KR101105477B1 - 그라운드 앵커 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상호 교차하는 복수의 원주홈이 형성되는 앵커 머리부와; 이 앵커 머리부가 일측 선단부에 결합되는 내부가 중공인 몸통부를 포함하여 구성되는 앵커체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하면, 상호 교차 방식으로 적어도 2개 이상의 복수의 강연선을 앵커 머리부에 교차해서 설치할(끼울) 수 있게 된다.

Description

그라운드 앵커{GROUND ANCHOR}

본 발명은 연약지반에서의 앵커 시공시 발생되는 인장력 부재 및 인장력 손실을 방지하고, 간편하고도 신속히 설치가능한 지압마찰형(복합형) 제거식 그라운드 앵커에 관한 것으로, 특히 앵커시공 후 제거가 용이하도록 U-턴 방식으로 강연선을 설치할 수 있도록 되는 동시에 팽창성 팩을 포함하여 구성된 그라운드 앵커에 있어서, 복수의 강연선을 상호 교차해서 설치할 수 있도록 되며, 따라서 복수의 강연선을 연약지반의 지중에 주입할 수 있도록 된 그라운드 앵커에 관한 것이다.

더욱이, 적어도 2개 이상의 복수의 강연선을 주입할 수 있음에 따라 통상의 마찰형 앵커보다 큰 앵커 정착장을 지중에 형성시킬 수 있도록 되어, 지반과의 마찰력을 더 향상시킬 수 있도록 된 지압마찰형 제거식 그라운드 앵커에 관한 것이다.

일반적으로, 건물 터파기, 철도 및 도로 등에 인접한 자연사면 및 인공사면의 보강, 지하구조물 및 터널 등의 구조물 축조에 필요한 지반보강, 옹벽의 보수, 설치 등의 공사에서는 그 굴착 지반이 붕괴하는 것을 방지하기 위해서 앵커를 이용한 보강공사가 행해지고 있다.

도 5에 나타낸 바와 같은 일반적으로 그라운드 앵커는, 토목이나 건축 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 고강도의 강연선(w)을 길이방향으로 연결하고 그 강연선에 높은 긴장력을 도입함으로써 구조물에 횡방향 또는 연직방향의 구속력 또는 선행하중을 가할 수 있도록 된 구조체로서, 지반을 천공하여 앵커 구멍(250:그라우트 공)을 형성하고, 이 앵커 구멍에 상기 강연선을 포함하여 구성되는 앵커체(A) 및 인장부(B)를 삽입하며, 그라우트 시공한 후 지면에 노출되는 앵커두부(C)를 정착시키는 공정을 포함하여 이루어지는 앵커 공법에 의해 형성된다.

여기서, 상기 앵커체(A)는 그라우트 시공을 통해 지중에 정착됨에 따라 앵커를 지중에 정착시키는 정착용 구조인 "인장재 부착장" 또는 "앵커 정착장"을 형성하게 되고; 앵커체로(A)부터 지면으로 연장된 복수의 강연선(w)으로 이루어지는 상기 인장부(B)는 "인장재 자유장" 또는 "앵커 자유장"을 형성하게 된다. 또한, 앵커두부(C)는 대좌(210), 지압판(220), 정착구(230) 등을 이용하여 인장력을 유지시킨 상태에서 상기 앵커체(A) 및 인장부(B)를 지면에 고정(유지)시키는 역할을 수행하게 된다.

그런데, 종래 이 분야에서 사용되는 앵커 공법은, 앵커용 암반 등에 형성된 앵커 구멍(250) 속으로 그라우트재를 단순 밀크 주입해서 정착용 그라우트를 형성함으로써, 지반 또는 암반과의 마찰저항으로 인장하중이 지중에 걸리게 하여 연약지반 또는 암반을 지탱해주는 형태를 취하게 됨에 따라, 연약지반에서 앵커를 시공할 때에 발생되는 인장력 부재 및 인장력 손실을 방지하기 위하여 내하체의 갯수, 간격, 인장시점 등을 조절하고 있지만, 소정의 목표로 한 결과를 얻기는 어려운 점이 있었다.

더욱이, 종래의 인장재 제거식 앵커인 경우, 인발을 쉽게 하기 위해 구리스(grease)가 들어간 비결합(unbonded) PS강연선을 인장재로 사용하므로, 사용 후 제거해야 할 상기 구리스로 인해 건축 구조물 상판과 주변지반이 오염되는 등의 문제가 있었다.

