KR101179055B1 - 연약지반용 앵커 조립체 - Google Patents

연약지반용 앵커 조립체 Download PDF

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Abstract

인장재를 간편하게 제거 가능하게 하고 록커블록들이 균일한 압력으로 삽입홀에 고정될 수 있도록 한 연약지반용 앵커 조립체에 관한 것이다.
연약지반용 앵커 조립체는 삽입홀(20)에 삽입되는 고정블록(110)과, 상기 고정블록(110)에 대하여 승강되어 상기 삽입홀(20)의 내벽면에 밀착되는 록커블록(130)과, 상기 록커블록(130)을 승강시키는 이동블록(120)과, 상기 이동블록(120)을 이동시키는 견인블록(140)을 구비한다.
인장재(1)의 제거를 가능하게 하므로 암반의 오염을 방지하고, 추후 암반의 절개시 인장재(1)를 제거하여야 하는 불편함을 해소한다.

Description

연약지반용 앵커 조립체{An anchor assembly}
본 발명은 연약지반용 앵커 조립체에 관한 것으로서, 특히 인장재를 간편하게 제거 가능하게 하고 날개편들이 균일한 압력으로 삽입홀에 고정될 수 있도록 한 연약지반용 앵커 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 산업이 발달하면서 신도시의 건설이나 단지의 조성 등으로 급경사지의 개간이 불가피한 것이 현실이다.
따라서 토지의 이용효율을 높이고 주거단지의 안정성이나 쾌적성을 확보하는 것과 동시에 시공성, 경제성 및 환경보전성을 충족할 수 있는 사면(斜面)안정대책 공법의 확립이 요구된다.
이러한 사면안정대책 공법의 일 예로서, 앵커(anchor)를 이용한 공법이 채택되고 있다.
도 1 내지 도 3은 한국특허등록 제0689769호에 개시된 연약지반용 앵커를 나타낸 것으로서, 이 앵커(100)는 주로 건축물 기초공사나 토목공사와 같은 작업시 암반(10)이나 콘크리트성형물 등에 고정용 삽입홀(20)을 뚫고, 삽입홀(20)내에 앵커(100)를 끼운 다음 앵커(100)가 암반이나 콘크리트성형물 등으로부터 쉽게 이탈하거나 유동하지 않고 견고히 지지고정될 수 있도록 하는 것으로 축봉(200) 선단부에 승강체(300)에 의해 확장개폐되는 다수개의 확장걸림판(500)이 고정판(400)상에 회동가능하게 연결구성한 것이다.
상기와 같은 앵커(100)는 축봉(200)을 일방향으로 회전시키게 되면, 나사봉체(210)의 단부에 나사결합된 승강체(300)가 나사봉체(210)를 따라 직선이동하게 되고, 이에 따라 도 2에서와 같이 확장걸림판(500)들이 고정판(400)에 대하여 벌어지게 되면서 삽입홀(20)의 내벽면에 톱니형 걸림편(510)들이 밀착되도록 한 것이다.
그러나 상기와 같은 연약지반용 앵커는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 상기한 선행기술의 앵커(100)는 축봉(200)을 회전시킬 때 나사봉체(210)에 나사결합된 승강체(300)가 나사봉체(210)를 따라 직선이동되게 되면서 확장걸림판(500)들이 벌어지게 하는 것인 바, 이 경우 확장걸림판(500)등을 선두로 하여 나사봉체(210)를 삽입홀(20)내에 설치할 때 암반 또는 콘크리트의 삽입홀(20) 내벽면의 가루들이 나사봉체(210) 표면으로 낙하하게 되므로 나사봉체(210)에 대하여 승강체(300)의 이동이 원할하지 않게 된다.
더욱이, 축봉(200)을 삽입홀(20)에 설치한 상태에서 각형봉체(220)의 선단부를 통하여 회전을 시켜야 하므로 상당한 힘이 소요되고, 이로 인해 작업시간이 다소 소요되는 문제점이 있다.
둘째, 확장걸림판(500)들이 고정판(400)을 중심으로 회동하면서 삽입홀(20) 내벽면에 밀착되므로, 도 3에서와 같이 톱니형 걸림편(510)의 선단부분만이 삽입홀(20)의 내벽면에 밀착되게 된다. 이에 따라서 구조물(30)과 확장걸림판(500)이 축봉(200)의 조임에 의해서 상호 견인력이 작용할 때 확장걸림판(500)이 삽입홀(20)에 대하여 슬립이 발생하는 문제점이 있다.
