KR101477719B1 - 영구앵커용 인장력 육안 확인장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 그라우트 홀에 삽입된 인장재, 그라우트 홀의 입구 측에 배치된 지압판, 지압판의 상측에서 인장재의 자유단부 위치를 인장재가 인장된 상태에서 고정시키는 인장헤드, 인장헤드와 지압판 사이에서 인장재의 인장력이 감소되면 지압판에 대하여 접근된 인장헤드를 원상으로의 복원력으로 이격시키는 탄성부재, 인장헤드가 탄성부재의 복원력으로 인하여 지압판으로부터 이격된 거리를 체크 및 표시하는 인장력 체크기로 구성된 앵커 등을 제공한다.

Description

영구앵커용 인장력 육안 확인장치 {Apparatus for Visual Checking Tensile Force of Permanent Anchor}

본 발명은 주로 사면(斜面)과 같은 연약지반을 보강하기 위하여 시공되는 앵커의 인장력을 확인할 수 있게 한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 붕괴의 우려 등이 있는 연약지반은 인장재와 정착기구로 구성된 앵커를 이용하는 앵커공법으로 보강된다.

도 1은 일반적인 지반 보강용 앵커가 도시된 구성도이다.

도 1을 참조하면, 앵커공법은, 지반에 그라우트 홀(grout hall)을 천공하고, 천공된 그라우트 홀에 인장재(2)를 단수 또는 복수로 삽입한 후, 그라우트 홀에 모르타르(mortar)와 같은 그라우트를 주입 및 양생한 다음, 지면에 인장재(2)를 정착기구(3)에 의하여 인장된 상태로 정착시키는 식으로 진행된다.

인장재(2)는 자유단부가 그라우트 홀로부터 외부로 인출된다. 정착기구(3)는 지압판(4)과 인장헤드(5)로 구성된다. 지압판(4)은, 그라우트 홀의 입구 측 지면에 배치되고, 중앙에 인장재(2)가 통과하는 관통구멍이 마련된다. 인장헤드(5)는 지압판(4) 상에서 인장재(2)의 자유단부의 위치를 고정시킨다.

인장헤드(5)는, 지압판(4) 상에 배치되는 인장블록, 인장블록에 인장재(2)의 자유단부를 정착시키는 너트나 웨지(wedge)로 구성된다. 인장블록에는 지압판(4)을 통과한 인장재(2)가 통과하는 관통구멍이 마련되고, 지압판(4) 및 인장블록을 통과한 인장재(2)는 인장된 상태로 자유단부가 인장블록에 너트 또는 웨지에 의하여 정착된다.

시공된 앵커의 인장력은 주변의 지반으로 전달되는데, 시공 초기에는 앵커의 인장력이 설정한 값 그대로 거의 유지되지만, 시간이 경과함에 따라서는 다양한 요인(지반 변형 등)으로 인하여 앵커의 인장력이 감소될 수 있다.

앵커의 인장력이 감소되면, 인장재(2)를 재인장하여야 하나, 인장재(2)의 재인장 여부를 판별하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 인장재의 재인장이 요구되는지 여부를 손쉽게 확인할 수 있는 장치 등을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 지압판과 인장헤드 사이에 배치되고, 자유단부 위치가 상기 인장헤드에 의하여 고정되는 인장재의 인장력이 감소되면 상기 인장헤드를 원상으로의 복원력에 의하여 상기 지압판에 대하여 이격시키는 헤드 측 탄성부재와; 상기 인장헤드가 상기 헤드 측 탄성부재의 복원력으로 인하여 상기 지압판에 대하여 이격된 거리를 체크하는 인장력 체크기를 포함하는 앵커용 인장력 확인장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 지반의 그라우트 홀에 삽입된 인장재와; 상기 그라우트 홀의 입구 측에 배치된 지압판과; 상기 지압판의 상측에서 상기 인장재의 자유단부 위치를 상기 인장재가 인장된 상태에서 고정시키는 인장헤드와; 상기 인장헤드와 지압판 사이에서 상기 인장재의 인장력이 감소되면 상기 지압판에 대하여 접근된 인장헤드를 원상으로의 복원력으로 이격시키는 헤드 측 탄성부재를 포함하는 지반 보강용 앵커가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 앵커는, 상기 인장헤드가 상기 헤드 측 탄성부재의 복원력으로 인하여 상기 지압판에 대하여 이격된 거리를 체크하는 인장력 체크기를 더 포함할 수 있다.

상기 인장력 체크기는, 상기 인장헤드에 장착된 체크기 하우징과; 상기 체크기 하우징에 상기 인장헤드가 상기 지압판에 대하여 접근되고 이격되는 방향으로 이동 가능하게 수용된 기준부재와; 상기 기준부재에 장착되며, 선단이 상기 체크기 하우징으로부터 상기 지압판 측으로 돌출되어 상기 지압판 상에 접촉 가능한 접촉핀과; 상기 접촉핀이 상기 지압판 상에 접촉한 상태로 유지되도록 상기 기준부재에 탄성력을 부여하는 체크기 측 탄성부재와; 상기 인장헤드가 상기 지압판에 대하여 이격됨에 따라 상기 체크기 하우징이 상기 기준부재에 대하여 이동된 거리를 표시하는 인장력 표시수단을 포함할 수 있다.

