説明

防食PCストランドを用いたアンカー構造とその構築方法、並びに防食PCストランド組付体、および複合アンカー部材

【課題】耐久性が高く、構築の際の作業性に優れる防食PCストランドを用いたアンカー構造、およびこのアンカー構造の構築方法を提供する。
【解決手段】施工面Sに形成される削孔H内に配置される複数の防食PCストランド2を緊張した状態で削孔Hの開口部に定着することで、各ストランド2の緊張力を施工面Sに圧縮力として付与するためのアンカー構造Aである。防食PCストランド2は、コルゲートシース4内に配置されており、防食PCストランド2とコルゲートシース4との間のコルゲートシース内領域は、仕切り部材5で領域R1と領域R2に区画されている。領域R1には1次グラウト10が、領域R2には遅延硬化樹脂20(防食材)が、削孔Hとコルゲートシース4との間の領域R3には2次グラウトが配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、既設のコンクリート構造物の耐久性を向上させるための防食PCストランドを用いたアンカー構造とその構築方法、並びにこのアンカー構造に用いる防食PCストランド組付体と複合アンカー部材に関するものである。特に、本発明は、ダムや防波堤、地下の駅舎など、改築の困難なコンクリート構造物を補強するためのアンカー構造、アンカー構造の構築方法、防食PCストランド組付体、および複合アンカー部材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、擁壁の法面を補強するためのアンカー構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。このアンカー構造は、施工面である擁壁の法面に形成される削孔内に配置される複数の防食PCストランドを緊張した状態で削孔の開口部に定着することで構成される。そして、このアンカー構造は、各防食PCストランドの緊張力を施工面に圧縮力として付与することで擁壁を補強する。
【0003】
図3は、アンカー構造の一例を示す図である。このようなアンカー構造を形成する方法を以下に説明する。
【0004】
アンカー構造Bを形成するには、まず、地盤Gの表面を覆うコンクリートの施工面Sから地盤Gに向かって形成した削孔Hに複数の防食PCストランド110を配置する。各ストランド110は、スペーサ120により互いに離隔された状態で1本のシース130に収納される。ストランド110を削孔H内に配置する際は、シース130の一端側を所定の長さだけ剥がして、その部分でストランド110をむき出しの状態にする。剥がしたシース130の端部には、シース130とストランド110との隙間を封止する止水部140を形成する。
【0005】
次に、削孔Hから外部に露出する防食PCストランド110の端部をアンカーディスクDとアンカープレートPで地盤Gに仮固定し、削孔Hを封止する。ストランド110とアンカーディスクD、アンカープレートPの配置が終了したら、削孔H内にグラウトを注入する。削孔Hへのグラウトの充填から所定時間が経過すると、グラウトが硬化する。ここで、例示したストランド110は、シース13の開口部を封止する止水部140を境にして、むき出しの部分(定着長部)とシース130に覆われた部分(自由長部)とに分けられている。そのため、グラウトが硬化したときに、ストランド110のむき出しの部分のみが削孔Hに固着される。
【0006】
最後に、アンカーディスクDから突出するストランド110を緊張し、ウェッジWでアンカーディスクDに定着することで、アンカー構造Bを完成する。ストランド110に付与された緊張力は、ウェッジW、アンカーディスクD、アンカープレートPを介して施工面Sに伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平5―125566号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
近年では、阪神・淡路大震災の教訓から、特に、既設のダムや防波堤、地下の駅舎など、容易に改築することができない環境にあるコンクリート構造物にアンカー構造を適用して、コンクリート構造物を補強することが推奨されている。このようなコンクリート構造物にアンカー構造を適用する場合、求められる特性は、長期にわたる信頼性、即ち耐久力を備えることである。しかし、上述した特許文献1のような従来のアンカー構造をそのままダムなどのコンクリート構造物の補強に適用すると、アンカー構造の耐久性が十分でない虞がある。
【0009】
図3に示すようにストランド110のむき出しの部分(定着長部)は、その周囲をグラウトが覆うのみであるので、地盤Gから削孔H内に染み出してくる水に対して、万全の防水対策が施されているとは言い難い。ストランド110が錆びると、アンカー構造Bの耐久性は低下するので、むき出しのストランド110に対する防水対策が重要である。特に、大量の水が存在する環境にあるダムや防波堤などのコンクリート構造物に設けられるアンカー構造Bでは、防水対策の重要度が高いことが予想される。
