KR101302143B1 - 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하층 시공시 지반을 굴착 후 앵커를 설치하기 위한 지압형 앵커 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴착용 비트로 지반을 굴착시 작은 내경의 1차 굴착부를 천공하고, 연속하여 1차 확공부를 천공하되 1차 굴착부 보다 1차 확공부의 내경이 더 크게 천공하는 방식으로 1차 굴착부와 1차 확공부를 형성한 다음 상기 1차 확공부에 앵커를 설치한 후 그라우팅시켜 앵커를 정착함으로 앵커 및 그라우팅부가 인장력과 토사의 압력에 의해 당겨지는 당김력에 위치가 변위되지 않고 반 영구적으로 지지되도록 한 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법에 관한 것이다.

Description

더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법{METHOD CONSTRUCTION ANCHOR ROCK PRESSURE STYLE USE THE HOLE WHICH WIDENS DOUBLE}

본 발명은 지하층 시공시 지반을 굴착 후 앵커를 설치하기 위한 지압형 앵커 시공 방법에 관한 것이다, 더욱 상세하게는 건축물, 지하철 등 지하층 지반 굴착할 때 토류벽체 변위방지나 사면안정 및 구조물을 안정시키기 위해서 앵커를 설치함에 있어서 앵커의 정착부를 더블 확공으로 굴착하여 앵커의 정착부를 개선하고 앵커 인장력의 감소를 방지할 수 있도록 하여 영구지지 할 수 있도록 한 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법에 관한 것이다.

종래에도 건축물 신축 및 지하철 공사시 토류 벽체 변위 방지나 사면안정 및 구조물을 안정시키기 위해서 앵커를 설치하였으나, 앵커를 설치하기 위한 굴착부가 동일한 내경으로 굴착되는 관계로 차후 굴착 선단부에 앵커를 설치하고 콘크리트로 그라우팅시켜 앵커를 정착시키 더라도 외부에서 앵커와 연결한 외이어를 당겨 토류판이나 철골 빔에 고정하게 됨으로써, 시간이 지날수록 인장력과 토압에 의해 정착된 앵커 위치가 당겨져 인장력저하와 옹벽 토사구간의 붕괴형상이 발생하는 요인이 되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점은 단순히 토사가 슬라이딩되는 것으로 끝나는 것이 아니라 토사기 밀리면 옹벽측의 토류판에 과도한 토사압력이 집중되어 토류판이 파괴되면서 지하층이 매몰되는 사고가 발생되어 인명피해와 재산피해는 물론 공기가 지연되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 굴착용 비트로 지반을 굴착시 작은 내경의 1차 굴착부를 천공하고, 연속하여 1차 확공부를 천공하되 1차 굴착부 보다 1차 확공부의 내경이 더 크게 천공하는 방식으로 1차 굴착부와 1차 확공부형성한 다음 상기 1차 확공부에 앵커를 설치한 후 그라우팅시켜 앵커를 정착함으로 앵커 및 그라우팅부가 인장력과 토사의 압력에 의해 당겨지는 당김력에 위치가 변위되지 않고 반 영구적으로 지지되도록 하는 목적과, 또한 설치된 앵커가 정착부의 진행성 파괴를 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법에 관한 것이다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서,

앵커를 설치하기 위한 굴착용 비트를 이용하여 지반 사면을 굴착하여 1차 굴착부를 천공하는 단계;

상기 1차 굴착부로부터 연장되도록 천공하되 비트를 역회전시켜 비트 날개를 펼쳐 1차 굴착부 내경 보다 더 크게 1차 확공부를 천공하는 단계;

상기 1차 확공부를 형성한 후 비트를 역회전에 비트 날개를 접은 후 1차 굴착부의 내경과 동일하도록 2차 굴착부를 천공하는 단계;

상기 2차 굴착부를 형성한 후 비트를 역회전시켜 날개를 펼친 후 상기 1차 확공부의 내경과 동일하도록 2차 확공부를 천공하는 단계;

상기 2차 확공부를 천공한 후 굴착용 비트와 샤프트를 철거하고 앵커를 삽입시킨 후 1차 확공부 단턱 또는 2차 확공부 단턱에 앵커가 펼쳐지도록 설치하는 단계;

