KR102670322B1 - 내진 앵커 및 그의 시공 방법 - Google Patents

내진 앵커 및 그의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사면구조물에 형성된 앵커공(h)의 내부에 삽입되는 내진 앵커(10)로서, 메인 수동 저항부(100)와, 상기 메인 수동 저항부(100)에 연결되는 탄성 수동 저항부(200)로 이루어지며, 상기 메인 수동 저항부(100)는, 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부로 삽입되는 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)과, 상기 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)이 삽입되는 간격재(130)와, 후방에 설치되는 간격재(130)와 결합되는 정착헤드(140)를 포함하며, 상기 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)은 내부가 빈 중공 원기둥형상으로 전방 및 후방이 개방되며 측면에는 복수 개의 관통홀(111)이 형성되고, 상기 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 선단 및 후단에는 전방 및 후방 간격재(131,132)를 체결하기 위한 탭부(112)가 형성되며, 상기 간격재(130)는 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)로 이루어지고, 상기 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)의 외주면에는 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 탭부(112)에 대응하는 형상을 가지는 나사부(131a,132a)가 형성되며, 상기 전방 간격재(131)의 중앙에 형성된 중앙홀(131b)에는 그라우트 호스(121)가 삽입되며, 중앙홀(131b)의 둘레에 형성된 둘레홀(131c)에는 강연선(122)이 삽입되고, 상기 후방 간격재(132)에 중앙에 형성된 중앙홀(132b)에는 연결부재(220)이 관통하여 연장되고, 중앙홀(132b)의 둘레에 형성된 둘레홀(132c)에는 강연선(122)이 삽입되어 ?지(142)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

내진 앵커 및 그의 시공 방법{ANCHOR AND ITS CONSTRUCTION METHOD}
본 발명은 내진 앵커에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 다수의 구멍이 있는 내하체에 다수의 PC 강연선을 간격재를 통과시킨 후 내하체안에 원형캡형과 나선형 고강도 스프링과 내하체의 끝부분에 회전식 또는 쐐기 돌출형 내하체로 구성된 앵커 및 그의 시공방법에 대한 것이다.
앵커공법은 보강이 필요한 비탈사면에 천공을 하여 지반 내부에 인장재를 설치한 후 그라우트를 주입하여 지반의 지압능력 또는 지반과 그라우트의 마찰 저항력을 통해 프리스트레스를 도입하여 지반의 전단 저항력을 증가시키는 공법이다.
앵커공법의 정착원리는 기본적으로 인장재와 그라우트의 부착저항, 그라우트와 지반의 마찰저항에 의해 정착력을 확보하는 개념이다.
사면의 보강 공법으로 주로 사용되고 있는 앵커 공법의 경우, 그라우트의 인장균열이나 진행성 파괴로 인하여 인장재의 긴장력이 손실되는 문제점이 가지고 있다.
이로 인해, 지진 발생 시 지반 절리와 지반의 변형으로 인한 깎기면의 붕괴 및 앵카의 변형으로 인한 지반의 불안정으로 인한 사면 붕괴로 이어질 수 있다.
또한, 보강지반의 내부에 다수의 절리나 공동층, 파쇄대 등이 형성되어 그라우트의 충진력을 저하시킴으로 인해 인장재의 보강력을 약화시켜 사면의 붕괴, 사면구조물의 붕괴로 인한 인사사고 및 경제성 약화로 발생하고 있다.
