KR100895770B1

KR100895770B1 - 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체 및 이에 의한 시공방법

Info

Publication number: KR100895770B1
Application number: KR1020070060882A
Authority: KR
Inventors: 신세영
Original assignee: 신세영
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2009-05-06
Also published as: KR20080112454A

Abstract

본 발명은 도로, 철도, 지하철등 교통시설이나 단지 및 택지개발공사의 토목공법(土木工法)에 이용하기 위하여 사용되는 네일링공법(Nailing工法)이나 앵커공법(Anchor工法), 또는 지중구조물의 터널공사보강용 록볼트(rock bolt)공과 선진보강용으로 사용되는 포아폴링공법(Forepoling 工法)이나 강관다단그라우팅공법( 鋼管多段 Grouting工法), 또는 분사형선진기둥공법 등의 대체공법에 관한 것으로서, 내하체를 우산형 방사상 형상으로 발명하여 내하체 자체에 의한 인발저항과 지압력을 증가시키고, 우산살 형상의 전단보강구조와 인장재 외부에 별도로 설치되는 전단보강구조를 구성함으로서, 보강후 야기되는 진행성 파괴에 대응하고, 사면보강공사나 흙막이공사에 사용되는 네일링공법과 앵커공법을 획기적으로 진보, 발달시킨 공법으로, 이 공법은 터널등 지중구조물의 기존의 선진보강공법인 포아폴링공법이나 강관다단그라우팅공법이 주입재에 의한 지반개량효과와 삽입된 보강재의 전단력만 이용하는데 비해, 본 공법은 이에 더하여 인장력에 의해 발현되는 종방향의 가압 압축대(prestressed compressive zone)를 형성하므로서 터널의 자립성을 증대시키어 지중구조물의 선진보강공법으로 활용할 수 있고 터널보강용 록볼트에 하단 내하체를 제공함으로써 외부에서 인장력을 도입하여 이완하중에 대응되는 압축대의 압축성능을 증대시킬 수 있어 획기적으로 개선 창안한 공법이다.

본 발명은 사면과 흙막이공법 등 절개지 법면 또는 굴착면 보강공사와 터널 지중구조물의 선진보강공법과 굴착후 보강공법에 대한 창의적인 발명을 제공하고자 하는 것이다.

선진보강공법, 굴착후 보강공법, 지반붕괴방지보강조립체, 우산형 내하체겸 전단보강조립체, 우산살형, 전개용 콘, 전단보강조립체.

Description

지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체 및 이에 의한 시공방법{ inner member additional reinforcement assembly for preventing ground collapse and its construction method to be used therefor}

도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 우산형 내하체겸 전단보강조립체가 록볼트 또는 네일링에 적용된 지반붕괴방지보강조립체의 삽입을 위한 상태의 구성도이고, 도 1b 및 도 1c는 도 1a의 선 A-A 및 선 B-B의 단면도이다.

도 2는 도 1a의 지반붕괴방지보강조립체가 보강공에 설치된 상태를 도시한 구성도이다.

도 3a는 내하체겸 전단보강조립체의 구성의 상세도이고, 도 3b는 전단보강부재 전개용 콘부재의 일예의 사시도이다.

도 4a는 강봉 또는 강연선을 인장보강부재로 사용하는 지반붕괴방지보강조립체의 삽입을 위한 상태의 구성도이고, 도 4b 및 도 4c는 강봉 및 강연선에 대한 도 4a의 선 C-C의 단면도이다.

도 5는 도 4a의 지반붕괴방지보강조립체가 보강공에 설치된 상태를 도시한 구성도이다.

도 6a 및 도 6b는 인장보강부재(인장재)로 강연선 또는 강봉을 사용하는 우산형 내하체겸 전단보강조립체의 주요구조를 도시한 상세도이다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전단보강조립체을 구비하는 지반붕괴방지보강조립체의 개략구성도이고, 도 7b는 그 전단보강조립체의 구성을 상세히 나타내는 도 7a의 선 C-C의 단면도이다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 전단보강조립체들의 다양한 설치구성예들을 도시한 지반붕괴방지보강조립체의 개략도이다.

도 9는 터널 등 지중구조물의 선진보강공법에서 본 발명을 적용하고 본 발명에 따라 시공함으로써 형성되는 가압 압축대의 일예를 도시한 개략도이다.

도 10a는 터널 등 지중구조물의 굴착후 보강공법인 록볼트공법에 본 발명을 적용하고 본 발명에 따라 시공함으로써 형성되는 가압 압축대의 일예를 도시한 개략도로서 선 D-D 단면도이며, 도 10b는 도 10a의 타원부의 상세도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1: 지반붕괴방지보강조립체 1a,1b,1c: 인장보강부재

2: 고정너트 3: 고정플레이트

5: 해제가능 결속수단 6: 전단보강부재

7: 전단보강부재 결속금구 8: 전단보강부재 전개용 콘부재

9: 외관 10: 내관

11: 전개용 탄성수단 13: 강결접합부

14: 라이너 스크류 15: 너트

16: 걸림수단 17: 걸림부

17a: 탄성변형상태 17b: 절곡변형상태

18: 탄성변형부 19: 정착부

21,22: 정착구 24: 쉬스(sheath)

25 : 폴리에칠렌관 30: 내하체겸 전단보강조립체

40: 패커조립체 41: 신축성 밀폐팽창대

42: 흡수팽창성 폴리머 43: 고정밀폐수단

50: 보조전단보강조립체 51: 전단보강부재

52: 간격부재 53: 결속수단

60: 지중구조물 61: 가압 압축대

62: 이완영역 80: 보강공

본 발명은, 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체 및 이에 의한 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는, 절토면, 흙막이공법의 사면이나 수직 굴착면의 보강공법과 지중구조물의 선진보강공법과 굴착후 보강공법에 사용되는 우산형 내하체겸 전단보강조립체(이하에서 우산형 내하체라고도 함)와 보조전단보강조립체를 갖는 네일/앵커/록볼트와 같은 지반붕괴방지보강조립체의 구조·시공방법 및 그 전단보강조립체에 관한 것이다.

이 분야에 대한 종래의 기술에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

○ 사면과 굴착수직면의 보강공법 : 사면의 보강공법으로는 네일링공법이나 앵커공법을 주로 사용하였으며, 록볼트공법과 네일링공법은 이형철근이나 강봉을 지중에 삽입하고 공벽과 보강재 사이의 공간을 주입재로 그라우팅하고, 설치 후 발생되는 지중변위가 지압판에 전달되어 보강재의 인장력이나 전단력으로 저항하게 하는 구조이다.

앵커공법은 인장재로 강봉이나 강연선을 주로 사용하고 정착구간의 주입재와 앵커체 또는 앵커체를 포함한 주입재와 공벽과의 마찰저항력을 이용하여 외부에서 인장력을 도입하고 자유구간에 설치된 인장재로 인장하중을 지압판에 전달시켜 사면이나 수직굴착면의 안정성을 증가시키는 공법이다.

