(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
斜面安定工事や構造体の安定工事等において、PC鋼撚り線等からなるテンドン(アンカーケーブル)を用いたグラウンドアンカーが広く施工されている。
斜面安定工事等でグラウンドアンカーを施工するに際しては、施工地盤に掘削孔を削孔し、その掘削孔内にPC鋼撚り線(テンドン)を挿入してグラウト材で固定し、ジャッキ等を用いて当該PC鋼撚り線に対して緊張力を付加した状態で、地表に位置したアンカーヘッドに例えば定着クサビを用いて当該PC鋼撚り線の緊張力を保持している。
ここで定着クサビは、その外周面をアンカーヘッドに設けた係合孔内に係合させることで、内周側のクサビの歯をPC鋼撚り線の周面に食い込ませて、PC鋼撚り線の緊張力先端部を保持している。
【0003】
グラウンドアンカーを補修する場合には、テンドン(例えばPC鋼撚り線)に付加されている緊張力を除去(除荷)する必要がある。
ここで、PC鋼撚り線の先端部を固着している定着クサビがアンカーヘッドの係合孔内に埋没しているため、テンドンの余長が短い場合は定着クサビを取り外すことが難しく、PC鋼撚り線に付加された緊張力を除去することが困難であった。
【0004】
テンドンであるPC鋼撚り線の緊張力を除荷する従来技術として、本出願人は、定着クサビから突出しているPC鋼撚り線の部分(テンドン余長)を除荷用のカップラーで把持し、当該除荷用のカップラーを介してPC鋼撚り線に荷重を加え、定着クサビをアンカーヘッドの係合孔から離脱させて、定着クサビをPC鋼撚り線から取り外す技術を提案している(特許文献1参照)。
この技術は有用であり、グラウンドアンカーの補修作業現場で広く採用されている。
しかし、テンドン余長が極めて短い場合には、テンドン余長を除荷用のクサビで把持することが困難であり、定着クサビを取り外すことが出来ず、テンドンであるPC鋼撚り線に付加された緊張力を除去することが出来ない、という問題が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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、テンドン余長が極めて短い場合であっても定着クサビを容易且つ確実に取り外して、PC鋼撚り線(テンドン)に付加された緊張力を除去することが出来るグラウンドアンカーの除荷方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
発明者は種々研究の結果、テンドン余長が極めて短い場合には定着クサビにより固着されているテンドン(PC鋼撚り線)の部分を切削加工により除去すれば、テンドン(PC鋼撚り線)に付加された緊張力を容易に除去することが出来ることを見出した。
【0008】
本発明のグラウンドアンカー(100)の除荷方法は係る知見に基づいて創作されたものであり、
テンドン余長(L)がカップラーで把持することが出来ない程度に短いグラウンドアンカーの除荷方法において、定着クサビ(2)内のテンドン(1:例えばPC鋼撚り線)を
それ(テンドン1)よりも小径のドリル(D)を用いて切削する工程を備えていることを特徴としている。
【0009】
本発明において、除荷作業時に定着クサビ(2)がテンドン(1)に食い込むことを防止する板材(110)を定着クサビ(2)の隙間(112)に挿入する工程を有するのが好ましい。
或いは、テンドン(1:PC鋼撚り線)を定着するクサビ(2)は全体が複数個に分割される構造(一般的には2つ割、3つ割が多く、例えば、2つ割はいわゆる「半割り構造」)となっており、大径側には溝(2a:例えば、断面形状がU字状の溝)が形成されており、当該溝に金属製円形部材(3:例えばコイルスプリング)を嵌装することも可能である。
【0010】
さらに本発明において、(例えば定着具150を用いて)グラウンドアンカー(100)の除荷後地中側へ引き込まれてしまったテンドン(1)を再定着する工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
