KR20100117738A - 영구앵커 3 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설 현장에서 사면의 안정화, 부력에 대한 대책, 흙막이 공법 등에 널리 이용되는 앵커에 있어서, 지하에 매설되는 강선의 끝을 정착부와 일체로 성형 함으로써 방수 및 부식에 대한 안전성을 높이고자 하였다. 또한, 정착을 위한 복잡한 구조를 일체 성형으로 간편화하여 작업성과 구조적 안전성을 높이고자 하였다.

앵커, 방수, 일체, 성형, 스터드

Description

영구앵커 3{Permanent anchor 3}

본 발명은 건설 현장에서 널리 이용되는 앵커 공법에 관한 것으로, 힘을 전달하는 강선이 부식되지 않도록 하는 방수 구조를 형성함과 동시에 강선을 지하에 고정시키는 정착부를 형성하는 영구앵커에 관한 것이다.

본 발명은 토목이나 건축 구조물을 지반에 정착하는데 사용되는 영구앵커에 관한 것이며, 특히 방수 구조와 정착부의 구조가 개선된 영구앵커에 관한 것이다.

일반적으로 앵커 공법은 토목이나 건축 공사에서 임시 구조물 혹은 영구 구조물의 안정성을 확보하기 위하여, 지하에 정착된 고강도의 강선을 보강할 지점에 연결하고 그 강선에 높은 인장력을 도입하여 불안정한 부분을 보강하는 공법이다.

앵커는 정착되는 지반의 종류에 따라 암반앵커(Rock anchor) 또는 그라운드앵커(Ground anchor)로 구분하기도 하고, 설치되는 방향에 따라 타이백(tieback) 또는 타이다운(tiedown)으로 분류하기도 하며, 주입되는 그라우트 압력에 따라 저압형 앵커 그리고 고압형 앵커로 분류된다. 또한, 영구앵커는 지하수 침출지나 경사지, 지진 발생지 등에 건축물을 시공할 때 구축물의 이동이나 왜곡을 방지하기 위해 영구적으로 설치하는 앵커이고, 제거식 앵커는 주변에서 실시되는 지하공사 등에 앵커가 장애가 된다고 예상되는 경우에 공사완료 후 강선을 제거하는 형식의 앵커이다. 본 발명은 영구앵커에 관한 것이다.

영구앵커에서는 앵커 정착력의 불변성이 요구되므로 앵커체의 영구적 기능 확보가 필수적이며, 특히 강선 및 기타 정착을 위한 부재들의 부식 방지를 위하여 앵커의 방수, 방식 등 자체 보호기능의 확보가 요구된다. 영구앵커는 가설앵커와 달리 특히 방수성과 방식성이 반드시 필요하며, 앵커의 사용 목적인 정착력 확보를 위한 정착부의 구조가 견고해야 한다. 특히, 강선이 정착부와 일체로 움직여야 하고, 큰 힘을 받더라도 정착부에서 강선이 빠지지 않도록 해야 한다.

이러한 영구앵커는 영구옹벽, 사면 안정, 구조물의 부상 방지, 지하구조물 보강, 구조체의 외력 안정 등 다양한 목적으로 이용된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것이며, 본 발명의 목적은 완벽한 방수기능과 함께 강선과 일체화되는 정착부를 가지는 영구앵커를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 영구앵커는 강선과 완벽하게 일체로 거동하는 정착부를 가지며, 강선을 고정시키기 위한 복잡한 부재의 수를 최소화하고자 하였다.

본 발명의 영구앵커는,

일단부가 지상에 정착되며, 지중에 형성된 원형 단면의 긴 천공홀 내부에 채 워진 그라우팅재로부터 보호하기 위하여 보호튜브로 감싸지는 강선의 타단부를 지중에 고정하기 위한 것으로,

일단부는 지상에서 고정되고 타단부는 표면이 보호되지 않도록 원래의 형상으로 노출되는 여러 가닥의 와이어를 꼬아서 형성된 강선;

상기 강선 타단부를 내부에서 포함하도록 고정하며, 일체로 성형된 정착부;

그 타단부가 상기 정착부의 일단부와 기밀을 유지하도록 연결되고, 상기 강선을 그라우팅재로부터 보호하기 위하여 강선의 외주를 감싸는 보호튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구앵커를 제공한다.

정착부 내에서 강선 타단부의 인발 저항을 높이기 위하여 스터드를 정착부 내부에 더 포함하여 성형할 수 있다.

