KR20040019716A - 발파효과에 의한 어스앵커 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하굴착에 따른 지반토압에 의해 토류벽이 무너지는 것을 방지하기 위해 지지하는 어스앵커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발파기능이 구비된 어스 앵커 공법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 지반변형이 초래되더라도 앵커체는 지속적으로 인장력과 지지력을 발휘하여 강연선이 그라우트재로부터 분리되는 것을 방지하며, 어스앵커 시공공법의 안전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 발파기능이 구비된 어스앵커 공법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 지반을 소정 직경을 가지도록 굴착하여 굴착부를 형성한 다음, 폭약이 구비된 어스 앵커를 상기 굴착부의 끝단에 삽입하고, 기폭장치에 의해 폭약을 기폭시킨 다음, 그라우트재를 제 1,2호스를 통해 굴착부 및 팩커에 주입하여 양생하고, 토류벽에 상기 어스 앵커를 고정하는 단계로 시공하는 것을 특징으로 한다.

Description

발파효과에 의한 어스앵커 공법{A earth anchor construction method with blasting function}

본 발명은 지하굴착에 따른 지반토압에 의해 토류벽이 무너지는 것을 방지하기 위해 지지하는 어스앵커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발파효과에 의한 어스 앵커 공법에 관한 것이다.

일반적으로 지하구조물 및 건물축조에 따른 Ground level이하로 굴착공 형성시 토류벽으로 작용하는 인위적인 벽체가 지반 토압에 견달 수 있도록 하기 위해 어스앵커 공법이 널리 이용되고 있다.

도 8은 일반적인 어스앵커 공법을 설명하기 위한 개략도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 일반적인 어스앵커 공법은 토류벽(21)으로부터 소정 경사각도(통상 30°내외)로 하향천공(22)을 실시하고, 굴착공 경계의 사면과, 지반사이에 토질의 정수에 따라 지침이 명시되어 있는 설계기준에 의해 가상붕괴선(S)(통상 굴착공의 경계사면에서 지상으로 약 55°±5°정도로 한다.)이 산출되면 가상붕괴선과 만나는 부위를 중심으로 자유장(La)과 정착장(Lb)을 설정한다.

그리고, 상기 천공부(22)에 앵커(23)를 삽입한 후 정착장(Lb)에 해당하는 길이만큼 그라우팅을 실시하여 앵커를 고정시키고, 자유장(La)을 통과하여 노출된 앵커체(23)의 강연선에 인장력을 가하여 토류벽(21)의 수평보(24)에 구비된 브라켓(25)에 고정하므로써 상기 토류벽(21)에 토압이 걸리는 것을 앵커체로 지지하여 토류벽이 굴착공층으로 무너지는 것을 방지하고 있다.

도 9는 일반적인 기술에 따른 어스 앵커가 지반에 장착된 상태를 나타낸 구성도이다.

여기서, 일반적인 앵커체(23)는 상기 도면에 도시된 바와 같이 자유장(La)과 정착장(Lb)을 수용하는 길이로 형성된다. 상기 앵커체(23)는 상기 정착장(Lb)에 그라우트를 채우기 위한 폴리 에틸렌 수지의 제1 호스(31)가 중앙부에 구비되며, 상기 제1 호스(31)의 외주부에는 여러가닥을 꼬은 강선과 연선(32)이 다수 설치되며, 상기 정착장부(Lb)의 강선과 연선은 소정각도로 연속하여 절곡된 형상으로 형성되어 그라우트를 채움시 고착강도를 크게 하고 있다. 상기 강선과 연선(32)의 각 절곡부(32a)에는 간격유지링(33)을 설치하여 제1 호스(31)와 연선(32)의 간격을 유지할 수 있도록 하고 있다. 또한, 자유장부(La)의 연선(32)끝단은 토류벽(21)의 수평보(24)에 설치된 브라켓(25)에 콘(cone)(26)으로 고정한다.

