KR100923856B1 - 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 앵커를 매립·설치하는데 사용되는 선단장치에 관한 것으로서, 특히, 앵커가 매립되는 지반 내에서, 펄스 방전에 의하여 천공홀이 확공됨으로써, 앵커에 다수의 구근을 형성하여 인발 저항력을 향상시키는 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명의 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치는 중공을 갖는 몸체 및 상기 몸체의 단면상에 배치된 방전장치를 포함하며, 상기 몸체는 중심에 앵커가 삽입될 수 있도록 중공이 형성된 관 현상으로 구성되어 있고, 상기 방전장치는, 원통형의 절연체와, 절연체에 노출·설치된 양전극과, 음전극을 포함하며, 상기 양전극과 음전극에 전압이 인가되어 방전이 일어남으로써, 방전이 일어난 천공홀 부위가 확공되고, 천공홀에 주입된 시멘트 페이스트가 상기 확공된 천공홀 부위를 채워 구근을 형성함으로써, 앵커의 인발 저항력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

앵커 매립, 선단장치, 구근, 인발 저항력

Description

앵커 매립식 펄스 방전 선단장치 {Anchor Buried type Discharging Pulse Endbearing Apparatus}

본 발명은 지중에 앵커를 매립·설치하는데 사용되는 선단장치에 관한 것으로서, 특히, 앵커가 매립되는 지반 내에서, 펄스 방전에 의하여 천공홀이 확공됨으로써, 앵커에 다수의 구근을 형성하여 인발 저항력을 향상시키는 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치에 관한 것이다.

일반적으로 어스앵커는 옹벽, 지반굴착용 가시설, 사면안정, 지하공동, 건식독 등에 사용되는데, 이러한 어스앵커는 오거(auger)로 지반을 굴착하고, 굴착면이 지지층에 도달하면 시멘트 페이스트를 주입하면서 서서히 오거를 인발한 후, 앵커를 설치하고 그 앵커에 설비물의 지주를 결착하여 고정함으로써 설치된다.

이와 같은 종래 앵커의 설치상태 및 설치순서를 보면 도 1a의 예시와 같이 지반을 천공하고, 도 1b에서 보듯이 시멘트 페이스트(4)를 주입시킨다. 상기 시멘트 페이스트(4)가 굳기 전에 도 1c와 같이 앵커(100)의 상부는 돌출되고 앵커(100)의 머리부는 시멘트 페이스트(4) 내에 매립되도록 앵커(100)를 설치한 후, 도 1d에서 보듯이 시멘트 페이스트(4)를 재주입한다.

그러나 이러한 종래의 앵커 설치방법에서는 오거를 이용하여 지반을 굴착할 때 지반교란과 응력이완이 발생하게 되어, 앵커의 주면마찰력이 감소하는 문제가 있다. 또한, 천공 과정에서 발생하는 슬라임이 제대로 처리되지 못하고 슬라임 위에 앵커의 선단부가 놓이게 되면 앵커 머리부의 지지력이 매우 취약해진다.

특히, 앵커 매립의 경우에는 지반의 굴착직경이 150mm이내가 되므로, 지반주입제 등을 주입하거나 지반의 보강을 위하여 지반 내에 배치되는 선단장치가 앵커의 머리부와 서로 간섭하는 문제가 있다.

본 발명은 위와 같이 종래 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 선단지내력 뿐만 아니라 주변 마찰력을 향상시킴으로써, 천공길이를 상대적으로 줄일 수 있는 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 앵커와 서로 간섭하지 않는 펄스 방전 선단장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 중공을 갖는 몸체 및 상기 몸체의 단면상에 배치된 방전장치를 포함하며, 상기 몸체는 중심에 앵커가 삽입될 수 있도록 중공이 형성된 관 형상으로 구성되어 있고, 상기 방전장치는, 원통형의 절연체와, 절연체에 노출·설치된 양전극과, 음전극을 포함하며, 상기 양전극과 음전극에 전압이 인가되어 방전이 일어남으로써, 방전이 일어난 천공홀 부위가 확공되고, 천공홀에 주입된 시멘트 페이스트가 상기 확공된 천공홀 부위를 채워 구근을 형성함으로써, 앵커의 인발 저항력을 향상시키는 것을 특징으로 하는 펄스 방전 선단장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 상기 방전장치의 양전극은 상기 절연체의 단부에 연결·설치되고, 상기 음전극은 상기 절연체의 외주면에 노출되도록 설치되며, 상기 양전극과 상기 음전극에는 케이블이 연결되어, 상기 케이블을 통해 상기 양전극과 음 전극에 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 펄스 방전 선단장치를 제공한다.

