KR102485680B1

KR102485680B1 - 제거식 복합 지중앵커

Info

Publication number: KR102485680B1
Application number: KR1020210051977A
Authority: KR
Inventors: 김동세; 김규동
Original assignee: 김동세; 김규동
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2023-01-06
Also published as: KR20220145204A

Abstract

본 발명은 지하구조물의 시공 완료 등 설치된 지중앵커의 사용이 완료되면 이를 제거할 수 있도록 구성된 제거식 복합 지중앵커에 관한 것으로서, 상기의 지중앵커는 지중의 천공홀에 삽입되는 인장재와, 상기 인장재의 선단을 천공홀에 정착시키는 앵커체 및, 상기 인장재에 앵커체를 결합시키는 고정부로 이루어지는 것으로서, 상기 고정부는 다수 개의 웨지홀이 구비된 앵커헤드와, 상기 웨지홀에 삽입되면서 인장재를 물어주는 다수 개의 웨지와, 상기 웨지홀에 삽입된 웨지가 이탈하는 것을 방지하는 가압스프링과, 단부가 웨지의 내면에 고정되어 전방으로 이동하면서 상기 웨지를 웨지홀로부터 이탈시키는 당김재 및, 웨지홀로부터 이탈된 웨지들의 내경을 확장시켜 웨지와 인장재 사이를 분리시키는 확개수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

제거식 복합 지중앵커{COMPLEX UNDERGROUND ANCHOR WITH REMOVAL FUNCTION}

본 발명은 연약지반에서 터널 등의 토목구조물을 구축하거나 건축구조물의 구축을 위하여 지중을 굴착할 때 구조물의 주변의 연약한 지반의 강도를 향상시켜 토사가 붕괴되지 않도록 함으로써 구조물의 구축작업을 안전하게 진행할 수 있게 하고, 시공완료후에는 제거하여 지중 환경의 오염방지 및 타인의 재산권을 침해하지 않도록 하는 제거식 복합 지중앵커에 관한 것이다.

터널 등의 토목구조물을 구축하거나 건축구조물의 건축을 위하여 지중 굴착을 실시하는 경우, 이에 의해 주변 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위한 다양한 지반의 보강부재가 설치된다.

예컨대 터널을 구축하고자 할 때 주변 토사가 전단파괴하면서 붕괴하는 것을 방지하기 위하여 지중앵커가 사용되기도 하며, 건축물을 건축하기 위하여 지반을 굴토할 때 설치되는 흙막이를 배면에서 지지하는 수단으로 지중앵커가 사용되기도 한다.

이러한 지중앵커의 지지방식에는 그라우팅을 하여 주변마찰저항에 의해 인장력에 저항하는 마찰형 지지방식과, 선단부에 구근 등을 형성시켜 토사의 수동항을 통해 인장력에 저항할 수 있도록 하는 전단형 지지방식 및, 이들을 조합한 복합형 지지방식이 있다.

한편 지중앵커에 의한 흙막이 지지는 전면에 버팀대를 설치할 필요가 없기 때문에 굴착공간 내에서의 작업을 용이하게 하는 장점이 있다. 그러나 이러한 지중앵커는 공사가 완료된 후에는 그 기능이 종료되는 것으로서 지중에 그대로 존치되는 경우 환경을 저해하는 요인으로 작용하게 될 뿐 아니라, 특히 도심지에서는 토지이용의 극대화를 위하여 대지경계선을 넘어 인접 대지에까지 설치되어야 하는 경우가 종종 발생되는 바, 이와 관련한 많은 분쟁이 야기되고 있다.

따라서 본 발명자는 등록특허공보 등록번호 10-2111705호로 제거가 가능한 전단지지 복합식 지중 앵커를 개발한 바 있다.

상기 등록번호 10-2111705호의 지중앵커는, 도 1에 도시된 바와 같이, 지중에 삽입된 앵커체(20)를 강연선으로 이루어진 인장재(40)로 당김하여 상기 앵커체(20)가 회전하여 앵커링 기능을 함으로써 지반의 안정을 도모하는 지중 앵커로서, 상기 인장재(40)는 앵커체(20)에 구비된 수직관통공(21)을 통과한 선단부에는 앵커체(20)의 외면에 걸림되는 걸림고정부재(50)가 조립 및 분리 가능하도록 설치되고, 상기 앵커체(20)의 후방 위치에는 인장재(40)에 슬라이딩 가능한 회전유도체(30)가 설치되어, 상기 인장재(40)에 인장력이 가해지면 앵커체(20)가 당겨지면서 회전유도체(30)에 의해 일부분이 지지되면서 인장재(40)의 길이방향에 수직하게 회전하며, 상기 회전유도체(30)는, 인장재(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(33a)가 충진됨으로써 부피가 팽창되면서 지중에 형성된 천공홀(h)에 밀착 고정되어 앵커체(20)의 회전을 유도하는 것을 특징으로 한다.

