KR101025915B1 - 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체에 관한 것으로, 천공홀(10)에 삽입하여 그라우팅하는 강연선(110)과, 상기 강연선(110)에 복수개 결합하되 전단과 중간위치에 결합하는 내하체(160)와, 상기 강연선(110)에 복수개 결합하되 내하체(160)의 후측에 결합하여 내부에 그라우팅재를 주입하는 패커(180)와, 상기 패커(180)와 천공홀(10)에 그라우팅재를 주입하는 1,2차그라우팅호스(121,122)와, 상기 복수의 패커(180)를 상호 연통시키는 1차연결호스(131)와, 상기 복수의 내하체(160)가 위치하는 천공홀(10)의 공간을 상호 연통시키는 2차연결호스(132), 및 상기 패커(180) 내부와 내하체(160)가 위치하는 천공홀(10)의 공간을 외부에 각각 연통시키는 1,2차에어호스(141,142)로 구성하므로 연약지반, 매립층, 모래 자갈층, 전석층, 지하수의 흐름이 있는 지층 및 파쇄대층 등 마찰저항력이 작아 일반적인 앵커의 시공으로는 소요 인장력 확보가 어려운 지층에서 앵커 정착부 외부에 일정 간격으로 설치된 팩을 가압 주입 하여 주변지반을 압착시키므로 마찰력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 구조물의 안정화를 도모할 수 있도록 하는 것이다.

Description

다중 압축 분산 가압형 영구앵커체{Multiple compression dispersion pressurization-type permanent anchor assembly}

본 발명은 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체에 관한 것으로, 상세하게는 정착장의 원하는 만큼 간편하게 확장하여 연약지반 등 마찰 저항력이 작아 원하는 인장력의 확보가 어려운 지층에서 주변지반을 용이하게 압착시켜 마찰력을 극대화하므로 구조물의 안전화를 유도할 수 있도록 하는 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체에 관한 것이다.

일반적으로 앵커 공법은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위한 것으로, 강연선과 같은 고강도의 인장재로 연결한 후에 인장재에 높은 긴장력을 도입하여 구조물에 횡방향 또는 연직방향의 구속력 또는 선행 하중(pre stress) 등을 가함으로써 지반에서 발생하는 과도한 응력, 변형, 변위 등으로부터 구조물을 보호 내지 안정화시키는 공법이다.

이러한 앵커 공법에 이용되는 앵커는 그 말뜻과 같이 지반에 박는 못이란 의미로서, 지반과 구조물을 하나의 집합체로 묶는 효과를 발휘하며 일반적으로 강선과 시멘트 그라우트로 구성되어 있다. 앵커는 가설 토류벽의 지보공, 영구 앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강, 지하구조물의 부력앵커, 사면보강 등에 다양하게 사용된다.

앵커는 정착되는 지반의 종류에 따라 암반앵커(Rock anchor) 및 그라운드 앵커(Ground anchor)로 분류되고, 그 설치되는 방향에 따라 타이백(tieback) 및 타이다운(tiedown) 등으로 분류되며, 주입되는 그라우트의 압력에 따라 저압형 앵커 및 고압형 앵커로 분류되며, 앵커체에 긴장력이 가해지는 방식에 따라 인장형 및 압축형으로 분류되고, 앵커에 가해지는 응력분포 방식에 따라 응력집중형 및 응력분산형으로 구분되고, 응력집중형은 앵커의 선단 측에 응력이 집중되도록 하는 방식이고, 응력분산형은 앵커의 정착구간 전체에 걸쳐 분산되도록 한다.

그러나 이러한 종래의 기술은 연약지반, 매립층, 모래 자갈층, 전석층, 지하수의 흐름이 있는 지층 및 파쇄대층 등 일반적으로 주입재의 유실이 예상되거나 지반의 마찰 저항력이 작아 일반적인 앵커의 시공으로는 소요 인장력 확보가 어려운 지층에서의 시공이 어려울 뿐만 아니라 지반의 전단강도가 작아 선단부에 발생되는 응력집중으로 인하여 지반이 먼저 파괴되고 이로 인하여 앵커체가 뽑히게 되어 인장력을 전혀 발휘할 수 없게 되는 등의 문제점이 발생되었다.