이외에도, 본 발명에서는 상기 방전장치는 상기 몸체의 단면 상에 복수 개가 등간격으로 배치되어, 상기 선단장치 주변의 천공홀을 구형이 되도록 확공시키는 것을 특징으로 하는 펄스 방전 선단장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 주변 마찰력이 증가하여 앵커를 매립하기 위한 천공 깊이를 줄일 수 있어 경제적이다.

또한, 앵커를 미리 매립한 후에도 선단장치를 이용하여 펄스 방전을 할 수 있어 작업 효율이 향상된다.

이하 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

도 2에는 본 발명의 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치(1)를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 상기 펄스 방전 선단장치(1)는 앵커(2)가 매립될 지반 내에 배치되어, 펄스 방전을 일으킴으로써 천공홀(3)을 확장시키고 구근(5)을 형성한다. 이때, 상기 천공홀(3)은 앵커(2)가 매립될 위치 및 상태에 따라 다양한 깊이와 각도로 천공될 수 있다

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 펄스 방전 선단장치(1)는 중공관 형상의 몸체(10)와, 몸체(10)의 단면 상에 구비된 방전장치(20)를 포함하여 구성되는데, 상기 방전장치(20)는 절연체(21)와, 상기 절연체(21)의 단부에 연결·설치된 양전 극(22)과, 상기 절연체(21)의 외주면에 노출되도록 설치된 음전극(23)을 포함한다. 상기 절연체(21)에는 케이블(24)이 연결되어 있어, 상기 양전극(22)과 음전극(23)은 상기 케이블(24)에 의하여 전기를 공급받는다. 상기 펄스 방전 선단장치(1)는 천공홀(3)에 삽입되고, 상기 천공홀(3)에 주입된 시멘트 페이스트(4) 내에서 상기 양전극(22)과 음전극(23)을 통해 펄스 방전을 진행하게 된다. 이와 같이 펄스 방전이 진행되면, 방전장치(20) 주변에 버블이 형성되며, 방전으로 인한 고온 상태에서, 상기 버블로 인한 압력 및 충격에 의하여 상기 천공홀(3)의 벽이 다져지는 동시에 확장되는 효과(확공)가 생기게 된다. 또한, 확공된 부위의 천공홀(3)에 주입된 시멘트 페이스트(4)가 확공 형상에 따라 구근(5)을 형성하게 되어, 앵커(2)의 주면 마찰력 및 인발 저항력을 향상시키게 된다.

본 발명에서 상기 펄스 방전 선단장치(1)의 상기 몸체(10)와 절연체(21)는 절연 물질로 이루어져, 앵커(2) 등 방전장치(20) 주변에 전기가 흐르는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 몸체(10) 내부에 형성된 중공은 앵커(2)가 삽입될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 펄스 방전 선단장치(1) 내부에 앵커(2)가 삽입되는 구조를 가짐으로써, 앵커(2)를 먼저 천공홀(3)에 삽입한 상태에서 펄스 방전 선단장치(1)를 삽입할 수 있다. 이러한 구조에서는, 앵커(2)와 주변의 시멘트 페이스트(4)가 펄스 방전에 의한 확공 시부터 일체화될 수 있으므로, 앵커(2)의 인발 저항력이 향상된다.

또한, 상기 방전장치(20)는 상기 몸체(10)의 단면에 복수 개 구비될 수 있는데, 상기 방전장치(20)는 몸체(10)의 단면 상에 고르게 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 여러 방향에서 균일한 방전이 이루어지게 되므로, 방전에 의하여 확공된 천공홀(3)에 시멘트 페이스트(4)가 채워져 형성되는 구근(5)이 완전한 구형에 가까워진다. 앵커(2)는 시멘트 페이스트(4)와의 마찰 및 상기 시멘트 페이스트(4)와 천공홀(3) 사이의 마찰에 의하여 인발에 저항하게 되므로, 구근(5)이 구형에 가까워지면, 인발 저항력이 크게 증가하여 앵커(2)에 작용하는 인발력에 효과적으로 저항할 수 있다. 또한, 천공홀(3)의 깊이를 줄일 수 있으며, 앵커(2)의 지지력 계산이 간편해지는 효과도 있다.

