KR100623242B1

KR100623242B1 - 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를이용한 그라우팅 시공방법

Info

Publication number: KR100623242B1
Application number: KR1020040002843A
Authority: KR
Inventors: 최의섭
Original assignee: 최의섭
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2006-09-18
Also published as: KR20050075071A

Abstract

본 발명은 그라우팅관의 입구에서 한번에 그라우트재의 주입이 가능함과 동시에 그라우트재로 섬유포대를 팽창시킨 후, 이러한 섬유포대에 의하여 지반에 압력 주입이 가능하도록 하여 강도를 향상시키도록 한 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 내외주면이 관통 되도록 다수개의 주입구멍이 형성된 그라우팅관과; 상기 그라우팅관에 형성된 주입구멍의 외부에 설치되는 섬유포대와; 상기 그라우팅관의 외주면에 설치되되, 상기 섬유포대와의 사이에 배치되는 소구경 주입관과; 상기 섬유포대를 긴밀하게 밴드 체결시키는 체결구로 구성된다.

또한, 본 발명은 대상 지반에 소정의 직경 및 깊이로 천공하여 천공부를 형성하는 단계; 상기 천공부에 청구항 1의 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 설치하는 단계; 상기 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체의 그라우팅관내에 그라우트재를 주입함과 동시에 상기 그라우팅관의 주입구멍을 통해 그라우트재를 분사시켜 섬유포대를 팽창시키는 단계; 상기 팽창된 섬유포대의 사이의 공간부에 소구경 주입관에 소정의 압력으로 그라우트재를 주입하여 지반을 보강하는 단계로 이루어진다.

섬유포대, 그라우팅관, 그라우팅 구조체, 그라우팅 시공방법

Description

섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법{The grouting construction method of having used grouting structure using textile bag and grouting pipe and this}

도 1은 본 발명에 따른 섬유포대를 도시한 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 섬유포대를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를

도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를

도시한 반단면도,

도 5는 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를

도시한 평면도1,

도 6은 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를

도시한 평면도2,

도 7은 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체가

터널의 천공부에 설치된 상태를 도시한 예시도,

도 8은 도 7의 B부분 확대 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체가

강관에 설치된 상태를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 그라우팅관 12 : 내주면

14 : 외주면 16 : 주입구멍

20 : 간격재 22 : 중공부

24 : 절개부 30 : 소구경 주입관

40 : 섬유포대 41 : 폴리에틸렌사

42 : 나일론 특수 가공사 50 : 체결구

100 : 보강관 110 : 주입공

A : 그라우팅 구조체 G : 그라우트재

H : 천공부 S : 공간부

T : 터널

본 발명은 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법에 관한 것으로, 특히 그라우팅관의 입구에서 한번에 그라우트재를 주입함과 동시에 주입된 그라우트재로 섬유포대를 팽창시켜 지반에 압력 주입이 가능하도록 한 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법에 관한 것이다.

종래의 터널이나 사면에서 토사의 지반보강 및 누수방지, 암반의 균열에 대한 보강공사를 실시할 때는 주입관 주위에 천공된 천공부에 일방향밸브를 설치하여 단계적으로 패커를 인발하면서 반복적으로 그라우트재를 주입하여 지반의 균열된 틈새를 충전시키는 그라우팅관 다단 그라우팅공법이 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 그라우팅관 다단 그라우팅공법은 압력주입 후 그라우트재를 급결시키기 위해 급결액의 일종인 규산을 사용하는 바, 이러한 규산의 사용으로 인하여 그라우트재의 강도가 저하되는 문제가 있고, 다단 그라우팅 주입임으로 주입시간이 오래걸리는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 그라우팅관의 입구에서 한번에 그라우트재의 주입이 가능함과 동시에 주입된 그라우트재로 섬유포대를 팽창시킨 후, 이러한 섬유포대에 의하여 지반에 압력 주입이 가능하도록 하여 지반의 보강효과를 극대화시키도록 한 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체는 내외주면이 관통 되도록 다수개의 주입구멍이 형성된 그라우팅관과; 상기 그라우팅관에 형성된 주입구멍의 외부에 설치되는 섬유포대와; 상기 그라우팅관의 외주면에 설치되되, 상기 섬유포대와의 사이에 배치되는 소구경 주입관과; 상기 섬유포대를 긴밀하게 밴드 체결시키는 체결구로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 이용한 그라우팅 시공방법은 대상 지반에 소정의 직경 및 깊이로 천공하여 천공부를 형성하는 단계; 상기 천공부에 청구항 1의 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 설치하는 단계; 상기 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체에 그라우팅관내에 그라우트재를 소정의 압력으로 주입함과 동시에 상기 그라우팅관의 주입구멍을 통해 그라우트재를 분사시켜 섬유포대를 팽창시키는 단계; 상기 팽창된 섬유포대의 사이의 공간부에 소구경 주입관에 소정의 압력으로 그라우트재를 주입하여 지반을 보강하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유포대를 도시한 평면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 섬유포대를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 도시한 반단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 도시한 평면도1이며, 도 6은 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 도시한 평면도2이며, 도 7은 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체가 터널의 천공부에 설치된 상태를 도시한 예시도이며, 도 8은 도 7의 B부분 확대 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체가 강관에 설치된 상태를 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체는 내외주면(12, 14)이 관통 되도록 다수개의 주입구멍(16)이 형성된 그라우팅관(10)과; 상기 그라우팅관(10)에 형성된 주입구멍(16)의 외부에 설치되는 섬유포대(40)와; 상기 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 설치되되, 상기 섬유포대(40)와의 사이에 배치되는 소구경 주입관(30)과; 상기 섬유포대(40)를 긴밀하게 밴드 체결시키는 체결구(50)로 구성된다.

