KR101412792B1 - 어스 앵커 및 이의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 어스 앵커는 지중에 삽입되고 외면에 나사산이 형성된 앵커로드와, 상기 앵커로드의 일측에 고정된 스토퍼와, 상기 앵커로드 일측을 내부에 수용하여 공회전하는 공회전부와, 상기 나사산을 따라 회전하여 앵커로드의 길이 방향으로 승강 또는 하강하는 치합회전부와, 상기 공회전부와 치합회전부 사이에 방사상으로 배치되고 치합회전부와 공회전부의 이격 거리에 따라 선택적으로 펼쳐지는 정착판과, 상기 앵커로드와 동일 직선상에 위치하여 앵커로드의 길이를 연장하는 연장봉과, 상기 연장봉의 외측에 나사결합하여 연장봉의 움직임을 제한하는 연결구와, 상기 연장봉의 일단에 위치하여 외부에서 제공된 회전력을 연장봉에 전달하는 힘전달구와, 상기 치합회전부와 일측이 접촉하여 앵커로드의 길이 방향으로 승강 또는 하강하며, 일단부는 지면 외측으로 돌출되어 정착판의 펼침량을 나타내는 탐침부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

어스 앵커 및 이의 시공 방법{An earth-anchor and Construction method of the same}

본 발명은 지반에 천공된 구멍에 삽입시에 회전하여 삽입이 용이하고, 삽입시 회전방향에 대하여 반대 방향으로 역회전시에 정착판이 펼쳐져 정착이 가능하도록 구성된 어스 앵커 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.

본 발명은 연장봉을 선택적으로 결합하여 길이 연장이 가능하도록 함으로써 다양한 깊이의 정착 작업이 가능하도록 한 어스 앵커 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.

본 발명은 탐침부재를 구비하여 정착판을 펼쳐 정착한 후에 정착 정도를 육안 확인 가능하도록 한 어스 앵커 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 폭우나 홍수와 같은 천재지변에 의하여 산비탈이나 언덕의 경사면이 일부 훼손된 경우에는 훼손된 경사면을 일정량만큼 깍아내고 그 부분에 토사를 메워서 새로운 경사면을 조성하게 되고, 산비탈이나 언덕 부분에 도로나 철도 등을 새로이 개설할 경우에는 산비탈이나 언덕 부분을 일정량만큼 깍아내어 개설면을 평지화시킨 다음 나머지 부분을 새로운 경사면으로 조성하게 되며, 하천의 범람방지와 수자원의 이용을 위하여 하천이나 호수의 부근에 조성된 둑이나 제방 또한 토사의 성토로 인한 경사면이 조성되어 있다.

상기와 같이 토사를 깍아내거나 메워서 새로운 지형으로 조성한 성토지역이나 절토지역의 연약한 경사면을 나대지로 방치할 경우에는, 폭우나 홍수 등과 같은 여러 가지의 원인으로 인하여 경사면의 토사가 쉽게 유실되므로 경사면의 복구작업을 빈번히 수행하여야 할 뿐만 아니라, 심한 경우에는 나대지 상태의 경사면이 붕괴되어 막대한 인명과 재산피해를 유발시킬 위험성이 크기 때문에, 경사면상에 별도의 보강구조물을 설치하여 경사면의 표면붕괴를 사전에 차단하여야 한다.

상기와 같이 경사면상에 보강구조물을 설치하기 위한 공법으로서, 경사면상에 다수 개의 구멍을 천공시킨 다음 그 천공된 구멍으로 철봉이나 강봉을 투입한 뒤 콘크리트나 모르타르를 강제 주입시켜 경사면을 지지하도록 한 어스앵커(Earth anchor) 공법이나, 천공된 구멍에 강봉(Steel bar)을 삽입시킨 다음 경사면을 따라 숏크리트(Shotcrete)를 타설하는 소일네일링(Soil-nailing) 공법이나 락볼트(Rock bolt) 공법 등이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 경사면 보강공법은 철봉이나 강봉 또는 락볼트 등과 같은 보강재를 경사면상에 삽입시키기 위한 천공작업을 수행하여야 할 뿐만 아니라, 천공된 구멍상에 철봉이나 강봉 또는 락볼트와 같은 보강재를 고정시킬 수 있도록 콘크리트나 모르타르 등을 압밀(壓密) 주입하는 그라우팅(Grouting) 작업을 수행하여야 함으로서, 경사면의 보강시공에 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 천공된 구멍을 통한 콘크리트나 모르타르의 그라우팅 작업과정에서 다량의 시멘트 성분이 경사면의 외부로 누출되기 때문에 작업조건의 열악화와 함께 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었으며, 콘크리트나 모르타르에 의한 앵커의 고정작업이 이루어진 이후에도 대부분 숏크리트의 타설작업으로 외부 벽체를 마감하기 때문에 경사면의 표면이 매우 흉물스럽게 조성되어 시각적으로 불안감을 조성시킬 뿐만 아니라, 초,목본식물의 생장 또한 거의 불가능하게 되어 환경파괴를 유발시키는 문제점이 있었다.

