KR101874464B1 - 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커 - Google Patents

전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커 Download PDF

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    • E02D31/06Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against corrosion by soil or water

Abstract

본 발명은 비탈면에 상향식으로 설치되어 지반보강과 침투수 배수를 동시에 수행하는 배수관을 구비한 상향식 지반보강앵커에 있어서, 비탈면에 상향으로 형성된 천공구의 전방에 삽입되어 설치되는 앵커; 상기 앵커의 후단부에 결합되고, 상기 천공구의 입구까지 연장되며, 둘레에 배수공들이 형성된 중공 형상의 배수관; 상기 천공구의 입구에서 상기 앵커까지 연장되는 그라우팅호스; 상기 그라우팅호스에 의해 앵커와 상기 천공구 사이에 타설되어 경화됨으로써 상기 천공구에 상기 앵커를 결합되게 하는 그라우트;를 포함하는 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커에 관한 것으로서, 앵커의 후단부에 다수의 배수공이 형성된 배수관을 구비함으로써, 지반보강과 침투수 배수를 동시에 수행할 수 있고, 상기 앵커의 후부에 패커 및 패커호스를 결합하고 패커호스를 통해 충진됨으로써, 천공구를 밀폐하여 지반에 앵커를 견고하게 정착시킬 수 있음과 동시에 배수관으로 그라우팅 재료가 흘러들어 가는 것을 방지하여 배수가 원활하게 이루어 질 수 있게 할 수 있으며, 배수관에 내부에 내부배수관을 더 구비함으로써, 비탈면 내에 흐르는 지하수의 배수를 더욱 원활하게 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커{Bottom-up ground reinforcement anchor with Front drain pipe}
본 발명은 비탈면에 설치되어 침투수를 원활하게 배수함과 동시에 지반을 보강할 수 있는 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커에 관한 것이다.
일반적으로 도로나 주택을 건설하기 위한 공사 및 이를 포함한 각종 토목 공사시 평지보다는 산이 많은 국내의 지형적 특성상 많은 경사면이 형성되게 된다.
이러한 토목 공사시 발생하는 토사사면이나 암반사면은 그 경계면이 매우 취약할 뿐만 아니라 사면지반의 공극과 절리면을 따라 흐르는 지하수에 의하여 사면이 쉽게 붕괴되거나 침하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 토목공사 시 발생하는 절취사면 또는 성토사면이 지하수에 의한 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 지하수를 원활히 배수시킴으로써 사면의 안정성을 확보할 수 있는 기술이 개발되고 있다.
예컨대, 대한민국 등록실용실안 20-0352267호 "배수와 보강기능을 동시에 갖는 소일네일링 사면보강구조" (도 6a - 6c)가 개시되어 있다. 이 종래기술은 사면(1)에 형성된 다수의 천공부(2)에, 보강관(10)과 배수관(20)의 대응 단부를 커플러(16)(26)에 의해 상호 결합하여 이를 천공부(2)에 삽입하고, 사면(1)의 외주연으로 노출된 상기한 배수관(20)의 일측단에는 마감패널(30)을 삽입한 상태에서 별도의 고정너트(31)를 결합하되, 상기한 보강관(10)은, 일측 단부에 방사상의 확산공(11)(11')을 형성하고, 보강관(10)의 내,외주면에는 그라우팅층(12)이 형성되게 하며, 상기한 배수관(20)은, 상측에 일정간격의 배수공(21)(21')을 형성하고, 그 외주면에는 부직포층(22)을 형성하며, 내부일측에는 삽입공(23)을 갖는 링상의 파카(24)를 결합하여, 보강관(10)에 의한 사면(1)의 보강 및 배수관(20)에 의한 사면(1)의 배수가 동시에 이루어지게 함을 특징으로 하는 배수와 보강기능을 동시에 갖는 소일네일링 사면보강구조(청구항 1 참조)에 관한 것으로서, 사면에 형성된 다수의 천공부에, 상향 관통된 다수의 배수공을 갖는 배수관과, 방사상의 확산공을 갖는 보강관을 연결하여 삽입하되, 상기 배수관의 외주면에는 부직포층을 형성하고, 상기 보강관의 내주면과 외주면에는 그라우팅층을 형성함으로서, 상기한 배수관에 의해서는 사면 내부의 지하수가 유입 배출되게 하고, 상기한 보강관에 의해서는 사면의 견고한 보강이 이루어지게 하여, 일시에 사면의 배수 및 보강을 동시에 수행함은 물론 사면전체의 고른 배수 및 보강이 이루어져, 공사기간의 단축 및 공사비를 절감하면서도 배수효과 및 보강효과가 증대되는 배수와 보강기능을 동시에 갖는 소일네일링 사면보강구조를 제공함에 목적이 있다.
