KR100508551B1 - 지반보강주용 양방향 저항체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍을 이루어 접합하였을 때 상하에 평평한 저항면을 갖고 허리부가 잘록한 호리병 형상을 형성하고 종축을 지나는 중심면에 대하여 대략 대칭인 반쪽형 저항체와, 상기 저항체의 종축을 따라 지반보강주가 통과될 수 있도록 소정 크기의 삽입요홈이 형성되고, 한 쌍의 상기 저항체를 결합시킬 수 있는 결합수단을 포함한 지반보강주용 저항체 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명에 따른 양방향 파일 저항체는 마이크로 파일에 설치함으로써 마이크로 파일과 그라우트와의 마찰력을 증대시켜 마이크로 파일의 압축 저항력과 인발 저항력을 동시에 증가시키며 종래와 비교하여 마이크로 파일 설치 물량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 한 쌍의 동일한 형상의 저항체를 맞대어 원하는 위치에 바로 정착될 수 있으므로 작업성이 뛰어 나며, 접합면에 돌부와 요부를 형성할 경우 작업 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다. 본 발명은 마이크로 파일뿐만 아니라, 지반보강주를 사용하는 다양한 지반보강 공법에 광범위하게 적용할 수 있다.

Description

지반보강주용 양방향 저항체 {Resisting Fixture for Ground Reinforcing Piles}

본 발명은 마이크로 파일과 같은 지반보강주에 부착되는 호리병 모양의 저항체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 허리부가 잘록한 호리병 형상의 저항체를 마이크로 파일에 결착하여 그라우트와의 마찰저항력을 증가시켜 경제성과 시공성을 향상시킨 지반보강 공법에 관한 것이다.

본 발명은 마이크로 파일 공법뿐만 아니라, soil nailing, rock bolt 등의 공법 등과 같이 지반보강주와 그라우트를 이용하는 다른 지반보강 공법에도 동일하게 적용될 수 있다.

마이크로 파일은 지지력이 부족한 기초나 연약지반, 사면 등의 지반내에 매입하여 지반의 강도를 향상시키고 구조물의 부상방지 및 침하방지를 위한 구조체로서 일정한 직경과 길이로 지반을 천공한 후 구멍에 강관이나 강봉으로 된 파일을 삽입하고, 파일과 지반사이의 공간을 그라우트재로 충진시키는 공법에 사용된다.

마이크로 파일 공법은 파일의 선단부에서의 지지력뿐만 아니라 파일 주변면과 그라우트와의 마찰력에 의해서 저항력을 얻게 된다. 따라서 종래의 마이크로 파일공법에서 저항력을 증가시키기 위해서는 마이크로 파일의 개수를 늘리거나 단면적을 키워 선단지지력과 주면마찰력을 증가시키는 방법을 이용한다. 본 발명에서는 파일 주면에 저항체를 결착하여 그라우트와 파일간의 마찰력을 증가시켜, 마이크로 파일의 저항력을 증가시키고자 하는 것이다.

마이크로 파일의 저항력을 증가시키는 예로서 종래에는 산사면이나 비탈면 붕괴방지를 위한 ‘네일링 콘’ 공법에 적용된 밑부분이 잘린 콘형 경사면을 가지는 역원추 꼴의 저항체가 있으나, 공법 특성상 네일이 빠지는 인발 방향, 즉 한 방향에 대해서만 저항하도록 되어 있다.

그러나 최근 상부구조물의 고층화 현상에 따라 바람과 지진에 의하여 지반 지지력에 미치는 영향을 더욱 세심하게 고려할 필요가 있다. 바람과 지진에 의한 힘은 상부구조물에 수평방향의 하중으로 작용하고 이는 작용위치에 따라 하부기초에 압축 또는 인발 하중이 교대로 작용할 수 있게 된다. 따라서 한쪽 방향으로만 저항면을 가지는 경우에는 다른쪽 방향으로 인발되거나 압축될 경우 저항력이 떨어지는 단점이 있었다.

