JP2022144694A - Tensile dispersion type ground anchor reinforcing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、引張分散型グラウンドアンカーの補強法に関するものである。 The present invention relates to a reinforcement method for a tension distribution ground anchor.
引張分散型グラウンドアンカーは、先行技術文献に示されるように多くの方式が提案されている。
以下グラウンドアンカーをアンカーと略称する。
従来の引張型アンカーにおいて、アンボンド部分をアンカー自由長部といい、ボンド部分をアンカー体長部という。本明細書においては、各緊張材のアンボンド部分を自由長といい、ボンド部分を定着長という。アンカー全体に含まれる複数の緊張材の中で最もアンカー頭部側にある自由長と定着長との境界位置をアンカー自由長部とアンカー体長部との境界位置とし、アンカー頭部側のアンカー体長部の端から各緊張材の自由長と定着長との境界位置を順次に分散間隔を設けて互いにずらした部分を応力分散部という。
先行技術文献1(特許第2655820号公報)の図2には基本的な従来の引張型アンカーが示されている。(図7(1)参照。)
引張型アンカーは、アンカー頭部、引張り部(アンカー自由長部)とアンカー体(アンカー体長部)で構成される。アンカー体は、テンドン(緊張材)とグラウトとの付着力によって一体的に形成され、引張り部からの引張り力(緊張力)を設置地盤との摩擦抵抗により地盤に伝達するものである。アンカー体に引張り力(緊張力)が加えられた時に、グラウト内に生じる応力は、アンカー自由長部(11)とアンカー体長部(12)との境界位置付近に集中して応力度の最大値bになり、アンカー体抵抗(引き抜きせん断抵抗)の設計値aを超過するものとなることが多い。この現象を解消するため先行技術文献1の図1に示されるように、長さの異なる複数の緊張鋼材を使用することによって各緊張鋼材の自由長と定着長との境界付近で発生する応力を深さ方向に分散させて応力度の最大値が設計値を超えないようにした引張分散型アンカーが提案された。(図7(2)参照。)
Many methods of tension distribution ground anchors have been proposed as shown in prior art documents.
A ground anchor is abbreviated as an anchor below.
In conventional tension anchors, the unbonded portion is called the anchor free length portion, and the bonded portion is called the anchor body length portion. In this specification, the unbonded portion of each tendon is called the free length, and the bonded portion is called the fixed length. The boundary position between the free length and the fixed length that is closest to the anchor head side among the multiple tendons contained in the entire anchor is defined as the boundary position between the anchor free length part and the anchor body length part, and the anchor body length on the anchor head side A portion where the boundary positions between the free length and the fixed length of each tendon are sequentially shifted from the end of the portion is called a stress dispersion portion.
FIG. 2 of prior art document 1 (Japanese Patent No. 2655820) shows a basic conventional tension anchor. (See FIG. 7 (1).)
A tension anchor is composed of an anchor head, a tension part (anchor free length) and an anchor body (anchor body length). The anchor body is integrally formed by the adhesion force between the tendon (tension material) and the grout, and transmits the tensile force (tension force) from the tensile portion to the ground by frictional resistance with the installation ground. When a tensile force (tensile force) is applied to the anchor body, the stress generated in the grout is concentrated near the boundary position between the anchor free length portion (11) and the anchor body long portion (12) and reaches the maximum stress level. b, which often exceeds the design value a of the anchor body resistance (pull-out shear resistance). In order to solve this phenomenon, as shown in FIG. 1 of
特許文献2(特許第2847054号公報)では、アンカー体に大きな応力が局部的に集中して発生するのを防ぎ、応力分布をアンカー体全長に渡って平均化させるために、各緊張鋼材の自由長と定着長の境界位置をずらして配置し、いわゆる引張分散型とするとともに、アンカー体に有害なひび割れが発生するのを防止するために線材を隙間なく螺旋状に巻いて形成した筒体または鋼管によって緊張鋼材を包囲してアンカー定着長部を形成する。こうすることによって、筒体または鋼管の拘束効果によって筒体内のグラウトの強度が大きくなることと、自由長部における筒体がポアソン比分だけ外側に膨張するためアンカー体の引き抜き抵抗を大きくすることができる。ようするに、自由長部から定着長部の全長にわたって、緊張鋼材の外周に拘束鋼材を設けることによって、グラウトのひび割れ発生を防止している。 In Patent Document 2 (Japanese Patent No. 2847054), in order to prevent a large stress from being locally concentrated in the anchor body and to equalize the stress distribution over the entire length of the anchor body, each strain steel is free-stretched. The boundary position between the length and the fixing length is shifted to form a so-called tension dispersion type, and a cylindrical body formed by spirally winding a wire without any gaps to prevent the occurrence of harmful cracks in the anchor body or A steel tube surrounds the tension steel to form an anchoring length. By doing so, the strength of the grout in the cylinder is increased by the restraining effect of the cylinder or the steel pipe, and the pull-out resistance of the anchor body is increased because the cylinder in the free length portion expands outward by the Poisson's ratio. can. In short, cracking of the grout is prevented by providing the restraining steel on the outer periphery of the tension steel over the entire length from the free length to the fixed length.
特許文献3(特許第2847043号公報)には、特許文献2の技術と同様に、定着長部の全長にわたって緊張鋼材の外周に鋼管を設けてアンカー体を拘束することによって、鋼管内のグラウトに生ずる応力を平均化させてグラウト部分にクラックを発生させず、緊張鋼材と鋼管内のグラウトを一体化することによって定着力を増大させている。
先行技術文献4(特許第3860941号公報)には、引張分散型アンカーの緊張方法として、異時緊張方法や差分法が提案されている。
なお、グラウンドアンカーにおいては、種々の定着方式が提案されているが、本発明の補強方法に直接関係しないものについては、以下の説明においては対象外とする。
In Patent Document 3 (Japanese Patent No. 2847043), similar to the technique of
Prior Art Document 4 (Japanese Patent No. 3860941) proposes a differential tensioning method and a difference method as tensioning methods for tension dispersion anchors.
Various fixing methods have been proposed for ground anchors, but those not directly related to the reinforcing method of the present invention are excluded from the following description.
従来の引張(集中)型アンカーは、図7(1)に示されるように、グラウト内の応力分布は、アンカー自由長部とアンカー体長部との境界付近に集中して応力度の最大値b(山部)となっており、削孔の深さ方向に向かうにつれて小さくなる波状となる。
しかし、現行のアンカー設計法ではアンカー体長部の全長に対して平均化した引き抜きせん断抵抗とする設計値aとして計算してアンカー体長部の定着長さを確認することになっている。この設計方法で算出した値は前述のように、実際の応力分布と比較すると、自由長と定着長との境界付近の応力度の最大値(山部)は、グラウトの設計許容値を超えることが多いため、合理的な設計法とはいえない。
In conventional tension (concentrated) anchors, as shown in FIG. (peak), and becomes a wavy shape that becomes smaller as it goes in the depth direction of drilling.
However, in the current anchor design method, the fixing length of the long anchor body is to be confirmed by calculating the design value a, which is the pull-out shear resistance averaged over the entire length of the anchor body length. As mentioned above, when the value calculated by this design method is compared with the actual stress distribution, the maximum value of the stress degree (peak) near the boundary between the free length and the anchorage length exceeds the grout design allowable value. Therefore, it cannot be said to be a rational design method.
