JP2007205079A - グランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】先端部に固化材の流出口を予め設けたケーシングパイプ3を地盤1中に設置し、該ケーシングパイプの先端部に上下2段のパッカー8A、8Bを装着してそれらの管に固化材5の圧入空間を形成し、該圧入空間内に固化材5を加圧注入して、固化材を流出口から周囲の地盤1中に圧入して地盤に対する締め固め工程を実施した後、ケーシングパイプ内およびその周囲の地盤中に圧入した固化材が固化する以前に、ケーシングパイプ内にアンカー材を挿入してその先端部を固化材中に埋没させる。ケーシングパイプは引き抜いても、そのまま残置しても良い。
【選択図】図4
Description
これは、(a)に示すように直径100mmφ程度のケーシングパイプ3を泥水循環により内部からの排土を行いつつ地中に設置した後、(b)に示すようにケーシングパイプ3内にPC鋼棒等のアンカー材4を挿入し、(c)に示すようにケーシングパイプ3内にセメントモルタル等の固化材5を注入充填して少なくともアンカー材4の先端部(下端部)を固化材5中に埋没せしめ、固化材5が完全に固化する以前に(d)に示すようにケーシングパイプ3を引く抜く、という手順によるものである。
しかし、その場合、アンカー材4の引き抜き耐力は地盤1に対する固化材5の付着力に大きく依存するから、特に地盤強度が充分ではない軟弱地盤に適用するような場合には定着長を充分に確保する必要があり、必然的にアンカー材4やケーシングパイプ3を充分な深度に達するように設置しなければならず、またアンカー材4の所要数が多数となり、そのために工費や工期が嵩むものとなる。
また、ケーシングパイプ3を地盤1中に設置する際には泥水循環により原地盤を多少なりとも乱してしまうことは不可避であるから、それに起因して地盤強度自体が低下して所望の定着力を確保できないことも想定される。
その場合、請求項3記載の発明のようにケーシングパイプの先端部外周面に地盤に対する係合手段を設けておくことによりケーシングパイプ自体の引き抜き耐力を充分に高めることができ、さらにその場合において請求項4記載の発明のように係合手段として螺旋翼を採用することにより、ケーシングパイプを設置する際にはそれを有効に活用してケーシングパイプを地盤中にねじ込んでいくことができるので施工性に優れる。
さらに、請求項5記載の発明のようにケーシングパイプの先端部内周面に突起等の係合手段を設けておくことにより、ケーシングパイプとその内部に圧入されて固化する固化材塊とを確実に一体化させることができる。
本第1実施形態においては、図1(一部破断図)に示すようなケーシングパイプ3を用いてまずこのケーシングパイプ3を地盤1中に設置する。このケーシングパイプ3は、その先端部(下端部)から固化材5を周囲の地盤1中に圧入することで地盤1を締め固めるための多数の流出口6が予め形成されていることを除いては、基本的に図13に示した従来のケーシングパイプ3と同様に構成されて同様に機能するものであり、従来と同様に泥水循環により地盤1中に設置されるものである。
なお、上段側に装着するパッカー8Aは袋体9が環状とされていて、その中心部に下段側のパッカー8Bの注入管10と、圧入空間7に対して固化材5を加圧注入するための圧入管11を挿通させるようになっており、それら上下のパッカー8A、8Bと圧入管11とをケーシングパイプ3内に装着するためには、それらの全体を予め一体に組み付けておいてその全体を一括してケーシングパイプ3内に挿入すれば良い。
その固化材5を、地上部に設置した適宜の加圧注入手段(図示せず)から適宜の注入圧により圧入空間7に加圧注入すると、図3に示すように固化材5は各流出口6から流出して地盤1中に圧入されていくので、図4に示すように各流出口6から圧入された固化材5どうしが一体に連続するものとなるまで所望量の固化材5を圧入すれば、その体積相当分の土砂が自ずと外方に押圧されていき、そのような固化材5の圧入により周囲の地盤1に対する締め固め効果が得られて地盤1の密度および強度を自ずと高めることができる。
すなわち、まず上下のパッカー8の袋体9内から注入管10を通して流体を排出して袋体9を収縮させ、図5に示すように双方のパッカー8および圧入管11を撤去する。なお、この際に固化材5が未だ完全な流動性を有していると、地盤1に圧入された固化材5がそのままケーシングパイプ3内に逆流してしまったり、ケーシングパイプ3内を上昇してしまうこともあるので、パッカー8の撤去はそのような逆流が生じない程度の固化が進行したタイミングで行うと良い。
