KR100795849B1 - 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절취면 붕괴를 막는 블록들을 적층 설치하되, 상기 블록들의 표면에 자연석 형태 요철을 두고 채색하여 자연석 질감을 갖도록 제작하고, 상기 블록들을 절취면에 설치하고 그 중앙으로 천공하면서 그라우팅하는 자천공 소일네일을 지면에 시공하여 네일과 블록을 연결 고정시킴으로써, 네일의 천공과 블록의 고정이 한 공정으로 이뤄지므로 작업이 간단하고, 그라우트를 주입하면서 지면을 천공할 때 외부로 역류되는 그라우트는 상기 블록과 절취면 사이의 채움공간으로 모여 채움재 역할을 하므로 작업장 주위를 오염시키지 않는 자천공 소일네일(Soil Nail)을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 표면을 자연석 형태의 요철로 만들고 채색하여 자연석 질감이 나도록 한 블록의 중앙에 천공구멍을 형성한 뒤, 상기 블록을 절취면에 대고 상기 천공구멍으로 자천공 소일네일을 끼워 소요 깊이의 지반으로 회전시켜 박는 공정; 상기 네일의 끝부분에 지압판을 설치하고 너트로 체결하여 상기 블록을 상기 네일에 결합시키는 공정 그리고 상기 공정들에 의해 다수개의 블록을 절취면에 고정시킨 뒤 블록들과 절취면 사이의 채움공간으로 그라우트를 주입하여 양생시키는 공정으로 이루어진 특징이 있다.

블록, 네일, 연결구, 간격유지구, 덮개

Description

자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법{Nature stone engineering method use self drilling nail}

도 1은 본 발명 한 실시예의 절취면 시공상태를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명 한 실시예의 절취면 확대 단면도

도 3은 본 발명 한 실시예의 절취면에 시공되는 자연석 질감 블록의 단면도

도 4는 본 발명 한 실시예의 네일과 블록의 결합상태를 확대한 단면도

도 5는 본 발명 한 실시예의 자연석 질감 블록의 시공사진

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 절취면 11 : 채움공간

20 : 블록 21 : 천공구멍

30 : 버팀재 40 : 덮개

50 : 네일 60 : 연결구

70 : 간격유지구

본 발명은 자천공 소일네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절개지에 붕괴를 막는 블록들을 적층 설치하되, 상기 블록들의 표면을 자연석 형태로 요철을 만들고 채색하여 자연석 질감을 갖도록 제작하고, 상기 블록들을 절취면에 대고 그 중앙으로 자천공 소일네일을 지면에 박아 네일과 블록을 연결 고정시킴으로써, 네일의 천공과 블록의 고정이 한 공정으로 이뤄지므로 작업이 간단하고, 절취면 주위환경을 복원시키는 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 터파기, 흙막이, 지하구조물 및 터널 등과 같은 토목 관련 건축물의 축조에 필요한 굴착 또는 기존 옹벽의 보수 및 옹벽을 설치하는 공사에서 그 굴착면이 붕괴되는 것을 방지하기 위해 보강공법이 적용되는바, 흙막이 공사 중 어스앵커(earth anchor) 및 소일 네일(soil nail) 공법이 주로 이용되고 있다.

이중에서 소일 네일링(soil-nailing) 공법은 절취면이나 건물의 지하굴착 시 단계별 굴착과 함께 보강재로서 이형철근인 네일과 전면판(bearing plate 및 shotcrete 또는 concrete facing)으로만 굴착 절취면을 보강하여 흙막이시설을 하는 방식으로 비교적 소형장비를 사용하므로 저소음, 저진동으로 굴착공사를 수행할 수 있다.

종래에는 절취면을 보강하기 위해 조립식의 블록을 종횡으로 다수개 설치하고 이들을 상기 네일링 공법으로 연결시켜 보강하는 방법이 다수 제안된 바 있다.

그러나 상기 블록들은 콘크리트로 양생된 것이므로 주위 환경과 조화를 이루지 못하여 자연미를 살릴 수 없으며, 별도의 천공장비를 이용하여 지면을 천공한 뒤 후공정으로 천공된 구멍에 상기 네일을 내장시켜야 되므로 이중작업으로 시공성 이 떨어지는 등의 단점이 있었다.