따라서 상기 지중앵커는 강연선을 사용함으로써 자중을 가볍게 하면서 회전유도체(30)의 패커(32)길이를 증가시켜 지지력을 향상시킬 수 있도록 하므로 특히 연약지반에서 매우 효율적인 지지능력을 가지게 한다.

아울러 상기 지중앵커의 걸림고정부재(50)는 경연선을 정착시키기 위한 웨지(52)를 고정시키는 고정헤드(50A)와, 상기 웨지(52)를 가압하는 다수 개의 종스프링(54)의 후방에 충격에 의해 파괴될 수 있는 지지판(55)이 설치된 보호캡(50B)으로 이루어져 있어, 공사가 완료되어 지중앵커를 제거하고자 할 때는 강연선을 타격하여 웨지(52)를 후퇴시키면서 강연선의 선단이 지지판(55)을 파괴시켜 웨지홀(51)로부터 웨지(52)가 이탈되게 한다. 따라서 강연선은 쉽게 제거될 수 있다.

그런데 상기한 걸림고정부재(50)는 다수 개의 종스프링(54)과 더불어 파손이 쉽게 이루어질 수 있는 재질의 지지판(55)을 구비해야 하므로 제작비용이 증가된다.

상기의 지중앵커와 마찬가지로 강연선을 인장재로 사용하는 것이어서, 회전유도체와 회전하는 앵커체가 구비된 상기한 구조의 지중앵커에 적용하는 것이 용이하고, 아울러 인장재의 사후 제거가 가능하도록 한 다양한 지중앵커가 다음과 같이 개발된 바 있다.

등록특허공보 등록번호 10-1349259호는 강연선을 물어주는 웨지 후방에 억셉터를 구비시키고, 상기 억섹터를 내장시킨 내하체와의 사이에 나사체결구조를 가지게한다. 따라서 강연선을 회전시키게 되면 상기 억섹터는 전방으로 이동하면서 웨지가 삽입된 링커로부터 웨지를 이탈시켜 강연선의 제거를 가능하게 한다.

이와 함께 상기 억섹터에 절단홈을 구비시키고 강연선을 타격하면 억섹터의 몸체와 내하체에 체결되어 있는 플랜지가 분리되면서 상기 억섹터의 몸체가 링커로부터 웨지를 이탈시키도록 한다.

등록특허공보 등록번호 10-0641314호는 웨지통의 웨지홀에 삽입되어 강연선을 물어주는 웨지와, 상기 웨지의 후단 내면에 형성된 삽입홈에 삽입되도록 턱이 후단에 구비되고 선단에 나선형 걸림날이 형성된 후크 및, 상기 나선형 걸림날이 나사체결방식으로 회전하면서 후크가 전방으로 이동할 수 있도록 내면에 나사공이 구비된 캡으로 구성된다. 따라서 강연선을 회전시키면 나선형 걸림날이 캡의 나사공에 회전하면서 후크가 전방으로 이동하면서 웨지를 웨지홀로부터 이탈시켜 강연선의 제거를 가능하게 한다.

등록특허공보 등록번호 10-0898907호는, 어스 앵커용 정착구가 웨지홀이 구비되어 강연선을 물어준 웨지가 삽입 고정되는 하우징과, 상기 하우징에 나사결합되는 하우징커버와, 상기 웨지와 결합되어 있는 육각렌찌볼트 및, 상기 육각렌찌볼트와 맞대어 있는 이동부재로 구성된다. 아울러 상기 하우징의 내면에는 스탑퍼가 구비되는데, 강연선을 회전시켜주면 육각렌찌볼트가 웨지에 고정된 상태로 회전하게 되고, 이에 따라 육각렌지볼트와 나사결합된 이동부재가 스탑퍼에 밀착될 때까지 후방으로 이동하게 되며, 상기 스탑퍼에 의해 이동부재의 이동이 더 이상 이루어지지 않게 되면, 육각렌찌볼트가 웨지와 함께 전방으로 이동하면서 웨지로 하여금 웨지홀로부터 이탈하면서 강연선의 제거를 가능하게 한다.

등록특허공보 등록번호 10-0494011호의 지중앵커는, 웨지설치공간을 가진 앵커헤드와, 3개의 웨지가 하나의 콘형을 이루고 외면에 환형링이 끼워지며 웨지의 내면에 고정되면서 다수의 가닥이 꼬여 형성된 강연선의 단부를 수용하는 지지부재로 이루어지는 웨지유닛과, 상기 웨지유닛의 상단에 씌워진 압축커버와, 상기 압축커버에 설치되는 스프링 및, 앵커헤드의 상단에 체결되는 웨지커버로 이루어져 있다. 따라서 공사 완료후 이를 제거하고자 할 때 다수의 가닥이 꼬여져 로프형상으로 이루어진 강연선의 일부 가닥을 타격하여 지지부재를 전방쪽으로 밀어낸다. 따라서 강연선의 나머지 가닥들은 후방으로 밀려가는 형상이 되면서 강연선 전체가 앵커헤드로부터 분리될 수 있게 된다.

