KR101255811B1

KR101255811B1 - 확장형 앵커

Info

Publication number: KR101255811B1
Application number: KR1020120022248A
Authority: KR
Inventors: 송영수; 황태영; 박명배
Original assignee: 지오텍엔지니어링 주식회사
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-04-17

Abstract

본 발명에 따른 확장형 앵커는 앵커헤드의 쐐기(날개)가 천공홀에 삽입되는 도중에 펼쳐지는 것을 방지할 수 있고, 패커를 이용하여 가압 그라우팅을 실시함으로써 그라우팅의 품질을 높일 수 있다는 장점을 가진다.

Description

확장형 앵커{Anchor of extension type}

본 발명은 확장형 앵커에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 앵커헤드의 쐐기(날개)가 천공홀에 삽입되는 도중에 펼쳐지는 것을 방지할 수 있고 패커를 이용하여 가압 그라우팅을 실시함으로써 그라우팅의 품질을 높일 수 있는 확장형 앵커에 대한 것이다.

일반적으로, 앵커는 지반에 천공된 천공홀에 삽입되어 지반을 보강함으로써 사면 붕괴를 방지하는 역할을 한다. 앵커는 앵커헤드와, 앵커헤드와 연결된 강연선 및, 강연선을 지반에 고정하는 지압판과 지압헤드를 구비하는데, 보강력을 보강하기 위해 천공홀의 내부에 그라우팅액을 주입하기도 한다.

상기 앵커 중에서 확장형 앵커는 앵커헤드에 날개(쐐기)를 설치하고, 앵커헤드가 천공홀의 공저에 닿으면 날개(쐐기)가 양측 옆으로 펼쳐지도록 함으로써 앵커헤드를 지반에 고정한다. 확장형 앵커는 대한민국 등록특허 제10-1013736호 등에 그 구성이 개시되어 있다.

이러한 확장형 앵커는 앵커헤드를 지반에 견고하게 고정할 수 있다는 장점을 가진다. 그러나, 상기 확장형 앵커는 앵커헤드를 천공홀에 삽입하기 전에 지반과의 충돌에 의해 날개가 펼쳐질 수도 있고, 천공홀에 삽입되어 공저로 이동하는 동안에도 시공자의 미숙련 또는 천공홀의 붕괴로 인해 날개가 펼쳐질 수도 있다는 문제점이 있다. 천공홀에 삽입되어 공저로 이동하는 동안에 날개가 펼쳐진 경우에는 날개가 천공홀 주위 지반에 밀착 또는 삽입되기 때문에 외부로 인출하여 수리하기가 어렵다는 문제점도 생긴다.

아울러, 상기 확장형 앵커는 앵커헤드가 공저에 닿았을 때에 날개가 펼쳐지는 구조를 갖기 때문에 앵커헤드가 하나만 설치될 수 밖에 없고, 이에 따라 강한 지반 정착력을 제공하기에 부족하다는 문제점이 있다.

한편, 일반적인 그라우팅은 그라우팅액이 중력에 의해 천공홀에 주입되는데, 이러한 중력식 그라우팅은 지반 침투가 약하여 지반과 일체화를 이루기 어렵고 그 강도가 약하기 때문에 시공자가 원하는 품질을 얻기가 어렵다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 앵커헤드의 쐐기(날개)가 천공홀에 삽입되는 도중에 펼쳐지는 것을 방지할 수 있는 확장형 앵커를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 앵커헤드가 구비되어 지반에 견고하게 정착될 수 있는 확장형 앵커를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 패커를 이용하여 가압식 그라우팅을 실시함으로써 그라우팅의 품질을 높일 수 있는 확장형 앵커를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 확장형 앵커는, 내부에 길이방향을 따라 중공이 형성되고 상기 중공과 외부를 연통시키는 배출홀(33)이 형성된 앵커헤드; 상기 중공에서 상기 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 이동부재; 이동부재의 슬라이딩에 의해 회동되어 천공홀 주변의 지반에 밀착 또는 삽입되는 쐐기; 및, 상기 중공에 연결되어 그라우팅액을 공급하는 그라우팅액 호스;를 구비한다. 그라우팅액 호스를 통해서 상기 중공에 그라우팅액이 공급되면 이동부재가 슬라이딩되어 쐐기가 구동된다.

