ケミカルアンカーの施工方法と種類|カプセル型・注入型の違いと注意点

コンクリートの孔に接着剤で固定したアンカーボルトの接写

ケミカルアンカーの施工は、墨出し、穿孔、孔内清掃、マーキング、接着剤の充填、アンカー筋の埋込み、硬化養生の順に進み、最後に検査で固定の状態を確かめます。ケミカルアンカーとは、コンクリートにあけた孔へボルトや鉄筋を接着剤で固定する「接着系あと施工アンカー」のことです。

強度を左右するのは接着剤の性能だけではなく、孔の清掃や埋込み深さといった現場の作業です。読み終えると、作業の順番と工程ごとの確認点、カプセル型と注入型の違い、硬化時間の読み方、引張試験の役割が分かります。

この記事では、手順の全体像から工程ごとの注意点、検査の順に整理し、そのあとで方式の選び方と接着系を避ける場所を説明します。製品の数値は例として示すので、実際の施工では使う製品の施工要領書で確かめてください。

目次

ケミカルアンカーの施工手順の全体像

手順は7つの工程と施工後の検査に分かれ、カプセル型と注入型で変わるのは主に接着剤を入れる工程です。穿孔と孔内清掃はどちらの方式でも共通で、ここを省くと、どの接着剤を選んでも所定の強度に届かないおそれがあります。

図1:ケミカルアンカーの施工手順

各工程の数値は、製品の施工要領書と発注者の仕様書で確かめます。

施工前
01墨出し・干渉の確認位置を決め、鉄筋や配管に当たらないかを探知機で確かめる
施工
02穿孔指定の径と深さで、施工面に直角にあける
03孔内清掃吸じん→深さの確認→ブラシ掛け→吸じん
04マーキング穿孔深さに合わせて、アンカー筋に印を付ける
05接着剤の充填カプセルを挿入、または孔底から注入する
06アンカー筋の埋込み孔底まで入れ、印が施工面に達したら止める
07硬化養生指定の時間は動かさず、荷重もかけない
施工後
08検査・引張試験全数の自主検査と抜取りの試験で確かめ、記録を残す

施工前に確認する3つの資料

手順を覚えても、孔径や深さ、硬化時間はアンカーごとに違います。着工前に次の3つをそろえ、数字が食い違っていないかを照合します。

  • 製品の施工要領書:穿孔径、穿孔深さ、使う工具、硬化時間
  • 設計図書:アンカーの位置、径、本数、埋込み長さ
  • 発注者の仕様書:施工者の資格、検査の方法と本数

どの資料を優先するかは案件ごとに違うため、食い違いを見つけたら設計者や監理者に確かめてから作業に入ります。確定した内容を現場で使われる作業手順書にまとめておくと、作業者が替わっても同じ手順で施工できます。

準備と穿孔

ハンマードリルでコンクリート床に穿孔する作業の手元

最初に墨出しで位置を決め、鉄筋探知機などで埋設された鉄筋や配管に当たらないかを確かめます。横浜市の下水道工事の特記仕様書は、この確認に加えて、モルタルなどの仕上げ材の撤去と、既存コンクリートの圧縮強度の確認を定めています。

穿孔の前には、ドリルに深さの印を付けるかデプスゲージを用意します。穿孔径と深さは製品ごとに決まっており、たとえばオカベのボルトメイトTGのM16用は穿孔径19mm、穿孔長130mmです。施工面に対して直角にあけ、コンクリートに割れが出ないよう注意しながら進めます。

粉じんが舞う作業なので、オカベの施工要領はマスク、保護メガネ、手袋の着用を指示しています。上向きの穿孔や足場の上での作業を含む現場では、KY活動(危険予知活動)で落下や飛散の危険を作業前に共有しておきます。

孔内清掃の進め方と強度への影響

接着系アンカーの固定力は、アンカー筋と孔壁それぞれの凹凸に接着剤が入り込んで硬化することで生まれます。孔壁に切粉が残っていると接着剤が凹凸へ届きにくくなるため、清掃は仕上げではなく強度をつくる工程です。

