KR101940020B1

KR101940020B1 - 지반보강공법의 토사용 선단정착구

Info

Publication number: KR101940020B1
Application number: KR1020180054181A
Authority: KR
Inventors: 유세진
Original assignee: 유세진; 세운이앤씨(주); 주식회사 호반산업
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-01-28

Abstract

본 발명은 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 관한 것으로, 앵커공(A) 내부에 삽입되는 인장부재(W)와, 상기 인장부재(W)의 일단측에 결합되어 앵커공(A) 내부에 인장부재(W)와 함께 삽입되는 선단정착구(S)를 포함하는 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 있어서, 상기 토사용 선단정착구(S)는 앵커공 내주연 지반측 일방향으로 탄성수단에 의해 탄성력이 인가되어 상기 인장부재(W)가 삽입되는 앵커공측으로 예각을 이루도록 상기 앵커공(A)의 축선상에서 앵커공 내주연 지반측으로 회동되어 확장되는 정착날개가 형성되고, 토사의 지반에 대응되도록 구성된 선단정착구(100)와; 상기 선단정착구(100)의 정착날개가 인장부재(W) 인장 전에 확장되지 않도록 고정제어하고, 외부로부터의 전원 공급에 의한 저항 발열로 인해 단선되어 선단정착구의 정착날개가 앵커공(A)의 내측 토사의 지반측 일방향으로 확장되도록 형성된 정착날개 확장제어부재(300);로 형성된 것을 특징으로 하는 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 관한 것이다.

Description

지반보강공법의 토사용 선단정착구{A earth and sand for fixing device of the ground reinforcement method}

본 발명은 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선단정착구의 정착날개가 전류가 통하는 저항값이 큰 와이어 형태의 저항선에 의해 고정되고, 전류를 인가함에 따라 와이어 형태의 저항선이 발열되어 단선(breaking of wire, cut of wire, 斷線)되면서 정착날개가 앵커공 내주연으로 확장하면서 정착되도록 구성된 선단정착구로 형성된 토사용 선단정착구를 형성함으로써, 토사의 지반에 천공된 앵커공에 삽입되는 앵커의 선단 정착부에서 집중적으로 하중이 인가되어 구조적으로 불안정한 문제를 해결하고, 토사의 지반과 같이 연약지반에 빠르게 정착이 가능하며, 단선에 의한 전류의 흐름이 제한됨에 따른 정착날개의 확장유무를 확인이 실시간 가능하여 인장부재 인장의 빠른 실시가 가능함에 따라 시공시간의 단축 및 시공비 절감을 가져올 수 있는 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 관한 것이다.

일반적으로, 영구앵커, 소일네일, 락볼트와 같은 지반보강공법은 암석, 지반의 절개지 등에서 절개면의 붕괴방지를 위한 흙막이공사 및 사면안정, 산사태억지, 빌딩 또는 댐 등과 같은 대형 구조물의 지하수에 의한 부상방지, 지하구조물의 부상방지, 대형 건물의 지하층 토목 공사시 굴착벽면의 붕괴방지 등에 사용된다. 또한, 지진 발생지 등의 건축물이나 대형 철탑, 옹벽 등의 시공시 구축물의 이동이나 왜곡 등의 전도방지 및 캔틸레버(cantilever)의 반력을 위한 시공, 수중공사를 위한 케이슨(Caisson) 침설시의 압입보조 등을 하기 위해 설치되는 것이다.

이러한 지반보강공법은 일반적으로 붕괴염려가 있는 암석, 지반 등에 천공기를 이용하여 앵커공(A)을 천공하고, 상기 앵커공(A)을 통해 그라우트 호스와 복수개의 인장재(20) 및 정착헤드부(10)를 하나의 유닛으로 마련하여 삽입한다. 다음으로, 앵커공(A)에 삽입된 그라우트 호스를 통해 그라우트(grout)를 주입하며, 주입된 그라우트가 정착헤드부(10)와 함께 일정시간 후, 양생되면 인장재(20)의 다른 한쪽 끝단에 지압수단을 설치하여 정착구를 체결한 후, 강연선 내의 인장재(20)를 별도의 유압장비 등을 사용하여 인장함으로써, 대상 구조물을 안정시키는 것이 일반적 시공방법이다.

