KR20220160411A

KR20220160411A - 헬리컬 앵커 파일

Info

Publication number: KR20220160411A
Application number: KR1020210068623A
Authority: KR
Inventors: 이행우
Original assignee: 이행우
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-06
Also published as: KR102532778B1

Abstract

본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일은, 지중에 근입되며, 축방향을 따라 개구된 중공이 형성되고, 옆면에 상기 중공과 연통되는 적어도 한 세트의 결합구가 형성되며, 상기 한 세트의 결합구들은 상기 축을 기준으로 나선형으로 배열된 앵커 하우징과; 상기 앵커 하우징의 외측에 상기 결합구와 대응하여 나선형으로 배열되며, 상기 결합구에 상기 앵커 하우징의 외측으로 이동 가능토록 결합되는 적어도 한 세트의 헬리컬 플레이트와; 상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 축방향을 따라 이동되고, 상기 앵커 하우징이 지중에 근입되는 동안 상기 헬리컬 플레이트를 고정하는 결속부와, 상기 축방향을 따라 상기 결속부와 일렬 배열되고 상기 앵커 하우징 근입 후 상기 헬리컬 플레이트를 상기 앵커 하우징 외측으로 가압하는 가압부를 갖는 인서트 바;를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일을 이용하면, 지지력이 보다 강화될 수 있는 장점이 있다.

Description

헬리컬 앵커 파일{Helical type anchor pile}

본 발명은 지중에 근입되는 파일의 외주면에 헬리컬을 설치한 헬리컬 앵커 파일에 관한 것이다.

일반적으로 헬리컬 앵커 파일은 강관 외주면에 나선형 날개인 헬리컬을 접합하여, 헬리컬의 위아래로 작용하는 지압 및 강관의 주면 마찰력에 의해 축방향을 따라 작용하는 압축 및 인장하중에 대해 동시에 저항할 수 있다.

이러한 헬리컬 앵커 파일은 회전 및 압입이 동시에 진행되는 자천공 방식으로 지반에 근입되는데, 비배토로 지반 교란이 적고 소음, 진동이 적으며 시공속도가 빠르다. 이에 최근 태양광 시설 기초 파일 및 기초 보강 목적 등 다양하게 활용되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제20-0490633호(등록일자;2019년12월03일)에는 '기초공사용 파일'이 개시되어 있다. 이 선행특허를 살펴보면, 판형태를 이루는 파일본체 및, 파일본체의 외주면에 나선 형태로 형성된 회전날개를 포함하여, 파일본체가 회전됨에 따라 회전날개가 함께 회전하면서 지반에 대해서 전단력을 발생시킴과 동시에 하향력을 발생시키게 되고, 그에 따라 파일 본체가 지중에 관입됨을 알 수 있다.

그러나 종래의 헬리컬 앵커 파일은 헬리컬이 교란되어 약해진 지반에 고정되기 때문에 시간이 지남에 따라 지압력이 감소하여 헬리컬 앵커 파일의 지지력이 약화되고, 연약지반의 경우에는 지반 자체가 무너질 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제20-0490633호(등록일자;2019년12월03일)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 헬리컬을 교란되지 않은 주변 지반에 고정하여 지지력을 강화한 헬리컬 앵커 파일을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일은, 지중에 근입되며, 축방향을 따라 개구된 중공이 형성되고, 옆면에 상기 중공과 연통되는 적어도 한 세트의 결합구가 형성되며, 상기 한 세트의 결합구들은 상기 축을 기준으로 나선형으로 배열된 앵커 하우징과; 상기 앵커 하우징의 외측에 상기 결합구와 대응하여 나선형으로 배열되며, 상기 결합구에 상기 앵커 하우징의 외측으로 이동 가능토록 결합되는 적어도 한 세트의 헬리컬 플레이트와; 상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 축방향을 따라 이동되고, 상기 앵커 하우징의 근입되는 동안 상기 헬리컬 플레이트를 고정하는 결속부와, 상기 축방향을 따라 상기 결속부로부터 이격되고 상기 앵커 하우징 근입 후 상기 헬리컬 플레이트를 상기 앵커 하우징 외측으로 가압하는 가압부를 갖는 인서트 바;를 포함한다.

상기 한 세트의 결합구는 나선의 1회전에 대응하여 배열되고, 상기 한 세트의 헬리컬 플레이트는 나선 회전방향을 따라 서로 밀접되어 나선의 1회전에 대응될 수 있게 형성될 수 있다.

상기 헬리컬 플레이트는, 상기 앵커 하우징의 외측으로 돌출 가능토록 상기 결합구에 삽입된 제1돌기와, 상기 앵커 하우징의 내측에서 걸릴 수 있게 상기 제1돌기의 끝단에 형성된 제2돌기를 포함할 수 있다.