이를 감안하여 천공용 로드 및 천공 후 보강재의 역할을 수행하는 자천공소일네일 (Self Drilled Soil Nail)공법을 이용하여 절취면을 인공암으로 만들어서 주위환경과 조화를 이루도록 하는 기술이 본 발명자에 의해 제안된 바 있다.

본 발명자의 국내특허 제473880호는 절취 또는 발파된 면에 인공 암면을 형성할 수 있으며, 표면에 직접 폭포 또는 식재등의 녹화(綠化)를 행함으로써 시각적으로 자연미를 얻을 수 있는 공법이다.

그러나 절취면을 보강하기 위해 숏크리트(shot crete)를 1,2차로 타설하고, 인공암면이 형성되도록 와이어매쉬를 이용하여 굴곡을 형성하며, 섬유보강 폴리머콘크리트에 와이어매쉬로 보강하여 인공암면으로 표면을 만든 뒤 이들 사이에 채움재를 타설하여 양생시키는 공법이므로 여러단계를 거쳐 암면이 완성되기 때문에 시공성이 떨어지고, 현장에서 암면을 직접 만들어야 되므로 암면 기술자들이 작업해야 되는 등의 어려움이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로써, 본 발명의 목적은 절개지에 절취면 붕괴를 막는 블록들을 적층 설치하되, 상기 블록들의 표면을 자연석 형태로 요철을 만들고 채색하여 자연석 질감을 갖도록 제작하고, 상기 블록들을 절취면에 대고 그 중앙으로 천공하면서 그라우팅하는 자천공 소일네일을 지면에 시공하여 네일과 블록을 연결 고정시킴으로써, 네일의 천공과 블록의 고정이 한 공정으로 이뤄지므로 작업이 간단하고, 그라우트를 주입하면서 지면을 천공할 때 외부로 역류되는 그라우트는 상기 블록과 절취면 사이의 채움공간으로 모여 채움재 역할을 하므로 작업장 주위를 오염시키지 않으며, 절취면을 자연석으로 만들어줄 수 있는 자천공 소일네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 표면을 자연석 형태의 요철로 만들고 채색하여 자연석 질감이 나도록 한 블록의 중앙에 천공구멍을 형성한 뒤, 상기 블록을 절취면에 대고 상기 천공구멍으로 자천공 소일네일을 끼워 소요 깊이의 지반으로 회전시켜 박는 공정; 상기 네일의 끝단에 지압판을 대고 너트로 체결하고 상기 블록을 상기 네일에 결합시키는 공정, 상기 지압판 부분이 옆부분과 같은 질감으로 상기 너트 체결부위가 나타나지 않도록 마감하는 공정 그리고 상기 공정들에 의해 다수개의 블록을 절취면에 고정시킨 뒤 블록들과 절취면 사이의 채움공간으로 그라우트를 주입하여 양생시키는 공정으로 이루어진 특징이 있다.

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

도 1은 본 발명 한 실시예의 절취면 시공상태를 나타낸 단면도 이고, 도 2는 본 발명 한 실시예의 절취면 확대 단면도 이며, 도 3은 본 발명 한 실시예의 절취면에 시공되는 자연석 질감 블록의 단면도이다. 본 발명 한 실시예의 절취면 시공방법은 자연석 질감을 갖는 블록(20)을 제작하는데 있다. 상기 블록(20)은 표면이 자연석 형태의 요철로 제작되고 채색된 것으로서, 식재가능한 요철로 만들어 부분 식재가 가능하도록 하였으며, 중앙에는 네일(50)이 관통되는 천공구멍(21)이 형성 되고, 상단 내측에는 배수층(23)이 형성되며 중앙에는 배수공(24)이 관통 형성되어 상기 배수층에 고인 물이 빠지도록 구성된다. 그리고 상부 양측 및 하부 양측으로 앵커볼트를 체결하여 크레인 등의 장비로 블록을 들어 올려 절취면에 설치하기 위한 나사체결구(25)가 형성된다. 상기 나사체결구(25)는 상기 블록을 설치한 뒤 절취면과의 사이 채움공간(11)으로 그라우트를 주입할때의 주입구로도 활용된다. 그리고 상기 천공구멍(21)은 시공 후 자연석 질감을 갖는 덮개(40)로 덮인다.