【0010】
また、コンクリート構造物に削孔Hを形成する場合、削孔Hの内周面が硬いため、この削孔Hの内周面にむき出しのストランド110が接触して損傷する虞がある。そのため、削孔Hへのストランド110の挿入を慎重に行う必要があり、アンカー構造Bを構築する際の作業性が良くなかった。
【0011】
本発明は上記事情に鑑みてなされてものであり、その目的の一つは耐久性が高く、構築の際の作業性に優れる防食PCストランドを用いたアンカー構造、およびこのアンカー構造の構築方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記アンカー構造の構築に好適な防食PCストランド組付体、および複合アンカー部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
<アンカー構造>
本発明は、施工面に形成される削孔内に配置される防食PCストランドを緊張した状態で削孔の開口部に定着することで、防食PCストランドの緊張力を施工面に圧縮力として付与するための防食PCストランドを用いたアンカー構造に係る。このアンカー構造に備わる防食PCストランドは、樹脂被覆されたPCストランドである。そして、本発明のアンカー構造は、防食PCストランドを内部に収納するコルゲートシースと、防食PCストランドとコルゲートシースとの間のコルゲートシース内領域を防食PCストランドの長手方向に仕切ることで、防食PCストランドを削孔の開口部側の自由長部と削孔の奥側の定着長部に区画する仕切り部材と、コルゲートシース内領域において仕切り部材を挟んで削孔の奥側に充填された1次グラウトと、削孔とコルゲートシースとの間に充填された2次グラウトと、コルゲートシース内領域において仕切り部材を挟んで施工面側に充填された防食材とを備えることを特徴とする。
【0013】
本発明の構成とすることにより、削孔内における防食PCストランド全体がコルゲートシースに覆われており、むき出しの状態となっていないため、防食PCストランドのPCストランドが非常に腐食し難い。また、本発明のアンカー構造における防食PCストランドは、アンカー構造の構築作業の際にコルゲートシースで保護された状態にあるので、殆ど損傷のない状態で配置される。従って、本発明のアンカー構造は、非常に高い耐久性を誇り、長期にわたって所定の緊張力を施工面に付与し続けることができる。
【0014】
また、本発明のアンカー構造によれば、従来のアンカー構造と比べて、同じ本数の防食PCストランドを配置する場合でも削孔の内径を小さくすることができる。従来のアンカー構造では、1本のシース内に配置される各防食PCストランド同士の間隔を所定値以上としなければならないし、全ての防食PCストランドの緊張力をシースが受けるためシースと削孔の内周面との間にも所定の間隔を必要とする。これに対して、本発明のアンカー構造では、1本のコルゲートシースに1本の防食PCストランドが収納される構成であるため、1本のシースが受ける緊張力は従来よりも小さい。従って、削孔内に配置される複数のコルゲートシース同士の間隔を所定値以上としなければならないものの、各シースを比較的密に配置できる。その結果、本発明のアンカー構造と従来のアンカー構造とを相対的に比較すれば、本発明のアンカー構造の方が小さい削孔で形成できる。
【0015】
<防食PCストランド組付体>
本発明の防食PCストランド組付体は、樹脂被覆されたPCストランドからなる防食PCストランドと、防食PCストランドを内部に収納するコルゲートシースと、防食PCストランドとコルゲートシースとの間のコルゲートシース内領域を防食PCストランドの長手方向に仕切ることで、防食PCストランドを定着長部と自由長部とに区画する仕切り部材とを備える。さらに、本発明の防食PCストランドは、コルゲートシース内領域のうち、仕切り部材を挟んで一方に充填された既硬化の1次グラウトと、コルゲートシース内領域のうち、仕切り部材を挟んで他方に充填された防食材とを備える。
【0016】
本発明の防食PCストランド組付体によれば、防食PCストランド全体がコルゲートシースに覆われているため、防食PCストランドを削孔内に挿入する際、防食PCストランドが損傷することが殆どない。また、防食PCストランドを削孔内に配置した状態において、樹脂被覆・コルゲートシース・シース内の充填剤(1次グラウトもしくは防食材)の3重の防食構造によりPCストランドが保護されることになる。そのため、本発明の防食PCストランド組付体を使用して形成したアンカー構造は、非常に耐久性が高く、長期にわたって所定の緊張力を施工面に付与し続けることができる。
【0017】
本発明の防食PCストランド組付体において、コルゲートシースは、透明樹脂で形成されることが好ましい。
【0018】