기존의 앵커공법은 정착구간내의 마찰저항의 작용에 따라 마찰형과 지압형으로 대별되고, 마찰형앵커는 다시 마찰형과 압축형으로 구분된다. 기존의 네일링공법이나 앵커공법은 단순히 정착구간내에서 마찰저항이나 지압력과 보강재나 인장재의 인장력이나 전단력을 이용하고 있다.

○ 터널의 보강공법 :

터널공사에서 현재 일반적으로 활용되고 있는 나틈공법(NATM工法: New Austrian Tunnelling Method)에 사용되는 굴착후 보강공법은 록볼트(Rock Bolt)와 뿜어 붙이기 콘크리트(Shotcrete)가 많이 사용된다. 이중, 록볼트공법의 기능은 원지반을 굴착한 후, 발생되는 변위가 록볼트의 선단부와 공저부에서 서로 차이가 있게 발생되어 이러한 암반의 변위차가 록볼트 보강재의 축력으로 작용하여 변위에 의해 이완된 암반에 압축대를 구성함으로써 원지반의 전단강도특성을 증가시켜서 붕락가능한 이완암괴를 원지반의 압축대의 저항력으로 지지하는 구조로 설명할 수 있다.

현재 흔히 사용되고 있는 록볼트공법은 이형철근을 천공된 터널주변지반에 삽입하고 공내에 시멘트몰탈 등의 주입재를 주입하여 외부에서 도입된 인장력없이 록볼트의 축력에 의한 압축대 형성으로 붕락가능한 이완암괴를 지지하여 원지반을 보강하는 공법이다.

또한, 록볼트에서는 볼트의 삽입후 실시되는 그라우팅작업에서 압력주입없이 무압으로 주입하는 것이 일반적이며, 주입재에 의한 지반개량 효과는 기대하기 어려운 실정이다.

○ 터널의 선진보강공법 :

터널에서 막장전방의 암질이 매우 불량할 때 기존의 선진보강공법은 철근이나 강관을 막장전방으로 천공삽입하는 포아폴링공법(Fore-poling 工法), 파이프루프공법(pipe roof 工法), 강관다단그라우팅공법, 분사형선진기둥공법(JSP·RJP 工法), 선진우레탄주입공법 등은 주입재에 의한 지반 개량효과와 보강재에 의한 전단저항력을 이용하여 선진보강하였다.

그러나, 기존의 록볼트공법 또는 네일링공법이나 앵커공법이 사용된 현장에서 재붕괴가 발생된 사례를 보면, 그 원인으로서 토질정수의 불확실성, 예상파괴면에서의 부적절한 예측, 부적당한 설치간격, 인장재료나 보강재의 부적절한 선택, 정착장 계산의 부적합, 과도한 지하수압의 작용 등의 여러 가지 원인이 하나 또는 복합적으로 작용되어 굴착면의 재붕괴가 발생되는 경우가 흔하다.

또한, 대부분의 재붕괴사고 현장을 검토한 결과 예상파괴면의 전단저항력 부족으로 보강재의 파단 또는 과도한 휨현상이 발생되는 점을 미루어 보아 전단보강체를 파괴형태에 맞추어 적절히 배치하여 지반붕괴방지보강조립체를 구성함이 필요하게 되었다.

또, 터널 등 지중구조물의 막장 전방의 선진보강공법은, 시멘트밀크, 약액, 우레탄 등의 주입재에 의한 지반개량효과와 철근, 강관, 분사형소일시멘트 등의 주입재에 의한 강도증진과 보강재에 의한 전단저항효과를 주로 이용하여 시공간격이 좁고 따라서 시공비가 증가하는 문제가 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 개발되었으며, 본 발명을 활용하면 사면보강, 흙막이수직벽보강공사, 터널의 선진보강공법, 막장굴착후 보강공법 등에 획기적인 기술적인 발전이 있을 것으로 예상된다.

즉, 본 발명의 목적은, 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 우산형 내하체겸 전단보강조립체 또는 별도의 보조전단보강조립체를 사용하여 내하체에 작용하는 인장력으로 우산살형 전단보강부재가 동시에 우산형 내하체의 역할을 하여, 기반암이 연암, 경암인 경우 공벽에 밀착되어 마찰저항을 증가시키고 대상지반이 파쇄가 심한 연암, 풍화암, 풍화토, 토사인 경우에는 우산살형 전단보강부재가 공벽 주변 지반내로 외부에서 가해지는 인장력에 의해 삽입됨으로써 인발저항력을 증가시키는 동시에 지압력을 발휘하게 하고, 전단 저항력을 증가시킬 뿐만 아니라, 또한 파괴면이 다수로 발생되는 진행성 파괴에 대하여서는 우산살형 전단보강부재나 별도로 설치되는 전단보강부재를 하나 또는 다수로 설치하여 현장 지반여건이나 굴착면의 파괴형태나 터널의 다양한 예상 붕락형태에 대응할 수 있는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체 및 이에 의한 시공방법을 제공하는 것이다.

이에 따라, 상기와 같이 굴착사면이나 굴착면에 사용되는 네일링/앵커/록볼트 공법에서 본 발명에서 발명된 우산형 내하체겸 전단보강조립체를 사용함으로서 사면이나 흙막이공법 또는 터널공사 등에서 영구적인 안정성을 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 기존의 공법에서 주입재에 의한 지반개량효과와 보강재에 의한 전단저항력 증가 외에, 본 발명에 따른 우산형 내하체겸 전단보강조립체 및/또는 중간에 설치되는 별도의 보조전단보강조립체를 사용하여 막장전방으로 터널막장의 선단부에서 인위적으로 인장력를 주어서 우산형 압축대(umbrella type compressive zone)를 형성시키거나, 굴착후 기존에 사용되고 있는 록볼트대신에 우산형 내하체를 갖는 록볼트를 사용하여 압축대의 성능을 향상시킴으로써 지반자체가 갖는 전단저항 특성을 획기적으로 증가시켜 터널 굴착시 낙반사고 방지등 터널의 안정성 증가에 기여할 수 있도록 하며, 본 발명에 따른 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체를 활용하여 터널 등 지중구조물의 안정성을 증가시키고 안전사고에 대비할 수 있는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체 및 이에 의한 시공방법을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

이와 같이, 본 발명에서는 터널 전방에 대하여 지반붕괴방지보강조립체에 의한 인장력 도입으로 종방향, 횡방향 또는 경사방향으로 가압 압축대(prestressed compressive zone)를 인위적으로 형성하게 하여 원지반의 강도증진과 전단저항을 증가시킴은 물론 터널주변 원지반의 자립도를 증가시키는 공법의 적용으로 터널막장 전방의 붕락사고에 대비할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 의한 우산형 내하체겸 전단보강조립체 및/또는 중간에 설치되는 보조전단보강조립체가 마련된 지반붕괴방지보강조립체를 도입하면 터널 등 지중구조물의 자립성을 증대시키면서 시공간격을 넓혀 경제적으로 시공할 수 있고, 터널막장관찰(geological mapping), 선진시추조사나 전방탄성파탐사(TSP探査) 등 물리탐사 기법으로 미리 파악된 붕락가능 지반에 대하여 예상붕괴면을 따라 전단보강재를 구간별로 선별적으로 설치할 수 있게 된다.