상기 자유장(La)과 정착장(Lb)으로 구분되는 부분에는 정착장부(Lb)에 채워지는 그라우트재가 자유장부(La)로 유입되는 것을 방지하기 위한 팩커(packer)(34)가 커플링(35)에 의해 장착된다. 상기 팩커(34)는 천으로 된 자루형상을 가지며, 또한 상기 팩커(34)에는 그라우트를 채우기 위한 제2 호스(36)가 자유장부를 지나서 연장되게 정착장부로 설치된 구조로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 일반적인 어스 앵커를 이용하여 토류벽의 천공부에 설치하는 시공방법을 간략히 설명한다. 먼저, 굴착공을 형성하고, 천공장비인 크로라드릴을 이용하여 굴착공의 토류벽(21)에 소정 각도로 계획된 길이만큼 다수의 천공(22)을 실시하고, 각 천공부위(22)에 상기의 앵커체(23)를 삽입한다.

상기 앵커체(23)가 천공부(22)에 설치된 상태에서 상기 제2 호스(36)를 통하여 그라우트재를 팩커(34)에 채워서 부피를 확장시키므로써 천공부(22)를 막아 자유장부(La)와 정착장부(Lb)의 경계부를 구분하고, 상기 제1 호스(31)를 통하여 그라우트재를 정착장부(Lb)에 채우므로써 정착장에 해당하는 연선길이를 매설한다.

그리고, 상기 각 토류벽(21)에 엄지말뚝을 소정 간격으로 댄후, 각 엄지말뚝의 위치를 유지하기 위하여 수평보(24)를 각 엄지말뚝마다 설치하고, 상기 수평보(24)에는 브라켓(25)을 설치한다. 그라우트의 양생 완료후 자유장(La)의 연선에 인장하중을 걸어 인장시켜 상기 브라켓(25)에 관통시키고 콘(26)으로 고정한다.

앵커체의 정착이 완료되면, 자유장부와 앵커두부에 소정의 그라우트를 2차 주입하고, 시공을 마감한다.

그러나, 일반적인 어스 앵커를 이용한 시공공법에서는 정착장에 소정량의 그라우트가 채워져 정착길이를 확보하나 이후 지반변형이나 토압이 연선의 인장력보다 많이 받으면 연선이 그라우트재와 분리되는 현상이 발생되어 이탈되는 단점이 있어 대형사고발생의 위험을 받고 있는 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 지반변형이 초래되더라도 앵커체는 지속적으로 인장력과 지지력을 발휘하여 연선이 그라우트재로부터 분리되는 것을 방지하며, 어스앵커 시공공법의 안전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 발파기능이 구비된 어스앵커 공법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 지반을 소정 직경을 가지도록 굴착하여 굴착부를 형성한 다음, 폭약이 구비된 어스 앵커를 상기 굴착부의 끝단에 삽입하고, 기폭장치에 의해 폭약을 기폭시킨 다음, 그라우트재를 제 1,2호스를 통해 굴착부 및 팩커에 주입하여 양생하고, 토류벽에 상기 어스 앵커를 고정하는 단계로 시공하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 발파효과에 의한 어스앵커 공법의 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 발파효과에 의한 어스앵커를 나타낸 구성도,

도 3은 도 2의 AA선에 따른 단면도,

도 4는 도 2의 BB선에 따른 단면도,

도 5는 도 2의 CC선에 따른 단면도,

도 6은 도 2의 A부의 확대도,

도 7은 본 발명에 따른 발파기능이 구비된 어스앵커의 발파후의 상태를 나타낸 부분확대도,

도 8은 일반적인 어스 앵커 공법을 설명하기 위한 개략도,

도 9는 일반적인 기술에 따른 어스 앵커가 지반에 장착된 상태를 나타낸 구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 폭약 101 : 보호캡슐

