KR101150125B1

KR101150125B1 - 확개된 앵커헤드부를 가지는 그라운드 앵커 및 그 그라운드 앵커를 이용한 앵커 시공 방법

Info

Publication number: KR101150125B1
Application number: KR1020110053223A
Authority: KR
Inventors: 윤정배; 윤택규; 윤홍기
Original assignee: 윤정배
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2012-06-11
Anticipated expiration: 2031-06-02

Abstract

본 발명은 확개된 앵커헤드부를 가지는 그라운드 앵커 및 그 그라운드 앵커를 이용한 앵커 시공 방법에 관한 것으로, 외부면에는 돌출된 구조의 걸림쐐기와 스파이크가 다수 간격으로 일체로 형성한 다수개의 밀착부가 헤드와 힌지 결합을 하되, 스프링에 의해 밀착부가 외측 방향으로 벌어지는 구조를 가지는 앵커헤드부; 철근, 강봉, 또는, 강연선으로 구성하는 지지부부; 지압판; 상기 지지부를 인장하는 인장부로 구성하는 그라운드 앵커가 구비되어; 통상의 방법으로 정리된 시공지에 천공구멍을 천공하고, 그라운드 앵커를 설치하되, 천공구멍의 지름은 그라운드 앵커의 밀착부의 펴진 너비보다 작게 형성한 다음, 지지부와 호스가 조립된 앵커헤드부를 천공구멍으로 삽입하고, 지상으로 돌출된 지지부에 지압판과 인장부를 순차로 조립하여 그라운드 앵커를 설치하며, 설치된 그라운드 앵커의 인장부를 통해 지지부를 인장한 후에, 천공구멍의 그라우팅 및 양생으로 앵커 시공이 완료되어, 인장과 그라우팅이 순차로 이루어지므로, 연속적인 시공이 가능하며, 이러한 앵커 시공은 사면 보강 공사, 흙막이 공사, 낙석 방지 공사, 녹화 공사는 물론, 상향천공이 필요한 터널 공사에도 적용하여, 시공성을 향상하고, 설치한 그라운드 앵커의 인장 직후부터 지반의 변위를 억제할 수 있는 것이다.

Description

확개된 앵커헤드부를 가지는 그라운드 앵커 및 그 그라운드 앵커를 이용한 앵커 시공 방법{the ground anchor with spreading anchor-head part and the construct method of ground anchor therewith}

본 발명은 확개된 앵커헤드부를 가지는 그라운드 앵커 및 그 그라운드 앵커를 이용한 앵커 시공 방법에 관한 것으로, 외부면에는 돌출된 구조의 걸림쐐기와 스파이크가 다수 간격으로 일체로 형성한 다수개의 밀착부가 헤드와 힌지 결합을 하되, 스프링에 의해 밀착부가 외측 방향으로 벌어지는 구조를 가지는 앵커헤드부; 철근, 강봉, 또는, 강연선으로 구성하는 지지부; 지압판; 상기 지지부를 인장하는 인장부로 구성하는 그라운드 앵커가 구비되어; 통상의 방법으로 정리된 시공지에 천공구멍을 천공하고, 그라운드 앵커를 설치하되, 천공구멍의 지름은 그라운드 앵커의 밀착부의 펴진 너비보다 작게 형성한 다음, 지지부와 호스가 조립된 앵커헤드부를 천공구멍으로 삽입하고, 지상으로 돌출된 지지부에 지압판과 인장부를 순차로 조립하여 그라운드 앵커를 설치하며, 설치된 그라운드 앵커의 인장부를 통해 지지부를 인장한 후에, 천공구멍의 그라우팅 및 양생으로 앵커 시공이 완료되어, 인장과 그라우팅이 순차로 이루어지므로, 연속적인 시공이 가능하며, 이러한 앵커 시공은 사면 보강 공사, 흙막이 공사, 낙석 방지 공사, 녹화 공사는 물론, 상향천공이 필요한 터널 공사에도 적용하여, 시공성을 향상하고, 설치한 그라운드 앵커의 인장 직후부터 지반의 변위를 억제할 수 있는 것이다.

일반적으로, 터널 공사, 사면 보강 공사, 낙석 방지 공사, 사면 등의 녹화 공사, 터파기 시공 등에서는 흙이 무너져 내리지 않기 위해 보강 공사나 흙막이 공사를 하며, 이러한 보강 공사나 흙막이 공사는 지반을 보강하면서, 암이나 흙이 무너져 내리는 것을 방지한다.

그러한 대표적인 보강 공사 방법 및 흙막이 시공 방법으로는 그라운드 앵커 방법과, 락볼트, 쏘일 네일링이 있으며, 이들 모두 천공할 곳에 천공을 하고, 철근(철근 이외에도, 락볼트, 쏘일 네일링 방법이나 어스 앵커 방법에 따라 개발된 별도의 네일이나 그라운드 앵커를 사용할 수 있다)을 삽입하고, 천공된 내부를 그라우팅 및 양생하는 구조이지만, 그라운드 앵커는, 그라우팅의 양생 후에, 외부에서 박힌 보강재를 인장력을 가해 정착시키는 특징이 있다.

이러한 그라운드 앵커 방법은 시공지에 따라 그라운드 앵커를 매립하기도 하고, 또는, 설치한 그라운드 앵커를 제거하기도 하는데, 제거 겸용으로 개발된 그라운드 앵커의 예를 들어 보면, 국내특허등록 제0443038호에는, 별도의 보조관에 삽입된 다수개의 견인용 철선을 이용해서 강선의 체결을 해제하는 구조의 ‘제거식 어스 앵커’에 대해 게시되어 있으며, 또한, 국내특허등록 제0948244호에는, 쐐기부가 연결부가 순차로 연결된 구조의 ‘스프링과 쐐기원리를 이용한 그라운드 공간 압박장치 및 이에 연결된 인장재 제거방법’이 게시되어 있다.

