KR20080112559A - 어스앵커구조체 및 어스앵커공법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 지반보강강공사 또는 구조체 지지를 위한 어스앵커 구조체에서 천공홀의 내벽에 압입되어 충분한 정착력을 확보하기 위하여 다단의 쐐기블레이드를 갖는 쐐기몸체와 이것이 천공홀에 유도삽입되기 위한 어스앵커 구조체를 제공하며, 이러한 어스앵커에 따라 인장력이 부여된 강연선에 그라우팅을 수행하여 그라우팅 내부로 보강재를 형성시킨 어스앵커공법이 제공된다.

이를 위한 본 발명의 어스앵커구조체는 천공홀에 슬라이딩되면서 삽입되기 위하여 곡면으로 이루어진 삽입유도구가 형성되고, 천공홀의 내경에 근접한 외경을 갖으며 방사상으로 분리되게 마련되고 천공홀의 내벽에 대하여 다수의 압박부가 형성되게 상기 천공홀 길이방향으로 다수의 쐐기블레이드를 갖는 쐐기몸체가 형성되어 상기 삽입유도구에 연결되는 한편, 상기 쐐기몸체에 테이퍼면을 매개로 접촉되어져 강연선의 인장에 의해 상기 쐐기몸체를 방사상으로 확장시켜 천공홀에 쐐기블레이드를 압박시키도록 상기 쐐기몸체와 삽입유도구 앵커몸체가 배치되어 이루어진다.

이에 따라, 어스앵커 구조체의 확고한 정착력이 확보되며, 고정된 앵커헤드를 지점으로 강연선을 인장시켜 이 인장력으로 정착장을 이루는 구역에 대해 인장력이 부여된 강연선으로 철근구조체를 대행하는 구조물을 형성하고, 이 영역으로 그라우팅을 수행하여 정착장에 보강구조물을 형성하는 어스앵커공법이 제공된다.

Description

어스앵커구조체 및 어스앵커공법 {Earth-Anchor Apparatus and Earth-Anchor-Construction Process thereof}

도 1 은 종래 어스앵커를 설명도,

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 어스앵커공법을 나타낸 단면개념도,

도 5 는 도 4 A부의 확대 설명도로서, 어스앵커구조체 및 스톱퍼의 일실시예를 나타낸 단면개념도,

도 6 은 도 4 A부의 확대 설명도로서, 어스앵커구조체 및 스톱퍼의 다른실시예를 나타낸 단면개념도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 - 천공홀, 4 - 강연선,

10 - 쐐기몸체, 12 - 삽입유도구,

14 - 앵커헤드, 16 - 쐐기블레이드,

18 - 안내구, 20 - 연결패널,

22 - 테이퍼면, 24 - 경사면,

26 - 쐐기턱, 28 - 스톱퍼,

30 - 걸림턱, 32 - 걸림홈,

34 - 스톱링, 36 - 링홈,

38 - 그라우팅, 40 - 테이퍼콘,

42 - 헤드몸체, 44 - 스톱퍼패널,

46 - 캡.

본 발명은 지반보강강공사 또는 구조체 지지를 위한 어스앵커공법 및 어스앵커구조체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 천공홀의 내벽에 압입되어 충분한 정착력을 확보하기 위한 다단의 쐐기블레이드를 갖는 쐐기몸체를 마련하고 이러한 쐐기몸체가 천공홀에 유도삽입되기 위한 어스앵커 구조체를 제공하며, 이러한 어스앵커에 따라 인장력이 부여된 강연선에 그라우팅을 수행하여 그라우팅 내부로 보강재를 형성시킨 어스앵커공법에 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 감소공 법, 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.

이때, 앵커본체는 그라우팅을 통해 지반에 정착되며, 자세하기로는 앵커본체가 천공홀에 삽입되고, 이 앵커본체 주위에 그라우팅이 주입되어 고결됨으로써, 앵커에 연결된 강연선이 지반 속에 고결된 그라우팅에 의해 지지되는 것이다.

상기 천공홀에서 그라우팅에 의해 지지부분을 정착장이라 하고, 그 외의 부분을 자유장이라 하며, 상기 정착장이 지지구조물(앵커)의 역할을 하므로, 정착장에서 정착력 증강이 관건의 대상이다.

이것은 특히, 정착장에서의 지지력은 천공홀에 충진되어 고결되는 그라우팅과 천공홀과의 마찰력에 의존된다는 것에 기인된다. 즉, 천공홀이 헐거워지는 경우, 정착장(그라우팅)과 천공홀의 마찰력이 감소되어 앵커가 천공홀로부터 서서히 빠지기 시작하며, 이에 의해 지지력의 감소가 수반될 우려가 있기 때문이다.

이러한 이유에서, 상기 앵커본체의 구조적 개선을 통해 정착력을 증대시킨 것이 안출되어 있다. 이들은 앵커본체 자체가 천공홀의 내벽으로 압박되도록 하여, 그라우팅의 마찰력에 앵커본체의 압박력을 추가시켜 외력에 대응하도록 한 것이다.