상기 블록(20)의 상,하단 양측에는 블록과 블록을 연결핀(26)으로 결합시키는 핀구멍(22)이 형성되고, 상기 블록(20)의 뒷면 사방에는 상기 블록의 설치 높낮이를 조절하기 위한 돌기(27)가 형성되어 상기 절취면이 고르지 않을 때 상기 돌기(27)들이 놓일 자리만 평탄하게 고르면 상기 블록을 원하는 방향 및 경사각으로 상기 절취면에 설치하기 편리하며, 상기 돌기(27)들에 의해 상기 채움공간(11)으로 채워지는 그라우트 량도 줄일 수 있다.

그리고 상기 블록(20)의 하단 내측에는 모래주머니 형태의 버팀재(30)가 형성되어 지면을 천공하면서 주입되는 그라우트 및 상기 채움공간으로 주입되는 그라우트의 흘러내림을 막아준다. 상기 그라우트는 1일 또는 3일 양생시킬 수 있는 물성을 갖도록 현장 여건에 맞게 급결제와 혼화제가 조절된 것이며, 석탄재는 30 ~ 40% 사용하여 폐자재의 활용도를 높이고 시멘트량을 줄여 친환경적으로 절취면을 보강한다.

이처럼 구성된 상기 블록(20)을 절취면(10)에 시공하는 방법은 다음과 같다.

먼저 절취면을 절개한 뒤 절취면(10)에 상기 블록(20)을 크레인 등의 장비로 들어 올려 해당 고정위치에 놓는다. 이때 상기 블록(20) 하단의 버팀재(30) 및 뒷면의 돌기(27)들이 상기 절취면(10)에 닿아 상기 절취면(10)과의 사이에 채움공간(11)이 형성된다. 상기 절취면이 불규칙할 경우 상기 돌기(27)들이 놓일 자리만 고르게 하면 되므로 시공이 편리하며, 이후 천공장비에 네일을 물리고 상기 블록(20) 중앙의 천공구멍(21)으로 네일(50)을 삽입하여 지반에 회전시키면서 박는다.

본 발명한 실시예는 네일(50)은 2 ~ 3m 단위의 중공상 파이프로 제작되므로 이를 천공하는 과정에서 네일과 네일을 연결구(coupler)(60)로 연결해야 필요 깊이로 천공이 가능하다. 도 4는 연결구(60)를 확대 도시한 것으로 내주면 양쪽에는 네일(50) 외주면의 나사부(52)와 치합되는 나사부(61)가 형성되며 외측에는 천공장비에 물리기 위한 물림용 나사(62)가 형성된다.

상기 네일(50)은 지반을 천공하기 위한 비트(51)가 선단에 결합되며, 네일(50)의 중간에는 간격유지구(70)가 끼워져 천공된 구멍의 중앙으로 네일이 자리잡도록 안내한다. 상기 간격유지구(70)는 상기 네일(50)의 외주면에 끼워지는 끼움부(71) 및 테이퍼 형태로 확관되어 천공된 지반의 구멍과 접하는 원통형 부분으로 구성되며 별도의 체결구 없이 상기 끼움부(71)를 네일(50)에 끼우면 되므로 작업자가 편리하게 이용할 수 있다.

그리고 상기 천공장비를 이용하여 네일(50)을 회전시켜 지반에 박으면서 그라우트 주입을 병행하여 네일과 주위 지반의 결착력을 높여준다. 이때 천공된 구멍 밖으로 흘러 넘치는 그라우트는 상기 블록(20)과 절취면(10) 사이의 채움공간(11) 으로 모여 채움재 역할을 하며, 하부의 버팀재(30)로 인하여 상기 블록(20) 밖으로 유출되지 않으므로 작업장을 지저분하게 오염시키지 않는다.

소요 깊이까지 상기 네일(50)을 박은 뒤 상기 네일(50) 상단의 연결구(60)에 연결볼트(63)를 체결시키고 지압판(64)을 너트(65)로 상기 연결볼트(63)에 체결하여 상기 블록(20)을 상기 네일(50)에 연결시킨다. 상기 지압판(64)에는 보충 그라우팅홀(66)이 형성돼 있으므로 상기 지압판(64) 설치후 천공된 구멍 내부에 그라우트를 추가로 보충 주입하여 상기 네일의 끝단부 및 상기 연결볼트(63) 부분이 그라우트로 채워져 결속되도록 해준다. 그리고 상기 천공구멍(21)을 덮개(40)로 덮어 지압판(64) 및 너트(65)가 가려지도록 하면, 정착부가 노출되지 않고 블록의 자연질감과 동일하게 된다.