상기 인장력 표시수단은, 상기 체크기 하우징에 상기 기준부재와 동일한 방향으로 이동 가능하게 수용된 연동부재와; 상기 연동부재에 상기 체크기 하우징의 이동력을 상기 체크기 하우징의 이동거리에 대한 상기 연동부재의 이동거리의 비를 상승시켜 전달하는 전동기구와; 상기 체크기 하우징에 상기 연동부재를 들여다볼 수 있도록 마련된 투과창을 포함할 수 있다.

상기 전동기구는, 상기 기준부재에 이동방향을 따라 마련된 제1래크와; 상기 제1래크와 맞물린 제1피니언과; 상기 제1피니언과 동축 상에 설치되고, 상기 제1피니언에 비하여 많은 잇수를 갖는 제2피니언과; 상기 연동부재에 이동방향을 따라 마련되며, 상기 제2피니언과 맞물린 제2래크를 포함할 수 있다.

상기 연동부재와 투과창 중 어느 하나에는 지침부가 마련되고, 상기 연동부재와 투과창 중 다른 하나에는 상기 지침부가 지시하는 크기를 나타내는 표시부가 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 지반의 그라우트 홀에 삽입되는 앵커 헤드와; 상기 앵커 헤드로부터 후방으로 돌출된 파이프, 상기 파이프의 선단 측 외주에 마련된 플랜지 및 상기 플랜지의 외주 측으로부터 후방으로 연장되어 상기 파이프와의 사이에 삽입공간을 형성하는 전방커버로 구성된 앵커 바디와; 한쪽은 상기 파이프의 내부에서 상기 앵커 헤드에 연결되고, 다른 쪽은 상기 그라우트 홀의 외부로 인출되어 지면에 정착되는 인장재와; 상기 플랜지의 후방에서 상기 파이프의 외주를 따라 배열되며, 외주에 끼워진 탄성밴드에 의하여 서로 결속되고, 상기 삽입공간에 양단부 중 제1단부가 각각 삽입되며, 양단부 중 제2단부가 각각 상기 제1단부 측을 기준으로 상기 파이프로부터 이격되는 방향으로 회전되어 오므라진 상태에서 벌어지면서 확장될 수 있도록 상기 제1단부의 내측에 상기 제1단부와 상기 파이프 사이 간격을 전방으로 갈수록 확장시키는 제1경사부가 마련되고, 상기 제2단부의 내측에 상기 제2단부와 상기 파이프 사이 간격을 후방으로 갈수록 확장시키는 제2경사부가 마련된 복수의 확장부재와; 상기 확장부재의 후방에서 상기 파이프의 외주에 전후방향으로 이동 가능하도록 끼워지고, 선단 측에 외주가 전방으로 갈수록 축소된 원추부를 갖추어 전진되면 상기 파이프와 상기 확장부재 사이로 진입되어 상기 확장부재를 확장시키며, 외주로부터 상기 파이프 측으로 관통된 마운팅 홀을 갖되, 상기 마운팅 홀은 양쪽 개구 중 상기 파이프 측을 향하는 개구를 노출구로 하고 맞은편 개구를 입구로 하며, 상기 노출구 측은 내주가 끝으로 갈수록 축소되도록 형성된 조작부재와; 상기 마운팅 홀에 삽입되어 상기 마운팅 홀의 노출구를 통하여 일부분이 돌출된 볼, 상기 마운팅 홀의 입구에 결합된 캡, 상기 마운팅 홀의 내부에서 상기 볼과 상기 캡에 양단부가 각각 지지된 압축코일스프링 및 상기 파이프의 외주에 상기 조작부재가 후진된 위치로 이동되면 상기 노출구를 통하여 돌출된 볼의 일부분이 삽입될 수 있도록 마련된 걸림홈부로 구성됨으로써, 상기 조작부재의 위치를 고정시키는 위치고정기구와; 상기 조작부재로부터 후방으로 이격된 위치에서 상기 파이프의 외주를 이격공간을 두고 감싸서 상기 파이프와의 사이에 실린더 챔버를 형성하는 실린더 하우징, 상기 실린더 챔버에 전후방향으로 이동 가능하도록 수용된 피스톤부재 및 상기 피스톤부재에 연결됨과 아울러 선단 측이 상기 조작부재 측을 향하도록 상기 실린더 하우징의 외부로 돌출되어 상기 피스톤부재가 전진되면 상기 조작부재를 타격하여 상기 위치고정기구에 의한 상기 조작부재의 위치 고정을 해제하는 타격부재로 구성된 제1푸시기구와; 상기 조작부재와 상기 실린더 하우징 사이에 배치되며, 상기 조작부재와 상기 실린더 하우징에 양단부가 각각 지지되어 상기 제1푸시기구에 의하여 상기 조작부재의 위치 고정이 해제되면 원상으로 복원되는 힘에 의하여 상기 조작부재를 전진시키는 압축코일스프링으로 구성된 제2푸시기구를 포함하는 지반 보강용 앵커가 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 실린더 챔버는, 상기 확장부재가 상기 조작부재에 의하여 확장되도록 상기 타격부재가 상기 조작부재를 전진시킬 수 있는 행정거리를 가질 수 있다. 그리고, 상기 실린더 하우징에는 상기 실린더 챔버에 작동유체를 주입하여 상기 피스톤부재를 전진시키는 작동유체 주입라인이 연결될 수 있다.

