KR20210027117A - 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착 현장의 흙막이 벽체 혹은 비탈면의 지반 변형을 억제하기 위하여 설치되는 지중 앵커의 긴장력 변화를 신뢰성 있고 육안으로 용이하게 확인할 수 있는 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치 및 그의 시공 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면,

Description

긴장력 확인이 가능한 앵커 장치{ANCHOR APPARATUS FOR CHECK PRESTRESSING FORCE}

본 발명은 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착 현장의 흙막이 벽체 혹은 비탈면의 지반 변형을 억제하기 위하여 설치되는 지중 앵커의 긴장력 변화를 신뢰성 있고 육안으로 용이하게 확인할 수 있는 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 관한 것이다.

토목 건축 분야에서 공지되어 있는 바와 같이, 지중 앵커(Earth Anchor 혹은 Ground Anchor)는 지반 속에 설치된 앵커를 의미하며, 지반 굴착 공사, 비탈면 안정화, 부력 방지를 위한 공법 등 다양한 건설 현장에서 지반의 변형을 억제할 목적으로 빈번하게 이용되고 있다.

지반을 일정 깊이까지 천공하고, 긴장재를 삽입한 후 그라우트를 충진하여 긴장재와 지반을 일체화 시킨다. 그라우트재가 충분히 경화되면 긴장재를 인장하여 지표면의 헤드에 고정시킨다. 지중에 매입되어 주변 지반과 일체화된 긴장재에 긴장력을 도입하여 지표면 부근의 지반 변형을 억제하는 원리이다.

지중 앵커는 다양한 환경 요인의 변화에 따라 긴장력 변화(증가 혹은 감소)가 발생할 수 있으며, 이러한 앵커의 긴장력 변화는 앵커가 지지하는 지반 혹은 구조물의 안전성을 저해할 수 있으므로 적절한 추가 조치가 필요하다.

현재까지 지중 앵커의 긴장력 변화를 확인할 수 있는 방법으로 알려진 기술은, 앵커에 로드셀을 설치하거나 재긴장하는 리프트 오프(lift off) 시험이 일반적이다. 또한, 특허 제10-1733999호에 제시된 것과 같이 별도의 변위측정재를 앵커체와 함께 매입하고, 변위측정재의 길이 변화를 통해 지중 앵커의 긴장력 감소를 추정할 수 있다.

그러나 상기와 같이 로드셀을 이용하는 방법은 비용의 문제와 복잡한 전기 장치가 필요하여 모든 앵커에 적용하기는 어려우며, 재긴장 시험 역시 모든 앵커에 적용하는 것은 현실적인 대안이 될 수 없는 문제점이 있다.

따라서 특허 제10-1733999호의 기술 역시 굴착면이나 비탈면에 위치한 앵커에 접근하여 변위측정재의 수mm 내지 십수mm 길이 변화를 측정하는 것은 불편함과 안전상의 문제가 있고, 착탈식 마개를 이용하는 것 역시 미리 설정된 특정 길이 변화를 초과하였는지 아닌지의 두 가지 상태만을 시각적으로 알려주므로 기술자에게 충분한 정보를 주지 못하고 있다. 또한, 긴장력의 감소만을 표시할 수 있으므로 지표면 부근의 지반에 변위가 발생하여 긴장력이 증가하는 경우에는 변화를 확인할 수 없는 문제가 있다.

현재까지는 이러한 기술적인 한계와 비용의 문제로 인하여 소수의 앵커에 대해서만 로드셀을 이용한 긴장력 측정이 이루어지고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-1733999(2017.05.12. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1118518(2012.02.14. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2019-0078909(2019.07.05. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2019-0078910(2019.07.05. 공개)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 굴착 현장의 흙막이 벽체 혹은 비탈면의 지반 변형을 억제하기 위하여 설치되는 지중 앵커의 긴장력 변화를 신뢰성 있고 용이하게 확인할 수 있으며, 특히 수m~수십m 거리에서 육안으로 확인이 가능하여 지중 앵커의 유지 및 지반 변형에 대한 유지관리를 용이하게 행할 수 있는 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면,

