KR100941669B1 - 지중 앵커파일 압력 재주입 장치 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

지중 앵커파일 압력 재주입 장치 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지중 앵커파일의 압력 재주입 시공장치 및 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토목, 건축분야의 지반보강에 이용되는 지중 앵커파일(앵커, 네일, 마이크로 파일)의 중력식과 가압식 주입을 혼합한 압력 재주입식 시공장치 및 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력 재주입 시공방법은, (a) 지반에 천공된 홀에 다수개의 재주입홀이 형성된 주입관과 함께 앵커, 네일 또는 마이크로 파일을 삽입하고, 상기 주입관의 단열 또는 양열을 통해 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입하는 중력식 그라우팅(Grouting) 공정과; (b) 상기 주입관의 단열, 양열 또는 분출구 중 어느 하나 이상을 폐쇄하는 공정과; (c) 상기 주입관의 단열 또는 양열에 형성된 상기 재주입홀을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는 2차 가압식 그라우팅 공정;을 포함하여 이루어진다.
Figure R1020090010179
지중 앵커파일, 가압주입관, 폐쇄장치, 폐쇄부재, 역류방지장치

Description

지중 앵커파일 압력 재주입 장치 및 이를 이용한 시공방법{Re-injection device and construction method by pressure for underground anchor-pile}
본 발명은 지중 앵커파일의 압력 재주입 시공장치 및 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토목, 건축분야의 지반보강에 이용되는 지중 앵커파일(앵커, 네일, 마이크로 파일)의 중력식과 가압식 주입을 혼합한 압력 재주입식 시공장치 및 시공방법에 관한 것이다.
토목 및 건축분야의 지반 보강에 이용되는 지중 앵커파일은 앵커(anchor), 네일(nail) 및 마이크로 파일(micro pile)을 포함한다.
앵커를 설치하는 공법은 토목이나 건축 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 이용되는데, 이는 고강도의 강재에 높은 인장력을 도입하여 구속력 또는 선행하중을 가하기 위한 효과적인 공법으로서, 가설 토류벽의 지보공(支保工), 영구앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강, 지하 구조물의 부력 앵커, 사면 보강 등에 주로 이용되고 있다.
네일 시공은 절개지나 사면에 예상 활동선을 교차하도록 형성하여 지반이 붕괴되지 않도록 견고하게 지지하고, 보강지반의 전단저항력 증대를 통한 지반활동의 안정성을 증대하여 지반의 보강효과를 극대화하는데 이용된다.
마이크로 파일 시공은 지중에 형성된 마이크로 파일체와 주면지반마찰력에 의하여 구조물에 발생하는 인발력 또는 압축력 또는 동시에 겸하여 대항할 수 있는 소구경의 파일(일반적으로 직경이 300mm 이하)을 지칭하는 것으로서, 이를 이용할 경우에는 소형장비를 사용하여 소구경의 파일체를 형성함에 비해 큰 하중을 지지할 수 있는 장점을 가지므로, 공간적 제약이나 현장 여건으로 인하여 대형장비의 진입이 곤란한 조건에 주로 적용된다.
이러한 지중앵커파일 시공은 용도에 따라 구분되지만 기본적으로 보강재와 지반의 마찰력 증대를 통한 저항력을 증대하여 지반과 구조물의 보강을 그 목적으로 하는 데 있어 동일하다.
기본적으로 지반을 천공하고 그 심부에 심재인 강봉 또는 강선등을 삽입하며, 천공홀 내에 삽입된 심재와 천공홀 사이의 공간은 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입 또는 충진하여 양생함으로써 지중앵커파일체를 형성한다.
이러한 지중앵커파일체를 형성하는 공정에서 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입 또는 충진하는 방식으로서는 중력식 주입공법과 가압식 주입공법이 주로 이용된다.
여기서, 중력식 주입공법은 중력에 의해 그라우트를 실시하기 때문에, 천공시 발생한 지반이완영역에 대한 복원이 명확하지 않아 지반보강체에 구조적으로 결 함이 유발될 우려가 있고, 충진물질의 지반침투 및 수축현상을 보완하기 위하여 수회 반복하여 그라우팅 공정을 실시하여야 하므로 지반 보강공사가 번거롭고 공정이 길어져서 시공성이 저하된다.
