KR101250883B1 - 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드 - Google Patents

작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 건축 또는 토목 구조물의 시공시 굴착된 배면에 대하여 가설재를 지탱하도록 지반으로 정착되는 앵커체용 엔드 헤드에 관한 것으로, 상기 앵커체의 엔드 헤드는 강선으로부터 연결된 지지 조인트와 버팀홀더가 소형이면서 간단한 구조를 이루는 반면, 진입 후 연약 지반에 확장된 구속용 원판 및 지지다리에 의하여 인장력이 크게 확보되면서 정착되도록 형성되어 작업자로 하여금 앵커 시공 공수가 간편하고 용이한 반면, 연약 지반과의 매립 정착성이 향상되어 시공 안전성이 현저하게 개선되는 특징이 있다.

Description

작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드{The end head of anchor construction method in soft ground of gavingused the foundation fixing anchor}
본 발명은 건축 또는 토목 구조물의 시공시 굴착된 배면에 대하여 가설재를 지탱하도록 지반으로 정착되는 앵커체의 엔드 헤드에 관한 것으로, 상기 앵커체의 엔드 헤드는 강선으로부터 연결된 지지 조인트와 버팀홀더가 소형이면서 간단한 구조를 이루도록 하는 반면, 연약 지반에 대하여 정착된 엔드 헤드의 구속용 원판과 다수의 지지다리로 하여금 구속력 및 인장력이 크게 확보되도록 형성되어 작업자로 하여금 앵커 시공 공수가 간편하고 용이하게 수행될 수 있도록 하되, 연약 지반과의 매립 정착성이 크게 향상되어 시공 안전성이 현저하게 개선되는 것을 특징으로 하는 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 지중에 앵커를 설치하는 공법은 토목이나 건축 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 이용되는데, 이는 고강도의 강재에 높은 인장력을 도입하여 구속력 또는 선행하중을 가하기 위한 효과적인 공법으로서, 경제성과 더불어 큰 인발 저항력 및 탁월한 시공성으로 인하여 국내외 공사현장에서 활발히 적용되고 있는 실정이다.
이에 굴토 공사시 연약 지반 변형은 지반침하의 원인이 되는 것으로, 이론상 굴착시의 변형을 억제하는 가장 효과적인 공법은 지지공법상에서 초기에 지지보에 인위적인 수평력(선행하중)을 가하는 공법이다.
즉, 종래에는 도 6에서와 같이 어스앵커 공법으로서, 배면 지반에 어스앵커(1a,1b,1c)를 설치 후 프리스트레스(Prestress)를 가하여 앵커 정착부의 마찰저항으로 하여금 토압을 지지하도록 형성된다.
이러한 공법에 사용되는 앵커의 종류에는 영구식 앵커와 제거식 앵커가 있으며, 영구식 앵커는 토목공사에 주로 사용되는 앵커로서 공사 후에도 설치된 강연선을 제거하지 않고 지중에 잔류시키는 것이고, 제거식 앵커는 도심지 내에서의 공사 또는 인접한 구조물에 영향을 줄 염려가 있는 경우에 주로 사용되는 앵커로서 공사 후 앵커 내에 설치되는 강연선을 제거할 수 있도록 제작하여 공사가 끝난 후에 강연선을 인발, 제거하고 고형화된 그라우트재만 잔류시키는 것이다.
한편, 상술한 종래의 앵커는 그라우트의 지압력에 의해 인발에 대한 버팀 강성을 부여하는 것인데, 지반의 상태에 따라 앵커가 삽입된 앵커공의 주변에는 다수의 절리가 존재한다.
따라서, 그라우트는 주입 압력에 의해 충진되는 것이기 때문에 앵커공에 주입될 때 절리를 통해 상기 앵커공에서 누출되어 상기 앵커공 내부의 충진율이 낮아짐으로써 지반을 실질적으로 보강하지 못하고 있다.
이때, 상기 절리가 일부분에만 형성된다 하여도 상기 앵커공 내부의 전영역이 하나의 공간이기 때문에 앵커공의 전 영역에 충진된 그라우트 내부에 공극이 발생되어 보강이 이루어지지 않게 된다.
