KR102017848B1 - 풍선형 국부 확장 앵커장치 - Google Patents

풍선형 국부 확장 앵커장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치는: 성토 지반을 천공한 천공 홀의 내부로 삽입되며, 외관을 형성하고, 외주 상에는 그라우팅 통공이 길이방향을 따라 일정한 간격마다 천공 형성된 파형관; 상기 파형관의 내부로 길이방향을 따라 설치되며, 인발 반복시 인장력이 저장되도록 구비된 복수의 인장 강선; 상기 인장 강선들과 함께 상기 파형관의 내부로 길이방향을 따라 설치되며, 외부로부터는 그라우트가 주입되어 상기 파형관의 내부로 채워지도록 하는 그라우트 주입 호스; 상기 파형관의 전방에 구비되어 상기 인장 강선들을 고정하는 내하체 헤드; 및, 탄성 재질로 마련되고, 상기 파형관을 둘러싸도록 감싸며, 상기 파형관에 후방이 고정되고, 상기 내하체 헤드에 전방이 고정되어 상기 파형관의 내부로 채워진 그라우트가 상기 그라우팅 통공을 통해 유출됨에 따라 점차 부풀어올라 천공 홀에 밀착되도록 구비된 풍선형 팩;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 앵커장치가 파형관만으로는 인장력 확보가 불안정한 지층에 형성된 천공 홀에 영구적으로 시공되더라도 강연선의 인장력이 충분히 확보되도록 천공 홀의 내벽과의 마찰력이 증대되도록 할 수 있고, 앵커가 천공 홀의 내에서 고정되는 강도가 집중적으로 충분히 확보되도록 함으로써, 내구성 및 시공의 용이성이 향상되도록 할 수 있는 풍선형 국부 확장 앵커장치를 제공할 수 있다.

Description

풍선형 국부 확장 앵커장치 {balloon type intensively expandable anchor apparatus}
본 발명은 풍선형 국부 확장 앵커장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매립성토 또는 경사면 성토 지반을 천공한 천공 홀의 내부로 삽입되며, 파형관만으로는 PC강연선의 인장력 확보가 불안정한 지층에서 가압 그라우팅시 내부로 주입되는 그라우트에 의해 견고한 기초구조가 영구적으로 용이하게 시공되도록 할 수 있는 풍선형 국부 확장 앵커장치에 관한 것이다.
일반적으로, 어스앵커 공법은 흙막이 벽에 구멍을 뚫어 철근이나 PC강선을 집어넣은 다음, 모르타르를 그라우팅(grouting)하여 채우고 뒷면에 앵커를 만들어 흙막이 벽을 잡아매는 공법으로 버팀대 대신 흙막이 벽을 어스 드릴(earth drill)로 구멍 뚫은 뒤 그 속에 철근이나 PC강선 등의 인장재를 넣고, 그 주위를 모르타르로 그라우팅하여 굳힌 다음 외부에서 PC강선이나 철근 등에 인장력을 가해 정착시키는 흙막이 공법이다.
그러나, 이러한 어스앵커 공법은 주입재 유실이 발생하기 쉬운 지층 및 마찰 저항력이 작은 지층에서 시공시 앵커공 내부의 주입재가 유실되어 마찰력을 기대할 수 없거나, 지반의 전단 강도가 작아 인장력을 발휘할 수 없게 된다. 또한, 주입재의 유실이 발생할 경우 소요 인장력 확보를 위해 주변공극을 메워야 할 정도로 상당히 많은 주입이 필요하다.
최근에는 앵커(anchor) 공법이 제안되고 있는데, 앵커공법이란 정착부에 설치된 앵커 내부에 그라우팅을 가압 주입하여 확공 양생된 정착 구근과 지반을 밀착시키는 것이다.