셋째, 앵커(100)를 삽입홀(20)에 설치한 후에는 삽입홀(20)내부에 콘크리트를 주입하여서 콘크리트와 암반(10)이 동일 몸체로서 거동하도록 하는바, 이 선행기술은 축봉(200)이 고정판(400)에 결합고정된 구조로서 제거가 불가능하다.
이에 따라서 축봉(200)이 녹슬거나 변질하여 암반 등의 토양을 오염시키고, 또한, 추후 재시공시 축봉(200)의 제거작업을 번거롭게 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 앵커의 설치를 간편하게 하고 공기(工期)를 단축할 수 있도록 개량된 연약지반용 앵커를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 암반 구멍 내벽에 앵커 본체가 견고하게 밀착되도록 그 구조가 개량된 연약지반용 앵커를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 암반의 삽입홀에 콘크리트 등의 주입액을 주입한 후에 앵커와의 견인력을 제공하였던 인장재를 암반의 삽입홀로부터 간편하게 제거할 수 있도록 한 연약지반용 앵커 조립체를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 연약지반에 천공된 삽입홀에 삽입되는 연약지반용 앵커 조립체에 있어서,
연약지반에 천공된 삽입홀에 삽입되는 연약지반용 앵커 조립체에 있어서,
인장재(1)와 상기 인장재(1) 외주면을 감싸는 보호관(2);
표면 쪽에 길이방향으로 둘 이상의 장공(111)이 형성된 관상의 케이싱(110);
상기 케이싱(110)의 내부에서 상기 케이싱(110)의 길이방향으로 이동가능하도록 마련되며 상기 보호관(2)이 통과하는 제2가이드공(133)이 형성된 이동부재(130);
상기 장공(111)을 통하여 상기 케이싱(110)의 외부로 돌출되며 상기 이동부재(130)에 힌지결합하는 둘 이상의 날개편(132);
각 일단이 상기 제2가이드공(133)들에 결합하고 상기 인장재(1)의 단부를 파지 또는 파지해제시키는 견인블록(140);을
상기 케이싱(110)의 지하 쪽 단부에 고정되며, 상기 견인블록(140)을 관통시키는 제1가이드공(121)이 형성된 커버(120);
상기 커버(120)에 의해 지지가 되며 상기 이동부재(130)를 지상방향으로 가압하기 위한 탄성 부재(125);를 구비하여
상기 케이싱(110)이 상기 삽입홀에 삽입 될 때에는 상기 각 날개편(132)들의 단부가 상기 삽입홀과의 마찰시에 발생하는 반작용에 의해 상기 장공(111) 속으로 진입되도록 회전되고, 상기 케이싱(110)의 삽입이 완료된 후에 케이싱(110)에 지상방향의 힘을 가하는 경우에는 각 날개편(132)들의 단부가 지반에 박힘으로써 상기 케이싱(110)이 지상방향으로 이동되는 것이 방지되도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 견인블록은 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 일단부에 결합하고 상기 제3결합공에 결합하여 고정되는 선단캡과, 상기 케이스의 타단부에 결합하는 후단캡과, 상기 선단캡의 내측에 지지가 되는 테이퍼형 와셔와, 상기 와셔에 지지가 되는 중공형의 슬리이브와, 상기 슬리이브에 슬라이딩 가능하게 결합하고 상기 인장재의 단부가 착탈가능하게 결합하며 상기 슬리이브로부터 이탈될 때 탄력적으로 벌어지는 콜릿척과, 상기 콜릿척의 외주면에 결합하는 탄성의 고무링과, 상기 콜릿척의 단부에 지지가 되는 지지캡과, 상기 지지캡에 지지되는 탄성체와, 상기 케이스의 내주면에 결합고정되는 와이어링을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
첫째, 본 발명 앵커조립체는 암반(10)에 균열(50)이 발생하더라도 그라우트에 의해서 일체로 거동하여 암반(10)을 안정화시킨다.
둘째, 인장재(1)의 제거를 가능하게 하므로 암반의 환경오염을 방지하고, 추후 암반의 절개시 인장재(1)를 제거하여야 하는 불편함을 해소한다.