또한, 상기 실린더 하우징에는 상기 실린더 챔버에 그라우트를 주입하여 상기 피스톤부재를 전진시키는 그라우트 주입라인이 연결될 수 있다.

또한, 상기 파이프와 상기 실린더 하우징 중 적어도 어느 하나에는 상기 피스톤부재가 전진된 위치로부터 후방에서 상기 실린더 챔버와 연통하는 그라우트 배출구멍가 마련되고, 상기 그라우트 배출구멍에는 개폐밸브가 설치될 수 있다. 이 때, 상기 개폐밸브는, 상기 실린더 챔버의 압력이 사전에 정한 압력을 초과하면 상기 그라우트 배출구멍이 개방되도록 작동하는 구성을 가질 수 있다.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 인장재의 인장력이 감소되어 재인장이 요구되는 상태임을 육안으로 정확히 파악할 수 있기 때문에, 인장력이 감소되어 지반 보강기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 앵커 헤드를 포함하는 앵커 헤드 어셈블리가 작동부재의 작동력으로 확장되는 확장유닛을 가지므로 앵커 헤드의 정착력을 보다 향상시킬 수 있다. 따라서, 공사기간을 획기적으로 단축할 수 있고, 공사비용을 대폭적으로 절감할 수 있다.

도 1은 일반적인 지반 보강용 앵커가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 지반 보강용 앵커가 도시된 구성도이다.
도 3, 도 4는 도 2에 도시된 앵커의 앵커 헤드 어셈블리를 나타내는 사시도, 분해사시도이다.
도 5 내지 도 7은 도 3, 도 4에 도시된 앵커 헤드 어셈블리의 구성, 작동 등을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 5의 A-A선 단면도이다.
도 9, 도 10은 도 2에 도시된 앵커의 정착기구와 인장력 육안 확인장치의 구성, 작동 등을 나타내는 단면도이다.
도 11, 도 12는 도 9, 도 10에 도시된 인장력 육안 확인장치를 나타내는 사시도, 측면도이다.
도 13은 도 2에 도시된 앵커용 재인장장치를 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 지반 보강용 앵커의 주요부분이 도시된 분해사시도 및 단면도이다.
도 15, 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 지반 보강용 앵커의 주요부분이 도시된 분해사시도 및 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에 있어서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.

본 발명의 제1실시예에 따른 지반 보강용 앵커(영구앵커)가 도 2 내지 도 12에 도시되어 있다.

도 2, 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 앵커는, 앵커 헤드(100)를 갖는 앵커 헤드 어셈블리(10), 앵커 헤드(100)에 한쪽 단부가 연결된 단수 또는 복수의 인장재(20)를 포함한다.

앵커 헤드 어셈블리(10)는 천공기에 의하여 지반에 천공한 그라우트 홀(1)에 삽입된다. 인장재(20)는 다른 쪽(자유단 측)이 그라우트 홀(1)의 입구를 통하여 그라우트 홀(1)로부터 외부로 인출된다. 그라우트 홀(1)로부터 인출되어 외부에 위치하는 인장재(20)의 다른 쪽 단부(자유단부)는 그라우트 홀(1)의 입구 측 지면에 정착기구(30)에 의하여 정착된다.

인장재(20)로는 PC 강선이나 PC 강연선과 같은 PC 강재(prestressing steel)가 적용될 수 있다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 앵커 헤드 어셈블리(10)는, 앵커 헤드 어셈블리(10)의 선단 측을 구성하는 앵커 헤드(100), 앵커 헤드(100)의 후방에 장착된 앵커 바디(200), 앵커 바디(200)에 오므라진 상태에서 벌어지면서 외주의 크기가 후방으로 갈수록 점차 확장된 상태로 변형될 수 있게 구비된 확장유닛(300, 350), 확장유닛(300, 350)이 확장되도록 작동시키기 위한 작동수단(400, 500, 600, 700)을 포함한다.

앵커 바디(200)는, 앵커 헤드(100)로부터 후방으로 돌출된 직선형의 파이프(210), 파이프(210)의 선단 측 외주에 마련된 원형의 플랜지(220), 플랜지(220)의 외주 측으로부터 후방으로 연장되어 파이프(210)와의 사이에 삽입공간(202)을 형성하는 원통형의 전방커버(230)를 포함한다. 플랜지(220)는 파이프(210)와 일체형일 수 있고, 전방커버(230)는 플랜지(220)와 일체형일 수 있다.

앵커 헤드(100)의 선단은 반구형으로 형성하는 것이 바람직하다. 앵커 헤드(100)의 후방에는 플랜지(220)가 장착된다. 인장재(20)의 한쪽 단부는 파이프(210)의 내부에서 앵커 헤드(100)에 연결된다.

