KR100749012B1 - 쐐기식 선단정착 앵커세트 - Google Patents

쐐기식 선단정착 앵커세트 Download PDF

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KR100749012B1
KR100749012B1 KR1020070041770A KR20070041770A KR100749012B1 KR 100749012 B1 KR100749012 B1 KR 100749012B1 KR 1020070041770 A KR1020070041770 A KR 1020070041770A KR 20070041770 A KR20070041770 A KR 20070041770A KR 100749012 B1 KR100749012 B1 KR 100749012B1
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Abstract

본 발명의 쐐기식 선단정착 앵커세트에 관한 것으로, 지반에 천공된 앵커공(A)과, 상기 앵커공 외부 지반에 구비되는 지압수단(40), 상기 지압수단에 연결되는 하나 이상의 인장재(30)와, 상기 앵커공의 외부로부터 내부측 선단부까지 연장되어 그라우팅을 충진토록 형성된 그라우팅 호스(20)와, 상기 인장재의 일측단이 연결고정되어 앵커공 내측에 삽입되고, 앵커공 내측 지반에 쐐기식으로 박혀 인장저항력이 제공되는 선단정착 앵커헤드(10)를 포함하는 쐐기식 선단정착 앵커세트에 있어서, 상기 앵커공(A) 내측에 삽입되어 앵커공 축선상의 외측 지반에 고정되는 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와; 상기 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 앵커공 축선상의 외부방향 일측으로 구비되는 인장수단(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트에 관한 것이다.
앵커, 앵커공, 선단정착, 쐐기, 에어실린더.

Description

쐐기식 선단정착 앵커세트{Wedge-Point-Tip Permanent anchor sets}
도 1은 종래의 영구앵커 설치상태 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 전체 설치상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 요부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 작동상태 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 앵커공 삽입 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 선단정착 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 앵커인장 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 설치마감 단면도이다.
*도면의 주요부호에 대한 설명*
10 : 선단정착 앵커헤드 20 : 그라우팅 호스
30 : 인장재 40 : 지압수단
100 : 쐐기식 선단정착 앵커헤드 110 : 정착헤드부
112 : 보호캡 114 : 암나사
116 : 쐐기헤드 117 : 쐐기형 인장재 결합공
118 : 인장수단 결합부 119 : 경사면
120 : 연결부재 122 : 인장재 관통공
124 : 그라우팅 관통공 130 : 쐐기식 확장부재
132 : 중공 134 : 정착 경사면
136 : O-링홈부 140 : 탄성부재
150 : O-링 200 : 인장수단
210 : 에어실린더 212 : 실린더로드
214 : 공기유입관 220 : 에어호스
본 발명은 쐐기식 선단정착 앵커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 앵커의 인발에 대한 버팀력이 그라우트에 의해 이루어지지 않고, 앵커의 선단부를 지반에 압착정착되도록 쐐기식으로 박히는 선단정착 앵커헤드에 의해 이루어지도록 함으로써, 지반의 상태에 상관없이 즉시 인장이 가능하여 앵커가 앵커공에 이탈되지 않도록 구성되어 최종적으로 지반의 붕괴를 막을 수 있도록 한 쐐기식 선단정착 앵커에 관한 것이다.
일반적으로, 영구앵커는 암석, 지반의 절개지 등에서 절개면의 붕괴방지를 위한 흙막이공사 및 사면안정, 산사태억지, 빌딩 또는 댐 등과 같은 대형 구조물의 지하수에 의한 부상방지, 지하구조물의 부상방지, 대형 건물의 지하층 토목 공사시 굴착벽면의 붕괴방지 등에 사용된다. 또한, 지진 발생지 등의 건축물이나 대형 철탑, 옹벽 등의 시공시 구축물의 이동이나 왜곡 등의 전도방지 및 캔틸레버(cantilever)의 반력을 위한 시공, 수중공사를 위한 케이슨(Caisson) 침설시의 압입보조 등을 하기 위해 설치되는 것이다.
