KR20200041095A

KR20200041095A - 영구형 앵커

Info

Publication number: KR20200041095A
Application number: KR1020180121105A
Authority: KR
Inventors: 김승관
Original assignee: (주)이지이앤티
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2038-10-11
Also published as: KR102199131B1

Abstract

본 발명은 영구형 앵커(200)에 관한 것으로서, 지반 구멍(20)내에 그라우트(30)를 매개로 삽입고정된 피씨(PC) 강연선(150)이 각각 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 지반표면의 구조물에 고정되는 영구형 앵커(200)에 있어서, 여러개의 가닥으로 이루어지는 상기 피씨 강연선(150)들은 일부는 각각 강관파이프수단에 의해 개별적으로 감싸져서 고정되고, 상기 각각 강관 파이프수단중 하나의 강관파이프수단은 그라우트주입수단인 것을 특징으로 하며, 상기 그라우트주입수단은 하부의 강관파이프수단 및 상부의 플라스틱파이프 수단으로 이루어지며, 상기 강관파이프수단의 하부에는 그라우트배출구멍이 형성되며, 상기 강관파이프수단 및 상부의 플라스틱파이프수단은 연결관에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

영구형 앵커{Permanent type anchor}

본 발명은 영구형 앵커에 관한 것으로, 특히 다수의 언본디드PC강연선중에서 하나의 언본디드PC 강연선에 그라우트주입관(PE파이프)과 하단부에 그라우트배출구멍 있는 내하체강관파이프를 끼워서 그라우트주입관 역할을 하도록 하여 그라우트 강도가 증진되고, 피복두께가 증가되어 부착력이 증대되며, 단면이 작아져 설치가 용이한 새로운 형태의 영구형 앵커에 관한 것이다.

일반적으로, 영구형 앵커란 구조물과 지반 양자에 설치하는 자재이다. 다수의 PC 강연선을 이용하여 만든 영구형 앵커는 구조물과 지반 양단부에 고정하여 PC 강연선에 프리스트레스력(선하중, 힘을 미리 가함)을 부여함으로써 구조물에 나쁜 영향을 미치는 과대한 응력, 변형, 변위 등을 안정시키기 위해 지반 속에 설치하는 공법이다.

구체적으로, 상기 영구형 앵커가 건물이나 도로의 절개된 경사면 등에 옹벽을 칠 때 사용되는 예로서, 선출원된 종래기술에 따르면(대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제259095호), 하부정착부는 다수의 정착체철근을 PC 강연선과 별도로 설치하고, 그리스가 도포된 PC 강연선을 폴리에틸렌(PE)파이프에 넣은 언본디드(unbonded) 강연선 여러 가닥을 다시 직경이 큰 폴리에틸렌(PE)파이프에 설치하여 제작된 영구형 앵커를 개시하고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 영구형 앵커는 언본디드 강연선 여러 가닥을 직경이 큰 폴리에틸렌(PE)파이프에 한꺼번에 설치하고 정착체 철근 및 나선형 보강선으로 조합함으로써 제조 공정이 복잡하고 앵커의 직경이 크고 무거우며 시공이 어려운 문제점이 있었다.

또한 기존 앵커는 직경이 크고, 정착체(혹은 고정체) 철근의 끝 단면이 노출되어있기 때문에 지반과의 마찰(걸림)을 일으켜 영구형 앵커의 삽입을 어렵게 만드는 문제점이 있었다.

또한, 철근 끝 단면과 구멍(앵커를 설치하기 위한 구멍) 면과의 직접 접촉으로 인하여 구멍 주변 흙이 많이 떨어져 영구형 앵커와 상기 구멍사이에 끼게 되고, 떨어진 흙과 그라우트(시멘트와 물의 혼합물)가 혼합되어 그라우트의 품질을 떨어뜨려 그라우트의 강도 및 부착력의 감소 등으로 인해 구조적 불안정이 쉽게 야기되는 문제점이 있었다.