확장유닛(300, 350)은, 플랜지(220)의 후방에서 파이프(210)의 외주를 따라 서로 접근되도록 간극을 두고 배열되어 파이프(210)의 일부를 감싸는 복수의 확장부재(300), 복수의 확장부재(300)의 외주에 끼워져 복수의 확장부재(300)를 결속하는 단수 또는 복수의 탄성밴드(350)를 포함한다.(도 8 참조)

복수의 확장부재(300)는 삽입공간(202)에 양단부 중 제1단부(32)가 각각 삽입된다. 그리고, 확장부재(300)의 제1단부(32)에 있어서, 파이프(210)와 마주 보는 내측에는 확장부재(300)의 양단부 중 제2단부(34)가 각각 제1단부(32) 측을 기준으로 파이프(210)로부터 이격되는 방향으로 회전됨에 따라 오므라진 상태에서 벌어지면서 확장될 수 있도록 제1단부(32)와 파이프(210) 사이의 간격을 전방으로 갈수록 확장시키는 제1경사부(302)가 마련된다. 또한, 확장부재(300)의 제2단부(34)에 있어서, 파이프(210)와 마주 보는 내측에는 제2단부(34)와 파이프(210) 사이의 간격을 후방으로 갈수록 확장시키는 제2경사부(304)가 각각 마련된다.

이와 같은 확장유닛(300, 350)에서, 복수의 확장부재(300)는 삽입공간(202)에 제1경사부(302)에 의하여 형성되는 유격공간으로 인하여 제2단부(34)가 제1단부(32) 측을 기준으로 파이프(210)에 대하여 이격 및 접근되는 방향으로 회전될 수 있고, 탄성을 갖는 재질로 이루어진 탄성밴드(350)는 이러한 과정에서 복수의 확장부재(300)를 결속하여 복수의 확장부재(300)가 정확히 회전될 수 있게 한다. 물론, 탄성밴드(350)는 탄성력에 의하여 확장부재(300)를 오므라진 상태로 유지시킨다.

작동수단(400, 500, 600, 700)은, 파이프(210)와 확장부재(300) 사이에 제2경사부(304)에 의하여 확보된 공간을 통하여 전진 시 파이프(210)와 확장부재(300) 사이로 진입되어 확장부재(300)를 확장시키는 조작부재(400)를 포함한다.

아울러, 작동수단(400, 500, 600, 700)은, 조작부재(400)가 확장부재(300)로부터 사전에 설정한 후진된 위치에 위치하도록 조작부재(400)의 위치를 고정시키는 위치고정기구(500), 조작부재(400)에 후방으로부터 전방으로 타격을 가하여 위치고정기구(500)에 의한 조작부재(400)의 위치 고정을 해제하는 제1푸시기구(600), 제1푸시기구(600)에 의하여 위치 고정이 해제된 조작부재(400)를 전진시켜 파이프(210)와 확장부재(300) 사이로 조작부재(400)를 진입시키는 제2푸시기구(700)를 더 포함한다.

조작부재(400)는 파이프(210)의 외주에 파이프(210)의 길이방향인 전후방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 끼워진다. 이를 위하여 조작부재(400)의 중앙 측에는 파이프(210)가 전후방향으로 관통되는 슬라이드 결합구멍이 마련된다.

조작부재(400)는, 전방 측의 원추부(410), 원추부(410)로부터 연장된 후방 측의 원통부(420)를 갖는다. 원추부(410)는 외주가 후방으로부터 전방으로 갈수록 점차적으로 축소되는 형상으로 형성되어 파이프(210)와 확장부재(300) 사이로 용이하게 진입될 수 있다.

조작부재(400)는 원통부(420)의 외주로부터 파이프(210) 측으로 관통된 직선형의 마운팅 홀(430)을 단수 또는 복수로 갖고, 마운팅 홀(430)에는 위치고정기구(500)가 장착된다. 마운팅 홀(430)은 양쪽 개구 중 파이프(210) 측을 향하는 개구를 노출구(432)로 하고 맞은편 개구를 입구(434)로 한다. 마운팅 홀(430)의 노출구(432) 측은 내주가 끝으로 갈수록 축소되도록 형성된다.

위치고정기구(500)는 볼(510), 캡(520) 및 압축코일스프링(530)을 포함한다.

볼(510)은 마운팅 홀(430)의 입구(434)를 통하여 마운팅 홀(430)에 삽입되고 마운팅 홀(430)의 노출구(432)를 통하여 일부분이 파이프(210) 측으로 돌출 가능한 크기로 형성된다.

캡(520)은 마운팅 홀(430)의 입구(434)에 탈착 가능하게 결합되어 마운팅 홀(430)의 입구(434)를 차폐한다. 캡(520)은 마운팅 홀(430)의 입구(434)에 나사결합방식으로 결합될 수 있다.

압축코일스프링(530)은 마운팅 홀(430)의 내부에서 볼(510)과 캡(520)에 양단부가 각각 지지된다. 이에 따라, 압축코일스프링(530)은 볼(510)에 탄성력을 부여하고, 볼(510)은 일부분이 마운팅 홀(430)의 노출구(432)를 통하여 파이프(210) 측으로 돌출된 상태로 유지된다.

파이프(210)의 외주에 있어서, 조작부재(400)가 후진 위치로 이동 시 마운팅 홀(430)의 노출구(432)를 통하여 돌출된 볼(510)과 대응하는 위치에는 볼(510)이 삽입될 수 있는 걸림홈부(540)가 마련된다. 위치고정기구(500)는 이러한 걸림홈부(540)를 더 포함한다.

