特許 6647778 あと施工アンカーおよびその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6647778

(24)【登録日】2020年1月17日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】あと施工アンカーおよびその施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/41 20060101AFI20200203BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/41 503A

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-213259(P2014-213259)

(22)【出願日】2014年10月18日

(65)【公開番号】特開2016-79720(P2016-79720A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年7月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】303057365

【氏名又は名称】株式会社安藤・間

(74)【代理人】

【識別番号】100098246

【弁理士】

【氏名又は名称】砂場 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 英之

(72)【発明者】

【氏名】田畑 卓

【審査官】 星野 聡志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２５０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６５６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０４４４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００３０３５５１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０４６６２７９５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００３１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６６９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４５４７３０９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０７−１６６６０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／４１

Ｅ０４Ｃ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

深さ方向に所定の溝間隔で周面溝が孔壁に形成されたアンカー孔に、先端を圧接加工して形成されたこぶ状の膨らみ部を整形して形成した先端定着部を有するアンカー筋が、前記アンカー孔の孔底に前記先端定着部が起立保持されるように建て込まれ、前記アンカー孔の前記周面溝内及び前記アンカー筋の周囲を満たすように充填された充填材で前記アンカー孔内に保持されたことを特徴とするあと施工アンカーであって、
前記先端定着部の上面位置から上方に所定角度をなして前記孔壁と交わる位置までの範囲の前記溝間隔を、前記範囲から前記アンカー孔の孔口までの範囲より小さくして前記先端定着部近傍での前記孔壁と前記充填材との付着力を高めたことを特徴とするあと施工アンカー。

【請求項2】

深さ方向に所定の溝間隔で周面溝が孔壁に形成されたアンカー孔に、先端を圧接加工して形成された膨らみ部を整形して形成した先端定着部を有するアンカー筋が、前記アンカー孔の孔底に前記先端定着部が起立保持されるように建て込まれ、前記アンカー孔の前記周面溝内及び前記アンカー筋の周囲を満たすように充填された充填材で前記アンカー孔内に保持されたあと施工アンカーであって、
前記先端定着部の上面位置から上方に角度θ＝４５〜６０°をなして前記孔壁と交わる位置までの範囲の前記溝間隔が、前記範囲から前記アンカー孔の孔口までの範囲より小さいことを特徴とするあと施工アンカー。

【請求項3】

さらに中間定着部が前記アンカー筋の長さ方向の中間位置に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のあと施工アンカー。

【請求項4】

前記先端定着部は、アンカー支持材に補助されて前記孔底に起立保持されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のあと施工アンカー。

【請求項5】

アンカー孔の孔壁に、孔底部から所定の深さ方向の範囲に形成する溝の間隔を、前記範囲から前記アンカー孔の孔口までの範囲より小さくした間隔で周面溝を形成し、先端を圧接加工して形成された膨らみ部を整形した先端定着部が形成されたアンカー筋を、前記先端定着部が前記アンカー孔の孔底に起立保持されるように前記アンカー孔内に建て込み、前記アンカー孔の前記周面溝内及び前記アンカー筋の周囲を充填材で満たすように充填し、前記アンカー筋を孔内に保持させることを特徴とするあと施工アンカーの施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はあと施工アンカーおよびその施工方法に係り、施工後、長期間にわたって荷重が作用したり、充填材料の経年劣化が生じた場合でも、その定着力を確保することができるあと施工アンカーおよびあと施工アンカーを効率よく施工する施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、接着系アンカーによってあと施工アンカーを既設コンクリートに施工する工法として、図５（ａ）に示したようなあと施工アンカーが知られている。この種のあと施工アンカーの施工では、ハンマードリル等の削孔装置を用いて既設コンクリート５１にアンカー筋５０の直径よりわずかに大きな直径のアンカー孔５２を削孔し、カプセル入りのエポキシ樹脂やセメント系グラウト等の接着材料となる充填材５３をアンカー孔５２に挿填し、回転と打撃によってアンカー筋５０を孔内に建て込み、コンクリート躯体５１にアンカー筋５０を一体に固着させる。このアンカー筋５０の先端５０ａは、図５（ａ）に示したように、片側斜め４５度にカットされ、鋭利に仕上げられている。これにより、あらかじめアンカー孔に挿填されているカプセル内のエポキシ樹脂の主剤と硬化剤とが効率よく混合され、接着材料の硬化促進が図られる。