본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명은 긴장력이 도입되지 않은 측정재의 길이와 긴장재의 길이를 비교하여 긴장력의 변화량을 도출하고, 수mm 내지 십수mm 정도로 작은 긴장재의 길이 변화를 각도 변화로 변환하여 표시함으로써 멀리서도 육안 관찰이 가능한 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 굴착면과 비탈면의 앵커는 사람이 근접 측정하기 어려운 위치에 있으므로 일정 정도 떨어진 거리에서 육안 관찰이 가능하여 유지관리가 매우 뛰어난 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 긴장력의 감소뿐만 아니라 긴장력의 증가 역시 확인할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 종래 로드셀을 이용한 방법에 비해 매우 경제적으로 앵커의 긴장력 확인할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 지중에 설치되는 앵커 및 측정재 간의 관계를 나타내는 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 대한 기본 원리를 나타내는 개요도이다.
도 3은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 있어 헤드 정면에서 각도 변화를 확인하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 있어 헤드에 보호 캡이 구성되는 경우에서 각도 변화를 확인하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 긴장재와 인장 스프링을 이용하는 실시 예를 나나태는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 보호 캡과 인장 스프링을 이용하는 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 긴장재와 토션 스프링을 이용하는 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 보호 캡과 토션 스프링을 이용하는 실시 예를 나타내는 일부 절개된 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 회전부와 토션 스프링 간의 결합 구조에 대한 실시 예를 나타내는 분리 사시도이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 대하여 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 지중에 설치되는 앵커 및 측정재 간의 관계를 나타내는 개요도이고, 도 2는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 대한 기본 원리를 나타내는 개요도이고, 도 3은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 있어 헤드부 정면에서 각도 변화를 확인하는 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에 있어 헤드부에 보호 캡이 구성되는 경우에서 각도 변화를 확인하는 상태를 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 긴장재와 인장 스프링을 이용하는 실시 예를 나나태는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 보호 캡과 인장 스프링을 이용하는 실시 예를 나타내는 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 긴장재와 토션 스프링을 이용하는 실시 예를 나타내는 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 보호 캡과 토션 스프링을 이용하는 실시 예를 나타내는 일부 절개된 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치에서 회전부와 토션 스프링 간의 결합 구조에 대한 실시 예를 나타내는 분리 사시도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 지중 앵커는 천공홀(2) 속에 채워진 그라우트(3)에 의해 긴장재(6)가 지반과 일체가 되어 지표면의 변형을 억제하는 구조이다. 어떠한 환경 변화로 인해 초기에 긴장재(6)에 도입된 긴장력이 감소할 경우 안전성이 감소하며, 지표면의 변형이 발생할 경우 긴장력이 증가할 수 있다. 전체 지반구조물의 안전성 확보를 위해 긴장력의 감소와 증가 모두 중요하게 관리하고 대책을 수립해야 한다. 그러나 현재까지는 경제적이고 효과적인 기술이 부족하여 소수의 앵커에 대해서만 긴장력을 측정하고 있다.

본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치는, 긴장재(6)에 도입된 초기 긴장력의 변화(증가 혹은 감소)로 인한 긴장재의 작은 길이 변화를 측정하고, 작은 길이의 변화를 각도 변화로 변환하여 육안으로 관찰하기 용이하게 이루어진다. 대부분의 지중 앵커는 굴착면 혹은 비탈면에 설치되므로 관찰자가 접근하여 측정하기 어려우므로 수m에서 수십m 정도 거리에서 육안 혹은 망원경 등의 보조수단을 이용해서 관찰 가능한 장점이 있다.

일반적인 지중 앵커는, 지표면에서 지중으로 천공된 천공홀(2)의 안쪽에 위치하는 정착부와, 상기 정착부와 지표면 사이의 튜브로 보호되는 자유부와, 상기 지표면에 노출 되도록 설치되는 헤드부(4)와, 그 일단은 정착부에 고정되고 자유부를 관통하여 연장되고 그 타단은 헤드부에 웨지(7)로 고정되는 긴장재(6)와, 상기 천공된 홀의 내부를 채워 지반과 일체화시키는 그라우트(3)로 구성된다.