제1푸시기구(600)는, 조작부재(400)로부터 후방으로 사전에 설정한 거리만큼 이격된 위치에서 파이프(210)의 외주를 이격공간을 두고 감싸도록 설치되어 파이프(210)와의 사이에 실린더 챔버(602)를 형성하는 실린더 하우징(610), 실린더 챔버(602)에 전후방향으로 이동 가능하도록 수용된 링형의 피스톤부재(620), 피스톤부재(620)가 전진되면 함께 전진되어 조작부재(400)를 타격하는 타격부재(630), 실린더 챔버(602)에 작동유체 공급원으로부터의 작동유체 및 그라우트 공급원으로부터의 그라우트를 각각 주입하여 피스톤부재(620)를 전진시키는 작동유체 주입라인(640) 및 그라우트 주입라인(650)을 포함한다.

타격부재(630)는 피스톤부재(620)에 연결되어 피스톤부재(620)와 동일방향으로 함께 이동된다. 타격부재(630)는 선단 측이 조작부재(400) 측을 향하도록 실린더 하우징(610)의 외부로 돌출되어 피스톤부재(620)가 전진되면 조작부재(400)를 타격하여 위치고정기구(500)에 의한 조작부재(400)의 위치 고정을 해제한다.

타격부재(630)는 실린더 하우징(610)과 피스톤부재(620) 간의 마찰력에 의하여 후진된 상태로 유지될 수 있다. 또는, 도시된 바는 없으나, 타격부재(630)는 앞서 설명한 위치고정기구(500)와 동일 또는 유사하게 구성되는 위치고정기구에 의하여 후진된 상태로 유지될 수도 있다. 또는, 타격부재(630)를 후진된 위치에 위치하도록 유지시키는 데에는 타격부재(630)의 선단 측에서 걸림작용을 행하는 미세돌기가 이용될 수도 있다. 물론, 미세돌기는 파이프(210)의 외주에 타격부재(630)의 선단 측과 걸림 가능하도록 형성될 수 있다.

실린더 챔버(602)는 확장부재(300)가 조작부재(400)에 의하여 확장되도록 타격부재(630)가 조작부재(400)를 전진시킬 수 있는 행정거리를 갖는다.

작동유체 주입라인(640) 및 그라우트 주입라인(650)은 실린더 하우징(610)에 한쪽이 각각 연결된다. 작동유체 주입라인(640) 및 그라우트 주입라인(650)의 다른 쪽은 그라우트 홀(1)로부터 외부로 인출, 각각 작동유체 공급원 및 그라우트 공급원과 연결될 수 있다.

이와 같은 제1푸시기구(600)는 실린더 하우징(610)에 주입되는 작동유체 또는 작동유체와 그라우트의 압력으로 인하여 피스톤부재(620)가 타격부재(630)와 함께 전진되므로 조작부재(400)에 순간적으로 강한 타격을 가할 수 있다. 물론, 이렇게 조작부재(400)에 가해지는 타격에 의하면, 볼(510)은 압축코일스프링(530)의 탄성력을 극복하면서 마운팅 홀(430)의 내부로 진입되고, 이에 따라 위치고정기구(500)에 의한 조작부재(400)의 위치 고정은 해제된다.(도 6 참조)

이후, 타격부재(630)는 계속 전진되고, 이에 따라 조작부재(400)도 전진되어 확장부재(300)를 확장시킨다.(도 7 참조)

실린더 하우징(610)에는 그라우트 배출구멍(604)이 마련된다. 그라우트 배출구멍(604)은 피스톤부재(620)가 전진된 위치로부터 후방에 위치되어 실린더 하우징(610)에 주입되는 그라우트를 외부로 배출, 그라우트가 실린더 챔버(602)에 계속적으로 주입됨에 따라 실린더 하우징(610), 피스톤부재(620) 등이 그라우트 주입압력으로 손상되는 것을 방지한다.

파이프(210)에도 피스톤부재(620)가 전진된 위치로부터 후방에서 실린더 챔버(602)와 연통하는 그라우트 배출구멍(204)이 마련될 수 있다. 파이프(210)의 그라우트 배출구멍(204)으로 배출되는 그라우트는 파이프(210)의 내부에 채워진다. 파이프(210)에는 이렇게 파이프(210)에 채워지는 그라우트가 파이프(210)와 확장부재(300) 사이로 유입되어 확장된 확장부재(300)가 오므라지는 것을 방지하기 위한 그라우트 유입구멍이 마련될 수 있다.

그라우트 배출구멍(204, 604)에는 개폐밸브(660)가 설치된다. 개폐밸브(660)는 실린더 챔버(602)의 압력이 사전에 설정한 압력을 초과하면 그라우트 배출구멍(204, 604)이 개방되도록 작동하는 구성을 갖는다. 일례로, 개폐밸브(660)로는 스프링에 의하여 작동하는 릴리프 밸브 등이 적용될 수 있다.

참고로, 확장부재(300)를 확장시키기 위하여, 실린더 챔버(602)에는 작동유체 주입라인(640)을 통하여 공기와 같은 작동유체가 먼저 주입된 후, 그라우트 주입라인(650)을 통하여 그라우트가 주입될 수 있다. 이 때, 먼저 주입되는 작동유체는 순간적인 압력을 가하여 타격부재(630)가 조작부재(400)를 타격할 수 있게 타격부재(630)를 전진시키고, 이후에 주입되는 그라우트는 지속적인 강한 힘으로 타격부재(630)를 전진시킨다.