등록특허공보 등록번호 10-0447996호의 지중앵커는, 상기한 등록번호 10-0494011호와 비교하여 지지부재가 웨지유닛의 내면에 형성된 링형홈 내부에 삽입되는 지지판재라는 점에서만 다를 뿐 나머지 구성 및 강연선을 제거시키는 방법 역시 동일하다.

등록특허공보10-1744489호의 그라운드 앵커체는 내부에 가이드나사홈을 형성한 방수캡과; 상기 방수캡의 하측에 테이퍼공을 길이방향으로 형성한 헤드커플러와; 상기 테이퍼공에 삽입하여 pc강연선를 고정시키는 웨지와; 상기 가이드나사홈에 나사봉을 나사결합하여 회전에 따라 전진 또는 후진할 수 있도록 하되 나사봉의 하측에 외향으로 돌출하는 팔각플랜지를 형성하고 저면 중앙에서 상향으로 소정깊이의 가이드홈을 형성한 작동구; 및 상기 가이드홈에 삽입하는 가압스프링을 구비하고 하측에 웨지결합부를 형성하며 상측에 작동부를 형성하되, 작동부에는 키홈과 공회전부를 상하로 형성하고 키홈과 공회전부에 나사봉의 팔각플랜지를 삽입하여 팔각플랜지의 위치에 따라 선택적으로 키홈과 공회전부에 대응하도록 하는 바디로 구성하되 상기 바디의 웨지결합부에는 웨지의 연결수단에 결합하는 연결수단을 형성하고 저면에 키홈을 형성하며, 작동부에는 키홈과 공회전부의 바닥면 중앙에 지지돌기를 상향으로 돌출시켜 지지돌기에 가압스프링을 결합하여 탄력 설치하도록 하되 상부에 관통공과 지지편를 형성한 가이드구를 결합하여 구성된다. 따라서 PC강연선을 제거하고자 할 경우, pc강연선의 후단에 제거기를 결합하여 회전시키면 바디가 회전하면서 공회전부에 위치한 팔각플랜지가 가압스프링의 탄성에 의해 키홈측으로 이동하여 키결합하면서 나사봉을 연동하여 회전시킨다. 또한 나사봉의 회전으로 작동구가 상승하여 1차로 pc강연선에서 분리되고 계속하여 팔각플랜지가 가이드구의 관통공에 걸려 바디를 상승시키므로 pc강연선을 물고 있던 웨지도 상승하여 결합상태를 해제하게 함으로써 pc강연선의 제거가 가능하게 된다.

이와 같이, 지중앵커에서 강연선을 제거하고자 할 때 지중 밖의 외부에서 강연선을 회전시키는 방법과 강연선을 타격하는 방법이 주로 사용되고 있다.

그런데 상기한 선행기술을 포함한 것으로서 전자와 같이 강연선을 회전시켜 지중의 강연선을 제거하고자 하는 경우, 강연선의 연성적 특성과 그 길이의 정도에 따라 매우 큰 회전력이 요구되는 바, 이를 위한 별도의 장비, 예컨대 등록특허공보10-1744489호에서의 제거기 등을 필요로 하게 되어 시공비용이 증가되며, 현실적으로 강연선이 제거되지 않는 높은 불량율을 나타낸다.

따라서 후자와 같이 강연선을 타격하는 방법이 선호되기도 하나, 등록번호 10-1349259호에서와 같이 내부 부재의 일부가 파손되게 하거나, 등록번호 10-0494011호 및 등록번호 10-0447996호에서와 같이 강연선의 일부만을 타격하여 일부가닥만이 전방으로 이동할 수 있도록 하는 것 역시 매우 큰 타격력을 필요로 할 뿐 아니라, 강연선 자체가 파손되어 재사용 하는 것이 쉽지 않게 된다. 이러한 각 문제점 역시 시공비용을 증가시키는 요인으로 작용한다.

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10-2111705

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10-1349259

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10-0494011

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10-1744489

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본 발명은 상기한 종래기술들이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구조가 단순하여 제작원가를 절감시킬 수 있고, 작은 힘으로도 인장재의 제거작업이 용이하여 작업능률을 향상시킬 수 있으며, 제거된 인장재의 재사용이 가능하여 자원의 낭비가 발생하지 않는 제거식 복합 지중앵커를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 과제의 해결을 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 지중의 천공홀에 삽입되는 인장재와, 상기 인장재의 선단을 천공홀에 정착시키는 앵커체 및, 상기 인장재에 앵커체를 결합시키는 고정부로 이루어지는 것으로서, 상기 고정부는 다수 개의 웨지홀이 구비된 앵커헤드와, 상기 웨지홀에 삽입되면서 인장재를 물어주는 다수 개의 웨지와, 상기 웨지홀에 삽입된 웨지가 이탈하는 것을 방지하는 가압스프링과, 단부가 웨지의 내면에 고정되어 전방으로 이동하면서 상기 웨지를 웨지홀로부터 이탈시키는 당김재 및, 웨지홀로부터 이탈된 웨지들의 내경을 확장시켜 웨지와 인장재 사이를 분리시키는 확개수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커가 제공된다.

