KR100830927B1

KR100830927B1 - 사면보강방법 및 사면보강재

Info

Publication number: KR100830927B1
Application number: KR1020080011473A
Authority: KR
Inventors: 김현래
Original assignee: 김현래
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2008-05-22

Abstract

용이하며 간단한 방법 및 구조로 사면파괴시 지반정착력을 증대시키고 주변마찰력을 향상시켜 보강재가 사면에 대해 최대 지반정착력에 의한 인장저항력을 제공하게 하는 사면보강공법 및 사면보강재가 개시된다.

사면, 인장저항력, 쇄기, 이형철근, 주변마찰력, 지반정착력

Description

사면보강방법 및 사면보강재{SLOPE REINFORCEMENT METHOD AND DEVECE}

본 발명은 사면보강방법 및 사면보강재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용이하며 간단한 방법으로 사면파괴시 지반정착력을 증대시키고 주변마찰력을 향상시켜 보강재가 사면에 대해 최대 지반정착력에 의한 인장저항력을 제공하게 하는 사면보강공법 및 사면보강재에 관한 것이다.

대규모의 토지조성이나 도로, 철도 공사등으로 인해 생성된 사면은 우수(雨水)나 융설수가 침투하여 지반의 강도가 저하되고 풍화가 진행됨에 따라 국부적인 사면붕괴나 낙석이 발생하여 인명이나 재산상 피해를 유발할 수 있기 때문에, 사면붕괴를 방지할 수 있는 다양한 사면보강공법이 강구되고 있다.

도1에는 종래의 일반적인 사면보강구조가 도시되어 있는 데, 이를 참고하면 사면에 천공홀(H)을 천공한 다음 상기 천공홀을 시멘트 밀크로 그라우팅하고 나서 보강재인 이형철근(11)을 천공홀에 삽입하고 이형철근의 노출된 단부에 지압판(12) 을 결합하여 지압판(12)을 사면에 밀착시킨 상태에서 와셔(13)와 링너트(14)를 이형철근(11)에 순차적으로 결합한 다음 링너트(14)를 조여 지압판(12)이 사면을 지압되게 하고 있다. 이와 같은 사면보강구조는 천공홀(H)에 삽입된 이형철근(11)이 사면에 대해 전단응력재로 작용하여 사면을 보강하게 되는 것이다.

하지만, 상기와 같은 사면보강구조는 비록 천공홀에 그라우팅이 주입되어 고결되어 있다 할지라도 구조 자체로만 보면 그라우팅된 작은 천공홀에 이형철근이 단순히 삽입되어 있는 것에 불과하기 때문에 사면파괴시 이형철근이 인장응력재로는 작용하지 못해 사면에 대한 인장저항력을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

이에, 국내 실용신안등록 제306210호에서는 도2에 도시된 같이 보강재(21) 선단에 형성된 압박나사면(22)과 이 압박나사면(22)에 이웃되어 인장력의 굴복에 대응하는 보강테이퍼면(23)과 이 보강테이퍼면(23)에 끼워지는 테이퍼몸체(24)와; 상기 압박나사면(22)과의 나사결합에 의한 테이퍼몸체(24)의 이동에 의해 확장되면서 공벽면에 압착 또는 침투되는 앵커블레이드(25)를 포함하는 앵커몸체로 이루어지는 사면보강공사용 네일앵커를 소개하고 있다. 상기 기술에 따르면, 보강재를 회전시키면 앵커블레이드(25)가 확장되면서 공벽면에 압착 또는 침투함으로써 보강재의 주변마찰력과 지반정착력을 향상시켜 사면파괴시 보강재가 사면에 대해 인장저항력을 제공하도록 하고 있다.

