KR200400676Y1 - 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위해 고강도의 강재를 연결하여 강재의 높은 인장력으로 구조물에 횡방향 또는 연직방향의 구속력과 선행하중을 가하기 위한 효과적인 방법으로 사용하는 것으로 인장력과 압축력을 동시에 받을 수 있도록 함을 그 목적으로 개발한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커에 관 한 것으로,

본 고안에 있어 하단에는 인장앵커를 형성시키고 상단에는 압축앵커를 형성시켜 인장 앵커와 압축 앵커의 중앙부를 보호관으로 일체로 결합하여 하나의 앵커로 구성시켜 복합형 앵커로 됨을 특징으로 한다.

Description

인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커{Composition anchor one thing practicable tension and compression}

본 고안은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위해 고강도의 강재를 연결하여 강재의 높은 인장력으로 구조물에 횡방향 또는 연직방향의 구속력과 선행하중을 가하기 위한 효과적인 방법으로 사용하는 것으로 인장력과 압축력을 동시에 받을 수 있도록 함을 그 목적으로 개발한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커에 관 한 것이다.

앵커는 전단파괴가 우려되는 지반에 프리스트레스를 도입함으로 지반의 유해한 변형을 극소화하기 위함을 장점으로 최근 건설공사 현장에 채택되어 시공하는 사례가 현저하게 증가 되고 있다.

이렇게 시공되고 있는 앵커로 지반 앵커(Ground anchor)는 장착하는 지반의 종류에 따라 암반 앵커(Rock anchor)와 토사 앵커(Soil anchor)로 분류되며 설치되는 방향에 따라 타이백(Tieback) 또는 타이다운(Tiedown) 으로 분류된다.

이러한 앵커는 주입되는 그라우트 압력에 따라 저압형 앵커와 고압형 앵커로 분류된다.

또 앵커 그라우트 체에 긴장력이 가해지는 방식에 따라 인장형 앵커 또는 압축형 앵커로 분류되며 종래는 인장형 앵커가 주로 많이 사용되고 있지만 인장형 앵커는 앵커 긴장 장착시 진행성 파괴에 의해 인발 저항력이 앵커체의 길이에 비례하지 않고 상당히 감소되는 결점을 갖고 있으며, 지반 구속압이 적은 토사지반 긴장 정착시 그라우트체가 인발 되거나 파괴되는 약점이 있는 것이다.

또한, 앵커 시공시 시공상의 불확실성과 작업자의 숙련에 따라 획일성이 없고, 지하에 매설되는 앵커체의 방수능력이 떨어져 그 기능상에 문제가 있다.

이러한 문제점을 개선하여 근자에 많이 사용하는 압축형 앵커는 인장형 앵커에 비하여 부식 방지등 성능이 우수하여 영구 앵커로 많이 사용되고 있다.

압축형 앵커의 단점으로는 그라우트 품질 불량시 인발 저항력이 저하되고 토사지반에 앵커 설치시 슬라임을 완전히 제거하지 않고 앵커를 시공하면 그라우트에 대한 불량이 생길 우려가 많다.

본 고안은 앵커의 구성과 앵커의 정착지반의 가종 지지 방식중 마찰에 의한 지지 방식인 앵커체 표면으로 부터 인장력을 전달하는 형식인 마찰 정착방식인 인장형 앵커와 압축형 앵커의 장점 모두를 이용한 복합형 앵커의 개발에 그목적이 있다.

상기에서와 같이 인장형 앵커와 압축형 앵커의 단점을 없애고 장점을 동시에 가질 수 있고 진행성의 영향을 완전히 줄일 수 있으며, 공내에 슬라임등에 의한 영향을 최소화하며, 정착체의 변위를 최소화할 수 있고, 자유장의 길이가 늘어 탄성적인 움직임이 가능하도록 개발하여 인장력 및 압축력을 동시에 얻을 수 있게 개발한 것으로, 토사, 풍화토 지반에도 소요 인발력을 발휘할 수 있는 앵커를 개발하는데 그목적이 있는 것이다.

이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 복합형 앵커는 인장앵커와 압축앵커의 특징을 동시에 가지게 되는데 특히 토사층으로 된 법면등과 같이 주로 연약지반에서 높은 인발력을 발휘토록 개발한 것이다.

