KR101157217B1

KR101157217B1 - 압축지압형 플레이트 앵커-네일

Info

Publication number: KR101157217B1
Application number: KR1020090078404A
Authority: KR
Inventors: 박성언
Original assignee: 박성언
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2029-08-24
Also published as: KR20110020673A

Abstract

본 발명은 연약한 지반에 형성된 천공에 설치되어 지반을 안정시키는 압축지압형 플레이트 앵커-네일을 개시한다. 본 발명에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일은 천공 내부에 삽입되며 일측이 개구되고, 외주면에 다수개의 절개홈이 형성된 캡과, 상기 캡의 내부 소정 위치에 마련된 압축그립과, 일단부가 상기 압축그립의 일단부에 체결되고, 타단부에 나사산이 형성된 인장부재와, 상기 캡의 개구에 삽입 설치되고, 상기 인장부재가 관통할 수 있도록 중앙부에 관통홀이 일측으로 돌출 형성된 고정판과, 상기 고정판의 배면에 마련되며, 상기 고정판을 지지하는 그라우트와, 상기 캡의 내부 소정 위치에 마련된 압축그립에 인접하게 설치되고, 상기 캡의 내주면에 맞닿는 상단부 및 하단부와, 상기 인장부재가 관통되는 홀을 구비하는 앵커체와, 상기 인장부재의 타단부를 상기 천공 입구에 고정 결합시키는 인장고정부와, 상기 캡과 고정판을 체결하는 체결핀을 포함하되, 상기 앵커체의 상단부 일측에는 계단식으로 형성된 다수개의 걸림턱이 구비되고, 상기 걸림턱은 상기 인장부재에 의해 상기 압축그립에 인장력이 전달될 때, 상기 압축그립의 일단부에 단계적으로 맞물리는 것을 특징으로 한다.

앵커, 네일, 지반, 그라우트, 절개사면

Description

압축지압형 플레이트 앵커-네일{INSTALLATION STRUCTURE FOR THE PLATE ANCHOR-NAIL}

본 발명은 압축지압형 플레이트 앵커-네일에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 절개사면의 안정이나 옹벽 보호 또는 터널 보강, 구조물의 기초공사 등을 위해 지층에 삽입 설치되는 압축지압형 플레이트 앵커-네일에 관한 것이다.

일반적으로, 주거단지나 산업단지 또는 철도, 고속도로, 터널과 같은 산업기반시설의 토목공사를 할 때에는 자연적인 경사지형이나 굴착공사 등으로 인한 인공적인 급경사지형이 구축된다.

자연적, 인공적으로 형성된 비탈면은 토압, 풍압, 수압, 지진 등 여러가지 요인에 의해 절취, 붕괴 등의 위험에 노출되어 있다.

그래서, 비탈면의 절취, 붕괴 등을 방지하기 위해 소일네일링(soil nailing), 락볼팅(rock bolting), 그라운드 앵커(ground anchor, 어스앵커 라고도 한다.) 등 각종 지면 및 사면 보강공법이 사용되고 있다.

이 중 그라운드 앵커(ground anchor)는 지반보강 뿐만아니라, 건물 교량 등의 구조물을 지지하는 보강체로서도 사용되며, 자세하게는 시멘트 페이스트 혹은 그라우팅의 주입에 의해서 지중에 매입된 인장재의 선단부에 앵커본체가 형성되고 그것이 인장재와 앵커본체의 두부를 통하여 구조물과 역학적으로 연결지어진 상태를 앵커라하며, 인장재에 가해지는 힘은 앵커본체와 그라우팅을 통하여 원지반에 전달되는 원리를 이용한 것이며, 상기 그라운드 앵커는 다양하게 실시되고 있다.

그러나, 종래에 실시되고 있는 그라운드 앵커는 지반과 그라우트와의 마찰력만으로 앵커력을 도입하는 경우가 대부분이며, 앵커 자체의 구조가 복잡하고 인장강선을 영구 및 제거시에 별도의 앵커체를 사용해야 하는 불편한 문제점이 있다.

