KR102111691B1 - 전단면 지지 복합식 지중 앵커 - Google Patents

전단면 지지 복합식 지중 앵커 Download PDF

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KR102111691B1 KR1020190121423A KR20190121423A KR102111691B1 KR 102111691 B1 KR102111691 B1 KR 102111691B1 KR 1020190121423 A KR1020190121423 A KR 1020190121423A KR 20190121423 A KR20190121423 A KR 20190121423A KR 102111691 B1 KR102111691 B1 KR 102111691B1
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Abstract

본 발명은 지중 앵커에 관한 것으로서, 지중에 삽입 고정되는 앵커체와, 상기 앵커체와 연결되어 인장력이 작용되는 인장체가 포함되는 것으로서, 상기 앵커체에는 수직관통공이 구비되어 인장체가 앵커체의 전단면을 통과하여 자유롭게 슬라이딩 되고, 상기 인장체는 선단에 수직관통공의 내경보다 큰 외경을 가진 걸림단이 형성되고, 앵커체의 후방 위치에 상호 슬라이딩 가능한 회전유도체가 설치되어, 인장체에 인장력이 가해지면, 앵커체가 당겨지면서 하중의 작용방향에 수직하게 회전하는 것을 특징으로 한다.

Description

전단면 지지 복합식 지중 앵커{COMPOSITE UNDERGROUND ANCHOR SUPPORTED BY THE ENTIRE CROSS SECTION}
본 발명은 건축물의 기초공사를 위한 터파기 등 토목공사를 진행할 때 지반에 대한 강도를 증대시키기 위한 지중 앵커에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지중 앵커의 작동효율과 구조적 안정성을 향상시킨 복합식 지중 앵커에 관한 것이다.
건축물의 건축을 위한 터파기 또는 비탈면 보강을 위해 그 지반의 보강수단의 하나로 지중 앵커가 있다.
이러한 지중 앵커는 사면을 인장재로 인장시켜 안정되도록 하는 것으로서, 지중에서 주변마찰저항을 이용하여 인장력에 저항할 수 있도록 하는 마찰형 지지방식과 선단부에 구근등을 형성시켜 토사의 전단저항을 통해 인장력에 저항할 수 있도록 하는 전단형 지지방식이 있으며, 본 발명은 후자의 전단형 지지방식에 해당된다.
이러한 전단형 지지방식의 지중 앵커 역시 선단부의 앵커체 형성 방법에 따라 다양한 구조를 가지는 것으로서, 그 예의 하나로 등록특허공보 등록번호 10-1335957호의 무천공 타격식 앵커가 있다.
상기 무천공 타격식 앵커는 도 1에 도시된 바와 같이, 후방에 타격용로드(16)가 삽입되는 삽입공(111)이 형성된 앵커블록(11); 상기 앵커블록(11)의 양 측면에 결합된 지압플레이트(12); 상기 앵커블록(11) 상부에 결합된 고정구(13); 및 상기 고정구(13)에 전방이 힌지 결합되는 것으로 후방에 인장용로드(15)가 삽입되어 결합되는 결합공(141)이 형성된 인장블록(14); 으로 구성되되, 상기 인장블록(14)은 전방 단부에 상기 고정구(13)와 힌지핀(17)에 의하여 힌지 결합되는 힌지판(142)이 구비되고, 상기 힌지핀(17)에는 인장블록(14)을 상향으로 회전 이동하게 가력하는 토션스프링(443)(18)이 구비되며, 상기 앵커블록(11)의 상면에는 길이 방향으로 가이드홈(112)이 관통 형성되고, 상기 힌지판(142)의 전방에는 상기 가이드홈(112)에 삽입되어 하단이 앵커블록(11)의 삽입공(111) 내로 돌출됨으로써 타격용로드(16)의 삽입에 의하여 인장블록(14)을 회전하게 하여 인장블록(14)과 앵커블록(11)을 평행하게 유지하는 걸림구(143)가 하향경사지게 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 등록특허공보 등록번호 10-1335957호의 무천공 타격식 앵커는, 타격용로드(16)를 앵커블록(11)에 삽입하고, 인장블록(14)에 인장용로드(15)를 연결하여 타격용로드(16)와 인장용로드(15)를 평행하게 위치시킨 상태에서, 타격용로드(16)의 후단을 타격하여 무천공 타격식 앵커(10)를 지반(1) 소정 위치까지 삽입한 후, 상기 타격용로드(16)를 앵커블록(11)으로부터 제거하고, 상기 인장용로드(15)를 인발하여 고정구(13)에 의하여 인장용로드(15)에 힌지 결합된 앵커블록(11)을 회전시켜 무천공 타격식 앵커(10)를 지반(1)에 정착되게 한다.