【0003】

ところで、接着材料として使用されるエポキシ樹脂やセメント系グラウト等の充填材は高い付着性能を有しているが、長期間にわたる使用において、アンカー孔内のエポキシ樹脂やグラウトが収縮してしまい、平滑なアンカー孔壁と充填材との間に隙間が生じ、付着性能が低下すると言う問題がある。

【0004】

この問題を解決するために、深さ方向に沿って複数本の溝を、アンカー孔壁の内周面に形成し、充填材をこれらの溝内まで充填させることにより、充填材とアンカー孔壁との機械的係止によりアンカー孔壁と充填材との付着力を増加させる工法も提案されている（非特許文献１、図５（ｂ））この工法によれば、充填材５３が溝５５内まで充填されることで、アンカー孔壁５４との間の付着面積が増加するので、従来の平滑なアンカー孔壁５４の場合より大きな付着力が発揮される。また、施工後長期間が経過して充填材５３が収縮し、アンカー孔壁５４と充填材５３との間に隙間が生じても、溝５５内の充填材５３とアンカー孔壁５４との間に機械的係止があるので、引抜き等に対する抵抗性が保持される。

【0005】

一方、アンカー筋と充填材との間の応力伝達は、アンカー筋として用いられている異形鉄筋の表面に形成された各種の凹凸形状のパターンと充填材との付着力によって果たされる。鉄筋表面のパターンは鉄筋径に比べて細かいため、単位表面積当たりの付着力がそれほど大きくないので、鉄筋に所定の定着力（引抜き強度）を付与するために、所定の定着長を確保してアンカー孔内に埋設する必要がある。

【0006】

以上のことから、特許文献１に開示された複数本の溝をアンカー孔壁に形成した場合にも、鉄筋と充填材間の付着強度が従来のあと施工アンカーと同等であり、鉄筋の定着長さは鉄筋と充填材間の付着強度で決定される。このため、アンカーの引抜き強度を確保するためにはアンカー筋の定着長さを短くすることができない。その解決策として、アンカー筋（鉄筋）の先端に定着板を取り付けることで、鉄筋と充填材との付着力を増加させ、引き抜き耐力を向上させる方法もとられている。

【0007】

たとえば、鉄筋の先端に定着板を取り付けるアンカー構造として、従来から鉄骨柱脚などの鉄骨部材の取り付けに用いられるアンカーボルトが知られている。この種のアンカーボルトとしては、高力ボルトや雄ねじ部材と両締めナットを用いて円板状の定着板をボルト下端に取り付けたアンカー構造が用いられている（特許文献１）。これらのアンカーボルトはあらかじめ型枠内の所定位置に設置された基台に取り付けられ、その後コンクリートが打設され、コンクリート天端位置に柱のベースプレートが設置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００８−３１４９号公報

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】田中ダイヤ工業株式会社、“溝を有する孔内に打設されたアンカーボルトの引抜き試験”、［online］、平成２５年６月２８日、田中ダイヤ工業株式会社ホームページ、平成２６年７月１日検索、インターネット＜URL: http://www.tanakadaiya.com/license/＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

