KR20060122346A

KR20060122346A - 어스앵커공법 및 어스앵커구조체

Info

Publication number: KR20060122346A
Application number: KR1020050044727A
Authority: KR
Inventors: 곽근우
Original assignee: 곽근우
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-11-30

Abstract

본 발명에서는 천공홀에 삽입된 앵커구조체에서 확장앵커가 돌출되어 천공홀과 간섭되고, 인장력에 의해 확장앵커를 천공홀에 압입침투시켜 앵커구조체 자체로서도 지반과의 정착을 수행함에 따라, 어스앵커의 지반정착력을 극대화시큰 어스앵커공법 및 어스앵커구조체가 제공된다.

이를 위한 본 발명은 테이퍼콘(12)에 의해 강선(10)이 결합되는 앵커본체(14)가 마련되어 그 선단에 앵커캡(16)이 설치되고, 상기 앵커캡(16)과 앵커본체(10) 사이에 스프링(18)의 탄성력으로 방사상으로 돌출되는 확장앵커(20)가 설치됨과 함께, 상기 확장앵커(20)의 후방에는 걸림돌기(22)가 형성되고 앵커본체(14)에는 이에 관통되어 상기 걸림돌기(22)와 맞물리는 걸림홈(24)이 형성된 록커(26)가 형성되며 여기에 상기 걸림홈(24)과 걸림돌기(22)의 간섭을 해제시켜 상기 방사상 돌출을 허락하는 조작강선(28)이 연결되는 한편, 상기 스프링(18)에 의해 천공홀(100)로 돌출되어 확장된 확장앵커(20)가 조작강선(28)의 인장력으로 상기 천공홀(100)로 압입침투되도록 상기 확장앵커(20)의 후방에는 상기 조작강선(28)의 인장력을 측방으로 변환시키는 변환테이퍼면(30)이 형성되고, 상기 록커(26)의 단부에는 상기 변환테이퍼면(30)과 접촉되는 변환테이퍼면(32)을 갖는 압박대(34)가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

어스앵커공법 및 어스앵커구조체{Earth-Anchor-Method and Earth-Anchor Apparatus for Slope-Reinforcement-Construction}

도 1 은 종래 어스앵커구조체를 나타낸 사시 및 단면설명도,

도 2 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체를 나타낸 분해 설명도,

도 3 은 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 외관설명도,

도 4 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 측단면 설명도,

도 5 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 평단면 설명도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 - 천공홀, 10 - 강선,

12 - 테이퍼콘, 14 - 앵커본체,

16 - 앵커캡, 18 - 스프링,

20 - 확장앵커, 22 - 걸림돌기,

24 - 걸림홈, 26 - 록커,

28 - 조작강선, 30,32 - 변환테이퍼면,

34 - 압박대, 36 - 쐐기단부,

38 - 안치홈, 40 - 걸림구,

본 발명은 지반보강강공사 또는 구조체 지지를 위한 어스앵커공법 및 어스앵커구조체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 천공홀에 삽입된 앵커구조체에서 확장앵커가 돌출되어 천공홀과 간섭되고, 인장력에 의해 확장앵커를 천공홀에 압입침투시켜 앵커구조체 자체로서도 지반과의 정착을 수행함에 따라, 어스앵커의 지반정착력을 극대화시큰 어스앵커공법 및 어스앵커구조체에 관한 것이다.

천공홀에 삽입되어 그 내주로 확장됨으로써 지반으로 인장재의 정착을 보조하는 확장앵커와 앵커본체와의 결속강성을 충분히 확보하고, 천공홀에서의 확장부의 확장을 더욱 편리하게 하여 시공이 간편한 어스앵커구조체에 관한 것이다.

일반적으로 산업이 발전함에 따라 기반도로나 단지조성 등 산지와 같은 사면을 개발하는 것은 불가피한 실정으로, 현재 사면의 슬라이딩 현실은 시간과 장소에 관계없이 끊임없이 발생하고 있으며, 생명과 재산을 위협하는 주변요소로서 작용을 하고 있다.

