KR102515898B1 - 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템과 이에 따른 앵커설계법 - Google Patents

하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템과 이에 따른 앵커설계법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 앵커시공관리기법 및 강연선별 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템에 관한 것으로 구체적으로는 강연선의 길이가 서로 다르게 설치되는 지반 앵커의 앵커시공관리기법 및 강연선별 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 쐐기안착부와 개별하중계를 사용하여 일체형인장기를 사용할 경우에는 강연선마다에 발생하는 서로 다른 힘을 알 수 있고 그 합이 하나의 지반앵커에서 요구되는 앵커력이 확보되었는지 여부를 알 수 있게 되고, 개별동시인장기를 사용할 경우에는 강연선마다 정해진 설계하중에 맞게 각각을 긴장할 수 있게 되어 어떤 인장기를 사용하더라도 요구되는 설계앵커력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템과 이에 따른 앵커설계법{INDIVIDUAL SIMULTANEOUS TENSILE SYSTEM CAPABLE OF MEASURING LOAD- DISPLACEMENT, ANCHOR DESIGN METHOD}
본 발명은 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템과 이에 따른 앵커설계에 관한 것으로 구체적으로는 강연선의 길이가 서로 다르게 설치되는 지반 앵커의 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템과 이에 따른 앵커설게법 에 관한 것이다.
지반앵커로 지지되는 흙막이가시설이나 합벽식옹벽의 경우, 지반앵커는 정착이 가능한 지반에까지 천공하여 그 천공경 내에 시멘트그라우트와 지반앵커의 정착장이 일체화를 이루도록 하여 정착체가 인발되지 않도록 하여 지반앵커를 구성하는 강연선의 인장력으로 흙막이벽체를 지지하도록 하는 구조계를 형성하는 것이다.
이러한 구조계에서 앵커 정착체가 지반과의 마찰저항이 충분하도록 시공하여 인발되지 않도록 시공하는 것이 중요하며, 지반앵커를 구성하는 각 강연선은 발휘되는 하중의 크기에 따라 그 늘음량이 서로 다르기 때문에 앵커력 확보시 각 강연선의 늘음량을 관리하는 것도 매우 중요한 부분이다
지반앵커가 정착되는 지반과 앵커 정착체의 마찰저항능력에 따라 지반앵커력과 정착길이(즉, 지반앵커 강연선의 길이)가 결정되는데, 결정된 강연선의 길이에 따라 정해진 앵커력에 대한 그 늘음량이 달라지게 된다. 종래 지반앵커는 하나의 지반앵커를 구성하는 강연선의 길이를 모두 동일하게 하는 것을 전제로 하여 설계이론과 시공방법이 개발되어 있으며, 현재의 이론과 시공방법은 모두 이를 따르고 있다.
그러나, 최근 지반앵커가 정착되는 지반이 약해 지반앵커의 정착지반과 정착체의 마찰저항력이 약한 경우 강연선의 길이가 동일한 경우에는 하나의 정착체에서 큰 힘을 필요로 하게 되어 앵커력이 부족하게 되는 경우가 있다.
하나의 지반앵커를 구성하는 정착체의 길이가 다른 지반앵커를 긴장하는 방법에 있어서는 개별동시인장기로 긴장하는 것을 설계자는 제시하고 있는 경우가 있으나 개별동시인장기의 사용상 어려움, 보급 부족 등으로 인해 강연선의 길이가 모두 동일한 지반앵커에 사용하는 일체형인장기를 주로 사용하고 있어 각 앵커체에 발생하는 힘은 서로 달라 사용한 강연선 수만큼의 앵커력을 기대하기 어려운 것이 현실이다.
일체형인장기에 일체형정착장을 사용하게 되면 각 앵커체에서 발생하는 앵커력이 서로 다르고 굴착 진행과정에서 힘의 분배는 더 큰 차이가 나거나 어떤 정착체에 하중이 편중되어 지반앵커가 인발되거나 강연선이 파단되는 현상 등으로 인해 흙막이벽체의 안정성은 크게 저하된다. 그리고 길이가 다른 앵커체를 일체형인장기, 일체형정착장으로 인장해 두면 짧은 앵커체에 하중이 집중되어 짧은 앵커체의 인발로 인해 앵커력 저하가 발생하고 다시 긴 앵커체에 하중이 분배되면서 하중은 증가하나 그 일련의 과정에서 흙막이가시설 벽체의 변위가 크게 증가하여 흙막이가시설의 안정성 크게 저하되며, 배면의 구조물 등에 큰 피해가 발생하게 된다. 또한, 하중계도 일체형 하중계를 사용하게 되면 길이가 다른 강연선 중 어느 강연선에서 어떤 하중을 받아내고 있는지를 알 수 없게 되어 강연선마다의 하중관리가 되지 않으므로 개별하중계를 설치하여 각 강연선의 하중을 관리하여야 한다.
쐐기안착부와 개별하중계를 사용하여 일체형인장기를 사용할 경우에는 강연선마다에 발생하는 서로 다른 힘을 알 수 있고 그 합이 하나의 지반앵커에서 요구되는 앵커력이 확보되었는지 여부를 알 수 있게 되고, 개별동시인장기를 사용할 경우에는 강연선마다 정해진 설계하중에 맞게 각각을 긴장할 수 있게 되어 어떤 인장기를 사용하더라도 요구되는 설계앵커력을 확보하고자 하는 소기의 목적을 달성할 수 있다.
강연선의 길이가 다른 분리형앵커를 사용하기 위해서는 종래에 사용하고 있는 앵커지지체, 일체형정착장, 일체형하중계로는 시공불가의 문제, 굴착과정에서 변화하는 앵커력이 임의 앵커체에 하중쏠림현상의 문제, 모든 강연선의 합은 알 수 있으나 각 강연선이 지지하고 있는 힘의 크기를 알 수 없는 문제가 발생하여 흙막이벽체의 안정성을 보장할 수 없게 되는 경우가 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 지반앵커에서 사용하는 강연선의 개수만큼의 구멍이 형성된 앵커지지체가 필요하게 되는데, 종래에는 큰 구멍 하나가 형성된 앵커지지체를 사용하여 지반앵커를 구성하는 모든 강연선을 이 큰 구멍을 통해 설치하고 그 위에 강연선 수만큼 구멍이 형성된 일체형정착장을 설치하여 정착장 내에 강연선 구멍에서 쐐기로 강연선을 지지하도록 하였다.
