KR20130057577A - 제거식 앵커형 네일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어를 인장하면 내하체 종단에 장착된 확장체가 확개되면서 확장체가 천공홀 측면에 고정되어 주변마찰력과 저항력이 작용되도록 하여 지반정착력을 증대시키는 제거식 앵커형 네일에 관한 것으로, 천공홀에 삽입되는 제거식 앵커형 네일에 있어서, 상기 앵거형 네일 하단에 나사 결합되는 내하체; 상기 내하체 종단부에 결합되고 천공홀 내에서 확개되어 정착되는 확장체; 상기 내하체 측면에 고정되어 앵커형 네일을 인장하는 복수의 강연선 지지체, 및 상기 확장체와 결합되어 확장체를 확개시키는 트리거 기능을 갖는 와이어를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 와이어의 인발만으로 확장체를 확개시켜 정착시킬 수 있는 간단한 구조와 더불어 확장체의 조립성이 용이하고, 내하체와 확장체의 결합에 따른 기계적 신뢰도를 높일 수 있으며, 확장체의 부품수 감소로 인한 재료비 및 인건비의 감소로 생산원가를 줄일 수 있으며, 기계적 신뢰도에 의한 강연선의 제거 때에 그 제거율을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

제거식 앵커형 네일{Anchor Type Nail for Removal}

본 발명은 제거식 앵커형 네일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어를 인장하면 내하체 종단에 장착된 확장체가 확개되면서 확장체가 천공홀 측면에 고정되어 주변마찰력과 저항력이 작용되도록 하여 지반정착력을 증대시키는 제거식 앵커형 네일에 관한 것이다.

일반적으로 앵커(Anchor)공법은 건설공사에서 발생되는 토압, 풍압, 수압, 지진력 등의 외력에 대응하는 앵커력으로 이용되거나 또는 구조체의 응력보강용으로 사용되고 있으며, 이는 주로 사면보호, 옹벽, 굴착면 앵커 및 양압력의 기초 앵커 등에 많이 사용되고 있다. 현재에는 앵커설계 및 시공기술의 발달로 과밀하중이 작용하는 높은 타워나 교량기초 등에서 이용되고, 플랜트, 댐, 터널 등 모든 분야에서 적용 응용되고 있는 실정이다.

이러한 앵커공법에 적용되는 영구앵커는 사면 안정화를 위하여 사면 내부로 천공된 홀에 삽입되는 것으로, 영구앵커와 더불어 영구앵커 주변에는 복수의 강연선이 구비된다. 영구앵커는 이형철근 등이 적용되고, 강연선으로는 PC강연선 등이 적용된다.

통상 앵커의 주요 구성요소로 사면 내부로 천공되는 홀에 삽입되는 영구앵커는 사면 내부의 바닥 근처까지 위치하는 정착부(Fixed Anchor Length)와, 정착부로부터 사면의 표면까지 위치하는 자유부(Free Anchor Length), 그리고 사면 표면으로부터 영구앵커를 고정시키기 위한 두부(Anchor Head)로 나누어질 수 있다.

두부는 여유장이라고 하며 앵커에 발휘되는 높은 하중을 고정하기 위해서 필요하며 고정방식에 따라 표준형, 재긴장형, 긴장완화형이 있다. 표준형은 가장 많이 쓰이는 것으로 쐐기(Wedge)식 정착구이며, 일단 인장 완료 후에 정착이 되면 재긴장이나 긴장완화가 어려운 방식이다. 두부의 강종은 SMC45C를 사용하며, 쐐기는 SNCM 23(열처리)을 사용한다. 쐐기는 내부에 탭을 만들어 강연선을 고정시키는 역할을 한다.

자유부는 자유장이라고 하며 인장력을 발휘하기 위해 주변 부착강도가 없도록 설치하는 부분을 말한다. 자유장은 강연선을 이용하기 위해서는 필수이며, 천공홀에 따라 그 길이는 달라질 수 있다.

그리고 정착부는 정착장이라고도 하며 자유장에 전달된 앵커력을 지반에 모르타르를 이용하여 정착시키기 위한 공간이며, 최대의 마찰력을 얻기 위한 여러 가지 방법이 개발되어 있다.

이와 같이 사면에 형성된 홀에 영구앵커 조립체가 삽입된 후에 사면에 영구앵커를 견고하게 고정시키기 위하여 영구앵커와 일정 간격으로 설치되는 복수의 강연선은 사면의 외부에서 최대한 인발시켜 긴장시킨 다음에 홀 내부에 모르타르를 채워 넣은 후에 굳히게 되고, 또한, 사면의 표면 위로 노출된 영구앵커를 포함한 복수의 강연선은 지압판 등을 이용하여 고정시킨다.