하지만, 상기와 같은 기술은 앵커블레이드를 확장시키기 위해서는 네일을 회전시켜야 하는 데, 네일의 길이가 길고 무거워 원할한 회전력을 주기 어렵기 때문에 작업성이 곤란할 뿐만 아니라 구조가 복잡하여 제품단가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 용이하며 간단한 방법으로 사면파괴시 지반정착력을 증대시키고 주변마찰력을 향상시켜 보강재가 사면에 대해 최대 지반정착력에 의한 인장저항력을 제공하게 하는 사면보강공법 및 사면보강재를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 사면에 천공홀을 천공하는 단계와; 상기 천공홀을 시멘트 밀크로 그라우팅하는 단계와; 선단 부근에 은닉홈이 형성되며 상기 은닉홈에는 쇄기편이 은닉되어 있되, 상기 쇄기편은 후단에 장착된 코일 스프링이 압축상태에서는 은닉상태에 있고 코일 스프링이 압축해제되어 인장상태가 되면 상기 코일 스프링의 인장변위에 연동하여 은닉홈에서 배출되어 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히는 보강재를 준비하는 단계와; 상기 보강재를 천공홀에 삽입하는 단계와; 상기 보강재의 후단에 압축상태로 장착된 코일 스프링을 압축해제하여 쇄기편 이 은닉홈에서 배출되어 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히는 단계와; 상기 보강재의 후단에 지압판, 와셔 및 링너트를 순차적으로 결합하는 마루리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사면보강공법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 목적은 사면에 천공된 천공홀에 삽입되며 선단 부근에 은닉홈이 형성되며 외주면에 나사산이 형성된 이형철근과; 상기 이형철근의 후단에 삽입장착되며, 상기 이형철근의 나사산에 치합되어 회전에 의해서만 이형철근을 따라 이동하는 지지너트판과; 상기 지지너트판에서 선단방향으로 이격되어 이형철근에 삽입장착되며 상기 이형철근을 따라 자유롭게 이동하는 이동판과; 상기 지지너트판과 이동판 사이에 압축상태로 개재된 코일 스프링과; 상기 이동판에 결속되어 있는 연결와이어에 의해 이동판과 연결되어, 코일 스프링의 압축상태에서는 상기 이형철근의 은닉홈에 은닉되어 있다가 코일스프링의 인장상태에서는 은닉홈에서 배출되어 이형철근의 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히는 쇄기편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사면보강재를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 사면보강공법 및 사면보강재는 용이하며 간단한 방법으로 사면파괴시 지반정착력을 증대시키고 주변마찰력을 향상시켜 보강재가 사면에 대해 최대 지반정착력에 의한 인장저항력을 제공하여 사면에 장기적인 안정성을 유지시켜 주는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 사면보강공법 및 사면보강재를 설명하기로 한다.

첨부된 도3은 본 발명에 따른 사면보강재의 단면도이며, 도4 내지 도9는 본 발명에 따른 사면보강재를 이용한 사면보강공법을 설명하기 위한 시계열적 도면이다.

본 발명에 따른 사면보강공법은 먼저 도4에 도시된 바와 같이 사면에 천공홀을 천공한 다음 도5에 도시된 바와 같이 상기 천공홀에는 시멘트 밀크로 그라우팅하게 된다.

이와 같이, 천공홀이 그라우팅된 다음에는 그라우팅이 고결되기 전에 미리 준비된 보강재를 천공홀에 삽입하는 데, 상기 보강재는 바람직하게는 선단 부근에 은닉홈이 형성되며 상기 은닉홈에는 쇄기편이 은닉되어 있되, 상기 쇄기편은 후단에 장착된 코일 스프링이 압축상태에서는 은닉상태에 있고 코일 스프링이 압축해제되어 인장상태가 되면 상기 코일 스프링의 인장변위에 연동하여 은닉홈에서 배출되어 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히도록 구성되어 있다.

따라서, 보강재의 선단과 공벽면에 쇄기처럼 박히는 쇄기편은, 사면 파괴시 보강재에 미치는 인발력 및 인장저항력이 크면 클수록 지반정착력 및 주변마찰력은 이에 대응하게 증대되어 사면에 대해 최대 지반정착력에 의한 인장저항력을 제공하게 되는 것이다. 특히, 보강재로 일반적으로 사용되는 이형철근은 그 특성상 신율이 없기 때문에 인장저항력을 제공할 수 없기에, 본 발명에서는 보강재의 선단과 공벽면에 쇄기처럼 박히는 쇄기편을 이용하여 이형철근의 선단이 공벽면내에 정착되게 함으로써 사면파괴시 지반정착력을 증대시키고 주변마찰력을 향상시켜 보강재가 사면에 대해 최대 지반정착력에 의한 인장저항력을 제공하게 된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 사면보강재는 예시적이지만 구체적으로 도2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있는 데, 이를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 사면보강재는 이형철근(110), 지지너트판(120), 이동판(130), 코일 스프링(140), 결속와이어(150) 및 쇄기편(160)을 포함한다.

