KR101228121B1

KR101228121B1 - 스프링의 팽창력을 이용한 앵커장치 및 시공 방법

Info

Publication number: KR101228121B1
Application number: KR1020120085653A
Authority: KR
Inventors: 동용원; 민윤기; 이태훈; 정성래
Original assignee: 주식회사 대덕지질; 주식회사 성지엔지니어링
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2013-01-31

Abstract

본 발명은 앵커의 인발에 대한 버팀력이 천공구멍에 채워지는 그라우트에 의해 이루어지지 않고, 앵커의 선단부에 스프링의 팽창력으로 팽창되는 정착부에 의해 주변 마찰력을 증가시킴으로써 지반의 상태에 상관없이 천공 후 앵커 정착부의 정착 후 즉시 인장이 가능하여 지반의 붕괴를 막을 수 있도록 하는 스프링의 팽창력을 이용한 앵커장치 및 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 반원통형의 정착부를 서로 마주보게 배치하되 정착부 사이에 설치된 스프링이 압착되게 한 상태로 압축밴드를 감아 고정시키고, 상기 정착부의 선단에는 정착부의 내측으로 끼워지는 강선을 고정시키며, 상기 정착부 사이에는 상하로 끼워진 가이드핀에 가이드 되면서 안정되게 벌어지게 하고, 상기 압축밴드는 절단용 열선과 연결되어 가열에 의해 절단이 이루어지면 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 팽창되면서 천공구멍의 내측에서 주면 마찰력을 높이도록 하는 것이다.

Description

스프링의 팽창력을 이용한 앵커장치 및 시공 방법{Anchor device and method of using spring}

본 발명은 앵커의 인발에 대한 버팀력이 천공구멍에 채워지는 그라우트에 의해 이루어지지 않고, 앵커의 선단부에 스프링의 팽창력으로 팽창되는 정착부에 의해 주변 마찰력을 증가시킴으로써 지반의 상태에 상관없이 천공 후 앵커 정착부의 정착 후 즉시 인장이 가능하여 지반의 붕괴를 막을 수 있도록 하는 스프링의 팽창력을 이용한 앵커장치 및 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 영구앵커는 암석, 지반의 절개지 등에서 절개면의 붕괴방지를 위한 흙막이공사 및 사면안정, 산사태 방지, 빌딩 또는 댐 등과 같은 대형 구조물의 지하수에 의한 부상방지, 지하구조물의 부상방지, 대형 건물의 지하층 토목 공사 시 굴착벽면의 붕괴방지 등에 사용되는 한편 지진 발생지 등의 건축물이나 대형 철탑, 옹벽 등의 시공시 구축물의 이동이나 왜곡 등의 전도방지 및 캔틸레버(cantilever)의 반력을 위한 시공, 수중공사를 위한 케이슨(Caisson) 침설시의 압입보조 등을 하기 위해 설치된다.

기존의 영구앵커공법은 일반적으로 붕괴우려가 있는 암석, 지반 등에 천공기를 이용하여 천공구멍을 천공하고, 상기 천공구멍을 통해 그라우트 호스와 복수개의 강연선 및 선단정착 앵커헤드를 하나의 유닛으로 마련하여 삽입한 다음 그라우트를 주입하여 일정시간 후 선단정착 앵커헤드와 함께 그라우트의 양생이 완료되면 강연선의 다른 한쪽 끝단에 지압판을 설치한 후 별도의 유압장비를 이용하여 인장시키게 된다.

상기 방식은 그라우트 주입 후 양생이 되는 시기동안 강연선을 인장시키지 못하게 되므로, 앵커로서의 역할이 설치 즉시 발휘할 수 없는 것이어서, 비상시 빠르게 사용할 수 없는 문제와 함께 현장에서 작업 공기를 단축시킬 수 없는 문제가 있다.

