KR20140078347A - 지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중앵커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지중앵커의 부식을 근본적으로 차단할 수 있도록 함으로써 내구성과 시공품질이 향상되고, 운반, 보관, 취급 및 시공성이 향상되며 안전할 뿐만 아니라 안정된 지지력을 확보할 수 있는 지중앵커에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지중앵커는 지중앵커에 있어서, 선형 구조로 형성되고 인가되는 외력에 대해 지지력을 제공하는 앵커본체; 내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성되고, 상기 앵커본체의 외면에 끼워지되 이격공간을 갖도록 설치되는 복수의 부식방지체; 및 상기 이격공간에 해당되는 위치에 삽입되어 양측 단부가 상기 부식방지체의 외면에 고정되고, 중앙부가 상기 앵커본체의 외면에 압박, 고정되는 연결체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지중앵커에 따르면, 앵커본체가 부식방지체에 의해 수밀적으로 보호되고, 부식방지체가 연결체에 의해 앵커본체에 견고하게 고정되므로 지중앵커의 부식을 근본적으로 차단할 수 있어서 소일 네일링 공법에 의해 시공되는 구조물의 내구성과 시공품질이 현저히 향상되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 지중앵커에 따르면 앵커본체의 외부에 부식방지체가 결합되어 있으므로 운반, 보관, 취급 및 시공성이 향상되고 안전할 뿐만 아니라 앵커본체에 비해 외경이 큰 연결체가 그라우팅부에 견고하게 고정됨에 따라 지중앵커의 지지력이 현저히 향상되는 효과가 있다.

Description

지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조{EARTH ANCHOR AND GROUND REINFORCING STRUCTURE USING IT}

본 발명은 지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지중앵커의 부식을 근본적으로 차단할 수 있도록 함으로써 내구성과 시공품질이 향상되고, 운반, 보관, 취급 및 시공성이 향상되며 안전할 뿐만 아니라 안정된 지지력을 확보할 수 있는 지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조에 관한 것이다.

일반적으로, 도로건설, 주택단지 조성, 수로 및 제방공사 등의 각종 토목공사의 시행과정에는 절토 작업을 수반하게 되는데, 절토 작업을 통해 형성된 절개지는 그 자체적인 지지력이 취약하고 토사의 유실로 인한 붕괴의 위험성이 높아지게 된다.

이에 따라, 절개지에는 지반을 안정화시키기 위해 지중 앵커를 설치하게 되고, 토사의 유실이 심할 경우 지중 앵커의 노출부에 블록을 연결하는 방식으로 옹벽을 시공하게 된다.

지중 앵커를 설치하는 방법은 도1에 도시된 바와 같이 절개지에 굴착공(1)을 천공하고, 천공된 굴착공(1)에 지중 볼트(2)를 삽입한 후, 그 둘레에 그라우팅재(A)를 주입하는 방식으로 시행하게 되는데, 주입된 그라우팅재가 양생되면 지중 볼트가 긴장력을 발휘함으로써 절개지를 안정화시키는 작용을 수행한다.

그리고, 지중 볼트(2)가 삽입되는 굴착공(1)의 입구에는 주입되는 그라우팅재의 유출을 방지하기 위한 밀폐수단(5)이 끼워져 설치된다. 이 밀폐수단(5)은 원통형의 삽입관(51)과 이 삽입관(51)의 단부에 끼워지는 캡(52)으로 이루어지고, 캡(52)은 지중 볼트(2)가 삽입되는 볼트삽입공과 그라우팅재의 주입을 위한 주입호스(3)가 삽입되는 호스삽입공이 형성되어 있다.

첨부도면 도2a 및 도2b는 종래 일반적인 지중앵커를 설명하기 위한 도면이다.

전술한 지중앵커는 다양한 구조로 형성된 것이 사용되고 있다. 예컨대, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0167162호에는 도2a에 도시된 바와 같이 철근으로 형성된 지중앵커파일이 개시되어 있다. 이러한 지중앵커파일은 매설철봉(100)과 이 매설철봉(100)의 외주면에 결합되도록 원통형상을 가지는 정착철물(200)들로 구성되는 지중앵커파일에 있어서, 상기 매설철봉(100)의 외주면에는 축방향으로 일측단부에서 타측단부까지 소정의 각도로 선회되도록 숫나사부(110)가 형성되고, 상기 매설철봉(100)의 숫나사부(110)에 나사 결합되는 상기 정착철물(200)의 내주면에는 축방향으로 일측단부에서 타측단부까지 소정의 각도로 선회되도록 암나사부(210)가 형성되고, 외면에는 외주면을 따라 돌출되는 복수개의 돌출혹(220)이 일체로 형성되도록 구성되어 있다.

상기한 지중앵커는 철근으로 형성되므로 쉽게 구부러지지 않아 연결 작업이 어렵고 많은 작업시간이 소요됨에 따라 최근에는 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1017183호로 개시된 바와 같은 강연선으로 형성된 앵커 조립체가 사용되고 있다.