110 : 연선 120 : 점화선

130 : 점화선내장관 140 : 제 1호스

150 : 제 2호스 160 : 팩커

200 : 자유장 300 : 정착장

400 : 천공부 500 : 앵커체

600 : 기폭장치

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 발파기능이 구비된 어스앵커 공법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 발파기능이 구비된 어스앵커 공법의 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발파기능이 구비된 어스앵커를 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 2의 AA선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 BB선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 2의 CC선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 2의 A부의 확대도이며, 도 7은 본 발명에 따른 발파기능이 구비된 어스앵커의 발파후의 상태를 나타낸 부분확대도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 일반적인 앵커공법이나 현재 이용되고 있는 앵커체와 같다. 다만 자유장(200)과 정착장(300)으로 나뉘어진 앵커체(500)의 일단에 즉, 정착장의 일단에 폭약(100)을 장착하되, 상기 폭약(100)은 정착부에 환형으로 구비된 연선(110)의 환형내에 구비함이 바람직하다.

또한, 상기 폭약을 기폭시키기 위한 점화선(비전기식 뇌관의 튜브:각선)(120)을 앵커체(500)가 삽입된 천공부(400) 외부로 돌출되게 구비하여 소정 기폭장치(600)에 연결되며, 상기 점화선(120)을 내장하는 점화선내장관(130)을 앵커체(500)내에 별도로 구비한다.

상기 형태로 앵커체(500)를 형성하면, 일반적인 앵커체(500)와는 달리 시공시 폭약을 기폭하여 폭약의 폭발력에 의해 정착장에 구비된 연선(110)은 방사상으로 굴곡되거나 갈고리 형상을 이루게 됨과 아울러, 굴착부(400)의 저부공간에 천공직경이상의 확대된 공간으로 정착공간을 확보하게 된다.

폭약을 기폭한 다음, 제 2호스(150)를 통하여 팩커(160)에 그라우트재를 주입하고, 제1 호스(140)를 통하여 그라우트재를 정착장에 주입하면, 방사상이나 갈고리 형상으로 이루어진 연선(110)을 포함하여 굴착부(400)의 저부공간에 형성된 정착공간을 채우게 된다.

상기 그라우트재가 양생되면 굴착부(400)의 굴착직경이상의 정착체를 형성하게 되어 연선(110)의 인장력 발생시 상기 정착체는 굴착부(400)직경 이상의 주변지반을 압박하는 효과를 가져올 뿐만 아니라, 방사상으로 굴곡된 연선(110)은 굴착부(400) 저부의 일단을 걸어 지지하는 효과를 발휘하여 연선(110)에 인장력이 발생시 연선(110)이 앵커체(500)로부터 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수가 있다.

즉, 상기 형태로 형성된 앵커체(500)를 이용하여 시공시 굴착직경이상의 정착공간에 양생된 그라우트재 및 방사상으로 굴곡된 연선(110)에 의해 굴착부(400)하단의 주변지반을 압박함으로써, 저항력이 증대되어 인장강도가 증가하고 지속적으로 인발력을 유지하고 안전하기 때문에 앵커공사의 활성화와 정밀시공, 품질보장이 됨으로써, 많은 기술적 파급효과를 발생시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 정착장 길이를 짧게 하여 천공 및 자재비용을 절감할 수 있으며, 또한 인장강도가 증가하고 지속적으로 인발력을 유지하여 높은 안정성으로 대형사고의 발생을 방지함과 아울러 앵커공사의 활성화와 정밀시공, 품질보장을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 지반을 소정 직경을 가지도록 굴착하여 굴착부를 형성한 다음,

   폭약이 구비된 어스 앵커를 상기 굴착부의 끝단에 삽입하고,

   기폭장치에 의해 폭약을 기폭시킨 다음,

   그라우트재를 제 1,2호스를 통해 굴착부 및 팩커에 주입하여 양생하고,

   토류벽에 상기 어스 앵커를 고정하는 단계로 시공하는 것을 특징으로 하는 발파기능이 구비된 어스 앵커의 시공방법.