KR101791903B1 - 팩앵커를 이용한 앵커시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공장비를 이용하여 연약지반에 천공홀을 형성하고 케이싱을 삽입하는 단계; 제1 주입관과 인장재를 구비한 팩앵커를 상기 케이싱 내부로 삽입하는 단계; 상기 케이싱을 인발하는 단계; 상기 제1 주입관을 통하여 상기 팩앵커의 팩 내부에 그라우트를 주입하여 상기 팩를 부풀려 팽창시키는 단계; 및 제2 주입관을 통하여 부풀려진 상기 팩앵커의 정착장 주변부에 그라우트를 주입하는 단계를 포함하고, 상기 팩앵커는, 선단부에 복수의 쐐기가 형성된 팩을 포함하고, 상기 팩은 공극이 있는 섬유재질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 제공한다.

Description

팩앵커를 이용한 앵커시공방법{ANCHOR CONSTRUCTION METHOD USING PACK ANCHOR}

본 발명은 앵커력 발현이 어려운 연약지반에 팩앵커를 이용하여 시공하는 팩앵커를 이용한 앵커기술에 관한 기술이다.

지중에 앵커를 설치하는 공법은 토목이나 건축 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 이용되는데, 이는 고강도의 강재에 높은 인장력을 도입하여 구속력 또는 선행하중을 가하기 위한 효과적인 공법으로서, 가설 토류벽의 지보공(支保工), 영구앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강, 지하 구조물의 부력 앵커, 사면 보강 등에 주로 이용되고 있으며, 경제성과 더불어 큰 인발저항력 및 탁월한 시공성으로 인하여 국내외적으로 공사현장에서 활발히 적용되고 있다.

앵커 시공은 지반과 구조물간에 외력에 대해 안정적일 수 있는 인장력을 발휘할 수 있도록 지반에 정착되어야 한다. 그러나 연약지반이나 공극이 큰 매립층, 지하수의 흐름이 있는 지층에서는 정착장의 그라우팅을 위해 주입되는 주입재의 유실 등으로 인해 정착력이 제대로 발휘되지 않아 종래의 앵커 시공 방법으로는 시공이 불가하거나 어려운 문제점이 있었다. 이에 팩(Pack)앵커가 등장하였다.

팩앵커는 천공홀 내부에 팩이 부착된 앵커체를 삽입하고, 팩 내부 및 외부에 그라우트를 주입하여 앵커력을 확보하고자 하는 앵커기술이다. 팩 내부에 주입된 그라우트와 지중의 지하수가 팩을 경계로 서로 섞이지 않기 때문에 양질의 그라우트 정착체를 형성할 수 있는 장점이 있다.

그런데 이러한 팩 앵커는 팩표면과 지반 사이의 공간이 형성될 수 있으며, 또한 팩표면과 지반 사이 경계면의 마찰저항이 작아지는 문제가 있다.

발명의 발명자는 위와 같은 종래 팩앵커의 문제를 해결하기 위하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 명확하다. 팩앵커의 지반과의 마찰력을 향상시켜 충분한 앵커력을 확보할 수 있는 팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 제공하는 것이다.

종래 팩앵커의 문제점이었던 팩표면과 지반 사이의 마찰저항이 작아지는 단점을 극복할 수 있도록 공극이 있는 섬유재질의 팩 내외부에 몰탈로 그라우팅을 하는 팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 제공하고자 한다.

다수의 쐐기가 형성된 팩을 이용하여 연약지반과 팩앵커와의 마찰력을 더욱 증대시키고자 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제 1 국면은, 천공장비를 이용하여 연약지반에 천공홀을 형성하고 케이싱을 삽입하는 단계;

제1 주입관과 인장재를 구비한 팩앵커를 상기 케이싱 내부로 삽입하는 단계;

상기 케이싱을 인발하는 단계;

상기 제1 주입관을 통하여 상기 팩앵커의 팩 내부에 그라우트를 주입하여 상기 팩를 부풀려 팽창시키는 단계; 및

제2 주입관을 통하여 부풀려진 상기 팩앵커의 정착장 주변부에 그라우트를 주입하는 단계를 포함하고,

상기 팩앵커는,

선단부에 복수의 쐐기가 형성된 팩을 포함하고, 상기 팩은 공극이 있는 섬유재질로 형성되는 것을 특징으로 하는,

팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 제공한다.

상기 그라우트는 몰탈을 포함할 수 있다.

상기 팩에 형성된 쐐기에는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.

상기 팩은 심리스(seamless)로 형성될 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제2 주입관 또는 별도의 제3 주입관을 통하여 상기 팩앵커의 자유장 부분에 그라우트를 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 이용하면, 종래 팩앵커의 문제점이었던 팩표면과 지반 사이의 마찰저항이 작아지는 단점을 극복할 수 있다.