도 3a 내지 도 3d에는 각각 순서에 따라 본 발명의 앵커 매립식 펄스 방전 선단장치(1)를 사용하여 앵커(2)를 매립하는 과정을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 3a에서 보듯이, 오거 등에 의해 형성된 천공홀(3)에 시멘트 페이스트(4)를 주입한 후, 펄스 방전 선단장치(1)를 삽입한다. 이때, 상기 펄스 방전 선단장치(1)를 앵커(2) 매립 후 삽입할 수도 있고, 앵커(2)와 동시에 삽입할 수도 있으며, 펄스 방전 선단장치(1) 삽입 후에 앵커(2)를 천공홀(3)에 삽입하여 상기 앵커(2)가 펄스 방전 선단장치(1)의 중공에 끼워지도록 할 수도 있다. 도 3b 및 도 3c는 펄스 방전 선단장치(1)를 통해 방전이 진행되는 상태를 보여주는데, 일반적으로 하부에서 시작하여 방전 심도를 점차로 낮추며 천공홀(3)을 확공하는 것이 바람직하다. 천공홀(3)이 확공되어 천공홀(3)에 주입된 시멘트 페이스트(4)의 수위가 낮아지게 되면 시멘트 페이스트(4)를 재주입한다. 이러한, 시멘트 페이스트(4)의 재주입 과정은 천공홀(3)의 확공이 완료된 뒤에 진행될 수도 있다. 도 3d는 펄스 방전과 시멘트 페이스트(4)의 주입 과정이 모두 완료되고, 시멘트 페이 스트(4)가 경화되어 구근(5)이 형성된 상태를 보여준다.

도 1a 내지 도 1d는 각각 종래의 기술에 따른 앵커 매립 과정을 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 앵커 매립식 선단장치를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 3a 내지 도 3d는 각각 순서에 따라 본 발명의 앵커 매립식 선단장치를 사용하여 앵커를 매립하는 과정을 보여주는 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 펄스 방전 선단장치 2 앵커 3 천공홀

4 시멘트 페이스트 5 구근

10 몸체 20 방전장치 21 절연체

22 양전극 23 음전극 24 케이블

Claims (3)

1. 중공을 갖는 몸체(10) 및 상기 몸체(10)의 단면상에 배치된 방전장치(20)를 포함하는 펄스 방전 선단장치로서,

   상기 몸체(10)는 중심에 앵커(2)가 삽입될 수 있도록 중공이 형성되도록 관 형상으로 구성되어 있어, 앵커(2)를 감싸도록 펄스 방전 선단장치가 설치되고;

   상기 방전장치(20)는, 원통형의 절연체(21)와, 절연체(21)에 노출 설치된 양전극(22)과, 음전극(23)을 포함하며;

   상기 방전장치(20)의 양전극(22)은 상기 절연체(21)의 단부에 연결·설치되고, 상기 음전극(23)은 상기 절연체(21)의 외주면에 노출되도록 설치되고;

   상기 양전극(22)과 상기 음전극(23)에는 케이블(24)이 연결되며;

   상기 펄스 방전 선단장치 주변의 천공홀(3)이 구형으로 확공되도록 상기 방전장치(20)는 상기 몸체(10)의 단면 상에 복수 개가 등간격으로 배치되며;

   상기 케이블(24)을 통해 상기 양전극(22)과 음전극(23)에 전압이 인가되어 방전이 일어남으로써, 방전이 일어난 천공홀(3) 부위가 구형으로 확공되고, 천공홀(3)에 주입된 시멘트 페이스트(4)가 상기 확공된 천공홀(3) 부위를 채워 구근(5)을 형성함으로써, 앵커(2)의 인발 저항력을 향상시키는 것을 특징으로 하는 펄스 방전 선단장치.
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