この構成によれば、コルゲートシースの外部からシース内部のグラウトと防食材の充填状態を確認することができる。そのため、1次グラウトや防食材の充填が十分でない防食PCストランド組付体を使用してアンカー構造を構築することがなくなる。
【0019】
本発明の防食PCストランド組付体において、防食材は遅延硬化樹脂としても良い。
【0020】
上記防食PCストランド組付体を使用してアンカー構造を構築すると、緊張された状態の防食PCストランドがほぼ全長にわたって固定される。そのため、長期にわたって防食PCストランドの緊張が弛み難い。
【0021】
本発明の防食PCストランド組付体において、防食材は、時間の経過により硬化することがない防錆剤としても良い。
【0022】
上記防食PCストランド組付体を使用してアンカー構造を構築すると、防錆剤により防食PCストランドが拘束されないので、防食PCストランドを再緊張することができる。そのため、所定期間ごとに防食PCストランドの再緊張を行えば、施工面に対して所定の緊張力を長期にわたって付与することができる。
【0023】
<複合アンカー部材>
上述した本発明の防食PCストランド組付体は、複数本を一つにまとめた状態とした複合アンカー部材として扱うことができる。即ち、本発明の複合アンカー部材は、複数本の本発明防食PCストランド組付体と、各防食PCストランド組付体を離隔状態に保持するスペーサとを備えることを特徴とする。
【0024】
複合アンカー部材とすることで、所定本数の防食PCストランド組付体を一括して削孔内に配置することができる。そのため、簡単かつ短時間でアンカー構造を構築することができる。
【0025】
<アンカー構造の構築方法>
また、本発明の防食PCストランド組付体を使用してコンクリート構造物に圧縮力を付与し、当該構造物を補強するためのアンカー構造を構築することができる。即ち、本発明は、地盤に設置されるコンクリート構造物にプレストレスを付与してコンクリート構造物を補強するためのアンカー構造を構築する方法であって、以下の工程を備えることを特徴とする。
・本発明の防食PCストランド組付体をコンクリート構造物の施工面に形成した削孔に挿入する工程。
・削孔内に2次グラウトを充填する工程。
・2次グラウトの硬化後に、防食PCストランドを緊張して定着する工程。
【0026】
本発明のアンカー構造の構築方法によれば、所定の耐久性を誇るアンカー構造を構築することができる。特に、この方法で使用する本発明の防食PCストランド組付体は、防食PCストランドがコルゲートシースにより保護されており、防食PCストランドを削孔内に挿入する際、過度の慎重さを要求されない。そのため、本発明のアンカー構造の構築方法は、従来の方法よりも作業性に優れる。
【0027】
また、本発明のアンカー構造の構築方法において、削孔に挿入する防食PCストランド組付体を複数本とする場合、複合アンカー部材の状態で挿入すると良い。このようにすれば、必要な本数の防食PCストランド組付体を一括して削孔内に挿入することができるので、作業性良くアンカー構造を構築できる。
【発明の効果】
【0028】
本発明のアンカー構造は、非常に高い耐久性を誇り、長期にわたって所定の緊張力を施工面に付与し続けることができる。そのため、本発明のアンカー構造によれば、例えば、ダムや、防波堤、地下の駅舎など、改築が困難なコンクリート構造物を補強し、長期にわたってコンクリート構造物を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】ダムの堤体(コンクリート構造物)に本発明のアンカー構造を適用した概略図を示す。
【図2】アンカー構造の主要な部分を示す概略構成図である。
【図3】従来のアンカー構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明アンカー構造をダムの補強に適用する例を図面に基づいて説明する。
【0031】
図1は、ダムの堤体C(コンクリート構造物)に本発明のアンカー構造を適用した概略図を示す。また、図2は、アンカー構造の主要な部分を示す概略構成図である。
【0032】
まず、堤体Cに削孔Hを形成する(図1参照)。削孔Hは、堤体Cを貫通し、堤体Cよりも深い位置の地盤Gにまで到達している。
【0033】
次に、本発明の防食PCストランド組付体1を用意する(図2を参照)。防食PCストランド組付体1は、コルゲートシース4と、コルゲートシース4内に配される1本の防食PCストランド2とを有する。コルゲートシース4は、例えば、コルゲートシース4内に充填される物質(後述する)の充填状態を確認する目的で、例えばポリエチレンなどの透明樹脂で形成しても良いし、強度を確保する目的で、例えばステンレスなどの金属で形成しても良い。また、防食PCストランド2は、腐食対策として、その表面に樹脂被覆3を有している。樹脂被覆3としては、例えばエポキシ樹脂を挙げることができる。
【0034】
