KR100567164B1 - 지반앵커정착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반앵커정착장치에 관한 것으로서, 그 목적은 내하체의 부착면적이 최소한으로 감소시켜 시멘트 그라우트와 인장재의 부착저항력을 증대시키고 지반앵커의 정착길이를 줄일 수 있으며, 내하체의 외측에 인장재와 그라우트 호스를 배열하는 기존 앵커공법에 비하여 전체적인 유닛의 외경감소로 그라우트 구멍을 상대적으로 작게 천공할 수 있어 앵커공사비가 경감되도록 함에 있다.

본 발명은 그라우트 구멍(10)에 내하체(30)를 포함하는 복수개의 인장재(20)가 삽입되어 시멘트 그라우트(12)와 함께 양생되는 지반앵커정착장치에 있어서, 각각의 인장재(20)의 끝단에 내하체(30)와 내부정착제(40)가 장착되고 상기 인장재(20)의 내하체(30)가 각기 다른 위치에 설치됨과 아울러 그라우트 호스(11)와 인장재(20)를 하나로 묶은 외측에 위치되도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 또한, 지반의 그라우트 구멍(10)으로 삽입되는 복수의 인장재(20)와, 이 인장재(20)들의 한쪽끝단에 각각 내부정착체(40)가 구비된 지반앵커정착장치에 있어서, 상기 인장재(20)의 끝단부분에는 앵커력을 지반으로 전달할 수 있도록 외측표면에 요철을 형성시킨 하나의 내하체(30)가 마련된 것을 특징으로 한다.

지반앵커, 내부정착제, 내하체, 인장재,

Description

지반앵커정착장치{an anchoring apparatus for ground anchor}

도 1은 본 발명에 따른 지반앵커정착장치를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 요부를 발췌하여 나타낸 단면도,

도 3은 도 2의 분해 사시도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 인장재, 그라우트 호스 및 내하체의 배열상태를 나타낸 도면,

도 4c는 본 발명에 따른 지반앵커정착장치의 부착응력분포를 나타낸 도표,

도 5a 및 도 5b는 기존의 응력분산형인 지반앵커정착장치에서 인장재, 그라우트 호스 및 내하체의 배열상태를 나타낸 도면,

도 5c는 도 5a의 지반앵커정착장치에서 부착응력분포를 나타낸 도표,

도 6은 본 발명의 장치에서 내하체가 인장재에 고정된 다른 실시 예의 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 그라우트 구멍 11: 그라우트 호스

12: 시멘트 그라우트 13: 토류벽

14: 외부정착제 20: 인장재

30: 내하체 31: 세트스크루

40: 내부정착제 41: 인장재고정몸체

42: 웨지 43: 보호캡

44: 와셔

본 발명은 지반앵커정착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장재의 끝단부분에 각각 하나의 내부정착제와 내하체를 마련하여 시멘트 그라우트와 인장재의 부착저항력을 증대시키고 지반앵커의 정착길이를 줄일 수 있는 지반앵커정착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 앵커공법은 토목, 건축공사시 지반이 약할 경우, 토목공사 중 지반이 붕괴되는 것을 방지하기 위한 것으로, 붕괴염려가 있는 지반에 천공기를 이용하여 그라우트 구멍을 천공하고 이 구멍에 그라우트 호스(grout hose)와 복수개의 인장재 및 내하체를 하나의 유닛으로 마련하여 삽입한 다음, 그라우트 호스를 통해 그라우트(grout)를 주입하고 주입된 그라우트가 내하체와 함께 양생되면 인장부재의 다른 한쪽끝단에 앵커를 체결한 후 인장부재를 인장기로 당겨 그라우트와 지면을 인장 함으로써 연약한 지면을 보강하는 공법이다.

이러한 앵커공법에서 그 구성요소는 소요응력을 발휘하는 정착장, 이 정착장에서 발휘되는 응력을 전달하는 자유장, 소요응력을 구조체에 작용토록 하는 정착 구로 구분되며, 이들 구성요소 중 정착장은 지반과 시멘트 그라우트, 시멘트 그라우트와 인장재의 부착저항에 의해 결정된다. 상기 앵커공법에 사용되는 인장재는 주로 7가닥의 강선이 꼬여있는 와이어로프를 이용하고, 이러한 와이어로프는 표면적이 작기 때문에 지반앵커의 정착길이가 길어지게 된다. 이러한 지반앵커에서 인장재의 끝단에 내하체를 장착하여 인장재의 부착면적을 증대시키고 지반앵커의 정착길이를 줄임으로써 지반앵커공법의 설치비용을 절감하고 있다.

