KR101193945B1 - 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법 - Google Patents

Abstract

콘크리트 주입액(그라우팅재)을 절감하고 공기를 단축시키며 자유장부를 통하여 지하수를 수집 활용할 수 있도록 한 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명 시공방법은 자유부에 입수공(201)이 형성된 입수관(200)을 결합하고, 제1,2패커(20)(40)로 입수관(200)의 양단부를 차단시킴으로써 호스(50)를 통하여 입수관(200)내에 유입된 지하수를 활용할 수 있도록 한다.
또한, 입수관(200)과 천공홀(101) 사이에는 모래(300)를 충전시켜서 입수관(200)의 유동을 방지하고 유입되는 지하수로부터의 이물질이 필터링되도록 한다. 또한, 유입관(200)을 통하여 주변 지반의 유수들이 유입되어 호스(50)를 통하여 배출될 수 있도록 함으로써, 유수에 의한 토압의 증가로 지반의 붕괴를 방지할 수 있게 한다.

Description

지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법{A construction method earth-anchor}

본 발명은 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법에 관한 것으로써, 더 상세하게는 콘크리트 주입액(그라우팅재)을 절감하고 공기를 단축시키며 자유장부를 통하여 지하수를 수집 활용할 수 있도록 한 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업이 발전함에 따라 기반도로나 단지조성 등 산지와 같은 사면을 개발하는 것은 불가피한 실정으로, 현재 사면(斜面)의 슬라이딩 현실은 시간과 장소에 관계없이 끊임없이 발생하고 있으며, 생명과 재산을 위협하는 주변요소로서 작용을 하고 있다.

이러한 이유에서 사면의 붕괴나 슬라이딩을 억제하기 위한 안정공법으로 사면보강공법이 수행되고 있으며, 사면 안정공법으로 시공목적에 따라, 활동력 감소공법, 저항력 증강공법, 표면보호공법 등의 여러 가지로 구분되고, 이 중 저항력 증강공법으로 대표적인 것으로 락볼트, 어스앵커, 소일네일, 계단식 옹벽 등이 있다.

이 중 어스앵커는 앵커본체가 천공홀에 삽입되고, 이 앵커본체 주위에 그라우팅이 주입되어 고결됨으로써, 앵커에 연결된 인장봉(강연선)이 지반 속에 고결된 그라우팅에 의해 지지되는 것이다.

상기 천공홀에서 그라우팅에 의해 지지부분을 정착장이라 하고, 그 외의 부분을 자유장이라 하며, 상기 정착장이 지지구조물(앵커)의 역할을 하게 된다.

일반적으로 어스앵커 구조물은 토목 흙막이 공사에 있어서는 지반을 안정화시키기 위해 설치되는 토목시설물이다.

이러한 어스앵커 구조물은 지반에 천공홀을 형성하고 흙막이 구조물에 일단이 고정된 어스앵커케이블(인장봉)을 천공홀에 삽입하여 그 타단을 천공홀 내에 고정시킨 상태에서 어스앵커케이블에 프리 스트레스력을 부여하여 가시설 및 영구적으로 발생하는 응력, 변형, 변위 등에 대하여 구조물과 지반을 안정화시키는 것이다.

이러한 어스앵커 구조물은 두부(頭部), 자유부(自由部), 패커부(Pcaker部)및 정착부(定着部)로 이루어진다.

상기 각부의 공학적 역할에 대하여 살펴보면, 두부는 흙막이 띠장 등의 흙막이 구조물에 고정되어 그 흙막이 외측에 위치되며 어스 앵커체에서 발생된 힘을 흙막이 벽체에 전달시키기 위한 부분이고, 정착부는 토압에 의해 발생되는 인장력에 대해 지반과 어스 앵커체 사이에 발생되는 마찰력으로 저항하는 부분이며, 패커부는 정착부를 1차적으로 고정시키기 위한 부분이고, 자유부는 상기 두부와 패커부 사이에 위치하여 정착부의 마찰력을 두부에 인장을 통해 전달시키는 부분이다.

