KR101041362B1

KR101041362B1 - 사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 사면안정공법

Info

Publication number: KR101041362B1
Application number: KR1020100064057A
Authority: KR
Inventors: 장성호; 정기창
Original assignee: (주)유니트엔지니어링; 정기창; 장성호
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2011-06-15

Abstract

본 발명은 사면에 형성된 천공 홀에 삽입되어 앵커 몸체상에 스프링의 탄성력에 의해서 천공 홀 내벽에 기계적 지압력을 부여하는 제1 고정구를 구비하고, 상기 제1 고정구는 복수의 정착 쐐기의 타측을 에워싸도록 탄성 밴드가 끼워지며, 상기 탄성 밴드는 정착 쐐기의 타측을 통해서 탄성 수단의 판 스프링을 가압하여 정착쐐기가 앵커 몸체로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 천공 홀의 내부에 삽입된 후에 절단 기구를 통해서 탄성 밴드가 절단되어 상기 정착 쐐기가 앵커 몸체의 직경방향으로 확장됨으로써 상기 탄성 수단에 의해서 천공 홀의 내벽으로 삽입 고정되며, 상기 제1 고정구에 의한 기계적 지압력의 부여 후에, PC 강연선의 긴장을 통해서 천공 홀의 내벽으로 확장되어 고정되는 복수의 정착날개를 구비한 제2 고정구를 구비하고, PC 강연선을 긴장시켜 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정시킨 후에 그라우트재를 충진하여 지반 사면을 보강시키는 사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 사면안정공법을 제공한다.

Description

사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 사면안정공법{EARTH ANCHOR FOR REINFORCING AND STABILIZING SLOPES AND THE GROUND STABILIZATION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 토목, 건축 현장의 토사 또는 암석 등으로 구성되는 지면, 경사면 또는 지하굴착 시 형성되는 경사면의 안정화에 이용되는 사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 사면안정공법에 관한 것으로, 보다 상세히는 천공 홀의 내부에서 그 직경이 확장되는 정착쐐기와 정착체를 이용하여 천공 홀의 내벽에 기계식 지압력을 부여하고, PC 강연선을 긴장 및 정착시킴으로써 콘크리트 양생 시간을 줄일 수 있고, 마찰저항력이 아닌 기계식 지압력을 이용하므로써 보다 확실하게 PC 강연선의 안정적인 긴장 및 정착이 가능하고, 전체 앵커체의 길이를 줄일 수 있는 사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 사면안정공법에 관한 것이다.

일반적으로 건축현장에서의 지하굴착이나, 토목현장에서의 도로 신설 및 확장, 교량 및 터널시공을 위한 산지 절개시공이 이루어지게 되는데, 이때 절개지에 형성되는 경사면 또는 굴착면의 붕괴, 낙석방지 등을 위하여 종래에 사용되는 공법으로써 어스 앙카(Earth Anchor), 락 앙카(Rock Anchor), 법면녹화(Seed Spray) 등의 방법이 이용된다.

이와 같이 앙카를 설치하기 위해서는 통상 그라우팅작업이 수반되는데 이러한 그라우팅작업을 위한 팩커를 이용하는 경우, 그 시공공정이 복잡할 뿐만 아니라, 사용되는 재료도 콘크리트, 철재 와이어로프 등을 주 재료로 하기 때문에 중량이 커서 작업이 용이하지 않고, 부식에 취약하여 평지뿐만 아니라 험준한 산악지역의 경우, 운반 및 설치에 있어 작업성이 매우 떨어지며, 품질관리가 어렵다는 문제점이 지적되었다.

또한 앵커는 통상 강관, 이형철근 또는 강연선등이 이용되는데 부식의 우려가 크다는 문제점 때문에 사면의 안정에는 유리할지 모르나 사후 품질유지 및 관리에 있어 비효율적이라는 문제점이 지적되어 왔다.

이에 앵커의 부식방지 및 그라우팅의 효율적인 충진을 위하여 앵커체를 FRP 재질의 중공이 형성된 주입관으로 제작하고, 상기 주입관 내부로 그라우팅재를 압입할 수 있는 주입호스 및 팩커를 이용하여 앵커체의 선단으로부터 다단계로 사면 등에 형성된 천공구멍을 그라우팅함으로써, 차수 및 지반보강을 할 수 있는 유리섬유보강 플라스틱 주입관을 이용한 다단 그라우팅 장치 및 공법(특허출원 제 10-1999-029882호)이 소개되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 상기 앵커체의 부식발생이 거의 없고, 가공이 용이하고 경량으로써 시공 작업이 용이하며 천공된 구멍의 선단부위의 지반에 차수 등을 위한 그라우팅수단으로써 효율적일 수 있다는 장점은 있으나, 그라우팅과 주입관의 부착강도를 단지 표면의 거친 정도로만 담보할 수 있기 때문에 절개지 사면 등에 있어 낙석방지, 사면의 붕괴 시, 앵커체의 인발 가능성이 매우 높은 현장여건에서는 적합하지 않다는 문제점이 있다.

나아가, 지면 안정방법으로서 앵커체의 두부를 서로 격자형으로 연결와이어를 이용하여 연결시키기 위하여 지압판, 상기 지압판 위에 앵커체가 수직으로 관통되고 수평으로 연결와이어가 관통되도록 가이드구멍이 형성된 정착구, 사면보호망 및 상기 정착구 상부에 앵커체를 압착시키기 위하여 라이너스크류 및 너트를 이용하여 앵커체를 서로 결속시키는 있는 연결 와이어를 이용한 사면보강장치 및 방법(특허출원 제 10-200-010333호)이 소개되어 있다.