이러한 것들로는 예를 들어, 어스앙카(특허출원 제1985-0001462호)가 공지되어 있으며, 이것은 외부링(1)과 슬라이더링(2) 및 앵커헤드(3)로 이루어진다.

상기 앵커헤드(3)에는 강연선(4)이 결합되며, 외부링(1)과 슬라이더링(2) 및 슬라이더링(2)과 앵커헤드(3)는 테이퍼면(5)(5')으로 매개되어 있다. 따라서, 강연선(4)에 인장력을 부여하면 앵커헤드(3)가 후퇴하면서 테이퍼면(5')에 의해 슬라이더링(2)을 확장시키고, 확장된 슬라이더링(2)은 다시 테이퍼면(5)에 의해 외부링(1)을 확장시켜 천공홀(100)에 압박되는 것이다. 이에 의해 앙카헤드는 천공홀에 고정되는 구조물을 이루게 되어, 앵커본체 만으로도 상당한 정착력을 보유하게 된다.

그러나, 이러한 어스앵커는 구조적으로 불합리하다는 문제점을 가지고 있다. 먼저, 천공홀과 압박되기 위한 외부링(1) 및 이를 확장시키기 위한 슬라이더링(2)이 앵커구조체에서 외부로 노출되게 형성되는데, 이러한 노출은 천공홀(100)로의 삽입시 그 내벽과의 간섭을 극복하지 못한다.

즉, 앵커헤드(3))의 후퇴와 동시에 앵커구조체를 확장시켜 천공홀(100)에 압박시키려면 앵커구조체의 외경은 천공홀의 내경과 가능한한 근접하여 한다. 이에 따라 앵커구조체를 천공홀에 밀어넣을 때, 천공홀의 내벽으로 앵커구조체가 간섭되는 것을 피할 수 없다.

이때, 앵커헤드(3)의 인장으로 앵커구조체를 확장시키기 위하여 상기된 바와 같이 외부링(1)-슬라이더링(2)-앵커헤드(3) 순으로 배치되어야 한다. 그리고, 앵커 헤드(3)의 인장과 동시에 부재(슬라이더링, 외부링)를 확장시키기 위하여 그 연결부는 충분히 자유롭게 연결되어 한다.

이러한 구조상, 외부링(1)과 슬라이더링(2)에서 확장되는 단부는 천공홀 삽입방향에 대하여 앞쪽에 위치되며, 상기 연결부는 뒤쪽으로 배치될 수 밖에 없다. 또한, 상기 확장부분을 고무링과 같은 부재로 결속시킬 수 없다(고무링으로 결속시키는 경우, 앵커해드의 인장과 동시에 부재를 확장시키지 못함).

따라서, 외부(1)링과 슬라이더링(2)의 앞쪽부분은 덜렁거리는 상태를 취하며, 이 상태로 천공홀(100)에 삽입시키는 경우 천공홀과의 간섭으로 뒤로 빠져버리는 경우가 발생되는 것이다.

결국, 확장되는 부재의 외부노출과 이것이 천공홀에 근접한 외경을 갖음에 따라, 이와 간섭되는 천공홀 내벽과의 저항을 극복하지 못하고 뒤로 빠지게 되는 구조물로서, 확장되는 부재를 천공홀 까지 이끌어가면서 삽입시키지 못한다.

또한, 전기의 앵커구조체는 천공홀(100)의 선단에 확공부(101)를 형성시키고, 이 확공부(101)에서 벌어지는 구조물로서 채택된 것으로, 천공홀의 선단으로 확공부(101)를 형성하는 공정자체가 매우 번거롭다.

따라서, 현재로는 일경로상의 천공홀 선단에 적용되는 앵커구조체가 채택되어야 하는데, 상기 단순히 벌어지는 앵커구조체는 일경로상의 천공홀에 충분히 적용되기 곤란하다.

이것은 예를 들어, 토사층을 포함하는 이완된 토사층, 붕적층, 연약지반에 어스앵커가 적용될 경우, 앵커구조체 자체의 정착력을 극대화하기 위하여는 앵커구 조체가 천공홀에 압박되는 압박점이 충분히 확보될 수록(많을수록) 유리하다.

그런데, 단순히 벌어지는 구조물로는 천공홀에 다수의 압박점을 갖을 수 없으며, 이것은 상기된 바와 같이, 확공부에 적용되는 구조물이기 때문이고 상기 된 바와 같이 확공부를 천공홀에 형성하는 것도 번거로운 공정이다.

한편, 이러한 앵커구조체에서 천공홀에 간섭되는 외부링이나 슬라이더링의 외부노출의 불합리에 따라, 어스앵커구조체(출원 제 10-2005-0044727 호)는 천공홀에 압입되는 확장앵커를 앵커본체에 은폐시켜 천공홀에 삽입시킨 다음, 인장과 동시에 앵커블레이드가 돌출되도록 하여 천공홀에 압박되도록 하고 있다.