도 1은 종래 어스앵커 구조물이 시공된 상태를 나타낸 것으로써, 이의 시공방법은 제1 단계로 지중에 어스앵커홀(H)을 천공하고 상기 어스앵커 구조물(A)을 설치한다. 제2 단계로 패킹용 충전재 주입관(3)을 통하여 패커(2)내로 패킹용 충전재(P)로서 시메트 페이스트를 주입하여 충전한다.

패킹용 충전재(P)가 충전됨에 따라 상기 패커(2)가 팽창하면서 상기 어스앵커홀(H)의 중간부, 즉 패커부의 내벽에 밀착되면서 정착공간(h)를 폐쇄하게 된다.

일정 시간이 경과되면 패커(2)내에 주입된 시멘트 페이스트가 고결되고 패커(2)는 패커부의 내벽에 밀착된 상태로 유지된다.

제3 단계로 정착용 그라우팅재 주입관(4)을 통하여 정착공간(h)에 그라우팅재(G)인 시멘트 페이스트를 주입 충전한다.

이때, 상기 어스앵커홀(H)는 그 중간부인 패커부가 패커(2)에 의하여 폐쇄되어 있으므로 주입되는 정착용그라우팅재(G)는 정착공간(h)에만 충전된다.

정착용 그라우팅재(G)의 주입은 정착용 그라우팅재(G)가 정착공간(h)을 완전히 채워진 후 패커(2)와 어스앵커홀(H) 사이의 틈으로 정착용 그라우팅재(G)의 유출이 확인될 때까지 이루어진다.

일정 시간이 경과되면 정착공간(h)에 주입된 정착용 그라우팅재(G)가 고결되면서 어스앵커케이블(1)의 정착부를 고정시키게 된다.

제4 단계로 유압 잭(Jack)(J)을 이용하여 어스앵커케이블(1)의 두부에 적정한 인장력을 가하여 자유부를 인장시킨 상태로 흙막이 구조물(S)에 고정결합함으로써 시공을 완료한다.

그런데 상기와 같은 시공방법은 자유장부에 그라우팅재(G)를 주입하지 않음으로써 공기를 단축하고 그라우팅재의 재료를 절감할 수 있다는 이점이 있지만, 자유장부가 인장력을 전달하는 공간으로서의 역활뿐 다른 어떠한 기능을 제공하고 있지 못하는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 천공홀내의 자유장부로 유입되는 지하수를 활용할 수 있도록 한 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 지반에 형성한 천공홀의 정착부에 앵커본체를 삽입하고, 앵커본체에 인장봉의 일단을 연결하고 그 타단을 인장력을 가하면서 두부의 브라켓트에 고정시켜서 지반이 일체로 거동하도록 하는 어스앵커의 시공방법에 있어서,

a) 상기 인장봉의 일단에 앵커본체를 연결하여 상기 천공홀내에 삽입하는 단계와,

b) 상기 앵커본체에 근접하도록 제1주입관이 결합된 환형의 제1패커를 상기 천공홀에 삽입하는 단계와,

c) 상기 제1주입관을 통하여 상기 제1패커에 충전재를 주입하고 팽창시켜서 상기 천공홀의 내벽면에 밀착시키고 상기 충전재를 고결시키는 단계와,

d) 상기 제1패커를 통과하여 제2주입관을 결합시켜서 상기 정착부에 정착용 그라우팅재를 주입하고 고결시키는 단계와,

e) 외주면에 지하수가 유입되는 복수의 입수공이 형성된 입수관(200)을 상기 천공홀에 삽입하여 상기 제1패커에 안착시키는 단계와,

f) 상기 입수관내에 호스의 일단부를 위치시키고 그 타단부를 외부로 노출시키며, 제2패커를 상기 천공홀의 입구에 결합하여 상기 입수관의 선단을 차단시키는 단계와,

g) 상기 인장봉에 인장력을 가하여 상기 브라켓트에 고정시키는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 시공방법은 상기 e)단계에서 상기 입수관의 입수공을 통하여 이물질 유입이 방지되도록 통수성 부직포를 감싸고, 상기 입수관과 천공홀 사이에 모래를 충전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

첫째, 자유부에 입수공(201)이 형성된 입수관(200)을 결합하고, 제1,2패커(20)(40)로 입수관(200)의 양단부를 차단시킴으로써 호스(50)를 통하여 입수관(200)내에 유입된 지하수를 활용할 수 있도록 한다.