特許文献1(特許第2655820号公報)(図7(2)参照)に示される引張分散型アンカーであって、第1、第2及び第3緊張材の自由長(1a、1b、1c)と定着長(2a、2b、2c)との境界位置をそれぞれ隣接する緊張材の定着長の長さ分でずらして配置することによって、グラウト内に生じる応力が分散され、各緊張材の自由長と定着長との境界付近の最大応力度(波状の山部)が小さくなり、合理的な応力分布が形成された。
しかし、長手方向においてこのように定着長2(2a、2b、2c)分で各緊張材の自由長と定着長との境界位置をずらして配置することは、場合によってアンカーの全長が長くなる可能性があり、従って削孔長が従来の引張(集中)型よりも長くなり、コストがかかるという問題が生じる。
In the tension distribution anchor shown in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 2655820) (see FIG. 7 (2)), the free lengths (1a, 1b, 1c) of the first, second and third tendons and By displacing the boundary position between the anchorage lengths (2a, 2b, 2c) by the length of the anchorage length of the adjacent tendons, the stress generated in the grout is dispersed, and the free length of each tendon and the The maximum stress (wavy peaks) near the boundary with the anchoring length became smaller, and a rational stress distribution was formed.
However, displacing the boundary position between the free length and the anchorage length of each tendon by the anchorage length 2 (2a, 2b, 2c) in the longitudinal direction may increase the overall length of the anchor in some cases. Therefore, the drilling length is longer than that of the conventional tension (concentrated) type, and the cost is increased.
特許文献2(特許第2847054号公報)及び特許文献3(特許第2847043号公報)には、この問題を解消する方法が開示されており、各緊張材の自由長と定着長との境界位置を所定の間隔でずらし、各緊張材の定着長を重ねて、いわゆる応力分散部L3を設けることによって、アンカー全体の長さが短くなると共に、従来の引張(集中)型に比べて応力が分散されたものになる。
更に、図7(3)に示すように、特許文献3(特許第2847043号公報)においては、引張分散型の配置に加えて、グラウトにひび割れが発生することを防ぐため、自由長(1a、1b、1c)からアンカー体長部の全長(定着長2a、2b、2c)に渡って鋼管や螺旋状筒体からなる補強材4を配置して補強することが提案されている。
Patent Document 2 (Japanese Patent No. 2847054) and Patent Document 3 (Japanese Patent No. 2847043) disclose a method for solving this problem, in which the boundary position between the free length and the fixed length of each tendon is By shifting at a predetermined interval and overlapping the fixing length of each tendon to provide a so - called stress dispersion part L3, the length of the entire anchor is shortened and stress is dispersed compared to the conventional tensile (concentrated) type. It becomes what was done.
Furthermore, as shown in FIG. 7(3), in Patent Document 3 (Japanese Patent No. 2847043), in addition to the tension dispersion type arrangement, the free length (1a, 1b, 1c) to the entire length of the anchor body (
しかし、従来の補強方法では、応力分布や応力の大きさに関係なくアンカー体長部の全長にわたって補強材4を設けることでグラウトに生じるひび割れを防止することが安全側になるが、過剰設計となりがちである。この補強方法によって長い補強材4が必要となることからコストがかかるという問題がある。
つまり、引張分散型アンカーについて、応力が分散されたものの合理かつ経済的に補強材の補強範囲と必要とする鋼材の仕様や数量等を定める設計法は、未だ確立されていないといえる。
However, in the conventional reinforcement method, it is safe to prevent cracks occurring in the grout by providing the reinforcing
In other words, it can be said that no design method has yet been established for tension dispersion anchors that rationally and economically determines the reinforcement range of reinforcing materials and the specifications and quantities of steel materials required, even though the stress is dispersed.
本発明は、以上に述べた引張分散型アンカーの補強方法について、グラウト内に分散された応力分布状況によって補強材を設ける範囲や鋼材量を合理かつ経済的に定める補強方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for rationally and economically determining the range of reinforcing material and the amount of steel material according to the stress distribution situation dispersed in the grout, regarding the reinforcing method for the tension dispersion type anchor described above. and
アンカー頭部とアンカー自由長部とアンカー体長部とで形成される引張分散型グラウンドアンカーにおいて、
PC鋼より線からなる複数の緊張材が削孔内に挿入してあり、それぞれの緊張材のアンカー頭部側がPE被覆されたアンボンド部分が自由長としてあり、緊張材の削孔の奥側がPE被覆されていないボンド部分を定着長としてあり、それぞれの自由長の長さが異なり、前記複数の緊張材の自由長と定着長との境界位置が前記アンカー体長部より削孔の奥側方向に所定の分散間隔で互いにずらして配置してあり、
削孔内に注入したグラウトの硬化後に前記それぞれの緊張材を緊張定着することによって前記アンカー体長部におけるグラウト内に発生する応力分布から応力度が所定の許容値(Fa)を超えた部分を補強範囲として補強材を配置することを特徴とする引張分散型グラウンドアンカーの補強法である。
また、更に前記補強法において、補強材を鋼製とし、下記の式(1)によって補強材の仕様や数量を定めることを特徴とする引張分散型グラウンドアンカーの補強法である。
fs×As ≧ σ0×A0 (1)
式(1)において、
fs :補強材の許容応力度
As :補強材の断面積
σ0 :所定の許容値を超過した値 σ0=σmax-Fa
σmax :上記応力分布における応力度の最大値(山部の値)
Fa :所定の許容値
A0 :σ0の発生位置の有効断面積 A0=Ah-nAp
Ah :σ0の発生位置の削孔断面積 Ah=削孔径φ2×π/4
Ap :緊張材(PC鋼より線)の断面積
n :σ0の発生位置の断面における緊張材(PC鋼より線)の数量
また、更に前記補強法において、
前記所定の許容値(Fa)は、グラウトの設計基準強度(fck)に割り増し係数(γ)を乗じたものとし、割り増し係数(γ)は地盤の種類によって定め、かつ、2.0以下とすることを特徴とする引張分散型グラウンドアンカーの補強法である。
In a tension distribution ground anchor formed by an anchor head, an anchor free length, and an anchor body length,
A plurality of tendons made of PC steel strands are inserted into the drilled hole, and the unbonded portion of each tendon is covered with PE on the anchor head side, and the back side of the drilled hole of the tendon is PE. The uncoated bond portion is defined as the fixed length, and the free lengths of the respective tendons are different, and the boundary position between the free length and the fixed length of the plurality of prestressing tendons is located in the depth direction of the drilled hole from the long portion of the anchor body. are staggered from each other at a predetermined distributed interval,
After the grout injected into the drilled hole has hardened, each of the tendons is fixed under tension to reinforce the portion where the stress degree exceeds a predetermined allowable value (Fa) from the stress distribution generated in the grout in the long portion of the anchor body. A reinforcement method for a tension distribution ground anchor characterized by placing reinforcements as areas.
