KR100387085B1 - 지중 앵커파일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일에 관한 것으로, 트레드바(1)가 커플러(2)를 통해 상호 연결되어 길이조정된 상태에서 지반에 천공되어진 파일구멍(5)으로 삽입되어 파일구멍(5)내로 주입되는 그라우트재를 통해 고정되도록 한 지중 앵커파일에 있어서, 트레드바(1)의 외면에 길이방향을 따라 주입구(21)와 배출구(22)가 상호 연통되어 파일구멍(5)의 바깥으로 돌출되고 그 몸체에 다수개의 분출공(23)이 다단계로 형성된 순환호스(20)가 장착되며, 분출공(23)의 둘레에 그라우트재의 분사압에 의해 팽창/수축되면서 분출공(23)을 개폐하여 주는 고무밴드(30)가 감싸여지고, 고무밴드(30)의 외측에 고무밴드(30)의 순환호스(20)의 외경보다 큰 제1,2배출공(41)(42)을 형성하고 있는 그라우트밸브 (40)가 설치된 구조로 이루어진 것을 기술구성상의 특징으로 하여서, 그라우팅작업을 실시한 후 순환호스내에 잔류하는 그라우트재를 제거한 다음 여러번에 걸쳐 그라우팅을 실시할 수 있게 함으로써, 파일구멍내로 삽입되는 앵커파일의 정착력 및 하중 지지력을 증대시켜 지반의 안정성을 확실하게 확보할 수 있는 것이다.

Description

지중 앵커파일{Anchor Pile}

본 발명은 연약지반 등에 매설되어 지반을 안정시키기 위한 지중 앵커파일에 관한 것으로, 특히 지중 앵커파일의 정착력 및 하중 지지력을 증대시켜 지반의 안정성을 극대화시킬 수 있도록 한 지중 앵커파일에 관한 것이다.

일반적으로, 지중 앵커파일(geo-anchor pile, 이하 "앵커파일"이라 함)은 연약지반 또는 경사지 등의 지반내에 매설되어 지반의 강도를 향상시켜 주기 위한 구조체를 말한다.

종래의 앵커파일은, 몸체 외주면에 결착돌기가 반복적으로 형성되어진 트레드바(thread-bar)와, 트레드바에 너트식으로 체결되어 또다른 트레드바를 연결하는 커플러(coupler)와, 트레드바의 외주면에 결합되어 천공구멍내로 삽입되어진 앵커파일의 중심을 유지하는 중심유지재(centralizer) 및 트레드바의 외주면에 길이방향으로 장착되는 순환호스 등으로 구성되어 있다.

그리고, 순환호스는 하단부가 막힌 상태로 트레드바에 장착되며, 그 상단의 입구는 지상의 바깥으로 노출되며, 호스의 일정높이마다에 지상으로부터 주입되는 그라우트재를 파일구멍으로 분출시켜 주는 그라우트밸브가 설치된다.

이와 같이 구성된 종래의 앵커파일은, 지반에 천공된 파일구멍에 삽입되어진 상태에서, 순환호스를 통해 파일구멍안으로 주입되는 그라우트재와 일체화됨으로써지반의 안정을 도모하게 된다.

그러나, 상기와 같은 구조의 앵커파일은 일단 1차 그라우팅을 실시한 이후에는 재차적인 그라우팅작업이 불가능하여서 견고한 앵커파일 구조체를 구축하지 못하는 문제점이 있다.

즉, 연약지반 또는 공동이 많은 지반에서는 1차 그라우팅 만으로는 파일구멍안에 그라우트재가 밀실하게 채워지지 않아, 2차·3차적인 그라우팅 작업이 필수적으로 요구되는데, 상기와 같은 종래의 앵커파일 장치는 순환호스가 외줄의 형태로 설치되고 그 하단부가 밀폐되었기 때문에 그라우트재를 1차 주입하여 경화시킨 다음에는 순환호스의 내부에 잔존하는 그라우트재도 호스 안에서 경화되어 호스의 통로가 폐쇄되므로, 2차·3차의 그라우트재를 반복적으로 주입할 수 없게 된다.