이러한 이유에서 사면의 붕괴나 슬라이딩을 억제하기 위한 안정공법으로 사면보강공법이 수행되고 있으며, 사면안정공법으로 시공목적에 따라, 활동력 감소공법, 저항력 증강공법, 표면보호공법 등의 여러 가지로 구분되고, 이 중 저항력 증강공법으로 대표적인 것으로 락볼트, 어스앵커, 소일네일, 계단식 옹벽 등이 있다.

이 중 어스앵커는 지반보강 뿐만아니라, 건물 교량 등의 구조물을 지지하는 보강체로서도 사용되며, 자세하게는 시멘트 페이스트 혹은 그라우팅의 주입에 의해서 지중에 매입된 인장재의 선단부에 앵커본체가 형성되고 그것이 인장재와 앵커본체의 두부를 통하여 구조물과 역학적으로 연결지어진 상태를 앵커라 하며, 인장재에 가해지는 힘은 앵커본체와 그라우팅을 통하여 원지반에 전달되는 원리를 이용한 것이다.

이러한 어스앵커는 정착장과 자유장으로 구분되며, 정착장이 지지구조물의 역할을 하므로, 이것의 정착력 증강이 관건의 하나이다.

이에 따라 사면보강공법 중에 인장재의 선단에 지반과 정착되는 앵커체를 구비하여 그라우팅을 통하지 않고 인장재 자체에 정착력을 부여시킨 것이 안출된 바(특허 제448037호, 특허 제448039호)있다.

그러나, 이러한 앵커체는 소일네일링에 적용되는 것으로, 인장재로서 이형철근이 적용되고, 이형철근의 회전 또는 타격에 의해 앵커체를 확장시킴으로, 와이어(강선)을 이용하는 어스앵커구조체에 바로 적용되기 곤란하다.

따라서, 이러한 사면보강공사에서 공지된 앵커체를 전제로, 예를 들어 복수의 정착날개를 갖는 고강성앵커(특허출원 제10-2003-0055103호)는 별도의 외력이 없이 앵커체에 확장날개를 갖추어 이것이 천공홀과 마찰되도록 하여 어스앵커로 적용되도록 하고 있다.

즉, 예시도면 도 1b 와 같이, 사면을 보강하기 위해 지층에 매입되는 앵커에 있어서, 테이퍼콘(12)에 의해 강선(10)이 결합되는 앵커본체(1)에 스프링(2)에 의 해 방사상으로 확장되는 복수의 정착날개(3)를 설치하여 천공홀에서 확장되어 그 내주에 간섭되도록 한 것이다.

그러나, 이러한 앵커구조체는 천공홀에 침투되지 못하고 단순히 천공홀의 내벽에 간섭되는 구조체에 불가하다는 문제점이 있다.

즉, 전술된 사면보강공사에서 사용되는 앵커구조체는 외부에서의 외력작용에 의해 앵커구조체를 확장시키고 이에 의해 천공홀에 침투되어 지반에 정착된다.

반면, 어스앵커는 강선의 사용이라는 제약에 의해 외부의 힘을 전달시킬 구조체가 없어, 앵커구조체 자체에 포함된 스프링에 의해 정착날개를 확경시키게 되는데, 스프링의 확장력만으로는 정착날개가 천공홀의 내벽을 뚫고 지반에 정착될 수 없는 것이어서, 단순히 정착날개가 천공홀의 내벽에 간섭되는것에 만족해야 했던 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 어스앵커에 이로부터 확장되는 확장앵커를 설치하고, 확장된 확장앵커가 강선의 인장력에 의해 천공홀에 침투되어 지반에 정착되도록 함으로써, 앵커구조체의 지반 정착력을 향상시킨 어스앵커공법 및 어스앵커구조체를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체를 나타낸 분해 설명도이며, 예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 외관설명도이다.