따라서 본 발명의 주 목적은 연약지반 등의 마찰저항력이 작아 원하는 인장력 확보가 어려운 지층 등에서 주변지반을 가압 압착하여 마찰력을 증대시킴과 동시에 정착장을 최대로 하여 압력을 분산시킬 수 있도록 하는 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 지반에 형성된 천공홀내 주입되는 그라우트재가 유실되어 마찰력을 기대 할 수 없거나, 지반의 전단강도가 작아 선단부에 발생되는 응력집중으로 인하여 지반이 먼저 파괴될 우려가 높은 지반에 다단으로 가압 주입하여 충분하게 인장력을 확보 할 수 있도록 하는 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체는 천공홀에 삽입하여 그라우팅하는 강연선과, 상기 강연선에 복수개 결합하되 전단과 중간위치 등의 임의위치에 결합하는 내하체와, 상기 강연선에 복수개 결합하되 내하체 위치의 후측에 결합하여 내부에 그라우팅재를 주입하는 패커와, 상기 패커와 천공홀에 그라우팅재를 주입하는 1,2차그라우팅호스와, 상기 복수의 패커를 상호 연통시키는 1차연결호스와, 상기 복수의 내하체가 위치하는 천공홀의 공간을 상호 연통시키는 2차연결호스, 및 상기 패커 내부와 내하체가 위치하는 천공홀의 공간을 외부에 각각 연통시키는 1,2차에어호스로 구성함을 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

삭제

이러한 본 발명의 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체는 1차그라우팅호스를 통해 패커에 그라우팅재를 가압하면서 압주입하므로 패커가 가압 팽창하여 천공홀의 외주연에 강하게 밀착되면서 서서히 경화되고 이로 인하여 주변지반이 가압 압착하여 압밀되므로 인장력 확보가 어려운 연약지반 등의 지층에서도 충분하게 인장력을 얻을 수 있는 것으로써, 강연선을 당겨 충분한 인장력을 확보하여 횡방향 또는 연직방향의 구속력 또는 선행 하중 등을 가함으로써 지반에서 발생하는 과도한 응력, 변형, 변위 등으로부터 구조물을 안정화시키도록 할 뿐만 아니라 2차그라우팅호스를 통해 패커의 가압 팽창으로 형성된 밀폐된 천공홀의 공간에 그라우팅재를 압주입하므로 내하체가 위치하는 공간의 주변지반을 다시 가압 압착하여 압밀시킬 뿐만 아니라 정착장을 최대화하여 정착구간 전체에 걸쳐 응력이 균일하게 분산되도록 하는 것이다.

따라서 본 발명의 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체는 연약지반, 매립층, 모래 자갈층, 전석층, 지하수의 흐름이 있는 지층 및 파쇄대층 등 마찰저항력이 작아 일반적인 앵커의 시공으로는 소요 인장력 확보가 어려운 지층에서 강연선에 설치된 패커에 그라우팅재를 가압주입 하여 주변지반을 압착시키므로 마찰력을 증대시키고 주입재의 유실을 방지하도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 천공홀 삽입상태를 나타낸 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 1차그라우팅 상태를 나타낸 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 1차그라우팅 상태를 상세하게 나타낸 확대 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 인장상태를 나타낸 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 2차그라우팅 상태를 나타낸 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 2차그라우팅 상태를 상세하게 나타낸 확대 단면도.
도 7 은 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 인장 전 내하체 상태를 나타낸 정면도.
도 8 은 본 발명에 따른 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체의 인장 후 내하체 상태를 나타낸 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 8 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체(100)는 천공홀(10)에 삽입하여 그라우팅하는 강연선(110)과, 상기 강연선(110)에 복수개 결합하되 전단과 중간위치 등에 결합하는 내하체(160)와, 상기 강연선(110)에 복수개 결합하되 내하체(160)의 후측에 결합하여 내부에 그라우팅재를 주입하는 패커(180)와, 상기 패커(180)와 천공홀(10)에 그라우팅재를 주입하는 1,2차그라우팅호스(121,122)와, 상기 복수의 패커(180)를 상호 연통시키는 1차연결호스(131)와, 상기 복수의 내하체(160)가 위치하는 천공홀(10)의 공간을 상호 연통시키는 2차연결호스(132), 및 상기 패커(180) 내부와 내하체(160)가 위치하는 천공홀(10)의 공간을 외부에 각각 연통시키는 1,2차에어호스(141,142)로 구성한다.

상기 강연선(110)은 필요에 따라 다양한 대체품으로 사용될 수 있다.

