KR101454694B1 - 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자유장 구간의 강연선을 조립상태로부터 분리시킬 수 있으며 기밀기능을 갖는 내부정착체를 자유장과 정착장의 경계부에 장착하여, 자유장부의 앵커체가 손상되었거나 앵커의 천공심도가 설계 심도보다 깊어 앵커길이를 늘려야만 하는 경우 자유장의 강연선을 쉽게 교체할 수 있도록 하여 장기적으로 유지관리를 용이하게 할 수 있는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체에 관한 것이다.
본 발명은, 구리스가 충전된 호스내에 강연선이 삽입되어 있는 복수의 자유장 앵커부재; 복수의 자유장 앵커부재가 일측단에 분리가능하게 조립되며, 타측단에 암나사부가 형성되어 있는 내부정착체; 상기 내부정착체의 타측단에 결합되며, 알강선으로 이루어져 그라우트와의 부착력으로 주면마찰력을 발휘하는 복수의 정착장 앵커부재; 및 상기 내부정착체를 매개로 결합된 복수의 자유장 앵커부재와 복수의 정착장 앵커부재를 감싸는 주름관을 포함하되,
상기 복수의 자유장 앵커부재와 복수의 정착장 앵커부재를 각각 결합한 내부정착체를 계단형태로 배치하고, 계단형태로 배치된 내부정착체에 연결된 각 정착장 앵커부재의 길이가 계단 간격만큼 길게 구성되되, 각 정착장 앵커부재의 선단끝이 동일하게 위치하는 것을 특징으로 하는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체를 제공한다.

Description

인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체{Compression and distribution type permanent anchor being able to replace the tension member of the free length range}

본 발명은 강연선에 앵커력을 부여하여 옹벽, 사면 등의 지반을 안정화시키기 위한 영구앵커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영구 존치되는 자유장부의 강연선을 교체가 가능하도록 하여 장기적으로 유지관리를 용이하게 하며, 정착장 앵커를 일정간격의 계단 형태로 배치하여 하중분산을 유도함으로써 기존 인장형 영구앵커공법에서 자유장과 정착장 경계면 부분의 하중집중으로 인해 강연선에 부착된 그라우트가 탈리되는 언집핑(un-zipping) 현상을 방지할 수 있는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체에 관한 것이다.

일반적으로, 그라운드 앵커공법은 토목이나 건축구조물을 지반에 정착시키기 위하여 버팀대 대신 흙막이벽에 천공을 실시하고, 상기 천공부에 인장재의 삽입과 함께 그라우트를 충전하여 경화시킨 후, 인장재에 인장력을 도입하여 토압을 지지하는 공법이다. 이러한 그라운드 앵커공법은 가설 토류벽의 지보공, 영구앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강 지하구조물의 부력앵커, 사면 보강등에 적용된다. 상기 그라운드 앵커공법에 사용되는 앵커체는 토목 현장에서 PC 강연선등의 고강도 인장재를 구축물과 지반 내부 양쪽에 고정하고 선행하중(prestress)을 부여함으로써 지반에서 발생하는 과도한 응력, 변형, 변위등으로부터 구조물을 안정화시킨다.

그라운드 앵커공법에 사용되는 앵커체는 사용기간에 따라 영구앵커와 가설앵커로 분류되며, 또 정착지반의 지지방식에 따라 인장형 앵커, 압축형 앵커 및 인장형 앵커와 압축형 앵커에서 하중을 분산시키는 하중분산형 앵커로 분류할 수 있으며, 지지방식에 따라 분류된 각 앵커체들은 단일 인장재(strand)를 복수개로 조합하여 그라우트의 주면마찰을 확보하기 위한 인장력을 발휘한다.

도1은 일반적인 그라운드 앵커의 구성을 나타낸 개략도로서, 내부정착체가 없는 강연선을 정착부 구간의 그라우트에 매입한 상태에서 인장력을 부여한 인장형 영구앵커를 예로 도시한 것이다.