그리고, 예시도면 도 4 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 측단면 설명도이고, 예시도면 도 5 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 평단면 설명도이다.

본 발명은 천공홀에 어스앵커구조체를 삽입하여 그라우팅으로 정착시키고, 이 앵커에 연결된 강선을 통해 구조체가 지반에 고정되는 어스앵커공법에 있어서,

천공홀(100)에 어스앵커구조체의 앵커본체(14)로부터 돌출되는 확장앵커(20)를 마련하고, 이 확장앵커(20)는 조작강선(28)의 인장력을 측방으로 변환하는 변환테이퍼면(30)(32)을 매개로 압박대(34)와 접촉되도록 하여, 천공홀(100)에 상기 확장앵커(20)가 마련된 어스앵커구조체를 삽입하고 압박대(34)과 연결된 조작강선(28)을 인장시켜 확장앵커(20)가 천공홀(100)에 압입되도록 한 것을 특징으로 하는 어스앵커공법이다.

여기서, 변환테이퍼면을 통한 확장앵커(20)의 천공홀(100) 압입은 변환테이퍼면(30)(32)에 따른 침투깊이를 확보하기 위하여 압박대(34)에 록커(26)를 두고 확장앵커(20)가 이 록커(26)의 해제에 의해 스프링(18)의 탄발력으로 돌출되도록 하여 천공홀(100)과 먼저 간섭되도록 한 다음, 조작강선(26)의 인장에 따른 변환테이퍼면에 의해 압박침투가 수행되도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 확장앵커(20)의 천공홀(100) 압입은 이를 위한 인장방향으로 앵커본체(14)가 이동되는 것이 방해되도록 천공홀(100)에 그라우팅을 충진시키고, 이 충진된 그라우팅을 유체저항물질로 하여 이것이 고결되기 전에 인장이 수행되도록 한 것을 특징으로 한다.

이를 위한 본 발명은 어스앵커구조체를 제공하며, 본 발명은 천공홀(100)에 삽입되어 그 내주로 확장됨으로써 지반으로 인장재의 정착을 보조하는 어스앵커구조체에 있어서:

테이퍼콘(12)에 의해 강선(10)이 결합되는 앵커본체(14)가 마련되어 그 선단에 앵커캡(16)이 설치되고, 상기 앵커캡(16)과 앵커본체(10) 사이에 스프링(18)의 탄성력으로 방사상으로 돌출되는 확장앵커(20)가 설치됨과 함께, 상기 확장앵커(20)의 후방에는 걸림돌기(22)가 형성되고 앵커본체(14)에는 이에 관통되어 상기 걸림돌기(22)와 맞물리는 걸림홈(24)이 형성된 록커(26)가 형성되며 여기에 상기 걸림홈(24)과 걸림돌기(22)의 간섭을 해제시켜 상기 방사상 돌출을 허락하는 조작강선(28)이 연결되는 한편, 상기 스프링(18)에 의해 천공홀(100)로 돌출되어 확장 된 확장앵커(20)가 조작강선(28)의 인장력으로 상기 천공홀(100)로 압입침투되도록 상기 확장앵커(20)의 후방에는 상기 조작강선(28)의 인장력을 측방으로 변환시키는 변환테이퍼면(30)이 형성되고, 상기 록커(26)의 단부에는 상기 변환테이퍼면(30)과 접촉되는 변환테이퍼면(32)을 갖는 압박대(34)가 형성된 것을 특징으로 하는 어스앵커구조체이다.

여기서, 확장앵커(20)는 천공홀(100)에 침투되도록 그 선단에 쐐기단부(36)가 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 변환테이퍼면(32) 또는 변환테이퍼면(32)의 어느 하나는 이와 접촉되는 변환테이퍼면과의 마찰력을 감소시킴과 아울러, 변환테이퍼면(30)을 통한 돌출변위를 확장하기 위하여 볼록한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이 본 발명은 천공홀(100)에 삽입되어 그 내주로 확장됨으로써 지반으로 인장재의 정착을 보조하는 어스앵커구조체에 있어서, 그 확장부와 앵커본체와의 결속강성을 충분히 확보하고, 천공홀에서의 확장부의 확장을 더욱 편리하게 한 어스앵커구조체가 제공된다.