防食PCストランド組付体1のコルゲートシース4内には、防食PCストランド2とコルゲートシース4との間に形成される領域を領域R1と領域R2の2つに区画して、両領域間で液状体の移動を規制する仕切り部材5(例えば、弾性ゴムやスポンジ、硬化樹脂など)を備える。この領域R1には既に硬化しているグラウト10が配置されており、防食PCストランド2がコルゲートシース4に対して固定されている。一方、領域R2には遅延硬化樹脂20が充填されており、アンカー構造を構築後、数年の間に硬化するようになっている。上記仕切り部材5は通常、防食PCストランド組付体1を削孔H内に配置したときに、堤体Cよりも下の地盤Gの位置になるように設けられている。
【0035】
上記仕切り部材5は、例えば以下のように形成することができる。まず、防食PCストランド2の仕切り部材取り付け位置に予めスポンジや弾性ゴムを取り付けて、当該部分に二液型発泡ウレタンなどの遅延硬化樹脂を塗布する。そして、樹脂の硬化前にストランド2の外周にコルゲートシース4を被せ、樹脂が硬化することによって仕切り部材5が形成される。このような仕切り部材5は、領域R1に充填した1次グラウトが漏れない程度の封止力を有していれば良い。
【0036】
防食PCストランド組付体1を削孔H内に挿入する際は、複数の防食PCストランド組付体1を1つにまとめた複合アンカー部材を作り、この複合アンカー部材を削孔H内に挿入するようにする。ここで、上述した防食PCストランド組付体1における仕切り部材5の位置により、削孔H内に挿入されたケーブル1における領域R1は完全に地盤Gに囲まれる位置に配置される。このように領域R1を設定することにより、防食PCストランド組付体1の防食PCストランド2を緊張・定着した際、堤体Cにプレストレスを付与することができる。
【0037】
上記複合アンカー部材は、複数の防食PCストランド組付体1を用意し、スペーサ6により各組付体1を離隔した状態で保持することで形成する。スペーサ6は、例えば、複数の貫通孔を有する板状の部材とすれば良い。この場合、各貫通孔に1本ずつ組付体1を挿通させた後、貫通孔と組付体1との隙間を樹脂などで埋めることで各組付体1とスペーサ6とを一体にすれば良い。なお、複合アンカー部材は、施工現場で組み立てても良いし、工場で組み立てて現場に持ち込んでも良い。
【0038】
複合アンカー部材を削孔H内に配置した後、施工面Sに当接するようにアンカープレートPを配置し、プレートPの上に順次、ジョイント管J、アンカーディスクDを配置する。
【0039】
ジョイント管Jは、有底の管部と、管部の開口側で管部の径方向に伸びるフランジ部とを備え、管部の底には防食PCストランド組付体1を1本ずつ挿通できる貫通孔を有する。アンカープレートPは、平板状の部材であり、その中央部にジョイント管Jの管部を挿通することができる貫通孔を有する。アンカーディスクDは、ジョイント管Jの貫通孔に対応する位置に、組付体1を1本ずつ挿通できる貫通孔を有する。
【0040】
アンカープレートPの上にジョイント管Jを配置すれば、ジョイント管Jの管部がアンカープレートPの貫通孔を貫いて削孔H内に配置されると共に、ジョイント管Jの管部の貫通孔に組付体1が挿通される。そして、ジョイント管Jの貫通孔と組付体1との隙間を封止することで、ジョイント管Jの管部底面により、削孔Hと複合アンカー部材との間の領域R3が形成される。
【0041】
また、ジョイント管Jのフランジ部にアンカーディスクDを配置すれば、防食PCストランド2がディスクDの貫通孔から突出した状態で配置されると共に、ジョイント管Jの管部内に領域R4が形成される。
【0042】
次に、上述した部材P、J、Dを配置した状態で、領域R3にセメント系の2次グラウトを注入する。2次グラウトの注入は、外部から領域R3に連通する連通管(例えば、部材D、Jを貫通するホース)により行えば良い。
【0043】
領域R3に注入した2次グラウトが硬化したら、防食PCストランド組付体1の防食PCストランド2を緊張する。ここで、ストランド2は1次グラウト10によりコルゲートシース4に固定されており、コルゲートシース4は2次グラウトにより削孔Hに固定されている。そのため、ストランド2を緊張しても、領域R1におけるストランド2は、殆ど伸びることなくその位置を保つ定着長部として機能する。一方、領域R2におけるストランド2は、その周囲を遅延硬化樹脂20に囲まれているだけでコルゲートシース4に固定されていないので、伸びることができる自由長部として機能する。このように防食PCストランド2を緊張した状態で、ウェッジWによりストランド2をアンカーディスクDに定着する。定着されたストランド2は、ウェッジW、アンカーディスクD、ジョイント管J、アンカープレートPを介して施工面S(即ち、堤体C)に圧縮力を付与する。
【0044】
最後に、アンカーディスクDに設けたグラウト充填孔から領域R4に3次グラウトを充填してアンカー構造を完成する。このようにして完成したアンカー構造Aは、削孔H内で防食PCストランド2がむき出しになる箇所がないので、耐腐食性が高い。即ち、長期にわたってストランド2が健全な状態で維持されることになり、所定の緊張力を堤体Cに付与し続けることができる。また、本実施形態のアンカー構造Aでは、構築した数年後に領域R2における遅延硬化樹脂20が硬化することでストランド2を拘束する構成であるので、ストランド2に導入した緊張力が弛み難くなる。