그러나, 이것은 확장앵커를 천공홀의 길이방향으로 충분히 다수의 개수로서 배치하기에 복잡한 구조물을 취하고 있다. 특히, 이러한 구조물은 상기된 바와 같은 연약지반에 적용되기 어렵게 된다.

이러한 경우, 앵커의 압박력은 결국, 확장앵커에 의한 압박부가 많을수록 유리하고, 이를 위해 확장앵커를 천공홀의 길이 방향을 따라 다층으로 구비하기 위하여는 투입부품과 재료 및 가공공정에 따른 생산성이 취약하게 되는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 천공홀의 내벽에 압입되어 충분한 정착력을 확보하기 위하 다단의 쐐기블레이드를 갖는 쐐기몸체를 마련하고 이러한 쐐기몸체가 천공홀에 유도삽입되기 위한 구조물이며 단순화된 구조물로서 어스앵커 구조체를 제공함에 그 목적이 있다.

아울러, 이러한 어스앵커 구조체가 제공됨에 따라 인장력이 부여된 강연선에 그라우팅을 수행하여 그라우팅 내부로 보강재를 형성시킨 어스앵커공법을 제공함에도 또 다른 목적이 있다.

이를 위한 본 발명의 어스앵커구조체는 천공홀에 슬라이딩되면서 삽입되기 위하여 곡면으로 이루어진 삽입유도구가 형성되고, 천공홀의 내경에 근접한 외경을 갖으며 방사상으로 분리되게 마련되고 천공홀의 내벽에 대하여 다수의 압박부가 형성되게 상기 천공홀 길이방향으로 다수의 쐐기블레이드를 갖는 쐐기몸체가 형성되어 상기 삽입유도구에 연결되는 한편, 상기 쐐기몸체에 테이퍼면을 매개로 접촉되어져 강연선의 인장에 의해 상기 쐐기몸체를 방사상으로 확장시켜 천공홀에 쐐기블레이드를 압박시키도록 상기 쐐기몸체와 삽입유도구 앵커몸체가 배치되어 이루어진다.

이에 따라, 어스앵커 구조체의 확고한 정착력이 확보되며, 고정된 앵커헤드를 지점으로 강연선을 인장시켜 이 인장력으로 정착장을 이루는 구역에 대해 인장력이 부여된 강연선으로 철근구조체를 대행하는 구조물을 형성하고, 이 영역으로 그라우팅을 수행하여 정착장에 보강구조물을 형성하는 어스앵커공법이 제공된다.

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 바람 직한 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 및 도 6 는 본 발명에 따른 어스앵커구조체의 작동상태를 나타낸 단면 설명도이며, 스톱퍼의 실시예를 포함한 설명도이다.

본 발명은 어스앵커 구조물을 이루기 위하여 천공홀(100)의 내경에 근접한 외경을 갖으며 확장을 위해 방사상으로 분리되게 마련됨과 더불어 상기 천공홀(100)의 내벽에 대하여 다수의 압박부가 형성되게 상기 천공홀 길이방향으로 다단으로 천공홀에 압박되는 쐐기블레이드(16)를 갖는 쐐기몸체(10)와;

상기 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)로 삽입안내하기 위하여 천공홀(100)에 근접한 외경을 가지며 삽입진행방향으로 좁아지는 형상을 갖도록 마련된 안내구(18) 및 상기 안내구(18)에 의해 쐐기몸체(10)가 이끌림과 더불어 구분된 쐐기몸체(10)의 방사상 분리가 보유되도록 안내구(18)와 쐐기몸체(10) 사이를 연결하는 연결패 널(20)로 이루어진 삽입유도구(12);

상기 연결패널(20)이 제공하는 이격공간인 쐐기몸체(10)와 안내구(18) 사이에서, 강연선(4)이 결합되어 배치되어지며 상기 천공홀(100)로의 삽입시 삽입유도구(12)를 밀어 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)로 이끌고 상기 강연선(4)의 인장시 상기 구분된 쐐기몸체(10)를 방사상으로 확장시켜 천공홀(100)에 압박시키도록 그 선단은 안내구(16)에 접촉되고 그 후단은 테이퍼면(22)을 매개로 쐐기몸체(10) 선단에 접촉되는 앵커헤드(14)로 이루어진 어스앵커 구조체이다.

여기서, 상기 연결패널(18)은 천공홀(100)의 내경에 근접된 쐐기몸체(10)와 천공홀(100)과의 간섭에 의해 쐐기몸체(10)의 벌어짐이 방해되게 안내구(16)의 후단과 쐐기몸체(10)의 선단으로 연결된 것을 특징으로 한다.