그러나, 일체형정착장을 사용하게 될 경우의 문제점을 해소하기 위해서는 강연선 마다의 쐐기안착부를 사용하여야 하며, 쐐기안착부를 종래의 큰 구멍 하나가 형성된 앵커지지체에 설치하면 쐐기안착부가 구멍 내로 빠지게 되어 강연선의 정착을 형성할 수 없게 된다.
또한, 여러 개의 앵커체로 구성된 지반앵커는 각 앵커체의 강연선의 길이가 다르고 정착지반상태, 지반구속압이 달라 각 강연선의 하중의 크기가 다르게 나타나 각 강연선에서 발휘되고 있는 힘의 크기를 측정하여 시공관리하여야 흙막이벽체의 안정성을 확보한 상태에서 굴착을 진행할 수 있게 된다.
특허등록번호 제10-1631889호 (2016.06.14) 특허등록번호 제10-1677693호 (2016.11.14)
본 발명은 쐐기안착부와 개별하중계를 사용하여 일체형인장기를 사용할 경우에는 강연선마다에 발생하는 서로 다른 힘을 알 수 있고 그 합이 하나의 지반앵커에서 요구되는 앵커력이 확보되었는지 여부를 알 수 있게 되고, 개별동시인장기를 사용할 경우에는 강연선마다 정해진 설계하중에 맞게 각각을 긴장할 수 있게 되어 어떤 인장기를 사용하더라도 요구되는 설계앵커력을 확보하고자 하는 소기의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 상부에 소정 크기의 지압판(410)이 형성되되 상기 지압판(410)은 소정 개수의 강연선통과구(411)가 형성되는 앵커지지체(400)와,
상기 앵커지지체(400)의 지압판(410)을 관통하여 설치되는 강연선(500)과,
상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 앵커지지체(400)의 지압판(410)의 상부에 안착되는 제1개별정착구(600)과,
상기 제1개별정착구(600)의 상부가 수용되어 체결되도록 소정 크기의 홈이 형성되는 개별인장판(700)과,
강연선(500)이 통과되기 위한 강연선관통부(820)가 형성되고 일측은 실린더(900)가 안착되기 위한 실린더안착홈(810)이 형성되고 타측은 개별인장판(700)이 수용되어 체결되도록 개별인장판체결홈(830)이 형성되는 상부인장판(800)과,
강연선(500)을 인장하기 위한 것으로 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 제1개별정착구(600)의 상부에 안착되는 실린더(900)와,
상기 앵커지지체(400)의 지압판(410) 상부 일측에 위치하는 것으로 강연선(500)의 숫자와 대응되는 숫자가 설치되되 각 강연선(500)의 일측에 각각 설치되는 반사판(1100)과 지압판(410) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서인 제1거리측정부(1000)와,
상기 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 마주보는 위치에 형성되는 반사판(1100)과,
상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 반사판(1100)의 상부에 위치하는 로드쉘(1200)과,
상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 로드쉘(1200)의 상부에 위치하는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성되는 제2개별정착구(1300)와,
일측이 로드쉘(1200)과 제1거리측정부(1000)로부터 연결된 선과 연결되어 로드쉘(1200)로부터 측정된 하중값과 제1거리측정부(1000)로부터 측정된 거리값을 전송받아 기록하기 위한 데이터로그(1500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템과 이에 따른 앵커설계법 및 앵커시공관리기법을 제공한다.
본 발명은 쐐기안착부와 개별하중계를 사용하여 일체형인장기를 사용할 경우에는 강연선마다에 발생하는 서로 다른 힘을 알 수 있고 그 합이 하나의 지반앵커에서 요구되는 앵커력이 확보되었는지 여부를 알 수 있게 되고, 개별동시인장기를 사용할 경우에는 강연선마다 정해진 설계하중에 맞게 각각을 긴장할 수 있게 되어 어떤 종류의 앵커를 사용하더라도 요구되는 설계앵커력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 개별동시인장기 시스템의 전체적인 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 개별동시인장기 시스템의 분해도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1개별정착구(600)의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 개별인장판(700)에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1개별정착구(600)이 개별인장판(700)에 체결된 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 상부인장판(800)에 관한 도면이다.
도 7은 본 발명의 상부인장판(800)에 개별인장판(700)이 체결된 모습을 나타내기 위한 측면 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 앵커시공관리기법이 가능한 개별동시인장기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 15은 본 발명의 강연선별 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템의 설치순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 개별동시하중인장 시스템을 이용하여 지반앵커의 하중-변위를 측정하여 나타낸 그래프에 관한 것이다.
도 17은 본 발명의 데이터로그(1500)가 설치된 모습을 나타낸 사진이다.
도 18은 본 발명의 데이터로그(1500)의 화면을 나타낸 사진이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 개별동시인장기 시스템의 전체적인 모습을 나타낸 도면으로 본 발명의 개별동시인장기 시스템은 H빔(100), 흙막이판(200), 띠장(300), 앵커지지체(400), 강연선(500), 제1개별정착구(600), 개별인장판(700), 상부인장판(800), 실린더(900), 제1거리측정부(1000), 반사판(1100), 로드쉘(1200), 제2개별정착구(1300), 제2거리측정부(1400), 데이터로그(1500)를 포함하여 구성된다.
도 2는 본 발명의 개별동시인장기 시스템에 대한 분해도로 도1 및 도 2를 참고하여 각 구성요소를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
H빔(100)은 지반에 천공된 홀에 소정 간격을 가지고 설치되는 것이다.
흙막이판(200)은 소정 크기의 판상 형태로 형성되되 소정 간격 이웃하여 설치되는 H빔(100) 사이에 위치하는 것이다.
띠장(300)은 상기 H빔(100)의 일측에 수직방향으로 소정의 간격을 가지고 설치되는 것이다.
앵커지지체(400)는 상부에 소정 크기의 지압판(410)이 형성되되 상기 지압판(410)은 소정 개수의 강연선통과구(411)가 형성되는 것이다.
상기 강연선통과구(411)는 각 강연선(500)이 통과되기 위한 구멍으로서, 도 12와 같이 강연선(500)이 4개 설치되기 위해 지압판(411)에 4개의 강연선통과구(411)가 형성된다.
강연선(500)은 상기 앵커지지체(400)의 지압판(410)을 관통하여 설치된다. 즉 강연선(500)은 소정 개수로 형성되어 강연선통과구(411)에 각각 개별로 관통되도록 형성된다.
상기 강연선(500)은 다수 개가 설치되되 각각의 강연선의 길이가 같은 길이로 설치될 수도 있고 다른 길이로 설치될 수도 있다. 본 발명은 강연선의 길이라 다른 길이를 가지고 설치됐을 경우 적용될 수 있는 설계기법, 시공관리방법 등을 설명하고자 한다.