강연선을 이용한 앵커 조립체는 도2b에 도시된 바와 같이 적어도 1개 이상의 벌빙부(12)가 형성된 PC 강연선(10), 벌빙부(12)에 삽입되는 벌빙유지구(14), PC 강연선(10)의 선단부에 쐐기(30)를 이용해 결합되는 선단보강구(20), 선단보강구(20)에 나사결합되는 보조선단보강구(40), 선단보강구(20)와 벌빙부(12) 사이에 설치되는 코일스프링(50) 및 PC 강연선(10)의 두부에 쐐기(30)를 이용해 결합되는 두부체결구(60)로 구성된다.

하지만, 전술한 바와 같은 종래 지중앵커는 공통적으로 이하에 기재된 바와 같은 문제점을 가지고 있다.

도2a에 도시된 바와 같이 철근으로 형성된 지중앵커나 도2b에 도시된 바와 같이 강연선으로 구성된 지중앵커는 모두 철광을 주성분으로 제작된 것이어서 수분과 접촉되면 산화반응으로 부식되므로 지반의 매설공에 삽입, 시공된 상태에서 일정 기간이 경과하게 되면 강성이 취약해져서 안정된 지지력을 발휘할 수 없게 된다. 특히, 지하수와 장기간의 접촉으로 부식이 심화될 경우 파단되면서 옹벽의 붕괴, 토사의 유실과 같은 심각한 사고를 유발하게 되므로 내구성과 공사품질이 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 종래 지중앵커는 금속으로 형성된 철근이나 강연선의 표면이 외부로 노출되므로 운반, 보관, 취급 및 시공시에 작업자의 인체와의 접촉시에 찰과상 등을 유발하게 되므로 안전성이 저하되는 단점이 있고, 부식으로 발생된 녹 등의 이물질로 인해 인체나 의복을 오염시키는 단점이 있다.

아울러, 종래 지중앵커는 선형부재로 형성된 철근이나 강연선을 이용하여 제작되는 것으로 외표면이 매끄럽게 형성되어 지지력이 취약하므로 매설공에 삽입된 상태에서 큰 인장력이 인가될 경우 외부로 이탈되므로 충분한 지지력이 확보할 수 없는 단점이 있다. 이를 해소하기 위한 방안으로 도2a에 도시된 바와 같이 정착철물(200)을 부가하거나 도2b에 도시된 바와 같이 벌빙부(12)를 형성하는 방법이 있으나 지중앵커의 전 길이범위에 걸쳐 많은 수량을 설치 및 형성한다는 것은 현실적으로 불가능하고 설치에 많은 비용과 시간이 소요되어 제조성이 떨어지고 제조원가가 지나치게 상승되는 한계점이 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 지중앵커의 부식을 근본적으로 차단할 수 있도록 함으로써 내구성과 시공품질이 향상되도록 한 지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 운반, 보관, 취급 및 시공성이 향상되고 안전할 뿐만 아니라 안정된 지지력을 확보할 수 있는 지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 지중앵커는 지중앵커에 있어서, 선형 구조로 형성되고 인가되는 외력에 대해 지지력을 제공하는 앵커본체; 내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성되고, 상기 앵커본체의 외면에 끼워지되 이격공간을 갖도록 설치되는 복수의 부식방지체; 및 상기 이격공간에 해당되는 위치에 삽입되어 양측 단부가 상기 부식방지체의 외면에 고정되고, 중앙부가 상기 앵커본체의 외면에 압박, 고정되는 연결체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 내부식성을 갖는 액상 또는 겔(gel)상 도포제가 상기 앵커본체의 외면에 도포되어 형성된 부식방지코팅층을 더 포함할 수 있다.

상기 부식방지체는 지지력의 향상을 위해 외면에 다수의 지지돌기가 돌출될 수 있다.

한편, 상기 앵커본체는 철근 또는 복수 가닥의 강연선으로 구성되고, 상기 연결체는 상기 앵커본체의 이격공간 부위를 밀폐시키도록 삽입되는 중공부를 갖는 통체 또는 상기 앵커본체의 이격공간 부위를 밀폐시키도록 결합되는 복수 조각의 커버체로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 연결체의 외면에 지지력의 향상을 위해 다수의 지지돌기가 돌출될 수 있다.

