KR100717252B1 - 어스앵커의 시공방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어스앵커의 시공방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연약지반의 지중에 1차 천공 후 그라우팅재를 고압 주입하여 원주형의 기둥을 형성시킨 정착부에 2차 천공을 하지 않고, 고압주입으로 형성된 원주형 기둥에 주입 및 압입겸용 강관을 사용하여 앵커체와 고압주입으로 형성된 개량체와의 마찰을 줄일 수 있도록 윤활제를 분사하면서 앵커체를 강제 삽입시키는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법 및 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 시공방법은 연약지반의 내부에 형성시킨 정착부에 2차 천공을 하지 않고 앵커체를 삽입시키는 공법에 의해 시공함으로서, 2차 천공을 하지 않기 때문에 공정이 간단하여 공기를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 정착부가 고화되기 전에 정착부에 직접 앵커체를 삽입시킴으로서 정착부와 앵커체를 일체화시킬 수 있기 때문에 부착강도를 강화시킬 수 있으며 윤활제로서의 시멘트밀크는, 고압주입으로 이루어진 정착되는 개량체를 2차 개량시키는 역할을 하며 보다 양질의 개량체를 만들 수 있는 장점이 있다.

어스앵커, 앵커체, 강관, 윤활제, 그라우팅재, 케이싱, 정착부, 원주형, PC연선, 걸림턱, 고무 패킹재

Description

어스앵커의 시공방법 및 장치{Grouting apparatus and Method of construction work using Earth anchor}

도 1a 내지 1d는 종래의 연약지반용 어스앵커 시공방법의 순서를 나타낸 개략도

도 2는 도 1c의 A-A의 단면도

도 3은 도 1d의 B-B의 단면도

도 4a 내지 4d는는 본 발명에 따른 어스앵커 시공방법의 순서를 나타낸 개략도

도 5는 본 발명에 따른 어스앵커체를 정착부 내부에 삽입시키는 상태도

도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 앵커체 압입 및 윤활제를 주입하는 압입장치의 상세도

도 7은 도 6c의 C 부분의 상세도

*도면의 주요부분의 부호의 설명*

1 : 흙막이 벽체 2 : 케이싱

3 : 정착부 4 : PC연선

5 : 앵커체 6, 6' : 강관

7 : 윤활제 주입관 8 : 결속 유니트

9 : 관통구 10 : 탑해머

11 : 앵커체 로드 12 : 걸림턱

13 : 고무 패킹재

본 발명은 어스앵커의 시공방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연약지반의 지중에 그라우팅재를 고압 주입하여 원주형의 기둥을 형성시킨 정착부에 2차 천공을 하지 않고, 확대된 고압주입개량체로서 주입용 강관을 사용하여 선단부분에서 정착부와 개량체와의 마찰을 줄일 수 있도록 윤활제를 분사하면서 앵커체를 삽입시키는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하구조물 축조를 위한 터파기 공사를 할 때 연약지반 절삭면의 지지를 위한 방법으로 종래에는 그라운드 공법을 채택하였으나 이 공법은 마찰저항을 지지력으로 하는 정착부의 길이가 길어지기 때문에 주택과 건물이 밀집한 도심지 등과 같은 좁은 장소에서는 상기 공법을 시공하기에는 부적합한 문제점이 있었 다. 따라서 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 공법으로 정착할 부분에 그라우팅재를 고압 주입하여 정착부의 단면을 확대시킴으로서 정착부의 길이를 짧게 하고도 마찰력을 높일 수 있는 방법을 채택하고 있다.

상기의 공법은 도 1에 도시되어진바와 같은 순서로 시공되어진다. 먼저 연약지반에 보링머신으로 1차 천공한 후 케이싱(2)을 설치하고(도 1a), 고압용 그라우팅재를 압입 분사하여 원주형의 기둥인 정착부(3)를 지중에 형성시킨 후(도 1b), 그리고 정착부(3) 내부에 앵커체(5)를 삽입시키기 위해 상기 정착부(3)를 다시 2차로 재천공을 하여(도 1c), 앵커체(5)를 정착부(3) 내에 삽입 고정시키게 된다. 도 2는 도 1c의 A-A의 단면도로서 그라우팅재를 고압 압입 분사하여 고결상태로 형성시킨 정착부(3)에 앵커체(5)를 삽입시키기 위해 천공기를 사용하여 재천공한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1d의 B-B의 단면도로서 도 3의 재천공된 정착부(3)에 앵커체(5)를 삽입한 후 그라우팅재를 삽입한 상태를 나타낸 단면도로서, 상기와 같은 과정의 공정을 거쳐 앵커체를 정착부 내부에 정착시킨 후 PC연선을 외부로 당겨 인장응력을 발생시킨 후 흙막이 벽체(1)를 고정시키게 된다.

