KR100773920B1 - 정착부 확공 및 고강도 강봉을 이용한 프리-텐션 쏘일네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법 - Google Patents

정착부 확공 및 고강도 강봉을 이용한 프리-텐션 쏘일네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법 Download PDF

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KR100773920B1 KR1020070043055A KR20070043055A KR100773920B1 KR 100773920 B1 KR100773920 B1 KR 100773920B1 KR 1020070043055 A KR1020070043055 A KR 1020070043055A KR 20070043055 A KR20070043055 A KR 20070043055A KR 100773920 B1 KR100773920 B1 KR 100773920B1
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이명재
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주식회사 도담이앤씨
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Abstract

본 발명은 지반조건에 따른 절취 사면의 지반 안정성을 더욱 높일 수 있으며, 사면의 보강 안정성뿐만 아니라 시공성 및 경제성, 작업성도 향상시킬 수 있는 새로운 방식의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 사면에 형성되는 천공홀 내부로 삽입되는 고장력의 네일과; 상기 네일의 길이방향으로 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 어퍼 및 로우어 패킹과, 상기 어퍼 및 로우어 패킹에 결합되어 상기 패킹들 사이에 발포우레탄 주입공간을 형성하는 천부재(texture member)로 이루어지며, 발포우레탄 주입시 상기 천공홀을 밀폐하도록 상기 네일 상에 설치되는 발포우레탄 패커와; 상기 발포우레탄 패커 내부로 우레탄 약액을 주입하도록 설치되는 약액주입호스와; 상기 발포우레탄 패커를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하도록 설치되는 그라우팅호스와; 상기 발포우레탄 패커를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크가 주입될 때 상기 정착부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출용 호스와; 상기 천공홀 외부로 노출된 네일에 가해지는 인장력에 의해 지반에 수동 토압이 작용하도록 상기 네일 선단부에 설치되는 지압판과; 상기 지압판을 관통한 네일의 두부(頭部) 정착을 위해 지압판 상부측에 설치되는 잠금장치를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 정착부 확공 및 고장력 강봉을 이용한 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법이 제공된다.
정착부, 확공, 고장력, 프리-텐션, 쏘일, 네일링, 사면, 안정보강, 공법

Description

정착부 확공 및 고강도 강봉을 이용한 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법{pre-tention soil nailing system and method for reinforcing inclined earth using the same }
도 1은 본 발명을 적용하여 사면의 안정보강을 수행한 상태를 예시한 개략도
도 2 내지 도 4는 본 발명에 적용되는 지압판의 일실시예를 나타낸 것으로서,
도 2는 지압판의 평면도
도 3은 지압판의 측면도
도 4는 지압판의 요부 사시도로서, 도 2의 A부를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명에 따른 인장력 발현을 위한 잠금장치를 나타낸 분해사시도
도 6 내지 도 8은 본 발명에 적용되는 지압판의 다른 실시예를 나타낸 것으로서,
도 6은 다른 실시예에 따른 지압판의 평면도
도 7은 다른 실시예에 따른 지압판의 측면도
도 8은 다른 실시예에 따른 지압판의 요부 사시도로서, 도 6의 B부를 나타낸 사시도
도 9는 본 발명의 공법 적용시 네일에 인장력을 가하기 위한 장비가 설치된 상태를 나타낸 단면도
도 10은 도 9의 인장작업용 지지대를 나타낸 사시도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 천공홀 2: 네일
3: 발포우레탄 패커기 30: 발포우레탄 패커
31a: 어퍼 패킹 31b: 로우어 패킹
32: 천부재 33: 약액주입호스
34: 그라우팅호스 35: 공기배출용 호스
4,4a: 지압판 40: 우레탄부재
41: 녹화 피복공 5: 잠금장치
50: 조임너트 51: 잠금부재
51a: 나사부 51b: 형합홈
6: 간격재 7: 유압장치
8: 인장 작업용 지지대 9: 피가압장치
본 발명은 사면(斜面)을 포함하여 원지반의 안정성 증대를 도모하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 절취 사면의 안정성 증가를 위하여 정착부의 확공(擴孔)을 수행함과 아울러 확공된 정착부의 마찰 저항의 증대를 통한 네일의 인장 설치를 통해 사면에 압축응력(즉, 수동 토압)을 발생시킴으로써 사면의 안정성을 확보 및 증대시킬 수 있도록 한 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법을 제공하기 위한 것이다.
