KR101183926B1 - 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법에 관한 것으로, 전단에 정착헤드(111)를 형성한 메인네일(110)과, 상기 메인네일(110)의 외주연에 결합하여 탄성에 의해 아암부재(123)를 확개하여 천공홀의 내주연에 압입하는 간격조정지지구(120)와, 상기 간격조정지지구(120)를 탄력 설치하여 아암부재(123)를 지속적으로 가압하는 메인스프링(130)과, 상기 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)를 자제시켜 안전상태를 유지하는 보강지지캡(140), 및 상기 보강지지캡(140)을 상호 결합하는 전단력을 보강하는 보조네일(150)로 구성하므로, 네일의 저항력을 증대시키되, 이형철근이나 전산볼트 또는 강봉 등 다양한 부재로 된 네일에 모두 적용할 수 있도록 하여 시공에 따른 비용을 크게 줄여줄 수 있도록 할 뿐만 아니라 천공홀에서 간격고정지지구가 탄성에 의해 지속적으로 가압하여 네일을 보다 견고하게 지지할 수 있도록 하고 안전하게 시공하거나 보관 운반할 수 있도록 것이다.

Description

다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법{multipurpose nailing anchor and construction method thereof}
본 발명은 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 네일의 저항력을 충분히 증가시키고, 이형철근이나 전산볼트 또는 강봉 등 다양한 부재로 된 모든 네일에 쉽게 적용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 네일을 천공홀 중앙에 위치시키기 위한 간격조정 기능과 네일의 고정 기능을 겸한 간격조정지지구를 구비하는 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 앵커(Anchor)공법은 건설공사에서 발생되는 토압, 풍압, 수압, 지진력 등의 외력에 대응하는 앵커력으로 이용되거나 또는 구조체의 응력보강용으로 사용되고 있으며, 이는 주로 사면보호, 옹벽, 굴착면 앵커 및 양압력의 기초 앵커 등에 많이 사용되고 있다. 현재에는 앵커설계 및 시공기술의 발달로 과밀하중이 작용하는 높은 타워나 교량기초 등에서 이용되고, 플랜트, 댐, 터널 등 모든 분야에서 적용 응용되고 있는 실정이다.
여기서 앵커공법에 적용되는 영구앵커는 사면 안정화를 위하여 사면 내부로 천공된 홀에 삽입되는 것으로, 영구앵커와 더불어 영구앵커 주변에는 복수의 강연선이 구비된다. 영구앵커는 이형철근 등이 적용되고, 강연선으로는 PC강연선 등이 적용된다.
한편, 사면파괴가 발생하지 않게 하기 위한 대책공법으로 안전율 유지법과 안전율 증가법의 두가지로 구분할 수 있다. 즉 강우, 융설 등과 같은 물의 영향에 의하여 사면의 안전율이 감소하는 것을 방지시켜 사면파괴를 발생시키는 직접적 요인으로부터 사면을 보호하는 소극적 대책방법인 전자의 방법과 불안전하게 판단된 사면의 안전율을 말뚝 등의 저항력을 이용하여 증가시켜 사면파괴의 잠재적 취약성을 개선시키려는 적극적 대책방법이 후자의 방법이다.
상기 안전율 증가법의 하나인 네일링공은 절토면에서 수평하향 방향으로 요구심도까지 천공한 후 철근을 삽입하고 시멘트 그라우팅으로 충진하여 보강된 지반을 일체화시켜 작용토압에 저항하도록 하는 공법으로, 그 시공과정을 구체적으로 살펴보면, 우선 주위의 지하매설물?건물 등의 시설물을 충분히 조사한 후 설계조건에 맞는 천공장비를 선택하여 천공하되 네일은 천공홀의 중앙에 위치하게 하고, 네일 삽입 후 천공홀이 완전히 충진될 때까지 주변지반과 네일사이의 힘의 전달 매개체 역할을 하는 그라우팅을 주입하며, 상기 그라우팅의 양생기간이 경과하면 네일링 두부와 전면 숏크리트 벽체와의 접합 및 표면부 보강을 위해 전면판인 플레이트와 와이어메쉬를 설치하고 표면에 숏크리트 타설을 실시하게 된다.
