JPH066807B2 - グランドアンカ−工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、構造物と地盤とを結合させるための土木、建
築の基礎構造に係わり、特に地盤に対する引抜き抵抗を
増大させるためのグランドアンカー工法に関する。

〔従来の技術〕

グランドアンカーは地盤を対象として設置する柱状の引
抜き抵抗をもった構造物であり、アンカー体、引張り部
およびアンカー頭部から構成され、当該アンカー体の力
の伝達方式によって、グラウト型アンカー工法とメカニ
カルアンカー工法に大別できる。前者はアンカー体の地
盤に対する支圧によって伝達し、後者はアンカー体周面
と地盤の摩擦によって伝達するものである。第５図は従
来のグラウトアンカー工法を示す図、第６図は従来のメ
カニカルアンカー工法を示す図である。図中、１は削孔
機、２、７は引張り材、３はグラウト注入装置、４、６
はアンカー体、５は台座、８は油圧ピストン、９は固定
装置を示す。

グラウト型アンカー工法は第５図に示すように、（イ）
地盤を削孔機１により削孔し（ロ）その孔に引張り材２
を挿入した後、（ハ）グラウト注入装置３によりモルタ
ル、セメントペースト等のグラウトを注入し、同時にコ
ンプレッサにより加圧することにより削孔部を拡孔して
アンカー体４を形成し、最後に（ニ）引張り材２にプレ
ストレスを加え台座５に緊張、定着する方式である。こ
の方式は、引張り部（引張り材）から伝えられる力をア
ンカー体がアンカー体周面と地盤との摩擦力で支持（抵
抗）するものである。

また、メカニカルアンカー工法は第６図に示すように、
（イ）地上でアンカー体６を作成すると共に引張り材７
を結合したうえで、アンカー体６に油圧ピストン８の先
端を係合し、該ピストン８によりアンカー体６を所定の
深さまで押し込んだ後、油圧ピストン８とアンカー体の
係合を解除し、油圧ピストン８のみを引き抜き、（ロ）
引張り材７の地上側端部を固定装置９に定着し、（ハ）
固定装置９の油圧ジャッキを伸長させることにより引張
り材７を牽引し、アンカー体６を９０度回転させて所定
の状態に設置する方式である。アンカー体６は一般に鋼
材で作られ、横に直立させた形で押し込まれるので横か
らの見掛け断面が小さくなるように造られており、また
引張り材７との結合は回転自在に形成されている。この
方式に類似するもので、（ニ）に示すようにアンカー体
の支圧面が引張り材の引き抜きによって傘のように開く
方式、また（ホ）に示すように羽根を開く方式の他、ア
ンカー体がスクリュウになっているものもある。これら
のメカニカルアンカーは、引張り部（引張り材）から伝
えられる力をアンカー体がアンカー体の上面の土との支
圧力で支持（抵抗）するものである。ただし、アンカー
体がスクリュウの場合は、引張り部（引張り材）から伝
えられた力をアンカー体がアンカー体周面と地盤との摩
擦力で支持（抵抗）する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、アンカーの極限引抜き力（破壊が生じる場合の
破壊に必要な力）は、地盤強度とアンカー材料（引張り
材及びアンカー体）の強度によって決まる。ところが、
上記従来のグランドアンカー工法はいずれも、原地盤強
度の小さな地盤では極限引抜き力が小さく、例えば浮き
基礎のロッキング防止等には使用できず、実際上は採用
することが困難であるという問題点を有している。

特にグラウト型アンカー工法においては、削孔を伴うた
め原地盤の応力開放をもたらし、原地盤強度を弱めると
いう問題点を有している。また、引張り材がアンカー体
の中心に位置していれば引張り材とアンカー体は強く結
合されるが、地下水や地盤内応力の影響等により削孔部
が変形したり崩壊したりした場合、引張り材がアンカー
体の周辺部に偏って位置してしまい、引張り材とアンカ
ー体の結合が弱まり、かつ、この状態すなわちアンカー
支持部の形状を確認できないため信頼性に欠けるという
問題点を有している。さらに、施工速度が一本あたり１
時間程度を要するという欠点も有している。