이러한 영구앵커공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 붕괴염려가 있는 암석, 지반 등에 천공기를 이용하여 앵커공(A)을 천공하고, 상기 앵커공(A)을 통해 그라우트 호스(20)와 복수개의 인장재(30) 및 선단정착 앵커헤드(10)를 하나의 유닛으로 마련하여 삽입한다. 다음으로, 앵커공(A)에 삽입된 그라우트 호스(20)를 통해 그라우트(grout)를 주입하며, 주입된 그라우트가 선단정착 앵커헤드(10)와 함께 일정시간 후, 양생되면 인장재(30)의 다른 한쪽 끝단에 지압수단(40)을 설치하여 정착구를 체결한 후, 강연선 내의 인장재(30)를 별도의 유압장비 등을 사용하여 인장함으로써, 대상 구조물을 안정시키는 것이 일반적 시공방법이다.
이러한 종래의 영구앵커는 그라우팅의 지반압력 또는 지반과의 마찰력에 의하여 표면으로부터의 인장력을 지지하게 된다. 영구앵커공법에서 앵커의 구성요소 는 소요 응력을 발휘하여 인장력을 지반에 전달시키는 기능을 가진 앵커체 정착부, 상기 앵커체가 앵커 두부에서 발휘되는 응력에 의한 인장력을 전달하는 자유인장부 및 소요 응력을 구조물에 작용토록 하는 역할을 가진 앵커 두부로 구성된다. 여기서, 앵커체 정착부는 지반과 그라우트, 그라우트와 인장재의 부착저항에 의해 결정된다.
이러한, 종래 영구앵커는 그라우트의 지반압력에 의해 인발에 대한 버팀 강성을 부여하는 것이며, 연약지반, 사면, 암석 등의 지반의 상태에 따라 앵커가 삽입된 앵커공의 주변에는 다수의 절리가 존재한다. 이러한 천공된 앵커공 내의 절리는 외부에서 확인하기란 상당히 힘들다. 즉, 앵커공에 인장재를 삽입하여 그라우트를 주입시, 그라우트는 주입압력에 의해 앵커공 내부에 충진되는 것이다. 따라서, 그라우트가 앵커공에 주입될 때 그 내부에 형성된 다수의 절리측으로 앵커공에서 그라우트가 누출되어 앵커공 내부의 그라우트 충진율이 낮아지게 된다.
이와 같이 앵커공 내의 다수의 절리에 의해 그라우트의 충진율이 현저히 낮아지게 되고, 이로 인해 지반을 실질적으로 보강하지 못하고 있는 실정이다. 또한, 앵커공 내에 발생된 절리가 일부분에만 형성된다 하여도 앵커공 내부의 전체 영역이 하나의 공간이기 때문에 앵커공의 전체 영역에 충진된 그라우트 내부에 공극이 발생되어 실질적인 보강이 이루어지지 않게 된다.
따라서, 앵커공 내부의 충진된 그라우트의 강도를 측정하기란 상당히 어렵고, 작업시간도 상당히 소요됨으로써 공기의 확대로 인한 시공비 등의 부대비용이 증대되는 문제점이 발생된다. 또한, 앵커공에 충진되는 그라우트가 절리에 의한 그라우트 내부의 공극 존재상태를 확인하지 못하고 연약지반, 사면보강 등의 앵커공사를 수행하게 됨으로써, 부실시공에 따른 유지보수 비용의 증대와 지반 붕괴로 인한 대형 사고가 발생될 수 있는 문제점이 발생된다.
한편, 종래의 영구앵커의 외주면이 나선형 등의 형상을 취하고 있으나, 일반적으로 나선형상을 연장하여 보면 대부분이 평평한 면으로 형성되기 때문에 그라우트를 타설한 후, 인장 시 앵커가 그라우트로부터 이탈되는 현상이 발생되므로 인장재의 인장시 앵커가 앵커공에서 인발되고, 결과적으로 천공된 앵커공의 지반이 붕괴되어 작업공기가 늘어나는 문제점도 있다.