그렇지만, 상기 사면에 노출되는 라이너스크류, 너트 및 정착구는 외기에 노출되어 부식의 염려가 있고, 특히 FRP 앵커체의 두부에 적용될 수 있는 라이너스크류를 이형철근과 같은 앵커체에 이용되는 라이너스크류와 동일하게 하는 경우, 앵커체의 지반에의 고정이 충분치 못하다는 문제점이 지적되었다.

또한 종래의 사면 안정방법에서는 통상 천공 홀의 선단 내부에 앵커체 삽입 후, 그라우트 재료로 사용되는 시멘트 밀크를 충진시켜 양생시키고, 앵커체 선단부를 천공 홀 내부에 고정시키는데, 이와 같은 방식은 일종의 구근형성방법이라 할 수 있다.

이에 천공 홀 내부에서 시멘트 밀크의 구근이 양생되려면 시간이 오래 걸리고, 이는 천공 홀 내벽면과의 마찰저항력을 이용하는 것이므로 PC 강연선의 긴장작업시, 앵커 고정 효과가 크지 않는 문제점을 갖는다.

또한 이와 같은 종래의 기술은 천공 홀의 내부에 그라우트 재료인 시멘트 밀크를 충진하고, 양생 처리부에 앵커체 선단부의 고정작업을 실행하여야 하므로, 장시간에 걸친 콘크리트 양생 시간이 필요하고, 결과적으로 공기가 길어지는 공정 관리상의 문제점이 있었다.

그리고 PC 강연선의 정착시에, 천공 홀의 내면과 그라우트의 외면과의 마찰을 이용하여 PC 강연선의 정착에 필요한 지지력을 얻게 되므로, 정착장이 최소 3m 이상으로 길게 필요한 문제점이 있었다.