중력식 주입공법의 단점을 보강하기 위해 최근에는 가압식 주입공법을 개발하여 사용하는 그라우팅 공정을 실시하는 경우가 있는데, 가압식 주입공법은 지반에 천공된 홀을 중력식 주입공법에 의해서 그라우트를 1차 주입 충진한 후 천공홀의 입구부 또는 소정의 위치에 패커장치를 설치하여 부풀려 입구를 폐쇄시킨후 가압에 의해 2차 그라우팅을 실시하는 공정으로 이루어지고 있다.
이러한 시공법은 천공시 발생한 지반이완영역을 일정부분 복원시켜주는 효과가 있다. 그러나 가압 주입된 충진물의 양생이 이루어지기전에 지반침투 및 흡수, 수축등으로 인한 압력 소산현상으로 상당부분 그 기능을 상실하는 문제와 상기현상이 심한 지층의 경우에는 패커 하부에 공동까지 발생할 수 있으나 이에 대한 확인이 곤란하고 또한 공동부 충진을 위한 재주입을 할 수가 없어 부실시공이 이루어지는 문제가 있다.
또한 가압식 주입공법에는 우레탄 패커 또는 이중관 패커를 이용하게 되는 데 우레탄 패커는 재회수가 불가능하여 지반오염을 야기할 수 있는 문제가 있으며 이중관 패커는 그 구조가 복잡하고 시공방법이 복잡하여 시공성이 떨어지는 문제가 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 지반천공시 발생한 이완지반의 안정적 복원 및 그라우트와 주면지반과의 압력밀착으로 지중 앵커파일의 주면마찰저항력을 증대하여 지반의 보강 및 지지 효과를 극대화할 수 있도록 한다.
또한, 지중 앵커파일 시공방법에 있어서 일체화를 위한 그라우트의 주입압력효과를 지속적으로 유지하고, 주입재의 지반 침투 및 유입, 수축등에 의한 문제를 해결하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 지중 앵커파일 압력재주입 시공장치는, 제1열 주입관, 제2열 주입관 및 배출관으로 구성되며, 상기 제1열 주입관 또는 제2열 주입관 중 어느 하나 이상의 주입관에는 재주입공이 다수개 형성되고, 상기 배출구에는 1차 주입공이 형성되며, 상기 제1열 주입관, 제2열 주입관 또는 배출구 중 어느 하나 이상의 관을 폐쇄하는 폐쇄장치가 마련되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.
여기서, 상기 폐쇄장치는 중앙에 홀이 형성된 폐쇄체와 상기 폐쇄체의 홀을 개폐시키는 폐쇄부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 폐쇄장치는 단면이 다각형 내지 원형인 원통형이며, 가압에 의해 주입구를 폐쇄시키는 폐쇄통체인 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄장치는 제1 및 제2 폐쇄체 및 폐쇄부재로 이루어지며, 상기 폐쇄부재는 상기 제1 및 제2 폐쇄체 사이에 놓이며, 상기 제1 및 제2 폐쇄체는 역류방지구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력재주입 시공방법은, (a) 기초 지반을 천공한 홀에 다수개의 재주입홀이 형성된 양열 주입관과 함께 앵커, 네일 또는 마이크로 파일을 삽입하고, 상기 양열 주입관의 단열 또는 양열을 통해 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입하는 중력식 그라우팅(Grouting) 공정과; (b) 상기 양열 주입관의 단열, 양열 또는 분출구 중 어느 하나 이상을 폐쇄하는 공정과; (c) 상기 양열 주입관의 단열 또는 양열에 형성된 상기 재주입홀을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는 2차 가압식 그라우팅 공정;을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 (b)공정에서 폐쇄장치는, 볼타입의 폐쇄부재를 이용하여 중력 또는 가압에 의한 주입구를 폐쇄하거나 단면이 다각형 내지 원형인 원통형의 폐쇄통체를 이용하여 가압에 의한 주입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력재주입 시공방법은, (a) 기초 지반에 천공된 홀에 일열에 다수개의 재주입홀 및 역류방지장치가 형성된 양열 주입관과 함께 앵커, 네일 또는 마이크로 파일을 삽입하고, 상기 2열 주입관의 단열을 통해 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입하는 