그러나, 상기와 같은 네일링공법에서는 네일이 천공홀 전체 길이에 대하여 중앙에 위치하지 않고 하측으로 편중된 상태에서 천공홀 내부에 매입되어 설계시 적용한 지반의 전단저항력을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 네일 구조체의 안정성의 척도라 할 수 있는 네일의 인발저항력도 감소할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 네일링공법에서는 네일이 삽입시에 천공홀의 중앙에 위치하도록 하기 위하여 PVC 파이프를 천공경에 맞게 변형하거나 철근을 구부려 용접한 간격재를 사용하기도 하고, 네일의 선단에 별도의 정착장치를 부착하여 천공홀의 단부 중앙에 고정설치함과 동시에 네일이 중앙에 위치하게 하는 방법들을 사용하였으나, 이는 네일의 삽입시부터 이미 천공홀의 직경에 대응하는 간격재가 부착되어 있어 천공홀의 직경이 완벽히 유지되어 있지 않은 경우 간격재에 변형이 일어나거나 네일 삽입이 힘들 수가 있고 천공홀의 단부에 네일을 고정설치하여도 네일의 처짐에 의한 편심의 발생을 방지하기는 쉽지 않을 뿐만 아니라 별도의 정착장치로 인해 시멘트 그라우팅의 충진이 이루어지지 않는 공간이 발생할 수도 있다.
더욱이, 이런한 문제점을 해소하는 선출원된 특허등록 제10-796528호도 있으나 네일을 별도로 특수 가공하여 사용하므로 시공 비용이 크게 상승할 뿐만 아니라 일반적으로 널리 사용되고 있는 이형철근 등의 다양한 네일에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 네일의 저항력을 증대시키되, 이형철근이나 전산볼트 또는 강봉 등 다양한 부재로 된 네일에 모두 적용할 수 있도록 하여 시공에 따른 비용을 크게 줄여줄 수 있도록 하는 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 천공홀에서 간격고정지지구가 탄성에 의해 지속적으로 가압하여 네일을 보다 견고하게 지지할 수 있도록 하는 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 안전하게 시공하거나 보관 운반할 수 있도록 하는 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다용도 네일링 앵커는 전단에 정착헤드를 형성한 메인네일과, 상기 메인네일의 외주연에 결합하여 탄성에 의해 아암부재를 확개하는 간격조정지지구와, 상기 간격조정지지구를 탄력 설치하는 메인스프링과, 상기 간격조정지지구의 아암부재를 자제시키는 보강지지캡, 및 상기 보강지지캡을 상호 결합하는 보조네일로 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다용도 네일링 앵커 시공방법은 메인네일의 전 후측에 간격조정지지구를 각각 설치하되 메인스프링을 압축하여 아암부재가 메인네일에 밀착되게 하고 메인네일의 전단을 보강지지캡을 각각 끼워 밀착상태에서 자제되게 하며 보강지지캡을 보조네일로 연결하는 네일링 앵커 조립단계와, 상기 네일링 앵커 조립단계에서 조립된 네일링 앵커를 천공홀에 삽입하는 네일링 앵커 삽입단계와, 상기 네일링 앵커 삽입단계가 완료되면 메인네일의 후측에 가압파이프를 끼워 보강지지캡을 내측으로 가압하여 보강지지캡의 고정상태를 해제하고 스프링에 의해 다시 외향으로 이동하되 이로 인하여 간격조정지지구의 아암부재 걸림상태를 해제시키는 보강지지캡 가압단계와, 상기 보강지지캡 가압단계가 완료되면 메인스프링의 탄성에 의해 간격조정지지구가 확개되어 천공홀의 내주연에 아암부재를 압입하여 고정시키는 네일링 앵커 정렬단계와, 상기 네일링 앵커 정렬단계가 완료되면 메인네일에 지압판을 결합하고 천공홀에 모르타르를 주입하는 설치완료단계를 포함하여 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
따라서 본 발명의 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법은 메인네일의 전 후측에 간격조정지지구를 각각 설치하되 메인스프링을 압축한 상태에서 아암부재가 메인네일에 밀착되게 하고 아암부재의 전단을 보강지지캡에 끼워 밀착상태에서 자제되게 하며 보강지지캡을 보조네일로 연결하는 네일링 앵커 조립하므로, 보강지지캡을 가압하면 보강지지캡의 고정상태를 해제되고 이로 인하여 간격조정지지구의 아암부재가 걸림상태를 해제되며, 따라서 메인스프링의 탄성에 의해 간격조정지지구가 확개되어 천공홀의 내주연에 아암부재가 압입되어 네일링 앵커를 정확하게 정렬시키는 것인 바, 특히 이형철근이나 전산볼트 또는 강봉 등 다양한 부재로 된 네일에 모두 원활하게 설치하여 적용할 수 있도록 하여 시공에 따른 비용을 크게 줄여줄 수 있도록 할 뿐만 아니라 천공홀에서 간격고정지지구가 탄성에 의해 지속적으로 가압하여 네일을 보다 견고하게 지지할 수 있도록 하여 네일의 저항력 증대시키고, 안전하게 시공 및 보관 운반할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 삽입 상태 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 가압 후 상태 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 작동 후 상태 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 다용도 네일링 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 그라우팅 상태 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 6 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다용도 네일링 앵커(100)는 전단에 정착헤드(111)를 형성한 메인네일(110)과, 상기 메인네일(110)의 외주연에 결합하여 탄성에 의해 아암부재(123)를 확개하는 간격조정지지구(120)와, 상기 간격조정지지구(120)를 탄력 설치하는 메인스프링(130)과, 상기 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)를 자제시키는 보강지지캡(140), 및 상기 보강지지캡(140)을 상호 결합하는 보조네일(150)로 구성한다.