또한, 유입관(200)을 통하여 주변 지반의 유수들이 유입되어 호스(50)를 통하여 배출될 수 있도록 함으로써, 유수에 의한 토압의 증가로 지반의 붕괴를 방지할 수 있게 한다.

둘째, 상기 입수관(200)과 천공홀(101) 사이에는 모래(300)를 충전시켜서 입수관(200)의 유동을 방지하고 유입되는 지하수로부터의 이물질이 필터링되도록 한다.

도 1은 종래 어스앵커의 설치상태 단면도,
도 2 내지 도 5는 본 발명 실시예의 시공방법을 설명하는 개략도,
도 6은 패커를 나타낸 사시도,
도 7은 입수관을 나타낸 사시도이다.

본 발명 실시예의 어스앵커 시공방법은 콘크리트 주입액(그라우팅재)을 절감하고 공기를 단축시키며 자유장부를 통하여 지하수를 수집하여 활용할 수 있도록 한다.

본 발명 실시예의 공법에 적용되는 어스앵커 구조물은 도 5에 도시된 바와 같이, 두부(頭部), 자유부(自由部), 패커부(Pcaker部)및 정착부(定着部)로 이루어지며, 지반(100)에 형성한 천공홀(101)의 정착부에 앵커본체(10)를 삽입하고, 앵커본체(10)에 인장봉(11)의 일단을 연결하고 그 타단을 인장력을 가하면서 두부의 브라켓트(12)에 고정시켜서 균열된 또는 균열 염려가 있는 지반(100)이 일체로 거동하도록 한다.

이러한 어스앵커의 시공방법은 다음과 같다. 본 발명 실시예에 적용되는 앵커 조립체의 구조 및 작동은 본 출원인이 선출원한 특허출원번호 제2011-6587호에 개시되어 있으므로 구체적 작동설명은 생략하기로 한다.

a)단계로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인장봉(11)의 일단에 앵커본체(10)를 연결하여 상기 천공홀(101)내에 삽입하고, 도 3에 도시된 바와 같이 인장봉(11)을 임의 힘으로 인장시켜서 록킹블럭(14)(15)들이 방사상으로 돌출되면서 천공홀(101)의 내벽면에 지압되도록 하여 앵커본체(10)를 천공홀(101) 내벽에 고정시킨다.

b)단계로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 앵커본체(10)에 근접하도록 제1주입관(31)이 결합된 환형의 제1패커(20)를 상기 천공홀(101)에 삽입한다.

c)단계로 상기 제1주입관(31)을 통하여 상기 제1패커(20)에 충전재(110)를 주입하고 팽창시켜서 상기 천공홀(101)의 내벽면에 밀착시키고 상기 충전재(110)를 고결시킨다. 상기 제1패커(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 환형으로서 마직(麻織)이나 면직(綿織)등의 비방수성 포재(非防水性 布材)로 형성되며, 제1패커(20)의 중심부를 관통하여 인장봉(11)과 후술하는 제2주입관(32)이 통과된다.

d)단계로 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1패커(20)를 통과하여 제2주입관(32)을 결합시켜서 상기 정착부에 정착용 그라우팅재(120)를 주입하고 고결시킨다. 이때 상기 제2주입관(32)은 상기 제1패커(31)가 팽창되어 고결되기 전에 미리 결합시킨다.

e)단계로 도 5에 도시된 바와 같이, 외주면에 지하수가 유입되는 복수의 입수공(201)이 형성된 입수관(200)을 상기 천공홀(101)에 삽입하여 그 하단을 상기 제1패커(20)에 안착시킨다.

