KR102458223B1 - 탄성회복 지연부재를 구비한 제거식 앵커 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제거식 앵커에 대한 것이며, 구체적으로는, 선단은 폐쇄되고 후단은 개방된 몸체부(100,200); 상기 몸체부 내부 선단에 구비되는 탄성회복 지연부재(110); 상기 몸체부 내부에서 상기 탄성회복 지연부재(110) 후방에 차례로 위치하고 전후방향 소정간격 이동이 가능한 웨지볼트(120) 및 웨지(130); 상기 웨지를 관통하여 삽입되어 상기 웨지볼트의 선단에 맞닿는 강선(160); 상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트의 선단에 맞닿아서 웨지볼트를 후방으로 가압하는 경우, 상기 웨지(130)에 의해 강선이 견고하게 체결되는 락킹상태이며, 상기 강선이 전진하여 상기 탄성회복 지연부재(110)를 압축한 경우, 상기 탄성회복 지연부재(110)가 원상을 회복하는 동안의 시간인 원상회복 지연시간 동안에는 상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트 선단을 가압하지 않게 되어, 상기 웨지로부터 상기 강선의 제거가 가능한 언락상태가 되는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성회복 지연부재를 구비한 제거식 앵커 및 이를 이용한 시공방법{REMOVAL ANCHOR WITH DELAYED ELASTIC RECOVERY PROPERTIES MEMBER AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 제거식 앵커 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄성회복이 일정 시간 동안 지연되는 부재를 이용하여 제거식 앵커의 설치와 강선의 제거 방법을 개선한 것으로 강선의 체결과 분리가 편리해지고 시공이 효율적으로 이루어지는 제거식 앵커 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지반보강용 앵커체는, 지중에 삽입하여 흐트러진 지반을 상호 결합시키는 강선, 지반과 강선을 고결시키는 그라우트(grout), 강선에 도입된 긴장력을 지반에 전달하는 내하체 등으로 이루어진다. 시공 과정을 간단히 보면, 지반을 천공한 후, 강선을 포함한 앵커체를 삽입하고 지반과 강선을 그라우트 시공으로 강선의 끝단을 고정한 후, 유압 실린더로 강선을 당겨서 긴장(prestressing)한후, 고정시킴으로서 지반에 긴장력을 도입하여 지반안정을 도모하는 공법이다.

한편, 앵커는 목적에 따라 영구식 앵커와 제거식 앵커로 구분된다.

제거식 앵커는 가설용으로 사용되는 것으로, 목적을 달성한 후 지중에서 제거되는 것이며, 가설용으로 사용되는 경우 지중에 매설된 앵커를 그대로 방치하면 환경오염문제, 자재의 낭비를 초래할 뿐 아니라, 도심지에서의 건축물 공사시 인접 대지의 침범에 따른 분쟁, 앵커가 설치된 대지의 지중 공사시 장애물로의 작용 등 많은 문제점을 초래하기 때문에 추후에는 이를 제거하여야 한다.

이러한 제거식 앵커는 제거방법에 따라 나사에 의한 앵커제거 방법, 화약에 의한 앵커제거방법, 제거용 인장재를 삽입하여 앵커를 제거하는 방법 등 여러 가지 방법들이 있었다. 이와 같은 종래기술 중에는 화약에 의해 그라우팅제를 파괴시키고 앵커를 제거하는 방법은 화약폭발에 따른 지반의 진동으로 민원이 우려되고 시공의 확실성도 기대하기 어려우며, 제거용 인장재에 의한 앵커제거방법은 필요한 인장재 이외에 제거용 인장재를 삽입하여야 하므로 앵커장치의 규모가 커지고, 또한 그 구조도 복잡해지는 문제점이 있다. 그리고, 종래의 유턴(U-turn)식 제거 앵커는 앵커공에 삽입되는 인장재의 말단부분을 U자형으로 하여 인장재를 해체하는 형태를 하고 있으나 이는 인장재를 제거시에 별도의 인발장비가 필요하고 원활히 인장재를 인발하기 위하여 윤활재가 필요한 등의 문제가 있었다.

그리고, 종래 제거식 앵커에 대한 특허로는 등록특허 제10-0944455가 있었으나 내부 구조가 복잡하여 제작이 까다롭고 비용이 많이 드는 문제가 있었다.

