KR101765747B1

KR101765747B1 - 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101765747B1
Application number: KR1020160125329A
Authority: KR
Inventors: 박제범
Original assignee: 주식회사 제이제이건설
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-08-08

Abstract

본 발명의 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법은 이형철근(1)의 정착부분에 웨지(117)를 이용하여 체결볼트(116)로 웨지캡(110)을 결합하는 웨지캡고정단계와, 상기 웨지캡고정단계가 완료되면 확장바디(120)를 이형철근(1)에 끼워 웨지캡(110)과 확장바디(120)를 나사결합하는 확장바디가체결단계와, 상기 확장바디가체결단계가 완료되면 정착구(100)를 결합시킨 이형철근(1)을 천공홀에 삽입한 다음 이형철근(1)을 회전시켜 웨지캡(110)과 확장바디(120)를 완전결합시킴과 동시에 확장바디(120)의 지지바(125)를 확개시키므로 천공홀의 내주연에 정착구(100)를 고정하는 정착단계로 구성하므로, 네일의 인장력을 증가시킴과 동시에 하중이 인장재 여러 부분에 분산되어 재하되도록 하여 충분한 앵커력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 네일의 소요 수량을 줄여 공기 단축은 물론 공사비 저감할 수 있도록 하고 그라우팅재와 견고하게 결합시켜 정착효율을 향상시키므로 고하중을 효율적으로 얻을 수 있는 것이다.

Description

2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법{double stage extension type nail anchor and method thereof}

본 발명은 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 일반 네일의 하단부에 정착구를 2단 이상으로 장착한 후 이형철근을 회전시켜 지지바를 천공홀 내주연에 강제 압입함으로 지반과의 마찰력을 증가시키는 있도록 하는 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법에 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 앵커 공법에 적용되는 그라운드 앵커는 사면 안정화를 위하여 사면 내부로 천공된 홀에 삽입되는 것으로 토목 현장에서 PC 강연선 등의 고강도 인장재를 구축물과 지반 내부 양쪽에 고정하고 선행하중(prestress)을 부여함으로써 지반에서 발생하는 과도한 응력, 변형, 변위 등으로부터 구조물을 안정화시키기 위한 건설자재이다.

더불어, 그라운드 앵커는 장착지반의 지지방식에 따라 인장형 앵커, 압축형 앵커 및 인장형 앵커와 압축형 앵커에서 하중을 분산시키는 하중분산형 앵커로 분류할 수 있다.

상기 인장형 앵커공법은 천공된 지반에 인장재를 삽입하고 그라우트를 충진한 후, 인장재에 장력을 제공하여 지반과 그라우트 간의 마찰력으로 지반을 지지하는 공법이다.

이러한 인장형 앵커공법은 그라우트 내에서 인장재에 부여된 인장에 의한 크랙(crack)과 하중 집중으로 인한 크리프(creep)로 인하여 진행성 파괴현상이 발생되기 때문에 하중감소가 크다.

상기 압축형 앵커공법은 폴리에틸렌(PE)이 코팅된 PC강연선을 별도의 정착체에 구속시켜 그라우트에 압축력을 발생시키는 공법이다.

이러한 압축형 앵커공법은 상기 인장재를 통해 정착체에 인장을 부여하게 되면, 상기 정착체가 그라우트를 압축하기 때문에 인장형 앵커공법에 비해 크리프(creep)에 의한 하중 감소는 작으나, 고강도의 그라우트를 사용해야 하므로 비교적 연약한 지반에서는 원하는 소정의 앵커력을 확보할 수가 없다.

상기 하중분산형 앵커공법은 인장형 앵커공법과 하중집중형 앵커공법의 문제점들을 보완한 것으로, 인장형 앵커를 여러부분에 분산시켜 재하한 공법이다.

이러한 하중분산형 앵커공법은 정착지반 및 그라우트에 극단적인 하중집중이 발생되지 않아야 하며, 인장용 PC강연선이 자유부의 구속이 최소화하도록 하여야 하고 지반조건에 따라 허용 앵커력을 적용이 용이하여야 한다.

그러나 이러한 종래의 기술은 네일에 있어 정착구의 결합이 용이하지 못할 뿐만 아니라 2단 이상의 정착구 결합에 어려움이 있었다.

