KR100909877B1 - 일체형 정착 네일 앵커 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일체형 정착 네일 앵커 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 폭방향으로 적어도 하나의 관통공(51)이 형성되는 네일(50)과, 상기 네일(50)의 외경을 중심으로 서로 대향되게 마주하면서, 네일(50)의 외경 곡률을 따라 긴밀하게 밀착되도록 내경이 반원형상으로 각각 형성되고, 네일(50)의 관통공에 서로 대응되는 위치에는 체결장공(65)이 형성되는 제1 및 제2몸체부(60a,60b)와, 상기 제1 및 제2몸체부(60a,60b)가 네일(50)에 밀착된 상태에서 상기 체결장공(65)과 관통공(51)에 체결되어 상기 제1 및 제2몸체부(60a,60b)를 상기 네일(50)에 일체로 고정시키는 체결부재(67,69)를 포함한다. 본 발명에 의한 정착 네일 앵커 구조체는 네일(50)에 앵커(60a,60b)가 일체로 고정된 구성을 가지므로 지반의 안정율을 최대한 높이면서도 시공단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

인장식, 정착 네일, 앵커

Description

일체형 정착 네일 앵커 구조체 {Fixing Nail Anchor Assembly conformed in single piece}

본 발명은 일체형 정착 네일 앵커 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사면보강공사에 사용되는 정착 네일의 인장력을 높여 지반 내부의 안정율을 최대한 높이도록 한 일체형 정착 네일 앵커 구조체에 관한 것이다.

산업이 발달함에 따라 단지 조성이나 신도시 건설, 도로 건설 등으로 산지와 같은 급경사지를 개발하는 것이 불가피한 실정이며, 따라서 토지의 이용도를 높이고 주거단지의 안정성과 쾌적성을 확보하면서 시공성, 경계성 및 환경 보전성을 충족시킬 수 있는 사면안정공법의 확립이 요구되고 있다.

사면안정공법으로는 그라우팅 쏘일네일링(Grouting Soil Nailing), 락볼팅(Rock bolting), 앵커(Permanent anchor method)공법 등이 있다.

그 중 사면보강공법으로 가장 널리 이용되는 그라우팅 쏘일네일링(Grouting Soil Nailing)공법은 보강되지 않은 원래의 사면에 수평면과 10∼30°의 경사를 갖는 천공홀을 뚫어주고, 그 천공홀에 네일(이형철근)을 삽입한 후 천공홀 속으로 그라우트(시멘트+물+모래)를 주입하며, 다시 사면의 표면을 경화가 빨리되는 숏크리 트(shotcrete)로 처리한 후 다음층의 시공을 위해 천공홀을 뚫어주는 순서로 진행된다.

그러나, 이러한 쏘일네일링 공법은 천공홀에 네일과 그라우트가 삽입되어 경화된 상태로 끼워진 것에 불과하여 사면을 안정적으로 보강할 수 없으며, 천공홀에 그라우팅하고 5~7일 경화시킨 후 다음 천공홀을 뚫고 네일삽입 및 그라우팅 작업이 이루어지므로 시공기간이 장기간 소요되는 문제점이 있었다.

그래서, 상기한 바와 같은 쏘일네일공법의 문제점을 해결하기 위해 기존 정착 네일공법에 앵커공법을 응용시켜 사면보강 시공기간을 단축하고 인발저항력(뽑아내려는 힘에 저항하는 힘)을 강화시킨 '인장식 쏘일네일 강화구'를 안출한 바 있다.