특히, 어스앵커 공법이나 소일네일링 공법 또는 락볼트 공법 등에 사용되는 보강재의 경우 그 구조적인 역할이 매우 단순하기 때문에, 그라우팅 작업이 제대로 이루어지지 못할 경우에는 보강재에 의한 경사면의 보강기능을 제대로 달성할 수 없는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 경사면의 표면을 따라 시공되는 각종 보강구조물을 견고한 인장력으로 지지하지 못하여 경사면의 붕괴를 야기시키는 심각한 문제점을 내포하고 있었다

다시 말해서, 철봉이나 강봉 또는 락볼트 등이 삽입된 천공구멍으로 콘크리트나 모르타르를 압밀(壓密) 주입하는 그라우팅(Grouting) 작업을 하여 상기 보강재가 콘크리트 또는 모르타르와 함께 고화되도록 한 것이므로, 콘크리트 또는 모르타르와 철봉이나 강봉 또는 락볼트와 같은 보강재와의 마찰력에 의한 인장력만으로 경사면의 보강기능을 수행하게 되므로, 보강재의 구조적인 역할이 매우 단순하게 되어 경사면의 보강성능이 현저히 낮아지게 된다는 것이다.

실질적으로, 25mm 직경을 가지는 강봉 자체의 인장력은 약 10톤(ton) 정도가 되지만, 동일한 직경을 가지는 강봉을 그라우팅 작업에 의하여 천공홀에 고정시킨 다음 인장력을 시험하게 되면, 약 3톤(ton) 정도의 인장력만으로도 고화된 콘크리트나 모르타르로부터 강봉이 빠져 나오게 됨으로서 실질적인 경사면 보강에 많은 문제점을 노출하게 되는 것이었다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 대한민국 공개 특허 제 10-2005-0117502호에는, 원뿔이나 각뿔 형상을 가지는 앵커본체(11)의 후방측에 그 인발(引拔)시 양측 방향으로 펼쳐지는 정착날개(12)를 설치하고, 앵커본체(11)를 관통하여 슬라이딩 가능하게 삽입되는 앵커로드(16)상에는 앵커본체(11)의 인발시 연결브라켓(13)의 회전축(14)을 기준으로 양측 정착날개(12)를 그 펼침 방향으로 밀어내는 스프레더를 고정 설치함으로서, 별도의 천공작업을 수행하지 않고 경사면에 앵커(10)를 직접 삽입하여 정착날개(12)를 펼침과 동시에 앵커(10)를 정착단으로 하는 인장력이 발현될 수 있도록 한 사면보강용 앵커가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 공개 특허 제 10-2011-0124845호에는 나사봉으로 이루어지되 어느 한 부분을 기준으로 일측은 정방향 나사산(11), 타측은 역방향 나사산(12)을 갖는 앵커축(10)과, 상기 앵커축(10)의 역방향 나사산(12)에 체결되는 제 1 이송대(21)와, 상기 앵커축(10)의 정방향 나사산(11)에 체결되는 제 2 이송대(22)와, 상기 제 1 이송대(21)와 제 2 이송대(22) 사이에 힌지 결합되며, 그 중앙이 두 분할되어 힌지 결합됨으로써 제 1 이송대(21)와 제 2 이송대(22)의 간격에 따라 측 방향으로 확장되거나 축소되는 절첩날개(30)를 포함하여 구성되는 어스앵커가 개시되어 있다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 도 1의 경우 상기 앵커(10)는 경사면에 별도의 천공 작업을 실시하지 않은 상태로 경사면 내부로 회전 없이 삽입되도록 구성되므로 토압에 의한 굽힘 및 파손이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 정착날개(12)는 지중에 삽입된 후에 펼쳐질 때 상측에 위치한 토사를 외측으로 밀어내게 되므로 밀어낸 토사량만큼 상측에 공간이 형성되어 정착력이 저하되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 정착날개(12)를 펼친 이후에는 정착날개(12)의 펼침량을 식별하기 어려운 문제점이 있다.

그리고, 도 2의 경우 나사산(12)을 따라 회전하여 접철되는 접철날개(30)는 제1이송대(21)와 제2이송대(22)가 서로 근접하여 접철되는 구조이므로 역시 상측에 공간이 형성되어 정착력이 저하되는 문제점이 발생된다.

또한, 접철날개(30)는 투영면적이 좁아 정착력이 저하되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 지중에 삽입하기 위해서는 별도의 천공 작업을 실시해야 하므로 시공성이 저하된다.

대한민국 등록특허 제 10-0919277호에는 "정착수단을 이용한 네일 앵커 및 그 시공방법"이 개시되어 있다.

상기 기술은 지중에 천공된 천공홀에 삽입된 정착수단(2)의 정착부재(3)가 정착축의 오른나사산과 왼나사산을 따라 동시에 이동하면서 확장되어 지중에 고정되는 구조로서, 정착부재는 방사상으로 펼쳐져 확장되도록 구성된다.

그러나, 이러한 기술 역시 도 2에 설명한 바와 같은 문제점을 가지게 된다.

즉, 정착부재(3)는 정착축(6)의 회전에 의해 지지부재(4,5)가 서로 근접하게 됨으로써 벌어져 정착되는 구조를 가지게 된다.