上述の構成を具備する本発明によれば、ドリル(D)によりPC鋼撚り線(1)を切削加工することにより、容易且つ確実にPC鋼撚り線(1)を除荷することが出来る。そのため、PC鋼撚り線(1)を除荷する際に、特別な装置(例えば特許文献1に開示されている装置)を使用する必要がなくなり、グラウンドアンカー(100)を補修および維持管理する工事に係る労力を軽減することが出来る。
また、特許文献1に開示されている装置が使用できない程度にテンドン余長(L)が短くても、容易且つ確実にPC鋼撚り線(1)を除荷することが出来る。
【0012】
ここで、除荷されたテンドン(1)を固定していた定着クサビ(2)がいわゆる「半割り構造」である場合には、除荷されたテンドン(1)が収縮すると、定着クサビ(2)がテンドン(1)に食い込み、食い込んだ定着クサビ(2)の半割り部分がテンドン(1)と共に地中側に移動して半割り部分の相互の垂直方向位置が異なり、その状態で定着クサビ(2)がアンカーヘッド(4)の内周面と係合して固定されてしまう恐れがある。
本発明において、除荷作業時に定着クサビ(2)がテンドン(1)に食い込むことを防止する板材(110)を定着クサビ(2)の隙間(112)に挿入すれば、定着クサビ(2)の半割り部分のみはテンドン(1)に食い込まないので、テンドン(1)と共に地中側に移動してしまうことが防止される。
なお、本発明において定着クサビ(2)の大径側端部近傍のU字状の溝(2a)に金属製円形部材(3:例えばコイルスプリング)を嵌装しても、当該金属製円形部材(3)により一方の半割り部分のみが地中側に移動してしまうことが抑止される。そのため、PC鋼撚り線(1)と地中側(
図10では下側)に移動した半割り部分がアンカーヘッド(4)の内周面と係合して、PC鋼撚り線(1)を再び固定してしまうことが防止される。
【0013】
本発明の実施に際して、除荷後、テンドン(1)が地山G表面よりも下方(地下側)まで収縮してしまう場合が存在する。係る場合においても、本発明において、定着具(150)を用いて除荷後地中側へ引き込まれてしまったテンドン(1)を再定着する工程を有していれば、当該定着具(150)を介して地中側へ引き込まれてしまったテンドン(1)に対して緊張力を付加することが出来る。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に
図1〜
図7を参照して、本発明の実施形態に係る除荷方法について説明する。
図示の実施形態に係るグラウンドアンカー100の除荷方法が施工されるアンカー頭部が
図1に示されている。
【0016】
図1において、グラウンドアンカー100は、複数のPC鋼撚り線1(張力支持部材:テンドン)と、アンカーヘッド4と、アンカープレート5と、定着クサビ2とを有している。図示の実施形態では、PC鋼撚り線1として、
図11及び
図12に示すように7本の素線を備えているが、
図1〜
図7では2本のPC鋼撚り線1だけを表示する。
アンカープレート5は、地山Gに載置され、アンカープレート5の上面5bに、アンカーヘッド4が載置されている。
【0017】
アンカーヘッド4には内孔4aが形成されており、内孔4aの数はPC鋼撚り線1の数と等しい。
内孔4aにおいて、アンカー頭部側(
図1の上部側)には、定着クサビ係合部4bと、PC鋼撚り線1の挿入部4cが形成されている。
定着クサビ係合部4bはテーパー形状であり、当該テーパー形状はアンカー頭部側(
図1の上部側)に向かって拡径している。
アンカープレート5には、上記アンカーヘッド4の内孔4aと対応する位置に挿入孔5aが形成され、挿入孔5aを介してPC鋼撚り線1が延在している。
【0018】
グラウンドアンカー100では、掘削孔6内にPC鋼撚り線1を挿入し、拘束長をグラウト材等で固定し、図示しないジャッキ等を用いて当該PC鋼撚り線1に対して緊張力を付加する。その状態で、定着クサビ2を用いて、PC鋼撚り線1の緊張力をアンカーヘッド4に保持させる。