이러한 종래의 지반보강공법은 그라우팅의 지반압력 또는 지반과의 마찰력에 의하여 표면으로부터의 인장력을 지지하게 된다. 지반보강공법에서 강선, 소일네일, 락볼트와 같은 구성요소는 소요 응력을 발휘하여 인장력을 지반에 전달시키는 기능을 가진 앵커체 정착부, 상기 앵커체가 앵커 두부에서 발휘되는 응력에 의한 인장력을 전달하는 자유인장부 및 소요 응력을 구조물에 작용토록 하는 역할을 가진 앵커 두부로 구성된다. 여기서, 앵커체 정착부는 지반과 그라우트, 그라우트와 인장재의 부착저항에 의해 결정된다.

이러한, 종래 지반보강공법은 그라우트의 지반압력에 의해 인발에 대한 버팀 강성을 부여하는 것이며, 연약지반, 사면, 암석 등의 지반의 상태에 따라 앵커가 삽입된 앵커공의 주변에는 다수의 절리가 존재한다. 이러한 천공된 앵커공 내의 절리는 외부에서 확인하기란 상당히 힘들다. 즉, 앵커공에 인장재를 삽입하여 그라우트를 주입시, 그라우트는 주입압력에 의해 앵커공 내부에 충진되는 것이다. 따라서, 그라우트가 앵커공에 주입될 때 그 내부에 형성된 다수의 절리측으로 앵커공에서 그라우트가 누출되어 앵커공 내부의 그라우트 충진율이 낮아지게 된다.

이와 같이 앵커공 내의 다수의 절리에 의해 그라우트의 충진율이 현저히 낮아지게 되고, 이로 인해 지반을 실질적으로 보강하지 못하고 있는 실정이다. 또한, 앵커공 내에 발생된 절리가 일부분에만 형성된다 하여도 앵커공 내부의 전체 영역이 하나의 공간이기 때문에 앵커공의 전체 영역에 충진된 그라우트 내부에 공극이 발생되어 실질적인 보강이 이루어지지 않게 된다.

따라서, 앵커공 내부의 충진된 그라우트의 강도를 측정하기란 상당히 어렵고, 작업시간도 상당히 소요됨으로써 공기의 확대로 인한 시공비 등의 부대비용이 증대되는 문제점이 발생된다. 또한, 앵커공에 충진되는 그라우트가 절리에 의한 그라우트 내부의 공극 존재상태를 확인하지 못하고 연약지반, 사면보강 등의 앵커공사를 수행하게 됨으로써, 부실시공에 따른 유지보수 비용의 증대와 지반 붕괴로 인한 대형 사고가 발생될 수 있는 문제점이 발생된다.

또한, 종래의 지반보강공법은 토사와 같은 연약지반은 앵커공에 삽입되는 앵커의 선단 정착부에서 집중적으로 하중이 인가되어 구조적으로 불안정한 문제점이 발생되어 앵커공을 깊게 천공하여 앵커공에 삽입되는 정착부의 길이가 길게 형성됨으로써, 깊이를 길게 형성하기 위한 앵커공의 작업시간의 증대와 정착부의 길이가 길어지게 되어 설치비용이 증가되는 문제점이 발생되고 있다.

그리고, 앞선 상술한 바와 같이, 지반보강공법에서 인장을 위한 선행작업으로 앵커공 내에 앵커의 내하체 즉 정착장이 지반에 정착되도록 하기 위해 시멘트밀크 그라우팅, 레진, 선단정착앵커를 사용한다. 그러나, 기존의 그라우팅, 레진은 양생시간이 일정시간 필요로 하기 때문에 앵커공 내부의 지반변형이 진행중이거나 용수가 있는 경우 인장을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 기존 선단정착앵커의 경우 그라우팅 없이 곧바로 인장을 수행하게 되면 지압정착되는 선단정착부의 버팀응력이 작아 인장시 앵커공으로부터 일탈되는 문제점이 있어 소요 인장응력을 얻기라 상당히 어려운 문제점이 있다.