이를 위한 본 발명은 앵커본체(14)로부터 스프링(18)의 탄발력에 의해 방사상으로 돌출되는 확장앵커(20)를 마련하되, 먼저 앵커본체(14)로부터 확장앵커(20)의 지지강성을 확보하기 위해 앵커본체(14)와 앵커캡(16) 사이에 확장앵커(20)가 삽입되어 지지되도록 하였다.

이러한 스프링(18)과의 연동은 앵커본체(14)에 스프링(18)이 내장되는 안치홈(38)을 두고, 확장앵커(20)에는 이 안치홈(38)에 삽입되며 스프링(18)의 탄성력 을 전달받는 걸림구(40)를 두어 달성된다.

그리고, 확장앵커(20)의 후방에는 걸림돌기(22)가 형성되고 앵커본체(14)에는 이에 관통되어 상기 걸림돌기(22)와 맞물리는 걸림홈(24)이 형성된 록커(26)가 형성되어 있다.

여기에 상기 걸림홈(24)과 걸림돌기(22)의 간섭을 해제시켜 상기 방사상 돌출을 허락하는 조작강선(28)이 연결되어 있다.

따라서, 작업자가 본 발명에 따른 앵커구조체를 천공홀(100)에 삽입시키고, 삽입완료 후, 조작강선(28)을 잡아당기게 되면, 걸림홈(24)에서 걸림돌기가 이탈되고(도 4 부분확대 참조), 스프링(18)의 탄성력에 의해 확장앵커(20)가 방사상으로 돌출되어 천공홀(100)과 간섭되게 된다.

한편, 상기 스프링(18)에 의해 천공홀(100)로 돌출되어 확장된 확장앵커(20)가 조작강선(28)의 인장력으로 상기 천공홀(100)로 압입침투되도록 상기 확장앵커(20)의 후방에는 상기 조작강선(28)의 인장력을 측방으로 변환시키는 변환테이퍼면(30)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 록커(26)의 단부에는 상기 변환테이퍼면(30)과 접촉되는 변환테이퍼면(32)을 갖는 압박대(34)가 형성되어 있다.

이에 의해 작업자가 조작강선(28)을 인장기를 통해 인장시키면 압박대(34)가 하강되고 변환테이퍼면(32)과 접촉된 변환테이퍼면(30)의 경사에 따라 확장앵커(20)가 측방으로 이동되면서 천공홀(100)에 압입침투되고 앵커구조체는 확장앵커(20)에 의해 그 자체로서 천공홀(100)에 정착될 수 있는 것이다.

여기서, 상기 스프링(18)에 의한 확장앵커(20)의 돌출은 앵커본체(14) 내부에서 변환테이퍼면(30)에 따라 충분한 이동변위를 확보하기 곤란하여, 인장력을 발하기 전에 확장앵커(20)와 천공홀(100)의 간섭을 먼저 수행하고, 그 후에 인장력을 침투력으로 전환시키기 위함이다.

한편, 상기 조작강선(28)의 인장력이 확장앵커(20)의 침투력으로 변환되므로, 그 변환을 용이하게 하고, 변위를 더욱 증가시키기 위하여 어느 하나의 변환테이퍼면은 볼록하게 곡면으로 형성됨이 바람직하다(도 4 부분확대 참조).

즉, 직면에 비해 돌출된 볼록한 곡면은 그 돌출된 변위에 상응하게 측방으로 돌출변위를 더욱 증가시키게 되고, 볼록한 곡면에 의해 접촉되는 면은 선접촉을 유지하여 마찰저항을 감소시키게 되므로, 인장력의 침투력 전환에 있어서 더욱 용이한 것이다.