한국특허등록번호 제10-1835099호(등록일자 2018년02월27일)
본 발명은 지진 발생 시에도 지반 절리나 지반의 변형을 방지하여 비탈 사면의 안정성을 확보할 수 있는 내진 앵커 및 그의 시공방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해, 사면구조물에 형성된 앵커공(h)의 내부에 삽입되는 내진 앵커(10)로서, 메인 수동 저항부(100)와, 상기 메인 수동 저항부(100)에 연결되는 탄성 수동 저항부(200)로 이루어지며, 상기 메인 수동 저항부(100)는, 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부로 삽입되는 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)과, 상기 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)이 삽입되는 간격재(130)와, 후방에 설치되는 간격재(130)와 결합되는 정착헤드(140)를 포함하며, 상기 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)은 내부가 빈 중공 원기둥형상으로 전방 및 후방이 개방되며 측면에는 복수 개의 관통홀(111)이 형성되고, 상기 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 선단 및 후단에는 전방 및 후방 간격재(131,132)를 체결하기 위한 탭부(112)가 형성되며, 상기 간격재(130)는 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)로 이루어지고, 상기 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)의 외주면에는 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 탭부(112)에 대응하는 형상을 가지는 나사부(131a,132a)가 형성되며, 상기 전방 간격재(131)의 중앙에 형성된 중앙홀(131b)에는 그라우트 호스(121)가 삽입되며, 중앙홀(131b)의 둘레에 형성된 둘레홀(131c)에는 강연선(122)이 삽입되고, 상기 후방 간격재(132)에 중앙에 형성된 중앙홀(132b)에는 연결부재(220)이 관통하여 연장되고, 중앙홀(132b)의 둘레에 형성된 둘레홀(132c)에는 강연선(122)이 삽입되어 ?지(142)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내진 앵커에서, 상기 탄성 수동 저항부(200)는, 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)의 사이에서 상기 하우징(110)의 내부에서 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 중간 간격재(210)와, 상기 중간 간격재(210)에 일 단부가 고정되는 연결부재(220)과, 상기 중간 간격재(210)와 상기 후방 간격재(132)의 사이에서 신장되지 않은 상태로 설치되는 스프링 부재(230)와, 상기 연결부재(220)의 타 단부에 고정되는 후방 수동 저항체(240)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내진 앵커에서, 상기 후방 수동 저항체(240)는, 복수의 화살촉 날개의 선단(241a)이 앵커공(h)의 내부를 향하고 각 화살촉 날개의 단부(241b)는 앵커공(h)의 반대방향으로 형성되는 화살촉(241)의 형상으로 형성되거나, 또는, 원통(242a)의 외부에 날개부(242b)가 앵커공(h)의 내부로 갈수록 직경이 커지는 형태로 형성되는 원통 날개부(242)로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내진 앵커를 앵커공(h)에 시공하는 방법으로서, 앵커공(h)의 내부에 내진 앵커(10)를 삽입하고 그라우팅재(g)로 충진하여 앵커공(h) 및 내진 앵커(10)를 그라우팅하는 단계(s100); 및 상기 단계(s100)에서 앵커공(h) 및 내진 앵커(10)에 충진된 그라우팅재(g)를 양생하는 단계(s200)를 포함하며, 상기 단계(s100)는, 메인 수동 저항체(100)의 내부에 삽입된 그라우트 호스(121)를 통해 그라우팅재(g)를 지속적으로 공급함으로써 그라우팅재(g)를 하우징(110)의 내부에서 전방 간격재(131)와 중간 간격재(210)의 사이를 충진하는 단계(s110), 그라우트 호스(121)를 통해 지속적으로 공급된 그라우팅재(g)가 하우징(110)의 외부로 관통홀(111)을 통해 배출되어 앵커공(h)으로 유출된 후에 하우징(110)에 형성된 관통홀(111)을 통해 하우징(110)의 내부로 유입되어 중간 간격재(210)와 후방 간격재(132)의 사이를 충진하고 코일 스프링(230)의 사이를 충진하는 단계(s120), 및 그라우트 호스(121)를 통해 지속적으로 공급된 그라우팅재(g)가 앵커공(h)을 계속 충진하면서 연결부재(220)와 후방 수동 저항체(240)를 덮도록 충진하는 단계(s130)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 이와 같이 정착된 앵커는 그라우팅재의 부착을 통하여 앵커공을 보다 견고하게 고정하게 되며, 이로 인해 앵커의 보강에 따른 인장력의 손실을 줄이고, 앵커와 그라우트의 부착저항, 그라우트와 지반의 마찰저항력, 수동저항력, 압축하중분산을 높여 보강사면의 안정성을 보다 향상시킬 수 있으며 절리, 변위로 인한 구조적 안전성을 확보할 수 있다.
특히, 지진 등이 발생하는 경우 코일 스프링(230)이 신장되면서 표면적이 증가하여 그라우팅재(g)와의 결합력이 증가됨으로써 내진 앵커(10)에 의한 인장지지력이 증가되는 작용을 함으로써 지반 절리나 지반 변형을 방지하는 작용을 하게 된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예의 내진 앵커의 사시도이다.