여기서, 상기 섬유포대(40)는 그 재질이 종방향으로는 폴리에틸렌사(41)와 횡방향으로는 나일론 특수가공사(42)가 얽혀 원통체가 형성된 구조이다.

또한, 상기 섬유포대(40)의 외주면에는 주입공(110)이 형성된 보강관(100)이 설치된다.

그리고, 상기 그라우팅관(10)의 외주면에는 중공부(22)가 형성된 간격재(20)가 설치된다.

특히, 상기 간격재(20)는 가운데는 중공부(22)가 형성되고, 외주면으로부터 원주방향으로 소정의 간격마다 외측단이 다수개가 절개 형성되는 절개부(24)가 형성된 구조이다.

즉, 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체는 그라우트관(10), 간격재(20), 소구경 주입관(30), 섬유포대(40) 및 체결구(50)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조이다.

여기서, 상기 그라우팅관(10)은 일반적인 PVC, FRP, 강관, 철관 등의 관으로 이루어지되, 이 그라우팅관(10)에는 내외주면(12, 14)이 관통되도록 다수개의 주입구멍(16)이 형성된 구조이다.

특히, 상기 그라우팅관(10)에 다수개의 주입구멍(16)을 형성시킨 이유는 그라우팅관(10)내로 주입된 그라우트재(G)가 다수개의 주입구멍(16)을 통해 그라우팅관(10)의 외부로 배출시키기 위한 통로 역할을 수행하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 간격재(20)는 아크릴 재질로 이루어지되, 그 가운데가 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 끼워지도록 중공부(22)가 형성되고, 그 외측단에는 소구경 주입관(30)이 밀착되도록 절개부(24)가 형성된 구조이다.

이와 같이 간격재(20)를 설치하는 이유는 그라우팅관(10)에 소구경 주입관(30)을 밀착시킨 후, 이를 섬유포대(40)를 감싼 후, 체결구(50)로 고정한 상태에서 소구경 주입관(30)이 움직이는 것을 방지하기 위함이다.

즉, 상기 간격재(20)의 절개부(24)에 소구경 주입관(30)을 밀착시켜 외부 충격에 의해 소구경 주입관(30)의 설치위치 및 움직임을 방지토록 하기 위함이다.

또한, 상기 섬유포대(40)는 투수성을 가지며, 종방향으로는 폴리에틸렌사(41)와 횡방향으로는 나일론 특수가공사(42)가 얽혀 원통체를 형성하되, 그 각각의 원통체 사이의 길이는 3m내외로 한다.

여기서, 상기한 섬유포대(40)의 강도는 아래의 표와 같다.

섬유포대 강도

유 형	인장력(N/3㎝)		신장율(%)
유 형	날실	씨실	날실	씨실
A	1,640	1,202	19.0	16.4
B	1,646	1,178	19.6	16.1

즉, 상기한 섬유포대(40)는 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 설치된 소구경 주입관(30)의 외주면에 끼워져서 그라우팅관(10)의 주입구멍(16)을 통해서 배출된 그라우트재(G)가 그 섬유포대(40)내를 채움에 따라 자연히 섬유포대(40)는 그 부피가 팽창되어 터널(T) 내 천공부(H)를 보강 지지하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 체결구(50)는 밴드 타입으로 구성되며, 소구경 주입관(30)의 외주면에 섬유포대(40)를 설치한 후, 이를 체결하기 위한 것이다.