종래의 선행기술로서 특허등록공보 제10-0820642호는 네일 하단부와 나사 결합되는 피스톤헤드, 피스톤헤드와 나사 결합되고 피스톤헤드가 내측에서 승강하는 공간부가 형성된 앵커몸체, 그리고 앵커몸체 측면으로 관통된 통공에서 돌출되는 복수의 돌출비트가 구비되어 네일의 회전으로 피스톤헤드가 회전되고, 피스톤헤드가 앵커몸체 내부 아래로 전진하면서 복수의 돌출비트를 돌출시켜 천공홀 내면에 고정되도록 하는 것이 개시되어 있다. 이는 앵커몸체의 복잡한 구조와 돌출비트의 돌출되는 길이의 제한으로 정착력이 다소 약하고, 앵커의 제조비용이 상승하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 선행기술로서 특허등록공보 제10-0859207호는 와이어를 절단하면 스프링의 압축해제에 의해 보강재의 선단에 장착된 확장체가 확장되면서 확장체가 공벽에 걸리거나 박혀 지반에 대해 지속적으로 저항력을 제공하게 함으로써 간단한 방법으로 지반정착력을 증대시키고 주변마찰력을 향상시킬 수 있으며, 스프링이 확장체의 확장을 지속적으로 유지시키고 보강하기 때문에 종래와 같이 고압의 공기를 지속적으로 공급해야 할 필요성이 없도록 한 것이 개시되어 있다. 이는 다소 구조가 복잡하여 조립성이 저하되고 부품수의 증가로 제조비용의 상승을 초래하며 와이어를 절단한 후에 확장체가 제대로 확장되지 않아 소정의 목적을 달성할 수 없는 문제와 더불어 확장체의 정착을 위한 기계적 강도에 대한 신뢰성이 낮은 문제도 있었다.

본 발명은 상기 문제점들을 해소하기 위한 것으로, 제거식 앵커형 네일의 단부에 고정 결합된 확장체의 견고한 정착력과 간단한 구조, 그리고 와이어의 인발과 스프링의 탄성으로 확장체 확장을 간편하게 수행할 수 있도록 하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 강연선 지지체를 내하체 측면에 간편하게 결합할 수 있도록 하면서 강연선 지지체로부터 강연선의 분리가 용이하도록 하기 위한 것이 다른 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 천공홀에 삽입되는 제거식 앵커형 네일에 있어서, 상기 앵거형 네일 하단에 나사 결합되는 내하체; 상기 내하체 종단부에 결합되고 천공홀 내에서 확개되어 정착되는 확장체; 상기 내하체 측면에 고정되어 앵커형 네일을 인장하는 복수의 강연선 지지체, 및 상기 확장체와 결합되어 확장체를 확개시키는 트리거 기능을 갖는 와이어를 포함하여 이루어진 것이다.

또한, 본 발명에서, 상기 내하체는 중앙 플레이트에서 상하부로 일정 길이의 봉이 형성된 것으로, 상부 봉 외주연에 복수의 돌기가 형성되고, 중앙 플레이트 외주연에 복수의 요철이 형성되며, 하부 봉 종단부에는 확장체와 힌지 결합되는 축공이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 확장체는 한 쌍의 확장편이 내하체와 힌지 결합되고, 힌지에 확장편을 펼치도록 하는 힘이 작용하는 토션스프링이 결합되며, 확장편이 접혀졌을 때에 겹쳐지는 부분에 관통하는 걸이공이 각각 형성되며, 걸이공에 와이어의 고리가 삽입될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 강연선 지지체는 원통형으로 내부에 나사산이 형성되어 상부로부터 내측으로 강연선이 나사 결합되고, 하부는 밀폐되어 있으며 내부에 탄성체가 삽입 고정될 수 있다.

본 발명은 와이어의 인발만으로 확장체를 확개시켜 정착시킬 수 있는 간단한 구조와 더불어 확장체의 조립성이 용이하고, 내하체와 확장체의 결합에 따른 기계적 신뢰도를 높일 수 있으며, 확장체의 부품수 감소로 인한 재료비 및 인건비의 감소로 생산원가를 줄일 수 있으며, 기계적 신뢰도에 의한 강연선의 제거 때에 그 제거율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일의 주요 부분을 분리한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일의 주요 부분을 나타낸 것으로, 도 3a는 정면도이고, 도 3b는 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일의 확장체의 작동을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일의 확장체를 강연선으로 인장하는 작동을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일에서 강연선을 지지체로부터 분리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 제거식 앵커형 네일에서 강연선을 지지체로부터 분리된 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에서, 제거식 앵커형 네일은 천공홀(5)에 삽입되는 것이다. 앵커형 네일의 두부, 즉 사면 위로 돌출된 네일(2)에는 지압판(7)이 결합된다. 앵커형 네일의 자유부는 천공홀(5)에 삽입되는 것으로 이형철근 등이 적용되고 외주연에 CD관(합성수지가요전선관)이 결합된다. 네일에는 천공홀(5) 사이의 간격조절을 위한 복수의 스페이스(6)가 결합된다. 앵커형 네일의 정착부는 천공홀(5)의 하부에 삽입되는 것으로 네일(2) 단부에 내하체(10)가 결합된다. 그리고 내하체(10)에 복수의 강연선(3)이 강연선 지지체(20)에 각각 결합된다. 내하체(10)의 최단부에는 확장체(30)가 결합된다.