따라서, 상기와 같은 종래의 앵커파일 장치에 의해서 시공된 앵커파일은 지반내의 정착력 및 하중 지지력이 미약할 수밖에 없는 문제점을 갖고 있다.

또한, 상기한 종래의 앵커파일은 상하의 트레드바를 연결하는 커플러의 상하단을 고정하고 있지 않기 때문에 결속력이 약하여 인장력이 작용할 때 해체될 우려가 있는 문제점을 갖고 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 앵커파일의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그라우트재가 파일구멍 및 주변에 밀실하게 채워질 때까지 그라우팅 작업을 반복적으로 실시할 수 있게 함으로써, 앵커파일의 정착력 및 하중 지지력을 극대화시킬 수 있도록 한 지중 앵커파일을 제공하는데 그 목적이 있다.

본발명의 다른 목적은 상하의 트레드바가 연결되는 이음부의 결속력을 증가시켜 줌으로써, 인장력에 충분히 대응할 수 있는 지중 앵커파일을 제공하는데 있다.

도1은 본 발명에 따른 앵커파일의 시공상태의 도면

도2는 본 발명에 따른 앵커파일의 커플러를 도시한 사시도

도3은 본 발명에 따른 앵커파일의 고정너트를 도시한 사시도

도4는 본 발명에 따른 앵커파일의 중심유지재를 도시한 사시도

도5는 본 발명에 따른 앵커파일의 밸브부분을 나타낸 단면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 트레드바 2 : 커플러

2a : 고정핀 3 : 중심유지재

3a : 날개편 5 : 파일구멍

7 : 고정너트 20 : 순환호스

21 : 주입구 22 : 배출구

23 : 분출공 30 : 고무밴드

40 : 조절밸브 41 : 제1배출공

42 : 제2배출공

이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 예시도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 앵커파일의 시공상태 도면이고, 도2는 본 발명에 따른 앵커파일의 커플러를 도시한 사시도이며, 도3은 본 발명에 따른 앵커파일의 고정너트를 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 앵커파일의 중심유지재를 도시한 사시도이며, 도5는 본 발명에 따른 앵커파일의 밸브부분을 나타낸 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본발명에 의한 앵커파일은, 트레드바(1)가 커플러(2)를 통해 상호 연결되어 길이조정된 상태에서, 지반에 천공되어진 파일구멍 (5)내로 삽입되어, 파일구멍(5)내로 주입되는 그라우트재(6)를 통해 고정되도록 한 지중 앵커파일에 있어서,

트레드바(1)의 외면에 길이방향을 따라 주입구(21)와 배출구(22)가 상호 연통되어 파일구멍(5)의 바깥으로 돌출되고 그 몸체에 다수개의 분출공(23)이 다단계로 형성된 순환호스(20)가 장착되며, 분출공(23)의 둘레에 그라우트재의 분사압에 의해 팽창/수축되면서 분출공(23)을 개폐하여 주는 고무밴드(30)가 감싸여지고, 고무밴드(30)의 외측에 고무밴드(30)의 순환호스(20)의 외경보다 큰 제1,2배출공(41) (42)을 형성하고 있는 그라우트밸브(40)가 설치된 구조로 이루어진 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

상기 트레드바(1)는 도1에 도시된 바와 같이, 몸체의 외주면에 나선돌기가 연속적으로 형성되어진 봉형상으로 되어서 그라우트재와의 결착력을 높이게 된다.

상기 커플러(2)는 트레드바(1)의 연결부분에 설치되는 결합구로서, 도2에 도시된 바와 같이 그 내측의 구멍에 트레드바(1)의 외면에 형성된 나선돌기가 끼워지는 나선홈을 갖고 있어서 트레드바(1)에 결합되도록 하고 있다.