본 발명은 제거식 앵커로서 일정 시간 동안 탄성력 회복이 지연되는 탄성체를 이용하여 강선을 제거할 수 있는 기술을 제공하는 것이며, 제거식 앵커 헤드의 내부 구조를 단순화하고 제조 비용을 줄이면서도 시공성을 향상시킨 기술을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명은 제거식 앵커에 대한 것이며, 구체적으로는, 선단은 폐쇄되고 후단은 개방된 몸체부(100,200); 상기 몸체부 내부 선단에 구비되는 탄성회복 지연부재(110); 상기 몸체부 내부에서 상기 탄성회복 지연부재(110) 후방에 차례로 위치하고 전후방향 소정간격 이동이 가능한 웨지볼트(120) 및 웨지(130); 상기 웨지를 관통하여 삽입되어 상기 웨지볼트의 선단에 맞닿는 강선(160); 상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트의 선단에 맞닿아서 웨지볼트를 후방으로 가압하는 경우, 상기 웨지(130)에 의해 강선이 견고하게 체결되는 락킹상태이며, 상기 강선이 전진하여 상기 탄성회복 지연부재(110)를 압축한 경우, 상기 탄성회복 지연부재(110)가 원상을 회복하는 동안의 시간인 원상회복 지연시간 동안에는 상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트 선단을 가압하지 않게 되어, 상기 웨지로부터 상기 강선의 제거가 가능한 언락상태가 되는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체부는 나사 결합되는 전방캡(100)과 후방캡(200)으로 이루어지고, 상기 후방캡의 후방에 연결되어, 강선이 내부에 삽입되는 호스(220); 상기 후방캡의 내주면에서 구비되어 호스 내부를 밀봉하는 고무링(230); 및 상기 후방캡의 내부면에 구비되어 장착되는 호스를 고정하는 고정스프링(250);를 더 포함하고, 상기 고정스프링은 전방으로 돌출하되 내측으로 경사지게 돌출되어 있어서, 상기 호스와의 결합시 호스 외주면을 파고들어 호스의 후방으로의 이탈을 방지하는 돌기부(255)를 구비한다.

상기 탄성회복 지연부재는, 고무, 스폰지, 라텍스 중 어느 하나 또는 이들을 배합한 것으로 압축 후 소정 시간 동안 원상회복이 지연되는 소재로 제작된다.

또한, 본 발명은 제거식 앵커를 시공하는 방법으로서, 지면에 천공홀을 형성하는 단계; 강선이 결합된 제거식 앵커를 상기 천공홀에 삽입하여 고정하는 단계; 상기 천공홀에 그라우팅하는 단계; 상기 강선을 인장하여 상기 지면을 보강하는 단계; 상기 강선에 가해진 인장력을 제거하고, 상기 인장력의 반대방향으로 외력을 가한 후, 상기 강선을 상기 천공홀의 외부로 빼내는 단계;를 포함하는 제거식 앵커 시공방법을 제공한다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 제거식 앵커의 구조를 개선하여 강선의 체결 및 분리 과정이 용이하게 이루어지는 효과가 발생한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 제거식 앵커의 사시도와 분리사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 제거식 앵커의 구성 중 웨지볼트의 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 제거식 앵커의 구성 중 웨지의 단면 사시도이며,
도 5은 본 발명에 따른 제거식 앵커의 단면도이며, 강선 제거가 불가능한 락깅 상태를 보여주고 있으며,
도 6는 본 발명에 따른 제거식 앵커의 단면도이며, 강선 제거가 가능한 언락 상태를 보여주고 있으며,
도 7와 도 8은 본 발명에 따른 제거식 앵커의 일부 부품의 모습이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이며 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