상기 메인네일(110)은 이형철근이나 전산볼트 또는 강봉 등의 다양한 부재를 사용할 수 있는 것으로 형상이나 모양을 한정하는 것은 아니다.
상기 간격조정지지구(120)는 메인네일(110)의 외주연에 복수개 설치하되, 전 후에 이동링(121)과 고정링(122)을 구비하여 이동링(121)과 고정링(122) 사이에 아암부재(123)를 핀결합하여 외향으로 절곡되도록 하고, 아암부재(123)의 전단에 지지날(124)을 형성함이 바람직하다.
여기서 고정링(122)에는 별도의 고정부재(125)를 구비하여 형상할 수도 있다.
상기 메인스프링(130)은 메인네일(110)에 지지링(131)으로 고정하여 간격조정지지구(120)의 이동링(121)을 가압할 수 있도록 한다.
상기 보강지지캡(140)은 메인네일(110)에 웨지(143)로 고정하되 웨지(143)를 천공홀 입구 측에서 끼워 내부로 가압하면 웨지(143)가 빠져나와 보강지지캡(140)이 자유상태가 되도록 한다.
여기서 보강지지캡(140)은 지지돌출부(141)를 돌출시켜 형성하고, 지지돌출부에 간격조정지지구(120)의 아암부재(123) 전단을 끼워 자제시키되, 간격조정지지구(120)의 고정링(122) 측에 보강지지캡(140)을 설치한다.
나아가, 보강지지캡(140)과 간격조정지지구(120)의 고정링(122) 사이에 스프링(142)을 끼워 보강지지캡(140)을 외향으로 탄력 설치한다.
더욱이, 보강지지캡(140)의 외주연에는 너트 등의 장착부재(144)를 다수개 부착하여 형성한다.
또한, 보강지지캡(140)의 후측으로 일정 간격을 유지하는 고정구(나타내지 않음)를 메인네일(110)에 결합하여 전후 이동을 한정할 수도 있다.
상기 보조네일(150)은 메인네일(110)에 결합된 복수개의 보강지지캡(140)을 상호 연결하여 고정하되, 보강지지캡(140)의 장착부재(144)에 끼워 고정함이 바람직하다.
더불어, 장착부재(144)는 전산볼트나 이형철근 또는 강봉 등의 다양한 부재를 사용할 수 있다.
한편, 상기 간격조정지지구(120)의 고정링(122)이나 별도의 고정부재(125) 또는 메인스프링(130)의 지지링(131)은 통상의 고정수단으로 고정하거나 메인네일(110)에 용접 등으로 부착할 수 있으나 웨지를 사용하는 경우에는 천공홀 안쪽에서 끼워 보강지지캡(140)을 가압할 때 고정 상태를 견고하게 있도록 함이 바람직하다.
