KR100448039B1 - 사면보강공사용 소일네일구조체 및 사면보강공사용 소일네일링공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사면보강공사용 소일네일구조체 및 그 공법에 관한 것으로, 간단한 시공으로 모반에 장착되어 사면보강성 및 시공성을 향상시킨 소일네일구조체와 그 공법이 출원되었으나, 시공성 및 소일네일구조체의 생산성을 향상시키 위한 개선의 소지가 있었다.

이에 본 발명은 앵커블레이드의 확장시 천공기를 병용하여 공정의 연계성을 향상시킴과 더불어 소일네일구조체의 나사선 가공을 삭제하여 내일앵커의 생산성을 향상시킨 사면보강공사용 소일네일구조체 및 그 공법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 네일과 앵커몸체가 이탈방지구 등으로 가결합되도록 하고, 천공홀에 이 가결합된 네일을 삽입한 다음, 천공기의 유압 타격력을 병용하여 천공기를 통해 앵커블레이드가 확장되도록 한 것이다.

Description

사면보강공사용 소일네일구조체 및 사면보강공사용 소일네일링공법{Soil-nail Structure and Soilr-nailing method for slope-reinforcement-construction}

본 발명은 사면보강공사용 소일네일구조체 및 그 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일장소에 사용되는 천공기의 타격력으로 소일네일구조체의 앵커블레이드가 전개되도록 하여 내일앵커의 생산성 및 시공성을 향상시킨 사면보강공사용 소일네일구조체 및 그 공법에 관한 것이다.

산업이 발전함에 따라 기반도로나 단지조성 등 산지와 같은 사면을 개발하는 것은 불가피한 실정으로, 현재 사면의 슬라이딩 현실은 시간과 장소에 관계없이 끊임없이 발생하고 있으며, 생명과 재산을 위협하는 주변요소로서 작용을 하고 있다.

이러한 이유에서 사면의 붕괴나 슬라이딩을 억제하기 위한 안정공법으로 가장 널리 이용되고 있는 것이 소일네일링(soil-nailing)공법이다.

여기서, 소일네일링이라 함은 원지반에 보강재(네일구조체)를 설치하여 원지반 강도를 최대한 이용하면서 복합보강지반을 형성함으로써, 지반의 전단 및 인장강도를 증가시켜 변위를 억제시키고 지반의 이완을 방지시키는 공법이다.

즉, 소일네일링 공법의 기본 설계개념은 네일구조체에 의해 보강된 영역의 토괴가 마치 일체화된 옹벽과 같은 작용을 한다는 것에 의해 보강토 벽체가 가정할 수 있는 어떠한 경사면에 대해서도 안정을 유지한다는 것에 있는 것이다.

이러한 소일네일링은 가시설 흙막이 구조물, 기초 터파기 등에 사용되어 왔으나 근래에 들어 도로의 사면보강, 철도, 댐, 터널 갱구부 등의 암반보강 등 그적용대상이 한층 넓어지고 있는 실정이다.

그러나, 이러한 소일네일링은 토반에 유용하게 고안된 것을 암반에 접목시킨 것인데, 각종 사면의 암반구조는 토반과 달라 절리가 많은 암반, 공동층이 많은 암반, 단층의 영향을 받아 열변질화 되어 취약한 암반, 발파의 영향으로 불연속면이 발달되어 모암과 분리된 암반등 많은 사면은 구조가 불안정하여 기존 네일구조체만으로 암반사면을 보강시키는 것은 무리가 따를 수 있는 문제점이 있다.

이에 본 출원인은 간단한 공법 및 장치에 의해 네일선단이 시공시 모반에 정착되도록 하여 사면보강을 향상시키는 소일네일구조체(출원번호 10-2002-0072035)를 출원한 바 있다.

이것은 예시도면 도 1 및 도 2 에서와 같이 사면보강공사용 천공홀(1)에 지지고정되는 앵커블레이드(2)가 포함된 앵커몸체(3)와 이 앵커몸체(3)에서 앵커블레이드(2)를 확장시켜 천공홀(1)에 압박시키는 테이퍼몸체(4)를 네일(5)에 삽입시켜 네일(5)과 앵커몸체(3)의 나사결합시 그 결합력에 의해 테이퍼몸체(4)가 전진되면서 앵커블레이드(2)를 확장시킴으로써, 앵커몸체(3)를 통해 네일선단이 천공홀(모반)에 정착되도록 하고, 이 천공홀(1)에 정착된 네일(5)에 그라우팅 등의 후공정을 수행토록 한 것이다.

또한, 이를 수행하기 위한 앵커몸체(3)에는 변형유도넥(6)이 형성되어 있으며, 네일(5)의 회전시 앵커몸체(3)의 회전이 방지되도록 쐐기돌기(7)가 형성되어 있다.