상기 1,2차그라우팅호스(121,122)는 패커(180)의 내부와 천공홀(10)의 소정위치에 전단부를 각각 위치시켜 그라우팅재를 주입할 수 있도록 하되, 1차그라우팅호스(121)는 전단이 천공홀(10)의 가장 안쪽에 위치하는 패커(180)의 내부에 위치되게 하고, 2차그라우팅호스(122)는 전단이 가장 안쪽에 위치하는 패커(180)의 앞측에 위치하여 천공홀(10)의 끝단 부분부터 그라우팅재를 주입할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 1차연결호스(131)는 패커(180)의 내부를 상호 연통시켜 어느 한 개의 패커(180)에 그라우팅재를 주입하면, 순차적으로 복수의 패커(180)에 그라우팅재를 가압하여 주입할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 2차연결호스(132)는 천공홀(10)의 끝단과 가장 안쪽에 위치하는 패커(180)의 후측 천공홀(10) 공간을 상호 연통시켜 그라우팅재를 주입하면, 순차적으로 복수의 패커(180) 전후 공간에 그라우팅재를 가압하여 주입할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 1,2차에어호스(141,142)는 1,2차연결호스(131,132)에 의해 최종적으로 그라우팅재가 주입되는 패커(180)의 내부나 천공홀(10)의 공간에 위치시켜 그라우팅재의 주입이 용이하도록 함이 바람직하다.

상기 내하체(160)는 강연선(110)에 복수개 결합하되 내하체(160)의 좌우에 가이드공(161)을 형성하고 가이드공(161)에 강연선(110)을 압착그립(169)으로 고정시키되 후측에 경사면(162)을 형성한다.

나아가, 내하체(160)의 후측에는 경사면(162)과 대응되는 경사면(166)을 형성한 슬라이드판(165)을 밀착되게 밴딩하여 결합한다.

더불어, 내하체(160)의 경사면(162,166)에는 상호 대응되는 걸림턱(163)과 걸림홈(168), 걸림홈(164)과 걸림턱(167)을 각각 형성한다.

상기 패커(180)는 다양한 재질로 형성할 수 있다.

한편, 앵커체(100)는 스프링(171)에 구비된 방수캡(170), 지압판(150), 정착구(151) 등 통상의 설치물이 함께 설치된다.

이러한 본 발명의 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체는 강연선(110)에 복수의 패커(180)와 내하체(160) 및 각종 호스를 연결하는 앵커체(100) 조립단계와, 상기 조립된 앵커체(100)를 천공홀(10)에 삽입하고 패커(180)의 내부에 그라우팅재를 주입하여 순차적으로 각각의 패커(180)에 가압상태로 1차그라우팅하는 정착장 확장단계와, 상기 정착장 확장단계에서 패커(180)에 충진된 그라우팅재가 경화되면 강연선(110)을 당겨 인장하는 인장단계와, 상기 인장단계에서 패커(180)의 가압팽창으로 형성되는 밀폐공간에 그라우팅재를 주입하여 순차적으로 각각의 공간을 가압하여 2차그라우팅하는 완료단계를 포함하여 구성한다.

삭제

이러한 본 발명은 강연선(110)의 전단과 중간 등의 적정위치에 복수의 내하체(160)를 결합하고 내하체(160)의 후측으로 패커(180)를 각각 결합한다.

여기서 가장 안쪽에 위치하는 패커(180)의 내부와 강연선(110)의 전단부에는 그라우팅재를 주입하는 1,2차그라우팅호스(121,122)를 각각 결합하여 패커(180) 또는 천공홀(10)의 끝단부에 선택적으로 그라우팅재를 주입할 수 있도록 한다.

나아가, 강연선(110)에는 각각의 패커(180)와 패커(180)의 전 후측 공간을 연통시키는 1,2차연결호스(131,132)를 각각 밴딩하여 결합하므로 가장 안쪽에 위치하는 패커(180)에 그라우팅재가 주입되면 순차적으로 모든 패커(180)에 그라우팅재가 주입되도록 한다.

더불어, 강연선(110)에는 가장 바깥측 패커(180) 내부와 가장 바깥측 패커(180)의 안쪽 천공홀(10)공간에 위치하여 외부와 연통시키는 1,2차에어호스(141,142)를 각각 밴딩하여 결합하므로 주입되는 그라우팅재가 원활하게 주입될 수 있도록 유도한다.

더욱이, 1차그라우팅호스(121)를 통해 패커(180)에 그라우팅재를 압주입하면, 주입된 그라우팅재가 패커(180)와 패커(180)를 연통시킨 연결호스(131)를 통하여 순차적으로 복수의 패커(180)에 순차적으로 압주입된다.