상기 헬리컬 플레이트의 제1돌기는 상기 축에 대해 반경방향을 따라 수직하게 형성되고; 상기 결합구에 대해 상기 헬리컬 플레이트를 회전하여 착탈할 수 있도록, 상기 헬리컬 플레이트의 제2돌기는 상기 제1돌기에 대해 일방향 양쪽으로 더 길게 형성되고; 상기 결합구는 상기 축 중심에 대해 원주방향으로 형성되고, 상기 헬리컬 플레이트의 제2돌기가 출입할 수 있게 상기 원주방향에 따른 길이가 상기 축방향에 따른 길이보다 길게 형성될 수 있다.

상기 제1돌기의 축방향 양면에 상기 축방향으로 돌출 형성되고, 상기 인서트 바의 가압력에 의해 상기 결속구를 관통할 수 있게 상기 제2돌기보다 길이가 짧고, 상기 앵커 하우징의 외측으로 가압되었을 때 상기 제2돌기와의 사이에 상기 앵커 하우징의 결속구 둘레가 끼워지는 끼움부를 형성하는 제3돌기를 포함할 수 있다.

상기 헬리컬 플레이트의 제1돌기에는 상기 축에 대해 원주방향으로 양쪽 끝에 각각 상기 인서트 바의 결속부가 상기 축방향으로 분리 가능토록 끼워지는 쐐기홈이 형성되고; 상기 인서트 바의 결속부는 상기 한 세트의 헬리컬 플레이트의 제2돌기에 의해 형성되는 소정의 중앙공간에 배치되고 상기 제2돌기가 밀접되는 중심축과, 상기 원주방향으로 인접한 제1돌기 사이에 배치되고 상기 중심축으로부터 돌출되어 상기 앵커 하우징의 내벽에 밀접되는 복수의 아암과, 상기 아암에 결합되고 상기 원주방향 양쪽 모서리가 제1돌기의 쐐기홈에 끼워지는 복수의 쐐기를 포함할 수 있다.

상기 쐐기홈은 상기 원주방향을 따라 제1돌기의 내측으로 갈수록 좁아지는 삼각형태이고; 상기 쐐기는 상기 아암을 중심으로 대칭되는 바 형태이고, 상기 반경방향에 대해 외측면이 경사면으로 형성되어 외측 모서리가 상기 삼각형태의 쐐기홈에 대응되어 끼워질 수 있다.

상기 인서트 바의 결속부의 축방향 길이는 상기 한 세트의 결합구의 나선형 배열에 대응하는 나선의 리드보다 더 길게 형성될 수 있다.

상기 결속부의 중심축이 축방향 양쪽으로 상기 아암 및 상기 쐐기보다 더 길게 형성될 수 있다.

상기 아암은 상기 축방향을 따라 상기 인서트 바의 가압부까지 연장 형성될 수 있다.

상기 인서트 바의 가압부는, 상기 축방향을 따라 상기 인서트 바의 결속부로부터 연장 형성되고, 상기 제2돌기가 밀접되어, 상기 축방향을 따라 반경이 변화하여 상기 헬리컬 플레이트를 상기 앵커 하우징 외측으로 가압하는 가변축과; 상기 축방향을 따라 상기 가변축로부터 연장 형성되고, 상기 가변축의 최대 반경와 대응되게 형성되며, 상기 앵커 하우징의 내벽과의 사이에 상기 앵커 하우징의 외측으로 돌출된 헬리컬 플레이트의 제2돌기가 개재되는 공간을 형성하는 고정축을 포함한다.

상기 앵커 하우징의 선단 측에 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수 배열되고, 상기 축방향 이동되는 인서트 바에 의해 상기 앵커 하우징의 외측을 향해 경사 배치되는 한 세트의 헬리컬 로드를 더 포함할 수 있다.

상기 앵커 하우징의 선단 측에는, 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수의 가이드홀이 형성되고; 상기 헬리컬 로드는, 상단이 상기 가이드홀을 통해 상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 상기 인서트 바에 힌지 결합되고 하단이 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉과, 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉의 하단에 결합된 날끝을 포함하고; 상기 복수의 헬리컬 로드의 날끝이 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 나선형으로 배열될 수 있다.

상기 날끝은 반경방향에 대해 상기 앵커 하우징을 향해 굴곡된 원호형으로 형성될 수 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일은, 지중에 근입되며, 축방향을 따라 개구된 중공이 형성되고, 옆면에는 상기 축방향을 따라 일정 길이 형성되고 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수 배열된 장공이 형성된 앵커 하우징과; 상기 앵커 하우징의 중공에 축방향 이동 가능토록 배치된 인서트 바와; 상기 앵커 하우징의 선단 측에 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수 배열되고, 상기 축방향 이동되는 인서트 바에 의해 상기 앵커 하우징의 외측을 향해 경사 배치되는 한 세트의 헬리컬 로드를 포함하고; 상기 헬리컬 로드는, 상단이 상기 가이드홀을 통해 상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 상기 인서트 바에 힌지 결합되고 하단이 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉과, 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉의 하단에 결합된 날끝을 포함하고, 상기 복수의 헬리컬 로드의 날끝이 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 나선형으로 배열될 수 있다.