여기서 앵커공 내부의 강도를 측정할 방법이 없기 때문에 공극이 존재하는 상태를 인지하지 못하고 공사를 진행하게 되고 결국 지반 붕괴로 인한 대형사고가 발생될 수 있다.
그리고 앵커의 외주면이 대개 평평한 면이기 때문에 그라우트와 앵커 사이에 이탈현상이 발생되므로 인장재의 인장시 앵커가 앵커공에서 인발되고, 결과적으로 지반이 붕괴되는 단점도 있다.
이에 대하여 최근에는 '이중주입관이 구비된 연약지반용 제거식 어스앵커체(특허 제0883133호-이하 '종래의 선행기술'이라 함)'에 대한 기술이 소개된 바 있다.
그러나 상기 종래의 선행기술은 어스 앵커체의 구성요소로서, 패커의 양단을 결속하는 결속관과 날개부가 구성되어 종래의 문제점을 일부 극복하기는 하였으나, 패커의 양단에 결속관을 위치시키고 결속관 내부에 패커주입관을 위치시키는 등 충진재를 충진하는 단계의 시공 절차가 복잡하여, 어스 앵커체의 조립 과정에 많은 시간과 노력이 소요된다는 단점이 계속되고 있는 실정이다.
또한, 연약한 지반에 엔드 헤드(내하체)가 단단히 고착되지 못하거나 그라우팅 되지 못하는 문제점이 있다.
이와 같이, 종래의 앵커체는 연약 지반 등에 정착됨에 있어서, 충분한 구속력과 인장력을 확보하기 어려웠음은 물론 특히 종래의 앵커체용 엔드 헤드는 단순한 원통형으로 외관이 형성되어 지반에 삽입되기 위한 단부일 뿐 자체적으로 구속력을 발휘하거나 인장력을 확보할 수 없는 구조로서, 작업성과 시공성이 개선된 효율적인 앵커체의 출시가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 앵커체의 엔드 헤드가 지지 조인트와 버팀홀더로 간단히 구성되어 소형 구조를 이루도록 하는 반면, 정착 후 연약 지반에 매립된 구속용 원판과 다수개의 지지다리는 정착력과 인장력이 크게 확보되어 작업자로 하여금 앵커 시공 공수가 간편하고 용이하게 수행되도록 함으로써, 연약 지반과의 매립 정착성이 향상되어 시공 안전성이 현저하게 개선됨은 물론 지반에 앵커를 시공하는 공기가 크게 단축되는 바, 이는 단위 길이당 지지력을 크게 개선시켜 보다 짧은 정착 구간(길이)으로도 큰 정착력(지지력)을 확보할 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 앵커체용 엔드 헤드는 가설재의 버팀 구조 강성을 보강하도록 연약 지반에 매립되어 정착을 조장하는 강선(10)의 일측 단부와 구속용 원판(110)의 일측면이 결합되도록 하되, 상기 구속용 원판(110)의 타측면에는 걸림턱(121)을 갖는 결합축(120)이 일체로 형성되고, 결합축(120) 방향의 구속용 원판(110) 외측단에는 로커 단부(111)가 돌출되도록 형성되며, 결합축(120)의 선상 중 일측 외주 면상에는 원주방향을 따라 요홈(122)이 형성되되, 상기 요홈(122)의 내부에는 등간격으로 돌출된 다수개의 고정용 돌기(123)가 형성되어 이루어지는 지지 조인트(100)와; 상기 지지 조인트의 결합축(120)과 대응되어 암수 조립 방식으로 결합되도록 원기둥형 몸체의 내부에 결합홈(210)이 형성되고, 상기 결합홈(210)은 걸림턱(121) 보다 축방향 구간이 소폭 길게 형성되어 상기 걸림턱(121)이 결합홈(210)을 기준으로 전후방 소정 간격 이동될 수 있도록 형성되며, 원기둥형 몸체의 외주면에는 원주방향을 따라 등간격으로 배열되는 힌지구(221)가 원기둥형 몸체로부터 일체로 연장된 고정 브라켓(B)에 직교 방향으로 관통되어 기준 회전축을 이루도록 형성되되, 상기 힌지구(221)에는 지반을 향해 정착되도록 외측으로 회동되는 지지다리(220)의 일단이 결합되며, 상기 요홈(122)과 마주보게 되는 지지다리(220)의 면상 일측에는 끼움홈(226)이 형성되고, 상기 끼움홈(226)의 