또한, 정착체 철근이 영구형 앵커의 하중작용점과 떨어져 있기 때문에 하부앵커가 편심되게 정착되기 쉽고, 이에 따라 힘의 작용이 편심되게 발생되어 그라우트에 균열이 발생하고 강도가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 정착체 철근 주위를 그라우트가 골고루 감싸지 못하고 편향되며, 슬라이딩 폴리에틸렌(PE)파이프와 접촉 부분에는 그라우트가 채워지지 않아 그라우트와의 부착력이 감소되고 인장력이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 정착체 철근을 설치할 공간이 필요하므로 영구형 앵커의 직경이 커져 천공장비의 증대, 천공작업 시간의 증대, 그라우트량의 증대가 야기되는 문제점이 있었고, 동일한 천공직경에서 기존제품을 이용할 경우, 그라우트의 두께가 줄어들기 때문에 부착력이 감소되고 인장력이 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 종래의 영구형 앵커는 나선형 정착체스틸파이프, 정착체 철근, 슬라이드 폴리에틸렌(PE)파이프, 연결링(스틸)과 같이 부속자재들이 많고 또한, 가공부위가 많으며, 그에 따른 가공공정의 증가로 인하여 영구형 앵커에서는 치명적인 PC 강연선의 부식 가능성이 커지는 문제점이 있었고, 이는 지반의 불안정을 야기할 뿐만 아니라 토양오염을 수반하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 발명의 출원인은 지반 구멍(20)내에 그라우트(30)를 매개로 삽입고정된 피씨(PC) 강연선(150)이 각각 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 지반표면의 구조물에 고정되는 영구형 앵커(100)에 있어서, 여러개의 가닥으로 이루어지는 상기 피씨 강연선(150)들은 각각 파이프수단에 의해 개별적으로 감싸져서 고정된 영구형 앵커(100)을 제안한바 있다.

도 1은 상기한 종래 기술에 따른 영구형 앵커가 장착된 상태를 나타낸 지반의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 영구형 앵커의 측단면도이고, 도 3은 도 2의 C 부분의 상세 측단면도이고, 도 4는 도 2의 D 부분의 상세 측단면도이고, 도 5는 도 2의 A-A'선 단면도이고, 도 6은 도 2의 B-B'선 단면도이고, 본 발명에 따른 영구형 앵커에서 PC 강연선과 폴리에틸렌파이프와 중공의 나선형 정착체스틸파이프가 설치된 상태를 나타낸 영구형 앵커의 일부 사시도이고, 도 8은 도 7의 일부 측단면도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 영구형 앵커(100)의 각 구성부의 조립 순서는 다음과 같다. PC 강연선(150)을 적당한 길이로 절단한 후 각각의 절단된 PC 강연선(150)에 차례대로 표면을 요철처리한 중공의 나선형 정착체스틸파이프(114), 하부정착헤드(122), 하부조임부재(121), 조임부재 밀림방지판(116)을 각각 끼워 넣어 고정하고, 부식방지제를 넣은 하부부식방지캡(117)을 씌워 부식방지 처리한다.

또 각각의 PC 강연선(150)에 끼워진 중공의 나선형 정착체스틸파이프(114) 바로 위에 나머지 전체 PC 강연선(150)길이에 맞추어 폴리에틸렌(PE)파이프(115)를 각각 끼우고 그 연결부위는 열수축튜브(118)로 연결한다. 그리고 구조물 상면에서 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 차례대로 PC 강연선(150)에 끼우고 인장기계를 이용하여 고정한다. 또한, 부식방지제를 바른 상부부식방지캡(111)을 씌워 내용물이 부식되지 않게 처리한다.

미설명부호 114a 및 115a는 각각 중공의 나선형 정착체스틸파이프(114)내에 채워진 그리스(부식방지용)와, 폴리에틸렌파이프(115)내에 충진된 그리스(부식방지용)를 나타낸다.