중력식 그라우팅(Grouting) 공정과; (b) 상기 양열 주입관의 어느 하나의 열에 형성된 상기 역류방지장치에 의해 상기 일열의 주입구를 폐쇄하는 공정과; (c) 상기 양열 주입관의 어느 하나의 열에 형성된 상기 재주입홀을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는 2차 가압식 그라우팅 공정;을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 역류방지장치는 상하부에 홀이 형성된 원통형이며, 상하부 사이에 폐쇄부재가 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 지반천공시 발생한 이완지반의 안정적 복원 및 그라우트와 주면지반과의 압력밀착으로 지중 앵커파일의 주면마찰저항력을 증대하여 지반의 보강 및 지지효과를 극대화할 수 있으며, 지중 앵커파일 시공방법에 있어서 일체화를 위한 그라우트의 주입압력효과를 지속적으로 유지하고, 주입재의 지반 침투 및 유입, 수축등에 의한 문제를 해결하는 것이 가능하게 되며, 시공방법 및 시공장치가 간단하여 시공 및 공정이 용이한 효과를 가져온다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력 재주입 시공장치 및 이를 이용한 시공방법 및 작용효과를 살펴본다.
본 발명에 사용된 지중 앵커파일은 기초 지반을 보강하기 위해 사용되는 앵커, 네일 및 마이크로 파일을 포함하여 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력 재주입 시공장치를 이용하여 마이크로 파일의 시공 완료된 상태도를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기초지반에 형성된 천공홀에 마이크로 파일체(115)를 삽입하고 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입 충진하여 양생시킨 상태를 나타낸다.
비자립 연약지반에는 강관(113)이 설치되며, 마이크로 파일체(115)의 길이를 연장 형성시키는 연결재(117)가 사용되며, 마이크로 파일체(115)가 천공홀의 중앙에 위치되도록 조절하는 중심체(118)가 다수 개소에 설치된다. 또한 그라우트 충진 완료후 구조물과의 결합을 위한 지압판(111)와 고정너트(112)가 체결된다.
마이크로 파일체(115)를 삽입후 그라우트 주입을 위해 사용되는 주입관은 마이크로 파일체(115) 측면에 위치되며, 제1열 주입관(114)과 제2열 주입관(116)의 양열 주입관 및 배출관(119)으로 구성되며 하단부(확대도)를 참조하면 배출관(119)에는 그라우트 제1 주입공(120)이 형성된다. 도 1에는 나타나 있지 않았지만 제1열 주입관(114)과 제2열 주입관(116)에는 가압 재주입을 위한 재주입공이 다수개 형성되며 제1열 주입관(114)과 제2열 주입관(116) 및 배출관(119) 중 어느 하나 이상에는 내부에 가압주입을 위한 폐쇄장치가 마련된다.
이러한 구조를 갖는 압력 재가압 시공장치의 구조 즉, 주입관의 구조를 통한 여러가지 실시예 형태를 도 2를 통해 살펴본다.
도 2는 본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력 재주입 시공장치의 실시형태를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 지중 앵커파일 압력 재주입 시공장치의 실시형태를 5가지로 나누어 예시하며, 이 예시 외에도 여러가지 방법을 응용할 수 있음은 물론이다.
도 2의 (A)는 단열 가압주입관, (B)는 양열 가압주입관, (C)는 양열 순차 가압주입관, (D)는 가압재주입관 및 (E)는 역류방지장치 가압주입관으로 본 발명에서는 명하기로 한다.
단열 가압주입관(A)은 제2열 주입관(212) 및 배출관(218)에 가압재주입을 위한 폐쇄장치(214, 215)가 마련되며, 폐쇄장치(214, 215)는 각각 폐쇄체(214a, 215a)와 폐쇄부재(214b, 215b)로 이루어진다. 제1열 또는 제2열 주입관(211, 212)에는 가압재주입를 위한 재주입공(213)이 다수개 형성되어 있으며 재주입공(213) 주위에는 탄성밴드(217)로 밴딩 처리된다. 단열 가압주입관(A)는 제2열 주입관(212)만을 통해 가압재주입이 이루어진다.
