KR101330192B1 - 케이블앵커 어셈블리 - Google Patents

케이블앵커 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이블앵커 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지반에 천공된 구멍 내부의 튜브를 부풀려 정착장 내부를 밀폐시킨 후 1차 그라우팅재를 주입하고, 튜브를 축소시킨 후 자유장 내부에 2차 그라우팅재를 연속 주입하여 신속 간편하게 케이블 앵커의 시공작업이 완료되어, 작업의 효율을 높여줄 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 패커(10)에 씌워진 튜브(20)를 부풀려 정착장(1A)을 차단시킨 상태에서 압력 그라우팅을 실시하는 것이므로 정착효과가 극대화되는 완벽한 충전(充塡)이 이루어지는 동시에 튜브(20)를 축소시키고 연이은 중력 그라우팅 주입으로 모든 공정이 완료되는 것이므로 한번의 그라우팅 작업으로 모든 작업이 신속 간편하게 완료되어 작업의 효율을 최대한 높여줄 수 있을 뿐 아니라 현장에서 앵커구조물의 조립작업을 할 필요 없이 일체형 패커(10)를 천공된 구멍(1)에 삽입하여 간편하게 시공할 수 있고, 본 발명의 케이블앵커 어셈블리는 패커(10)에 튜브(20)가 씌워진 간단한 구성으로 이루어져 저렴한 비용이 소요되므로 케이블앵커의 시공작업에 소용되는 비용을 최소화시킬 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고효율의 케이블앵커 어셈블리를 제공할 수 있는 것이다.

Description

케이블앵커 어셈블리{a cable anchor assembly}
본 발명은 케이블앵커 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지반에 천공된 구멍 내부의 튜브를 부풀려 정착장 내부를 밀폐시킨 후 1차 그라우팅재를 주입하고, 튜브를 축소시킨 후 자유장 내부에 2차 그라우팅재를 연속 주입하여 신속 간편하게 케이블 앵커의 시공작업이 완료되어, 작업의 효율을 높여줄 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
일반적으로 케이블앵커(cable anchor)를 이용한 공법은 각종 토목공사에서 연약한 지반을 안정화시키기 위하여 시공하는 공법으로 주로 지하공간, 사면, 터널 등과 같이 암반이나 지면을 천공(穿孔)한 후 케이블을 삽입하고 몰탈 액을 그라우팅(grouting)하여 케이블의 인장 응력으로 지반을 지탱하여 고정시킬 수 있도록 구성된다.
종래에는 암반(巖盤)을 천공하고, PC강선들과 앵커몸체를 삽입하여 1차 그라우팅재를 주입한 후 양생(養生)시키고 인장테스트를 거친 후 2차 그라우팅재를 주입하여 시공을 완료하는 것이므로 연결작업이 이루어지지 않아 시공작업에 상당한 시간이 소요되는 한편, 까다로운 작업공정에 의하여 작업의 효율이 현저하게 저하되었다.
또한, 천공된 구멍의 내부 깊숙한 곳까지 그라우팅재를 주입하여 충전(充塡)시키기 위해서는 강한 압력의 펌프를 사용함에 따라 정착장에 주입된 그라우팅재의 충전(充塡)이 완벽하게 이루어지지 않았을 뿐 아니라 정착장에 충전된 그라우팅재가 자유장으로 오버(over)되어 넘치는 등의 폐단이 발생되었다.
따라서, 종래의 문제점을 해소하기 위하여 특허등록 제10-0689769호의 "암반용 앵커"(선행기술1) 및 특허등록 제10-0978111호의 "암반용 앵커 조립체"(선행기술2)가 제안된 바 있다.
그러나, 종래의 선행기술1,2들은 축 볼트에 나사 결합된 확장날개가 펼쳐지면서 천공된 구멍의 내부에 걸려져 인장 하중을 받는 것이므로 복잡한 구성의 앵커장치의 제작이 까다롭고, 상당한 비용이 소요되어 전체적으로 대외 경쟁력이 저하되는 등의 폐단이 발생되었다.
특히, 터널의 굴착공사와 같이 암반의 고정에 수많은 구멍을 천공하는 경우에는 비싼 앵커장치의 설치에 막대한 비용이 소요되었으므로 앵커장치의 사용이 전체적인 건설비용을 증가시키는 주요 원인이 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 비싼 앵커장치를 사용하지 않더라도 지반에 천공된 구멍의 정착장과 자유장의 그라우팅(grouting) 작업이 연속으로 이루어져 작업의 효율을 극대화시킬 수 있고, 케이블의 인장 응력으로 지반을 안정적으로 지탱할 수 있는 케이블앵커 어셈블리를 제공함에 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 원통형 패커(10)의 중앙에 뚫려진 제1통공(11)에는 그라우팅재 주입관(31)이 결합되고, 제1통공(11)의 둘레에 뚫려진 제2통공(12)들에는 인장케이블(32)들이 관통하여 결합되며, 패커(10)의 전면에서 상면으로 통하도록 뚫려진 공기통로(13)에는 에어호스(33)가 결합되고, 패커(10)의 외부에는 튜브(20)가 씌워져 양측을 조여주는 결합밴드(21)에 의하여 고정되어 부풀려지고 축소되며, 벌브(32a)가 형성된 인장케이블(32), 주입관(31), 에어호스(33)가 패커(10)에 결합된 상태에서 지반에 천공된 구멍(1)에 삽입되도록 한 케이블앵커 어셈블리에 있어서, 상기 패커(10)의 양단에는 결합밴드(21)를 결합하기 위한 안내홈(10a)이 형성되며, 상기 튜브(20)에 접힘부(20a)가 형성되어 튜브(20)를 넓게 펼쳐지게 구성되고, 상기 인장케이블(32)의 직경은 15∼16mm이며, 벌브(32a)의 직경은 28∼35mm인 것을 특징으로 하는 케이블앵커 어셈블리에 의하여 달성될 수 있는 것이다.
