KR200282686Y1 - 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨지 견인판을 사용하지 않고도 외부정착이 해제된 인장재의 반력을 빌어 웨지물림을 해제시켜 인장재를 제거할 수 있는 상태로 반전시킬 수 있는 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지를 제공하기 위한 것으로서, 웨지(10)에 인장재의 선단부가 물린 상태에서 그 선단면의 가장자리를 턱걸림시킬 수 있는 걸림턱(15)을 형성하여 외부정착이 해제된 인장재의 반력이 웨지(10)에 곧장 전달되어 후퇴케 함으로서 웨지물림이 해제되도록 한 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지의 구성을 특징으로 한다.

Description

그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지 {Wedge for inner anchoring device capable of removing tension member of ground anchor}

본 고안은 지중 앵커공 내에 정착된 인장재에 정착하중이 걸린 상태에서 인장재의 외부정착이 해제된 순간 그 인장력에 대한 반력에 의하여 내부 정착체의 선단쪽으로 인장재가 퉁겨나가는 힘에 의하여 인장재의 선단을 물고 있던 웨지가 물러 나 웨지물림을 해제함으로서 인장재가 제거가능한 상태로 반전되게 한 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지에 관한 것이며, 특히 인장재의 반력을 중간매개체 없이 곧바로 웨지에 전달하여 웨지물림을 해제시킬 수 있게 한 구조단순형 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지에 관한 것이다.

그라운드 앵커는 건축 및 토목 구조물을 축조 또는 구축하기 위한 지하구조물용 굴착공사를 하면서 굴착하지 아니한 현장 부근의 지반이 붕괴되는 것을 방지하기 위한 흙막이 공사, 연약지반 절개면의 토사 유실을 억제하는 안전수단 등으로 널리 사용되고 있다. 이러한 그라운드 앵커에는 압축형과 인장형, 및 지압형이 있다. 인장형 그라운드 앵커는 가장 보편적으로 사용되고 있으나, 인장재를 제거할 수 없는 게 흠이다. 지압형 그라운드 앵커는 선단지압의 구속을 받기 때문에 공사 후에 인장재를 제거할 때 어려움이 따른다. 정착력을 확보하는 측면에서 볼 때, 인장형 그라운드 앵커는 경시적으로 그라우팅체의 인장균열로 인하여 정착력이 감소되고, 지압형 앵커는 선단지압이 가능한 암반에만 적용이 가능하다.

그라운드 앵커는 인장강도가 우수한 인장재(연강선)를 사용하여 지반에 천공한 앵커공에 내부 정착체를 삽입하고 자유장측에 인장하중을 걸어 정착력을 확보하므로서 굴착공사할 때 굴착면에 설치한 가설 토류벽 등을 안정시키는데, 지하구조물에 대한 구축공사 완료 후 지중에 인장재를 방치하면 향후 인접한 지반의 지하구조물 구축공사에 장애물로 되는 경우가 있다. 그래서 건물이 인접한 도심지에서는 인장재 제거공법을 적용하는 사례가 느는 추세다. 이런 곳에 사용되는 정착체가 바로 인장재 제거형 내부 정착체이다.

이 분야에 속하는 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착제로는 본출원인에 의한 특허출원 제2001-15335호와 제2001-26495호, 제2001-80813호, 80184호, 그리고 실용신안등록 제235095호와 제242474호, 249170호가 있다. 이들 선행기술의 내부 정착체에 있어서는 외부정착이 해제된 인장재의 반력을 웨지에 전달하기 위한 중간매개체인 웨지 견인판을 필수로 한다. 즉, 웨지의 내면 선단에 웨지 견인판을 턱걸림시키기 위한 견인턱을 형성하고, 이 견인턱에 외부정착이 해제된 인장재의 반력에 의하여 웨지 견인판이 밀려갈 때 웨지를 끌고 가게 함으로서 웨지로 하여금 후퇴와 동시에 벌어지게 하여 인장재의 선단부에 대한 웨지물림을 해제하도록 한 것이다.