また、メカニカルアンカー工法においては、油圧ピスト
ンを地盤中に押し込むため地盤が乱され、最良に設置し
た場合でも原地盤強度（アンカー設置前の強度）しか期
待できないという問題点を有している。また、アンカー
材料の強度については、引張り材とアンカー体の結合部
分が引張り材、アンカー体の強度よりも小さくなりやす
く、結合部の強度によってアンカーの支持力が決まるた
め、アンカーは結合部の強度分の小さな支持力しか期待
できないという問題点を有している。さらに、アンカー
体の加工及びアンカー体と引張り材の結合部の構造が複
雑になると共に、アンカー体は押し込み容易でかつ引き
抜きが困難な形状が要求されるため、引張り材とアンカ
ー体の形状及び強度は極く限られた特殊なものとなって
しまう。従って、メカニカルアンカーの使用頻度は極め
て少ないのが現状である。

本発明は、上記問題点を解消するものであって、アンカ
ーの定着層として適切でなかった沖積砂質地盤でも十分
な強度をもたせることができるアンカーを提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明においては、地盤改良工法の一種であ
るサンドコンパクション工法において使用される外管貫
入装置に着目している。これは第４図に示すように、台
車にクローラクレーン１０及びガイドマスト１１が設置
されていて、ガイドマスト１１の上端から吊り治具１２
を介して加振機１３及び外管１４が吊り下げられると共
に、外管１４の先端には開閉可能な先端シュー１５が取
付けられている。この外管貫入装置を使用した地盤改良
の施工法は、加振機１３により外管１４を振動させなが
ら地中に挿入してゆく過程で、砂を外管１４内に投入
し、外管１４を振動させながら上下させた後、先端シュ
ー１５を開閉して砂を地中に放出させ、再び、振動させ
ながら外管１４を上下して砂を地中に圧入してゆき、最
後に外管１４を引き抜き、締め固めた砂柱を作るもので
ある。

本発明によるグランドアンカー工法は、上記外管貫入装
置を採用することにより、従来の問題点を解消するもの
であって、外管の先端を閉塞した状態で、外管を振動さ
せながら地盤中に挿入した後、引張り材及び充填材を外
管内に入れ、再び、外管を振動させながら所定の位置ま
で貫入させた後、外管の先端を開放させ外管を振動させ
ながら引き抜くことにより、外管周辺部の地盤及び充填
材を締め固めた後、前記引張り材にプレストレスを加え
て定着させることを特徴とするものである。

〔作用〕

先端を閉塞した状態で、外管を振動させながら地盤中に
挿入することにより、外管周辺部の地盤密度を上昇させ
強度を増大させる。また、充填材を外管内に投入した
後、外管を振動させながら引き抜き作業を行うことによ
り、外管周辺部の地盤及び充填材を締め固める。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。第１図は本
発明のグランドアンカー工法の１実施例を示す図、第２
図はアンカー材料の各実施例を示す図、第３図はアンカ
ー設置後の地盤改良効果を示す図である。図中、１４は
外管、１５は先端シュー、１６は引張り材、１７は充填
材を示す。

第１図により施工方法を説明すると、先ず（イ）前述し
た第４図に示した外管貫入装置により、先端シュー１５
を閉塞した状態で、外管１４を振動させながら砂質地盤
中に挿入してゆく。この時、外管１４周辺部の原地盤
（砂質地盤）の密度が上がり強度が増大する。次に
（ロ）一定の位置まで外管を挿入した後、引張り材１６
及び充填材１７を外管１４内に入れ、さらに外管１４を
振動させながら充填材を締め固め、所定の位置まで貫入
させる。この際、外管内の充填材１７はミキシング効果
により、品質においてバラツキの少ないものとなる。充
填材１７としては原地発生地（砂）または貧配合のモル
タル（原地発生土とセメントを混合したもの）が使用さ
れるが、所定の強度が得られればそれ以外でもよい。ま
た、引張り材は鋼棒、鋼より線、ＦＲＰ等の新素材など
種々のものが考えられる。次に（ハ）所定の位置まで外
管１４を貫入させた後、先端シュー１５を開放させ外管
１４を振動させながら引き抜くことにより、外管１４周
辺部の地盤および充填材１７を締め固め、最後に引張り
材にプレストレスを加えて定着しアンカーの施工が終了
する。