そして、定着クサビ2のテーパー形状の外周面2bを、アンカーヘッド4における定着クサビ係合部4bの内周面に係合させて、定着クサビ2の内周側のクサビの歯(図示せず)をPC鋼撚り線1の周面に食い込ませて、PC鋼撚り線1の緊張力を保持している。
ここで、図示の実施形態では定着クサビ2は2分割されている(
図8、
図9に基づき後述)。
【0019】
図示の実施形態では、PC鋼撚り線1の先端部に定着クサビ2を用いてアンカーヘッド4に定着固定した状態において、テンドン余長L(定着クサビ2から突出しているPC鋼撚り線1の部分)は非常に短い。
そのため、従来の方法(例えば、テンドン余長Lを除荷用のカップラー等で把持して定着クサビを取り外す方法等)では、PC鋼撚り線に付加された緊張力を除荷することが出来ない。
【0020】
図1で示すようにテンドン余長Lが短いアンカー頭部におけるPC鋼撚り線1を除荷するに際して、図示の実施形態では、
図2で示すように、PC鋼撚り線1における定着クサビ2で固着されている部分をドリルDを用いて切削加工する。
ドリルDとしては、その径(外径)がPC鋼撚り線1の外径よりも僅かに小径のものを選択する。
【0021】
図3で示す工程では、ドリルDによって、PC鋼撚り線1のテンドン余長Lを包含する領域を切削加工している。
図3において、テンドン余長Lの上方から、PC鋼撚り線1の外径よりも僅かに小径のドリルDを回転しつつ下降して、定着クサビ2で固着されているPC鋼撚り線1の部分(テンドン余長Lを含む)をドリルDにより切削する。
ドリルDで切削することにより、
図3で示すように、PC鋼撚り線1は、その上端部(テンドン余長L)から、アンカーヘッド4内の領域における定着クサビ2によりPC鋼撚り線1の定着固定している領域Rの一部まで除去される。
【0022】
ドリルDにより、PC鋼撚り線1を、アンカーヘッド4内の領域における定着クサビ2によりPC鋼撚り線1の定着固定している領域Rの一部まで切削されて除去されると、PC鋼撚り線1において定着クサビ2に固着されている部分の多くが除去される。
その結果、定着クサビ2によりPC鋼撚り線1の先端部が押圧されている部分が消失するので、残存したPC鋼撚り線1は定着クサビ2により荷重が保持されなくなり、当該PC鋼撚り線1は定着クサビ2から外れる。
定着クサビ2から外れたPC鋼撚り線1(PC鋼撚り線1の先端部の残存部分)は、
図4で示すように除荷されて、PC鋼撚り線1に作用する緊張力と拘束長により地中G側(
図4では下方)に引き込まれる。
【0023】
ここで、PC鋼撚り線1を上端部(テンドン余長L)からアンカーヘッド4内のどの部分まで切削すれば除荷されるのかについては、PC鋼撚り線1の径、荷重導入力、撚り数、グラウンドアンカー100の施工仕様により、ケース・バイ・ケースである。
図示の例では、定着クサビ2の長手方向(
図3、
図4の上下方向)について、約1/2から約2/3程度の位置までPC鋼撚り線1を切削すれば、当該PC鋼撚り線は除荷される。
【0024】
図4において、2本のPC鋼撚り線1のうち片方(
図4の看者から見て右側のPC鋼撚り線1)は、
図3に示す工程により、ドリルDによりPC鋼撚り線1を切削して除荷が完了している。
除荷が完了したPC鋼撚り線1(
図4の右側のPC鋼撚り線1)は、PC鋼撚り線1に作用する緊張力により地中G側(
図4では下方)に、アンカープレート5の上端付近まで引き込まれている。
荷重導入力が少ない場合や自由長が短い場合には、除荷後、PC鋼撚り線1が地中側に引き込まれないことがある。その様な場合には、当該PC鋼撚り線1を定着している定着クサビ2内に存在するPC鋼撚り線1を全部切削することもある。
【0025】
次に、
図4における他方のPC鋼撚り線1(
図4の左側のPC鋼撚り線1)の除荷を、
図1〜
図4を参照して説明したのと同様に行う。すなわち、ドリルDによりPC鋼撚り線1を切削して、上端部(テンドン余長Lを含む)からアンカーヘッド4内の領域においてPC鋼撚り線1の先端部を定着クサビ2で固着している領域Rの一部までを除去する。