본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일은 지중에 근입된 후, 헬리컬 플레이트 및 헬리컬 로드가 교란되지 않은 주변 지반에 박히게 할 수 있기 때문에 지지력이 보다 강화될 수 있고, 시간이 경과하더라도 지지력이 처음과 같이 유지될 수 있다. 따라서 본 발명은 연약지반에도 시공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 앵커 파일의 근입시 정면도이다.
도 2는 도 1의 'A'부분 절개 부분 사시도이다.
도 3은 도 1의 'B'부분 절개 부분 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 헬리컬 앵커 파일의 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 헬리컬 앵커 파일의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 'C'부분 확대도이다.
도 7은 도 1에 도시된 헬리컬 앵커 파일의 근입 후 안착상태 정면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 'D'부분 절개 부분 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 'E'부분 절개 부분 사시도이다.
도 10은 도 1에 도시된 헬리컬 앵커 파일의 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일은, 앵커 하우징(10)과, 적어도 한 세트의 헬리컬 플레이트(20)와, 인서트 바(30)와, 적어도 한 세트의 헬리컬 로드(70)를 포함한다.

앵커 하우징(10)은 앵커 파일의 외형을 이루는 것으로, 축방향을 따라 개구된 중공(10a)이 형성된 파일 형태로 형성되고, 선단에 지반 교란이 용이하도록 날끝(bit)(12)이 구비되어, 지중에 회전 및 압입이 동시에 진행되는 자천공 방식으로 지중에 근입된다.

앵커 하우징(10)의 상단에는 태양광 패널이나 상부 기둥 등이 용이하게 연결될 수 있게 반경방향으로 확장된 플랜지(14)가 형성될 수 있다.

앵커 하우징(10)의 옆면에는 중공(10a)과 연통되는 적어도 한 세트의 결합구(10b)가 형성된다. 한 세트의 결합구(10b)는 앵커 하우징(10)의 축을 기준으로 나선형으로 배열되며, 앵커 하우징(10)의 축길이나 지반 상태 등에 따라 한 세트 또는 두 세트 이상 형성될 수 있다. 두 세트 이상의 결합구(10b)는 축방향을 따라 소정 거리를 두고 이격된다.

한 세트의 결합구(10b)는 나선의 1회전에 대응하여 배열되며, 필요에 따라 나선을 따라 더 많이 배열될 수 있다. 한 세트의 결합구(10b)는 나선형 배열될 수 있게 소정의 축간거리를 두고 배열되지만, 앵커하우징(10)의 원주방향을 따라서 등간격으로 배열될 수 있다. 이러한 나선의 1회전에 대응하여 배열된 한 세트의 결합구(10b)는 일예로써 도시된 바와 같이 총 4개로 이루어질 수 있다.

각각의 결합구(10b)는 축 중심에 대해 원주방향으로 형성되어 축에 대해 수평하게 배치된다. 각각의 결합구(10b)는 후술하는 바와 같이 헬리컬 플레이트(20)가 분리 가능토록 결합될 수 있게 원주방향에 따른 길이가 상기 축방향에 따른 길이보다 긴 직사각형으로 형성될 수 있다. 즉 후술하는 바와 같이 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 결합구(10b)에 대응하여 원주방향으로 길게 배치된 경우에는 결합구(10b)를 통해 착탈할 수 있고, 헬리컬 플레이트(20)가 결합구(10b)에 대해 상대 회전하면 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 앵커 하우징(10)에 걸려 결합구(10b)를 통한 착탈이 제한된다.

한 세트의 헬리컬 플레이트(20)는 앵커 하우징(10)의 외측에 한 세트의 결합구(10b)와 대응하여 나선형으로 배열되어, 앵커 하우징(10)의 외측에 헬리컬을 형성한다. 즉 한 세트의 헬리컬 플레이트(20)는 상술한 한 세트의 결합구(10b)와 대응하여 나선 회전방향을 따라 서로 밀접되었을 때 1회전의 나선에 대응하는 헬리컬을 형성한다.

이러한 헬리컬 플레이트(20)는 헬리컬을 형성하는 날개부(22)와, 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 분리 가능토록 결합되는 결합부(24,26,28)를 포함한다.