따라서, 정착시에 정착부재(3)에 큰 힘이 작용하여 시공성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 네일 앵커의 시공이 완료된 이후에는 정착부재(3)가 요구되는 만큼 펼쳐졌는지 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지반에 천공된 구멍에 삽입시에 회전하여 삽입이 용이하고, 삽입시 회전방향에 대하여 반대 방향으로 역회전시에 정착판이 펼쳐져 정착 가능하며, 정착판이 펼쳐질 때 지면 방향으로 펼쳐지도록 함으로써 지중에 비어있는 공간을 미연에 제거하고 보다 견고하게 다진 상태로 정착될 수 있도록 한 어스 앵커 및 이의 시공 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 연장봉을 선택적으로 결합하여 길이 연장이 가능하도록 함으로써 다양한 깊이의 정착 작업이 가능하도록 한 어스 앵커 및 이의 시공 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 탐침부재를 구비하여 정착판을 펼쳐 정착한 후에 정착 정도를 육안 확인 가능하도록 한 어스 앵커 및 이의 시공 방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 어스 앵커는, 지중에 삽입되고 외면에 나사산이 형성된 앵커로드와, 상기 앵커로드의 일측에 고정된 스토퍼와, 상기 앵커로드 일측을 내부에 수용하여 공회전하는 공회전부와, 상기 나사산을 따라 회전하여 앵커로드의 길이 방향으로 승강 또는 하강하는 치합회전부와, 상기 공회전부와 치합회전부 사이에 방사상으로 배치되고 치합회전부와 공회전부의 이격 거리에 따라 선택적으로 펼쳐지는 정착판과, 상기 앵커로드와 동일 직선상에 위치하여 앵커로드의 길이를 연장하는 연장봉과, 상기 연장봉의 외측에 나사결합하여 연장봉의 움직임을 제한하는 연결구와, 상기 연장봉의 일단에 위치하여 외부에서 제공된 회전력을 연장봉에 전달하는 힘전달구와, 상기 치합회전부와 일측이 접촉하여 앵커로드의 길이 방향으로 승강 또는 하강하며, 일단부는 지면 외측으로 돌출되어 정착판의 펼침량을 나타내는 탐침부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 앵커로드와 연결구 및 힘전달구의 외면에는, 내부로 함몰되어 상기 탐침부재가 수용되고 탐침부재의 직선 운동을 안내하는 가이드홈이 구비됨을 특징으로 한다.

상기 정착판은, 상기 공회전부의 일측에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 제1정착판과, 상기 치합회전부의 일측에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 제2정착판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제1정착판과 제2정착판는 각각의 단부에 장공이 구비되고 상기 장공에는 단일의 결합부재가 동시에 관통하여 회전 가능하게 결합됨을 특징으로 한다.

상기 정착판은 공회전부 및 치합회전부에 대하여 경사지게 결합됨을 특징으로 한다.

상기 제1정착판과 제2정착판은 서로 교번하여 배치됨을 특징으로 한다.

상기 제1정착판과 제2정착판은 1개씩 서로 측방향으로 결합됨을 특징으로 한다.

상기 힘전달구의 일측에는 탐침부재의 단부 위치를 확인하여 정착량을 가늠하기 위한 가늠부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 앵커로드와 연장봉 및 힘전달구의 각각의 단부에는 경사면이 형성되며, 상기 경사면은 서로 면접촉하여 회전력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 어스 앵커의 시공 방법은, 지중에 삽입되고 외면에 나사산이 형성된 앵커로드와, 상기 앵커로드 회전시에 선택적으로 근접하는 공회전부 및 치합회전부와, 상기 공회전부와 치합회전부가 근접시에 펼쳐져 정착부를 형성하는 정착판과, 앵커로드의 길이를 연장하는 연장봉을 포함하여 구성되는 어스 앵커를 준비하는 앵커준비단계와, 상기 앵커로드를 회전하면서 지중에 삽입하는 앵커삽입단계와, 지중에 삽입된 앵커로드를 역방향으로 회전시켜 정착판을 펼치는 앵커설치단계와, 상기 치합회전부와 연동하여 앵커로드의 길이 방향으로 직선 운동하는 탐침부재를 이용하여 정착량을 육안 확인하는 검사단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 앵커삽입단계는, 상기 앵커로드와 동시에 회전하는 정착판이 지중으로 파고 들어 지중에 삽입되는 과정임을 특징으로 하는 어스 앵커의 시공 방법.제 12 항에 있어서, 상기 앵커설치단계는,

상기 앵커삽입단계 중 앵커로드가 회전한 방향에 대하여 역방향으로 앵커로드를 회전시켜 치합회전부를 공회전부로 근접시킴으로써 정착판을 펼치는 과정임을 특징으로 한다.

상기 앵커설치단계에서, 상기 공회전부와 치합회전부는 어스 앵커가 지중에 삽입되는 방향의 반대 방향으로 근접하는 것을 특징으로 한다.

상기 검사단계는, 상기 치합회전부의 회전량과 상기 탐침부재의 직선 운동길이에 비례하여 정착판의 펼침길이를 검사하는 과정임을 특징으로 한다.

본 발명에서는 지반에 별도의 구멍 천공 작업을 수행하지 않은 상태로 회전하여 삽입 가능하고, 삽입시 회전방향에 대하여 반대 방향으로 역회전시에 정착판이 펼쳐져 정착이 가능하며, 정착판이 펼쳐질 때 지면 방향으로 펼쳐지도록 구성하였다.

따라서, 지중에 비어있는 공간을 미연에 제거하고 보다 견고하게 다진 상태로 정착될 수 있도록 함으로써 시공 불량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 연장봉을 선택적으로 결합하여 길이 연장이 가능하도록 함으로써 다양한 깊이의 정착 작업이 가능하므로 사용편의성 및 시공성이 향상되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 탐침부재를 구비하여 정착판을 펼쳐 정착한 후에 정착 정도를 육안 확인 가능하므로 안전성을 높일 수 있는 이점도 있다.