여기서, 쐐기몸체(10)에는 천공홀(100) 삽입방향으로의 미끌어짐을 허용하도록 경사면(22)이 형성되고 천공홀(100) 내벽방향으로의 압박시 인장방향에 대응하는 쐐기턱(24)이 형성되어, 상기 경사면(24)과 쐐기턱(26)이 천공홀 길이방향으로 반복되게 형성되어 다단의 쐐기블레이드(16)를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 쐐기몸체(10)에는 상기 앵커헤드(14)의 이탈을 방지하기 위한 스톱퍼(28)를 매개로 앵커헤드(14)와 간섭되게 마련되며, 일실시예로서 스톱퍼(28)는 쐐기몸체(10)의 후단부에서 천공홀 중심방향으로 돌출되어 걸림턱(30)이 형성되고, 상기 앵커헤드(14)의 후단부에는 상기 걸림턱(30)과 맞물리는 걸림홈(32)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.(도 5 참조)

다른 실시예로서 스톱퍼(28)는 쐐기몸체(10)의 테이퍼면(22)상에 앵커헤 드(14)와의 접촉이 해제되는 공간부가 형성되고, 이 공간부에 돌출되어 스톱링(34)이 형성되며, 상기 앵커헤드(14)의 측면 외주에는 상기 스톱링(34)이 압입되는 링홈(36)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.(도 6 참조)

이러한 어스앵커를 통해 강연선(4)에 인장이 가해진 상태에서 그라우팅의 수행이 가능하고, 이러한 인장이 가해진 강연선은 콘크리트 구조물에서 철근의 역할을 수행하여, 철근콘크리트 구조물을 조성함으로써 전단력에 대응할 수 있는 구조물을 이루게 됨에 따라, 보강재가 첨가된 앵커공법이 제공된다.

즉, 본 발명은 천공홀(100)의 내벽에 대하여 다수의 압박지점이 형성되게 천공홀의 길이방향으로 다수의 쐐기블레이드(16)를 갖으며 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 테이퍼면(22)으로 매개되어 접촉된 앵커헤드(14)와 함께 천공홀(100)에 삽입한 다음 앵커헤드(14)와 결합된 강연선(4)을 인장시켜 상기 테이퍼면에 의해 상기 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)에 압박시키는 앵커고정단계;

앵커고정단계에서 고정된 앵커헤드(14)를 지점으로 강연선(4)을 인장시켜 이 인장력으로 정착장을 이루는 구역에 대해 인장력이 부여된 강연선으로 철근구조체를 대행하는 구조물을 형성하는 보강구조체 형성단계;

상기 보강구조체 형성구역으로 그라우팅(38)을 수행하여 정착장에 보강구조물을 형성하는 보강재 확립단계로 이루어진 어스앵커공법이다.

이러한 어스앵커공법을 수행하기 위하여 앵커고정단계에서 확고한 앵커고정력이 요구되며, 구체적으로 앵커고정단계는 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)의 내경과 근접하게 형성시키고, 이 천공홀(100)에 근접하며 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 천공홀에 삽입하기 위하여 쐐기몸체(10)의 선단으로 천공홀에 미끌어지면서 삽입되는 안내구(18)를 배치한 다음, 안내구(18)와 쐐기몸체(10) 사이에 강연선(4)이 결합된 앵커헤드(14)를 배치시켜 강연선(4)으로 안내구(18)를 천공홀에 밀어넣으면서 이에 의해 쐐기몸체(10)가 이끌려 들어가도록 하여 천공홀의 단부로 삽입시키고, 이 천공홀(100)에 근접된 외경을 갖는 쐐기몸체(10)를 강연선(4)의 인장과 동시에 테이퍼면(22)에 의해 확장시켜 상기 쐐기몸체에 천공홀의 길이 방향으로 다단으로 형성된 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100) 내벽으로 압입시켜 고정시키는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에서는 천공홀(100)의 길이방향에 대하여 다단의 쐐기블레이드(16)를 갖는 쐐기몸체(10)를 통해 천공홀에 어스앵커 구조체 자체로 충분한 압박을 수행하는 어스앵커구조체와 이를 통한 어스앵커공법을 제공한다.

이러한 다단의 쐐기블레이드(16)는 천공홀(100)에 다수의 압박부(압박지점)를 이루고 이러한 다수의 압박부가 천공홀(100)에서 어스앵커의 이탈에 대항하므로, 특히 이완된 토사층을 포함하는 토사층, 붕적층, 연약지반에 우월하다.

상기 다단의 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100)에 압박시키기 위하여 천공홀에 삽입되는 구조물임과 동시에 삽입된 후 확장되는 구조물 조건을 만족하여야 하며, 아울러 간단한 구조를 취하여야 한다.

이러한 조건들을 만족하기 위하여 쐐기블레이드(16)는 외부로 노출되게 형성되며, 본 발명은 이러한 쐐기블레이드(16)의 노출에 의해 간섭되는 천공홀(100) 내벽과의 저항을 극복하면서 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100)에 유도삽입시키는 구조 물과 천공홀(100)에 삽입된 쐐기블레이드(16)를 확장시키는 구조물로 이루어진다.