한편, 종래의 기술로는 국내 등록특허 제10-1471478호와 등록특허 제10-1118518호가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 주 목적은 네일의 인장력을 증가시킴과 동시에 하중이 인장재 여러 부분에 분산되어 재하되도록 하여 충분한 앵커력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 네일의 소요 수량을 줄여 공기 단축은 물론 공사비 저감할 수 있도록 하고 그라우팅재와 견고하게 결합시켜 정착효율을 향상시키므로 고하중을 효율적으로 얻을 수 있도록 하는 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 2단 확장형 네일 앵커 시공방법은 이형철근의 정착부분에 웨지를 이용하여 체결볼트로 웨지캡을 결합하는 웨지캡고정단계와, 상기 웨지캡고정단계가 완료되면 확장바디를 이형철근에 끼워 웨지캡과 확장바디를 나사결합하는 확장바디가체결단계와, 상기 확장바디가체결단계가 완료되면 정착구를 결합시킨 이형철근을 천공홀에 삽입한 다음 이형철근을 회전시켜 웨지캡과 확장바디를 완전결합시킴과 동시에 확장바디의 지지바를 확개시키므로 천공홀의 내주연에 정착구를 고정하는 정착단계로 구성함을 기본 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 2단 확장형 네일 앵커는 이형철근에 웨지와 체결볼트를 이용하여 고정시키되 외주연에 작동나사를 형성하고 후측에 가압플랜지를 형성한 웨지캡과, 상기 웨지캡의 작동나사에 나사 결합하는 가이드나사를 이형철근을 관통시키는 관통공을 형성하고 가압플랜지에 대응하는 지지바를 핀결합하되 가압플랜지의 전진으로 지지바가 회전하여 확개하도록 하는 확장바디로 구성함을 그 기술적 구성상 기본 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법은 기존네일과 정착부재의 결속이 간단하고, 결속 후에도 견고한 앵커력을 유지하고, 정착구의 지지바 확장을 통하여 천공홀 내주면에 강제로 압입하여 견고하게 고정하므로 인발저항력을 증대할 수 있을 뿐만 아니라 정착구의 설치위치를 손쉽게 조절할 할 수 있고 천공지층 변화에 따라 견고한 지반에 정착구를 설치할 수 있어 안정성 확보에 유리하며, 기존 네일링 공법에도 용이하게 정착구 장착할 수 있도록 함과 동시에 네일의 이상으로 정착구를 설치하여 천공홀의 내부에서 지지바를 펼쳐 내주연 속으로 압입시키므로 충분한 정착력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 정착장의 크기를 간편하게 조정할 있는 것으로, 네일의 정착력 증대로 인한 네일의 수량을 줄여주므로 공사비절감은 물론 공기단축시킬 수 있으며 심지어 그라우트양생 및 지압판 설치 이전에 이며 이단 이상의 정착력이 작용하여 시공 중에 발 생될 수 있는 위험요인을 사전에 제거하므로 안전시공할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 웨지캡 결합상태 나타낸 정면도.
도 2 는 본 발명에 따른 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 웨지캡과 확장바디 가체결상태 나타낸 정면도.
도 3 은 본 발명에 따른 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 2단 웨지캡 결합상태 나타낸 정면도.
도 4 는 본 발명에 따른 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 2단 웨지캡과 확장바디 가체결상태 나타낸 정면도.
도 5 는 본 발명에 따른 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 정착구의 작동 전 상태를 나타낸 정면도.
도 6 는 본 발명에 따른 2단 확장형 네일 앵커 및 그 시공방법을 설명하기 위해 정착구의 작동 후 상태를 나타낸 정면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 2단 확장형 네일 앵커는 이형철근(1)에 웨지(117)와 체결볼트(116)를 이용하여 고정시키되 외주연에 작동나사(113)를 형성하고 후측에 가압플랜지(114)를 형성한 웨지캡(110)과, 상기 웨지캡(110)의 작동나사(113)에 나사 결합하는 가이드나사(123)를 형성하고 가압플랜지(114)에 대응하는 지지바(125)를 핀결합하되 가압플랜지(114)의 전진으로 지지바(125)가 회전하여 확개하도록 하는 확장바디(120)로 구성한다.