영구형 앵커(100)의 시공순서는

첫째, 천공기계(도시 안됨)를 이용하여 땅 속에 구멍(직경 10cm~16cm)(20)을 뚫는다.

둘째, 상기 구멍(20)에 조립된 영구형 앵커(100)를 하부정착헤드(112)를 포함한 하부부분부터 시작하여 전체를 삽입한다.

셋째, 펌프(도시 안됨)를 이용하여 그라우트(시멘트와 물의 혼합물)(30)를 구멍(20)에 넣는다.

넷째, 땅속의 그라우트(30)가 굳어 영구형 앵커(100)와 지반이 일체가 되도록 한다.

다섯째, 인장기계(도시 안됨)를 이용하여 PC 강연선(150)을 큰 힘으로 잡아당겨 프리스트레스력(선하중)을 부여한다.

여섯째, 상기 PC 강연선(150)을 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 구조물에 고정한다.

상기한 종래 기술의 특징은 상기 PC 강연선(150)들이 각각 별개로 나선형 정착체스틸파이프(114), 폴리에틸렌(PE)파이프(115)로 감싸져서 설치된다는 점에 있다. 즉, 상기 중공의 나선형 정착체스틸파이프(114) 및 폴리에틸렌(PE)파이프(115)가 여러 가닥의 PC 강연선에 각각 씌어져 PC 강연선들이 감싸지도록 설치함으로써 앵커의 무게와 직경을 줄이고 제품을 단순화한 영구형 앵커가 제공된다.

이때, 상기 나선형 정착체스틸파이프(114)와 폴리에틸렌 파이프(115)의 연결부위는 열수축튜브(118)로 연결되어 있다.

상기 열수축튜브(118)는 서로 다른 재질인 상기 나선형 정착체스틸파이프(114)와 폴리에틸렌파이프(115)를 서로 연결시키기 위한 중간연결부재로서 양파이프들과는 접합이 가능한 형태이며, 원형띠형태로 상기 나선형 정착체스틸파이프(114)와 폴리에틸렌파이프(115)를 겹쳐진 상태에서 열을 가하여 수축되게 함으로써 겹쳐진 부위들에서 각각 상기 나선형 정착체스틸파이프(114)와 폴리에틸렌파이프(115)와 접합되면서 밀봉되어 결국 양 파이프를 서로 연결시키고 PC 강연선의 부식을 방지하는 역할을 담당한다.

그러나, 상기한 종래기술에 따른 영구형 앵커는 그라우트부착장부위에 PE파이프(그라우트주입관)이 설치되어, 큰 힘이 발생 시 재질이 약한 PE파이프 쪽으로 균열 등이 발생되어 그라우트 강도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 내하체와 별도로 그라우트주입관(PE파이프)이 설치되므로 단면이 증가되어 천공경이 커지는 문제점이 있었다.

또한, 피복두께가 작아져 부착력이 감소하는 문제점이 있었다.

또한, 단면이 커져 설치가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 언본디드 PC간연선 하나에 그라우트 주입관(PE파이프)과 하단부에 그라우트배출구멍이 있는 내하체강관파이프를 끼워서 그라우트 주입관 역할을 하여 그라우트 강도가 증진되고, 피복두께가 증가되어 부착력이 증대되며, 단면이 작아져 설치가 용이한 새로운 형태의 영구형 앵커를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영구형 앵커는 지반 구멍(20)내에 그라우트(30)를 매개로 삽입고정된 피씨(PC) 강연선(150)이 각각 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 지반표면의 구조물에 고정되는 영구형 앵커(200)에 있어서,