한편, 종래 이 분야에서 사용되는 앵커에는, 그라우트와 지반의 주면마찰력 및, 확공식 착공에 의한 그라우트와 지반과의 지압저항에 의해 지지되는 지압마찰형(복합형)의 앵커가 공지되고 있으며; 또한 강연선 등의 제거가 가능한 제거식 앵커(또는 "가설 앵커"라 함)가 공지되고 있다. 현재는 상기 지압마찰형(복합형) 및 제거식 앵커의 구조 및 기능을 개량하여 연약지반에서의 마찰력 및 인장력 향상을 위한 연구가 진행되고 있다.

이러한 노력의 일환으로, 본 발명의 발명자는, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0446190호[제목:지압마찰형 제거식 그라운드 앵커]에서, U-턴 방식으로 결합된 복수의 강연선과 팩을 포함하여 구성되는 앵커 구성을 개시하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 연약지반에서의 앵커 시공시 발생되는 인장력 부재 및 인장력 손실을 방지하기 위해서, U-턴 방식의 강연선(구체적으로는 PS강연선)과 팽창성 팩으로 구성되는 동시에 상호 교차해서 설치된 복수의 강연선을 연약지반의 지중에 가압주입할 수 있도록 된 그라운드 앵커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이, 본 발명은 상기 구리스의 도포를 생략할 수 있도록 된 그라운드 앵커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 상호 교차하는 복수의 원주홈이 형성되는 앵커 머리부와; 이 앵커 머리부가 일측 선단부에 결합되는 내부가 중공인 몸통부를 포함하여 구성되는 앵커체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 원주홈은 적어도 하나의 수직 원주홈과, 이 수직 원주홈과 상호 교차하는 적어도 하나의 수평 원주홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 앵커 머리부는 상기 수직 또는 수평 원주홈이 형성되는 머리틀부와, 이 머리틀부의 표면 영역을 수직으로 구획하는 적어도 하나의 수직 분리벽과, 이 수직 분리벽과 직교하면서 교차함으로써 표면 영역을 수평으로 구획하는 적어도 하나의 수평 분리벽을 포함하여 구성되며; 상기 수직 및 수평 분리벽의 대향하는 측면 상에 상기 수직 및 수평 원주홈이 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 표면 영역으로부터의 상기 수직 또는 수평 원주홈의 절삭 깊이가 상기 수평 또는 수직 원주홈의 절삭 깊이보다 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 앵커체는, 상기 복수의 원주홈에 끼워지는 복수의 강연선과; 상기 원주홈에 끼워지는 복수의 강연선을 상기 몸통부에 고정시키는 밴드와; 상기 밴드에 의해 상기 복수의 강연선이 고정된 앵커체를 감싸는 팩을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커를 제공한다.

상기와 같은 구성에 의하면, 상호 교차 방식으로 적어도 2개 이상의 복수의 강연선을 앵커 머리부에 교차해서 설치할(끼울) 수 있게 된다.

더욱이, 복수의 강연선을 구비한 앵커체를 연약지반의 지중에 주입함으로써, 대구경의 앵커 정착장을 형성할 수 있게 된다.

이에 따라, 그라우트와 지반의 주면마찰력 및 그라우트와 지반과의 지압저항이 향상됨으로써, 인장력이 향상되는 효과를 갖게 된다. 즉, 연약지반의 안정화에 효과적이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 그라운드 앵커의 앵커체를 나타낸 사시도이고,
도 2는 앵커체를 구성하는 앵커 머리부의 평면도이며,
도 3은 도 2를 III-III선 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 앵커체의 조립 상태도이며,
도 5는 종래 연약지반에 시공된 일반적으로 앵커를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명은 일실시예로서 이해되어야 한다.

[실시예]

도 1a는 본 발명에 따른 앵커체(A3)의 결합사시도이고, 도 1b는 분해사시도로서, 본 발명에 따른 앵커체(A3)는, 복수의 강연선(구체적으로는, PS강연선)이 U-턴 방식으로 결합되는(끼워지는) 앵커 머리부(A1)와; 이 앵커 머리부가 일측 선단부에 결합되는 내부가 중공인 금속관으로 형성되는 몸통부(A2)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명에 따른 상기 앵커체(A3)는, 원통형으로 된 몸통부(A2:파이프 또는 튜브 등으로 이루어질 수 있는 금속관)에 앵커 머리부(A1)를 일체로 가공하거나; 몸통부에 금속관을 끼워 탈착 가능하게 일체로 형성하거나; 앵커 머리부와 금속관부를 용접으로 부착하여 앵커체(A3)를 형성하거나 또는; 앵커 머리부(A1)와 몸통부(A2)를 나사 또는 볼트체결로 결합해서 조립할 수 있다.