이상에서 상술한 시공방법으로 이루어진 본 발명은, 패커(10)에 씌워진 튜브(20)를 부풀려 정착장(1A)을 차단시킨 상태에서 압력 그라우팅을 실시하는 것이므로 정착효과가 극대화되는 완벽한 충전(充塡)이 이루어지는 동시에 튜브(20)를 축소시키고 연이은 중력 그라우팅 주입으로 모든 공정이 완료되는 것이므로 한번의 그라우팅 작업으로 모든 작업이 신속 간편하게 완료되어 작업의 효율을 최대한 높여줄 수 있을 뿐 아니라 현장에서 앵커구조물의 조립작업을 할 필요 없이 일체형 패커(10)를 천공된 구멍(1)에 삽입하여 간편하게 시공할 수 있고, 본 발명의 케이블앵커 어셈블리는 패커(10)에 튜브(20)가 씌워진 간단한 구성으로 이루어져 저렴한 비용이 소요되므로 케이블앵커의 시공작업에 소용되는 비용을 최소화시킬 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고효율의 케이블앵커 시공방법을 제공할 수 있는 것이다.
도 1a ∼ 도 1f는 본 발명에 의한 작업과정을 순차적으로 나열한 공정 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 케이블앵커 어셈블리의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 의한 케이블앵커 어셈블리의 사시도,
도 4는 도 3에서 튜브가 부풀려진 상태를 예시한 케이블앵커 어셈블리의 사시도,
도 5a와 5b는 본 발명에 의한 패커에 씌워진 튜브가 축소되고 부풀려진 상태를 각각 예시한 작동 상태의 단면도.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1a ∼ 도 1f의 공정 단면도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
도 1a에서 도시한 바와 같이, 지반을 천공(穿孔)하여 안정된 지층까지 구멍(1)을 뚫는 작업을 실시하여 구멍(1)의 내부가 자유장(1B)과 정착장(1A)으로 구분되도록 하는 천공단계를 실시하였다.
이어서, 원통형 패커(packer)의 중앙에 뚫려진 제1통공(11)을 통해 그라우팅재 주입관(31)을 결합하고, 제1통공(11) 둘레에 뚫려진 제2통공(12)들을 관통하여 인장케이블(32)을 결합한 후 튜브(20)의 내부로 통하는 공기통로(13)에 에어호스(33)를 결합하여 케이블앵커 어셈블리를 조립하는 단계를 실시하였다.
이어서, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 주입관(31), 인장케이블(32), 에어호스(33)가 결합된 패커(10)를 천공된 구멍(1)에 삽입한 후 도 1c에서 도시한 바와 같이, 에어호스(33)를 통해 공기를 불어넣어 패커(10)의 외부에 씌워진 튜브(20)를 부풀려 정착장(1A)이 자유장(1B)과 차단되도록 하였다.
이어서, 도 1d에서 도시한 바와 같이, 주입관(31)을 통해 일정한 압력을 가하면서 그라우팅재(40)를 주입하여 정착장(1A) 내부를 그라우팅재(40)로 충전시키는 1차 충전작업을 실시하였다.
이어서, 도 1e에서 도시한 바와 같이, 에어호스(33)를 통해 공기를 배출하여 부풀려진 튜브(20)를 축소시키는 단계를 실시한 후 도 1f에서 도시한 바와 같이, 주입관(31)을 패커(10)에서 뽑아내고 2차 그라우팅재(40)를 주입하여 자유장(1B) 내부를 충전시킨 단계를 실시하여 케이블앵커의 시공작업을 완료하였다.
이후, 주입된 그라우팅재들이 양생(養生)되면 지반을 보강하기 위한 케이블앵커의 모든 시공작업이 완료된다.
전술한 시공방법으로 이루어진 본 발명은, 패커(10)에 씌워진 튜브(20)를 부풀려 정착장(1A)을 차단시킨 상태에서 압력 그라우팅을 실시하는 것이므로 정착효과가 극대화되는 완벽한 충전(充塡)이 이루어지는 동시에 튜브(20)를 축소시키고 연이은 중력 그라우팅재의 주입으로 모든 공정이 완료되는 것이므로 그라우팅 작업이 신속 간편하게 완료되어 작업의 효율을 최대한 높여줄 수 있는 것이다.