본 발명에 따른 또 다른 확장형 앵커는 복수 개의 앵커헤드(130)(230)(330)를 구비하고, 각각의 앵커헤드(130)(230)(330)에는 쐐기가 설치된다. 즉, 복수 개의 앵커헤드(130)(230)(330)가 그라우팅액 호스와 보강재에 의해서 서로 연결되고 각각의 앵커헤드(130)(230)(330)에는 길이방향을 따라 중공이 내부에 형성되며 상기 중공과 외부를 연통시키는 배출홀(33a)(33b)(33c)이 형성된다. 각 앵커헤드(130)(230)(330)의 중공에는 상기 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 이동부재(40)가 설치되고, 이동부재(40) 중 천공홀 공저에 가장 가까운 이동부재를 제외한 이동부재의 내부에 그라우팅액의 이동을 위한 이동통로(47)가 형성된다. 각각의 앵커헤드(130)(230)(330)에는 이동부재(40)의 슬라이딩에 의해 회동되어 천공홀 주변의 지반에 밀착 또는 삽입되는 쐐기가 설치된다. 그라우팅액 호스 및 이동통로를 통해서 상기 중공에 그라우팅액이 공급되면 이동부재가 슬라이딩되어 쐐기가 회동된다. 이 때, 상기 천공홀의 공저에 가장 가까운 배출홀(33c)의 직경이 가장 크고 그 위쪽으로 갈수록 배출홀의 직경이 작아지는 것이 바람직하다.

상기 쐐기는 돌출되도록 형성된 제1 돌출부(51)를 구비하고, 쐐기는 앵커헤드의 선단에 회동 가능하도록 설치될 수 있다. 상기 슬라이딩에 의해 이동부재가 천공홀의 공저쪽으로 이동하는 동안에 이동부재가 제1 돌출부(51)를 밀어서 쐐기를 회동시킬 수 있다.

상기 그라우팅액 호스에는 패커가 설치될 수 있는데, 패커는 그라우팅액의 주입에 의해 팽창되어 천공홀을 밀폐할 수 있다.

상기 그라우팅액 호스 중에서 팩커에 그라우팅액이 주입되는 주입부분(22)에는 그라우팅액의 역류를 방지하기 위한 밸브 예를 들어, 체크밸브가 설치될 수 있다.

상기 앵커헤드에는 강연선이 연결되고, 강연선은 호스(16)에 둘러싸이며, 호스(16)에는 그리스가 충진될 수 있다.

본 발명에 따른 확장형 앵커는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 앵커헤드의 쐐기(날개)가 천공홀에 삽입되는 도중에 펼쳐지는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 복수 개의 앵커헤드가 구비되어 지반에 견고하게 정착될 수 있다.

셋째, 패커를 이용하여 가압 그라우팅을 실시함으로써 그라우팅의 품질을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장형 앵커가 지반에 설치된 것을 보여주는 단면도.
도 2는 도 1의 확장형 앵커에 구비된 정착 유니트를 보여주는 단면도로서, 쐐기가 펼쳐지기 전의 모습을 보여주는 도면.
도 3은 도 1의 확장형 앵커에 구비된 정착 유니트를 보여주는 단면도로서, 쐐기가 펼쳐진 후의 모습을 보여주는 도면.
도 4는 도 1의 IV-IV' 단면도.
도 5는 도 1의 A 부분의 확대도.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 확장형 앵커의 정착유니트를 보여주는 단면도.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장형 앵커가 지반에 설치된 것을 보여주는 단면도이고, 도 2는 상기 확장형 앵커에 구비된 정착 유니트를 보여주는 단면도로서 쐐기가 펼쳐지기 전의 모습을 보여주는 도면이며, 도 3은 상기 쐐기가 펼쳐진 후의 모습을 보여주는 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 확장형 앵커(100)는 정착 유니트와, 정착 유니트에 연결된 그라우팅액 호스(10)와 보강재와, 그라우팅액 호스(10)에 연결된 패커(20) 및, 보강재를 지반에 고정하는 지압판(도면에 미도시)을 구비한다. 상기 구성요소 중에서 지압판은 앵커에 통상적으로 구비되는 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

정착 유니트는 앵커헤드(30)와, 앵커헤드(30)의 내부에서 슬라이딩 가능하도록 설치된 이동부재(40)와, 이동부재(40)의 슬라이딩에 의해서 회동되는 쐐기(50)를 구비한다.

앵커헤드(30)는 그 내부에 길이방향을 따라 형성된 중공(31)과, 중공(31)과 외부를 연통시키는 배출홀(33)을 구비한다.