일반적으로, 쏘일 네일링 공법은 원지반에 네일(nail)을 촘촘히 삽입하여 그라우팅을 수행함으로써 지반과의 일체화를 이루어 원지반의 전단저항력과 네일의 인발 저항력을 활용하는 보강 공법으로서, 절취 사면의 보강이나 도심지 터파기 및 흙막이 구조물의 보강, 기존 옹벽의 보강을 위해 적용되고 있으며, 이러한 쏘일 네일링 공법은 원지반의 강도를 최대한으로 활용하는 효율적인 공법으로 알려져 있다.
한편, 쏘일 네일링 공법은 중력식 쏘일 네일링 공법과, 압력식 쏘일 네일링 공법이 있는데, 특히 압력식 쏘일 네일링 공법은 본 출원인이 출원하여 등록한 이동식 발포우레탄 패커(등록특허 10-0493927호)를 이용하여 그라우트 약액의 가압충진으로 천공홀 주변의 지반에 형성된 공극이나 절리에도 그라우트 약액을 충진시켜 지반의 안정성을 도모하는 공법으로서, 중력식 쏘일 네일링 공법에 비해 상대적으로 진보된 공법이라고 할 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 압력식 쏘일 네일링 공법은 지반의 활동이 시작하여야 네일의 마찰력 및 인발 저항력이 발생되어 안정성이 확보되는 문제점이 있다.이에 사면에 수동토압을 발생시켜 지반의 활동 자체를 방지하는 공법에 대한 검토 및 개발이 필요하다.
예컨대, 절취 사면에 수동 토압(즉, 압축력)을 발생시켜 지반의 강도 및 안정성을 증가시킬 필요가 있을 경우, 상기한 압력식 쏘일 네일링 공법의 적용만으로는 지반의 안정성을 충분히 도모하기가 어려운 경우가 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지반조건에 따른 압력식 쏘일 네일링 공법 적용의 한계를 극복하여, 절취 사면을 포함한 지반의 안정성을 더욱 높일 수 있으며, 절취 사면을 포함하는 지반의 보강 안정성뿐만 아니라 시공성 및 경제성, 작업성도 향상시킬 수 있는 새로운 방식의 정착부 확공 및 고강도 강봉을 이용한 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템 및 이를 이용한 사면 안정보강 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 사면에 형성되는 천공홀 내부로 삽입되는 고장력의 네일과; 상기 네일의 길이방향으로 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 어퍼 및 로우어 패킹과, 상기 어퍼 및 로우어 패킹에 결합되어 상기 패킹들 사이에 발포우레탄 주입공간을 형성하는 천부재(texture member)로 이루어지며, 발포우레탄 주입시 상기 천공홀을 밀폐하도록 상기 네일 상에 설치되는 발포우레탄 패커와; 상기 발포우레탄 패커 내부로 우레탄 약액을 주입하도록 설치되는 약액주입호스와; 상기 발포우레탄 패커를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하도록 설치되는 그라우팅호스와; 상기 발포우레탄 패커를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크가 주입될 때 상기 정착부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출용 호스와; 상기 천공홀 외부로 노출된 네일에 가해지는 인장력에 의해 지반에 수 동 토압이 작용하도록 상기 네일 선단부에 설치되는 지압판과; 상기 지압판을 관통한 네일의 두부(頭部) 정착을 위해 지압판 상부측에 설치되는 잠금장치를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템이 제공된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 사면에 소정 길이의 천공홀을 형성하는 단계와; 상기 천공홀을 통해 네일, 발포우레탄 패커, 우레탄 약액 주입용 약액주입호스, 시멘트 밀크 주입용 그라우팅호스, 공기배출용 호스를 구비한 발포우레탄 패커기를 설치하는 단계와; 상기 발포우레탄 패커 내부에 우레탄 약액을 주입하는 단계와; 상기 발포우레탄 패커 내부에 주입된 우레탄 약액이 발포 팽창하여 상기 발포우레탄 패커가 천공홀을 밀폐하는 