그러나 앞서 첫 번째 예시한 특허의 제거식 어스 앵커의 경우에는, 견인용 철선이 그라운드 앵커와 일체화되어 있으므로, 어스 앵커의 설치 및 그라우팅 과정에서 간섭이 발생하고, 시공을 방해하는 요소로 작용할 수 우려가 있으며, 또한, 두 번째 예시한 특허의 공간 압박 장치 경우에는, 제거 방법이 간단하지만, 지나치게 많은 부재들이 조립된 구조로 구성되어, 제작 비용이 증가하는 문제가 있었다.

또한, 앞서 첫 번째 예시한 특허의 제거식 어스 앵커의 경우에는, 천공된 내부에 박히는 끝 부분(헤드 부분)이 단순한 쐐기 구조를 형성하고 있기 때문에, 외부에서 가해지는 인장력에 빠져 버릴 우려가 있으며, 또, 두 번째 예시한 특허의 공간 압박 장치 경우에는, 확개되는 쐐기부에 의해 인장력에 대비하고 있으나, 확개되는 쐐기부는 다수개의 원주 방향을 따라 분할된 다수개의 클러치비트로 구성하고, 이 클러치비트는 원형의 연결스프링에 의해 탄성적으로 연결된 구조를 가지므로, 연결스프링이 충분히 클러치비트를 잡지 못하면 인장력에 의해 빠져버릴 우려가 있다.

아울러, 종래 일반적인 앵커 시공 방법은, 그라운드 앵커의 인장이 천공 내부의 그라우팅의 양생 후에 이루어지기 때문에, 인장으로 인한 양생된 그라우트재의 균열 발생 및 강도 저하 우려가 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 외부면에는 돌출된 구조의 걸림쐐기와 스파이크가 다수 간격으로 일체로 형성한 다수개의 밀착부가 헤드와 힌지 결합을 하되, 스프링에 의해 밀착부가 외측 방향으로 벌어지는 구조를 가지는 앵커헤드부; 철근, 강봉, 또는, 강연선으로 구성하는 지지부부; 지압판; 상기 지지부를 인장하는 인장부로 구성하는 그라운드 앵커가 구비되어; 통상의 방법으로 정리된 시공지에 천공구멍을 천공하고, 그라운드 앵커를 설치하되, 천공구멍의 지름은 그라운드 앵커의 밀착부의 펴진 너비보다 작게 형성한 다음, 지지부와 호스가 조립된 앵커헤드부를 천공구멍으로 삽입하고, 지상으로 돌출된 지지부에 지압판과 인장부를 순차로 조립하여 그라운드 앵커를 설치하며, 설치된 그라운드 앵커의 인장부를 통해 지지부를 인장한 후에, 천공구멍의 그라우팅 및 양생으로 앵커 시공이 완료되어, 인장과 그라우팅이 순차로 이루어지므로, 연속적인 시공이 가능하며, 이러한 앵커 시공은 사면 보강 공사, 흙막이 공사, 낙석 방지 공사, 녹화 공사는 물론, 상향천공이 필요한 터널 공사에도 적용하여, 시공성을 향상하고, 설치한 그라운드 앵커의 인장 직후부터 지반의 변위를 억제하도록 한다.

또한, 그라운드 앵커를 설치할 때에는, 앵커헤드부와 지압판 사이의 지지부를 감싸는 보호부가 더 구성되고, 그라우트재의 양생 후에는, 지지관을 용이하게 제거할 수 있도록 한다.

따라서 본 발명은, 외부면에는 돌출된 구조의 걸림쐐기와 스파이크가 다수 간격으로 일체로 형성한 다수개의 밀착부가 헤드와 힌지 결합을 하되, 스프링에 의해 밀착부가 외측 방향으로 벌어지는 구조를 가지는 앵커헤드부; 철근, 강봉, 또는, 강연선으로 구성하는 지지부부; 지압판; 상기 지지부를 인장하는 인장부로 구성하는 그라운드 앵커가 구비되어; 통상의 방법으로 정리된 시공지에 천공구멍을 천공하고, 그라운드 앵커를 설치하되, 천공구멍의 지름은 그라운드 앵커의 밀착부의 펴진 너비보다 작게 형성한 다음, 지지부와 호스가 조립된 앵커헤드부를 천공구멍으로 삽입하고, 지상으로 돌출된 지지부에 지압판과 인장부를 순차로 조립하여 그라운드 앵커를 설치하며, 설치된 그라운드 앵커의 인장부를 통해 지지부를 인장한 후에, 천공구멍의 그라우팅 및 양생으로 앵커 시공이 완료되어, 인장과 그라우팅이 순차로 이루어지므로, 연속적인 시공이 가능하며, 이러한 앵커 시공은 사면 보강 공사, 흙막이 공사, 낙석 방지 공사, 녹화 공사는 물론, 상향천공이 필요한 터널 공사에도 적용하여, 시공성을 향상하고, 설치한 그라운드 앵커의 인장 직후부터 지반의 변위를 억제하는 효과가 있다.

또한, 그라운드 앵커를 설치할 때에는, 앵커헤드부와 지압판사이의 지지부를 감싸는 보호부가 더 구성되고, 그라우트재의 양생 후에는, 지지부의 제거가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 그라운드 앵커의 일부 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 그라운드 앵커의 또 다른 일부 사시도.
도 3은 본 발명에 따라 지지부에 나사 철근이 적용된 그라운드 앵커의 일부 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 그라운드 앵커의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 그라운드 앵커가 지지부와 헤드가 나사 결합된 구조를 보여주는 일부 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 그라운드 앵커가 지지부와 헤드가 웨지에 의해 결합된 구조를 보여주는 일부 측단면도.
도 7은 본 발명에 따른 코일스프링이 적용된 앵커헤드부를 보여주는 일부 측단면도.
도 8은 본 발명에 따른 판스프링이 적용된 앵커헤드부를 보여주는 일부 측단면도.
도 9는 본 발명에 따라 매립식 그라운드 앵커의 시공에 따른 시공 단면도.
도 10은 본 발명에 따라 제거식 그라운드 앵커의 시공에 따른 시공 단면도.
도 11은 도 10의 A부분에 대한 단면 확대도.
도 12는 본 발명에 언본디드 PC 강연선이 적용된 그라운드 앵커의 시공에 따른 시공 단면도.
도 13은 도 12의 B부분에 대한 단면 확대도.
도 14는 본 발명에 따라 언본디드 PC 강연선의 PC 강연선 제거 과정을 보여주는 단면 확대도.
도 15는 본 발명에 따라 사면 시공지에 적용되어 설치된 그라운드 앵커를 보여주는 단면도.
도 16은 도 15의 C부분에 대한 확대도.
도 17은 본 발명에 따라 터널에 적용된 앵커 시공을 보여주는 단면도.
도 18은 도16 의 (D) 및 (E)는 도 17의 D 및 F의 확대도.
도 19는 본 발명에 따는 그라운드 앵커의 시공에 따른 시공 순서도.