이러한 본 발명의 다용도 네일링 앵커(100) 시공방법은 메인네일(110)의 전 후측에 간격조정지지구(120)를 각각 설치하되, 메인스프링(130)을 압축한 상태에서 아암부재(123)가 메인네일(110)에 밀착되게 하고, 아암부재(123)의 전단을 보강지지캡(140)에 끼워 밀착상태에서 자제되게 하며, 보강지지캡(140)을 보조네일(150)로 연결하는 네일링(100) 앵커 조립단계와; 상기 네일링 앵커(100) 조립단계에서 조립된 네일링 앵커(100)를 천공홀에 삽입하는 네일링 앵커(100) 삽입단계와; 상기 네일링 앵커(100) 삽입단계가 완료되면, 메인네일(110)의 후측에 가압파이프(160)를 끼워 보강지지캡(140)을 가압하여 내부측으로 전진시키므로 보강지지캡(140)의 자제상태를 해제하고 스프링(142)에 의해 다시 외향으로 이동되도록 하되, 이로 인하여 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)가 걸림 상태를 해제하도록 하는 보강지지캡(140) 가압단계와; 상기 보강지지캡(140) 가압단계가 완료되면, 메인스프링(130)의 탄성에 의해 간격조정지지구(120)가 확개되어 천공홀의 내주연에 아암부재(123)를 압입하여 고정시키는 네일링 앵커(100) 정렬단계와; 상기 네일링 앵커 정렬단계가 완료되면, 메인네일(110)에 지압판(170)을 결합하고 천공홀에 모르타르를 주입하는 설치완료단계를 포함하여 구성한다.
상기 네일링(100) 앵커 조립단계는 메인네일(110)의 길이나 설치하고자 하는 지반의 특성을 고려하여 2포인트 이상 간격조정지지구(120)를 설치하되, 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)를 자제시키는 보강지지캡(140)을 결합하고, 결합된 보강지지캡(140)을 보조네일(150)로 상호 결합하여 저항력을 증대시키도록 한다.
상기 네일링 앵커(100) 삽입단계는 조립된 네일링 앵커(100)의 전단이 천공홀에 최대한 깊게 삽입함이 바람직하다.
상기 보강지지캡(140) 가압단계는 메인네일(110)의 후측에 가압파이프(160)를 끼워 내측으로 충격을 가하여 보강지지캡(140)을 가압하므로 보강지지캡(140)이 스프링(142)을 압축시키면서 전진하게 되고 이로 인하여 순간적으로 웨지(143)가 빠져나와 자제상태가 해제되도록 하는 것이다.
따라서 자유상태의 보강지지캡(140)은 스프링(142)에 의해 전진 후 다시 후측으로 이동하게 되고 이로 인하여 보강지지캡(141)의 지지돌출부(141) 전단에 걸린 아암부재(123)가 자제 상태를 해제한다.
또한, 다수개의 설치된 보강지지캡(141)은 보조네일(15)에 의해 가압력이 전가되어 상기와 같이 동시에 아암부재(123)가 걸림 상태를 해제한다
더욱이 보강지지캡(141)이 스프링(142)을 일정 압력으로 압축시켜 고정하므로 경사진 상태에서도 고정상태가 해제되면 쉽게 아암부재(123)의 걸림 상태를 용이하게 해제할 수 있다.
상기 네일링 앵커(100) 정렬단계는 아암부재(123)의 걸림 상태가 해제되므로 압축상태의 메인스프링(130)이 팽창하여 간격조정지지구(120)의 이동링(121)을 가압하여 전진시키되, 이로 인하여 이동링(121)과 고정링(122) 사이에 핀결합시킨 아암부재(123)가 천공홀의 내주연에 압입되어 지지날(124)이 끼워지므로 메인네일(110)과 보조네일(150)의 위치가 정확하게 정렬되는 것이다.
나아가 메인스프링(130)의 지속적으로 아암부재(123)를 가압하므로 천공홀의 내주연이 일정하지 않더라도 메인네일(110)과 보조네일(150)를 정확한 위치에서 견고하게 지지한다.
상기 설치완료단계는 메인네일(110)에 지압판(170)을 결합하고 천공홀에 모르타르를 주입하여 경화시킴으로써 저항력을 증가시킬 뿐만 아니라 특히 지반의 전단저항력을 크게 증대시킬 수 있는 것이다.