도 1 은 종래 기술에 의한 앵커의 구성을 보인 측면도.
도 2 는 종래 기술에 의한 어스 앵커의 구성을 보인 사용 상태도.
도 3 은 종래 기술에 의한 네일 앵커의 구성을 보인 사용 상태도.
도 4 는 본 발명에 의한 어스 앵커의 사용 상태도.
도 5 는 본 발명에 의한 어스 앵커에서 정착판이 펼쳐진 모습을 보인 사용 상태도.
도 6 은 본 발명에 의한 어스 앵커의 분해 사시도.
도 7 은 도 6의 "A"부 확대도.
도 8 은 본 발명에 의한 어스 앵커에서 탐침부재의 동작 원리를 나타낸 단면도.
도 9 는 본 발명에 의한 어스 앵커에서 정착판이 접힌 모습을 보인 확대 사시도.
도 10 은 본 발명에 의한 어스 앵커에서 정착판이 펼쳐진 모습을 보인 측면도.
도 11 은 는 본 발명에 의한 어스 앵커에서 정착판이 펼쳐진 모습을 보인 저면 사시도.
도 12 는 본 발명에 의한 어스 앵커에서 정착판이 펼쳐진 모습을 보인 평면도.
도 13 은 본 발명에 의한 어스 앵커의 시공 방법을 나타낸 공정 순서도.

이하 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 어스 앵커(100)의 구성을 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 어스 앵커(100)에서 정착판(120)이 접힌 모습을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 어스 앵커(100)에서 정착판(120)이 펼쳐진 모습을 보인 측면도가 도시되어 있다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 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.

도면과 같이 본 발명에 의한 어스 앵커(100)는 다수의 연장봉(170)을 앵커로드(110)에 결합하여 길이 연장이 가능하도록 구성되며, 이를 위해 앵커로드(110)와 연장봉(170) 사이에는 연결구(112)가 구비된다.

그리고, 상기 앵커로드(110)의 외측에는 대략 부채꼴 형상의 정착판(120)이 다수 구비된다.

상기 정착판(120)은 앵커로드(110)에 회전력이 제공될 때 도 4와 같은 상태에서 도 5와 같이 펼쳐져 지중에 정착력을 발생함으로써 상기 어스 앵커(100)의 인출을 제한하게 된다.

상기 연장봉(170)의 상측에는 지면 밖으로 노출되어 어스 앵커(100)에 회전력이 제공될 수 있도록 하는 힘전달구(130)가 구비된다. 상기 힘전달구(130)는 단부가 각진 단면 형상을 가짐으로써 회전력이 손실없이 전달될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 앵커로드(110)의 하단부에는 낙하방지부(111)가 구비된다. 상기 낙하방지부(11)는 아래에서 설명하게 될 치합회전부(160)가 앵커로드(110)의 외주면을 따라 회전시에 회전범위를 제한함으로써 낙하를 방지하는 구성이다.

또한, 상기 낙하방지부(111)는 지중에 천공된 구멍에 어스 앵커(100)가 삽입될 때 보다 용이하게 삽입될 수 있도록 하는 역할도 동시에 수행한다.

물론, 상기 어스 앵커(100)는 시공하고자 하는 지반의 상태가 무른 경우 별도의 구멍을 천공하지 않은 상태로 삽입 가능하다.

상기 힘전달구(130)와 앵커로드(110) 및 연장봉(170)은 상기 연결구(112)에 의해 연결되어 서로 헛돌지 않게 된다.

상기 힘전달구(130)와 앵커로드(110) 및 연장봉(170)은 길이 방향으로 연장되도록 결합시에 서로 헛돌지 않도록 고정되며, 이러한 결합 구성을 위해 상기 연결구(112)가 필요하다.

상기 힘전달구(130)의 외면에는 가늠부(132)가 구비된다. 상기 가늠부(132)는 어스 앵커(100)의 시공이 완료되었을 때 상기 정착판(120)이 지중에서 얼마만큼의 정착력을 발생하는지(정착판(120)이 얼만큼 펼쳐졌는지)를 지상에서 육안으로 확인할 수 있도록 하는 구성이다.

즉, 상기 가늠부(132) 사이에는 가이드홈(116)이 함몰 형성되어 있고, 상기 가이드홈(116) 내부에는 탐침부재(180)가 가이드홈(116) 내부에 삽입되며, 상기 탐침부재(180)는 정착판(130)의 펼침량과 비례하여 상단부의 위치가 바뀌도록 구성된다.

도 4 및 도 5를 비교하여 살펴보면, 도 4와 같이 정착판(130)이 펼쳐진 상태(정착 시공 전)에서는 도 4의 확대도에서 확인할 수 있듯이 탐침부재(180)가 나타나 있지 않으나, 도 5와 같이 정착판(130)이 접히게 되면 탐침부재(180)의 단부가 가늠부(132)의 눈금 사이에 위치하게 되어 정착판(130)의 정착량을 육안으로 확인 가능하게 된다.

도 4 및 도 5의 도면부호 "174"는 가이드홈(116) 내부에 삽입된 탐침부재(180)가 외측으로 이탈되지 않도록 하는 이탈방지부로서, 상기 연장봉(170)의 외면에 돌출된 상태로 부착되어 연결구(112)의 상단부와 선택적으로 접촉함으로써 연결구(112)의 상방향 움직임을 제한하게 된다.