또한 이와 같은 종래의 지면 안정방법은 천공 홀의 내부에서 지하수가 발생하는 경우, 추가적인 그라우트의 주입 이외에는 별다른 PC 강연선의 정착에 필요한 지지력을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 천공 홀의 내벽에 기계식 지압력을 부여하고, PC 강연선을 긴장 및 정착시키며, 그라우트재의 주입 후, 양생이 이루어지기 전에 즉시 PC 강연선을 긴장시키거나, 또는 PC 강연선의 긴장 후에 그라우트재를 주입할 수 있음으로써 PC 강연선의 긴장에 필요한 콘크리트 양생 시간을 크게 줄일 수 있고, 전체적인 공기 단축을 이룰 수 있는 사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 지면안정공법을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 그라우트재와 천공 홀 간의 마찰저항력이 아닌 기계식 지압력을 이용하므로써 보다 확실하게 PC 강연선의 안정적인 긴장 및 정착이 가능하며, 정착장의 길이를 짧게 구현시키는 것이 가능하여 전체 앵커체의 길이를 줄일 수 있고, 천공 홀의 내부에서 지하수가 발생하는 경우에도, 안정적인 PC 강연선의 긴장력을 확보할 수 있는 사면보강을 위한 영구 앵커체 및 이를 이용한 지면안정공법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 사면에 형성된 천공 홀에 삽입되어 앵커 몸체상에 스프링의 탄성력에 의해서 천공 홀 내벽에 기계적 지압력을 부여하는 제1 고정구를 구비하고, 상기 제1 고정구는 복수의 정착 쐐기의 타측을 에워싸도록 탄성 밴드가 끼워지며, 상기 탄성 밴드는 정착 쐐기의 타측을 통해서 탄성 수단의 판 스프링을 가압하여 정착쐐기가 앵커 몸체로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 천공 홀의 내부에 삽입된 후에 절단 기구를 통해서 탄성 밴드가 절단되어 상기 정착 쐐기가 앵커 몸체의 직경방향으로 확장됨으로써 상기 탄성 수단에 의해서 천공 홀의 내벽으로 삽입 고정되며, 상기 제1 고정구에 의한 기계적 지압력의 부여 후에, PC 강연선의 긴장을 통해서 천공 홀의 내벽으로 확장되어 고정되는 복수의 정착날개를 구비한 제2 고정구를 구비하고, PC 강연선을 긴장시켜 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정시킨 후에 그라우트재를 충진하여 지반 사면을 보강시키는 사면보강을 위한 영구 앵커체를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제1 고정구는 앵커 몸체의 상부측에서 서로 대향하도록 한 쌍의 고정 볼트를 양측에 장착하고, 상기 한 쌍의 고정 볼트에는 각각 원호상의 긴 구멍이 끼워져서 슬라이딩이 가능하도록 정착 쐐기를 각각 장착하며, 상기 정착 쐐기의 일측에는 각각 판 스프링을 포함하는 탄성 수단을 구비하여 상기 정착 쐐기의 타측이 천공 홀의 내벽으로 스프링의 작용력에 의해서 가압되어 삽입 고정됨으로써 앵커 몸체를 천공 홀의 내벽에 고정시키는 사면보강을 위한 영구 앵커체를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 앵커 몸체는 PC 강연선이 내부에 끼워지는 제1 원통부를 구비하고, 상기 제1 원통부의 외측에서 슬라이딩이 가능하도록 2중으로 중첩 끼워지며, 그 내부에 PC 강연선이 통과하는 제2 원통부를 구비하고, 상기 제1 원통부의 외면 중간에는 하부로부터 상부로 향할수록 외경이 확대되는 원추형 경사면이 일체로 형성되고, 상기 제2 원통부의 외면에는 호형 단면의 복수의 정착날개를 구비하여 제2 고정구를 형성하며, 상기 제2 고정구는 PC 강연선의 긴장시 제2 원통부의 외면에 형성된 복수의 정착날개들의 외경이 확장되어 천공 홀의 내주면에 삽입 고정되는 사면보강을 위한 영구 앵커체를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 고정구는 제2 원통부의 하단에 직경이 확대된 단턱을 형성하여 상기 각각의 정착날개들의 일단이 지지되고, 제2 원통부를 에워싸도록 정착날개들이 배치되며, 상기 정착날개들을 제2 원통부에 밀착시키는 띠형 밴드들이 정착날개의 외면을 에워싸도록 고정된 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 천공 홀의 내부에서 PC 강연선의 긴장시, 제2 원통부가 제1 원통부의 외측에서 제1 원통부를 따라서 동축(同軸)으로 이동하면서 제2 원통부 외측의 복수의 정착날개들이 제1 원통부의 원추형 경사면을 따라서 상승하고, 외경이 확장되어 상기 띠형 밴드들이 파손되며, 정착날개의 확장 단부가 천공 홀의 내주면에 삽입 고정되는 사면보강을 위한 영구 앵커체를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 원통부는 직경이 확대된 단턱의 일측으로 PC 강연선의 일단이 고정되는 하부 정착헤드가 밀착되고, 상기 하부 정착헤드와 그 일측의 웨지 고정판을 에워싸도록 하부 보호 캡이 씌워지며, 상기 PC 강연선의 타단은 천공 홀의 외측에서 긴장 후에 지압판과 상부 정착헤드에 의해서 고정되며, 상기 상부 정착헤드를 에워싸도록 상부 보호 캡이 씌워지는 사면보강을 위한 영구 앵커체를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지반에 일정한 구경의 천공 홀을 형성하고; 상기 천공 홀에는 사면보강용 영구 앵커체를 삽입하되, 상기 사면보강용 영구 앵커체는 사면에 형성된 천공 홀에 삽입되어 앵커 몸체상에 스프링의 탄성력에 의해서 천공 홀 내벽에 기계적 지압력을 부여하는 제1 고정구를 구비하고, 상기 제1 고정구는 복수의 정착 쐐기의 타측을 에워싸도록 탄성 밴드가 끼워지며, 상기 탄성 밴드는 정착 쐐기의 타측을 통해서 탄성 수단의 판 스프링을 가압하여 정착쐐기가 앵커 몸체로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 상기 제1 고정구에 의한 기계적 지압력의 부여 후에, PC 강연선의 긴장을 통해서 천공 홀의 내벽으로 확장되어 고정되는 복수의 정착날개를 구비한 제2 고정구를 구비하며, 상기 제2 고정구는 제2 원통부의 하단에 직경이 확대된 단턱을 형성하여 각각의 정착날개들의 일단이 지지되고, 제2 원통부를 에워싸도록 정착날개들이 배치되며, 상기 정착날개들을 제2 원통부에 밀착시키는 띠형 밴드들이 정착날개의 외면을 에워싸도록 고정된 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고; 상기 천공 홀의 내부에서 제1 고정구의 정착쐐기를 확장시켜서 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정하고; PC 강연선을 긴장시켜서 제2 고정구의 정착 날개들을 천공 홀의 내부에 고정시키며; 상기 천공 홀의 내부에 그라우트재를 충진하여 경화시키는 단계들을 포함하여 지반 사면을 강화시키는 지면안정공법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 그라우트재는 사면보강용 영구 앵커체를 천공 홀에 삽입한 후에, 천공 홀의 내부에 1차 충진시키고, 1차 그라우트재의 양생 이전에 제1 고정구의 정착쐐기를 확장시켜서 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정하며, 제1 고정구의 고정 이후에 PC 강연선을 긴장시켜서 제2 고정구의 정착 날개들을 천공 홀의 내부에 고정시키고, 제2 고정구의 고정작업 후에 상기 천공 홀의 내부에 그라우트재를 2차 충진하여 경화시킴으로써 상기 그라우트재는 천공 홀 내부를 채워 천공 홀이 붕괴되는 것을 방지하도록 구성된 지면안정공법을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 고정구는 제1 고정구의 정착 쐐기들이 천공 홀에 고정된 후에, 상기 PC 강연선의 긴장시, 제2 원통부가 제1 원통부의 외측에서 제1 원통부를 따라서 동축(同軸)으로 이동하면서 제2 원통부 외측의 복수의 정착날개들이 제1 원통부의 원추형 경사면을 따라서 상승하고, 외경이 확장되어 상기 띠형 밴드들이 파손되며, 정착날개의 확장 단부가 천공 홀의 내주면으로 삽입 고정되는 지면안정공법을 제공한다.