또한, 토사와 같은 지반의 성격은 앵커공의 붕괴염려가 증가하고, 이에 따른 빠른 시공이 요구되는 바, 앵커공 천공시 지반의 상태를 고려하고, 이후 설계에 반영하여 지반에 적합한 선단정착구를 미리 준비하지 못하게 되면 시공시간이나 작업시간의 증대가 불가피하다.

더욱이, 지반에 정착된 선단정착구의 정착날개가 펼쳐져 지반에 고정되었는지 유무는 실질적으로 인장부재의 인장을 통해서만이 알 수 있는 것으로, 선단정착구의 정착날개가 펼쳐지지 않는 불량이 발생되면 사실상 외부에서 인장부재의 인장과정에서만 확인이 가능하여 시공불량을 초래하는 문제가 빈번하고, 이로 인해 재시공해야 하는 문제로 인해 이 역시 시공시간의 증대와 시공비 상승을 초래하게 되는 문제가 있었다.

대한민국 특허등록 제10-0998587호, 등록일자 2010년 11월 30일.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 선단정착구의 정착날개가 전류가 통하는 저항값이 큰 와이어 형태의 저항선에 의해 고정되고, 전류를 인가함에 따라 저항선이 발열에 의해 단선(breaking of wire, cut of wire, 斷線)되면서 정착날개가 앵커공 내주연의 지반측으로 확장하여 정착되도록 토사의 지반의 특성에 적합하도록 토사용 선단정착구를 형성함으로써, 지반에 천공된 앵커공에 삽입되는 앵커의 선단 정착부에서 집중적으로 하중이 인가되어 구조적으로 불안정한 문제를 해결하고, 토사의 지반상태에 적합한 선단정착구의 시공을 통해 시공시간 단축 및 시공비 절감이 가능한 지반보강공법의 토사용 선단정착구를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전류를 인가하여 저항에 의해 발생되는 발열에 의해 저항선이 단선됨에 따라 저항선을 통한 전류의 흐름이 차단되어 정착날개의 확장유무 확인이 현장에서 실시간 가능하여 후속 시공인 인장부재의 인장공정을 빠르게 실시할 수 있어 시공시간의 단축 및 시공비 절감, 시공불량의 최소화를 가져올 수 있는 지반보강공법의 토사용 선단정착구를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구는 앵커공(A) 내부에 삽입되는 인장부재(W)와, 상기 인장부재(W)의 일단측에 결합되어 앵커공(A) 내부에 인장부재(W)와 함께 삽입되는 선단정착구(S)를 포함하는 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 있어서, 상기 토사용 선단정착구(S)는 앵커공 내주연 지반측 일방향으로 탄성수단에 의해 탄성력이 인가되어 상기 인장부재(W)가 삽입되는 앵커공측으로 예각을 이루도록 상기 앵커공(A)의 축선상에서 앵커공 내주연 지반측으로 회동되어 확장되는 정착날개가 형성되고, 토사의 지반에 대응되도록 구성된 선단정착구(100)와; 상기 선단정착구(100)의 정착날개가 인장부재(W) 인장 전에 확장되지 않도록 고정제어하고, 외부로부터의 전원 공급에 의한 저항 발열로 인해 단선되어 선단정착구의 정착날개가 앵커공(A)의 내측 토사의 지반측 일방향으로 확장되도록 형성된 정착날개 확장제어부재(300);로 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 선단정착구(100)는 상기 정착날개 확장제어부재(300)에 의해 확장제어되고, 적어도 2개 이상이 구비되어 앵커공 내측 지반측으로 확장되는 정착날개(110)와; 일단에 상기 정착날개(110)가 앵커공(A) 내측 토사의 지반측으로 일방향 회동하도록 결합되는 회동결합부(122)가 형성되고, 타단 외주연에 수나사가 형성된 캡체결부(124)가 형성되며, 상기 회동결합부(122)측 일단에서 수나사측 타단으로 인장부재(W)가 관통결합되도록 인장웨지통공(126)이 적어도 하나 이상 관통형성되어 상기 앵커공(A) 내측으로 삽입되는 정착헤드(120)와; 상기 정착헤드(120)의 회동결합부(122)에 결합되고, 상기 정착날개(110) 내측에서 앵커공 내측 지반으로 탄성력이 인가되도록 판스프링, 코일스프링, 토션스프링 중 어느 하나로 마련된 탄성수단(130)과; 상기 정착헤드(120)의 인장웨지통공(126)에 끼움결합된 인장부재(W)가 인장웨지통공(126)으로부터 이탈되지 않고 고정되도록 인장부재(W) 선단 외주연에 반분된 상태로 대응결합되는 웨지부재(140)와; 상기 정착헤드(120)의 캡체결부(124)에 나사체결결합되어 정착헤드(120) 선단을 보호하도록 마련된 두부캡(150);으로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 정착날개 확장제어부재(300)는 앵커공(A) 외부로부터 전원의 인가에 따라 정착날개의 확장제어 및 전기의 통선 유무에 따라 정착날개의 확장여부를 현장에서 실시간 확인이 가능하도록 형성되되, 상기 선단정착구(100)의 서로 마주보는 각각의 정착날개 내측 일면에 결합되는 탭링볼트(310)와; 상기 선단정착구(100)의 각각의 정착날개에 결합된 상기 탭링볼트(310)에 결합되어 정착날개가 확장되지 않도록 고정하고, 앵커공 외부로부터 전원이 인가되면 전기저항에 의해 발열 단선되어 정착날개의 고정이 해제되어 앵커공 내주연 토사의 지반측으로 탄성수단(1300)의 탄성력에 의해 각각의 정착날개가 확장되도록 마련된 전기저항선(320);으로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 탭링볼트(310)는 상기 전기저항선(320)의 발열에 의해 쉽게 녹아내릴 수 있도록 플라스틱으로 형성되어 전기저항선(320)의 발열에 의한 단선이 되지 않을 경우 탤링볼트(310)가 전기저항선의 발열에 의해 녹아 선단정착구(100)의 각각의 정착날개가 탄성수단(130)의 탄성력에 의해 앵커공 내측 토사의 지반으로 확장되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 인장부재(W)는 강선와이어, 락볼트, 소일네일 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 선단정착구의 정착날개가 전류가 통하는 저항값이 큰 와이어 형태의 저항선에 의해 고정되고, 전류를 인가함에 따라 저항선이 발열에 의해 단선(breaking of wire, cut of wire, 斷線)되면서 정착날개가 앵커공 내주연의 지반측으로 확장하여 정착되도록 토사의 지반의 특성에 적합하도록 토사용 선단정착구를 형성함으로써, 지반에 천공된 앵커공에 삽입되는 앵커의 선단 정착부에서 집중적으로 하중이 인가되어 구조적으로 불안정한 문제를 해결하고, 토사의 지반상태에 적합한 선단정착구의 시공을 통해 시공시간 단축 및 시공비 절감이 가능하고, 전류를 인가하여 저항에 의해 발생되는 발열에 의해 저항선이 단선됨에 따라 저항선을 통한 전류의 흐름이 차단되어 정착날개의 확장유무 확인이 현장에서 실시간 가능하여 후속 시공인 인장부재의 인장공정을 빠르게 실시할 수 있어 시공시간의 단축 및 시공비 절감, 시공불량의 최소화를 가져올 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 설치상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 확장전 측면 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 확장후 측면 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 확장된 상태의 전체 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다수의 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 실시예에 따른 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 설치상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 전체 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 확장전 측면 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 확장후 측면 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 확장된 상태의 전체 사시도이다.