이때 정착부는 긴장재가 그라우트를 매개로 지반에 고정되어 주변 지반으로 힘을 전달하는 길이이고, 자유부는 긴장재가 그라우트와 부착되지 않도록 튜브 등으로 보호되어 헤드부와 정착부 사이를 연결하는 길이를 의미한다. 이러한 지중 앵커의 긴장력을 확인하기 위하여, 그 일단은 지중의 천공된 홀 내부의 특정 지점에 고정되고, 그 타단은 헤드부(4)를 관통하여 헤드부의 전면으로 돌출되도록 연장되고, 고정된 부분과 헤드부 사이는 제2 보호관(11)으로 보호되어 그라우트(3)와 직접 접촉하지 않으며, 일정한 강도를 가지는 측정재(10)와, 헤드부의 전방 혹은 측면에 위치하는 회전중심(20)을 중심으로 회전 가능하고, 그 일단에는 측정재의 타단이 고정되어 측정재의 돌출 길이 변화를 각도 변화로 변환하는 회전부(30)를 구비하여, 상기 회전부에 고정되어 회전부의 각도 변화를 확인 가능하도록 시각적으로 표시할 수 있는 표시부(40)에 의해 최종적으로 긴장재(6)의 길이 변화를 확인하도록 하였다.

도 2는 이러한 본 발명의 기본 원리를 간략하게 나타내는 실시 예로 회전중심(20)과 회전부(30) 및 표시부(40)를 구비하고 이들의 위치 고정을 위한 가이드 수단(51)을 헤드부의 관통공(5)에 연결하였다. 긴장재(6)에 도입된 긴장력이 감소하는 경우 후크의 법칙에 의해 긴장재의 자유부 길이가 감소하게 되어 헤드부(4)가 화살표 방향으로 이동하게 되고 긴장력의 변화와 무관한 측정재(10)의 돌출된 길이는 증가하므로, 측정재의 돌출된 길이 증가에 비례하여 회전부(30)의 각도 변화가 발생하게 된다. 회전부의 각도 변화를 적절한 거리에서 육안 관찰이 가능하도록 표시부(40)를 구성할 수 있다.

수치를 포함한 예로 상세히 설명하면 다음과 같다.

*어떠한 요인에 의해 긴장재(6)에 도입된 긴장력이 감소할 경우 후크의 법칙에 따라 긴장재의 길이가 감소하게 되고, 긴장재의 길이 감소에 비례하여 긴장력이 도입되지 않은 측정재(10)는 길이가 일정하게 유지되므로 헤드부(4)를 기준으로 돌출 길이가 길어지게 된다.

예를 들어, 10% 긴장력 감소로 긴장재의 길이가 5mm 감소하게 되면 결과적으로 측정재의 타단이 헤드부에서 5mm 더 돌출되게 된다. 이때 더 돌출된 5mm를 회전부의 30° 각도 변화로 변환할 수 있다. 추가적으로 10%의 긴장력이 더 감소하여 도합 20%의 긴장력이 감소하게 되면 긴장재의 길이는 10mm 감소하고, 결과적으로 측정재의 타단은 헤드부에서 10mm 돌출되게 된다. 이때 돌출된 10mm는 회전부의 60° 각도 변화로 변환될 수 있다.

이와 같이 긴장재의 긴장력 감소는 긴장재의 길이를 감소시키고, 긴장재의 길이가 감소하면 이에 비례하여 헤드부를 기준으로 측정재 타단의 돌출된 길이가 길어지게 된다. 측정재 타단의 돌출 길이 변화를 회전부의 각도 변화로 변환함으로써 육안으로 긴장력의 감소 정도를 확인할 수 있다. 특히, 앵커의 설치 위치가 굴착면이나 비탈면 등 사람이 가까이 접근하여 길이를 측정하기가 어려운 곳이므로 수m~수십m 거리에서 육안 확인이 용이하게 행해질 수 있다.