이와 같이 지반이 불안정하여 천공 즉시 인장을 필요로 하는 곳에서 앵커 정착부의 정착 후 즉시 인장이 가능케 하여 지반이 무너지는 것을 방지하는 한편 공기를 단축시킬 수 있도록 하기 위하여 앵커의 선단에 스프링의 팽창력으로 팽창되는 정착부를 설치하여 천공구멍에서 정착부에 설치된 스프링의 팽창이 이루어지게 함으로써 정착부의 외측과 앵커공 사이의 마찰력을 상승시킴으로써 정착부의 팽창과 동시에 강연선을 인장하여 사용할 수 있도록 하는 것으로, 보조적으로 사용하는 그라우트 시공과 함께 인장이 가능하여 지반이 무너지는 것을 방지할 수 있도록 하는 '스프링의 압축력을 이용한 정착부 팽창 가압식 앵커 및 시공방법'을 국내특허등록 10-0864084호로 동록 받은 바 있다.

상기 선특허는 반원통형의 정착부를 서로 마주보게 하여 정착부 사이에 설치된 스프링이 압착되게 한 상태로 압축용 강선으로 고정시키되 상기 압축용 강선은 분리강선의 고정고리에 끼워져 고정되게 하고, 상기 정착부는 천공구멍에 끼워진 상태에서 분리강선으로 고정고리를 빼내어 압축용 강선이 풀어지게 함으로써 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 외측으로 밀리면서 천공구멍에 정착부의 외측이 밀착되어 마찰력을 높이도록 하는 것으로, 분리강선의 고정고리를 빼내게 되는 과정이 쉽지 않은 것이다.

대한민국 특허등록 10-0864084호(2008.10.10 등록)

본 발명은 지반이 불안정하여 천공 즉시 인장을 필요로 하는 곳에서 앵커 정착부의 정착 후 즉시 인장이 가능케 하여 지반이 무너지는 것을 방지하는 한편 공기를 단축시킬 수 있는 것으로. 앵커의 선단에 스프링의 팽창력으로 팽창되는 정착부를 설치하여 천공구멍에서 정착부에 설치된 스프링의 팽창이 이루어지게 함으로써 정착부의 외측과 천공구멍 사이에 주면 마찰력을 상승시킴에 있어서, 정착부의 스프링을 잡아주는 고정고리를 분리강선으로 빼내어줄 때 고정고리가 쉽게 빠지지 않음은 물론 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 외측으로 이동할 때 안정되게 이동되지 못하여 정착부의 주면 마찰력을 높일 수 없는 문제를 해결하고자 하는 것이다.

본 발명은 반원통형의 정착부를 서로 마주보게 배치하되 정착부 사이에 설치된 스프링이 압착되게 한 상태로 압축밴드를 감아 고정시키고, 상기 정착부의 선단에는 정착부의 내측으로 끼워지는 강선을 고정시키며, 상기 정착부 사이에는 상하로 끼워진 가이드핀에 가이드 되면서 안정되게 벌어지게 하고, 상기 압축밴드는 절단용 열선과 연결되어 가열에 의해 절단이 이루어지면 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 팽창되면서 천공구멍의 내측에서 주면 마찰력을 높이도록 하는 것이다.

본 발명은 앵커의 선단에 스프링의 팽창력을 받는 정착부를 설치하되 상기 정착부는 압축밴드를 감아 고정되게 하되 상기 압축밴드는 절단용 열선에서 제공되는 열에 의해 절단이 이루어져 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 천공구멍의 내측과 밀착되게 하고, 상기 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 이동할 때 가이드핀에 의해 안정되게 가이드 되면서 이동되게 하는 것이다.

본 발명은 지반이 불안정하여 천공 즉시 인장을 필요로 하는 곳에 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 것으로, 앵커의 선단에 스프링의 압축력으로 팽창되는 정착부를 설치하여 천공구멍에서 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 벌어지면서 정착부의 외측과 천공구멍 사이에 주면 마찰력을 상승시킴으로써 정착부의 팽창과 동시에 강연선을 인장하여 사용할 수 있도록 하는 것으로, 본 발명은 앵커 정착부의 정착 후 즉시 인장이 가능하여 천공 즉시 인장을 필요로 하는 곳에 요긴하게 사용 되어 지반이 무너지는 것을 방지하는 한편 그라우트의 경화시간과 관계없이 인장이 이루어지므로 공기를 단축시킬 수 있게 되며 정착부의 길이를 감소시킬 수 있으므로 공사비 절감효과가 발생하게 된다.

