KR102458224B1

KR102458224B1 - 선단 확장부를 가진 앵커체 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR102458224B1
Application number: KR1020210191793A
Authority: KR
Inventors: 이상훈
Original assignee: 이상훈
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-10-21

Abstract

본 발명은, 길이 방향으로 다수 개 배치되어 몸체를 형성하는 로드(100); 상기 로드의 일측에 고정되게 결합되는 제1고정결합부재(200); 상기 로드의 타측에 고정되게 결합되는 제2고정결합부재(300); 상기 제1 및 제2고정결합부재 사이에서 상기 로드에 결합되되, 로드의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩부재(400); 상기 슬라이딩부재 및 제2고정결합부재에 링크 결합되는 확장부재(500);를 포함하고, 상기 제2고정결합부재에 결합되고, 내부에 유체가 주입될 수 있는 실린더(220); 상기 실린더 일측에 구비되어 실린더 내부 유체가 주입되되 실린더 외부로 유체가 배출되는 것은 방지하는 체크 밸브(230); 일단은 상기 실린더 내측에 위치하고 타단은 상기 슬라이딩부재에 결합되어, 상기 실린더 내부에 유체가 주입됨에 따라 이동하는 가압부재(250); 상기 실린더 내부로 고압 유체를 공급하는 호스(280);를 더 포함하여, 상기 실린더 내부로 주입되는 유체가 상기 가압부재를 가압하여 상기 슬라이딩부재가 이동함에 따라 상기 확장부재의 횡방향 폭이 확장되는 앵커체를 제공한다.

Description

선단 확장부를 가진 앵커체 및 이의 시공방법{ANCHOR WITH FRONT-END EXPANSION PARTS AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 앵커체 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선단부에 앵커체 폭 방향으로 확장되는 확장부를 구비하고 공기나 물과 같은 유체의 주입으로 상기 확장부가 폭 방향으로 확장됨으로써 앵커체의 지반과의 결속력을 증대시키고 또한 인발저항력을 증대시키는 기술에 대한 관한 것이다.

일반적으로 지반보강용 앵커체는, 지중에 삽입하여 흐트러진 지반을 상호 결합시키는 강선, 지반과 강선을 고결시키는 그라우트(grout), 강선에 도입된 긴장력을 지반에 전달하는 내하체 등으로 이루어진다. 시공 과정을 간단히 보면, 지반을 천공한 후, 강선을 포함한 앵커체를 삽입하고 지반과 강선을 그라우트 시공으로 강선의 끝단을 고정한 후, 유압 실린더로 강선을 당겨서 긴장(prestressing)한후, 고정시킴으로서 지반에 긴장력을 도입하여 지반안정을 도모하는 공법이다.

한편, 앵커는 목적에 따라 영구식 앵커와 제거식 앵커로 구분된다.

제거식 앵커는 가설용으로 사용되는 것으로, 목적을 달성한 후 지중에서 제거되는 것이며, 가설용으로 사용되는 경우 지중에 매설된 앵커를 그대로 방치하면 환경오염문제, 자재의 낭비를 초래할 뿐 아니라, 도심지에서의 건축물 공사시 인접 대지의 침범에 따른 분쟁, 앵커가 설치된 대지의 지중 공사시 장애물로의 작용 등 많은 문제점을 초래하기 때문에 추후에는 이를 제거하여야 한다.

이러한 제거식 앵커는 제거방법에 따라 나사에 의한 앵커제거 방법, 화약에 의한 앵커제거방법, 제거용 인장재를 삽입하여 앵커를 제거하는 방법 등 여러 가지 방법들이 있었다. 이와 같은 종래기술 중에는 화약에 의해 그라우팅제를 파괴시키고 앵커를 제거하는 방법은 화약폭발에 따른 지반의 진동으로 민원이 우려되고 시공의 확실성도 기대하기 어려우며, 제거용 인장재에 의한 앵커제거방법은 필요한 인장재 이외에 제거용 인장재를 삽입하여야 하므로 앵커장치의 규모가 커지고, 또한 그 구조도 복잡해지는 문제점이 있다. 그리고, 종래의 유턴(U-turn)식 제거 앵커는 앵커공에 삽입되는 인장재의 말단부분을 U자형으로 하여 인장재를 해체하는 형태를 하고 있으나 이는 인장재를 제거시에 별도의 인발장비가 필요하고 원활히 인장재를 인발하기 위하여 윤활재가 필요한 등의 문제가 있었다.

