KR100721786B1

KR100721786B1 - 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법

Info

Publication number: KR100721786B1
Application number: KR1020060108606A
Authority: KR
Inventors: 정성필
Original assignee: 주식회사 오륙개발; 지에스건설 주식회사
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2007-06-04

Abstract

본 발명은 연약지반의 면을 보강하기 위해 종횡으로 다수개의 구멍을 천공하면서 내부에 어스 앵커 또는 소일 네일링 공법에서 사용되는 내하체를 매입시켜 그라우트로 양생시키되, 천공, 그라우트 주입 및 교반이 동시에 진행되도록 선단에 교반날개 및 가이드 슈가 달린 중공상의 케이싱으로 사면 입구에서 자유장 까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 흐트러진 토사를 결속시키고, 소요깊이의 정착장까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 지반과 함께 교반한 뒤 상기 어스 앵커 또는 소일네일(이하 앵커ㆍ네일이라 함)을 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 내하체와 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 하고, 이후 상기 케이싱을 빼내면서 상기 앵커ㆍ네일 주위로 그라우트를 가압 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 한덩어리로 상기 내하체가 매입되도록 하며, 상기 정착장을 상기 자유장보다 더 크게 천공하여 전단강도 증진 및 앵커ㆍ네일의 인장력이 증가되도록 한 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법에 관한 것이다.

내하체, 헤드부, 강선, 날개, 케이싱, 정착장, 자유장

Description

연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법{Anchorㆍnail execution method for the soft ground}

도 1은 본 발명 한 실시예의 시공방법에 사용되는 앵커ㆍ네일용 내하체의 분리도

도 2는 본 발명 한 실시예의 시공방법에 사용되는 내하체의 단면도

도 3은 본 발명 한 실시예의 시공방법을 나타낸 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 내하체 11 : 헤드부

12 : 강선 20 : 헤드고정판

30 : 강선고정판 40 : 간격유지봉

50 : 주름관 51 : 콘크리트

60 : 케이싱 61 : 핀

62 : 날개 63 : 힌지

본 발명은 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법에 관한 것으 로서, 더욱 상세하게는 천공, 그라우트 주입 및 교반이 동시에 진행되도록 중공상의 케이싱을 회전시키면서 내부로 그라우트를 주입하여 천공되는 지반에 스며들어 흐트러진 토사를 결속시키고 공극이 유지되도록 자유장을 천공하고, 앵커 및 네일(이하 앵커ㆍ네일이라 함)용 내하체가 놓이는 정착장까지 시멘트 페스트를 고화제와 함께 교반하면서 천공한 뒤, 상기 케이싱 내부로 앵커ㆍ네일 및 내하체를 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 내하체에 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 하고, 이후 상기 케이싱을 빼내면서 상기 내하체 주위로 그라우트를 주입 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 일체화되면서 상기 앵커ㆍ네일이 그라우트에 매입되도록 하며, 상기 정착장을 상기 자유장보다 교반을 더 확실하게 하여 주위 지반의 전단강도가 증가되도록 한 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 토사로 이루어진 연약지반의 경사면은 어스 앵커(Earth anchor) 공법 또는 소일네일링 공법으로 보강하고 있다. 이들 공법은 헤드와 다수개의 강선 및 철근으로 이뤄진 앵커ㆍ네일을 설치하여 그라우트를 양생시키는 것이며, 주위지반의 전단강도 증진 및 앵커ㆍ네일의 인장력을 갖도록 한 것으로서 사면에 설치된 지지체와 연결하여 사면의 붕괴를 막는 공법이다.

종래에는 앵커ㆍ네일의 인장력을 보강하기 위해 헤드를 갖는 내하체를 패커(packer)로 감싼 뒤 정착장 내부에 설치하고 상기 패커 속에 그라우트를 주입하여 팽창 양생시키는 공법이 사용되었다.

그러나 상기 내하체의 패커는 정착장의 천공된 형태 및 지반의 강약 정도에 따라 그 팽창 변형되는 형태가 모두 다르기 때문에 요구하는 균일한 인장력 및 전단강도를 보장할 수 없는 단점이 있었다.