한편, 일실시예에 따른 앵커 머리부(A1)는, 전방으로 노출되는 대략 반구형상의 머리틀부(10:전방 형상부)와, 이 머리틀부(10)를 몸통부(A2)에 끼워 결합시키기 위해 머리틀부의 후방으로부터 상기 몸통부(A2)의 일측 선단을 향해 돌출하는 돌출부(19:후방 형상부)를 포함하여 구성된다. 한편, 상기 돌출부(19)는 통상 금속관의 단면에 끼워질 수 있도록 그 단면과 대응하는 단면 형상을 갖도록 된다. 특히, 나사체결방식으로 앵커 머리부와 몸통부가 결합할 때는 돌출부(19)의 표면 및 이와 대향하여 위치되는 상기 몸통부(A2)의 선단 개구의 내표면에는 나사산이 형성될 수 있다. 도 1b에 있어서는 상기 몸통부(A2)는 선단은 원형으로 개구되고 있으며, 이 개구에 대해서 원기둥 형태의 돌출부(19)가 끼워지는 상태가 명확히 도시되고 있다.

여기서, 상기 앵커 머리부(A1)의 정면도인 도 2와 도 2의 III-III선 단면도인 도 3을 참조하면, 상기 머리틀부(10)에는, 머리틀부의 표면 영역(특히, 머리틀부의 전방 표면 영역)을 수직으로 구획하는 적어도 하나의 수직 분리벽(11)과, 이 수직 분리벽(11)과 소정 각도를 이루면서 교차함으로써 표면 영역을 수평으로 구획하는 적어도 하나의 수평 분리벽(12)이 형성된다. 도면에 있어서는 각각 하나의 수직 및 수평 분리벽(11,12)이 형성되고 있지만, 복수의 수직 및 수평 분리벽이 형성될 수도 있다. 또한, 도면에 있어서는 수직 및 수평 분리벽(11,12)이 90°로 상호 직교하는 형태로 교차하고 있지만, 다양한 각도로 상호 교차하는 형태로 제작될 수 있다.

한편, 상기 수직 분리벽(11)의 형성에 따라, 수직 분리벽(11)의 양측에는 제1 및 제2의 수직 원주홈(13a,13b)이 형성되고; 상기 수평 분리벽(11)의 형성에 따라, 수평 분리벽(12)의 양측에는 제1 및 제2의 수평 원주홈(14a,14b)이 형성된다. 이들 제1 및 제2의 수직 원주홈(13a,13b)과 제1 및 제2의 수평 원주홈(14a,14b)은 상호 직교한다.

본 실시예에 있어서는, 상기 머리틀부(10)의 표면을 2개소씩 평행하게 수직 및 수평으로 절삭해서 상호 직각으로 교차하는 수직 및 수평 원주홈(13a,13b;14a,14b)을 가공 형성함에 따라; 이 수직 및 수평 원주홈(13a,13b;14a,14b)을 둘러싸는 상기 수직 및 수평 분리벽(11,12)과, 수직 및 수평 원주홈(13a,13b;14a,14b)을 상호 직교하는 측벽으로 둘러싸는 모서리 벽(15)이 형성된다. 또한, 상기 수직 및 수평 분리벽(11,12)은 교차 형성됨에 따라 머리틀부 전방 표면 중앙에 공통 벽부(16)를 공유하게 된다. 도면에 있어서는, 상기 수직 및 수평 분리벽(11,12)과, 이들 수직 및 수평 분리벽(11,12) 간에 대향해서 위치되는 모두 4개소의 모서리 벽(15)이 형성됨에 따라, 수직 및 수평 원주홈(13a,13b;14a,14b)이 격자형으로 형성된 상태가 도시되고 있다.

한편, 상기 원주홈(13a,13b;14a,14b)은 머리틀부의 표면 영역(특히, 머리틀부의 전방 표면 영역)으로부터 머리틀부의 측면 영역으로 연장되어, 측면 직선홈(13c,13d;14c,14d)을 형성하게 된다. 이러한 측면 직선홈(13c,13d;14c,14d)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 평행하게 형성되는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서는 상호 교차 가능하게 형성될 수도 있다.