그리고, 상기 소구경 주입관(30)은 일반적인 PVC, FRP, 동관, 강관, 철관 등의 관으로 이루어지며, 상기 소구경 주입관(30)은 서로 상이한 길이로 이루어지는 다수개의 관들이 그라우팅관(10)에 설치된 간격재(20)의 절개부(24)에 고정 설치된다.

여기서, 상기한 소구경 주입관(30)의 길이를 서로 상이하게 하는 이유는 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 다수개의 섬유포대(40)가 일정한 간격으로 체결구(50)에 의해 설치되어, 상기 그라우팅관(10)의 그라우트재(G)에 의하여 팽창된다.

이러한 팽창은 섬유포대(40)가 그라우팅관(10)을 감싼 부분만 팽창이 이루어지고, 기타 부분인 섬유포대(40)의 사이에는 공간부(S)가 발생되므로 이 공간부(S)에 그라우트재(G)를 주입할 필요가 생겨 이들 부분은 체결구(50)가 위치된 부분에 해당되어, 이러한 체결구(50)가 위치된 부분까지 소구경 주입관(30)을 설치해야 되기 때문에 체결구(50)가 다수개 존재하므로, 이에 따라 소구경 주입관(30)도 다수개를 설치한다.

즉, 상기 소구경 주입관(30)은 상기 섬유포대(40) 사이의 공간부(S)에 그라우트재(G)를 주입함과 동시에 섬유포대(G) 사이의 틈새를 긴밀하게 채움과 더불어 대상 터널(T)의 천공부(H)를 채우도록 하기 위함이다.

한편, 상기 보강관(100)은 선택적으로 섬유포대(40)의 외측에 끼워 인장재로 사용할 수도 있다.

즉, 상기 보강관(100)내로 소구경 주입관(30)을 통해 주입된 그라우트재(G)가 섬유포대(40)의 사이의 공간부(S)를 채운 후 충전되며, 이와 같이 충전된 그라우트재(G)는 다시 보강관(100)의 주입공(110)을 통해 지반내로 주입된 후 경화되어, 상기 보강관(100)과 지반이 일체로 하여 지반을 보강하기 위함이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 이용한 시공에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 이용한 그라우팅 시공방법은 대상 지반에 소정의 직경 및 깊이로 천공하여 천공부(H)를 형성하는 단계; 상기 천공부(H)에 청구항 1의 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라 우팅 구조체(A)를 설치하는 단계; 상기 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체(A)의 그라우팅관(10)내에 그라우트재(G)를 소정의 압력으로 주입함과 동시에 상기 그라우팅관(10)의 주입구멍(16)을 통해 그라우트재(G)를 분사시켜 섬유포대(40)를 팽창시키는 단계; 상기 팽창된 섬유포대(40)의 사이에 위치된 소구경 주입관(30)에 소정의 압력으로 그라우트재(G)를 주입하여 지반을 보강한다.

여기서, 상기 천공부(H)를 형성한 후, 상기 천공부에 주입공이 형성된 강관을 설치하는 단계를 추가한다.

또한, 상기 그라우팅관(10)의 주입구멍(16)을 통해 주입된 그라우트재(G)가 분사되면서, 섬유포대(40)에 그라우트재(G)를 압력 주입하여 순차적으로 섬유포대(40)를 팽창시킴과 동시에 상기 섬유포대(40)의 팽창으로 터널(T)의 천공부(H)내를 메우도록 한다.

그리고, 상기 그라우트재(G)에 의하여 팽창된 섬유포대(40)의 사이에는 공간부(S)가 발생되며, 이러한 공간부(S)를 메우기 위해 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 별도로 설치된 소구경 주입관(30)에 그라우트재(G)를 압력 주입하면 섬유포대(40) 사이의 공간부(S)를 메워줌과 동시에 터널(T)의 천공부(H)를 완전히 메워진다.

즉, 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 이용한 그라우팅 시공방법은 대상 지반이 터널(T)인 경우 터널(T)내 지반에 소정의 직경 및 깊이로 천공하여 천공부(H)를 형성하고, 상기 천공부(H)에 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체(A)를 설치하며, 상기 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체(A)의 그라우팅관에 소정의 압력으로 그라우트재를 주입함과 동시에 서서히 인발하고, 이러한 그라우트재(G)로 인하여 그라우팅관(10)은 채워짐과 동시에 그라우팅관(10)의 주입구멍(16)을 통하여 그라우트재(G)가 분출되면서 서서히 섬유포대(40)의 부피가 팽창되어 천공부(H)를 밀착시켜 일차적인 그라우트재(G)의 주입을 완료한다.