또한 본 발명의 다수의 쐐기가 형성된 팩을 이용하여 연약지반과 팩앵커와의 마찰력을 더욱 증대시킬 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 팩앵커를 이용한 앵커시공방법 중 천공하고, 케이싱을 삽입한 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 케이싱 내에 팩앵커를 삽입한 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 케이싱을 인발한 이후를 나타낸 도면이다.
도 5는 팩앵커 내에 그라우트를 주입하여 팽창시킨 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 팩앵커 장착장 주변부에 그라우트를 주입한 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 팩앵커 자유장에 그라우트를 주입한 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 쐐기가 형성된 팩을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 쐐기에 돌기가 추가적으로 형성된 팩을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 팩앵커를 이용한 앵커시공방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팩앵커를 이용한 앵커시공방법을 나타낸 공정도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 앵커팩을 이용한 앵커시공방법은 천공 및 케이싱 삽입단계; 앵커팩 삽입단계, 케이싱 인발단계; 앵커팩 확장단계, 앵커팩 정착장 주변부 그라우팅 단계, 앵커팩 자유장 그라우팅 단계를 포함한다.

도 2는 앵커팩을 이용한 앵커시공방법 중 천공 및 천공홀(H)내에 케이싱(C)을 삽입한 것을 나타낸 도면이다.

천공단계는 사면, 기초지반, 배면지반 등의 연약지반에 천공장비를 이용하여 실린더형의 천공홀(H)을 형성하는 것이다. 그리고 케이싱(C)의 삽입단계는 연약지반 내측면의 붕괴를 방지하기 위하여 천공홀(H) 내부에 케이싱(C)을 삽입하는 것이다. 이러한 케이싱(C)은 지반의 내면의 붕괴를 방지할 뿐만 아니라, 앵커팩(100)를 천공홀(H)에 간섭없이 삽입할 수 있게 해준다.

도 3은 케이싱(C) 내에 앵커팩(100)를 삽입한 것을 나타낸 도면이다.

이때 앵커팩(100)는 제1 주입관과 인장재(120)를 포함한다. 도 3에는 제1 주입관이 미도시되었지만, 제1 주입관은 도 3의 인장재(120)와 길이방향으로 나란히 배치되고, 일측은 외부의 그라우트 공급부와 연결되고 타측은 앵커팩(100)의 팩(110) 내부에 삽입되어, 그라우트 공급부로부터의 그라우트(G)를 팩(110) 내부로 주입할 수 있게 한다.

인장재(120)는 강연선(PC stand) 또는 강봉(steel bar), 철근 등으로 형성될 수 있으며, 간격 및 인장재(120) 형태를 유지될 수 있도록 인장재(120) 간격재를 더 포함할 수 있다. 이러한 인장재(120)는 앵커의 인장력을 유지할 수 있게 돕는다.

도 4는 케이싱(C)을 인발한 이후를 나타낸 도면이다. 케이싱(C)을 인발하여 연약지반과 앵커팩(100)가 서로 접촉 및 결합할 수 있도록 하여 높은 앵커력을 발휘할 수 있게 된다. 이때 케이싱(C)의 인발 공정은 앵커팩(100)의 정착장(S)과 자유장(F) 사이의 경계까지만 일단 진행할 수 있다. 이후 앵커팩(100) 외부에 추가적인 그라우트 주입을 마친다음 케이싱(C)의 나머지 부분을 모두 인발할 수도 있다. 연약지반의 상태에 따라서 케이싱(C)의 인발을 조절해가면서 진행할 수 있다.

도 5는 앵커팩(100) 내에 그라우트(G)를 주입하여 팽창시킨 것을 나타낸 도면이다.

제1 주입관을 통하여 외부의 그라우트 공급부로부터 공급된 그라우트(G)를 팩(110) 내부로 주입하게 된다. 이때의 그라우트(G)는 몰탈을 포함한다. 몰탈은 다른 그라우트(G)에 비하여 유동성이 좋기 때문에 팩(110)의 구석구석으로 침투할 수 있다. 팩(110)의 내부로 주입된 몰탈은 팩(110)을 부풀려 팽창시킨다. 팽창된 팩(110)은 천공홀(H) 내측면과 접촉하거나 천공홀 외측으로 확장되어 연약지반과 결합하게 된다.

이때 팩(110)은 복수의 쐐기가 형성되어 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 쐐기가 형성된 팩(110)을 나타낸 도면이다. 도 8 (a), (b)에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 복수의 쐐기는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 나아가 본 발명의 권리범위는 도 8에 개시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상의 쐐기모양을 포함할 수 있다.