내부에는 체결용 돌기(222)가 형성되어 내삽된 탄성 스프링(230)이 요홈의 고정용 돌기(123)와 함께 지지되면서 외측으로 신장되도록 형성되며, 지지다리(220)의 외측 단부에는 걸침홈(224)이 형성되어 구속용 원판의 로커 단부(111)와 요철 형상으로 대응되며 맞닿은 뒤 강선(10)의 후방 이동에 의해 서로 이탈할 수 있도록 형성되는 버팀홀더(200)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 구속용 원판(110)을 갖는 지지 조인트(100)와 지지다리(220)를 갖는 버팀홀더(200)의 외경은 80mm 이하로 형성되고, 힌지구(221)에 의해 외측으로 벌어진 지지다리(220)의 회동 반경은 최저 200mm로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지다리(220)는 힌지구(221)와 대향되는 반대측 단부에 'T'자 형으로 분기된 정착지 확대구(225)가 더 부설되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 건축 또는 토목 구조물의 시공시 굴착된 배면에 대하여 가설재를 지탱하도록 지반으로 정착되는 앵커체용 엔드 헤드에 관한 것으로, 상기 앵커체의 엔드 헤드는 강선으로부터 연결된 지지 조인트와 버팀홀더가 간단한 구조로 구성되되 소형 구조를 이루도록 함으로써, 시공성이 개선됨은 물론 정착 후 연약 지반에 대하여 정착력과 인장력이 크게 확보되는 효과가 있다.
다시 말해, 이러한 본 발명은 연약 지반과의 매립 정착성이 향상되어 시공 안전성이 현저하게 개선되고, 이에 지반에 앵커를 시공하는 공기가 크게 단축되는 바, 이는 단위 길이당 지지력을 크게 개선시켜 보다 짧은 정착 구간(길이)으로도 큰 정착력(지지력)을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 앵커체용 엔드 헤드의 일측면도,
도 2는 본 발명에 따른 엔드 헤드를 갖는 앵커체가 지반에 시공된 상태를 나타낸 예시도,
도 3은 도 1의 지지다리가 외측으로 회동되어 벌려진 상태를 나타낸 예시도,
도 4는 도 1의 정면도,
도 5는 도 4의 지지다리가 외측으로 회동되어 벌려진 상태를 나타낸 예시도,
도 6은 종래의 앵커체 시공상태를 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 앵커체용 엔드 헤드는 연약 지반에 매립되어 가설재의 버팀 구조 강성을 보강하도록 지지 조인트(100)와 버팀홀더(200)로 크게 구성된다.
이에, 상기 지지 조인트(100)는 강선(10)의 일측 단부와 구속용 원판(110)의 일측면이 결합되도록 하되, 상기 구속용 원판(110)의 타측면에는 걸림턱(121)을 갖는 결합축(120)이 일체로 형성되고, 결합축(120) 방향의 구속용 원판(110) 외측단에는 로커 단부(111)가 돌출되도록 형성되며, 결합축(120)의 선상 중 일측 외주 면상에는 원주방향을 따라 요홈(122)이 형성되되, 상기 요홈(122)의 내부에는 등간격으로 돌출된 다수개의 고정용 돌기(123)가 형성되어 이루어진다.
이때, 상기 걸림턱의 직경은 결합홈의 직경보다 큰 것으로, 걸림턱이 결합홈 내에 삽입시에는 키(Key)-홈 결합에 의해 슬라이딩 삽입 후 회전에 의한 걸림 구조로서 결합되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 구속용 원판과 결합축을 측면에서 보았을 때 'T'자 형으로 된 구성품으로서, 상기 결합축에 형성된 걸림턱은 구속용 원판과 대향되는 타측 단부에 형성된다.
이때, 상기 걸림턱은 결합축의 삽입측 축경 직경보다 외경이 큰 것으로, 후술되는 결합홈에 대응되어 삽입되도록 형성된다.