상기한 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지는 웨지 견인판이 필수적이라 조립공수가 많고 원가도 높다.

본 고안의 목적은 웨지 견인판을 사용하지 않고도 외부정착이 해제된 인장재의 반력을 빌어 웨지물림을 해제시켜 인장재를 제거할 수 있는 상태로 반전시킬 수 있는 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지를 제공하는 것이다.

이 과제는, 웨지에 인장재의 선단부가 물린 상태에서 그 선단면의 가장자리를 턱걸림시킬 수 있는 걸림턱을 형성하여 외부정착이 해제된 인장재의 반력이 웨지에 곧장 전달되어 후퇴케 함으로서 웨지물림이 해제되도록 한 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지로 달성할 수 있다.

도 1은 그라운드 앵커의 개념도

도 2는 본 고안에 의한 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지 의 측면도

도 3은 본 고안의 웨지가 적용된 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착 단면도

도 4는 지중 앵커공에 내부 정착체를 정착하고 인장재에 정착하중을 건

상태의 단면도

도 5는 인장재의 외부정착 해제에 따라 웨지물림이 풀리고 인장재가 제거될 때의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

c1 : 내부 정착체 10 : 웨지

15 : 견인턱 20 : 웨지 벌림링

22 : 웨지 오므림링 30 : 웨지통

40 : 웨지 분리막 50 : 캡

도 1에서, 토류벽(a)을 안정시키기 위하여 설치하는 인장재 제거형 그라운드 앵커는 적어도 한 가닥 이상의 인장재(b)의 선단부를 내부 정착체(c)내의 웨지에 물려 지중에 천공된 앵커공(d)에 삽입하고, 앵커공(d)의 정착구간에 그라우트재(e)를 충전하여 정착시킨 다음에 상기 인장재(b)에 설계 정착하중을 걸고 토류벽(a)의 띠장(f)에다 외부 정착체(g)로 정착하게 된다.

도 2에서, 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체에 사용하는 본 고안의 개량형 웨지(10)는 원주를 2 또는 3 등분하여 원주방향으로 배열하여 웨지 조합체를 이루게 된다. 기존의 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지는 외면 전체가 테이퍼졌고, 외면 선단부에 원주방향으로 형성된 외부 링홈(11)에는 고무제 O링과 같은 웨지 오므림링을 끼워서 웨지 조합체의 형태를 유지하게 되며, 내면에는 인장재의 선단부를 무는 나선형 물림날(12)이 형성되어 있다.

본 고안에 의한 웨지(10)는 외면의 전반부(13)가 직면이다. 이는 외부정착이 해제된 인장재에 의하여 인장재의 선단부를 물고 있던 웨지(10)가 웨지통의 선단쪽으로 물러나는 과정에서 원심방향으로 웨지(10)가 벌어져서 인장재의 선단부에 대한 웨지물림이 해제되기 쉽게 위하여 웨지통의 내면 선단부와의 사이에 최소한의 웨지벌림용 공간을 확보하는데 필요한 부분이다. 상기 웨지(10) 내면의 전반부(14)에는 물림날을 형성하지 않고, 그 반경도 물림날(12) 부분보다는 크게 하여 인장재의 선단부가 웨지(10)에 물리지 않게 한다. 이 같은 내면의 전반부(14)의 구조는 지중 앵커공에 설치된 그라운드 앵커에서 인장재에 대한 외부정착이 해제됨에 따라 인장재의 반력에 의해 물러나는 웨지(10)로부터 인장재의 선단부에 대한 웨지물림이 용이하게 해제되도록 하는 데 중요한 역할을 하게 된다.