그런데 상기와 같은 방법의 경우에는 정착부 내부에 앵커체를 설치할 시 앵커체에 연결된 연선만의 힘으로 앵커체를 삽입하여야 하므로 삽입시 정착부의 고결화 및 저항으로 연선이 휘어지므로 앵커체의 삽입을 위해서는 경화상태의 정착부를 천공기로 천공을 한 후 앵커체를 삽입시켜야 하기 때문에 공정이 복잡하고 공기가 길어질 뿐만 아니라 앵커체와 개량된 정착부의 재천공한 부분에 주입된 그라우팅과의 접합력이 떨어지는 문제점들이 발생할 우려가 있었다.

따라서, 본 발명은 연약지반의 지중에 그라우팅재를 고압 주입하여 형성시킨 원주형의 기둥인 정착부에 2차 천공을 하지 않고, 주입용 강관을 사용하여 선단부분에서 정착부와 개량체와의 마찰을 줄일 수 있도록 정착부가 고결되기 전에 윤활제를 분사하면서 앵커체를 삽입시키는 공법에 의해 시공함으로서, 2차 천공을 하지 않기 때문에 공정이 간단하여 공기를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 정착부가 고결되기 전에 정착부 내부에 직접 앵커체를 삽입시킴으로서 정착부와 앵커체를 일체화시킬 수 있기 때문에 부착강도를 강화시킬 뿐만 아니라 윤활제가 그라우팅역할을 하여 고압주입된 개량체 부분에 확실하게 2차 개량하는 역할을 함으로써 개량체의 강도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 시공방법을 첨부된 도면을 중심으로 보다 자세히 설명하면, 도 4는 본 발명에 따른 어스앵커 시공방법의 순서를 나타낸 개략도로서 다음의 공정에 의해 시공되어진다.

연약지반의 어스앵커 시공방법에 있어서,

ⅰ) 연약지반에 1차 천공후 케이싱(2)을 설치하는 단계;(도 4a)

ⅱ) 모르타르를 고압용 그라우팅 압입 분사기로 분사시켜 정착부(3)를 형성시키는 단계;(도 4b)

ⅲ) 정착부(3)가 고결되기 전에 앵커체(5) 선단에서 윤활제를 분사하면서, 강관 후단을 탑해머(10)로 타격을 가하여 정착부(3) 내부에 앵커체(5)를 삽입시키는 단계;(도 4c)

ⅳ) 즉시 앵커체로부터 강관을 제거하고, 정착부(3)가 경화된 후 앵커체(5)에 결속된 PC연선(4)을 외부로 당겨 인장응력을 준 다음 PC연선(4) 끝을 정착시키는 단계;(도 4d)

를 거쳐 연약지반에 어스앵커가 시공되어진다.

상기 공법에서 사용되는 어스앵커 전장의 길이(L)는 원주형 기둥인 정착부(3)가 형성되는 정착장(L_a)과 케이싱(2)이 설치되는 자유장(L_b)으로 구성되어진다.