상기 정착판(130)과 탐침부재(180)의 동작 구성은 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

이하 첨부된 도 6 내지 도 8을 참조하여 상기 어스 앵커(100)의 상세 구성을 설명한다.

도 6은 본 발명에 의한 어스 앵커(100)의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 "A"부 확대도이며, 도 8은 본 발명에 의한 어스 앵커에서 탐침부재의 동작 원리를 나타낸 단면도이다.

도면과 같이 상기 어스 앵커(100)는 지중에 삽입되고 외면에 나사산(114)이 형성된 앵커로드(110)와, 상기 앵커로드(110)의 일측에 고정된 스토퍼(140)와, 상기 앵커로드(110) 일측을 내부에 수용하여 공회전하는 공회전부(150)와, 상기 나사산(114)을 따라 회전하여 앵커로드(110)의 길이 방향으로 승강 또는 하강하는 치합회전부(160)와, 상기 공회전부(150)와 치합회전부(160) 사이에 방사상으로 배치되고 치합회전부(160)와 공회전부(150)의 이격 거리에 따라 선택적으로 펼쳐지는 정착판(120)과, 상기 앵커로드(110)와 동일 직선상에 위치하여 앵커로드(110)의 길이를 연장하는 연장봉(170)과, 상기 연장봉(170)의 외측에 나사결합하여 연장봉(170)의 움직임을 제한하는 연결구(112)와, 상기 연장봉(170)의 일단에 위치하여 외부에서 제공된 회전력을 연장봉(170)에 전달하는 힘전달구(130)와, 상기 치합회전부(160)와 일측이 접촉하여 앵커로드(110)의 길이 방향으로 승강 또는 하강하며, 일단부는 지면 외측으로 돌출되어 정착판(120)의 펼침량을 나타내는 탐침부재(180)를 포함하여 구성된다.

상기 앵커로드(110)와 연장봉(170) 및 힘전달구(130)의 외면에는 나사산(114)이 구비되고, 이러한 나사산(114)은 연결구(112)에 의해 죄어져 길이가 연장될 수 있다.

그리고, 상기 앵커로드(110)와 연장봉(170) 및 힘전달구(130)의 외면에는 내측 방향으로 일정 깊이만큼 함몰된 가이드홈(116)이 구비된다.

상기 가이드홈(116)은 어스 앵커(100)를 시공한 후에 정착판(120)의 펼침량을 지면 밖에서 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 구성으로, 상기 가이드홈(116) 내부에는 도 7의 확대도와 같이 탐침부재(180)가 삽입되어 슬라이딩하게 된다.

상기 탐침부재(180)는 가이드홈(116)의 폭과 같거나 조금 작은 크기의 폭을 가지며, 두께는 상기 가이드홈(116)의 깊이보다 작은 치수를 갖도록 형성된다.

따라서, 상기 탐침부재(180)가 가이드홈(116) 내부에 삽입되면 앵커로드(110)나 연장봉(170)의 외면으로 돌출되지 않고 매립된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 탐침부재(180)는 일정 길이를 갖도록 구성되어 상기 연장봉(170)과 앵커로드(110)에 동일한 직선상에 배치되며, 도 8 과 같이 상기 치합회전부(160)가 나사산(114)을 따라 회전하여 상승시에 맨 하측에 위치한 탐침부재(180)를 간섭하여 상방향으로 밀어올림으로써 직선 운동시키게 된다.

따라서, 일직선상에 배치된 다수의 탐침부재(180)는 같이 슬라이딩하여 상방향으로 움직이게 되고, 상측에 위치한 탐침부재(180)의 상단부는 가늠부(132)에 위치하여 정착판(120)의 펼침량을 육안 확인할 수 있게 한다.

그리고, 상기 앵커로드(110)와 연장봉(170)과 힘전달구(130)는 일직선상에 놓인 상태로 연결구(112)에 의해 결합되었을 때 상기 힘전달구(130)에 제공된 힘에 의해 정방향과 역방향으로 회전하더라도 어긋나거나 헛돌지 않도록 구성된다.

즉, 상기 앵커로드(110)와 연장봉(170)과 힘전달구(130)의 양단부 중 적어도 일단부에는 경사면(118)이 형성된다.

상기 경사면(118)은 모두 동일한 각도를 갖도록 구성되어 서로 면접촉하게 됨으로써 원기둥 형상을 가지게 되며, 상기 연결구(112)는 서로 면접촉한 경사면(118)이 서로 어긋나지 않도록 외측에서 구속력을 제공하게 된다.

이때 상기 가이드홈(116)은 도 6과 같이 동일한 일직선 상에 위치하도록 배치됨이 바람직하다.

상기 앵커로드(110)의 중앙에는 스토퍼(140)가 구비된다. 상기 스토퍼(140)는 앵커로드(110)의 외면에 끼워져 움직이지 않게 고정된 것으로, 상기 공회전부(150)의 상방향 움직임을 제한하게 된다.

상기 스토퍼(140)의 하측에는 공회전부(150)가 구비된다. 상기 공회전부(150)는 스토퍼(140)에 의해 상방향 움직임 영역이 제한된 상태로 앵커로드(110)의 외주면에 대하여 공회전 가능하도록 구성된다.

상기 공회전부(150)의 하면에는 정착판(120)의 일단부가 삽입되고, 정착판(120)의 이탈은 제한하며 정착판(120)의 회전만 가능하도록 하는 끼움부(152)가 구비된다.