100 : 네일링앵커 110 : 메인네일
111 : 정착헤드 120 : 간격조정지지구
121 : 이동링 122 : 고정링
123 : 아암부재 124 : 지지날
125 : 고정부재 130 : 메인스프링
131 : 지지링 140 : 보강지지캡
141 : 지지돌출부 142 : 스프링
143 : 웨지 144 : 장착부재
150 : 보조네일 160 : 가압파이프
170 : 지압판

Claims (9)

  1. 전단에 정착헤드(111)를 형성한 메인네일(110)과,
    상기 메인네일(110)의 외주연에 복수개 결합하고 전 후에 이동링(121)과 고정링(122)을 구비하며 이동링(121)과 고정링(122) 사이에 아암부재(123)를 핀결합하여 외향으로 절곡되도록 하고 아암부재(123)의 전단에 지지날(124)을 형성한 간격조정지지구(120)와,
    상기 간격조정지지구(120)를 탄력 설치하여 아암부재(123)를 지속적으로 가압하는 메인스프링(130)과,
    상기 메인네일(110)에 웨지(143)로 고정하고 웨지(143)를 천공홀 입구 측에서 끼워 내부로 가압하면 웨지(143)가 빠져나와 자유상태가 되도록 하되 간격조정지지구(120)의 고정링(122) 측에 설치하고 지지돌출부(141)를 돌출시켜 간격조정지지구(120)의 아암부재(123) 전단을 끼워 자제상태를 유지하도록 하는 보강지지캡(140), 및
    상기 보강지지캡(140)을 상호 결합하는 전단력을 보강하는 보조네일(150)로 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강지지캡(140)과 간격조정지지구(120)의 고정링(122) 사이에 스프링(142)을 끼워 보강지지캡(140)을 외향으로 탄력 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강지지캡(140)의 외주연에는 너트 등의 장착부재(144)를 다수개 부착하여 형성하고 보조네일(150)를 메인네일(110)에 결합된 복수개의 보강지지캡(140)을 상호 연결하여 고정하되, 보강지지캡(140)의 장착부재(144)에 끼워 고정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커.
  4. 메인네일(110)의 전 후측에 간격조정지지구(120)를 각각 설치하되, 메인스프링(130)을 압축한 상태에서 아암부재(123)가 메인네일(110)에 밀착되게 하고, 아암부재(123)의 전단을 보강지지캡(140)에 끼워 밀착상태에서 자제되게 하며, 보강지지캡(140)을 보조네일(150)로 연결하는 네일링 앵커 조립단계와;
    상기 네일링 앵커 조립단계에서 조립된 네일링 앵커(100)를 천공홀에 삽입하는 네일링 앵커 삽입단계와;
    상기 네일링 앵커 삽입단계가 완료되면, 메인네일(110)의 후측에 가압파이프(160)를 끼워 보강지지캡(140)을 가압하여 내부측으로 전진시키므로 보강지지캡(140)의 고정상태를 해제하고 스프링(142)에 의해 다시 외향으로 이동되도록 하되, 이로 인하여 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)가 걸림 상태를 해제하도록 하는 보강지지캡 가압단계와;
    상기 보강지지캡 가압단계가 완료되면, 메인스프링(130)의 탄성에 의해 간격조정지지구(120)가 확개되어 천공홀의 내주연에 아암부재(123)를 압입하여 고정시키는 네일링 앵커 정렬단계와;
    상기 네일링 앵커 정렬단계가 완료되면, 메인네일(110)에 지압판(170)을 결합하고 천공홀에 모르타르를 주입하는 설치완료단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커 시공방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 네일링 앵커 조립단계는 메인네일(110)의 길이나 설치하고자 하는 지반의 특성을 고려하여 2포인트 이상 간격조정지지구(120)를 설치하되, 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)를 자제시키는 보강지지캡(140)을 결합하고, 결합된 보강지지캡(140)을 보조네일(150)로 상호 결합하여 저항력을 증대시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커 시공방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보강지지캡 가압단계는 메인네일(110)의 후측에 가압파이프(160)를 끼워 내측으로 충격을 가하여 보강지지캡(140)을 가압하므로 보강지지캡(140)이 스프링(142)를 압축시키면서 전진하게 되고 순간적으로 웨지(143)가 빠져나와 고정상태가 해제되도록 하되, 자유상태의 보강지지캡(140)은 스프링(142)에 의해 전진 후 다시 후측으로 이동하게 되고 이로 인하여 보강지지캡(141)의 지지돌출부(141) 전단에 걸린 아암부재(123)가 걸림 상태를 해제하도록 하고, 다수개의 설치된 보강지지캡(141)은 보조네일(15)에 의해 가압력이 전가되어 상기와 같이 동시에 아암부재(123)가 걸림 상태를 해제하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커 시공방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 네일링 앵커 정렬단계는 아암부재(123)의 걸림 상태가 해제되므로 압축상태의 메인스프링(130)이 팽창하여 간격조정지지구(120)의 이동링(121)을 가압하여 전진시키게 되고 이로 인하여 이동링(121)과 고정링(122) 사이에 핀결합시킨 아암부재(123)가 천공홀의 내주연에 압입되어 지지날(124)이 끼워지므로 메인네일(110)과 보조네일(150)의 위치가 정확하게 정렬되도록 하는 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커 시공방법.
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