그런데 상기 무천공 타격식 앵커는, 지중에 인장용로드(15)와 타격용로드(16)가 함께 삽입되어야 하기 때문에 인장용로드(15)의 두께는 제한될 수 밖에 없고, 특히 고정구(13)와 인장블록(14)이 힌지핀(17)에 의해 핀결합되는 구조여서, 상기 인장블록(14)에 큰 인장력이 작용하게 될 경우 고정구(13)에 형성된 힌지공(131)의 둘레가 찢어지는 등의 변형이 발생할 여지가 있다. 따라서 상기 무천공 타격식 앵커의 지반 보강에 한계가 있게 된다.
아울러, 앵커블록(11)의 회전은 토션스프링(443)(18)에 의해 이루어지는 것인데, 앵커블록(11)이 지중에 삽입되는 과정 중에 토사 등의 각종 이물질이 상기 토션스프링(443)(18) 내부로 스며들어 상기 토션스프링(443)(18)의 작동을 방해하여 앵커블록(11)의 회전작용이 이루어지지 않을 여지가 있게 된다.
KR 10-1335957 B1
본 발명은 상기한 선행기술등 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 앵커의 크기를 증가시키지 않고서도 하중을 받는 부분에 대한 단면의 크기를 충분히 크게 할 수 있어 매우 높은 지지력을 가지게 할 뿐 아니라, 앵커에 오작동이 발생할 여지 없이 정확하게 작동할 수 있도록 함으로써 시공의 품질성을 확보할 수 있으며, 향후 제거가 가능한 복합식 지중 앵커를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 지중에 삽입 고정되는 앵커체와, 상기 앵커체와 연결되어 인장력이 작용되는 인장체가 포함되는 것으로서, 상기 앵커체에는 수직관통공이 구비되어 인장체가 앵커체의 전단면을 통과하여 자유롭게 슬라이딩 되고, 상기 인장체는 선단에 수직관통공의 내경보다 큰 외경을 가진 걸림단이 형성되고, 앵커체의 후방 위치에 상호 슬라이딩 가능한 회전유도체가 설치되어, 인장체에 인장력이 가해지면, 앵커체가 당겨지면서 하중의 작용방향에 수직하게 회전하는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커가 제공된다. 상기 앵커체는 인장체에서 슬라이딩 된 후 십자형상을 가지도록 2개가 설치될 수 있다.
아울러 상기 회전유도체는 인장체가 관통 삽입되어 상호 슬라이딩되는 관체와 상기 관체의 양 단부 외면에 양단이 부착 고정된 패커로 이루어질 수 있고, 이때 관체를 주름관으로 구성하여 인장체에 의해 앵커체가 당겨질 때 후방으로 가압되어 패커의 길이가 줄어들면서 외경이 확장되게 할 수 있다.
또한 상기 인장체는 선단에 걸림단이 형성된 인장봉과, 지반 외면에 정착 고정되는 인장강선과, 인장봉과 인장강선을 연결 및 분리가능하도록 구성되는 연결소켓으로 이루어지게 함으로써, 향후 인장강선이 제거 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 연결소켓은 금속재질의 고정헤드와 고정헤드의 전방에 설치되는 보호캡으로 이루어진다.
특히 본 발명의 앵커체는 단면의 중앙에 위치한 몸체를 중심으로 양쪽으로 상돌출면과 하돌출면이 각 형성되게 하고, 상돌출면에는 상트렌치를, 하돌출면에는 하트렌치를 각 구비시켜, 앵커체와 인장체가 길이방향으로 겹쳐질 수 있도록 구성함으로써, 지중에 대한 앵커체의 삽입이 용이하게 할 수 있다.
본 발명은 인장체에 의한 인장력이 앵커체의 전단면 두께에 작용되게 하여 앵커체가 지지할 수 있는 하중의 크기를 대폭 증대시킴으로써 지중 앵커의 기능이 상실되지 않도록 한다.
또한 앵커체를 회전 유도하는 회전유도체의 관체를 주름관으로 구성시킨 본 발명은 지중 앵커의 설치과정 중에 상기 회전유도체가 파손될 여지를 줄여줌으로써 지중 앵커가 오작동 없이 정확하게 시공될 수 있도록 한다.