단계와; 상기 발포우레탄 패커 하부측의 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하는 압력 그라우팅을 수행하는 단계와; 상기 네일 정착부의 압력 그라우팅에 의한 네일 정착 완료 후에 사면의 천공홀 외부로 노출되는 네일을 관통하도록 지압판을 설치하는 단계와; 상기 천공홀 외부로 노출되는 네일에 인장력을 가하여 상기 지압판을 통해 지반에 인공적으로 내적 압축응력이 도입되도록 하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템을 이용한 사면 안정보강 공법이 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면 도 1 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명을 적용하여 사면의 안정보강을 수행한 상태를 예시한 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 적용되는 지압판의 일실시예를 나타낸 평면도와 측면도 및 요부 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 인장력 발현을 위한 잠금장치를 나타낸 분해 사시도이다. 한편, 도 6 내지 도 8은 본 발명에 적용되는 지압판의 일실시예를 나타낸 평면도와 측면도 및 요부 사시도이다.
그리고, 도 9는 본 발명의 공법 적용시 네일에 인장력을 가하기 위한 장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 10은 도 9의 인장작업용 지지대를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템(pre-tention soil nailing system)은 사면에 형성되는 천공홀(1) 내부로 삽입되는 고장력의 네일(2)과; 상기 네일(2)의 길이방향으로 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)과, 상기 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)에 결합되어 상기 패킹(31a, 31b)들 사이에 발포우레탄 주입공간을 형성하는 천부재(32)(texture member)로 이루어지며, 발포우레탄 주입시 상기 천공홀(1)을 밀폐하도록 상기 네일(2) 상에 설치되는 발포우레탄 패커(30)와; 상기 발포우레탄 패커(30) 내부로 우레탄 약액을 주입하도록 설치되는 약액주입호스(33)와; 상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하도록 설치되는 그라우팅호스(34)와; 상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크가 주입될 때 상기 정착부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출용 호스(35)와; 상기 천공홀(1) 외부로 노출된 네일(2)에 가해지는 인장력에 의해 지반에 수동 토압이 작용하도록 상기 네일(2) 선단부에 설치되는 지압판(4)과; 상기 지압판(4)을 관통한 네일(2)의 두부(頭部) 정착을 위해 지압판(4) 상부측에 설치되는 잠금장치(5)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 지압판(4)은, 금속재로 이루어지되, 상기 지압판(4)의 하부면에는 수동 토압 발생을 위해 네일(2)에 인장력이 가해질 때, 지면 상태에 관계없이 균등 분포의 압축력이 작용하도록 하부면에 강질(剛質)의 우레탄부재(40)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 지압판(4)의 면상에는 상기 지압판(4)이 차지하는 면적 내에서도 발아가 이루어질 수 있도록 격자형의 녹화 피복공(41)이 형성됨을 특징으로 한다.
이때, 상기 녹화 피복공(41)은 지압판 중심부에 형성되는 것이나 지압판 외측에 형성되는 것의 면적 차이가 없거나, 크게 나지 않도록 하여 녹화 피복공의 위치와 관계없이 전체적으로 고르게 발아가 이루어질 수 있도록 됨이 바람직하다.