중공(31)은 길이방향(x 방향)을 따라 길게 형성된다. 중공(31)에는 그라우팅액 호스(10)를 통해서 그라우팅액이 주입되고, 중공(31)에 주입된 그라우팅액은 이동부재(40)를 앵커헤드(30)의 선단쪽(+x 방향)으로 밀어냄으로써 이동부재(40)가 선단쪽(+x 방향)으로 슬라이딩되도록 하여 쐐기(50)가 펼쳐지도록 한다. 한편, 이동부재(40)가 선단쪽(+x 방향)으로 슬라이딩되어 배출홀(33)이 중공(31)에 노출되면 그라우팅액은 배출홀(33)을 통해 외부로 배출된다. 외부로 배출된 그라우팅액은 패커(20) 아래 부분의 천공홀(1)을 채우고 지반에 침투된다.

배출홀(33)은 중공(31)에 주입된 그라우팅액이 외부로 배출되는 통로이다. 배출홀(33)은 앵커헤드(30)의 측면에 복수 개가 형성될 수 있다.

이동부재(40)는 중공(31)에 슬라이딩 가능하도록 설치된다. 이동부재(40)는 몸체(41)와, 몸체(41)의 선단에 형성된 헤드(43)와, 헤드(43)의 후방에 형성된 계단턱(45)을 구비한다.

몸체(41)는 중공(31)의 단면에 형합되도록 형성되고, 이에 따라 중공(31)에 그라우팅액이 주입되면 피스톤 효과에 의해 +x 방향으로 이동될 수 있다.

헤드(43)는 도 2에 나타난 바와 같이 쐐기(50)의 제1 돌출부(51)와 제2 돌출부(53)의 사이에 위치하고, 제1,2 돌출부(51)(53)에 걸릴 수 있도록 양측으로 벌어진 형상을 갖는다. 따라서, 헤드(43)가 +x 방향으로 슬라이딩되면 헤드(43)가 제1 돌출부(51)를 밀어서 쐐기(50)를 회동시킴으로써 쐐기(50)가 펼쳐지도록 한다. 또한, 제2 돌출부(53)가 헤드(43)에 걸리기 때문에 쐐기(50)가 임의로 회동되는 것을 방지할 수 있다.

계단턱(45)은 계단형상으로 돌출된 턱이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 계단턱(45)은 쐐기(50)가 완전히 펼쳐진 경우에 제3 돌출부(55)에 걸리게 되고, 이에 따라 펼쳐진 쐐기(50)가 다시 원상 복귀되는 것을 방지할 수 있다.

쐐기(50)는 앵커헤드(30)에 설치되는데, 바람직하게는 앵커헤드(30)의 선단에 회동 가능하도록 설치된다. 쐐기(50)는 회동 중심축(57)과, 제1,2,3 돌출부(51)(53)(55)를 구비한다. 쐐기(50)는 상기 회동에 의해 천공홀(1)의 주변 지반에 밀착되거나 주변 지반에 삽입된다.

제1 돌출부(51)는 헤드(43)에 의해 밀림으로써 쐐기(50)가 회동 중심축(57)을 중심으로 회동되도록 하는 부분이고, 제2 돌출부(53)는 헤드(43)에 걸림으로써 쐐기(50)가 임의로 회동되지 않도록 하는 부분이며, 제3 돌출부(55)는 쐐기(50)가 완전히 펼쳐진 경우에 계단턱(45)에 걸림으로써 쐐기(50)가 다시 원상 복귀되는 것을 방지하는 부분이다.

그라우팅액 호스(10)는 그라우팅액을 중공(31)에 주입하는 호스이고, 보강재는 정착유니트와 지압판(도면에 미도시)을 연결하는 부재이다. 본 발명에 따른 확장형 앵커는 가압 그라우팅이 이루어질 수도 있기 때문에 그라우팅액 호스(10)는 상기 가압을 견딜 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

보강재는 강연선과, 강연선을 둘러싼 호스 및, 호스에 충진된 그리스를 포함할 수 있다. 도 4에 나타난 바와 같이, 보강재는 그라우팅액 호스(10)의 둘레에 위치될 수 있다.

강연선(15)으로는 복수 개의 PC 강선이 꼬아져서 만들어진 P. C. 강연선(prestressing strand)이 사용될 수 있고, 호스(16)로는 HDPE(High Density Polyethylene, 고밀도 폴리에틸렌) 재질의 호스가 사용될 수 있다.

패커(20)는 그라우팅액 호스(10)에 연결된다. 패커(20)는 그라우팅액이 주입되면 팽창하여 천공홀(1)을 밀폐하는데, 이를 위해 패커(20)는 고무와 같이 탄력적인 소재로 만들어진다.