본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구는 앵커공 내측 지반에 정착하여 고정되는 정착날개가 전류가 통하는 저항값이 큰 와이어로 형성된 저항선에 의해 고정되고, 전류를 인가함에 따라 와이어 형태의 저항선이 발열되어 단선(breaking of wire, cut of wire, 斷線)되면서 정착날개가 앵커공 내주연으로 확장하면서 정착되도록 구성함으로써, 앵커공에 선단정착구의 삽입이 용이하고, 정착날개의 확장을 용이하게 실시할 수 있으며, 정착날개의 확장유무를 전기의 통선유무에 따라 현장에서 실시간으로 쉽게 확인가능하여 정착날개의 확장여부에 따른 인장시공의 시점을 빠르게 파악하여 시공가능함에 따라 시공시간 단축이 가능하고, 이에 따른 공기의 단축을 통해 시공비 절감을 가져올 수 있다. 또한, 정착날개의 확장유무를 빠르게 파악할 수 있어 정착날개의 확장 불량에 따른 선단정착구의 재시공 등의 불필요한 과정이 필요없고, 빠른 시공과 함께 높은 시공품질을 제공할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구는 토사의 지반의 성질에 따른 선단정착구로 토사의 현장 지반에 빠른 대처가 가능하고, 이에 따른 시공품질 및 시공시간단축을 확보할 수 있도록 형성된 것으로, 통상의 앵커공(A) 내부에 삽입되는 인장부재(W)와, 상기 인장부재(W)의 일단측에 결합되어 앵커공(A) 내부에 인장부재(W)와 함께 삽입되는 토사용 선단정착구를 포함하되, 본 발명에 따른 토사용 선단정착구는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 선단정착구(100), 정착날개 확장제어부재(300)로 구성된다.