Further, in the reinforcing method, the reinforcing material is made of steel, and the specifications and quantity of the reinforcing material are determined by the following formula (1).
fs×As≧σ 0 ×A 0 (1)
In formula (1),
fs: allowable stress level of reinforcing material As: cross-sectional area of reinforcing material σ 0 : value exceeding a predetermined allowable value σ 0 = σmax - Fa
σmax : Maximum value of stress in the above stress distribution (peak value)
Fa: Predetermined allowable value A 0 : Effective cross-sectional area at the position where σ 0 is generated A 0 =Ah−nAp
Ah: drilling cross-sectional area at the position where σ 0 occurs Ah = drilling diameter φ 2 × π/4
Ap: Cross-sectional area of the tendon (PC steel wire) n: Quantity of the tendon (PC steel wire) in the cross section at the position where σ 0 is generated Further, in the above reinforcement method,
The predetermined allowable value (Fa) is obtained by multiplying the design standard strength (fck) of the grout by an additional coefficient (γ), and the additional coefficient (γ) is determined according to the type of ground and is 2.0 or less. This is a reinforcement method for a tension distribution ground anchor characterized by:
本発明の効果として以下の事項を挙げることができる。
(1)本発明の補強法は、分散された上でのグラウト内に生じた応力の大きさが、所定の許容値を超えた部分を補強範囲とし、その超えた部分において最大応力度(σmax)が所定の許容値(Fa)を超過した値(σ0=σmax-Fa)と、最大応力度の発生位置の有効断面積(A0=Ah-nAp)との積(σ0×A0)に基づいて補強材の仕様及び数量を定めることによって、必要な範囲だけで必要な数量の補強材を合理かつ経済的に定めることができる。
(2)本発明の補強法は、結果的にグラウトに生じる波状の応力分布における山部(ピーク)のみが補強されるものであるので補強材が短くて済み、削孔内への緊張材の挿入が簡便であるので施工性が大幅に向上し、また、補強材の加工等が簡便となりコストの低減となる。
(3)本発明の補強法により、応力分布の谷部には補強材が不要であるので、結果的に緊張材の大半以上、特に削孔内の奥側の緊張材の外周に補強材が不要となり、補強材を挿入するためにアンカー孔を拡径することなく従来同様の削孔径であっても緊張材とグラウトとを確実に定着して一体化することができるので経済的である。
(4)グラウト内に生じる応力に対して、発生する応力度の最大値を所定の許容値まで抑え、過大な応力によるひび割れの発生を防げることによって、テンドン(緊張材)とグラウトとの引き抜きせん断抵抗力(付着力)を確保し、付着破壊によるテンドンがグラウトからの引き抜ける恐れが解消され、信頼性が高い安全な引張分散型アンカーとなる。
The effects of the present invention are as follows.
(1) In the reinforcement method of the present invention, the portion where the magnitude of the stress generated in the grout after being dispersed exceeds a predetermined allowable value is set as the reinforcement range, and the maximum stress degree (σmax ) exceeds a predetermined allowable value (Fa) (σ 0 = σ max - Fa) and the product (σ 0 × A 0 ), it is possible to rationally and economically determine the required quantity of reinforcing materials within the required range.
(2) In the reinforcement method of the present invention, only the ridges (peaks) in the wavy stress distribution that results in the grout are reinforced, so the reinforcement material can be short, and the tendon does not enter the drilled hole. Since the insertion is simple, the workability is greatly improved, and the processing of the reinforcing material becomes simple, resulting in cost reduction.
(3) The reinforcing method of the present invention eliminates the need for reinforcing materials in the troughs of the stress distribution. It is economical because the tendon and the grout can be securely fixed and integrated even if the diameter of the anchor hole is the same as the conventional drilling diameter without enlarging the diameter of the anchor hole for inserting the reinforcing material.
(4) With respect to the stress generated in the grout, the maximum value of the generated stress is suppressed to a predetermined allowable value, and by preventing the occurrence of cracks due to excessive stress, the pull-out shear between the tendon (strand) and the grout is reduced. It secures resistance (adhesion) and eliminates the risk of the tendon being pulled out of the grout due to bond failure, making it a highly reliable and safe tension dispersion anchor.
本明細書において、特に断らない限り、「長手方向」とは引張分散型アンカーの長手方向を意味し、「断面」とは、長手方向に垂直な断面を意味するものである。
また、各緊張材の自由長1(アンボンド部分)と定着長2(ボンド部分)との境界位置を以下単に境界位置という。
図1(1)に引張分散型アンカーの側面を、図1(2)に緊張定着完了時の長手方向に沿ったグラウト内の応力分布図を、図1(3)に引張分散型アンカーの長手方向に沿った図1(1)に示すA-A、B-B、C-C、D-D、E-Eの各断面を示す。
緊張材1A、1B、及び1Cは、それぞれPC鋼より線を用いたものであり、PC鋼より線を折り曲げてUターンさせて先端部にそれぞれUターン部2uを形成したものである。
図1(2)の定着体長部12の応力分布図においては、各緊張材1A、1B、1Cのそれぞれの境界位置に応力度の最大値(ピーク)σmax(σ1、σ2、σ3)が生じていることを示したものである。
図1(3)の断面図においては、緊張材1A、1B、1Cは一対として示してあり、計6本のPC鋼より線(1A~1C)の断面が示されている。
In this specification, unless otherwise specified, "longitudinal direction" means the longitudinal direction of the tension distribution anchor, and "cross section" means a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
Further, the boundary position between the free length 1 (unbonded portion) and the fixed length 2 (bonded portion) of each tendon is hereinafter simply referred to as the boundary position.
Fig. 1 (1) shows the side surface of the tension dispersion anchor, Fig. 1 (2) shows the stress distribution in the grout along the longitudinal direction when the tension is fixed, and Fig. 1 (3) shows the longitudinal direction of the tension dispersion anchor. 1A, BB, CC, DD, and EE shown in FIG. 1(1) along the direction.
The
In the stress distribution diagram of the
In the cross-sectional view of FIG. 1(3), tendons 1A, 1B, and 1C are shown as a pair, and cross-sections of a total of six PC steel strand wires (1A to 1C) are shown.
図1(3)に引張分散型アンカーの断面A-A、B-B、C-C、D-D、E-Eを示す。A-A断面では、各緊張材1A、1B、1Cとも被覆部3、具体的には後述のPE(ポリエチレン)被覆6が存在しており、各緊張材1A、1B、1Cはアンボンドの状態である。B-B断面では、緊張材1A、1Aが、図2に示す防錆処理されたPC鋼より線500のPE被覆6が剥離除去されてPC鋼線50が露出されたいわゆるボンドの状態としてある。C-C断面では、緊張材1C、1Cの被覆部3が除去されており、PC鋼より線が露出されたボンドの状態である。D-D断面においては、緊張材1B、1Bも被覆部3が除去されており、ボンド状態となっており、緊張材1A~1C全てがボンド状態である。
このように、各緊張材(1A、1B、1C)が所定の分散間隔(L1、L2)を設けて境界位置を長手方向でずらして配置される。
各緊張材1A、1B、及び1CのUターン部2uは、削孔Hの奥側に位置するように削孔H内に挿入される。他端はアンカー頭部10で緊張定着できるように削孔から所要の長さを突出させてある。
FIG. 1(3) shows cross sections AA, BB, CC, DD and EE of the tension distribution anchor. In the AA cross section, each
In this way, the prestressing tendons (1A, 1B, 1C) are arranged with predetermined dispersion intervals (L 1 , L 2 ) and the boundary positions are shifted in the longitudinal direction.