또한, 지반의 상태에 따라 각각의 지반상태에 따른 앵커를 선정해야 하는 불편함과 앵커공에 삽입되는 앵커의 선단 정착부에서 집중적으로 하중이 인가되어 구조적으로 불안정한 문제점이 발생되어 앵커공을 깊게 천공하여 앵커공에 삽입되는 정착부의 길이가 길게 형성됨으로써, 깊이를 길게형성하기 위한 앵커공의 작업시간의 증대와 정착부의 길이가 길어지게 되어 설치비용이 증가되는 문제점이 발생되고 있다.
한편, 상술한 바와 같이 시공되는 종래의 영구앵커를 살펴보면 선단정착형앵커, 전면정착형앵커로 구분된다. 상기 선단정착형앵커는 비교적 지반이 단단한 경우, 즉 암반 등의 지반에 천공된 앵커공에 앵커선단부를 지반에 정착시켜 인장하는 것이며, 전면정착형앵커는 비교적 지반이 약한 경우에 앵커공 전면충진으로 지반과 접착면이 넓게 하여 마찰응력을 이용하여 인장하는 것이다.
따라서, 영구앵커 인장을 위한 선행작업으로 앞서 말한 바와 같이, 앵커공 내에 앵커의 내하체 즉 정착장이 지반에 정착되도록 하기 위한 방법으로 시멘트밀크 그라우팅, 레진, 선단정착앵커를 사용한다. 그러나, 기존의 그라우팅, 레진은 양생시간이 일정시간 필요로 하기 때문에 앵커공 내부의 지반변형이 진행중이거나 용수가 있는 경우 인장을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 기존 선단정착앵커의 경우 그라우팅 없이 곧바로 인장을 수행하게 되면 지압정착되는 선단정착부의 버팀응력이 작아 인장시 앵커공으로부터 일탈되는 문제점이 있어 소요 인장응력을 얻기라 상당히 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 지반이 불안정하여 천공 즉시 인장이 필요로 하는 구간 및 용수가 토출되는 지반 등의 지반의 상태와 상관없이 지반에 천공된 앵커공에 삽입하여 그라우팅없이 즉시 인장함으로써, 빠르게 앵커를 정착하여 시공할 수 있고, 앵커시공 품질이 우수하며, 안전성이 높은 앵커시공이 가능한 쐐기식 선단정착 앵커를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 앵커의 선단부의 정착력을 보강하여 앵커의 전체길이와 지반에 천공되는 앵커공의 천공길이를 줄임으로써, 공기가 단축되고, 공사비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라, 인접한 타인의 토지에 침범하는 것을 방지하여 분쟁의 소지를 미연에 방지할 수 있도록 하는 쐐기식 선단정착 앵커를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 쐐기식 선단정착 앵커세트는 지반에 천공된 앵커공(A) 외측에서 연장된 하나 이상의 인장재 일단부가 앵커공(A) 내측에 삽입되어 고정결합되는 정착헤드부(110)와, 상기 정착헤드부(110)의 앵커공 축선상의 외부 방향 일측으로 구비되고, 인장재가 관통결합되는 하나 이상의 인장재 관통공(122)이 형성된 연결부재(120)와, 상기 정착헤드부(110)와 연결부재(120) 사이에 구비되어 앵커공 내측 지반에 정착되는 다수의 쐐기식 확장부재(130)와, 상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)와 연결부재(120)에 결합되고, 연결부재 둘레 외측으로 쐐기식 확장부재(130)가 확장되도록 탄성변형되는 다수의 탄성부재(140)와, 상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)에 결합되고, 상기 탄성부재(140)의 탄성변형에 의해 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공 축선상의 지반측으로 벌어지는 것이 방지되는 하나 이상의 O-링(150)을 포함하는 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와; 상기 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 연결부재(120)가 위치된 앵커공 축선상 의 외부 방향 일측으로 구비되고, 정착헤드부(110)가 다수의 쐐기식 확장부재(130)측으로 인장되어 앵커공 축선상의 지반측으로 탄성부재(140)의 탄성변형에 의해 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 지반측으로 확대되도록 구비된 인장수단(200)이 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 정착헤드부(110)는 일측에 개방단부가 형성되어 그 내주연에 암나사(114)를 형성한 보호캡(112)과; 타측으로 상기 보홈캡(112)의 내주연에 나사결합되고, 일측 단부 일면에 하나 이상의 쐐기형 인장재 결합공(117)이 형성되며, 중앙으로 인장수단 결합부(118)가 형성되고, 인장수단 결합부(118)측에서 보호캡(112)측으로 일정각도로 직경이 확대변화되는 경사면(119)이 형성된 쐐기헤드(116)가 형성된다.