헬리컬 플레이트(20)의 날개부(22)는 헬리컬을 나선을 따라 등간격으로 나눈 형태이다. 즉 도시된 바와 같이 한 세트의 결합구(10b)가 4개로 구성된 경우, 이와 대응하여 1회전의 나선을 총 4등분한 형태일 수 있다. 한 세트의 헬리컬 플레이트(20)의 날개부(22)는 소정 직경의 헬리컬을 형성하는데, 앵커 하우징(10)에 두 세트 이상의 헬리컬 플레이트(20)가 설치되는 경우, 앵커 하우징(10)의 선단에 가까울수록 헬리컬의 직경이 작아진다.

헬리컬 플레이트(20)의 결합부(24,26,28)는 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)를 통해 앵커 하우징(10)의 내부에 삽입되어 결합되되, 앵커 하우징(10)의 외측으로 이동 가능토록 한다.

이를 위해 헬리컬 플레이트(20)의 결합부(24,26,28)는 앵커 하우징(10)의 외측으로 돌출 가능토록 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 삽입된 제1돌기(24)를 포함한다. 제1돌기(24)는 원주방향을 따라 헬리컬 플레이트(20)의 날개부(22)의 중앙에 배치될 수 있다. 제1돌기(24)는 헬리컬 플레이트(20)의 날개부(22)의 내주면으로부터 헬리컬의 내측을 향해 일정 길이 돌출된다. 제1돌기(24)는 상기한 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 대응하여 앵커 하우징(10)의 축에 대해 반경방향을 따라 수직으로 돌출될 수 있다. 제1돌기(24)에는 원주방향을 따라 양쪽 끝에 각각 후술할 인서트 바(30)의 결속부(40)가 축방향으로 분리 가능토록 끼워지는 쐐기홈(24a)이 형성된다. 즉 쐐기홈(24a)은 원주방향을 따라 일정 깊이 형성되며, 축방향을 따라 양쪽으로 개방된다. 쐐기홈(24a)은 원주방향을 따라 제1돌기(24)의 내측으로 갈수록 좁아지는 삼각형태일 수 있다. 이에 따라 인접한 헬리컬 플레이트(20)의 날개부(22)가 원주방향을 따라 이격 배열되었지만 인서트 바(30)의 결속부(40)가 축방향을 따라 수직으로 이동하여 쐐기홈(24a)에 용이하고 견실하게 끼워지고 또한 분리될 수 있다. 제1돌기(24)는 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 삽입되어 상대 회전될 수 있도록, 원주방향 길이 및 축방향 두께가 원주방향 및 축방향으로 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)보다 짧을 수 있다.

헬리컬 플레이트(20)의 결합부(24,26,28)는 헬리컬 플레이트(20)를 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 대해 상대 회전하여 착탈할 수 있도록 제1돌기(24)의 반경방향 끝단에 제1돌기(24)에 대해 일방향 양쪽으로 더 길게 형성된 제2돌기(26)를 포함한다. 즉 제2돌기(26)는 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 대응하여 원주방향으로 길게 배치되면 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)를 통해 앵커 하우징(10)의 중공(10a)에 삽입될 수 있고, 헬리컬 플레이트(20)가 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)에 대해 일정 각도 상대 회전하면 앵커 하우징(10)의 내벽에서 걸릴 수 있다. 제2돌기(26)는 헬리컬 플레이트(20)를 90도 정도 회전하여 착탈할 수 있도록, 제1돌기(24)에 대해 축방향 양쪽으로 더 길게 형성될 수 있다. 이러한 제2돌기(26)는 소정 면적의 플레이트 형태일 수 있다. 제2돌기(26)는 후술할 인서트 바(30)의 중심축(42) 및 가압부(50)에 밀착될 수 있도록 그 반경방향에 따른 내주면이 인서트 바(30)의 중심축(42) 및 가압부(50)와 대응하는 곡률의 곡면으로 형성될 수 있다.

헬리컬 플레이트(20)의 결합부(24,26,28)는 제3돌기(28)를 더 포함한다. 제3돌기(28)는 인서트 바(30)에 의해 앵커 하우징(10)의 외측으로 가압되었을 때 제2돌기(26)와의 사이에 앵커 하우징(10)의 결합구(10b) 둘레가 끼워지는 끼움부를 형성한다. 제3돌기(28)는 반경방향으로 제1돌기(24)의 쐐기홈(24a)과 제2돌기(26) 사이에 위치되어 제1돌기(24) 상에 돌출 형성된다. 제3돌기(28)는 제1돌기(24)의 축방향 양면에 축방향으로 돌출 형성되되, 인서트 바(30)의 가압력에 의해 결합구(10b)를 관통할 수 있게 제2돌기(26)보다는 길이가 짧다. 제3돌기(28)는 제1돌기(24)로부터 축방향으로 돌출되는 방향으로 갈수록 뾰쪽해지는 쐐기 형태로 형성될 수 있다.