양열 가압주입관(B)은 배출관(218)에 가압재주입을 위한 폐쇄장치(224)가 마련되며, 폐쇄장치(224)는 폐쇄체(224a)와 폐쇄부재(224b)로 이루어진다. 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)에는 가압재주입를 위한 재주입공(213)이 다수개 형성되어 있으며 재주입공(213) 주위에는 탄성밴드(217)로 밴딩 처리된다. 양열 가압주입관(B)은 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)을 통해 가압재주입이 이루어진다.
양열 순차 가압주입관(C)은 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)에 가압재주입을 위한 폐쇄장치(234, 235)가 마련되며, 폐쇄장치(234, 235)는 각각 폐쇄체(234a, 235a)와 폐쇄부재(234b, 235b)로 이루어진다. 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)에는 가압재주입를 위한 재주입공(213)이 다수개 형성되어 있으며 재주입공(213) 주위에는 탄성밴드(217)로 밴딩 처리된다. 양열 순차 가압주입관(C)은 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)을 통해 순차적으로 가압재주입이 이루어진다.
가압재주입관(D)은 배출관(218)에 가압재주입을 위한 폐쇄장치(244)가 마련되며, 폐쇄장치(244)는 단면이 다각형 또는 원형인 원통형의 폐쇄통체이다. 제2열 주입관(212)에는 가압재주입를 위한 재주입공(213)이 다수개 형성되어 있으며 재주입공(213) 주위에는 탄성밴드(217)로 밴딩 처리된다. 가압재주입관(D)은 제2열 주입관(212)만을 통해 가압재주입이 이루어진다.
역류방지장치 가압주입관(E)은 제2열 주입관(212)에 가압재주입을 위한 폐쇄장치(254)가 마련되며, 폐쇄장치(254)는 역류방지장치로서 제1 폐쇄체(254a), 폐쇄부재(254b) 및 제2 폐쇄체(254c)로 이루어진다. 제2열 주입관(212)에는 가압재주입를 위한 재주입공(213)이 다수개 형성되어 있으며 재주입공(213) 주위에는 탄성밴드(217)로 밴딩 처리된다. 역류방지장치 가압주입관(E)은 제2열 주입관(212)만을 통해 가압재주입이 이루어진다.
또한, 도 2에 도시된 (A) 내지 (E)의 실시예들에 있어서 폐쇄부재(214b 내지 254b)는 중력식 그라우트 주입과정에서 부력 등에 의한 역류 때문에 배출관(218)을 완전히 폐쇄시키지 못하는 문제 등이 발생할 수 있는 경우를 대비하여 배출관(218)의 일정 위치에 역류방지를 위한 역류방지장치(미도시)가 구성될 수 있다.
주입관은 플라스틱재일 수 있으며, 주입관의 연결부는 금속재의 커넥터를 이용할 수 있으며, 금속재의 연결부 내부에 폐쇄체가 형성된다.
폐쇄체는 도우넛 형상의 금속체일수 있으며, 폐쇄부재는 구 또는 원통형상으로써 폐쇄체의 내부홀을 개폐할 수 있고 주입관 내부로 삽입될 수 있는 직경을 갖는다. 폐쇄부재는 상하 압력발생에 따라 폐쇄체의 내부홀을 폐쇄할 수 있는 유동성을 갖는다. (A)내지(C)의 경우는 폐쇄체(214a, 224a, 234a)가 폐쇄부재(214b, 224b, 234b)의 하단부에 놓여져 상방향에서 하방향으로 압력이 가해지는 경우 가압에 의해 폐쇄체(214a, 224a, 234a)를 폐쇄하는 구조이며, (D)의 경우는 폐쇄부재(244)가 주입관의 내경에 끼워맞춤될 수 있는 외경을 갖는 원통형상에 선단이 삽입이 원활하게 이루어지도록 뾰족한 형상을 가져 상방향에서 하방향으로 압력이 가해지는 경우 가압에 의해 배출관(218)을 폐쇄하는 구조이고, (E)의 경우는 폐쇄체를 폐쇄부재(254b)를 사이에 두고 상방향에서 하방향으로 압력이 가해지는 경우 하단의 폐쇄체(254a)에 의해 폐쇄되고 하방향에서 상방향으로 압력이 가해지는 경우 상단의 폐쇄체(254c)에 의해 폐쇄되는 구조를 갖는다.