도면에 도시한 바와 같이, 강연선의 길이를 자유장과 정착장으로 나눈 인장형 그라운드 영구앵커에서, 자유장 강연선(102)은 선행하중을 부여할 수 있도록 구리스가 충전된 폴리에틸렌 호스(PE HOSE)에 삽입되고, 정착장 강연선(104)은 그라우트와의 직접적인 부착으로 주면마찰력을 구현하기 위해 PE 호스가 없는 노출강선으로 되어 있으며, 정착장과 자유장 경계부에는 에폭시 또는 실리콘 등의 기밀부재가 부착되고, 정착장 및 자유장 강연선이 덕트(106)로 씌워진다.

이러한 종래의 인장형 그라운드 영구앵커에 있어서, 자유장과 정착장은 가닥수에 상관없이 동일하게 구분되어 있다. 정착장과 자유장의 경계면 즉, 정착장 시작점에서의 인장하중이 그라우트와 강연선의 부착력보다 크게 걸리거나, 그라우트의 양생이 불량할 경우, 그라우트가 강연선에서 떨어지는 현상 즉, 언집핑(Un-zipping) 현상이 발생하게 되어 앵커력에 손실이 발생하게 된다.

또한, 종래의 인장형 그라운드 영구앵커는 정착장과 자유장이 연속된 인장재로서 자유장 강연선의 탄성력으로 앵커력이 발현되는 앵커이론에 바탕을 두고 있다. 따라서, 자유장부의 앵커체가 손상되었거나 앵커의 천공심도가 설계 심도보다 깊어 앵커길이를 늘려야하는 경우 현재 앵커의 조립방법인 공장조립으로 제작된 앵커는 초기에 주문한 길이로 제작되기 때문에 사용을 할 수 없게 된다.

인장형 영구앵커에 있어서, 초기설계의 앵커력을 확보하기 위해서는 앵커의 자유장과 정착장 경계면의 방식 처리가 중요하다. 종래의 인장형 영구앵커에서는 자유장 구간의 강연선에 PE 호스를 씌우고, 상기 PE호스에 강연선을 보호하기 위하여 구리스를 채운 후 자유장과 정착장 경계부를 에폭시 또는 실리콘으로 마감처리하여 방식성을 유지하고 있다.

그러나, 상기 인장형 영구앵커의 경우 강연선의 운반시 자유장과 정착장 경계부에서 기밀부재의 손상이 자주 발생되고 있다. 상기 경계부의 방식처리가 미흡하거나 운반과정에서 기밀부재의 손상이 발생되면, PE 호스에 충전되어 있는 구리스가 상기 자유장 및 정착장의 경계부 틈새로 누출되어 정착장측으로 흘러들어가서 그라우트와 정착장 앵커체의 부착력을 저하시켜 정착장의 앵커력 손실로 이어지게 된다. 결국, 부착력을 발현하는 정착부의 노출강선(bare strand)이 제역할을 못하게 되어 소요앵커력을 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 방식처리가 미흡하면, 앵커설치후 그라우팅시 구리스가 누출된 부위의 자유장 호스내로 그라우트가 침투되어 고결되고 이로 인하여 강연선이 그라우트에 의해 구속되어 응력의 거동이 파괴면내 거동이 되는 등의 심각한 문제를 초래할 수 있는 문제점이 있다. 자유장 앵커체의 손상으로 자유장 강연선이 그라우트에 의해 구속되면 인장력 손실로 인해 자유장 강연선의 인장 길이가 설계길이보다 짧아지게 되고 늘음량(Elongation)의 문제가 발생하게 되므로 앵커력의 실패를 야기시킬 수 있다. 실제로 위와 같은 경우 앵커 정착 전 확인시험에서 측정된 수치가 하한한계선 밑으로 떨어지게 되며 앵커력이 실패되는 경우가 종종 관찰되고 있다.

한편, 종래에는 도2에 도시한 바와 같이, 가설앵커를 위한 하중분산형 복합앵커가 제안되어 있다.