그러나 상기 종래기술은 배수관의 외주면을 둘러싸고 있는 부직포층이 사면 내에 흐르는 지하수를 유도 배수하기에는 유용하지만 부직포층에 미세한 토사들이 지속적으로 축적되게 되면 배수가 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 종래기술은 보강관은 천공부와의 사이에 주입되는 그라우팅에 의해 결합되나 그라우팅층이 얇고 또한 보강관의 표면이 돌기 등의 구성이 없어 보강관이 견고하게 결합되지 못하는 문제점이 있다.
특허 1 : 대한민국 등록실용실안 20-0352267호
상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 앵커의 후단부에 다수의 배수공이 형성된 배수관을 구비함으로써, 지반보강과 침투수의 배수를 동시에 수행할 수 있는 전면 배수관을 구비한 지반보강 앵커를 제공하고자 한다.
본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커는, 비탈면에 상향식으로 설치되어 지반보강과 침투수 배수를 동시에 수행하는 배수관을 구비한 상향식 지반보강앵커에 있어서, 비탈면에 상향으로 형성된 천공구의 전방에 삽입되어 설치되는 앵커; 상기 앵커의 후단부에 결합되고, 상기 천공구의 입구까지 연장되며, 둘레에 배수공들이 형성된 중공 형상의 배수관; 상기 천공구의 입구에서 상기 앵커까지 연장되는 그라우팅호스; 상기 그라우팅호스에 의해 앵커와 상기 천공구 사이에 타설되어 경화됨으로써 상기 천공구에 상기 앵커를 결합되게 하는 그라우트;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 앵커의 후부에 결합되는 패커와, 상기 천공구의 입구에서 상기 패커까지 연장되는 패커호스를 더 포함하고, 상기 패커는 패커호스를 통해 충진됨으로써 상기 천공구를 밀폐하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 앵커에 구비되어 상기 앵커를 상기 천공구의 벽면에서 이격되게 하는 간격재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 앵커에 구비되어 상기 앵커를 상기 천공구의 벽면에서 이격되게 하는 간격재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 내부배수관은 상기 배수관의 전방에 나사 결합되거나, 또는 상기 배수관의 후방에 나사 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 배수관의 배수공과 내부배수관의 배수공은 관축 방향 또는 원주 방향으로 길이가 긴 장공으로 형성되고, 배수관의 배수공과 내부배수관의 배수공은 서로 교차하는 방식으로 형성됨으로써 내부배수관의 삽입방향에 관계없이 관통공이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 배수관과 상기 앵커의 결합은 나사 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명을 통해, 앵커의 후단부에 다수의 배수공이 형성된 배수관을 구비함으로써, 지반보강과 침투수 배수를 동시에 수행할 수 있다.
또한, 한번의 천공으로 배수관과 앵커를 동시에 시공함으로써 시공비가 절약되고 시공시간이 경감될 수 있다.
또한, 지표면의 침투수를 신속히 배출함으로써, 토사층의 지반강도 저하를 방지하고, 지표면의 표면유실과 비탈면의 붕괴를 방지할 수 있다.