또한, 터널 등 지중구조물에서 기존에 사용되고 있는 록볼트는 굴착후 발생되는 주변지반의 변위에 기인한 록볼트 축력에 의해서 형성되는 단순한 압축대(compressive zone)임에 반하여, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 우산형 내하체를 지닌 록볼트를 사용하여 외부에서 도입된 인장력으로 가압 압축대(prestressed compressive zone)를 형성함으로써 기존의 터널공사에서 흔히 발생되는 보강공사완료후 일어나는 터널의 붕락사고 등을 미연에 방지하는 목적으로 터널의 안정성을 더욱 증대시키면서도 새롭고 발전된 기술공법의 개발이 실현될 수 있게 되었다.

본 발명은 절개지나 굴착공사의 사면보강공사 또는 흙막이공 보강공사와 터널등 지중구조물의 선진보강공사, 굴착후 보강공사 등에 사용되는 네일링/앵커/록볼트 공법 등에 채용되는 지반붕괴방지보강조립체에 관한 것으로서, 우산형 내하체겸 전단보강조립체나 별도의 보조전단보강조립체를 갖는 지반붕괴방지보강조립체를 정착구간이나 전단력이 큰 예상파괴면에 하나 또는 복수로 사용함으로써 지반의 파괴유형이나 특성에 적절히 대응하여 사면, 굴착수직벽이나 터널의 안정성을 증대시키는 공법이다.

○ 본 발명에 따른 전단보강조립체를 지니는 지반붕괴방지보강조립체의 구조

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시 예에 따른 우산형 내하체겸 전단보강조립체를 지니는 지반붕괴방지보강조립체를 이용한 사면보강, 흙막이보강 또는 터널선진보강구조 또는 굴착후 보강구조는 예상파괴면이나 붕락면을 관통하여 천공을 실시하여, 본 지반붕괴방지보강조립체를 정착구간에 정착시키고 우산살형 전단보강부재를 정착구간 외부의 예상파괴면에 구간에 설치하거나 전단보강체를 인장재 외부에 별도로 설치한 후 전개용 탄성수단(용수철)의 복원력을 이용하여 우산살형 전단보강부재를 공벽에 밀착시키고 차후 외부에서 작용되는 인장력에 의 해 다수의 전단보강체가 각각 공벽외부의 지반에 삽입되게 하거나 전단보강부재와 공벽사이에 기계적인 마찰력의 작용으로 마찰저항을 증가시키고, 동시에 지압력이 발생하게 된다. 이때, 전개용 콘에 미리 파여진 홈을 따라 우산살형 전단보강부재가 전개되어 주변지반으로 관입하게 된다.

또, 본 발명은 절개지 사면, 흙막이수직굴착벽보강공사 또는 터널의 선진보강공법이나 굴착후 보강공법에 사용되는 우산형 내하체와 우산살형 전단보강부재 또는 인장재 외부에 하나 또는 다수로 구성된 보조전단보강체를 갖는 우산형 전단보강 지반붕괴방지보강조립체를 제공한다.

또한, 시공시 흡수팽창성 폴리머내장형 패커조립체를 이용하여 공내에 압력주입을 실시함으로써 지반개량효과를 증대시킨다. 이때, 주입재인 시멘트밀크 내에 함유되있는 수분을 팽창성 폴리머가 흡수하여 내부 부피가 증가하게 되고 이에 따라 패커조립체를 공벽에 밀착시키고 패커조립체 내부는 팽창된 폴리머와 주입재가 혼합되어 패커조립체의 강도를 유지시킨다. 따라서, 주입공에 의한 지반개량효과를 증가시켜 사면과 흙막이공법의 안정성을 증대시킨다.

또, 다른 실시예로 터널막장에서 선진보강시 본 발명에 의한 우산형 내하체겸 전단보강조립체와 중간 설치용 보조전단보강조립체를 구비한 전단보강 지반붕괴방지보강조립체를 활용하는 구조는 붕괴가 예상되는 암질이 불량한 막장에서 막장전방으로 천공을 실시하고 그 지반붕괴방지보강조립체를 삽입한 후 상술한 바와 같이 예상활동면에 대응하는 우산형 내하체겸 전단보강조립체를 이용하거나, 별도의 중간설치용 보조전단보강조립체를 하나 또는 다수로 설치하여 전단저항력을 증대시키고 외부에서 도입되는 지반붕괴방지보강조립체의 인장력으로 터널전방에 대하여 종방향의 가압 압축대(prestressed compressive zone)를 형성하여 터널 주변지반의 전단강도특성을 증대시키고 터널의 안정성을 제고하는 공법으로 구성된다. 이때에도 흡수팽창성 폴리머가 내장된 패커조립체가 사용되어 외부에서 시멘트밀크 등의 주입재를 주입하고 시멘트밀크 내에 함유되어 있는 수분이 흡수폴리머를 팽창시켜서 패커조립체가 공벽에 밀착됨으로써 공내에 압력주입이 가능케하며, 주입재에 의한 지반개량효과를 증대시키는 것을 특징으로 한다.

또다른 실시예로, 터널의 굴착후 외주면을 따라서 주변지반으로 천공, 볼트재의 삽입, 주입재의 주입 등의 순으로 실시되는 보강공사인 록볼트 공법에서는 록볼트의 길이가 짧을 경우에는 별도의 중간설치용 보조전단보강조립체가 생략되어 시공할 수도 있으며, 우산형 내하체겸 전단보강조립체의 경우에도 전단보강부재의 길이를 짧게 하여 거의 전단보강기능 없이 우산형 내하체의 기능만을 활용할 수 있도록 할 수도 있다. 이때, 우산형 내하체가 전개되어 외부에서 가해지는 인장력에 의해 전단보강부재가 주변지반으로 관입하게 되거나 마찰저항이 작용하게 되어 선단정착이 가능하게 되고, 록볼트에 큰 축력이 작용될 수 있게 되어 압축정도가 증가된 가압 압축대(strongly prestressed compressive zone)로 될 수 있게 되며, 이완하중에 대한 지지력이 증대되게 되고, 이에 따라 터널의 안정성이 더욱 증가하게 된다. 이때에도 흡수팽창성 폴리머내장 패커조립체를 공선단부에 설치하여 압력주입이 가능하게 하고 주변지반의 지반개량효과를 더욱 증진시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의한 상세한 구조는 도면과 함께 상세히 후술된다.