그리고 사면의 정착장을 그라우트 분사 방법으로 구근을 확장하여 전단강도 증진 및 인장력이 증가되도록 하는 공법(JSP : Jumbo Special Pile)이 사용되고 있으나, 장비가 두 대 들어가 시공함으로 복잡하고, 시공에 많은 기술을 요하며 불량률이 높아 시공비가 증가되는 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 연약지반의 면을 보강하기 위해 종횡으로 다수개의 구멍을 천공하면서 내부에 어스 앵커 또는 소일 네일링 공법에서 사용되는 내하체를 매입시켜 그라우트로 양생시키되 선단에 교반날개 및 가이드 슈가 달린 중공상의 케이싱으로 사면 입구에서 자유장 까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 흐트러진 토사를 결속시키고, 천공 및 교반하는 동안 날개가 접어져서 구근이 확장되지 않도록 하며, 소요깊이의 정착장까지 시멘트 페스트를 고화제와 함께 교반하면서 천공하되 상기 케이싱을 역회전시켜 날개가 펼쳐지면서 구근이 확장되어 전단강도가 보강되도록 한 뒤, 상기 앵커ㆍ네일의 내하체를 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 내하체와 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 하고, 이후 상기 케이싱을 빼내면서 그라우트를 가압 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 한 덩어리로 상기 내하체가 매입되도록 하며, 상기 정착장의 그라우트 내,외부를 일체화하여 전단강도 증진 및 인장력이 증가되도록 한 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 3개가 한조를 이루도록 헤드부 및 강선을 묶어 앵커ㆍ네일을 만들고 상기 앵커ㆍ네일의 내하체에 콘크리트를 타설 양생시켜 내구성 및 주변 마찰력이 증가되도록 하였으며, 상기 사면을 천공할 때 자유장은 작은 직경으로 천공하고 정착장은 큰 직경으로 천공하여 상기 앵커ㆍ네일의 헤드부와 정착장 사이로 그라우트가 많이 채워져 교반 및 양생되도록 하여 전단강도가 보완되도록 하고, 사면을 처음부터 크게 천공하지 않으므로 붕괴의 위험이 적은 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선단에 교반날개 및 가이드 슈가 달린 중공상의 케이싱으로 사면 입구에서 자유장 까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 흐트러진 토사를 결속시키고, 소요 깊이까지 정착장을 천공하면 앵커ㆍ네일을 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 앵커ㆍ네일과 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 하고, 이후 상기 케이싱을 빼내면서 상기 앵커ㆍ네일 주위로 그라우트를 가압 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 한 덩어리로 상기 내하체가 매입되도록 하며, 상기 정착장을 상기 자유장보다 더 크게 천공하여 전단강도 증진 및 인장력이 증가되도록 구성되어 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 보강공법에 사용되는 앵커의 분리도 이고, 도 2는 본 발명 한 실시예의 보강공법에 사용되는 앵커의 단면도 이다. 본 발명 한 실 시예의 어스 앵커 또는 소일 네일링 공법용 내하체(10)는 연약지반의 정착장에 매입되는 헤드부(11) 및 자유장으로 매입되는 강선(12)으로 구분된다. 상기 강선(12)은 헤드부(11)와 연약지반의 사면에 놓인 지지판을 연결하여 사면을 보강하기 위한 것으로 외주면은 합성수지로 코팅되어 부식이 방지되도록 처리된다.

상기 헤드부(11) 및 강선(12)은 3개가 한조를 이뤄 앵커용 내하체(10)로 구성된다. 상기 앵커용 내하체(10)는 상기 3개의 헤드부(11)를 전,후방에서 잡아주는 한쌍의 헤드고정판(20)이 구비되고, 상기 강선(12)의 선단을 잡아주는 강선고정판(30)이 구비된다. 상기 헤드고정판(20) 및 강선고정판(30)에는 상기 헤드부(11) 및 강선(12)이 관통되는 체결구멍(21)(31)이 다수개 천공되고, 상기 체결구멍(21)(31) 주위로는 이들 고정판(20)(30)들의 간격을 일정하게 유지 및 연결시키는 간격유지봉(40) 결합용 조립구멍(22)(32)이 각각 형성된다.

상기 헤드고정판(20) 및 강선고정판(30)의 외주연을 연결하는 주름관(50)이 구비되고, 상기 주름관(50)의 내부에는 콘크리트가 채워져 상기 강선(12)을 고정시키는 콘크리트(51)가 형성된다. 그리고 상기 강선(12)의 외주연에는 스프링 형태의 코일(41)이 감겨 상기 콘크리트와 상기 강선(12)의 결속력을 높이며, 상기 헤드부(11)의 선단에는 캡(23)이 씌워져 상기 헤드부(11) 및 헤드고정판(20)을 보호해 주고, 자유장 및 정착장 내부로 앵커 삽입을 용이하게 한다.