도 2 은 도 1 에서 단면 A-A 를 도시하는 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예의 내진 앵커의 측단면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예의 내진 앵커의 작용상태를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예의 내진 앵커의 사시도이다. 도 2 은 도 1 에서 단면 A-A 를 도시하는 단면도이다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예의 내진 앵커의 측단면도이다.
본 발명의 내진 앵커(10)는, 메인 수동 저항부(100)와, 상기 메인 수동 저항부(100)에 연결되는 탄성 수동 저항부(200)로 이루어진다.
메인 수동 저항부(100)는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부로 삽입되는 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)과, 상기 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)이 삽입되는 간격재(130)와, 후방에 설치되는 간격재(130)와 결합되는 정착헤드(140)를 포함한다.
메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)은 내부가 빈 중공 원기둥형상으로 전방 및 후방이 개방되며 측면에는 복수 개의 관통홀(111)이 형성되어 있다.
메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 선단 및 후단에는 전방 및 후방 간격재(131,132)를 체결하기 위한 탭부(112)가 형성되어 있다.
간격재(130)는 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)로 이루어진다.
전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)의 외주면에는 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 탭부(112)에 대응하는 형상을 가지는 나사부(131a,132a)가 형성된다.
전방 간격재(131)의 중앙에 형성된 중앙홀(131b)에는 그라우트 호스(121)가 삽입되며, 중앙홀(131b)의 둘레에 형성된 둘레홀(131c)에는 강연선(122)이 삽입된다.
후방 간격재(132)에 중앙에 형성된 중앙홀(132b)에는 연결부재(220)이 관통하여 연장되고, 중앙홀(132b)의 둘레에 형성된 둘레홀(132c)에는 강연선(122)이 삽입되어 ?지(142)에 의해 고정된다.
그라우트 호스(121)는 전방 간격재(131)만을 관통하고 중간 간격재(210)는 통과하지 않도록 길이가 결정된다.
전방 간격재(131)는 외주면에 형성된 나사부(131a)가 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 전방에 형성된 탭부(112)에 체결되면서 메인 수동 저항부(100)의 내부로 모두 삽입되도록 설치된다.
후방 간격재(132)는 외주면에 형성된 나사부(132a)가 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 후방에 형성된 탭부(112)에 체결되면서 메인 수동 저항부(100)의 내부로 일부가 삽입되도록 설치된다.
후방 간격재(132)의 나머지 일부에는 정착헤드(140)가 체결된다.
정착헤드(140)의 내부는 중공형상으로 형성되고 선단부에는 후방 간격재(132)의 나사부(132a)를 수용하기 위한 탭부(141)가 형성되어 있다.
복수의 강연선(122)의 단부는 정착헤드(140)에 고정되는 후방 간격재(132)에서 ?지(142)에 의해 고정된다.
탄성 수동 저항부(200)는, 하우징(110)의 내부에 설치되는 중간 간격재(210)와, 상기 중간 간격재(210)에 일 단부가 고정되는 연결부재(220)와, 상기 중간 간격재(210)와 상기 후방 간격재(132)의 사이에 설치되는 스프링 부재(230)와, 상기 연결부재(220)의 타 단부에 고정되는 후방 수동 저항체(240)로 이루어진다.
중간 간격재(210)은 하우징(110)의 내부에서 슬라이딩 이동가능한 형상을 가지도록 형성되며 본 실시예에서는 원판 디스크 형상으로 형성된다.
중간 간격재(210)의 중앙부에는 연결부재(220)의 일 단부가 고정되고, 내부 둘레에 형성된 둘레홀(210a)를 통해 강연선(122)이 삽입되어 관통된다.
연결부재(220)는 로드 또는 강연선으로 형성된다.
한편, 하우징(110)의 내부에서 중간 간격재(210)와 후방 간격재(132)의 사이에는 스프링 부재(230)가 설치된다.
본 실시예에서 스프링 부재(230)는 원통 코일 스프링으로 형성되며 내진앵커 시공시 기본적으로 스프링 부재(230)는 신장되지 않은 상태에서 그라우팅되어 고정된다.
후방 수동 저항체(240)는 연결부재(220)의 타 단부에 고정된다.