또한, 배수관에 내부에 교체 가능한 내부배수관을 더 구비함으로써, 유지관리가 원활하여 수평배수기능을 영구적으로 유지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커를 비탈면에 설치한 모습을 보여주는 측면도이다.
도 2a, 2b는, 본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커를 비탈면에 설치한 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3a, 3b는, 본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커의 그라우팅호스, 패커호스를 나타나게 도시한 측면도이다.
도 4a, 4b는, 본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커의 분해 사시도이다.
도 5a, 5b는, 본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커의 내부배수관이 구비된 예의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 6은, 종래기술의 도면들이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.
이하 도면 1 내지 5를 참조하여, 본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커를 상세하게 설명한다.
본 발명의 일례에 따른 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커는, 비탈면에 상향식으로 설치되어 지반보강과 침투수 배수를 동시에 수행하는 배수관을 구비한 상향식 지반보강앵커에 있어서, 비탈면에 상향으로 형성된 천공구의 전방에 삽입되어 설치되는 앵커(10); 상기 앵커(10)의 후단부에 결합되고, 상기 천공구의 입구까지 연장되며, 둘레에 배수공(24)들이 형성된 중공 형상의 배수관(20); 상기 천공구의 입구에서 상기 앵커(10)까지 연장되는 그라우팅호스(30); 상기 그라우팅호스(30)에 의해 앵커(10)와 상기 천공구 사이에 타설되어 경화됨으로써 상기 천공구에 상기 앵커(10)를 결합되게 하는 그라우트;를 포함할 수 있다.
앵커(10)는 비탈면에 상향으로 형성된 천공구의 전방인 경암이나 연암 등의 암반에 형성된 천공구에 삽입되어 설치될 수 있다.
상기 앵커(10)는 지반의 천공구에 삽입되어 후술하는 그라우트에 의해 천공구에 결합됨으로써, 지반을 보강하고, 동시에 앵커(10)의 후단에 결합되는 배수관(20)을 견고히 결합하는 역할을 할 수 있다.
상기 앵커(10)는 볼트 또는 이형철근 등과 같이 외측면에 돌기가 형성됨으로써 후술하는 그라우트와의 부착력이 증가될 수 있다.
이형철근의 경우 통상의 이형철근을 사용함으로써 재료의 구입이 용이하고 재료비를 절약할 수 있다. 또한 이형철근의 후단에는 나사를 형성함으로써 후술하는 배수관(20) 등을 용이하게 결합할 수 있다.
앵커(10)로 볼트를 사용하는 경우 볼트머리가 전방에 위치하도록 함으로써 앵커(10)의 결합력이 증가될 수 있고, 또한 볼트의 나사를 이용하여 후방에 결합되는 배수관(20) 등을 용이하게 결합할 수 있다.
상기 앵커(10)의 후단부에는 배수관(20)이 결합될 수 있다.
상기 배수관(20)은 앵커(10)의 후단부에 결합되고, 상기 천공구의 입구까지 연장되는 것으로서, 둘레에는 복수의 배수공(24)들이 형성될 수 있다. 이 배수공(24)을 통해 지표 침투수를 신속하게 배출할 수 있다. 따라서 토사층의 표면유실과 비탈면의 붕괴를 방지할 수 있다.
본 실시예는 하나의 굴착공을 형성한 후 앵커(10)와 배수관(20)을 한꺼번에 시공함으로써 시공이 신속할 수 있고 시공비용이 절약될 수 있다.
상기 배수관(20)은 상기 앵커(10)에 나사 결합에 의해 결합될 수 있다.
즉, 전단부가 밀폐된 배수관(20)에 상기 앵커(10)의 후단부가 삽입될 수 있도록 상기 배수관(20)의 전단부에 관통구를 형성하고 상기 관통구에 앵커(10)를 삽입한 후 상기 앵커(10)에 너트를 체결하여 상기 배수관(20)을 상기 앵커(10)를 결합할 수 있다.