팩(110)에 형성된 복수의 쐐기는 연약지반과 결합하여 충분한 마찰력 또는 앵커력을 확보하도록 돕는다. 또한 팩(110)은 몰탈의 주입 압력에 파손되지 않을 정도의 강도의 재질로 형성되어야 한다. 그리고 팩(110)의 상부는 인장재(120), 주입관, 팩(110) 및 몰탈이 일체화될 수 있도록 빈틈없이 강하게 매듭지어져야 한다.

또한, 팩(110)은 심리스(seamless)로 형성될 수 있다. 심리스, 즉 무봉제로 형성되어 몰탈의 주입압력에도 봉제부분이 파손되는 문제가 발생하지 않는다. 이러한 심리스 구성을 통하여 강한 몰탈 주입압력이 있더라도 팩(110)이 찢어지거나 파손되지 않게 된다.

이를 다시한번 정리하면, 케이싱(C)의 인발을 마친다음, 앵커팩(100)의 심리스 팩(110) 내부에 수용된 제1 주입관을 통하여 심리스 팩(110) 내부로 몰탈을 주입한다. 심리스 팩(110) 내부에 주입된 몰탈은 팩(110)의 찢어짐이나 파손없이 팩(110)을 부풀려 팽창시킨다. 팽창된 팩(110)은 천공홀(H)의 내측면과 만나거나 나아가 천공홀(H) 외측으로 확장되어 연약지반과 결합할 수 있다. 이때의 앵커팩(100)는 선단부에 복수의 쐐기가 형성된 팩(110)을 포함하고, 복수의 쐐기는 부풀려져 연약지반 내측면과 긴밀하게 결합하게 되어 앵커팩(100)와 연약지반의 마찰력이 극대화될 수 있다.

연약지반의 경우 내부 마찰각이 암반 등에 비하여 상대적으로 작아서 큰 장착력을 발휘할 수 없게 되는데, 본 발명의 이러한 쐐기 구성을 통하여 상술한 문제를 해결하게 된다.

또한, 팩(110)의 쐐기에는 복수의 돌기가 형성될 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 쐐기에 돌기가 추가적으로 형성된 팩(110)을 나타낸 도면이다. 도 9 (a), (b)에 나타난 바와 같이, 복수의 돌기가 쐐기 상에 형성되어 있다. 이러한 구성을 통하여, 연약지반과 앵커팩(100)의 결합면적을 향상시켜 앵커팩(100)가 연약지반에 대하여 큰 장착력을 발휘하게 한다.

나아가 본 발명의 권리범위는 도 9에 개시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상의 돌기모양을 포함할 수 있다.

그리고 팩(110)은 공극이 형성된 섬유재질로 형성된다. 제1 주입관은 앵커팩(100)의 팩(110) 내부로 몰탈을 주입하고, 제1 주입관에 의하여 주입된 몰탈은 팩(110) 내부를 채울 뿐만 아니라 일부가 외부로 유출된다. 외부로 몰탈이 유출되도록 하는 구성을 통하여, 팩(110) 내외부가 몰탈로 아루어져, 하나의 덩어리의 고결체를 형성할 수 있게 된다.

앵커팩(100)는 팩(110) 내부에 양질의 그라우트(G) 정착제를 형성할 수 있는 장점이 있지만, 앵커팩(100)와 지반 사이 공간이 형성되거나, 앵커팩(100)의 팩 표면에 수막이 형성되어 마찰저항이 작아지는 문제가 있었다.

본 발명은 공극이 있는 섬유재질의 팩(110) 내부와 외부를 몰탈로 채워 팩(110) 내외부가 서로 일체가 될 수 있도록 하여 팩(110)과 지반이 서로 분리되어 앵커팩(100)의 마찰저항이 작이지는 문제를 해결하는 것이다.

도 6은 앵커팩(100) 정착장(S) 주변부에 그라우트(G)를 주입한 것을 나타낸 도면이다. 앵커팩(100)의 팩(110) 내부에 몰탈 주입을 마무리한 다음, 앵커팩(100)의 장착장의 주변부에 몰탈을 추가적으로 주입하여, 팩(110) 내부로부터 유출되는 몰탈과 함께 팩(110) 주변부에 몰탈 고결체를 형성하게 된다. 이때의 몰탈 주입은 제1 주입관과는 다른 별도의 제2 주입관에 의하여 이루어진다. 제2 주입관은 앵커팩(100)의 정착장(S) 주변까지 삽입되어 앵커팩(100) 정착장(S) 주변부에 몰탈을 주입할 수 있게 된다. 제2 주입관은 케이싱(C)을 인발하기 전에 미리 삽입될 수도 있고, 케이싱(C) 인발 후 삽입될 수도 있다.