이러한 소일네일구조체를 통해 간단한 시공으로 그라우팅 시공 전에 소일네일구조체가 모반에 정착되며, 앵커블레이드를 통한 정착력으로 인장력이 증가되어 사면보강력이 향상될 수 있는 것이다.

그런데, 이러한 소일네일구조체에 있어서 앵커몸체(3)와 네일(5)의 결합과 더불어 앵커블레이드(2)의 전개에 있어서 나합력을 사용하는데, 나사선의 가공과 나합력의 사용에 의한 별도의 공구사용으로, 생산성 향상과 시공의 편의성 관점에서 개선되어야 할 사항이 있다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 시공시 먼저 천공기(미도시)를 통해 모반에 천공을 수행한 다음, 네일(5)과 나합된 앵커몸체(3)를 천공홀(1)에 삽입하고, 회전도구(미도시)를 사용하여 네일(5)을 회전시키게 된다.

이때, 회전도구는 인력으로는 사용이 불편하므로 공압식 회전기구를 사용하여 그 나합력으로 앵커블레이드를 확장시키게 되는데, 시공시 천공기와 별도로 별도의 회전기구를 사용하여야 하는 불편함이 있게 되는 것이다.

특히, 천공공정과 소일네일구조체의 장착공정은 이러한 설치기구의 이원화에 따라 공정의 연결성에서 취약하게 되며, 공정 단축을 위한 공정흐름을 감안하여 시공하기 불편하였던 것이다.

한편, 앵커블레이드(2)를 확장시키기 위해 네일에 압박나사면(8) 가공을 수행하여야 하며, 이와 결합되는 앵커몸체(3)에도 나사선 가공을 수행하여야 하므로, 정밀성을 크게 요하지 않는 앵커몸체(3)의 생산에 있어 정밀한 나사선 가공을 수행하여야 하였던 것이다.

따라서, 이러한 나사선 가공은 내일앵커(3)의 생산성 향상 측면에서 개선되어야 할 소지가 있었던 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 앵커블레이드의 확장시 천공기를 병용하여 공정의 연계성을 향상시킴과 더불어 소일네일구조체의 나사선 가공을 삭제하여 내일앵커의 생산성을 향상시킨 사면보강공사용 소일네일구조체 및 소일네일링공법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 네일과 앵커몸체가 이탈방지구 등으로 가결합되도록 하고, 천공홀에 이 가결합된 소일네일을 삽입한 다음, 천공기의 유압 타격력을 병용하여 천공기를 통해 앵커블레이드가 확장되도록 한 것이다.

도 1 은 종래 소일네일구조체 및 공법을 나나탠 사시설명도,

도 2 는 종래 소일네일구조체 및 소일네일공법을 나타낸 단면설명도,

도 3 은 본 발명에 따른 소일네일구조체를 나타낸 사시설명도,

도 4 는 본 발명에 따른 소일네일구조체의 작동상태를 나타낸 사시설명도,

도 5 는 본 발명에 따른 소일네일구조체의 작동상태를 나타낸 단면설명도,

도 6 은 본 발명에 따른 이탈방지구의 다른 실시예를 나타낸 사시설명도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 - 천공홀, 2 - 앵커블레이드,

4 - 테이퍼몸체, 10 - 네일,

12 - 앵커몸체, 14 - 관통홀,

16 - 삽입돌출부, 18 - 이탈방지구,

20 - 핀홀, 22 - 핀,

24 - 나사선, 26 - 너트,

28 - 이격지지대,

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 소일네일구조체를 나타낸 사시설명도이고, 예시도면 도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 소일네일구조체의 작동상태 및 소일네일링공법을 설명하기 위한 사시설명도와 단면설명도이다.

본 발명은 천공기를 통해 사면에 천공홀(1)을 형성하고, 네일(5)과 앵커블레이드(2)가 포함된 앵커몸체(3)가 나사결합된 네일(5)을 천공홀(1)에 삽입한 다음, 네일(5)을 회전도구로 회전시켜 앵커몸체(3)와의 나합력으로 테이퍼몸체(4)를 전진시켜 앵커블레이드(2)를 확장시킴으로써 모반에 앵커블레이드(2)를 정착시킨 후, 그라우팅을 수행하는 사면보강공사용 소일네일링 공법에 있어서, 네일(10) 선단을 앵커몸체(12)에 삽입한 다음 앵커몸체(12)에서 네일(10)의 이탈이 방지되도록 가고정시키고 이를 천공홀(1)에 삽입한 다음, 천공홀(1)을 형성시키기 위해 사용된 천공기로 네일(12)의 후단을 타격하여 그 타격력으로 테이퍼몸체(4)를 전진시켜 앵커블레이드(2)를 확장시킴으로써 앵커블레이드(2)를 모반에 정착시킨 후, 그라우팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 사면보강 공사용 소일네일링 공법이다.