내면 전반부(14)의 선단에는 원주방향으로 견인턱(15)을 형성한다. 이 견인턱(15)은 웨지통 속으로 인장재의 선단부를 끼워 넣어 웨지(10)에 물릴 때 인장재의 삽입길이를 결정하는 요소이자, 지중 앵커공에 정착된 내부 정착체의 인장재에 정착하중이 걸린 상태에서 인장재의 외부정착이 해제되는 순간 그 정착하중에 상응하는 반력에 의하여 인장재가 내부 정착체의 선단쪽으로 퉁겨나갈 때 그 인장재의 반력으로 웨지통에 들어 있는 웨지(10)가 한꺼번에 끌려가도록 인장재의 선단면 가장자리가 턱걸림될 곳이다. 웨지(10)에 인장재의 선단부를 끼워 물린 이후에는 상기 견인턱(15)에 인장재의 선단면 가장자리가 항상 걸려 있어야 한다. 그러므로 상기 견인턱(15)의 내경은 인장재의 단면적보다도 작게 형성한다.

그리고 도시예에서는 견인턱(15)이 단엽상으로 나타나 있으나, 이렇게 한정하는 것은 아니며, 예컨대 톱니형으로 형성할 수도 있다. 어떻게든 인장재의 선단면의 가장자리가 항상 걸릴 수 있는 요건을 충족하는 형태면 된다. 견인턱(15)의 뒤쪽에 원주방향으로 형성된 내부 링홈(16)은 웨지(10)를 벌려주는 웨지 벌림링을 끼우는 홈이다.

도 3에서, 내부 정착체(c1)는 웨지(10)와 웨지 벌림링(20), 웨지통(30), 웨지 분리막(40), 및 캡(50)으로 조합된다. 웨지 벌림링(20)은 웨지(10)의 내부 링홈(16)에 삽입하여 웨지(10)를 원심방향으로 벌려주는 강력한 C형 탄성링이다.

웨지통(30)은 내부에 역원추형 웨지좌(31)와, 웨지좌(31)의 후단에 형성된 인장재공(32)과, 인장재공(32) 주위에 튜브좌(35)가 각각 형성되어 있고, 웨지좌(31)의 앞쪽에는 웨지(10)가 후퇴하면서 원심방향으로 벌어질 수 있는 공간을 확보하기 위한 직벽형 여유부(33)와, 캡(50) 체결용 나사(34)를 갖고 있다.

웨지 분리막(40)은 외부정착이 해제된 인장재의 반력에 의해 웨지(10)가 물러나 인장재에 대한 웨지물림을 해제할 때 웨지통(30)의 웨지좌(31)에서 웨지(10)가 쉽게 분리되도록 웨지좌(31)와 웨지(10) 사이에 개입시켜 웨지좌(31)에 웨지(10)가 달라붙지 않게 하는 것으로, 비점착성 수지필름·석면·유리섬유 등이다. 그리고 캡(50)은 웨지통(30)의 선단에 체결하여 웨지통(30)의 내장물을 보호하는 것으로, 주면에는 웨지통(30)의 나사(34)에 대응하는 나사(51)가 형성되어 있다. 도면부호(52)는 링패킹이다.

조립순서는 다음과 같다. 먼저, 웨지 벌림링(20) 주위로 소요수의 웨지(10)를 하나씩 배열하면서 내부 링홈(16)을 끼워 맞춘 다음에 외부 링홈(11)에 웨지 오므림링(22)을 끼워 웨지(10)의 조합상태를 유지한다. 튜브(h)에 씌워진 인장재(b)의 선단부는 인장재공(32)을 통하여 웨지통(30)에 끼워 넣는다. 그리고 웨지(10)의 후단쪽을 원심방향으로 벌리고 선단면 가장자리가 견인턱(15)에 가 닿을 때까지 인장재(b)의 선단부를 끼워서 물린다.

웨지통(30)의 웨지좌(31)에 웨지 분리막(40)을 깐다. 웨지 분리막(40)은 웨지(10)의 원주면과 같게 또는 약간 작게 재단하여 웨지(10)의 원주면에 부착해도 된다. 인장재(b)의 선단부를 물린 웨지(10)를 웨지통(30)의 선단쪽으로 삽입하여 안장하고, 웨지통(30)의 나사(34)에 캡(50)의 나사(51)를 체결한다. 튜브(h)는 선단이 튜브좌(35)에 닿도록 밀어 넣고 실재로 밀봉하여 그 틈으로 물기가 스며들지 못하게 조치하면 내부 정착체(c1)와 인장재(b) 및 튜브(h)의 조립이 마무리된다.