도 1은 본 고안의 구성이되는 복합형 앵커의 분리 일부 단면사시도를 나타낸 것으로, 하단에는 인장앵커(A)를 형성시키고 상단에는 압축앵커(B)를 형성시켜 인장앵커(A)와 압축앵커(B)의 중앙부를 일체로 결합하여 하나의 앵커로 구성함하여 복합형 앵커(C)로 된 것이다.

상기에 있어 인장앵커(A)부분과 압축앵커(B)부분이 일체화 되는 구성 중심부에는 분할받침(50)에 의한 것으로, 분할받침(50)의 구조는 상광하협상의 테이퍼 형상의 분할구멍(51)을 복수 개로 대향되게 형성하며 분할구멍(51) 선단에는 암나사(52)를 만들어 인장앵커(A)의 기능을 한다.

상기와 동일한 분할받침(50)에 있어 상광하협상의 테이퍼 형상의 분할구멍(51)의 사이 공간면에 상협하광의 테이퍼로 된 분할구멍(51a)을 복수 개로 대향되게 하고 하단 입구부에 암나사(52a)를 만들어 압축앵커(B)의 기능으로 사용되게 하였다.

이의 분할받침(50) 상단에 단턱(53)을 만들고 외둘레에 숫나사(54)를 만들어 인장과 압축 기능을 동시에 할 수 있게 한다.

상기 복합형 앵커(C)에 있어 인장앵커(A)로 구성되는 부분은 하부의 앵커 헤드캡(1)과 중간부의 분할받침(50) 까지가 인장 기능을 한다.

그리고 중간부의 분할받침(50)에서 상단부의 정착구(44)를 지난 끝의 강선(20a)까지가 압축앵커(B) 기능을 한다.

이러한 복합형 구조에 있어 인장앵커(A)부의 구조를 설명하면 다음과 같다.

하부 앵커 헤드캡(1)에 있어 하단을 상단보다 직경을 작게 만들고 하단에 뚫은 그라우트 분사공(10)과 연결되게 관통로(11)를 만든 그라우트 호오스 결합용 안내관(12)을 앵커 헤드캡(1) 상단 외주연 보다 다소 높게 돌출시켜 만든다.

앵커 헤드캡(1)에 있어 하단 부분을 상단부분보다 작은 직경으로 만든 것은 그라우트 분사시 앵커 헤드캡(1)의 외부로도 쉽게 그라우트가 분사되게 하기 위한이고 그라우트 호오스 결합용 안내관(12)이 앵커 헤드캡(1)의 본체 외부 높이보다 다소 높게 된다.

상기 앵커 헤드캡(1)의 그라우트 호오스 결합용 안내관(12) 상 끝단에는 간격제(40)를 삽입하여 관통로(11)에 그라우트 분사 구멍(31)을 뚫은 그라우트 공급 호오스(30)를 끼운다.

이의 간격제(40)의 외둘레에 다수 개 만든 결합 요홈부에 규격에 따른 소정의 규격 길이로 절단된 복수 개의 강선(20)을 결합한다.

이 강선(20)과 그라우트 공급 호오스(30)에 복수 개의 구멍(21)과 중앙에 관통공(22)을 뚫은 조절원판(23)을 삽입한다.

그 다음 강선(20)과 그라우트 공급 호오스(30)의 중간부분에 금속 조임밴드(41)를 고정하고 다시 조절원판(23a)을 결합한다.

조절원판(23)은 복수 개의 강선(20)이 일정한 간격을 유지하도록 하기 위함이며 강선(20)의 중간부분에 결합하는 금속 조임밴드(41)는 강선(20)에 적당한 조임을 주어 느슨함이 없도록 하기 위해 설치한다.

이처럼 앵커 헤드캡(1)에 결합되는 강선(20)을 상광하협상의 테이퍼 형상의 분할구멍(51)을 복수 개로 관통한 분할받침(50)을 일정거리를 두고 결합한다.

상기 분할받침(50)의 분할구멍(51)은 내주연 상부 끝단에 암나사(52)가 만들어져 강선(20)이 삽입되는 웨찌(60)의 선단 숫나사(61)와 결합되게 고정한다.