이를 위한 본 발명은 사면보강공사용 소일네일구조체를 제공하며, 본 발명은 압박나사면(8)이 형성된 네일(5)과 이 네일(5)에 끼워지는 테이퍼몸체(4)와 상기 압박나사면(8)과 나사결합됨과 더불어 나합력에 의해 전진되는 상기 테이퍼몸체(4)에 의해 확장되는 앵커블레이드(2)를 갖는 앵커몸체(3)로 이루어진 사면보강공사용 네일앵커에 있어서, 천공기의 타격력으로 테이퍼몸체(4)의 전진에 따른 앵커블레이드(2)의 확장이 수행되게 관통홀(14)이 형성된 앵커몸체(12)와 최소한 앵커블레이드(2)의 확장을 제공하는 전진거리를 포함하면서 앵커몸체(12)에 관통되어 돌출되는 길이가 형성된 삽입돌출부(16)를 갖는 네일(10)과 이 삽입돌출부의 선단에 결합되어 앵커몸체(12)와 간섭됨으로써 앵커몸체(12)에서의 네일(10)의 이탈을 방지하는 이탈방지구(18)로 이루어진 사면보강공사용 소일네일구조체이다.

여기서, 이탈방지구(18)는 네일(10) 선단에 핀홀(20)이 형성되고 여기에 핀(20)이 결합되어 네일선단과 앵커몸체가 간섭되도록 한 것을 특징으로 한다.

한편, 이탈방지구(18)는 다른 실시예로서 도 6 과 같이 네일(10)선단에 나사선(24)이 가공되고 이 나사선(24)에 너트(26)가 결합되어 네일선단과 앵커몸체가 간섭되도록 한 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이 본 발명은 더욱 간단해진 시공방법과 네일앵커 구조를 제공하여 시공성 및 생산선을 향상시킨 소일네일링공법과 소일네일구조체를 제공한다.

이를 위한 본 발명은 기존의 나사결합을 개량하여 앵커몸체(12)와 네일(10)의 생산성을 향상시키고 시공시 나사결합을 위한 별도의 기기 마련과 이원화된 공정을 하나의 천공기로서 수행토록 한 것이다.

즉, 천공기는 모반으로의 천공을 수행이 주목적이지만, 이것의 유압식 타격력은 앵커블레이드를 확장시키기 위한 응용으로도 가능한 것이다.

이를 통해 시공시 천공기 하나로 천공홀(1)의 형성과 소일네일구조체의 정착공정을 수행하여, 공정의 연계성을 제공하고 공정을 더욱 간편하게 하면서도 공기를 단축시킬 수 있게 되는 것이다.

이것은 상술된 바와 같이 간단하면서도 큰 의미를 갖는 네일(10)과 앵커몸체(12)의 개량에 의해 가능해 지는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 앵커몸체(12)와 네일(10)은 종래와 달리 네일(10)이 앵커몸체(12)에 단순삽입된 다음 이탈방지구(18)에 의해 앵커몸체(12)와 가결합된다.

네일(10)이 앵커몸체(12)에서 이탈되지 않도록 가결합시키는 것은 네일(10)이 앵커몸체(12)에서 용이하게 이탈될 경우, 네일(10)과 앵커몸체(12)를 별개로 이송시키는 것이 불편하고 상향시공에서는 자중에 의해 네일(10)이 천공홀(1)에서 이탈되는 불편함이 발생되기 때문이다.

이러한 이탈방지를 위해 네일(10)에는 삽입돌출부(16)가 형성되고, 네일의 삽입돌출부(16)가 앵커몸체(12)의 관통홀(14)을 통해 관통되게 끼워진 다음 이탈방지구(18)가 체결되어 네일(10)의 이탈을 방지하게 된다.

한편, 이탈방지구(18)와의 결합에 의해 앵커몸체(12)의 출구로부터 네일(10) 선단이 돌출되고 천공기를 통한 타격 및 앵커블레이드(2)의 확장에 따른 네일의 전진이 발생되므로, 쐐기돌기는 돌출부와 이동거리를 충분히 제공시켜줄 길이를 갖는 것이 바람직하다.

따라서, 종래의 쐐기돌기는 천공홀(1) 단부에서 앵커몸체(12)의 회전을 방지하기 위한 구조물이 아니라, 앵커몸체(12)에서 네일(10)선단의 전진을 위한 이격거리를 제공하는 이격지지대(28)로서 역할을 하게 된다.