셋째, 인장재(1)를 잡아 당기는 작업만으로 록커블록(130)들이 삽입홀(20) 내벽에 밀착되게 하므로, 상기 선행기술에서 각형봉체(220)를 회전시켜야 하는 작업보다 시공을 편리하게 하며 또한 종래 나사봉체(210)를 삽입홀(20)에 삽입시 암반으로부터 낙하되는 돌가루등에 의해 나사부분이 오염되어 나사조임작업이 원할하지 못하는 문제점을 해소할 수 있게 한다.
도 1 내지 도 3은 종래 앵커 조립체를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명 앵커 조립체의 분리 사시도,
도 5는 본 발명 앵커 조립체의 조립 사시도,
도 6은 견인블록의 분리 사시도,
도 7 내지 도 9는 본 발명 앵커 조립체의 동작상태를 설명하는 작동 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.
도 4는 본 발명 앵커 조립체의 분리 사시도, 도 5는 본 발명 앵커 조립체의 조립 사시도. 도 6은 견인블록의 분리 사시도, 도 7 내지 도 9는 본 발명 앵커 조립체의 동작상태를 설명하는 작동 단면도이다.
본 발명 실시예의 연약 지반용 앵커 조립체는 절개지와 같은 경사면에 지하 방향의 힘을 가함으로써 사면 안정에 도움이 되게 하기 위한 것으로서, 인장재(1), 보호관(2), 케이싱(110), 커버(120), 이동부재(130), 날개편 (132), 탄성부재(125), 견인블록(140)으로 구성된다.
상기 인장재(1)는 인장력이 가해진 상태로 지상에서 장착되어 지반에 압축력을 가하기 위한 구성이고, 상기 보호관(2)은 상기 인장재(1)의 외주면을 감싸며 보호하기 위한 관이다. 상기 보호관(2)은 상기 인장재(1)에 부식이 생기는 것을 방지하기도 하고, 제거식 앵커의 경우 인장재(1)가 그라우팅재에 의해 고정되는 것을 방지하기도 한다.
상기 케이싱(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 관상(파이프 형상)의 구성으로서 표면에 그 길이방향으로 둘 이상의 장공(111)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 장공(111)의 수는 네 개가 형성되며, 각각 90도씩 이격되어 있다.
상기 이동부재(130)는 상기 케이싱(110)의 내부에서 상기 케이싱(110)의 길이방향으로 이동 가능하게 마련되며 상기 보호관(2)이 통과하는 제2가이드공(133)이 마련되어 있다. 본 실시예에서 상기 제2가이드공(133)의 수는 네 개이며, 인장재(1)의 수와 동일하게 마련된다.
상기 날개편(132)는 상기 이동부재(130)에 힌지결합하여 상기 이동부재(130)에 대하여 상대회전할 수 있다.
상기 날개편(132)의 일부는 상기 장공(111)을 통하여 상기 케이싱(110)의 외부로 돌출되어 있으며, 상기 장공(111)의 개수와 마찬가지로 네 개가 마련된다.
상기 날개편(132)들은 코일스프링(131)에 의해 서로 멀어지는 방향으로 탄성가압된다.
상기 견인블록(140)은 상기 이동부재(130)의 상기 제2가이드공(133)에 결합하며 인장재(1)의 수와 동일하게 네 세트가 마련된다.
상기 각각의 견인블록(140)은 원통형의 케이스(141)와, 상기 케이스(141)의 일단부에 결합되고 상기 제1가이드공(121)에 결합되어 고정되는 선단캡(142)과, 상기 케이스(141)의 타단부에 결합되는 후단캡(143)과, 상기 선단캡(142)의 내측에 지지되는 테이퍼형 와셔(144)와, 상기 와셔(144)에 지지되는 중공형의 슬리이브(145)와, 상기 슬리이브(145)에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 인장재(1)의 단부가 착탈가능하게 결합되며 상기 슬리이브(145)로부터 이탈될때 탄력적으로 벌어지는 콜릿척(146)과, 상기 콜릿척(146)의 외주면에 결합되는 탄성의 고무링(146a)과, 상기 콜릿척(146)의 단부에 지지되는 지지캡(147)과, 상기 지지캡(147)에 지지되는 탄성체(148)와, 상기 케이스(141)의 내주면에 결합고정되는 와이어링(149)을 구비한다.