상기 입수관(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 입수공(201)을 통하여 이물질 유입이 방지되도록 통수성 부직포(210)를 감싼다.

한편, 상기 입수관(200)과 천공홀(101) 사이에는 모래(300)를 충전시켜서 입수관(200)의 유동을 방지하고 유입되는 지하수로부터의 이물질이 필터링되도록 한다.

f)단계로 상기 입수관(200)내에 호스(50)의 일단부를 위치시키고 그 타단부를 외부로 노출시키며, 제2패커(40)를 상기 천공홀(101)의 입구에 결합하여 상기 입수관(200)의 상단을 차단시킨다. 이때 상기 제2패커(40)에 충진재(130)를 주입하여 팽창시킴으로써 천공홀(101)의 내벽면 및 입수관(200)의 입구를 차단시킨다.

g)단계로 상기 인장봉(11)에 인장력을 가하여 상기 브라켓트(12)에 고정시킨다.

상기와 같은 시공방법은 자유부에 입수공(201)이 형성된 입수관(200)을 결합하고, 제1,2패커(20)(40)로 입수관(200)의 양단부를 차단시킴으로써 호스(50)를 통하여 입수관(200)내에 유입된 지하수를 활용할 수 있도록 한다.

또한, 상기 입수관(200)과 천공홀(101) 사이에는 모래(300)를 충전시켜서 입수관(200)의 유동을 방지하고 유입되는 지하수로부터의 이물질이 필터링되도록 한다.

또한, 유입관(200)을 통하여 주변 지반의 유수들이 유입되어 호스(50)를 통하여 배출될 수 있도록 함으로써, 유수에 의한 토압의 증가로 지반의 붕괴를 방지할 수 있게 한다.

10...앵커본체 11...인장봉
20...제1패커 40...제2패커
100...지반 101...천공홀
200...입수관

Claims (2)

1. 지반에 형성한 천공홀의 정착부에 앵커본체를 삽입하고, 앵커본체에 인장봉의 일단을 연결하고 그 타단을 인장력을 가하면서 두부의 브라켓트에 고정시켜서 지반이 일체로 거동하도록 하는 어스앵커의 시공방법에 있어서,
   a) 상기 인장봉(11)의 일단에 앵커본체(10)를 연결하여 상기 천공홀(101)내에 삽입하는 단계와,
   b) 상기 앵커본체(10)에 근접하도록 제1주입관(31)이 결합된 환형의 제1패커(20)를 상기 천공홀(101)에 삽입하는 단계와,
   c) 상기 제1주입관(31)을 통하여 상기 제1패커(20)에 충전재(110)를 주입하고 팽창시켜서 상기 천공홀(101)의 내벽면에 밀착시키고 상기 충전재(110)를 고결시키는 단계와,
   d) 상기 제1패커(20)를 통과하여 제2주입관(32)을 결합시켜서 상기 정착부에 정착용 그라우팅재(120)를 주입하고 고결시키는 단계와,
   e) 외주면에 지하수가 유입되는 복수의 입수공(201)이 형성된 입수관(200)을 상기 천공홀(101)에 삽입하여 그 하단을 상기 제1패커(20)에 안착시키는 단계와,
   f) 상기 입수관(200)내에 호스(50)의 일단부를 위치시키고 그 타단부를 외부로 노출시키며, 제2패커(40)를 상기 천공홀(101)의 입구에 결합하여 상기 입수관(200)의 상단을 차단시키는 단계와,
   g) 상기 인장봉(11)에 인장력을 가하여 상기 브라켓트(12)에 고정시키는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 e)단계에서 상기 입수관(200)의 입수공(201)을 통하여 이물질 유입이 방지되도록 통수성 부직포(210)를 감싸고, 상기 입수관(200)과 천공홀(101) 사이에 모래(300)를 충전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 활용을 위한 어스앵커의 시공방법.

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