아울러 본 발명은 인장봉과 인장강선을 연결소켓으로 연결시켜 구성시킴으로써 인장봉의 길이를 줄여주어 지중 앵커의 하중을 줄일 수 있게 하고, 연결소켓을 통해 인장강선을 제거할 수 있을 뿐 아니라, 상기한 인장강선의 제거 역시 연결소켓을 구성하는 보호캡의 수용홈 내면을 형성하는 지지판과 그 전방의 후퇴공간부에 의해 보다 효율적으로 이루어지게 한다.
도 1은 종래기술에 의한 지중 앵커의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 지중 앵커의 사시도이다.
도 3은 도 2의 지중 앵커에 대한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 지중 앵커를 구성하는 앵커체의 사시도 및 정면도이다.
도 5는 상기 앵커체가 작동하기 전 상태의 사사도 및 단면도이다.
도 6은 상기 앵커체가 작동한 상태의 사시도 및 단면도이다.
도 7은 상기 앵커체가 2개 설치된 본 발명의 또 다른 지중 앵커의 사시도이다.
도 8은 도 7의 실시예에서 2개의 앵커체가 작동한 상태의 사시도이다.
도 9는 도 8의 A-A부분과 B-B부분의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 지중 앵커를 구성하는 회전유도체의 단면도이다.
도 11은 상기 회전유도체의 작동과정에 관한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 지중 앵커를 구성하는 연결소켓의 사시도 및 단면도이다.
도 13은 상기 연결소켓의 일 구성인 보호캡의 타 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 14는 상기 연결소켓을 구성하는 고정헤드와 보호캡의 체결수단에 관한 각 실시예의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 지중 앵커를 제거하는 과정의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 지중 앵커를 설치하는 과정의 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 지중 앵커의 전체적인 외관을 나타낸 사시도이고, 도 3은 상기 지중 앵커를 길이방향으로 절단한 횡단면도이다.
본 발명의 지중 앵커는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 지중에 삽입 고정되는 앵커체(20)와, 상기 앵커체(20)와 연결되면서 타단부는 지반 표면에 고정 정착되는 인장체(40)가 포함되어 구성된다.
상기 앵커체(20)는 지반 표면, 예컨대 사면의 외부에 설치되는 정착부재에 당김 정착되도록 설치된 인장체(40)에 작용되는 인장력을 토압으로 저항할 수 있도록 앵커링하여, 이에 의한 전단저항으로 사면이 붕괴되지 않도록 한다.
따라서 앵커체(20)와 인장체(40)의 연결부위에는 매우 큰 하중이 집중하여 발생하게 되는 바, 본 발명의 앵커체(20)는 상기한 연결부위의 구조를 앵커체(20)의 전단면이 상기 하중을 지지할 수 있는 구조를 가지게 함으로써 큰 인장력에 대하여도 본 발명의 지중 앵커가 충분히 구조적으로 안정적인 제 기능을 유지할 수 있도록 한다.
이를 위하여 본 발명에서의 앵커체(20)와 인장체(40) 사이의 연결은 단면의 일부만이 하중을 지지하는 핀결합구조가 아닌 인장체(40)가 앵커체(20)의 외면을 당겨줌으로써 앵커체(20)의 단면 전체가 지지하는 결합구조를 가진다.
도 4는 이러한 본 발명의 앵커체(20)에 관한 일 실시예를 도시한 것으로서, (a)는 이를 상부에서 바라본 것이고, (b)는 이를 하부에서 바라본 것이며, (c)는 이를 정면에서 바라본 것이다. 또한 도 5, 6은 상기 앵커체(20)와 인장체(40)의 결합구조 및 상호간의 작동관계를 설명하기 위한 각 사시도 및 단면도로서, 도 5는 앵커체(20)가 작동하기 전의 상태, 즉 앵커체(20)와 인장체(40)가 길이방향으로 겹쳐진 상태를 도시한 것이고, 도 6은 앵커체(20)가 작동하는 상태, 즉 앵커체(20)가 인장체(40)에 대하여 직각방향으로 회전하여 인장체(40)에 의한 인장력을 부담하고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 앵커체(20)에는 전단면을 수직으로 관통하는 수직관통공(21)이 구비된다. 상시 수직관통공(21)은 인장체(40)가 통과하여 자유롭게 슬라이딩 되도록 구성된다. 그러나 인장체(40)가 당겨지더라도 이에 이탈되지 않도록 인장체(40)의 선단에는 수직관통공(21)의 내경보다 큰 외경을 가지는 걸림단(410)이 형성된다.