제거식 앵커는 위에서 설명한 바와 같이 나중에 제거 가능한 구조를 가진 앵커이며, 본 발명은 앵커에 선단부에 구비되는 정착헤드의 구조에 대한 것이다. 이하 도면을 참고한 설명에서 방향을 나타내는 표현으로 '선단, 전방' 등의 표현은 앵커체가 천공된 홀로 삽입되면서 전진하는 방향을 의미하는 것으로 하며, '후단, 후방' 등의 표현은 천공된 홀에서 앵커체가 후퇴하는(제거되는) 방향을 의미하는 것으로 한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 제거식 앵커의 사시도와 분리사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 제거식 앵커의 구성 중 웨지볼트의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 제거식 앵커의 구성 중 웨지의 단면 사시도이며, 도 5은 본 발명에 따른 제거식 앵커의 단면도이며, 강선 제거가 불가능한 락깅 상태를 보여주고 있으며, 도 6는 본 발명에 따른 제거식 앵커의 단면도이며, 강선 제거가 가능한 언락 상태를 보여주고 있으며, 도 7와 도 8은 본 발명에 따른 제거식 앵커의 일부 부품의 모습이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명은 제거식 앵커에 대한 것이며, 도 1 내지 도 2를 보면, 본 발명의 구성은 전체적으로 보아 몸체부(100,200)와 몸체부 내부에서 구성품들과 몸체부 내부로 삽입되는 강선(160)으로 이루어지며, 몸체부 내부의 구성품들은 삽입된 강선의 인출이 불가능하게 잡고 있는 상태(이하, 락킹(LOCKING) 상태라고 함)와 강선이 자유롭게 인출 될 수 있도록 구속하지 않는 상태(이하, 언락(UN-LOCK)상태라고 함)를 제공하도록 한다.

상기 몸체부(100,200)는 전체적으로 보아 선단은 폐쇄되고 후단은 개방된 원통형상이며, 상기 몸체부 내부 공간에는 내부 공간의 선단에 접하게 구비되는 탄성회복 지연부재(110)를 갖는 것이 특징이다. 그리고, 상기 몸체부 내부에서 상기 탄성회복 지연부재(110) 후방에 차례로 위치하는 웨지볼트(120) 및 웨지(130)가 배치되고, 상기 웨지 내부로는 강선이 삽입된다. 상기 강선(160)은 상기 웨지(130) 내부를 관통하여 삽입되어 상기 웨지볼트의 선단에 맞닿게 된다. 상기 웨지볼트(120) 및 웨지(130)는 몸체부 내부에서 전후방향 소정간격 이동이 가능하다.

도 3과 도 4를 보면, 본 발명의 몸체부 내부에 구비되는 웨지볼트(120)와 웨지(130)가 도시되어 있다.

본 발명의 웨지볼트(120)는 원통형의 몸체부(122)와 그 후단에서 반경방향으로 폭이 증가하면서 형성되는 테두리부(124)와 후단에서 전방을 향해 형성되고 강선(160)이 체결되는 다각형 구조의 체결홈(125)을 구비한다.

본 발명에 따른 웨지(130)는 서로 분리된 세 개의 부재가 결합되어 원통형상을 이루는 것으로, 외주면에는 후방을 향해 쐐기형상을 이루는 것으로, 이것은 제거식 앵커에서 일반적으로 사용하는 구조이다. 즉, 상기 웨지(130)는, 내부 중공의 원통형상을 이루는 몸체부(131)와 상기 몸체부의 후방에서 외주면이 쐐기 형상을 이루는 웨지형상부(132)의 외관을 이루고, 내주면에는 상기 웨지볼트(120)의 테두리부(124)가 체결되는 링 형상의 홈부(133)와 삽입된 강선이 인출되지 않도록 강선의 외주면에 밀착되어 저항력을 발휘하는 돌기형성부(135)를 구비한다. 상기 웨지형상부(132)의 외측에 대응되는 몸체부(200)의 내부면에는 후방으로 갈수록 폭이 줄어드는 경사면을 갖는데 이것은 이 분에서 일반적으로 사용하는 구조이다. 그리고, 전방 외주면에는 링이 체결되는 링홈(133)이 형성되고, 상기 링홈에 링이 체결되어서 웨지볼트와 웨지를 서로 결합시키게 된다.

이와 같은 구조에서 상기 강선(160)은 제거식 앵커 내부로 결합시키는 과정을 보면 강선이 앵커 후방에서 진입함에 따라 상기 웨지(130)의 내부 중공부를 지나고 상기 웨지볼트(120)의 내부 선단의 체결홈(125)에 맞닿아서 강성이 체결된다. 그리고, 이 상태에서 상기 탄성회복 지연부재(110)가 탄성력에 의해 상기 웨지볼트를 후방으로 가압하게 되며, 이 탄성력에 의해 강선은 상기 웨지(130)의 내부에서 체결된 상태에서 분리가 되지 않게 된다.