후방 수동 저항체(240)는 도 3a 에 도시된 바와 같이 복수의 화살촉 날개의 선단(241a)이 앵커공(h)의 내부를 향하고 각 화살촉 날개의 단부(241b)는 앵커공(h)의 반대방향으로 형성되는 화살촉(241)의 형상으로 형성된다.
또는, 후방 수동 저항체(240)는 도 3b 에 도시된 바와 같이 원통(242a)의 외부에 날개부(242b)가 앵커공(h)의 내부로 갈수록 직경이 커지는 형태로 형성되는 원통 날개부(242)로 형성될 수도 있다.
다음으로 본 발명의 내진 앵커의 시공방법에 대해 설명한다.
먼저, 앵커공(h)의 내부를 그라우팅재(g)로 그라우팅하는 단계(s100)를 수행한다.
단계(s100)에서는 본 발명의 내진 앵커(10)를 앵커공(h)에 삽입하고 그라우트 호스(121)를 통해 그라우팅재(g)를 주입하는 단계(s110)를 수행한다.
단계(s110)에서는 메인 수동 저항체(100)의 내부에 삽입된 그라우트 호스(121)를 통해 그라우팅재(g)를 지속적으로 공급함으로써 그라우팅재(g)를 하우징(110)의 내부에서 전방 간격재(131)와 중간 간격재(210)의 사이를 충진하게 된다.
다음으로, 단계(s120)에서는 그라우트 호스(121)를 통해 지속적으로 공급된 그라우팅재(g)가 하우징(110)의 외부로 관통홀(111)을 통해 배출되어 앵커공(h)으로 유출된 후에 하우징(110)에 형성된 관통홀(111)을 통해 하우징(110)의 내부로 유입되어 중간 간격재(210)와 후방 간격재(132)의 사이를 충진하고 코일 스프링(230)의 사이에도 충진된다.
그런 다음 단계(s130)에서 그라우트 호스(121)를 통해 지속적으로 공급된 그라우팅재(g)가 앵커공(h)을 계속 충진하면서 연결부재(220)와 후방 수동 저항체(240)를 덮게 된다.
마지막으로, 앵커공(h) 및 내진 앵커(10)에 충진된 그라우팅재(g)를 양생하는 단계(s200)를 수행하게 된다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예의 내진 앵커의 작용상태를 도시하는 도면이다.
앵커공(h) 및 내진 앵커(10)에 충진된 그라우팅재(g)가 양생하게 되면 메인 수동 저항체(100), 메인 수동 저항체(100)의 내부에 설치된 코일 스프링(230) 및 앵커 공(h)의 내부에 설치된 후방 수동 저항체(240)가 모두 유기적으로 결합력을 가지게 되면서 일체로 작용하게 된다.
즉, 앵커공의 내부에서 그라우팅재와 앵커가 일체로 경화됨으로써 외부의 인발력에 대해 전체적으로 저항하는 앵커 구근을 형성하게 되는 작용을 한다.
메인 수동 저항체(100) 및 메인 수동 저항체(100)의 내부에 형성된 코일 스프링(230)과 그라우팅재가 일체로 양생되면서 앵커의 정착력이 메인 수동 저항체(100), 코일 스프링(230) 및 후방 수동 저항체(240)로 분산되므로 전체에 하중이 분산됨으로써 정착력 수동저항력, 압축하중분산이 극대화되고 균등화되면서 구조적 안전성을 확보하는 작용을 하게 된다.
본 발명에서 이와 같이 정착된 앵커는 그라우팅재의 부착을 통하여 앵커공을 보다 견고하게 고정하게 되며, 이로 인해 앵커의 보강에 따른 인장력의 손실을 줄이고, 앵커와 그라우트의 부착저항, 그라우트와 지반의 마찰저항력, 수동저항력, 압축하중분산을 높여 보강사면의 안정성을 보다 향상시킬 수 있으며 절리, 변위로 인한 구조적 안전성을 확보할 수 있다.