한편, 상기 연결체는, 일측 내주면에 돌출되는 복수의 제1 세레이션돌기; 타측 내주면에 돌출되는 복수의 제2 세레이션돌기; 및 중앙부 내주면에 돌출되는 복수의 제3 세레이션돌기가 구비될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 지중앵커는 지중앵커에 있어서, 선형 구조로 형성되고 인가되는 외력에 대해 지지력을 제공하는 앵커본체; 내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성되고, 상기 앵커본체의 외면에 끼워지되 이격공간을 갖도록 설치되는 복수의 부식방지체; 및 상기 이격공간에 해당되는 위치에 삽입되어 양측 단부가 상기 부식방지체의 외면에 고정되고, 중앙부가 상기 앵커본체의 외면에 압박, 고정되는 연결체를 포함하되, 상기 부식방지체는 양단에 프랜지부가 돌출되고, 상기 연결체는 양단에 상기 프랜지부가 삽입, 안착되는 프랜지안착홈가 요입되고, 중앙부의 내면에 상기 앵커본체 외면에 압박, 고정되는 고정돌기가 돌출된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 지중앵커는 상기 연결체의 내부에 위치하도록 상기 앵커본체의 외면에 압박, 고정되는 고정부재를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 고정부재는, 상기 앵커본체와 상기 연결체 사이에 삽입, 안착되는 안착몸체; 상기 안착몸체의 내면에 돌출되어 상기 앵커본체의 외면에 압박 고정되는 제1 고정돌부; 및 상기 안착몸체의 외면에 돌출되어 상기 연결체의 내면에 압박 고정되는 제2 고정돌부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 안착몸체는 절개슬릿이 형성된 구조 또는 복수 개로 분할된 구조로 형성되고, 상기 제1 고정돌부는 다수의 나사산이 상기 안착몸체의 길이방향을 따라 연이어 돌출된 나사부로 형성되고, 상기 나사산은 상기 앵커본체에 작용되는 인장력에 대한 항력을 제공할 수 있는 방향으로 걸림턱이 형성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 지중앵커를 이용한 지반보강구조는 지중앵커를 이용한 지반보강구조에 있어서, 지반에 천공된 매설공에 삽입되고 지반의 외부로 노출되는 자유장을 갖도록 설치되는 지중앵커; 상기 지중앵커가 삽입된 상기 매설공에 그라우팅재가 주입, 양생되어 형성되는 그라우팅부; 상기 지중앵커의 자유장에 접속되는 지반보강체를 포함하되, 상기 지중앵커는 상기 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 지중앵커가 선택되어 설치되고, 상기 지중앵커의 자유장 부분에 해당되는 상기 앵커본체 외면에 삽입되어 상기 연결체와 수밀적으로 결합되고, 내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성된 자유장 부식방지체가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 지반은 사면으로 형성되고, 상기 지반보강체는 블록, 프리캐스트 패널, 식생블록 중에서 어느 하나가 선택되어 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 지중앵커에 의하면, 앵커본체가 부식방지체에 의해 수밀적으로 보호되고, 부식방지체가 연결체에 의해 앵커본체에 견고하게 고정되므로 지중앵커의 부식을 근본적으로 차단할 수 있어서 소일 네일링 공법에 의해 시공되는 구조물의 내구성과 시공품질이 현저히 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 지중앵커에 의하면, 앵커본체의 외부에 부식방지체가 결합되어 있으므로 운반, 보관, 취급 및 시공성이 향상되고 안전할 뿐만 아니라 앵커본체에 비해 외경이 큰 연결체가 그라우팅부에 견고하게 고정됨에 따라 지중앵커의 지지력이 현저히 향상되는 효과가 있다.

도1은 일반적인 지중앵커의 시공 예를 설명하기 위한 도면,
도2a 및 도2b는 종래 일반적인 지중앵커를 설명하기 위한 도면,
도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커를 나타낸 분리 사시도,
도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 일부를 분리하여 나타낸 사시도,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 조립된 상태를 나타낸 사시도,
도5a, 도5b 및 도5c는 도4의 A-A선, B-B선, C-C선 단면을 나타낸 단면도,
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 제1 변형예를 나타낸 분리 사시도,
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 제2 변형예를 나타낸 분리 사시도,
도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 제3 변형예를 나타낸 부분절개 사시도,
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지중앵커를 나타낸 분리 사시도,
도10a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커를 나타낸 사시도,
도10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커의 조립된 상태를 나타낸 요부 확대 단면도,
도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커에 적용되는 고정부재의 다른 형태를 나타낸 단면도,
도12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커를 이용한 지반보강구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커를 나타낸 분리 사시도, 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 일부를 분리하여 나타낸 사시도, 도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 조립된 상태를 나타낸 사시도, 도5a, 도5b 및 도5c는 도4의 A-A선, B-B선, C-C선 단면을 나타낸 단면도이다.

도3a 내지 도5c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커(1)는 절개지와 같은 지반의 매설공에 삽입, 시공된 상태에서 지하수와 같은 수분과의 접촉을 최소화함으로써 내구성이 향상되도록 하기 위한 것으로, 앵커본체(11), 부식방지체(12) 및 연결체(13)로 구성되어 있다.

앵커본체(11)는 지중앵커의 메인 골격을 형성하는 부분으로 길이가 긴 선형 부재로 형성된다. 이 앵커본체(11)는 인가되는 외력에 대해 지지력을 제공할 수 있다면 철근 등과 같은 다양한 종류의 소재를 선택하여 적용할 수 있지만 본 실시예에서는 도3a에 도시된 바와 같이 복수 가닥의 강연선(111)으로 구성되어 있다.