종래기술에 따른 앵커장치의 일 예가 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0426625호(2006년09월08일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
그러나, 종래기술에 따른 앵커장치에 의하면 천공 홀의 내부로 삽입되어 영구적으로 시공되는 경우에는 강연선의 인장력이 충분히 확보되지 못하고 앵커가 천공 홀의 내에서 고정되는 강도가 충분히 확보되지 못하여 내구성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 실용신안 등록번호 제20-0426625호(2006년09월08일자 등록)
본 발명의 목적은, 앵커장치가 파형관만으로는 인장력 확보가 불안정한 지층에 형성된 천공 홀에 영구적으로 시공되더라도 강연선의 인장력이 충분히 확보되도록 천공 홀의 내벽과의 마찰력이 증대되도록 할 수 있고, 앵커가 천공 홀의 내에서 고정되는 강도가 집중적으로 충분히 확보되도록 하여 내구성 및 시공의 용이성이 향상되도록 할 수 있는 풍선형 국부 확장 앵커장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치는: 성토 지반을 천공한 천공 홀의 내부로 삽입되며, 외관을 형성하고, 외주 상에는 그라우팅 통공이 길이방향을 따라 일정한 간격마다 천공 형성된 파형관; 상기 파형관의 내부로 길이방향을 따라 설치되며, 인발 반복시 인장력이 저장되도록 구비된 복수의 인장 강선; 상기 인장 강선들과 함께 상기 파형관의 내부로 길이방향을 따라 설치되며, 외부로부터는 그라우트가 주입되어 상기 파형관의 내부로 채워지도록 하는 그라우트 주입 호스; 상기 파형관의 전방에 구비되어 상기 인장 강선들을 고정하는 내하체 헤드; 및, 탄성 재질로 마련되고, 상기 파형관을 둘러싸도록 감싸며, 상기 파형관에 후방이 고정되고, 상기 내하체 헤드에 전방이 고정되어 상기 파형관의 내부로 채워진 그라우트가 상기 그라우팅 통공을 통해 유출됨에 따라 점차 부풀어올라 천공 홀에 밀착되도록 구비된 풍선형 팩;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 풍선형 팩은 고무 또는 합성수지 재질로 마련된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 내하체 헤드의 전방에는 지지 바아가 구비되어 상기 풍선형 팩의 전방은 이들 연결부위에 고정된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 앵커장치가 파형관만으로는 인장력 확보가 불안정한 지층에 형성된 천공 홀에 영구적으로 시공되더라도 강연선의 인장력이 충분히 확보되도록 천공 홀의 내벽과의 마찰력이 증대되도록 할 수 있고, 앵커가 천공 홀의 내에서 고정되는 강도가 집중적으로 충분히 확보되도록 함으로써, 내구성 및 시공의 용이성이 향상되도록 할 수 있는 풍선형 국부 확장 앵커장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치의 확장 전 상태의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치의 확장 후 상태의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 2의 파형관의 내부 구성을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 “A”영역을 확대 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치의 확장 후 외관을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 성토 지반을 천공한 천공 홀의 내부로 삽입되며 외관을 형성하고 외주 상에는 그라우팅 통공(110)이 길이방향을 따라 일정한 간격마다 천공 형성된 파형관(100)과, 파형관(100)의 내부로 길이방향을 따라 설치되며 인발 반복시 인장력이 저장되도록 구비된 복수의 인장 강선(200)과, 인장 강선(200)들과 함께 파형관(100)의 내부로 길이방향을 따라 설치되며 외부로부터는 그라우트가 주입되어 파형관(100)의 내부로 채워지도록 하는 그라우트 주입 호스(300)와, 파형관(100)의 전방에 구비되어 인장 강선(200)들을 고정하는 내하체 헤드(400)와, 탄성 재질로 마련되고 파형관(100)을 둘러싸도록 감싸며 파형관(100)에 후방이 고정되고 내하체 헤드(400)에 전방이 고정되어 파형관(100)의 내부로 채워진 그라우트가 그라우팅 통공(110)을 통해 유출됨에 따라 점차 부풀어올라 천공 홀에 밀착되도록 구비된 풍선형 팩(500)을 포함한다.
이에 따라, 앵커장치가 파형관만으로는 인장력 확보가 불안정한 지층에 형성된 천공 홀(미도시)에 영구적으로 시공되더라도 인장 강선(200)들의 인장력이 충분히 확보되도록 풍선형 팩(500)이 점차 부풀어올라 천공 홀의 내벽과의 마찰력이 증대되도록 할 수 있고, 앵커가 천공 홀의 내에서 고정되는 강도가 점차 부풀어올라 팽창된 풍선형 팩(500)에 의해 집중적으로 충분히 확보되도록 함으로써, 내구성 및 시공의 용이성이 향상되도록 할 수 있는 풍선형 국부 확장 앵커장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치의 풍선형 팩(500)의 확장 전 상태의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 풍선형 팩(500)의 확장 후 상태의 구성을 도시한 도면이다.
파형관(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 외주면이 복수의 파형 형상을 이루도록 마련되고 내부에 인장 강선(200)들이 삽입되어 인장 강선(200)들을 감싸도록 구비되며, 파형관(100)과 인장 강선(200)들의 사이에는 외부에서의 펌핑 등에 의한 가압 그라우팅시 주입되는 그라우트가 내부로 채워지도록 이격된 공간을 갖는다.