본 발명에 의하면 앵커 몸체에 구비된 제1 고정구 및 제2 고정구를 이용하여 천공 홀의 내벽에 기계식 지압력을 부여하고, PC 강연선을 긴장 및 정착시키며, 그라우트재의 주입 후, 양생전에 즉시 PC 강연선을 긴장시키거나, 또는 PC 강연선의 긴장 후에 그라우트재를 주입할 수 있음으로써 종래에 보통 5 내지 7일 정도 소요되던 콘크리트 양생 시간을 1일 이내로 크게 줄일 수 있게 되어 전체적인 공기 단축을 크게 이룰 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면 스프링 작용력으로 천공 홀의 내벽에 고정되는 정착 쐐기들과, PC 강연선의 긴장에 의해서 천공 홀의 내벽에 고정되는 정착 날개들을 구비하여 그라우트재와 천공 홀 간의 마찰저항력이 아닌 기계식 지압력을 이용하므로써 보다 확실하게 PC 강연선의 안정적인 긴장 및 정착이 가능하며, 그에 따라서 정착장의 길이를 종래의 일반적인 3m 길이에서 대략 1m 내외로 짧게 구현시키는 것이 가능하여 전체 앵커체의 길이를 크게 줄일 수 있고, 천공 홀의 내부에서 지하수가 발생하는 경우에도, 안정적인 PC 강연선의 긴장력을 확보할 수 있어서 안정적으로 사면을 보강시킬 수 있는 우수한 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영구 앵커체를 전체적으로 도시한 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 영구 앵커체에 구비된 제1 고정구를 전체적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 영구 앵커체에 구비된 제2 고정구를 도시한 절단 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 영구 앵커체를 전체적으로 도시한 측면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 영구 앵커체에 구비된 제2 고정구를 도시한 도 3a의 A-A선 절단 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 지면안정공법을 도시한 것으로서, 천공 홀의 내부에 본 발명의 영구 앵커체가 삽입된 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 B-B선, C-C선 절단 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 영구 앵커체에 구비된 제1 고정구의 작동 설명도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 영구 앵커체에 구비된 제2 고정구의 작동 설명도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 영구 앵커체(100)는 토목, 건축 현장의 토사 또는 암석 등으로 구성되는 지면, 경사면 또는 지하굴착 시 형성되는 경사면의 안정화를 위하여 천공 홀(105)을 시공하고, 그 내부에 삽입되어 PC 강연선(110)을 이용하여 긴장력이 부여된 다음, 그라우트 충진되어 사면을 보강하게 된다.

본 발명에 따른 영구 앵커체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 사면에 형성된 천공 홀(105)에 삽입되는 앵커 몸체(120)상에는 스프링의 탄성력에 의해서 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 기계적 지압력을 부여하는 제1 고정구(130)와, PC 강연선(110)의 긴장을 통해서 천공 홀(105)의 내벽(105a)으로 확장되어 고정되는 복수의 정착날개(152)를 구비한 제2 고정구(150)를 구비한다.

이와 같은 제1 고정구(130)는 도 2a에 상세히 도시된 바와 같이, 천공 홀(105)의 내부로 삽입되는 앵커 몸체(120)의 상부측에서 서로 대향하도록 한 쌍의 고정 볼트(132a)(132b)를 양측에 장착하고 있다.

이와 같은 한 쌍의 고정 볼트(132a)(132b)에는 각각 원호상의 긴 구멍(134)이 끼워져서 슬라이딩이 가능하도록 정착 쐐기(136)를 각각 장착하고 있으며, 이와 같은 각각의 정착 쐐기(136)의 일측에는 판 스프링(140a)을 포함하는 탄성 수단(140)이 연결되어 있다. 이와 같은 판 스프링(140a)의 탄성 수단(140)은 그 일측이 앵커 몸체(120)의 일측 돌기(142)에 고정되고, 타측은 상기 정착 쐐기(136)의 일측에 끼워져서 용접등으로 일체로 고정된다.

이와 같은 구조의 제1 고정구(130)는 정착 쐐기(136)의 긴 구멍(134)이 호형으로 형성되고, 상기 긴 구멍(134)에 한 쌍의 고정 볼트(132a)(132b)들이 끼워져서 안내되기 때문에, 이는 도 5a에 관련하여 이후에 설명되는 바와 같이, 상기 정착 쐐기(136)의 타측이 천공 홀(105)의 내벽(105a)으로 스프링의 작용력에 의해서 가압되어 삽입 고정됨으로써 앵커 몸체(120)를 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 고정시키게 된다.

그리고 본 발명에 따른 영구 앵커체(100)는 PC 강연선(110)을 긴장시켜 앵커 몸체(120)를 천공 홀(105)의 내부에 고정시키는 제2 고정구(150)를 구비한다.

이와 같은 제2 고정구(150)는 도 2b에 단면으로 도시된 바와 같이, 상기 앵커 몸체(120)의 외면에서 확장하는 정착날개(152)를 구비한 것으로서, 상기 제2 고정구(150)가 장착되는 앵커 몸체(120)는 PC 강연선(110)이 내부에 끼워지는 제1 원통부(154)를 구비하고, 상기 제1 원통부(154)의 외측에서 슬라이딩이 가능하도록 2중으로 중첩 끼워지며, 그 내부에 PC 강연선(110)이 통과하는 제2 원통부(160)를 구비한다.