따라서, 상기 전방 표면 영역에는 총 4개소의 원주홈(13a,13b;14a,14b)이 격자형상으로 형성되고, 상기 측면 영역에는 총 8개소의 측면 직선홈(13c,13d;14c,14d)이 길이방향을 따라 평행하게 형성된다.

이에 따라, 상기 강연선(w)은 머리틀부의 전방 영역에서 상기 원주홈(13a,13b;14a,14b)에 U-턴 방식으로 끼워지는 동시에 그 연장부가 측면 직선홈(13c,13d;14c,14d)에 끼워짐으로써 앵커체의 후방부를 향해 연장될 수 있게 된다. 즉, 4가닥의 강연선(w)이 원주홈(13a,13b;14a,14b)에 끼워져서 결합됨에 따라, 총 8가닥의 강연선이 측면 직선홈(13c,13d;14c,14d)에 결합되어 후방부를 향해 연장된다.

여기서, 본 실시시예에 있어서는, 상기 머리틀부의 전방 표면 영역에 형성된 수평 원주홈(14a,14b)의 표면으로부터의 절삭 깊이(h2)는 수직 원주홈(13a,13b)의 절삭 깊이(h1)보다 깊게 형성한다. 한편, 상기 원주홈 및 직선홈의 절삭 깊이는 강연선(w)의 직경을 고려하여 그보다 깊게 형성한다. 더욱이, 수평 원주홈(14a,14b)의 절삭 깊이(h2)도 강연선(w)의 직경을 고려해서, 수직 원주홈(13a,13b)으로부터 강연석(w)의 직경보다 더 깊게 형성한다.

또한, 필요에 따라서는, 역으로, 수직 원주홈(13a,13b)의 절삭 깊이를 수평 원주홈(14a,14b)의 절삭 깊이보다 깊게 형성한다. 더욱이, 수직 및 수평 원주홈 각각도 그 절삭 깊이를 다르게 형성할 수 있다.

이에 따라, 상기 원주홈(13a,13b;14a,14b)에 끼워져서 상호 교차하는 강연선(w)들이 본 발명에 다른 앵커체(A3) 상에서 상호 접촉하는 일이 없게 된다. 이에 따라, 강연선의 제거 작업이 용이하게 수행된다.

또한, 본 실시예에 있어서, 상기 몸통부(A2)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 대략 원통형상의 내부가 중공인 금속관부(20)와, 이 금속관부(20) 상에서 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 표면이 함몰되어 형성되는 적어도 하나의 밴드묶음용 홈부(21) 및, 금속관부(20)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 내부 중공부와 외부를 연통시키는 복수의 통공(22)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 앵커 머리부(A1)가 결합되는 일측과 대향하는 금속관부(20)의 타측은 개구된다. 한편, 이러한 개구를 통해, 상기 그라우트재가 금속관부(20)의 중공부로 주입된 후, 상기 통공(22)을 통해 배출된다.

더욱이, 금속관부(20)의 표면에는 상기 앵커 머리부(A1)로부터 연장되는 강연선이 끼워지는 복수의 홈(도시 생략)이 길이방향을 따라 평행하게 형성될 수 있다. 이러한 홈은 상기 머리틀부의 측면 직선홈(13c,13d;14c,14d)과 같이 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 상기 앵커체(A3)의 조립 상태도인 도 4를 참조로, 본 발명에 따른 강연선 앵커체(A3)의 구성을 설명한다.

먼저, 상기 앵커 머리부(A1)와 몸통부(A2)가 결합되어 형성되는 앵커체(A3)에 대해서는, 4가닥의 강연선(w)이 전방 표면 영역의 수직 및 수평 원주홈(13a,13b:14a,14b)에 끼워지는 동시에 측면 영역의 직선홈(13c,13d;14c,14d)에 끼워짐에 따라 앵커 머리부(A1)에 강연선이 U턴 방식으로 결합된다.