상기 탄성회복 지연부재(110)는 탄성력을 가지고 있으며 길이방향(전후방향)으로 팽창하려는 성질을 가지고 있어서, 상기 웨지볼트(120)를 후방으로 상시 가압하는 부재이다. 다만, 본 발명의 탄성회복 지연부재는 순간적으로 압축이 된 상태에서 원래의 형상으로 복원되기까지 소정의 시간이 걸리는 소재이며, 예를 들면 메모리 폼이나 고무 등의 소재일 수 있다. 즉, 본 발명의 탄성회복 지연부재는, 길이방향으로 압축력을 가해 압축된 상태에서, 압축력을 순간적으로 제거할 때 원래의 길이로 회복되는데 약간의 시간이 걸리는 부재이며, 탄성회복에 약간의 시간이 지연되는 소재이다. 그리고, 이렇게 탄성회복 지연부재가 압축된 상태에서 압축력이 제거된 순간에서 원상을 회복하는 동안의 시간을 편의상 "원상회복 지연시간"이라고 표현한다. 상기 탄성회복 지연부재는, 고무, 스폰지, 라텍스 중 어느 하나 또는 이들을 배합한 것으로 압축 후 소정 시간 동안 원상회복이 지연되는 소재로 제작된다.

그런데, 이 원상회복 지연시간 동안에는 상기 웨지볼트(120)의 선단에는 탄성회복 지연부재가 닿지 않고 있으므로, 웨지볼트에는 후방으로 가하는 힘이 존재하지 않게 된다. 그 결과, 상기 웨지(130)는 상기 강선(160)을 구속하지 못하게 되고 강선은 외부로 인출이 가능한 상태가 된다. 즉, 본 발명에서는 강선을 눌러서 상기 탄성회복 지연부재를 순간적으로 압축하면 상기 원상회복 지연시간 동안에는 강선의 인출이 가능한 상태가 된다.

다시 말해, 상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트의 선단에 맞닿아서 웨지볼트를 후방으로 가압하는 경우에는 상기 웨지(130)에 의해 강선이 견고하게 체결되는 락킹상태이다(도 5). 그런데, 상기 강선에 힘을 가해서 강선이 전방으로 전진하여 상기 탄성회복 지연부재(110)를 압축한 경우, 상기 탄성회복 지연부재(110)가 원상을 회복하는 동안의 시간인 원상회복 지연시간 동안에는 상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트 선단을 가압하지 않게 되어, 상기 웨지로부터 상기 강선의 제거가 가능한 언락상태가 되는 것이다(도 6). 도 6을 보면, 탄성회복 지연부재(110)가 압축되어 외주면이 부풀어 오른 상태로 길이가 축소된 형태가 도시되어 있고, 탄성회복 지연부재(110)의 오른쪽 단부가 상기 웨지볼트(120)의 왼쪽 선단에 닿지 않은 모습임을 알 수 있다(이격된 간극을 d로 표시함). 따라서, 이 상태에서는 탄성회복 지연부재가 웨지볼트 선단을 가압하지 않아서 강선을 당기면 외부로 인출할 수 있게 되는 것이다. 도 5와 도 6에서 미설명 부호 140은 고무링이다.

도 7에서는 상기 탄성회복 지연부재(110)의 하나의 예시를 도시하고 있는데, 이것은 고무 재질로 이루어지고, 원통형상의 몸체부(112)와 내부에는 구비되는 원통형상의 중공부(114)를 갖는 구조일 수 있다. 이 구조에서 상기 탄성회복 지연부재가 순간적으로 압축된 후, 상기 중공부에 의해서 원래의 길이만큼 회복하는 약간의 시간이 지연되도록 할 수 있다. 이렇게 회복시간을 지연시키는 구조는 다양한 형상과 소재가 가능할 것이다.

상기 몸체부는 나사 결합되는 전방캡(100)과 후방캡(200)으로 이루어지고, 상기 후방캡의 후방에 연결되어, 강선이 내부에 삽입되는 호스(220)와, 상기 후방캡의 내주면에서 구비되어 호스 내부를 밀봉하는 고무링(230)과, 상기 후방캡의 내부면에 구비되어 장착되는 호스를 고정하는 고정스프링(250)를 더 포함한다.

그리고, 상기 고정스프링은 전방으로 돌출하되 내측으로 경사지게 돌출되어 있어서, 상기 호스와의 결합시 호스 외주면을 파고들어 호스의 후방으로의 이탈을 방지하는 돌기부(255)를 구비한다.