이에 의해 본 발명의 앵커몸체(12)에는 천공홀(1) 단부에서 이격되어 네일(10) 타격시 네일선단(1)의 전전거리를 제공는 이격지지대(28)가 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 이탈방지구(18)는 상술된 바와 같이 네일과 앵커몸체를 가결합하기 위한 것으로서, 일반적인 수단으로서 실현이 가능하며, 도시된 이탈방지구에 본 발명이 국한 되는 것은 아니다.

다만, 일반적으로 핀이나 보울트 결합 등이 바람직하게 응용될 수 있는 것이다.

즉, 네일선단인 삽입돌출부(16)에 핀홀(20)을 형성시키고 여기에 핀(22)을 결합시키게 되면, 앵커몸체(12)에 삽입 관통된 네일(10)선단과 앵커몸체(12) 관통홀의 출구가 간섭되어 네일(10)선단을 구속시키게 된다.

한편, 네일(10)선단에 나사선(24)을 가공하고 여기에 너트(26)를 결합시키게 되면 너트(26)가 상기 관통홀(14)의 출구와 간섭되어 네일(10)선단을 구속시키게 되는 것이다.

여기서의 나사선(24)은 종래 문제점에서 설명된 나사선과는 다른 것으로, 이것은 나합력을 통한 앵커블레이드(2)의 확장을 위한 것이 아닐 뿐더러, 규격화된 너트와의 결합을 위해 네일(10)선단에만 형성되는 것이기 때문이다.

이러한 네일(10)선단과 앵커몸체(12)의 가결합은 소일네일구조체의 인장력 확보에는 영향을 미치지 않게 되며, 이것은 후공정인 그라우팅이 타설되는 경우 소일네일구조체는 그라우팅에 의해 천공홀과 결합되기 때문이다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 천공기의 타격력을 병용하여 소일네일구조체를 모반에 정착시킴으로써 시공이 간편해 질 뿐더러, 네일과 앵커몸체의 결합을 위한 나사선의 가공이 삭제되어 소일네일구조체의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 천공기를 통해 사면에 천공홀(1)을 형성하고, 네일(5)과 앵커블레이드(2)가 포함된 앵커몸체(3)가 나사결합된 네일(5)을 천공홀(1)에 삽입한 다음, 네일(5)을 회전도구로 회전시켜 앵커몸체(3)와의 나합력으로 테이퍼몸체(4)를 전진시켜 앵커블레이드(2)를 확장시킴으로써 모반에 앵커블레이드(2)를 정착시킨 후, 그라우팅을 수행하는 사면보강공사용 소일네일링 공법에 있어서, 네일(10) 선단을 앵커몸체(12)에 삽입한 다음 앵커몸체(12)에서 네일(10)의 이탈이 방지되도록 가고정시키고 이를 천공홀(1)에 삽입한 다음, 천공홀(1)을 형성시키기 위해 사용된 천공기로 네일(12)의 후단을 타격하여 그 타격력으로 테이퍼몸체(4)를 전진시켜 앵커블레이드(2)를 확장시킴으로써 앵커블레이드(2)를 모반에 정착시킨 후, 그라우팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 사면보강 공사용 소일네일링 공법.
2. 압박나사면(8)이 형성된 네일(5)과 이 네일(5)에 끼워지는 테이퍼몸체(4)와 상기 압박나사면(8)과 나사결합됨과 더불어 나합력에 의해 전진되는 상기 테이퍼몸체(4)에 의해 확장되는 앵커블레이드(2)를 갖는 앵커몸체(3)로 이루어진 사면보강공사용 네일앵커에 있어서, 천공기의 타격력으로 테이퍼몸체(4)의 전진에 따른 앵커블레이드(2)의 확장이 수행되게 관통홀(14)이 형성된 앵커몸체(12)와 최소한 앵커블레이드(2)의 확장을 제공하는 전진거리를 포함하면서 앵커몸체(12)에 관통되어 돌출되는 길이가 형성된 삽입돌출부(16)를 갖는 네일(10)과 이 삽입돌출부의 선단에 결합되어 앵커몸체(12)와 간섭됨으로써 앵커몸체(12)에서의 네일(10)의 이탈을 방지하는 이탈방지구(18)로 이루어진 사면보강공사용 소일네일구조체.
3. 제 2 항에 있어서, 이탈방지구(18)는 네일(10) 선단에 핀홀(20)이 형성되고 여기에 핀(20)이 결합되어 네일선단과 앵커몸체가 간섭되도록 한 것을 특징으로 하는 사면보강공사용 소일네일구조체.
4. 제 2 항에 있어서, 이탈방지구(18)는 네일(10)선단에 나사선(24)이 가공되고 이 나사선(24)에 너트(26)가 결합되어 네일선단과 앵커몸체가 간섭되도록 한 것을 특징으로 하는 사면보강공사용 소일네일구조체.