KR101012338B1 - 그라운드 앵커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라운드 앵커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬라임의 영향을 받지 않고 정착이 용이하며 시멘트계 경화물과 앵커 헤드의 합성이 확실하고 앵커 헤드를 앵커홀의 중심축선 상에 위치시키기 용이한 그라운드 앵커에 관한 것이다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 중공 파이프 형상의 헤드 실린더, 헤드 실린더의 선단에 결합되고 다수개의 인장재 삽입공이 형성된 헤드 커버, 헤드 커버의 선단에 결합되고 다수개의 수용홈이 형성된 헤드 캡, 다수개의 인장재 삽입공이 형성된 간격유지재를 수용하는 중공 파이프 형상의 보조 실린더, 헤드 실린더와 보조 실린더 사이에 배부름부가 형성되도록 절곡된 다수개의 철근들이 각각 일측은 헤드 실린더의 외면에 결합되고 타측은 보조 실린더의 외면에 결합되어 원통형으로 구성된 철근 조립체 및 보조 실린더의 간격유지재를 관통하여 헤드 커버와 헤드 캡 사이에 그 선단이 고정되는 다수개의 인장재를 포함하는 그라운드 앵커가 제공된다.

그라운드 앵커, 앵커 헤드, 앵커체, 철근 조립체

Description

그라운드 앵커{Ground Anchor}

본 발명은 그라운드 앵커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬라임의 영향을 받지 않고 정착이 용이하며 시멘트계 경화물과 앵커 헤드의 합성이 확실하고 앵커 헤드를 앵커홀의 중심축선 상에 위치시키기 용이한 그라운드 앵커에 관한 것이다.

시멘트 페이스트 또는 시멘트 몰탈 등 시멘트계 경화물의 주입에 의해 지중에 매입된 인장재의 선단부에 앵커체가 형성되고 그것이 인장재를 통하여 구조물과 역학적으로 연결지어 진 상태를 앵커라 하며, 앵커에 가해지는 힘은 앵커체를 통해 원지반에 절단된다. 즉, 구조물과 지반 사이를 인장재로 고정시켜 구조물의 안정성을 확보하는 것이다.

앵커는 도 5에 나타낸 바와 같이 인장부의 인장력을 마찰저항, 지압저항에 의해 지반에서 저항하도록 설치하는 부분인 앵커체, 앵커정착부에서 오는 인장력을 앵커체에 전달시키는 인장부, 흙막이벽과 같은 구조물로부터 오는 힘을 무리없이 인장부에 전달시키는 앵커정착부로 나누어진다.

앵커공법은 크게 락 앵커(Rock Anchor)와 어스 앵커(Earth Anchor)로 나누어지는데 그 차이는 대상정착지반에 따라 분류되는 것이며 구성은 비슷하다. 어스 앵 커와 락 앵커를 합쳐 그라운드 앵커(Ground Anchor)라 한다. 한편 앵커의 용도가 가설이나 영구이냐에 따라 가설앵커와 영구앵커로 구분하기도 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 슬라임의 영향을 받지 않고 정착이 용이하며 시멘트계 경화물과 앵커 헤드의 합성이 확실하고 앵커 헤드를 앵커홀의 중심축선 상에 위치시키기 용이한 앵커 헤드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 중공 파이프 형상의 헤드 실린더, 헤드 실린더의 선단에 결합되고 다수개의 인장재 삽입공이 형성된 헤드 커버, 헤드 커버의 선단에 결합되고 다수개의 수용홈이 형성된 헤드 캡, 다수개의 인장재 삽입공이 형성된 간격유지재를 수용하는 중공 파이프 형상의 보조 실린더, 헤드 실린더와 보조 실린더 사이에 배부름부가 형성되도록 절곡된 다수개의 철근들이 각각 일측은 헤드 실린더의 외면에 결합되고 타측은 보조 실린더의 외면에 결합되어 원통형으로 구성된 철근 조립체 및 보조 실린더의 간격유지재를 관통하여 헤드 커버와 헤드 캡 사이에 그 선단이 고정되는 다수개의 인장재를 포함하는 그라운드 앵커가 제공된다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 헤드 실린더에는 다수개의 유입공이 더 형성된다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 간격유지재, 헤드 커버 및 헤드 캡에는 그라우팅 호스를 삽입하기 위한 호스 삽입공이 각각 형성되어 있고 호스 삽입공은 서로 동일선상에 위치하도록 형성된다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 철근 조립체는 헤드 실린더의 선단에서 더 돌출되도록 결합되고 돌출된 부분은 선단으로 갈수록 직경이 작아지는 원추형을 이루며 돌출된 부분에는 다수개의 띠철근이 더 결합된다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 헤드 캡에는 지지파이프가 돌출되도록 결합된다.