또한 저항체가 일체식이므로 부착시 저항체를 네일의 선단부로부터 삽입하여 고정하고자 하는 위치까지 이동시켜야 하고 콘의 장착 방향을 바꾸어 끼우거나 콘들을 재배열 조정할 때에는 나머지 콘을 네일로부터 모두 빼내어 전체를 재조정해야만 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 저항력을 증가시키기 위해 마이크로 파일의 개수를 늘리거나 단면적을 키우기 위해 공사물량을 증가시켜야 하는 문제점을 해결하기 위한 것으로 양방향으로 저항면을 갖는 저항체를 제공함으로써 압축과 인발의 양방향으로 저항력을 발휘하여 지반보강주의 전체 유효 저항력을 증가시키는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 저항체 어셈블리를 분리식으로 형성하여 지반보강주상의 원하는 위치에 저항체를 바로 결착시키기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 쌍을 이루어 접합하였을 때 상하에 평평한 저항면을 갖고 허리부가 잘록한 호리병 형상을 형성하고 종축을 지나는 중심면에 대하여 대략 대칭인 반쪽형상의 저항체와, 상기 저항체의 종축을 따라 지반보강주가 통과될 수 있도록 소정 크기의 삽입요홈이 형성되고, 한 쌍의 상기 저항체를 결합시킬 수 있는 결합수단을 포함한 양방향 저항체 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명에 따른 저항체를 지반보강주 상에 다수개 설치하여 지반보강주와 그라우트의 마찰력을 증대시켜, 지반보강주의 압축 저항력과 인발 저항력을 증가시키는 공법이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 양방향 저항체의 결합된 상태를 나타내는 전체 사시도이다.

도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 양방향 저항체는 접합되었을 때 허리가 잘록하고 상하면이 평평한 호리병 형상을 하고 있으며, 도2에서 보는 바와 같이 중심면에 대하여 반으로 분리되어 접합면(101)이 형성된 저항체(100)를 이루고, 접합면상에는 도3에서와 같이 종축을 따라 마이크로 파일이 통과될 수 있도록 삽입요홈(102)이 형성되어 있다.

상기 저항체(100)는 상하에 평평한 저항면(103)을 갖고 있어 마이크로 파일에 정착되면 압축력 또는 인발력 발생의 어느 경우에나 그라우트에 대하여 충분한 마찰력을 발휘할 수 있고, 그라우팅시 본체의 잘록한 허리부(104)에 그라우트액이 채워져 이부분에서 그라우트와의 사이의 전단저항력이 추가로 작용하여 그라우트재(400)와 마이크로 파일(300)간에 더욱 강고한 결합을 제공한다.

상기 저항체는 마이크로 파일에 대한 정착 공정을 보다 용이하게 하기 위하여 중심면에 대하여 이등분된 반쪽 형상으로 되어있고, 마이크로 파일을 삽입요홈에 안착 배치하고 접합된 한쌍의 저항체를 결착하기 위하여 고정띠(105)를 저항체의 허리부(104)에 체결하게 된다.

상기 저항체(100)의 접합면(101)에 형성되는 삽입요홈은 마이크로 파일에 정착이 가능 하도록 파일 직경에 상당하는 크기의 폭으로 형성하되, 삽입요홈의 깊이는 파일의 반경과 같거나 다소 작게 형성하여 고정띠의 압착력에 의해 저항체가 마이크로 파일에 강고히 정착되도록 한다.

또한 저항체의 삽입 요홈 내면은 마이크로파일과의 마찰력을 증대시키기 위하여 요철처리를 하거나, 그 요철이 마이크로 파일의 외주면 요철형상에 대응되는 표면 구조를 형성할 수 있다. 도2 및 도3은 마이크로 파일이 철근으로 된 경우의 저항체의 삽입요홈 내주면 형상 및 그 결착 상태도이고, 도4는 마이크로 파일이 thread bar로 된 경우 저항체의 결착 상태도의 예이다.

본 발명에 따른 제2실시예는 도5에서 보는 바와 같이 저항체의 접합면(101) 상에 돌부(205) 또는 요부(206)를 형성하여 한 쌍의 저항체가 접합될 때 어긋남을 억제하며 접합면이 다소 이격되는 상황에서도 결착력을 더욱 증대시켜 주고 체결 작업시 한손으로 용이하게 결착을 수행할 수 있게 하여 작업성을 향상시키는 추가적인 효과가 있다. 맞물리는 양 쪽 저항체는 상하 대칭으로서 동일한 주형에 의하여 제작 가능하며, 서로 좌우만 바꾸면 각각 상대의 돌부와 요부가 맞물리게 되므로 구분하여 보관하거나 별도 취급할 필요가 없어 취급이 간편한 특징이 있다. 제2실시예의 경우에도 고정띠를 사용하여 한 쌍의 저항체를 결합하게 된다.

