그라운드 앵커(ground anchor)
1. 그라운드 앵커의 분류
soil anchor(토사), rock anchor(암반)
2. 그라운드 앵커의 정의
인장재의 양쪽 끝을 지반과 구조물에 각각 정착시켜 그 중간부분을 신장변형에 대하여 자유롭게 하고 이것에 pre-stress를 주는 것이며, 앵커체·인장부·앵커두부에 의하여 구성되는 구조체의 총칭을 말한다.
3. 인장부(Tension Zoin)
앵커 두부부터의 인장력을 앵커체에 전달시키는 부분이다. 인장부는 일반적으로 PC강연선·PC강선 또는 PC강봉 등의 인장재를 주요재로 구성되어 있고, 인장재를 보호하는 쉬스(sheath)도 부속품으로 인장부에 포함시키고 있다.
※ 쉬스(Sheath) : 포스트텐션의 경우 긴장재 수용을 위한 공간(구멍)을 덕트(Duct)라고 하며 이때 쓰이는 관을 쉬스(주름관)이라 함.
4. 앵커체 정착장(fixed anchor length)
앵커체 정착장은 앵커체의 허용인발력 또는 허용인장력에 의하여 결정되어 진다. 앵커체 정착장은 설계에서 사용하는 앵커 주면의 마찰저항력은 앵커체 주면에 등분포로 작용하는 것으로 간편하게 간주할 수 있다. 단, 실제로는 균등하게 분포하지 않기 때문에 영구 앵커를 비롯한 중요한 앵커에는 이 점에 관한 검토를 필요로 하는 경우가 있다.
정착장은 마찰저항길이와 부착저항길이 중 큰 값으로 하여야 하며 이때 최소 정착장은 토사층인 경우 4m 이상으로 한다(자유장에 대한 기준은 각 기준서마다 차이가 있음). 일반적으로 점성토는 비 점성토의 정착 길이보다 길게 된다.
또한, 앵커체의 위치에 따른 진행성파괴의 양상을 보면 정착장의 길이가 10m 이상이 되면 극한인발력은 거의 변화하지 않는 것으로 나타나므로 앵커 주면의 마찰저항력을 저감해서 생각하거나 앵커수를 증가하는 등 설계를 재검토할 필요가 있다.
5. 앵커 자유장(free anchor length)
앵커 자유장은 인장재가 관통하고 있는 부분만이며 주변 지반에 대하여 힘의 전달이 되지 않는 부분의 길이를 말한다. 영구용 앵커인 경우 강재 부식에 대하여 주의를 요하여야 한다.
자유장은 구조물의 종류나 목적과 지반 조건 등을 고려하여 결정되지만, 앵커가 유효하게 작용되기 위해서는 최소 4m이상이어야 한다(자유장에 대한 기준은 각 기준서마다 차이가 있음).
자유장에 대한 추가적인 내용은 아래의 글을 참고하면 좋다.
2019/12/09 - [토목공학] - 앵커 자유장 산정
6. 앵커각(anchor incline)
앵커의 인발저항을 크게 하기 위하여 되도록 측압의 작용방향과 평행하게 앵커를 타설하는 것이 유리하나 인발저항을 기대할 수 있는 지반의 위치나 매설물의 위치 및 시공성의 문제(앵커경사각이 수평에 가까운 경우에는 그라우트주입부에 breathing이 생기고, 충분한 부착이 어려움) 등의 제한사항을 고려하여 허용 가능한 범위에서 결정한다.
설치각도를 크게 잡는다는 것은 힘의 손실과 더불어 흙막이벽에 작용하는 연직방향 분력을 증가시켜 흙막이벽의 변형과 주변지반 침하 촉진요인이 되므로 앵커설치각도는 10~45°범위로 하여야 한다.