몸체부의 후방캡(200)의 후방에는 호스(220)가 연결되고 강선은 호스 내부에 삽입되어 밀봉되는데, 이를 위해 상기 후방캡의 내주면에는 호스 내부를 밀봉하는 고무링(230)이 구비된다. 그리고, 상기 후방캡의 내부면에는 또한 장착되는 호스를 고정하는 고정스프링(250)이 배치되는데, 상기 고정스프링은, 도 6에서 도시된 바와 같이 복수 개의 돌기부(255)가 전방으로 돌출되면서 내측으로 경사지게 돌출되어 있다. 이러한 돌기부는 후방캡에 호스가 결합될 때 호스 외주면을 파고들게 되어서 결합된 호스의 후방으로의 이탈을 방지하는 일방향 체결부재 역할을 하게 된다.

또한, 본 발명은 제거식 앵커를 시공하는 방법으로서, 지면에 천공홀을 형성하는 단계; 강선이 결합된 제거식 앵커를 상기 천공홀에 삽입하여 고정하는 단계; 상기 천공홀에 그라우팅하는 단계; 상기 강선을 인장하여 상기 지면을 보강하는 단계; 상기 강선에 가해진 인장력을 제거하고, 상기 인장력의 반대방향으로 외력을 가한 후, 상기 강선을 상기 천공홀의 외부로 빼내는 단계;를 포함하는 제거식 앵커 시공방법을 제공한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

1. 선단은 폐쇄되고 후단은 개방된 몸체부(100,200); 상기 몸체부 내부 선단에 구비되는 탄성회복 지연부재(110); 상기 몸체부 내부에서 상기 탄성회복 지연부재의 후방에 차례로 위치하고 전후방향 소정간격 이동이 가능하게 서로 결합되는 웨지볼트(120)와 웨지(130); 상기 웨지를 관통하여 삽입되어 상기 웨지볼트의 내부 선단에 맞닿는 강선(160); 및 상기 몸체부를 구성하며, 전후 방향에서 나사 결합되는 전방캡(100)과 후방캡(200);을 포함하고,
   상기 탄성회복 지연부재는, 고무, 스폰지, 라텍스 중 어느 하나 또는 이들을 배합하여 제조되어, 전후 방향으로 압축된 후 소정의 시간이 경과한 후 원래의 형상으로 탄성 복원되는 탄성력을 갖는 부재이며,
   상기 탄성회복 지연부재(110)의 후단이 상기 웨지볼트의 외부 선단에 맞닿아서 웨지볼트를 후방으로 가압하는 경우, 상기 웨지(130)에 의해 강선이 견고하게 체결되는 락킹상태이며,
   상기 강선이 전진하여 상기 탄성회복 지연부재(110)를 압축한 경우, 상기 탄성회복 지연부재가 원래의 형상으로 복원되는 소정의 시간인 원상회복 지연시간 동안에는 상기 탄성회복 지연부재의 후단이 상기 웨지볼트 선단을 가압하지 않게 되어, 상기 웨지(130)로부터 상기 강선의 제거가 가능한 언락상태가 되는 것을 특징으로 하는 제거식 앵커.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 탄성회복 지연부재는,
   원통형상의 몸체부(112)와 몸체부 내부에 구비되는 원통형상의 중공부(114)를 갖는 구조인 것을 특징으로 하는 제거식 앵커.
4. 제1항에 있어서,
   상기 후방캡의 후방에 연결되어, 강선이 내부에 삽입되는 호스(220);
   상기 후방캡의 내주면에서 구비되어 호스 내부를 밀봉하는 고무링(230); 및
   상기 후방캡의 내부면에 구비되어 장착되는 호스를 고정하는 고정스프링(250);을 더 포함하고,
   상기 고정스프링은 전방으로 돌출하되 내측으로 경사지게 돌출되어 있어서, 상기 호스와의 결합시 호스 외주면을 파고들어 호스의 후방으로의 이탈을 방지하는 돌기부(255)를 구비한 것을 특징으로 하는 제거식 앵커.
5. 제1항에 따른 제거식 앵커를 시공하는 방법으로서,
   지면에 천공홀을 형성하는 단계;
   강선이 결합된 제거식 앵커를 상기 천공홀에 삽입하여 고정하는 단계;
   상기 천공홀에 그라우팅하는 단계;
   상기 강선을 인장하여 상기 지면을 보강하는 단계;
   상기 강선에 가해진 인장력을 제거하고, 상기 인장력의 반대방향으로 외력을 가한 후, 상기 강선을 상기 천공홀의 외부로 빼내는 단계;를 포함하는 제거식 앵커 시공방법.

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