또한, 상기 확장앵커(20)에는 쐐기단부(36)가 형성되어 천공홀(100)로의 용이한 침투를 확보시키고, 쐐기면은 정착력을 더욱 보조하게 된다.

이러한 본 발명의 어스앵커구조체에 따른 작용과 어스앵커공법을 종합적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 천공홀(100)에 삽입되는 어스앵커구조체는 앵커몸체(14)와 앵커캡(16) 사이에 확장앵커(20)가 삽입되어 록커(26)에 의해 삽입된 상태가 유지되어 있다.

이러한 어스앵커구조체를 천공홀(100)에 삽입한 다음, 록커(26)에 연결된 조작강선(28)을 작업자가 잡아당기게 되면, 록커(26)의 걸림홈(24)에서 확장앵커(20)의 걸림돌기(22)가 이탈되고, 스프링(18)의 탄발력에 의해 확장앵커(20)가 천공홀 (100)로 돌출되어 간섭된다.

이때, 확장앵커(20)의 변환테이퍼면(30)과 압박대(34)의 변환테이퍼면(32)은 서로 접촉대기상태에 놓이게 된다.

다음으로, 조작강선(28)을 인장기로 잡아당기게 되면 압박대(34)가 상승되고, 변환테이퍼면(30)(32)에 의해 확장앵커는 측방으로 더욱 돌출되면서, 그 인장력에 의해 천공홀(100)에 확장앵커(20)의 쐐기단부(36)가 압입침투하게 된다.

여기서, 이러한 인장작업 전에 천공홀(100)에 그라우팅을 충진시킨 다음 인장을 수행하는 것도 바람직하며, 이것은 앵커구조체가 인장력에 의해 천공홀에서 빠져나가는 것을 방지시키기 위함이다.

즉, 인장기를 사용하여 압박대(34)에 인장을 가할 경우, 그 힘은 앵커구조체를 천공홀에서 상승시키는 힘과 확장앵커(20)를 천공홀에 압입시키는 힘으로 분할된다.

여기서, 확장앵커(20)가 천공홀(10)에 어느 정도 압입침투된 경우에는 앵커구조체가 위로 상승될 염려가 없지만, 초기에 확장앵커는 천공홀에 간섭된 것이고, 그 간섭만으로 앵커구조체의 상승방지를 충분히 수행치 못할 우려가 있다.

이에 따라, 압박대(34)의 인장전에 앵커구조체의 상승을 방지시킬 방해구조물을 두는 것이 바람직할 수 있으며, 본 발명에서는 어스앵커구조체에서 천공홀에 충진되는 그라우팅을 그 방해구조물로서 이용한 것이다.

즉, 천공홀에 그라우팅을 충진시키게 되면 이것이 고결되기 전이라 하더라도, 유체저항구조물로서 앵커구조체의 상승을 방해하게 되며, 이것은 인장시 확장 앵커(20)가 어느정도 천공홀(100)에 삽입될까지 상승에 대한 방해력을 제공하기에 충분한 것이다.

다음으로, 확장앵커(20)가 완전히 확장된 다음, 그라우팅이 고결되어 그라우팅과 함께 어스앵커구조체가 천공홀을 통해 지반에 정착되는 것이고, 본 발명은 시간의 경과에 따른 정착장에서 그라우팅과 천공홀간의 마찰력 감소를 어스앵커구조체 자체가 보완하게 되어, 그 정착력이 더욱 향상되는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 천공홀에 삽입된 앵커구조체에서 확장앵커가 돌출되어 천공홀과 간섭되고, 인장력에 의해 확장앵커를 천공홀에 압입침투시켜 앵커구조체 자체로서도 지반과의 정착을 수행함에 따라, 어스앵커의 지반정착력이 극대화되는 효과가 있다.