상기 강연선(500)은 천공된 지반의 끝단에 정착장(510)이 설치되며 각각 설치되는 강연선(500)에 각각의 정착장(510)가 설치된다.
제1개별정착구(600)는 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 앵커지지체(400)의 지압판(410)의 상부에 안착되는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
즉 상기 제1개별정착구(600)는 앵커지지체(400)의 지압판(410)에 소정 개수로 형성된 강연선통과구(411)의 상부에 각각 안착되는 것으로 각각의 강연선(500)이 개별로 관통하여 정착할 수 있도록 형성되는 것이다.
도 3은 상기 제1개별정착구(600)의 분해도로서 제1개별정착구(600)은 제1쐐기안착부(610)와 제1쐐기부(620)를 포함하여 구성된다.
제1쐐기안착부(610)는 제1쐐기부(620)를 수용하도록 제1쐐기부(620)의 외관과 대응되는 수용홀이 형성된다.
제1쐐기부(620)는 일측에서 타측으로 갈수록 직경이 넓어지도록 형성된다.
개별인장판(700)은 상기 제1개별정착구(600)의 상부가 수용되어 체결되도록 소정 크기의 홈이 형성되는 것이다.
상기 개별인장판(700)은 도 4의 도면을 통해 확인할 수 있으며, 상부인장판체결부(710)와 제1개별정착구체결단턱부(720)를 포함하여 구성된다.
상부인장판체결부(710)는 상부인장판(800)의 일측에 체결되기 위한 것이고, 제1개별정착구체결단턱부(720)은 제1개별정착구(600)이 체결되도록 내부홀의 일측에 단턱이 형성되는 것이다.
도 5는 제1개별정착구(600)이 개별인장판(700)에 체결된 단면을 나타낸 도면으로서 강연선을 화살표방향으로 인장 시 제1개별정착구(600)의 제1쐐기부(620)가 인장방향을 따라 함께 이동되지 않도록 개별인장판(700)이 제1쐐기부(620)를 잡아주는 역할을 한다.
구체적으로는 개별인장판(700)의 제1개별정착구체결단턱부(720)로 인해 제1쐐기부(620)의 이동이 제한되는 것이다.
도 6을 참고하면 상부인장판(800)은 강연선(500)이 통과되기 위한 강연선관통부(820)가 형성되고 일측은 실린더(900)가 안착되기 위한 실린더 안착홈(810)이 형성되고 타측은 개별인장판(700)이 수용되어 체결되도록 개별인장판체결홈(830)가 형성되는 것이다.
상기 상부인장판(800)의 개별인장판체결홈(830)은 뿔형태로 형성되되 강연선관통부(820)를 향하는 방향으로 갈수록 단면적이 줄어들도록 함으로서 강연선(500)을 인장시 가이드 역할을 할 수 있어 실린더(900)로 강연선(500)이 잘 관통되도록 할 수 있으며, 개별인장판(700)이 체결되어 고정되도록 하기 위한 것이다.
도 6(a)는 실린더(900)의 갯수에 따라 실린더안착홈(810)의 갯수가 변경되며 도면은 4개의 실린더(900)가 안착되기 위한 4개의 실린더안착홈(810)이 형성된 도면이다.
도 7은 본 발명의 상부인장판(800)에 개별인장판(700)이 체결된 모습을 나타내기 위한 측면 단면도이다.
실린더(900)는 강연선(500)을 인장하기 위한 것으로 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 제1개별정착구(600)의 상부에 안착되는 것으로 직선왕복운동하는 기기로서 실린더(900) 내에 위치하는 피스톤로드(910)가 직선왕복운동하도록 형성되며 실린더(900)의 직선왕복운동으로 인해 강연선(500)이 당겨지거나 풀어질 수 있다.
제1거리측정부(1000)는 상기 앵커지지체(400)의 지압판(410) 상부 일측에 위치하는 것으로 강연선(500)의 숫자와 대응되는 숫자가 설치되되 각 강연선(500)의 일측에 각각 설치된다.
상기 제1거리측정부(1000)는 반사판(1100)과 지압판(410) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서로서, 각각의 강연선(500)의 변위를 측정할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 제1거리측정부(1000)는 거리를 측정하기 위한 레이저가 바람직하나 이외에도 줄자, 줄길이변형계, 엔코더, 포텐셔미터, LVDT 등 거리를 측정할 수 있는 어떤 것이든 가능하다.
반사판(1100)은 상기 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 마주보는 위치에 형성되는 것이다. 상기 반사판(1100)은 각각의 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 반사판(1100) 사이의 거리를 측정하기 위해 형성된다.
로드쉘(1200)은 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 반사판(1100)의 상부에 위치하는 것이다. 상기 로드쉘(1200)은 각각의 강연선(500)에 연결되도록 설치되어 각각의 강연선(500)의 정착장(510) 마다 변화하는 앵커력을 관리하여 필요시 재긴장하도록 하기 위한 것이다.
제2개별정착구(1300)은 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 로드쉘(1200)의 상부에 위치하는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
제2거리측정부(1400)는 상기 H빔(100)과 소정 간격 이격된 위치에 형성되는 것으로 H빔(100)까지의 거리를 측정함으로서 벽체의 변위를 확인할 수 있어 지반의 상태를 파악하는데 용이하게 하도록 하는 이점이 있다.
상기 제2거리측정부(1400)는 거리를 측정하기 위한 레이저가 바람직하나 이외에도 줄자, 줄길이변형계, 엔코더, 포텐셔미터, LVDT 등 거리를 측정할 수 있는 어떤 것이든 가능하다.
데이터로그(1500)는 일측이 로드쉘(1200)와 제1거리측정부(1000)로부터 연결된 선과 연결되어 로드쉘(1200)로부터 측정된 하중값과 제1거리측정부(1000)로부터 측정된 거리값(변위값)을 전송받아 기록하기 위한 것이다. 또한 상기 데이터로그(1500)는 기록된 하중값과 거리값(변위값)을 토대로 하중-변위 곡선이 작도되는 것을 특징으로 한다.
도 17은 로드쉘(1200)과 제1거리측정부(1000)에 연결된 선(8)이 데이터로그(1500)에 연결된 모습을 나타낸 사진이다.
도 18은 데이터로그(1500)에 측정된 값이 기록되는 화면을 나타낸 사진으로, 하중값(Ton)과 변위값(mm)이 얼마인지 표시되며 표시된 정보들을 토대로 하중-변위 곡선을 그릴 수 있다.