여러개의 가닥으로 이루어지는 상기 피씨 강연선(150)들은 각각의 일부가 강관파이프수단에 의해 개별적으로 감싸져서 고정되고,

상기 각각 강관 파이프수단중 하나의 강관파이프수단은 그라우트주입수단인 것을 특징으로 하며,

상기 그라우트주입수단은

하부의 강관파이프수단 및 상부의 플라스틱파이프 수단으로 이루어지며,

상기 강관파이프수단의 하부에는 그라우트배출구멍이 형성되며,

상기 강관파이프수단 및 상부의 플라스틱파이프수단은 연결관에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 플라스틱 파이프 수단의 상부는 외부에서 그라우트 투입구와 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 지반 구멍(20)내에 그라우트(30)를 매개로 삽입고정된 피씨(PC) 강연선(150)이 각각 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 지반표면의 구조물에 고정되는 영구형 앵커(300)에 있어서,

상기 하부고정헤드에 고정된 내하체 철근과 내하체강관파이프,

상기 하부고정헤드에 고정된 여러개의 가닥으로 이루어지는 상기 피씨 강연선,

상기 그라우트주입수단은

하부의 내하체 강관파이프 및 상기 내하체 강관파이프와 연결된 상부 플라스틱(PE)파이프수단으로 이루어지며,

상기 내하체 강관파이프의 하부에는 그라우트배출구멍이 형성되며,

상기 내하체 강관파이프 및 상부의 플라스틱(PE)파이프수단은 연결관에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 영구형 앵커가 제공된다.

또한, 바람직하게는, 상기 플라스틱 파이프 수단의 상부는 외부에서 그라우트 투입구와 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영구형 앵커는 큰 힘이 발생되는 그라우트부착장부위에 플라스틱파이프가 들어가지 않고 이형의 강관파이프를 내하체와 그라우트주입관으로 동시에 사용하므로써 그라우트의 강도가 증진되는 효과가 있다.

또한, 그라우트부착장부위에 PE파이프(그라우트주입관)가 설치되지 않고 내하체인 이형의 강관파이프를 이용하므로써 단면이 감소되어 천공경이 작아지는 효과가 있다.

또한, 피복두께가 증가되어 부착력이 증대되는 효과가 있다.

또한, 단면이 작아져 설치가 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 영구형 앵커가 장착된 상태를 나타낸 지반의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 영구형 앵커의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 C 부분의 상세 측단면도이다.
도 4는 도 2의 D 부분의 상세 측단면도이다.
도 5는 도 2의 A-A'선 단면도이다.
도 6은 도 2의 B-B'선 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 영구형 앵커에서 PC 강연선과 폴리에틸렌파이프와 중공의 나선형 정착체스틸파이프가 설치된 상태를 나타낸 영구형 앵커의 일부 사시도이다.
도 8은 도 7의 일부 측단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 영구형 앵커가 장착된 상태를 나타낸 영구형 앵커의 측단면도이다.
도 10은 도 9의 A-A선 단면도이다.
도 11은 도 9의 B-B'선 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영구형 앵커가 장착된 상태를 나타낸 영구형 앵커의 측단면도이다.
도 13은 도 12의 A-A선 단면도이다.
도 14는 도 12의 B-B'선 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 영구형 앵커에 대하여 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 영구형 앵커가 장착된 상태를 나타낸 영구형 앵커의 측단면도이고, 도 10은 도 9의 A-A선 단면도이고, 도 11은 도 9의 B-B'선 단면도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 영구형 앵커(200)을 설명한다. 상기 종래기술과 동일부분에 대하여는 동일부호를 사용하여 설명하기로 한다.

본 발명은 다수의 언본디드PC강연선(150)중에서 하나의 언본디드PC 강연선(150)에 그라우트주입관(PE파이프)(220)과 하단부에 그라우트배출구멍(124a)이 있는 내하체강관파이프(124)를 끼워서 그라우트주입관 역할을 하는 영구앵커체(200)에 관한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 영구형 앵커(200)의 시공순서는 다음과 같다.