본 발명에 따른 그라운드 앵커는 지지부의 일단에 앵커헤드부가 조립되고, 그 타단은 지압판, 인장부가 조립된 구조이며, 각 구성에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

먼저, 지지부(100)는 일정 길이의 강봉, 철근, 나사 철근 등으로 구성하고, 적어도 일단(지압판과 인장부가 조립되는 쪽)은 수나사를 구성하고, 그 타단(헤드가 조립되는 쪽)은, 도3과 같이, 나사 철근을 그대로 적용하거나, 또는, 도5와 같이, 별도로 수나사를 형성하거나, 또는, 도6과 같이, 웨지(110)를 조립하여 구성하는데, 웨지(110)는 후에 설명하는 앵커헤드부(200)와 같이 설명하기로 한다.

한편, 도11에 도시한 바와 같이, 지지부(100)는 강연선(PC 강연선, 또는, 언본디드 PC 강연선, 여러 가닥의 강선을 꼬아 놓을 것이 PC 강연선이며, 그 PC 강연선을 폴리에틸렌의 피복재로 피복하되, PC 강연선과 피복재 사이에 그리스나 왁스를 충전한 것을 언본디드 PC 강연선이다)을 적용하고, 이 강연선은 다수개가 헤드와 결합하며, 그라운드 앵커를 이용한 시공 방법에서, 그라운드 앵커의 시공으로 지지부가 매립되는 경우에는 지지부는 PC 강연선, 또는, 언본디드 PC 강연선을 모두 적용할 수 있으며, 또한, 그라운드 앵커를 이용한 시공 방법에서, 그라운드 앵커의 시공으로 지지부를 제거하는 경우에는 지지지부는 언본디드 PC 강연선을 적용한다.

또한, 강연선으로 구성하는 지지부(100)와 헤드(210)의 결합 구조는 앵커헤드부(200)를 설명하면서 같이 설명하기로 한다.

다음으로, 도1 내지 도4에 도시한 바와 같이, 앵커헤드부(200)는 헤드(210)와 밀착부(220)로 구성하는데, 헤드(210)는 원통형의 형상으로 중앙이 관통된 끼움공(211)을 형성하고, 헤드(210)의 일단의 내측에는 일정폭으로 파인 안착홈(212)을 원주 방향으로 적어도 두 개를 형성하며, 그 파인 홈의 외측 가장자리에는 측면 및 상부로 돌출된 걸림턱(213)을 형성하는데, 걸림턱(213)의 내측면은 기울기를 형성한다.

한편, 상기 헤드(210)의 끼움공(211)으로는 앞서 설명한 지지부(100)가 조립되는데, 이를 위해서, 도3 및 도5에 도시한 바와 같이, 끼움공(211)은 암나사로 형성하거나, 도6에 도시한 바와 같이, 웨지(110)가 결합한다.

우선, 헤드(210)의 끼움공(211)이 암나사로 형성된 경우에는, 도3과 같이 지지부(100)를 나사 철근으로 구성하거나, 또는, 도5와 같이, 지지부(100)의 일단이 수나사가 구성되어 형성되어, 지지부(100)의 일단을 끼움공(211)과 나사 결합하는 방법으로 조립되며, 지지부(100)의 끝단면이 헤드(210)의 끝면이 일치할 때까지 조립한다.

그리고 웨지(110)는, 도6에 도시한 바와 같이, 내부가 원통형으로 관통된 구조로, 관통된 내주연에는 돌기를 형성하고, 그 단면은 일단에서 타단 갈수록 넓어지는 두께를 형성하면서, 두꺼운 쪽 끝 부분의 외주연에는 씰링홈(111)이 형성된 구조로, 이 웨지(110)는 원주 방향을 따라 다수개로 분할된 구조로 구성되어, 지지부(100)의 일단에 웨지(110)가 조립하되, 두꺼운 두께를 가지는 부분이 바깥쪽으로 가도록 조립되고, 씰링홈(111)에 씰링(120)이 조립된 구조이다.

또한, 이러한 웨지(110)가 조립되기 위해서, 헤드(210)의 끼움공(211)은 안착홈(212)의 반대쪽으로 갈수록 넓어지는 단면을 형성한다.

그래서 웨지(110)가 결합된 지지부(100)를 끼움공(211)으로 끼워 넣으면, 끼움공(211)과 웨지(110)의 기울기에 의해서 서로 밀착되고, 조립 후에는, 안착홈(212) 반대쪽의 끼움공(211)의 가장자리에는 중앙으로 돌출된 구조의 이탈방지구(215)를 일체로 구성(이탈방지구를 용접 등의 방법으로 일체로 조립)하면 웨지(110)가 빠지는 것을 방지할 수 있는데, 조립된 웨지(110) 및 지지부(100)의 끝은 헤드(210)의 끝면이 일치하도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 지지부(100)로 강연선이 적용된 경우, 강연선이 헤드(210)와 결합하는 방법은, 간단하기에는, 헤드(210)에 관통된 끼움공(미도시)(이때 수용부의 크기는 강연선을 통과시킬 정도의 지름을 갖는다)을 다수개 형성하고, 그 끼움공으로 강연선을 통과시킨 다음, 반대 방향으로 돌출된 강연선을 그립(그립은 강선에 끼워서 집는 도구에 의해서 집으면 고정된다)에 의해 고정되도록 한다.