従来、あと施工アンカーの設計において、長期間にわたる充填材の変化を考慮した例はなく、またアンカー筋と充填材との付着力の不足を定着板を用いて解消するという手法はなかった。さらに、実施工において、あと施工アンカーの施工方法で削孔されるアンカー孔には定着板を取り付けたアンカー筋を使用することはできない。加えて、多数のアンカー筋を施工する場合、アンカー筋の先端に定着板を取り付ける材料の作業を簡略化することができれば工期短縮につながるため、この点での要請がある。そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、従来のあと施工アンカーより短い定着長さで、長期間応力あるいは繰り返し応力が作用するアンカー筋を確実に躯体側に定着させることができるアンカーと、従来の施工に比べて省力化が図れるアンカーの施工方法とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明のあと施工アンカーは、深さ方向に所定の溝間隔で周面溝が孔壁に形成されたアンカー孔に、先端を圧接加工して形成されたこぶ状の膨らみ部を整形して形成した先端定着部を有するアンカー筋が、前記アンカー孔の孔底に前記先端定着部が起立保持されるように建て込まれ、前記アンカー孔の前記周面溝内及び前記アンカー筋の周囲を満たすように充填された充填材で前記アンカー孔内に保持されたことを特徴とするあと施工アンカーであって、前記先端定着部の上面位置から上方に所定角度をなして前記孔壁と交わる位置までの範囲の前記溝間隔を、前記範囲から前記アンカー孔の孔口までの範囲より小さくして前記先端定着部近傍での前記孔壁と前記充填材との付着力を高めたことを特徴とする。

【0014】

さらに中間定着部がアンカー筋の長さ方向の中間位置に設けることが好ましい。

【0015】

深さ方向に所定の溝間隔で周面溝が孔壁に形成されたアンカー孔に、先端を圧接加工して形成された膨らみ部を整形して形成した先端定着部を有するアンカー筋が、前記アンカー孔の孔底に前記先端定着部が起立保持されるように建て込まれ、前記アンカー孔の前記周面溝内及び前記アンカー筋の周囲を満たすように充填された充填材で前記アンカー孔内に保持されたあと施工アンカーであって、前記先端定着部の上面位置から上方に角度θ＝４５〜６０°をなして前記孔壁と交わる位置までの範囲の前記溝間隔が、前記範囲から前記アンカー孔の孔口までの範囲より小さいことを特徴とする。

【0016】

あと施工アンカーの施工方法の発明として、アンカー孔の孔壁に、孔底部から所定の深さ方向の範囲に形成する溝の間隔を、前記範囲から前記アンカー孔の孔口までの範囲より小さくした間隔で周面溝を形成し、先端を圧接加工して形成された膨らみ部を整形した先端定着部が形成されたアンカー筋を、前記先端定着部が前記アンカー孔の孔底に起立保持されるように前記アンカー孔内に建て込み、前記アンカー孔の前記周面溝内及び前記アンカー筋の周囲を充填材で満たすように充填し、前記アンカー筋を孔内に保持させることを特徴とする。

【0017】

前記あと施工アンカーの先端定着部は、アンカー支持材に補助されて前記孔底に起立保持されたことが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

以上に述べたように、本発明によれば、従来のあと施工アンカーより短い定着長さで、長期間応力あるいは繰り返し応力が作用するアンカー筋を確実に躯体側に定着させることができるアンカーを提供でき、また従来の施工に比べて省力化も図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明のあと施工アンカーの実施形態（定着部形状）の施工状態を示した説明図。

【図2】本発明のあと施工アンカーの他の実施形態（溝間隔変化）を示した説明図。

【図3】本発明のあと施工アンカーの定着部形成方法例を示した説明図。

【図4】本発明のあと施工アンカーの施工方法の作業手順を示した説明図。

【図5】従来のあと施工アンカーの形態例を示した説明図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明のあと施工アンカーおよびその施工方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明のあと施工アンカーを既設のコンクリート躯体１に設置した状態を示している。
図１（ａ）に示したアンカー筋１０は、下端に定着部１１が形成されている。この定着部１１は、後述するように鉄筋の端部を変形加工して形成した膨らみ部を整形して作られている。また定着部１１の端面は平滑な切断面から構成されている。一方、アンカー孔２の底面３は、削孔完了時に平滑面とならないため、直径ｄのアンカー筋１０をアンカー孔２の底面３に起立させる際、図１（ａ）に示したように、アンカー支持材１２としての充填固化材を介してアンカー筋が起立するように補助して建て込むことが好ましい。アンカー支持材１２としては、エポキシ樹脂製パテ、各種樹脂製接着剤、急結モルタル等の充填固化材や、機械的な支持材として底面３に対して所定高さを確保可能な金属製、樹脂製スペーサ等を用いることができる。また定着部１１の外形は所定直径（Ｄ1）の円形断面を有するように、面取り整形されている。この定着部１１を有するアンカー筋１０がアンカー孔に収容された際に、定着部１１とその周囲のアンカー孔壁４との間には、以下のような関係の隙間が設けられるようにアンカー孔の直径（Ｄh）が設定されている。