또한 상기 제1 원통부(154)의 외면 중간에는 하부로부터 상부로 향할수록 외경이 확대되는 원추형 경사면(156)이 일체로 형성되고, 상기 제2 원통부(160)의 외면에는 호형 단면의 복수의 정착날개(152)가 도 3b에 도시된 바와 같이, 이를 에워싸도록 끼워지는 구조로 이루어진다.

이와 같은 제2 고정구(150)는 제2 원통부(160)의 하단에 직경이 확대된 단턱(162)을 형성하여 상기 각각의 정착날개(152)들의 일단(152a)이 지지되고, 제2 원통부(160)를 에워싸도록 정착날개(152)들이 배치되며, 상기 정착날개(152)들의 타단(152b), 즉 선단은 제1 원통부(154)의 원추형 경사면(156)에 접촉하는 상태로 배치된다.

따라서 천공 홀(105)의 내부에서 PC 강연선(110)의 긴장시, 제2 원통부(160)가 제1 원통부(154)의 외측에서 제1 원통부(154)를 따라서 동축(同軸)으로 이동하면, 이후에 도 5b에 관련하여 설명되는 바와 같이, 제2 원통부(160) 외측의 복수의 정착날개(152)들이 제1 원통부(154)의 원추형 경사면(156)을 따라서 상승하고, 외경이 확장되어 정착날개(152)의 확장 단부, 즉 타단(152b)이 천공 홀(105)의 내주면으로 파고들어가서 고정되는 구조이다.

이와 같은 제1 고정구(130)와 제2 고정구(150)를 구비한 본 발명에 따른 영구 앵커체(100)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 제2 원통부(160)의 직경이 확대된 단턱(162)의 일측으로 PC 강연선(110)의 일단이 통상적인 웨지(172)를 이용하여 고정되는 하부 정착헤드(170)가 밀착되고, 상기 하부 정착헤드(170)와 그 일측의 웨지 고정판(174)을 에워싸도록 하부 보호 캡(176)이 씌워지며, 상기 PC 강연선(110)의 타단은 천공 홀(105)의 외측에 배치되는 지압판(180)과 상부 정착헤드(182)의 웨지(184)에 의해서 고정되며, 상기 상부 정착헤드(182)를 에워싸도록 상부 보호 캡(186)이 씌워져서 고정된다.

상기와 같이 천공 홀(105)의 내부에서 하부 정착헤드(170)와 상부 정착헤드(182) 사이에서 긴장 고정되는 PC 강연선(110)은 바람직하게는 폴리에틸렌 스트랜드로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 영구 앵커체(100)를 이용하여 지반의 사면을 보강하는 본 발명의 지면안정공법(200)에 대해서 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 지면안정공법(200)은 보강하고자 하는 지반에 일정한 구경의 천공 홀(105)을 형성하고, 이와 같은 천공 홀(105)의 내부에 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사면보강용 영구 앵커체(100)를 삽입한다.

이와 같이 천공 홀(105)로 삽입되는 본 발명의 사면 보강용 앵구 앵커체(100)는 PC 강연선(110)의 선단이 제2 원통부(160)의 직경이 확대된 단턱(162)의 일측으로 배치된 하부 정착헤드(170)에 웨지(172)를 통하여 고정되고, 상기 하부 정착헤드(170)는 그 일측에 웨지 고정판(174)이 배치되며, 이를 에워싸도록 하부 보호 캡(176)이 씌워진 상태이다.

또한 제1 고정구(130)의 정착 쐐기(136) 둘레에는 탄성 밴드(190)가 끼워지고, 이와 같은 탄성 밴드(190)는 예를 들면 고무 밴드와 같은 것으로서, 이는 도 5a의 좌측에 도시된 바와 같이, 정착 쐐기(136)의 타측에 장착되며,이를 통해서 탄성 수단(140)의 판 스프링(140a)을 가압하여 정착 쐐기(136)가 앵커 몸체(120)로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀(105)의 내부로 절단기구(194)와 함께 삽입된다.

이와 같은 절단기구(194)는 도 5a에 도시된 바와 같이, "ㄱ"형의 커터날(196a)을 구비한 것으로서, 그 일측에 와이어(196b)가 연결되어 천공 홀(105)의 외부로 연장되는 구조로 이루어지는 것이다. 즉 상기 제1 고정구(130)는 상기 정착 쐐기(136)의 타측을 에워싸도록 탄성 밴드(190)가 끼워져서 정착 쐐기(136)가 앵커 몸체(120)로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀(105)의 내부로 절단기구(194)와 함께 삽입된다.

또한 이와 같은 제1 고정구(130)와 함께 천공 홀(105)의 내부로 삽입되는 제2 고정구(150)는 제2 원통부(160)를 에워싸도록 배치된 정착날개(152)들의 둘레에 띠형 밴드(210)들이 정착날개(152)의 외면을 에워싸도록 고정된 상태에서 천공 홀(105)의 내부로 삽입된다.

이때, 상기 제2 고정구(150)는 띠형 밴드(210)에 의해서 외면이 에워싸인 정착날개(152)의 외경이 확장된 상태가 아니기 때문에, 천공 홀(105)의 내부에 쉽게 진입하게 된다.