이러한 여러가지의 실시형태를 갖는 압력재주입 시공장치를 이용하여 지중앵커파일의 압력재주입 시공공정을 도 3 내지 도 7를 통해 설명하기로 한다.
[단열 가압주입관을 이용한 지중 앵커파일의 압력재주입 시공방법]
도 3은 도 2의 (A)에 도시된 단열 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
(A) 공정: 먼저, 기초 지반에 지중 앵커파일 삽입을 위한 홀을 천공한 후 앵커파일체와 함께 주입관을 삽입하고 제1열 주입관(211)을 통해 기초 지반까지 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 충진하는 그라우팅(Grouting) 공정을 수행하여 제1 주입공(216)을 통해 충진되며, 이때 그라우트 주입은 중력식 공법에 의해 이루어진다.
(B) 공정: (A) 공정후 제1 폐쇄부재(215b)를 제1 폐쇄체(215a)에 제1열 주입관(211)을 통해 삽입시키고 제1열 주입관(211)을 통하여 제2열 주입관(212)으로 수압 또는 기압을 불어넣어 관내부의 그라우트액을 세척한다.
(C) 공정: (B) 공정후 일정시간 경과후 가압식 주입방법으로 제2열 주입관(212)을 통해 그라우트를 주입시켜 제1열 주입관(211)으로 유출되도록 관내부를 충진시킨후, 제2 폐쇄부재(214b)를 제1 폐쇄체(214a)에 제1열 주입관(211)을 통해 삽입시켜 제2열 주입관(212)을 통해 주입되는 시멘트 밀크 또는 몰탈은 제1 폐쇄장치(214)에 의해 가압되어 제2열 주입관(212)에 형성된 재주입공(213)을 통해 기초지반으로 확장 재가압 충진된다.
(D) 공정: 필요에 따라서는 (C) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 제2열 주입관(212)으로 수압 또는 기압을 불어넣으면, 제1 폐쇄장치(214)의 제1 폐쇄부재(214b)는 상방향으로 압력을 받아 관내부의 그라우트가 배출되면서 제1열 및 제2열 주입관(211, 212) 내부가 세척하는 공정을 통하여, (C) 공정과 (D) 공정을 반복하여 수행할 수 있다.
폐쇄장치(214, 215)는 폐쇄체(214a, 215a)에 폐쇄부재(214b, 215b)를 주입관을 통해 삽입시키며, 삽입후 제1열 주입관(211)을 통해 제2열 주입관(212)으로 공기를 완전배출시킨 후 주입관을 폐쇄하고 재가압을 실시한다. 공기배출시에는 제2 폐쇄장치(215)에 의해 배출관(218)을 통해서 공기가 지반으로 배출되지 않으며 제1 폐쇄장치(214)에 의해 재가압 주입이 가능하게 된다.
이러한 압력재주입 시공방법에 의해 지반천공시 발생한 이완지반의 안정적 복원 및 그라우팅과 주면지반과의 압력 밀착으로 지중앵커파일의 주면마찰저항력을 증대하여 지반의 보강 및 지지효과를 극대화할 수 있게 된다.
[양열 가압주입관을 이용한 지중 앵커파일의 압력재주입 시공방법]
도 4는 도 2의 (B)에 도시된 양열 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
(A) 공정: 먼저, 기초 지반에 지중 앵커파일 삽입을 위한 홀을 천공한 후 앵커파일체와 함께 주입관을 삽입하고 제1열 주입관(211)을 통해 기초 지반까지 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 충진하는 그라우팅(Grouting) 공정을 수행하여 제1 주입공(216)을 통해 충진되며, 이때 그라우트 주입은 중력식 공법에 의해 이루어진다.