The
実施例としての引張分散型アンカーは、アンカー頭部(緊張定着端)10、アンカー自由長部11、アンカー体長部12、削孔余長Hxから構成される。削孔内にはグラウトGが充填されており、グラウトGが硬化し後に緊張材1A、1B、1Cをアンカー頭部にて後述の手順で緊張定着する。
A tension distribution anchor as an embodiment is composed of an anchor head (tension anchoring end) 10, an anchor
緊張材1A、1B、1Cは、防錆処理されたPC鋼より線を使用することが好ましい。防錆処理された各種のPC鋼より線の断面を図2に示す。上段が防錆処理されたPC鋼より線であり、下段が上段に示すPC鋼より線の外周にさらにポリエチレン被覆(PE被覆)6で覆い、その間に充填材7としてグリースまたはワックスを充填して形成されたものであり、いわゆるアンボンドタイプである。
以下の説明は防錆処理されたPC鋼より線500についてのものである。アンボンドタイプは、上記のPC鋼より線の外周にポリエチレン被覆(PE被覆)6が設けられるものである。
Aタイプは、中心となる心線5Cに6本の側線5Sを巻き付けた7本よりのPC鋼より線50であり、PC鋼撚り線50を構成する素線5にそれぞれ合成樹脂防錆層5Pを形成したものである。
Bタイプは、素線に亜鉛メッキ防錆層5Zを形成した上に、更に合成樹脂防錆層5Pを形成した2重防錆層を有するものである。
Cタイプは、7本よりのPC鋼より線の外周に包括的な合成樹脂防錆層5Pcを形成すると共に、素線5Sと素線5Sの間に合成樹脂を充填したものである。
なお、このCタイプは、合成樹脂防錆層が形成された後の素線間の外周溝が浅くなり、Aタイプ、Bタイプと比較してボンド効果(グラウトとの付着力)が低いため、合成樹脂防錆層5Pcの表面に砂粒Saを固着させて付着力を増大させたものとすることが好ましい。
The
The following description is for PC steel stranded
The A type is a seven-strand PC
The B type has a double antirust layer in which a zinc-plated
In the C type, a comprehensive synthetic resin antirust layer 5Pc is formed on the outer periphery of seven PC steel strands, and synthetic resin is filled between the
In addition, in this C type, the outer grooves between the wires after the synthetic resin antirust layer is formed are shallower, and the bond effect (adhesion with grout) is lower than the A type and B type, It is preferable that the surface of the synthetic resin anticorrosive layer 5Pc be adhered with sand grains Sa to increase the adhesion force.
図1に示す引張分散型アンカーにおいて、アンカー頭部で定着具(アンカーヘッド、クサビ、アンカープレート等)を用いて緊張材を緊張定着することは、従来技術と同様であり、本発明の解決課題とは直接関係するものではないため、詳しい説明は省略する。 In the tension dispersion type anchor shown in FIG. 1, the anchor head uses a fixing tool (anchor head, wedge, anchor plate, etc.) to fix the tendon under tension, which is the same as in the prior art, and the problem to be solved by the present invention. Since it is not directly related to , detailed description is omitted.
図1に示すように、引張分散型アンカーの緊張材(1A~1C)は、自由長1a、1b、1cにおいてPE被覆6が設けてあってアンボンド状態としてあり、防錆層5P付のPC鋼より線とグラウトGが付着しないものとしてあり、定着長2a、2b、2cにおいては、PE被覆6を剥離して内部の防錆されたPC鋼より線500を露出させてグラウトGと付着させ、いわゆるボンド状態にしている。これは従来の引張型と同じであり、引張型アンカーの基本構成である。
また、アンカー頭部10から自由長が一番短い緊張材の境界位置までをアンカー自由長部11とし、そこから定着長が一番長い緊張材の定着長の末端部までをアンカー体長部12とする。アンカー体長部12の始点から応力分散部L3が形成されることになる。
As shown in FIG. 1, the prestressing tendons (1A to 1C) of the tension dispersion type anchor are provided with a PE coating 6 at the
Also, the area from the
応力分散部L3は、各々の緊張材1A、1B、1C(断面において一対のPC鋼より線からなる)の境界位置を長手方向に所定の分散間隔(L1、L2)で互いにずらして配置する部分である。つまり、応力分散部L3は、分散間隔L1、L2の合計した部分である。図示例では、L3=L1+L2となる。
図1の実施例では、緊張材1A(自由長が最も短いもの)と緊張材1Bとを分散間隔L1を設けて境界位置をずらしている。また、同様に緊張材1Bと緊張材1C(自由長が最も長いもの)とを分散間隔L2を設けて境界位置をずらしている。このようにして引張分散型アンカーを形成している。
In the stress distribution part L3, the boundary positions of each
In the embodiment of FIG. 1, the
各分散間隔(L1、L2)は、各緊張材(1A、1B、1C)の境界位置に生じる応力の状況によって定めることが望ましい。分散間隔はすべて同じ間隔としてもよいが、異なる間隔とすることも可能である。
緊張材の定着長2について、図1の実施例は、同じ長さ(2a=2b=2c)としたものであるが、これに限らず、異なる長さとしてもよいのはいうまでもない。例えば、2a=2c+L1+L2、2b=2c+L2とすることもできる。つまり、削孔の底にて各緊張材の長さを揃えた状態にしてもよい。
要するに、各緊張材1A、1B、1Cの緊張力によってPC鋼より線とグラウトとの付着力が十分に取れるようにその定着長Lを定めることとする。
Each dispersion interval (L 1 , L 2 ) is desirably determined according to the state of stress occurring at the boundary position of each tendon (1A, 1B, 1C). The distribution intervals may all be the same interval, but they can also be different intervals.
In the embodiment of FIG. 1, the
In short, the fixing length L is determined so that the tension force of each
また、実際の工事現場においては、グラウト充填不良や透水層の影響等、また、施工誤差や地盤の不均質性等によって、緊張材とグラウトとの付着が不十分となり、引き抜け事故等が発生することが想定されるので、これを防ぐために各緊張材の定着長部の先端をUターン状としてUターン部2uを形成することが好ましい。本発明は、この形態に限定されるものでなく、グラウトと緊張材との付着が十分確保できる場合は、Uターン部2uを設けず、緊張材(1A、1B、1C)の先端をストレート状としてもよい。
In addition, at actual construction sites, due to insufficient grout filling, the influence of the permeable layer, construction errors, unevenness of the ground, etc., the adhesion between the tendon and grout becomes insufficient, and pull-out accidents occur. In order to prevent this, it is preferable to form the
図1に示す引張分散型グラウンドアンカーにおいて、各緊張材(1A、1B、1C)が緊張定着完了時に各々の境界位置に形成されたグラウト内の最大応力度σmax(山部)が図1(2)のグラウト応力分布図に示すように、それぞれσ1、σ2、σ3であり、その値は異なるが各緊張材1A、1B、1Cの緊張力と分散間隔によって変動することになる。この点については、図3の緊張管理図及び図4の応力分布図と共に詳しく説明する。 In the tension dispersion type ground anchor shown in FIG. 1, the maximum stress degree σmax (mountain) in the grout formed at each boundary position when each tendon (1A, 1B, 1C) has completed tension fixing is shown in FIG. 1 (2 ), they are σ1, σ2, and σ3, respectively, and although the values are different, they fluctuate depending on the tension and dispersion intervals of the tendons 1A, 1B, and 1C. This point will be described in detail together with the tension control chart of FIG. 3 and the stress distribution chart of FIG.