상기와 같이 내하체를 사용하는 종래의 지반앵커정착장치에 있어서는, 도 5a와 같이, 하나의 내하체(30a) 외면에 적어도 4 내지 12개의 인장재(20)를 분산 배열하고 하나의 그라우트 호스(11)를 하나의 유닛으로 묶은 상태에서 그라우트 구멍에 삽입되기 때문에, 내하체(30a)와 인장재(20) 및 그라우트 호스(11)를 하나의 유닛으로 묶은 외경이 커지게 되고 이로 인하여 그라우트 구멍 또한 크게 천공하여야 하므로 앵커공사비가 가중된다는 문제점이 있었다.

또한, 인장재(20)의 개수가 증가될수록 내하체(30a)의 외면을 점유하므로 내하체(30a)의 부착면적이 현저하게 감소되고 이로 인하여 결국 내하체(30a)의 표면적과 시멘트 그라우트와의 부착력이 저하될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

특히, 내하체(30a)가 설치된 부분의 인장재(20)에 도 5b와 같이, 집중적인 하중이 작용하여 지반에 악영향을 주고 하나의 인장재(20)가 파단되면 하중의 불균형이 발생되게되며, 이로 인해 결국 여타의 다른 인장재(20)에도 악영향을 주게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 인장재의 끝단부분에 각각 하나의 내부정착제와 내하체를 마련하고 인장재와 그라우트 호스를 하나의 유닛으로 묶은 외측에 내하체를 배열함으로써, 내하체의 부착면적이 최소한으로 감소되며, 이로 인하여 시멘트 그라우트와 인장재의 부착저항력을 증대시키고 지반앵커의 정착길이를 줄일 수 있도록 한 지반앵커정착장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 인장재와 그라우트 호스를 하나로 묶은 외측에 내하체를 배열함으로써, 내하체의 외측에 인장재와 그라우트 호스를 배열하는 기존 앵커공법에 비하여 전체적인 유닛의 외경이 감소하게 되며, 이로 인하여 그라우트 구멍을 상대적으로 작게 천공할 수 있어 앵커공사비가 경감되게 된다.

그리고, 본 발명은 응력분산형과 같이 각각의 인장재에 내하체가 각기 다른 위치에 설치되므로 앵커의 정착장 전체에 고르게 분포되도록 할 수 있으며, 이로 인하여 지반의 지지효율을 극대화하고 인장재에 균일한 하중분포로 인장재의 파단 염려가 없게 된다.

상기한 바와 같은 목적달성을 위하여, 본 발명의 지반앵커정착장치는 그라우트 구멍으로 삽입되는 복수의 인장재와, 이 인장재들의 한쪽끝단에 각각 장착된 내부정착체 및 이 내부정착제 근처의 인장재에 앵커력을 지반에 전달할 수 있도록 외측표면에 요철을 형성시킨 하나의 내하체가 구비된 것에 있어서, 상기 내부정착제에 내하체가 결합되어 하나의 유닛으로 마련되며, 상기 내부정착제는 선단으로부터 관통구멍과, 콘형의 웨지수용공간 및 암나사가 순차적으로 형성된 인장재고정몸체; 이 인장재고정몸체의 웨지수용공간으로 삽입되어 웨지를 고정할 수 있도록 복수로 분할된 콘형의 웨지; 상기 인장재의 끝단을 수용하는 공간이 형성되고 웨지를 밀어 가압하도록 선단에 수나사가 형성된 보호캡으로 구성된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 인장재고정몸체와 보호캡 사이에 웨지를 균일하게 밀어 넣기 위한 와셔가 개재될 수 있다.

삭제

상기 내하체는 내부정착제의 인장재고정몸체 선단에 나사결합방식으로 직접적으로 체결되거나 상기 내부정착제 근처의 인장재에 세트스크루로 고정됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 그라우트 구멍에 내하체를 포함하는 복수개의 인장재가 삽입되어 시멘트 그라우트와 함께 양생되는 지반앵커정착장치에 있어서, 각각의 인장재의 끝단에 내하체와 내부정착제를 장착하고 상기 인장재의 내하체가 각기 다른 위치에 설치됨과 아울러 그라우트 호스와 인장재를 하나로 묶은 외측에 위치되도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 지반앵커정착장치를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지반앵커정착장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 여기서는, 그라우트 구멍(10)에는 각각의 인장재(20)의 끝단에 내하체(30)와 내부정 착제(40)가 장착되어있고 상기 인장재(20)끝단부분의 내하체(30)가 각기 다른 위치에 설치됨과 아울러 도 4a와 같이, 그라우트 호스(11)와 인장재(20)를 하나로 묶은 외측에 위치되도록 배열된 상태에서 시멘트 그라우트(12)가 충전되어 있다. 상기 그라우트 구멍(10)의 외측, 즉 토류벽(13)을 관통하여 인출된 인장재(20)의 외측은 외부정착제(14)에 의해 장착되어있다.