본 발명에 따르면 앵커헤드가 슬라임의 영향을 받지 않고 정착이 용이하며 시멘트계 경화물과 앵커 헤드의 합성이 확실하고 앵커 헤드를 앵커홀의 중심축선 상에 위치시키기 용이하다. 또한 앵커체의 길이를 증가시켜 주면마찰저항을 크게 하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커를 도시한 일부분해사시도이고, 도 2는 그 결합단면도이다.

도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커는, 헤드 실린더(10), 헤드 실린더(10)의 선단에 결합되는 헤드 커버(20), 헤드 커버(20)에 결합되는 헤드 캡(30), 간격유지재(42)를 수용하는 보조 실린더(40), 헤드 실린더(10)의 외면에 일측이 결합되고 타측은 보조 실린더(40)의 외면에 결합되며 헤드 실린더(10)와 보조 실린더(40) 사이에는 배부름부(511)가 형성된 다수개의 축방향 철근(51)으로 구성된 원통형 철근 조립체(50) 그리고 보조 실린더(40)의 간격유지재(42)를 관통하여 헤드 커버(20)에 그 선단이 정착되는 다수개의 인장재(60)로 구성된다.

헤드 실린더(10)는 중공 파이프 형상으로서 중공을 둘러싸는 면에는 시멘트계 경화물(그라우트재)이 유입될 수 있도록 다수개의 유입공(12)이 천공되어 있다. 따라서 헤드 실린더(10) 내외부의 시멘트계 경화물이 유입공(12)에 의해 연속되므로 인장력이 발생할 때 헤드 실린더와 시멘트계 경화물의 계면에서 미끄러짐(Slip)이 발생될 우려가 없어 이들이 일체로 합성되어 인장력에 보다 확실하게 저항할 수 있도록 한다. 그리고 그 선단측 즉, 앵커를 설치하기 위해 지반을 천공한 앵커홀에 삽입되는 방향으로 끝 부분의 내주면에는 헤드 커버(20)와의 결합을 위해 나사산이 가공된 커버 체결부(11)가 형성되어 있다.

헤드 커버(20)는 헤드 실린더(10)의 선단에 결합되어 헤드 캡(30)과 함께 인장재(60)의 선단을 고정시키는 기능을 하는 것으로 일정 두께를 갖는 원판 형상을 갖는다. 두께는 인장재(60)에 작용하는 인장력에 의해 지압파괴되지 않고 충분히 견딜 수 있도록 결정된다. 그리고 그 두께방향으로 관통하여 중앙에는 그라우팅 호스가 삽입되는 호스 삽입공(21)이 형성되어 있고 그 주위를 따라 인장재가 삽입될 수 있는 인장재 삽입공(22)이 다수개 천공되어 있다. 또한 그 두부측 즉, 헤드 실린더(10)에 결합되는 방향으로 끝 부분의 외주면에는 헤드 실린더(10)에 형성된 커버 체결부(11)와 나사결합을 위해 나사산이 가공된 실린더 체결부(23)가 형성되어 있고 그 반대측의 외주면에는 헤드 캡(30)과 나사결합을 위해 나사산이 가공된 캡 체결부(24)가 형성되어 있다.

헤드 캡(30)은 헤드 커버(20)의 선단에 나사결합되어 헤드 커버(20)와 함께 인장재(60)의 선단을 정착시키는 역할을 한다. 헤드 캡(30)의 두부에는 헤드 커버(20)의 캡 체결부(24)와 나사결합을 위해 나사산이 가공된 두부 체결부(31)가 형성되어 있다. 그리고 그 두께방향으로 관통하여 중앙에는 그라우팅 호스가 삽입되는 호스 삽입공(32)이 형성되어 있고 그 주위를 따라 인장재(60)의 선단이 삽입되는 수용홈(33)이 형성되어 있다.