図2:接着系アンカーが固定される仕組み

硬化した接着剤が、アンカー筋の凹凸と孔壁の凹凸をつなぎます。

アンカー筋接着剤孔壁の凹凸コンクリート

清掃の順番は、メーカーの要領書で細かく指定されています。オカベの施工要領は「吸じん→穿孔深さの確認→ブラシ掛け→吸じん」の順を必ず守るよう指示しており、建築研究所が試験体をつくったときの手順も同じ流れです。

図3:孔内清掃の4つの動作

最初の吸じんで深さを測れる状態にし、ブラシで壁面の粉を落としてから吸い切ります。

吸じん穿孔後の切粉を集塵機やブロワーで除く
深さの確認計測器で穿孔深さを測る
ブラシ掛け孔の側面に付いた切粉を落とす
吸じん落とした切粉を孔の外へ吸い出す

※回数や工具は製品によって違います。後述の実験の施工要領は、吸じんとブラシ掛けを2〜3回繰り返す内容でした。

日本建設あと施工アンカー協会(JCAA)は、ブラシ掛けの重要性が十分に知られていないことを施工不良の要因に挙げています。2025年の同協会の講演会で大阪大学の研究者が報告した実験では、清掃なしの5本がいずれも接着部から抜ける付着破壊となり、最大荷重は26.0〜69.9kNでした。

図4:清掃の条件と引抜試験の最大荷重

清掃なしでは全数が付着破壊になり、荷重のばらつきも大きくなりました。

5回清掃85.8kN
5回清掃76.7kN
吸じんのみ84.1kN
吸じんのみ83.0kN
吸じんのみ82.8kN
清掃なし69.9kN
清掃なし65.2kN
清掃なし48.3kN
清掃なし44.7kN
清掃なし26.0kN

ボルト破断 付着破壊(接着部から抜ける)

※M16ボルト、穿孔径19mm、埋込み130mm、施工要領を学んだ学生による施工。資料に掲載された試験体の結果で、試験数は少数です。(出典:JCAA あと施工アンカー技術講演会2025)

5回清掃と吸じんのみは、76.7kN以上でボルト自体が破断しました。吸じんだけでも破断まで届いていますが、試験数の少ない一つの実験の結果であり、ブラシを省いてよい根拠にはなりません。要領書の手順どおりに進めるのが前提です。

コアドリルで穿孔した孔や泥水のある孔は、十分な水で洗い流したうえで孔内の水を全て取り除きます。清掃のあとに穿孔深さを測り直しておけば、次のマーキングでその数字を使えます。

接着剤の充填とアンカー筋の埋込み

コンクリート壁の孔に注入ガンで接着剤を入れる手元

接着剤を入れる前に、測った穿孔深さに合わせてアンカー筋へ印を付けます。この印が孔底まで届いたかを判断する基準になるため、図面の寸法ではなく実際の深さに合わせます。油の付いたアンカー筋は拭き取り、先端の形は製品の指定に従います。

カプセル型の場合

カプセルが割れていないことを確かめ、指定の向きで孔へ入れます。ハンマードリルにつないだアンカー筋を回転または回転・打撃で進めると、ガラス管が砕けて接着剤が練り混ざるしくみです。埋込みの前にカプセルをたたき込んだり、ドリルを強く押し込んだりすると施工不良の原因になります。

印が施工面に達したら直ちに機械を止めます。回し続ける過剰攪拌は禁止で、ボルトメイトTGの資料は「厳禁」と書いています。あふれた余剰の接着剤にはガラス片が混じるため、C・C&アンカーEの要領は素手で触れないよう指示しています。

注入型の場合

ノズルを孔底まで差し込み、エア溜まりができないよう引き上げながら接着剤を注入します。そのあとアンカー筋を手でゆっくり回しながら一定の速度で孔底まで入れます。建築研究所の試験体の製作手順では、エアが入ったときはアンカー筋を上下に動かして抜く手順でした。

必要な接着剤の量は孔の寸法で変わり、サンコーテクノのSE-550では、D13を7da(アンカー筋径の7倍)埋め込む場合で14ccです。この製品は水と粉体を練ってから使い、20℃なら練り始めから30分の可使時間(硬化が始まるまでの作業時間)内に埋込みまで終えます。