○ 본 발명의 시공방법

또한 본 발명은 절개지 사면, 흙막이 수직굴착벽 보강공사나 터널 등 지중구조물의 선진보강공공법에 사용되는 우산형내하체와 전단보강체를 갖는 지반붕괴방지보강조립체로서 그 시공방법의 일예는 다음과 같이 상세히 설명할 수 있다.

그 순서 별로 1) 천공기를 이용한 천공, 2) 우산형 내하체겸 전단보강조립체를 갖는 지반붕괴방지보강조립체를 삽입, 3) 전개형 탄성수단을 이용한 우산살형 전단보강부재의 전개와 공벽 밀착, 4) 패커조립체 내부에 시멘트밀크 등 주입재의 주입으로 흡수팽창성 폴리머내장형 패커조립체를 이용한 패커조립체의 공벽 밀착, 5) 주입재의 압력 주입, 6) 주입재 양생 작업, 7) 공선단 인장작업에 의한 우산살형 전단보강부재가 공벽 외부지반으로 삽입되어 일체로 우산형 내하체의 기능을 동시에 발휘, 8) 우산형 내하체의 마찰저항 증가와 지압력 확보, 9) 외부 지압판 설치와 캡핑작업(capping), 10) 두부 마감 정리작업으로 이루어진다.

또, 터널 등의 지중구조물에 사용되는 선진보강공법 또는 굴착후 보강공법의 본 발명에 의한 시공방법은 1) ∼8)까지는 위와 동일하고, 9) 외부인장력에 의해 우산형 내하체가 전개되면서 터널주변 지반에 가압 압축대(prestressed compressive zone)를 형성하는 긴장작업, 10) 캡핑과 두부 마감 정리 작업 순으로 시공된다.

이에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1a에는 본 발명의 일 실시예에 따른 우산형 내하체(30)와 전단보강부재(6)를 갖는 지반붕괴방지보강조립체(1)의 운반, 설치시의 종단면도가 도시되고 도 1b 및 도 1c에는 선 B-B 및 선 C-C의 상세한 횡단면도가 도시된다. 본 지반붕괴방지보강조립체(1)는 운반의 편의성 또는 보강공(80)내 삽입,설치시 철심형태로 가늘게 형성되어 우산살 형태를 이루는 전단보강부재(6)의 보강공(80)내 설치가 편리하도록 공지된 결속테이프 등과 같은 해제가능 결속수단(5)으로 묶여져 있다. 전단보강부재 결속금구(7)는 철근 또는 강연선이나 강봉과 같은 인장보강부재(1a,1b,1c)에 대해 고정되고, 우산살형 전단보강부재(6)의 후단을 강결접합부(13)를 개재하여 고정시킨다. 즉, 구체적 구성의 일예로 우산살형 전단보강부재(6)가 전단보강부재 결속금구(7)의 구멍에 삽입되고, 그 전단보강부재 결속금구(7)와 우산살형 전단보강부재(6)가 분리되지 않도록 구멍 내부에는 에폭시접착 또는 용접작업 등으로 강결 접합되어 있다. '2'는 고정너트이고 '3'은 고정플레이트이다.

또한 보강공(80) 내부 선단부에는 보강공 주변 지반에 대한 개량효과를 증대시키고자 흡수팽창성 폴리머(42)가 신축성 밀폐팽창대(41)내에 내장된 흡수팽창성 폴리머내장형 패커조립체(40)가 공지된 결속테이프와 같은 고정밀폐수단(43)을 개재하여 설치되어 보강공(80)내 주입재의 그라우팅 작업 전에 패커(packer)조립체 내부로 시멘트밀크 등의 주입재를 주입하여 주입재에 함유되어있는 수분이 폴리머를 팽창시켜서 패커조립체(40)가 공벽에 밀착되도록 하여 공 내부에 대한 그라우팅 작업 시 압력 주입이 가능하도록 하여 주변 지반 개량 효과를 개선하여 강도증진과 전단강도특성을 증가시킨다.

도 2는 도 1a에 의한 지반붕괴방지보강조립체(1)가 보강공(80)내 삽입된 후 정착구간 내에서 전개되어 우산살형 전단보강부재(6)가 보강공(80)의 공벽에 밀착되는 상태를 도시한 것이다. 이때, 전단보강부재(6)가 선단(6a) 부근에서 공벽 주변지반에 밀착하게 되어 인장작업시 주입재에 의한 마찰력에다 기계적인 저항력 내지 마찰력이 가하여져 마찰저항이 증가되게 되고 이에 따라 인장력을 증가시킬 수 있게 된다.

최대한의 기계적 저항력을 얻기위해 전단보강부재(6)의 선단(6a)이 공벽주변지반으로 관입되는 것이 바람직하며, 이를 위해 그 선단(6a)를 도시된 바와 같이 뾰족하게 하는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 공벽이 보통암, 경암, 파쇄되지 아니하는 연암 등으로 구성되어 외부인장력의 도입으로 인하여 전단보강부재(6)가 공벽주변지반으로 관입되기 어려운 경우에는, 전단보강부재(6)의 선단의 형태를 뾰족하게 하지 않고 마찰저항을 증대시키기 위한 기계적 마찰저항부의 형태, 예를 들면, 신발의 접지구조와 같은 그리퍼(gripper) 형태로 가공하여 공벽과의 기계적인 마찰저항이 크게 작용하는 형상으로 만들 수도 있으며, 이러한 구성 역시 본 발명에 포함된다. 그 마찰저항부(6b)의 구성의 일예에 있어서는, 도 3의 좌측 타원내에 도시된 바와 같이, 선단(6a)에 착탈형으로 구성되고 선회가능하게 회동결합부(6c)를 개재하여 기계적 마찰저항부(6b)가 설치된다. 이와 같은 구조에 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 단지 기계 적 마찰저항부(6b)가 선단의 뾰족한 형상과 함께 또는 그 뾰족한 형상 대신에 선단에 형성될 수도 있으며, 선단부근이 그 자체로서 전개된 때에 기계적 마찰저항부(6b)의 역할을 할 수도 있으며, 본 발명은 이러한 구성도 포함한다.

도 3a는 본 발명의 일예에 따른 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)의 상세한 도면이며, 도 3b에는 전단보강부재전개용 콘(8)이 도시된다.