인서트 바(30)는 앵커 하우징(10)의 중공(10a)에 삽입되어 축방향을 따라 이동되며, 앵커 하우징(10)이 근입되는 동안 헬리컬 플레이트(20)를 고정하는 결속부(40)와, 축방향을 따라 결속부(40)와 일렬 배열되고 앵커 하우징(10) 근입 후 헬리컬 플레이트(20)를 앵커 하우징(10) 외측으로 가압하는 가압부(50)를 포함한다.

인서트 바(30)의 결속부(40)는 중심축(42)과, 복수의 아암(44)과, 복수의 쐐기(46)를 포함한다.

상기한 중심축(42)은 앵커 하우징(10)과 동축으로 설치되며, 한 세트의 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)에 의해 형성되는 소정의 중앙공간에 배치되어 제2돌기(26)가 밀접된다.

아암(44)은 원주방향으로 인접한 헬리컬 플레이트(20)의 제1돌기(24) 사이에 배치되고, 중심축(42)으로부터 돌출되어 앵커 하우징(10)의 내벽에 밀접된다. 아암(44)은 반경방향을 따라 수직으로 배치된다. 아암(44)은 원주방향을 따라 인접한 헬리컬 플레이트(20)의 결합부(24,26,28)를 구획하는 패널 형태로 형성될 수 있다.

쐐기(46)는 아암(44)에 결합되어 앵커 하우징(10)의 축 중심에 대해 헬리컬 플레이트(20)의 쐐기홈(24a)과 같은 원주 상에 배치되고, 원주방향 양쪽 모서리가 헬리컬 플레이트(20)의 쐐기홈(24a)에 끼워진다. 쐐기(46)는 아암(44)에 가로질러 배치되고 아암(44)을 중심으로 대칭되는 바 형태일 수 있다. 쐐기(46)는 반경방향에 대해 외측면(46b)이 원주방향을 따라 아암(44)으로부터 멀어질수록 축중심을 향하는 경사면으로 형성된다. 이에 따라 쐐기(46)의 반경방향에 따른 내,외측면(46a,46b)을 연결하는 옆면(46c)과 외측면(46b)을 연결하는 쐐기(46)의 외측 모서리가 삼각형태의 쐐기홈(24a)에 대응되게 형성되어 끼워질 수 있다.

이와 같은 인서트 바(30)의 결속부(40)의 축방향 길이는 한 세트의 결합구(10b)의 나선형 배열에 대응하는 나선의 리드(lead)보다 더 길게 형성됨이 바람직하다. 나아가 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 인서트 바(30)에 밀접되되, 인서트 바(30)가 축방향 이동됨에 따라 원활하게 축방향을 따라 슬라이딩될 수 있도록, 가압부(50)와 연결되는 결속부(40)의 중심축(42)은 축방향 양쪽으로 쐐기(46)보다 더 길게 형성될 수 있다. 아암(44)은 축방향을 따라 인서트 바(30)의 가압부(50)까지 연장 형성될 수 있다. 따라서 앵커 하우징(10)의 중공(10a)에 삽입된 인서트 바(30)가 안정적으로 앵커 하우징(10)과 동축을 유지토록 지지할 수 있다.

인서트 바(30)의 가압부(50)는, 전체적으로 축형태로 형성되며, 가변축(52)과 고정축(54)을 포함한다. 인서트 바(30)의 가압부(50)는 축방향을 따라 인서트 바(30)의 결속부(40)의 상,하 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 위치될 수 있다.

가변축(52)은 축방향을 따라 인서트 바(30)의 결속부(40)로부터 연장 형성되고, 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 밀접되어, 헬리컬 플레이트(20)가 축방향을 따라 변화하는 반경에 의해 앵커 하우징(10)의 외측으로 돌출될 수 있도록 가압한다. 즉 가변축(52)은 인서트 바(30)의 중심축(42)과 연결되는 끝단 직경이 인서트 바(30)의 중심축(42)과 동일하게 형성되고, 축방향을 따라 인서트 바(30)의 결속부(40)에서 이격되는 방향으로 갈수록 점진적으로 반경이 커진다. 가변축(52)의 최대 직경은 앵커 하우징(10)과 인서트 바(30)의 고정축(54) 사이에 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 개재될 수 있도록 앵커 하우징(10)의 내경보다는 작다.

고정축(54)은 축방향을 따라 가변축(52)로부터 연장 형성되고, 가변축(52)의 최대 반경과 대응되게 형성되며, 앵커 하우징(10)의 내벽과의 사이에 앵커 하우징(10)의 외측으로 돌출된 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 개재되는 공간을 형성한다. 앵커 하우징(10)과 고정축(54) 사이에 제2돌기(26)가 개재되는 공간은 제2돌기(26)의 반경방향 두께에 대응되어, 제2돌기(26)가 앵커 하우징(10) 및 인서트 바(30)에 모두 밀접되게 할 수 있다.