도 2는 본 발명의 요부인 인장재와 내부정착제 및 내하체를 발췌하여 나타낸 분해 사시도면이고, 도 3은 도 2의 조립단면도이다. 여기에서는, 인장재(20)의 한쪽끝단에 각각 내부정착체(40)가 구비되며, 이 내부정착제(40)의 선단에는 앵커력을 지반에 전달하기 위하여 외측표면에 요철을 형성시킨 하나의 내하체(30)가 구비되어있다.

상기 내하체(30)는 한쪽내면에 내부정착체(40)와의 체결을 위한 암나사(32)가 형성되어있다.

상기 내부정착제(40)는 인장재고정몸체(41)와 웨지(42) 및 보호캡(43)으로 구성되며, 상기 인장재고정몸체(41)는 중앙에 인장재(20)가 관통되는 관통구멍 (41a)이 형성되고, 이 관통구멍(41a)의 후방에 웨지(42)가 안착되는 콘형의 웨지수용공간(41b)이 형성되고 이 웨지수용공간(41b)의 후단에 제1암나사(41c)가 형성되어있다. 상기 인장재고정몸체(41)의 선단에는 내하체(30)와의 체결을 위한 제1수나사(41d)가 형성되어 있다.

상기 내부정착제(40)를 이루는 웨지(42)는 중앙에 하나의 원을 이루어 인장재(20)가 삽입될 수 있는 구멍을 갖도록 2∼3개로 분할되고 인장재고정몸체(41)의 웨지수용공간(41b)으로 삽입될수록 인장재(20)의 외면을 파지하는 구조, 즉 하나의 콘형으로 형성되며, 상기 웨지(42)의 내면에는 인장재(20)를 잡아당기더라도 미끄럼이 발생되지 않는 요철이 형성되어야 한다.

상기 보호캡(43)은 인장재(20)의 끝단을 수용하는 공간이 형성되고 웨지(42)를 밀어 가압하도록 선단에 제2수나사(43c)가 형성되어있다.

상기 웨지(42)의 후단에는 인장재고정몸체(41)의 제1암나사(41c)에 보호캡(43)의 제2수나가(43c)를 체결할 때, 웨지(42)의 균일하고 밀어 가압하고 보호캡(43)이 회전되더라도 아무런 영향을 받지 않도록 하는 와셔(44)가 개재될 수 있다.

상기 내하체(30)는 내부정착제(40)의 선단에 나사결합방식으로 체결되는 것으로 도시하고 설명하였으나 도 6과 같이 내부정착제(40) 근처의 인장재(20)에 세트스크루(31)를 이용하여 고정할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지반앵커정착장치를 이용하여 앵커의 시공하는 과정을 참고적으로 설명하고자 한다.

먼저, 도 2 및 도 3과 같이, 각각의 인장재(20)의 끝단에 내하체(30)와 내부정착제(40)를 장착한 다음, 상기 인장재(20)끝단부분의 내하체(30)가 도 1 및 도 4a와 같이, 각기 다른 위치에 설치됨과 아울러 그라우트 호스(11)와 인장재(20)를 하나로 묶은 외측에 위치되도록 배열한 유닛을 마련한다.

이와 같이 상기 인장재(20)와 그라우트 호스(11)가 묶인 외측 위치에 내하체(30)를 배열하는 방식을 채택함으로써, 내하체(30)의 부착면적이 최소한으로 감소됨을 알 수 있으며, 내하체의 외측에 인장재와 그라우트 호스를 배열하는 기존 앵커공법에 비하여 전체적인 유닛의 외경이 감소됨을 알 수 있다.

따라서, 시멘트 그라우트(12)와 인장재(20)의 부착저항력을 증대시키고 지반앵커의 정착길이를 효과적으로 줄일 수 있으며, 특히, 그라우트 구멍(10)을 상대적으로 작게 천공할 수 있기 때문에 앵커공사비를 경감시킬 수 있는 것이다.

