯材７とほぼ同径に形成されているが、基端部か
ら先端に向かうに従って漸次拡径した後、再び縮径する
如きテーパー状に形成されている。そして、このテーパ
ー芯２２には、埋設部３を構成する被覆材８がこの部分
にまで連続し、そのテーパー面２２Ｊｌに沿うように延
出している。つまり、これにより前記連続繊１！　、９
は、その定着端部においてテーパー芯２２のテーパー面
２．２ａと同様の形態、すなわち先端に向かうに従って
漸次拡径しさらに折り返し部９ａを形成して再び縮径す
る如きテーパー状に配設されている。さらに、テーパー
芯２２の外側には、前記被覆材「を介して頭部被覆２３
が形成されている。頭部被覆２３はこの場合、ガラス繊
維にビニルエステル樹脂を含浸させたものを巻き付けて
形成している。この頭部被覆２３の端面が前記段部２１
を形成しているである。

次に、上記構造とされた定着端部４の作用について説明
する。

上記定着端部４をもつ前記ロックボルト２ｏは、第１図
の如く、その定着端部４を地盤２の表面２ａから突出さ
せ、かっこの定着端部４と表面２ａとの間にベアリング
プレート４１を介した状態で用いられる。このとき前記
段部２１がベアリングプレート４１の表面に当接される
わけである。さて、いまミ地盤２に何らか影響により図
中矢印Ｙで示す方向の変位力が生じたとする。その変位
力はベアリングプレート４Ｍを介して頭部披［２３の段
部２１に伝わる。これにより頭部披１２３は外方（図に
おける左方）に向かう力を受けるが、この頭部被覆２３
はテーパー芯２２のテーパー面２２ａの作用により移動
することはできない。そしてこのとき、頭部被覆２３が
外方に移動しようする力が、テーパー芯２２のテーパー
面２２ｍに沿って形成された被覆材８、とりわけその内
部に配設された連続繊維９に伝達される。この定着端部
４における連続繊維９は埋設部３から連続したものであ
るから、その力は連続繊維９の長手方向の引張力に転化
されスムーズに埋設部３にまで伝達されるのである。す
なわち地盤２の変位力は連続繊維９を介して有効に埋設
部３にまで伝達され、効果的に抑制される。そして、こ
のように定着端部４に生じた応力が有効に埋設部３に伝
達されるものであるから、埋設部３には十分な強度を有
しながらも定着端部４のみが小さな変位力により早期に
破損してしまうこと、そしてそのためにロックボルト（
埋込み部材）の全体機能を消失させてしまうといったこ
とがない。ちなみに本出願人等の状膜によれば、本実施
例による上記ロックボルト２０の上記定着端部４の耐力
は、埋設部３の耐力と同等の値を示し得るとの結果を得
゛ている。また、上記構造なる定着端部４によれば、連
続繊維９が、折り返し部９ａを形成して先すぼまりのテ
ーパー状をなしているから、これにより、テーパー芯２
２の外方への抜は出しが防止される。ここで参考までに
芯材７について説明すると、埋設部３にはその長手方向
に沿う引張力しか作用せず、この引張力は主に被覆材８
の長手方向に沿って配設された連続繊維９．９．・・・
が受は持つものであるから、芯材７は単に棒状の部材を
成形するために用いられる内型枠の役割を果たせば良く
、芯材７自身に強度を要求されることはない。

なお図示例のものでは、被覆材８をチー、パー芯２２に
沿わせることで、その内部に配設された連続繊維９をテ
ーパー芯２２同様のテーパー状に配役せしめたものとし
ているが、被覆材８を構成する樹脂材料ｌＯを、゛頭部
被覆２３の段部２１に対応した部分まで形成するものと
し、連続繊ｔ１１９のみを定着端部４内に延長さけた構
造としてもよい。

つまりこの場合には、その延長された連続繊維９が樹脂
材料１０を介さずに直接テーパー芯２２と頭部被覆２３
とに挾まれる構成となる。

第３図は本発明の第二実施例を示すもので、上記第一実
施例のものと同じ構成要素には同符号を付してその説明
を簡略化する。第二実施例のものでは、埋設部３を構成
する芯材７が中空円筒状のものとされている。このため
、定着端部４を構成するｉＩ：ｉ記テーパー芯２２は、
その芯材７の開口端を塞ぐべきプラグ状に形成されてい
る。その他の構成は第一実施例のものと同じである。本
第二実施例による定着端部４においてもその作用は上記
第一実施例のものと同様である。

第４図および第５図は本発明の第三実施例を示すもので
、上記第一実施例のものと同じ構成要素には同符号を付
してその説明を簡略化する。第三実施例のものは、本発
明に係る埋込み部材としてプレストレストコンクリート
用の緊張材に適用した例を示したものである。これらの
図において、符号２５はプレストレスが導入されるコン
クリート部材（支持体）、符号２Ｇはコンクリート部材
２５内に配されるシース管、符号３０がシース管２Ｇ内
に挿通されるプレストレストコンクリート用の緊張材（
−理込み部材）である。