또한, 상기 결합축에 형성된 요홈은 고정용 돌기를 수납하기 위한 것으로, 상기 고정용 돌기는 후술되는 탄성 스프링과 일단이 체결되도록 형성된다.
이때, 상기 구속용 원판에 형성된 로커 단부는 일종의 임시 걸쇠로서, 앵커체가 지반에 삽입되는 정착을 위해 강선을 뒤로 당기게 되고, 이에 상기 로커 단부가 연동되면서 후방으로 이동되면 후술되는 버팀홀더의 지지다리가 탄성 스프링에 의해 외측으로 신장되면서 지지다리는 연약 지반에 정착되도록 형성된다.
이에, 상기 구속용 원판(110)을 갖는 지지 조인트(100)와 지지다리(220)를 갖는 버팀홀더(200)의 외경은 80mm 이하로 형성되고, 힌지구(221)에 의해 외측으로 벌어진 지지다리(220)의 회동 반경은 최저 200mm로 형성되는 것이 바람직하다.
이에, 상기 버팀홀더(200)는 상기 지지 조인트의 결합축(120)과 대응되어 암수 조립 방식으로 결합되는 원기둥형 몸체의 내부에는 결합홈(210)이 형성되고, 상기 결합홈(210)은 걸림턱(121) 보다 축방향 구간이 소폭 길어서 상기 결합홈(210)을 기준으로 걸림턱(121)이 후방으로 소정 간격 이동될 수 있도록 형성된다.
이때, 상기 원기둥형 몸체의 외주면에는 원주방향을 따라 등간격으로 배열되는 힌지구(221)가 원기둥형 몸체로부터 일체로 연장된 고정 브라켓(B)에 직교 방향으로 관통되어 기준 회전축을 이루도록 형성되되, 상기 힌지구(221)에는 지반을 향해 정착되도록 외측으로 회동되는 지지다리(220)의 일단이 결합되며, 상기 요홈(122)과 마주보게 되는 지지다리(220)의 면상 일측에는 끼움홈(226)이 형성되고, 상기 끼움홈(226)의 내부에는 체결용 돌기(222)가 형성되어 내삽된 탄성 스프링(230)이 요홈의 고정용 돌기(123)와 함께 지지되면서 외측으로 신장되도록 형성된다.
이때, 지지다리(220)의 외측 단부에는 걸침홈(224)이 형성되어 구속용 원판의 로커 단부(111)와 요철 형상으로 대응되며 맞닿은 뒤 강선(10)의 후방 이동에 의해 서로 이탈할 수 있도록 형성된다.
다시 말해, 상기 결합축이 내삽된 결합홈은 상기 결합축의 횡방향 구간 길이보다 대략 3~5mm 정도 길게 형성되어 삽입시에는 내측으로 밀려 있다가, 정착 후 강선을 뒤로 당기게 되면 구속용 원판과 동시에 일체로 성형된 결합축이 뒤로 밀려 결합홈 내의 갭(빈 공간 거리) 만큼 이동하게 되고, 이는 결국 로커 단부와 지지다리의 걸침홈이 서로 이격되면서 지지다리가 탄성 스프링에 의해 힌지 회동되며 외측으로 확장되도록 형성된다.