도 1 및 도 2에는 본 출원인이 출원한 실용신안등록 제20-0378292호의 "인장식 쏘일네일 강화구"가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바에 의하면, 인장식 쏘일 네일 강화구는 사면(1)에 뚫어진 천공홀(3)에 삽입되는 네일(7)에 외면 길이방향을 따라 일정거리를 두고 제1 및 제2밀착판(10a,10b)으로 이루어진 강화구(8)를 결합하여 네일의 부착력 및 인발저항력이 증대되도록 한 것이다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 네일(7)의 외경에 반원형상으로 형성된 제1 및 제2밀착판(10a,10b)이 긴밀하게 밀착되게 하고, 제1밀착판(10a)과 제2밀착판(10b)이 서로 접하는 일측단을 힌지부재(20)로 지지하여 소정의 각도로 회동하도록 하였으며, 제1밀착판(10a)과 제2밀착판(10b)이 서로 접하는 타측단에는 체결부 재(20)가 체결되는 결합부(15)를 구성하여 제1 및 제2밀착판(10a,10b)이 네일(7)로부터 탈부착되도록 구성한 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술은 강화구(8)와 네일(7)의 결합이 제1 및 제2밀착판(10a,10b)의 밀착력에만 의존하므로 프리스트레싱(Prestress force;긴장력)를 가할시 네일(7)에 대한 제1 및 제2밀착판(10a,10b)의 미끄럼현상이 발생할 수 있어 네일(7)의 정착력이 제대로 발휘되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 사면 내부의 전단응력과 수직응력에 긴장력을 주는 네일의 정착력이 확보되도록 네일에 앵커를 일체화시키고 앵커의 후단부에는 강연선을 설치하여 인장재로 사용할 수 있도록 한 일체형 정착 네일 앵커 구조체를 제공하는데 있다.

상기 한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 폭방향으로 적어도 하나의 관통공이 형성되는 네일과, 상기 네일의 외경을 중심으로 서로 대향되게 마주하면서, 네일의 외경 곡률을 따라 긴밀하게 밀착되도록 내경이 반원형상으로 각각 형성되고, 네일의 관통공에 서로 대응되는 위치에는 체결장공이 형성되는 제1 및 제2몸체부와, 상기 제1 및 제2몸체부가 네일에 밀착된 상태에서 상기 체결장공과 관통공에 체결되어 상기 제1 및 제2몸체부를 상기 네일에 일체로 고정시키는 체결부재를 포함하며, 상기 제1몸체부와 제2몸체부에는 후단에 외경으로부터 단턱진 단턱부가 형성되고, 상기 단턱부에는 길이방향을 따라 강연선이 관통하는 결합홀이 천공되고, 상기 결합홀에는 상기 강연선의 지지를 위한 조임구와 고정캡이 결합된다.

상기 제1몸체부와 제2몸체부는 외경에 상기 네일의 인장력을 보강하도록 원주방향으로 일정간격을 두고 각각 방사상으로 돌설된 다수의 보강돌기와; 내경에 상기 네일의 외주면에 강한 조임력으로 밀착되도록 상하 일정간격을 두고 요철형상으로 돌설된 조임돌기 구비한다.

상기 각각의 보강돌기는 마찰력을 높일 수 있도록 제1 및 제2몸체부의 외경에서 후단 방향을 향하여 더 돌설된 형상을 갖는다.

삭제

상기 체결부재는 한 쌍의 체결볼트와 체결너트로 이루어지고, 상기 제1 및 제2몸체부는 관통공과 체결장공이 연통되도록 상기 네일에 밀착된 상태에서, 상기 제1몸체부의 체결장공, 상기 네일의 관통공, 상기 제2몸체부의 체결장공을 관통한 체결볼트에 체결너트가 체결됨으로써 상기 네일에 일체로 고정된다.

본 발명은 네일에 앵커(제1 및 제2몸체부)가 일체로 고정된다. 따라서 프리스트레싱을 가할시 앵커와 네일의 미끄럼현상이 방지되어 네일의 정착력이 확보된다.

그리고 본 발명에서는 앵커에 돌설된 보강돌기의 형상이 사면의 천공홀에 삽입되는 반대방향을 향하여 더 돌설된 형상을 갖는다. 따라서 다른 사면보강공법보다 지면과의 마찰력을 높여 정착 네일의 수직응력과 전단응력에 대한 저항성을 증대시킨다.

그리고, 본 발명에서는 강연선을 사용하여 지반 내부의 전단응력과 수직응력에 긴장력을 준다.