상기 구조는 자유장 구간의 강연선(221a, 221b, 221c)과 정착장 구간의 강연선(223a, 223b, 223c)을 내부정착체(222)를 매개로 연결하되, 정착장구간에 위치한 강연선(223a, 223b, 223c)이 계단식으로 배열되어 있으며, 상기 정착장의 강연선 길이가 동일하게 형성되어 있다. 또한, 상기 구조는 내부정착체(222)에 강연선 제거가 가능한 웨지조립체(본원출원인의 특허 제0435069호의 인장재 제거용 그라운드 앵커용 내부정착체를 채용)가 내장되어 앵커설치후 자유장의 강연선을 제거할 수 있도록 되어 있다.

상기한 하중분산형 복합앵커는 자유장(free length) 구간에서의 인장분산효과와 정착장(bonded length) 구간에서의 인장력을 극대화한 것으로 기존의 일렬 횡대로 배열하여 시공한 인장형 앵커 또는 압축형 앵커에 비하여 큰 앵커력을 확보할 수 있었다.

그러나, 종래의 하중분산형 복합앵커는 용도 측면에서 지중에 잔존하는 영구앵커부분(부착텐던)의 길이가 가설앵커 설계기준에 준하여 설계되기 때문에, 정착장 강연선의 길이를 동일하게 하여 등간격으로 배치하고, 또 방식이나 방청을 고려하지 않고 있다.

즉, 가설앵커에서는 존치기간이 짧기 때문에(대략 2-3년) 안전율을 1.5 정도로 유지하고 있다. 또한 부착텐던이 길어질 경우 강연선 매설지역의 개발시 지중에 잔존된 부착텐던이 장애요소로 작용하기 때문에 정착장 길이가 허용가능한 최소길이(안전율을 1.5 정도로 유지할 수 있는 길이)를 가지면서 등간격으로 배치하고 있는 것이며, 상기 가설앵커의 짧은 존치기간으로 인하여 불필요하게 자유장부의 강연선 호스에 구리스를 충전할 필요가 없었다.

전술한 바와 같이, 종래의 인장형 영구앵커에서는 단지 재인장을 통하여 인장력 손실을 보상하고 있지만, 자유장 강연선의 인장 길이가 설계길이보다 짧아져 늘음량(Elongation)의 문제가 발생된 경우에 재인장으로는 해결이 되지 않고, 인장력 손실을 보상할 수 있는 별도의 해결책도 제시되어 있지 않는 실정이다. 따라서, 지반의 안정화를 위해서는 장기적인 유지보수 차원에서 영구앵커의 인장력을 유지할 수 있는 근본대책을 강구할 필요가 있다.