본 지반붕괴방지보강조립체(1)는 우산살형 전단보강부재(6)의 선단(6a)이 공지된 결속테이프 등과 같은 해제가능 결속수단(5)으로 결속되어 접혀진 상태로 운반, 삽입되며, 보강공(80)내에 삽입되어 제위치에 설치된 상태에서는 상기 해제가능 결속수단(5)을 해제시킴으로써 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 우산살형 전단보강부재(6)가 전개되게 된다. 그 해제가능 결속수단(5)의 해제는, 그 구성에 따라 인장보강부재(1a,1b,1c)를 공벽하단에 충돌시켜 이탈시키거나, 인출부재를 이용하여 외부로부터 이탈시켜 해제시키거나, 또는 인장보강부재(1a,1b,1c)에 인출부재를 부착시키고 인장보강부재(1a,1b,1c)를 인출함으로써 해제가능 결속수단(5)을 이탈시키는 등과 같이 하여 해제될 수 있다.

한편, 우산살형 전단보강부재(6)의 전개는, 상술한 바와 같이 해제가능 결속수단(5)의 해제만으로도 전단보강부재 전개용 콘부재(8)의 경사면을 따라 그 우산살형 전단보강부재(6)의 탄성에 의해 전개될 수도 있지만, 도시된 바와 같이 강제적인 전개수단으로서 전단보강부재 전개용 콘부재(8)가 전개용 탄성수단(11)의 인장력에 의해 후방으로 이동되도록 구성되는 것이 더욱 전개를 보장하고 공벽에 밀착력을 더욱 강하게 가할 수 있어 바람직하다. 즉, 그 전단보강부재 전개용 콘부 재(8)의 후방이동으로 그 전단보강부재 전개용 콘부재(8)에 접하는 우산살형 전단보강부재(6)가 보강공(80)의 공벽에 더욱 강하게 밀착되도록 전개되게 되어 추후 인장작업시 공벽 주변 지반으로 강하게 관입되게 하거나 기계적 마찰저항력이 더욱 강하게 작용하게 된다.

이러한 구성의 일예는, 전개용 탄성수단(11)이 인장스프링인 경우, 그 전개용 탄성수단(11)의 일단이 전단보강부재 전개용 콘부재(8)에 연결되고 타단은 전단보강부재 결속금구(7)나 인장보강부재(1a,1b,1c)에 연결되어 인장력이 전단보강부재 전개용 콘부재(8)에 작용하도록 구성될 수 있으며, 그 걸림수단(16)은, 인장보강부재(1a,1b,1c)를 잡아당긴 때 해방가능한 구조로서, 상술한 해제가능 결속수단(5)과 유사하게 종래의 공지된 다양한 걸림수단이 채용될 수 있다. 도시된 일예에서는 단순한 탄성 후크형태의 구조로서 돌기형태의 걸림부(17)가 내관(10)을 개재하여 인장보강부재(1a,1b,1c)나 전단보강부재 결속금구(7)에 고정되고 전단보강부재 전개용 콘부재(8)에 연결된 외관(9)에 걸리도록 구성된다. 이때, 인장보강부재(1a,1b,1c)의 인출시 내관(10)을 개재하여 그 인출력에 의해 걸림부(17)가 소성변형, 절곡변형상태(17b)로 되어 걸림을 해제시키거나, 약간 경사지게 접촉되게 하는 등에 의해 인장보강부재(1a,1b,1c)의 인출력으로 걸림수단(16)이 내향하여 탄성변형부(18)에서 탄성변형상태(17a)로 되어 걸림이 해제되도록 구성될 수도 있다. 또, 조립시에는 전개용 탄성수단(11)의 탄성력에 대항하여 걸림수단(16)에 걸리도록 전단보강부재 전개용 콘부재(8)를 설치할 수도 있으며, 전개용 탄성수단(11)의 탄성력이 작용하지 아니하는 위치에서 전단보강부재 전개용 콘부재(8)를 전개용 탄 성수단(11)의 일단에 고정시킨 후, 걸림수단(16)을 탄성변형상태(17a)로 하여 걸림수단(16)에 의해 걸리는 위치로 이동시켜 조립할 수 있다. 걸림수단(16)은, 상술한 구성이외에도 전개용 탄성수단(11)의 구성에 따라 탄성후크, 안전핀 등의 다양한 공지의 구성이 채용될 수 있는 것으로, 그 구체적인 예들의 구성과 도시가 생략된다.

한편, 전개용 탄성수단(11)의 원활한 작동과 그라우팅재의 침투를 방지하기 위하여 내관(10)의 내부에는 윤활유로 채우는 것이 바람직하다.

또한 전단보강부재 결속금구(7)와 인장보강부재(1a,1b,1c)와의 고정을 위하여 라이너스크류(14)와 너트(15) 등이 설치될 수도 있다. 또한 인장보강부재(1a,1b,1c)와 라이너스크류(14)가 결합되기 위하여 에폭시접착이나 강화시멘트몰탈을 사이공간에 채우거나 용접작업을 실시하여 강결시킨다.
우산살형 전단보강부재는 인장작업시 주입재와 분리되어 공벽 주변지반에 관입될 수 있도록, 즉 콘부재(8)에 의해 전개되는 전단보강부재(6)가 보강공(80)에 충전되는 그라우팅 주입재와 분리되어 보강공(80)의 공벽 주변 지반에 용이하게 관입될 수 있도록, 전단보강부재(6)를 그라우팅 주입재로부터 분리된 상태로 보호하는 보호수단;을 더 포함한다.
여기서, 전술한 보호수단은 예컨대, 전단보강부재(6)의 표면에 끼워지는 폴리에칠렌관(25) 및; 이 폴리에칠렌관(25)에 투입되어 폴리에칠렌관(25)의 내주면 및 전단보강부재(6)의 외주면 사이에 충전되는 윤활유;를 포함하여 구성할 수 있다. 폴리에칠렌관(25)은 전단보강부재(6)의 표면을 그라우팅 주입재로부터 분리하여 보호하고, 전단보강부재(6)와 폴리에칠렌관(25) 사이의 윤활유는 폴리에칠렌관(25)으로 그라우팅 주입재가 침투하는 것을 방지한다. 따라서, 전단보강부재(6)는 전술한 바와 같은 보호수단에 의해 공벽주변지반에 잘 관입된다.

위에서는 전개용 탄성수단(11)에 의해 강제로 전개되는 예가 도시되고 설명되지만, 단순히 전단보강부재 전개용 콘부재(8)에 의해서만, 전개되는 것도 가능하며, 이러한 구성도 본 발명에 포함된다.

도 4a는 본 발명의 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)가 앵커체에 적용된 것으로, 도 4b 및 도 4c에서와 같이 인장보강부재 즉 인장재로 강봉(1c)이나 강연 선(1b)을 사용하는 지반붕괴방지보강조립체(1)에 대한 운반 및 설치시의 접혀 있는 상태에 대한 종단면도이다. 도 4b 및 도 4c에서 '24'는 쉬스(sheath)이다.