緊張材３０は、シース管２６内に埋設される埋設部３と
、この埋設部３の一端に形成される定着端部４とから構
成される。埋設部３の構造および定着端部４の構造は、
上記第一実施例または第二実施例のものと同様のものと
考えてよい。定着端部４の頭部波［２３は、上記実施例
のものと同様、埋設部３の被覆材８を構成する樹脂材料
１０と密着して構成されたものとなっているが、これを
樹脂材料１０により一体に構成してもよい。また、余談
ではあるが、本実施例に係る緊張材３０．では、その埋
設部３に形成される突起１０ａが螺旋状のものとされて
いる。埋設部３における定着端部４と反対側′の端部は
、第４図に示されるようにコンクリート部材２５に固定
されている。符号４０は定着具で、ナツト４４を溶接し
たベアリングプレート４１．前記ナツト４４に螺着され
ると共に軸心部を穿孔されて緊張材３０がその軸心部を
挿通できるように形成された孔あきボルト４５、および
その孔あきボルト４５のネジ部４５ａに螺着されたロッ
クナツト４６から構成されたものである。

すなわち緊張材３０は、図示されないジヤツキ等により
その定着端部４を引っ張ることにより緊張材３０全体に
所定の緊張力を与えられた後、前記定着具４０の孔あき
ボルト４５を目動させてその人端面を定着端部４の段部
２１に当接さＵ′、その後ロックナツト４６をナツト４
４側に緊締することで、プレストレスが導入される。な
お、その後、緊張材３０の埋設部３とシース管２Ｇとの
間にはモルタル等の充填材６が充填される。

」−記の如き緊張材３０（埋込み部材）にあっても、そ
の定着端部４を上記構造のものとすれば、埋設部３の長
平方向に沿って配設された連続繊維９が前記テーパー芯
２２に沿って延出されているので、緊張力導入手段によ
りこの定着端部４に導入された緊張力がスムーズに埋設
部３にまで伝達される。また、緊張力定着後には、埋設
部３の引張応力ｈ（定着端部４内の連続繊維９−に伝達
され、その連続繊維９がテーパーのクサビ作用により頭
部ｖｔ覆２３に押圧されて確実な定着がなされる。

なお、上ｇ三つの実施例では全て、テーパー芯２２を１
個の独立した部材として構成したものとしているが、埋
設部３の芯材７もＦＲＰ製のものとして構成した場合に
は、このテーパー芯２２を芯材７と一体的に構成するこ
ともできる。また上記三つの実施例において、第一、第
二実施例に示した構造のものはロックボルトに適用し、
また第三実施例に示した構造のものはプレストレストコ
ンクリート用緊張材に適用したものとして説明したが、
埋込み部材の種類によって定着端部構造がこれら実施例
のものにそれぞれ限定されるもやでなく、例えば第一実
施例に示した構造のものをプレストレストコンクリート
用緊張材に適用してもよいし、あるいはアースアンカー
等、他の埋込み部材に適用させても勿論よいものである
。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明に係る定着端部構造によれ
ば、本定着端部と埋設部との間に生じた相対的な力、と
りわけ引張力を、埋設部から定着端部にまで延出された
繊維によって効果的に相互間に伝達するとともに、テー
パー状に配された繊維がそのテーパ一部のクサビ作用に
よりその引張力を確実に定着させることができる。した
がって、埋設部が繊維強化プラスチックを用いて構成さ
れた埋込み部材の定着端部を、極めて高い耐力を発揮す
るものとすることができ、埋込み部材の全体機能を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第璽図および第２図は本発明の第一実施例を示すもので
、第１図は埋込み部材の−っであるロックボルトの定着
端部付近を示す側断面図、第２図は第１図に示したロッ
クボルトの埋設部の断面図。 第３図は本発明の第二実施例を示すもので、ロックボル
トの定着端部付近を示す部分断面図、第４図および第５
図は本発明の第三実施例を示すもの、で、第４図は埋込
み部材の−っであるプレストレストコンクリート用の緊
張材の定着端部付近を示す側断面図、第５図は同緊張材
の定着端部付近の構造を示す側断面図。第６図および第
７図は本発明に係る従来例を示すもので、共にロックボ
ルトの定着端部付近を示す側断面図である。 ２・・・・・・地盤（支持体）、　　２ａ・・・・・・
表面部、３・・・・・・埋設部、　４・・・・・・定着
端部、　９・・・・・・連続繊１（繊ｔ１１）、　９ａ
・・・・・・折り返し部、　　！ｌ・・・・・・ロック
ボルト（埋込み部材）、　　２０・・・・・・ロックボ
ルト（埋込み部材）、　２１・・・・・・段部、　３０
・・・・・・緊張材（埋込み部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　地盤あるいはコンクリート構造物等より構成される支
   持体内に埋設される棒状の埋設部と、該埋設部の一端に
   形成されるとともに前記支持体の表面部に係止される定
   着端部とからなり、少なくとも前記埋設部が、周方向に
   間隔を置いて長手方向に沿う複数本の繊維により補強さ
   れた繊維強化プラスチックを用いて構成された埋込み部
   材の前記定着端部の構造であって、前記埋設部との段部
   を介して前記埋設部より大径に形成され、かつその内部
   には前記繊維の一端部が延出されるとともに、延出され
   たその繊維が、先端に向かうに従って漸次拡径した後折
   り返し部を介して漸次縮径する形態に配設されているこ
   とを特徴とする埋込み部材の定着端部構造。