즉, 본 발명의 어스앵커 구조체는 크게 3가지 부분으로 구분되며, 쐐기블레이드를 포함한 쐐기몸체(10)와, 이 쐐기몸체를 천공홀로 이끌어 유도하는 삽입유도구(12)와, 상기 쐐기몸체를 천공홀에서 확장시키는 앵커헤드(14)로 구분된다.

구체적으로 상기 쐐기몸체(10)는 그 외측으로는 천공홀(100)의 내경에 근접하는 외경을 갖으며, 천공홀에 다수의 압박부를 형성하기 위한 다단의 쐐기블레이드(16)를 갖는다. 그리고, 이러한 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100)에서 확장시키기 위하여 쐐기몸체(10) 방사상으로 절개되어 구분되게 마련된다.

한편, 쐐기몸체(10)의 내측으로는 인장력에 의한 앵커헤드(14)의 후퇴로 상기 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100)로 확장시키는 테이퍼면(22)이 형성된다.

상기 쐐기블레이드(16)는 경사면(24)과 쐐기턱(26)의 반복으로서 쐐기몸체(10)에 다단으로 형성되며, 상기 경사면(24)은 천공홀(100)과의 간섭시 천공홀 내측으로 밀어내는 각도를 갖도록 형성되어 쐐기블레이드(16)가 천공홀(100)과의 간섭으로 벌어지는 것을 방지한다.

쐐기턱(26)은 천공홀(100)에 압입되어 인장방향에 대항하는 방향, 예를 들어 인장력에 대략 수직이나 이보다 내각을 갖게 형성된다.

따라서, 이러한 쐐기몸체(16)가 천공홀(100)에서 확장되면, 다단의 쐐기블레이드(16)가 천공홀(100)에 압입 또는 침투되고, 쐐기몸체(16)가 앵커헤드(14)를 확고히 지지고정하게 되어 앵커구조체 자체로도 상당한 정착력을 갖게 된다.

한편, 상기 쐐기몸체(10)는 천공홀(100)에 근접한 외경을 갖으며, 또한 천공 홀에서 확장되기 위하여 방사상으로 절개되어 있으므로, 이러한 쐐기몸체(10)를 천공홀(100) 선단으로 삽입하기 위하여 삽입유도구(12)가 마련된다.

삽입유도구(12)는 안내구(18)와 연결패널(20)로 이루어지며, 안내구(18)는 천공홀 삽입방향에 대하여 최선단에 배치된다. 상기 안내구(10)는 쐐기몸체와 달리 일체화된 몸체를 이루며, 방사상으로 절개된 쐐기몸체의 앞쪽에서, 일체화된 몸체로서 천공홀(100)과 먼저 간섭되고, 연결패널(20)과 함께 방사상으로 배치된 쐐기몸체(10)의 틀어짐을 방지시킨다.

이를 위한 상기 안내구(18)는 천공홀(100)에 근접한 외경을 갖으며, 천공홀로의 삽입을 위해 삽입진행방향으로 좁아지는 형상의 곡면을 갖도록 마련된다.

그리고, 연결패널(20)은 이러한 안내구(18)에 의해 상기 쐐기몸체가 천공홀에 이끌려 들어가도록 안내구(18)와 쐐기몸체(10)를 연결한다.

상기 연결패널(20)이 쐐기몸체(10)를 이끌며, 천공홀(100)에서 쐐기몸체(10)가 벌어지는 것을 방지하기 위하여 쐐기몸체(10)의 앞쪽과 안내구(18)의 뒤쪽이 연결된다.

그리고, 연결패널(20)은 쐐기몸체(10)의 방사상 절개구분 배치를 유지하기 위하여 쐐기몸체의 각 개소별로 연결됨이 바람직하다.

한편, 연결패널(20)은 쐐기몸체(10)의 이끌림을 위한 부재이고, 또한 쐐기몸체가 확장될 때 파손되어도 무방하며, 오히려 쐐기몸체(10)의 확장시 이를 방해하지 말아야 하므로, 박판으로 형성됨이 바람직하다.

상기 삽입유도구(12)와 결합된 쐐기몸체(10) 내부로 앵커헤드(14)가 배치되 며, 앵커헤드(14)의 앞쪽은 안내구(18)와 접촉되고, 앵커헤드(18)의 뒤쪽은 테이퍼면(22)을 매개로 쐐기몸체(10) 내측과 접촉된다.(쐐기몸체는 박판인 연결패널로 안내구와 결합되므로, 쐐기몸체를 벌려 앵커헤드를 끼우는 것은 용이하다)

이에 의해 쐐기몸체(10)는 결국, 그 내측으로는 앵커헤드(14)의 테이퍼면(22)에 접촉되고 외측으로는 연결패널(20)에 의해 안내구(18)에 지지되므로, 방사상 절개되었지만 그 원형의 외형이 보유지지된다.