또한, 배수관(20) 전단부의 관통구에 나사를 형성함으로써 별도의 너트 없이 앵커(10) 후단부의 직접 나사 결합할 수 있다.
상기 배수관(20)의 후단부 외측에 나사가 형성될 수 있다. 즉, 상기 천공구의 외측에 돌출된 배수관(20)에 플레이트를 삽입하고 너트를 체결함으로써 플레이트를 지반에 견고히 지지되게 할 수 있다.
상기 플레이트는 배수관(20)에 결합되어 천공구의 입구를 지지함으로써 천공구 입구의 지반의 붕괴를 방지할 수 있다.
또한, 플레이트와 너트 사이에 쇄기를 구비할 수 있다. 즉 경사 지반에 의해 경사지게 설치되는 플레이트와 너트 사이에 쇄기를 설치함으로써, 천공구의 입구에 플레이트가 잘 밀착되게 설치될 수 있다.
상기 천공구의 입구에서 상기 앵커(10)까지 연장되는 그라우팅호스(30)가 구비될 수 있다. 즉, 그라우팅호스(30)의 전단부는 앵커(10)의 전단부 또는 적절한 위치까지 연장되고, 후단부는 천공구의 입구에 위치함으로써 앵커(10) 주변에 그라우트를 주입할 수 있다. 그라우팅 재료는 시멘트계, 철분질계, 또는 약액그라우트(케미컬그라우트)등이 사용될 수 있고, 통상 모르타르 등이 사용될 수 있다.
상기 앵커(10)의 후부이면서 상기 배수관(20)의 전방에는 팽창되어 상기 천공구를 밀폐할 수 있는 패커(50)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 천공구의 입구에서부터 상기 패커(50) 내부까지 연장되는 패커호스(32)를 구비할 수 있다. 패커호스(32)를 통해 그라우트가 패커(50)에 주입되어 팽창됨으로써 천공구가 밀폐되어 앵커(10)의 주변에 타설되는 그라우트의 누출이 방지될 수 있다.
상기 패커(50)는 팽창되어 천공구를 밀폐할 수 있는 고무, 직물 등의 재질을 사용할 수 있다.
상기 앵커(10)에는 상기 천공구의 벽면과 앵커(10)를 이격시킬 수 있는 간격재(40)를 구비할 수 있다. 상기 간격재(40)는 상기 앵커(10)를 상기 천공구에 중앙에 위치되게 함으로써, 앵커(10)가 천공구에 잘 결합되게 할 수 있다.
상기 배수관(20)의 내부에는 복수의 배수공(24)이 형성된 중공 형상의 내부배수관(22)을 더 구비할 수 있다. 내부배수관(22)은 외측의 배수관(20)을 보강함으로써, 강성이 증대되어 큰 지반압력에 잘 견딜 수 있다.
또한, 내부배수관(22)은 배수관(20)과 함께 토사를 2차로 거름으로써 토사의 유입을 잘 방지하고 동시에 침투수를 잘 유입되게 하여 배출할 수 있다. 따라서 별도의 부직포 등을 설치할 필요가 없다. 즉, 부직포 등의 경우 부직포로 유입되는 토사에 의해 막힘으로서 시간이 경과함에 따라 침투수의 배출이 불량해지는 문제점이 있는데 본 실시예는 그러한 문제점이 해결될 수 있다.
상기 내부배수관(22)은 상기 배수관(20)의 전방에 나사 결합되거나, 상기 앵커(10)의 후단부에 나사 결합되거나, 또는 상기 배수관(20)의 후방에 나사 결합될 수 있다. 어느 경우이건 내부배수관(22)은 외측 즉, 후방에서 회전시켜 인출할 수 있다. 따라서 내부배수관(22)은 배수관(20)의 내부에 삽입한 후 나사 결합하여 설치하고, 또한 후방에서 회전시켜 인출해 냄으로써 용이하게 설치하거나 제거한 후 새 것으로 교환할 수 있다.