상기 앵커를 설치한 후 샤프트를 이탈시키고 샤프트 케이스의 연결부를 이격시켜 시멘트를 주입하여 제1 굴착부에서 제2 확공부까지 그라우팅하는 단계;

상기 샤프트 케이스 연결관을 이탈시키고 그라우팅을 경화시킨 후 인장 와이어를 토륜판 외면 또는 철골빔(H빔 또는 I빔) 외면에서 고정하여 인장 와이어 단부를 정착시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 앵커를 펼쳐지도록 설치하는 단계는 복수의 앵커를 조립하여 제1확공부와 제2 확공부 단턱부에 복수로 앵커가 설치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 된 본 발명은 앵커가 설치되는 복수의 제1, 제2 굴착부와 복수의 제1, 제2 확장공을 연속적으로 천공한 후 제1 확장공 또는 제2확장공 중 어느 일측에 앵커를 설치하여 그라우팅 함으로써, 앵커 및 그라우팅부가 인장력과 토사의 압력에 의해 당겨지는 당김력에 위치가 변위되지 않고 반 영구적으로 지지되도록 하는 특징과, 설치된 앵커가 정착부의 진행성 파괴를 방지할 수 있도록 하는 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법을 제공하는 이점이 있다.

본 발명은 지하층 시공시 지반을 복수의 굴착부와 복수의 확장공을 형성한 후 지압식 앵커를 설치함으로, 앵커의 정착부를 개선하는 효과와 앵커 인장력의 감소를 방지할 수 있도록 하여 영구지지 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 1a 내지 1i는 본 발명에 따른 지반 천공홀 시공시 더불확공 굴착시공 단계 및 앵커 설치 시공단계를 나타낸 공정 순서도 이고,
도2는 본 발명에 따른 천공홀 형성시 굴착부를 시공하는 굴착 비트의 헤드부를 발췌한 사시도 이며,
도3은 본 발명에 따른 천공홀 형성시 확공부를 시공하는 굴착 비트의 헤드부를 발췌한 사시도 이고,
도4는 본 발명에 따른 굴착비트의 헤드부 비트 날개를 접은 상태의 정면도(a)와 비트 헤드부 저면도(b) 이며,
도5는 본 발명에 따른 굴착비트의 헤드부 비트 날개를 펼친 상태 정면도(a)와 비트 헤드부 저면도(b) 이고,
도6은 본 발명의 굴착된 천공홀에 설치되는 앵커의 지압 날개를 접은 상태의 발췌도이며,
도7은 본 발명의 굴착된 천공홀에 설치되는 앵커의 지압 날개를 펼친 상태의 발췌도이고,
도8은 본 발명의 앵커가 설치되는 다단의 굴착부와 확공부에 설치되는 복수의 지압날개가 형성된 것을 나타낸 예시도 이며,
도9는 본 발명에 따른 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법에 앵커가 설치된 상태를 나타낸 예시도 이다.

이하 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 일반적으로 실시하는 앵커 공법은 지지방식 또는 마찰식지지 방식으로 경과 시간에 의한 진행성 파기로 인해 앵커력이 감소한다.

본 발명은 이를 극복하기 위해 앵커의 정착부를 개선하고 앵커의 인장력 및 당김력이 감소하는 것을 방지할 수 있도록 천공 홀을 더블 확공으로 굴착하여 앵커를 설치한 것이다. 이하 본 발명의 첨부도면에 의거하여 실시 예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지반 천공홀 시공시 더불확공 굴착시공 단계 및 앵커 설치 시공단계를 나타낸 공정 순서도로서, 도1에 따른 공정 순서를 단계별로 설명하기로 한다.

일반적으로 건축 지반 공사 및 토목공사 시공 현장에 있어서 지하철공사, 고층건물을 신축할 경우 지하층을 형성하기 위해 지반의 흙을 파내기 전에 공사현장의 인접주변의 지반이 무너져 내리는 것을 방지하기 위해 철골 빔을 타설하고 빔과 빔 사이에 토류판을 설치한다.

이와 같이 토류판과 빔을 설치하는 것은 굴착시 토류 벽체의 변위 방지와 사면 안정과 주변의 구조물 안정을 위해 반드시 실시된다.