또한, 상기 연결부재(120)는 원통형상으로 형성되고, 앵커공 외부로부터 연장된 인장재가 관통하여 정착헤드부(110)에 결합되도록 연결부재(120)의 일측면에서 타측면으로 다수의 인장재 관통공(122)이 원주상으로 형성되며, 상기 인장재 관통공(122)의 원주상 외측 일측으로 그라우팅 관통공(124)이 형성되어 앵커공 외부로부터 연장된 그라우팅 호스(20)가 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)는 상기 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)와 연결부재(120) 사이의 동심원상에 위치되어 그 내측에 중공(132)이 형 성되도록 구비되고, 동심원상에 위치된 각각의 쐐기식 확장부재의 외연 일측에서 타측으로 직경이 확대되는 정착 경사면(134)이 형성되며, 상기 정착 경사면(134) 일면에 O-링(150)이 결합되는 하나 이상의 O-링홈부(136)가 마련된다.
한편, 상기 O-링(150)은 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공의 지반측으로 벌어지지 않도록 O-링홈부(136)에 결합되되, 인장수단(200)에 의해 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공 지반측으로 벌어지도록 탄성력을 가진 합성수지 또는 고무재로 형성된 것이 바람직하며, 상기 탄성부재(140)는 판스프링으로 형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 인장수단(200)은 정착헤드부(110)가 다수의 쐐기식 확장부재(130)측으로 인장되어 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 지반측으로 확대되도록 공기에 의한 공압에 의해 작동되는 에어실린더(210)로 형성된 것이 바람직하다. 여기서, 상기 에어실린더(210)는 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)에 형성된 인장수단 결합부(118)에 결합되는 실린더로드(212)와; 상기 에어실린더(210) 외연 일면에 구비된 공기유입관(214)과; 컴프레서에 의해 앵커공(A) 외부로부터 공기를 유입시켜 쐐기헤드(116)에 결합된 실린더로드(212)가 연결부재(120)측으로 이격되도록 앵커공(A) 외부로부터 연장된 일단부가 공기유입관(214)에 결합된 에어호스(220)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 실시예를 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 전체 설치상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 결합 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 요부 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 작동상태 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 앵커공 삽입 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 선단정착 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 앵커인장 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 설치마감 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)은 통상의 지반 보강시 형성되는 지반에 천공기(도시없음)를 이용하여 천공된 앵커공(A)이 형성되고, 앵커공 외부 지반에 인장응력을 지지하기 위해 구비되는 지압수단(40)이 형성되며, 지압수단에 연결되는 하나 이상의 인장재(30)가 앵커공 내부에 삽입되고, 앵커공의 외부로부터 내부측 선단부까지 연장되어 그라우팅을 충진토록 형성된 그라우팅 호스(20)가 인장재와 함께 앵커공에 삽입구비되며, 인장재의 일측단이 연결고정되도록 웨지 및 와셔(도시없음)로 견고히 고정되어 앵커공 내측에 삽입되도록 하여 앵커공 내측 지반에 쐐기식으로 박혀 인장저항력이 제공되는 선단정착 앵 커헤드(10) 등으로 구성된다. 여기서, 선단정착 앵커헤드(10)를 본 발명의 쐐기식 선단정착 앵커세트의 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)으로 구성하되, 앵커공(A), 그라우팅호스(20), 인장재(30), 지압수단(40)의 구성 및 시공은 종래의 영구앵커를 시공하는 통상의 구성으로 본 발명의 구체적 구성을 명확히 하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쐐기식 선단정착 앵커세트는 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와 상기 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 앵커공 외부면을 향한 축선상의 일측에 인장수단(200)이 구비되어 구성된다. 여기서, 선단정착 앵커헤드(100)는 정착헤드부(110), 연결부재(120), 쐐기식 확장부재(130), 탄성부재(140), O-링(150) 등으로 구성된다.