상기 웨지캡(110)은 전후로 이형철근(1)을 관통시키는 관통공(111)을 형성하되 관통공(111)에 테이퍼부(112)를 형성하고 테이퍼부(112)에 삽입하는 웨지(117)를 구비한다.

더욱이, 웨지캡(110)의 후단에는 가압플랜지(114)를 형성하고 가압플랜지(114)에 나사공(115)을 천공하며 체결볼트(116)를 구비하되, 나사공(115)에 체결볼트(116)을 나사결합으로 관통시켜 체결볼트(116)의 단부가 이형철근(1)의 표면에 가압하여 웨지캡(110)을 고정하므로 테이퍼부(112)에 위치한 웨지(117)가 이형철근(1)의 돌출마디(10)에 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 한다.

여기서 웨지(117)에는 복수개로 분할하여 형성하되 내주연에 이형철근(1)의 돌출마디(10)를 수용하는 결합홈(118)을 형성하고 외주연에 O-링용 밴딩홈(119)을 형성한다.

상기 확장바디(120)는 전후로 이형철근(1)을 관통시키는 관통공(121)을 형성하고 관통공(121)의 내주연에 가이드나사(123)를 형성하여 웨지캡(110)의 작동나사(113)에 나사 결합하도록 하되 관통공(121)의 앞측에 걸림턱(122)을 형성하여 내장하는 압축스프링(124)의 일측단을 지지함과 동시에 압축스프링(124)의 타측단이 웨지캡(110)의 웨지(117)을 가압할 수 있도록 한다.

나아가, 확장바디(120)의 외주연에는 복수개의 지지편(127)을 돌출시키고 지지편(127)에 지지바(125)을 결합핀(127a)로 결합하여 지지바(125)가 회전할 수 있도록 하되 지지바(125)을 길이방향으로 설치하여 회전하여 확개할 수 있도록 함이 바람직하다.

더불어, 지지바(125)의 앞측에는 O-링용 밴딩홈(126)을 형성하여 자유상태에서 결합핀(127a)을 기준으로 회전하여 지지바(125)의 후측이 탄성에 의해 확개상태를 유지할 수 있도록 하므로 천공홀을 진입할 때 지지바(125)의 걸림현상을를 방지하여 원활하게 삽입할 수 있도록 유도한다.

특히 지지바(125)의 후측은 웨지캡(110)의 가압플랜지(114)에 대응하도록 하여 작동나사(113)과 가이드나사(123)가 완전결합하면 지지바(125)의 앞측을 가압하여 견고한 확개상태를 유지할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 2단 확장형 네일 앵커 시공방법은 이형철근(1)의 정착부분에 웨지(117)를 이용하여 체결볼트(116)로 웨지캡(110)을 결합하는 웨지캡고정단계와, 상기 웨지캡고정단계가 완료되면 확장바디(120)를 이형철근(1)에 끼워 웨지캡(110)과 확장바디(120)를 나사결합하는 확장바디가체결단계와, 상기 확장바디가체결단계가 완료되면 정착구(100)를 결합시킨 이형철근(1)을 천공홀에 삽입한 다음 이형철근(1)을 회전시켜 웨지캡(110)과 확장바디(120)를 완전결합시킴과 동시에 확장바디(120)의 지지바(125)를 확개시키므로 천공홀의 내주연에 정착구(100)를 고정하는 정착단계로 구성한다.

상기 웨지캡고정단계는 이형철근(1)에 웨지캡(110)을 끼우고 정착위치의 돌출마디(10)에 웨지(117)를 결합홈(118)을 일치시킨 다음 웨지(117)의 외주연를 웨지캡(110)의 테이퍼부(112)에 유도하여 웨지(117)를 고정시키되 나사공(115)에 체결볼트(116)을 결합하여 웨지캡(110)을 고정시킨다.

따라서 이형철근(1)의 설정위치에 웨지(117)를 밀착시켜 결합홈(118)을 돌출마디(10)가 끼운 후 웨지(117)를 테이퍼부(112)에 끼워 웨지캡(110)을 체결볼트(116)를 고정하므로 웨지(117)가 테이퍼부(112)에서 벗어나는 것을 방지하여 상호 작용에 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 한다.

상기 확장바디가체결단계에서는 이형철근(1)에 압축스프링(124)과 확장바디(120)를 끼워 웨지캡(110)의 작동나사(113)에 가이드나사(123)를 일정량만 나사결합하여 확장바디(120)를 가체결하도록 한다.