통상 사면에 설치되는 영구 앵커는 천공 홀의 내부에서 그 직경이 확장되는 정착쐐기와 정착체를 이용하여 천공 홀의 내벽에 기계식 지압력을 부여하고, 강선을 긴장 및 정착시킴으로써 콘크리트 양생 시간을 줄일 수 있고, 마찰저항력이 아닌 기계식 지압력을 이용함으로서 보다 확실하게 강선의 안정적인 긴장 및 정착이 가능하도록 사면보강을 위한 영구 앵커체를 설치하게 된다.

따라서, 본 발명 역시 굴착되는 지하층의 사면을 보호하고 토류벽체의 변위 방지함과 동시에 지하철공사 준공 후 또는 준공된 건축을 사용시 지진에의 한 지반 변위, 주변의 연약지반에의 한 지반침하 및 토사 슬라이딩 등을 방지하여 완공된 건축물 주변 지반에서 발생되는 변수로부터 건물을 보호할 수 있도록 한 것이다.

따라서 본 발명에 따른 도1의 시공 공정을 아래에서 구체적으로 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.

제1공정: 천공 홀을 형성하기 위한 굴착비트 설치 및 1차 굴착부를 천공하는 단계,

먼저 앵커(30)를 설치하기 전에 지하층의 사면에 천공 홀을 형성한다.

이때 천공 홀을 형성하기 위한 굴착용 비트(10)는 드릴과 같이 회전시켜 비트로 지반과 암반을 천공하게 되는데, 본 발명의 굴착용 비트(10)는 관체형의 샤프드(20) 선단에 비트 헤드부(12)가 형성되고 비트 헤드부의 선단 양측에는 2개의 접이식 비트 날개(11)가 형성되어 있다.

또한, 본 발명의 굴착용 비트(10)는 샤프트(20)와 사프트(20)를 연결한 연결부에 역회전시 풀림을 방지할 도록 결합돌기(22)와 결합홈(23)이 요철(요(凹, 철(凸) 형상으로 형성되어 서로 결합되어 정역회전시 풀림이 방지되도록 설치된다.

본 발명의 굴착용 비트 헤드부에 형성된 양측 접이식 비트날개(11)는 정 회전시에는 접히고, 역 회전시에는 비트날개가 펼쳐지도록 설계된 것이다.

또한, 본 발명을 이용하여 사면을 굴착하기 위해 설치되는 주변 설비는 통상적으로 실시되는 것과 동일한 구조로 이루어진다.

즉, 굴착용 비트(10)를 회전시키기 위한 구동부, 유압실린더를 작동시키기 위한 유압장치, 공기를 불어 넣어 주기 위한 공기발생장치, 그라우팅을 위한 콘크 리트를 주입하기 위한 콘크리트 주입 펌프 등의 주변 기기는 통상적으로 실시되는 방식으로 이루어진다.

따라서, 본 발명은 앵커를 설치하기 위한 굴착용 비트를 이용하여 지반 사면을 굴착하여 1차 굴착부(100a)를 천공한다.

이때 굴착시에는 비트 헤드부(12)에 설치된 비트날개(11)는 접은 상태로 굴착되며, 굴착용 비트는 통상의 굴착용 비트와 동일한 방식으로 회전되면서 암반 등을 굴착한다.

이와 같이 굴착된 1차 굴착부(100a)의 천공 홀은 내경이 동일한 내경으로 굴착된 상태이다.

제2공정 : 1차 굴착부 끝단에 연속적으로 1차 확공부를 형성하는 단계

상기 1차 굴착부(100a)를 형성한 후에는 굴착용 비트(10)의 회전을 멈춘 상태에서 굴착용 비트 구동 장치를 이용하여 관체형의 샤프트(20)를 역회전시키면 샤프트 말단부에 연결된 비트 헤드부(12) 역시 역회전하게 된다.

이때 샤프트(20)는 역회전시키더라도 연결부에 풀림을 방지하기 위한 결합돌기(22)와 결합홈(23)이 형성되어 샤프트(20)의 연결부는 역회전 되더라도 풀림이 방지된다.

또한 굴착비트는 전진하지 않고 멈춘 상태인 제자리에서 역회전시키면 비트날개는 원심력에 의해 외측으로 돌출되는 동시에 샤프트(20) 관 중앙으로 공급되는 에어의 분출을 세계분출시키면 에어가 비트날개(11) 내측 단부에서 외향으로 밀리면서 비트날개(11)는 펼쳐진 상태가 된다.