이와 같이 본 발명은 강연선을 인장하면서 하중계 또는 압력계를 통하여 각 강연선에 작용하는 하중을 알 수 있으며, 동시에 변위계도 측정되어 하중-변위를 동시 측정하여 앵커 각각의 강연선의 하중-변위 곡선을 작도할 수 있는 데이터로그 까지 포함되는 것을 특징으로 한다.
도 1,2는 본 발명의 앵커시공관리기법이 가능한 개별동시인장기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 앵커시공관리기법은 도 2와 같이 H빔(100), 흙막이판(200), 띠장(300), 앵커지지체(400), 강연선(500), 제1개별정착구(600)이 설치된 상태에서 적용되며, 도 9를 참고하여 앵커시공관리기법에 대해 설명한다.
도 9는 서로 다른 길이를 가진 강연선(500)인 제1강연선(500a)과 제2강연선(500b)에 관한 도면으로서 제1강연선(500a)의 끝단에 제1정착장(510a)이 형성되며 제2강연선(500b)의 끝단에 제2정착장(510b)이 형성된다.
본 발명은 종래의 방법과 달리 설계방법과 시공관리법을 개선한 것에 특징이 있다.
먼저 설계방법의 특징을 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 서로 다른 길이를 가진 제1강연선(500a)과 제2강연선(500b)의 설계앵커력을 각 하나의 지반앵커를 구성하는 각 앵커체가 실제로 구성하고 있는 정착길이에 대한 정착능력을 계산하여 그 길이에 대한 설계앵커력을 구하도록 하는 것에 특징이 있다.
본 발명의 흙막이 가시설의 안정성을 검토하는 설계방법은 다음과 같다.
본 발명의 설계방법은 통상적인 과정을 기반으로 하며 통상적인 과정에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명은 강연선의 길이를 달리함으로써 여러 지점의 지반에서 지반의 마찰저항력의 허용한계를 활용할 수 있는 하중분산형 앵커가 하나의 지반앵커에 구성된 각 정착제의 강연선길이를 별도로 검토하는 설계방법을 도 9를 참고하여 아래와 같이 기술한다.
① 통상적인 흙막이가시설의 안정성 검토 이론에 따라 흙막이벽체의 안정성에 요구되는 설계앵커력을 산정한다.
② 설계앵커력, 추정활동면(6)과 정착지반(5)의 적정성 여부를 고려하여 강연선의 종류와 가닥 수의 결정, 각 앵커체의 설계앵커력의 분배, 자유장, 정착장을 1차로 결정한다. 이때 긴장력의 감소를 고려하여 여유폭(6)을 두어 정착장을 결정하는 것이 바람직하다.
③ 각 앵커체의 강연선길이와 요구되는 힘을 고려하여 긴장시 발생하게 되는 긴장력의 감소량을 산정한다. 가장 짧은 강연선으로 구성된 앵커체의 정착장은 최소정착장 규정 내, 추정활동면(6) 위치를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
④ 최종 결정된 각 앵커체의 초기긴장력에 요구되는 강연선의 종류와 가닥수의 적정성을 검토하고 필요시 ②의 과정부터 다시 검토한다.
⑤ 각 앵커체의 초기긴장력을 발휘할 수 있는 각 앵커체의 정착장을 최종 결정한다.
(방법 1)
도 9에서 제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 한다. 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 한다. 제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 한다. 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 한다. 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 한다.
방법 1은 각각의 강연선에 해당하는 정착장의 길이와 극한주면마찰저항력에 비례하게 앵커력을 산정하는 방법이다. 그리고 전체 설계앵커력은 각각의 강연선에 작용하는 앵커력 P1, P2의 합으로 구한다(설계앵커력 P=P1+P2).
방법 1에 관한 수학식은 다음과 같다.
Figure 112022053771292-pat00001
(여기서 FS는 통상적인 안전율이며, 영구앵커인 경우와 가설앵커인 경우로 설계기준에 따라 다르다.)
(여기서 D는 천공직경을 통상적으로 표현하는 기호이다.)
(방법 2)
도 9에서 제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 한다. 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 한다. 제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 한다. 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 한다. 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 앵커체 (A)의 요구앵커력을 τa라 한다. 그리고 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 한다.
방법 2는 각 앵커체의 앵커력에 해당하는 앵커체 (A)의 정착장은 l a 으로 하여 정착장 지반의 극한주면마찰저항력 τua를 사용하고, 앵커체 (B)의 정착장은 l a +l b 로 하되 l a 에서의 극한주면마찰저항력은 앵커체 (A)의 요구앵커력을 발휘하고 남은 값을 적용하고, l b 에서의 극한주면마찰저항력은 해당 지반의 τub를 사용하도록 하여 앵커력 P1, P2를 구한다(설계앵커력 P=P1+P2).
방법 2에 관한 수학식은 다음과 같다.
Figure 112022053771292-pat00002
(방법 3)
제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 한다. 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 한다. 제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 한다. 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 한다. 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 한다.
방법 3은 인발시험에서 얻은 적용계수 α를 활용하여 앵커체 (A)에 해당되는 P1을 구하고, P2는 전체 할증에서 적용계수 α를 뺀 나머지 값으로 구한다.
방법 3의 경우 앵커체 (A)에 해당하는 적용계수를 α로 하고, 적용계수인 α는 인발시험으로 그 값이 결정된다.
결정된 적용계수를 통해 아래의 식과 같이 설계앵커력을 구한다.
Figure 112022053771292-pat00003
Figure 112022053771292-pat00004
(방법 4)
도 9에서 강연선(500)의 전체 정착장을 L로 하고 전체 정착장에 대한 극한주변마찰력은 τu로 한다. 제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 한다. 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 한다. 제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 한다. 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 한다. 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 한다.
방법 4는 인발시험에서 얻은 적용계수 β를 활용하여 앵커체 (B)에 해당되는 P2을 구하고, P1은 전체 정착장 L에서 앵커체 (B)의 정착장 길이 l b 를 뺀 값으로 구한다.
방법 4의 경우 앵커체 (B)에 해당하는 적용계수를 β로 하고, 적용계수인 β는 인발시험으로 그 값이 결정될 수 있다.
결정된 적용계수를 통해 아래의 식과 같이 설계앵커력을 구한다.
Figure 112022053771292-pat00005
⑥ 각 앵커체의 초기긴장력에 해당하는 힘에 대한 각 강연선의 늘음량을 산정한다. 이와 같이 각 강연선의 늘음량을 제시함으로써 시공 시 각 앵커체의 지반에서의 정착의 양부를 모두 파악할 수 있게 되고 각 앵커체가 발휘하고 있는 앵커력을 알 수 있게 됨으로써 각 앵커력의 합계가 설계앵커력을 유지하고 있는지의 여부를 판단하는 척도가 될 수 있게 되어 흙막이벽체의 안정성을 확인하면서 다음 굴착을 진행할 수 있게 된다.