端部(テンドン余長Lを含む)からアンカーヘッド4内の領域においてPC鋼撚り線1の先端部を定着クサビ2で固着している領域Rの一部までを、ドリルDによって除去した結果、
図4の左側のPC鋼撚り線1も除荷されて、地中G側に(
図4ではアンカープレート5の上端付近まで)引き込まれる。
【0026】
全てのPC鋼撚り線1が除荷された状態を、
図5に示す。
除荷されたPC鋼撚り線1の上端は、地山Gに載置されたアンカープレート5よりも上方に位置している。
再びPC鋼撚り線1に緊張力を加えられるだけのテンドン余長がアンカープレート5上に残っている場合には、この状態において、グラウンドアンカー100(頭部)の必要な補修を行い、補修作業を終了した後、従来公知の技術を用いて再びPC鋼撚り線1に緊張力を付加して、アンカーヘッド4に固定する。
PC鋼撚り線1を除荷した結果、PC鋼撚り線1が地山G表面よりも下方(地下側)まで収縮する場合が存在する。係る場合においても、グラウンドアンカー100(頭部)の補修作業が終了した後に、例えば
図17、
図18を参照して後述する態様により、PC鋼撚り線1に緊張力が付加される。
【0027】
図6、
図7は、ドリルDによりPC鋼撚り線1を、アンカーヘッド4内の領域において、定着クサビ2によりPC鋼撚り線1の先端部を固着している領域Rまで切削した際における、PC鋼撚り線1の状態を詳細に示している。
図6で示す状態では、アンカーヘッド4内にドリルDを挿入した領域で、定着クサビ2の上端から長手方向(
図6で下方)にHの位置まで、PC鋼撚り線1は全て切削され、消失している。
図6で示す状態では、アンカーヘッド4内にドリルDを挿入した領域で、定着クサビ2の上端から長手方向(
図6で下方)にHの位置まで、PC鋼撚り線1の半径方向内方の部分は切削され消失しているが、
図7で示す状態では、符号H´で示す部分の外周部近傍(
図7における残存部11)が残存している。
【0028】
ドリルDで切削した際に、PC鋼撚り線1は全て切削されるか(
図6)、或いは、外周部近傍が残存するか(
図7)については、PC鋼撚り線1の径、ドリルDの径、その他の各種条件により、ケース・バイ・ケースで異なる。
ただし、PC鋼撚り線1が全て切削された場合(
図6)、外周部近傍(残存部11)が残存した場合(
図7)の何れにおいても、PC鋼撚り1をアンカーヘッド4内の所定部(図示の例では、定着クサビ2の長手方向について、約1/2から約2/3程度の位置)まで切削すれば、PC鋼撚り線1は除荷されることが、発明者の実験で確認されている。
【0029】
図1〜
図7で示す実施形態によれば、特別な装置(例えば特許文献1に開示されている装置)を使用しなくても、ドリルDによりPC鋼撚り線1を切削加工することにより、容易且つ確実にPC鋼撚り線1を除荷することが出来る。
そのため、PC鋼撚り線1を除荷して、グラウンドアンカー100を補修および維持管理する工事に係る労力を軽減することが出来る。
また、特許文献1に開示されている装置が使用できない程度にテンドン余長Lが短くても、容易且つ確実にPC鋼撚り線1を除荷することが出来る。
【0030】
次に
図8〜
図12を参照して、
図1〜
図7で示す実施形態で適切に使用される定着クサビ2について説明する。
定着クサビ2の側面を示す
図8と、定着クサビ2の正面を示す
図9で示すように、
図1〜
図7で示す実施形態で適切に使用される定着クサビ2は、例えば全体が2分割された、いわゆる「半割り」構造となっている。ここで「半割り」構造となっている定着クサビ2は、従来から存在している。
図8で示すように、定着クサビ2の半割り部分21、22は、相互に左右対称な形状であり、両者を相合わせて中空円錐台のような形状を構成し、定着クサビ2として機能する。なお、定着クサビ2の半割り部分21、22には、相互間に隙間S1が存在する。
【0031】
図9において、定着クサビ2の半割り部分21、22は、テーパー形状に形成された外周面2bを有している。外周面2bは、アンカーヘッド4に設けた定着クサビ係合部4b(
図1参照)の内周面に係合する。