상기 앵커헤드(14)에는 테이퍼콘(42)에 의해 헤드몸체(42)와 강연선(4)이 결합되며, 스톱퍼패널(44)과 캡(46)에 의해 마감된다. 또한 상기 테이퍼콘의 형식 외에도 압착방식이 적용되어도 무방하다.

따라서, 앵커헤드(14)가 배치된 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)에 삽입하여 강연선(4)을 밀어넣으면, 앵커헤드(14) 선단에 접촉된 안내구(18)가 천공홀(100)로 미끌어지며 연결패널(20)로 결합된 쐐기몸체(10)가 천공홀(100)로 이끌려 들어가는 것이다.

여기서, 쐐기몸체(10)의 외측면이 천공홀(100)과 간섭되더라도 쐐기블레이드(16)의 경사면(24)은 쐐기몸체(10)를 오무리는 방향으로 힘을 가하고, 이때 쐐기몸체(10)의 내측면은 앵커헤드(14)의 외측면에 접촉되며, 또한 연결패널(20)에 의해 절개된 개소의 고정된 위치가 확보되므로, 그 원형의 외형을 그대로 유지한 상태로 천공홀(100)에 삽입된다.

천공홀(100) 삽입완료 후, 강연선(4)을 인장시키게 되면 앵커헤드(14)가 후퇴하면서 매개된 테이퍼면(22)에 의해 쐐기몸체(10)를 확장시키게 된다. 이때, 박 판인 연결패널(20)은 쐐기몸체(10)의 확장에 무시될 정도로 영향을 미치지 아니한다.

확장된 쐐기몸체(10)에서 다단의 쐐기블레이드(16)는 천공홀(100)에 침투되면서 다수의 압박점을 형성하게되고, 그라우팅(38)이 수행되어 고결되면 앵커헤드(14)는 쐐기몸체(10)에 지지됨과 더불어 그라우팅(38)에도 지지되므로, 천공홀(100)에 확고한 정착장을 형성하게 되는 것이다.

아울러, 이러한 쐐기몸체에 의해 앵커구조체 자체에 정착력이 부여됨에 따라 인장된 강연선(피복되지 않은 나선)은 그라우팅 내에서 철근의 역할을 수행할 수 있다. 이러한 철근은 특히 콘크리트가 취약한 전단력에 대한 보강구조체의 역할을 한다.

이러한 인장력이 부여된 앵커구조체를 형성하고, 특히 연약지반에서 수행하기 위하여 상기 쐐기몸체(10)와 앵커헤드(14)는 스톱퍼(28)가 매개될 수 있다.

상기 스톱퍼는 인장력이 과도하여 쐐기몸체가 계속 확장되고 이에 의해 앵커헤드가 쐐기몸체에서 이탈되면 그 정착력이 상실되기 때문에 마련된다.

이러한 스톱퍼는 크게 두가지 실시예로 구현되며, 일실시예로서 스톱퍼(28)는 쐐기몸체(10)의 후단부에 중심방향으로 돌출되어 걸림턱(30)이 형성되고, 상기 앵커헤드(14)의 후단부에는 상기 걸림턱(30)과 맞물리는 걸림홈(32)이 형성되어 이루어진다.(도 3 및 도 5 참조)

이에 따라, 앵커헤드에 인장력이 계속 작용되어 쐐기몸체의 확장이 지속되어 확장의 한계에 도달될 때, 걸림턱(30)과 걸림홈(32)이 맞물리게 되어 쐐기몸체의 확장에 대항하게 된다. 그 후에 고결된 그라우팅(38)은 앵커헤드(14)를 더욱 확고히 고정하게 되는 것이다.

다른 실시예로서 스톱퍼는 쐐기몸체(10)의 테이퍼면(22) 상에 앵커헤드(14)와의 접촉이 해제되는 공간부가 형성되고, 이 공간부에 돌출되어 스톱링(34)이 형성되며, 상기 앵커헤드(14)에는 스톱링(34)이 압입되는 링홈(36)이 형성되어 이루어진다.(도 6 참조)

이 역시 앵커헤드(14)에 인장력이 계속 작용되어 쐐기몸체의 확장이 지속되어 확장의 한계에 도달될 때, 링홈(36)과 스톱링(34)이 맞물리게 되며, 이것이 맞물리는 지점에 도달되면 테이퍼면(22)의 접촉이 해제되므로, 테이퍼면(22)에 의한 확장력은 상실된다.

상기 위치에서는 스톱퍼에 의해 쐐기몸체에 인장력만 작용되고, 그 후에 고결된 그라우팅은 앵커헤드를 고정시켜 확고한 정착장을 형성하게 되는 것이다.