상기 정착헤드부(110)는 보호캡(112), 쐐기헤드(116)로 구성되되, 상기 보호캡(112)은 일측에 개방단부가 형성되어 그 내주연에 암나사(114)가 형성된다. 또한, 상기 쐐기헤드(116)는 타측으로 상기 보홈캡(112)의 내주연에 나사결합되고, 일측 단부 일면에 하나 이상의 쐐기형 인장재 결합공(117)이 형성된다. 한편, 상기 쐐기형 인장재 결합공(117)의 중앙 내측으로 후술되는 인장수단이 결합되는 인장수단 결합부(118)가 형성되고, 인장수단 결합부(118)측에서 보호캡(112)측으로 일정각도로 직경이 확대변화되는 경사면(119)이 형성된다.
상기 연결부재(120)는 정착헤드부(110)의 앵커공 축선상의 외부 방향 일측에 원통형상으로 형성된다. 그리고, 앵커공 외부로부터 연장된 인장재가 관통하여 정착헤드부(110)에 결합되도록 연결부재(120)의 일측면에서 타측면으로 관통결합되는 하나 이상의 인장재 관통공(122)이 원주상으로 형성된다. 또한, 인장재 관통공(122)의 원주상 외측 일측으로 그라우팅 관통공(124)이 형성되어 앵커공 외부로부터 연장된 그라우팅 호스(20)가 끼움결합된다.
상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)는 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)와 연결부재(120) 사이의 동심원상에 위치되어 그 내측에 중공(132)이 형성되도록 구비된다. 그리고, 동심원상에 위치된 각각의 쐐기식 확장부재의 외연 일측에서 타측으로 직경이 확대되는 정착 경사면(134)이 형성된다. 또한, 정착 경사면(134) 일면에 후술되는 O-링(150)이 결합되는 하나 이상의 O-링홈부(136)가 마련된다. 즉, 이와 같이 형성된 다수의 쐐기식 확장부재(130)는 정착헤드부(110)와 연결부재(120) 사이에 구비되어 앵커공 내측 지반에 정착되는 것이다.
상기 탄성부재(140)는 다수의 쐐기식 확장부재(130)와 연결부재(120)에 결합되고, 연결부재 둘레 외측으로 쐐기식 확장부재(130)가 확장되도록 탄성변형되도록 형성되되, 판스프링으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 O-링(150)은 다수의 쐐기식 확장부재(130)의 O-링홈부(136)에 결합되 고, 탄성부재(140)의 탄성변형에 의해 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공 축선상의 지반측으로 벌어지는 것이 방지되도록 하나 이상 구비된다. 구체적으로 살펴보면, O-링(150)은 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공의 지반측으로 벌어지지 않도록 O-링홈부(136)에 결합되되, 후술되는 인장수단(200)에 의해 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공 지반측으로 벌어지도록 탄성력을 가진 합성수지 또는 고무재로 형성된 것이 바람직하다.
상기 인장수단(200)은 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 앵커공 축선상의 외부방향 일측으로 구비된다. 여기서, 인장수단(200)은 실린더로드(212)가 구비된 에어실린더(210)로 형성된다.