이때 압축스프링(124)의 탄성에 의해 웨지(117)와 확장바디(120)가 안정적으로 결합상태를 유지할 수 있도록 한다.

여기서 밴딩홈(126)에 O-링을 끼워 핀결합시킨 지지바(125)의 앞측을 오므려 천공홀에 진입할 때 지지바(125)의 걸림현상을 방지하고 회전시 지지바(125)의 후단이 원활하게 천공홀의 내주연을 박힐 수 있도록 한다.

한편, 상기와 같은 이형철근(1)에 일정간격을 유지하면서 웨지캡고정단계와 확장바디가체결단계를 반복으로 수행하여 복수개의 정착구(100)를 이형철근(1)에 결합하여 2단 또는 다단으로 사용할 수 있다.

상기 정착단계는 한 개 이상의 정착구(100)와 각종 부재들을 결합시킨 이형철근(1)을 천공홀에 원하는 설계 심도만큼 삽입한 다음 이형철근(1)을 회전시켜 웨지캡(110)의 작동나사(113)에 가체결상태인 확장바디(120)의 가이드나사(123)를 완전체결 하도록 한다.

이때 이형철근(1)에 고정시킨 웨지캡(110)은 이형철근(1)의 회전으로 연동하여 회전하고, 확장바디(120)는 지지바(125)의 후단이 확개하여 자중 등에 의해 어느 정도 천공홀의 내주연에 박혀 고정상태를 유지하므로 웨지캡(110)과 확장바디(120)의 작동나사(113)에 가이드나사(123)를 완전결합시킨다.

이와 동시에 웨지캡(110)과 확장바디(120)의 완전결합으로 인하여 웨지캡(110)의 가압플랜지(114)가 핀결합 상태의 지지바(125)를 가압하면서 지지바(125)를 완전하게 확개시키므로 지지바(125)의 단부가 천공홀의 내주연 속으로 깊게 박혀 이형철근(1)을 견고하게 지지할 수 있도록 한다.

1 : 이형철근 10 : 돌출마디
100 : 정착구 110 : 웨지캡
111 : 관통공 112 : 테이퍼부
113 : 작동나사 114 : 가압플랜지
115 : 나사공 116 : 체결볼트
117 : 웨지 118 : 결합홈
119 : 밴딩홈 120 : 확장바디
121 : 관통공 122 : 걸림턱
123 : 가이드나사 124 : 압축스프링
125 : 지지바 126 : 밴딩홈
127 : 지지편 127a : 결합핀

Claims

이형철근(1)에 웨지(117)와 체결볼트(116)를 이용하여 고정시키되 외주연에 작동나사(113)를 형성하고 후측에 가압플랜지(114)를 형성한 웨지캡(110)과,
상기 웨지캡(110)의 작동나사(113)에 나사 결합하는 가이드나사(123)를 이형철근(1)을 관통시키는 관통공(121)을 형성하고 가압플랜지(114)에 대응하는 지지바(125)를 탄력 설치하여 핀결합하되 가압플랜지(114)의 전진으로 지지바(125)가 확개하므로 지지바(125)의 단부가 천공홀의 내주연에 파고들어 깊게 압입하도록 하는 확장바디(120)로 구성하되,
상기 웨지캡(110)은 전후로 이형철근(1)을 관통시키는 테이퍼부(112)를 형성한 관통공(111)을 천공하고 테이퍼부(112)에 삽입하는 웨지(117)를 구비하며 가압플랜지(114)에 체결볼트(116)를 구비한 나사공(115)을 천공하고,
상기 확장바디(120)는 관통공(121)에 압축스프링(124)을 내장하고 관통공(121)의 앞측에 걸림턱(122)을 형성하여 내장하는 압축스프링(124)의 일측단을 지지함과 동시에 압축스프링(124)의 타측단이 웨지캡(110)의 웨지(117)을 가압할 수 있도록 하되, 지지바(125)의 앞측에는 O-링용 밴딩홈(126)을 형성하여 자유상태에서 결합핀(127a)을 기준으로 회전하여 지지바(125)의 후측이 탄성에 의해 확개상태를 유지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 2단 확장형 네일 앵커.
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