또한, 그라운드 앵커의 시공 후에, 지지부 지지부를 제거하는 경우에는, 강연선을 언본디드 PC 강연선(100a)을 적용하며, 이때의 조립 구조를 도12 및 도13을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 언본디드 PC 강연선(100a)는 PC 강연선(100a′)를 감싸는 피복재(100a″)로 구성하고, 별도의 지지구(130), 고정구(140), 웨지(150) 및 일체구(170)를 더 구성한다.

그리고 지지구(130)는 원통형 형상으로 형상되어, 헤드(210)의 끼움공(211)와 결합할 수 있는 구조로, 앞서 설명한 지지부(100)와 헤드(210)와 결합하는 방법과 대동소이하게 헤드(210)와 결합하며, 지지구(130)에는 나사홈(131)이 다수개 형성되어, 나사홈(131)의 내주연에 암나사를 형성하고, 이 나사홈(131)의 바닥에는 지름이 더 작은 밀착홈(132)을 더 형성하는데, 이 지지구(130)는 별도로 구성하지 않고, 나사홈(131)과 밀착홈(132)의 구조를 헤드(210)에 구성하여도 무방하다.

다음으로, 고정구(140)는 길이 방향을 따라 내부가 관통된 원통형 형상으로, 일단에 원주 방향으로 돌출된 고정턱(141)이 일체로 구성되어, 그 고정턱(141)의 내주연에는 돌기 또는 암나사를 형성하고, 고정구(140)의 관통된 구멍은 고정턱(141) 반대쪽 방향으로 갈수록 커지는 지름을 형성한다.

또, 웨지(150)는 내부가 원통형으로 관통된 구조로, 관통된 내주연에는 돌기를 형성하고, 그 단면은 일단에서 타단 갈수록 넓어지는 두께를 형성하면서, 두꺼운 쪽 끝 부분의 내주연에는 걸림홈(152)을 형성하고, 외주연에는 씰링홈(151)을 형성한 구조로, 이 웨지(150)는 원주 방향을 따라 다수개로 분할된 구조로 구성되고, 상기 분할된 웨지(150)가 조립된 구조에의 씰링홈(151)에는 씰링(160)이 조립된다.

또한, 일체구(170)는 일단이 트인 원통형의 구조로, 트인 쪽의 가장자리를 따라 원주 방향으로 돌출된 걸림턱(171)이 형성된 구조이며, 일체구(170)의 외주연은 지지구(130)의 밀착홈(132)과 억지 끼움, 나사 조립, 돌기 등에 의해서 결합하는 구조이고, 결합한 후에는 당기는 힘에 의해 빠지지 않는 구조이다.

그래서 언본디드 PC 강연선(100a)의 끝단에 PC 강연선(100a′)이 일정 길이로 노출되게 한 다음, 고정구(140)를 조립하되, 고정구(140)의 돌기나 암나사에 의해 언본디드 PC 강연선(100a)의 피복재(100a″)가 고정구(140)에 고정되도록 한다.

그리고 노출된 PC 강연선(100a′)의 끝에는 웨지(150)와 일체구(170)를 조립하는데, 일체구(170)의 걸림턱(171)이 웨지(150)의 걸림홈(152)에 끼움되도록 웨지(150)를 PC 강연선(100a′)에 조립하고, 웨지(150)의 씰링홈(151)에 씰링(160)을 조립하며, 고정구(140)와 웨지(150)를 결합한 다음, 지지부(130)의 나사홈(131)으로 언본디드 PC 강연선(100a)을 조립하되, 일체구(170)가 나사홈(131) 내부에 있는 상태로 언본디드 PC 강연선(100a)의 고정구(140)를 나사홈(131)에 나사 결합하는 방법으로, 언본디드 PC 강연선(100a)를 모두 지지구(130)에 조립한 다음, 그 지지구(130)를 헤드(210)에 나사 결합으로 고정하면 조립이 완료된다.

참고로, 이렇게 조립된 헤드(210)와 언본디드 PC 강연선(100a)에서 PC 강연선(100a′)의 제거 구조를 도13 및 14를 참고하여 살펴보면, PC 강연선(100a′)에 힘을 가해서, 일체구(170)을 밀착홈(132)에 조립하면, 일체구(170)와 조립된 웨지(150)는 고정구(140)에서 일부 빠져나와서 원래 일체구(170)가 있는 자리에 위치하는데, 웨지(150)는 분할된 구조를 가지고, 웨지(150)는 실링(160)에 의해 고정되어 있으며, 피복재(100a″)는 고정구(140)에 고정되어 있으므로, PC 강연선(100a′)을 강하게 잡아당기면 빠지면서 제거된다.

그리고 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이, 밀착부(220)는 측단면이 호 형상으로 일정 두께, 일정 폭으로 형성되어, 앵커헤드부(200)의 안착홈(212)에 힌지 결합되며, 밀착부(220)의 바깥면에는 수평 방향을 따라 돌출된 구조의 걸림쐐기(221)가 다수 간격으로 일체로 형성하며, 또한, 밀착부(220) 바깥면에는 끝이 뾰족한 스파이크(222)를 다수개 형성한다.

이러한 구조의 밀착부(220)는 헤드(210)부의 안착홈(212)에 대해 일정 각도를 움직이며, 바깥쪽으로 벌어지는 최대 각도는 걸림턱(213)의 내면에 형성된 기울기에 의해 제한되는 구조이다.

또한, 이러한 밀착부(220)는 스프링에 의해 최대한 벌려있으려는 구조를 가지는데, 스프링은 토션코일스프링(230), 코일스프링(231), 또는, 판스프링(232)을 적용할 수 있다.

먼저, 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이, 스프링으로 토션코일스프링(230)을 적용할 경우에는, 밀착부(220)의 내측면에 고정홈(223)을 각각 형성하고, 토션코일스프링(230)의 양단을 마주하는 밀착부(220)의 고정홈(223)에 각각 끼워넣어 고정하면, 토션코일스프링(230)의 미는 힘에 의해 밀착부(220)가 바깥으로 밀리는 힘이 유지되도록 하며, 또한, 토션코일스프링(230)은 하나만 조립하기보다는, 여러 개의 토션코일스프링(230)을 설치하여 밀착부(220)를 바깥으로 미는 힘을 유지할 수 있도록 한다.