図8において、定着クサビ2の半割り部分21、22の内周側は、長手方向(
図8の左右方向)に内径に形成されている。図示はされていないが、定着クサビ2の半割り部分21、22の内周側にはクサビの歯が形成されており、図示しないクサビの歯がPC鋼撚り線1の周面に食い込むことにより、PC鋼撚り線1の先端部を定着固着する。
さらに
図8において、定着クサビ2の半割り部分21、22の大径側端部(
図8では左端部)近傍には、円周方向全域に亘って、断面U字状の溝2aが形成されている。そして断面U字状の溝2aには、コイルスプリング3が嵌装されている。なお、従来のアンカーでは、定着クサビ2に係るコイルスプリングが設けられていない場合が多い。
【0032】
図10を参照して、
図8におけるコイルスプリング3の作用効果について説明する。ここで
図10では、コイルスプリング3を設けていないアンカーにおいて、発生し得る状態が示されている。
図1〜
図7で示す実施形態において、ドリルDによりPC鋼撚り線1を切削加工することによりPC鋼撚り線1を除荷すると、除荷されたPC鋼撚り線1は地中G側(
図10では下側)に引き込まれる。
その際に、
図10で示す様に、除荷されたPC鋼撚り線1を固定していた定着クサビ2において、半割り部分21、22の各々の垂直方向位置が異なってしまう場合が存在する。すなわち
図10において、右側の半割り部分21は、左側の半割り部分22よりも下側或いは地中側に符号S2で示す寸法だけ偏奇している。
【0033】
図10で示す様に、半割り部分21、22の各々の垂直方向位置が異なっている場合には、除荷されたPC鋼撚り線1が収縮した際に、下側に偏奇している半割り部分21が収縮したPC鋼撚り線1と共に地中側(
図10では下側)に移動する。
そして、地中側(
図10では下側)に移動した半割り部分21がアンカーヘッド4に設けた定着クサビ係合部4bの内周面と係合して、PC鋼撚り線1を再び固定してしまう恐れがある。
【0034】
これに対して、
図8で示すように、定着クサビ2の大径側端部近傍のU字状の溝2aにコイルスプリング3が嵌装されていれば、半割り部分21、22同志が定着クサビ2の中心軸方向(
図10の上下方向)に変位してしまうことが、コイルスプリング3により制限され、半割り部分21、22の垂直方向位置が偏奇してしまうことが抑制される。そのため、半割り部分21、22の何れか一方のみが地中側に移動してしまうことも抑止される。
そして、PC鋼撚り線1と地中側(
図10では下側)に移動した半割り部分21、22の何れか一方が、アンカーヘッド4に設けた定着クサビ係合部4bの内周面と係合して、PC鋼撚り線1を再びアンカーヘッド4に対して固定してしまうことが防止される。
【0035】
図11と
図12は、定着クサビ2がPC鋼撚り線1(図示の実施形態では、PC鋼撚り線1は7本の素線を有する)に定着されている態様を示している。
図11において、定着クサビ2はPC鋼撚り線1に均等に定着されている。換言すれば、
図11では、定着クサビ2の半割り部分21、22の相互間の隙間S1が、
図11の左右で等しくなっている。
一方、
図12では、定着クサビ2がPC鋼撚り線1に不均等に定着されている状態が示されている。そして
図12では、定着クサビ2の半割り部分21、22の相互間の隙間S1が、
図12の左右で異なっている。
何れの場合においても、
図8で示すように、定着クサビ2の大径側端部近傍のU字状の溝2aにコイルスプリング3が嵌装されていれば、コイルスプリング3により半割り部分21、22が定着クサビ2の中心軸方向(垂直方向:
図10の上下方向)に相対的に偏奇してしまうことが抑制され、半割り部分21、22の何れか一方のみが地中側に移動してしまうことが抑止される。
【0036】
コイルスプリング3以外に、除荷作業時に定着クサビ2(の半割り部分21、22の何れか一方が)がPC鋼撚り線1に食い込むことを防止する態様について、主として
図13〜
図16を参照して説明する。
図13において、定着クサビ2の半割り部分21、22の間の空間(隙間)112に、矢印A13で示す様に板材110が挿入される。その結果、