내하체(10)는 중앙 플레이트(11)에서 상하부로 일정 길이의 봉이 형성된 것으로, 상부 봉(15) 외주연에 복수의 돌기(16)가 형성되고, 중앙 플레이트(11) 외주연에 복수의 요철(14)이 형성되며, 하부 봉(17) 종단부에는 확장체(30)와 힌지 결합되는 축공(18)이 형성된다. 중앙 플레이트(11)에 형성된 요철(14)은 강연선(3)이 지나가는 제1홈(12)이 양측에 형성되고, 모르타르를 주입하는 그라우팅 호스(8)나 와이어(40) 등이 지나가는 제2홈(13)이 상하측에 형성되어 있다. 제1홈(12)과 제2홈(13)은 복수로 형성될 수 있다.

도 2에서, 확장체(30)는 내하체(10) 종단부에 결합되고 천공홀(5) 내에서 확개되어 정착되는 것이다. 확장체(30)는 한 쌍의 확장편(31, 33)이 내하체(10)와 힌지(36) 결합되고, 힌지(36)에 확장편(31, 33)을 펼치도록 하는 힘이 작용하는 토션스프링(35)이 결합되며, 한 쌍의 확장편(31, 33)이 접혀졌을 때에 겹쳐지는 부분에 관통하는 걸이공(32, 34)이 각각 형성되며, 걸이공(32, 34)에 와이어(40)의 고리(41)가 삽입되어 고정된다. 한 쌍의 확장편(31, 33)은 힌지(36)를 중심으로 좌우가 대칭되는 형상이다. 한 쌍의 확장편(31, 33)이 확개되어 펼쳐졌을 때에 제1확장편(31) 내에 제2확장편(33)이 힌지(36) 결합되어 있다. 마주하는 확장편(31, 33)은 일정 각도 이상으로 펼쳐지지 않도록 한다. 한 쌍의 확장편(31, 33)은 대략 180도보다 작은 각도로 펼쳐지는 것이 좋다. 또한, 확장편(31, 33)의 형상을 힌지(36)로부터 외측으로 갈수록 좁아지는 형상을 갖도록 하는 것도 좋다. 그리고 확장편(31, 33) 내측은 공간부가 형성되는 것이 좋다.

강연선 지지체(20)는 내하체(10) 측면에 고정되어 앵커형 네일(1)을 인장하기 위한 것으로, 복수로 구비된다. 강연선 지지체(20)는 원통형으로 내부에 나사산이 형성되어 상부로부터 내측으로 강연선(3)이 나사 결합되고, 하부는 밀폐되어 있으며 내부에 탄성체(21)가 삽입 고정되어 있다. 강연선 지지체(20) 내부에 형성되는 나사산은 복수의 강선이 꼬인 회전방향을 따라 강연선(3)이 결합 또는 분리된다.

도 3a 및 도 3b에서, 와이어(40)는 확장체(30)와 결합되어 확장체(30)를 확개시키는 트리거 기능을 갖는 것이다. 즉 와이어(40)는 천공홀(5) 입구로부터 확장체(30)의 걸이공(32, 34)까지 연결된 것으로, 천공홀(5) 외부에서 와이어(40)를 인발하면 와이어(40)의 고리(41)가 걸이공(32, 34)으로부터 이탈된다. 따라서 와이어(40)의 고리(41)는 대략 'U'자형으로 한 쌍의 확장편(31, 33)의 걸이공(32, 34)을 관통 삽입되어 고정시키지만, 와이어(40)가 인발되면 고리(41)는 펴지면서 확장편(31, 33)의 걸이공(32, 34)으로부터 이탈되어 확장편(31, 33)이 토션스프링(35)에 의하여 확장되도록 하는 것이다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 제거식 앵커형 네일의 작용을 설명한다.