상기와 같이 각 앵커체 (A), (B)에 대해 구해진 앵커력P1, P2 , 각 강연선의 늘음량을 제시하여 시공시 이를 확인하는 시공을 실시하도록 한다.
다음은 본 발명에 적용되는 시공관리방법에 관한 것이다.
여러 개의 앵커체로 구성되어 강연선의 길이가 다른 지반앵커를 구조적으로 안정성이 확보된 상태에서 지반앵커를 시공하고 시공관리하기 위해 요구되는 구체적인 항목은 다음과 같다.
① 강연선(500)의 수와 대응되도록 지압판(410)에 강연선관통구(411)가 형성된 앵커지지체(400)
상기 앵커지지체(400)는 강연선 수만큼 강연선 통과 구멍이 형성된 앵커지지체로서 종래의 큰 구멍 하나가 형성된 앵커지지체에 강연선 수만큼 구멍이 형성된 지압판을 추가 설치하거나 교체하여 강연선 수만큼 강연선 통과 구멍이 형성된 앵커지지체를 사용할 수 있다.
② 강연선(500)의 수와 대응되는 숫자만큼 설치하여 개별적으로 정착하는 정착장(510)
긴장시나 굴착과정에서 변화하는 앵커력이 강연선마다 발휘하는 하중의 크기가 다름에 따라 각 앵커체(강연선)마다 그 거동이 다르게 되므로 강연선마다 쐐기안착부를 사용하는 방식이다.
③ 각 정착장에 설치된 개별하중계
각 강연선(500)마다 발휘되는 앵커력을 측정하기 위해 설치하는 개별하중계는 강연선 수만큼 강연선 통과 구멍이 형성된 지압판 상부에 놓이고 개별하중계 위에 쐐기안착부를 설치하여 강연선을 정착함으로써 가해진 앵커력이 개별하중계에서 읽히도록 하여 시공관리한다. 이때는 쐐기안착부와 개별하중계를 별도로 제작하여 설치하는 방법으로도 강연선의 정착과 하중을 측정할 수 있다. 이 외에도 정착장과 하중계를 일체로 한 정착장이 구비된 개별하중계를 설치하여 정착과 하중측정을 동시에 할 수도 있다.
④ 강연선 수만큼 설치되는 개별하중계를 사용하여 하중을 지속관리하는 시공관리방법
지반앵커를 시공할 위치에 천공을 한 후 지반앵커를 삽입하고 시멘트밀크를 주입한 후 경화시킨 후에 초기긴장력을 가할 때 강연선의 길이별 각 앵커체의 하중단계별 발생변위를 그래프 작성하고 각 강연선의 늘음량을 관리하여 각 앵커체의 정착 양부를 판정하도록 한다.
각 앵커체마다에서 발휘된 하중을 합한 값이 설계에서 제시한 초기긴장력 또는 설계앵커력에 만족하는지의 여부를 판단하도록 한다.
초기 긴장시나 굴착과정에서 각 개별하중계에서 읽은 하중을 분석하여 하중이 감소된 앵커체 또는 추가 인장 가능한 앵커체에 대해 재긴장 실시하여 설계앵커력 이상을 확보할 수 있도록 총합의 앵커력을 관리함으로서 흙막이벽체의 안정을 관리할 수 있도록 한다.
강연선의 길이가 서로 다른 정착체인 지반앵커는 각 정착체마다 정착에 의해 발휘되는 정착력(앵커력)이 다르게 되고 정착력에 따라 강연선의 늘음량도 다르게 되어 각 정착체의 거동이 달라지므로 긴장과정, 굴착과정에서 이에 대응할 수 있는 정착장이 구비되어야 한다.
따라서, 각 정착체마다 정착장을 별개로 설치하고, 이를 위해서 요구되는 정착을 위한 각 구성품을 구비하도록 한다. 즉, 본 발명은 각 강연선마다 개별로 정착장을 구성하여 설치하도록 하며, 개별적으로 정착장을 설치하기 위해서는 종래의 하나의 큰 구멍이 형성된 앵커지지체가 아닌 강연선(500) 수만큼 지압판(410)에 강연선통과구(411)가 형성된 앵커지지체(400)를 구성하는 것이 특징이다.
또한, 개별적으로 정착장을 설치하여 긴장한 후 다음 단계의 굴착을 진행하는 과정에서 이미 긴장력을 확보한 지반앵커에 대해서는 굴착에 따른 앵커력의 변화를 파악하는 등 시공관리하여야 하는데, 이를 위해서는 하중계가 요구되는 위치에 대해서는 도 10과 같이 쐐기안착부마다 개별하중계가 각각의 강연선(500)의 정착장(510)마다 설치되는 것이 특징으로 각 강연선(500)마다 변화하는 앵커력을 관리하여 필요시 재긴장하여 시공관리를 하는 것이 특징이다.
도 10은 5개의 개별 정착장을 도시했지만 작업현장에 따라 이의 개수는 늘어날 수도 있고 줄어들 수도 있음은 물론이다.
도 11은 강연선들이 자유분방하게 휘어져 있는 모습을 나타낸 것으로 만약 동시에 인장을 할 경우 강연선마다 당기는 인장력이 달라져 문제가 발생할 수 있기 때문에 본 발명은 쐐기안착부와 개별하중계를 도입함으로서 이러한 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.
도 12 내지 도 15은 본 발명의 강연선별 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템의 설치 순서를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 개별동시인장기 시스템의 설치 순서는 도 12와 같이 앵커지지체(400)와 강연선(500)이 시공된 후, 도 13과 같이 강연선(500)을 고정하기 위해 제1개별정착구(600)이 설치되고 제1개별정착구(600)의 상부에 개별인장판(700), 상부인장판(800), 실리콘(900)이 순차적으로 설치된다. 실리콘(900)까지 설치된 모습은 도 14에서 확인할 수 있다.
도 15는 제1거리측정부(1000), 반사판(1100), 로드쉘(1200), 제2개별정착구(1300)이 순차적으로 설치된 모습을 확인할 수 있다.
다음은 이와 같이 설치된 개별동시인장기로 얻을 수 있는 하중-변위 곡선으로 시공관리기법에 관한 설명이다.
본 발명은 기존에 사용했던 하중-변위곡선에서의 상한선과 하한선의 의미보다는 인발하중 직전 단계까지 하중-변위 곡선의 직선성 확보 여부가 시공관리기준이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 16은 본 발명의 개별동시하중인장 시스템을 이용하여 지반앵커의 하중-변위를 측정하여 나타낸 하중-변위 곡선의 유형에 대한 설명이다.