상기 당김재는 웨지홀로부터 웨지를 이탈시키는 것으로서, 인장재의 선단면과 맞닿을 수 있는 수격면과, 상기 수격면으로부터 절곡된 당김다리로 구성시킬 수 있다. 이때 상기의 당김다리는 웨지와 동일한 개수가 구비된다. 아울러 당김다리의 각 단부에 끼움편을 구비시키고, 각 끼움편을 각 웨지 내면에 구비된 끼움홈에 삽입시켜 각 웨지를 독립적으로 고정시킬 수 있다.

이때 당김다리를 탄성재질로 구성시키고 수격면과의 사이가 둔각이 되게 하여 바깥으로 벌어진 형상으로 구성시킴으로써 당김다리의 탄성력을 상기의 확개수단으로 사용할 수 있다. 이러한 경우 웨지가 전방으로 이동되었을 때 상기 당김다리의 탄성력에 의해 발생되는 웨지홀 내면과 웨지 외면 사이의 빗면마찰력이 가압스프링의 탄성력보다 같거나 크도록 당김다리의 탄성력 크기와 웨지홀 내면의 경사각을 설정함으로써 웨지의 확개상태가 계속 유지되게 할 수 있다.

또한 상기 웨지를 웨지홀 내부에서 인장재를 물어주는 가압면과, 가압면과 둔각으로 이루어지는외향 꺽임된 확개면으로 구성시키고, 각 웨지의 확개면이 위치한 부분의 외면에 오링을 설치하여, 오링으로 하여금 상기의 확개수단으로 사용할 수도 있다. 이 경우에도 웨지가 전방으로 이동되었을 때 상기 오링의 탄성력에 의해 발생되는 웨지홀 내면과 웨지 외면 사이의 빗면마찰력이 가압스프링의 탄성력보다 같거나 크도록 오링의 탄성력 크기와 웨지홀 내면의 경사각을 설정함으로써 웨지의 확개상태가 계속 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기한 확개수단에 의한 확개작용이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 웨지와 가압스프링 사이에는 가압관을 설치하고, 서로 맞닿는 웨지의 머리면와 가압관의 후단면은 외측방향으로 전방을 향하여 경사지게 구성한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에서는 확개수단에 의해 웨지홀로부터 이탈하면서 내경이 확장되었던 각 웨지가 가압스프링에 의해 후퇴하면서 다시 웨지홀에 삽입되면서 인장재를 물어주게 되는 것을 방지하기 위하여 웨지홀의 내면에 걸림지지턱을 더 구비한다.

본 발명은 당김재에 의해 웨지홀로부터 웨지가 이탈하며, 이와 동시에 웨지의 내경이 확개되어 인장재가 웨지로부터 확실하게 분리되도록 하므로 인장재의 제거작업이 매우 쉽게 이루어진다.

또한 본 발명은 상기한 당김재의 당김다리 또는 오링의 각 탄성력을 조절하거나, 웨지홀 내면에 걸림지지턱을 구비시켜 웨지의 확개된 상태가 계속 유지되게 할 수 있으므로 인장재 제거작업이 정확하고 효율적으로 이루어진다.

또한 본 발명은 인장재의 전 단면에 대하여 타격이 이루어져 종래기술과는 달리 인장재의 일부 가닥이 분리되지 않고 원상태를 그대로 유지시키므로 제거된 인장재는 재사용이 가능하여 자원이 낭비되지 않는다.

도 1은 본 발명자의 선행기술에 의한 지중앵커의 단면도 및 일부 구성의 분해사시도이다.
도 2는 다른 종래기술에 의한 지중앵커의 제거과정의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 지중앵커의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 앵커체에 관한 각 사시도이다.
도 5는 본 발명의 지중앵커가 작동한 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 고정부에 인장재가 고정된 상태의 단면도이다.
도 7은 상기 고정부를 분해한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 웨지와 가압관 사이의 경사면에 의한 작용관계에 관한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 당김재에 관한 일 실시예의 사시도 및 단면도이다.
도 10은 도 9의 실시예에 의한 당김재에 구비된 당김다리의 작용에 관한 설명도이다.
도 11은 본 발명의 웨지에 관한 일 실시예의 단면도이다.
도 12은 도 11의 실시예에 의한 웨지 및 오링의 작용에 관한 설명도이다.
도 13은 본 발명의 걸림지지턱의 작용에 관한 설명도이다.

이하에서는 본 발명의 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 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 지중앵커의 단면을 도시한 것이고, 도 4는 상기 지중앵커를 구성하는 앵커체(200)를 상하부에서 각 바라본 상태를 도시한 것이며, 도 5는 상기 지중앵커가 작동한 상태를 단면으로 도시한 것이다.