특히 본 발명은 정착부에서 스프링을 압착시킨 상태로 고정시키는 압축밴드를 절단용 열선으로 끊어줄 수 있도록 함으로써 간단히 압축밴드를 절단시켜 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 벌어지는 것이어서, 스프링을 팽창시키기가 용이하고, 또한 가이드핀에 가이드 되면서 정착부가 이동하게 되므로, 안정된 이동을 보장하게 된다.

도 1은 천공구멍의 단면도
도 2는 본 발명의 앵커 삽입상태 단면도
도 3은 본 발명의 압축밴드 절단 상태도
도 4는 본 발명의 앵커 인장 상태 단면도
도 5는 본 발명의 그라우트 주입 상태도
도 6은 본 발명의 설치완료 단면도
도 7은 본 발명의 장착 전 앵커 단면도
도 8은 본 발명의 장착 후 앵커 단면도
도 9는 본 발명의 단면도 및 측단면도

본 발명은 지반이 불안정하여 천공과 함께 인장이 가능하도록 함에 있어서, 스프링의 팽창력을 이용하여 반원통형의 정착부가 스프링의 힘으로 천공구멍으로 밀리면서 주면 마찰력을 증가시켜 즉시 인장이 가능하도록 하되 스프링을 압착시킨 상태로 정착부를 고정시키는 압축밴드를 절단용 열선을 이용하여 절단이 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 천공구멍을 천공한 후 천공구멍의 내부에 정착부를 밀어 넣고, 정착부를 서로 맞닿게 고정시킨 압축밴드를 절단용 열선을 이용하여 풀어줌으로써 정착부가 스프링의 팽창력에 의해 외측으로 밀리면서 천공구멍에 닿게 되고, 이로 인하여 정착부의 주면 마찰력이 상승되어 강연선을 곧바로 인장시키더라도 정착부가 이탈하는 등의 문제가 발생하지 않게 되어 지반이 무너지는 것을 방지하게 된다.

본 발명은 반원통형의 정착부를 서로 마주보게 하되 정착부 사이에 스프링을 설치하여 스프링의 팽창력에 의해 정착부가 서로 밀어내는 방향으로 이동하게 하고, 정착부는 서로 마주 닿게 스프링을 압착시킨 상태에서 압축밴드를 감아 고정시키되 상기 압축밴드는 절단용 열선에 의해 절단이 이루어지게 함으로써 정착부를 천공구멍에 끼운 후 절단용 열선에 전원을 공급하여 가열이 이루어지게 되면 압축밴드가 끊어지면서 정착부가 스프링의 탄성력으로 벌어지면서 천공구멍에 밀착되게 된다.

이때 정착부의 전후방에는 서로 끼움 상태를 유지하는 가이드핀을 설치하되 상기 정착부가 스프링의 탄성력으로 벌어질 때 정착부는 서로 가이드핀을 타고 이동하면서 벌어지도록 함으로써 정착부가 벌어질 때 틀어지거나 덜 벌어지는 현상을 없애도록 한다.

그리고, 정착부의 외측에 천공구멍과 수직된 방향으로 요철부가 형성되게 함으로써 주면 마찰력을 향상시키도록 한다.

본 발명은 천공구멍을 뚫은 후 곧바로 앵커 정착부를 넣고 스프링의 팽창력으로 정착부를 벌어지게 한 상태에서 그라우트와 함께 강연선을 인장시키도록 함으로써 천공구멍의 천공과 함께 인장이 가능하여 지반이 불안정하여 빠르게 안정이 필요한 곳에서 효과적으로 사용된다.