앵커체(20)는 인장체(40)에 길이방향으로 겹쳐진 상태에서 지중에 삽입된다. 이와 같이 앵커체(20)가 인장체(40)에 겹쳐질 수 있도록 앵커체(20)의 양쪽에는 트렌치(231,241)가 각 구비된다. 즉 앵커체(20)의 양쪽에 수직관통공(21)을 중심으로 하여 서로 반대방향의 상트렌치(231)와 하트렌치(241)가 구비되어, 상트렌치(231)에는 인장체(40) 중 앵커체(20)의 수직관통공(21)을 통과한 선단부분이 길이방향으로 수용되고, 하트렌치(241)에는 인장체(40) 중 앵커체(20)의 수직관통공(21)을 통과하지 아니한 내측부분이 길이방향으로 수용됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 앵커체(20)와 인장체(40)가 길이방향으로 겹쳐지는 상태를 가질 수 있게 된다.
이때 이들 트렌치(231,241)에 의해 앵커체(20)에 단면 결손이 발생되는 바, 앵커체(20) 단면의 중앙에 위치한 몸체(22)를 중심으로 양쪽으로 돌출된 상돌출면(23)과 하돌출면(24)을 각 형성시켜 수직관통공(21) 부분의 두께를 증가시킨 후, 상트렌치(231)를 상돌출면(23)에 구비시키고 하트렌치(241)를 하돌출면(24)에 구비시킴으로써, 상기한 단면 결손을 보완할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 앵커체(20)는 전단면의 두께에 의하여 지지되므로 인장체(40)와의 결합부위가 파손될 여지는 거의 없게 된다.
수직관통공(21)의 상단은 내경을 확대시킨 수용가이드면(210)을 더 형성시킬 수 있는 바, 상기 수용가이드면(210)은 인장체(40)의 걸림단(410)을 수용하여 안치하면서 앵커체(20)의 완전한 회전을 도모함으로써 앵커링 작용이 안정적으로 이루어질 수 있게 한다.
앵커체(20)는 상술한 바와 같이, 인장체(40)에 인장력이 가해질 때 당겨지면서 하중의 작용방향에 수직하게 회전하는 것인바, 이러한 회전은 그 후방에 위치한 회전유도체(30)와의 상호작용에 의해 이루어진다.
이러한 앵커체(20)는 1개가 사용될 수도 있으나, 2개의 앵커체(20)가 회전하여 십자 형상을 가지게 할 수도 있다.
도 7, 8은 후자와 같이 2개의 앵커체(20)를 설치한 지중 앵커의 예를 도시한 것으로서, 도 7은 2개의 앵커체(20)가 인장체(40)에 길이방향으로 겹쳐진 상태를 도시한 것이고, 도 8은 2개의 앵커체(20)가 각각 회전하여 십자 형상을 나타낸 상태를 도시한 것이다.
상기한 2개의 앵커체(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 인장체(40)의 외면에서 서로 수직인 위치에 놓여지며, 인장체(40)에 인장력이 가해지면, 각 앵커체(20)가 함께 당겨지면서 하중의 작용방향에 수직하게 회전하여 도 8에서와 같이 십자형상을 가지게 된다.
한편 인장체(40)의 외면에서 서로 수직인 위치로 놓여진 이들 앵커체(20)가 인장체(40)에 슬리이딩되는 과정 중에 위치가 돌아가면서 상기의 상호 수직한 위치 형상을 벗어나지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위하여 본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이, 인장체(40)의 길이 중 앵커체(20)가 작동되는 부분에 대하여는 사각단면을 형성시키고, 각 앵커체(20)의 수직관통공(21)의 내면중 적어도 상기 앵커체(20)의 사각단면에 접하는 면은 앵커체(20)의 사각단면에 면접하는 평행면을 가지게 함으로서, 앵커체(20)가 인장체(40) 외면의 둘레 방향으로 회전 슬라이딩 하지 않고 인장체(40)의 길이방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성한다.
도 10, 11은 상기 회전유도체(30)를 설명하기 위한 것으로서, 도 10은 일 실시예에 의한 회전유도체(30)의 단면을 도시한 것이고, 도 11은 상기 회전유도체(30)의 작동과정을 단면으로 도시한 것이다.
본 발명의 회전유도체(30)는 앵커체(20)의 후방 위치에 상호 슬라이딩 가능하도록 설치된다.
이러한 회전유도체(30)는 도 10에 도시된 바와 같이, 인장체(40)가 관통 삽입되어 상호 슬라이딩되는 관체(31)와, 상기 관체(31)의 양 단부 외면에 양단이 부착 고정된 패커(32)로 이루어진다. 상기 패커(32)는 그 내부에 대한 패킹용 그라우트재(331)의 주입에 의해 부피가 확장될 수 있는 것이면 족하는 것으로서 그 재질을 특별히 제한할 필요는 없다.