도 4에서, 인장재(b)의 선단이 물린 상기 내부 정착체(c1)를 지중 앵커공 (d)에 삽입하고 정착구간에 그라우트재(e)를 충전하여 정착시킨 다음 상기 인장재(b)에 정착하중을 걸어 외부 정착체로 띠장 등에 정착시킨다. 그라운드 앵커용 인장재로 쓰이는 스트랜드 와이어의 한계 인장하중은 15톤을 약간 넘는다.

그러나 그라운드 앵커용 인장재로 사용할 때의 설계 정착하중은 대체로 11∼12톤이다. 내부 정착체(c1)의 최초 조립당시에는 인장재(b)의 선단부에 대한 웨지물림이 약간 느슨하지만 인장재(b)에 인장력이 걸리면서부터는 그 인장재(b)에 웨지(10)가 이끌려가면서 웨지좌(31)와의 상호작용에 의해 옥죄어들면서 더욱 강하게 인장재(b)의 선단부를 물게 된다. 그러던 웨지(10)가 어느 시점에 다달으면 웨지통(30) 내에서 더 이상 움직이지 않는다.

도 5에서, 지하구조물공사를 마치고 인장재(b)의 외부정착을 해제한다. 인장재(b)의 외부정착 해제는 도 1에서 외부 정착체(g)를 제거하는 방법과 외부 정착체(g)의 바로 안쪽 인장재 부분(i)을 용접기로 절단하는 방법이 있다. 어떤 방법으로든 인장재(b)의 외부정착을 해제하는 순간 인장재(b)에는 정착하중에 상응하는 반력이 작용한다. 이때의 반력에 의하여 인장재(b)는 선단쪽으로 퉁겨나간다. 인장재(b)가 퉁겨나가면서 그 선단면 가장자리가 모든 웨지(10)의 견인턱(15)을 한꺼번에 끌고 간다. 이때 웨지(10)가 물러나는 것이다. 그러면서 웨지 벌림링(20)에 의해 원심방향으로 벌어진다. 그 결과, 이제껏 웨지(10)에 물렸던 인장재(b)의 선단부가 비로소 해방되는 것이다(2점 파단선 표시).

인장재(b)는 지중 앵커공 내에서의 부식방지와 나중에 제거하기 쉽게 할 목적으로 그 표면에 윤활제를 도포하고 튜브(h)를 씌워 보호한 것이다. 그리고 튜브(h)는 지중 앵커공 내의 그라우트재에 의해 고정된 상태다. 그래서 인장재(b)를 인발하더라도 튜브(h)는 앵커공에 그대로 남는다. 이렇게 하여 인장재(b)의 선단부에 대한 내부 정착체(c1)측 웨지(10)의 웨지물림이 해제되면 인력만으로도 인장재(b)를 인발하여 제거할 수 있는 것이다.

웨지물림이 해제되었다고 판단하여 인장재(b)를 인발하는데도 빠져 나오지 않을 시에는 인장재(b)의 외측단을 잡고 물림날(12)의 역나사방향으로 돌려서 뺀 다음에 인발하면 제거할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안의 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지는 정착하중이 걸린 인장재의 외부정착을 해제했을 때 그 정착하중에 상응하는 반력으로 직접 웨지를 후퇴시켜 웨지물림을 해제할 수 있으므로 웨지를 후퇴시키기 위한 웨지 견인판이 배제되는 데 따른 원가절감효과와 함께 조립편의가 제공된다.

Claims (1)

1. 내면에 나선형 물림날(12)이 형성되고 외부 링홈(11)에는 탄성을 지닌 웨지 오므림링(22)을 끼워 원주방향으로의 조합상태가 유지되도록 한 웨지(10)에 있어서, 상기 웨지(10)의 내면 선단에다 인장재의 선단면 가장자리가 턱걸림되는 견인턱(15)을 형성한 것을 특징으로 하는 그라운드 앵커의 인장재 제거형 내부 정착체용 웨지.