위와 같이 결합한 상태에서 앵커 헤드캡(1) 상단에서 분할받침(50)의 하단부분 까지 주름관(80)을 결합하여 인장앵커(A) 부가 구성된다.

상기에 있어 분할받침(50)에 결합하는 주름관(80)은 분할받침(50)의 외주연에 보호관(85)으로 결합하며 보호관(85)의 상단부는 분할받침(50)보다 다소 높게 형성시켜 분할받침(50)의 상단면에 수지액을 충진 후 경화시켜서 된 수지층(86)으로 만든다.

수지층(86)은 분할받침(50)의 상단에 구성되는 압축 앵커(B) 부분의 강관(70)과 외부 보강스프링(90)이 일체로 결합한다.

상기 주름관(80)을 결합하기 전에 먼저 압축앵커(B)로 사용되는 강선(20a)도 일정 규격의 길이로 절단하여 분할받침(50)의 상협하광상으로 만들어진 분할구멍(51a)에 끼운 후 강선(20a)의 끝단부 가까이에 웨찌(60a)를 끼워 하단의 암나사(52a)와 웨찌(60a)의 숫나사(61a)를 결합하여 고정한다.

이러한 결합 방법으로 분할구멍(51a) 네곳 모두에 강선(20a)을 끼워 결합한다.

상기처럼 압축앵커(B) 부분으로 사용되는 강선(20a)이 웨찌(60a)에 의해 분할구멍(51a)에 완전히 결합되어 진 상태가 되면 하단의 앵커 헤드캡(1)의 상단과 분할받침(50)의 하단 외주연에 결합되게 주름관(80)을 보호관(85)과 함께 결합한다.

주름관(80)을 일체로 결합함으로 해서 앵커 헤드캡(1)과 분할받침(50) 사이의 공간부(81)를 밀폐시켜 인장용으로 사용되는 강선(20)이 외부로 노출되지 않는다.

위와 같이 앵커 헤드캡(1)에서 분할받침(50)까지 주름관(80)이 결합 구성된 부분이 인장앵커(A)부분이다.

다음은 압축앵커(B)의 구성부분으로 상협하광 형상으로 테이퍼진 분할구멍(51a)에 웨찌(61a)로서 결합한 분할받침(50)의 상단 외주연에 만든 숫나사(54)부분에, 몸체 부분에 다수 개의 구멍(72)을 뚫은 강관(70)의 하부 암나사(71)와 나사 결합을 한다.

다음으로 강관(70) 외둘레에 주름관(80)과 일체로 결합된 보호관(85)의 상단부의 내측 공간부분의 분할받침(50) 상단면에 수지액을 충진 경화시킨 수지층(86)을 만들어 인장 앵커(A) 구성 부와 압축 앵커(B)의 구성부분을 일체화한다.

상기 강관(70)의 구멍(72)은 그라우트 분사 작업시 내부에 공급되는 그라우트가 강관(70) 외부로 쉽게 배출되어 앵커의 외부에서도 빠른 작업성과 조밀성을 주기 위해 만든 것이다.

압축 앵커(B)에 있어 다른 실시 예로는 보호관(85)으로 결합한 분할받침(50)의 상단 단턱(53) 부분에 외부 보강스프링(90)을 안치 후 상단부분에 수지액의 충진 경화시킨 수지층(86)을 일체로 시켜 압축 앵커(B)로 구성한다.

또 다른 실시 예에 있어서는 강관(70)의 암나사(71)부분을 분할받침(50)의 숫나사(54) 부분과 결합하고 강관(70) 외둘레에 외부 보강스프링(90)을 삽입 분할받침(50)의 상단 단턱(53) 부분에 안치시켜 분할받침(50)의 내부 상단에 수지액을 충진 경화시킨 수지층(86)으로 강관(70)과 외부 보강스프링(90)을 동시에 일체화 시켜 된 것이다.

압축앵커(B)로 구성되는 부분의 강선(20a)의 내측부분에는 하단의 앵커 헤드캡(1) 부분에서 연결되는 그라우트 공급 호오스(30)와 그라우트 배출용으로 사용되는 호오스(32)를 금속조임밴드(41a)로 체결하였다.