한편 돌부와 요부는 도6과 같이 한 지점에 서로 교대되게 형성하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 제3실시예는 도6에서와 같이 돌부(305)와 요부(306)를 교대로 넓적하게 형성하여 한 쌍의 저항체가 맞물렸을 때 일측 돌부(305)가 상대편 요부(306)에 삽입되어 양 돌부가 동심원상으로 서로 겹칠 수 있도록 형성되고 중심부에 나사산이 형성된 관통공(308, 309)을 형성하여 고정볼트(307)를 나사삽입하여 양 저항체를 결합함과 동시에 나아가 마이크로 파일의 외주 표면을 가압하여 고정할 수 있게 한다. 관통공중 어느 하나에는 나사산의 형성을 생략함으로써 나사 길의 불연속성으로 인한 끼임 현상을 방지 할 수 있다. 고정볼트는 돌출부를 없애고 삽입 깊이가 자유롭도록 머리가 없는 일자형의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제3실시예의 경우는 제1 및 제2 실시예에서와 같은 고정띠가 불필요하게 된다. 도7은 도6의 저항체 어셈블리가 결착된 상태를 나타내는 것으로서 고정볼트를 지나는 수평 단면도이다.

도8은 본 발명에 따른 양방향 저항체를 마이크로 파일에 다수 개 장착한 사용상태도의 예를 나타낸다.

본 발명에 따른 양방향 파일 저항체는 파일에 설치함으로써 마이크로 파일과 그라우트와의 마찰력을 증대시켜 마이크로 파일의 압축 저항력과 인발 저항력을 동시에 증가시키며 종래에 비교하여 마이크로 파일 설치 물량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 시공시에 허리부에 그라우트액이 충진되어 전단저항이 발생되므로 마이크로 파일과 그라우트간의 결합력이 더욱 증가되는 효과가 있다.

또한 한 쌍의 동일한 형상의 저항체를 맞대어 원하는 위치에 바로 정착될 수 있으므로 작업성이 뛰어 나며, 접합면에 돌부와 요부를 형성할 경우 작업 효율 및 결착력이 더욱 향상되는 효과가 있다.

또한 결합되는 양쪽 저항체가 동일하므로 보관이나 취급상의 복잡성이 경감되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 마이크로 파일뿐만 아니라, 그라우트와 함께 사용되는 soil nailing, rock bolt 등과 같은 지반보강주를 사용하는 다양한 지반보강공법에 광범위하게 적용할 수 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 저항체 어셈블리의 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 저항체 어셈블리의 분해 사시도이다.

도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 저항체 어셈블리를 이형 철근에 정착한 상태를 나타낸 사시도이다.

도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 저항체 어셈블리를 thread bar에 정착한 상태를 나타낸 사시도이다.

도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 저항체로서 접합면에 돌부와 요부를 형성한 경우를 나타낸다.

도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 저항체로서 접합면의 한 지점에 돌부와 요부를 교대로 형성하고 고정나사로 결합하는 저항체의 사시도이다.

도7은 도6의 저항체 어셈블리가 결착된 상태를 나타낸 것으로 고정볼트를 관통하는 수평 단면도이다.

도8은 본 발명에 따른 양방향 저항체 어셈블리를 마이크로 파일에 다수 개 장착한 사용상태도의 예를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 저항체 101,201,301: 접합면

102: 삽입요홈 103: 저항면

104: 허리부 105: 고정띠

200: 저항체 어셈블리 205,305: 돌부

206,306: 요부 300: 지반보강주

307: 고정볼트 308: 관통공

400: 그라우트

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 지반보강주용 저항체에 있어서,

   쌍을 이루어 접합될 때 상하에 평평한 저항면을 갖고 허리부가 잘록한 호리병 형상을 이루며, 종축을 지나는 중심면에 대하여 대략 반쪽 형상을 띠어, 상기 중심면에 면하는 접합면이 형성되고,

   상기 접합면상에는 지반보강주가 종축을 따라 통과될 수 있도록 소정 크기의 삽입요홈이 형성되고,

   상기 접합면상의 좌우 일측에 돌부 및 요부를 교대되게 형성하고 타측의 각각 대칭되는 위치에 상기 돌부 및 요부의 역형상이 되는 요부 및 돌부를 구비하되, 각 돌부를 넓적하게 형성하여 한 쌍의 저항체가 맞물렸을 때 일측 돌부가 상대편 요부에 삽입되어 양 돌부가 동심원상으로 서로 겹칠 수 있도록 형성되고, 고정볼트를 나사삽입하여 양 저항체가 결합되고 나아가 지반보강주 외주 표면을 가압할 수 있도록 적어도 한쪽 돌부에 나사산이 형성된 관통공을 형성한 지반보강주용 저항체.
8. 제7항의 지반보강주용 저항체 한 쌍과, 상기 관통공에 나사결합되어 상기 저항체를 결착하는 고정볼트를 포함하여 구성된 지반보강주용 저항체 어셈블리.
9. 제8항에 있어서 상기 고정볼트는 볼트머리가 없는 일자형 볼트인 지반보강주용 저항체 어셈블리.