그리고, 상기 지압판(4)은 평면상에서 바라볼 때 원형(도 2 내지 도 4 참조) 또는 다각형(도 6 내지 도 8 참조) 형상을 이루게 됨이 바람직한데, 이는 기존의 정방형의 지압판에 비하여 네일에 인장력이 가해질 때 편심하중을 방지하는 효과가 있으며, 충분히 넓게 제작됨이 바람직하다.
한편, 상기 잠금장치(5)는, 네일(2)에 밀착시 합체되어 조임너트(50) 체결을 위한 나사부(51a)를 형성하게 되는 복수개로 분할된 구조의 잠금부재(51)와, 상기 잠금부재(51)의 합체시 나사부(51a)에 체결되어 네일(2)에 가해진 인장력이 유지되도록 하는 조임너트(50)를 포함하여 구성된다.
상기 잠금부재(51)는 복수개로 분할되어 합체시 내부에 통공을 형성하는 구 조로서, 몸체 상단부에는 조임너트(50)가 체결되는 나사부(51a)가 형성되고, 상기 잠금부재(51)의 나사부(51a)를 포함하는 내주면 상에는 네일(2)의 외면에 형성된 마디에 형합하는 형합홈(51b)이 형성된다. 이에 따라, 일단 잠금너트가 체결되면 상기 잠금부재(51) 내주면의 형합홈(51b)과 마디의 간섭작용에 의해 네일(2)이 잠금부재(51)로부터 슬립되는 현상이 방지됨으로써 상기 네일(2)에 가해진 인장력이 풀리는 현상은 발생하지 않게 된다.
한편, 상기 잠금부재(51)의 분할된 몸체 내주면에는 조임너트(50) 체결시 잠금부재(51)와 네일(2)과의 한층 견고한 압착을 위해 앞서 예시한 우레탄부재와 같은 강질의 탄성부재(미도시)가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 네일(2)의 정착부 선단에는 네일(2)과 천공홀(1) 내면의 간격 유지를 위한 간격재(6)가 설치된다.
이와 더불어, 본 발명의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템에는, 상기 천공홀(1) 외부로 노출되는 네일(2)에 인장력을 가할 수 있는 유압장치(7)가 구비되며, 상기 유압장치(7)를 이용하여 상기 네일(2)에 인장력을 가할 때, 유압장치(7)를 지지할 수 있도록 함과 아울러 잠금장치(5)의 설치를 위한 공간 확보가 가능한 인장작업용 지지대(8)(이하, "지지대" 라고 한다.)가 구비된다. 즉, 상기 지지대(8)는 그 하부에 잠금부재(51)에 대해 잠금너트(50)를 체결할 수 있는 작업 공간의 확보가 가능한 테이블 구조를 이루게 된다.
그리고, 상기 본 발명의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템은 네일(2) 선단부에 결합되어 유압장치(7)의 유압에 의한 미는 힘을 네일(2)로 전달하는 피가압장치(被 加壓裝置; 9)가 구비된다. 상기 피가압장치(9)는 전술한 잠금장치(5)와 구조적 동일성을 가져도 무방하며, 네일과의 결속력만 유지한다면 다른 구조로 변형되어도 무방하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템에 의한 사면 안정화를 위한 보강 공법의 시공 과정 및 작용은 다음과 같다.
먼저, 천공장비를 이용하여 보강하고자 하는 사면에 소정 길이의 천공홀(1)을 형성하게 된다. 이때 상기 천공홀(1)은 원지반에 네일(2)을 촘촘히 삽입할 수 있도록 다수개 형성된다.
그리고, 상기 사면에 형성된 각 천공홀(1)을 통해 네일(2)과 발포우레탄 패커(30)와 우레탄 약액 주입용 약액주입호스(33), 시멘트 밀크 주입용 그라우팅호스(34), 공기배출용 호스(35)를 구비한 발포우레탄 패커장치(3)를 설치하게 된다.