연약지반층과 앵커팩(100) 장착장 사이에 발생할 수 있는 공간을 팩(110) 내부로부터 유출되는 몰탈 및 제2 주입관에 의하여 추가적으로 주입되는 몰탈로 채움으로써, 앵커력을 더욱 향상시킬 수 있다. 앵커팩(100)의 팩 표면과 연약지반의 지중 사이에 공간이 잔존하면 팩 표면과 연약지반 사이의 경계면에 마찰저항이 작아지고, 나아가 팩 표면에 수막이 형성되어 앵커력은 더욱 약화될 수 있다. 이러한 공간을 몰탈로 채워 몰탈과 연약지반의 결속력 강화 및 나아가 팩(110) 내부의 몰탈과 팩(110) 외부의 몰탈이 일체로 형성되도록 함으로써, 팩(110) 내외부가 하나의 커다란 몰탈 고결체를 형성하도록 하는 것이다.

이러한 구성을 통하여 충분한 앵커력을 확보할 수 있게 된다.

도 7은 앵커팩(100) 자유장(F)에 그라우트(G)를 주입한 것을 나타낸 도면이다.

앵커팩(100) 자유장(F) 부분의 몰탈 주입은 제2 주입관을 이용하거나 또는 제2 주입관은 앵커팩(100) 정착장(S) 주변의 몰탈 주입용으로 사용한 다음, 인발하지 않고 그대로 두고, 별도의 제3 주입관을 삽입하여 자유장(F) 부분에 몰탈을 주입할 수도 있다.

자유장(F) 부분에 주입된 몰탈은 앵커팩(100)와 천공홀(H) 사이의 공간을 충분히 채울뿐만 아니라, 연약지반의 틈을 타고 파고들어 연약지반을 보강함과 동시에 앵커팩(100)의 앵커력을 향상시키게 된다.

이상에서 설명한 본 발명을 다시한번 정리하면 아래와 같다. 앵커팩(100)의 구성을 통하여 양질의 몰탈 정착체를 형성할 수 있다. 다만 종래 앵커팩(100)는 팩 표면에 수막이 형성되고, 팩 표면과 연약지반 사이의 공간으로 인한 마찰저항이 작아지는 단점이 있었다. 본 발명의 팩(110)은 공극이 있는 섬유 재질로 형성되어, 몰탈의 일부가 외부로 유출되어 팩(110) 내외부의 몰탈이 서로 일체화됨으로써 종래 앵커팩(100)의 문제점인 앵커팩(100)와 지반이 서로 분리되는 문제를 해결할 수 있다.

또한 쐐기의 형상 및 복수의 돌기를 통하여 연약지반과 앵커팩(100)의 결합력을 충분히 향상시킴으로써, 앵커팩(100)의 앵커력을 더욱 증진시킬 수 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

C: 케이싱
G: 그라우트
H: 천공홀
F: 자유장
S: 정착장
100: 앵커팩
110: 팩
120: 인장재

Claims (5)

1. 천공장비를 이용하여 연약지반에 천공홀을 형성하고 케이싱을 삽입하는 단계;
   제1 주입관과 인장재를 구비한 팩앵커를 상기 케이싱 내부로 삽입하는 단계;
   상기 케이싱을 인발하는 단계;
   상기 제1 주입관을 통하여 상기 팩앵커의 팩 내부에 그라우트를 주입하여 상기 팩를 부풀려 팽창시키는 단계; 및
   제2 주입관을 통하여 부풀려진 상기 팩앵커의 정착장 주변부에 그라우트를 주입하는 단계를 포함하고,
   상기 팩앵커는,
   선단부에 복수의 쐐기가 좌우대칭으로 형성된 팩을 포함하고,
   상기 쐐기는 지상에서 상기 팩앵커를 인발시 마찰력이 커지도록 지상의 방향으로 경사진 면을 포함하도록 형성되며,
   상기 팩은 상기 제1 주입관을 통하여 상기 팩앵커의 팩 내부에 주입된 그라우트가 외부로 유출될 수 있도록 공극이 있는 섬유재질로 형성되어, 상기 팩 내외부가 몰탈로 이루어져 하나의 덩어리의 고결체를 형성할 수 있으며,
   상기 팩에 형성된 쐐기에는 복수의 돌기가 형성되고, 상기 팩은 심리스(seamless)로 형성되어 그라우트의 주입압력에도 봉제부분이 파손되는 문제가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는,
   팩앵커를 이용한 앵커시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그라우트는 몰탈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   팩앵커를 이용한 앵커시공방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 주입관 또는 별도의 제3 주입관을 통하여 상기 팩앵커의 자유장 부분에 그라우트를 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   팩앵커를 이용한 앵커시공방법.

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