또한, 파열된 그라우트의 틈새로 수분이 침투시에 앵커본체와 인장강선의 방수처리가 미약하여 앵커본체와 인장강선의 부식으로 인해 결국에는 앵커력이 상실되어 그라운드 앵커로의 기능이 상실되는 문제점이 발생되고 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 강선에 의한 인장력이 그라우트 전체로 전달되지 않고 지반으로 전달되게 하여 그라우트의 파손을 방지하여 지반이나 구조물을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 압축지압형 플레이트 앵커-네일에 관한 것이다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 연약한 지반에 형성된 천공에 설치되어 지반을 안정시키는 압축지압형 플레이트 앵커-네일에 있어서, 천공 내부에 삽입되며 일측이 개구되고, 외주면에 다수개의 절개홈이 형성된 캡과, 상기 캡의 내부 소정 위치에 마련된 압축그립과, 일단부가 상기 압축그립의 일단부에 체결되고, 타단부에 나사산이 형성된 인장부재와, 상기 캡의 개구에 삽입 설치되고, 상기 인장부재가 관통할 수 있도록 중앙부에 관통홀이 일측으로 돌출 형성된 고정판과, 상기 고정판의 배면에 마련되며, 상기 고정판을 지지하는 그라우트와, 상기 캡의 내부 소정 위치에 마련된 압축그립에 인접하게 설치되고, 상기 캡의 내주면에 맞닿는 상단부 및 하단부와, 상기 인장부재가 관통되는 홀을 구비하는 앵커체와, 상기 인장부재의 타단부를 상기 천공 입구에 고정 결합시키는 인장고정부와, 상기 캡과 고정판을 체결하는 체결핀을 포함하되, 상기 앵커체의 상단부 일측에는 계단식으로 형성된 다수개의 걸림턱이 구비되고, 상기 걸림턱은 상기 인장부재에 의해 상기 압축그립에 인장력이 전달될 때, 상기 압축그립의 일단부에 단계적으로 맞물리는 것을 특징으로 하는 압축지압형 플레이트 앵커-네일을 제공한다.

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상기 인장고정부는, 상기 천공의 입구에 설치되며, 상기 인장부재가 관통 가능하도록 중앙부에 관통홀이 형성되어 있는 앵커플레이트와, 상기 앵커플레이트에 인장부재가 고정되도록 상기 인장부재의 타단부에 형성된 나사산에 나사결합되는 인장너트를 더 포함한다.

상기 그라우트 내부에 마련되고, 일단부가 상기 고정판의 관통홀에 결합되어 상기 그라우트를 상기 천공 내부에 주입 응고시, 상기 인장부재가 상기 그라우트와 직접 맞닿아 응고 결합되지 않도록 상기 인장부재를 감싸는 인장재설치튜브를 더 포함한다.

상기 관통홀의 출구는 인장부재의 전후방향 이동시 걸림현상이 발생되는 않도록 모서리 부분이 라운드진 것을 특징으로 한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 인장부재에 의해 앵커체로 전달된 인장력이 천공 내주 지반 및 그라우트에 대한 지압력 및 압축력으로 분산 전달됨으로써 그라우트의 파손을 방지할 수 있어 지반을 안정적으로 지지하는 효과가 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 앵커체의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 설치 상태 단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 작동상태도이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연약한 지반에 형성된 천공(10)에 설치되어 지반을 안정시키는 압축지압형 플레이트 앵커-네일을 천공(10)의 내부에 삽입되며 일측이 개구되어 있는 캡(140)과, 상기 캡(140)의 내부 소정 위치에 마련되는 압축그립(120)과, 일단부가 상기 압축그립(120)의 일단부에 체결되고, 타단부에는 나사산(402)이 형성된 인장부재(400)와, 상기 캡(140)의 개구에 삽입 설치되는 고정판(160)과, 상기 고정판(160)의 배면에 마련되는 그라우트(200)와, 상기 압축그립(120)에 인접하게 설치되는 앵커체(100)와, 상기 인장부재(400)의 타단부를 상기 천공(10)의 입구에 고정 결합시키는 인장고정부(600)를 포함한다.

캡(140)은 천공(10) 내부에 삽입되며 일측이 개구되어 있다. 상기 캡(140)은 앵커를 천공(10) 내부에 삽입할 때 후술하는 앵커체(100)가 천공(10)의 내부에 걸려 앵커가 천공(10) 내부에 삽입할 때 방해되는 것을 방지한다.