상기 선단정착구(100)는 토사로 형성된 지반에 적합한 것으로, 앵커공 내주연 지반측 일방향으로 후술되는 탄성수단에 의해 탄성력이 인가되어 인장부재(W)가 삽입되는 앵커공측으로 예각을 이루도록 상기 앵커공(A)의 축선상에서 앵커공 내주연 지반측으로 회동되어 확장되는 정착날개가 형성되고, 토사의 지반에 대응되도록 구성된다. 여기서, 상기 선단정착구(100)의 정착날개는 탄성수단의 탄성력에 의해 앵커공(A)의 내주연 지반측으로 확장되되, 최초 앵커공(A) 삽입시, 정착날개가 확장되지 않은 상태를 유지하도록 후술되는 정착날개 확장제어부재(300)에 의해 확장이 제어된 상태로 삽입되고, 이후, 정착날개 확장제어부재(300)의 전기 저항에 의한 전기저항선의 발열 단선으로 정착날개의 확장제어가 해제됨에 따라 탄성수단에 의해 앵커공 지반측으로 확장된다.

이와 같은 상기 선단정착구(100)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 정착날개(110), 정착헤드(120), 탄성수단(130)으로 구성된다.

상기 정착날개(110)는 후술되는 정착날개 확장제어부재(300)에 의해 확장제어되고, 적어도 2개 이상이 구비되어 앵커공 내측 지반측으로 확장된다. 여기서, 상기 정착날개(110)가 서로 마주보는 내측에는 후술되는 정착날개 확장제어부재(300)의 탭링볼트가 결합되고, 탭링볼트의 링형의 두부에 전기저항선이 걸쳐 정착날개 확장제어부재에 의해 정착날개가 앵커공 지반측으로 확장되지 않도록 제어한다. 이후, 상기 정착날개(110)가 앵커공 지반측으로 확장되기 위해서는 후술되는 탄성수단의 탄성력에 의해 확장되는 것으로, 이때, 상기 정착날개(100)는 정착날개 확장제어부재의 전기저항선에 의해 제어되어 있기 때문에 외부에서 전원의 인가에 따라 전기저항선이 발열되면서 단선되고, 전기저항선의 단선에 의해 토사용 정착날개의 확장제어가 해제되면서 탄성수단의 탄성력에 의해 앵커공 지반측으로 확장되는 것이다.

상기 정착헤드(120)는 전술한 정착날개(110)의 회동기준이 되도록 마련되는 것으로, 일단에 상기 정착날개(110)가 앵커공(A) 내측 지반측으로 일방향 회동하도록 결합되는 회동결합부(122)가 형성되고, 타단 외주연에 후술되는 두부캡이 결합되도록 수나사가 형성된 캡체결부(124)가 형성되며, 상기 회동결합부(122)측 일단에서 수나사측 타단으로 인장부재(W)의 선단이 관통고정되도록 인장웨지통공(126)이 적어도 하나 이상 관통형성되어 상기 앵커공(A) 내측으로 삽입된다.

여기서, 상기 정착헤드(120)의 회동결합부(122)는 정착날개(110)가 중심 센터측으로 좁혀지지 않도록 제한하고, 후술되는 탄성수단에 의해 앵커공의 지반측으로 확장되도록 정착헤드 외주연의 회동결합부(122)측이 개방된 상태로 형성된다. 여기서, 회동결합부(122)에는 후술되는 탄성수단이 결합되어 정착날개가 앵커공 지반측으로 확장되도록 결합된다.