図1(2)のグラウト内の応力分布図に示すように、各緊張材(1A、1B、1C)の境界位置における最大応力度σmaxがそれぞれσ1、σ2、σ3であるとし、例えば、自由長1cが一番長い緊張材1Cの境界位置に応力度の最大値σ1のみがグラウトGの所定の許容値(Fa=γfck)を超えた場合、この許容値を示す点線より上方にある細かいハッチング領域を補強範囲aとして必要な補強材4を設置するものである。
また、図示は省略するが、緊張材1Aまたは1Bにおいても、境界位置の最大応力度σ2またはσ3が所定の許容値(Fa)を超えるような場合は、その領域を同様に補強範囲として必要な補強材を設置する。
補強材の仕様や数量は下記の式(1)によって定める。
fs×As ≧ σ0×A0 (1)
式(1)において、
fs :補強材の許容応力度
(補強材に用いる鋼材の長期許容応力度とすることが望ましい)
As :補強材の断面積(例えば、補強材に用いる鋼管の有効断面積)
σ0 :所定の許容値を超過した値 σ0=σmax-Fa
図1(2)では、σ0=σ1-γfck
σmax :上記応力分布における応力度の最大値(山部の値)
図1(2)では、σ1、σ2、σ3のいずれもσmaxである。
Fa :所定の許容値(Fa=γfck)
A0 :σ0の発生位置の有効断面積 A0=Ah-nAp
図1では、σ3の発生位置の有効断面積である。
Ah :σ0の発生位置の削孔断面積 Ah=削孔径φ2×π/4
Ap :緊張材(PC鋼より線)の断面積
n :σ0の発生位置の断面における緊張材(PC鋼より線)の数量
As shown in the stress distribution diagram in the grout of FIG. When only the maximum stress value σ1 at the boundary position of the
Also, although illustration is omitted, in the
The specifications and quantity of reinforcing materials are determined by the following formula (1).
fs×As≧σ 0 ×A 0 (1)
In formula (1),
fs: allowable stress of reinforcing material (preferably long-term allowable stress of steel used as reinforcing material)
As: cross-sectional area of reinforcing material (for example, effective cross-sectional area of steel pipe used as reinforcing material)
σ 0 : value exceeding a predetermined allowable value σ 0 =σmax−Fa
In FIG. 1(2), σ 0 =σ1−γfck
σmax: Maximum value of stress in the above stress distribution (peak value)
In FIG. 1(2), σ1, σ2, and σ3 are all σmax.
Fa: Predetermined allowable value (Fa=γfck)
A 0 : Effective cross-sectional area at the position where σ 0 is generated A 0 = Ah-nAp
FIG. 1 shows the effective cross-sectional area at the position where σ3 occurs.
Ah: drilling cross-sectional area at the position where σ 0 occurs Ah = drilling diameter φ 2 × π/4
Ap : Cross-sectional area of tendons (PC steel strands) n : Quantity of tendons (PC steel strands) in the cross section at the position where σ 0 occurs
補強材4は、鋼製部材のものとすることが好ましい。例えば、表面凹凸状のリブ付鋼管、スバイラル筋、波形鋼製シース等から適宜に選択して使用することができる。補強材4の長さは補強範囲aの両端より適切に長くすることが望ましい。
The reinforcing
次いで、図3の緊張管理図に基づいて緊張材の緊張方法と応力分布について説明する。
図3は、特許文献4(特許第3860941号公報)の緊張管理図(図1)に倣って作成した本願の引張分散型アンカーの緊張管理図であり、図1に示す引張分散型アンカーの緊張材の配置に基づいて作成したものである。
図4は、図3の緊張管理図に示した緊張方法によってグラウトに生じた応力分布のイメージ図である。
Next, the method of tensioning the tendon and the stress distribution will be described based on the tension control chart of FIG.
FIG. 3 is a tension management diagram of the tension dispersion anchor of the present application, which was created following the tension management diagram (FIG. 1) of Patent Document 4 (Patent No. 3860941). It was created based on the layout of the materials.
FIG. 4 is an image diagram of the stress distribution generated in the grout by the tension method shown in the tension control chart of FIG.
図1に示すように、各緊張材の境界位置を互いに分散間隔L1、L2でずらして配置して応力分散部L3を設けることによって、各緊張材1A、1B、1Cの自由長1は、1a~1cと異なるものとなるため、特許文献4に開示された異時緊張法を用いることが必要である。
As shown in FIG. 1, by arranging the boundary positions of the tendons mutually shifted by the dispersion intervals L 1 and L 2 to provide the stress distribution part L 3 , the
図3に示す最大荷重(Pmax)とは、各緊張材(1A、1B、1C)に生じた最大張力の合計値である。最大荷重(Pmax)は、例えば、緊張材の降伏荷重の(Py)とし、設計上の最大地震荷重を上回るように緊張材の仕様と数量を定める。定着時荷重(Pt)とは、各緊張材に導入された定着完了時緊張力の合計値(P1+P2+P3)である。P1、P2、P3は、各緊張材(1A、1B、1C)の引張荷重の60%(0.6Pu)とする。 The maximum load (Pmax) shown in FIG. 3 is the total value of the maximum tension generated in each tendon (1A, 1B, 1C). The maximum load (Pmax) is, for example, the yield load (Py) of the tendon, and the specifications and quantity of the tendon are determined so as to exceed the design maximum seismic load. The load at the time of fixing (Pt) is the total value (P1+P2+P3) of the tension force at the time of the completion of fixing introduced into each tendon. P1, P2, and P3 are 60% (0.6 Pu) of the tensile load of each tendon (1A, 1B, 1C).
なお、一つのアンカーに複数の緊張材を使用する場合には、同じ仕様の緊張材を使用することは基本としており、本発明においても同様である。
従来の境界位置を分散させない引張型アンカーでは、複数の緊張材の自由長が同じとしてあるため、導入された張力による伸びが同じであり、複数の緊張材を所定の定着時荷重まで同時に緊張した場合、各緊張材に同じ緊張力が導入されるので、同時緊張とすることができる。地震荷重等の外力が発生した場合、各緊張材に均等に張力が付加されるから、アンカーの緊張材の緊張方法について特に注意することはない。
When a plurality of tendons are used for one anchor, the tendons of the same specification are basically used, and the same applies to the present invention.
In conventional tension-type anchors that do not disperse the boundary position, the free length of multiple tendons is assumed to be the same, so the elongation due to the introduced tension is the same, and the multiple tendons are simultaneously tensioned to a predetermined anchoring load. In this case, the same tension force is induced in each prestressing tendon, so that simultaneous tensioning is possible. When an external force such as an earthquake load is generated, each tendon is evenly tensioned, so there is no particular need to pay attention to the method of tensioning the tendons of the anchor.
しかし、引張分散型アンカーでは、図1に示すように、各緊張材(1A、1B、1C)の境界位置を分散間隔(L1、L2)でずらして配置しており、自由長(アンボンド部分)の長さが(1a、1b、1c)と異なるものとしてあるので各緊張材(1A、1B、1C)に同じ張力が発生する伸び量が異なるものとなる。図示の実施例では、最大荷重(Pmax)は、各緊張材の最大張力(Tb=Py)の合計値(3×Tb)である。
各緊張材(1A、1B、1C)の最大張力Tbが同じとすることが設計の必須条件である。つまり、各緊張材(1A、1B、1C)が同時に降伏することが設計条件である。
この条件を満たすために、各緊張材(1A、1B、1C)の伸び差分を解消することが必要であり、特許文献4に開示されたいわゆる異時緊張法を用いることが必要となる。
However, in the tension dispersion anchor, as shown in FIG. 1, the boundary positions of the tendons (1A, 1B, 1C) are shifted by dispersion intervals (L 1, L 2 ), and the free length (unbonded Since the length of each tendon (1a,
It is an essential design condition that the tendons (1A, 1B, 1C) have the same maximum tension Tb. That is, the design condition is that each tendon (1A, 1B, 1C) yields simultaneously.