硬化養生は製品と温度で時間が変わる

養生の決まりは、製品が指定する時間を守ることと、その間アンカー筋を動かさないことの2つです。取付物の固定やナット締めは硬化時間が過ぎてから進めます。締付けの条件は製品と設計の指定に従い、トルクと軸力の関係はボルトの強度区分と締付トルクの記事で確かめられます。

図5:温度別の硬化時間の例(製品別)

同じ温度でも製品で大きく違うため、他の製品の数字は流用できません。

温度
ボルトメイトTG有機系カプセル
C・C&アンカーE無機系カプセル
SE-550無機系注入
RQタイプ低温速硬ガラス管
0℃
130分
-
24時間
45分
5℃
75分
6時間
8時間
25分
10℃
45分
5時間
-
-
20℃
22分
3時間
6時間
5分
30℃
16分
2時間
4時間
-

※各社資料の目安で、「-」は資料に記載がない温度です。ボルトメイトTGとC・C&アンカーEはオカベ、SE-550はサンコーテクノ、RQタイプはケー・エフ・シーの製品です。

20℃でもRQタイプの5分からSE-550の6時間まで開きがあり、低温ではさらに延びます。ボルトメイトTGは20℃の22分に対し、0℃で130分、-10℃で690分です。水中では同製品で約2倍の時間を見込むなど、環境による条件も製品ごとに書かれています。

冬場の朝に施工して午後に機器を載せるような工程は、施工時の気温で硬化時間を読み直してから組みます。建築研究所のエポキシ系樹脂の試験体の手順でも、養生中は動かさないことと所定の温度以上を保つことが条件でした。

施工後の検査と引張試験

コンクリート床にアンカーボルトで固定した機器のベース

検査は、全数を見る自主検査と、抜取りで荷重をかける引張試験に分かれます。図6は横浜市の下水道工事の特記仕様書の例で、本数や確認荷重は案件ごとに発注者の仕様書に従います。

図6:検査と引張試験の流れ(横浜市の例)

全数の確認、抜取りの試験、不合格時の対応、記録を分けて考えます。

自主検査(全数)目視で種別・径・位置・本数、接触でがたつき、打音で打撃音と反発を確かめる
引張試験(抜取り)1ロットの施工数の3%かつ3本以上を無作為に抜き取り、確認荷重まで引っ張る
不合格のとき試験を止めて原因を調べ、ロットの20%を再度抜取り。1か所でも不合格なら全数を試験
記録施工要領書に沿って報告書を整理する。残す項目は案件の仕様書に従う

※1ロットは1日に施工したものの径ごと。確認荷重は監督員と協議して決めます。不合格品は再施工して試験し直します。他の発注者には同じ基準が当てはまるとは限りません。

引張試験で分かるのは、試験したアンカーが確認荷重に耐えるかどうかです。抜取りのため全数の施工状態までは保証できず、孔底まで埋まっているかどうかも荷重だけでは判断できません。

試験の時期にも注意が必要で、無機系は硬化に時間がかかるため、C・C&アンカーEの要領書は耐力確認を一日程度養生してから実施するよう指示しています。試験の前に、製品の資料で養生の日数を確かめます。

接着系アンカーは完成後に内部の状態を把握しにくいため、施工中の確認を記録に残すことが検査の裏付けになります。残す項目は案件の仕様書に従い、施工者、日時、製品名、穿孔深さ、養生の条件、検査結果などを整理します。

施工でよくある失敗と防ぎ方

失敗主な原因防ぎ方
引張試験で接着部から抜ける孔内の切粉が残っている吸じん、深さの確認、ブラシ掛け、吸じんの順を守る
孔底に隙間と未攪拌の接着剤が残る穿孔深さと埋込み長が合っていない実測した深さで印を付け、印まで埋め込む
接着剤が施工面まで上がらない接着剤の不足、孔内の空隙やエア必要量を確かめ、注入型はノズルを引き上げながら入れる
硬化前にアンカー筋が動く養生中に触れた、低温で硬化時間が延びた気温で硬化時間を読み、時間が過ぎるまで荷重をかけない