여기서, 상기 캡(140)의 외주면에는 다수개의 절개홈(142)이 형성되며, 상기 절개홈(142)이 형성된 캡(140)은 후술하는 앵커체(100)의 상단부(102)와 하단부(104)가 인장부재(400)로부터 인장력을 전달받아 천공(10)의 내주면을 향해 이동하게 된다. 이때, 상기 앵커체(100)의 상단부(102)와 하단부(104)는 절개홈(142) 이 형성된 캡(140)의 내주면에 인장부재(400)로부터 전달받은 인장력이 가해지게 되고, 상기 캡(140)의 외주면은 절개홈(142)을 따라 파쇄된다.

또한, 상기 캡(140)의 외주면 일측에는 후술하는 고정판(160)과 체결되도록 체결홈(162)이 형성되는 것이 바람직하다.

압축그립(120)은 상기 캡(140)의 내부 소정 위치에 마련되며, 상기 압축그립(120)의 일측에는 후술하는 인장부재(400)가 체결된다.

인장부재(400)는 상기 천공(10)의 내부로부터 상기 천공(10)의 외부로 연장되는 연결부재이며, 일단부가 상기 압축그립(120)의 일측에 체결되고, 타단부에는 나사산(402)이 형성된다.

여기서, 상기 인장부재(400)는 PC강연선, 이형철근, 강봉, 알루미늄봉, 비금속봉을 선택적으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 인장부재(400)의 타단부에 형성된 나사산(402)의 인접부에는 후술하는 앵커플레이트(620)의 중앙부에 형성된 관통홀(622)을 통한 전후방향 이동은 가능하며, 상기 인장부재(400)가 회전되는 것을 방지할 수 있도록 다각형상의 회전방지돌기(404)를 형성할 수 있다.

이러한, 상기 인장부재(400)는 후술하는 인장너트(640)의 회전에 의해 천공(10)의 외부로 당겨지게 되면, 후술하는 앵커체(100)로 인장력이 전달되어 상기 앵커체(100)에 의한 지압력과 압축력으로 지반을 지지하게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인장부재(400)에 의해 후술하는 앵커체(100)로 인장력이 전달되면, 후술하는 앵커체(100)의 상단부(102)는 상기 압축그립(120)과 천공(10)의 내주면에 접한 상태로 지반에 대해 인장력(F1), 즉 지반에 대한 지압력(F1a)과 마찰력(F1b)에 의해 상기 인장부재(400)의 인장력을 지지함과 더불어, 상기 앵커체(100)의 하단부(104)는 후술하는 고정판(160)과 천공(10)의 내주면에 동시 접한 상태로 발생되는 인장력(F2), 즉 지반에 대한 지압력(F2a)와 후술하는 그라우트(200)에 의한 마찰력(F2b)에 의해 상기 인장부재(400)의 인장력을 지지하여, 후술하는 그라우트(200)만으로 인장력이 전달될 때보다 후술하는 그라우트(200)의 파손을 방지할 수 있어 안정적으로 지반을 지지할 수 있게 한다.

고정판(160)은 상기 인장부재(400)에 의해 인장력을 전달받은 앵커체(100)의 인장력을 전달받아 후술하는 그라우트(200)에 인장력을 전달하는 판 부재이다.

상기 고정판(160)의 중앙부에는 상기 인장부재(400)가 관통하여 상기 압축그립(120)의 일단부에 연결될 수 있도록 양단이 개구된 관통홀(164)을 구비하며, 상기 관통홀(164)의 출구는 상기 인장부재(400)의 표면에 요철이 형성된 이형철근 등과 같은 인장부재(400)를 사용했을 때, 상기 인장부재(400)가 전후방향 이동할 때 관통홀(164)의 출구에 걸림현상이 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 관통홀(164)의 모서리 부분을 라운드진 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 고정판(160)은 후술하는 앵커체(100)의 하단부에 접촉된 상태로 상기 캡(140)의 개구에 삽입 설치되며, 상기 고정판(160)의 직경은 상기 캡(140)의 내경 크기에 대응되는 직경을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정판(160)의 테두리 소정 위치에는 전술한 캡(140)과 체결할 수 있도록 후술하는 체결핀(180)이 삽입 고정 가능하도록 체결홈(162)이 형성되는 것이 바람직하다.