In order to satisfy this condition, it is necessary to eliminate the difference in elongation of each tendon (1A, 1B, 1C), and it is necessary to use the so-called differential tensioning method disclosed in
以下に手順を具体的に説明する。
自由長が最長の緊張材1Cに生じる張力がTbになるまでの伸びをδ1とし、
緊張材1Bに生じる張力がTbになるまでの伸びをδ2とし、
緊張材1Aに生じる張力がTbになるまでの伸びをδ3とし、
それぞれを算出する。
分散間隔によって、各伸びδが異なるものとなる。
次に、緊張材1Cと緊張材1Bとの伸び差分をΔ1(Δ1=δ1-δ2)とし、緊張材1Bと緊張材1Aとの伸び差分をΔ2(Δ2=δ2-δ3)としてそれぞれを算出する。
The procedure will be specifically described below.
The elongation until the tension generated in the
The elongation until the tension generated in the
The elongation until the tension generated in the
Calculate each.
Each elongation δ will be different depending on the dispersion spacing.
Next, the difference in elongation between the
次に、以下に述べる緊張方法によって各緊張材を緊張する。
まず、自由長が最も長い緊張材1Cを緊張力T1として緊張する。緊張力T1は、伸びΔ1分だけ(図3のグラフの第一折点(第一黒丸))とする。こうして緊張材1Cと緊張材1Bとの伸び差分Δ1が解消される。
次に、緊張材1Cと緊張材1Bを同時に緊張する。緊張材1Bに導入される緊張力をT2として、伸びΔ2分だけ(図3のグラフの第二折点(第二黒丸))を緊張する。従って、緊張材1に導入された緊張力は、T1と伸びΔ2分だけを増加した緊張力の合計である。こうして緊張材1A、1B及び1Cの間の伸び差分が全て解消される。
Each tendon is then tensioned by the tensioning method described below.
First, the tendon 1C having the longest free length is tensioned with tension T1. The tension T1 is assumed to be the extension Δ1 minute (the first break point (first black circle) in the graph of FIG. 3). Thus, the elongation difference Δ1 between the
Next, the
ただし、緊張材1Aと緊張材1Bの自由長が異なるため、同じ伸びΔ2分を発生させる緊張力で緊張しても、緊張材1Bに導入された緊張力T2は、緊張材1Aに新たに増加された緊張力は異なるので注意が必要である。
伸び差分Δ2まで解消された後に、緊張材1、2、3を伸びδ分まで同時に緊張して定着する。こうして各緊張材(1A、1B、1C)に導入された緊張力の合計P(P1+P2+P3)が所定の定着時荷重(Pt)になる。
ただし、既に説明したように、各緊張材に生じる最大張力Tbが同時に降伏荷重Pyに達するため、各緊張材(1A、1B、1C)の自由長が異なるものであることから緊張途中段階の各緊張材(1A、1B、1C)に導入された緊張力が異なり、P1>P2>P3の順となる。
However, since the free lengths of the
After the elongation difference Δ2 is eliminated, the
However, as already explained, since the maximum tension Tb generated in each tendon reaches the yield load Py at the same time, each tendon (1A, 1B, 1C) has a different free length. The tension forces introduced in the tendons (1A, 1B, 1C) are different, in the order P 1 >P 2 >P 3 .
異時緊張方法に基づく各緊張段階におけるグラウトGに生じる応力分布のイメージを図4に示す。
最初に、自由長が一番長い緊張材1Cを伸びの差分Δ1が生じるだけ緊張した状態で、グラウトGに生じる応力分布が波状の応力分布(1)になる。緊張材1Cの境界位置に応力の山部(ピーク)で示されるように最大となり、山部から長手(深さ)方向に減衰してだんだん小さくなっていく。
次に、緊張材1Cと1Bにそれぞれ伸びの差分Δ2が生じるだけ同時緊張した後にグラウトに新たに生じた応力分布が応力分布(2)である。緊張材1Bの境界位置に応力度σ2(a)が山頂(ピーク)のように最大となり、緊張材1Cの境界位置に山部の大きさが前回の山部分に今回の分(減衰途中の当該位置分)が累加され、結果的に山部が更に大きくなりσ1(b)となる。その大きさは、分散間隔L2によって変化する。
つまり、分散間隔を大きく取ると、累加して形成された山部が小さくなり、山部と山部との大きさが平均化され、補強する必要がなくなる。但し、アンカー全体のアンカー体長部12が長くなる傾向にある。
FIG. 4 shows an image of the stress distribution generated in the grout G at each tensioning stage based on the heterochronous tensioning method.
First, the stress distribution generated in the grout G becomes a wavy stress distribution (1) in a state in which the
Next, stress distribution (2) is the stress distribution newly generated in the grout after the
In other words, if the dispersion interval is large, the cumulatively formed ridges become smaller, the sizes of the ridges are averaged, and there is no need to reinforce the ridges. However, the anchor
最後に、すべての緊張材(1A、1B、1C)を伸びδが生じるまで同時緊張した後、同様にグラウトに新たに生じた応力分布が応力分布(3)になる。
各緊張材(1A、1B、1C)の境界位置に応力度(σ1、σ2、σ3)が最大となって波状のように示され、かつ、各山部の大きさが分散間隔によって異なるものとなる。
Finally, after all prestressing tendons (1A, 1B, 1C) are simultaneously tensioned until elongation δ occurs, the stress distribution (3) similarly newly generated in the grout becomes stress distribution (3).
The stresses (σ1, σ2, σ3) are maximized at the boundary positions of the tendons (1A, 1B, 1C) and appear like waves, and the size of each peak varies depending on the dispersion interval. Become.
本発明の補強法では、分散間隔は緊張材の数量や導入するアンカー力(緊張力)によるが、200mm~1000mmとすることが好ましい。あまり短くすると、分散効果が得られず、また逆に、あまり長くすると、全体のアンカー体長部12が長くなり、経済性に欠けることとなる。
In the reinforcing method of the present invention, the dispersion interval depends on the number of tendons and the anchoring force (tension force) to be introduced, but is preferably 200 mm to 1000 mm. If it is too short, the dispersion effect cannot be obtained, and conversely, if it is too long, the entire anchor
複数の山部(最大応力度σmax)が許容値を超えて補強する必要となる場合では、山部毎に補強材を個別配設してもよいが、施工の簡便性と実用性を考慮して、複数の山部を跨いで連続した一つの補強材4を配置して対応してもよい。
If it is necessary to reinforce multiple peaks (maximum stress σmax) exceeding the allowable value, reinforcing materials may be individually arranged for each peak, but considering the simplicity and practicality of construction Alternatively, one
また、図1及び前記説明において示した応力分布は、補強前の定着時のものである。補強した後の応力分布は、図示を省略するが、補強範囲においては、補強材4の拘束効果によって応力が平均化されて山部の値が小さくなる。
また、本発明の引張分散型グラウンドアンカー補強法に用いる所定の許容値は、下記の実使用状態を考慮して割り増し係数γとして付けたものである。
Moreover, the stress distribution shown in FIG. 1 and the above description is that at the time of fixing before reinforcement. The stress distribution after reinforcement is not shown, but in the reinforcement range, the stress is averaged by the restraint effect of the reinforcing
Further, the predetermined permissible value used in the tensile dispersion type ground anchor reinforcement method of the present invention is added as an extra coefficient γ in consideration of the following actual usage conditions.