따라서, 이러한 어스앵커를 통해 강연선에 인장이 가해진 상태에서 그라우팅의 수행이 가능하고, 이러한 인장이 가해진 강연선은 콘크리트 구조물에서 철근의 역할을 수행하여, 철근콘크리트 구조물을 조성함으로써 전단력에 대응할 수 있는 구조물을 이루게 됨에 따라, 보강재가 첨가된 앵커공법이 제공된다.

즉, 본 발명은 즉, 본 발명은 천공홀(100)의 내벽에 대하여 다수의 압박지점이 형성되게 천공홀의 길이방향으로 다수의 쐐기블레이드(16)를 갖으며 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 테이퍼면(22)으로 매개되어 접촉된 앵커헤드(14)와 함께 천공홀(100)에 삽입한 다음 앵커헤드(14)와 결합된 강연선(4)을 인장시켜 상기 테이 퍼면에 의해 상기 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)에 압박시키는 앵커고정단계;

앵커고정단계에서 고정된 앵커헤드(14)를 지점으로 강연선(4)을 인장시켜 이 인장력으로 정착장을 이루는 구역에 대해 인장력이 부여된 강연선으로 철근구조체를 대행하는 구조물을 형성하는 보강구조체 형성단계;

상기 보강구조체 형성구역으로 그라우팅(38)을 수행하여 정착장에 보강구조물을 형성하는 보강재 확립단계로 이루어진다.

그리고, 이러한 어스앵커공법을 수행하기 위하여 앵커고정단계에서 확고한 앵커고정력을 요구함에 따라, 상기 앵커고정단계는 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)의 내경과 근접하게 형성시키고, 이 천공홀(100)에 근접하며 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 천공홀에 삽입하기 위하여 쐐기몸체(10)의 선단으로 천공홀에 미끌어지면서 삽입되는 안내구(18)를 배치한 다음, 안내구(18)와 쐐기몸체(10) 사이에 강연선(4)이 결합된 앵커헤드(14)를 배치시켜 강연선(4)으로 안내구(18)를 천공홀에 밀어넣으면서 이에 의해 쐐기몸체(10)가 이끌려 들어가도록 하여 천공홀의 단부로 삽입시키고, 이 천공홀(100)에 근접된 외경을 갖는 쐐기몸체(10)를 강연선(4)의 인장과 동시에 테이퍼면(22)에 의해 확장시켜 상기 쐐기몸체에 천공홀의 길이 방향으로 다단으로 형성된 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100) 내벽으로 압입시켜 고정시키는 것이다.

이때, 천공홀로의 쐐기몸체 확장에 있어서, 암반과 같은 경우에는 쐐기몸체의 완정확장 이전에도 충분한 정착력이 확보되므로 그라우팅이 수행된다.(도 5 및 도 6 참조)

반면, 연약지반과 같이 지반밀도가 약한 경우 쐐기몸체의 완전확장도 수행될 수 있으며, 이러한 경우 스톱퍼는 앵커헤드가 쐐기몸체로 부터 이탈되는 것을 방지시키게 된다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 첫째, 다단의 쐐기블레이드를 갖는 쐐기몸체를 통해 천공홀에 다수의 압박부가 형성되므로, 어스앵커구조체 자체로도 확고한 정착력이 확보되며 특히 연약지반에 우월하다는 효과가 있다.

둘째, 이러한 쐐기블레이드를 확장시키기 위하여 방사상으로 구분된 쐐기몸체가 외부로 노출되게 마련됨에 불구하고, 천공홀로의 용이한 삽입이 가능하다는 효과가 있다.

셋째, 다단의 쐐기블레이드에 의해 다수의 압박부를 갖음에도 그 구조가 단순하여 제작이 용이하며 생산성이 향상되는 효과가 있다.

다섯째, 스톱퍼에 의해 쐐기몸체와 앵커헤드가 매개되므로 앵커헤드의 이탈이 방지되고, 강한 인장력이 부여된 상태에서 그라우팅 수행이 가능하므로, 정착장에서 인장력이 부여된 강연선은 철근에 대체되는 보강재의 역할을 수행하게 되어, 정착장에 보강구조물의 형성이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 어스앵커 구조물을 이루기 위하여 천공홀(100)의 내경에 근접한 외경을 갖으며 확장을 위해 방사상으로 분리되게 마련됨과 더불어 상기 천공홀(100)의 내벽에 대하여 다수의 압박부가 형성되게 상기 천공홀 길이방향으로 다단으로 천공홀에 압박되는 쐐기블레이드(16)를 갖는 쐐기몸체(10)와;

   상기 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)로 삽입안내하기 위하여 천공홀(100)에 근접한 외경을 가지며 삽입진행방향으로 좁아지는 형상을 갖도록 마련된 안내구(18) 및 상기 안내구(18)에 의해 쐐기몸체(10)가 이끌림과 더불어 구분된 쐐기몸체(10)의 방사상 분리가 보유되도록 안내구(18)와 쐐기몸체(10) 사이를 연결하는 연결패널(20)로 이루어진 삽입유도구(12);