도 3은 본 발명 한 실시예의 시공방법을 나타낸 단면도 로써, 사면을 천공하는 케이싱(60)은 다단으로 연결되며 이들은 핀(61)으로 결합되어 상기 케이싱(60)이 정,역회전될 때 회전력이 전달되도록 구성된다. 그리고 상기 케이싱(60)의 선단 에는 다수개의 절첩식 날개(62) 및 가이드 슈(60a)가 구비된다.

상기 가이드 슈(60a)는 천공하는 동안 상기 케이싱(60) 내부로 흙이 유입되는 것을 막아준다. 상기 날개(62)들은 힌지(63)를 통하여 연결되고 상기 케이싱(60)이 자유장(72)을 천공하기 위해 정회전 되는 동안 접어져 상기 자유장(72)의 직경이 작게 천공되도록 해준다. 그리고 상기 정착장(71)을 천공하는 동안 상기 케이싱(60)은 역회전 되며 이때 상기 날개(62)들은 상기 힌지(63)를 중심으로 펼쳐져 상기 정착장(71)을 상기 자유장(72) 보다 크게 확장 교반하여 천공한다.

상기 자유장(72) 및 정착장(71)을 케이싱(60)으로 천공하는 동안 상기 케이싱(60) 내부로 그라우트를 고압 주입하여 상기 연약지반 내부로 스며들어 보강되도록 한다. 자유장을 천공하는 동안 상기 케이싱(60)은 공극을 유지시키며, 흐트러진 토사를 그라우트로 결속시킨다. 그리고 천공이 완료되면 상기 앵커 및 이의 내하체(10)를 상기 케이싱(60) 내부로 투입하여 상기 헤드부(11)에 상기 가이드 슈(60a)가 결합된 상태로 상기 케이싱(60)에서 분리되도록 한다.

이후 상기 케이싱(60)을 정회전 시켜 상기 날개(62)들이 접어도록 하면서 상기 케이싱(60)을 상기 사면에서 제거하면서 상기 케이싱(60) 내부로 그라우트를 가압 주입한다. 상기 정착장(71)에서 상기 앵커용 내하체(10)의 헤드부(11)가 그라우트와 한덩어리가 되도록 상기 케이싱(60)을 계속 회전시켜 교반한다.

상기 그라우트의 주입이 완료되면 사면(70)으로 돌출되는 상기 강선(12)의 선단에 브라켓(74) 및 웨지, 너트(75)를 체결하여 사면과 접한 지지판(73)을 가압시켜 사면이 보강되도록 해준다. 이때 상기 정착장(71)에는 확관에 의해 그라우트 가 많이 채워지고 교반에 의해 상기 헤드부()가 그라우트와 한몸체가 되므로 전단강도 및 인장력이 증가되어 상기 강선(12)을 통한 지지판(73)의 지지력이 보강되어 사면을 안정적으로 지지할 수 있으며, 상기 사면을 천공할 때 처음부터 크게 확관시켜 천공하지 않으므로 주변의 붕괴를 막을 수 있다.

그리고 상기 내하체(10)는 3개의 헤드부가 한조를 이뤄 결합되며 주위는 콘크리트(51)가 형성되어 주변 마찰력이 보강되는 구성이다. 따라서 상기 자유장(72) 및 정착장(71)의 길이를 짧게 하더라도 사면의 보강이 가능하며 상기 강선(12)도 필요이상 길게 제작할 필요가 없으므로 공사기간을 단축할 수 있는 등의 이점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 연약지반의 사면을 보강하기 위해 종횡으로 다수개의 구멍을 천공하면서 내부에 어스 앵커 또는 소일 네일링 공법에서 사용되는 내하체를 매입시켜 그라우트로 양생시키되 선단에 교반날개 및 가이드 슈가 달린 중공상의 케이싱으로 사면 입구에서 자유장 까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 흐트러진 토사를 결속시키고, 소요깊이까지 천공하면 상기 내하체를 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 내하체와 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 한 특징이 있다.