이에 따라 네일의 지면과의 부착력 및 인발저항력이 증대되어 사면공사, 흙막이공사 등 다양한 공법에 적용할 수 있고, 동일한 안전율 적용시 천공홀의 간격을 넓혀 시공하는 것이 가능하므로 시공단가를 낮추어 경제적으로도 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3는 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체를 결합한 사시도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 앵커가 정착 네일에 설치되는 상태를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체의 사용상태도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체는 폭방향으로 적어도 하나의 관통공(51)이 형성되는 네일(50)과; 네일(50)의 외경을 중심으로 서로 대향되게 마주하면서, 네일(50)의 외경 곡률을 따라 긴밀하게 밀착되도록 내경이 반원형상으로 각각 형성되고, 네일(50)의 관통공(51)에 서로 대응되는 위치에는 체결장공(65)이 형성되는 제1 및 제2몸체부(60a,60b)와; 제1 및 제2몸체부(60a,60b)가 네일(50)에 밀착된 상태에서 상기 체결장공(65)과 관통공(51)을 통해 체결되어 제1 및 제2몸체부(60a,60b)를 네일(50)에 일체로 고정시키는 체결부재들로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 네일(50)은 그라우팅시 부착력 증대를 위해 외경에 마디와 리브가 있는 이형철근을 채용한다.

네일(50)은 사면(1)을 천공한 천공홀(3)에 삽입될 수 있도록 소정의 길이를 가지며, 천공홀(3)에 삽입되는 일단부(선단부)에 일정간격을 두고 다수개의 관통공(51)이 형성된다. 관통공(51)은 네일(50) 상에 제1 및 제2몸체부(60a,60b)가 고정되는 위치를 설정하고, 네일(50)에 제1 및 제2몸체부(60a,60b)를 고정하기 위한 체결부재가 관통되는 부분이다.

제1몸체부(60a)와 제2몸체부(60b)는 네일(50)의 외경에 결합되어 인장력을 보강하는 앵커로서, 외경 선단부에 다수개의 보강돌기(61)를 구비한다. 보강돌기(61)는 제1 및 제2몸체부(60a,60b)의 외경에 원주방향으로 일정간격을 두고 각각 방사상으로 돌설된 형상을 갖는다.

도 3 및 도 4에 도시된 바에 의하면, 각각의 보강돌기(61)는 지면과의 마찰력이 커지도록 제1 및 제2몸체부(60a,60b)의 외경에서 강연선(80)이 결합되는 후단 방향(제1 및 제2몸체부가 사면의 천공홀에 삽입되는 반대방향)을 향하여 더 돌설된 형상을 갖는다. 이러한 보강돌기(61)의 형상은 다른 사면보강공법보다 지면과의 마찰력을 높여 네일(50)의 수직응력과 전단응력에 대한 저항성을 증대시킨다.

제1몸체부(60a)와 제2몸체부(60b)의 내경에는 조임돌기(63)가 형성된다. 조임돌기(63)는 상하 일정한 간격을 두고 돌설된 요철형상을 갖는다. 조임돌기(63)는 네일(50)을 제1 및 제2몸체부(60a,60b)의 내경에 강한 조임력으로 밀착시켜 네일(50)에 가해지는 인장력을 증대시키는 역할을 한다.

제1몸체부(60a)와 제2몸체부(60b)를 네일(50)에 고정하는 체결부재는 체결볼트(67)와 체결너트(69)를 채용한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바에 의하면, 체결볼트(67)와 체결너트(69)는 네일(50)을 제1몸체부(60a)와 제2몸체부(60b) 사이에 위 치시킨 상태로 체결장공(65)과 관통공(51), 체결장공(65)을 관통하여 체결되어 네일(50)에 제1몸체부(60a)와 제2몸체부(60b)를 일체로 고정한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바에 의하면, 제1몸체부(60a)와 제2몸체부(60b)의 후단부에는 외경으로부터 단턱진 단턱부(71)가 형성된다. 단턱부(71)에는 길이방향으로 강연선(80)이 삽입되는 결합홀(73)이 천공되고, 결합홀(73)에는 상기 강연선(80)의 지지를 위한 조임구(81)가 결합된다.

강연선(80)은 인장재로 사용하기 위한 것이다. 강연선(80)은 선단부가 단턱부(71)에 연결되고, 후단부가 지압판(90)을 통해 외부로 연장된다.

강연선(80)을 단턱부(71)에 고정시키는 것은 조임구(81)와 고정캡(83)이다.