커플러(2)의 상하단에는 도3의 도시와 같은 고정너트(7)를 트레드바(1)에 추가로 결속하여서 트레드바(1)와 커플러(2)의 사이가 유동되지 않도록 하고 있다.

그리고, 상기 커플러(2) 및 고정너트(7)들의 양측에는 고정핀(2a)을 관통시켜서 트레드바(1)의 외면에 압박시켜 놓아 상하로 결속되는 트레드바(1)가 미끄러져 빠지는 것을 2차적으로 방지하고 있다.

트레드바(1)의 일정 높이마다에는 도4의 도시와 같은 중심유지재(3)가 설치된다.

이 중심유지재(3)는 방사상으로 외향 돌출되는 다수개의 날개편(3a)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 중심유지재(3)는 앵커파일이 파일구멍(5)내에 삽입되었을 때 그 날개편(3a)이 파일구멍(5)의 내벽과 접촉함으로써 앵커파일이 파일구멍(5)내의 중앙에 위치되도록 하는 간격유지 역할을 수행한다.

상기 순환호스(20)는 도1에 도시된 바와 같이, 트레드바(1)의 최하단에서 대략 "U"자 형상으로 구부러지는 중공관으로서, 그 주입구(21)와 배출구(22)가 파일구멍(5)의 상부측으로 돌출된 상태에서, 그 몸체에 다수개의 분출공(23)이 다단계로 관통형성되어 있다.

상기 고무밴드(30)는 도5에 도시된 바와 같이, 순환호스(20)의 외주면, 즉 분출공(23)의 외주면에 감싸진 신축성이 강한 수축/팽창부재로서, 순환호스(20)의 통로로 압송되어지는 그라우트재의 압력에 의해 팽창되거나 그라우트재의 압송이 중단되었을 때 수축하여서 분출공(23)을 막아 주는 기능을 수행한다.

상기 조절밸브(40)는 도5의 도시와 같이, 트레드바(1)의 측면부에 부착되어진 함체로서, 그 몸체에 고무밴드(30)가 감싸진 순환호스(20)의 분출공(23)을 수용하여 주도록 상하로 맞뚫린 제1,2배출공(41)(42)이 형성되어 있다.

조절밸브(40)의 제1,2배출공(41)(42)은 그 내경이 순환호스(20)의 외경에 비해 상대적으로 크게 형성되어, 압송되는 그라우트재의 압력에 의해 팽창되어진 고무밴드(30)를 보호하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 연약지반이나 경사지등의 지반에 앵커구조체를 형성시켜 지반을 안정시키기 위한 것으로, 이하 상기와 같이 구성된 본 발명을 이용해 앵커구조체를 시공하는 방법을 설명한다.

먼저, 커플러(3)를 이용하여 지반에 천공되어 있는 파일구멍(5)에 적합한 길이로 트레드바(1)들을 연결하고, 그 외측에 순환호스(20) 및 중심유지재(3)등을 장착하여서 앵커파일을 완성한다.

이때 순환호스(20)의 주입구(21)는 개방된 상태로 놔두고 배출구(22)는 패쇄하여 놓는다.

그후, 파일구멍(5)내에 앵커파일을 삽입하고, 순환호스(20)의 주입구(21)에 그라우트재 압송장치를 연결한 다음 가동시켜 순환호스(20)내로 그라우트재를 주입한다.

순환호스(20)로 그라우트재가 주입되면 그라우트재의 압력에 의해 순환호스 (20)의 분출공(23)에 감겨져 있던 고무밴드(3)가 팽창되면서 분출공(23)이 개방되고, 그라우트재가 분출공(23) 및 제1,2배출공(41)(42)들을 통해 파일구멍(5)내로 분출됨으로써 채워지게 된다.