또한, 대안책으로 제시될 수 있는 하중분산형 복합앵커는 가설앵커를 위해 제안된 구조이기 때문에, 영구앵커에서 요구하고 있는 안전율 2.5 이상을 유지할 수가 없고 방식 또는 방청이 고려되고 있지 않아 인장력 손실이 발생될 우려가 상당하므로 영구앵커로는 적합하지 않은 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 자유장 구간의 강연선을 조립상태로부터 분리시킬 수 있으며 기밀기능을 갖는 내부정착체를 자유장과 정착장의 경계부에 장착하여, 자유장부의 앵커체가 손상되었거나 앵커의 천공심도가 설계 심도보다 깊어 앵커길이를 늘려야만 하는 경우 자유장의 강연선을 쉽게 교체할 수 있도록 하며 장기적으로 유지관리를 용이하게 할 수 있는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 내부정착체와 자유장 강연선간의 방식처리를 신뢰적으로 수행하고, 정착장 앵커를 일정간격의 계단 형태로 배치하여 하중분산을 유도함으로써 강연선의 부식 또는 과도한 하중 집중 등으로 발생될 수 있는 강연선에 부착된 그라우트가 탈리되는 언집핑(un-zipping) 현상을 방지할 수 있는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 구리스가 충전된 호스내에 강연선이 삽입되어 있는 복수의 자유장 앵커부재; 복수의 자유장 앵커부재로부터 호스가 제거된 알강연선이 일측단에 분리가능하게 조립되고, 타측단에 암나사부가 형성되며, 인장력 제거후 강연선의 일방향 회전에 의해 파지력이 해제되고 상기 강연선의 타방향 회전에 의해 파지력을 복원하는 웨지조립체가 내부에 장착되어 있는 내부정착체; 상기 내부정착체의 타측단에 결합되며, 알강선으로 이루어져 그라우트와의 부착력으로 주면마찰력을 발휘하는 복수의 정착장 앵커부재; 및 상기 내부정착체를 매개로 결합된 복수의 자유장 앵커부재와 복수의 정착장 앵커부재를 감싸는 주름관을 포함하되, 상기 복수의 자유장 앵커부재와 복수의 정착장 앵커부재를 각각 결합한 내부정착체를 계단형태로 배치하고, 계단형태로 배치된 내부정착체에 연결된 각 정착장 앵커부재의 길이가 계단 간격만큼 길게 구성되되, 각 정착장 앵커부재의 선단끝이 동일하게 위치하는 것을 특징으로 하는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체를 제공한다.

여기서, 상기 정착장 앵커부재는 내주면에 톱니가 형성된 원통형상의 그립슬리브에 강연선을 끼우되 인발공정에 의해 그립슬리브의 관경이 감소되면서 압착됨과 동시에 그립슬리브의 톱니가 강연선 내부로 박혀 일체화되며, 상기 관경이 감소된 그립슬리브의 외주면에 나사산을 형성하여 내부정착체의 암나사부에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부정착체는 자유장 앵커부재의 선단부를 파지하기 위한 웨지조립체가 내장되어 있으며, 선단부 내측에 암나사홈이 형성되어 있는 웨지블록; 상기 웨지블록의 암나사홈에 체결되도록 수나사돌기부를 가지며, 그라우팅에 따른 방수와 자유장 앵커부재의 이탈을 방지하기 위한 앵커보호블록; 일측 외면에 웨지블록의 암나사홈에 체결되기 위한 수나사가 형성되며, 일측단 내부 중앙에 암나사가 형성된 단차진 홈이 형성되며, 타측단에는 정착장 앵커부재를 구성하는 그립슬리브의 수나사와 체결되는 커플러(Coupler); 및 상기 커플러 외면에 끼워지며, 자유장 앵커부재를 끼워 지지할 수 있도록 원주면에 다수의 홈이 형성되어 있는 블록스페이서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 구현하다.

첫째, 상기 자유장 앵커부재가 내부정착체에 분리가능하게 결합되어 있으므로 알강선(bare strand)만을 PE호스로부터 이탈시켜 새로운 강연선으로 교체시킬 수 있다. 이에 따라 자유장부의 앵커체가 손상되었거나 자유장부의 강연선 길이가 부족할 때, 특히 앵커의 천공심도가 설계 심도보다 깊어 앵커길이를 늘려야하는데 현재 앵커의 조립방법인 공장조립으로 제작된 앵커를 사용할 수 없을 경우 자유장부의 알강선만을 쉽게 교체할 수 있으므로, 장기적인 유지관리가 용이하다.

둘째, 그라우트가 자유장의 PE호스로 침투되는 것을 방지하도록 내부정착체에 앵커보호블록을 구비하여 내부정착체와 자유장 강연선 사이 틈새의 기밀을 신뢰적으로 유지할 수 있다.

셋째, 본 발명은 정착장 앵커를 일정간격의 계단 형태로 배치하여 하중분산을 유도함으로써 하중이 과도하게 걸리거나, 그라우트체의 양생이 불량하더라도 그라우트와 앵커체의 부착저항력 이하로 하중이 걸리게 되므로 강연선에 부착된 그라우트가 탈리되는 언집핑(un-zipping) 현상을 방지할 수 있고 이에 따라 시공직후 뿐만 아니라 장기적으로도 앵커의 품질에 대한 신뢰성을 얻을 수 있다.