이때, 상기 구속용 원판(110)을 갖는 지지 조인트(100)와 지지다리(220)를 갖는 버팀홀더(200)의 외경은 80mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 힌지구(221)에 의해 외측으로 벌어진 지지다리(220)의 회동 반경은 최저 200mm로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 탄성 스프링은 코일 스프링으로서, 이러한 탄성 스프링은 취사 선택에 따라 판 스프링 등으로 대체 사용할 수도 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 지지다리와 대응되는 힌지구, 탄성 스프링 및 고정용, 체결용 돌기 등의 구성들은 결합축을 기준으로 원주방향을 따라 최소한 3개소에 등간격 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지다리(220)는 힌지구(221)와 대향되는 반대측 단부에 'T'자 형으로 분기된 정착지 확대구(225)가 더 부설되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 정착지 확대구는 연약 지반에 삽입 후 인장력의 확대를 도모하기 위함으로, 상기 'T'자 형으로 분기되거나 'H'자 형으로 접지면이 분기되어 매립 단면적이 확대되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ... 지지 조인트 110 ... 구속용 원판
120 ... 결합축 121 ... 걸림턱
122 ... 요홈 123 ... 고정용 돌기
200 ... 버팀홀더 210 ... 결합홈
220 ... 지지다리 221 ... 힌지구
230 ... 탄성스프링

Claims (3)

  1. 가설재의 버팀 구조 강성을 보강하도록 연약 지반에 매립되어 정착을 조장하는 강선(10)의 일측 단부와 구속용 원판(110)의 일측면이 결합되도록 하되, 상기 구속용 원판(110)의 타측면에는 걸림턱(121)을 갖는 결합축(120)이 일체로 형성되고, 결합축(120) 방향의 구속용 원판(110) 외측단에는 로커 단부(111)가 돌출되도록 형성되며, 결합축(120)의 선상 중 일측 외주 면상에는 원주방향을 따라 요홈(122)이 형성되되, 상기 요홈(122)의 내부에는 등간격으로 돌출된 다수개의 고정용 돌기(123)가 형성되어 이루어지는 지지 조인트(100)와;
    상기 지지 조인트의 결합축(120)과 대응되어 암수 조립 방식으로 결합되도록 원기둥형 몸체의 내부에 결합홈(210)이 형성되고, 상기 결합홈(210)은 걸림턱(121) 보다 축방향 구간이 소폭 길게 형성되어 상기 걸림턱(121)이 결합홈(210)을 기준으로 전후방 소정 간격 이동될 수 있도록 형성되며, 원기둥형 몸체의 외주면에는 원주방향을 따라 등간격으로 배열되는 힌지구(221)가 원기둥형 몸체로부터 일체로 연장된 고정 브라켓(B)에 직교 방향으로 관통되어 기준 회전축을 이루도록 형성되되, 상기 힌지구(221)에는 지반을 향해 정착되도록 외측으로 회동되는 지지다리(220)의 일단이 결합되며, 상기 요홈(122)과 마주보게 되는 지지다리(220)의 면상 일측에는 끼움홈(226)이 형성되고, 상기 끼움홈(226)의 내부에는 체결용 돌기(222)가 형성되어 내삽된 탄성 스프링(230)이 요홈의 고정용 돌기(123)와 함께 지지되면서 외측으로 신장되도록 형성되며, 지지다리(220)의 외측 단부에는 걸침홈(224)이 형성되어 구속용 원판의 로커 단부(111)와 요철 형상으로 대응되며 맞닿은 뒤 강선(10)의 후방 이동에 의해 서로 이탈할 수 있도록 형성되는 버팀홀더(200)가;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구속용 원판(110)을 갖는 지지 조인트(100)와 지지다리(220)를 갖는 버팀홀더(200)의 외경은 80mm 이하로 형성되고, 힌지구(221)에 의해 외측으로 벌어진 지지다리(220)의 회동 반경은 최저 200mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 지지다리(220)는 힌지구(221)와 대향되는 반대측 단부에 'T'자 형으로 분기된 정착지 확대구(225)가 더 부설되는 것을 특징으로 하는 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드.
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KR1020120074848A KR101250883B1 (ko) 2012-07-10 2012-07-10 작업성과 시공성이 개선된 가설재용 앵커체의 펼침식 엔드 헤드

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CN105756068A (zh) * 2016-04-06 2016-07-13 中国十七冶集团有限公司 一种大型深基坑支护锚管打管施工方法
KR101795189B1 (ko) * 2015-12-24 2017-11-08 동의대학교 산학협력단 어스앵커용 분리확장형 즉시 패커

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KR100908566B1 (ko) 2009-02-20 2009-07-21 윤정배 사면보강용 클러치셋 네일링 시스템 및 그 시공방법
KR20100022765A (ko) * 2008-08-20 2010-03-03 이인귀 확장형 그라운드 앵커
KR101087891B1 (ko) 2008-12-30 2011-11-30 (주) 신풍컨설턴트 패커 팽창으로 원지반 공벽에 정착되는 접이식 웨지를 다수장착한 고강도 경량 강관 쏘일네일

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