본 발명의 비트 날개는 에어의 분출에 의해 용이하게 펼쳐지도록 하기 위해 비트 날개 바닥면 후부에 홈을 형성하여(도4a 도5a 참조) 하부 에어 분출공(13)에서 분출되는 에어를 모아 바닥면 홈에서 저항을 크게 함으로서 비트날개가 역회전에 의해 용이하게 펼쳐지도록 한 것이다.

상기와 같이 굴착용 비트를 제자리에서 역회전시켜 비트날개(11)를 원심력으로 펼지는 상태에서 계속 회전시키면 천공 홀의 직경은 1차 굴착부의 천공 홀 직경보다 더 크게 형성되므로 1차 굴착부(100a)와 1차 확공부(200a)의 인접부에는 단턱부(4)이 형성된다.

이와 같이 굴착용 비트의 비트날개(11)를 완전히 펼친 상태에서 역회전상태로 계속 회전시키면서 전진하면 1차 확공부(200a)가 형성된다.

상기 굴착에 의해 형성되는 1차 굴착부와 1차 확공부의 굴착 길이는 정해진 것이 아니라 현장의 상황에 적합하도록 굴착길이를 조절하게 된다. 이때 굴착 길이등의 조절은 내시경을 투입하여 확인할 수 있다.

또한 1차 굴착부(100a)와 1차 확공부(200a)를 형성한 후 연속하여 2차 굴착부(100b), 2차 확공부(200b)가 교대로 형성되도록 굴착할 수 있게 된다.

상기 1차 굴착부와 1차 확공부를 교대로 연속하여 굴착하는 것은 공사현장의 조건에 따라서 굴착 시공하는 것으로 굴착 현장에 따라서 암반으로 이루어진 곳에서는 1차 굴착부와 1차 확공부만 형성하더라도 앵커의 설치 및 정착을 견고히 할 수 있으나, 앵커를 설치하는 현장의 지반이 약한 암반 또는 토사로 이루어진 경우에는 1차 굴착부와 1차 확공부가 교대로 연속하여 2차, 3차로 형성될 수 있도록 굴착하여 다수의 앵커를 설치한 후 천공 홀에 그라우팅(300)함으로 앵커(30)가 견고하게 설치될 수 있도록 한다.

본 발명에서 직경이 서로 다른 1차 굴착부와 1차 확공부를 연속하여 다단으로 굴착하는 것은 앵커를 설치한 후 그라우팅하여 시멘트가 양생되면 양생된 시멘트의 외주면에 다단의 턱이 형성되어 주변 지반과 지지력이 강화되어 앵커의 정착성을 높일 수 있도록 한 것이다.

상기와 같이 1차 굴차부 및 1차 확공부 또는 2차 굴착부 및 2차 확공부를 천공한 후에는 에어를 이용하여 천공된 내부 천공홀을 깨끗하게 청소한 후 내시경을 삽입시켜 천공 홀 내부를 촬영하여 PC에 기록한다.

제3공정: 천공 홀에서 굴착용 비트 철거단계

상기 2차 확공부를 천공한 후 굴착용 비트와 샤프트를 철거한다.

상기 다단의 굴착부와 확공부를 굴착한 후에는 앵커를 설치하기 위해 굴착용 비트를 철거하게 되는데, 이때 굴착용 비트의 비트 헤드에 펼쳐진 비트날개는 정회전시키면 비트날개가 내측으로 인입되어 날개가 접히도록 설계된다.

상기와 같이 비트날개(11)를 접을 때에는 샤프트(20) 중공부를 통하여 공급되던 에어공급을 중단한 상태에서 비트 헤드부(12)를 정회전시키면 날개가 회전력에 의해 내측으로 인입된다.

즉, 비트 헤드부(12)의 선단에 인·입출되도록 설치된 비트 날개(11)는, 비트 날개(11)가 인·입출되는 가이드 홈을 비트 헤드부 선단 상에서 일측으로 기울어지도록 형성하여 굴착 비트가 정 회전할 경우에는 비트날개가 외부로 돌출되지 않도록 하고, 역회전할 경우에는 비트날개가 원심력에 의해 외향로 빠져나오도록 설계하였다.

상기와 같이 비트날개를 접은 상태에서 샤프트를 당기면 굴착 비트는 샤프트를 따라 밖으로 빼낼 수 있게 된다.