また、本実施形態におけるアンカー材4は、螺旋翼13を形成している先端部を単なるPC鋼棒からなる本体部に対してジョイント部材14を介して連結したものとなっているが、そのジョイント部材14は固化材5がケーシングパイプ3を通して上方に逆流してしまうことを防止するための封止手段を兼用するものとしている。すなわち、そのジョイント部材14としてはアンカー材4の外側にフランジ状に張り出す形状とされていて、その外径はケーシングパイプ3の内径よりもやや小さい程度とされ、図6に示したようにケーシングパイプ3内にアンカー材4が挿入された時点、および図7に示したようにケーシングパイプ3を抜き取る際には、完全には固化していない固化材5がそのジョイント部材14により封止されてケーシングパイプ3を通して上方に逆流してしまうことを有効を防止できるものとされている。
しかも、ケーシングパイプ3の先端部からの地盤1への固化材5の圧入によりアンカー材4の施工に先立って原地盤に対して締め固めを行うので、その締め固め効果により原地盤の密度および強度の増強効果が得られ、それによっても引き抜き耐力の向上を図ることができ、特に軟弱地盤に適用する場合に好適である。
勿論、本実施形態の施工方法は地盤1をいわば静的に締め固めるものであって、特許文献1に示される従来工法のように地盤中に高圧ジェット水を噴射して破壊的な拡径を行うものではないから原地盤を乱すことは少ないし、仮にケーシングパイプ3の設置の際に泥水循環により原地盤が乱されたような場合であってもその後の固化材5の圧入による締め固め工程によりそれを補償して地盤1の密度および強度を回復させることができ、構造的な安全性や信頼性を充分に高めることができる。
上記第1実施形態では最終的にはケーシングパイプ3を引き抜くものとしたが、本第2実施形態ではケーシングパイプ3を引き抜くことなくそのまま残置してケーシングパイプ3にも引き抜き耐力の一部を負担させるものとしている。そのため、本第2実施形態では、図8に示すようにケーシングパイプ3の外周面に螺旋翼15を予め形成しておき、その螺旋翼15を利用してケーシングパイプ3を地盤1中にねじ込むとともに、最終的にはその螺旋翼15を固化材塊12に対する係合手段として利用してケーシングパイプ3と固化材塊12とを螺旋翼15を介して強固に係合一体化させるものとしている。なお、図8は一部破断図であるので螺旋翼15の図示も一部省略しているが、螺旋翼15はケーシングパイプ3の外周面に連続的に形成されているものである。
すなわち、上記各実施形態では周囲の地盤1に固化材5を圧入して締め固めを行った後には、その固化材5がケーシングパイプ3内に逆流してしまうことを防止するために固化がある程度進行するまでは圧力を維持する必要があり、したがってパッカー8の撤去はそれまで待機する必要があるが、流出口6に逆流を防止するための逆止弁を設けておけば自ずと圧力が維持されるからパッカー8の撤去を早期に行うことが可能となり、それに伴い、第1実施形態の場合には固化材5が固化し過ぎない早期の段階でケーシングパイプ3を抜き取ることが可能となる。
その逆止弁としては、流出口6の外側に弁体を外方に向かって開くように取り付け、その弁体が固化材5の圧入時には自ずと外方に自由に開かれ、逆流が生じる事態となった際には流出口6が弁体により自ずと塞がれる構成のものが考えられるが、あるいは地上部から開閉操作するシャッタの如き構成の逆止弁を設けておくことも考えられる。
2 構造物
3 ケーシングパイプ
4 アンカー材
5 固化材
6 流出口
7 圧入空間
8(8A、8B) パッカー
9 袋体
10 注入管
11 圧入管
12 固化材塊
13 螺旋翼(係合手段)
14 ジョイント部材(封止手段)
15 螺旋翼(係合手段)
Claims (11)
- 構造物をアンカー材により地盤に対してアンカーして該構造物の浮き上がりや転倒を防止するためのグランドアンカー工法に適用されて、前記アンカー材の先端部を地盤に対して定着するためのアンカー材の施工方法であって、
先端部に固化材の流出口を予め設けたケーシングパイプを地盤中に設置し、該ケーシングパイプの先端部に固化材の圧入空間を形成するための上下2段のパッカーを装着して、該圧入空間内に固化材を加圧注入することにより、該固化材を前記流出口から周囲の地盤中に圧入することにより地盤を締め固める締め固め工程を実施した後、