이러한 본 발명은 천공구멍을 천공하는 과정과, 천공구멍의 내부에 끼워지는 반원통형의 정착부를 내측의 스프링이 압착되게 압축밴드를 감아 고정시키되 상기 압축밴드에는 절단용 열선이 감겨지게 하는 과정과, 상기 정착부를 천공구멍에 끼우되 정착부의 선단에 결합된 강연선은 절단용 열선과 함께 천공구멍에서 노출되게 하는 과정과, 상기 절단용 열선에 전원을 공급하여 압축밴드를 절단시켜 정착부가 스프링에 의해 외측으로 밀리면서 천공구멍에 밀착 되는 과정과, 그라우트와 함께 강연선을 인장하여 고정시키는 과정을 수행함으로써 이루어지게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 천공구멍(A)에 끼워지고 서로 마주보며 반원통 형상을 갖는 정착부(100)를 구비하되 상기 정착부(100)의 내측으로는 스프링(200)이 정착부(100)를 외측으로 밀어주게 하고, 상기 정착부(100)는 스프링(200)을 압착시키는 형태로 좁혀준 후 외측을 압축밴드(300)를 감아 정착부(100)가 벌어지지 않게 고정하며, 상기 정착부(100)의 내측으로는 가이드핀(350)을 결합시킴으로써 정착부(100)가 서로 마주보는 방향으로 이동하거나 서로 멀어지는 방향으로 이동할 때 가이드핀(350)을 따라 안정되게 이동하도록 한다.

상기 정착부(100)의 선단에는 강연선(30)를 웨지(121)로 고정시켜 천공구멍(A)의 외측으로 강연선(30)가 위치되게 하되 상기 웨지(121)는 3조각의 원뿔 형태를 갖고 내측이 원형의 공간이 형성되는 것이고, 상기 정착부(100)의 최선단에는 천공구멍(A)으로의 용이한 유도를 위하여 유선형의 선단부(120)를 스팟 용접으로 고정함으로써 선단부(120)에 의해 정착부(100)가 천공구멍(A)의 틈이나 요철에서 걸리지 않고 삽입된다.

본 발명의 정착부(100)는 반원통형을 갖게 되는 것으로, 내측으로는 일정 간격으로 스프링 고정용 돌기(110)가 형성되며, 두 개의 정착부(100)가 서로 마주보는 형태 즉 원통형을 이루도록 한다.

상기 정착부(100)의 외측은 요철돌기(101)를 형성하여 주면 마찰력을 높일 수 있도록 하는 한편 상기 정착부(100)의 스프링 고정돌기(110)에는 스프링(200)을 끼워 두 개의 정착부(100)를 서로 마주 닿는 쪽으로 이동시켜 스프링(200)은 압축시킨 후 정착부(100)의 외측은 압축밴드(300)를 감아 고정시킴으로써 압축밴드(300)를 절단하지 않는 한 정착부(100)가 스프링(200)의 힘으로 벌어지지 않는다.

여기서 압축밴드(300)는 천공구멍(A)을 통하여 끼워지는 절단용 열선(310)이 감겨지게 되고, 절단용 열선(310)으로 전원이 공급되면 열이 발생하여 압축밴드(300)를 절단하게 되면, 스프링(200)의 팽창력에 의해 정착부(100)가 외측으로 이동하게 된다.

상기 정착부(100)의 선단에 웨지(121)를 끼워 고정되는 강연선(30)은 천공구멍(A)의 외부로 돌출되게 하여 지압판(40)에 받쳐진 앵커헤드(10)에 웨지(11)로 고정되게 되며, 상기 앵커헤드(10)의 외측은 보호캡(20)을 씌워준다.

본 발명에서 정착부(100)가 벌어지지 않게 하는 압축밴드(300)를 절단용 열선(310)을 이용하여 절단하게 되면 정착부(100)는 스프링(200)의 팽창력에 의해 천공구멍(A)의 외측으로 벌어져 요철부(101)가 천공구멍(A)의 내벽을 지지하게 되며, 정착부(100)는 가이드핀(350)에 가이드 되면서 안정되게 이동된다.