그리고, 영구 앵커는 암석, 지반의 절개지 등에서 절개면의 붕괴방지를 위한 흙막이공사 및 사면안정, 산사태억제, 빌딩 또는 댐 등과 같은 대형 구조물의 지하수에 의한 부상방지, 지하구조물의 부상방지, 대형 건물의 지하층 토목 공사시 굴착벽면의 붕괴방지 등에 사용된다. 또한, 지진 발생지 등의 건축물이나 대형 철탑, 옹벽 등의 시공시 구축물의 이동이나 왜곡 등의 전도방지 및 캔틸레버(cantilever)의 반력을 위한 시공, 수중공사를 위한 케이슨(Caisson) 침설시의 압입보조 등을 하기 위해 설치되는 것이다. 그리고, 종래 앵커에 대한 특허로는 등록특허 제10-0944455 및 공개특허 10-2013-0069169 등이 있었다.

그러나, 종래 기술에서의 앵커체는 선단 정착부에서의 버팀응력이 작아 인장시 앵커체 선단부가 일탈되는 문제점이 있었다.

본 발명은 압축공기 또는 압축 유체를 가함으로써 앵커체 선단의 확장부가 횡방향으으로 펼쳐지는 구조를 제공하여 다수의 날개부 확장으로 앵커공 내의 지중에 빠르고 견고하게 고정됨으로써, 빠르고 견고하게 앵커체를 정착 시공할 수 있고, 앵커체의 인발저항력이 증대되어 앵커 시공 품질이 우수하며, 안전성이 높은 앵커체 시공이 가능하도록 하는 선단 확장부재를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 체크밸브는, 상기 실린더 일측에 형성된 유체주입구를 개폐하는 볼(232)과, 상기 유체주입구를 폐쇄하는 방향으로 볼을 가압하는 스프링(234)으로 이루어진다.

상기 가압부재는, 상기 실린더 내부에 구비되어 실린더 내벽을 따라 이동하는 가압판(252)과, 상기 가압판의 외주면에 구비되어 상기 가압판과 실린더 내벽을 밀폐하는 실링부재(254)와, 상기 가압판의 일측에서 돌출되고 상기 실린더 하단을 관통하여 배치되어서 상기 슬라이딩부재에 결합되는 가압로드(256)로 이루어진다.

외측에는 상기 로드가 결합되고, 내측에는 강선의 선단부가 체결되는 강선체결부(600)와, 상기 확장부재를 상기 슬라이딩부재에 회동가능하게 연결하는 제1링크부재(520)와, 상기 확장부재를 상기 제2고정결합부재에 회동가능하게 연결하는 제2링크부재(540)를 더 포함한다.

본 발명은 또한 상기 앵커체를 이용한 시공방법을 제공한다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 제거식 앵커의 구조를 개선하여 앵커체 선단부의 지반 결합력을 높이고 인발 저항력을 높여서 빠르고 견고하게 앵커체를 정착 시공하는 거이 가능해지고 그 결과 앵커체 시공 품질이 우수한 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 선단 확장부를 가진 앵커체의 사시도이며, 선단확장부가 확장되지 않은 상태를 도시하고 있으며,
도 2는 본 발명에 따른 선단 확장부를 가진 앵커체의 사시도이며, 선단확장부가 확장된 상태를 도시하고 있으며,
도 3은 도 2에 도시된 앵커체를 다른 각도에서 바라본 모습이며,
도 4는 본 발명에 따른 선단 확장부를 가진 앵커체의 일부 확대도이며,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 앵커체의 선단 확장부가 확장되는 원리를 보여주기 위해서 실린더 내부 작동 모습을 보여주는 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이며 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 도면을 참고한 설명에서 방향을 나타내는 표현으로 '선단, 전방' 등의 표현은 앵커체가 천공된 홀로 삽입되면서 전진하는 방향을 의미하는 것으로 하며, '후단, 후방' 등의 표현은 천공된 홀에서 앵커체가 후퇴하는(제거되는) 방향을 의미하는 것으로 한다. 시공과정에서 홀을 천공하는 과정과 앵커체를 시공하는 과정 등은 일반적인 기술이며 이미 알려진 기술이므로 이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 핵심인 앵커체의 선단확장부의 작동원리를 위주로 설명하기로 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명은 제거식 앵커와 영구 앵커 모두에 적용 가능한 앵커체에 대한 것이며, 천공홀에 진입시킨 앵커체에 압축공기 또는 압축 유체를 가함으로써 앵커체 선단의 확장부가 횡방향으으로 펼쳐지는 구조가 특징이며, 다수의 날개부 확장으로 앵커체를 천공홀 내부에서 지중에 빠르고 견고하게 고정시켜서 인발저항력을 증대시킨 구조이다.