한편, 인장웨지통공(126)은 인장부재(W) 선단이 관통되어 체결되도록 형성된 것으로, 인장부재(W)의 종류로 강연선, 락볼트, 소일네일 중 선택된 인장부재에 따라 인장웨지통공(126)의 위치가 결정될 수 있다. 이와 같은 변형은 최초 구성에서 벗어나지 않는 변형으로 볼 발명에 속하게 되는 것이다.

상기 탄성수단(130)은 앞서도 상술한 바와 같이, 정착날개(110)가 앵커공(A) 내측 지반측으로 회동하도록 탄성력을 인가하는 것으로, 상기 정착헤드(120)의 회동결합부(122)에 결합되고, 상기 정착날개(110) 내측에서 앵커공 내측 지반으로 탄성력이 인가되도록 판스프링, 코일스프링, 토션스프링 중 어느 하나로 마련된다.

상기 웨지부재(140)는 외주연의 직경이 일단에서 타단으로 확대되는 콘형상과 같이 형성되되, 상기 정착헤드(110)의 인장웨지통공(126)에 끼움결합된 인장부재(W)가 인장웨지통공(126)으로부터 이탈되지 않고 고정되도록 인장부재(W) 선단 외주연에 반분된 상태로 대응결합된다.

상기 두부캡(150)은 앞서 잠시 언급한 바와 같이, 앵커공 삽입시, 용이하게 삽입이 가능하도록 끝단이 곡률진 삼각뿔 형상으로 형성하고, 흙이나 암석파편 등으로부터 선단정착구의 선단을 보호하고자 형성된 것으로, 상기 정착헤드(110)의 캡체결부(124)에 체결결합되어 정착헤드(110) 선단을 보호하도록 마련된다.

한편, 상기 정착날개 확장제어부재(300)는 앞서 언급한 바와 같이, 정착날개의 확장을 제어하여 앵커공(A) 내로 삽입이 용이하도록 하고, 삽입된 상태에서 탄성수단의 탄성력에 의해 정착날개의 앵커공 내측 지반측으로의 최초 확장을 위해 전기저항에 의한 발열에 의한 정착날개 확장제어부재에 의해 확장제어된 상태를 해제하여 정착날개가 앵커공 지반측으로 확장되도록 마련된 것으로, 정착날개 확장제어부재(300)는 상기 선단정착구(100)의 정착날개가 인장부재 인장 전에 확장되지 않도록 고정제어하고, 외부로부터의 전원 공급에 의한 저항 발열로 인해 단선되어 선단정착구의 정착날개가 앵커공(A)의 내측 지반측 일방향으로 확장되도록 형성된다.

이와 같은 상기 정착날개 확장제어부재(300)는 앵커공(A) 외부로부터 전원의 인가에 따라 정착날개의 확장제어 및 전기의 통선 유무에 따라 정착날개의 확장여부를 현장에서 실시간 확인이 가능하도록 형성되되, 탭링볼트(310), 전기저항선(320)으로 구성된다.

상기 탭링볼트(310)는 볼트 두부가 링형상으로 형성된 볼트로, 선단정착구(100)의 서로 마주보는 각각의 정착날개 내측 일면에 결합된다. 여기서, 상기 탭링볼트(310)는 후술되는 전기저항선(320)의 발열에 의해 쉽게 녹아내릴 수 있도록 플라스틱으로 형성되어 전기저항선(320)의 발열에 의한 단선이 되지 않을 경우 탤링볼트(310)가 전기저항선의 발열에 의해 녹아 선단정착구(100)의 정착날개가 탄성수단(130)의 탄성력에 의해 앵커공 내측 지반으로 확장되도록 마련된다.