이후 상기 케이싱을 빼내면서 상기 내하체 주위로 그라우트를 가압 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 한 덩어리로 상기 내하체가 매입되도록 하며, 상기 정착장을 상기 자유장보다 더 크게 천공하여 전단강도 증진 및 인장력이 증가되도록 함으로써, 천공, 그라우트 주입 및 교반이 동시에 진행되면서 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공할 수 있다.

그리고 3개가 한조를 이루도록 앵커ㆍ네일의 헤드부 및 강선을 묶고 이들을 콘크리트로 결속시켜 주변 마찰력을 보강한 내하체를 만들고, 사면을 천공하여 자유장과 정착장으로 만들되 상기 정착장은 상기 자유장보다 직경을 크게 하여 확장된 정착장을 그라우트로 채워 교반 양생시킴으로써, 인장력이 증가되어 사면의 지지력이 향상되고 천공 깊이를 짧게 하여도 되므로 공사기간을 단축할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

삭제
선단에 교반날개 및 가이드 슈가 달린 중공상의 케이싱으로 사면 입구에서 자유장 까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 흐트러진 토사를 결속시키고, 소요 깊이까지 교반하면서 정착장을 천공하고 앵커ㆍ네일의 내하체를 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 내하체와 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 하고, 이후 상기 케이싱을 빼내면서 상기 내하체 주위로 그라우트를 가압 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 한 덩어리로 상기 내하체가 매입되도록 하며, 상기 정착장을 상기 자유장보다 더 크게 천공하여 전단강도 및 인장력이 증가되도록 천공, 그라우트 주입 및 교반이 동시에 진행되는 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법에 있어서,

상기 내하체는 사면의 정착장에 매입되는 헤드부, 상기 헤드부와 상기 사면의 지지판을 연결하기위해 자유장에 매입되는 강선으로 구성되고,

적어도 3개의 헤드부가 방사상으로 배치되어 한조를 이루도록 상기 헤드부의 전,후단을 결속시키는 헤드고정판;

상기 헤드부들과 연결된 적어도 3개의 강선들이 방사상으로 배치되어 한조를 이루도록 상기 정착장에 놓여 강선들을 결속시키는 강선고정판 그리고

상기 정착장에 놓이는 강선들의 외주연을 감싸도록 상기 헤드고정판 및 강선고정판에 연결되고 상기 강선들이 매입되는 콘크리트로 구성함을 특징으로 하는 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 헤드고정판들과 상기 강선고정판은 다수개의 간격유지봉으로 연결 조립되며, 상기 콘크리트는 상기 헤드고정판과 강선고정판을 연결하는 주름관에서 양생되며 상기 강선들의 외주면에는 나선형 코일이 감겨 상기 콘크리트와의 결속력이 증가되도록 한 것을 특징으로 하는 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법.
선단에 교반날개 및 가이드 슈가 달린 중공상의 케이싱으로 사면 입구에서 자유장 까지 천공하면서 그라우트를 주입하여 흐트러진 토사를 결속시키고, 소요 깊이까지 교반하면서 정착장을 천공하고 앵커ㆍ네일의 내하체를 투입하여 선단의 가이드 슈가 상기 내하체와 결합된 상태로 상기 케이싱에서 분리되도록 하고, 이후 상기 케이싱을 빼내면서 상기 내하체 주위로 그라우트를 가압 교반하여 상기 케이싱 외부로 주입된 그라우트와 한 덩어리로 상기 내하체가 매입되도록 하며, 상기 정착장을 상기 자유장보다 더 크게 천공하여 전단강도 및 인장력이 증가되도록 천공, 그라우트 주입 및 교반이 동시에 진행되는 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법에 있어서,

상기 케이싱의 선단에는 힌지를 중심으로 펼쳐지고 접어지는 다수개의 날개들이 형성되어, 상기 사면을 케이싱으로 천공할 때 자유장 까지는 상기 날개들이 접어져서 직경이 작게 천공되도록 하고,

상기 케이싱을 역회전 시켜 상기 케이싱의 선단에 구비되는 날개들이 펼쳐지면서 상기 정착장은 상기 자유장 보다 큰 직경으로 구멍이 천공되도록 한 뒤,

상기 내하체를 상기 정착장에 투입하고 상기 내하체와 정착장 사이로 그라우트를 주입하되 상기 날개들로 교반 양생시켜 인장력 및 전단강도가 증가되도록 한 것을 특징으로 하는 연약지반을 보강하면서 앵커ㆍ네일을 시공하는 방법.