상기 끼움부(152)는 정착판(120)의 우측 단부에 형성된 끼움돌기(122)와 대응하는 형상을 갖도록 함몰 형성되어 끼움돌기(122)를 수용함으로써 정착판(120)의 회전을 안내하게 된다.

상기 공회전부(150)의 하측에는 치합회전부(160)가 구비된다. 상기 치합회전부(160)는 공회전부(150)와 유사한 형상을 가지며, 서로 대칭되도록 배치된다.

그리고, 상기 치합회전부(160)는 내부에 암나사(162)가 형성되어 상기 나사산(114)과 나사 결합하게 되며, 상기 나사산(114)과 암나사(162)의 상대 회전에 의해 상기 치합회전부(160)는 앵커로드(110)의 길이 방향으로 승강 또는 하강할 수 있게 된다.

즉, 상기 치합회전부(160)의 암나사(162)는 나사산(114)을 따라 회전하여 상승하게 될 때 상기 탐침부재(180)의 하단과 접촉하도록 구성되어 탐침부재(180)의 상승을 가능하게 한다.

상기 치합회전부(160)의 상면에는 하방향으로 끼움부(164)가 형성되어 상기 끼움돌기(122)가 수용되며, 상기 공회전부(150)의 끼움부(152)와 같이 정착판(120)의 회전을 가능하게 한다.

상기 공회전부(150)와 치합회전부(160) 사이에는 다수의 정착판(120)이 구비된다. 상기 정착판(120)은 공회전부(150)에 단부가 끼워진 정착판(120)과 치합회전부(160)에 단부가 끼워진 정착판(120)이 결합부재(190)에 의해 결합되어 도 9 또는 도 10과 같이 접히거나 펼쳐지도록 구성된다.

상기 다수 정착판(120)이 서로 접히거나 펼쳐질 때에는 공회전부(150)에 결합된 정착판(120)과 치합회전부(160)에 결합된 정착판(120) 사이에 무리한 힘이 가해지지 않도록 하고 결합부재(190)를 기준으로 하는 회전이 보다 자연스럽게 이루어질 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 정착판(120)의 외측 단부에는 장공(124)이 형성되어 결합부재(190)가 내부에 삽입되며, 상기 결합부재(190)의 직경 보다 큰 길이로 형성되어 정착판(120) 확장시 미세유격을 흡수할 수 있게 구성된다.

이하 첨부된 도 9 내지 도 12을 참조하여 상기 정착판(120)의 상세 구성 및 작동 구조를 설명한다.

도 9는 본 발명에 의한 어스 앵커(100)에서 정착판(120)이 접힌 모습을 보인 확대 사시도이고, 도 10은 본 발명에 의한 어스 앵커(100)에서 정착판(120)이 펼쳐진 모습을 보인 측면도이며, 도 11은 본 발명에 의한 어스 앵커(100)에서 정착판(120)이 펼쳐진 모습을 보인 저면 사시도이며, 도 12은 본 발명에 의한 어스 앵커(100)에서 정착판(120)이 펼쳐진 모습을 보인 평면도이다.

이들 도면과 같이, 상기 정착판(120)은 회전부와 치합회전부(160) 사이에서 외측 방향으로 방사상으로 배열되어 도 12와 같이 상측에서 봤을 때 원형을 형성하게 된다.

이것은 상기 정착판(120)이 지중에서 펼쳐졌을 때 충분한 토압을 받을 수 있도록 하여 정착 성능이 향상될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 상기 정착판(120)은 각각 부채꼴 형상을 갖도록 구성되며, 도 9와 같이 앵커로드(110)에 근접하도록 접힌 상태에서는 일정 각도로 기울어지게 되어 토사를 파고 드는 작용을 할 수 있다.

보다 구체적으로는 상기 정착판(120)은 서로 근접하여 접혔을 때 지그재그 형상으로 교차되게 배치되며, 상기 정착판(120)이 회전하는 경우 하부에 위치한 정착판(120) 사이로 유입된 토사는 상측에 위치한 정착판(120) 사이의 틈으로 빠져나감으로써 드릴(drill)의 외면에 형성된 나선홈과 같은 역할을 수행하게 된다.

반대로 상기 정착판(120)이 지중에서 도 10 내지 도 12와 같이 서로 펼쳐져 원판 형상을 이룰 때에는 상면에서 본 도 12와 같이 겹침부(B)를 형성하게 된다.

따라서, 상기 다수 정착판(120)은 원판 형상을 이루어 토압을 받는 면적을 극대화할 수 있도록 구성됨으로써 정착 성능을 높일 수 있다.

이를 위해 상기 정착판(120)은 도 9와 같이 제1정착판(126)과 제2정착판(128)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 정착판(120)은, 상기 공회전부(150)의 일측에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 제1정착판(126)과, 상기 치합회전부(160)의 일측에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 제2정착판(128)을 포함하여 구성된다.

상기 제1정착판(126)과 제2정착판(128)에서 각각의 단부는 결합부재(190)에 의해 회전 가능하게 결합되어 도 10과 같이 펼쳐질 수 있으며, 이때 상기 제1정착판(126)과 제2정착판(128)은 단부가 결합부재(190)에 의해 결합된 상태로 결합부재(190)를 기준으로 서로 회전하여 펼쳐지거나 접힐 수 있다.

그리고, 상기 제1정착판(126)과 제2정착판(128)은 상/하에서 서로 교번하여 배치되되, 제1정착판(126)과 제2정착판(128)은 1개씩 서로 결합된다.