상기 전기저항선(320)은 전기가 인가되면 전기저항이 크게 형성되어 발열을 일으키게 되고, 이로 인해 일정 온도이상이 되면 스스로 단선되는 것으로, 니켈-크롬선이 주로 사용된다. 이와 같은, 상기 전기저항선(320)은 제1,2선단정착구(100)의 각각의 정착날개에 결합된 상기 탭링볼트(310)에 결합되어 정착날개가 확장되지 않도록 고정하고, 앵커공 외부로부터 전원이 인가되면 전기저항에 의해 발열 단선되어 정착날개의 고정이 해제되어 앵커공 내주연 지반측으로 탄성수단(130)의 탄성력에 의해 각각의 정착날개가 확장되도록 마련된다.

한편, 상기 전기저항선(320)이 계속된 발열에도 단선이 되지 않을 경우에는 지속적으로 전원을 인가하여 발열하도록 하고, 발열에 의해 앞서 상술한 바와 같이 탭링볼트의 링형상의 볼트 두부가 녹아내려 전기저항선(320)이 탭링볼트로부터 이탈되어 정착날개가 탄성수단에 의해 확장되도록 하여도 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 지반보강공법의 토사용 선단정착구는 토사의 지반에 천공된 앵커공에 사용이 가능한 것으로, 본 발명의 구성에서 인장부재(W)를 강선와이어, 락볼트, 소일네일 중 어느 하나로 선정하여 형성함에 따라 락볼트, 소일네일 시공이 가능하고, 동일 기술범주에 속하여 통상의 지식을 가진 자라면 간편하게 수정하여 실시가 가능함이 명백하다.

따라서, 본 발명은 영구앵커 이외에도 락볼트 및 소일네일에 적용이 가능한 구성으로 인장부재(W)가 결합되는 각부의 구성의 위치변화만으로 충분히 달성이 가능하다.

이에 본 발명에 따른 구성을 통해 지반보강공법의 토사용 선단정착구의 작동관계를 살펴보면 우선, 앵커공이 시공되는 토사의 지면의 지반성질을 고려하여 빠르고 신속하게, 높은 품질의 시공을 위해 앵커공(A)이 시공되면 앵커공으로 본 발명의 선단정착구를 앵커공(A) 내로 빠르게 삽입한다.

이후, 선단정착구가 앵커공(A)에 시공되는 위치로 삽입된 상태에서 전원을 인가한다. 전원인가에 따라 전류는 정착날개 내측에 탭링볼트의 링형상의 볼트두부에 각각 결합하여 정착날개가 탄성수단에 의해 확장되지 않도록 전기저항선에 의해 상호 연결되어 확장제어된 상태를 유지하면서 발열이 시작된다.

이후, 전기저항선이 계속해서 발열하면서 단선이 되거나 전기저항선의 발열에 의해 탭링볼트의 링형상의 볼트 두부가 녹아, 전기저항선이 걸쳐있던 탭링볼트의 볼트두부로부터 결합이 해제되면서 정착날개가 탄성수단에 의해 앵커공 내측 지반측으로 확장된다.

다음으로, 인장부재(W)의 인장이 시작되고, 이에 따라 정착헤드에 결합되어 확장된 정착날개는 앵커공(A) 토사의 지반 내주연에 일단이 박히게 되면서 앵커공 내측 지반측으로 완전히 확장되면서 고정하게 된다.

따라서, 이와 같은 각각의 정착날개의 고정에 의해 인장부재(W)의 인장이 원할하게 이루어진다. 또한, 인장부재의 인장 전, 각각의 정착날개의 확장유무를 단선을 통한 전기의 통선 유무를 통해 정착날개의 확장유무를 현장에서 실시간으로 빠르게 확인이 가능하기 때문에 인장부재의 인장시공을 보다 빠르게 전개가 가능하여 전체 시공시간 및 시공비의 절감을 가져올 수 있을 뿐만 아니라, 시공품질에 대한 빠른 파악을 통해 현장 대처시간을 현저히 줄여 작업자가 보다 수월한 시공작업이 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로서 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고, 기술사상 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 변형 및 수정이 가능함은 명백한 것이며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

100 : 선단정착구 110 : 정착날개
120 : 정착헤드 122 : 회동결합부
124 : 캡체결부 126 : 인장웨지통공
130 : 탄성수단 140 : 웨지부재
150 : 두부캡 300 : 정착날개 확장제어부재
310 : 탭링볼트 320 : 전기저항선
A : 앵커공 S : 토사용 선단정착구
W : 인장부재