넷째, 현장에서 재료비 절감, 그라우트 배합에 대한 숙련도 미숙으로 발생하는 그라우트의 물-시멘트비의 불량과 공사비 절감을 위한 조속한 시공 등으로 적절한 그라우트체의 양생이전에 앵커를 긴장하는 등의 시공현황에 대해 상대적으로 안정성을 확보할 수 있다.

도1은 일반적인 그라운드 앵커의 구성을 나타낸 개략도,
도2는 종래기술에 따른 인장재 제거가 가능한 하중분산형 복합앵커체의 구성을 나타낸 시공예시도,
도3은 본 발명에 따른 인장재 교체가 가능한 영구앵커의 일실시예 구성을 나타낸 개략도,
도4a 및 도4b는 도3의 A-A' 및 B-B' 단면도,
도5는 본 발명의 요부인 내부정착체의 구성을 나타낸 단면도,
도6은 본 발명에 따른 내부정착체의 세부 단면도,
도7은 본 발명에 따른 정착장 앵커부재의 상세 구성을 나타낸 부분단면도,
도8은 발명에 따른 인장재 교체가 가능한 영구앵커에서 웨지조립체의 결속 및 인장재 교체과정을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도3 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커는 자유장부의 앵커의 손상이나 자유장 길이가 부족할 때 강연선을 교체할 수 있도록 하여 장기적인 유지관리가 용이하도록 구현한 것이다.

도3은 본 발명에 따른 인장재 교체가 가능한 영구앵커의 일실시예 구성을 나타낸 개략도이고, 도4a 및 도4b는 도3의 A-A' 및 B-B' 단면도이고, 도5는 본 발명의 요부인 내부정착체의 구성도이고, 도6은 본 발명에 따른 내부정착체의 세부 단면도이고, 도7은 본 발명에 따른 정착장 앵커부재의 상세 구성을 나타낸 부분단면도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명은 구리스(2b)가 채워져 있는 폴리에틸렌 호스(이하, 'PE호스'라 칭함)(2a)에 알강선(2c)을 삽입하여 구성되며 자유장 구간에 위치되는 자유장 앵커부재(2)와; 상기 자유장 앵커부재(2)를 분리가능하게 조립하는 내부장착체(4)와; 상기 내부정착체(4)의 외면에 끼워지며, 원주면에 다수의 홈이 형성되어 자유장 앵커부재(2)를 끼워 지지하는 블록스페이서(6)와; PE호스가 제거된 알강선(8a)과 그립슬리브(24)로 구성되어 상기 내부정착체(4)의 타단에 분리가능하게 조립되며, 그라우트에 직접 부착되어 지반과 그라우트간의 마찰인장력을 부여하기 위한 정착장 앵커부재(8); 및 자유장 앵커부재(2)와 정착장 앵커부재(8)를 연결하기 위한 내부정착체(4)를 복수개 마련하여 계단형태로 배열하고 이 계단형태로 배열된 자유장 앵커부재(2), 내부정착체(4) 및 정착장 앵커부재(8)로 이루어진 복합앵커체 전체를 씌워 보호하는 주름관(10)을 포함한다.
여기서, 상기 내부정착체(4)를 계단형태로 배열한 것은 자유장과 정착장 경계면 부분에 집중되는 인장하중을 분산함으로써 정착장 앵커부재에 부착된 그라우트가 탈리되는 현상을 방지하기 위함이다.

미설명부호 100은 앵커공을 나타낸다.