그리고 이와 같이 제1 고정구(130)와 제2 고정구(150)가 천공 홀(105)의 내부에 삽입되면, 절단기구(194)를 통해서 탄성 밴드(190)를 절단시킴으로써 상기 제1 고정구(130)를 통해 앵커 몸체(120)를 천공 홀(105)의 내부에 고정하게 된다. 상기 절단기구(194)의 와이어(196b)는, 예를 들면 피아노 선과 같은 것으로서, 와이어(196b)를 당기게 되면 "ㄱ"형의 커터날(196a)이 상승하면서 상기 탄성 밴드(190)를 절단시키게 되고, 이와 같이 정착 쐐기(136)를 해제시키면 상기 정착 쐐기(136)가 판 스프링(140a)의 탄성 수단(140)에 의해서 앵커 몸체(120)의 직경방향으로 확장되어 천공 홀(105)의 내벽(105a)으로 견고히 삽입 고정된다.

또한 이와 같이 제1 고정구(130)의 정착 쐐기(136)들이 천공 홀(105)에 고정되면, 상기 PC 강연선(110)의 긴장이 이루어질 수 있게 된다.

즉 천공 홀(105)의 외측에서 유압기구(미 도시)를 이용하여 PC 강연선(110)을 긴장시키면, 앵커 몸체(120)의 제1 원통부(154)가 제1 고정구(130)에 의해서 천공 홀(105)의 내부에 위치고정되기 때문에, 앵커 몸체(120)의 제2 원통부(160)가 제1 원통부(154)의 외측에서 제1 원통부(154)를 따라서 동축(同軸)으로 상승 이동하게 되고, 제2 원통부(160) 외측의 복수의 정착날개(152)들이 제1 원통부(154)의 원추형 경사면(156)을 따라서 상승하게 된다.

따라서, 정착날개(152)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 원통부(160)의 직경이 확대된 단턱(162)에 그 일단(152a)이 지지된 상태이므로, PC 강연선(110)을 긴장시키게 되면, 하부 정착헤드(170)가 제2 원통부(160)를 상승시키면서 정착날개(152)가 상승되도록 하여 정착날개(152)들이 제1 원통부(154)의 원추형 경사면(156)에 의해 그 외경이 확장되고, 정착날개(152)를 에워싸는 띠형 밴드(210)들이 파손되면서 정착날개(152)의 확장 단부, 즉 타단(152b)이 천공 홀(105)의 내주면으로 삽입 고정된다.

이와 같이 상기 앵커 몸체(120)는 제1 고정구(130) 및 제2 고정구(150)에 의해서 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 기계적 지압력을 이용하여 안정적으로 고정되기 때문에, PC 강연선(110)의 긴장 과정이 안정적으로 이루어지게 된다.

즉 스프링 작용력으로 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 고정되는 제1 고정구(130)의 정착 쐐기(136)들과, 제2 고정구(150)의 정착날개(152)들은 PC 강연선(110)의 긴장 시, 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 더욱 견고히 박히게 됨으로써 종래에 비하여 현저히 강한 강도의 기계식 지압력을 발휘하게 되어 보다 확실하게 PC 강연선(110)의 안정적인 긴장 및 정착이 가능하게 된다.

그에 따라서 본 발명은 정착장의 길이를 종래의 일반적인 3m 길이에서 대략 1m 내외로 짧게 구현시키는 것이 가능하여 전체 앵커체(100)의 길이를 크게 줄일 수 있고, 천공 홀(105)의 내부에서 지하수가 발생하는 경우에도, 안정적인 PC 강연선(110)의 긴장력을 확보할 수 있어서 별도의 보강 수단을 채택할 필요가 없게 된다.

그리고 이와 같이 PC 강연선(110)의 긴장이 이루어진 다음에는 상기 천공 홀(105)의 내부에 그라우트재(G)를 충진하여 경화시키게 된다.

한편, 이와는 다르게 본 발명은 상기 그라우트재(G)가 사면보강용 영구 앵커체(100)를 천공 홀(105)에 삽입한 후에, 천공 홀(105)의 내부에 1차 충진시키고, 1차 그라우트재(G)의 양생 이전에 제1 고정구(130)의 정착 쐐기(136)를 확장시켜서 앵커 몸체(120)를 천공 홀(105)의 내부에 고정하며, 제1 고정구(130)의 고정 이후에 PC 강연선(110)을 긴장시켜서 제2 고정구(150)의 정착날개(152)들을 천공 홀(105)의 내부에 고정시킬수 있다.

그리고 이와 같은 제2 고정구(150)의 고정작업 후에 상기 천공 홀(105)의 내부에 그라우트재(G)를 2차 충진하여 경화시키는 과정으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 천공 홀(105)에 충전되는 그라우트재(G)는 천공 홀(105)의 내부를 채워 천공 홀(105)이 붕괴되는 것을 방지하도록 기능하는 것으로서, 종래의 방식, 즉 천공 홀(105)의 내부에 그라우트재(G)를 충진 및 양생시켜 앵커체(100)의 선단부를 천공 홀(105) 내부에서 고정시키고 PC 강연선을 긴장시키는 방식, 즉 그라우트재(G)가 일종의 구근형성기능을 하도록 하는 것과는 확연하게 다른 것이다.

종래의 방식에서와 같이 그라우트재(G)가 양생되어 구근이 생성되려면 시간이 오래걸리고, 이는 천공 홀(105)과의 사이에서 마찰저항력을 이용하는 것이므로 그 효과가 크지 않다. 그러나 본 발명은 제1 고정구(130)의 정착 쐐기(136)와 제2 고정구(150)의 정착날개(152)를 이용하여 기계식 지압력을 발휘하고, 이를 이용하여 PC 강연선(110)을 긴장 및 정착시키기 때문에 보다 확실하게 PC 강연선(110)의 긴장 및 정착이 가능하게 된다.