상기 스터드는 강선의 꼬인 와이어 사이를 관통하여 고정되는 관통형스터드로 형성할 수 있다.

상기 스터드는 강선 타단부의 일부의 단면적을 넓혀주면서 강선과 일체가 되는 그립형스터드로 형성할 수 있다.

강선 사이의 간격이 좁은 제1스터드와 제2스터드 사이에 강선 사이의 간격이 넓은 제3스터드를 형성하여, 강선 사이의 간격이 변하면서 굴곡된 형상을 유지함으로써 인발저항력을 높이는 것이 가능하다.

또한 강선의 타단부에 절곡부를 형성하여 인발저항력을 높이는 것이 가능하다.

상기 정착부의 일단부와 보호튜브의 타단부가 연결되는 부분에 강선의 간격 을 유지하고 기밀을 유지하는 팩커를 더 추가할 수 있다.

상기 정착부가 천공홀의 중앙부에 위치하도록 안내하는 안내부재를 정착부의 외주면에 더 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 영구앵커는 정착부의 구조가 간단하면서도 견고하고, 특히 방수에 대한 안전성이 매우 우수한 특징이 있다. 또한, 강선의 정착을 위한 복잡한 구조나 부재가 없고 강선이 정착부 내에서 일체로 성형됨으로써 큰 하중을 받더라도 강선이 뽑힐 위험이 없다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 것으로, 통상 7가닥의 와이어를 서로 꼬아서 만든 강선(11)의 타단부를 내부에 포함하는 정착부(12)를 보여주고 있다. 또한 완벽한 방수를 위하여 보호튜브(13)의 타단부를 정착부(12)의 일단부에 기밀을 유지하면서 연결되도록 성형한다. 이러한 일체 성형의 경우 어떠한 연결 방법보다 확실한 방수 성능을 기대할 수 있다. 강선(11)은 통상 7가닥의 와이어를 꼬아서 만든 것으로 하나의 인장재 역할을 하지만 그 구성은 역시 7가닥의 와이어로써, 그 자체로서 상당한 요철을 형성하고 있다. 따라서 이러한 강선(11)을 정착부(12)와 일체로 성형한 후 강선을 그 일단부 측에서 인발하는 경우 와이어로 구성된 강선 표면의 요철이 정착부와 강선 사이의 인발저항력을 증진시켜서 강선이 빠지지 않게 한다. 이러한 와이어를 꼬아서 만든 강선(11) 타단부를 그 표면이 그대로 노출되도 록 한 후 틀(금형 등) 속에서 정착부(12)와 일체로 성형함으로써 강선(11)의 타단부와 정착부(12)는 완전하게 일체로 거동하게 된다. 정착부(12)는 앵커의 힘을 주변의 그라우팅을 통해 지반으로 전달해야 하므로 주변 그라우팅과 견고하게 부착되는 것이 필요한데, 도 1에서와 같이 정착부(12)의 외주면에 요철(121)을 형성하여 하중 전달 능력을 높일 수 있다. 이러한 요철(121)의 형태는 다양하게 적용이 가능하다.

하나의 보호튜브로 2개 이상의 강선을 감싸서 그라우팅으로부터 보호하는 것이 가능하다. 도면에 별도로 표기하지는 않았지만 하나의 보호튜브 내에 2개 이상의 강선을 삽입하고, 강선의 타단부는 노출된 상태로 정착부 내에 고정되도록 일체로 성형한 경우 상기한 실시예에서와 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 물론 이때에도 보호튜브와 정착부는 기밀을 유지하면서 연결되어야 한다.

상기한 정착부(12)를 성형하는 방법은 매우 다양하게 적용할 수 있는데, 여러 가닥의 와이어를 꼬아서 만들고 표면이 그대로 노출된 강선(11)의 타단부를 틀(금형 등) 속에 넣고 용융된 플라스틱 혹은 비철금속을 주입하여 일체로 성형하는 어떠한 방법도 적용 가능하다. 이러한 성형 방법은 주입하는 재질, 주입 속도, 성형 속도, 성형 기계, 틀의 특성 등 다양한 조건에 맞게 수백 가지의 방법이 개발되어 있으므로 설계자의 의도대로 선택하여 적용할 수 있다.