カプセル型と注入型の違い

2つの方式の違いは接着剤の入れ方と混ぜ方で、そこからアンカー筋の入れ方や対応できる形状も変わります。カプセル型は品番ごとに接着剤の量が決まり、注入型は孔の容量に合わせて量を調整します。

比べる点カプセル型注入型
接着剤の入れ方カプセルを孔に挿入するカートリッジからノズルで注入する
混ぜ方アンカー筋の回転・打撃で孔の中で練り混ぜるミキシングノズルの中や、専用の攪拌棒で事前に混ぜる
接着剤の量品番ごとに決まっている孔の径と深さから必要量を出す
アンカー筋の入れ方ハンマードリルなどの機械で埋め込む手でゆっくり回しながら埋め込む
アンカー筋の形状製品が指定する先端の形(片面45度カットなど)L型・U型に対応する製品もある
主な種類回転・打撃型、打込み型カートリッジ型、現場調合型

図7:接着系アンカーの種類

接着剤の入れ方で2つの方式に分かれ、接着剤の材質でも有機系と無機系に分かれます。

カプセル方式回転・打撃型:回転または回転と打撃で埋め込む。打込み型:別の区分で、施工は製品の要領書に従う
注入方式カートリッジ型:カートリッジとノズルで注入する。現場調合型:現場で2液を混ぜて使う
有機系:エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリエステル系など / 無機系:セメント系

有機系と無機系の違い

接着剤には樹脂を主成分とする有機系とセメント系の無機系があり、図5のとおり、資料の製品では有機系のほうが短い時間で硬化します。無機系のSE-550は、セメント系のため耐アルカリ性にすぐれ、湿潤面に強いとメーカーが説明しています。

平成25年の日本建築あと施工アンカー協会の生産実績調査では、接着系アンカーの生産量(現場調合2液混合式を除く)のうち有機系の回転打撃型ガラス管式が56.8%と最多でした。当時の生産量では、ガラス管式の有機系カプセルが主流でした。

カプセル型と注入型の選び方

方式はまず設計図書や発注者の指定で決まり、現場の判断だけでは変更できません。横浜市の仕様書でも、注入式へ変更するときは付着強度を確かめたうえで監督員の承諾を得ると定めています。指定に幅があるときは、現場の条件で次のように考えます。

  • 同じ径を多数打つ:品番で量が決まるカプセル型は、接着剤の量の管理が簡単になる
  • 長い埋込みやL型・U型のアンカー筋:SE-550のように20da仕様や曲がった形状に対応する注入型を確かめる
  • 工程が短い、気温が低い:図5のように硬化時間を比べ、低温用の製品も候補にする
  • 上向きの施工:対応の有無と、接着剤の垂れへの対策を製品ごとに確かめる

先に鉄筋やボルトを埋めておける新設の基礎なら、あと施工アンカー以外の固定も選択肢になります。定着の仕組みと使い分けは、次の記事で比べています。

接着系を避けたい場所と笹子トンネル事故の教訓

2012年12月2日、中央自動車道の笹子トンネルで天井板などが約140mにわたって落下し、死者9人、負傷者2人の事故になりました。天井板は接着系ボルトで吊られており、国土交通省の委員会は2013年の報告書で、設計、材料・製品、施工、点検の要因が複数重なったとまとめています。

図8:笹子トンネルのコア調査で見つかった孔底の隙間

孔の深さに対して埋込みが浅く、孔底に接着剤の材料が残っていました。

削孔深さ 平均157mm埋込み長 平均129mm差 約28mm未攪拌の材料ボルト

※図の寸法比は目安です。報告書のコア調査の平均値です。(出典:国土交通省 調査・検討委員会 報告書)

施工については、57か所のコア調査で削孔深さの平均157mmに対して埋込み長の平均は129mmで、孔底にガラス管や骨材、硬化剤などが十分に攪拌されないまま残っていました。ボルト孔の深さと埋込み長が異なる施工が相当数あったと、報告書は確認しています。

施工時の引抜試験は実施されていましたが、試験だけでは孔底とボルト先端が一致しているかの確認にならなかったと指摘されています。荷重の確認に加えて、穿孔深さと埋込み長を施工中に確かめる理由がここにあります。