제4공정 앵커설치 단계

상기 제3공정에서 다단의 굴착부와 확공부를 형성한 후에는 앵커를 굴착된 1차 굴착부(100a)와 1차 확공부(200a)에 삽입시킨다.

상기와 같이 앵커를 삽입시킨 후에는 앵커(30)의 지압날개(40) 단부가 1차 굴착부(100a)와 1차 확공부(200a)가 인접된 선상의 단턱부(4)에 걸리도록 강봉 렌치(35)를 회전시키면 접힌 상태를 유지하고 있던 지압날개(40)는 승하강부재(34)가 스크류(50)를 따라 승강되면서 지압날개(40)가 펼쳐지고, 펼쳐진 지압날개(40)의 단부가 1차 굴착부(100a)와 1차 확공부(200a)가 만난 단턱부(4)에 배의 닻과 같이 걸리게 됨으로 앵커는 외부에서 잡아 당겨도 이탈되지 않고 견고하게 인장상태를 유지시킨 후 앵커를 정착시키게 된다.

상기 앵커는 양측에 인장 와이어(37)가 앵커 지지판(32) 양측에 설치되고, 앵커 지지판 중앙부에는 스크류(50)와 스크류를 회전시킬 수 있도록 설치된 강봉렌치(35)와 연결되어 있다.

상기 스크류는 앵커의 앵커 지지판(32)와 앵커 헤드부(12) 사이의 중앙부에 설치된다.

상기 스크류의 일측 단은 앵커 지지판(32)에서 베어링(33)에 의해 고정되고 타측단은 앵커 헤드부(31)에 설치된 베어링(33)에 고정되어 공회전하도록 설치된다.

상기 앵커 지지판(32) 측에 베어링(33 고정된 스크류(50) 단부는 강봉렌치(35)의 선단부가 끼워지도록 렌치 홈 형성되어 있으며 렌치 홈 주변의 앵커 지지판(32)에는 강봉렌지(35)를 보호하는 강봉렌치 케이스(36) 선단부가 고정되도록 홈이 형성되었다.

또한 강봉렌치(35) 외면에는 관 형태의 강봉렌치 케이스(36)가 설치되어 강봉렌치를 보호할 수 있도록 하고, 스크류(50)에는 승하강부재(34)가 설치되며, 강봉렌치(35)를 회전시키면 스크류(50)가 공회전 함에 따라 스크류에 끼워지도록 설치된 승하강부재(34)는 승하강되면서 지압날개를 펼치거나 또는 하강시켜 접을 수 있게 된다.

따라서 본 발명에서는 앵커를 설치시 지압날개의 선단부가 1차 굴착부와 1차 확공부 사이의 단턱부(4)에 걸리게 되므로 외부에서 앵커의 와이어를 최대한 당겨 정착시키면 앵커가 설치된다.

이때 다단의 굴착부와 다단의 확공부를 형성한 경우에는 앵커 해드부(31)에 형성된 볼트형태의 결합부(38)를 이용하여 다른 앵커 헤드부의 너트부와 결합되도록 연결하면 복수의 지압 날개를 설치할 수 있다.

즉, 앵커에 있어서 복수의 날개 중 1차 지압날개는 1차 굴착부와 1차 확공부사이의 단턱부에 걸리도록 설치되고, 2차 지압날개는 1차 굴착부와 2차 확공부 사이의 단턱부에 걸리도록 설치하여 앵커를 인장시키면 견고하게 설치된다.

제5공정 그라우팅 단계

상기 굴착부와 확공부 사이의 단턱부에 지압날개가 걸리도록 앵커를 설치한 후 강봉 렌치(35)를 당겨 이탈시키고 강봉 케이스(36)를 앵커 지지판(32)과 틈이 생기도록 이격시킨다.

상기와 같이 강봉렌치(35)를 철거한 후에는 강봉렌치 케이스(36)를 이용하여 반죽된 시멘트 또는 반죽된 모르타르를 주입하여 제1 굴착부 내지 제2 확공부까지 그라우팅한다.

이때 그라우팅은 1개 또는 복수의 지압날개가 매몰되도록 하되 암반층까지는 모두 그라우팅하여 앵커를 정착시킨다.