이와 같은 과정으로 상기 하나의 블록을 절취면에 고정시키는 작업이 완료되면 다른 블록들도 절취면에 계속 고정시킨다. 이때 블록(20)과 블록(20) 사이는 연결핀(26)으로 결합시켜 결속력을 높여준다. 그리고 블록(20)들을 종횡으로 전부 설치하고 나면 각 블록들에 형성된 그라우트 주입용 나사체결구(25)로 그라우트를 주입하여 채움공간(11)들이 그라우트로 채워져 블록과 절취면의 결합력이 증가되도록 해준다.

본 발명 블록(20)들은 자연석 형태의 요철로 제작되어 곳곳에 자연암반의 간지부분 또는 별도의 식생공간이 형성된 것이므로, 필요한 곳을 부분 식재하여 좀더 자연스럽게 만들 수 있으며, 상기 네일(50)을 지반에 설치하고 블록(20)을 네일(50)에 연결시키는 작업이 한 공정으로 이뤄지므로 작업을 신속하게 할 수 있고, 상기 블록(20)은 절취면의 붕괴를 막을 수 있는 두께로 제작되며, 블록의 내구성 및 연성증가를 위해 스틸화이버가 보완된 것이므로, 상기 절취면을 보강하기 위한 솟크리트 등의 공법이 추가로 필요하지 않으므로 공사비 절감 및 공사기간을 단축시킬 수 있다.

그리고 상기 블록과 블록 사이에 식생 전용으로 제작된 별도의 식생블록을 설치할 경우 주위 환경과 조화를 이룰 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 상기 블록을 자연석 형태로 만들고 표면을 채색하여 절개지 절취면을 자연석 질감이 나도록 주변환경을 개선시킬 수 있다. 그리고 상기 블록은 절취면의 붕괴를 막을 수 있는 충분한 두께를 가지며 스틸화이버가 내장되어 내구성이 향상된 것이므로 별도의 추가 공정 없이 상기 블록을 절취면에 직접 설치할 수 있으며, 네일을 설치한 뒤 상기 블록을 상기 네일에 결합시키는 작업이 한 공정으로 이뤄지므로 작업이 편리하다.

그리고 절취면에 옹벽을 설치하기 위해 거푸집을 만들어 콘크리트를 타설할 필요도 없고 조립식으로 블록을 설치하면 되므로 공사기간을 단축시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 표면을 자연석 형태의 요철로 만들고 채색하여 자연석 질감이 나도록 한 블록의 중앙에 천공구멍을 형성한 뒤, 상기 블록을 절취면에 설치하고 상기 천공구멍으로 자천공 소일네일을 천공 및 그라우팅하여 소요 깊이의 지반으로 회전시켜 박는 공정;

   상기 네일의 끝단에 지압판을 대고 너트로 체결하여 상기 블록을 상기 네일에 결합시키는 공정 그리고

   상기 공정들에 의해 다수개의 블록을 절취면에 고정시킨 뒤 블록들과 절취면 사이의 채움공간으로 그라우트를 주입하여 양생시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 블록들의 내측 하단에는 버팀재가 형성되어 상기 네일을 지반에 회전시키면서 박는 동안 지반 내부로 주입되는 그라우트가 흘러 넘칠 경우 상기 블록과 절취면 사이의 채움공간으로 모이도록 함을 특징으로 하는 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 네일은 연결구를 통하여 필요 길이로 연장되어 소요 깊이의 지반으로 박히며, 네일의 외주면에는 천공되는 지반의 구멍 중앙으로 상기 네일이 놓이도록 안내하는 원통형 간격유지구가 형성됨을 특징으로 하는 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 블록의 천공구멍은 상기 네일과 연결 시공 후 별도의 마개로 덮혀 너트 및 지압판이 가려지도록 한 것을 특징으로 하는 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 블록의 뒷면에는 다수개의 돌기가 형성되어 상기 절취면이 고르지 않을때 상기 돌기들이 놓일 자리만 고르게 하면 상기 블록의 설치 높이를 일정하게 조정할 수 있음을 특징으로 하는 자천공 네일을 이용한 자연석 질감을 갖는 절취면 시공방법.

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