상기 패커(32)의 양단은 밴드 등의 고정수단에 의해 관체(31)에 부착 고정되나, 그 고정부위는 주입된 패킹용 그라우트재(331)가 누출되지 않는 기밀성을 유지해야 한다. 패커(32) 내부로는 패킹용 그라우트재(331) 주입을 위한 패킹그라우트관(33) 삽입 설치된다.
패커(32) 내부에 패킹용 그라우트재(331)가 충진되면 패커(32)가 부피가 팽창하면서 그 외면이 지중에 형성된 천공홀(h)에 밀착 고정되고, 이때 인장체(40)를 당겨주게 되면 인장체(40)의 걸림단(410)에 걸림된 앵커체(20)가 당겨져 후퇴하게 되나 앵커체(20)의 일측 날개가 회전유도체(30)에 걸림 지지되므로, 계속적인 인장체(40)의 당김에 의해 앵커체(20)는 인장체(40)에 대한 직각방향으로 회전하게 된다.
이때 관체(31)를 주름관으로 구성시킴으로써, 앵커체(20)와의 작용과정 중에 패커(32)가 손상될 여지가 없게 함과 더불어, 패킹용 그라우트재(331)가 완전히 경화되지 않은 상태에서도 인장체(40)의 인장작업을 진행시킬 수 있도록 함으로써 지반보강 공사의 신속한 진행을 도모하게 할 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 패킹 내부의 패킹용 그라우트재(331)가 완전히 경화되지 않은 상태에서 인장체(40)를 당기게 되면 주름관이 아닌 일자형의 관체(31)는 그 전체가 앵커체(20)에 밀려나가면서 패커(32)와 관체(31) 사이에 큰 변위차가 발생하고, 이로 인하여 패커(32)와 관체(31)가 결합된 부위에 손상이 발생할 여지가 있게 된다. 그러나 상기 관체(31)를 주름관으로 구성시킨 경우에는 앵커체(20)에 의해 가압되는 하중이 주름관에 의해 흡수되므로 관체(31)의 후단부는 그 위치를 그대로 유지하여 패커(32)와의 사이에 변위차가 크지 발생하지 않도록 하고, 이와 더불어 도 11에 도시된 바와 같이 패커(32)의 길이가 줄어들면서 외경이 확장되어 보다 큰 지지력을 가지게 되므로 패커(32)와 관체(31)의 결합부위가 파손될 여지는 거의 없게 된다.
아울러 이러한 주름관 구조의 관체(31)는 상술한 공기 단축의 효과뿐만 아니라, 패킹용 그라우트재(331)의 선택범위를 넓게 가지게 하는 장점이 있다.
회전유도체(30)의 전방, 즉 앵커체(20)와 회전유도체(30) 사이에는 구근용 그라우트재(451)를 주입시키기 위한 구근그라우트관(45)의 단부가 위치한다.
한편 지중 앵커는 영구앵커로 지중에 그대로 존치될 수도 있으나, 터파기 내부의 구조물이 완성되고 나머지 부분에 되메우기 하여 지중 앵커를 제거할 필요가 있을 수도 있다. 따라서 본 발명의 지중 앵커는 필요에 따라 향후 제거가 가능한 구조를 가지게 할 수 있다. 이를 위한 본 발명의 인장체(40)는 지중에 존치되는 인장봉(41)과 향후 제거되는 인장강선(42)이 연결소켓(43)에 의해 연결 및 분리가능하도록 구성된다.
즉 인장봉(41)은 선단에 걸림단(410)이 형성되어 인장체(40)가 당겨짐에 따라 앵커체(20)가 회전하는 등의 작동을 도모하고, 인장강선(42)은 연결소켓(43)을 매개로 인장봉(41)을 당겨주면서 지반 외면에 정착 고정됨으로써 인장체(40)에 인장력을 부여한 후, 되메우기 등 지중 앵커가 불필요하게 되는 경우 연결소켓(43)으로부터 분리되어 지중으로 회수된다.
이러한 연결소켓(43)은 다양한 구조로 이루어질 수 있으나, 연결소켓(43)과 인장봉(41) 내지 인장강선(42) 사이의 결합구조가 이들에 작용하는 인장력에 의해 쉽게 파손되지 않으면서도 인장강선(42)과의 분리가 쉽게 이루어질 수 있는 구조를 가져야 한다.