상기 콜릿척(146)은 복수의 분할쇠(146b)로 구성되어서 상호 오므려짐과 벌려짐이 가능하며, 보통의 상태에서는 분할쇠(146b)들이 벌려져서 상기 인장재(1)가 출입될 수 있게 한다. 즉, 도 10에서와 같이 콜릿척(146)이 슬리이브(145)에 결합된 상태에서는 각 분할쇠(146b)들이 오므려져서 인장재(1)가 파지되게 되며, 도 12에서와 같이 슬리이브(145)로부터 이탈된 상태에서는 분할쇠(146b)들이 벌려져서 인장재(1)를 빼낼수 있게 된다.
본 실시예의 견인블록(140)이 사용되는 경우는 제거식 앵커이며, 영구식 앵커의 경우에는 전술한 복잡한 구성 대신 단순히 인장재(1)의 지하측 단부를 고정할 수만 있으면 된다.
상기 커버(120)는 상기 케이싱(110)의 지하쪽 단부에 고정되는 구성으로서 용접, 볼트 및 너트에 의한 결합 등 여러 가지 방법으로 고정될 수 있으며 상기 케이싱(110)과 일체로 형성될 수도 있는데, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 일체로 마련된다.
상기 커버(120)에는 상기 견인블록(140)이 통과하는 제1가이드공(121)이 형성되어 있다. 상기 제1가이드공(121)의 수는 네 개로서, 견인블록(140)이나 인장재(1)의 수와 동일하다.
상기 탄성부재(125)는 상기 커버(120)에 의해 지지되어 상기 이동부재(130)를 지상방향으로 탄성가압한다.
본 실시예에서 상기 제1가이드공(121)의 수는 네 개이며, 그 수는 지반에 가해지는 힘의 크기에 비례하며, 그 말은 인장재(1)의 갯수에 따라 얼마든지 설계변경될 수 있다는 의미이다.
상기와 같은 구성의 앵커 조립체는 다음과 같이 설치되고 작동된다.
도 5에 도시된 바와 같이 앵커 조립체를 삽입홀(20)에 삽입한다.
이때 장공(111)의 외부로 노출된 날개편(132)들은 도 7에 도시된 바와 같이 삽입홀(20)과의 마찰시에 생기는 반작용에 의해 상기 케이싱(110)의 내부로 일정부분 인입된 상태로 이동한다. 도 7에 표시된 화살표는 앵커 조립체의 이동방향을 표시하는 화살표이다.
한편, 상기 견인블록(140)이 삽입홀(20)에 삽입되는 동안 탄성체(148)의 복원력에 의해서 콜릿척(146)이 슬리이브(145)내에 결합상태를 유지하게 되므로 인장재(1)의 파지상태가 유지되게 된다.
삽입이 완료된 후, 도 8에 도시된 바와 같이 인장재(1)에 삽입홀(20)의 출구측 즉 지상방향으로 힘을 가하면 날개편(132)이 지반에 박혀 케이싱(110)이 지상방향으로 이동하는 것을 제한하게 된다.
상기와 같이 날개편(132)이 지반에 박힌 상태에서 삽입홀(20)에 시멘트 모르타르와 같은 그라우트(미도시)를 주입하여 양생하면 앵커 조립체가 완전히 고정된다. 물론, 날개편(132)에 의해 고정되는 힘이 인장재(1)에 인장력을 가할 정도로 충분한 경우에는 그라우트를 하지 않아도 되지만 일반적으로 그라우트를 실시하는 것이 보통이다.
상기 그라우트가 완전히 양생된 이후에는, 인장재(1)에 인장력을 가하고 지상측에서 인장재(1)를 고정한다. 인장재(1)를 고정하는 구성에 대하여 기재하지는 않았지만 일반적으로 베어링 플레이트와 쐐기 절편, 쐐기 블럭 등으로 구성된다.
이하에서는 시공단계에 따라 인장재(1)를 제거해야 할 때 제거하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선 인장재(1)에 지하측방향으로 힘을 가한다. 인장재(1)에는 보통 10톤 이상의 인장력이 가해진 상태이므로 인장재를 단순히 끊어주기만 하면 탄성복원력에 의해 자연스레 지하측 방향으로 힘이 가해지기도 하는데 필요한 경우 해머 등을 이용하여 인장재(1)를 타격하게 된다. 인장재(1)에 힘을 가하면 도 9에서와 같이 콜릿척(146)이 탄성체(148)를 압축시키면서 우측으로 이동되어 슬리이브(145)로부터 이탈되고, 고무링(146a)이 와이어링(149)을 넘어서 걸려걸린다. 이때 콜리척(146)의 분할쇠(146b)들이 벌어지게 되어 인장재(1)를 콜릿척(146)으로부터 분리하여 제거시킬 수 있게 된다. 인장재(1)는 분할쇠(146b)와의 마찰력에 의해 고정되는데 도 9에 도시된 상태에서는 분할쇠(146b)들이 구속되지 않아 벌어질 수 있으므로 그 마찰력이 줄어들게 되어 분리가능하게 되는 것이다.