도 5는 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)가 보강공(80)내에서 전개되어 보강공(80)의 공벽에 밀착된 것을 보여 주는 도면이며, 다른 구성의 작용은 도 3에서와 유사하다. 단지, 앵커체에 적용된 것으로, 인장재로 일반적으로 사용되고 있는 강연선이나 강봉을 사용시 선단 정착구(21) 및 하단 정착구(22)가 상세히 도시된다.

도 6a 와 도 6b는 각각 인장재로 강연선과 강봉을 사용하였을 때 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)의 상세한 전체조립도이며, 전단보강부재 결속금구(7)에 전단보강부재 전개용콘(8)과 전개용 탄성수단(11)과 콘과 연결된 외관(9) 및 탄성수단 보호용 내관(10)에 대한 상세한 도면이다. 내관과 탄성수단 사이의 공간에는 윤활유 등을 채워서 부식방지와 그라우팅시 주입재의 침투를 방지하는 것이 바람직하다. 또, 도 6a 및 도 6b는 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)의 상세도로서 도 3a에서와 유사하므로, 그 구체적인 설명은 생략된다. 다만, 전단보강부재 결속금구(7)는 도 6a 및 도 6b에서는 앵커체의 하단 정착구(22)에 설치될 수 있다. '21'은 선단 정착부이다.

도 7a 및 도 7b는 우산형 전단보강네일-앵커공법에서 정착구간과 예상파괴면의 거리가 먼 경우에 인장재(1) 외부에 별도의 보조전단보강조립체(50)를 설치하는 경우의 실시 예에 대한 설명도면이다. 또한 별도의 보조전단보강조립체(50) 설치 시 인장재와의 간섭을 피하기 위하여 간격부재(52)를 사용한다. 즉, 그 보조전단보강조립체(50)는, 인장보강부재(1a,1b,1c)의 주위에 설치되는 다수의 전단보강부재(51)와, 그 다수의 전단보강부재(51)가 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)와의 간섭을 피하도록 인장보강부재(1a,1b,1c)의 외주와 상기 다수의 전단보강부재(51)의 내부에 설치되는 간격부재(52)와, 그 간격부재(52)에 대해 다수의 전단보강부재(51)를 결속시키기 위한 결속수단(53)을 포함하여 구성된다.
전술한 보조전단보강조립체(50)는 도시된 바와 같이 인장보강부재(1a, 1b, 1c)에 설치된다. 이러한 보조전단보강조립체(50)는 인장보강부재(1a, 1b, 1c)에 설치된 상태로 보강공(80)에 걸리거나 마찰되면서 전단력을 보강하는 전단보강부재(6)와 함께 전단력을 보강한다.

도 8a 내지 8c는 본 발명에 따른 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30) 및 보조전단보강조립체(50)의 다양한 실시예를 보여주는 상세도면이다.

도 8a는 예상파괴면이 다수인 진행성 파괴면에서 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)가 지반붕괴방지보강조립체(1)에 다수로 설치하는 예를 설명하는 활용도면이며, 도 8b는, 역시 예상파괴면이 다수인 진행성 파괴에서 하나의 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)를 정착구간내에 설치하고 자유구간의 예상파괴면에 대해서는 다수의 별도의 보조전단보강조립체(50)를 설치하는 실시예에 대한 활용도면이다. 도 8c는, 복합형 진행성 파괴에 대하여 다수의 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)와 다수의 별도의 보조전단보강조립체(50)를 설치하는 하중분산형 시공방법에 대한 실시 예를 설명한 도면이다.

도 9는, 터널 등 지중구조물(60)에서 막장전방의 암질이 불량하여 붕괴가 예상되는 구간에서 실시하는 선진보강공법에서 우산형 내하체(30)와 별도의 보조전단보강조립체(50)을 갖는 지반붕괴방지보강조립체(1)의 시공방법과 상기 지반붕괴방지보강조립체에 막장에서 인장력을 도입할 때 터널 상반 주변지반에서 형성되는 우산형상의 가압 압축대(61)에 대한 설명도면이다. 이때, 터널 상반굴착시 가압된 우산형상의 가압 압축대(61)의 형성으로 주변지반에 강도증진과 전단강도 특성이 증가되어 터널의 자립성을 현저하게 증대시킬 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 터널 등의 지중구조물의 막장 굴착후 그 후방에서 실시되는 록볼트 등의 보강공사에서 본 발명에 따른 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)를 갖는 지반붕괴방지보강조립체(1)의 시공방법과 상기 지반붕괴방지보강조립체(1)에다 터널의 굴착된 외주면에서 인장력을 도입할 때, 터널 주변의 이완된 지반에서 발현되는 가압된 압축대(61)의 형상을 설명한 도면과 상세한 시공도면이다. 도시된 바와 같이, 꺾어진 아치모양으로 형성된 가압된 압축대(61)가 그 상부의 이완영역(62)의 붕락을 방지하는 역할을 하게 되어 암질이 불량한 구간에서 터널의 안정성이 더욱 증대되게 되고 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 7a, 도 8a 내지 도 8c, 도 9 및 도 10a이외에 이에 유사한 복합형 진행성 사면파괴나 터널의 복합형 예상붕락 구간에 대해서는 위에서 도시한 방법 이외에도 여러 가지 적절한 배치로 현장의 파괴나 붕괴 양상에 다양하게 대응할 수 있도록 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30)나 인장재 외부에 별도로 설치되는 보조전단보강조립체(50)를 다양하게 배치할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 우산형 내하체겸 전단보강조립체(30), 우산살형 전단보강부재(6), 전단보강부재 전개용 콘(8), 전개용 탄성수단(11), 전단보강부재 결속금구(7), 흡수팽창형 폴리머내장형 패커조립체(40), 설치용 안전핀과 같은 걸림수단(16), 안전핀 개방키와 같은 해제수단(17), 별도의 보조전단보강조립체(50) 등으로 다양하게 구성된 본 발명에 의한 우산형 전단보강 록볼트/네일/앵커공법은 기존의 공법에서는 사용되었던 그라우팅 주입재에 의한 마찰저항력이나 내하체의 지압력중 그 어느 하나를 이용하는 공법에 비하여, 우산형내하체구조와 우산살형 전단보강부재(6)가 인장력 도입시 공벽 주변 기반지층으로 관입되어 우산형 내하체의 지압형 기능도 동시에 갖는 등 그라우팅 주입재에 의한 마찰형과 우산형 내하체에 의한 지압형의 기능이 복합적으로 작용하여 정착구간에서 정착장을 감소시킬 수 있고 동시에 예상파괴면에 대한 전단보강조립체로서도 작용을 하는 등 다기능적인 역할과 작용을 하게 되어 안정성을 증대시키면서 시공개소 수를 감소시킬 수 있는 경제성이 있는 공법이 실현되게 된다.