【0045】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。例えば、領域R2に充填する防食材を経年硬化しない防錆剤(例えば、グリースなど)とすると、防食PCストランド2を再緊張することが可能なアンカー構造Aとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【0046】
本発明アンカー構造とその構築方法、並びに防食PCストランド組付体および複合アンカー部材は、ダムや防波堤、地下の駅舎など、改築が容易でないコンクリート構造物の補強に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0047】
C 堤体(コンクリート構造物) G 地盤 S 施工面 H 削孔
W ウェッジ D アンカーディスク J ジョイント管 P アンカープレート
A アンカー構造
1 防食PCストランド組付体
2 防食PCストランド 3 樹脂被覆 4 コルゲートシース 5 仕切り部材
6 スペーサ
10 1次グラウト 20 遅延硬化樹脂(防食材)
R1〜R4 領域
B アンカー構造
110 防食PCストランド 120 スペーサ 130 シース
140 止水部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
施工面に形成される削孔内に配置される防食PCストランドを緊張した状態で削孔の開口部に定着することで、防食PCストランドの緊張力を施工面に圧縮力として付与するための防食PCストランドを用いたアンカー構造であって、
防食PCストランドは、樹脂被覆されたPCストランドであり、
防食PCストランドを内部に収納するコルゲートシースと、
防食PCストランドとコルゲートシースとの間のコルゲートシース内領域を防食PCストランドの長手方向に仕切ることで、防食PCストランドを削孔の開口部側の自由長部と削孔の奥側の定着長部に区画する仕切り部材と、
コルゲートシース内領域において仕切り部材を挟んで削孔の奥側に充填された1次グラウトと、
削孔とコルゲートシースとの間に充填された2次グラウトと、
コルゲートシース内領域において仕切り部材を挟んで施工面側に充填される防食材と、
を備えることを特徴とする防食PCストランドを用いたアンカー構造。
【請求項2】
樹脂被覆されたPCストランドからなる防食PCストランドと、
防食PCストランドを内部に収納するコルゲートシースと、
防食PCストランドとコルゲートシースとの間のコルゲートシース内領域を防食PCストランドの長手方向に仕切ることで、防食PCストランドを定着長部と自由長部とに区画する仕切り部材と、
コルゲートシース内領域のうち、仕切り部材を挟んで一方に充填された既硬化の1次グラウトと、
コルゲートシース内領域のうち、仕切り部材を挟んで他方に充填された防食材と、
を備えることを特徴とする防食PCストランド組付体。
【請求項3】
前記コルゲートシースは、透明樹脂で形成されることを特徴とする請求項2に記載の防食PCストランド組付体。
【請求項4】
前記防食材は、遅延硬化樹脂であることを特徴とする請求項2または3に記載の防食PCストランド組付体。
【請求項5】
前記防食材は、時間の経過により硬化することがない防錆剤であることを特徴とする請求項2または3に記載の防食PCストランド組付体。
【請求項6】
複数本の、請求項2〜5のいずれか一項に記載の防食PCストランド組付体と、
各防食PCストランド組付体を離隔状態に保持するスペーサとを備えることを特徴とする複合アンカー部材。
【請求項7】
地盤に設置されるコンクリート構造物にプレストレスを付与してコンクリート構造物を補強するためのアンカー構造の構築方法であって、
請求項2〜5のいずれか一項に記載の防食PCストランド組付体をコンクリート構造物の施工面に形成した削孔に挿入する工程と、
削孔内に2次グラウトを充填する工程と、
2次グラウトの硬化後に、防食PCストランドを緊張して定着する工程と、
を備えることを特徴とするアンカー構造の構築方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−174555(P2010−174555A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−20213(P2009−20213)
【出願日】平成21年1月30日(2009.1.30)
【出願人】(302061613)住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】(000000549)株式会社大林組 (1,758)
【出願人】(390036504)日特建設株式会社 (99)
【Fターム(参考)】