제2푸시기구(700)는 압축코일스프링으로 구성된다. 제2푸시기구(700)는 조작부재(400)와 실린더 하우징(610) 사이에 배치되고 조작부재(400)와 실린더 하우징(610)에 양단부가 각각 지지되어 제1푸시기구(600)에 의하여 조작부재(400)의 위치 고정이 해제되면 원상으로 복원되는 힘에 의하여 조작부재(400)를 전진시킨다.

제2푸시기구(700)는, 조작부재(400)의 위치가 위치고정기구(500)에 의한 고정된 때는 압축된 상태로 유지되고, 위치고정기구(500)에 의한 조작부재(400)의 위치 고정이 제1푸시기구(600)에 의하여 해제되면 원상으로 복원되면서 제1푸시기구(600)와 함께 조작부재(400)를 강한 힘으로 밀어서 전진시킨다.

한편, 그라우트 홀(1)에 앵커 헤드 어셈블리(10)를 삽입하고, 확장부재(300)를 제1 및 제2푸시기구(600, 700)의 복합적인 작용으로 확장시켜 앵커 헤드 어셈블리(10)를 그라우트 홀(1)에 정착한 후, 지면에 인장재(20)를 인장된 상태로 정착하고, 그라우트 홀(1)에 그라우트를 주입하면, 본 발명의 제1실시예는 시공이 완료된다. 실시 조건 등에 따라서는 그라우트 주입 후 인장재(20)의 인장 과정을 거칠 수도 있다.

도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 지면에 인장재(20)를 정착시키는 정착기구(30)는, 그라우트 홀(1)의 입구 측에 배치된 지압판(810), 지압판(810)의 상측에서 인장재(20)의 다른 쪽 단부인 자유단부의 위치를 인장재(20)가 인장된 상태에서 고정시키는 인장헤드(820, 830)를 포함한다. 지압판(810)과 인장헤드(820, 830) 사이에는 인장력 확인장치를 구성하는 제1탄성부재(840)가 개재된다.

지압판(810)에는 인장재(20)가 통과하는 관통구멍(812)이 마련된다. 인장헤드(820, 830)는, 지압판(810) 상에 배치되는 인장블록(820), 인장블록(820)에 인장재(20)의 자유단부를 정착시키는 웨지(830)로 구성된다. 인장블록(820)에는 지압판(810)을 통과한 인장재(20)가 통과하는 관통구멍(822)이 마련되고, 지압판(810) 및 인장블록(820)을 통과한 인장재(20)는 자유단부가 인장블록(820)에 웨지(830)에 의하여 정착된다. 웨지(830) 대신에 너트가 적용될 수도 있다.

제1탄성부재(840)는, 지압판(810)과 인장블록(820) 사이에 인장재(20)의 인장력에 의하여 압축된 상태로 위치되고, 인장재(20)의 인장력이 감소되면 지압판(810)에 대하여 접근된 인장블록(820)을 원상으로의 복원력으로 이격시킨다. 제1탄성부재(840)로는 스프링 와셔(spring washer)를 적용하는 것이 바람직하다. 실시조건 등에 따라서는, 제1탄성부재(840)로는 스프링 와셔 대신에 단수 또는 복수의 압축코일스프링 등을 적용할 수도 있다.

이에 따르면, 작업자는 제1탄성부재(840)의 압축이 해제되고 인장블록(820)이 지압판(810)으로부터 이격된 상태를 통하여 인장재(20)의 재인장이 요구되는지를 가늠할 수 있다. 즉, 인장재(20)의 인장력이 감소된 정도를 육안으로 확인할 수 있는 것이다.

인장블록(820)에는 인장블록(820)이 제1탄성부재(840)의 복원력에 의하여 지압판(810)에 대하여 이격된 거리를 체크하고 표시하는 인장력 체크기(40)가 설치된다. 인장력 체크기(40)는 인장력 확인장치를 구성한다.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 인장력 체크기(40)는, 인장블록(820)의 측부에 장착되어 인장블록(820)과 함께 이동하는 체크기 하우징(910), 체크기 하우징(910)에 인장블록(820)과 동일방향(즉, 인장블록(820)이 지압판(810)에 대하여 접근되고 이격되는 방향)으로 이동 가능하게 수용된 기준부재(920), 기준부재(920)에 장착되어 기준부재(920)와 함께 이동하는 접촉핀(930)을 포함한다.

기준부재(920)는 이동방향으로 기다랗게 형성된다. 기준부재(920)는 가이드(922)의 안내에 따라 정확히 이동된다. 접촉핀(930)은 선단이 체크기 하우징(910)을 관통, 체크기 하우징(910)의 내부공간으로부터 외부의 지압판(810) 측으로 돌출되어 지압판(810) 상에 접촉 가능한 길이로 형성된다.

인장력 체크기(40)는, 접촉핀(930)이 지압판(810) 상에 접촉한 상태로 유지되도록 기준부재(920)에 탄성력을 부여하는 제2탄성부재(940), 인장블록(820)이 지압판(810)에 대하여 이격됨에 따라 체크기 하우징(910)이 기준부재(920)에 대하여 이동된 거리를 표시하는 인장력 표시수단(도면부호 950, 952, 962, 964, 966, 968, 972 및 974 참조)을 더 포함한다.