그리고 상기 PC 강연선(110)의 긴장이 완료되면, 상기 PC 강연선(110)의 타단은 천공 홀(105)의 외측에서 지압판(180)과 상부 정착헤드(182)에 의해서 고정되고, 상기 PC 강연선(110)의 여유길이는 절단되며, 상부 보호 캡(186)에 의해서 씌워져서 마감처리된다.

이와 같이 본 발명은 앵커 몸체(120)에 구비된 제1 고정구(130) 및 제2 고정구(150)를 이용하여 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 기계식 지압력을 부여하고, PC 강연선(110)을 긴장 및 정착시키되, 그라우트재(G)의 주입과 동시에 PC 강연선(110)을 긴장시키거나, 또는 PC 강연선(110)의 긴장 후에 그라우트재(G)를 주입할 수 있음으로써 종래에 보통 5 내지 7일 정도 소요되던 콘크리트 양생 시간을 1일 이내로 크게 줄일 수 있게 되어 전체적인 공기 단축을 크게 이룰 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명은 스프링 작용력으로 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 고정되는 제1 고정구(130)의 정착 쐐기(136)들과, PC 강연선(110)의 긴장에 의해서 천공 홀(105)의 내벽(105a)에 고정되는 제2 고정구(150)의 정착날개(152)들을 구비하여 그라우트재(G)와 천공 홀(105) 간의 마찰저항력이 아닌 기계식 지압력을 이용하므로써 보다 확실하게 PC 강연선(110)의 안정적인 긴장 및 정착이 가능하게 된다.

따라서 정착장의 길이를 종래의 일반적인 3m 길이에서 대략 1m 내외로 짧게 구현시키는 것이 가능하여 전체 앵커체(100)의 길이를 크게 줄일 수 있고, 천공 홀(105)의 내부에서 지하수가 발생하는 경우에도, 안정적인 PC 강연선(110)의 긴장력을 확보할 수 있어서 안정적으로 사면을 보강시킬 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100...... 영구 앵커체
105...... 천공 홀 105a...... 내벽
110...... PC 강연선 120...... 앵커 몸체
130...... 제1 고정구 132a,132b..... 고정 볼트
134...... 긴 구멍 136...... 정착 쐐기
140...... 탄성 수단 140a...... 판 스프링
142...... 돌기 150...... 제2 고정구
152...... 정착날개 154...... 제1 원통부
156...... 원추형 경사면 160...... 제2 원통부
162...... 단턱 170...... 하부 정착헤드
172,184..... 웨지 174..... 웨지 고정판
176...... 하부 보호 캡 180...... 지압판
182...... 상부 정착헤드 184...... 웨지
186...... 상부 보호 캡 190...... 탄성 밴드
194...... 절단기구 196a..... "ㄱ"형의 커터날
196b...... 와이어 200....... 지면안정공법
210...... 띠형 밴드 G...... 그라우트재