상기 이형철근은 그 외주면에는 나사산(111)이 형성되어 있는 것은 일반적으로 락볼트에서 사용되는 이형철근과 동일하지만, 선단 부근에 은닉홈(112)이 형성되어 있다는 점이 특징이며, 상기 은닉홈(112)에는 후술하게지만 쇄기편(160)이 은닉되게 된다.

상기 지지너트판(120)은 상기 이형철근(110)의 후단에 삽입장착되며 상기 이형철근의 나사산(111)에 치합되어 회전에 의해서만 이형철근(110)을 따라 이동하게 된다. 즉, 상기 지지너트판(120)은 볼트/너트의 결합과 같이 축방향 힘에 의해서는 이동하지 않고 회전에 의해서만 이형철근을 따라 이동하게 되는 것이다.

상기 이동판(130)은 상기 지지너트판(120)에서 선단방향으로 이격되어 이형철근(110)에 삽입장착되며 상기 이형철근(110)을 따라 자유롭게 이동하도록 구성되어 있다. 즉, 상기 이동판(130)의 관통공은 이형철근의 직경보다 크게 형성되어 있어서 외력에 의해 이형철근의 외주면을 따라 자유롭게 이동하게 된다.

상기 코일스프링(140)은 상기 지지너트판(120)과 이동판(130) 사이에 압축상태로 개재되어 있는 데, 좀 더 구체적으로는 상기 이동판(130)을 지지너트판(120)으로 당기도록 일단은 상기 지지너트판(120)에 결합되고 타단은 이동판(130)에 결합되는 결속와이어(150)에 의해 상기 지지너트판(120)과 이동판(130) 사이에 압축상태로 개재되어 있다. 그리고, 상기 결속와이어(150)를 절단시키면 압축상태에 있는 코일 스프링(140)은 지지너트판(120)을 지지판으로 삼아 이형철근의 선단방향으로 인장되면서 이동판(130)을 이형철근(110)의 선단방향으로 이동시키게 된다.

상기 쇄기편(160)은 일단이 상기 이동판(130)에 결속되어 있는 연결와이어(170)에 의해 이동판(130)과 연결되어, 코일스프링(140)의 압축상태에서는 상기 이형철근(110)의 은닉홈(112)에 은닉되어 있다가 코일스프링(140)의 인장상태에서는 은닉홈(112)에서 배출되어 이형철근(110)의 선단과 천공홀(H)의 공벽면에 쇄기처럼 박히게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 결속와이어(150)를 절단시키면 코일스프링(140)이 인장되어 이동판(130)이 이형철근(110)의 선단방향으로 이동하는 데, 이 때 연결와이어(170)에 의해 상기 이동판(130)과 연결되어 있는 쇄기편(160) 역시 이형철근(110)의 선단방향으로 이동하면서 은닉홈(112)에서 배출되어, 도시된 바와 같이 이형철근(110)의 선단과 천공홀(H)의 공벽면에 쇄기처럼 박히게 되는 것이다.

한편, 상기 이동판(130)에서 선단방향으로 이격된 이형철근의 외주면에는 이동판의 이동을 정지시키는 스토퍼 돌기(180)가 형성된 것이 바람직하다. 이는 후술하겠지만, 쇄기편(160)이 이형철근(110)의 선단과 천공홀(H)의 공벽면에 쇄기처럼 박히게 되면 지지너트판(120)을 회전시켜 코일스프링(140)이 다시 압축상태가 되도록 하는 데, 이 때에는 스토퍼 돌기(180)에 의해 이동이 정지된 이동판(130)이 코일 스프링(140)의 지지판 역할을 수행하도록 하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 보강재가 삽입홀에 삽입된 상태가 도6에 도시되어 있으며, 이 상태에서 도7에 도시된 바와 같이 결속와이어(150)를 절단시키면 코일스프링(140)은 지지너트판(120)을 지지판으로 삼아 이형철근(110)의 선단 방향으로 인장되면서 이동판(130)을 이동시키게 되고, 이동판(130)의 이동에 의해 연결와이어(170)에 연결되어 있는 쇄기편(160)이 은닉홈(112)에서 배출되어 이형철 근(110)의 선단과 천공홀(H)의 공벽면에 쇄기처럼 박히게 된다.