조임구(81)는 강연선(80)을 결합홀(73) 내에 고정하기 위한 것이다. 조임구(81)는 속이 빈 원통형상으로 결합홀(73) 내에 위치한 강연선(80)의 외경에 압착식으로 결합된다. 이를 위해 조임구(81)는 내경이 강연선(80)의 외경과 대응되고 외경은 결합홀(73)의 내경과 대응된다. 그리고 결합홀(73)은 강연선(80)이 관통되는 출구부분을 더 넓게 형성하여 조임구(81)가 결합될 수 있도록 한다.

고정캡(83)은 강연선(80)을 결합홀(73)에 더욱 견고히 고정하기 위한 것이다. 고정캡(83)은 강연선(80)이 결합홀(73)과 조임구(71)를 관통하여 단턱부(71)의 상부로 돌출되면 그 단부에 압입식으로 결합된다.

본 실시예에서는 강연선(80)을 단턱부(71)에 견고하게 고정하기 위한 구성으로 고정캡(83)을 채용하나 반드시 그러한 것은 아니고 예컨데, 고정캡(83) 대신 고정편과 스크류를 이용할 수도 있다.

그리고, 단턱부(71)의 외경을 둘러서는 다수개의 홈이 길게 형성된다. 이러한 단턱부(71)의 형상은 네일(50)과 그라우트(5)와의 접착력을 높여줄 뿐만 아니라, 예를 들어 그라우트 주입관(미도시)과 배수관(미도시) 등의 위치를 안정적으로 세팅하는 역할도 한다.

지압판(90)은 사면(1)에 밀착되어 강연선(80)을 인장시킬때 인장력에 대한 반력을 제공하는 부재이다. 도 6을 참조하면, 지압판(90)은 네일(50)이 관통되도록 중앙에 중공(91)이 형성된 플레이트 형상을 갖는다. 그리고 지압판(90)에는 중공(91)과 인접하게 강연선(80)이 관통 설치되는 강연선공(93)이 형성된다.

지압판(90)의 상측으로는 정착구(95)가 더 구비된다. 정착구(95)는 강연선(80)을 지압판(90)에 고정하는 고정너트(미도시)와 같이 구비되어 강연선(80)이 복원되지 못하게 사면(1)에 대해 상대적으로 압축력을 제공하는 부재이다.

그리고, 천공홀(3)에 삽입되는 네일(50)과 강연선(80)은 간격재(97)를 매개로 서로 이격된 상태로 띠 형태의 결속구(99)를 이용하여 하나로 결속된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 네일에 앵커인 제1 및 제2몸체부를 조립하는 것을 설명한다.

우선, 관통공(51)과 체결장공(65)이 연통되도록 제1 및 제2몸체부(60a,60b)의 내경을 네일(50)의 외경에 밀착시킨다. 이와 같은 상태에서 제1몸체부(60a)의 체결장공(65), 네일(50)의 관통공(51), 제2몸체부(60b)의 체결장공(65)을 체결볼 트(67)로 관통한 후 체결너트(69)로 체결하여 네일(50)에 제1 및 제2몸체부(60a,60b)를 고정한다.

그리고, 제1 및 제2몸체부(60a,60b)의 단턱부(71)에 강연선(80)을 연결한다. 강연선(80)은 조임구(81)와 고정캡(83)을 사용하여 선단부를 단턱부(71)에 압입식으로 고정하며, 중앙부는 부식 방지를 위해 피복에 의하여 감싸도록 한다.

다음으로 제1 및 제2몸체부와 강연선이 조립된 네일의 시공과정을 설명하기로 한다.

네일의 시공과정은 우선, 보강되지 않은 원래의 사면(1)에 수평면과 경사를 갖는 천공홀(3)을 형성한다. 천공홀(3)은 지반의 여건에 따라 차이가 있으나 대략 D=100 이상이 되도록 형성한다.

이 후, 천공홀(3) 내부에 조립된 네일(50)의 선단부를 삽입하고 그라우트(5)를 천공홀(3)의 내부로 주입한다. 이때, 네일(50)과 강연선(80)은 일정 간격으로 이격되도록 결속한 후에 그라우트(5)를 주입한다.