위와 같은 과정을 거쳐 파일구멍(5)내로 그라우트재가 다 채워지면 그라우트 압송장치를 주입구(21)로부터 해체하고 순환호스(20)의 배출구를 개방시킨다.

다음, 주입구(21)를 통해 순환호스(20)의 내부로 물을 고압으로 주입하여서 순환호스(20)의 내부에 잔류하는 그라우트재를 배출구(22)를 통해 외부로 배출시킨다.

이때, 분출공(23)에 감겨있는 고무밴드(3)는 수축된 상태이며, 조절밸브(40)의 제1,2배출공(41)(42)의 주변에 있는 그라우트재도 주입되는 물에 의해 깨끗하게 청소된다.

본발명의 앵커파일은 위와 같은 과정을 통해 1차적인 그라우팅 작업을 끝마치게 되며, 일정기간동안 그라우트재를 양생시킨 후, 2차·3차의 그라우팅을 실시한다.

즉, 연약지반 또는 지반이 부실한 지역의 경우에는 1차 그라우팅 작업만으로는 파일구멍(5)의 내부 및 주변지반에 그라우트재가 밀실하게 채워지지 않게 되므로, 파일구멍(5)의 내부 및 주변지반에 그라우트재가 밀실하게 채워질 때까지 상기와 같은 작업과정을 수차 반복한다.

이상과 같이 본 발명은 파일구멍(5)내로 연속하여 그라우트재를 충진시키게 되므로, 파일구멍(5)내에서 앵커파일의 정착력이 증대되고, 앵커구조체의 구조적인 강도가 확실하게 확보된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 지중 앵커파일에 의하면, 그라우팅작업을 실시한 후 순환호스내에 잔류하는 그라우트재를 제거할 수 있기 때문에 여러번에 걸쳐 그라우팅을 실시할 수 있게 함으로써, 파일구멍내로 삽입되어 지반내에 정착되는 앵커파일의 정착력 및 하중 지지력을 증대시켜 지반의 안정성을 확보하여 준다.

또한, 본발명의 앵커파일은 상하의 트레드바가 연결되는 이음부에 고정너트 및 고정핀을 설치하는 구성을 통해 상하로 연결되는 트레드바의 결속력을 확보하여 줌으로써, 인장력에 충분히 대응할 수 있게 된다.

따라서, 본발명에 의하면 앵커파일의 상부측으로 축조되어지는 각종 건축,토목 구조물의 안정성을 보장하여 주는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 트레드바(1)가 커플러(2)를 통해 상호 연결되어 길이조정된 상태에서, 지반에 천공되어진 파일구멍(5)으로 삽입되어, 파일구멍(5)내로 주입되는 그라우트재 (6)를 통해 고정되도록 한 지중 앵커파일에 있어서,

   트레드바(1)의 외면에 길이방향을 따라 주입구(21)와 배출구(22)가 상호 연통되어 파일구멍(5)의 바깥으로 돌출되고 그 몸체에 다수개의 분출공(23)이 다단계로 형성된 순환호스(20)가 장착되며, 분출공(23)의 둘레에 그라우트재의 분사압에 의해 팽창/수축되면서 분출공(23)을 개폐하여 주는 고무밴드(30)가 감싸여지고, 고무밴드(30)의 외측에 고무밴드(30)의 순환호스(20)의 외경보다 큰 제1,2배출공(41) (42)을 형성하고 있는 그라우트밸브(40)가 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 지중 앵커파일.
2. 제1항에 있어서, 상기 커플러(2)의 상하단에는 고정너트(7)를 트레드바(1)에 추가로 결속하여서 트레드바(1)와 커플러(2)의 사이가 유동되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 지중 앵커파일.
3. 제2항에 있어서, 상기 커플러 및 고정너트(7)들의 양측에는 고정핀(2a)을 관통시켜서 트레드바(1)의 외면에 압박시켜 고정한 것을 특징으로 하는 지중 앵커파일.