상기 에어실린더(210)의 실린더로드(212)는 전술한 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)에 형성된 인장수단 결합부(118)에 결합된다. 그리고, 에어실린더(210) 외연 일면에 공기유입관(214)이 구비된다. 또한, 에어호스(220)를 통해 컴프레서(도시없음)에 의해 앵커공 외부로부터 공기를 유입시켜 쐐기헤드(116)에 결합된 실린더로드(212)가 연결부재(120)측으로 이격되도록 앵커공 외부로부터 연장된 일단부가 공기유입관(214)에 결합된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 쐐기식 선단정착 앵커세트의 작용은 아래의 설명과 같으며, 이하 사용상태에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
보강하고자 하는 지반이 비교적 경도가 약한 경암일 경우에 먼저 천공기를 이용하여 지반에 앵커공을 천공한다. 다음으로, 보강하고자 하는 지반에 천공된 앵커공 내측으로 도 6에 도시된 바와 같이, 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와 인장수단(200)이 결합된 영구앵커를 삽입한다. 이때, 인장재(30)는 연결부재(120)에 형성된 인장재 관통공(122)를 관통하여 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)에 형성된 쐐기형 인장재 결합공(117)에 선단부가 결합된 후, 인장재(30)가 쐐기형 인장재 결합공(117)로부터 빠지지 않고 견고히 고정되도록 하며, 앵커공 내부에 삽입시 용이하도록 보호캡(112)이 결합된 상태로 앵커공에 삽입된다.
또한, 그라우팅 호스(20)는 인장재(30)와 함께 앵커공에 삽입되어 연결부재(120)의 그라우팅 관통공(124)에 선단부가 끼움결합된 상태로 삽입된다. 그리고, 에어 호스(220)를 인장수단(200)의 에어실린더(210)의 외측 일측에 형성된 공기유입관(214)에 연결시켜 인장재(30)와 함께 앵커공에 삽입시킨다.
한편, 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)을 앵커공에 삽입시 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 다수의 쐐기식 확장부재(130) 외면에 형성된 O-링홈부(136)에 탄성력이 뛰어난 합성수지재 또는 고무재 등으로 형성된 O-링(150)을 끼움결합하여 안치시킨다. 여기서, 다수의 쐐기식 확장부재(130)의 O-링홈부(136)에 O-링(150)을 결합함으로써, 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 상호 이격되지 않고, 앵커공 내로 용이하게 진입될 수 있다. 또한, 앵커공 내에 진입된 후, O-링을 다수의 쐐기식 확장부재(130)로부터 절단하거나 분리할 필요없이 인장수단(200)에 의해 쐐기헤드(116)의 이동만으로 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 축선상의 외측으로 벌어져 지반에 견고히 정착될 수 있는 탄성력을 가진다.
이렇게 결합된 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와 인장수단(200)은 앵커공의 선단부에 위치되게 된다. 이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와 인장수단(200)이 앵커공의 선단부에 위치된 후, 에어호스(220)를 통해 공기를 에어실린더(210)의 공기유입관(214)측으로 유입시킨다.
다음으로, 공기유입관(214)을 통해 에어호스(220)로부터 유입된 공기는 에어실린더(210)의 실린더로드(212)를 앵커공의 외부측을 향하여 이격시키게 된다. 이렇게 실린더로드(212)가 이격되면 실린더로드(212)의 일단부가 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)에 형성된 인장수단 결합부(118)에 결합되어 있어 보호캡(112)과 함께 결합된 쐐기헤드(116)이 연결부재(120)측으로 이격되게 된다. 이때, 쐐기헤드(116)이 이격됨과 함께 쐐기헤드(116)의 경사면(119)은 다수의 쐐기식 확장부재(130)의 내측면에 접하면서 연결부재(120)측으로 이격된다.