상기와 같이 본 발명에 의한 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체 및 이에 의한 시공방법은, 종래의 절개지 사면보강공사, 흙막이용수직벽보강공사나 터널 등 지중구조물의 선진보강용 또는 굴착후 보강용으로 활용할 수 있다.

우선 사면보강과 굴착된 수직벽보강에서 예상되는 파괴면에 우산형내하체겸 전단보강조립체 또는 별도로 인장재 외부에 설치되는 보조전단보강부재를 활동면의 파괴양상이나 형태에 적절히 대응 배치함으로써 보강 후에도 야기될 수 있는 불안정화에 대비할 수 있고, 다수의 파괴면을 갖는 복합형진행성파괴에 적절히 대처할 수 있는 보강방법이 될 수 있다. 기존에 적용되는 인장재에 작용되는 마찰저항력 위주의 안정계산에다 전단보강부재에 의한 전단특성을 증가시키고 우산형내하체의 지압특성 등이 복합적으로 작용됨으로써 사면안정과 흙막이벽 안정성을 증대시키며, 보강수량를 감소시킴으로써 경제적인 시공이 될 수 있게 한다.

또한 시공시 흡수팽창형폴리머가 내장된 흡수팽창형폴리머내장형 패커조립체를 사용함으로써 설치가 간편하고 압력주입에 의한 주변 지반의 강도증진, 전단강도특성증가 등의 지반개량효과로 활동에 대한 저항력을 증대시킬 수 있다.

터널 등 지중구조물의 막장전면에 대한 선진보강공법에서 본 발명에 의한 우산형 내하체겸 전단보강조립체를 갖는 지반붕괴방지보강조립체를 적용함으로써 기존에 사용되는 포어폴링공법(Forepoling工法), 파이프루프공법(pipe roof 工法), 강관다단그라우팅공법, 우레탄선진주입공법, 분사형선진기둥보강공법(JSP, RJP 工法)이 주입재에 의한 지반개량효과와 보강재의 전단강도특성을 이용한 단순한 선진보강방법인데 비하여 본 발명에 따른 공법은, 터널굴착선 외부의 주변지반에 인장력에 의한 가압 압축대(prestressed compressive zone)을 형성시키므로써 주변지반의 강도증진과 전단강도특성을 증가시켜서 터널의 안정성을 제고한다. 또한, 막장관찰조사(Face Mapping), 선진시추조사 또는 전방탄성파탐사(TSP探査)등을 통하여 사전에 파악된 붕락가능지반의 예상파괴면에 본 발명에 의한 지반붕괴방지보강조립체의 우산살형 전단보강조립체를 하나 또는 복수로 시공하거나, 인장재 외부에 설치되는 하나 또는 다수의 별도의 보조전단보강조립체를 설치함으로써 터널의 안정성을 증대시키고, 본 발명에의한 우산형 내하체겸 전단보강조립체에 의한 압축대 형성으로 터널의 자립성을 현저히 증가시켜, 선진보강공사의 시공수량을 감소시킬 수 있어 경제적인 시공이 될 수 있다고 판단된다.

또한 터널공사에서 굴착 후 막장 후방에서 실시되는 록볼트공법에서 본 발명에 의한 우산형 내하체겸 전단보강조립체를 공저부에 설치하므로써, 기존의 공법에서는 록볼트에 가해지는 축력만을 이용하는 데 비해, 외부에서 가해지는 인장력이 도입됨으로써 록볼트에 의해서 터널 주변 지반에 형성되는 가압 압축대(prestressed compressive zone)의 형성을 증진시키고 아치효과를 증대시키게 된다. 또한 시공시, 공 선단부에 흡수팽창성 폴리머가 내장된 흡수팽창성 폴리머 내장형 패커조립체를 사용하므로써 설치가 간편하고, 압력주입이 가능케 하며 주변 지반 개량효과를 증진시킨다. 위와 같이 인장력 도입에 의한 압축대 형성 증진효과와 압력주입에 의한 주변 지반 개량 효과 등이 복합적으로 작용하여 터널의 안정성을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 따라서 시공 개소 수를 감소시킬 수 있는 등, 경제적이고도 안전한 시공이 될 수 있게 된다.

본 발명은 절개지 사면이나 흙막이 보강공사와 지중구조물의 보강공사와 선진보강공법에서 그 활용도가 크며 보강효과 역시 우산형 내하체겸 전단보강부재, 흡수팽창성폴리머내장형 패커조립체 등이 설치되거나 이에 더하여 별도의 보조전단보강조립체가 인장재 외부에 하나 또는 다수로 설치되어 공 내부 그라우팅작업의 주입재에 의한 마찰저항력과 우산형내하체 전개시의 지압효과, 우산살형 전단보강부재에 의한 전단보강효과와 별도로 설치되는 보조전단보강조립체의 복합형 진행성파괴에 대한 전단보강효과 등이 복합적으로 작용하여 본 발명의 적용시 그 효과가 크다고 판단된다.

또, 본 발명의 활용은 건축물 기초의 부력방지용, 구조물 기초의 액상화 방지용, 버팀옹벽의 보강용, 구조물 기초보강용, 마이크로 파일의 대체용, 현수교와 같은 교량용 등으로 다양하게 응용하여 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 비단 도면화된 예나 실시예에만 국한된 것이 아니고 본 발명의 구조, 시공방법과 우산형 내하체겸 전단보강조립체 및/또는 보조전단보강조립체나 패커조립체를 구비한 지반붕괴방지보강조립체의 범위를 크게 벗어나지 않는 경미한 변경이나 보완 또한 본 발명에 속한다고 볼 수 있을 것이다.

Claims

절토면, 흙막이공법의 사면이나 수직 굴착면, 터널과 같은 암지반의 붕괴를 방지하기 위해 보강공(80)을 천공하고 철근이나 강연선 또는 강봉과 같은 인장보강부재(1a,1b,1c)를 삽입하고 그라우팅하여 보강하기 위한 지반붕괴방지보강조립체(1)용 전단보강조립체에 있어서:

외부(전방)로 인장보강부재(1a,1b,1c)의 인출(인장작업)시 보강공(80)의 벽에 걸리거나 마찰저항이 작용하도록, 보강공(80)의 전방 외향으로 향하여 전개되어 보강공(80)의 벽에 밀착되고, 철심형태로 가늘게 형성되어 우산살 형태를 이루는 다수의 전단보강부재(6);

상기 다수의 전단보강부재(6)의 후단을 결속시키도록 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)에 대해 고정되는 전단보강부재 결속금구(7); 그리고,

상기 다수의 전단보강부재(6)가 접촉된 상태로 보강공(80)의 전방 외향으로 향하도록 경사면을 지니며, 상기 전단보강부재 결속금구(7)의 전방에서 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)의 주위에 설치되는 전단보강부재 전개용 콘부재(8);를 포함하고,