하중-변위 곡선 유형 ①
낮은 하중단계에서는 탄성상태의 직선성을 잘 유지하다가 마지막 단계의 하중에서 변위가 커지는 경향을 보이는 유형이다. 하중 1.0Pm과 1.2Pm 구간의 어떤 하중에서 정착부에서 발생하는 변위는 강연선의 탄성늘음량과 마찰변위 외에 인발변위가 발생하는 것을 의미한다.
이러한 하중-변위 곡선에서는 1.0Pm을 극한인발저항력으로 보고 이 값에 안전율을 나눈 값을 현장 설계앵커력(수정 설계앵커력)으로 보아야 하며, 수정 설계앵커력을 증가시킬 필요성이 있을 경우에는 추가 지반앵커를 설치하거나 정착장의 증가, 정착직경의 증가, 가압식 확경팩의 적용 등의 노력이 요구되는 상태이다.
하중-변위 곡선 유형 ②
하중단계 1.0Pm까지는 변위가 큰 편이나 비교적 직선성을 보이는 편이나 하중을 증가시킨 1.2Pm하중에서 오히려 변위량이 감소하는 유형이다.
이 유형은 하중단계 1.0Pm까지의 변위에는 다른 것보다 정착체에서 마찰변위가 큰 정착지반에 해당하는 것으로 볼 수 있고, 큰 하중의 위치에서 오히려 마찰변위가 감소하고 있는 것이다.
즉, 낮은 하중단계에서 마찰변위가 큰 정착지반이거나 지반앵커 정착체의 그라우트가 불량한 상태에 있다가 압축되면서 그라우트와 지반의 마찰특성이 좋아진 경우이거나, 1.2Pm의 하중이 정착부에 전이되는 과정에서 보다 양호한 지반에 전이가 되기 시작한 경우 등에 해당한다고 볼 수 있다.
하중-변위 곡선 유형 ③
모든 하중단계에서 탄성상태(강연선의 탄성늘음량과 정착부의 마찰변위만을 보이는 상태)를 잘 유지하고 있고 최대시험하중까지 인발변위가 발생하지 않은 것으로 가장 정착상태가 좋은 유형에 해당한다.
하중-변위 곡선 유형 ④
낮은 하중단계에서는 변위가 큰 쪽에 치우치거나 중간단계 하중(0.4Pm )에서 하중에 비해 변위가 오히려 적게 발생하는 등의 경향으로 정착상태가 비교적 불량한 것으로 판단될 수 있으나, 0.4Pm를 제외하면 전반적으로 직선성(탄성성)이 확보되고 있는 형상이기 때문에 정착된 상태가 비교적 양호한 것으로 볼 수 있는 유형으로 판단된다.
하중-변위 곡선 유형 ⑤
하중의 증가단계에 따라 변위가 급증하는 형태의 곡선을 보이는 것으로 지속적으로 인발될 가능성이 큰 크리프 거동을 하는 정착지반으로 볼 수 있다. 이러한 거동을 하는 지반은 함수비가 높은 풍화토, 풍화암 지반, 점토질과 실트질 성분이 많은 지반 등에 해당한다.
이러한 지반에는 영구앵커를 설치하게 되면 장기간에 걸쳐 지속적으로 손실되어 결국은 대변위로 이어지는 등의 재해를 초래할 수 있으므로 주의하여야 한다. 즉 크리프 거동을 보이는 형상으로 재해에 주의해야할 것으로 판단하여야 하는 것이다.
단기적으로 사용을 요하는 가시설에 사용하고자 할 경우에는 반드시 크리프 시험을 실시하여 하중-변위 곡선을 면밀히 분석하여 변위를 고려한 적정한 크기의 사용하중을 정하도록 하여야 한다.
시공앵커력은 크게 해서 실제 정착하는 하중은 보다 낮은 값으로 하는 것이 바람직하므로 시공앵커력을 가할 때는 정착쐐기를 사용하지 않고 인장하중을 가한 다음 하중을 제거한 후 정착쐐기를 설치한 다음 보다 낮은 앵커력으로 재인장하여 정착시키는 방법이 바람직하다.
이와 같이 본 발명은 현장의 지반앵커시험에서 구해진 하중, 변위의 그래프를 활용하여 분석하고 계측결과에 따라 지반앵커의 하중, 변위의 적정성, 정착상태의 안정성 유지 여부 등을 파악할 수 있게 되어 안전율이 확보되는 시공관리를 할 수 있다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 H빔
200 띠장
300 흙막이판
400 앵커지지체
410 지압판
500 강연선
600 제1개별정착구
610 제1쐐기안착부
620 제1쐐기부
700 개별인장판
800 상부인장판
810 실린더안착홈
820 강연선관통부
830 개별인장판체결부
900 실린더
910 피스톤로드
1000 제1거리측정부
1100 반사판
1200 로드쉘
1300 제2개별정착구
1310 제2쐐기안착부
1320 제2쐐기부
1400 제2거리측정부
1500 데이터로그

Claims (4)

  1. 상부에 소정 크기의 지압판(410)이 형성되되 상기 지압판(410)은 소정 개수의 강연선통과구(411)가 형성되는 앵커지지체(400)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410)을 관통하여 설치되는 강연선(500)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 앵커지지체(400)의 지압판(410)의 상부에 안착되는 제1개별정착구(600)과,
    상기 제1개별정착구(600)의 상부가 수용되어 체결되도록 소정 크기의 홈이 형성되는 개별인장판(700)과,
    강연선(500)이 통과되기 위한 강연선관통부(820)가 형성되고 일측은 실린더(900)가 안착되기 위한 실린더안착홈(810)이 형성되고 타측은 개별인장판(700)이 수용되어 체결되도록 개별인장판체결홈(830)이 형성되는 상부인장판(800)과,
    강연선(500)을 인장하기 위한 것으로 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 제1개별정착구(600)의 상부에 안착되는 실린더(900)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410) 상부 일측에 위치하는 것으로 강연선(500)의 숫자와 대응되는 숫자가 설치되되 각 강연선(500)의 일측에 각각 설치되는 반사판(1100)과 지압판(410) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서인 제1거리측정부(1000)와,
    상기 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 마주보는 위치에 형성되는 반사판(1100)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 반사판(1100)의 상부에 위치하는 로드쉘(1200)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 로드쉘(1200)의 상부에 위치하는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성되는 제2개별정착구(1300)와,
    일측이 로드쉘(1200)과 제1거리측정부(1000)로부터 연결된 선과 연결되어 로드쉘(1200)로부터 측정된 하중값과 제1거리측정부(1000)로부터 측정된 거리값을 전송받아 기록하기 위한 데이터로그(1500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템의 앵커설계법에 있어서,
    흙막이가시설의 안정성 검토 이론에 따라 흙막이벽체의 안정성에 요구되는 설계앵커력을 산정하는 단계(i);
    설계앵커력, 추정활동면(6)과 정착지반(5)의 적정성 여부를 고려하여 강연선의 종류와 가닥 수의 결정, 각 앵커체의 설계앵커력의 분배, 자유장, 정착장을 1차로 결정하는 단계(ii);
    각 앵커체의 강연선길이와 요구되는 힘을 고려하여 긴장시 발생하게 되는 긴장력의 감소량을 산정하는 단계(iii);
    최종 결정된 각 앵커체의 초기긴장력에 요구되는 강연선의 종류와 가닥수의 적정성을 검토하는 단계(iv);
    각 앵커체의 초기긴장력을 발휘할 수 있는 각 앵커체의 정착장을 최종 결정하는 단계(v);
    각 앵커체의 결정된 초기긴장력에 대한 각각의 강연선 늘음량을 산정하는 단계(vi);를 포함하되,
    상기 (v)단계는
    제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 하고,
    제1강연선(500a)의 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 하며,
    제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 하고, 제2강연선(500b)의 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 하며,
    상기 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 하는 경우,
    전체 설계앵커력은 각각의 강연선에 작용하는 앵커력 P1, P2의 합으로 구하되, 전체 앵커체의 앵커력에 해당하는 전체 정착장은 L으로 하고,전체 정착장에 해당하는 지반의 전체 극한주면마찰저항력 τu를 사용하고 각 정착장의 조건을 토대로 할증을 분배하여 아래의 식인 설계앵커력 P=P1+P2를 구하되,
    [수학식 1]
    Figure 112022053771292-pat00006
    (FS=안전율, D=천공직경)
    인 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템에 따른 앵커설계법.