상기 내부정착체(4)는 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 자유장 앵커부재(2)의 알강선(2c)을 끼워 파지하되, 인장력 제거후 자유장 앵커부재(2)를 내부정착체(4)로부터 이탈시키기 위한 기능을 하는 웨지조립체(16)와; 상기 웨지조립체(16)를 내장하며, 양측단부에 암나사홈(14a)이 형성되어 있는 웨지블록(14)과; 상기 웨지블록(14)의 암나사홈(14a)에 체결되도록 수나사돌기부(18a)를 가지며, 그라우팅에 따른 방수기능을 수행하면서 자유장 앵커부재(2)의 이탈을 방지하기 위한 앵커보호블록(18)과; 일측 외면에 웨지블록(14)의 암나사홈(14a)에 체결되기 위한 수나사(20a)가 형성되고, 내부 중앙에 암나사가 형성된 단차홈(20b)이 형성되되, 상기 단차홈(20b)에 그립슬리브(24)의 수나사(24a)가 체결되도록 구성된 커플러(Coupler)(20)를 포함한다. 미설명부호 21은 스트랜드 그립이며, 22는 서포트콘을 나타낸다.

또한, 상기 정착장 앵커부재(8)는 도6 및 도7에 도시한 바와 같이, 알강선(8a)의 구속력을 증대시키기 위하여 내주면에 톱니(26)가 형성된 원통형상의 그립슬리브(24)에 강연선을 끼우되 인발공정에 의해 그립슬리브(24)의 관경이 감소되면서 압착됨과 동시에 그립슬리브(24)의 톱니(26)가 강연선 내부로 박혀 일체화되며, 상기 관경이 감소된 그립슬리브(24)의 외주면에 나사산(24a)을 형성한 구조이다. 따라서, 상기 정착장 앵커부재(8)의 그립슬리브(24)는 커플러(20)의 단차홈(20b)의 암나사부에 분리가능하게 결합된다. 이때 그립슬리브(24)의 톱니(26)에 강연선이 박혀 구속된 결합력은 상기 그립슬리브(24)와 커플러(20)의 체결력보다 큰 결합력을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 톱니(26)는 정착장 앵커부재(8)의 인장방향에 반대방향으로 경사진 각도를 갖는다. 따라서, 정착장 앵커부재(8)의 인장시, 강연선의 인장방향과 반대방향으로 경사각을 갖는 그립슬리브(24)의 톱니(26)가 강연선의 표면에 박히기 때문에 상기 강연선의 구속압력이 더욱 증대될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 그립슬리브(24)가 그라우트에 노출되어 쉽게 부식되는 것을 방지하기 위하여 상기 그립슬리브(24)의 외면에 알루미늄 박막이 코팅되거나 알루미늄 케이스가 덧씌워질 수 있다.

상기 내부정착체(4)의 구성중 웨지블록(14)은 본원출원인이 보유하고 있는 스윙타입(swing type)인 특허 제0435069호의 인장재 제거용 그라운드 앵커용 내부정착체의 구성을 채용한 것이다. 상기한 구조를 통하여 상기 웨지블록(14)의 웨지조립체(16)에 PE호스(2a)가 제거된 알강선(2c)이 물려진 상태에서 자유장 앵커부재(2)를 인장시켜 선행 하중(pre-stress)을 가함으로써 앵커시공을 완료하게 된다.

이때, 자유장 앵커부재(2)의 손상이 발생하여 앵커력을 발휘하지 못하거나, 천공심도가 설계심도보다 커서 공장 조립된 앵커체를 설치하기가 어려운 경우에, 웨지조립체(16)에 파지되어 있는 알강선(2c)을 회전시켜 파지력을 해제함으로써 구리스(2b)가 채워져 있는 PE호스(2a)로부터 알강선(2c)을 이탈시키고 새로운 알강선을 PE호스(2a)에 끼워 웨지조립체(16)에 파지할 수 있다.

본 발명은 상기 자유장 앵커부재(2)와 정착장 앵커부재(8)를 결합한 내부정착체(4)를 적어도 2개 이상 마련하여 계단형태로 배열함으로써 하중 분산을 유도한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 계단형태로 배치된 내부정착체(4)에 연결된 각 정착장 앵커부재(8)의 길이가 계단 간격만큼 길게 구성되되, 각 정착장 앵커부재(8)의 선단끝을 동일하게 한 구조를 제시하고 있다. 상기한 구성을 통하여 정착장에 작용하는 하중분포가 균일하면서 영구앵커가 요구하는 2.5 이상의 안전율을 확보할 수 있게 된다.