한 세트의 헬리컬 로드(70)는 한 세트의 헬리컬 플레이트(20)와 마찬가지로 앵커 하우징(10)의 외측에 배치되어 소정의 헬리컬을 형성한다. 한 세트의 헬리컬 로드(70)는 선단지지력이 보다 강화될 수 있도록 앵커 하우징(10)의 선단 측에 위치될 수 있다. 한 세트의 헬리컬 로드(70)는 인서트 바(30)의 축방향 이동에 의해 앵커 하우징(10)의 외측으로 벌어질 수 있도록 인서트 바(30)와 결합된다.

즉 앵커 하우징(10)의 선단 측에는, 한 세트의 헬리컬 로드(70)에 대응하여 앵커 하우징(10)의 둘레를 따라 복수의 가이드홀(10c)이 형성된다. 앵커 하우징(10)의 가이드홀(10c)은 축방향을 따라 길고 수직한 장공 형태로 형성될 수 있다. 그리고 인서트 바(30)는 인서트 바(30)의 하단을 이루며 착탈 가능한 캡(60)을 더 포함할 수 있고, 캡(60)의 외측에는 한 세트의 헬리컬 로드(70)에 대응하여 복수 배열된 힌지결합부(62)가 형성될 수 있다. 그리고 헬리컬 로드(70)는 봉(72)과, 날끝(74)을 포함한다.

헬리컬 로드(70)의 봉(72)의 상단은 가이드홀(10c)을 통해 앵커 하우징(10)의 중공(10a)에 삽입되고, 인서트 바(30)의 캡(60)의 힌지결합부(62)에 힌지 결합된다. 헬리컬 로드(70)의 봉(72)의 하단은 앵커 하우징(10) 외측으로 돌출된다. 즉 헬리컬 로드(70)의 봉(72)은 축방향에 대해 소정 각도로 기울어진 상태로 가이드홀(10c)에 걸쳐진다.

헬리컬 로드(70)의 날끝(74)은 앵커 하우징(10) 외측으로 돌출된 봉(72)의 하단에 결합된다. 한 세트의 헬리컬 로드(70)의 날끝(74)은 앵커 하우징(10)의 둘레를 따라 나선형으로 배열되어 헬리컬을 형성할 수 있다. 날끝(74)은 날카로운 플레이트 형태일 수 있는데, 특히 축의 반경방향에 대해 앵커 하우징(10)을 향해 굴곡된 원호형으로 형성되어 앵커 하우징(10)을 둘러싸는 원통형 헬리컬을 형성할 수 있다. 한 세트의 헬리컬 로드(70)의 날끝(74)에 의해 형성되는 헬리컬은 한 세트의 헬리컬 로드(70)가 앵커 하우징(10)의 선단 측에 위치되는 경우, 지반에 근입되는 동안 직경이 상기한 헬리컬 플레이트(20)에 의해 형성되는 헬리컬의 직경보다는 작은 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 앵커 파일에 대한 작용효과를 상세히 설명하면, 다음과 같다.

본 발명에 따른 헬리컬 앵커 파일을 지반에 근입하기 전에 먼저 다음과 같이 앵커 하우징(10)과 헬리컬 플레이트(20), 인서트 바(30), 헬리컬 로드(70)를 조립한다.

즉 헬리컬 플레이트(20)를 축방향을 따라 세워 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)와 합치될 수 있게 한 상태에서, 헬리컬 플레이트(20)의 결합부(24,26,28)를 앵커 하우징(10)의 결합구(10b)를 통해 앵커 하우징(10)의 중공(10a)에 삽입한 다음, 헬리컬 플레이트(20)를 90도 정도 회전한다. 그러면 헬리컬 플레이트(20)의 날개부(22)가 헬리컬을 형성하고, 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)는 축방향을 따라 길게 배치된다. 이와 같이 앵커 하우징(10)에 헬리컬 플레이트(20)를 조립하여 앵커 하우징(10)에 하나 또는 둘 이상의 헬리컬을 형성할 수 있다. 다음 인서트 바(30)를 앵커 하우징(10)의 중공(10a)에 삽입하여 인서트 바(30)의 결속부(40)가 헬리컬 플레이트(20)의 쐐기홈(24a)에 끼워지게 한다. 그러면 인서트 바(30)에 의해 헬리컬 플레이트(20)가 고정된다.