이와 아울러, 연약한 지반에 토류벽(13)을 설치하고 이에 천공기를 이용하여 그라우트 구멍(10)을 천공하되, 기존 앵커공법에 비하여 전체적인 유닛의 감소된 외경을 감안하여 그라우트 구멍(10)을 천공하면 된다. 이렇게 감소된 그라우트 구멍(10)에 상응하는 만큼 작은 용량의 장비를 사용할 수 있고 작업이 수월하므로 공사비를 절감할 수 있는 것이다.

이후에, 상기 공정에서 마련한 유닛을 토류벽(13)으로부터 그라우트 구멍(10)으로 삽입하고 상기 유닛의 그라우트 호스(11)를 통해 시멘트 그라우트(12)를 주입하고 주입된 시멘트 그라우트(12)가 내하체(30)와 함께 양생되도록 한다.

이렇게 시멘트 그라우트(12)가 내하체(30)와 함께 양생되면 토류벽(13)측 인장재(20)의 다른 한쪽끝단에 외부정착제(14)를 체결한 후 인장재(20)를 인장기로 당겨 시멘트 그라우트(12)와 지면을 인장 함으로써 연약한 지면을 보강하는 것이다.

이와 같이 인장재(20)를 당겨 인장시키면 기존의 응력분산형의 지반앵커정착장치에 비하여 비교적 낮은 응력이 앵커의 정착장 전체에 고르게 분포되는 것을 도 4b를 통하여 알 수 있었다. 따라서, 응력분산형과 같이 각각의 인장재(20)에 내하체(30)가 각기 다른 위치에 설치되고 각각의 인장재(20)마다 내하체(30)가 설치되므로 앵커의 정착장 전체에 고르게 분포되며, 이로 인하여 지반의 지지효율을 극대화하고 인장재(20) 및 지반에 균일한 하중분포로 인장재(20) 및 지반에 악형향을 주지 않게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 지반앵커정착장치는 인장재의 끝단부분에 각각 하나의 내부정착제와 내하체를 마련하고 인장재와 그라우트 호스를 하나의 유닛으로 묶은 외측에 내하체를 배열함으로써, 내하체의 부착면적이 최소한으로 감소되며, 이로 인하여 시멘트 그라우트와 인장재의 부착저항력을 증대시키고 지반앵커의 정착길이를 효과적으로 줄일 수 있다. 또한, 내하체의 외측에 인장재와 그라우트 호스를 배열하는 기존 앵커공법에 비하여 전체적인 유닛의 외경이 감소하게 되며, 이로 인하여 그라우트 구멍을 상대적으로 작게 천공할 수 있어 앵커공사비가 경감되는 유용한 것이다.

그리고, 본 발명은 응력분산형과 같이 각각의 인장재에 내하체가 각기 다른 위치에 설치되므로 앵커의 정착장 전체에 고르게 분포되도록 할 수 있으며, 이로 인하여 지반의 지지효율을 극대화하고 인장재에 균일한 하중분포로 인장재의 파단 염려가 없는 산업상 유용한 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 지반의 그라우트 구멍(10)으로 삽입되는 복수의 인장재(20)와, 이 인장재(20)들의 한쪽끝단에 각각 장착된 내부정착제(40) 및 이 내부정착제(40) 근처의 인장재(20)에 앵커력을 지반에 전달할 수 있도록 외측표면에 요철을 형성시킨 하나의 내하체(30)가 구비된 지반앵커정착장치에 있어서,

   상기 내부정착제(40)에 내하체(30)가 결합되어 하나의 유닛으로 마련되며, 상기 내부정착제(40)는 선단으로부터 관통구멍(41a)과 콘형의 웨지수용공간(41b) 및 제1암나사(41c)가 순차적으로 형성된 인장재고정몸체(41); 상기 웨지수용공간(41b)으로 삽입되어 인장재(20)를 파지할 수 있도록 복수로 분할된 콘형의 웨지(42); 상기 인장재(20)의 끝단을 수용하는 공간이 형성되고 웨지(42)를 밀어 가압하도록 선단에 제2수나사(43c)가 형성된 보호캡(43)으로 구성된 것을 특징으로 하는 지반앵커정착장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 인장재고정몸체(41)와 보호캡(43) 사이에 웨지(42)를 균일하게 밀어 넣도록 와셔(44)가 개재된 것을 특징으로 하는 지반앵커정착장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 내부정착제(40)의 인장재고정몸체(41) 선단에 내하체(30)가 나사결합방식으로 직접적으로 체결된 것을 특징으로 하는 지반앵커정착장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 내하체(30)가 내부정착제(40)와 접속되게 인장재(20)에 세트스크루(31)로 고정된 것을 특징으로 하는 지반앵커정착장치.

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