그 다음 장착구(44)를 강선(20a)에 끼워 외부 보강스프링(90)의 상단부분에 안치되게 한다.

이때 강관(70)의 상단 부분이 정착구(44)에 닿게되는 구성으로 정착구(44)가 결합된 상단부분의 강선(20a)에는 일정간격을 두고 간격제(40a)를 결합시켜 강선(20a)이 상호간에 얽키지 않게 하였다.

상기처럼 구성한 부분이 압축앵커(B)로 그 기능을 하게되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안을 복합형 앵커(C)로서의 실시예로 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 복합형 앵커(C)의 시공시에는 먼저 케이싱 설치를 하는 착공 작업후 복합형 앵커(C)를 삽입하기 위한 시공부에 천공작업하고 천공된 공내의 청소를 한다음 복합형 앵커(C)를 삽입한다.

다음으로 인장앵커(A) 부분과 압축앵커(B) 부분에 주입재인 그라우트를 주입한다.

상기의 그라우트 주입에 있어서는 압축앵커(B)부분에 토출된 그라우트 공급 호오스(30)를 통해 그라우트가 주입되면 주입되는 그라우트가 계속 그라우트 공급호오스(30)를 타고 아래로 주입되어지다 하단부분이 앵커 헤드캡(1)의 관통로(11)의 끝단에 도달하면 그라우트 분사공(10)을 통해 앵커 헤드캡(1)의 외부로 배출되어 앵커 헤드캡(1)을 매몰시킨다.

이렇게 지속적으로 앵커 헤드캡(1)이 외부에서 매몰됨과 동시에 그라우트 호오스 결합용 안내관(12)측 상측에 뚫린 그라우트 공급호오스(30)의 그라우트 분사구멍(31)으로도 그라우트가 분사되어 주름관(80)의 내부 공간부(81)에도 그라우트가 충전된다.

이와 같이 충전되는 그라우트가 분할받침(50)을 지나 압축앵커(B)를 구성하고 있는 곳까지 올라오게 되면 그라우트가 강관(70)의 구멍(72)을 통해 강관(70) 내부로 유입되어 충진되면 강관(70) 내부에 충진되어지다 강관(70) 내부에 다소의 압력이 가해게되면 내부 호오스(32)를 통해 외부로 압이 유출되며 내부 공간에서 안정적인 충진작업이 가능하다.

상기와 같이 그라우트 분사로 인해 충전이 완료되면 착공시 설치한 케이싱을 제거하고 그라우트를 양생하면 인장재를 긴장, 정착하게되어 마지막 두부보호 작업을 하여 마무리하게 되는 것이다.

이와 같이된 본 고안은 시공이 대단히 간단하고, 가압이나 팩커설치 등의 작업이 불필요하고 전체 앵커장에 대해 그라우트를 한번에 주입하면 된다.

뿐만아니라 진행성 파괴와 공내 슬라임등에 의한 영향을 최소화 시키는 구조로 앵커체의 인장 변위를 줄일 수 있고 자유장의 길이가 탄성적인 거동이 가능토록 개발된 것이다.

도 1은 본 고안의 분리 일부 단면사시도

도 2는 본 고안의 분할받침 일부 절개 사시도

도 3은 본 고안에 있어 압축부분을 외부 보강스프링으로 한 상태의 사시도

도 4는 본 고안에 있어 압축부분을 외부 보강스프링으로 한 상태의 단면도

도 5는 본 고안에 있어 압축부분을 강관으로 한 상태의 사시도

도 6은 본 고안에 있어 압축부분을 강관으로 한 상태의 단면도

도 7은 본 고안에 있어 압축부분을 강관과 외부 보강스프링을 복합적으로 결합한 상태의 사시도

도 8은 본 고안에 있어 압축부분을 강관과 외부 보강스프링을 복합적으로 결합한 상태의 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호설명

A: 인장앵커 B: 압축앵커

C: 복합형 앵커

1: 앵커 헤드캡 10: 그라우트 분사공

11: 관통로 12: 안내관

30: 그라우트 공급 호오스 31: 그라우트 분사 구멍

40: 간격제 41: 금속조임밴드

50: 분할받침 51, 51a: 분할구멍

52, 52a: 암나사 53: 단턱

54, 61, 61a: 숫나사 60, 60a: 웨찌

70: 강관 71: 암나사

72: 구멍 80: 주름관

81: 공간부 85: 보호관

86: 수지층 90: 외부 보강스프링

Claims (10)