材料については、接着剤の加水分解が進んだ形跡が確認されました。ただし劣化の程度は大きくなく、加水分解や疲労が引抜強度に与える影響は十分に分かっていないとされています。

そのため報告書は、トンネル天井板、ジェットファン、道路標識など常時引張り力を受ける吊り構造では、知見が蓄積されるまで原則として接着系ボルトの使用を避けるべきと提言しています。

これは道路構造物についての提言で、工場の設備固定へそのまま適用されるものではありません。ただ、天井や梁から配管や機器を吊るように、自重が常に引張りとしてかかる固定は同じ形です。

この形になるときは、ローディングデータなどで荷重の向きと大きさを整理し、接着系を使うかどうかを設計者に確かめます。製品の資料には長期許容荷重を示すものもあるため、一律に避けるのではなく、荷重の条件と製品の適用範囲を照らし合わせて判断します。

鉄骨の梁に機器を据え付けるなら、コンクリートへのアンカー以外にタッププレートを溶接する方法もあります。ボルトで留める形になるので、点検のときに機器を取り外せる点も比較の材料になります。

ケミカルアンカーのよくある質問

ケミカルアンカーの施工に資格は必要ですか?

発注者の仕様書で決まります。横浜市の下水道工事はJCAAの施工資格などを持つ技術者の施工を定めており、公共工事や構造にかかわる工事では、着工前に要件を確かめておきます。

孔を深く掘りすぎたときはどうしますか?

自己判断で埋込み長を変えず、施工要領書の修正手順と監督員や設計者の指示に従います。横浜市の仕様書は、誤った穿孔の修正手順を施工要領書に書いておくよう定めています。

インパクトドライバーで施工できますか?

製品によって違います。C・C&アンカーEの埋込みはインパクトドライバーでは施工できずハンマードリルを使う一方、SE-550は材料の攪拌に14.4Vや18Vのコードレスインパクトドライバーを使います。工具は製品の指定に合わせます。

接着剤に使用期限はありますか?

あります。たとえばSE-550は製造から2年で、直射日光や雨水の影響を受けない場所での保管を指定しています。期限と保管の条件は製品ごとに違うので、施工の前にパッケージと資料で確かめます。

濡れた孔でも施工できますか?

製品の対応によります。ボルトメイトTGの水中施工は硬化時間が約2倍で注意事項があり、C・C&アンカーEでは逆に、古いコンクリートに霧吹きなどで水分を補う場面があると書かれています。水の扱いは製品の要領書で確かめます。

まとめ

この記事のまとめ
  • 施工は墨出し、穿孔、孔内清掃、マーキング、充填、埋込み、硬化養生の順で、最後に検査する
  • 孔内清掃は吸じん、深さの確認、ブラシ掛け、吸じんの順に進める
  • カプセル型と注入型の違いは接着剤の入れ方と混ぜ方で、方式は設計と仕様書の指定が先に来る
  • 硬化時間と引張試験の本数は製品と発注者で違うので、資料の数字を流用しない
  • 常時引張りを受ける吊り構造は、接着系を使うかどうかを設計者に確かめる

ケミカルアンカーは、工場で機器や架台を増設するときにも、配管や機器の据付工事でも使われます。工場側で施工に立ち会う立場なら、設備保全の記事もあわせて読むと、設備の管理全体の中で固定の確認をどう位置づけるかが分かります。

作業のばらつきを減らす考え方はヒューマンエラーの対策で、設備工事の業界についてはプラントエンジニアリングの業種ページで整理しています。

施工管理の資格で工事の管理に関わりたい方は、受講料と学び方を通信講座 SAT の紹介ページで比べられます。

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プラント機器メーカーとプラントメーカーで約10年、設備の提案・設計・試運転に携わったのち、Webマーケターに転身。現在はBtoB製造業専門のWebコンサルタントとして、メーカーの情報発信を支援しています。エネルギー管理士/第三種電気主任技術者。工業技術ブログを2017年から運営(500本以上執筆)、YouTube登録者約2万人、Xフォロワー約1万人。

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