이어서, 상기 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 설치된 간격재(20)의 절개부(24)에 밀착된 소구경 주입관(30)에 그라우트재(G)를 소정의 압력을 주입하여, 팽창된 섬유포대(40) 사이의 공간부(S)를 메움과 동시에 기타 천공부(H)내를 그라우트재(G)로 메우는 이차적인 그라우트재(G)의 주입을 완료하면 터널(T)의 지반 보강공사는 완료된다.

필요에 따라 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체(A)의 두부를 그라우팅캡 또는 포대를 이용하여 덮어씌워 밀봉처리를 한다.

상술한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어지는 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법은 그라우팅관(10)의 입구에서 한번에 그라우트재(G)의 주입이 가능함과 동시에 그라우트재(G)로 섬유포대(40)를 팽창시킨 후, 이러한 섬유포대(40)에 의하여 지반을 보강하도록 하여 지반의 보강효과를 향상시키는 작용효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법은 그라우트재의 주입을 한번으로 처리할 수 있으며, 급결재를 사용하지 않고, 시멘트 밀도를 조정하여 주입이 가능함을 밝혀두는 바이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 그라우팅관 입구에서 한번에 그라우트재를 주입함과 동시에 섬유포대를 팽창시킨 상태로 지반내 천공부를 보강함으로써, 종래와 같이 그라우트재 주입에 따른 일방향 밸브를 사용하지 않는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 섬유포대가 지반의 천공부를 지지하고 있기 때문에 지반에 유입된 지반수로 인하여 천공부가 붕괴되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 그라우팅관을 통해 섬유포대에 그라우트재를 주입하여 팽창시킴으로써 지반의 천공부와 마찰저항을 증대시킬 뿐만 아니라 상기 섬유포대의 사이를 소구경 주입관에 그라우트재를 소정의 압력으로 주입함으로써 완전하게 지반내 천공부를 메워줌과 동시에 지반보강을 강화시키는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 섬유포대와 그라우팅관이 패커 기능을 하며, 섬유포대의 팽창으로 인하여 쐐기식으로 위치됨으로 지반의 마찰력이 증대될 뿐만 아니라 지반의 지내력이 향상되는 이점이 있다.

Claims

내외주면(12, 14)이 관통 되도록 다수개의 주입구멍(16)이 형성된 그라우팅관(10)과; 상기 그라우팅관(10)에 형성된 주입구멍(16)의 외부에 설치되는 섬유포대(40)와; 상기 그라우팅관(10)의 외주면(14)에 설치되되, 상기 섬유포대(40)와의 사이에 배치되는 소구경 주입관(30)과; 상기 섬유포대(40)를 긴밀하게 밴드 체결시키는 체결구(50)로 구성되는 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체에 있어서,

상기 섬유포대(40)는 종방향의 폴리에틸렌사(41)와 횡방향의 나일론 특수가공사(42)가 얽혀 원통체가 형성되며, 상기 섬유포대(40)의 외주면에 주입공(110)이 형성된 보강관(100)이 설치되며, 상기 그라우팅관(10)의 외주면에는 중공부(22)가 형성된 간격재(20)가 설치되며, 상기 간격재(20)는 외주면으로부터 원주방향으로 소정의 간격마다 외측단이 다수개가 절개 형성되는 절개부(24)가 형성됨을 특징으로 하는 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체.
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대상 지반에 소정의 직경 및 깊이로 천공하여 천공부(H)를 형성하는 단계;

상기 천공부(H)를 형성한 후, 상기 천공부에 주입공이 형성된 강관을 설치하는 단계;

상기 천공부(H)에 청구항 1의 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체(A)를 설치하는 단계;

상기 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체(A)의 그라우팅관(10)내에 소정의 압력으로 그라우트재를 주입함과 동시에 상기 그라우팅관(10)의 주입구멍(16)을 통해 그라우트재(G)를 분사시켜 섬유포대(40)를 팽창시키는 단계;

상기 팽창된 섬유포대(40)의 사이의 공간부(S)에 소구경 주입관(30)에 소정의 압력으로 그라우트재(G)를 주입하여 지반을 보강하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 섬유포대와 그라우팅관을 이용한 그라우팅 구조체를 이용한 그라우팅 시공방법.
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