상기 ⅰ)단계에서는 연약지반을 보링머신으로 원통형으로 1차 천공을 한 후 자유장(L_b)의 끝 부분까지 케이싱(2)을 설치한다. 상기 ⅱ)단계에서는 고압용 그라우팅 로드를 케이싱(2) 내부로 삽입시켜 정착장(L_a) 부분에서 그라우팅재를 분사하여 연약지반의 지중 내에 원주형의 기둥인 정착부(3)를 형성시킨다. 이때 정착부의 원주 직경은 연약지반으로부터 최대 저항을 받기 위해 천공 직경의 5배로 형성시키 는 것이 가장 바람직하다. 그리고 곧바로 상기 ⅲ)단계에서 도 5에 도시된 바와 같은 앵커체 압입 및 윤활제를 주입하는 압입장치를 이용하여 정착부(3) 내부에 앵커체(5)를 삽입시키는 단계로서, 탑해머(10)를 이용하여 강관의 후단에 타격을 가하여 정착부(3) 내부에 앵커체(5)를 삽입시키게 된다. 이때 정착부(3)가 고결되기 전에 선단에 앵커체(5)가 결착된 앵커체 압입 및 윤활제를 주입하는 강관을 정착부(3) 내부에 삽입시키면서 앵커체(5)의 마찰력을 최대한 줄이기 위해 강관(6)을 통해 이송되어 온 시멘트 밀크의 윤활제를 앵커체(5) 전면의 관통구(9)에서 분사시키면서 정착부(3) 내부에 앵커체(5)를 삽입시키게 된다. 그리고 정착부(3) 내부에 삽입된 앵커체(5)로부터 강관(6)만을 분리하여 제거시키게 된다. 강관의 분리 방법에 대해서는 앵커체 압입 및 윤활제를 주입하는 압입장치의 구조 설명에서 상세히 논하기로 한다. 다음으로 상기 ⅳ)단계에서는 상기 ⅲ)단계에서 앵커체(5)를 정착부(3) 내부에 정착시킨 후 즉시 앵커체를 삽입시킨 강관을 앵커체로부터 분리제거하고, 그리고 정착부(3)가 경화된 후 앵커체(5)에 결속된 PC연선(4)을 재키 등을 이용하여 외부로 당겨 인장응력을 준 다음 PC연선 끝을 정착시켜 정착부에 고착된 앵커체가 PC연선의 끝에 부착된 흙막이 벽체(1)를 연약지반 쪽으로 끌어 당겨줌으로서 연약지반이 굴착한 부분으로 무너지는 것을 예방할 수 있다.

종래 어스앵커의 시공방법이 연약지반 내부에 형성시킨 정착부를 경화시킨 후 앵커체를 삽입하기 위해 천공하기 때문에 공정이 복잡하여 많은 시간이 소요되고, 정착부의 2차 천공에 의해 정착부와 앵커체의 부착력이 저하될 우려가 있는데 반해 본 발명에 따라 연약지반에 어스앵커를 시공할 경우에는 정착부가 고결되기 전에 정착부내에 앵커체를 삽입하기 때문에 공정이 간단하여 시간 소요가 짧으며, 정착부가 고결되기 전에 앵커체가 정착부내에 삽입되기 때문에 정착부와 앵커체의 접착력이 매우 강한 것이 특징이다.

본 발명에 따른 앵커체 압입 및 윤활제를 주입하는 압입장치의 구조는 도 5 및 도 6a의 상기 장치의 분리사시도와 6b의 앵커체에 PC연선이 결속된 상태의 사시도와 6c의 본 발명에 따른 장치의 단면도에 도시되어진 바와 같이 강관, 앵커체 및 PC연선으로 구성된 앵커체 압입 및 윤활제를 주입하는 압입장치에 있어서,

상기 강관(6, 6')은 직렬로 연장되게 결속 유니트(8)로 체결되고, 그 선단에 결속된 관통구(9)가 형성된 앵커체(5)와 일측 한부분에 윤활제가 주입되는 윤활제 주입관(7)이 일체로 결합되어 구성되고, 강관의 후단 위치에 탑해머(10)를 구비한 것을 특징으로 하는 장치에 관한 것이다.

상기 강관(6, 6')은 윤활제 주입관(7)으로부터 주입된 시멘트 밀크의 윤활제가 원활히 강관의 선단까지 이송될 수 있도록 직렬로 연장되게 체결유니트(8)로 체결되어진다. 그리고 강관의 선단에는 그 내부가 원주형의 관통구(8)와 그리고 그 외부가 전면으로 경사면이 좁아지는 삼각 원주의 형상으로 형성되고, 그 경사면이 넓어지는 끝단의 양측 면에 PC연선(4)을 걸 수 있는 오목한 홈이 형성된 앵커체(5)가 결속되어진다.

그리고 도 7은 상기 도 6c의 C 부분 상세도로서, 앵커체와 강관의 결합 상태를 나타낸 것이다. 앵커체(5)는 그 후단에 걸림턱(12)이 형성되고, 경사진 원주형의 앵커체 로드(11)가 회전나사 또는 용접에 의해 결합되고, 그 앵커체 로드(11)는 강관(6)의 선단 내부에 삽입되어 결합되어진다. 강관(6) 선단의 내부에는 다수개의 원통형 고무 패킹재(13)가 일정한 간격으로 형성되어 있어 경사진 원주형의 앵커체 로드(11)를 지지하게 된다. 상기에서 고무 패킹재의 개수는 3 내지 5개가 바람직하다.