제2탄성부재(940)는 체크기 하우징(910)의 내벽 및 기준부재(920)에 양단 측이 각각 지지된 압축코일스프링이 적용될 수 있다. 제2탄성부재(940)에 의하면, 인장블록(820)이 지압판(810)으로부터 이격됨에 따라 체크기 하우징(910)이 이동되더라도, 기준부재(920)는 접촉핀(930)이 지압판(810) 상에 접촉한 상태로 유지되도록 위치가 고정된다.

참고로, 도면부호 842는 제1탄성부재(840)로서 스프링 와셔를 적용한 경우에 접촉핀(930)이 스프링 와셔를 통과하여 지압판(810)에 접촉될 수 있게 하는 관통구멍이다.

인장력 표시수단은, 체크기 하우징(910)에 기준부재(920)와 동일방향으로 이동 가능하게 수용된 연동부재(950), 연동부재(950)에 체크기 하우징(910)의 이동력을 전달하는 전동기구(962, 964, 966, 968), 체크기 하우징(910)에 연동부재(950)를 들여다볼 수 있게 마련된 투과창(도 12 참조)을 포함한다. 체크기 하우징(910) 전체를 투명한 재질로 구성함으로써 투과창을 대신할 수도 있다.

연동부재(950)는, 이동방향으로 기다랗도록 형성되고, 가이드(952)의 안내에 따라 정확히 이동된다. 전동기구(962, 964, 966, 968)는 체크기 하우징(910)의 이동거리에 대한 연동부재(950)의 이동거리의 비를 상승시켜 연동부재(950)에 체크기 하우징(910)의 이동력을 전달하도록 구성된다.

전동기구(962, 964, 966, 968)는 두 래크 앤 피니언(rack and pinion)을 포함한다. 즉, 서로 짝을 이루는 제1래크(962)와 제1피니언(964) 및 서로 짝을 이루는 제2래크(966)와 제2피니언(968)을 포함한다. 제1래크(962)는 기준부재(920)에 길이방향(이동방향)을 따라 마련되고, 제1피니언(964)은 제1래크(962)와 맞물리며, 제2래크(966)는 연동부재(950)에 길이방향을 따라 마련되고, 제2피니언(968)은 제2래크(966)와 맞물린다. 제1과 제2피니언(964, 968)은 동축 상에 설치된다. 제2피니언(968)은 제1피니언(964)에 비하여 큰 피치(pitch) 및 많은 잇수를 갖도록 구성되어, 연동부재(950)는 기준부재(920)에 비하여 큰 거리로 이동된다.

연동부재(950)에는 지침부(972)가 마련되고, 투과창에는 지침부(972)가 지시하는 크기를 나타내기 위한 표시부(974)가 마련된다. 지침부(972)와 표시부(974)의 위치는 서로 바뀔 수 있다. 표시부(974)로는 눈금이 적용될 수 있다. 또는, 표시부(974)는 서로 다른 색상을 이용하여 지침부(972)이 지시하는 크기를 나타내도록 구성될 수도 있다.

제1실시예는 시공 후 인장재(20)의 인장력을 제1탄성부재(840) 및 인장력 체크기(40)로 구성된 인장력 확인장치에 의하여 육안으로 확인할 수 있다.

도 13에는 본 발명의 제1실시예에 따른 앵커용 재인장장치가 도시되어 있다. 인장재(20)의 인장력을 인장력 확인장치에 의하여 체크한 결과, 인장재(20)의 인장력이 감소되어 인장재(20)의 재인장이 요구되는 것으로 확인되면, 인장재(20)는 도 13에 도시된 바와 같은 재인장장치에 의하여 재인장될 수 있다.

재인장장치는, 인장헤드(820, 830)의 상측에서 인장재(20)의 다른 쪽 단부인 자유단부에 정착되는 재인장헤드(21, 22), 인장재(20)의 자유단부에 정착된 재인장헤드(21, 22)를 인장헤드(820, 830)로부터 이격시켜 인장재(20)를 재인장시키는 재인장용 실린더(23, 24), 인장재(20)의 재인장 시에 인장헤드(820, 830)와 재인장헤드(21, 22) 사이에서 인장헤드(820, 830)의 위치 이동을 방지하는 스토퍼(25)를 포함한다.

재인장헤드(21, 22)는, 인장블록(820) 상에 배치되는 재인장블록(21), 재인장블록(21)에 인장재(20)의 자유단부를 정착시키는 재인장웨지(22)로 구성된다.

재인장용 실린더(23, 24)는 실린더 하우징(23)과 피스톤(24)를 포함한다. 재인장용 실린더(23, 24)의 실린더 하우징(23)은, 횡단면이 원형이나 다각형의 링 형상인 피스톤 행정공간을 갖도록 구성되고, 중앙부의 빈 공간에 인장헤드(820, 830) 및 재인장헤드(21, 22)가 위치하도록 지압판(810) 상에 안착된다. 재인장용 실린더(23, 24)의 피스톤(24)에 연결된 피스톤 로드는 피스톤(24)이 인장재(20)의 재인장을 위하여 이동되면 재인장블록(21)과의 걸림작용에 의하여 재인장블록(21)을 인장블록(820)으로부터 이격시킬 수 있게 구성된다. 바람직하게는, 재인장블록(21)에는 피스톤 로드와의 걸림작용을 위한 턱부가 마련된다.