그리고 도7에 도시한 바와 같이, 스프링으로 코일스프링(231)(인장코일스프링을 쓰는 것이 좋다)을 적용할 경우에는, 밀착부(220)의 외면에 고정부(224)를 형성하고, 헤드(210)의 측면에 고정부(214)를 형성하며, 코일스프링(231)의 양단을 밀착부(220)의 고정부(224), 헤드(210)의 고정부(214)에 각각 설치하되, 코일스프링(231)이 당기는 힘을 가지도록 설치하면, 밀착부(220)는 바깥쪽으로 당겨지는 힘(상대적으로는 바깥쪽으로 밀리는 힘)이 작용한다.

또한, 도8에 도시한 바와 같이, 스프링으로 판스프링(232)을 적용할 경우에는, 밀착부(220)가 안착홈(212)에 안착하는 부분의 단면은 호형으로 형성하고, 밀착부(220)의 하단 가장자리에는 판형의 끼움홈(225)을 형성하고, 판 형상을 가지는 판스프링(232)(탄성이 있는 스프링용 판재)이 구비되고, 후에 설명하는 인장부(400)가 헤드(210)에 조립된 상태에서, 판스프링(232)의 일단을 끼움홈(225)에 끼우고, 판스프링(232)의 돌출된 부분을 밀착부(220) 안쪽으로 오도록 구부려서 밀착부(220) 하단을 감싼 다음 다시 위로 꺾은 상태를 유지하면서, 밀착부(220)를 안착홈(212)에 설치하면, 위로 돌출된 판스프링(232)이 펴지려는 힘에 의해서 밀착부(220)는 바깥으로 밀리는 힘이 유지된다.

그리고 지압판(300)은 판형의 형상으로, 도9에 도시한 바와 같이, 관통된 관통홀(310)을 형성하여 지지부(100)에 결합할 수 있는 구조로, 외부에 돌출된 지지부(100)를 인장할 때, 지면에서 지지해 주는 구조이다.

아울러, 앵커 시공을 하면서 시공지의 낙석을 방지하기 위한 시공 방법을 도15 및 도16을 참고하여 설명하면, 낙석 방지 시공지에 망(800)(수지 코팅 철망, 메시)을 깔고, 그 망 위에 와이어로프(900)(910)를 일정 간격으로 설치하되, 와이어로프(900)(910)가 서로 교차되도록 설치되어 메시 구조를 가지도록 설치하는 것이 일반적이며, 이때 적용하는 그라운드 앵커의 경우 지압판(300)에는 하부홈(320)과 상부홈(330)이 교차되게 형성하고, 별도의 너트(340)가 추가된다.

다시 말하면, 지압판(300)에는 그 저면을 가로지르는 상부홈(330)을 형성하고, 그 상부홈(330)을 교차되게 가로지르는 하부홈(320)을 형성하되, 하부홈(320)은 상부홈(330)보다 더 깊게 형성한다.

이렇게 구성하는 지압판(100)은 낙석 방지를 위해서 망(800)을 설치하고, 와이어로프(900)(910)를 설치할 때, 천공구멍에 설치된 지지구(100)에 너트(340)와 지압판(300)을 순차로 조립하고, 하부홈(320)에 와이어로프(900)를 끼워 설치하고, 상부홈(330)에는 교차되는 와이어로프(910)를 끼워 설치한 다음, 후설하는 인장부(500)를 설치하면 그라운드 앵커의 설치가 완료되며, 필요에 따라, 상기 지압판(100)을 덮는 커버(350)을 추가 설치할 수 있으며, 이러한 구조의 지압판(100)의 상세 설명은 시공 과정에서 더 설명한다.

그리고 인장부(400)는 지지부(100)를 인장하기 위한 것으로, 인장부(400)의 구조는 나사 결합 구조나 직접 인장 구조가 있는데, 나사 결합 구조의 인장부(400)는, 도9 및 도10에 도시한 바와 같이, 지지부(100)의 끝 부분은 수나사로 구성하고, 여기에 암나사가 형성된 인장부(400)를 구성하여, 수나사가 형성된 지지부(100) 끝단에 지압판(300)과 인장부(400)가 순차로 조립되어, 인장부(400)를 죄면 지지부(100)가 인장하는 구조로 되어 있으며, 직접 인장 구조의 인장부(400)는 주로 지지부가 강연선이 적용되었을 때 적용되는 구조로, 지압판(300)을 설치하면서, 외부로 강연선이 돌출되면서 고정되도록 한 다음, 기계 등의 사용으로 강한 힘으로 돌출된 강연선을 직접적으로 인장하는 구조이며, 기존의 강선(또는, 강연선)이 적용된 통상 어스 앵커의 시공에서 적용하는 일반적인 방법이므로 구체적인 설명은 생략한다.

이렇게 헤드(210)와 밀착부(220)로 구성하는 앵커헤드부(200)가 지지부(100)의 일단에 고정되고, 그 지지부(100)의 타단에는 지압판(300)과 인장부(400)가 설치되는 구조의 그라운드 앵커를 구성하며, 이러한 그라운드 앵커의 구조는 매립식 그라운드 앵커의 구조이며, 제거형 그라운드 앵커를 구성하기 위해서는, 헤드(210)부와 지압판(300) 사이의 지지부(100)를 감싸는 관형의 보호부(500)를 추가로 더 구성하는데, 보호부(500)는 단순히 관형으로 구성하거나, 또는, 지지부(100)가 나사 철근일 경우에는 보호부(500)는 지지부(100)를 피복하는 구조로 구성하거나, 또는, 관형의 구조와 피복된 구조를 결합한 구조로 구성할 수 있다.

한편, 보호부(500)의 구조가 관형의 구조와 피폭된 구조가 결합된 구조를 참고로 설명하면, 도10 및 도11에 도시한 바와 같이, 앵커헤드부(200) 측의 지지부(100)에는 피복된 구조의 보호부(500′)를 구성하고, 그 타측은 관형의 보호부(500)가 구성하되, 서로 다른 구조의 보호부(500)가 만나는 지점에서, 관형의 보호부(500)가 피복된 구조의 보호부(500′)를 덮고, 오링(510)과 같은 씰링에 의해 밀폐된 구조로 구성되어, 지지부(100)의 외주연 형상에 의해, 지지부(100)를 피복한 구조의 보호부(500′)의 외형, 즉, 오목 및 볼록한 형상에 의해, 후에 그라운드 앵커의 시공에 의한 그라우팅이 그라운드 앵커의 선단(앵커헤드부 측)의 정착력을 증가하는 특징이 있다.