그리고 인서트 바(30)의 캡(60)에 헬리컬 로드(70)를 힌지 결합하고, 헬리컬 로드(70)를 앵커 하우징(10)의 가이드홀(10c)에 걸쳐서 결합한다. 헬리컬 로드(70)의 조립을 위해, 예컨대 앵커 하우징(10)을 앵커 하우징(10)의 선단 측과 나머지를 분리 제작한 후, 헬리컬 로드(70) 조립된 다음 용접 등에 의해 일체로 결합될 수 있다.

이와 같이 인서트 바(30)의 아암(44)이 앵커 하우징(10)에 밀접되고, 인서트 바(30)에 의해 헬리컬 플레이트(20)가 고정되며, 인서트 바(30)에 헬리컬 로드(70)가 힌지 결합됨에 따라, 앵커 하우징(10)과 헬리컬 플레이트(20), 인서트 바(30), 헬리컬 로드(70)가 일체로 결속될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 헬리컬 앵커 파일이 준비되면, 자천공장비를 앵커 하우징(10)에 결합하여, 본 발명의 헬리컬 앵커 파일을 지반에 근입한다. 이때 인서트 바(30)는 앵커 하우징(10) 및 헬리컬 플레이트(20)와의 마찰 저항에 축방향 이동이 제한되며, 필요에 따라서 자천공장비에는 인서트 바(30)의 축방향 이동을 선택적으로 제한할 수 있게 클램프 등이 구비될 수 있다.

본 발명의 헬리컬 앵커 파일이 지반에 근입되고 나면, 인서트 바(30)를 유압실린더 등에 의해 앵커 하우징(10)의 선단 측으로 가압하여 축방향 이동시킨다.

그러면 헬리컬 플레이트(20)의 제2돌기(26)가 인서트 바(30)에 밀접된 상태에서 인서트 바(30)를 따라 슬라이딩되는 바, 축방향 이동되는 인서트 바(30)의 반경 변화에 의해 헬리컬 플레이트(20)가 앵커 하우징(10)의 외측으로 돌출된다. 따라서 헬리컬 플레이트(20)가 본 발명의 헬리컬 앵커 파일의 자천공 부분의 교란되지 않은 주변 지반에 박힐 수 있다.

아울러 축방향 이동되는 인서트 바(30)에 의해 헬리컬 로드(70)의 상단이 앵커 하우징(10)의 선단 측으로 축방향 이동되며, 앵커 하우징(10)의 가이드홀(10c)에 걸쳐진 헬리컬 로드(70)가 앵커 하우징(10)의 가이드홀(10c)을 기점으로 회전되어 헬리컬 로드(70)의 축방향에 대한 경사 각도가 커진다. 따라서 헬리컬 로드(70)의 날끝(74) 또한 교란되지 않은 주변 지반에 박힐 수 있고, 축방향에 대해 경사 배치된 헬리컬 로드(70)가 앵커 하우징(10)의 둘레를 따라 사방에서 앵커 하우징(10)을 지탱해준다.

따라서 본 발명의 헬리컬 앵커 파일이 지반에 보다 견고하게 근입 및 유지될 수 있다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10; 앵커 하우징 20; 헬리컬 플레이트
22; 날개부 24; 제1돌기
26; 제2돌기 28; 제3돌기
30; 인서트 바 40; 결속부
50; 가압부 52; 가변축
54; 고정축 60; 캡
70; 헬리컬 로드