グラウト内に発生する応力分布は、波状のようになっており、応力は最大応力度(波状の山部)から深さ方向に向かうにつれて減衰して小さくなっていく。σmaxとは、応力分布の山部だけの値であり、いわゆる局部集中応力というものである。つまり、応力分布は長手方向に一定の値で分布しているわけではなく、最大応力度σmax(山部)が局部的に集中した応力であり、その位置から離れると、次第に応力度が小さくなっていく。ところが、グラウトの設計基準強度(fck)とは、グラウト母材強度の平均値であり、局部集中応力に対して母材強度も上がって、一般的に平均値より約1.5~2.0倍に高くなる。よって、局部集中応力に対してグラウトの設計基準強度(fck)を用いて設計することは合理ではないため、補正することが必要と考慮した。
グラウトと緊張材とからなるアンカー体と地盤との周面摩擦抵抗は、地盤の種類、状態などで異なるが、アンカー体周囲の硬い地盤であれば、拘束力によってグラウトの実強度が設計基準強度(fck)より高くなっている。
よって、本発明では、グラウトの所定の許容値Faは、使用するグラウトの設計基準強度(fck)に割り増し係数γをかけるものとする。ただし。地盤の種類がさまざまであるため、割り増し係数は一概に定めることが不合理であるから、実施設計の際に、地盤の種類によって定めることとする。ただし、過大評価にならないように、2.0以下とすることが好ましい。
つまり、割り増し係数 γ=1.0~2.0 とすることが望ましい。従って、所定の許容値は、Fa=γfck である。
The stress distribution generated in the grout is wavy, and the stress attenuates and decreases from the maximum stress level (wavy ridges) toward the depth direction. σmax is a value only for peaks of stress distribution, and is a so-called locally concentrated stress. In other words, the stress distribution is not distributed at a constant value in the longitudinal direction, but the maximum stress σmax (mountain) is a locally concentrated stress, and the stress gradually decreases away from that position. To go. However, the design standard strength (fck) of grout is the average value of the grout base material strength, and the base material strength also increases against localized stress, and is generally about 1.5 to 2.0 times higher than the average value. doubles as high. Therefore, since it is not reasonable to design using the design standard strength (fck) of grout against localized stress, it was considered necessary to correct it.
The peripheral frictional resistance between the ground and the anchor body, which consists of grout and tendons, differs depending on the type and condition of the ground. (fck) is higher.
Therefore, in the present invention, the predetermined permissible value Fa of the grout is obtained by multiplying the design basis strength (fck) of the grout to be used by the extra coefficient γ. however. Since there are various types of ground, it is unreasonable to categorically determine the additional coefficient. However, it is preferable to set it to 2.0 or less so as not to overestimate.
In other words, it is desirable to set the additional coefficient γ=1.0 to 2.0. Therefore, the predetermined tolerance is Fa=γfck.
図4に示す異時緊張によるグラウト内の応力分布の実施例として図5に示し、その応力分布にについて詳しく説明する。
図1に示す引張分散型アンカーを実施例として図5に示す。
なお、同じものを同じ符号で表現する。
緊張材の緊張力によるグラウト内の応力分布は、設計に用いる解析手段、例えば、FEM解析によって得られる。設計慣用手段として、解析から得られた実際の応力分布を設計モデル化に、近似的な計算式で表して次の断面算定に進めることができる。
ここで、応力分布モデルの例として、境界位置において応力度が最大で、緊張材の先端部に向かって二次曲線的に減衰する場合と、境界位置から直線的に減衰する三角形分布についての補強範囲の求め方を説明する。
まず、図5(a)に示す二次曲線的減衰の場合の応力分布について説明する。
図4について説明したように、まず、自由長が一番長い緊張材1Cを伸びの差分Δ1が生じるだけ緊張した後に、緊張材1Cの境界位置から応力分布(1)となり、境界位置の断面に生じた最大応力度(山部)をσ1(a)とする。
次に、緊張材1Cと1Bを同時緊張とし、伸びの差分Δ2が生じるだけ緊張した後に、緊張材1Bの境界位置から応力分布が(2)―1となり、境界位置の断面に生じた最大応力度(山部)をσ2(a)とし、その位置からは離れたL2距離の緊張材1Cの断面に生じた応力度は、σ2(b)となる。応力分布(1)と応力分布(2)-1と累加して合せた応力分布(2)となり、緊張材1Cの境界位置の断面に生じた応力度は、σ1(b)=σ2(b)+σ1(a)となる。最後に、全ての緊張材(1A、1B、1C)を伸びδが生じるまで同時緊張した後に、同様に累加すると応力分布は(3)―1となり、各境界位置の断面に生じた応力度は、左から右への順に図示の通り、σ3、σ3(a)、σ3(b)となり、さらに、前回の応力分布(2)と累加して、最終的に応力分布(3)となり、緊張材1A、1B、1Cの順でそれぞれ境界位置の断面に生じた最大応力度は、σ3、σ2、σ1となる。
その結果、例えば、σ1が所定の許容値Faを超えた場合、超えた範囲aを補強範囲として補強材4を配置することとなる。
超えた値σ0=σ1-Faであり、σ0の発生位置の有効断面積(緊張材1Cの境界位置)A0を算出し、補強材の材質を定め、下の式(1)によって補強材の仕様と数量を定めることができる。
fs×As ≧ σ0×A0 (1)
FIG. 5 shows an example of the stress distribution in the grout due to the heterochronous tension shown in FIG. 4, and the stress distribution will be described in detail.
The tension distribution anchor shown in FIG. 1 is shown in FIG. 5 as an example.
In addition, the same thing is expressed with the same code|symbol.
The stress distribution in the grout due to the tension of the tendon can be obtained by analysis means used for design, such as FEM analysis. As a customary means of design, the actual stress distribution obtained from the analysis can be used for design modeling, and can be represented by an approximate calculation formula to proceed to the next section calculation.
Here, as an example of the stress distribution model, the stress intensity is maximum at the boundary position and decays in a quadratic curve toward the tip of the tendon, and the reinforcement for a triangular distribution that decays linearly from the boundary position. Explain how to find the range.
First, the stress distribution in the case of quadratic damping shown in FIG. 5(a) will be described.
As described with reference to FIG. 4, first, after tensioning the
Next, the
As a result, for example, when σ1 exceeds a predetermined allowable value Fa, the reinforcing
The value σ 0 = σ1−Fa exceeds, and the effective cross-sectional area (boundary position of the
fs×As≧σ 0 ×A 0 (1)
また、設計上の簡便性を考慮して、応力分布を一次関数とすることもできる。図5(b)に応力分布を一次関数(三角形)分布とした場合を示す。
各緊張段階において発生する応力分布と、累加した応力分布は、二次曲線分布と同様であり、説明は省略する。
最終的に、同様にして求めたσ1が所定の許容値Faを超えたとする。
両者を比較すると、三角形分布とした場合の方がσ2(a)、σ3(b)共に大きい値となり、従って、応力が超えた範囲aはやや長くなり、σ3の値もやや大きくなり、補強材もやや多くなるが、安全側になる。
つまり、設計上の実用性と簡便性を図るため、三角形分布としても適用可能である。
In addition, the stress distribution can be a linear function in consideration of simplicity in design. FIG. 5B shows a case where the stress distribution is a linear function (triangular) distribution.