상기와 같이 암반구간의 굴착부까지 그라우팅하고 양생시킨 후 상기 강봉렌치 케이스(36)를 이탈시키고 앵커의 인장 와이어(37)를 토륜판 외면 또는 철골빔(H빔 또는 I빔) 외면에서 고정하여 앵커의 정착이 이루어진다.

상기와 같이 실시되는 도1의 공 정 순서를 간단히 설명하면,

도1a는 본 발명의 굴착용 비트로 제1 굴착부르 형성하는 단계 → 도1b는 제1굴착부를 형성한 후 역회전시켜 비트날개를 펼친 후 제1 확공부를 굴착하는 단계 → 도1c는 제1 확공부를 굴착한 후 비트 날개를 접은 후 연속하여 제2 굴착부를 형성하는 단계 → 도1d는 제2 굴착부를 형성한 후 비트날개를 편친 후 제2 확공부를 굴착하는 단계 → 도1e는 굴착부와 확공부가 반복 굴착되어 다단의 천공홀이 형성된 단계 → 도1f는 다단의 천공 홀에 앵커를 삽입한 상태의 단계 →도1g는 제2 확공부에서 앵커 지압날개를 펼치는 상태의 단계 → 도1h는 제2 확공부에 앵커의 지압날개를 펼침 후 당겨 인장되도록 설치한 단계 → 도1i는 본 발명의 앵커를 성치한 후 암반구간까지 시멘트로 그라우팅한 단계를 나타낸 것이다.

이와 같이 설치된 본 발명의 앵커는 건물지하층의 토류벽체 또는 절단된 사면, 옹벽 등에 견고하게 설치되어 지반의 변위를 반 영구적으로 안정화시킬 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 천공홀 형성시 굴착부를 시공하는 굴착 비트와 샤프트의 분리 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 굴착용 비트의 헤드부 비트 날개를 확공부 시공시 펼친 상태를 나타낸 분리 사시도 이며, 도4는 본 발명에 따른 굴착비트의 헤드부 비트 날개를 접은 상태의 정면도(a)와 비트 헤드부 저면도(b)이고, 도5는 본 발명에 따른 굴착비트의 헤드부 비트 날개를 펼친 상태 정면도(a)와 비트 헤드부 저면도(b)를 나타낸 것이다.

본 발명의 비트는 지반과 암반을 굴착하기 위한 것으로서, 굴착용 비트(10)의 비트 헤드부(12)에 2개의 비트 날개(11)를 설치하되 굴착시 지반 및 암반과 마찰되는 부분에 초경재질의 비트돌기가 형성되어 있다. 상기 비트돌기는 통상의 굴착비트에 형성되어 있는 것과 동일한 기능을 갖는다.

도2와 도3은 굴착비트의 비트 날개가 접힌상태와 비트 날개가 펼쳐진상태 를 나타낸것으로서, 앵커를 설치하기 위한 천공홀을 형성시 1차 굴착부를 형성시 도2 및 도4와 같이 비트 날개가 접힌 상태로 굴착하고, 1차 확공부를 형성하기 위해서는 비트 헤드를 역회전시켜 원심력과 에어 분출에 의해 비트날개를 도3 및 도5와 같이 펼친 상태로 굴착함으로써 천공 홀은 다단의 굴착부와 확공부가 형성한다.

또한 본 발명의 굴착용 비트는 비트헤드 일측에 관 형태의 샤프트가 다단으로 연결되어 외부에서 구동장치로 회전시킬 수 있다.

상기 비트헤드와 샤프트 연결 및 샤프트와 샤프트의 연결은 끼움방식으로 이루어지되, 일측에는 외면으로 다수의 결합돌기(22)가 형성되고,다른 일측 단 샤프트 선단 내부에는 결합돌기가 끼워지는 결합 홈이 다수 형성되고 결합홈 내측에는 연결부재의 결합 홈(23)에 끼워지도록 환형돌기(25)가 내설되어 있다.

이와 같이 결합되는 샤프트와 샤프트의 연결부는 굴착시 역회전 또는 정회전을 반복하더라도 비트헤드와 샤프트의 연결부, 샤프트와 샤프트의 연결부가 분리되지 않고 견고하게 연결상태를 유지한다.

또한, 본 발명의 굴착용 비트(10)의 비트 헤드부(12)에는 한쌍의 비트날개(11)를 설치하되, 상기 비트날개는 정회전시에는 접힌 상태를 유지하고 역회전시에는 비트 날개가 펼쳐져 확공부를 굴착할 수 있도록 한다.