이 후에는 도8에 도시된 바와 같이 지지너트판(150)을 회전시켜 이형철근(110)의 선단방향으로 이동시키면 코일 스프링(140)은 스토퍼 돌기(180)에 의해 정지되어 있는 이동판(130)을 지지판으로 삼아 다시 압축상태가 되어서, 쇄기편(160)이 이형철근(110)의 선단과 천공홀(H)의 공벽면에 박힌 상태를 유지시키게 된다. 즉, 상기와 같이 재압축상태가 된 코일스프링(140)은 압축에 따른 반력을 지속적으로 이동판(130)에 제공함으로써 쇄기편(160)이 이형철근의 후단방향으로 밀리는 현상을 방지하는 것이다.

이와 같이 쇄기편(160)이 이형철근(110)의 선단과 천공홀(H)의 공벽면에 박힌 상태가 유지되면, 도9에 도시된 바와 같이 지압판(190), 와셔(191) 및 링너트(192)를 이형철근(110)의 후단에 순차적으로 결합하여 본 발명에 따른 사면보강공법이 종료되게 된다.

한편, 미 설명한 참조부호 193는 이형철근(110)과 연결와이어(170)를 서로 안내 해주는 안내연결끈이다.

도1 및 도2는 종래의 사면보강구조 및 사면보강재를 도시한 도면이며,

도3은 본 발명에 따른 사면보강재의 단면도이며,

도4 내지 도9는 본 발명에 따른 사면보강재를 이용한 사면보강공법을 설명하기 위한 시계열적 도면이다.

Claims

사면에 천공홀을 천공하는 단계와;

상기 천공홀을 시멘트 밀크로 그라우팅하는 단계와;

선단 부근에 은닉홈이 형성되며 상기 은닉홈에는 쇄기편이 은닉되어 있되, 상기 쇄기편은 후단에 장착된 코일 스프링이 압축상태에서는 은닉상태에 있고 코일 스프링이 압축해제되어 인장상태가 되면 상기 코일 스프링의 인장변위에 연동하여 은닉홈에서 배출되어 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히는 보강재를 준비하는 단계와;

상기 보강재를 천공홀에 삽입하는 단계와;

상기 보강재의 후단에 압축상태로 장착된 코일 스프링을 압축해제하여 쇄기편이 은닉홈에서 배출되어 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히는 단계와;

상기 보강재의 후단에 지압판, 와셔 및 링너트를 순차적으로 결합하는 마루리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사면보강공법.
제1항에 있어서, 상기 사면보강공법은

보강재의 선단과 천공홀의 공벽면에 박힌 쇄기편이 박힌 상태를 유지시키도록 상기 압축해제된 스프링을 재압축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사면보강공법.
사면에 천공된 천공홀에 삽입되며 선단 부근에 은닉홈이 형성되며 외주면에 나사산이 형성된 이형철근과;

상기 이형철근의 후단에 삽입장착되며, 상기 이형철근의 나사산에 치합되어 회전에 의해서만 이형철근을 따라 이동하는 지지너트판과;

상기 지지너트판에서 선단방향으로 이격되어 이형철근에 삽입장착되며 상기 이형철근을 따라 자유롭게 이동하는 이동판과;

상기 지지너트판과 이동판 사이에 압축상태로 개재된 코일 스프링과;

일단이 상기 이동판에 결속되어 있는 연결와이어에 의해 이동판과 연결되어, 코일 스프링의 압축상태에서는 상기 이형철근의 은닉홈에 은닉되어 있다가 코일스프링의 인장상태에서는 은닉홈에서 배출되어 이형철근의 선단과 천공홀의 공벽면에 쇄기처럼 박히는 쇄기편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사면보강재.
제3항에 있어서,

상기 코일 스프링은 상기 이동판을 지지너트판으로 당기도록 일단은 상기 지지너트판에 결합되고 타단은 이동판에 결합되는 결속와이어에 의해 압축상태에 있으며, 결속와이어를 절단시키면 압축이 해제되어 인장되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사면보강재.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 이동판에서 선단방향으로 이격된 이형철근의 외주면에는 이동판의 이동을 정지시키는 스토퍼 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 사면보강재.