보조 실린더(40)는 철근 조립체(50)가 결합되고 간격유지재(42)를 수용하는 것으로 중공 파이프 형성을 갖는다. 보조 실린더(40) 내부에 고정되는 간격유지재(42)는 일정 두께를 갖는 원판 형상으로서 헤드 커버(20)와 함께 인장재(60)의 설치간격 및 위치를 고정한다. 간격유지재(42)는 두께방향으로 관통하여 중앙에는 그라우팅 호스가 삽입되는 호스 삽입공(421)이 형성되어 있고 그 주위를 따라 인장재(60)가 관통할 수 있는 인장재 삽입공(422)이 원주방향으로 다수개 형성되어 있다. 간격유지재(42)는 다양한 방법으로 보조 실린더(40) 내부에 고정될 수 있다. 예를 들면, 보조 실린더 내면에 나사산을 가공하고 간격유지재 외면에 나사산을 가공하여 나사결합할 수도 있고, 이들을 서로 접착제를 이용해 결합시킬 수도 있으며, 보조 실린더 내면의 길이방향 양쪽 끝에 원주방향으로 턱을 형성하고 이 턱사이에 보조 실린더의 내경보다 약간 작은 외경을 갖는 간격유지재를 강제로 삽입시켜 고정할 수도 있다.

철근 조립체(50)은 다수개의 축방향으로 배열되는 철근(51)을 원통형으로 조립한 것으로 헤드 실린더(10)와 보조 실린더(40)를 서로 연결하고 앵커홀 천공시 발생하는 슬라임을 관통하여 앵커홀의 선단에 정착되며 앵커를 앵커홀의 중심축선 상에 위치시키는 기능을 한다. 철근 조립체(50)를 구성하는 각 축방향 철근(51)은 헤드 실린더(10)와 보조 실린더(40) 사이의 연결부가 바깥쪽으로 배가 부르도록 구부려 배부름부(511)가 형성한다. 이 배부름부(511)로 인해 본 발명에 따른 앵커는 앵커홀의 중심축선 상에 위치할 수 있다. 한편 앵커홀로 삽입이 용이하도록 철근 조립체(50)를 구성하는 각 축방향 철근(51)의 배부름부(511)의 외면을 연결하는 가상의 원 직경은 앵커홀의 직경보다 약간 작은 직경을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 각 축방향 철근(51)은 헤드 실린더(10)의 선단에서 더 돌출되도록 헤드 실린더(10)에 결합되고 이 돌출된 부분에는 띠철근(52)을 더 결합하여 축방향 철근(51)의 간격 및 조립 형상을 유지하면서 슬라임 속으로 용이하게 삽입되고 정착될 수 있도록 한다. 이때, 헤드 실린더(10)의 선단에서 더 돌출되도록 결합되고 띠철근(52)에 의해 고정된 축방향 철근(51)들은 선단으로 갈수록 직경이 작아지는 원추형으로 구성하여 보다 쉽게 슬라임 속으로 관입될 수 있도록 한다. 이와 같이 철근 조립체(50)에 의해 본 발명에 따른 앵커는 슬라임에 영향을 받지 않고 앵커홀의 선단부에 정착될 수 있으며 앵커홀의 중심축 선상에 위치할 수 있다. 또한 철근 조립체(50)는 철근콘크리트에서의 철근과 같이 시멘트계 경화물을 보강하게 되므로 헤드 실린더로만 구성되는 종래의 앵커 헤드에 비해 앵커 헤드의 길이를 증가시키지 않고 유효하게 앵커체의 길이를 증가시킬 수 있다. 즉, 헤드 실린더, 보조 실린 더 및 철근 조립체가 시멘트계 경화물과 일체로 합성되어 앵커체를 구성하게 되므로 앵커체의 길이가 증가되므로 주면마찰저항을 크게 하는 효과가 있다.

보조 실린더(40)의 간격유지재(42)를 관통하여 헤드 커버(20)에 그 선단이 정착되도록 다수개의 인장재(60)가 설치된다. 인장재(60)로는 피에스 강연선이 사용되며 바람직하게는 부식방지를 위해 PVC로 피복한 피에스 강연선이 사용된다. 그리고 정착을 위해 인장재(60)의 선단에는 그립(62)이 결합된다. 설치되는 인장재(60)의 수는 구조계산에 의해 결정된다.

이상과 같이 구성된 그라운드 앵커의 조립 방법 및 시공 방법을 차례대로 설명하면 아래와 같다.