한편, 전술한 바와 같이 본 실시예의 견인블럭(140)은 제거형 앵커에 적용되는 견인블럭(140)이며 영구형 앵커의 경우에는 좀 더 간단한 구조로 제작될 수도 있다.
본 실시예의 앵커 조립체는 인장재(1)의 제거를 가능하게 하므로 암반의 오염을 방지한다.
또한, 인장재(1)를 잡아 당기는 작업만으로 날개편(132)들이 삽입홀(20) 내벽에 걸리므로 상기 선행기술에서 각형봉체(220)를 회전시켜야 하는 작업보다 시공을 편리하게 하며 또한 종래 나사봉체(210)를 삽입홀(20)에 삽입시 암반으로부터 낙하되는 돌가루등에 의해 나사부분이 오염되어 나사조임작업이 원할하지 못하는 문제점을 해소할 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 안에서 다양한 형태의 앵커 조립체로 구현될 수 있다.
110...케이싱 111...장공
120...커버 121...제1가이드공
130... 이동부재 132...날개편
125...탄성부재 140...견인블럭

Claims (2)

  1. 연약지반에 천공된 삽입홀에 삽입되는 연약지반용 앵커 조립체에 있어서,
    인장재(1)와 상기 인장재(1) 외주면을 감싸는 보호관(2);
    표면쪽에 길이방향으로 둘 이상의 장공(111)이 형성된 관상의 케이싱(110);
    상기 케이싱(110)의 내부에서 상기 케이싱(110)의 길이방향으로 이동가능하도록 마련되며 상기 보호관(2)이 통과하는 제2가이드공(133)이 형성된 이동부재(130);
    상기 장공(111)을 통하여 상기 케이싱(110)의 외부로 돌출되며 상기 이동부재(130)에 힌지결합하는 둘 이상의 날개편(132);
    각 일단이 상기 제2가이드공(133)들에 결합하고 상기 인장재(1)의 단부를 파지 또는 파지해제시키는 견인블록(140);을
    상기 케이싱(110)의 지하쪽 단부에 고정되며, 상기 견인블록(140)을 관통시키는 제1가이드공(121)이 형성된 커버(120);
    상기 커버(120)에 의해 지지되며 상기 이동부재(130)를 지상방향으로 가압하기 위한 탄성부재(125);를 구비하여
    상기 케이싱(110)이 상기 삽입홀에 삽입 될 때에는 상기 각 날개편(132)들의 단부가 상기 삽입홀과의 마찰시에 발생하는 반작용에 의해 상기 장공(111) 속으로 진입되도록 회전되고, 상기 케이싱(110)의 삽입이 완료된 후에 케이싱(110)에 지상방향의 힘을 가하는 경우에는 각 날개편(132)들의 단부가 지반에 박힘으로써 상기 케이싱(110)이 지상방향으로 이동되는 것이 방지되도록 된 것을 특징으로 하는 연약지반용 앵커 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 견인블록(140)은 원통형의 케이스(141)와, 상기 케이스(141)의 일단부에 결합되고 상기 제1가이드공(121)에 결합되어 고정되는 선단캡(142)과, 상기 케이스(141)의 타단부에 결합되는 후단캡(143)과, 상기 선단캡(142)의 내측에 지지되는 테이퍼형 와셔(144)와, 상기 와셔(144)에 지지되는 중공형의 슬리이브(145)와, 상기 슬리이브(145)에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 인장재(1)의 단부가 착탈가능하게 결합되며 상기 슬리이브(145)로부터 이탈될때 탄력적으로 벌어지는 콜릿척(146)과, 상기 콜릿척(146)의 외주면에 결합되는 탄성의 고무링(146a)과, 상기 콜릿척(146)의 단부에 지지되는 지지캡(147)과, 상기 지지캡(147)에 지지되는 탄성체(148)와, 상기 케이스(141)의 내주면에 결합고정되는 와이어링(149)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 연약지반용 앵커 조립체.
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