회전부의 측정재가 접하는 부분은 반경이 일정한 원호로 구성함으로써, 일정한 돌출 길이 변화를 이에 비례하는 각도의 변화로 변환할 수 있다. 일례로 외경 25mm인 원통형 회전부의 둘레는 25π이며, 약 78.5mm에 해당하는데, 측정재 타단의 돌출 길이가 10mm 변화하면 약 46°의 각도 변화를 시각적으로 보여주게 된다(10÷78.5×360°=46°).

동일한 계산 방식으로 돌출 길이가 20mm 변화하면 약 92°의 각도 변화를 확인 할 수 있다. 10mm 내지 20mm의 길이 변화를 수십m 거리에서 육안으로 확인하는 것보다는 46° 내지 92°의 각도 변화를 확인하는 것이 더 용이할 것이다. 이때, 회전부의 반경을 조정하여 측정재의 길이 변화와 회전부의 각도 변화의 비율을 조정할 수 있음은 자명하다.

본 발명은 이러한 원리를 이용하여 회전부와 표시부의 형상 및 위치를 다양하게 변형하여 적용할 수 있으며, 도 3내지 도 8과 함께 그 실시 예를 통해 상세히 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 헤드부(4)의 관통공(5)에 가이드 수단(52)을 설치하고, 가이드 수단의 단부에 회전중심(20)을 구비하고 이를 중심으로 회전할 수 있는 회전부(30)와 회전부에서 연장되는 길이가 긴 형태의 표시부(40)가 구성된다. 측정재(10)는 관통공(5)을 지나 회전부(30)에 고정된다. 긴장재(6)의 긴장력 변화가 발생하면 측정재(10)의 돌출된 길이가 변화하고, 이에 비례하여 회전부(30)의 회전각 변화를 유발하므로 표시부의 각도 변화를 관찰할 수 있게 된다.

도 4는 도 3의 실시 예에 보호 캡(8)을 추가한 것으로, 장기적인 사용 목적으로 설치된 앵커의 경우 부식 방지를 위해 헤드부(4)를 덮어주게 된다. 이때 보호 캡(8)의 외부에서 도 3과 동일한 구성을 활용하여 긴장재(6)의 긴장력 변화를 확인할 수 있다.

본 발명은 표시부(40)에 무게가 무거운 중량추(錘, weight)를 구비하여 회전부가 돌아가는 방향으로 약간의 힘을 가하여 측정재가 느슨해지지 않도록 하는 것이 더 바람직할 것이다.

도 5는 헤드부(4)의 전면으로 연장되는 긴장재(6)의 단부를 회전중심(21)으로 이용한 실시 예이다. 측정재(10)는 관통공(5)을 통과하여 회전중심(21)인 긴장재의 단부를 감싸는 중공형의 회전부(30)를 감싸고돌아서 긴장된 인장 스프링(61)에 연결하고, 최종적으로 표시부(40)를 회전부(30)의 상단에 고정함으로써 설치가 완료된다.

인장 스프링(61)의 단부는 다른 긴장재(6)에 고정하는 것이 편리하며, 단순화를 위해 긴장재를 헤드부에 고정하는 웨지는 도면에 표시하지 않았다.

도 6은 헤드부(4)를 보호하기 위한 보호 캡(8)을 더 추가한 실시 예로서, 보호 캡의 외부에 회전중심(20)을 구비하고, 측정재(10)는 보호 캡의 외부로 연장되어 회전부에 고정시키고, 측정재의 느슨함을 방지하기 위해 도입되는 인장 스프링(61)은 늘린 상태에서 그 단부는 보호 캡의 특정 지점에 고정할 수 있다.

도 7은 도 5의 실시 예와 같이 긴장재(6)의 단부를 회전중심(21)으로 이용하고, 측정재(10)의 느슨함을 방지하기 위해 토션 스프링(62)을 도입한 실시 예이다. 토션 스프링(62)의 일단은 인접한 긴장재(6)에 고정되고 타단은 회전부(30)에 고정되어 회전부에 회전력을 가함으로써 측정재가 느슨해지는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 보호 캡(8)이 있는 경우에, 보호 캡의 외부에 회전중심(22)을 구비하고, 그 일단이 걸림턱(74)에 고정되고 타단은 회전부(30)에 고정되는 토션 스프링(62)을 구비하며, 관통공(5)을 통과한 측정재(10)는 보호 캡의 제2 개구부(73)를 통과하여 회전부(30)의 외경에 수회 감은 후 고정하게 된다.