따라서, 보호캡(112)의 암나사(114)가 나사결합되어 있는 쐐기헤드(116)는 다수의 쐐기식 확장부재(130)의 내측면에 접하여 이격됨으로써, 다수의 쐐기식 확 장부재(130)는 앵커공 축선상의 외측 지면으로 이격되어 방사상으로 벌어지게 된다. 이와 동시에, 다수의 쐐기식 확장부재(130)와 연결부재(120)에는 탄성부재(140)가 연결되어 정착헤드부(110)가 실린더로드(212)에 의해 연결부재(120)측으로 이격시 탄성부재(140)가 탄성변형되어 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 지면측으로 벌어지면서 지면에 대응하여 반발력을 가짐으로써 인장시 응력을 증대할 수 있는 것이다.
이렇게 최대로 벌어진 다수의 쐐기식 확장부재(130)는 에어실린더(210)의 실린더로드(212)에 의해 쐐기헤드(116)이 연결부재(120)측으로 이격되도록 하여 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공의 선단정착부의 지면에 견고히 정착되게 되는 것이다.
이렇게 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공의 선단지반에 정착되면 도 8에 도시된 바와 같이, 앵커공 외부에 구비된 지압수단을 통해 돌출되어 있는 인장재(30)의 일단부를 인장장치(도시없음) 등을 이용하여 즉시 인장이 가능하며, 지반의 상태에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 그라우팅 호스(20)를 통해 그라우팅을 주입하여 일정시간 동안 그라우팅을 양생시킨 후 인장재(30)를 인장하여 정착시켜도 무방하다.
한편, 풍화암 등의 비교적 경도가 높은 지반의 경우에 설치되는 구성으로, 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와 인장수단(200)의 위치가 경암일 경우에 설치되는 것과는 역방향으로 설치되어 앵커공(A) 내부에 삽입된다.
즉, 앵커공 내부에 최선단부에 삽입되는 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 인장수단(200)에 의해 방사상으로 벌어지는 방향이 앵커공 외부측에서 축선상의 지면측으로 방사상으로 벌어지도록 위치시킨다. 더욱 구체적으로 보면, 인장수단(200)의 에어실린더(210)가 앵커공의 내측 선단부에 위치되고, 에어실린더(210)의 실린더로드(212)가 앵커공 외부측 축선상에 위치된다.
따라서, 다수의 쐐기식 확장부재(130)는 앵커공 축선상에서 지면측으로 벌어지는 것이 앵커공 내측의 축선상에서 지면측으로 벌어지게 되어 경도가 약한 경암 등의 지반에 적용하거나, 다수의 쐐기식 확장부재(130)이 앵커공 외부측을 향한 축선상에서 지면측으로 벌어지게 되어 경도가 비교적 강한 풍화암 등의 지반에 적용함으로써, 그라우팅을 양생하지 않고도 빠르게 즉시 인장하여 공기를 줄일 수 있어 생산비용 및 공기의 단축을 통한 시공비의 절감이 될 수 있는 것이며, 지반의 상태와 상관없이 시공이 가능한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 자명한 것이며, 그와 같 은 변형은 청구 범위 기재의 범위내에 있는 것이다.