  2. 상부에 소정 크기의 지압판(410)이 형성되되 상기 지압판(410)은 소정 개수의 강연선통과구(411)가 형성되는 앵커지지체(400)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410)을 관통하여 설치되는 강연선(500)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 앵커지지체(400)의 지압판(410)의 상부에 안착되는 제1개별정착구(600)과,
    상기 제1개별정착구(600)의 상부가 수용되어 체결되도록 소정 크기의 홈이 형성되는 개별인장판(700)과,
    강연선(500)이 통과되기 위한 강연선관통부(820)가 형성되고 일측은 실린더(900)가 안착되기 위한 실린더안착홈(810)이 형성되고 타측은 개별인장판(700)이 수용되어 체결되도록 개별인장판체결홈(830)이 형성되는 상부인장판(800)과,
    강연선(500)을 인장하기 위한 것으로 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 제1개별정착구(600)의 상부에 안착되는 실린더(900)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410) 상부 일측에 위치하는 것으로 강연선(500)의 숫자와 대응되는 숫자가 설치되되 각 강연선(500)의 일측에 각각 설치되는 반사판(1100)과 지압판(410) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서인 제1거리측정부(1000)와,
    상기 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 마주보는 위치에 형성되는 반사판(1100)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 반사판(1100)의 상부에 위치하는 로드쉘(1200)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 로드쉘(1200)의 상부에 위치하는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성되는 제2개별정착구(1300)와,
    일측이 로드쉘(1200)과 제1거리측정부(1000)로부터 연결된 선과 연결되어 로드쉘(1200)로부터 측정된 하중값과 제1거리측정부(1000)로부터 측정된 거리값을 전송받아 기록하기 위한 데이터로그(1500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템의 앵커설계법에 있어서,
    흙막이가시설의 안정성 검토 이론에 따라 흙막이벽체의 안정성에 요구되는 설계앵커력을 산정하는 단계(i);
    설계앵커력, 추정활동면(6)과 정착지반(5)의 적정성 여부를 고려하여 강연선의 종류와 가닥 수의 결정, 각 앵커체의 설계앵커력의 분배, 자유장, 정착장을 1차로 결정하는 단계(ii);
    각 앵커체의 강연선길이와 요구되는 힘을 고려하여 긴장시 발생하게 되는 긴장력의 감소량을 산정하는 단계(iii);
    최종 결정된 각 앵커체의 초기긴장력에 요구되는 강연선의 종류와 가닥수의 적정성을 검토하는 단계(iv);
    각 앵커체의 초기긴장력을 발휘할 수 있는 각 앵커체의 정착장을 최종 결정하는 단계(v);
    각 앵커체의 결정된 초기긴장력에 대한 각각의 강연선 늘음량을 산정하는 단계(vi);를 포함하되,

    상기 (v)단계는
    제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 하고,
    제1강연선(500a)의 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 하며,
    제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 하고,
    제2강연선(500b)의 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 하고,
    상기 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 상기 앵커체 (A)의 요구앵커력을 τa라고 하고, 상기 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 하여 아래의 식인 설계앵커력 P=P1+P2를 구하되,
    [수학식 2]
    Figure 112022053771292-pat00007
    (FS=안전율, D=천공직경)
    인 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템에 따른 앵커설계법.