고정볼트(71)는 보호 캡(8)에 구비된 제1 관통공(72)을 지나 헤드부(4)에 구비되는 너트부(75)에 결합함으로써 보호 캡이 헤드부와 견고하게 결합되도록 한다. 최종적으로 캡형 표시부(41)를 회전부(30)의 상단에 고정함으로써 측정재(10)의 돌출된 길이 변화는 회전부와 표시부의 각도 변화로 변환될 수 있다. 캡형 표시부(41)에 방향을 지시할 수 있는 바늘을 추가하여 회전각의 변화를 확인할 수 있으며, 보호 캡(8)의 상단면에 특정한 기준을 설정하고 캡형 표시부의 측면에 일정한 표지(標識, sign)를 구비하여 회전각의 변화를 용이하게 관찰할 수 있다. 이때의 표지는 색깔, 문양, 기호 등 다양하게 적용할 수 있다.

토션 스프링(62)의 코일은 내경은 회전중심(21)에 끼워지고, 그 하부 암은 인접한 긴장재(61)이 단부에 고정되며, 회전부(30)는 토션 스프링을 그 내부에 감싸도록 구성하되 그 하부 측면에 절개부를 형성하여 토션 스프링(62)의 상부 암이 관통하여 내밀도록 연장함으로써 회전부와 토션 스프링이 함께 회전하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 토션 스프링(62)의 코일 내경은 회전중심(22)에 끼워지고, 하부 암은 걸림턱(74)에 고정되며, 회전부(30)는 토션 스프링을 그 내부에 감싸도록 구성하되 그 하부 측면에 절개부(31)를 형성하여 토션 스프링(62)의 상부 암이 관통하여 내밀도록 연장함으로써 회전부와 토션 스프링이 함께 회전하도록 하는 것이 바람직하다(도 9 참조).

상기 실시 예에서 중량추 혹은 탄성수단(나선스프링, 토션 스프링, 테엽 등)을 구비하여 측정재(10)가 느슨하지 않도록 하는 것은 긴장재(6)에 긴장력을 도입하는 것과는 다른 것으로, 긴장재는 긴장력이 약 10% 정도 변화할 때 수mm 내지 십수mm 정도의 길이 변화를 수반하지만 측정재는 단순히 느슨하지 않을 정도로 약간의 긴장력이 가해지는 것을 의미한다. 즉, 측정재의 파단하중 대비 매우 낮은 정도의 긴장력을 가하는 것이다.

상기 측정재(10)의 일단은 지중의 그라우트(3) 혹은 긴장재(6)의 특정 지점에 고정될 수 있다. 그라우트(3)에 매입되는 측정재(10) 일단의 일정 길이는 보호관(11)으로 보호하지 않고 그라우트에 노출되어 일체가 되도록 하여 이동하지 않도록 한다. 또한, 긴장재(6)의 특정 지점에 고정하여 긴장재와 함께 하나의 보호관으로 보호하여 그라우트 속에 매입할 수도 있다.

측정재는 여러 개의 소선을 꼬아서 만든 강연선을 이용하는 것이 바람직하며, 측정재 타단의 고정은 압착형 슬리브, 나사 조임형 슬리브 등 강연선의 고정 혹은 연결에 이용되는 다양한 부품을 활용할 수 있다.

도 7 내지 도 9에서와 같이 회전부(30)의 외경에 측정재(10)의 타단을 수차례 감은 후 고정하면 측정재와 회전부 외경 사이의 마찰로 인하여 미끄러짐이 발생하지 않게 된다.

고정볼트(71)는 제1 개구부(72)를 관통하여 헤드부에 결합되며, 제2 개구부(73)에는 측정재가 통과한다. 걸림턱(74)는 토션 스프링(62)의 일단을 고정하며, 회전부(30)의 이동을 제한하는 역할을 한다. 이러한 복수 개(예를 들면, 3개)의 걸림턱과 제 2개구부 옆의 돌출부가 회전부(30)의 좌우 이동을 제한하게 되며, 회전부 외측으로 연장된 토션 스프링의 타단은 걸림턱(74)에 걸려서 회전이 제한되게 된다.