인장 강선(200)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, PC 강연선(prestressing strand)으로서, 외부의 유압실린더와 같은 장치에 일측이 고정되어 인발시 늘어났다가 인발 해제시 다시 수축되며 내부에 인장력이 저장되도록 한다.
본 발명의 일실시예로서, 인장 강선(200)은 장기간 인장력이 확보되고 내식성이 확보되도록 그리스(grease) 충진이 되어 있는 강연선을 사용하는 것이 바람직하다.
그라우트 주입 호스(300)는 파형관(100)의 내부로 그라우트를 가압 주입하도록 고무나 합성수지재질로 마련될 수 있지만, 그라우팅시 파형관(100)의 내부로 채워지는 그라우트로부터 가해지는 압력에 대해 충분히 견딜 수 있는 재질로 마련된다.
내하체 헤드(400)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 파형관(100)의 전방에 구비되어 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치가 수직으로 세워져 천공 홀의 내부로 삽입시 하부에 배치되게 구비되고, 파형관(100)의 내부를 관통하는 인장 강선(200)들이 모아져 고정되도록 구비된다.
이때, 내하체 헤드(400)와 파형관(100)은 별도의 관으로 연결할 수 있도록 관 내부에 탭(tap) 가공이 이뤄지도록 할 수 있다.
풍선형 팩(500)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그라우트의 주입시 그라우트 압력에 의해 탄성을 갖고 부풀어오를 수 있도록 고무 또는 합성수지 재질로 마련된 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치가 천공 홀에 시공된 후, 파형관(100)의 내부로 주입되어 가득 채워지게 된 그라우트가 그라우팅 통공(110)을 통해 유출되어 파형관(100)과 풍선형 팩(500) 사이의 공간으로 점차 채워지게 됨에 따라 앵커장치의 선단부, 즉 풍선형 팩(500)의 하부가 점차 집중적으로 부풀어올라 천공 홀에 밀착되게 함으로써, 천공 홀의 내벽과의 마찰력이 증대되어 앵커가 천공 홀의 내에서 고정되는 강도가 집중적으로 충분히 확보되도록 할 수 있다.
여기서, 풍선형 팩(500)의 외측은 철망으로 둘러싸여 보호되도록 함으로써, 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치를 천공 홀에 삽입시 풍선형 팩(500)이 손상되는 것이 방지되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 풍선형 팩(500)은 고무 또는 합성수지 재질로 마련된 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 풍선형 팩(500)은 천과 같은 직물로 마련되도록 할 수도 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 풍선형 팩(500)은 외측으로 감싸지며 결속되는 팩 고정 밴드(510)에 의해 파형관(100)에 후방이 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
팩 고정 밴드(510)는 파형관(100)에 감싸진 풍선형 팩(500)의 후방을 외측에서 감싸며 고정하도록 일측에 힌지(미도시)가 마련되고 타측에 볼트, 너트와 같은 체결수단이 결합 되도록 마련될 수 있다.
또한, 풍선형 팩(500)의 전방도 별도의 밴드로 감싸져 고정되도록 함으로써, 그라우트의 주입시 그라우트의 압력에 의해 풍선형 팩(500)이 터지게 되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파형관(100)에는 팩 고정 밴드(510)의 상부로부터 이격 배치되게 상부 밴드(520)가 파형관(100)을 감싸며 고정되게 결합 되며, 상부 밴드(520)와 팩 고정 밴드(510)의 사이에는 파형관(100)의 둘레를 따라서 다수의 스프링 형상의 내진 댐퍼(530)가 일정 간격마다 구비된 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치가 천공 홀에 시공된 이후, 지진 등의 진동 충격이 가해지더라도 내진 댐퍼(530)에 의해 충격이 흡수되며 진동이 감쇠 되어 시공 상태가 파손이나 손상됨이 없이 견고히 유지되도록 할 수 있다.