스토퍼(25)는 판상부재로 구성된다. 스토퍼(25)는 실린더 하우징(23)의 중앙부의 빈 공간에 배치된 상태로 실린더 하우징(23)에 연결된다. 스토퍼(25)에는 인장재(20)가 통과하는 관통구멍이 마련된다.

도 14에는 본 발명의 제2실시예에 따른 지반 보강용 앵커의 주요부분이 도시되어 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 앵커는, 제1실시예와는 달리, 지압판(810)과 인장블록(820) 사이에 제1탄성부재(840)로서 스프링 와셔를 복수로 구비시킬 수 있음을 예시한다. 바람직하게는, 복수의 스프링 와셔는 서로 적층된 상태로 개재된다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 앵커는, 기준부재(920) 및 접촉핀(930)을 제1과 제2피니언(964, 968)의 회전중심을 기준으로 인장블록(820) 측과 그 맞은편 중 맞은편에 배치한 제1실시예와는 달리, 기준부재(920) 및 접촉핀(930)을 제1과 제2피니언(964, 968)의 회전중심을 기준으로 인장블록(820) 측과 그 맞은편 중 인장블록(820) 측에 배치할 수 있음을 예시한다.

도 15, 도 16에는 본 발명의 제3실시예에 따른 지반 보강용 앵커의 주요부분이 도시되어 있다. 도 15, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 앵커는, 제1 또는 제2실시예와는 달리, 앵커 헤드(100A)의 선단을 뾰족하게 형성할 수 있고, 확장부재(300)의 외측에 돌출된 높이가 후방으로 갈수록 증가되는 걸림턱부(306)를 마련할 수 있음을 예시한다.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

1 : 그라우트 홀
10 : 앵커 헤드 어셈블리
20 : 인장재
30 : 정착기구
40 : 인장력 체크기
100, 100A : 앵커 헤드
200 : 앵커 바디
300 : 확장부재
350 : 탄성밴드
400 : 조작부재
500 : 위치고정기구
600 : 제1푸시기구
700 : 제2푸시기구
810 : 지압판
820 : 인장블록
830 : 웨지
840 : 제1탄성부재(헤드 측 탄성부재, 스프링 와셔)
910 : 체크기 하우징
920 : 기준부재
930 : 접촉핀
940 : 제2탄성부재(체크기 측 탄성부재, 압축코일스프링)
950 : 연동부재
962, 964, 966, 968 : 전동기구(래크 앤 피니언)

Claims (6)

1. 지압판과 인장헤드 사이에 배치되고, 자유단부 위치가 상기 인장헤드에 의하여 고정되는 인장재의 인장력이 감소되면 상기 인장헤드를 원상으로의 복원력에 의하여 상기 지압판에 대하여 이격시키는 헤드 측 탄성부재와; 상기 인장헤드가 상기 헤드 측 탄성부재의 복원력으로 인하여 상기 지압판에 대하여 이격된 거리를 체크하는 인장력 체크기를 포함하고,
   상기 인장력 체크기는, 상기 인장헤드에 장착된 체크기 하우징과; 상기 체크기 하우징에 상기 인장헤드가 상기 지압판에 대하여 접근되고 이격되는 방향으로 이동 가능하게 수용된 기준부재와; 상기 기준부재에 장착되며, 선단이 상기 체크기 하우징으로부터 상기 지압판 측으로 돌출되어 상기 지압판 상에 접촉 가능한 접촉핀과; 상기 접촉핀이 상기 지압판 상에 접촉한 상태로 유지되도록 상기 기준부재에 탄성력을 부여하는 체크기 측 탄성부재와; 상기 인장헤드가 상기 지압판에 대하여 이격됨에 따라 상기 체크기 하우징이 상기 기준부재에 대하여 이동된 거리를 표시하는 인장력 표시수단을 포함하며,
   상기 인장력 표시수단은, 상기 체크기 하우징에 상기 기준부재와 동일한 방향으로 이동 가능하게 수용된 연동부재와; 상기 연동부재에 상기 체크기 하우징의 이동력을 상기 체크기 하우징의 이동거리에 대한 상기 연동부재의 이동거리의 비를 상승시켜 전달하는 전동기구와; 상기 체크기 하우징에 상기 연동부재를 들여다볼 수 있도록 마련된 투과창을 포함하고,
   상기 전동기구는, 상기 기준부재에 이동방향을 따라 마련된 제1래크와; 상기 제1래크와 맞물린 제1피니언과; 상기 제1피니언과 동축 상에 설치되고, 상기 제1피니언에 비하여 많은 잇수를 갖는 제2피니언과; 상기 연동부재에 이동방향을 따라 마련되며, 상기 제2피니언과 맞물린 제2래크를 포함하는,
   앵커용 인장력 확인장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연동부재와 투과창 중 어느 하나에는 지침부가 마련되고,
   상기 연동부재와 투과창 중 나머지 하나에는 상기 지침부가 지시하는 크기를 나타내는 표시부가 마련된,
   앵커용 인장력 확인장치.
6. 삭제

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