즉, 도 6과 같이 상기 제1정착판(126)과 제2정착판(126) 1개씩은 서로 조를 이루어 결합부재(190)로 결합되며, 제1정착판(126)과 제2정착판(128) 중에서 결합부재(190)가 결합되지 않은 타단부는 공회전부(150)와 치합회전부(160)에 형성된 끼움부(152,164)에 각각 끼워지게 된다.

도 6과 같이 상기 제1정착판(126)과 제2정착판(126)이 한 조를 이루는 다수개의 조를 준비하여 상기 공회전부(150)와 치합회전부(160)에 각각 끼움 결합하게 되면, 도 11과 같이 지그재그 형상으로 배열되며, 제1정착판(126)은 단일의 제2정착판(126)과 결합된 상태가 된다.

또한, 상기 정착판(120)은 일정 각도만큼 비틀어진 형상을 갖도록 구성되어 상기 공회전부(150) 및 치합회전부(160)에 대하여 단부가 경사지게 배치된다.

따라서, 상기 정착판(120)의 외측 단부를 도 10을 통해 자세히 살펴보면, 일직선

상에 놓여지지 않고 대략 톱니 모양을 이루게 된다.

반대로, 상기 정착판(120)이 펼쳐진 상태(도 9 참조)에서는 상기 정착판(120)이 비틀어진 상태이므로 이웃하는 정착판(120)과 간섭되지 않도록 겹쳐질 수 있고, 이에 따라 지중에 파고드는 작업이 용이하게 된다.

상기와 같은 형상이 채택됨에 따라 상기 힘전달구(130)가 반대방향으로 회전시에는 토사와의 접촉량이 증가하게 되어 치합회전부(160)의 회전을 강제하고 치합회전부(160)의 상승을 가능하게 한다.

이하 첨부된 도 13을 참조하여 상기 어스 앵커(100)를 시공하는 방법을 설명한다.

도 13에는 본 발명에 의한 어스 앵커(100)의 시공 방법을 나타낸 공정 순서도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 어스 앵커(100)를 시공하는 방법은, 먼저 상기와 같이 구성되는 어스 앵커(100)를 준비하는 앵커준비단계(S100)와, 상기 앵커로드(110)를 회전하면서 지중에 삽입하는 앵커삽입단계(S200)와, 지중에 삽입된 앵커로드(110)를 역방향으로 회전시켜 정착판(120)을 펼치는 앵커설치단계(S300)와, 상기 치합회전부(160)와 연동하여 앵커로드(110)의 길이 방향으로 직선 운동하는 탐침부재(180)를 이용하여 정착량을 육안 확인하는 검사단계(S400)로 이루어진다.

상기 앵커준비단계(S100)에서는 어스 앵커(100)를 시공하고자 하는 삽입 깊이에 따라 다수의 연장봉(170)과 탐침부재(180)를 더 준비하게 되며, 도 4와 같이 연결구(112)를 이용하여 연결하게 된다.

이때 상기 가이드홈(116) 내부에는 탐침부재(180)가 일렬로 놓이게 되며 상기 연결구(112)에 의해 외측으로 이탈이 방지된다.

그리고, 상기 정착판(120)은 도 4와 같이 펼쳐진 상태를 유지하여 서로 다른 경사를 가짐으로써 지중을 파고들 때 용이하게 작업이 가능하다.

상기 연결봉의 상단에는 힘전달구(130)가 연결구(112)에 의해 연결되며, 연결구(112) 내측에는 탐침부재(180)가 위치하게 된다. 다수 탐침부재(180) 중에서 맨 하측에 위치한 탐침부재(180)의 하단부는 상기 치합회전부(160)의 암나사 상단부와 접촉한 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 앵커준비단계(S100)가 완료되면 상기 앵커삽입단계(S200)가 실시된다. 상기 앵커삽입단계(S200)는 앵커로드(110)의 하단부를 지면에 접촉시킨 상태에서 힘전달구(130)의 상단에 회전력을 제공하여 압력을 가함으로써 상기 정착판(120)을 지중에 삽입하는 과정이다.

이때 상기 치합회전부(160)와 정착판(120) 및 공회전부(150)는 상기 스토퍼(140)에 의해 상방향 움직임이 제한되며, 토사에 의해 치합회전부(160)에 가해지는 힘(torque)은 치합회전부(160)가 나사산(114)을 따라 내려가는 방향이므로 상기 치합회전부(160)는 도 9와 같은 상태를 유지하며, 제1정착판(126)과 제2정착판(128)은 서로 근접하지 않고 상태를 유지하게 된다.

상기 앵커삽입단계(S200)에 의해 어스 앵커(100)의 하부가 지중에 삽입된 이후에는 상기 힘전달구(130)를 반대방향으로 회전시켜 앵커설치단계(S300)를 실시하게 된다. 이때 상기 정착판(120)은 토사와의 간섭량이 증가하여 지중에서 움직이지 못하게 되고 앵커로드(110)의 상대 운동에 의해 상기 치합회전부(160)는 나사산(114)을 따라 상방향으로 이동하게 된다.

상기 치합회전부(160)가 나사산(114)을 따라 이동함에 따라 상기 제1정착판(126)과 제2정착판(128)은 서로 근접하여 도 10과 같은 상태가 되며, 상기 제1정착판(126)의 외측에 위치하던 토사는 제1정착판(126) 및 제2정착판(128)에 의해 상방향으로 눌러진 상태로 압축된다.