여기서, 상부 밴드(520) 또한 팩 고정 밴드(510)와 마찬가지로 일측에는 힌지가 마련되고 타측에는 볼트, 너트와 같은 체결수단이 결합 되도록 마련될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 내하체 헤드(400)의 전방에는 선단 보호구로서 지지 바아(600)가 구비되어 풍선형 팩(500)의 전방은 이들 연결부위에 고정된 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치가 천공 홀의 내부로 삽입되면 지지 바아(600)가 천공 홀의 바닥에 닿아 앵커장치를 지지하게 됨으로써, 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치의 시공시 앵커장치의 파손이나 손상 등이 발생 됨이 없이 안전한 시공이 이뤄지도록 할 수 있고, 시공 후에도 앵커장치가 천공 홀의 심부 지반으로부터 견고하게 지지 되도록 할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치는 내하체 헤드(400)와 지지 바아(600)의 사이에 구비되어 내하체 헤드(400)와 지지 바아(600)를 결속하며 시공시 내하체 헤드(400)를 보호하고 외부로부터 지하수나 우수 등이 침투되는 것을 방지하는 헤드 보호 캡(700)을 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 내하체 헤드(400)의 선단부에서 인장 강선(200)이 압착되는 부분의 부식 손상을 방지할 수 있는 헤드 보호 캡(700)에 의해 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치가 시공 중이나 시공 후에도 안전하게 보호 및 방수되고 시공된 상태가 견고하게 유지되도록 할 수 있다.
이때, 헤드 보호 캡(700)과 내하체 헤드(400)도 탭 가공이 이뤄지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드 보호 캡(700)의 내부에는 일측으로는 지지 바아(600)가 결합 되며 타측으로는 내하체 헤드(400)에 의해 모아져 고정된 인장 강선(200)들과 내하체 헤드(400)를 강하게 물며 압착 결속하는 압착 그립(710)이 구비된 것이 바람직하다.
이에 따라, 압착 그립(710)에 의해 본 발명에 따른 풍선형 국부 확장 앵커장치의 인장 강선(200)들이 지지 바아(600)측으로는 견고하게 고정된 상태에서 외부로부터의 반복적인 인장에 의해 인장력이 집중되어 시공 강도가 더욱 향상되도록 할 수 있다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 파형관 110 : 그라우팅 통공
200 : 인장 강선 300 : 그라우트 주입 호스
400 : 내하체 헤드 500 : 풍선형 팩
600 : 지지 바아

Claims (3)

  1. 성토 지반을 천공한 천공 홀의 내부로 삽입되며, 외관을 형성하고, 외주 상에는 그라우팅 통공이 길이방향을 따라 일정한 간격마다 천공 형성된 파형관;
    상기 파형관의 내부로 길이방향을 따라 설치되며, 인발 반복시 인장력이 저장되도록 구비된 복수의 인장 강선;
    상기 인장 강선들과 함께 상기 파형관의 내부로 길이방향을 따라 설치되며, 외부로부터는 그라우트가 주입되어 상기 파형관의 내부로 채워지도록 하는 그라우트 주입 호스;
    상기 파형관의 전방에 구비되어 상기 인장 강선들을 고정하는 내하체 헤드; 및
    탄성 재질로 마련되고, 상기 파형관을 둘러싸도록 감싸며, 상기 파형관에 후방이 고정되고, 상기 내하체 헤드에 전방이 고정되어 상기 파형관의 내부로 채워진 그라우트가 상기 그라우팅 통공을 통해 유출됨에 따라 점차 부풀어올라 천공 홀에 밀착되도록 구비된 풍선형 팩;
    을 포함하고,
    상기 풍선형 팩은 고무 또는 합성수지 재질로 마련되며,
    상기 내하체 헤드의 전방에는 지지 바아가 구비되어 상기 풍선형 팩의 전방은 이들 연결부위에 고정되고,
    상기 내하체 헤드와 상기 지지 바아의 사이에 구비되어 상기 내하체 헤드와 상기 지지 바아를 결속하며 시공시 상기 내하체 헤드를 보호하고 외부로부터 지하수나 우수가 침투되는 것을 방지하는 헤드 보호 캡을 더 포함하며,
    상기 헤드 보호 캡의 내부에는 일측으로는 상기 지지 바아가 결합 되며 타측으로는 상기 내하체 헤드에 의해 모아져 고정된 인장 강선들과 상기 내하체 헤드를 강하게 물며 압착 결속하는 압착 그립이 구비되고,
    상기 풍선형 팩은 외측으로 감싸지며 결속되는 팩 고정 밴드에 의해 상기 파형관에 후방이 고정되도록 하며,
    상기 파형관에는 상기 팩 고정 밴드의 상부로부터 이격 배치되게 상부 밴드가 상기 파형관을 감싸며 고정되게 결합 되고, 상기 상부 밴드와 상기 팩 고정 밴드의 사이에는 상기 파형관의 둘레를 따라서 다수의 스프링 형상의 내진 댐퍼가 일정 간격마다 구비된 것을 특징으로 하는 풍선형 국부 확장 앵커장치.

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