강연선(111)은 통상 PC강연선으로 호칭되는 것으로 선상으로 형성된 다수 가닥의 강선을 길이방향을 따라 평행하게 배치하면서 하나의 묶음으로 감김, 형성한 것을 적용한다.

부식방지체(12)는 내부식성 소재에 의해 중공부(121)를 갖는 봉상부재로 형성된 것으로 본 실시예에서는 합성수지재 호스로 형성되어 있다.

그리고, 부식방지체(12)는 복수 개로 구성되어 앵커본체(11)의 외면에 끼워지되 이격공간(a)을 갖도록 설치되는 것이 중요하다.

연결체(13)는 앵커본체(11)에 결합된 부식방지체(12) 사이에 마련된 이격공간(a)에 해당되는 위치에 삽입, 결합되는 것으로, 양측 단부가 부식방지체(12)의 외면에 고정되고 중앙부가 앵커본체(11)의 외면에 압박, 고정되도록 설치된다.

그리고, 연결체(13)는 앵커본체(11)의 이격공간(a) 부위를 밀폐시킬 수 있는 정도의 길이로 형성되고 부식방지체(12) 및 앵커본체(11)에 삽입될 수 있도록 중공부(131a)가 형성된 원통형의 통체(131)로 형성되어 있다. 이때, 통체(131)는 외경이 부식방지체(12)의 외경보다 큰 외경을 갖도록 형성되어 그라우팅재가 양생된 후 스토퍼의 기능을 하도록 함으로써 지중앵커(1)에 인가되는 인장력을 지탱하는 역활을 수행하도록 되어 있다.

또한, 연결체(13)는 부식방지체(12)에 결합된 상태에서 수분의 유입을 보다 효과적으로 차단하기 위해 오-링(O-ring)과 같은 기밀부재(미도시)를 추가로 구성할 수 있다.

아울러, 연결체(13)는 부식방지체(12) 사이에 마련된 이격공간(a)에 끼워진 상태에서 수동식 가압공구나 유압식 가압공구에 의해 가압되면 도5b에 도시된 바와 같이 양쪽 단부가 부식방지체(12)에 압착, 고정되고, 도5c에 도시된 바와 같이 중앙부가 앵커본체(11)의 외면에 압착, 고정된다.

한편, 도5b에 도시된 바와 같이 지중앵커(1)는 내부식성의 향상을 위해 앵커본체(11)의 외면에 도포되는 부식방지코팅층(14)이 형성되어 있다.

부식방지코팅층(14)은 내부식성을 갖는 도포제라면 제한 없이 선택하여 구성할 수 있다. 예컨대 도포제는 방청유와 같은 액상 물질을 선택하여 도포할 수 있지만 본 실시예에서는 그리스유와 같이 겔(gel)상 도포제를 도포하는 방식으로 구성한다. 이와 같이 앵커본체(11)에 그리스유와 같은 부식방지코팅층(14)이 형성되면 부식방지기능 외에 부식방지체의 삽입시 마찰력을 최소화하여 용이하게 삽입하도록 하는 미끄럼 작용을 수행할 수 있다.

도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 제1 변형예를 나타낸 분리 사시도이다.

도6을 참조하면, 제1 변형예에 따른 지중앵커는 조립성을 고려하여 연결체(13)가 복수 조각의 커버체(132,133)로 구성되어 있다.

그리고, 커버체(132,133)는 부식방지체(12) 사이의 이격공간(a) 부위를 밀폐시킬 수 있는 길이를 갖고 반구형 단면 구조로 형성된 2개의 조각으로 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커(1)는 부식방지체(12)의 외면에 지지력의 향상을 위해 다수의 지지돌기(124)가 돌출, 형성되어 있다. 이때, 지지돌기(124)는 가압공구에 의한 결합과정에서 간섭현상이 발생되지 않도록 가압공구의 안착되는 부분에는 형성되지 않도록 하는 것이 중요하다.

전술한 바와 같이 연결체(13)가 복수의 커버체(132,133)로 구성되면 조립시 앵커본체(11)의 단부로 연결체(13)를 삽입하지 않고 이격공간(a) 상하부에 위치시킨 상태에서 압착작업을 통해 간편하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 제2 변형예를 나타낸 분리 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 제2 변형예에 따른 지중앵커(1)는 지지력의 향상을 위해 연결체(13)의 외면에 다수의 지지돌기(134)가 돌출, 형성되어 있다.

그리고 연결체(13)는 부식방지체(12)에 삽입되는 부분은 외경이 크고 앵커몸체(11)의 이격공간(a)에 위치하는 부분은 외경이 작은 형태가 되도록 형성되고, 지지돌기(134)는 연결체(13)의 제조시에 돌출되도록 구성하거나, 짧은 길이의 철사를 용접하여 구성할 수 있다.