이에 따라, 몸통부(A2)의 표면을 따라서, 총 8가닥의 강연선(w)이 연장되며, 이 상태에서 밴드(27)를 이용하여 밴드묶음용 홈부(21)에 대해서 후방으로 연장되는 강연선(w)이 묶기게 된다. 한편, 밴드(27)의 일 부분은 밴드묶음용 홈부(21)에 끼워짐에 따라, 강연선이 몸통부 및 금속관부의 측면을 따라 이동하더라도, 몸통부 상에서 길이방향으로 움직이는 일이 발생하지 않도록 된다. 즉, 강연선의 길이방향 운동을 방해하지 않게 된다.

한편, 상기 밴드묶음용 홈부(21)의 위치는, 앵커 머리부(A1)가 앵커 몸통부(A2)에 결합될 때, 길이방향으로 연장되는 모서리 벽(15)과 일직선 상에 복수 위치되도록 함으로써, 강연선(w)의 방해 없이, 밴드묶음용 홈부(21)에 밴드(27)가 끼워질 수 있도록 한다.

그 다음, 강연선(w)이 앵커 머리부(A1)와 몸통부(A2)에 U턴 방식으로 부착된 앵커체(A)를 팽창성 재질의 봉지 형태의 팩(P:또는 봉지)으로 감싼(덮은) 후, 개구부를 끈(28)으로 묶음으로써, 팩(P)으로 둘러싸인 앵커체(A3)가 완성된다.

이러한 앵커체에 있어서는 총 8가닥의 강연선(w)에 의해 앵커체(A3)로부터 앵커두부(C)를 향해 직선상으로 연장되는 인장부(B)를 형성하게 된다. 즉, 대구경의 앵커 자유장이 형성된다.

여기서, 상기 완성된 앵커체(A3)는 연약지반에 형성된 앵커 구멍(250:그라우트 공) 속으로 삽입되고, 이 앵커 구멍을 통해 외부로부터 물, 그라우트, 시멘트 몰탈 등의 주입재(또는 "그라우트재"라 함)가 고압으로 가압주입된다. 이러한 주입재는 금속관의 타측 단부의 개구를 통해 몸통부(A2) 내로 주입된 후, 통공(21)으로부터 압력 토출된다.

이에 따라, 주입재는 팩(P) 내부로 압력 토출되어, 앵커 구멍(250) 속에서 팽창 응결된다. 즉, 대구경의 앵커 정착장이 연약지반 내에 형성된다.

최종적으로는, 상기 강연선(w)을 압력 인발하여 제거되도록 한다. 이러한 인발 작업에 있어서는, 지표면으로부터 상기 총 8가닥의 강연선 중 독립적인 4가닥을 잡아당김으로써, 대응되는 4가닥의 강연선이 앵커 머리부(A1)를 기점으로 해서 U턴하여 제거시킨다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 실시할 수 있는 일례로서 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 특징은 첨부된 청구범위에 의해 이해되어야 한다.

A3 - 앵커체, A1 - 앵커 머리부,
A2 - 몸통부, 10 - 머리틀부,
19 - 돌출부,
11, 12 - 수직 및 수평 분리벽.
13a,13b;14a,14b - 원주홈,
13c,13d;14c,14d - 측면 영역의 직선홈.

Claims (6)

1. 적어도 하나의 수직 원주홈과 상기 수직 원주홈과 상호 교차하는 적어도 하나의 수평 원주홈이 형성되는 앵커 머리부; 및
   상기 앵커 머리부가 일측 선단부에 결합되는 내부가 중공인 몸통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커 머리부는,
   상기 수직 또는 수평 원주홈이 형성되는 머리틀부와, 상기 머리틀부의 표면 영역을 수직으로 구획하는 적어도 하나의 수직 분리벽과, 상기 수직 분리벽과 직교하면서 교차함으로써 표면 영역을 수평으로 구획하는 적어도 하나의 수평 분리벽을 포함하여 구성되며;
   상기 수직 및 수평 분리벽의 대향하는 측면 상에 상기 수직 및 수평 원주홈이 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 표면 영역으로부터의 상기 수직 원주홈의 절삭 깊이가 상기 수평 원주홈의 절삭 깊이보다 깊거나, 또는 수평 원주홈의 절삭 깊이가 상기 수직 원주홈의 절삭 깊이보다 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 수직 원주홈과 상기 수평 원주홈에 끼워지는 복수의 강연선;
   상기 복수의 강연선을 상기 몸통부에 고정시키는 밴드와;
   상기 밴드에 의해 상기 복수의 강연선이 고정된 앵커체를 감싸는 팩을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 몸통부에는 내부 중공부와 외부를 연통하는 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커.

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