Claims

사면에 형성된 천공 홀에 삽입되어 앵커 몸체상에 스프링의 탄성력에 의해서 천공 홀 내벽에 기계적 지압력을 부여하는 제1 고정구를 구비하고, 상기 제1 고정구는 복수의 정착 쐐기의 타측을 에워싸도록 탄성 밴드가 끼워지며, 상기 탄성 밴드는 정착 쐐기의 타측을 통해서 탄성 수단의 판 스프링을 가압하여 정착쐐기가 앵커 몸체로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 천공 홀의 내부에 삽입된 후에 절단 기구를 통해서 탄성 밴드가 절단되어 상기 정착 쐐기가 앵커 몸체의 직경방향으로 확장됨으로써 상기 탄성 수단에 의해서 천공 홀의 내벽으로 삽입 고정되며, 상기 제1 고정구에 의한 기계적 지압력의 부여 후에, PC 강연선의 긴장을 통해서 천공 홀의 내벽으로 확장되어 고정되는 복수의 정착날개를 구비한 제2 고정구를 구비하고, PC 강연선을 긴장시켜 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정시킨 후에 그라우트재를 충진하여 지반 사면을 보강시키며,
상기 제1 고정구는 앵커 몸체의 상부측에서 서로 대향하도록 한 쌍의 고정 볼트를 양측에 장착하고, 상기 한 쌍의 고정 볼트에는 각각 원호상의 긴 구멍이 끼워져서 슬라이딩이 가능하도록 정착 쐐기를 각각 장착하며, 상기 정착 쐐기의 일측에는 각각 판 스프링을 포함하는 탄성 수단을 구비하여 상기 정착 쐐기의 타측이 천공 홀의 내벽으로 스프링의 작용력에 의해서 가압되어 삽입 고정됨으로써 앵커 몸체를 천공 홀의 내벽에 고정시키는 것임을 특징으로 하는 사면보강을 위한 영구 앵커체.
삭제
제1항에 있어서, 상기 앵커 몸체는 PC 강연선이 내부에 끼워지는 제1 원통부를 구비하고, 상기 제1 원통부의 외측에서 슬라이딩이 가능하도록 2중으로 중첩 끼워지며, 그 내부에 PC 강연선이 통과하는 제2 원통부를 구비하고, 상기 제1 원통부의 외면 중간에는 하부로부터 상부로 향할수록 외경이 확대되는 원추형 경사면이 일체로 형성되고, 상기 제2 원통부의 외면에는 호형 단면의 복수의 정착날개를 구비하여 제2 고정구를 형성하며, 상기 제2 고정구는 PC 강연선의 긴장시 제2 원통부의 외면에 형성된 복수의 정착날개들의 외경이 확장되어 천공 홀의 내주면에 삽입 고정되는 것임을 특징으로 하는 사면보강을 위한 영구 앵커체.
제3항에 있어서, 상기 제2 고정구는 제2 원통부의 하단에 직경이 확대된 단턱을 형성하여 상기 각각의 정착날개들의 일단이 지지되고, 제2 원통부를 에워싸도록 정착날개들이 배치되며, 상기 정착날개들을 제2 원통부에 밀착시키는 띠형 밴드들이 정착날개의 외면을 에워싸도록 고정된 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 천공 홀의 내부에서 PC 강연선의 긴장시, 제2 원통부가 제1 원통부의 외측에서 제1 원통부를 따라서 동축(同軸)으로 이동하면서 제2 원통부 외측의 복수의 정착날개들이 제1 원통부의 원추형 경사면을 따라서 상승하고, 외경이 확장되어 상기 띠형 밴드들이 파손되며, 정착날개의 확장 단부가 천공 홀의 내주면에 삽입 고정되는 것임을 특징으로 하는 사면보강을 위한 영구 앵커체.
제3항에 있어서, 상기 제2 원통부는 직경이 확대된 단턱의 일측으로 PC 강연선의 일단이 고정되는 하부 정착헤드가 밀착되고, 상기 하부 정착헤드와 그 일측의 웨지 고정판을 에워싸도록 하부 보호 캡이 씌워지며, 상기 PC 강연선의 타단은 천공 홀의 외측에서 긴장 후에 지압판과 상부 정착헤드에 의해서 고정되며, 상기 상부 정착헤드를 에워싸도록 상부 보호 캡이 씌워지는 것임을 특징으로 하는 사면보강을 위한 영구 앵커체.
지반에 일정한 구경의 천공 홀을 형성하고; 상기 천공 홀에는 사면보강용 영구 앵커체를 삽입하되, 상기 사면보강용 영구 앵커체는 사면에 형성된 천공 홀에 삽입되어 앵커 몸체상에 스프링의 탄성력에 의해서 천공 홀 내벽에 기계적 지압력을 부여하는 제1 고정구를 구비하고, 상기 제1 고정구는 복수의 정착 쐐기의 타측을 에워싸도록 탄성 밴드가 끼워지며, 상기 탄성 밴드는 정착 쐐기의 타측을 통해서 탄성 수단의 판 스프링을 가압하여 정착쐐기가 앵커 몸체로부터 돌출하지 않도록 한 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고, 상기 제1 고정구에 의한 기계적 지압력의 부여 후에, PC 강연선의 긴장을 통해서 천공 홀의 내벽으로 확장되어 고정되는 복수의 정착날개를 구비한 제2 고정구를 구비하며, 상기 제2 고정구는 제2 원통부의 하단에 직경이 확대된 단턱을 형성하여 각각의 정착날개들의 일단이 지지되고, 제2 원통부를 에워싸도록 정착날개들이 배치되며, 상기 정착날개들을 제2 원통부에 밀착시키는 띠형 밴드들이 정착날개의 외면을 에워싸도록 고정된 상태에서 천공 홀의 내부로 삽입되고; 상기 천공 홀의 내부에서 제1 고정구의 정착쐐기를 확장시켜서 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정하고; PC 강연선을 긴장시켜서 제2 고정구의 정착 날개들을 천공 홀의 내부에 고정시키며; 상기 천공 홀의 내부에 그라우트재를 충진하여 경화시키는 단계들을 포함하여 지반 사면을 강화시키는 것임을 특징으로 하는 지면안정공법.
제6항에 있어서, 상기 그라우트재는 사면보강용 영구 앵커체를 천공 홀에 삽입한 후에, 천공 홀의 내부에 1차 충진시키고, 1차 그라우트재의 양생 이전에 제1 고정구의 정착쐐기를 확장시켜서 앵커 몸체를 천공 홀의 내부에 고정하며, 제1 고정구의 고정 이후에 PC 강연선을 긴장시켜서 제2 고정구의 정착 날개들을 천공 홀의 내부에 고정시키고, 제2 고정구의 고정작업 후에 상기 천공 홀의 내부에 그라우트재를 2차 충진하여 경화시킴으로써 상기 그라우트재는 천공 홀 내부를 채워 천공 홀이 붕괴되는 것을 방지하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 지면안정공법.
제6항에 있어서, 상기 제2 고정구는 제1 고정구의 정착 쐐기들이 천공 홀에 고정된 후에, 상기 PC 강연선의 긴장시, 제2 원통부가 제1 원통부의 외측에서 제1 원통부를 따라서 동축(同軸)으로 이동하면서 제2 원통부 외측의 복수의 정착날개들이 제1 원통부의 원추형 경사면을 따라서 상승하고, 외경이 확장되어 상기 띠형 밴드들이 파손되며, 정착날개의 확장 단부가 천공 홀의 내주면으로 삽입 고정되는 것임을 특징으로 하는 지면안정공법.