상기 앵커체(5)를 정착부(3) 내부에 삽입할 경우에는 앵커체가 정착부 내부에 삽입될 수 있도록 강관(6)의 선단 끝 테두리가 앵커체 로드(11)에 형성된 걸림턱(12)에 앵커체의 삽입 방향으로 힘을 가하게 되고, 이때 강관(6) 선단의 내부에 형성된 다수개의 원통형 고무 패킹재(13)가 경사진 원주형의 앵커체 로드(11)를 지지하게 된다. 그리고 앵커체(5)가 정착부(3) 내부에 삽입된 후 앵커체로부터 강관을 분리할 경우에는 강관(6)을 탑해머쪽으로 후진시키게 되면 강관(6) 선단의 내부에 형성된 다수개의 원통형 고무 패킹재(13)에 의해 지지를 받던 경사진 원주형의 앵커체 로드(11)가 강관(6)으로부터 분리되어지면서 앵커체 로드(11)가 결합된 앵커체(5)만이 정착부 내부에 남아 있게 된다.

본 발명은 연약지반 내부에 천공한 후 그라우팅재를 분사하여 정착부(3)를 형성시킨 다음 본 발명에 따른 장치의 앵커체(5)가 선단에 결속된 강관을 천공 내에 삽입하여 정착부(3)가 고결되기 전에 강관의 후단에 위치한 탑해머(10)를 강관의 후단에 타격을 가함과 동시에 앵커체(5)의 전면에서 정착부(3) 내부에 윤활제를 분사하면서 앵커체를 정착부 내부에 삽입시킨 후 앵커체로부터 강관만을 분리시키게 된다.

여기서 앵커체(5)는 그 전면을 정착부 내부에 삽입시 마찰력을 최대한 줄이기 위해 그 외부를 삼각 원주의 형상으로 형성시켰으며, 그 경사면이 넓어지는 끝단의 양측 면에 오목한 홈을 형성시켜 PC연선(4)을 걸 수 있도록 하여 앵커체(5)와 PC연선(4)을 결속시킨다. 앵커체(5)를 정착부(3) 내부에 삽입한 후 앵커체(5)로부터 강관만을 분리시킨 후 정착부(3)가 경화되면 PC연선(4)을 연약지반 외부로 당겨 PC연선(4)에 인장응력이 발생하도록 한 후 연약지반의 절삭 면에 흙막이 벽체(1)를 고정시키게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 시공방법은 연약지반의 내부에 형성시킨 정착부에 2차 천공을 하지 않고 앵커체를 삽입시키는 공법에 의해 시공함으로서, 2차 천공을 하지 않기 때문에 공정이 간단하여 공기를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 정착부가 고화되기 전에 정착부에 직접 앵커체를 삽입시킴으로서 정착부와 앵커체를 일체화시킬 수 있기 때문에 부착강도를 강화시킬 수 있으며 윤활제로서의 시멘트밀 크는, 고압주입으로 이루어진 정착되는 개량체를 2차 개량시키는 역할을 하며 보다 양질의 개량체를 만들 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 연약지반의 어스앵커 시공방법에 있어서,

   ⅰ) 연약지반에 1차 천공후 케이싱(2)을 설치하는 단계;

   ⅱ) 모르타르를 고압용 그라우팅 압입 분사기로 분사시켜 정착부(3)를 형성시키는 단계;

   ⅲ) 정착부(3)가 고결되기 전에 앵커체(5) 선단에서 윤활제를 분사하면서, 강관 후단을 탑해머(10)로 타격을 가하여 정착부(3) 내부에 앵커체(5)를 삽입시키는 단계;

   ⅳ) 즉시 앵커체로부터 강관을 제거하고, 정착부(3)가 경화된 후 앵커체(5)에 결속된 PC연선(4)을 외부로 당겨 인장응력을 준 다음 PC연선(4) 끝을 정착시키는 단계;

   를 거쳐 연약지반에 시공되어지는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 ⅰ)단계에서 케이싱(2)은 자유장(L_b)의 끝 부분까지 설치하는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법
3. 제 1항에 있어서, 상기 ⅱ)단계에서 정착부(3)는 정착장(L_a) 부분에서 그라우팅재를 분사하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법
4. 제 1항에 있어서, 상기ⅲ)단계에서 윤활제는 앵커체(5)선단의 관통구(9)에서 분사되는 것을 특징으로 하는 어스앵커의 시공방법
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