Claims

천공홀에 어스앵커구조체를 삽입하여 그라우팅으로 정착시키고, 이 앵커에 연결된 강선을 통해 구조체가 지반에 고정되는 어스앵커공법에 있어서,

천공홀(100)에 어스앵커구조체의 앵커본체(14)로부터 돌출되는 확장앵커(20)를 마련하고, 이 확장앵커(20)는 조작강선(28)의 인장력을 측방으로 변환하는 변환테이퍼면(30)(32)을 매개로 압박대(34)와 접촉되도록 하여, 천공홀(100)에 상기 확장앵커(20)가 마련된 어스앵커구조체를 삽입하고 압박대(34)과 연결된 조작강선(28)을 인장시켜 확장앵커(20)가 천공홀(100)에 압입되도록 한 것을 특징으로 하는 어스앵커공법.
제 1 항에 있어서, 변환테이퍼면을 통한 확장앵커(20)의 천공홀(100) 압입은 변환테이퍼면(30)(32)에 따른 침투깊이를 확보하기 위하여 압박대(34)에 록커(26)를 두고 확장앵커(20)가 이 록커(26)의 해제에 의해 스프링(18)의 탄발력으로 돌출되도록 하여 천공홀(100)과 먼저 간섭되도록 한 다음, 조작강선(26)의 인장에 따른 변환테이퍼면(30)(32)에 의해 압박침투가 수행되도록 한 것을 특징으로 하는 어스앵커공법.
제 1 항에 있어서, 확장앵커(20)의 천공홀(100) 압입은 이를 위한 인장방향으로 앵커본체(14)가 이동되는 것이 방해되도록 천공홀(100)에 그라우팅을 충진시 키고, 이 충진된 그라우팅을 유체저항물질로 하여 이것이 고결되기 전에 인장이 수행되도록 한 것을 특징으로 하는 어스앵커공법.
천공홀(100)에 삽입되어 그 내주로 확장됨으로써 지반으로 인장재의 정착을 보조하는 어스앵커구조체에 있어서:

테이퍼콘(12)에 의해 강선(10)이 결합되는 앵커본체(14)가 마련되어 그 선단에 앵커캡(16)이 설치되고, 상기 앵커캡(16)과 앵커본체(10) 사이에 스프링(18)의 탄성력으로 방사상으로 돌출되는 확장앵커(20)가 설치됨과 함께, 상기 확장앵커(20)의 후방에는 걸림돌기(22)가 형성되고 앵커본체(14)에는 이에 관통되어 상기 걸림돌기(22)와 맞물리는 걸림홈(24)이 형성된 록커(26)가 형성되며 여기에 상기 걸림홈(24)과 걸림돌기(22)의 간섭을 해제시켜 상기 방사상 돌출을 허락하는 조작강선(28)이 연결되는 한편, 상기 스프링(18)에 의해 천공홀(100)로 돌출되어 확장된 확장앵커(20)가 조작강선(28)의 인장력으로 상기 천공홀(100)로 압입침투되도록 상기 확장앵커(20)의 후방에는 상기 조작강선(28)의 인장력을 측방으로 변환시키는 변환테이퍼면(30)이 형성되고, 상기 록커(26)의 단부에는 상기 변환테이퍼면(30)과 접촉되는 변환테이퍼면(32)을 갖는 압박대(34)가 형성된 것을 특징으로 하는 어스앵커구조체.
제 4 항에 있어서, 확장앵커(20)는 천공홀(100)에 침투되도록 그 선단에 쐐기단부(36)가 형성된 것을 특징으로 하는 어스앵커구조체.
제 4 항에 있어서, 변환테이퍼면(32) 또는 변환테이퍼면(32)의 어느 하나는 이와 접촉되는 변환테이퍼면과의 마찰력을 감소시킴과 아울러, 변환테이퍼면(30)을 통한 돌출변위를 확장하기 위하여 볼록한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 어스앵커구조체.