또한, 내부배수관(22)은 배수관(20)에 나사 결합함이 없이 단순히 삽입하여 설치할 수 있다. 즉, 내부배수관(22)은 배수관(20)의 내부에 적절히 밀착되게 삽입하여 설치할 수 있다.
예컨데 상기 배수관(20)의 내측 전단부에 나사를 형성하고 상기 내부배수관(22)의 외측 전단부에 나사를 형성하여 상호 결합하거나, 상기 배수관(20)의 내측 후단부에 나사를 형성하고 상기 내부배수관(22)의 외측 후단부에 나사를 형성하여 상호 결합할 수 있다.
상기 배수관(20)에 형성되는 배수공(24)과 상기 내부배수관(22)의 배수공(24)은 관축방향 또는 원주방향으로 길이가 긴 장공으로 형성하고, 상기 배수관(20)의 배수공(24)과 상기 내부배수관(22)의 배수공(24)은 서로 교차하는 방식으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 배수관(20)에 형성되는 배수공(24)이 관의 길이방향에 평행하게 형성되는 경우 상기 내부배수관(22)에 형성되는 배수공(24)은 관경 방향으로 형성될 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다. 따라서 내부배수관(22)이 배수관(20)의 내부에 어떠한 방향으로 삽입되던 관계없이 배수관(20)과 내부배수관(22)을 관통하는 구멍이 형성될 수 있다.
또한, 상기 배수관(20)과 내부배수관(22)에 형성되는 배수공(24)들은 토사의 진입을 최소화하고 지하수는 용이하게 배출할 수 있는 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
결국 본 실시예의 전면 배수관을 구비한 지반보강 앵커는 앵커(10)의 후단부에 배수관(20)을 결합함으로써, 지반을 보강함과 동시에 침투수를 배출함으로써, 토사층의 지반강도의 저하와 사면의 붕괴를 방지할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 앵커
20: 배수관
22: 내부배수관
24: 배수공
30: 그라우팅호스
32: 패커호스
40: 간격재
50: 패커

Claims (7)

  1. 비탈면에 상향식으로 설치되어 지반보강과 침투수 배수를 동시에 수행하는 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강앵커에 있어서,
    비탈면에 상향으로 형성된 천공구의 전방에 삽입되어 설치되는 앵커;
    상기 앵커의 후단부에 결합되고, 상기 천공구의 입구까지 연장되며, 둘레에 배수공들이 형성된 중공 형상의 배수관;
    상기 천공구의 입구에서 상기 앵커까지 연장되는 그라우팅호스;
    상기 그라우팅호스에 의해 앵커와 상기 천공구 사이에 타설되어 경화됨으로써 상기 천공구에 상기 앵커를 결합되게 하는 그라우트;
    상기 앵커의 후부에 결합되는 패커와, 상기 천공구의 입구에서 상기 패커까지 연장되는 패커호스;
    상기 앵커에 구비되어 상기 앵커를 상기 천공구의 벽면에서 이격되게 하는 간격재;
    상기 배수관의 내부에 밀착되게 설치되며, 둘레에 배수공들이 형성된 중공 형상의 내부배수관;을 포함하고,
    상기 패커는 패커호스를 통해 충진됨으로써 상기 천공구를 밀폐하며,
    상기 내부배수관은 상기 배수관의 전방에 나사 결합되거나, 또는 상기 배수관의 후방에 나사 결합되고,
    상기 배수관과 상기 앵커의 결합은 나사 결합되며,
    상기 배수관의 배수공과 내부배수관의 배수공은 관축 방향 또는 원주 방향으로 길이가 긴 장공으로 형성되고, 배수관의 배수공과 내부배수관의 배수공은 서로 교차하는 방식으로 형성됨으로써 내부배수관의 삽입방향에 관계없이 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 전면 배수관을 구비한 상향식 지반보강 앵커.
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