상기 계단형태로 배치된 각 내부정착체(4)로부터 정착장 끝단까지 위치되는 서로 다른 길이를 갖는 정착장 앵커부재(8) 각각의 선단부를 일정하게 배열하게 되면, 정착장내에서 텐던의 그라우트 부착범위가 커지고 이에 따라 안전율이 상승하는 효과를 발휘하게 된다. 따라서, 하중이 과도하게 걸리거나, 그라우트체의 양생이 불량하더라도 그라우트와 앵커체의 부착저항력 이하로 하중이 걸리게 되므로 강연선으로부터 그라우트체가 탈락되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 앵커력의 손실을 방지할 수 있다.

좀더 부연하여 설명하면, 내부정착체(4)를 계단형태로 배열하고 정착장의 강연선의 길이를 달리 배열할 경우, 자유장 앵커부재(2)의 하중 전달과 내부정착체(4)와 그라우트간의 압착효과가 발생하고 또 내부정착체(4)의 계단식배열을 통해 정착장 앵커부재(8)에 집중되는 하중을 분산하게 된다. 즉, 자유장 앵커부재(2)에 부여된 인장력이 정착장 앵커부재(8)에 전달되지만, 내부정착체(4)가 그라우트에 압착되고 강연선이 내부정착체(4)에 물려진 상태로 인장됨으로써 그라우트에 직접적으로 전달되는 하중을 내부정착체(4)가 일부 부담하게 된다. 이와 같이, 자유장 앵커부재(2)로부터 제공된 인장력은 내부정착체(4)와 계단식으로 배열된 정착장 앵커부재(8)를 통해 고르게 분산되므로 상기 정착장 앵커부재(8)에 가해지는 인장력이 줄어들게 되어 앵커력의 손실을 방지할 수 있는 것이다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 사용상태를 도3 및 도8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도8은 발명에 따른 인장재 교체가 가능한 영구앵커에서 웨지조립체의 결속 및 인장재 교체과정을 나타낸 단면도이다. 또한, 도3은 앵커공(100) 구간의 총 길이에 대하여 4개의 복합앵커체를 계단형태로 배열하여 시공한 한 예를 보여주고 있다. 여기서, 상기 복합앵커체의 계단형태 배열은 커플러(20)에 끼워진 블록스페이서(6)의 각 홈에 인접한 복합앵커체의 자유장 앵커부재(2)가 끼워짐으로써 유지된다. 이러한 복합앵커체의 계단식 배열구조에 의하여 각 자유장 앵커부재(2)로부터 계단배열의 내부정착체(4)를 통해 그라우트에 가해지는 하중을 연속적으로 분산하여 인장함으로써 앵커력의 손실을 방지한다. 또 정착장 앵커부재(8)가 계단간격만큼 내부정착체(4)로부터 길게 연장되고 선단이 일정하게 유지된 형태로 배열됨으로써 정착장 하중을 균일하게 분포시키게 된다. 이에 따라 정착내에서의 그라우트에 대한 집중 인장하중이 줄어듦과 동시에 정착장 텐던의 그라우트 부착구간이 길게 확보되어 영구앵커에서 요구하는 2.5 이상으로 안전율을 향상시킬 수 있다.

또한, 영구앵커로서 기능을 수행하다가 사용기간의 경과나, 자유장 앵커부재의 손상이 발생되어 소요앵커력을 유지할 수 없을 때에는 상기 자유장 앵커부재(2)를 교체하게 된다.