도 12는 이러한 연결소켓(43)의 일 실시예를 도시한 것으로서 금속재질의 고정헤드(430)와 상기 고정헤드(430)의 전방에 설치되는 보호캡(440)으로 이루어지는 것으로서, 도 12의 (a)는 이들 고정헤드(430)와 보호캡(440)이 결합된 상태의 외관을 도시한 것이고, 도 12의 (b)는 그 단면도이며, 도 12의 (c)는 이들을 분리한 상태의 내부가 보여지도록 도시한 것이다.
상기 고정헤드(430)는 길이방향의 전두께가 인장봉(41) 및 인장강선(42)과의 결합강도에 기여하게 함으로써 연결소켓(43)의 결합부위가 쉽게 파손되지 않도록 한다. 이를 위하여 나사체결 방식으로 결합되는 고정헤드(430)와 인장봉(41) 사이의 체결길이는 고정헤드(430) 전체의 길이와 동일하거나 거의 유사하게 하는 등 충분한 길이를 가질 수 있게 한다.
즉 고정헤드(430)의 중앙에는 인장봉(41)이 나사체결될 수 있도록 암나사가 형성된 봉체결구(431)가 구비되는데, 그 봉체결구(431)의 길이는 고정헤드(430)의 전후면을 관통하도록 구성시키는 것이 바람직하다. 물론 상기 암나사의 길이에 상응하도록 인장봉(41)의 후단에도 수나사가 구비되어야 한다. 아울러 상기 봉체결구(431)의 둘레에는 다수 개의 웨지홀(432)이 연결소켓(43)의 전후면을 관통하도록 구비되어, 인장강선(42)은 상기 웨지홀(432)에 삽입되는 웨지(433)에 의해 가압 고정된다.
고정헤드(430)의 전방에 설치되는 보호캡(440)은 고정헤드(430)의 봉체결구(431)에 대응하도록 그 중앙에 봉통과공(441)이 구비된다. 따라서 봉체결구(431)와 봉통과공(441)은 상호 연통되는 구조를 가지며, 인장봉(41)은 봉통과공(441)을 통과한 후 봉체결구(431)에 나사체결되어 고정헤드(430)와 결합된다.
또한 보호캡(440)은 봉통과공(441)의 둘레에도 고정헤드(430)의 웨지홀(432)과 연통하는 수용홈(442)을 더 구비시키고, 상기 수용홈(442)의 내부에 코일형 스프링(443)을 내장시킴으로써 인장강선(42)을 가압하는 웨지(433)가 웨지홀(432)로부터 이탈되는 것을 방지하게 할 수 있다.
이와 같이 보호캡(440)은 웨지홀(432)에 삽입된 웨지(433)가 정위치를 유지하도록 그 부분을 보호하는 기능을 하나, 다른 한편으로는 상기 웨지(433)의 이탈공간을 제공함으로써 지중에서 인장강선(42)을 제거하고자 할 때 상기 인장강선(42)이 고정헤드(430)로부터 쉽게 분리될 수 있도록 한다.
이를 위하여 보호캡(440) 중 적어도 상기 스프링(443)을 지지하는 수용홈(442)의 내면을 형성하는 지지판(444)은 충격에 의해 파괴될 수 있는 합성수지의 재질로 구성된다. 아울러 수용홈(442)의 상기 지지판(444) 전방에는 후퇴공간부(445)가 형성된다.
상기 지지판(444)은 보호캡(440)에 일체로 구성될 수도 있고, 도 13에서와 같이 후퇴공간부(445)의 측벽에 거치턱(442a)를 구비시켜 별개로 구성된 지지판(444)이 상기 거치턱(442a)에 거치되는 구조일 수도 있다.
이와 같이 구성된 보호캡(440)은 도 14에 도시된 바와 같은 다양한 체결수단에 의해 고정헤드(430)와 결합되는 것으로서, 어느 특별한 체결수단에 의해 한정될 필요는 없다. 예컨대 도 14의 (a)는 합성수지 재질의 탄성을 이용한 것으로서, 고정헤드(430)의 외면에 잠금홈(434)을 2개 독립적으로 형성시키거나 하나의 연속된 링홈 형상으로 형성시키고, 보호캡(440)에는 적어도 2개 이상의 내측방향으로 잠금돌기(447)이 구비된 잠금대(446)를 길게 돌출 형성시켜, 잠금대(446)의 탄성력에 의해 잠금돌기(447)가 잠금홈(434)에 딸깍 삽입되면서 고정헤드(430)에 보호캡(440)이 결합된다.