이와 같이 연결체(13)에 지지돌기(134)가 돌출된 구조는 지중앵커가 매설공에 삽입되어 그라우팅재가 주입되면 지지돌기(134)가 그라우팅재의 양생시에 함께 고착되므로 지중앵커에 인장력 등의 외력이 작용 될 경우 보다 견고한 지지력을 제공할 수 있다.

도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커의 제3 변형예를 나타낸 부분절개 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 제3 변형예에 따른 지중앵커는 부식방지체(12)를 앵커본체(11)에 보다 견고하게 고정할 수 있도록 연결체(13)에 제1 세레이션돌기(135), 제2 세레이션돌기(136) 및 제3 세레이션돌기(137)가 형성되어 있다.

제1 세레이션돌기(135)는 연결체(13)의 일측 내주면 둘레를 따라 복수 개로 돌출되어 있고, 제2 세레이션돌기(136)는 연결체(13)의 타측 내주면 둘레를 따라 복수 개로 돌출되어 있으며, 제3 세레이션돌기(137)는 연결체(13)의 중앙부 내주면 둘레를 따라 복수 개로 돌출되어 있다.

도8에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 세레이션돌기(137)가 연결체(13)의 내주면에 형성되면 연결체가 부식방지체(12) 및 앵커본체(11)에 압착되는 과정에서 가압력에 의해 각 돌기들의 돌출 부분이 각 표면으로 압입됨과 동시에 문드러지면서 보다 견고하게 압박 고정되도록 하는 작용을 수행한다.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지중앵커를 나타낸 분리 사시도로서, 전술한 제1 실시예와 동일, 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다.

도9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 지중앵커(1')는 외력에 대해 지지력을 제공하는 앵커본체(11), 앵커본체(11)의 외면에 끼워지되 이격공간(a)을 갖도록 설치되는 복수의 부식방지체(12'), 및 이격공간(a)에 해당되는 위치에 삽입되어 양측 단부가 부식방지체(12')의 외면에 고정되고 중앙부가 앵커본체(11)의 외면에 압박, 고정되는 연결체(13')를 구비하되, 부식방지체(12')는 양단에 프랜지부(122)가 돌출되어 있고, 연결체(13')는 복수 조각의 커버체(132,133)로 구성되는 한편 양단에 프랜지부(122)에 삽입, 안착되는 프랜지안착홈(138)가 요입되어 있다.

그리고, 연결체(13')는 보다 견고하게 고정될 수 있도록 그 중앙부 내면에 앵커본체(11) 외면에 압박, 고정되는 복수의 고정돌기(139)가 돌출, 형성되어 있다.

도10a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커를 나타낸 사시도, 도10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커의 조립된 상태를 나타낸 요부 확대 단면도로서, 전술한 제1 및 2실시예와 동일, 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다.

도10a 및 도10b를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커(1")는 외력에 대해 지지력을 제공하는 앵커본체(11), 앵커본체(11)의 외면에 끼워지되 이격공간(a)을 갖도록 설치되는 복수의 부식방지체(12), 및 이격공간(a)에 해당되는 위치에 삽입되어 양측 단부가 부식방지체(12)의 외면에 고정되고 중앙부가 앵커본체(11)의 외면에 압박, 고정되는 연결체(13)를 구비하되, 연결체(13)의 내부에 삽입, 설치되고 앵커본체(11)의 외면에 압박, 고정되는 고정부재(15)가 구비되어 있다.

상기 고정부재(15)는 부식방지체(12)를 포함하는 연결체(13)를 앵커본체(11)에 보다 견고하게 고정하기 위해 구성한 것으로, 앵커본체(11)에 안착, 고정되는 안착몸체(151), 이 안착몸체(151)의 내면에 형성되는 제1 고정돌부(152), 및 안착몸체(151)의 외면에 형성되는 제2 고정돌부(153)로 구성되어 있다.

안착몸체(151)는 대략 중공홀이 형성된 봉상부재로 형성되되 견고한 압착작용과 조립시에 삽입성을 고려하여 길이방향을 따라 절개슬릿(154)이 형성된 구조되어 있다. 그리고, 안착몸체는 구체적으로 도시하지는 않았으나 다양한 외경을 갖는 앵커본체(11)에 설치할 수 있도록 복수 개로 분할된 구조로도 형성될 수 있다.

제1 고정돌부(152)는 앵커본체(11)의 외면에 견고하게 압박 고정될 수 있는 구조라면 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 안착몸체(151)의 내주면에 전 길이범위에 걸쳐 대략 나사산(152a) 형태로 돌출된 나사부로 형성되어 있다.

바람직하게, 제1 고정돌부(152)는 연결체(13)를 앵커본체(11)에 보다 견고하게 고정할 수 있도록 나사산(152a)에 걸림턱(152b)이 형성되어 있다.