또한, 상기 회전부(30)는 회전은 가능하나, 고정볼트(71)의 머리에 의해 상향 이동이 제한되게 된다. 고정볼트(71)는 회전중심의 가운데를 관통하여 헤드부에 나사 결합된다(회전중심의 상단을 누르는 형태로 보호 캡을 헤드부에 고정함).

이 상태에서 측정재를 회전부에 감고, 토션 스프링에 회전을 도입하고 측정재의 단부가 회전부(혹은 토션 스프링 일단)에 고정되며, 최종적으로 캡형 표시부를 회전부 상단에 고정되게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치의 시공 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치의 시공 방법은, 지표면(1)에서 일정한 깊이까지 천공홀(2)을 형성하도록 천공한다. 이때의 지표면(1)은 굴착면 혹은 비탈면 등 앵커로 보강이 필요한 지표면을 말한다.

그리고 상기 천공홀의 내부에 앵커체와 보호관으로 보호된 측정재를 삽입한다. 다음으로 천공홀 내부를 그라우트(3)로 채우고 양생한다.

그런 다음, 양생 종료 후 앵커체의 긴장재(6)를 소정의 힘으로 인장한 상태에서 헤드부(4)에 고정시킨다. 긴장재의 고정은 통상 3조각으로 분할된 쐐기 형태의 웨지(7)를 이용한다.

다음으로 각도 변화를 시각적으로 표시할 수 있는 표시부를 가지는 회전부를 헤드부의 전면 혹은 측면에 위치한 회전중심에 거치하고, 측정재의 타단을 회전부에 고정시킨다. 측정재는 헤드부(4)에 관통공(5)을 형성하여 통과하는 것이 용이하며, 일정한 길이만 유지된다면 헤드부를 우회하여 설치할 수도 있다.

그리고 상기 회전부(30)의 각도 변화를 관측하여 긴장재(6)의 긴장력 변화를 확인한다. 이때 표시부의 각도 변화를 육안으로 확인할 수 있고, 표시부의 각도 변화로부터 긴장재의 길이 변화로 환산하여 긴장력의 변화량을 계산할 수 있다.

상기 회전부 혹은 표시부에 중량추(추, 錘)를 추가하거나 탄성수단을 추가하는 단계를 더 포함하여, 회전부에 측정재의 돌출 길이가 길어지는 방향으로 돌아가는 힘을 가하여 측정재가 느슨해지지 않도록 할 수 있다.

또한, 상기 헤드부를 보호하는 보호 캡을 설치하는 단계를 더 포함하여 외부환경으로부터 헤드부와 긴장재의 타단부를 보호할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 긴장력 확인이 가능한 앵커 장치 및 그의 시공 방법에 따르면, 긴장력이 도입되지 않은 측정재의 길이와 긴장재의 길이를 비교하여 긴장력의 변화량을 도출하고, 수mm 내지 십수mm 정도로 작은 긴장재의 길이 변화를 각도 변화로 변환하여 표시함으로써 멀리서도 육안 관찰이 가능하며, 굴착면과 비탈면의 앵커는 사람이 근접 측정하기 어려운 위치에 있으므로 일정 정도 떨어진 거리에서 육안 관찰이 가능하여 유지관리가 매우 뛰어난 이점이 있다. 여기서 육안 관찰은 나안(裸眼) 혹은 망원경, 줌렌즈를 장착한 카메라 등의 보조 도구를 이용하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명은 긴장력의 감소뿐만 아니라 긴장력의 증가 역시 확인할 수 있으며, 종래 로드셀을 이용한 방법에 비해 매우 경제적으로 앵커의 긴장력 확인할 수 있는 이점이 있다.