도 5에 나타난 바와 같이, 호스(16)는 패커(20)를 관통하도록 설치된다. 그라우팅액 호스(10) 중에서 팩커(20)에 그라우팅액을 주입하는 주입부분(22)에는 그라우팅액의 역류를 방지하기 위한 밸브(24)가 설치되는 것이 바람직하다.

패커(20)에 그라우팅액이 주입되면 패커(20)가 팽창하여 천공홀(1)을 밀폐한 후, 배출홀(33)을 통해 그라우팅액이 천공홀(1)에 배출되어 패커(20) 아랫부분의 천공홀(1)을 채우는데, 패커(20)가 천공홀(1)을 밀폐하기 때문에 그라우팅액에 압력을 가하여 주입할 수 있다. 즉, 가압식 그라우팅이 가능하고 그라우팅액이 천공홀(1) 주변의 지반에 더 깊이 침투할 수 있어서 보강력이 커진다.

한편, 도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 확장형 앵커의 정착유니트를 보여주는 단면도이다. 도 6에서 도 1 내지 도 5의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

상기 확장형 앵커는 보강재와 그라우팅액 호스(10)에 의해 연결된 복수 개의 정착유니트(130)(230)(330)를 구비한다.

정착유니트(130)(230)는 앵커헤드(30)와, 앵커헤드(30)의 내부에서 슬라이딩 가능하도록 설치된 이동부재(40)와, 이동부재(40)의 슬라이딩에 의해서 회동되는 쐐기(50)를 구비한다. 상기 구성요소 중에서 앵커헤드(30)와 쐐기(50)는 전술한 실시예의 앵커헤드(30) 및 쐐기(50)와 각각 동일하다.

이동부재(40)는 중공(31)에 슬라이딩 가능하도록 설치된다. 이동부재(40)는 몸체와, 몸체의 선단에 형성된 헤드와, 헤드의 후방에 형성된 계단턱 및, 몸체의 길이방향을 따라 형성된 이동통로(47)를 구비한다. 상기 구성요소 중에서 몸체, 헤드, 계단턱은 전술한 실시예의 몸체, 헤드 및, 계단턱과 각각 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

이동통로(47)는 그라우팅액의 이동을 위한 통로이다. 이동통로(47)의 직경은 배출홀(33a)(33b)(33c)의 직경(D1)(D2)(D3)보다 큰 것이 바람직하다. 이동통로(47)의 후단은 중공(31)과 연통되고 이동통로(47)의 선단은 그라우팅액 호스(10)와 연통된다. 따라서, 중공(31)에 주입된 그라우팅액은 이동통로(47)를 통해서 앞쪽의 앵커헤드(30)의 중공(31)으로 이동된다.

정착유니트(330)는 앵커헤드(30)와, 앵커헤드(30)의 내부에서 슬라이딩 가능하도록 설치된 이동부재(40)와, 이동부재(40)의 슬라이딩에 의해서 회동되는 쐐기(50)를 구비한다. 상기 구성요소는 전술한 실시예의 앵커헤드, 이동부재 및, 쐐기 각각 동일하다.

각 정착유니트(130)(230)(330)의 배출홀(33a)(33b)(33c)의 직경(D1)(D2)(D3)은 배출홀(33c)의 직경(D1)이 가장 크고 배출홀(33a)의 직경(D3)이 가장 작은 것이 바람직하다. 이것은 정착 유니트(330)의 주위에 그라우팅액이 가장 먼저 채워지고 이어서 그 후방의 정착유니트의 주위에 그라우팅액이 채워지도록 하기 위해서이다.

한편, 정착유니트(130)(230)(330)에서 쐐기(50)가 회동되어 펼쳐지는 과정은 전술한 실시예와 동일하므로 여기서는 설명을 생략하도록 한다.

그라우팅액 호스(10)를 통해서 그라우팅액이 주입되어 그라우팅액이 정착유니트(330)의 중공(31)까지 도달하면 그라우팅액은 각 정착유니트(130)(230)(330)의 이동부재(40)를 밀어서 쐐기(50)를 회동시키고 배출홀(33a)(33b)(33c)을 통해서 외부로 배출된다. 이 때, 배출홀(33c)의 직경(D1)이 가장 크므로 정착유니트(330)의 주위공간이 가장 먼저 채워지고, 이어서 정착유니트(230)의 주위공간이 채워진다. 정착유니트(130)의 배출홀(33a)의 직경(D3)이 가장 작기 때문에 정착유니트(130)의 주위공간이 마지막으로 채워진다.