이러한 그라운드 앵커를 이용한 앵커 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 그라운드 앵커의 시공은 통상의 앵커 시공과 마찬가지로, 터널 공사 및 사면 보강 공사, 낙석 방지 공사, 사면 등의 녹화 공사, 터파기 시공 등에서는 지반이 무너져 내리는 것을 방지하기 위해 보강 공사나, 흙막이 공사에 적용하며, 매립식의 앵커 시공 방법과 제거식의 앵커 시공 방법을 도19의 순서도와 도9 내지 도12를 참고하여 함께 설명하면 다음과 같다.

우선, 시공지 정리 단계(S1)는 그라운드 앵커를 시공할 시공지를 그라운드 앵커 시공하는 통상의 방법으로 정리하는 단계로, 시공지의 환경과 공사 종류에 맞게 정리하는 단계로, 사면 보강이나 낙석 방지의 경우 시공면을 균일하게 하고, 또한, 터파기나 흙막이 공사의 경우에는 흙을 파낸 다음 흙막이판을 설치하고, 또한, 터널 공사는 터널 형태의 공간 형성을 하면서, 그라운드 앵커를 설치할 면에 1차로 쇼크리트 처리를 한다.

그리고 천공 단계(S2)는, 앞서 정리된 시공지에 적절한 깊이로 천공하는 단계로, 천공은 그 면의 수직 방향으로 하는 것이 바람직하고, 시공지의 상태에 맞게 적절한 간격으로 천공하여 천공구멍을 형성하며, 천공구멍의 지름은 그라운드 앵커의 앵커헤드부(200)의 밀착부(220)들의 폭보다 약간 작게 천공하는 것이 바람직하다.

한편, 시공지에 따라, 천공하는 방향에 따라 하향천공과 상향천공으로 나뉘는데, 하향천공은 도15에 도시한 일반적인 사면과 같이, 천공하면서 진입하는 방향이 대체로 아래 방향으로 향하는 천공 방법 및 구조를 말하고, 상향 천공은 도17 및 도18에 도시한 터널 상부 및 측면과 같이, 천공하면서 진입하는 방향이 대체로 윗 방향으로 향하는 천공 방법 및 구조를 말한다.

다음으로, 그라운드 앵커 설치 단계(S3)는, 앞서 천공한 천공구멍으로 그라운드 앵커를 설치하는 단계로, 우선 그라운드 앵커에 간격재(600)(간격재는 주로 지지부에 설치되어, 천공구멍과 지지부의 간격을 유지시켜주는 것으로, 앵커 시공에 일반적으로 사용되므로 구체적인 설명은 생략한다)를 설치하고, 적어도 두 개의 호스(700)를 설치한 다음, 앵커헤드부(200)에 조립된 지지부(100)를 앵커헤드부(200)부터 천공구멍에 넣되, 천공구멍의 지름은 밀착부(220)보다 약간 작지만, 스프링의 탄성에 의해 밀착부(220)가 오므려지면서 들어가고, 앵커헤드부(200)가 천공된 구멍 끝까지 들어가면, 밀착부(220)의 걸림쐐기(221) 및 스파이크(222)에 의해서 다시 빠지는 것을 방지하고, 지상에는 지지부(100)의 끝단 및 호스(700)가 돌출된 상태를 가진다.

참고로, 도18에 도시한 바와 같이, 상기 천공구멍에 설치된 지지부(100)는 통상의 간격재(600)에 의해 천공구멍에서 중심에 위치하게 되며, 호스(700)의 설치할 때, 간격재(600)에 묶으면 그 설치가 더욱 용이한데, 호스(700)는 적어도 두 개를 설치하되, 하나의 호스(700) 끝은 앵커헤드부(20) 주변, 즉, 천공구멍의 내부 끝에 가깝게 설치하고, 다른 하나의 호스(700) 끝은 천공구멍 입구 가까이, 즉, 설치할 지압판(300)에 가깝게 설치한다.

또한, 제거식의 그라운드 앵커인 경우에는, 앞서 천공구멍에 삽입되는 지지부(100)에는 보호부(500)가 포함된다.

이렇게 지지부(100)를 설치한 다음에는, 도18에 도시한 바와 같이, 돌출된 지지부(100) 끝으로 지압판(300)을 끼워, 지면에 지압판(300)을 안착하고, 인장부(400)를 지압판(300)의 끝단으로 순차 조립하는데, 하향천공의 경우에는 지압판(300)을 설치하기 전에 천공구멍의 입구를 패킹하는 것이 바람직하고, 지압판(300) 및 인장부(400)를 설치한 후에는, 설치된 호스(700)가 외부로 돌출된 구조를 가지는데, 참고로, 천공구멍에는 적어도 두 개가 설치된 호스(700) 중에서, 하나의 호스(700) 끝은 천공구멍 안쪽 끝 부분에 위치하고, 다른 하나의 호스(700)는 끝은 천공구멍 입구 가까이 위치한다.

한편, 천공구멍에 앵커헤드부(200)가 조립된 지지부(100)를 먼저 설치한 다음, 지압판(300)을 설치하기 전에, 시공지의 상태에 따라, 시공지에 망(800)과 와이어로프(900)(910)를 설치한 다음, 지압판(300)을 설치할 수 있는데, 도15에 도시한 바와 같이, 망(800)을 설치한 다음, 그 망(800)을 고정하는 와이어로프(900)(910)를 설치할 때는, 천공구멍 중앙에 와이어로프(900)(910)가 교차하도록 하고, 교차하는 와이어로프(900)(910)에는 하부홈(320)과 상부홈(330)을 가진 구조의 지압판(300)을 적용한다.