상기 발포우레탄 패커장치(3)의 설치가 완료된 후에는, 상기 발포우레탄 패커장치를 구성하는 발포우레탄 패커(30)의 내부로 우레탄 약액을 주입하게 된다.
이때, 우레탄 약액은 발포우레탄 패커(30) 내부로 연결된 약액주입호스(33)를 통해 주입됨은 물론이며, 상기 발포우레탄 패커의 천부재는 부직포나 천막지 등으로 이루어진다.
상기 발포우레탄 패커(30) 내부에 주입된 우레탄 약액이 발포 팽창하여 상기 발포우레탄 패커(30)가 천공홀(1)을 밀폐한 다음에는, 상기 발포우레탄 패커(30) 하부측의 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하는 압력 그라우팅을 수행하게 된다.
즉, 네일 정착부로 가압 충진되는 시멘트 밀크는 상기 정착부 주변의 지반에 형성된 공극이나 절리에도 충진되어, 정착부를 더욱 확공시키는 효과를 가져오게 됨과 아울러 정착부 주변 지반의 안정성을 높이게 된다.
그리고, 상기 네일 정착부의 압력 그라우팅에 의한 네일 정착 완료 후에는 사면의 천공홀(1) 외부로 노출되는 네일(2)을 관통하도록 지압판(4)을 설치하고, 상기 천공홀(1) 외부로 노출되는 네일(2)에 인장력을 가하여 상기 지압판(4)을 통해 지반에 인공적으로 내적 압축응력(즉, 수동토압)이 도입되도록 한다.
상기와 같이 네일(2)에 인장력을 가하여 지압판(4)을 통해 지반에 수동 토압이 작용하도록 함에 있어서, 상기 네일(2)에 가해지는 인장력은 유압잭 등 공지의 유압장치(7)로부터 발생한 유압에 의해 가해지게 된다. 즉, 네일(2)에 결합시킨 피가압장치(9)에 대해 유압장치(7)의 유압을 작용시켜 상기 피가압장치(9)를 미는 힘에 의해 이에 결합된 네일(2)이 인장되는 것이다.
한편, 상기 유압장치(7)는 별도로 설치된 지지대(7) 상에 설치될 수 있으며, 상기 유압장치에 의해 네일(2)에 가해진 인장력이 해제되지 않도록 하기 위해, 상기 지압판(4) 상부측에 네일(2)에 밀착시 조임너트(50) 체결을 위한 나사부(51a)를 형성하는 복수개의 잠금부재(51)가 조립되고, 상기 잠금부재(51)의 나사부(51a)에는 조임너트(50)가 체결된다.
이때, 상기 조임너트(50)는 네일(2)이 인장력이 가해진 상태에서 조임너트(50)에 체결됨으로써 네일(2) 두부(頭部)의 정착이 이루어질 수 있도록 미리 네일(2) 외주면에 삽입되어 있어야 함은 물론이다.
이와 같이 하여, 본 발명은 네일 정착부를 압력 그라우팅하여 그라우트 구근의 확공 효과를 통해 네일 정착부의 마찰 저항을 높인 상태에서 네일(2)에 작용하는 인장력에 의해 사면 내부에 수동토압이 인가되도록 함으로써 사면의 보강 안정성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명과 같이 네일(2)에 인장력을 가하여 사면에 수동토압을 발생시키는 경우에는 기존의 쏘일 네일링 공법 적용시의 네일 정착 강도 이상의 강도를 요구하게 되므로, 압력 그라우팅에 의한 확공 효과를 통해 강도 발현에 있어서의 어려움을 해소하여야 한다.
한편, 본 발명의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템에서는, 지압판(4)의 하부면에 강질(剛質)의 우레탄부재(40)가 구비되어, 수동 토압 발생을 위해 네일(2)에 인장력이 가해질 때, 지면 상태에 관계없이 균등 분포의 압축력이 작용하게 된다.