또한 도 14의 (b)는 고정헤드(430)의 외면에 수나사를 형성시키고 보호캡(440)의 테두리에 암나사를 형성시켜 이들 사이에 나사체결될 수 있도록 한 것을 예시한 것이고, 도 14의 (c)는 고정헤드(430)의 봉체결구(431) 선단부를 확개시켜 암나사를 형성시키고, 보호캡(440)의 봉통과공(441)의 테두리 부분을 돌출시켜 수나사를 형성시켜 이들 사이에 나사체결될 수 있도록 한 것을 예시한 것이며, 도 14의 (d)는 별도의 체결나사로 고정헤드(430)와 보호캡(440)을 일체화시킨 것을 예시한 것이다. 다만 도 14의 (b)와 (c)의 경우는 그라우트관(33,45)를 연결소켓(43)의 외부로 설치하는 경우에 적용이 용이하다.
도 15는 상술한 재질 및 구성을 가지는 보호캡(440)을 이용하여 인장강선(42)을 연결소켓(43), 보다 구체적으로 고정헤드(430)의 웨지홀(432)로부터 이탈시키는 작업의 각 과정을 도시한 것으로서 다음과 같다.
먼저, 지반의 표면에서 인장강선(42)을 고정 정착시킨 부분을 해제한 후, 인장강선(42)을 타격하면 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 웨지(433)가 일부 후퇴하면서 인장강선(42)의 선단부가 스프링(443)의 중앙 공간을 통과하여 수용홈(442) 지지판(444)에 충격을 가하게 된다.
이로 인하여 수용홈(442)의 상기 지지판(444)이 파괴되면 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 스프링(443)이 후퇴공간으로 이동하면서 웨지(433)와 이격되는 바, 웨지(433)는 웨지홀(432)로부터 쉽게 이탈되고, 웨지(433)의 이탈상태에서 인장강선(42)을 다시 당겨주면 인장강선(42)은 도 15의 (c)에 도시된 바와 같이 연결소켓(43)으로부터 분리되어 지중 밖으로 회수 된다.
도 16은 지금까지 설명한 본 발명의 지중 앵커를 지중에 설치하는 과정을 각 단계별로 도시한 것이다. 이에 관하여 도 16을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
ⅰ) 먼저, 지중 앵커를 설치하고자 하는 곳의 지중에 케이싱(50)을 설치한다. 케이싱(50)의 설치방법은 다양한 공지수단이 적용된다{도 16의 (a)}.
ⅱ) 케이싱(50) 설치가 완료되면 그 내부의 토사를 제거하고 본 발명의 지중 앵커를 케이싱(50) 내부에 삽입한다. 케이싱(50) 내부에 삽입되는 지중 앵커는 앵커체(20)와 인장체(40)가 길이방향으로 겹쳐진 상태를 가진다{도 16의 (b)}.
ⅲ) 케이싱(50) 내부에 대한 지중 앵커의 삽입이 완료되면, 상기 케이싱(50)을 다시 제거하여 천공홀(h) 내부에 지중 앵커만이 놓여지도록 한다{도 16의 (c)}.
ⅳ) 구근그라우트관(45)을 통해 구근용 그라우트재(451)를 앵커체(20)가 위치한 천공홀(h)의 선단부에 주입시키면서, 이와 동시에 또는 별도로 패킹그라우트관(33)을 통해 회전유도체(30)의 패커(32) 내부에 패킹용 그라우트재(331)를 주입시킨다{도 16의 (d)}.
ⅴ) 인장체(40)를 당김하여 앵커체(20)를 회전시킨 후, 인장체(40)의 타단을 지반 표면의 정착 장치에 정착 고정한다{도 16의 (e)}. 이와 함께 천공홀(h)의 회전유도체(30)의 후방을 그라우팅하여 천공홀(h)에 공극이 발생하지 않도록 한다. 물론 앵커체(20)의 회전으로 인하여 토사가 압밀되면서 공극이 발생할 여지가 있는 경우에는 이 부분에 대한 그라우팅도 추가 실시한다.
아울러, 향후 인장체(40)의 인장강선(42)을 제거하고자 할 경우에는 상기 인장강선(42)이 삽입된 부분에 대하여는 쉬스 등에 의해 보호된 상태에서 그라우팅이 이루어져야 한다.
미설명부호 435와 448은 고정헤드(430)와 보호캡(440)에 각 구비되어 그라우트관(33,45)이 삽입 통과되는 홀을 나타낸 것이다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.