図14、
図15で示すように、半割り部分21、22の間に板材110が介在する。
除荷作業時にPC鋼撚り線1の緊張力により定着クサビ2(の半割り部分21、22の何れか一方が)が地中側(
図13、
図14では右側)に移動しても、半割り部分21、22の間に板材110が介在しているので、半割り部分21、22は半径方向内方に移動することが制限され、PC鋼撚り線1に食い込むことが防止される。
【0037】
板材110の材質については特に限定するものではないが、定着クサビ2の半割り部分21、22がPC鋼撚り線1(
図13〜
図15では図示は省略)に食い込まないようにするため、圧縮強度が高い材質であることが好ましい。
なお
図16で示すように、板材110は定着クサビ2(半割り部分21、22)に沿って、テーパーがついた辺110tを有している。
【0038】
次に、除荷作業後に地中側に引き込まれてしまったPC鋼撚り線1を緊張する作業について、
図17、
図18を参照して説明する。
除荷作業後にPC鋼撚り線1が地表Gfよりも地中G側に引き込まれてしまった状態が、
図17で示されている。
図17において、符号SはPC鋼撚り線1を被覆するシースを示している。
地中側に引き込まれてしまったPC鋼撚り線1を緊張するために、
図18で示す定着具150を用いる。
【0039】
図18において、全体を符号150で示す定着具の下方部分152にはPC鋼撚り線1が貫通する貫通孔154が形成されており、貫通孔154は定着クサビ2が挿入可能なテーパーがついた領域を有している。そしてPC鋼撚り線1は、定着クサビ2により下方部分152に定着されている。
定着具150の上方部分156は全体が中空円筒形状であり、外周面には雄ネジ156mが形成されている。そして、上方部分156外周面の雄ネジ156mは、アンカープレート5上に配置されているナット158の雌ネジ158fと螺合している。
ここで、定着具150の下方部分152と上方部分156は、一体に形成されている。
なお、下方部分152の下方には空間160が形成されており、空間160の下端側は止水ゴム162により閉塞されている。そしてPC鋼撚り線1及びシースSは、止水ゴム162を水密に貫通している。
【0040】
定着具150において、定着クサビ2は地中側の領域において下方部分152に定着されており、上方部分156外周面の雄ネジ156mは、ナット158の雌ネジ158fと螺合しているので、ナット158を図示しない器具で回転すれば、定着具150全体が上方に引っ張られ、PC鋼撚り線1に緊張力が作用する。
これにより、定着作業が行われる。なお、PC鋼撚り線1に作用する緊張力は、ナット158の回転量を適宜調整することにより調整される。
この様に定着具150を用いれば、PC鋼撚り線1が地中側に引き込まれたとしても、定着クサビ2を下方部分152に固着し、上方部分156の雄ネジ156mにナット158の雌ネジ158fを螺合させて、ナット158を締め付けることにより、PC鋼撚り線1を緊張することが出来る。
【0041】
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ことを付記する。
例えば、図示の実施形態において、PC鋼撚り線1は、定着クサビ2の長手方向について、約1/2程度の位置までドリルDで切削すれば除荷されたが、PC鋼撚り線1をどの位置までドリルDで切削すれば除荷されるのかは、各種条件や仕様により、ケース・バイ・ケースである。
【課題】テンドン余長が極めて短い場合であっても定着クサビを容易且つ確実に取り外して、PC鋼撚り線に付加された緊張力を除去することが出来るグラウンドアンカーの除荷方法を提供する。
【解決手段】グラウンドアンカー100の除荷方法は、定着クサビ2内のテンドン1(PC鋼撚り線)を切削する工程と、除荷作業時に定着クサビ2がテンドン1に食い込むことを防止する板材を定着クサビ2の隙間に挿入する行程、グラウンドアンカー100の除荷後地中側へ引き込まれてしまったテンドン1を再定着する行程を備える。