상기 비트 헤드부(12)의 상단 경사면에 양측으로 비스듬하게 설치되는 비트날개(11)는 날개 가이드 홈(15)에 설치되되 날개 가이드 홈 양측 내벽에는 가이드요홈이 형성되어 비트날개의 양측 돌기가 끼워져 슬라이딩 될 수 있도록하였다(도2및 도3 참조)(상기 날개 가이드 홈과 비트 날개 양측면에 형성된 돌기의 부호 번호는 생략하였음). 또한 비트 날개를 날개 가이드 홈에 결합하기 위해 날개 가이드 홈 선단부 양측에는 폭을 확장시켜 비트날개가 날개 가이드홈에 끼워질 때 양측의 돌기가 걸려 방해되지 않도록 하였다.(도4의 (b) 및 도5의 (b)참조)

본 발명에서는 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법에 관한 것으로 굴착 용 비트로 다단의 굴착부와 다단의 확공부를 형성하기 위한 비트 날개에 있어서 펼쳐지고 접히는 원리만 설명하고 구체적인의 작동상태의 설명은 생략한다.

도6은 본 발명의 굴착된 천공홀에 설치되는 앵커의 지압 날개를 접은 상태의 발췌도고, 도7은 본 발명의 굴착된 천공홀에 설치되는 앵커의 지압 날개를 펼친 상태의 발췌도로서, 상기 도2 내지 도5의 굴착용비트를 이용하여 토류벽체나, 사면에 앵커를 설치하기 위한 다단의 굴착부와 다단의 확공부를 굴착한 후에는 앤커를 설치하게 되는데, 이때 설치되는 앵커(30)는 굴착된 굴착부와 확공부로 이루어진 천공홀에 깊숙히 앵커 헤드부(31)가 삽입될 수 있도록 한 후 강봉렌치(35)를 돌리면 앵커 헤드부(31)의 스크류(50)가 화전하면서 승하강부재(34)가 연결링크(41)를 당겨 승강시킴으로 연결링크(41)와 연결된 지압날개(40)는 제1 힌지부(42), 제2 힌지부(43) 제3 힌지부(44)를 중심으로 외향으로 펼쳐진다.

상기 외향으로 펼쳐진 지압 날개의 선단부는 천공홀인 굴착부와 확공부 사이의 단터부에 걸리게 된다.

이와 같이 비트 날개가 단턱부에 걸리면 앵커 지지판(32) 양측에 설치된 인장 와이어(37)를 최대한 당겨 외부에서 고정시켜 정착한다.

본 발명의 도6은 앵커를 설치하기 전 앵커 헤드부(31)에 설치된 지압날개가 접힌 상태로서 천공홀로 삽입된다.

또한, 도7은 앵커를 제1 확공부 또는 제2 확공부의 단턱부에 걸리도록 하기 위해 앵커를 삽입시킨 상태에서 지압날개(40)를 펼친 상태이다.

도8은 본 발명의 앵커가 설치되는 다단의 굴착부와 확공부에 설치되는 복수의 지압날개가 형성된 것을 나타낸 예시도로서, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예로서 1차 굴착부와 1차 확공부 사이의 단턱부와 2차 굴착부와 2차 확공부 사이의 단턱부에 복수의 지압 날개가 걸리도록 앵커를 설치한 실시 예를 나타낸 것이다. 도8과 같이 복수의 지압 날개를 설치할 경우 앵커가 더욱 견고하게 설치됨은 명백한 사실이며, 굴착된 천공 홀의 암반이 견고하지 못한 경우에는 더욱 효과적이다.

또한 도 8과 같이 다단의 1차, 2차 굴착부와 다단의 1차, 2차 확공부를 형성한 천공 홀에 복수의 지압날개(40)를 가진 앵커를 설치한 후 그라우팅 처리하면 앵커의 인장력은 복수의 지압날개와 더불어 1차 굴착부, 1차 확공부, 2차 굴착부, 2차 확공부가 연속적으로 이루어져 양생된 그라우팅의 외형은 직경이 상이한 다단형태로 이루어져 앵커 인장시 지지력이 향상되어 정착 효과가 배가된다.