상기 콘부재(8)에 의해 전개되는 상기 전단보강부재(6)가 상기 보강공(80)에 충전되는 그라우팅 주입재와 분리되어 보강공(80)의 공벽 주변 지반에 용이하게 관입될 수 있도록, 전단보강부재(6)를 그라우팅 주입재로부터 분리된 상태로 보호하는 보호수단;을 더 포함하며,

상기 보호수단은,

상기 전단보강부재(6)의 표면에 끼워지는 폴리에칠렌관(25); 및

상기 폴리에칠렌관(25)에 투입되어 폴리에칠렌관(25)의 내주면 및 상기 전단보강부재(6)의 외주면 사이에 충전되는 윤활유;를 포함하는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 전단보강부재(6)는,

상기 보강공(80)의 벽에 걸려 관입되거나 보강공(80)의 벽에 밀착하여 마찰저항의 작용을 증대시킬 수 있도록, 보강공(80)의 벽에 밀착되는 선단(6a)에 그리퍼와 같은 기계적 마찰저항부(6b)가 마련된 것을 특징으로 하는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 보강공(80)에 삽입시키기 용이하도록 상기 다수의 전단보강부재(6)의 선단을 내향으로 결속시키고 삽입후 외향으로 전개되도록 해제시키기 위한 해제가능 결속수단(5)을 구비하고, 상기 전단보강부재(6)가 해제가능 결속수단(5)으로부터 해제된 때에 외향으로 전개되는 것을 보장하도록 상기 전단보강부재 전개용 콘부재(8)를 상기 전단보강부재 결속금구(7)측으로 이동시키기 위한 전개용 탄성수단(11)이 설치되고, 그 전개용 탄성수단(11)이 상기 지반붕괴방지보강조립체(1)를 보강공(80)에 설치한 후에 작용하도록 상기 전단보강부재 전개용 콘부재(8)의 이동을 방지시키기 위한 걸림수단(16)을 구비하는 것을 특징으로 하는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 인장보강부재(1a, 1b, 1c)에 설치되고, 상기 보강공(80)에 걸리거나 마찰되면서 전단력을 보강하는 상기 전단보강부재(6)와 함께 전단력을 보강하는 보조전단보강조립체(50);를 더 포함하며,

상기 보조전단보강조립체(50)는,

상기 인장보강부재(1a,1b,1c)의 주위에 설치되는 다수의 전단보강부재(51);

상기 전단보강부재(51)들이 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)와의 간섭을 피하도록 인장보강부재(1a,1b,1c)의 외주와 상기 다수의 전단보강부재(51)의 내부에 설치되는 간격부재(52); 및

상기 간격부재(52)에 대해 다수의 전단보강부재(51)를 결속시키기 위한 결속수단(53);을 포함하는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체.
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절토면, 흙막이공법의 사면이나 수직 굴착면, 터널과 같은 암지반의 붕괴를 방지하기 위해 보강공(80)을 천공하고 철근이나 강연선 또는 강봉과 같은 인장보강부재(1a,1b,1c)를 삽입하고 그라우팅하여 보강하기 위한 지반붕괴방지보강조립체용 전단보강조립체에 있어서, 외부(전방)로 인장보강부재(1a,1b,1c)의 인출(인장작업)시 보강공(80)의 벽에 걸리거나 마찰저항이 작용하도록, 보강공(80)의 전방 외향으로 향하여 전개되어 보강공(80)의 벽에 밀착되고, 철심형태로 가늘게 형성되어 우산살 형태를 이루는 다수의 전단보강부재(6); 기 다수의 전단보강부재(6)의 후단을 결속시키도록 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)에 대해 고정되는 전단보강부재 결속금구(7) 및; 상기 다수의 전단보강부재(6)가 접촉된 상태로 보강공(80)의 전방 외향으로 향하도록 경사면을 지니며, 상기 전단보강부재 결속금구(7)의 전방에서 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)의 주위에 설치되는 전단보강부재 전개용 콘부재(8);을 포함하고, 상기 보강공(80)에 삽입시키기 용이하도록 상기 다수의 전단보강부재(6)의 선단을 내향으로 결속시키고 삽입후 외향으로 전개되도록 해제시키기 위한 해제가능 결속수단(5); 상기 전단보강부재(6)가 해제가능 결속수단(5)으로부터 해제된 때에 외향으로 전개되는 것을 보장하도록 상기 전단보강부재 전개용 콘부재(8)를 상기 전단보강부재 결속금구(7)측으로 이동시키기 위한 전개용 탄성수단(11) 및; 그 전개용 탄성수단(11)이 상기 지반붕괴방지보강조립체(1)를 보강공(80)에 설치한 후에 작용하도록 상기 전단보강부재 전개용 콘부재(8)의 이동을 방지시키기 위한 걸림수단(16);을 포함하며, 상기 보강공(80) 내에 그라우팅시 압력주입이 가능하게 하도록 팽창된 때에 보강공(80)의 벽에 밀착되는 신축성 밀폐팽창대(41)와, 그 신축성 밀폐팽창대(41) 내부에 설치되어 호스를 통해 주입되는 시멘트밀크와 같은 주입재 내에 함유되있는 수분을 흡수하여 팽창함과 동시에 주입재가 혼합되어 강도를 유지시키는 역할을 하는 내장형 흡수팽창성 폴리머(42)와, 상기 신축성 밀폐팽창대(41)의 전후방을 상기 인장보강부재(1a,1b,1c)에 밀폐되도록 고정시키는 결속테이프와 같은 고정밀폐수단(43)으로 이루어진 패커조립체(40);를 더 포함하는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체를 이용한 시공방법에 있어서:

1) 보강공(80)을 천공기로 천공하는 단계;

2) 상기 지반붕괴방지보강조립체(1)를 보강공(80)에 삽입하는 단계;

3) 해제가능 결속수단(5)을 해제하여 전개용 탄성수단(11)에 의해 다수의 전단보강부재(6)를 전개시키고 보강공(80)의 벽에 밀착시키는 단계;

4) 보강공(80)에 주입재를 주입시켜 양생시키는 단계;

5) 우산형 내하체의 기능을 동시에 발휘시키도록 보강공(80)의 선단 인장작업에 의해 우산살형 전단보강부재(6)가 보강공(80)의 공벽 외부지반으로 삽입시키는 단계;를 포함하며,

상기 주입재를 보강공(80)에 주입시켜 양생시키는 단계에서 압력주입을 할 수 있도록, 상기 패커조립체(40)를 보강공(80)의 공벽에 밀착시키기 위해 그 주입양생단계 이전에, 패커조립체(40)의 상기 신축성 밀폐팽창대(41) 내부로 시멘트 밀크 등 주입재를 먼저 주입시켜 내장형 상기 흡수팽창성 폴리머(42)를 팽창시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반붕괴방지보강조립체용 내하체겸 전단보강조립체를 이용한 시공방법.
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