그라우트(200)는 연약한 지반에 형성된 천공(10)의 내부에 고정 배치되는 부재로서, 상기 고정판(200)의 배면에 마련되며, 상기 인장부재(400)에 의해 앵커체(100)에 전달되고, 인장력을 전달받은 앵커체(100)는 상기 앵커체(100)에 형성된하단부(104)를 통해 상기 고정판(160)으로 전달되고, 상기 고정판(160)으로부터 인장력을 전달받아 지지한다.

또한, 상기 그라우트(200)의 내부에 마련되며, 상기 그라우트(200)를 상기 천공 내부에 주입 응고시, 상기 인장부재(400)가 상기 그라우트(200)와 직접 맞닿아 응고 결합되지 않도록 상기 인장부재(400)를 감싸는 인장재설치튜브(210)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

앵커체(100)는 상기 캡(140)의 내부 소정 위치에 마련된 상기 압축그립(120)에 인접하게 설치되고, 상기 캡(140)의 내주면과 맞닿는 상단부(102)와 하단부(104)를 구비하며, 상기 상단부(102)와 하단부(104)는 상기 인장부재(400)로부터 전달된 인장력을 상기 천공(10)의 내주면, 압축판(160), 압축그립(120) 및 그라우트(200)에 용이하게 분산 전달할 수 있도록 상호 반대방향으로 라운드진 형상으로 마련된다.

상기 앵커체(100)의 상단부(102) 일측에는 소정의 각도를 구비하는 다수개의 걸림턱(106)이 마련되며, 상기 걸림턱(106)의 일단부는 상기 압축그립(120)의 일단부에 맞물려 있다.

따라서, 상기 걸림턱(106)은 인장부재(400)에 의해 전달되는 인장력을 상기 압축그립(120)의 일단부에 전달하며, 상기 걸림턱(106)은 상기 압축그립(120)의 일단부에 전달되는 인장력에 의해 단계적으로 압축그립(120)의 일단부에 맞물리게 된다.

인장고정부(600)는 상기 인장부재(400)의 타단부를 상기 천공(10) 입구에 고정 결합시키며, 상기 인장고정부(600)는 상기 인장부재(400)가 관통 가능하도록 중앙부에 내주면이 다각형상인 관통홀(622)이 형성되어 있는 앵커플레이트(620)와, 상기 앵커플레이트(620)에 인장부재(400)가 고정되도록 상기 인장부재(400)의 타단부에 형성된 나사산(402)에 나사결합되는 인장너트(640)를 포함한다.

상기 앵커플레이트(620)는 천공(10)의 입구에 설치되며, 후술하는 인장너트(640)의 회전에 따라 상기 인장부재(400)에 인장력이 발생할 수 있도록 상기 인장너트(640)를 고정하는 판 부재이다.

여기서, 상기 앵커플레이트(620)의 중앙부에는 상기 인장부재(400)의 타단부가 관통할 수 있도록 관통홀(622)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 인장너트(640)는 상기 앵커플레이트(620)의 관통홀(622)을 관통한 인장부재(400)의 타단부에 형성된 나사산(402)과 나사결합된다.

더불어, 상기 인장부재(400)의 타단부에 나사결합되어, 상기 인장부재(400)를 상기 앵커플레이트(620)에 고정되는 것을 보강하는 지지보조너트(660)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 인장너트(640)는 상기 인장부재(400)의 타단부에 형성된 나사산(402)에 체결된 상태에서 회전함에 따라 인장부재(400)에 인장력이 전달되고, 상 기 인장부재(400)에 전달된 인장력은 앵커체(100)로 전달된다.

따라서, 상기 인장부재(400)로부터 인장력을 전달받은 앵커체(100)는 천공의 내주면 및 상기 그라우트(200)에 인장력을 용이하게 분산 전달하여 지반을 지지한다.

체결핀(180)은 상기 캡(140)과 고정판(160)을 체결한다. 상기 체결핀(180)은 캡(140)과 고정판(160)에 형성된 체결홈(144, 162)에 삽입된다.