천공홀(3)에 그라우트(5)의 양생이 이루어져 구근이 형성되면, 네일(50)과 강연선(80)의 후단부에 지압판(90)과 정착구(95)를 설치하여 네일(50)과 강연선(80)을 고정하고 인장을 실시한다.(도 6참조)

참고로, 인장은 렌치(미도시)로 강연선(80)을 지압판(90)에 고정하는 고정너트를 회전시켜 실시한다. 이때, 고정너트의 회전수가 많을수록 네일(50)의 긴장이 많이되어 텐션을 많이 부여하게 된다.

이로 인해, 네일(50)은 불안한 지반에 긴장을 주어 지반의 안정을 도모하게 된다. 즉, 네일(50)은 강연선(80)의 작용으로 천공홀(3)의 입구쪽과 내부쪽에서 텐션으로 생기는 반력과 네일(50)과 앵커의 반력으로 사면(1)의 수직응력과 전단응력을 지지하게 된다.

특히, 본 발명에서는 제1 및 제2몸체부(60a,60b)로 이루어지는 앵커가 네일(50)과 일체로 고정됨에 따라 네일(50)과 사면(지반) 사이의 정착력이 커져 종래의 앵커공법에 비하여 사면(1)이 안정적으로 지지될 수 있다.

상술한 본 발명의 방법은 사면공사, 흙막이공사 등 다양한 사면안정공법에 적용할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래에 의한 쏘일네일 강화구의 사용상태도.

도 2a 및 도 2b는 종래에 의한 강화구가 네일에 설치되는 상태를 도시한 평면도.

도 3는 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

도 4는 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체를 결합한 사시도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 앵커가 정착 네일에 설치되는 상태를 도시한 평면도.

도 6은 본 발명에 의한 일체형 정착 네일 앵커 구조체의 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 사면 3: 천공홀

5: 그라우트 50: 네일

51: 관통공 60a: 제1몸체부

60b: 제2몸체부 61: 보강돌기

63: 조임돌기 65: 체결장공

67: 체결볼트 69: 체결너트

71: 단턱부 73: 결합홀

80: 강연선 81: 조임구

83: 고정캡 90: 지압판

91: 중공 93: 강연선공

95: 정착구 97: 간격재

99: 결속구

Claims (5)

1. 폭방향으로 적어도 하나의 관통공이 형성되는 네일과,

   상기 네일의 외경을 중심으로 서로 대향되게 마주하면서, 네일의 외경 곡률을 따라 긴밀하게 밀착되도록 내경이 반원형상으로 각각 형성되고, 네일의 관통공에 서로 대응되는 위치에는 체결장공이 형성되는 제1 및 제2몸체부와,

   상기 제1 및 제2몸체부가 네일에 밀착된 상태에서 상기 체결장공과 관통공에 체결되어 상기 제1 및 제2몸체부를 상기 네일에 일체로 고정시키는 체결부재를 포함하며,

   상기 제1몸체부와 제2몸체부에는 후단에 외경으로부터 단턱진 단턱부가 형성되고, 상기 단턱부에는 길이방향을 따라 강연선이 관통하는 결합홀이 천공되고, 상기 결합홀에는 상기 강연선의 지지를 위한 조임구와 고정캡이 결합됨을 특징으로 일체형 정착 네일 앵커 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1몸체부와 제2몸체부는

   외경에 상기 네일의 인장력을 보강하도록 원주방향으로 일정간격을 두고 각각 방사상으로 돌설된 다수의 보강돌기와;

   내경에 상기 네일의 외경에 강한 조임력으로 밀착되도록 상하 일정간격을 두고 요철형상으로 돌설된 조임돌기 구비하는 것을 특징으로 하는 일체형 정착 네일 앵커 구조체.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 각각의 보강돌기는 마찰력을 높일 수 있도록 제1 및 제2몸체부의 외경 에서 후단 방향을 향하여 더 돌설된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 정착 네일 앵커 구조체.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 체결부재는 한 쌍의 체결볼트와 체결너트로 이루어지고,

   상기 제1 및 제2몸체부는 관통공과 체결장공이 연통되도록 상기 네일에 밀착된 상태에서, 상기 제1몸체부의 체결장공, 상기 네일의 관통공, 상기 제2몸체부의 체결장공을 관통한 체결볼트에 체결너트가 체결됨으로써 상기 네일에 일체로 고정됨을 특징으로 하는 일체형 정착 네일 앵커 구조체.

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