특히 이러한 본 발명은 패커(180)를 가압하면서 압주입하므로 패커(180)는 가압 팽창하여 천공홀(10)의 외주연에 강하게 밀착되면서 서서히 경화되고 이로 인하여 주변지반을 가압 압착하여 압밀시키므로 인장력 확보가 어려운 지층에서도 충분하게 인장력을 얻을 수 있도록 한다.

또한 복수의 패커(180)에 의하여 지지되는 강연선(110)을 당기면 강연선(110)에 결합된 내하체(160)가 함께 연동하여 후진하게 되고 이로 인하여 슬라이드판(165)은 패커(180)에 걸리게 되므로 경사면(162,166)에 의해 내하체(160)가 상하로 벌어져 확장되어 천공홀(10)에 견고하게 고정되므로, 횡방향 또는 연직방향의 구속력 또는 선행 하중 등을 가함으로써 지반에서 발생하는 과도한 응력, 변형, 변위 등으로부터 구조물 등을 안정화 시키도록 한다.

이러한 상태에서 2차그라우팅호스(122)를 통해 패커(180)의 가압 팽창으로 형성된 천공홀(10)의 밀폐공간에 그라우팅재를 압주입하면, 압주입된 그라우팅재가 내하체(160)가 위치하는 공간과 공간을 연통시킨 연결호스(132)를 통하여 순차적으로 압주입된다.

따라서 이러한 본 발명은 그라우팅재를 압주입하므로 내하체(160)가 위치하는 공간의 주변지반을 다시 가압 압착하여 압밀시킬 뿐만 아니라 정착장의 최대로 하여 강연선(110) 정착구간 전체에 걸쳐 응력이 균일하게 분산되도록 하는 것이다.

한편, 2차그라우팅 후에도 필요에 따라 강연선(110)을 추가로 인장할 수도 있다.

10 : 천공홀 100 : 앵커체
110 : 강연선 121 : 1차그라우팅호스
122 : 2차그라우팅호스 131 : 1차연결호스
132 : 2차연결호스 141 : 1차에어호스
142 : 2차에어호스 150 : 지압판
151 : 정착구 160 : 내하체
161 : 가이드공 162 : 경사면
163 : 걸림턱 164 : 걸림홈
165 : 슬라이드판 166 : 경사면
167 : 걸림턱 168 : 걸림홈
169 : 압착그립 170 : 방수캡
171 : 스프링 180 : 패커

Claims (5)

1. 천공홀(10)에 삽입하여 그라우팅하는 강연선(110)과,
   상기 강연선(110)에 복수개 결합하되 좌우에 가이드공(161)을 형성하여 가이드공(161)에 강연선(110)을 압착그립(169)으로 고정시키고 후측에 경사면(162)을 형성하며, 상기 후측 경사면(162)에 대응되는 경사면(166)을 형성한 슬라이드판(165)을 구비하여 경사면(162,166)이 상호 밀착되게 결합하되, 상기 경사면(162,166)에는 상호 대응되는 걸림턱(163,167)과 걸림홈(168,164)을 각각 형성한 내하체(160)와,
   상기 강연선(110)에 복수개 결합하되 내하체(160)의 후측에 결합하여 내부에 그라우팅재를 압주입하는 패커(180)와,
   상기 패커(180)와 천공홀(10) 각각에 전단부를 위치시키되, 1차그라우팅호스(121)의 전단부는 천공홀(10)의 가장 안쪽에 위치하는 패커(180)의 내부에 위치시키고, 2차그라우팅호스(122)의 전단부는 천공홀(10)의 내부 가장 안쪽 단에 위치시키는 1,2차그라우팅호스(121,122)와,
   상기 복수의 패커(180)를 상호 연통시켜 그라우팅재를 가이드하는 1차연결호스(131)와,
   상기 복수의 내하체(160)가 위치하는 천공홀(10)의 복수 공간을 상호 연통시켜 그라우팅재를 가이드하는 2차연결호스(132), 및
   상기 1,2차연결호스(131,132)에 의해 최종적으로 그라우팅재가 주입되는 패커(180)의 내부나 천공홀(10)의 공간에 위치시켜 그라우팅재를 가이드하는 1,2차에어호스(141,142)로 구성한 것을 특징으로 하는 다중 압축 분산 가압형 영구앵커체.
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