20; 앵커체 21; 수직관통공
210; 수용가이드면 22; 몸체
23; 상돌출면 231; 상트렌치
24; 하돌출면 241; 하트렌치
30; 회전유도체 31; 관체
32; 패커 33; 패킹그라우트관
331; 패킹용 그라우트재 40; 인장체
41; 인장봉 410; 걸림단
42; 인장강선 43; 연결소켓
430; 고정헤드 431; 봉체결구
432; 웨지홀 433; 웨지
434; 잠금홈 440; 보호캡
441; 봉통과공 442; 수용홈
443; 스프링 444; 지지판
445; 후퇴공간부 445a; 거치턱
446; 잠금대 447; 잠금돌기
45; 구근그라우트관 451; 구근용 그라우트재
50; 케이싱 h; 천공홀

Claims (10)

  1. 지중에 삽입 고정되는 앵커체(20)와, 상기 앵커체(20)와 연결되어 인장력이 작용되는 인장체(40)가 포함되어 구성되는 지중 앵커에 있어서,
    상기 앵커체(20)에는 수직관통공(21)이 구비되어 인장체(40)가 앵커체(20)의 전단면을 통과하여 자유롭게 슬라이딩 되고,
    상기 인장체(40)는, 선단에 수직관통공(21)의 내경보다 큰 외경을 가진 걸림단(410)이 형성되고, 앵커체(20)의 후방 위치에 상호 슬라이딩 가능한 회전유도체(30)가 설치되어, 인장체(40)에 인장력이 가해지면, 앵커체(20)가 당겨지면서 하중의 작용방향에 수직하게 회전하되,
    상기 회전유도체(30)는, 인장체(40)가 관통 삽입되어 상호 슬라이딩되는 관체(31)와, 상기 관체(31)의 양 단부 외면에 양단이 부착 고정된 패커(32)로 이루어지고,
    상기 패커(32) 내부에 패킹용 그라우트재(331)가 충진됨으로써 부피가 팽창되면서 지중에 형성된 천공홀(h)에 밀착 고정되어 앵커체(20)의 회전을 유도하는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 앵커체(20)는 2개가 설치되어 인장체(40)에 인장력이 가해지면, 각 앵커체(20)가 함께 당겨지면서 하중의 작용방향에 수직하게 회전하여 십자형상을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관체(31)는 주름관으로 이루어져, 인장체(40)에 의해 앵커체(20)가 당겨질 때 후방으로 가압되어 패커(32)의 길이가 줄어들면서 외경이 확장되는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인장체(40)는, 선단에 걸림단(410)이 형성된 인장봉(41)과, 지반 외면에 정착 고정되는 인장강선(42)과, 인장봉(41)과 인장강선(42)을 연결 및 분리가능하도록 구성되는 연결소켓(43)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결소켓(43)은, 금속재질의 고정헤드(430)와, 고정헤드(430)의 전방에 설치되는 보호캡(440)으로 이루어지고,
    상기 고정헤드(430)는, 암나사산이 형성된 봉체결구(431)가 중앙에 구비되고 웨지홀(432)이 상기 봉체결구(431)의 둘레에 구비되며,
    인장봉(41)은 후단에 수나사산이 구비되어 상기 봉체결구(431)에 나사체결 고정되고, 인장강선(42)은 웨지홀(432)에 삽입되는 웨지(433)에 의해 가압 고정되는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보호캡(440)의 중앙에는 봉체결구(431)와 연통되는 봉통과공(441)이 구비되고, 봉통과공(441)의 둘레에는 웨지홀(432)과 연통하는 수용홈(442)이 구비되어 코일형 스프링(443)이 내장되는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  8. 제7항에 있어서,
    보호캡(440) 중 적어도 상기 스프링(443)을 지지하는 수용홈(442)의 내면을 형성하는 지지판(444)은 충격에 의해 파괴될 수 있는 합성수지의 재질로 이루어지고,
    수용홈(442)의 상기 지지판(444) 전방에는 후퇴공간부(445)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 앵커체(20)는 단면의 중앙에 위치한 몸체(22)를 중심으로 양쪽으로 상돌출면(23)과 하돌출면(24)이 각 형성되고,
    상돌출면(23)에는 인장체(40) 중 앵커체(20)의 수직관통공(21)을 통과한 선단부분이 길이방향으로 수용되는 상트렌치(231)가 구비되고,
    하돌출면(24)에는 인장체(40) 중 앵커체(20)의 수직관통공(21)을 통과하지 아니한 내측부분이 길이방향으로 수용되는 하트렌치(241)가 구비되어,
    앵커체(20)와 인장체(40)는 길이방향으로 겹쳐질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수직관통공(21)의 상단은 내경이 확대되어 걸림단(410)이 안치되는 수용가이드면(210)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전단면 지지 복합식 지중 앵커.
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