【0021】

アンカー筋１０の太さ（直径：ｄ）と定着部１１の直径（Ｄ1）との関係は、
Ｄ1＝（１．５〜２．５）×ｄ
定着部１１の直径（Ｄ1）とアンカー孔の直径（Ｄh）との関係は、
Ｄh＝Ｄ1＋Δ
このとき、隙間Δは図１（ａ）に示したように、アンカー筋１０の定着部１１をアンカー孔の底面３に設置できる範囲で小さくすることができる。

【0022】

さらにアンカー孔壁４には、深さ方向に沿ってアンカー孔壁４に水平なリング状の周面溝５が形成されている。この周面溝５は上述した非特許文献１に記載された装置や他の公知の溝形成装置によってアンカー孔壁４に形成することができる。周面溝５は図示したように角溝を例にすると、溝寸法は溝深さＧd：約２〜５mm、溝幅Ｇw：約９〜２０mm、アンカー深さ方向の間隔ｐ：５０〜１００mm程度に設定することができる。具体的な溝寸法は、求められているアンカー筋１０の定着力によって適宜設計して設定することが好ましい。たとえば、設計時の角溝の深さと高さの比率としては、１：４〜５とすることが付着力を保持するために好適である。また溝断面形状は、充填材１３のせん断耐力に影響を及ぼす溝幅が確保されれば、孔壁４面の切削が容易な形状とすることができ、たとえば略円形溝や三角溝とすることもできる。

【0023】

図１（ｂ）は、変形例の定着部１１が先端に取り付けられたアンカー筋１０を用いたあと施工アンカーの設置状態を示している。この定着部１１は所定直径（Ｄ2）の鋼製円板をアンカー筋１０の先端にネジ止めして固定したものである。ネジ止めには皿ネジ１５を用いて定着部１１の底面を平坦にすることが好ましい。アンカー筋１０の異形パターンとして雄ネジが形成されている場合には、アンカー筋１０の雄ネジに螺合可能な雌ネジが形成されたリング状円板を用いることもできる。この他、一般に市販されている鉄筋用定着板も使用することができる。

【0024】

図２（ａ）は、定着部１１における支圧効果を考慮し、孔壁４に形成する溝ピッチを変更したあと施工アンカーの実施形態の孔壁断面を示した説明図である。アンカー筋１０に引抜き力が作用した際、定着部１１は充填材１３に対して大きな支圧力を発揮する。アンカー全体がこの支圧力に対応した強度（耐力）を発揮できる程度に、充填材１３とアンカー孔壁４との間の所定範囲（範囲（ａ））にわたって付着力を増加させることが好ましい。アンカー筋１０に引抜き力が作用した際の定着部１１の支圧力の及ぶ範囲を想定して範囲（ａ）を設定する。具体的には図２に示したように、定着部１１の上面の中心位置から角度θ（θ＝４５〜６０°）をなす範囲内に位置する周面溝５の間隔を密にする。全体の溝間隔のバランスとしては、範囲（ａ）での溝間隔を図１（ａ）に示した溝間隔ｐより狭い間隔ｐ1（ｐ＞ｐ1）とすることが好ましい。この場合、定着部１１から範囲（ａ）で十分なアンカー定着効果が得られるため、定着範囲（ａ）からアンカー口元までの範囲（ｂ）では、間隔ｐ2をｐ2＞ｐとすることができる。