다음의 인장 단계(S4)는 인장부(400)를 통해 지지부(100)를 인장하는 단계로, 인장부(400)를 회전하면서 감아 넣어서, 시공지에 따라 적절하게 지지부(100)를 인장하며, 이때, 앵커헤드부(200)의 밀착부(220)의 끝단은 천공구멍 측벽에 박혀있고, 밀착부(220)의 외측면, 자세하게는, 걸림쐐기(221)와 스파이크(222)가 천공구멍 측벽에 박혀 있으므로, 높은 인장력에도 안정한 특징이 있다.

그리고 그라우팅 및 양생 단계(S5)는, 앞서 천공구멍을 그라우팅하여 메우는 단계로, 호스(700)를 통해 모르타르와 같은 그라우트재를 주입하여, 천공구멍이 완전히 메우고, 주입된 그라우트재는 적절한 시간을 두고 양생한다.

아울러, 본 발명에 따른 앵커 시공에서는 호스(700)를 통해 천공구멍 내부를 그라우팅하는데, 하양천공한 천공구멍 내부의 그라우팅은, 천공구멍 깊이 설치된 호스(700)로 그라우팅을 하여, 다른 호스(700)로 그라우팅재가 흘러나오도록(오버 플로우, over flow)하도록 천공구멍 내부를 완전히 메운 다음, 시간의 경과 후에, 이물질의 배출, 흡수 등의 이유로 그라우트재가 천공구멍에서 많이 빠지면, 2차 그라우팅하여 천공구멍을 완전히 메운다.

참고로, 또한, 상향천공한 천공구멍에서, 하나의 호스(700) 끝은 천공구멍 끝까지 위치하고, 다른 하나의 호스(700) 끝은 천공구멍 입구 가까이 위치되어, 입구 가까이 위치한 호스(700)로 그라우팅을 하면, 천공구멍 입구부터 메워지면서, 다른 호스(700)로는 내부의 공기가 배출하고, 다른 호스(700)로 그라우팅재가 흘러나오도록(오버 플로우, over flow)하도록 천공구멍 내부를 완전히 메워, 천공구멍 내부를 완전히 메운다.

이러한 그라우팅 및 양생 단계(S5)로 매립식의 그라운드 앵커 시공은 완료되며, 추가로, 제거식의 앵커 시공에서는, 다음, 지지부 제거 단계(S6)가 추가되는데, 이 단계는 지지부(100)를 제거하는 단계로, 후에 지지부(100)를 제거할 때, 인장부(400)를 제거하고, 지지부(100)를 회전하면, 헤드(210)와 나사 결합한 지지부(100)가 용이하게 풀리고, 보호부(500) 내부에 있는 지지부(100)는 외부로 용이하게 빠져나올 수 있는 것이며, 이러한 지지부(100) 제거 단계(S6)로 제거식의 앵커 시공이 완료되며, 참고로 지압판(300)은 시공 환경에 따라 제거할 수도 있고, 그대로 둘 수도 있다.

이렇게 본 발명에 따른 앵커 시공 방법은, 비교적 간단한 구조이므로 경제적이면서, 천공된 천공구멍으로의 설치가 용이하며, 또, 밀착부의 끝단과 밀착부 외측면의 걸림쐐기와 스파이크는 천공구멍 측벽에 박히게 되므로, 그라우팅 전에 그라운드 앵커를 인장하여도, 엥커헤드부가 인장력에도 밀리지 않는 구조를 가진다.

또한, 그라운드 앵커의 인장에 그라우팅을 하기 때문에, 연속적인 시공이 가능하고, 양생된 그라우팅재(그라우트)의 균열을 방지하고, 강도를 유지할 수 있는 특징이 있으며, 보호부와 나사 결합에 의해 지지부의 제거가 용이한 특징이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 앵커 시공 방법은 상향천공이 필요한 터널 공사에도 적용하여, 시공성을 향상하고, 설치된 그라운드 앵커의 인장 직후부터 지반의 변위를 방지하는 특징이 있다.

100 : 지지부 200 : 앵커헤드부 210 : 헤드
220 : 밀착부 300 : 지압판 400 : 인장부
500 : 보호부 600 : 간격재 700 : 호스