도9는 본 발명에 따른 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법에 앵커가 설치된 상태를 나타낸 예시도로서, 건축물 지하층 지반 굴착시 토류벽체 변위방지나 사면안정 및 구조물을 안정시킬 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법은 건축물 지하층 지반의 토류벽체에 설치함으로서 건축물 완공후 토류벽체의 변위방지는 물로 지진으로 부터 발생되는 지반의 변위를 안정시키는 효과를 가지므로 건축물의 내진효과를 갖는 장점이 있다.

또한 본 발명의 앵커공법은 정착장 길이에 해당하는 지반과 주입재(그라우팅)와의 마찰 앵커 지지력을 이용하여 토류벽 이나, 활동 암괴를 지지하는 구조체로 된 공법이다.

이와 같이 된 본 발명은 확공형 지압식 영구 앵커공법의 특징은,

1) 확공비트를 사용한 청공(굴착)으로 토사지반 굴착시 케이싱 관입 및 암반정착 부위 확공 천공으로 지압 저항방식이며,

2)각각 천공홀의 토사, 푸화대, 암반, 지하수 용출 상태를 확인후 영상 촬영하여 PC에 저장하여 관리할 수 있도록 하며,,

3) 정착부의 앵커체 확대상태를 지상의 시그널 램프 온/오프 및 영상탐사 장비로 촬영 확인한 후 PC에 저장 관리할 수 있으며,

4)지압식 앵커체 삽입후 즉시 확대, 초기인장과 동시에 터파기 굴착가능하며,

5) 본 발명의 확공 굴착 방식은 지압저항 및 마찰저항(일반적인 방식은 마찰저항임)으로 인장력에 대한 지지력이 반영구적이다.

6) 연속된 작업으로 공사 기간단축 및 공사 비용절감효과를 갖는다.

10:굴착용 비트 11:비트 날개
12;비트 헤드부 13:에어 분출공
14:에어 가이드 홀 20:샤프트
21:연결부재 22:결합돌기
23:결합홈 24:연결링 홈
25:환형돌기 30:앵커
31:앵커헤드부 32:앵커지지판
33:베어링 34:승하강부재
35:강봉렌치 36:강봉렌치 케이스
37:인장와이어 38:결합부
40:지압날개 41:연결링크
42:제1힌지부 43:제2힌지부
44:제3힌지부 300:그라우팅
400:암반구간 500:토사구간

Claims (3)

1. 앵커를 설치하기 위한 굴착용 비트를 이용하여 지반 사면을 굴착하여 1차 굴착부를 천공하는 단계; 상기 1차 굴착부로부터 연장되도록 천공하되 비트 날개를 펼쳐 1차 굴착부 내경 보다 더 크게 1차 확공부를 천공하는 단계; 상기 1차 굴착부 및 1차 확공부를 천공한 후 비트와 샤프트를 철거하는 단계; 상기 1차 확공부 단턱에 앵커를 설치하는 단계; 상기 앵커를 설치한 후 1차 굴착부 및 1차 확공부에 그라우팅하는 단계로 지압형 앵커시공방법에 있어서,
   상기 1차 확공부를 천공한 후 비트를 역회전에 비트 날개를 접은 후 1차 굴착부의 내경과 동일하도록 2차 굴착부를 천공하는 단계;
   상기 2차 굴착부를 형성한 후 비트를 역회전시켜 날개를 펼친 후 상기 1차 확공부의 내경과 동일하도록 2차 확공부를 천공하여 다단으로 천공홀을 형성하는 단계;
   상기 1차 굴착부와 1차 확공부 및 2차 굴착부와 2차 확공부를 천공한 후 굴착용 비트와 샤프트를 철거하고 복수의 앵커를 조립하여 삽입시킨 후 제1 확공부와 제2 확공부 단턱부에 복수로 지압 날개가 설치되도록 앵커를 설치하는 단계;
   상기 앵커를 설치한 후 강봉렌치를 이탈시키고 강봉렌치 케이스의 연결부를 이격시켜 시멘트를 주입하여 제1 굴착부에서 제2 확공부까지 그라우팅하는 단계;
   상기 강봉 렌치 케이스를 이탈시키고 그라우팅을 경화시킨 후 인장 와이어를 토륜판 외면 또는 철골 빔 외면에서 고정하여 인장 와이어 단부를 정착시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 더블 확공을 이용한 지압형 앵커시공방법.
   
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