또한, 주입관(31), 인장케이블(32), 에어호스(33)를 미리 결합한 일체형 패커(10)를 현장에 천공된 구멍(1)에 삽입하여 연속되는 한번의 그라우팅 작업을 실시하면 모든 작업이 완료되는 것이므로 시공작업이 매우 편리하면서도 현장에서 앵커 구조물의 조립작업이 필요 없을 뿐 아니라 본 발명의 케이블앵커 어셈블리는 패커(10)에 튜브(20)가 씌워진 간단한 구성으로 이루어져 저렴한 비용이 소요되고, 시공작업이 매우 간단한 것이므로 종래와 같이 확장날개가 펼쳐지는 복잡한 구성의 앵커장치가 필요 없어 케이블앵커의 시공작업에 소용되는 비용을 절감할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고효율의 케이블앵커의 시공방법을 제공할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에 의한 케이블앵커 어셈블리의 구성은 다음과 같다.
원통형 패커(10)의 중앙에 뚫려진 제1통공(11)에는 그라우팅재 주입관(31)이 결합되고, 제1통공(11)의 둘레에 뚫려진 제2통공(12)들에는 인장케이블(32)들이 관통하여 결합되며, 패커(10)의 전면에서 상면으로 통하도록 뚫려진 공기통로(13)에는 에어호스(33)가 결합되고, 패커(10)의 외부에는 튜브(20)가 씌워져 양측을 조여주는 결합밴드(21)에 의하여 고정되어 부풀려지고 축소되며, 인장케이블(32), 주입관(31), 에어호스(33)가 패커(10)에 결합된 상태에서 지반에 천공된 구멍(1)에 삽입하여 그라우팅 작업을 할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 패커(10)의 양단의 결합밴드(21)가 결합되는 위치에 안내홈(10a)이 형성되어 패커(10)와 튜브(20)를 결합밴드(21)로 더욱 견고하게 결합시켜 주도록 구성되어 있다.
상기 튜브(20)에는 접힘부(20a)가 형성되어 접힘부(20a)가 펼쳐지면서 넓게 확장되어 장착장(1A)과 자유장(1B) 사이를 효과적으로 밀폐시키도록 구성되어 있다.
전술한 구성으로 이루어진 케이블앵커 어셈블리는 기존에 사용되는 주입관(31) 및 인장케이블(32)에 튜브(20)가 씌워진 간단한 구조의 패커(10)가 결합된 것이므로 제조원가는 저렴한 반면 정착장(1A)을 효과적으로 차단하여 그라우팅재의 완벽한 충전(充塡)이 이루어지는 것으로서 전체적인 케이블앵커의 시공작업에 소요되는 비용을 최소화시켜 대외 경쟁력을 최대한 높여줄 수 있는 것이다.
한편, 상기 인장케이블(32)에는 케이블의 가닥들을 압축하여 확장시킨 벌브(32a) 구조가 형성되어 있고, 벌브(bulb) 구조는 인장케이블(32)과 그라우팅재의 결속을 강화시켜 인장케이블(32)이 그라우팅재에서 뽑혀지면서 이탈되는 폐단을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
바람직하기로는 인장케이블(32)의 직경이 15∼16mm일 때 벌브(32a)의 직경이 28∼35mm 범위 내에서 형성되도록 하였다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
1 : 구멍 1A : 정착장
1B : 자유장 10 : 패커
11 : 제1통공 12 : 제2통공
13 : 공기통로 20 : 튜브
21 : 결합밴드 31 : 주입관
32 : 인장케이블 32a : 벌브
33 : 에어호스 40 : 그라우팅재

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 원통형 패커(10)의 중앙에 뚫려진 제1통공(11)에는 그라우팅재 주입관(31)이 결합되고, 제1통공(11)의 둘레에 뚫려진 제2통공(12)들에는 인장케이블(32)들이 관통하여 결합되며, 패커(10)의 전면에서 상면으로 통하도록 뚫려진 공기통로(13)에는 에어호스(33)가 결합되고, 패커(10)의 외부에는 튜브(20)가 씌워져 양측을 조여주는 결합밴드(21)에 의하여 고정되어 부풀려지고 축소되며, 벌브(32a)가 형성된 인장케이블(32), 주입관(31), 에어호스(33)가 패커(10)에 결합된 상태에서 지반에 천공된 구멍(1)에 삽입되도록 한 케이블앵커 어셈블리에 있어서,
    상기 패커(10)의 양단에는 결합밴드(21)를 결합하기 위한 안내홈(10a)이 형성되며, 상기 튜브(20)에 접힘부(20a)가 형성되어 튜브(20)를 넓게 펼쳐지게 구성되고, 상기 인장케이블(32)의 직경은 15∼16mm이며, 벌브(32a)의 직경은 28∼35mm인 것을 특징으로 하는 케이블앵커 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 삭제
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