Claims

지중에 근입되며, 축방향을 따라 개구된 중공이 형성되고, 옆면에 상기 중공과 연통되는 적어도 한 세트의 결합구가 형성되며, 상기 한 세트의 결합구들은 상기 축을 기준으로 나선형으로 배열된 앵커 하우징과;
상기 앵커 하우징의 외측에 상기 결합구와 대응하여 나선형으로 배열되며, 상기 결합구에 상기 앵커 하우징의 외측으로 이동 가능토록 결합되는 적어도 한 세트의 헬리컬 플레이트와;
상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 축방향을 따라 이동되고, 상기 앵커 하우징이 지중에 근입되는 동안 상기 헬리컬 플레이트를 고정하는 결속부와, 상기 축방향을 따라 상기 결속부와 일렬 배열되고 상기 앵커 하우징 근입 후 상기 헬리컬 플레이트를 상기 앵커 하우징 외측으로 가압하는 가압부를 갖는 인서트 바;
를 포함하는 헬리컬 앵커 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 헬리컬 플레이트는,
상기 앵커 하우징의 외측으로 돌출 가능토록 상기 결합구에 삽입된 제1돌기와, 상기 앵커 하우징의 내측에서 걸릴 수 있게 상기 제1돌기의 끝단에 형성된 제2돌기를 포함하는 헬리컬 앵커 파일.
청구항 2에 있어서,
상기 헬리컬 플레이트의 제1돌기는 상기 축에 대해 반경방향을 따라 수직하게 형성되고;
상기 결합구에 대해 상기 헬리컬 플레이트를 회전하여 착탈할 수 있도록, 상기 헬리컬 플레이트의 제2돌기는 상기 제1돌기에 대해 일방향 양쪽으로 더 길게 형성되고;
상기 결합구는 상기 축 중심에 대해 원주방향으로 형성되고, 상기 헬리컬 플레이트의 제2돌기가 출입할 수 있게 상기 원주방향에 따른 길이가 상기 축방향에 따른 길이보다 길게 형성된 헬리컬 앵커 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 제1돌기의 축방향 양면에 상기 축방향으로 돌출 형성되고, 상기 인서트 바의 가압력에 의해 상기 결속구를 관통할 수 있게 상기 제2돌기보다 길이가 짧고, 상기 앵커 하우징의 외측으로 가압되었을 때 상기 제2돌기와의 사이에 상기 앵커 하우징의 결속구 둘레가 끼워지는 끼움부를 형성하는 제3돌기를 포함하는 헬리컬 앵커 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 헬리컬 플레이트의 제1돌기에는 상기 축에 대해 원주방향으로 양쪽 끝에 각각 상기 인서트 바의 결속부가 상기 축방향으로 분리 가능토록 끼워지는 쐐기홈이 형성되고;
상기 인서트 바의 결속부는 상기 한 세트의 헬리컬 플레이트의 제2돌기에 의해 형성되는 소정의 중앙공간에 배치되고 상기 제2돌기가 밀접되는 중심축과, 상기 원주방향으로 인접한 제1돌기 사이에 배치되고 상기 중심축으로부터 돌출되어 상기 앵커 하우징의 내벽에 밀접되는 복수의 아암과, 상기 아암에 결합되고 상기 원주방향 양쪽 모서리가 제1돌기의 쐐기홈에 끼워지는 복수의 쐐기를 포함하는;
헬리컬 앵커 파일.
청구항 5에 있어서,
상기 아암은 상기 축방향을 따라 상기 인서트 바의 가압부까지 연장 형성된 헬리컬 앵커 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 인서트 바의 가압부는,
상기 축방향을 따라 상기 인서트 바의 결속부로부터 연장 형성되고, 상기 제2돌기가 밀접되어, 상기 축방향을 따라 반경이 변화하여 상기 헬리컬 플레이트를 상기 앵커 하우징 외측으로 가압하는 가변축과;
상기 축방향을 따라 상기 가변축로부터 연장 형성되고, 상기 가변축의 최대 반경와 대응되게 형성되며, 상기 앵커 하우징의 내벽과의 사이에 상기 앵커 하우징의 외측으로 돌출된 헬리컬 플레이트의 제2돌기가 개재되는 공간을 형성하는 고정축;
을 포함하는 헬리컬 앵커 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 앵커 하우징의 선단 측에 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수 배열되고, 상기 축방향 이동되는 인서트 바에 의해 상기 앵커 하우징의 외측을 향해 경사 배치되는 한 세트의 헬리컬 로드를 더 포함하는 헬리컬 앵커 파일.
청구항 8에 있어서,
상기 앵커 하우징의 선단 측에는, 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수의 가이드홀이 형성되고;
상기 헬리컬 로드는, 상단이 상기 가이드홀을 통해 상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 상기 인서트 바에 힌지 결합되고 하단이 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉과, 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉의 하단에 결합된 날끝을 포함하고;
상기 복수의 헬리컬 로드의 날끝이 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 나선형으로 배열된;
헬리컬 앵커 파일.
청구항 9에 있어서,
상기 날끝은 반경방향에 대해 상기 앵커 하우징을 향해 굴곡된 원호형으로 형성된 헬리컬 앵커 파일.
지중에 근입되며, 축방향을 따라 개구된 중공이 형성되고, 옆면에는 상기 축방향을 따라 일정 길이 형성되고 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수 배열된 장공이 형성된 앵커 하우징과;
상기 앵커 하우징의 중공에 축방향 이동 가능토록 배치된 인서트 바와;
상기 앵커 하우징의 선단 측에 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 복수 배열되고, 상기 축방향 이동되는 인서트 바에 의해 상기 앵커 하우징의 외측을 향해 경사 배치되는 한 세트의 헬리컬 로드를 포함하고;
상기 헬리컬 로드는, 상단이 상기 가이드홀을 통해 상기 앵커 하우징의 중공에 삽입되어 상기 인서트 바에 힌지 결합되고 하단이 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉과, 상기 앵커 하우징 외측으로 돌출된 봉의 하단에 결합된 날끝을 포함하고, 상기 복수의 헬리컬 로드의 날끝이 상기 앵커 하우징의 둘레를 따라 나선형으로 배열된;
헬리컬 앵커 파일.