본 발명은 지반이 불안정하여 천공 즉시 인장이 필요로 하는 구간 및 용수가 토출되는 지반 등의 지반의 상태와 상관없이 지반에 천공된 앵커공에 삽입하여 그라우팅없이 즉시 인장함으로써, 빠르게 앵커를 정착하여 시공할 수 있고, 앵커시공 품질이 우수하며, 안전성이 높은 앵커시공이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 앵커의 선단부의 정착력을 보강하여 앵커의 전체길이와 지반에 천공되는 앵커공의 천공길이를 줄임으로써, 공기가 단축되고, 공사비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라, 인접한 타인의 토지에 침범하는 것을 방지하여 분쟁의 소지를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 지반에 천공된 앵커공(A) 외측에서 연장된 하나 이상의 인장재 일단부가 앵커공(A) 내측에 삽입되어 고정결합되는 정착헤드부(110)와,
    상기 정착헤드부(110)의 앵커공 축선상의 외부 방향 일측으로 구비되고, 인장재가 관통결합되는 하나 이상의 인장재 관통공(122)이 형성된 연결부재(120)와,
    상기 정착헤드부(110)와 연결부재(120) 사이에 구비되어 앵커공 내측 지반에 정착되는 다수의 쐐기식 확장부재(130)와,
    상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)와 연결부재(120)에 결합되고, 연결부재 둘레 외측으로 쐐기식 확장부재(130)가 확장되도록 탄성변형되는 다수의 탄성부재(140)와,
    상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)에 결합되고, 상기 탄성부재(140)의 탄성변형에 의해 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공 축선상의 지반측으로 벌어지는 것이 방지되는 하나 이상의 O-링(150)을 포함하는 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)와;
    상기 쐐기식 선단정착 앵커헤드(100)의 연결부재(120)가 위치된 앵커공 축선상의 외부 방향 일측으로 구비되고,
    정착헤드부(110)가 다수의 쐐기식 확장부재(130)측으로 인장되어 앵커공 축선상의 지반측으로 탄성부재(140)의 탄성변형에 의해 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 지반측으로 확대되도록 구비된 인장수단(200)이 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정착헤드부(110)는
    일측에 개방단부가 형성되어 그 내주연에 암나사(114)를 형성한 보호캡(112)과;
    타측으로 상기 보홈캡(112)의 내주연에 나사결합되고, 일측 단부 일면에 하나 이상의 쐐기형 인장재 결합공(117)이 형성되며, 중앙으로 인장수단 결합부(118)가 형성되고, 인장수단 결합부(118)측에서 보호캡(112)측으로 일정각도로 직경이 확대변화되는 경사면(119)이 형성된 쐐기헤드(116)가 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재(120)는 원통형상으로 형성되고,
    앵커공 외부로부터 연장된 인장재가 관통하여 정착헤드부(110)에 결합되도록 연결부재(120)의 일측면에서 타측면으로 다수의 인장재 관통공(122)이 원주상으로 형성되며,
    상기 인장재 관통공(122)의 원주상 외측 일측으로 그라우팅 관통공(124)이 형성되어 앵커공 외부로부터 연장된 그라우팅 호스(20)가 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 쐐기식 확장부재(130)는
    상기 정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)와 연결부재(120) 사이의 동심원상에 위치되어 그 내측에 중공(132)이 형성되도록 구비되고,
    동심원상에 위치된 각각의 쐐기식 확장부재의 외연 일측에서 타측으로 직경이 확대되는 정착 경사면(134)이 형성되며,
    상기 정착 경사면(134) 일면에 O-링(150)이 결합되는 하나 이상의 O-링홈부(136)가 마련된 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 O-링(150)은 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공의 지반측으로 벌어지지 않도록 O-링홈부(136)에 결합되되, 인장수단(200)에 의해 쐐기식 확장부재(130)가 앵커공 지반측으로 벌어지도록 탄성력을 가진 합성수지 또는 고무재로 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성부재(140)는 판스프링으로 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인장수단(200)은 정착헤드부(110)가 다수의 쐐기식 확장부재(130)측으로 인장되어 다수의 쐐기식 확장부재(130)가 지반측으로 확대되도록 공기에 의한 공압에 의해 작동되는 에어실린더(210)로 형성된 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 에어실린더(210)는
    정착헤드부(110)의 쐐기헤드(116)에 형성된 인장수단 결합부(118)에 결합되는 실린더로드(212)와;
    상기 에어실린더(210) 외연 일면에 구비된 공기유입관(214)과;
    컴프레서에 의해 앵커공(A) 외부로부터 공기를 유입시켜 쐐기헤드(116)에 결합된 실린더로드(212)가 연결부재(120)측으로 이격되도록 앵커공(A) 외부로부터 연장된 일단부가 공기유입관(214)에 결합된 에어호스(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쐐기식 선단정착 앵커세트.
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