걸림턱(152b)은 지중앵커(1)가 지반의 매설공(d)에 삽입된 상태에서 지반의 외측으로 노출된 자유장(1a)을 통해 인장력이 작용될 경우 앵커본체(11)가 당겨지지 않도록 걸림면이 매설공(d)의 형성방향(매설공의 내부방향)과 마주보게 형성되어 있다.

제2 고정돌부(153)는 연결체(13)의 내면에 견고하게 압박 고정될 수 있는 구조라면 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 안착몸체(151)의 외주면에 전 길이범위에 걸쳐 대략 나사산(153a) 형태로 돌출된 나사부로 형성되어 있다.

도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커에 적용되는 고정부재의 다른 형태를 나타낸 단면도이다.

도11을 참조하면, 고정부재(15)는 안착몸체(151)의 내주면 및 외주면에 제1 및 제2 고정돌부(152,153)를 구비하고, 제1 고정돌부(152)는 다수의 나사산(152a)이 안착몸체(151)의 길이방향을 따라 연이어 돌출된 나사부로 형성되되 나사부에는 제1 걸림턱(152c) 및 제2 걸림턱(152d)이 형성되어 있다.

제1 걸림턱(152c)은 나사부를 형성하는 나사산(152a) 중에서 일부 나사산에 앵커본체(11)에 작용되는 인장력에 대한 항력을 제공할 수 있는 방향으로 형성된 것으로, 본 실시예에서는 나사부의 내측 부분에 해당되는 나사산(152a)에 걸림면이 매설공(d)의 형성방향과 마주보게 형성되어 있다.

제2 걸림턱(152d)은 나사부 중에서 전술한 제1 걸림턱(152c)이 형성된 나사산(152a)을 제외한 나머지 나사산에 형성되는 것으로, 그 형성방향은 제1 걸림턱(152c)에 대해 반대방향으로 걸림면이 위치하도록 형성되어 있다.

그리고, 제1 걸림턱(152c)은 안착몸체(151)의 중심을 기준으로 도11에 도시된 바와 같이 내측(우측 방향) 나사산에 형성되고, 제2 걸림턱(152d)은 외측(좌측 방향) 나사산에 형성되어 있지만, 제1 및 제2 걸림턱(152c,152d)의 형성위치는 이에 제한되는 것은 아니면 다양하게 변형하여 적용할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 걸림턱(152c,152d)은 교번적으로도 번갈아가며 형성될 수도 있고, 그 형성수량이 서로 다르게 구성될 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지중앵커는 연결체(13), 부식방지체(12), 및 앵커본체(11)의 고정부위에 고정부재(15)가 더 구비되어 있으므로 연결체(13)의 외면에 인가되는 가압력에 의해 압착되는 과정에서 고정부재(15)의 제1 고정돌부(152)가 앵커본체(11)에 압박, 고정되고, 제2 고정돌부(153)가 연결체(13)의 내주면에 압박, 고정되므로 보다 견고한 고정상태를 유지할 수 있다.

구체적으로 설명하면 후술되는 바와 같이 지중앵커(1)의 자유장(1a) 등에서 인장력과 같은 외력이 작용 되더라도 연결체(13)와 앵커본체(11)와의 결속상태가 견고하므로 그라우팅부(g)에 보다 견고하게 고정되면서 블럭과 같은 지반보강체를 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 지중앵커(1',1")는 도면을 첨부하여 구체적으로 설명하지는 않았으나 전술한 제1 실시예의 변형예에 나타난 구성요소를 선택적으로 적용할 수 있고, 작용효과는 전술한 제1 실시예와 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.

이하 본 발명에 따른 지중앵커를 이용한 지반보강구조를 설명한다.

도12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커를 이용한 지반보강구조를 설명하기 위한 도면으로서, 전술한 제1 내지 제3 실시예에 따른 지중앵커를 이용하여 시공할 수 있는 지반보강구조는 터널 벽면의 지반보강구조 등으로 다양하게 활용할 수 있지만, 본 실시예에서는 지중앵커를 옹벽 구조물로 시공한 지반보강구조를 예로 들어 설명한다.

도12를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지중앵커를 이용한 지반보강구조는 지반에 천공된 매설공에 삽입되는 지중앵커(1), 지중앵커(1)가 삽입된 매설공(b)에 그라우팅재가 주입, 양생되어 형성되는 그라우팅부(g), 및 지중앵커(1)의 자유장(1a)에 접속되는 지반보강체(p)를 구비한다.

지중앵커(1)는 지반에 천공된 매설공(b)에 삽입된 상태에서 지반의 외부로 노출되는 자유장(2a)을 갖도록 설치된다. 이때, 지중앵커(1)는 자유장(2a) 부분에 해당되는 앵커본체(11) 외면에 자유장 부식방지체(16)가 더 구비된 점에 특징이 있다.