도 2는 강선(11)의 타단부에 스터드를 형성하여 강선의 인발저항력을 높이는 실시예를 나타낸 것으로, 강선을 구성하는 와이어 사이로 핀 형태의 부재를 삽입한 것을 관통형스터드(21)로 칭하였다. 꼬여진 와이어 사이로 관통형스터드(21)를 삽 입하는 경우 삽입된 부분의 강선 단면이 커지는 효과와 함께, 관통형스터드(21)와 강선이 일체로 거동하므로 인발저항력이 커지게 된다. 이러한 관통형스터드(21)는 도 3에서와 같이 핀형관통형스터드(31)와 ㄷ자형관통형스터드(32) 등 그 형상을 다양하게 응용할 수 있다.

도 4는 강선 타단부에 형성되어 강선의 외주면을 감싸는 상태로 강선과 일체가 되는 그립형스터드를 나타낸 것이다. 도 4의 (가)는 하나의 강선에 크기가 서로 다른 여러 개의 그립형스터드(41)를 나타낸 것으로, 그립형스터드의 크기나 형태는 다양하게 형성할 수 있다. 이러한 그립형스터드(41)는 금속을 냉간압연 혹은 열간압연 등의 방법으로 용이하게 형성할 수 있다. 도 4의 (나)는 두 개의 강선에 형성된 서로 연결된 그립형스터드(42)를 나타낸 것으로, 두 개 이상의 강선에 서로 연결된 그립형스터드를 형성할 수 있다. 도 4의 (다)는 두 개의 강선을 붙여서 일체화하는 그립형스터드(43)를 형성한 실시예를 나타내고 있으며, 두 개 이상의 강선을 일체화하는 그립형스터드를 형성하는 것이 가능하다.

도 5의 (가)는 강선 사이의 간격이 좁은 제1스터드(52)와 제2스터드(53) 사이에 강선 사이의 간격이 넓은 제3스터드(51)를 형성하여, 강선 사이의 간격이 변하면서 굴곡된 형상을 유지함으로써 인발저항력을 높이는 실시예를 나타낸 것이다. 또한 도 5의 (나)와 같이 제1스터드와 제2스터드의 역할을 하는 간격수축재(55, 56) 사이에 제3스터드의 역할을 하는 간격확장재(54)를 번갈아 설치하여 강선이 굴곡된 형상을 유지하게 하는 것도 가능하다. 이러한 간격을 변하게 하는 방법은 상기한 실시예 이외에도 다양하게 실시 가능하며 정작부(12)내에 고정되는 두 개 이 상의 강선 타단부 사이의 간격을 일정하지 않게 변화시키면서 고정하는 어떠한 방법도 그 효과를 발휘할 수 있다. 또한 간격이 변하는 부분을 여러번 반복적으로 형성하여 인발저항력을 높이는 것이 가능하다.

도 6은 정착부(12) 내에 고정되는 강선(11)의 타단부에 1개소 이상에서 절곡부(61 a,b,c,d,e,f)를 형성하여 정착부 내에서 인발저항력을 높이도록 한 것이다. 이러한 절곡부(61 a,b,c,d,e,f)의 수는 설계자의 의도대로 가능하며 절곡부가 많아질수록 인발저항력이 강해진다.

틀 속에 강선(11)의 타단부를 삽입하여 성형하면서 강선을 보호하는 보호튜브(13)의 타단부를 정착부(12)의 일단부와 기밀을 유지하면서 연결하기 위하여 보호튜브(13)를 연결하는 팩커(70)를 적용하는 것이 가능하다. 틀을 제작할 때 보호튜브(13)를 고정하고 강선(11)의 일단부를 틀 밖으로 빼낼 수 있도록 하는 것이 가능하지만, 통상 2가닥 이상의 강선을 고정해야 하므로 미리 강선을 일정한 간격으로 고정시키는 팩커를 사용하는 것이 편리할 수 있다. 이러한 팩커(70)는 다수개의 보호튜브(13)를 기밀을 유지하면서 내부에 고정시키면 되고, 도 7에서와 같이 두 개의 부재(71, 72)를 결합할 때 보호튜브를 일정한 간격으로 고정시키고 기밀을 유지하도록 형성할 수 있다.