The stress distribution generated in each tension stage and the accumulated stress distribution are the same as the quadratic curve distribution, so the explanation is omitted.
Assume that σ1 obtained in the same manner finally exceeds a predetermined allowable value Fa.
Comparing the two, the triangular distribution has larger values for both σ2(a) and σ3(b). It will be a little more, but it will be on the safe side.
In other words, it can be applied as a triangular distribution in order to achieve design practicality and simplicity.
図6は、本発明の補強法を3段の引張分散型グラウンドアンカーを斜面安定用のグラウドアンカーに適用した例を示したものである。
斜面に設置した斜面安定用の引張分散型アンカーにおいて、最上段の引張分散型アンカーA1のグラウトの応力分布の山部と山部の間に連続させた補強材4を配設した補強例である。緊張材の境界位置が二つの分散間隔でずらして配置したグラウンドアンカーであって、図示は省略するが、応力分布として三箇所の境界位置に三つの山部が形成され、三つとも許容値を超えたとし、三つの山部にわたって連続して一つの補強材4を配置した例を示すものである。
中段の引張分散型アンカーA2において、図示は省略するが、応力分布として三箇所の境界位置に三つの山部が形成され、所定の許容値を超えたものは一箇所のみとし、その部分一箇所だけに補強材4を配置して補強した例である。
最下段の引張分散型アンカーA3は、応力分布として三つの境界位置において所定の許容値を超えるものがないので補強は不要として補強材を設けていないものである。
FIG. 6 shows an example in which the reinforcement method of the present invention is applied to a ground anchor for stabilizing a slope with a three-stage tension dispersion type ground anchor.
In the tension distribution anchor for slope stability installed on the slope, this is an example of reinforcement in which a reinforcing
In the tension distribution anchor A2 in the middle row, although illustration is omitted, three peaks are formed at three boundary positions as a stress distribution. This is an example in which the reinforcing
The tension distribution anchor A3 at the bottom has no reinforcing material because no stress distribution exceeds a predetermined allowable value at the three boundary positions, so reinforcement is unnecessary.
1A、1B、1C 緊張材
1(1a、1b、1c) 自由長
2(2a、2b、2c) 定着長
2u Uターン部
3(3A、3B、3C) 被覆部
4 補強材
40 連続補強材
5 素線
5C 心線
5S 側線
5P 合成樹脂防錆層
5Pc 合成樹脂防錆層
50 PC鋼撚り線(裸線)
500 防錆層を有するPC鋼より線
6 ポリエチレン被覆(PE被覆)
7 充填材
10 アンカー頭部
11 アンカー自由長部
12 アンカー体長部
Hx 削孔余長
L1、L2 分散間隔
L3 応力分散部
G: グラウト
a: 補強範囲
fs: 補強材の許容応力度
As: 補強材の断面積
σ0 :所定の許容値を超過した値 σ0=σmax-Fa
σmax(σ1、σ2、σ3):応力分布における山部の応力度(ピーク)
Fa: 所定の許容値
A0: σ0の発生位置の有効断面積 A0=Ah-nAp
Ah :σ0の発生位置の削孔断面積 Ah=削孔径φ2×π/4
Ap :緊張材(PC鋼より線)の断面積
n :σ0の発生位置の断面における緊張材(PC鋼より線)の数量
1A, 1B, 1C Tendon 1 (1a, 1b, 1c) Free length 2 (2a, 2b, 2c)
4 Reinforcing material 40 Continuous reinforcing material 5
500 PC steel stranded wire with antirust layer 6 Polyethylene coating (PE coating)
7 Filling
σmax (σ1, σ2, σ3): stress degree (peak) of peaks in stress distribution
Fa: Predetermined allowable value A 0 : Effective cross-sectional area at the position where σ 0 occurs A 0 = Ah - nAp
Ah: drilling cross-sectional area at the position where σ 0 occurs Ah = drilling diameter φ 2 × π/4
Ap : Cross-sectional area of tendons (PC steel strands) n : Quantity of tendons (PC steel strands) in the cross section at the position where σ 0 occurs
Claims (3)
PC鋼より線からなる複数の緊張材が削孔内に挿入してあり、それぞれの緊張材のアンカー頭部側がPE被覆されたアンボンド部分が自由長としてあり、緊張材の削孔の奥側がPE被覆されていないボンド部分を定着長としてあり、それぞれの自由長の長さが異なり、前記複数の緊張材の自由長と定着長との境界位置が前記アンカー体長部より削孔の奥側方向に所定の分散間隔で互いにずらして配置してあり、削孔内に注入したグラウトの硬化後に前記それぞれの緊張材を緊張定着することによって前記アンカー体長部におけるグラウト内に発生する応力分布から応力度が所定の許容値(Fa)を超えた部分を補強範囲として補強材を配置することを特徴とする引張分散型グラウンドアンカーの補強法。 In a tension distribution ground anchor formed by an anchor head, an anchor free length, and an anchor body length,
A plurality of tendons made of PC steel strands are inserted into the drilled hole, and the unbonded portion of each tendon is covered with PE on the anchor head side, and the back side of the drilled hole of the tendon is PE. The uncoated bond portion is defined as the fixed length, and the free lengths of the respective tendons are different, and the boundary position between the free length and the fixed length of the plurality of prestressing tendons is located in the depth direction of the drilled hole from the long portion of the anchor body. The stress distribution generated in the grout in the long portion of the anchor body, which is staggered from each other at a predetermined dispersed interval, and is generated in the grout in the long portion of the anchor body by fixing the respective tendons under tension after the grout injected into the drilled hole hardens. A reinforcement method for a tension dispersion type ground anchor, characterized by arranging a reinforcing material in a reinforcement range of a portion exceeding a predetermined allowable value (Fa).
補強材を鋼製として、下記の式(1)によって補強材の仕様や数量を定めることを特徴とする引張分散型グラウンドアンカーの補強法。
fs×As ≧ σ0×A0 (1)
式(1)において、
fs :補強材の許容応力度
As :補強材の断面積
σ0 :所定の許容値を超過した値 σ0=σmax-Fa
σmax :上記応力分布における応力度の最大値(山部の値)
Fa :所定の許容値
A0 :σ0の発生位置の有効断面積 A0=Ah-nAp
Ah :σ0の発生位置の削孔断面積 Ah=削孔径φ2×π/4
Ap :緊張材(PC鋼より線)の断面積
n :σ0の発生位置の断面における緊張材(PC鋼より線)の数量 In the reinforcing method of the tension distribution ground anchor of claim 1,
A reinforcing method for a tension dispersion ground anchor, wherein the reinforcing material is made of steel and the specifications and quantity of the reinforcing material are determined by the following formula (1).
fs×As≧σ 0 ×A 0 (1)
In formula (1),
fs: allowable stress level of reinforcing material As: cross-sectional area of reinforcing material σ 0 : value exceeding a predetermined allowable value σ 0 = σmax - Fa
σmax : Maximum value of stress in the above stress distribution (peak value)
Fa: Predetermined allowable value A 0 : Effective cross-sectional area at the position where σ 0 is generated A 0 =Ah−nAp
Ah: drilling cross-sectional area at the position where σ 0 occurs Ah = drilling diameter φ 2 × π/4
Ap : Cross-sectional area of tendons (PC steel strands) n : Quantity of tendons (PC steel strands) in the cross section at the position where σ 0 occurs
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