上記アンカーの設置による原地盤の改良効果について説
明する。第３図は、アンカー周辺部の幾つかの測定点ご
とに、アンカー設置前後における深度とＮ値（標準貫入
試験における打撃回数）との関係を示したものである。
これによれば、外管の周辺部および内部ともに、原地盤
におけるＮ値が平均５程度のものを本発明によるアンカ
ーを設置することにより、Ｎ値を平均２０以上に締め固
めることができ、結果としてアンカーの引き抜き抵抗を
砂地盤で１．８kg／cm²以上に増大させることができ十
分な強度をもたせることができる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものでなく、
種々の変形が可能であることは勿論のことである。。例
えば、上記実施例においては、アンカー材料として引張
り材をそのまま挿入しているが、第２図に示すように
（イ）引張り材１６の先端にモルタルからなるアンカー
体１８を固定してもよいし、（ロ）引張り材１６に多数
のリブ１９を取付けるか、（ハ）草の根型のリブ２０を
取付けてもよい。これらの場合には引き抜き抵抗をさら
に増大させることができる。

また、上記実施例においては、外管の先端を閉塞した状
態で、外管を振動させながら地盤中に挿入しているが、
挿入の途中で外管内に砂を投入した後先端シューを開
き、次いで外管を上方に移動させてから先端シューを閉
じ、再び外管を振動させながら地盤中に挿入することに
より、外管外に放出された砂を締め固める方式を採用し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、下記
の効果が奏されるものである。

原地盤のＮ値が５程度の地盤でも、アンカーを設置す
ることにより、外管周辺部の地盤および外管内の充填材
のＮ値を２０以上に高めることができ、これまでアンカ
ーの定着層として適切でなかった沖積砂質地盤でも十分
な強度をもたせることができる。

充填材として特にモルタル等の混合材を採用した場合
には、振動により十分なミキシングが行え、アンカー体
の品質のバラツキを少なくさせることができる。

アンカー材料は地上で組み立てられるため、アンカー
定着部の形状、品質については設計者の意図を十分に反
映させることができる。

充填材は原地発生土を利用できるため、充填材に要す
る費用を低減できる。

振動装置および砂投入装置として従来よりサンドコン
パクション工法に使用されている外管貫入装置をそのま
ま使用できる。

施工時間はサンドコンパクション工法並の時間（１サ
イクル１５分程度）であり、従来のグラウト型アンカー
工法の約１／４であるため、施工費の低廉化、工期の短
縮化に極めて効果的である。

施工時の振動、騒音もサンドコンパクション工法程度
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のグランドアンカー工法の１実施例を示
す図、第２図はアンカー材料の各実施例を示す図、第３
図はアンカー設置後の地盤改良効果を示す図、第４図は
外管貫入装置を示す図、第５図は従来のグラウトアンカ
ー工法を示す図、第６図は従来のメカニカルアンカー工
法を示す図である。 １４…外管、１５…先端シュー、１６…引張り材、１７
…充填材、１８…アンカー体、１９、２０…リブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−73810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−73809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−148916（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外管の先端を閉塞した状態で、外管を振動
   させながら地盤中に挿入した後、引張り材及び充填材を
   外管内に入れ、さらに外管を振動させながら所定の位置
   まで貫入させた後、外管の先端を開放させ外管を振動さ
   せながら引き抜くことにより、外管辺部の地盤及び充填
   材を締め固めた後、前記引張り材にプレストレスを加え
   て定着させることを特徴とするグランドアンカー工法。