본 발명의 지중앵커는, 도 3에 도시된 바와 같이, 지중의 천공홀에 삽입되는 인장재(100)와, 상기 인장재(100)의 선단을 천공홀에 정착시키는 앵커체(200) 및, 상기 인장재(100)에 앵커체(200)를 결합시키는 고정부(300)로 이루어진다.

상기 인장재(100)는 천공홀에 정착된 앵커체(200)를 지지부재로 삼아 인장시킬 때 발생되는 축력으로 지반을 압밀하면서 지반에 전단지지력이 발생되도록 하는 것이나, 다른 한편으로는 앵커체(200)를 당김하면서 이를 회전시켜 천공홀에 앵커체(200)가 정착될 수 있도록 한다.

이러한 인장재(100)는 강연선으로 구성시키는 것이 바람직하나, 강봉으로 구성시켜도 무방하다.

앵커체(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 인장재(100)가 통과하면서 자유롭게 슬라이딩되도록 전단면을 수직으로 관통하는 수직관통공(201)이 구비되고, 상하의 양측면에 상기 수직관통공(201)을 중심으로 서로 반대방향의 트렌치(202)가 대칭으로 각 구비된다.

따라서 지중앵커를 천공홀에 삽입시킬 때에는 도 3에 도시된 바와 같이 인장재(100)가 앵커체(200)의 트렌치(202)에 삽입되어 인장재(100)와 트렌치(202)가 일직선이 된 상태가 되고, 지중앵커의 천공홀 삽입을 완료시킨 후 인장재(100)를 당겨주면 상기 앵커체(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 고정부(300)에 의해 회전되면서 양 단부가 천공홀 내면에 박혀 고정됨으로써 지중앵커로 하여금 제기능을 발휘할 수 있게 한다.

상기 앵커체(200)의 후방에 위치한 인장재(100)에는 회전유도수단을 더 구비시킬 수 있다. 상기 회전유도수단은 인장재(100)를 당겨줄 때 앵커체(200)가 회전하지 않고 후방으로 밀려가는 것을 방지함으로써 고정부(300)에 의한 앵커체(200)의 회전이 보다 원활하게 이루어지게 한다.

이러한 회전유도수단은, 도 5에서와 같이 그라우트재가 충진됨으로써 팽창되는 패커(210)일 수도 있고, 가압너트(미도시) 등으로 구성되는 돌출수단일 수도 있다.

도 6 내지 13은 고정부(300)에 관하여 각 도시한 것으로서, 도 6은 상기 고정부(300)에 인장재(100)가 설치되어 고정된 상태의 단면을 도시한 것이고, 도 7은 상기 고정부(300)를 분해 한 것이며, 도 8 내지 13은 인장재(100)의 제거를 위한 고정부(300)의 작용과 관련하여 각 도시한 것이다.

본 발명의 고정부(300)는, 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 다수 개의 웨지홀(311)이 구비된 앵커헤드(310)와, 상기 웨지홀(311)에 삽입되면서 인장재(100)를 물어주는 다수 개의 웨지(320)와, 상기 웨지(320)의 후방에 위치하여 웨지홀(311)에 삽입된 웨지(320)가 웨지홀(311)로부터 이탈하여 인장재(100)를 물어준 상태가 해지되는 것을 방지하는 가압스프링(360)과 더불어, 웨지(320)를 전방으로 이동시킬 수 있도록 하는 당김재(330) 및, 상기 당김재(330)에 의해 웨지홀(311)로부터 이탈된 웨지(320)와 인장재(100) 사이를 분리시키는 확개수단으로 이루어진다.

상기 웨지(320)와 가압스프링(360) 사이에는 다수 개의 웨지(320)가 상호간에 어긋남 없이 동일하게 웨지홀(311)에 삽입될 수 있도록 하면서 가압스프링(360)의 가압력이 각 웨지(320)들에게 균등하게 가해지도록 하는 가압관(350)이 더 설치될 수 있다.

당김재(330)는 가압스프링(360)과는 반대로 웨지(320)의 내면에 고정되어 전방으로 이동하면서 상기 웨지(320)를 웨지홀(311)로부터 이탈시켜 웨지(320)와 인장재(100)가 상호 분리될 수 있도록 하는 것으로서, 가장 바람직한 구조를 가진 당김재(330)는 인장재(100)의 선단면과 맞닿을 수 있는 수격면(331)과, 상기 수격면(331)에서 후방으로 절곡된 당김다리(332)로 이루어진다. 당김다리(332)는 후술하는 바와 같이 확개수단을 위한 구성으로 활용될 수 있다.