특히, 지진 등이 발생하는 경우 코일 스프링(230)이 신장되면서 표면적이 증가하여 그라우팅재(g)와의 결합력이 증가됨으로써 내진 앵커(10)에 의한 인장지지력이 증가되는 작용을 함으로써 지반 절리나 지반 변형을 방지하는 작용을 하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 대해 설명하였으나 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
100 : 보강재 200 :지오 그리드

Claims (4)

  1. 사면구조물에 형성된 앵커공(h)의 내부에 내진 앵커(10)를 시공하는 방법으로서,
    내진 앵커(10)는,
    메인 수동 저항부(100)와, 상기 메인 수동 저항부(100)에 연결되는 탄성 수동 저항부(200)로 이루어지며,
    상기 메인 수동 저항부(100)는,
    하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부로 삽입되는 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)과, 상기 그라우트 호스(121) 및 강연선(122)이 삽입되는 간격재(130)와, 후방에 설치되는 간격재(130)와 결합되는 정착헤드(140)를 포함하며,
    상기 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)은 내부가 빈 중공 원기둥형상으로 전방 및 후방이 개방되며 측면에는 복수 개의 관통홀(111)이 형성되고,
    상기 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 선단 및 후단에는 전방 및 후방 간격재(131,132)를 체결하기 위한 탭부(112)가 형성되며,
    상기 간격재(130)는 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)로 이루어지고,
    상기 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)의 외주면에는 메인 수동 저항부(100)의 하우징(110)의 탭부(112)에 대응하는 형상을 가지는 나사부(131a,132a)가 형성되며,
    상기 전방 간격재(131)의 중앙에 형성된 중앙홀(131b)에는 그라우트 호스(121)가 삽입되며, 중앙홀(131b)의 둘레에 형성된 둘레홀(131c)에는 강연선(122)이 삽입되고,
    상기 후방 간격재(132)에 중앙에 형성된 중앙홀(132b)에는 연결부재(220)이 관통하여 연장되고, 중앙홀(132b)의 둘레에 형성된 둘레홀(132c)에는 강연선(122)이 삽입되어 ?지(142)에 의해 고정되고,
    상기 탄성 수동 저항부(200)는,
    상기 하우징(110)의 내부에서 상기 전방 간격재(131) 및 후방 간격재(132)의 사이에서 상기 하우징(110)의 내부에서 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 중간 간격재(210)와,
    상기 중간 간격재(210)에 일 단부가 고정되는 연결부재(220)과,
    상기 중간 간격재(210)와 상기 후방 간격재(132)의 사이에서 신장되지 않은 상태로 설치되는 스프링 부재(230)와,
    상기 연결부재(220)의 타 단부에 고정되는 후방 수동 저항체(240)로 이루어지며,
    상기 후방 수동 저항체(240)는,
    복수의 화살촉 날개의 선단(241a)이 앵커공(h)의 내부를 향하고 각 화살촉 날개의 단부(241b)는 앵커공(h)의 반대방향으로 형성되는 화살촉(241)의 형상으로 형성되거나,
    또는, 원통(242a)의 외부에 날개부(242b)가 앵커공(h)의 내부로 갈수록 직경이 커지는 형태로 형성되는 원통 날개부(242)로 형성되며,
    앵커공(h)의 내부에 내진 앵커(10)를 삽입하고 그라우팅재(g)로 충진하여 앵커공(h) 및 내진 앵커(10)를 그라우팅하는 단계(s100); 및
    상기 단계(s100)에서 앵커공(h) 및 내진 앵커(10)에 충진된 그라우팅재(g)를 양생하는 단계(s200)를 포함하며,
    상기 단계(s100)는,
    메인 수동 저항체(100)의 내부에 삽입된 그라우트 호스(121)를 통해 그라우팅재(g)를 지속적으로 공급함으로써 그라우팅재(g)를 하우징(110)의 내부에서 전방 간격재(131)와 중간 간격재(210)의 사이를 충진하는 단계(s110),
    그라우트 호스(121)를 통해 지속적으로 공급된 그라우팅재(g)가 하우징(110)의 외부로 관통홀(111)을 통해 배출되어 앵커공(h)으로 유출된 후에 하우징(110)에 형성된 관통홀(111)을 통해 하우징(110)의 내부로 유입되어 중간 간격재(210)와 후방 간격재(132)의 사이를 충진하고 코일 스프링(230)의 사이를 충진하는 단계(s120), 및
    그라우트 호스(121)를 통해 지속적으로 공급된 그라우팅재(g)가 앵커공(h)을 계속 충진하면서 연결부재(220)와 후방 수동 저항체(240)를 덮도록 충진하는 단계(s130)로 이루어지는 내진 앵커 시공방법.

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