따라서, 상기 정착판(120)의 회전에 의해 토사를 단단하게 눌러진 상태로 정착이 완료된다.

그리고, 상기 치합회전부(160)의 상방향 움직임에 의해 다수의 탐침부재(180)는 가이드홈(116)을 따라 상방향으로 직선 운동하게 되며, 맨 상측에 위치한 탐침봉은 그 단부가 가늠부(132) 상에 위치하게 된다.

상기와 같이 앵커설치단계(S300)를 완료하게 되면 지상에서 작업자의 육안으로 정착량을 확인할 수 있게 된다.(검사단계:S400)

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100. 어스 앵커 110. 앵커로드
111. 낙하방지부 112. 연결구
114. 나사산 116. 가이드홈
118. 경사면 120. 정착판
122. 끼움돌기 124. 장공
126. 제1정착판 128. 제2정착판
130. 힘전달구 132. 가늠부
140. 스토퍼 150. 공회전부
152. 끼움부 160. 치합회전부
162. 암나사 164. 끼움부
170. 연장봉 174. 이탈방지부
180. 탐침부재 190. 결합부재
B . 겹침부 S100. 앵커준비단계
S200. 앵커삽입단계 S300. 앵커설치단계
S400. 검사단계

Claims (14)

1. 지중에 삽입되고 외면에 나사산이 형성된 앵커로드와,
   상기 앵커로드의 일측에 고정된 스토퍼와,
   상기 앵커로드 일측을 내부에 수용하여 공회전하는 공회전부와,
   상기 나사산을 따라 회전하여 앵커로드의 길이 방향으로 승강 또는 하강하는 치합회전부와,
   상기 공회전부와 치합회전부 사이에 방사상으로 배치되고 치합회전부와 공회전부의 이격 거리에 따라 선택적으로 펼쳐지는 정착판과,
   상기 앵커로드와 동일 직선상에 위치하여 앵커로드의 길이를 연장하는 연장봉과,
   상기 연장봉의 외측에 나사결합하여 연장봉의 움직임을 제한하는 연결구와,
   상기 연장봉의 일단에 위치하여 외부에서 제공된 회전력을 연장봉에 전달하는 힘전달구와,
   상기 치합회전부와 일측이 접촉하여 앵커로드의 길이 방향으로 승강 또는 하강하며, 일단부는 지면 외측으로 돌출되어 정착판의 펼침량을 나타내는 탐침부재를 포함하여 구성되며,
   상기 힘전달구의 일측에는 탐침부재의 단부위치를 확인하여 정착량을 가늠하기 위한 가늠부가 구비됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커로드와 연결구 및 힘전달구의 외면에는,
   내부로 함몰되어 상기 탐침부재가 수용되고 탐침부재의 직선 운동을 안내하는 가이드홈이 구비됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 정착판은,
   상기 공회전부의 일측에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 제1정착판과,
   상기 치합회전부의 일측에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 제2정착판을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1정착판과 제2정착판는 각각의 단부에 장공이 구비되고 상기 장공에는 단일의 결합부재가 동시에 관통하여 회전 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 정착판은 공회전부 및 치합회전부에 대하여 경사지게 결합됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1정착판과 제2정착판은 서로 교번하여 배치됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1정착판과 제2정착판은 1개씩 서로 측방향으로 결합됨을 특징으로 하는 어스 앵커.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서, 상기 앵커로드와 연장봉 및 힘전달구의 각각의 단부에는 경사면이 형성되며, 상기 경사면은 서로 면접촉하여 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 어스 앵커.
10. 지중에 삽입되고 외면에 나사산이 형성된 앵커로드와, 상기 앵커로드 회전시에 선택적으로 근접하는 공회전부 및 치합회전부와, 상기 공회전부와 치합회전부가 근접시에 펼쳐져 정착부를 형성하는 정착판과, 앵커로드의 길이를 연장하는 연장봉을 포함하여 구성되는 어스 앵커를 준비하는 앵커준비단계와,
    상기 앵커로드를 회전하면서 지중에 삽입하는 앵커삽입단계와,
    지중에 삽입된 앵커로드를 역방향으로 회전시켜 정착판을 펼치는 앵커설치단계와,
    상기 치합회전부와 연동하여 앵커로드의 길이 방향으로 직선 운동하는 탐침부재를 이용하여 정착량을 육안 확인하는 검사단계로 이루어지며,
    상기 검사단계는,
    상기 치합회전부의 회전량과 상기 탐침부재의 직선 운동길이에 비례하여 정착판의 펼침길이를 검사하는 과정임을 특징으로 하는 어스 앵커의 시공 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 앵커삽입단계는,
    상기 앵커로드와 동시에 회전하는 정착판이 지중으로 파고 들어 지중에 삽입되는 과정임을 특징으로 하는 어스 앵커의 시공 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 앵커설치단계는,
    상기 앵커삽입단계 중 앵커로드가 회전한 방향에 대하여 역방향으로 앵커로드를 회전시켜 치합회전부를 공회전부로 근접시킴으로써 정착판을 펼치는 과정임을 특징으로 하는 어스 앵커의 시공 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 앵커설치단계에서,
    상기 공회전부와 치합회전부는 어스 앵커가 지중에 삽입되는 방향의 반대 방향으로 근접하는 것을 특징으로 하는 어스 앵커의 시공 방법.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
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