상기의 당김다리(332)는 웨지(320)와 동일한 개수로 구비된다. 아울러 당김다리(332)의 각 단부에는 끼움편(332a)이 구비되고, 이들 각 끼움편(332a)은 각 웨지(320) 내면에 구비된 끼움홈(320a)에 삽입된다. 따라서 각 당김다리(332)는 상호 독립적으로 각 웨지(320)를 고정시키게 된다. 이들 각 당김다리(332) 사이에 수격면(331)으로부터 절곡된 이탈방지편(333)을 더 구비시킴으로써 후술하는 인장재(100)의 타격시 인장재(100)의 선단부가 수격면(331)에서 이탈하지 않고 그 타격력이 정확하게 수격면(331)에 전달되게 할 수 있다.

상기한 타격은 인장재의 전단면에 대하여 이루어진다. 따라서 상기 인장재가 다수 가닥으로 구성시킨 강연선이라고 하더라도 일부 가닥만을 타격하지 않고 가닥 전체에 대하여 타격이 이루어지므로 일부 가닥이 분리되어 강연선이 파손되지 않는다.

본 발명은 구조물에 관한 공사가 완료된 후 지중앵커가 불필요하게 되었을 때 웨지홀(311)에 삽입된 웨지(320)를 전방으로 이동시켜 웨지(320)와 인장재(100) 사이를 분리시킨 후 상기 인장재(100)를 잡아당겨 제거하는 방식으로 이루어진다.

이를 위해 먼저 후방에서 인장재(100)를 타격하여 당김재(330)로 하여금 전방으로 이동하면서 그 단부에 의해, 보다 구체적으로는 당김다리(332)의 끼움편(332a)에 의해 고정된 웨지(320)들은 웨지홀(311)로부터 이탈하게 되는데, 이때의 상기한 인장재(100)의 타격은 당김재(330)의 수격면(331)에 대하여 이루어짐으로써 상기와 같이 당김재(330)가 전방으로 이동하게 된다.

당김재(330)에 의해 웨지홀(311)로부터 이탈하여 전방으로 이동한 웨지(320)들은 확개수단에 의해 내경이 확장되면서 웨지(320)와 인장재(100) 사이가 분리됨으로써, 인장재(100)의 제거가 쉽게 이루어질 수 있게 한다.

이때 웨지(320)와 가압스프링(360) 사이에 가압관(350)이 설치된 경우, 웨지(320)와 가압관(350)이 맞닿는 웨지(320)의 머리면(325)과 가압관(350)의 후단면(351)을 외측방향으로 전방을 향하여 경사지게 구성시킴으로써 상기한 확개수단에 의한 확개작동이 보다 원활하게 이루어지게 할 수 있다. 즉 상기한 각 경사면은 도 8에 도시된 바와 같이 상호 슬라이딩되면서 웨지(320)로 하여금 확개되는 방향, 즉 외측방향으로 이동이 보다 쉽게 이루어질 수 있도록 한다.

도 9, 10은 상기 확개수단의 일 실시예에 관한 것으로서, 본 실시예에서는 당김재(330)의 당김다리(332)를 이용하여 웨지홀(311)로부터 이탈된 웨지(320)들의 내경을 확장시킨다.

즉 본 실시예에서는 당김다리(332)에 탄성력을 부여하고 그 탄성력을 확개수단으로 한다.

이를 위한 당김다리(332)는 탄성력을 가진 재질로 이루어지고, 도 9에 도시된 바와 같이 수격면(331)과의 사이각(θ1)이 둔각으로 이루어져 바깥쪽으로 벌어진 형상을 가진다.

따라서 인장재(100)의 타격에 의해 당김재(330)가 전방으로 이동하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이 탄성력을 가진 각 당김다리(332)가 외측으로 벌어지면서 각 웨지(320)들을 인장재(100)로부터 분리시킨다.

도 11, 12는 상기 확개수단의 또 다른 실시예에 관한 것으로서, 본 실시예에서는 분리된 각 웨지(320)들을 묶어주는 통상적인 오링(340)을 이용하여 웨지홀(311)로부터 이탈된 웨지(320)들의 내경을 확장시킨다.

즉 본 실시예에서는 오링(340)에 탄성력을 부여하고 그 탄성력을 확개수단으로 한다.

이를 위한 웨지(320)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 웨지홀(311) 내부에서 인장재(100)를 물어주는 가압면(321)과 확개면(322)으로 이루어지고, 이들 가압면(321)과 확개면(322) 사이에는 지지점이 형성된다. 즉 확개면(322)은 가압면(321)과의 사이에 형성되는 사이각(θ2)이 둔각이 되도록 상기 가압면(321)으로부터 외향 꺽임되는 구조에 의해 형성된다.

아울러 상기 확개면(322)이 위치한 부분의 외면에 오링(340)이 설치된다.

이에 따라 당김재(330)에 의해 웨지(320)가 웨지홀(311)로부터 이탈하여 전방으로 이동하게 되면, 도 12에 도시된 바와 같이 오링(340)의 탄성력에 의해 웨지(320)는 지지점을 중심으로 가압면(321)을 벌려줌으로써 상기 가압면(321)과 인장재(100) 사이가 분리되어 인장재(100)의 제거가 쉽게 이루어질 수 있도록 한다.