  3. 상부에 소정 크기의 지압판(410)이 형성되되 상기 지압판(410)은 소정 개수의 강연선통과구(411)가 형성되는 앵커지지체(400)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410)을 관통하여 설치되는 강연선(500)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 앵커지지체(400)의 지압판(410)의 상부에 안착되는 제1개별정착구(600)과,
    상기 제1개별정착구(600)의 상부가 수용되어 체결되도록 소정 크기의 홈이 형성되는 개별인장판(700)과,
    강연선(500)이 통과되기 위한 강연선관통부(820)가 형성되고 일측은 실린더(900)가 안착되기 위한 실린더안착홈(810)이 형성되고 타측은 개별인장판(700)이 수용되어 체결되도록 개별인장판체결홈(830)이 형성되는 상부인장판(800)과,
    강연선(500)을 인장하기 위한 것으로 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 제1개별정착구(600)의 상부에 안착되는 실린더(900)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410) 상부 일측에 위치하는 것으로 강연선(500)의 숫자와 대응되는 숫자가 설치되되 각 강연선(500)의 일측에 각각 설치되는 반사판(1100)과 지압판(410) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서인 제1거리측정부(1000)와,
    상기 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 마주보는 위치에 형성되는 반사판(1100)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 반사판(1100)의 상부에 위치하는 로드쉘(1200)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 로드쉘(1200)의 상부에 위치하는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성되는 제2개별정착구(1300)와,
    일측이 로드쉘(1200)과 제1거리측정부(1000)로부터 연결된 선과 연결되어 로드쉘(1200)로부터 측정된 하중값과 제1거리측정부(1000)로부터 측정된 거리값을 전송받아 기록하기 위한 데이터로그(1500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템의 앵커설계법에 있어서,
    흙막이가시설의 안정성 검토 이론에 따라 흙막이벽체의 안정성에 요구되는 설계앵커력을 산정하는 단계(i);
    설계앵커력, 추정활동면(6)과 정착지반(5)의 적정성 여부를 고려하여 강연선의 종류와 가닥 수의 결정, 각 앵커체의 설계앵커력의 분배, 자유장, 정착장을 1차로 결정하는 단계(ii);
    각 앵커체의 강연선길이와 요구되는 힘을 고려하여 긴장시 발생하게 되는 긴장력의 감소량을 산정하는 단계(iii);
    최종 결정된 각 앵커체의 초기긴장력에 요구되는 강연선의 종류와 가닥수의 적정성을 검토하는 단계(iv);
    각 앵커체의 초기긴장력을 발휘할 수 있는 각 앵커체의 정착장을 최종 결정하는 단계(v);
    각 앵커체의 결정된 초기긴장력에 대한 각각의 강연선 늘음량을 산정하는 단계(vi);를 포함하되,

    상기 (v)단계는
    제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 하고,
    상기 제1강연선(500a)의 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 하며,
    제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 하고,
    제2강연선(500b)의 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 하며,
    상기 앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 상기 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라고 하는 경우 결정된 적용계수를 통해 아래의 식과 같이 설계앵커력 P=P1+P2를 구하며,
    [수학식 3]
    Figure 112022053771292-pat00008

    Figure 112022053771292-pat00009
    (FS=안전율, D=천공직경),
    (일측 정착장의 할증을 α로 하고, 타측 정착장의 할증을 β로 하며, 할증값인 α, β는 인발시험으로 그 값이 결정된다.)
    인 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템에 따른 앵커설계법.
  4. 상부에 소정 크기의 지압판(410)이 형성되되 상기 지압판(410)은 소정 개수의 강연선통과구(411)가 형성되는 앵커지지체(400)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410)을 관통하여 설치되는 강연선(500)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 앵커지지체(400)의 지압판(410)의 상부에 안착되는 제1개별정착구(600)과,
    상기 제1개별정착구(600)의 상부가 수용되어 체결되도록 소정 크기의 홈이 형성되는 개별인장판(700)과,
    강연선(500)이 통과되기 위한 강연선관통부(820)가 형성되고 일측은 실린더(900)가 안착되기 위한 실린더안착홈(810)이 형성되고 타측은 개별인장판(700)이 수용되어 체결되도록 개별인장판체결홈(830)이 형성되는 상부인장판(800)과,
    강연선(500)을 인장하기 위한 것으로 상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 제1개별정착구(600)의 상부에 안착되는 실린더(900)와,
    상기 앵커지지체(400)의 지압판(410) 상부 일측에 위치하는 것으로 강연선(500)의 숫자와 대응되는 숫자가 설치되되 각 강연선(500)의 일측에 각각 설치되는 반사판(1100)과 지압판(410) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서인 제1거리측정부(1000)와,
    상기 실린더(900)의 상부에 위치하되 제1거리측정부(1000)와 마주보는 위치에 형성되는 반사판(1100)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 반사판(1100)의 상부에 위치하는 로드쉘(1200)과,
    상기 강연선(500)을 관통하여 체결되되 상기 로드쉘(1200)의 상부에 위치하는 것으로 각각의 강연선(500)이 관통하여 정착할 수 있는 다양한 형태로 형성되는 제2개별정착구(1300)와,
    일측이 로드쉘(1200)과 제1거리측정부(1000)로부터 연결된 선과 연결되어 로드쉘(1200)로부터 측정된 하중값과 제1거리측정부(1000)로부터 측정된 거리값을 전송받아 기록하기 위한 데이터로그(1500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템의 앵커설계법에 있어서,
    흙막이가시설의 안정성 검토 이론에 따라 흙막이벽체의 안정성에 요구되는 설계앵커력을 산정하는 단계(i);
    설계앵커력, 추정활동면(6)과 정착지반(5)의 적정성 여부를 고려하여 강연선의 종류와 가닥 수의 결정, 각 앵커체의 설계앵커력의 분배, 자유장, 정착장을 1차로 결정하는 단계(ii);
    각 앵커체의 강연선길이와 요구되는 힘을 고려하여 긴장시 발생하게 되는 긴장력의 감소량을 산정하는 단계(iii);
    최종 결정된 각 앵커체의 초기긴장력에 요구되는 강연선의 종류와 가닥수의 적정성을 검토하는 단계(iv);
    각 앵커체의 초기긴장력을 발휘할 수 있는 각 앵커체의 정착장을 최종 결정하는 단계(v);
    각 앵커체의 결정된 초기긴장력에 대한 각각의 강연선 늘음량을 산정하는 단계(vi);를 포함하되,

    상기 (v)단계는
    강연선(500)의 전체 정착장을 L로 하고 전체 정착장에 대한 극한주변마찰력은 τu로 하며,
    제1강연선(500a)의 앵커체를 (A)로 하고 설계앵커력을 P1로 하고, 제1강연선(500a)의 제1정착장(510a)은 앵커체 (A)의 정착장이며, 그 길이를 l a 로 하며,
    제2강연선(500b)의 앵커체를 (B)로 하고 설계앵커력을 P2로 하고, 제2강연선(500b)의 제2정착장(510b)은 앵커체 (B)의 정착장이며, 그 길이를 l b 로 하고,
    앵커체 (A)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τua이라 하고 앵커체 (B)의 정착장에 해당하는 지반의 극한주면마찰저항력 τub라 하며,
    인발시험을통해 도출된 적용계수 β를 통하여 앵커체 (B)에 해당되는 P2을 구하고, P1은 전체 정착장 L에서 앵커체 (B)의 정착장 길이 l b 를 뺀 값으로 구하되, 결정된 적용계수를 통해 아래의 식과 같이 설계앵커력 P=P1+P2를 구하며,
    [수학식 4]
    Figure 112022053771292-pat00010
    (FS=안전율, D=천공직경),
    (일측 앵커체 (B)에 해당하는 적용계수를 β로 하고, 적용계수인 β는 인발시험으로 그 값이 결정된다. )
    인 것을 특징으로 하는 하중-변위 측정이 가능한 개별동시인장기 시스템에 따른 앵커설계법.

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