도 8은 강선(11)의 타단부와 일체로 성형된 본 발명의 정착부(12)의 외주면에 정착부가 천공홀의 중심에 위치하도록 안내하는 안내부재(81), 강선의 간격을 유지해주는 간격재의 기능을 하는 간격가이드(82)를 형성한 실시예를 나타낸 것이다. 도면에 표시하지 않았지만 통상 앵커체는 원형 단면으로 지중에 길게 천공된 천공홀에 삽입되어, 앵커체를 그 천공홀의 중심에 위치시키기 위하여 별도의 간격재 혹은 스페이서 등으로 불리는 부재를 여러 개 추가로 부착하여 설치하게 된다. 도 8의 안내부재(81)는 정착부(12)의 위치를 천공홀 중심에 고정시켜주기 위하여 정착부의 외주면에 일체로 형성된 것이다. 또한, 앵커는 통상 4개 혹은 6개 등 다수개의 강선을 필요로 하므로 이들 강선 사이에 적절한 간격을 유지하기 위한 간격재를 길이 방향을 따라 여러 군데 설치하게 된다. 도 8의 간격가이드(82)는 이러한 간격재의 역할을 하는 것으로, 정착부(12)의 외주면에 일체로 형성되어 같은 천공홀 내에 있는 다른 앵커체의 강선의 위치를 고정시키는 역할을 하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

본 발명의 영구앵커는 강선의 타단부를 정착부와 일체로 성형함으로써 견고하고 방수에 대한 안전성이 우수한 장점이 있다. 다양한 재질의 플라스틱 수지 혹은 비철금속 등을 재료로 한 다양한 방법으로 정착부를 강선과 일체로 성형할 수 있다.

도 1 : 본 발명의 실시예(사시도)

도 2 : 관통형스터드를 추가한 실시예

도 3 : 관통형스더드의 실시예 도 4 : 그립형스터드의 실시예

도 5 : 간격스터드의 실시예 도 6 : 절곡형스터드의 실시예

도 7 : 팩커의 실시예

도 8 : 정착부의 외주면에 안내부재 등을 구비한 실시예

** 도면 각부의 명칭 **

11 : 강선 12 : 정착부

13 : 보호튜브 121 : 요철

21 : 관통형스터드 31 : 핀형관통형스터드

32 : ㄷ자형관통형스터드 41 : 그립형스터드

42 : 그립형스터드 43 : 그립형스터드

51 : 제3스터드 52 : 제1스터드

53 : 제2스터드 54 : 간격확장재

55, 56 : 간격수축재 61 a,b,c,d,e,f : 절곡부

70 : 팩커(71+72) 71 : 팩커의 부재(자)

72 : 팩커의 부재(웅)

81 : 안내부재 82 : 간격가이드

Claims (8)

1. 일단부가 지상에 정착되며, 지중에 형성된 원형 단면의 긴 천공홀 내부에 채워진 그라우팅재로부터 보호하기 위하여 보호튜브로 감싸지는 강선의 타단부를 지중에 고정하기 위한 것으로,

   일단부는 지상에서 고정되고 타단부는 표면이 보호되지 않도록 원래의 형상으로 노출되는 여러 가닥의 와이어를 꼬아서 형성된 강선;

   상기 강선 타단부를 내부에서 포함하도록 고정하며, 일체로 성형된 정착부;

   그 타단부가 상기 정착부의 일단부와 기밀을 유지하도록 연결되고, 상기 강선을 그라우팅재로부터 보호하기 위하여 강선의 외주를 감싸는 보호튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구앵커
2. 제1항에 있어서,

   상기 강선 타단부의 인발 저항을 높이기 위한 스터드를 정착부 내부에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영구앵커
3. 제2항에 있어서,

   상기 스터드는 강선의 꼬인 와이어 사이를 관통하여 고정되는 관통형스터드인 것을 특징으로 하는 영구앵커
4. 제2항에 있어서,

   상기 스터드는 강선 타단부의 외주면을 감싸는 상태로 고정되는 강선과 일체가 되는 그립형스터드인 것을 특징으로 하는 영구앵커
5. 제2항에 있어서,

   강선 사이의 간격이 좁은 제1스터드와 제2스터드 사이에 강선 사이의 간격이 넓은 제3스터드를 형성하여, 강선 사이의 간격이 변하면서 굴곡된 형상을 유지함으로써 인발저항력을 높이는 것을 특징으로하는 영구앵커
6. 제1항에 있어서,

   상기 강선에는 절곡된 절곡부를 형성하고, 그 절곡부가 정착부 내부에서 고정됨으로써 인발저항력이 증진되는 것을 특징으로 하는 영구앵커
7. 제1항에 있어서,

   정착부의 일단부와 보호튜브의 타단부가 연결되는 부분에 강선의 간격을 유지하고 기밀을 유지하는 팩커를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 영구앵커
8. 제1항에 있어서,

   상기 정착부가 천공홀의 중앙부에 위치하도록 안내하는 안내부재를 정착부의 외주면에 더 형성하는 것을 특징으로 하는 영구앵커

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