상기한 도 9 내지 12의 각 확개수단은 어느 하나만 사용될 수도 있고, 상호 보완관계를 가지도록 동시에 함께 사용될 수도 있다.

한편, 인장재(100)의 타격에 의해 당김재(330)가 웨지(320)를 전방으로 이동시킨 순간 확개수단에 의한 웨지(320)의 내경이 확장된다고 하더라도, 가압스프링(360)은 계속하여 전방으로 이동된 웨지(320)를 후방의 웨지홀(311)쪽으로 가압하고 있는 바, 가압스프링(360)의 탄성력 크기 정도에 따라 순간적으로 웨지홀(311)로부터 이탈하였던 웨지(320)들이 웨지홀(311)에 삽입되면서 인장재(100)를 다시 물어줄 여지가 있다.

이를 방지하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에서는 웨지홀(311)로부터 이탈하여 전방으로 이동된 웨지(320)들이 다시 후방으로 밀려가지 않도록 하기 위한 수단들이 더 구비된다.

예컨대, 도 9, 10의 실시예에 의한 확개수단이 적용되는 경우에는, 당김다리(332)의 탄성력에 의해 웨지(320)가 상기 웨지홀(311) 내면에 밀착되면서 이들 사이에 빗면마찰력이 발생하게 되고, 상기 빗면마찰력은 가압스프링(360)이 웨지(320)를 후방으로 밀어주는 것에 저항한다. 이러한 빗면마찰력은 당김다리(332)의 탄성력 크기와 웨지홀(311) 내면의 경사각에 따라 달라진다.

따라서 본 실시예에서는 인장재(100)에 대한 타격으로 웨지(320)가 전방으로 이동되었을 때를 기준으로, 당김다리(332)의 탄성력에 의해 발생되는 상기의 빗면마찰력이 가압스프링(360)의 탄성력보다 같거나 크도록 당김다리(332)의 탄성력 크기와 웨지홀(311) 내면의 경사각을 설정한다.

이러한 사정은 도 11, 12의 실시예에 의한 확개수단이 적용되는 경우도 다르지 않다.

즉 확개수단이 오링(340)의 탄성력인 경우, 웨지(320)가 전방으로 이동되었을 때 상기 오링(340)의 탄성력에 의해 발생되는 웨지홀(311) 내면과 웨지(320) 외면 사이의 빗면마찰력이 가압스프링(360)의 탄성력보다 같거나 크도록 오링(340)의 탄성력 크기와 웨지홀(311) 내면의 경사각을 설정함으로써 인장재(100)에 대한 타격이 종료되는 순간 웨지(320)가 다시 웨지홀(311)로 복귀하는 것을 방지할 수 있다.

물론 상기한 두 실시예의 확개수단이 동시에 사용되는 경우에는 당김다리(332)와 오링(340)의 각 탄성력을 합한 것에 의해 빗면마찰력이 발생된다는 점이 고려된 상태에서 각 탄성력 크기와 웨지홀(311) 내면의 경사각이 설정되어야 할 것이다.

설령 상기한 빗면마찰력이 가압스프링(360)의 탄성력보다 작더라도 웨지홀(311)의 내면에 걸림지지턱(312)을 구비시킴으로써 확장된 웨지(320)의 내경이 축소되는 것을 방지하여 인장재(100)의 제거작업이 원활하게 이루어지게 할 수 있다.

도 13은 웨지홀(311) 내면에 구비된 걸림지지턱(312)에 의한 상기의 작용효과를 설명한 것이다.

상기 걸림지지턱(312)은, 웨지홀(311)에 웨지(320)가 정상적으로 삽입된 상태에서의 그 웨지(320)가 놓여진 길이의 범위 내에 설치되어야 하나, 인장재(100)의 타격에 의해 당김재(330)를 매개로 전방으로 이동된 웨지(320)의 첨단부(324)보다는 후방에 위치해야 하며, 그 형상은 웨지(320)의 첨단부(324)가 상기 걸림지지턱(312)에 걸림되었을 때 미끄러지지 않고 고정될 수 있는 단턱구조의 단면 형상을 가져야 한다.

이러한 걸림지지턱(312)이 구비되어 있는 경우, 웨지(320)는 인장재(100)의 타격에 의해 전방으로 이동하면서 확개수단에 의해 내경이 확장된 후, 가압스프링(360)의 탄성력에 의해 다시 후방으로 후퇴하게 되는데, 이때 확개수단은 웨지(320)를 웨지홀(311)의 내면쪽으로 밀어주고 있으므로, 웨지(320)의 첨단부(324)는 후퇴 과정 중에 걸림지지턱(312)에 삽입되면서 고정된다. 따라서 웨지(320)는 가압스프링(360)의 탄성력에 불구하고 더 이상의 후퇴가 이루어 지지 않게 되고, 이 상태에서는 인장재(100)가 웨지(320)로부터 분리되어 있으므로 인장재(100)의 제거작업은 쉽게 이루어질 수 있다.