Claims

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앵커공(A) 내부에 삽입되는 인장부재(W)와, 상기 인장부재(W)의 일단측에 결합되어 앵커공(A) 내부에 인장부재(W)와 함께 삽입되는 선단정착구(S)를 포함하는 지반보강공법의 토사용 선단정착구에 있어서, 상기 토사용 선단정착구(S)는 앵커공 내주연 지반측 일방향으로 탄성수단에 의해 탄성력이 인가되어 상기 인장부재(W)가 삽입되는 앵커공측으로 예각을 이루도록 상기 앵커공(A)의 축선상에서 앵커공 내주연 지반측으로 회동되어 확장되는 정착날개가 형성되고, 토사의 지반에 대응되도록 구성된 선단정착구(100)와; 상기 선단정착구(100)의 정착날개가 인장부재(W) 인장 전에 확장되지 않도록 고정제어하고, 외부로부터의 전원 공급에 의한 저항 발열로 인해 단선되어 선단정착구의 정착날개가 앵커공(A)의 내측 토사의 지반측 일방향으로 확장되도록 형성된 정착날개 확장제어부재(300);로 형성된 것으로, 상기 선단정착구(100)는 상기 정착날개 확장제어부재(300)에 의해 확장제어되고, 적어도 2개 이상이 구비되어 앵커공 내측 지반측으로 확장되는 정착날개(110)와; 일단에 상기 정착날개(110)가 앵커공(A) 내측 토사의 지반측으로 일방향 회동하도록 결합되는 회동결합부(122)가 형성되고, 타단 외주연에 수나사가 형성된 캡체결부(124)가 형성되며, 상기 회동결합부(122)측 일단에서 수나사측 타단으로 인장부재(W)가 관통결합되도록 인장웨지통공(126)이 적어도 하나 이상 관통형성되어 상기 앵커공(A) 내측으로 삽입되는 정착헤드(120)와; 상기 정착헤드(120)의 회동결합부(122)에 결합되고, 상기 정착날개(110) 내측에서 앵커공 내측 지반으로 탄성력이 인가되도록 판스프링, 코일스프링, 토션스프링 중 어느 하나로 마련된 탄성수단(130)과; 상기 정착헤드(120)의 인장웨지통공(126)에 끼움결합된 인장부재(W)가 인장웨지통공(126)으로부터 이탈되지 않고 고정되도록 인장부재(W) 선단 외주연에 반분된 상태로 대응결합되는 웨지부재(140)와; 상기 정착헤드(120)의 캡체결부(124)에 나사체결결합되어 정착헤드(120) 선단을 보호하도록 마련된 두부캡(150);으로 형성되고, 상기 정착날개 확장제어부재(300)는 앵커공(A) 외부로부터 전원의 인가에 따라 정착날개의 확장제어 및 전기의 통선 유무에 따라 정착날개의 확장여부를 현장에서 실시간 확인이 가능하도록 형성되되,
상기 선단정착구(100)의 서로 마주보는 각각의 정착날개 내측 일면에 결합되는 탭링볼트(310)와;
상기 선단정착구(100)의 각각의 정착날개에 결합된 상기 탭링볼트(310)에 결합되어 정착날개가 확장되지 않도록 고정하고, 앵커공 외부로부터 전원이 인가되면 전기저항에 의해 발열 단선되어 정착날개의 고정이 해제되어 앵커공 내주연 토사의 지반측으로 탄성수단(1300)의 탄성력에 의해 각각의 정착날개가 확장되도록 마련된 전기저항선(320);으로 형성된 것을 특징으로 하는 지반보강공법의 토사용 선단정착구.
제 3항에 있어서,
상기 탭링볼트(310)는 상기 전기저항선(320)의 발열에 의해 쉽게 녹아내릴 수 있도록 플라스틱으로 형성되어 전기저항선(320)의 발열에 의한 단선이 되지 않을 경우 탤링볼트(310)가 전기저항선의 발열에 의해 녹아 선단정착구(100)의 각각의 정착날개가 탄성수단(130)의 탄성력에 의해 앵커공 내측 토사의 지반으로 확장되도록 마련된 것을 특징으로 하는 지반보강공법의 토사용 선단정착구.
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