자유장 부식방지체(16)는 지반보강체와 사면 사이로 유입되는 우수나 지하수에 의해 자유장(2a) 부분의 앵커본체(11)가 부식되지 않도록 하기 위한 것으로 매설공(b) 내부에 위치하는 외측 말단의 연결체(13)에 의해 수밀적으로 결합된다. 그리고, 자유장 부식방지체(16)는 매설공(b)의 내부로 삽입되는 앵커본체(11)에 설치된 부식방지체(12)와 마찬가지로 내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성되어 있다.

지반보강체(p)는 지반보강에 적용되는 다양한 부재가 선택되어 적용될 수 있다. 예컨대 절토 사면에 설치되는 블럭이나 프리캐스트 패널로 구성되거나, 절토 사면에 설치되는 식생블럭 등이 선택되어 적용될 수 있지만, 본 실시예에서는 도12에 도시된 바와 같이 프리캐스트 패널(p)이 적용되어 있다.

이하, 전술한 바와 같은 지중앵커를 이용한 지반보강구조의 시공과정을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 후술되는 지중앵커를 매설하는 단계에서 사용될 지중앵커를 조립하는 과정을 살펴보면 강연선이 다수 가닥 권취된 앵커본체(11)를 준비한다. 이때 앵커본체(11)는 매설공(b)의 깊이와 프리캐스트 패널(또는 블록)이 설치된 위치까지의 자유장(1a, 노출부)의 거리를 고려하여 적절한 길이가 되도록 절단한다.

이후, 도3b에 도시된 바와 같이 앵커본체(11)의 일측 단부를 통해 복수의 부식방지체(12)를 끼워넣어 조립하되, 매설공(b)의 내부로 삽입되는 부분에 정위치 되도록 삽입하는 한편 부식방지체(12) 사이에 이격공간(a)이 형성되도록 삽입한다. 이때, 앵커본체(11)의 자유장(2a)에 해당되는 부분에는 자유장 부식방지체(16)가 삽입, 설치된다.

이와 같이 부식방지체(12)가 삽입되면 연결체(13)가 이격공간(a)에 위치하도록 정위치 시킨 다음 가압공구를 이용하여 양측 단부가 부식방지체(12)의 외면에 압착, 고정되고 중앙부가 앵커본체(11)의 외면에 압착, 고정되도록 조립한다.

한편, 옹벽 구조물은 도12에 도시된 바와 같이 원 지반을 절토하여 절토 사면(c)을 형성하는 단계, 지중앵커를 매설하는 단계, 기초형성 단계, 패널 적층단계, 및 뒤채움 단계를 순차 시행하는 방식으로 시공하게 된다.

절토 사면을 형성하는 단계는 굴삭기 등의 건설기계를 이용하여 현장여건, 시공도면, 및 시방서 등에 의해 정해진 각도를 갖도록 원 지반을 절취하여 절토 사면(c)을 형성하는 방식으로 시행한다.

지중앵커를 매설하는 단계는 절토 사면(c)에 천공위치를 마킹하고, 천공각도와 천공 깊이를 결정한 후 천공기에 의해 매설공(b)을 천공한다. 이후, 전술한 바와 같이 조립된 지중앵커(1)에 그라우팅 주입호스(미도시)를 연결하여 매설공 내부로 삽입한 다음 그라우팅 작업을 시행하고 양생하여 그라우팅부(g)를 형성함으로써 지중앵커의 매설을 완료한다. 이때, 지중앵커(1)는 절토 사면(c)으로부터 프리캐스트 패널(p)의 적층 위치까지 도달될 수 있는 정도의 길이를 갖는 자유장(1a)이 노출되도록 한다.

이후, 옹벽을 형성하는 프리캐스트 패널(p)을 지지하기 위한 기초부(e)를 마련하기 위한 기초부 형성단계를 시행하고, 이와 같이 형성된 기초부(e)에 프리캐스트 패널(p)을 설치하는 패널 적층단계를 시행하며, 프리캐스트 패널(p)의 배면과 절토 사면(c) 사이에 충진물(f)을 메우고 다지는 뒤채움 단계를 시행한다.

전술한 옹벽 시공방법은 본 발명에 따른 지중앵커의 일 적용예에 불가한 것으로 본 발명에 따른 지중앵커는 건축분야 및 토목분야의 다양한 공사에 적용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 지중앵커를 전술한 바와 같이 시공하게 되면 앵커본체(11)의 외면에 부식방지체(12) 및 자유장 부식방지체(16)가 끼워져 있고 이 부식방지체(12) 및 자유장 부식방지체(16)는 연결체(13)에 의해 수밀적으로 연결되므로 앵커본체(11) 내부로 지하수와 같은 수분의 유입이 근본적으로 차단되므로 부식을 방지할 수 있다. 또한, 작은 양의 수분 유입이 발생되더라도 앵커본체(11)의 외면에 부식방지코팅층(14)이 형성되어 있어 부식을 방지할 수 있다.