1. 하단에는 인장앵커를 형성시키고 상단에는 압축앵커를 형성시켜 인장앵커와 압축앵커의 중앙부를 보호관으로 일체로 결합하여 하나의 앵커로 구성시켜 복합형 앵커로 됨을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
2. 제 1항에 있어서, 인장앵커 부분과 압축앵커 부분이 일체화 되는 구성 을 하는 분할받침은 상광하협상의 테이퍼 형상의 분할구멍을 복수 개로 대향 되게 형성하며 분할구멍 선단에는 암나사를 만들며, 상광하협상의 테이퍼 형상의 분할구멍의 사이 면에 상협하광의 테이퍼로 된 분할구멍을 복수 개로 대향 되게 하고 하단 입구부에 암나사를 만들어서 됨을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
3. 제 1항에 있어서, 인장 앵커와 압축 앵커를 일체로 하는 중앙부에 결합되는 분할받침 상단에 단턱을 만들고 외둘레에 숫나사를 만들어 몸체의 다수 곳에 구멍을 뚫은 강관의 암나사와 결합하고 분할받침 외주면에 보호관을 결합, 강관 내측 하단에 수지액을 충진 경화시킨 수지층으로 일체화함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
4. 제 1항에 있어서, 인장 앵커와 압축 앵커를 일체로 하는 중앙부에 결합되는 분할받침 외주면에 보호관을 결합하고 상단 단턱 부분에 외부 보강스프링을 안치 후 상단부분에 수지액의 충진 경화시킨 수지층을 일체로 시켜 압축 앵커로 일체화함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
5. 제 1항에 있어서, 인장 앵커와 압축 앵커를 일체로 하는 중앙부에 결합되는 분할받침 외주면에 보호관을 일체로 하며 분할받침의 상단 단턱에 강관과 외부 보강스프링을 차례로 삽입 안치한 후 내부로 수지액을 충진 경화시킨 수지층으로 강관과 외부 보강스프링을 보호관과 함께 동시에 일체화시켜 킴을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
6. 제 1항에 있어서, 인장앵커로 구성됨에 있어 하부 앵커 헤드캡은 하단을 상단보다 직경을 작게 만들고 하단에 뚫은 그라우트 분사공과 연결되게 관통로를 만든 그라우트 호오스 결합용 안내관을 앵커 헤드캡 상단 외주연 보다 다소 높게 돌출시켜 만들고 그라우트 호오스 결합용 안내관 상 끝단에는 간격제를 삽입하여 관통로에 그라우트 분사 구멍을 뚫은 그라우트 공급 호오스를 끼워 결합함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
7. 제 2항에 있어서, 분할받침의 상광하협상의 테이퍼 형상으로 된 분할구멍에 하부의 앵커 헤드캡과 연결 고정되는 강선에 삽입되는 웨찌를 암나사와 숫나사를 결합시켜 인장앵커의 기능을 하는 중심부가 되도록 함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
8. 제 2항에 있어서, 분할받침의 상광하협상의 테이퍼 형상으로 된 분할구멍에 하부의 앵커 헤드캡과 연결 고정되는 강선에 삽입되는 웨찌를 암나사와 숫나사를 결합시켜 인장앵커의 기능을 하는 중심부가 되도록 함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
9. 제 2항에 있어서, 분할받침의 상협하광상으로 만들어진 분할구멍에 강선의 끝단부 가까이에 고정되는 웨찌를 끼워 하단의 암나사와 웨찌의 숫나사를 결합하여 고정하여 압축앵커의 기능을 하는 중심부가 되도록 함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.
10. 제 1항에 있어서, 압축 앵커로 구성되는 부분의 강선의 내측부분 하단 앵커 헤드캡부분에서 연결되는 그라우트 공급 호오스와 그라우트 배출용으로 사용되는 호오스를 금속조임밴드로 체결 두개의 호오스를 삽입함을 특징으로 한 인장 및 압축이 동시에 가능한 복합형 앵커.