이러한 본 발명을 작업 순서에 따라 살펴본다.

먼저 지반 보강이 필요한 곳에 천공기계를 이용하여 필요한 깊이의 천공구멍(A)을 뚫어준다.

그리고 정착부(100)의 스프링 고정돌기(110)에 스프링(200)을 끼운 후 상기 스프링(200)을 압착시키며 정착부(100)가 서로 맞닿게 하고, 이 상태에서 압축밴드(300)를 정착부(100)의 외측에 씌워줌으로써 압축밴드(300)를 절단시키지 않는 한 정착부(100)가 벌어지지 않게 된다.

이때 정착부(100)가 서로 맞닿아 형성되는 외경은 천공구멍(A)의 내경보다 작게 하여 압축밴드(300)로 스프링(200)을 압축시킨 정착부(100)가 천공구멍(A)의 내부로 끼워질 수 있도록 한다.

그리고, 정착부(100)가 서로 맞닿는 방향으로 이동할 때 가이드핀(350)을 따라 이동되게 함으로써 안정되게 정착부(100)를 압착 고정시킬 수 있다.

본 발명에서 천공구멍(A)에 끼워지는 정착부(100)에는 선단에는 웨지(121)를 이용하여 강연선(30)을 고정시키게 되고, 상기 강연선(30)는 천공구멍(A)의 외부로 노출되게 되며, 이와 동시에 압축밴드(300)를 열로서 절단시키는 절단용 열선(310)도 천공구멍(A)의 외측으로 노출되게 되고, 그라우트를 주입하게 되는 그라우팅 호스(400)도 천공구멍(A)에 끼워지게 된다.

이때, 절단용 열선(310)은 상기 그라우팅 호스(400)의 내부를 통하여 설치하는 것이 좋다.

이와 같이 정착부(100)로 이루어진 앵커가 천공구멍(A)의 내측에 위치한 후 상기와 같이 강연선(30)와 절단용 열선(310) 및 그라우팅 호스(400)가 천공구멍(A)의 외측으로 노출시킨 후에는 전기발생장치(60)를 이용하여 절단용 열선(310)에 전기를 공급함으로써 절단용 열선(310)이 가열되면서 압축밴드(300)를 열로서 절단시키게 된다.

이같이 압축밴드(300)를 열로 절단시키게 되면, 스프링(200)의 팽창력에 의해 정착부(100)가 외부로 밀리면서 정착부(100)의 요철부(101)가 천공구멍(A)의 내벽에 밀착되게 된다.

이때 정착부(100)는 이동할 때 가이드핀(350)을 따라 이동됨으로써 정착부(100)의 안정된 이동이 보장된다.

즉 절단용 열선(310)에 전기를 공급하여 압축밴드(300)가 절단되면 정착부(100)는 스프링(200)의 팽창력에 의해 외측으로 밀리되 가이드핀(350)을 타고 안정되게 이동하고, 상기 정착부(100)의 요철부(101)는 천공구멍(A)의 내측에 밀착되면서 주면 마찰력을 높인다.

이 같이 정착부(100)가 외측으로 벌어져 천공구멍(A)에 밀착되어 있는 상태에서는 강연선(30)를 인장시키더라도 정착부(100)가 고정된 상태를 유지하게 되는 것으로, 정착부(100)가 천공구멍(A)에 빠지지 않게 한 상태에서 유압장치(70)를 이용하여 강연선(30)를 인장시키게 된다.

즉, 위와 같이 압축밴드(300)를 절단한 후에는 천공구멍(A)의 입구에 지압판(40)을 고정시킨 후 앵커헤드(10)를 대고 웨지(11)를 이용하여 강연선(30)를 고정시키게 되고, 상기 강연선(30)는 인장이 이루어진 상태에서 고정이 이루어지게 되는 것으로, 이때 강연선(30)의 인장이 이루어지는 이유는 정착부(100)가 주면 마찰력으로 고정되어 있기 때문이다.