이하, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 설치 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 복수개의 천공(10)이 형성된 연약지반에 플레이트 앵커-네일를 삽입 설치한 후, 상기 천공(10)의 입구에 상기 앵커플레이트(620)를 결합시킨다.

이후, 천공(10)의 입구에 결합된 앵커플레이트(620)의 중앙부에 형성된 관통홀(622)을 통해 상기 인장부재(400)의 나사산(402)이 마련된 타단부를 천공(10)의 외부로 연장되게 한다.

그리고, 상기 인장부재(400)의 타단부에 마련된 나사산(402)에 상기 인장너트(640)를 나사결합시키고, 그라우팅 작업을 통해 천공(10)의 내부에 액상 그라우트를 응고시켜 그라우트(200)를 형성한다.

이후, 상기 인장너트(640)를 회전시키면서 상기 인장부재(400)를 천공의 외부로 당기게 되면, 상기 인장부재(400)를 통해 인장력이 앵커체(100)에 전달되고, 상기 앵커체(100)로 전달된 인장력은 천공(10)의 내주 지반 및 상기 그라우트(200)로의 지압력 및 압축력에 의해 지반을 안정적으로 지지할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 분해 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 앵커체의 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 설치 상태 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축지압형 플레이트 앵커-네일의 작동상태도.

<도면 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>

100: 앵커체 210: 인장재설치튜브

102: 상단부 400: 인장부재

104: 하단부 402: 나사산

106: 걸림턱 404: 회전방지돌기

120: 압축그립 600: 인장고정부

140: 캡 620: 앵커플레이트

142: 절개홈 164, 622: 관통홀

144, 162: 체결홈 640: 인장너트

160: 고정판 660: 지지보조너트

180: 체결핀

200: 그라우트

Claims

연약한 지반에 형성된 천공에 설치되어 지반을 안정시키는 압축지압형 플레이트 앵커-네일에 있어서,

천공 내부에 삽입되며 일측이 개구되고, 외주면에 다수개의 절개홈이 형성된 캡;

상기 캡의 내부 소정 위치에 마련된 압축그립;

일단부가 상기 압축그립의 일단부에 체결되고, 타단부에 나사산이 형성된 인장부재;

상기 캡의 개구에 삽입 설치되고, 상기 인장부재가 관통할 수 있도록 중앙부에 관통홀이 일측으로 돌출 형성된 고정판;

상기 고정판의 배면에 마련되며, 상기 고정판을 지지하는 그라우트;

상기 캡의 내부 소정 위치에 마련된 압축그립에 인접하게 설치되고, 상기 캡의 내주면에 맞닿는 상단부 및 하단부와, 상기 인장부재가 관통되는 홀을 구비하는 앵커체;

상기 인장부재의 타단부를 상기 천공 입구에 고정 결합시키는 인장고정부; 및

상기 캡과 고정판을 체결하는 체결핀을 포함하되,

상기 앵커체의 상단부 일측에는 계단식으로 형성된 다수개의 걸림턱이 구비되고, 상기 걸림턱은 상기 인장부재에 의해 상기 압축그립에 인장력이 전달될 때, 상기 압축그립의 일단부에 단계적으로 맞물리는 것을 특징으로 하는 압축지압형 플레이트 앵커-네일.
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청구항 1에 있어서, 상기 인장고정부는,

상기 천공의 입구에 설치되며, 상기 인장부재가 관통 가능하도록 중앙부에 관통홀이 형성되어 있는 앵커플레이트와, 상기 앵커플레이트에 인장부재가 고정되도록 상기 인장부재의 타단부에 형성된 나사산에 나사결합되는 인장너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축지압형 플레이트 앵커-네일.
청구항 1에 있어서,

상기 그라우트 내부에 마련되고, 일단부가 상기 고정판의 관통홀에 결합되어 상기 그라우트를 상기 천공 내부에 주입 응고시, 상기 인장부재가 상기 그라우트와 직접 맞닿아 응고 결합되지 않도록 상기 인장부재를 감싸는 인장재설치튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축지압형 플레이트 앵커-네일.
청구항 1에 있어서,

상기 관통홀의 출구는 인장부재의 전후방향 이동시 걸림현상이 발생되는 않도록 모서리 부분이 라운드진 것을 특징으로 하는 압축지압형 플레이트 앵커-네일.