그리고, 연결체(13)는 부식방지체(12)에 비해 외경이 크게 형성되어 있어서 그라우팅부(g)가 양생된 상태에서 스토퍼의 기능을 하게 되므로 지중앵커에 인가되는 인장력을 지탱하는 기능을 수행한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 지중앵커와 이를 이용한 지반보강구조를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

1,1':지중앵커 1a:자유장
11:앵커본체 111:강연선
12,12':부식방지체 121,131a:중공부
122:프랜지부 124,134:지지돌기
13,13':연결체 131:통체
132,133:커버체 135:제1 세레이션돌기
136:제2 세레이션돌기 137:제3 세레이션 돌기
138:프랜지안착홈 139:고정돌기
14:부식방지코팅층 15:고정부재
151:안착몸체 152:제1 고정돌부
152a,153a:나사산 152b:걸림턱
152c:제1 걸림턱 152d:제2 걸림턱
153:제2 고정돌부 15:자유장 부식방지체
a:이격공간 b:매설공
c:절토 사면 e:기초부
f:충진물 g:그라우팅부
p:프리캐스트 패널

Claims (12)

1. 지중앵커에 있어서,
   선형 구조로 형성되고 인가되는 외력에 대해 지지력을 제공하는 앵커본체;
   내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성되고, 상기 앵커본체의 외면에 끼워지되 이격공간을 갖도록 설치되는 복수의 부식방지체; 및
   상기 이격공간에 해당되는 위치에 삽입되어 양측 단부가 상기 부식방지체의 외면에 고정되고, 중앙부가 상기 앵커본체의 외면에 압박, 고정되는 연결체를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
2. 제1항에 있어서,
   내부식성을 갖는 액상 또는 겔(gel)상 도포제가 상기 앵커본체의 외면에 도포되어 형성된 부식방지코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 부식방지체는 지지력의 향상을 위해 외면에 다수의 지지돌기가 돌출된 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 앵커본체는 철근 또는 복수 가닥의 강연선으로 구성되고,
   상기 연결체는 상기 앵커본체의 이격공간 부위를 밀폐시키도록 삽입되는 중공부를 갖는 통체 또는 상기 앵커본체의 이격공간 부위를 밀폐시키도록 결합되는 복수 조각의 커버체로 구성된 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 연결체의 외면에 지지력의 향상을 위해 다수의 지지돌기가 돌출된 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 연결체는,
   일측 내주면에 돌출되는 복수의 제1 세레이션돌기;
   타측 내주면에 돌출되는 복수의 제2 세레이션돌기; 및
   중앙부 내주면에 돌출되는 복수의 제3 세레이션돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 부식방지체는 양단에 프랜지부가 돌출되고,
   상기 연결체는 양단에 상기 프랜지부가 삽입, 안착되는 프랜지안착홈가 요입되고, 중앙부의 내면에 상기 앵커본체 외면에 압박, 고정되는 고정돌기가 돌출된 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 연결체의 내부에 위치하도록 상기 앵커본체의 외면에 압박, 고정되는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 고정부재는,
   상기 앵커본체와 상기 연결체 사이에 삽입, 안착되는 안착몸체;
   상기 안착몸체의 내면에 돌출되어 상기 앵커본체의 외면에 압박 고정되는 제1 고정돌부; 및
   상기 안착몸체의 외면에 돌출되어 상기 연결체의 내면에 압박 고정되는 제2 고정돌부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중앵커.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 안착몸체는 절개슬릿이 형성된 구조 또는 복수 개로 분할된 구조로 형성되고,
    상기 제1 고정돌부는 다수의 나사산이 상기 안착몸체의 길이방향을 따라 연이어 돌출된 나사부로 형성되고,
    상기 나사산은 상기 앵커본체에 작용되는 인장력에 대한 항력을 제공할 수 있는 방향으로 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 지중앵커.
    
11. 지중앵커를 이용한 지반보강구조에 있어서,
    지반에 천공된 매설공에 삽입되고 지반의 외부로 노출되는 자유장을 갖도록 설치되는 지중앵커;
    상기 지중앵커가 삽입된 상기 매설공에 그라우팅재가 주입, 양생되어 형성되는 그라우팅부;
    상기 지중앵커의 자유장에 접속되는 지반보강체를 포함하되,
    상기 지중앵커는 상기 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 지중앵커가 선택되어 설치되고,
    상기 지중앵커의 자유장 부분에 해당되는 상기 앵커본체 외면에 삽입되어 상기 연결체와 수밀적으로 결합되고, 내부식성 소재에 의해 중공부를 갖는 봉상부재로 형성된 자유장 부식방지체가 더 구비된 것을 특징으로 하는 지중앵커를 이용한 지반보강구조.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 지반은 사면으로 형성되고,
    상기 지반보강체는 블록, 프리캐스트 패널, 식생블록 중에서 어느 하나가 선택되어 설치된 것을 특징으로 하는 지중앵커를 이용한 지반보강구조.
    

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