그리고, 상기 지압판(4)의 면상에는 격자형을 이루도록 녹화 피복공(41)들이 형성되어, 상기 각 녹화 피복공(41)을 통해 상기 지압판(4)이 차지하는 면적 내에서도 경사에 따른 흘러 내림 없이 발아가 이루어질 수 있게 됨으로써, 사면 표면의 녹화 및 친환경적인 방향으로의 개질(改質)에 도움을 주게 된다.
한편, 상기한 실시예에서는 천공홀(1)을 동일 직경으로 뚫고 압력 그라우팅을 실시히여 확공 효과를 거둔 상태에서 네일(2)에 인장력을 작용시켜 사면에 수동토압이 인가되도록 한 경우에 대해 설명하였으나, 실제 확공을 통해 네일 정착부의 마찰 저항을 현저히 높인 상태에서 네일(2)의 인장 설치를 통해 수동 토압을 발생시킬 수도 있다.
즉, 사면에 천공홀(1)의 천공함에 있어서, 네일 정착부에 대해서는 천공장비에 특수 비트(도시는 생략함)를 장착하여 다른 부위에 비해 더욱 넓게 천공함으로써, 실질적인 확공이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이 실질적인 확공이 이루어지게 되면, 압력 그라우팅이 이루어지는 면적 및 부피가 커짐으로써 네일 정착부의 마찰 저항이 전술한 실시예에 비해 더욱 높아지게 되며, 이에 따라 네일(2)에 작용하는 인장력에 의해 사면 내부에 수동토압이 인가되도록 하여 사면의 보강 안정성을 높이는 본 공법의 적용이 한층 수월하게 이루어질 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 다양한 형태로 변경 및 수정 가능함은 당연한 것이다.
즉, 상기의 실시예에서 유압장치(7)가 네일(2)에 결합된 피가압장치(9)를 미는 힘에 의해 네일(2)에 인장력이 작용하는 경우를 설명하고 있지만, 유압장치(7)가 네일(2) 선단부 외측에 설치되어 네일(2)에 결합된 피가압장치(9)를 위로 당기는 힘에 의해 네일(2)에 인장력이 작용할 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 지압판(4)의 녹화 피복공(41)들이 이루는 형상은 전술한 격자형뿐만 아니라 여러 가지 다양한 기하학적 형태를 가질 수 있음도 쉽게 이해 가능하다.
한편, 상기에서는 절취 사면에 대한 보강 안정을 위한 시공예를 들어 설명하 였으나, 본 발명은 절취 사면뿐만 아니라, 도심지 터파기 및 흙막이 구조물의 보강, 기존 옹벽의 보강을 위해서도 적용되어 원지반의 강도를 최대한 높일 수 있는 효율적인 공법임은 물론이다.
본 발명은, 지반조건에 따른 압력식 쏘일 네일링 공법 적용의 한계를 극복하여, 절취 사면 등 지반의 안정성을 더욱 높일 수 있으며, 절취 사면의 보강 안정성뿐만 아니라 시공성 및 경제성, 작업성도 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 네일 정착부를 압력 그라우팅하여 그라우트 구근의 확공 효과를 통해 네일 정착부의 마찰 저항을 높인 상태에서 네일(2)에 작용하는 인장력에 의해 사면 내부에 수동토압이 인가되도록 함으로써 사면의 보강 안정성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템에 따르면, 지압판(4)의 하부면에 강질(剛質)의 우레탄부재(40)가 구비되어, 수동 토압 발생을 위해 네일(2)에 인장력이 가해질 때, 지면 상태에 관계없이 균등 분포의 압축력이 작용하게 되는 효과를 도모할 수 있다.
또한, 상기 지압판(4)의 면상에는 격자형의 녹화 피복공(41)이 형성되어 상기 지압판(4)이 차지하는 면적 내에서도 발아가 이루어질 수 있게 됨으로써, 사면 표면의 녹화 및 보강에 도움을 주게 된다.