【0025】

図２（ｂ）は、アンカー先端の定着部１１に加えて、中間定着部１４を設けたアンカー筋１０を用いたあと施工アンカーの実施形態の孔壁断面を示した説明図である。アンカー付着長さを大きく設計するあと施工アンカーの場合、先端定着部１１に加え、中間定着部１４を設けることができる。このあと施工アンカーでは、先端定着部１１から範囲（ａ）で溝間隔を狭く（溝間隔：ｐ1）設計するのに加え、中間定着部１４位置からアンカー口元に向けても範囲（ａ）で溝間隔を狭く（溝間隔：ｐ1）設定し、それ以外の範囲（ｂ）については溝間隔ｐ2とすることができる。

【0026】

図３は、鉄筋７の先端の端面７ａに膨らみ部７ｂを形成し、この膨らみ部７ｂを整形加工して定着部１１を有するアンカー筋１０とする手順を示した説明図である。このアンカー筋１０の製造手順について各図を参照して簡単に説明する。アンカー筋１０となる２本の鉄筋７（異形棒鋼）を同軸の一直線状となるように図示しないクランプで保持する（図３（ａ））。このとき鉄筋の当接する端面７ａに剥離剤を塗布しておく。その後、当接させた鉄筋７の端部を加圧して圧接した状態で圧接部位を赤熱状態となるまで加熱すると、図３（ｂ）に示したように、圧接境界面に関して対称なこぶ状の膨らみ部７ｂが形成される。その後、圧接状態にある２個の膨らみ部７ｂを一体的に回転切削装置（図示せず）によって整形し（図３（ｃ））、鉄筋７の端部に所定形状の定着部１１を形成する。剥離面７ｃで２本のアンカー筋１０を分離することで、それぞれの端部に同形をなす略円錐台形状の定着部１１を有する２本のアンカー筋１０を得ることができる（図３（ｄ））。

【0027】

図４は、本発明のあと施工アンカーの施工手順を示した説明図である。本発明のあと施工アンカーの施工は、従来のあと施工アンカーと異なり、アンカー筋を先行建て込みしてアンカー孔内で安定保持し、その後孔内に充填材を充填固化させることでアンカー筋を孔内に固定することを特徴とする。まず、図４（ａ）に示したように、既設コンクリート１の所定位置を削孔し、建て込み予定のアンカー筋１０の定着部１１の直径よりわずかに大きい直径でアンカー孔２を設ける。次に、孔内溝削孔装置により孔内周面に複数本の溝５を形成する。この溝５の寸法、深さ方向の間隔は、使用するアンカー筋１０の規格に応じて、上述した図１（ａ）に示した範囲内で設計する。周面溝５の形成が終わったら、底面３に溜まったコンクリート片、くり粉を圧縮エア、水等で除去して再度清掃する。本実施形態では、アンカー孔２の底面３には定着部１１を起立させるためのアンカー支持材としての一態様としてリング状の鋼製スペーサ１６を設置し、その上にアンカー筋１０を起立させるようにしている（図４（ｂ））。これにより、アンカー孔２に挿入されたアンカー筋１０は、アンカー定着部１１が底面３に設置された鋼製スペーサ１６上に据えられることで自立する。さらにアンカー筋１０をアンカー孔の断面中心位置に起立させるために、アンカー孔２の口元にスペーサ１７を取り付けることも好ましい（図４（ｃ））。その後、アンカー孔２のアンカー筋１０周囲に充填材１３としてのセメント系グラウト材を充填する。このグラウト材を充填するために、アンカー孔内にグラウト材充填用ホースを挿通しておき、ホースを引き抜きながら、アンカー孔２内にグラウト材を充填する。充填材１３は、セメント系材料以外にエポキシアクリレート樹脂やエポキシ樹脂を主剤としたケミカル系材料としてもよい。所定の養生期間をおくことで所定引き抜き耐力を有するあと施工アンカーとして使用することができる。

【0028】

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0029】

１ 既設コンクリート
２ アンカー孔
４ アンカー孔壁
５ 周面溝
１０ アンカー筋
１１ 定着部（先端定着部）
１２ アンカー支持材
１３ 充填材
１４ 中間定着部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】