Claims

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일정 길이를 가진 지지부의 일단에 앵커 헤드부를 구성하고, 타단에 지압 판과 인장부를 조립하여 지지부를 인장 하는 공지의 그라운드 앵커에 있어서,
상기 지지부는 강봉, 철근, 나사 철근, 강연선 중에서 선택 적용하고,
상기 앵커 헤드부는 원통형의 헤드와 다수개의 밀착부로 구성하되, 상기 밀착부의 단면은 호 형상으로, 그 외부면에는 수평 방향을 따라 돌출된 구조의 걸림 쐐기와 끝이 뾰족한 스파이크를 일정 간격으로 형성하고, 서로 마주하는 밀착부의 각 내측면에는 고정 홈을 각각 형성한 밀착부으로 구성하며,
상기 헤드 일측의 끼움 공 가장자리에는 상기 밀착부가 안착 되는 안착 홈을 형성하고, 이 안착 홈 가장자리에는 기울기를 가지는 걸림 턱을 형성하여, 상기 밀착부의 하단이 헤드의 안착 홈에 안착 되도록 힌지 결합하고,
상기 헤드 중앙의 관통된 끼움 공은 안착 홈의 반대쪽으로 갈수록 넓어지는 단면을 가지도록 형성되며, 이에 결합 되는 웨지는 다수 개로 분할된 구조로, 일단에서 타단 갈수록 넓어지는 두께를 가지도록 형성하고, 중앙의 관통된 내주연에 돌기를 형성하고, 외주연에는 씰링 홈을 형성한 웨지로 구성되어,
이 웨지 내주연으로 지지부가 조립되고, 씰링 홈에 씰링이 조립되며, 이 웨지는 헤드의 끼움 공에 조립되며, 헤드의 끼움 공 가장자리에는 중심 방향으로 돌출된 구조의 이탈 방지구를 일체로 형성하여 웨지의 이탈을 방지하고,
상기 마주하는 밀착부의 고정 홈에 토션 코일스프링의 양단을 고정한 그라운드 앵커를 구성함으로써,
토션 코일스프링의 밀리는 힘에 의해, 밀착부는 헤드 외주연으로 돌출된 구조를 가지되, 걸림 턱에 의해 벌어지는 각도가 제한되도록 확개 되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 확개 된 앵커 헤드부를 가지는 그라운드 앵커.
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제 5항에 있어서,
상기 앵커 헤드부와 지압 판 사이의 지지부에는 지지부를 감싸는 보호부가 추가 구성되며,
상기 헤드의 끼움 공에는 웨지가 결합 되어 지지부와 나사 결합을 하되, 헤드의 끼움 공은 안착 홈의 반대쪽으로 갈수록 넓어지는 단면을 형성하고,
웨지는 중앙이 관통되고, 웨지의 단면은 일단에서 타단 갈수록 넓어지는 두께를 형성하며, 웨지의 내주연에는 돌기를 형성하고, 외주연에는 씰링 홈을 형성하며, 이 웨지는 원주 방향을 따라 다수 개로 분할된 구조로 구성되어,
웨지 내주연으로 지지부가 조립되고, 씰링 홈에 씰링이 조립되며, 이 웨지가 헤드의 수용부에 조립된 상태에서, 헤드의 끼움 공 가장자리에는 중심 방향으로 돌출된 구조의 이탈 방지구를 일체로 형성하여,
밀착력을 높이고, 다양한 종류의 지지부를 사용할 수 있음을 특징으로 하는 확개 된 앵커 헤드부를 가지는 그라운드 앵커.
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일정 길이를 가진 지지부의 일단에 앵커 헤드부를 구성하고, 타단에 지압 판과 인장부를 조립하여 지지부를 인장 하는 공지의 그라운드 앵커에 있어서,
상기 앵커 헤드부는 원통형의 헤드와 다수개의 밀착부로 구성하되, 상기 밀착부의 단면은 호 형상이고, 그 외부 면에는 수평 방향을 따라 돌출된 구조의 걸림 쐐기와 끝이 뾰족한 스파이크를 일정 간격으로 형성하고, 서로 마주하는 밀착부의 각 내측 면에는 고정 홈을 각각 형성한 밀착부으로 구성하며,
상기 헤드 일측의 끼움 공 가장자리에는 상기 밀착부가 안착 되는 안착 홈을 형성하고, 이 안착 홈 가장자리에는 기울기를 가지는 걸림 턱을 형성하여, 상기 밀착부의 하단이 헤드의 안착 홈에 안착 되도록 힌지 결합하고, 상기 마주하는 밀착부의 고정 홈에 토션 코일스프링의 양단을 고정하여 밀착부가 확개 되도록 하며,
상기 헤드 중앙의 관통된 끼움 공에 지지부 고정용 지지구가 나사 조임 방식으로 조립하되, 상기 지지부로 적용하는 강연선은 PC 강연선에 피복재가 피복된 구조의 언본디드 PC 강연선을 적용하고, 이 언본디드 PC 강연선은 고정구, 웨지, 일체구 및 지지구에 의해 헤드의 지지구에 고정되되,
지지구의 일단에는 암나사 구조의 나사 홈을 다수 개 형성하고, 이 나사 홈의 바닥에는 지름이 더 작은 밀착 홈을 더 형성하며, 고정구는 내부가 관통되어, 일측으로 갈수록 커지는 구멍을 형성하며,
웨지는 내부가 관통되어, 내주연에는 돌기를 형성하고, 웨지의 단면은 일단에서 타단 갈수록 넓어지는 두께를 형성하면서, 두꺼운 쪽 끝 부분의 내주연에는 걸림홈을 형성하고, 외주연에는 씰링 홈을 형성한 구조이되, 이 웨지는 다수 개로 분할된 구조로 구성하며,
일체구는 일단이 트인 원통형의 구조로, 트인 쪽의 가장자리를 따라 원주 방향으로 돌출된 걸림 턱이 형성된 구조이며,
PC 강연선이 일부 노출된 언본디드 PC 강연선의 일단에 고정구, 웨지, 일체구가 조립된 구조에 의해, 피복재가 고정구에 고정되고, 웨지와 일체구는 노출된 PC 강연선에 고정되며, 그 언본디드 PC 강연선을 지지구의 나사 홈에 나사 결합으로 각각 조립하고, 지지구는 헤드와 나사 결합으로 조립되어,
언본디드 PC 강연선과 헤드의 조립이 용이하고, PC 강연선을 헤드 측으로 밀면, 일체구와 웨지가 밀착 홈 쪽으로 밀려 들어가서, PC 강연선의 제거가 용이함을 특징으로 하는 확개 된 앵커 헤드부를 가지는 그라운드 앵커.
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앵커를 설치하고, 인장하며, 시공 후에 제거하는 제거식 앵커 시공 방법에 있어서,
청구항 9에 해당하는 그라운드 앵커가 구비되어;
통상의 방법으로 시공지를 정리하는 시공지 정리 단계(S1);
앞서 정리된 시공지에 천공으로 다수개의 천공구멍을 형성하되, 천공구멍의 지름은 그라운드 앵커의 밀착부의 펴진 너비보다 작게 형성하는 천공 단계(S2);
구비한 그라운드 앵커에 다수개의 간격재와 적어도 두 개의 호스를 설치하고, 앞서 형성한 천공구멍으로 지지부가 조립된 앵커헤드부를 삽입하며, 지상으로 돌출된 지지부에 지압판과 인장부를 순차로 조립하며, 외부로 호스가 돌출되는 구조를 가지도록 그라운드 앵커를 설치하는 그라운드 앵커 설치 단계(S3);
앞서 설치된 그라운드 앵커의 인장부를 통해 지지부를 인장하는 인장 단계(S4);
호스를 통해 그라우트재를 주입하여, 천공구멍을 메우고 주입된 그라우트재를 양생하는 그라우팅 및 양생 단계(S5);
설치된 지지부의 PC 강연선을 제거하는 지지부 제거 단계(S6)로 완료됨을 특징으로 하는 확개된 앵커헤드부를 가지는 그라운드 앵커를 이용한 앵커 시공 방법.