미설명부호 '370'는 가압스프링(360)을 지지하면서 앵커헤드(310)와 결합되어 그 내부를 보호하는 보호커버이고, '371'는 앵커헤드(310)에 보호커버(370)를 고정시키기 위한 고정볼트이다. 또 인장재(100)에는 비부착 쉬스관에 의해 피복될 수 있는 바, '110'는 상기 쉬스관이고, '381'는 상기 쉬스관(110)의 선단을 고정시키기 위한 설치관이며, '382'는 쉬스관(110)과 앵커헤드(310) 사이의 고정을 위한 고정재이다.

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.

100; 인장재 110; 쉬스관
200; 앵커체 201; 수지관통공
202; 트렌치 210; 패커
300; 고정부 310; 앵커헤드
311; 웨지홀 312; 걸림지지턱
320; 웨지 320a; 끼움홈
321; 가압면 322; 확개면
324; 첨단부 325; 머리면
330; 당김재 331; 수격면
332; 당김다리 332a; 끼움편
333; 이탈방지편 340; 오링
350; 가압관 351; 후단면
360; 가압스프링 370; 보호커버
371; 고정볼트 381; 설치관
382; 고정재

Claims

지중의 천공홀에 삽입되는 인장재(100)와, 상기 인장재(100)의 선단을 천공홀에 정착시키는 앵커체(200) 및, 상기 인장재(100)에 앵커체(200)를 결합시키는 고정부(300)로 이루어지는 것으로서,
상기 고정부(300)는, 다수 개의 웨지홀(311)이 구비된 앵커헤드(310)와, 상기 웨지홀(311)에 삽입되면서 인장재(100)를 물어주는 다수 개의 웨지(320)와, 상기 웨지홀(311)에 삽입된 웨지(320)가 이탈하는 것을 방지하는 가압스프링(360)과, 단부가 웨지(320)의 내면에 고정되어 전방으로 이동하면서 상기 웨지(320)를 웨지홀(311)로부터 이탈시키는 당김재(330) 및, 웨지홀(311)로부터 이탈된 웨지(320)들의 내경을 확장시켜 웨지(320)와 인장재(100) 사이를 분리시키는 확개수단으로 이루어지고,
상기 당김재(330)는, 인장재(100)의 선단면과 맞닿을 수 있는 수격면(331)과, 상기 수격면(331)으로부터 절곡된 당김다리(332)로 이루어지되,
상기 당김다리(332)는 웨지(320)와 동일한 개수가 구비되고 각 단부에 끼움편(332a)이 구비되고, 상기 각 끼움편(332a)이 각 웨지(320) 내면에 구비된 끼움홈(320a)에 삽입되어 각 웨지(320)를 독립적으로 고정시키며, 상기 당김다리(332)는 탄성력을 가진 재질로 이루어지고 수격면(331)과의 사이각(θ1)이 둔각으로 이루어져 바깥으로 벌어진 형상을 가지며, 상기 확개수단은 당김다리(332)의 탄성력인 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커.
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제1항에 있어서,
상기 웨지(320)는, 웨지홀(311) 내부에서 인장재(100)를 물어주는 가압면(321)과, 가압면(321)과의 사이각(θ2)이 둔각으로 형성되도록 외향 꺽임된 확개면(322)으로 이루어지고,
각 웨지(320)의 확개면(322)이 위치한 부분의 외면에는 오링(340)이 설치되며, 상기 확개수단은 오링(340)의 탄성력인 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커.
제1항에 있어서,
상기 웨지(320)와 가압스프링(360) 사이에는 가압관(350)이 더 설치되고,
상기 웨지(320)와 가압관(350)이 맞닿는 웨지(320)의 머리면(325)와 가압관(350)의 후단면(351)은 외측방향으로 전방을 향하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커.
제1항에 있어서,
웨지(320)가 전방으로 이동되었을 때 상기 당김다리(332)의 탄성력에 의해 발생되는 웨지홀(311) 내면과 웨지(320) 외면 사이의 빗면마찰력이 가압스프링(360)의 탄성력보다 같거나 크도록 당김다리(332)의 탄성력 크기와 웨지홀(311) 내면의 경사각이 설정되는 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커.
제4항에 있어서,
웨지(320)가 전방으로 이동되었을 때 상기 오링(340)의 탄성력에 의해 발생되는 웨지홀(311) 내면과 웨지(320) 외면 사이의 빗면마찰력이 가압스프링(360)의 탄성력보다 같거나 크도록 오링(340)의 탄성력 크기와 웨지홀(311) 내면의 경사각이 설정되는 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커.
제1항에 있어서,
상기 웨지홀(311)의 내면에는 걸림지지턱(312)이 구비되고,
확개수단에 의해 내경이 확장된 웨지(320)의 첨단부(324)는 상기 걸림지지턱(312)에 걸림되어 가압스프링(360)의 탄성력에 불구하고 웨지(320)의 후퇴가 이루어지지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제거식 복합 지중앵커.