먼저, 천공기계를 이용하여 땅속에 천공 구멍(20)(직경 10cm~16cm)을 뚫고, 그 천공구멍(20)에 조립된 영구형 앵커를 하부정착부부터 삽입하고, 펌프를 이용하여 그라우트(시멘트와 물의 혼합물)를 천공 구멍(20)에 넣는다. 이후, 땅속의 그라우트가 굳어 영구형 앵커와 지반이 일체가 되면, 인장기계를 이용하여 PC강연선을 큰 힘으로 잡아당겨 프리스트레스력을 부여한 다음, PC강연선을 지압판, 상부고정헤드, PC강연선고정쐐기(113)를 이용하여 구조물(구조물 상면(115))에 고정한다(도 9참조). 미설명부호 200a 및 124a는 각각 그라우트 통과구멍과 그라우트 배출구멍을 나타낸다.

이후 각 구성부의 조립 순서는 다음과 같다.

먼저, 하부고정헤드(122)에 내하체강관파이프(114)을 미리 고정한다.

이후, 언본디드PC강연선(150)을 적당한 길이로 절단한 후 하부고정헤드(122)에 끼워 넣는다.

이후, 하부고정헤드(122) 부위의 언본디드PC강연선(150)을 적당한 길이 PE파이프를 벗겨 낸다.

이후, PC강연선고정부재(117)를 이용하여 언본디드PC강연선(150)과 일체화시킨다.

이후, 하부고정헤드(122)와 하부부식방지캡(118)을 나사로 고정한다.

이후, 그라우트주입관(PE파이프)(220)과 그라우트주입관(내하체강관파이프)(124)를 연결관(128)으로 연결한다.

이후, 구조물 상면에서는 지압판(112), 상부고정헤드(110), PC강연선고정쐐기(113)를 차례대로 PC강연선(150)에 끼우고 인장기계를 이용하여 고정한다.

이후, 상부고정헤드(110)와 PC강연선고정쐐기(113)에 부식방지제를 바르고 상부부식방지캡(111)을 씌워 내용물이 부식되지 않게 처리한다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영구형 앵커는 큰 힘이 발생되는 그라우트장착부위에 플라스틱파이프가 들어가지 않고 이형의 강관파이프를 내하체와 그라우트주입관으로 동시에 사용하므로써 그라우트의 강도가 증진된다.

또한, 그라우트장착부위에 PE파이프(그라우트주입관)가 설치되지 않고 내하체인 이형의 강관파이프를 이용하므로써 단면이 감소되어 천공경이 작아진다.

또한, 피복두께가 증가되어 부착력이 증대된다.

또한, 단면이 작아져 설치가 용이하다.

도 12는 본 발명에 따른 영구형 앵커가 장착된 상태의 다른 예를 나타낸 영구형 앵커의 측단면도이고, 도 13은 도 12의 A-A선 단면도이고, 도 14는 도 12의 B-B'선 단면도이다. 도 9의 영구형 앵커와 동일 부분에 대하여는 동일부호를 사용하여 설명하기로 한다.

도 12 내지 도 14를 참조하여, 본 발명에 따른 영구형 앵커(300)을 설명한다. 상기 종래기술과 동일부분에 대하여는 동일부호를 사용하여 설명하기로 한다.

이 실시예에서는 그라우트에 부착되어 하중을 지지하는 내하체에 다수의 이형봉강과 하나의 이형강관파이프를 사용한 영구앵커체(300)에 관한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 영구형 앵커(300)의 시공순서는 다음과 같다.