이때, 자유장 앵커부재(2)의 인장력을 해제하고, 도8에 도시한 바와 같이 알강선(2c)을 일방향으로 회전시키면 웨지조립체(16)의 나사뿔이 커플러(20)의 암나사홈에 체결되면서 웨지조립체(16)가 밀려나 웨지블록(14)의 웨지수용홈으로부터 이탈된다. 상기 웨지조립체(16)가 웨지블록(14)의 웨지조립체 수용홈으로부터 이탈됨에 따라 알강선(2c)의 웨지물림력이 해제되어 PE호스(2a)로부터 알강선(2c)을 인출하고 또 새로운 알강선(2c)을 PE호스(2a)를 통해 인입한다. 이때, PE호스(2a)내에 충전되어 있는 구리스(2b)에 의해 상기 알강선(2c)의 인출 및 인입이 용이한 것이다.

그 후에 알강선(2c)을 웨지조립체(16)에 끼우고 타방향으로 회전(웨지조립체(16)의 나사뿔이 커플러(20)의 암나사홈에 체결되는 반대방향회전)시키게 되면, 상기 웨지조립체(16)는 커플러(20)의 암나사홈으로부터 이탈되면서 웨지블록(14)의 웨지수용홈에 안착되어 결국 상기 알강선(2c)이 웨지조립체(16)에 물려지고, 요구하는 재인장력을 부여할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

2: 자유장 앵커부재 4: 내부 정착체
6: 블록스페이서 8: 정착장 앵커부재
10: 주름관 100: 앵커공

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 구리스가 충전된 호스내에 강연선이 삽입되어 있는 복수의 자유장 앵커부재;
   복수의 자유장 앵커부재로부터 호스가 제거된 알강연선을 끼워 파지하되 인장력 제거후 강연선의 일방향 회전에 의해 파지력이 해제되면서 분리가능한 웨지조립체가 내장되어 있으며 양측 선단부 내측에 암나사홈이 형성되어 있는 웨지블록과, 상기 웨지블록의 일측 암나사홈에 체결되도록 수나사돌기부를 가지며 그라우팅에 따른 방수와 자유장 앵커부재의 이탈을 방지하기 위한 앵커보호블록과, 웨지블록의 타측 암나사홈에 체결되기 위한 수나사가 일측 외면에 형성되며 내부 중앙에 암나사가 형성된 단차홈이 형성되되 상기 단차홈에 정착장 앵커부재의 그립슬리브의 수나사가 체결되도록 구성된 커플러(Coupler) 및 상기 커플러 외면에 끼워지며 자유장 앵커부재를 끼워 지지할 수 있도록 원주면에 다수의 홈이 형성되어 있는 블록스페이서를 포함하는 내부정착체;
   외면에 알루미늄 박막이 코팅되어 있으며 내주면에 톱니가 형성되어 있는 그립슬리브와 알강선으로 구성되어 그라우트와의 부착력으로 주면마찰력을 발휘하며, 상기 그립슬리브에 강연선을 끼우되 인발공정에 의해 그립슬리브의 관경이 감소되면서 압착됨과 동시에 그립슬리브의 톱니가 강연선 내부로 박혀 일체화되고, 상기 관경이 감소된 그립슬리브의 외주면에 나사산을 형성하여 내부정착체의 암나사부에 분리가능하게 결합하기 위한 복수의 정착장 앵커부재; 및
   복수의 자유장 앵커부재, 내부정착체 및 복수의 정착장 앵커부재 모두를 감싸 보호하는 주름관을 포함하되,
   상기 복수의 자유장 앵커부재와 복수의 정착장 앵커부재를 결합하기 위한 각각의 내부정착체를 계단형태로 배치하고, 각 내부정착체에 연결된 정착장 앵커부재의 길이가 계단 간격만큼 길게 구성하며, 각 정착장 앵커부재의 선단끝이 동일하게 위치하는 것을 특징으로 하는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 그립슬리브의 내주면에 형성된 톱니는 강연선의 인장방향에 반대방향으로 경사진 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 인장재 교체가 가능한 하중분산형 영구앵커체.
   
   
   
   
   
   
   
5. 삭제

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