상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 지표면
2: 천공홀
3: 그라우트
4: 헤드부
5: 관통공
6: 긴장재
7: 웨지
8: 보호 캡
9: 제1 보호관
10: 측정재
11: 제2 보호관
20, 21, 22: 회전중심
30: 회전부
31: 절개부
40: 표시부
41: 캡형 표시부
51, 52, 53: 고정수단
61: 인장 스프링
62: 토션 스프링
71: 고정볼트
72: 제1 개구부
73: 제2 개구부
74: 걸림턱
75: 너트부

Claims (9)

1. 지표면에서 지중으로 천공된 홀의 안쪽에 위치하는 정착부;
   상기 정착부와 지표면 사이의 자유부;
   상기 지표면에 노출 되도록 설치되는 헤드부;
   일단은 정착부에 고정되고 자유부를 관통하여 연장되고, 그 타단은 헤드부를 관통하여 헤드부에 고정되는 긴장재;
   상기 긴장재의 자유부를 감싸는 제1 보호관;
   상기 천공된 홀의 내부를 채워 지반과 일체화 시키는 그라우트;
   일단은 지중의 천공된 홀의 특정 지점에 고정되고, 그 타단은 헤드부를 관통하여 헤드부의 전면으로 돌출되도록 연장되고, 고정된 부분부터 헤드부 사이는 제2 보호관으로 보호되어 그라우트와 직접 접촉하지 않으며, 일정한 강도를 가지는 측정재;
   상기 헤드부의 전방 혹은 측면에 위치하는 회전중심을 중심으로 회전 가능하고, 그 일단에는 측정재의 타단이 고정되어 측정재의 돌출 길이 변화를 각도 변화로 변환하는 회전부;
   상기 회전부에 고정되어 각도 변화를 원거리에서도 확인 가능하도록 시각적으로 표시할 수 있는 표시부;를 포함하며,
   상기 측정재의 돌출 길이 변화를 회전부의 각도 변화로 변환하여 표시부에 의해 시각적으로 표현함으로써 원거리에서 육안으로 긴장재의 긴장력 변화를 확인 가능한 것을 특징으로 하는
   앵커 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 표시부는
   상기 회전부에서 연장되어 형성되는 길이가 긴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 표시부는 회전부를 덮는 캡 혹은 실린더 형태로 구성되어 회전부와 함께 회전하며, 외측면에 색깔, 무늬, 글자 중 적어도 하나의 표지(標識)가 구비되어 기준점으로부터의 각도의 변화를 알 수 있는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전부의 적어도 측정재와 접하는 부분은 동일한 반경의 원호부를 형성함으로써, 원호부의 반경을 이용하여 측정재의 돌출 길이 변화와 회전부의 각도 변화의 비율을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전중심은 헤드부 혹은 보호 캡에 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 회전부 혹은 표시부에 중량추 또는 탄성수단를 더 포함하여 상기 회전부의 회전 방향으로 돌아가는 힘을 가하여 측정재가 느슨해지지 않도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치.
   
7. 지반에 일정한 깊이까지 천공홀을 형성하는 천공 단계;
   상기 천공홀의 내부에 앵커체와 보호관으로 보호된 측정재를 삽입하는 단계;
   천공홀 내부를 그라우트로 채우고 양생하는 단계;
   앵커체의 긴장재를 소정의 힘으로 인장한 상태에서 헤드부에 고정시키는 단계;
   각도 변화를 시각적으로 표시할 수 있는 표시부를 가지는 회전부를 헤드부의 전면 혹은 측면에 위치한 회전중심에 거치하고, 측정재의 타단을 회전부에 고정시키는 단계;
   회전부의 각도 변화를 관측하여 긴장재의 긴장력 변화를 확인하는 단계;를 포함하여 지중에 설치된 앵커의 긴장력 변화를 육안으로 확인 가능한 것을 특징으로 하는
   앵커 장치 시공 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전부 혹은 표시부에 중량추 또는 탄성수단을 추가하는 단계;를 더 포함하여, 회전부에 측정재의 돌출 길이가 길어지는 방향으로 돌아가는 힘을 가하여 측정재가 느슨해지지 않도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치 시공 방법.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 헤드부를 보호하는 보호 캡을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   앵커 장치 시공 방법.

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