이 같이 인장이 완료되면 그라우팅 호스(400)를 통하여 그라우트를 주입하게 되고, 그라우트의 주입이 완료되면 앵커헤드 보호캡(20)을 씌워 작업을 완료하게 되는 것으로, 본 발명은 천공과 동시에 인장이 가능하여 지반을 빠른 시간에 보호할 수 있게 된다.

즉 기존에는 그라우트가 경화되는 시간이 경과 된 후에 인장 작업을 하게 되어 급속한 지반 안정을 필요로 하는 곳에는 사용할 수 없었으나, 본 발명은 천공구멍(A)을 뚫고 정착부(100)를 끼운 후 간단히 정착부(100)를 고정시켜 강연선(30)의 인장이 이루어지게 하는 것으로, 빠른 시간에 지반 안정을 시키는 곳에 효과적으로 사용된다.

특히, 본 발명은 정착부(100)에서 스프링(200)을 압착 고정시킬 때 정착부(100)의 외측에 압축밴드(300)를 감아 고정시키고, 상기 압축밴드(300)는 전기를 공급받아 열을 발생시키는 절단용 열선(310)에 의해 절단이 이루어지도록 함으로써 정착부(100)의 스프링(200)을 팽창시켜 주면 마찰력을 높이도록 하며, 또한 상기 정착부(100)는 서로 마주보는 쪽이나 서로 멀어지는 쪽으로 이동할 때 가이드핀(350)을 따라 이동되게 함으로써 안정된 이동을 보장하는 것이다.

100 : 정착부 110 : 스프링 고정돌기
200 : 스프링 300 : 압축밴드
310 : 절단용 열선 350 : 가이드 핀
400 : 그라우팅 호스

Claims

반원통형의 정착부(100)를 서로 마주보게 한 상태에서 스프링(200)을 압착시키며 정착부(100)가 서로 마주닿게 하고,
상기 정착부(100)가 마주닿은 상태에서 외측으로 압축밴드(300)를 외측에 감아 정착부(100)가 벌어지지 않게 하되 상기 정착부(100)는 내측으로 가이드핀(350)에 끼워진 채로 이동되게 하며,
상기 정착부(100)는 선단에는 강연선(30)을 고정시킨 후 강연선(30)의 선단이 정착부(100)의 내측을 통하여 천공구멍(A)의 외부로 노출되게 하고,
상기 압축밴드(300)를 열로 녹이는 절단용 열선(310)은 압축밴드(300)에 감긴 상태에서 천공구멍(A)의 설치된 그라우팅 호스(400)의 내측을 통하여 외측으로 노출되게 하며,
상기 압축밴드(300)를 열로 절단하면 스프링(200)의 팽창력으로 정착판(100)이 가이드핀(350)을 따라 벌어지면서 천공구멍(A)의 내벽과 밀착되게 하고,
상기 정착부(100)의 선단부(120)에서 연결된 강연선(30)는 앵커헤드(10)를 받쳐 인장되게 하는 것을 특징으로 하는 스프링의 팽창력을 이용한 앵커장치.
지반에 천공구멍을 천공하는 과정과,
천공구멍의 내부에 끼워지는 반원통형의 정착부가 서로 마주 닿게 상호 결합하여 원통형을 이루게 하되 상기 정착부 사이에 설치된 스프링이 압착되게 한 상태로 정착부를 압착한 후 상기 정착부의 외측에 압축밴드를 감아 고정시키는 한편 상기 압축밴드에는 절단용 열선이 감겨지게 하는 과정과,
상기 정착부를 천공구멍에 끼우되 선단에 결합된 강연선은 그라우팅 호스에 끼워진 절단용 열선과 함께 천공구멍에서 노출되게 하는 과정과,
상기 절단용 열선에 전원을 공급하여 압축밴드를 절단시켜 정착부가 스프링에 의해 외측으로 밀리면서 천공구멍에 밀착되는 과정과,
그라우팅 호스를 통한 그라우트와 함께 강연선을 인장하여 고정시키는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스프링의 팽창력을 이용한 앵커장치 시공 방법.