   상기 연결패널(20)이 제공하는 이격공간인 쐐기몸체(10)와 안내구(18) 사이에서, 강연선(4)이 결합되어 배치되어지며 상기 천공홀(100)로의 삽입시 삽입유도구(12)를 밀어 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)로 이끌고 상기 강연선(4)의 인장시 상기 구분된 쐐기몸체(10)를 방사상으로 확장시켜 천공홀(100)에 압박시키도록 그 선단은 안내구(16)에 접촉되고 그 후단은 테이퍼면(22)을 매개로 쐐기몸체(10) 선단에 접촉되는 앵커헤드(14)로 이루어진 어스앵커 구조체.
2. 제 1 항에 있어서, 연결패널(18)은 천공홀(100)의 내경에 근접된 쐐기몸 체(10)와 천공홀(100)과의 간섭에 의해 쐐기몸체(10)의 벌어짐이 방해되게 안내구(16)의 후단과 쐐기몸체(10)의 선단으로 연결된 것을 특징으로 하는 어스앵커 구조체.
3. 제 1 항에 있어서, 쐐기몸체(10)에는 천공홀(100) 삽입방향으로의 미끌어짐을 허용하도록 경사면(22)이 형성되고 천공홀(100) 내벽방향으로의 압박시 인장방향에 대응하는 쐐기턱(24)이 형성되어, 상기 경사면(24)과 쐐기턱(26)이 천공홀 길이방향으로 반복되게 형성되어 다단의 쐐기블레이드(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 어스앵커 구조체.
4. 제 1 항에 있어서, 쐐기몸체(10)에는 상기 앵커헤드(14)의 이탈을 방지하기 위한 스톱퍼(28)를 매개로 앵커헤드(14)와 간섭되게 마련되며, 스톱퍼(28)는 쐐기몸체(10)의 후단부에서 천공홀 중심방향으로 돌출되어 걸림턱(30)이 형성되고, 상기 앵커헤드(14)의 후단부에는 상기 걸림턱(30)과 맞물리는 걸림홈(32)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 어스앵커 구조체.
5. 제 1 항에 있어서, 쐐기몸체(10)에는 상기 앵커헤드(14)의 이탈을 방지하기 위한 스톱퍼(28)를 매개로 앵커헤드(14)와 간섭되게 마련되며, 스톱퍼(28)는 쐐기몸체(10)의 테이퍼면(22)상에 앵커헤드(14)와의 접촉이 해제되는 공간부가 형성되고, 이 공간부에 돌출되어 스톱링(34)이 형성되며, 상기 앵커헤드(14)의 측면 외주에는 상기 스톱링(34)이 압입되는 링홈(36)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 어스앵커 구조체.
6. 천공홀(100)의 내벽에 대하여 다수의 압박지점이 형성되게 천공홀의 길이방향으로 다수의 쐐기블레이드(16)를 갖으며 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 테이퍼면(22)으로 매개되어 접촉된 앵커헤드(14)와 함께 천공홀(100)에 삽입한 다음 앵커헤드(14)와 결합된 강연선(4)을 인장시켜 상기 테이퍼면에 의해 상기 쐐기몸체(10)를 천공홀(100)에 압박시키는 앵커고정단계;

   앵커고정단계에서 고정된 앵커헤드(14)를 지점으로 강연선(4)을 인장시켜 이 인장력으로 정착장을 이루는 구역에 대해 인장력이 부여된 강연선으로 철근구조체를 대행하는 구조물을 형성하는 보강구조체 형성단계;

   상기 보강구조체 형성구역으로 그라우팅(38)을 수행하여 정착장에 보강구조물을 형성하는 보강재 확립단계로 이루어진 어스앵커공법.
7. 제 1 항에 있어서, 앵커고정단계는 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 천공 홀(100)의 내경과 근접하게 형성시키고, 이 천공홀(100)에 근접하며 방사상으로 구분된 쐐기몸체(10)를 천공홀에 삽입하기 위하여 쐐기몸체(10)의 선단으로 천공홀에 미끌어지면서 삽입되는 안내구(18)를 배치한 다음, 안내구(18)와 쐐기몸체(10) 사이에 강연선(4)이 결합된 앵커헤드(14)를 배치시켜 강연선(4)으로 안내구(18)를 천공홀에 밀어넣으면서 이에 의해 쐐기몸체(10)가 이끌려 들어가도록 하여 천공홀의 단부로 삽입시키고, 이 천공홀(100)에 근접된 외경을 갖는 쐐기몸체(10)를 강연선(4)의 인장과 동시에 테이퍼면(22)에 의해 확장시켜 상기 쐐기몸체에 천공홀의 길이 방향으로 다단으로 형성된 쐐기블레이드(16)를 천공홀(100) 내벽으로 압입시켜 고정시키는 것을 특징으로 하는 어스앵커 공법.

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