먼저, 본 발명에 따른 그라운드 앵커의 조립방법은 헤드 실린더(10)와 보조 실린더(40)를 앵커체의 길이를 고려하여 결정된 간격으로 이격시켜 배치하고 그들 둘레에 배부름부(511)가 형성된 다수개의 축방향 철근(51)를 용접으로 결합시킨 다음 헤드 실린더(10)에 헤드 커버(20)를 나사 결합한다. 이때, 보조 실린더(40) 내부에는 미리 간격유지구(42)를 고정하고 축방향 철근(51)의 선단부에 띠철근(52)를 결합한다. 그 후 인장재(60)로 헤드 커버(20) 쪽에서 간격유지구(42) 방향으로 관통시키고 헤드 커버(20)에 헤드 캡(30)을 나사결합시킨다. 다음으로, 본 발명에 따른 그라운드 앵커를 시공하는 방법은, 상술한 바와 같이 조립된 그라운드 앵커를 미리 천공된 앵커홀에 삽입하고, 그라우팅 호스를 간격유지재(42), 헤드 커버(20) 및 헤드 캡(30)을 관통하도록 설치하고 그를 이용해 시멘트계 경화물을 주입하면 완료된다. 한편, 그라우팅 호스의 삽입 및 인발이 용이하도록 간격유지재(42), 헤 드 커버(20) 및 헤드 캡(30)에 형성된 호스 삽입공은 동일선상에 위치하도록 형성된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그라운드 앵커를 도시한 일부분해사시도이고, 도 4는 그 결합단면도이다.

도 3, 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그라운드 앵커는, 전술한 실시 예와 달리 철근 조립체(50)를 헤드 실린더(10)의 선단에서 돌출되지 않도록 설치하고 헤드 캡(30)에 나사를 가공하여 두부에 나사가 가공된 지지파이프(70)를 헤드 캡(30)에 나사결합한 것으로 이때, 지지파이프(70)를 결합하기 위한 나사구멍은 그라우팅 호스가 관통하는 호스 삽입공(32)과 다른 위치에 형성시킨다. 전술한 실시 예에서는 철근 조립체(50)가 헤드 실린더(10)의 선단에서 돌출되도록 결합하여 철근 조립체(50)가 철근콘크리트에서의 철근과 같이 시멘트계 경화물을 보강하도록 하여 헤드 실린더로만 구성되는 종래의 앵커 헤드에 비해 앵커 헤드의 길이를 증가시키지 않고 유효하게 앵커체의 길이를 증가시킬 수 있도록 하였다. 그러나 슬라임의 양이나 시공조건에 따라 철근 조립체(50)로 된 경우 관입이 용이하지 않을 수도 있으므로 본 실시 예서는 슬라임 속으로 관입이 용이하도록 지지파이프(70)를 결합한 것이다.

이상에서 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 앵커를 도시한 일부분해사시도이고, 도 2는 그 결합단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그라운드 앵커를 도시한 일부분해사시도이고, 도 4는 그 결합단면도이다.

도 5는 그라운드 앵커의 구성을 보여주는 단면도이다.

Claims (5)

1. 중공 파이프 형상의 헤드 실린더;

   헤드 실린더의 선단에 결합되고 다수개의 인장재 삽입공이 형성된 헤드 커버;

   헤드 커버의 선단에 결합되고 다수개의 수용홈이 형성된 헤드 캡;

   다수개의 인장재 삽입공이 형성된 간격유지재를 수용하는 중공 파이프 형상의 보조 실린더;

   헤드 실린더와 보조 실린더 사이에 배부름부가 형성되도록 절곡된 다수개의 철근들이 각각 일측은 헤드 실린더의 외면에 결합되고 타측은 보조 실린더의 외면에 결합되어 원통형으로 구성된 철근 조립체; 및

   보조 실린더의 간격유지재를 관통하여 헤드 커버와 헤드 캡 사이에 그 선단이 고정되는 다수개의 인장재를 포함하는 그라운드 앵커.
2. 청구항 1에 있어서,

   헤드 실린더에는 다수개의 유입공이 더 형성된 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
3. 청구항 2에 있어서,

   간격유지재, 헤드 커버 및 헤드 캡에는 그라우팅 호스를 삽입하기 위한 호스 삽입공이 각각 형성되어 있고 호스 삽입공은 서로 동일선상에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   철근 조립체는 헤드 실린더의 선단에서 더 돌출되도록 결합되고 돌출된 부분은 선단으로 갈수록 직경이 작아지는 원추형을 이루며 돌출된 부분에는 다수개의 띠철근이 더 결합된 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   헤드 캡에는 지지파이프가 돌출되도록 결합된 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.

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