도 1은 본 발명의 앵커체에서 천공홀에 진입되는 상태의 앵커체의 사시도이며 선단확장부가 확장되지 않은 상태이다. 도 2와 도 3은 앵커체가 천공홀에 진입된 상태에서 외부에서 고압 유체(공기나 물)을 공급하여 선단확장부를 확장시킨 모습이다.

도 1 내지 도 3을 참조하며 본 발명을 보면, 본 발명은 크게 보아, 선단부 몸체 형상을 이루는 로드(100)와, 상기 로드에 결합되는 제1 및 제2고정결합부재(200, 300)와 슬라이딩부재(400)와, 확장부재(500)와, 강선의 선단부가 체결되는 강선체결부(600)와 로드 최 선단에 위치하는 쐐기형 부재(700)를 포함한다.

상기 로드(100)는, 앵커체가 삽입되는 천공홀의 길이 방향으로 다수 개 배치되어 선단부에서 전체적인 몸체를 형성하고, 제1 및 제2결합부재(200,300)는 상기 로드의 일측에 고정되게 결합되어서 상대적인 위치 이동이 없는 부재이다.

상기 슬라이딩부재(400)는, 상기 제1 및 제2고정결합부재 사이에서 상기 로드(100)에 결합되면서, 상기 로드의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합된다. 상기 슬라이딩부재가 로드 길이를 따라 선단부로 이동하면서 상기 확장부재를 확장하게 되는데, 본 발명에서는 이를 위해 내부에 유체가 주입되는 실린더(220)를 구비한다.

상기 실린더(220)는 실린더캡(210)에 의해 상측이 밀봉되면서 실린더캡(210)이 상기 제1결합부재(200)에 결합된다. 그리고, 실린더캡(210)에는 내부로 유체가 주입되는 통로인 유체주입구(215)가 형성되고, 상기 유체주입구에는 이하 설명할 호스(280)가 연결되어 외부에서 고압의 유체가 공급된다. 상기 실린더캡의 유체주입구를 밀폐하면서 실린더 내부 유체가 주입은 되면서 실린더 외부로 유체가 배출되는 것은 방지하는 체크 밸브(230)가 구비된다. 상기 체크밸브는, 상기 실린더 일측에 형성된 유체주입구를 개폐하는 볼(232)과, 상기 공기주입구를 폐쇄하는 방향으로 볼을 가압하는 스프링(234)으로 이루어진다.

그리고, 상기 실린더 내부에는 유체 가압에 의해 전방으로 이동하는 가압부재(250)가 구비된다. 상기 가압부재는, 일단은 상기 실린더 내측에 위치하고 타단은 상기 슬라이딩부재에 결합되어, 상기 실린더 내부에 유체가 주입됨에 따라 이동하게 된다. 구체적으로 보면, 상기 가압부재(250)는, 상기 실린더 내부에 구비되어 실린더 내벽을 따라 이동하는 가압판(252)과, 상기 가압판의 외주면에 구비되어 상기 가압판과 실린더 내벽을 밀폐하는 실링부재(254)와, 상기 가압판의 일측에서 돌출되고 상기 실린더 하단을 관통하여 배치되어서 상기 슬라이딩부재에 결합되는 가압로드(256)로 이루어진다.

이러한 실린더 내부로 호스(280)를 통해 고압의 유체(공기나 물)를 공급하게 되면, 상기 주입되는 유체는 상기 가압부재의 가압판(250)의 상측면을 가압하여 가압부재를 전방으로 전진시키게 된다. 이에 따라 상기 슬라이딩부재가 전방으로 이동하게 되고, 그 결과 링크부재로 연결된 상기 확장부재가 횡방향으로 회동하면서 폭이 확장되는 것이다. 그리고, 상기 체크밸브는 유체를 일방향으로만 흐르게 하는 것이므로, 상기 실린더(220) 내부로 주입된 유체는 다시 빠져나가지 못하게 되고, 그 결과 상기 확장부재(500)의 날개가 횡방향으로 펼쳐진 상태를 계속하여 유지하게 된다.