먼저, 천공기계를 이용하여 땅 속에 천공 구멍(20)(직경 10cm~16cm)을 뚫고, 그 천공구멍(20)에 조립된 영구형 앵커를 하부정착부부터 삽입하고, 펌프를 이용하여 그라우트(30)(시멘트와 물의 혼합물)를 천공 구멍(20)에 넣는다. 이후, 땅속의 그라우트가 굳어 영구형 앵커와 지반이 일체가 되면, 인장기계를 이용하여 PC강연선을 큰 힘으로 잡아당겨 프리스트레스력을 부여한 다음, PC강연선을 지압판, 상부고정헤드, PC강연선고정쐐기(113)를 이용하여 구조물(구조물 상면(115))에 고정한다(도 12참조). 미설명부호 224b 및 224a는 각각 그라우트 통과구멍과 그라우트 배출구멍을 나타낸다.

본 고안은 토목, 건축 등에 사용되는 영구앵커에 관한 것으로, 각 구성부의 조립 순서는 다음과 같다.

먼저, 하부고정헤드(122)에 내하체철근(223), 내하체강관파이프(그라우트 주입관, 224)을 미리 고정한다.

이후, 그라우트주입관(PE파이프)(320)와 그라우트주입관(내하체강관파이프)(324)를 연결관(228)으로 연결한다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명에 다른 실시예에 따른 영구형 앵커(300)는 큰 힘이 발생되는 그라우트장착부위에 플라스틱파이프가 들어가지 않고 이형의 강관파이프를 내하체와 그라우트주입관으로 동시에 사용하므로써 그라우트의 강도가 증진된다.

또한, 피복두께가 증가되어 부착력이 증대된다.

또한, 단면이 작아져 설치가 용이하다.

100,200,300: 영구형 앵커 114: 중공의 내하체강관파이프
128: 연결관 124: 그라우트 주입관(내하체강관파이프)
150: PC 강연선 210: 그라우트 주입구
220: 그라우트주입관(PE파이프) 220a: 그라우트 통과구멍

Claims

지반 구멍(20)내에 그라우트(30)를 매개로 삽입고정된 피씨(PC) 강연선(150)이 각각 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 지반표면의 구조물에 고정되는 영구형 앵커(200)에 있어서,
여러개의 가닥으로 이루어지는 상기 피씨 강연선(150)들은 각각 일부가 강관파이프수단에 의해 개별적으로 감싸져서 고정되고,
상기 각각 강관 파이프수단중 하나의 강관파이프수단은 그라우트주입수단인 것을 특징으로 하며,
상기 그라우트주입수단은
하부의 강관파이프수단 및 상부의 플라스틱파이프 수단으로 이루어지며,
상기 강관파이프수단의 하부에는 그라우트배출구멍이 형성되며,
상기 강관파이프수단 및 상부의 플라스틱파이프수단은 연결관에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 영구형 앵커.
제 1 항에 있어서,
상기 플라스틱 파이프 수단의 상부는 외부에서 그라우트 투입구와 연결된 것을 특징으로 하는 영구형 앵커.
지반 구멍(20)내에 그라우트(30)를 매개로 삽입고정된 피씨(PC) 강연선(150)이 각각 지압판(112), 상부정착헤드(110), 상부조임부재(119)를 이용하여 지반표면의 구조물에 고정되는 영구형 앵커(300)에 있어서,
상기 하부고정헤드에 고정된 내하체 철근과 내하체강관파이프,
상기 하부고정헤드에 고정된 여러개의 가닥으로 이루어지는 상기 피씨 강연선,
상기 각각 강관 파이프수단중 하나의 강관파이프수단은 그라우트주입수단인 것을 특징으로 하며,
상기 그라우트주입수단은
하부의 내하체 강관파이프 및 상기 내하체 강관파이프와 연결된 상부 플라스틱(PE)파이프수단으로 이루어지며,
상기 내하체 강관파이프의 하부에는 그라우트배출구멍이 형성되며,
상기 내하체 강관파이프 및 상부의 플라스틱(PE)파이프수단은 연결관에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 영구형 앵커.
제 3 항에 있어서,
상기 플라스틱 파이프 수단의 상부는 외부에서 그라우트 투입구와 연결된 것을 특징으로 하는 영구형 앵커.