사면 안정화를 위한 공법으로 제거식 앵커형 네일이 사면에 형성된 천공홀(5)에 삽입된다. 이때, 네일(2)과 나사 결합된 내하체(10)에는 확장체(30)와 복수의 강연선(3)이 강연선 지지체(20)에 결합되어 있다. 앵커형 네일을 천공홀(5)에 삽입하는 도중에 내하체(10)와 복수의 강연선 지지체(20)가 분리되지 않도록 테이프나 밴드(19) 등으로 고정하는 것이 좋다. 그리고 그라우팅 호스(8) 등도 내하체(10)와 분리되지 않도록 테이프나 밴드(19) 등으로 고정하는 것이 좋다.

더욱이 확장체(30)의 확장편(31, 33)은 확개되지 않은 상태로 와이어(40)의 고리(41)가 관통된 걸이공(32, 34)에 삽입 고정되어 있어야 한다. 또한, 네일(2)에 구비된 간격 조절용 스페이스(6)로 네일(2)은 천공홀(5)의 중심부에 위치되도록 한다.

도 4에서, 천공홀(5)에 앵커형 네일(1)의 삽입이 완료되면 사면에 지압판(7)을 설치한다. 그리고 와이어(40)를 인발하면 확장편(31, 33)에 고정되어 있던 고리(41)는 장력에 의하여 걸이공(32, 34)으로부터 이탈된다. 이때, 확장편(31, 33) 내측에 압축되어 있던 토션스프링(35)은 탄성에 의하여 확장편(31, 33)을 펼쳐 확개시킨다. 확장편(31, 33)이 확개되면 와이어(40)를 인발하여 완전히 분리시킨다.

도 5에서, 확장체(30)의 확장편(31, 33)이 천공홀(5) 저부에서 확개된 후에 강연선(3)을 인발하여 확장편(31, 33)이 천공홀(5)의 내측벽에 견고하게 고정되어 정착되도록 한다.

도 6에서, 확장체(30)가 천공홀(5)에 정착된 다음에 강연선(3)을 내하체(10)로부터 분리시킨다. 즉 강연선(3)을 일정 방향, 예로 시계방향으로 회전시키면 지지체(20) 내부의 나사산과 결합된 강연선(3)이 후퇴하게 된다. 강연선(3)을 계속 회전시키면 강연선(3)은 지지체(20)로부터 완전히 분리된다. 그리고 강연선(3)은 천공홀(5)로부터 인출하여 제거할 수 있다.

도 7에서, 상기 확장체의 확개, 앵커형 네일의 인발 및 강연선의 제거가 완료되면 그라우팅 호스(8)를 통해 천공홀(5)에 모르타르를 주입하여 양생 등의 후과정이 이루어지게 된다.

이와 같이 본 발명은 와이어로 연결된 확장체를 와이어의 인발로 간편하게 확개시킬 수 있고, 강연선의 회전으로 지지체로부터 용이하게 분리 및 제거할 수 있어 작업의 편의성의 제공한 장점이 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1: 앵커형 네일 2: 네일 3: 강연선 5: 천공홀 6: 스페이스 7: 지압판 8: 그라우팅 호스 10: 내하체 11: 중앙 플레이트 12, 13: 홈 14: 요철 15: 상부 봉 16: 돌기 17: 하부 봉 18: 축공 19: 밴드 20: 지지체 21: 탄성체 30: 확장체 31, 33: 확장편 32, 34: 걸이공 35: 토션스프링 36: 힌지 40: 와이어 41: 고리

Claims (4)

1. 천공홀에 삽입되는 제거식 앵커형 네일에 있어서,
   상기 앵거형 네일 하단에 나사 결합되는 내하체;
   상기 내하체 종단부에 결합되고 천공홀 내에서 확개되어 정착되는 확장체;
   상기 내하체 측면에 고정되어 앵커형 네일을 인장하는 복수의 강연선 지지체, 및
   상기 확장체와 결합되어 확장체를 확개시키는 트리거 기능을 갖는 와이어를 포함하여 이루어진 제거식 앵커형 네일.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 내하체는 중앙 플레이트에서 상하부로 일정 길이의 봉이 형성된 것으로, 상부 봉 외주연에 복수의 돌기가 형성되고, 중앙 플레이트 외주연에 복수의 요철이 형성되며, 하부 봉 종단부에는 확장체와 힌지 결합되는 축공이 형성된 제거식 앵커형 네일.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 확장체는 한 쌍의 확장편이 내하체와 힌지 결합되고, 힌지에 확장편을 펼치도록 하는 힘이 작용하는 토션스프링이 결합되며, 확장편이 접혀졌을 때에 겹쳐지는 부분에 관통하는 걸이공이 각각 형성되며, 걸이공에 와이어의 고리가 삽입되는 제거식 앵커형 네일.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 강연선 지지체는 원통형으로 내부에 나사산이 형성되어 상부로부터 내측으로 강연선이 나사 결합되고, 하부는 밀폐되어 있으며 내부에 탄성체가 삽입 고정된 제거식 앵커형 네일.

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