이것은 상기 확장부재(500)의 후단측을 상기 슬라이딩부재(400)에 회동가능하게 연결하는 제1링크부재(520)와, 상기 확장부재(500)의 선단측을 상기 제2고정결합부재(300)에 회동가능하게 연결하는 제2링크부재(540)에 의해서 이루어진다. 즉, 제2고정결합부재는 상기 로드에 고정결합되어 있으므로 이동이 불가능한 상태에서, 상기 슬라이딩부재가 이동함에 따라 상기 제1링크부재(520)가 횡방향(로드에 수직한 방향)으로 회동하는 동작이 이루어지는 이에 의해 상기 확장부재가 횡방향으로 펼쳐지게 되는 것이다.

본 발명에서 강선의 선단이 연결되는 강선선단부(650)가 구비되고, 상기 강선선단부는 강선체결부(600)에 의해 상기 로드(100)에 결합된다. 즉, 강선체결부(600)의 외측에는 상기 로드가 결합되고, 내측에는 강선의 선단부(650)가 체결된다. 상기 강선의 선단부는 강선과 분리되는 구조(제거식 앵커)일 수도 있고, 분리되지 않는 구조(영구 앵커)일 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기 앵커체를 시공하는 방법을 제공하는데, 일예로 지면에 천공홀을 형성하는 단계와, 강선이 결합된 본 발명의 앵커체를 상기 천공홀에 삽입하여 고정하는 단계와, 상기 천공홀에 그라우팅하는 단계와, 상기 강선을 인장하여 상기 지면을 보강하는 단계 등을 포함하면서, 그 과정에 상기 호스(280)로 고압의 유체를 공급하여 상기 확장부재(500)를 횡방향으로 확장하는 단계를 포함하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

길이 방향으로 다수 개 배치되어 몸체를 형성하는 로드(100);
상기 로드의 일측에 고정되게 결합되는 제1고정결합부재(200);
상기 로드의 타측에 고정되게 결합되는 제2고정결합부재(300);
상기 제1 및 제2고정결합부재 사이에서 상기 로드에 결합되되, 로드의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩부재(400);
상기 슬라이딩부재 및 제2고정결합부재에 링크 결합되는 확장부재(500);를 포함하고,
상기 제2고정결합부재에 결합되고, 내부에 유체가 주입될 수 있는 실린더(220);
상기 실린더 일측에 구비되어 실린더 내부 유체가 주입되되 실린더 외부로 유체가 배출되는 것은 방지하는 체크 밸브(230);
일단은 상기 실린더 내측에 위치하고 타단은 상기 슬라이딩부재에 결합되어, 상기 실린더 내부에 유체가 주입됨에 따라 이동하는 가압부재(250);
상기 실린더 내부로 고압 유체를 공급하는 호스(280);를 더 포함하여,
상기 실린더 내부로 주입되는 유체가 상기 가압부재를 가압하여 상기 슬라이딩부재가 이동함에 따라 상기 확장부재의 횡방향 폭이 확장되는 것을 특징으로 하는 선단 확장부를 가진 앵커체.
제1항에 있어서,
상기 체크밸브는, 상기 실린더 일측에 형성된 유체주입구를 개폐하는 볼(232)과, 상기 유체주입구를 폐쇄하는 방향으로 볼을 가압하는 스프링(234)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선단 확장부를 가진 앵커체.
제1항에 있어서,
상기 가압부재는, 상기 실린더 내부에 구비되어 실린더 내벽을 따라 이동하는 가압판(252)과, 상기 가압판의 외주면에 구비되어 상기 가압판과 실린더 내벽을 밀폐하는 실링부재(254)와, 상기 가압판의 일측에서 돌출되고 상기 실린더 하단을 관통하여 배치되어서 상기 슬라이딩부재에 결합되는 가압로드(256)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선단 확장부를 가진 앵커체.
제1항에 있어서,
외측에는 상기 로드가 결합되고, 내측에는 강선의 선단부가 체결되는 강선체결부(600); 상기 확장부재를 상기 슬라이딩부재에 회동가능하게 연결하는 제1링크부재(520); 상기 확장부재를 상기 제2고정결합부재에 회동가능하게 연결하는 제2링크부재(540);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선단 확장부를 가진 앵커체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 앵커체를 이용한 시공방법.