Claims (15)

  1. 사면에 형성되는 천공홀(1) 내부로 삽입되는 고장력의 네일(2)과;
    상기 네일(2)의 길이방향으로 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)과, 상기 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)에 결합되어 상기 패킹(31a, 31b)들 사이에 발포우레탄 주입공간을 형성하는 천부재(32)로 이루어지며, 발포우레탄 주입시 상기 천공홀(1)을 밀폐하도록 상기 네일(2) 상에 설치되는 발포우레탄 패커(30)와;
    상기 발포우레탄 패커(30) 내부로 발포우레탄 약액을 충진하도록 설치되는 약액주입호스(33)와;
    상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하도록 설치되는 그라우팅호스(34)와;
    상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크가 주입될 때 상기 네일 정착부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출용 호스(35)와;
    상기 천공홀(1) 외부로 노출된 네일(2)에 가해지는 인장력에 의해 지반에 수동 토압이 작용하도록 상기 네일(2) 선단부에 설치되는 지압판(4)과;
    상기 지압판(4)을 관통한 네일(2)의 두부(頭部) 정착을 위해 지압판(4) 상부측에 설치되는 잠금장치(5)를 포함하되,
    상기 지압판(4)의 면상에는 상기 지압판(4)이 차지하는 면적 내에서도 발아가 이루어질 수 있도록 하는 격자형의 녹화 피복공(41)이 형성됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지압판(4)은,
    금속재로 이루어지되, 상기 지압판(4)의 하부면에는 수동 토압 발생을 위해 네일(2)에 인장력이 가해질 때, 지면 상태에 관계없이 균등 분포의 압축력이 작용하도록 하부면에 강질(剛質)의 우레탄부재(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지압판(4)은 평면상에서 바라볼 때 전체적으로 원형 또는 다각형 형상을 이루게 됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지압판(4) 중심부의 녹화 피복공(41)과 지압판 외측의 녹화 피복공(41) 사이에 면적 차이가 없거나 크게 나지 않도록 하여, 녹화 피복공(41)의 위치와 관계없이 고르게 발아가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  6. 사면에 형성되는 천공홀(1) 내부로 삽입되는 고장력의 네일(2)과;
    상기 네일(2)의 길이방향으로 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)과, 상기 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)에 결합되어 상기 패킹(31a, 31b)들 사이에 발포우레탄 주입공간을 형성하는 천부재(32)로 이루어지며, 발포우레탄 주입시 상기 천공홀(1)을 밀폐하도록 상기 네일(2) 상에 설치되는 발포우레탄 패커(30)와;
    상기 발포우레탄 패커(30) 내부로 발포우레탄 약액을 충진하도록 설치되는 약액주입호스(33)와;
    상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하도록 설치되는 그라우팅호스(34)와;
    상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크가 주입될 때 상기 네일 정착부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출용 호스(35)와;
    상기 천공홀(1) 외부로 노출된 네일(2)에 가해지는 인장력에 의해 지반에 수동 토압이 작용하도록 상기 네일(2) 선단부에 설치되는 지압판(4)과;
    상기 지압판(4)을 관통한 네일(2)의 두부(頭部) 정착을 위해 지압판(4) 상부측에 설치되는 잠금장치(5)를 포함하되,
    상기 잠금장치(5)는,
    네일(2)에 밀착시 합체되어 조임너트(50) 체결을 위한 나사부(51a)를 형성하는 복수개로 분할된 구조의 잠금부재(51)와, 상기 잠금부재(51)의 합체시 나사부(51a)에 체결되어 네일(2)에 가해진 인장력이 유지되도록 조임너트(50)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 잠금부재(51)의 내주면에는 네일(2)의 외주면에 형성된 마디에 형합하는 형합홈(51b)이 구비된 것을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 네일(2)의 정착부 선단에는 네일(2)과 천공홀(1) 내면의 간격 유지를 위한 간격재(6)가 설치됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  9. 사면에 형성되는 천공홀(1) 내부로 삽입되는 고장력의 네일(2)과;