ケーシングパイプ内およびその周囲の地盤中に圧入した固化材が固化する以前に、前記2段のパッカーをいずれも撤去するとともに、ケーシングパイプ内にアンカー材を挿入してその先端部を固化材中に埋没させてケーシングパイプを引き抜くことにより、
前記アンカー材の先端部を、地盤中に圧入して固化させた固化材塊を介して、前記締め固め工程により締め固めた地盤に対して定着することを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 構造物をアンカー材により地盤に対してアンカーして構造物の浮き上がりや転倒を防止するためのグランドアンカー工法に適用されて、前記アンカー材の先端部を地盤に対して定着するためのアンカー材の施工方法であって、
先端部に固化材の流出口を予め設けたケーシングパイプを地盤中に設置し、該ケーシングパイプの先端部に固化材の圧入空間を形成するための上下2段のパッカーを装着して、該圧入空間内に固化材を加圧注入することにより、該固化材を前記流出口から周囲の地盤中に圧入することにより地盤を締め固める締め固め工程を実施した後、
ケーシングパイプ内およびその周囲の地盤中に圧入した固化材が固化する以前に、前記上段のパッカーを撤去するとともに、ケーシングパイプ内にアンカー材を挿入してその先端部を固化材中に埋没させることにより、
前記アンカー材の先端部を、ケーシングパイプの先端部の内外に圧入されて固化した固化材塊およびケーシングパイプを介して、前記締め固め工程により締め固めた地盤に対して定着することを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項2記載の施工方法において、
ケーシングパイプの少なくとも先端部の外周面に、該ケーシングを固化材塊に対して係合させるための係合手段を予め設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項3記載の施工方法において、
ケーシングパイプの少なくとも先端部の外周面に設ける係合手段を、該ケーシングパイプを地盤中にねじ込むための螺旋翼として設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項2〜4のいずれかに記載の施工方法において、
ケーシングパイプの少なくとも先端部の内周面に、圧入空間に圧入されて固化する固化材を一体に係合するための係合手段としての突起を予め設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の施工方法において、
アンカー材の先端部の外周面に、圧入空間に圧入された固化材に対して一体に係合させるための係合手段を予め設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項6記載の施工方法において、
アンカー材の先端部の外周面に設ける係合手段を、圧入空間に圧入されている固化材に対してねじ込むための螺旋翼として設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の施工方法において、
ケーシングパイプの先端部に予め設けた流出口には、該流出口から流出させた固化材がケーシングパイプ内に逆流することを防止するための逆止弁を予め設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の施工方法において、
ケーシングパイプ内に挿入するアンカー材の先端部には、圧入空間に圧入した固化材がケーシングパイプを通して上部に逆流することを防止するための封止手段を予め設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項9記載の施工方法において、
アンカー材の先端部に設ける封止手段としてアンカー材の本体部と先端部とを連結するジョイント部材を兼用し、該ジョイント部材をアンカー材の外周側にフランジ状に張り出す状態で設けておくことを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の施工方法において、
圧入空間内に加圧注入して流出口から周囲の地盤中に圧入することにより地盤を締め固めるための固化材として、圧入時には流動性を有し圧入後には自ずと固化するセメントモルタルもしくは可塑状ゲル剤を用いることを特徴とするグランドアンカー工法におけるアンカー材の施工方法。
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