10 : 그라우팅액 호스 20 : 패커
30, 130, 230, 330 : 앵커헤드 40 : 이동부재
47 : 이동통로 50 : 쐐기
100 : 확장형 앵커

Claims

내부에 길이방향을 따라 중공이 형성되고, 상기 중공과 외부를 연통시키는 배출홀(33)이 형성된 앵커헤드(30);
상기 중공에서 상기 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 이동부재;
이동부재의 슬라이딩에 의해 회동되어 천공홀 주변의 지반에 밀착 또는 삽입되는 쐐기; 및
상기 중공에 연결되어 그라우팅액을 공급하는 그라우팅액 호스;를 구비하고,
그라우팅액 호스를 통해서 상기 중공에 그라우팅액이 공급되면 이동부재가 슬라이딩되어 쐐기가 회동되고,
쐐기는 돌출되도록 형성된 제1 돌출부(51) 및, 제1 돌출부(51)의 뒷쪽에 형성된 제2 돌출부(53)을 구비하고,
쐐기는 앵커헤드의 선단에 회동 가능하도록 설치되며, 이동부재의 헤드(43)는 제1 돌출부(51)와 제2 돌출부(53) 사이에 설치되고, 제2 돌출부(53)가 헤드(43)에 걸리는 것에 의해 쐐기가 임의로 회동되는 것이 방지되며,
그라우팅액의 상기 공급에 의해 이동부재가 슬라이딩하여 천공홀의 공저쪽으로 이동하는 동안에 헤드(43)가 제1 돌출부(51)를 밀어서 쐐기를 회동시키고,
그라우팅액 호스에는 패커가 설치되고, 패커는 그라우팅액의 주입에 의해 팽창되어 천공홀을 밀폐하여 가압 그라우팅이 가능하도록 하며,
그라우팅액 호스 중에서 팩커에 그라우팅액이 주입되는 주입부분(22)에는 그라우팅액의 역류를 방지하기 위한 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 확장형 앵커.
복수 개의 앵커헤드(130)(230)(330)가 그라우팅액 호스와 보강재에 의해서 서로 연결되고 각각의 앵커헤드(130)(230)(330)에는 길이방향을 따라 중공이 내부에 형성되고 상기 중공과 외부를 연통시키는 배출홀(33a)(33b)(33c)이 형성되며,
각 앵커헤드(130)(230)(330)의 중공에는 상기 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 이동부재(40)가 설치되고, 이동부재(40) 중 천공홀 공저에 가장 가까운 이동부재를 제외한 이동부재의 내부에 그라우팅액의 이동을 위한 이동통로(47)가 형성되며,
각각의 앵커헤드(130)(230)(330)에는 이동부재(40)의 슬라이딩에 의해 회동되어 천공홀 주변의 지반에 밀착 또는 삽입되는 쐐기가 설치되고,
그라우팅액 호스 및 이동통로를 통해서 상기 중공에 그라우팅액이 공급되면 이동부재가 슬라이딩되어 쐐기가 회동되며,
쐐기는 돌출되도록 형성된 제1 돌출부(51) 및, 제1 돌출부(51)의 뒷쪽에 형성된 제2 돌출부(53)을 구비하고,
쐐기는 앵커헤드의 선단에 회동 가능하도록 설치되며, 이동부재의 헤드(43)는 제1 돌출부(51)와 제2 돌출부(53) 사이에 설치되고, 제2 돌출부(53)가 헤드(43)에 걸리는 것에 의해 쐐기가 임의로 회동되는 것이 방지되며,
그라우팅액의 상기 공급에 의해 이동부재가 슬라이딩하여 천공홀의 공저쪽으로 이동하는 동안에 헤드(43)가 제1 돌출부(51)를 밀어서 쐐기를 회동시키고,
그라우팅액 호스에는 패커가 설치되고, 패커는 그라우팅액의 주입에 의해 팽창되어 천공홀을 밀폐하여 가압 그라우팅이 가능하도록 하며,
그라우팅액 호스 중에서 팩커에 그라우팅액이 주입되는 주입부분(22)에는 그라우팅액의 역류를 방지하기 위한 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 확장형 앵커.
제2항에 있어서,
천공홀의 공저에 가장 가까운 배출홀(33c)의 직경이 가장 크고 그 위쪽으로 갈수록 배출홀의 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 확장형 앵커.
삭제
삭제
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
앵커헤드에는 강연선이 연결되고, 강연선은 호스(16)에 둘러싸이며, 호스(16)에는 그리스가 충진된 것을 특징으로 하는 확장형 앵커.