    상기 네일(2)의 길이방향으로 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)과, 상기 어퍼 및 로우어 패킹(31a, 31b)에 결합되어 상기 패킹(31a, 31b)들 사이에 발포우레탄 주입공간을 형성하는 천부재(32)로 이루어지며, 발포우레탄 주입시 상기 천공홀(1)을 밀폐하도록 상기 네일(2) 상에 설치되는 발포우레탄 패커(30)와;
    상기 발포우레탄 패커(30) 내부로 발포우레탄 약액을 충진하도록 설치되는 약액주입호스(33)와;
    상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하도록 설치되는 그라우팅호스(34)와;
    상기 발포우레탄 패커(30)를 관통하여 네일 정착부에 시멘트 밀크가 주입될 때 상기 네일 정착부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기배출용 호스(35)와;
    상기 천공홀(1) 외부로 노출된 네일(2)에 가해지는 인장력에 의해 지반에 수동 토압이 작용하도록 상기 네일(2) 선단부에 설치되는 지압판(4)과;
    상기 지압판(4)을 관통한 네일(2)의 두부(頭部) 정착을 위해 지압판(4) 상부측에 설치되는 잠금장치(5)와;
    상기 천공홀(1) 외부로 노출되는 네일(2)에 인장력을 가할 수 있는 유압장치(7)가 구비되되,
    상기 유압장치(7)에 의해 네일(2)에 인장력을 가할 때, 유압장치(7)를 지지할 수 있는 지지대(8)가 더 구비됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  10. 삭제
  11. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 천공홀(1)의 네일 정착부는 다른 부위에 비해 더 큰 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템.
  12. 사면에 소정 길이의 천공홀(1)을 형성하는 단계와;
    상기 천공홀(1)을 통해 네일(2), 발포우레탄 패커(30), 우레탄 약액 주입용 약액주입호스(33), 시멘트 밀크 주입용 그라우팅호스(34), 공기배출용 호스(35)를 구비한 발포우레탄 패커기를 설치하는 단계와;
    상기 발포우레탄 패커(30) 내부에 우레탄 약액을 주입하는 단계와;
    상기 발포우레탄 패커(30) 내부에 주입된 우레탄 약액이 발포 팽창하여 상기 발포우레탄 패커(30)가 천공홀(1)을 밀폐하는 단계와;
    상기 발포우레탄 패커(30) 하부측의 네일 정착부에 시멘트 밀크를 가압 충진하는 압력 그라우팅을 수행하는 단계와;
    상기 네일 정착부의 압력 그라우팅에 의한 네일(2) 정착 완료 후에 사면의 천공홀(1) 외부로 노출되는 네일(2)을 관통하도록 지압판(4)을 설치하는 단계와;
    상기 천공홀(1) 외부로 노출되는 네일(2)에 인장력을 가하여 상기 지압판(4)을 통해 지반에 인공적으로 내적 압축응력이 도입되도록 하는 단계를 포함하되,
    상기 네일(2)에 가해진 인장력이 해제되지 않도록 하기 위해, 상기 지압판(4) 상부측에 네일(2)에 밀착시 조임너트(50) 체결을 위한 나사부(51a)를 형성하는 복수개의 잠금부재(51)가 조립되는 단계와, 상기 잠금부재(51)의 나사부(51a)에 조임너트(50)를 체결하는 단계가 더 구비됨을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템을 이용한 사면 안정보강 공법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 네일(2)에 가해지는 인장력은 유압에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템을 이용한 사면 안정보강 공법.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 천공홀(1)을 형성함에 있어서,
    천공홀(1)의 정착부를 천공홀의 다른 부위에 비해 추가 확공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리-텐션 쏘일 네일링 시스템을 이용한 사면 안정보 강 공법.
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