(B) 공정: (A) 공정후 제1 폐쇄부재(224b)를 제1 폐쇄체(224a)에 제1열 주입관(211)을 통해 삽입시키고 제1열 주입관(211)을 통하여 제2열 주입관(212)으로 수압 또는 기압을 불어 넣어 관내부의 그라우트액을 세척한다.
(C) 공정: (B) 공정후 일정시간 경과후 가압식 주입방법으로 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)의 양열을 통해 그라우팅 충진을 시킨다. 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)을 통해 주입되는 시멘트 밀크 또는 몰탈은 폐쇄장치(224)에 의해 배 출관(218)으로는 통과되지 않고 양열의 가압주입에 의해 가압되어 제1열 및 제2열 주입관(211, 212)에 형성된 재주입공(213)들을 통해 기초지반으로 확장 재가압 충진된다.
필요에 따라서는 (B) 공정과 (C) 공정을 반복하여 수행할 수 있다.
[양열 순차 가압주입관을 이용한 지중 앵커파일의 압력재주입 시공방법]
도 5는 도 2의 (C)에 도시된 양열 순차 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
(A) 공정: 먼저, 기초 지반에 지중 앵커파일 삽입을 위한 홀을 천공한 후 앵커파일체와 함께 주입관을 삽입하고 제1열 주입관(211)을 통해 기초 지반까지 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 충진하는 그라우팅(Grouting) 공정을 수행하여 제1 주입공(216)을 통해 충진되며, 이때 그라우트 주입은 중력식 공법에 의해 이루어진다.
(B) 공정: (A) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 제2열 주입관(212)으로 내부에 기압을 불어넣어 세척한다.
(C) 공정: (B) 공정후 일정시간 경과후 제1 폐쇄부재(234b)를 제1 폐쇄체(234a)에 제2열 주입관(212)을 통해 삽입시킨다. 삽입후 가압식 주입방법으로 제2열 주입관(212)을 통해 그라우팅 충진을 시킨다. 제2열 주입관(212)을 통해 주입되는 시멘트 밀크 또는 몰탈은 제1 폐쇄장치(234)에 의해 가압되어 제2열 주입관(212)에 형성된 재주입공(213)들을 통해 기초지반으로 확장 재가압 충진된다.
(D) 공정: (C) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 일정부분까지 재충진시킨후 제2 폐쇄부재(235b)를 삽입하고 난 후에 재차 시멘트 밀크 또는 몰탈을 충진시키면 압력에 의해 제2 폐쇄부재(235b)는 제2 폐쇄체(235a)까지 내려가 걸쳐지게 된다.
(E) 공정: (D) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 재차 시멘트 밀크 또는 몰탈을 충진하면 제2 폐쇄부재(235)에 의해 가압되어 제1열 주입관(211)에 형성된 재주입공(213)을 통해 가압 충진된다.
[가압재주입관을 이용한 지중 앵커파일의 압력재주입 시공방법]
도 6은 도 2의 (D)에 도시된 가압재주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
(A) 공정: 먼저, 기초 지반에 지중 앵커파일 삽입을 위한 홀을 천공한 후 앵커파일체와 함께 주입관을 삽입하고 제2열 주입관(212)을 통해 기초 지반까지 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 충진하는 그라우팅(Grouting) 공정을 수행하여 제1 주입공(216)을 통해 충진하고, 이때 그라우트 주입은 중력식 공법에 의해 이루어진다. 이때 폐쇄부재(244)는 배출관(218)을 폐쇄하지 않는 위치에 놓여지도록 한다.
(B) 공정: (A) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 압을 가하면 폐쇄부재(244)는 배출관(218)의 입구를 폐쇄하게 된다.
(C) 공정: (B) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 제2열 주입관(212)으로 내부에 수압 또는 기압을 불어넣어 세척한다. 세척후 배출관(218)을 통해 수분이 함유된 그라우트가 역류되지 않도록 제1열 주입관(211)의 연결부에는 돌출관(245)이 형성될 수 있다.
(D) 공정: (C) 공정후 일정시간 경과후 제1열 주입관(211)의 밸브(220)를 잠근 상태에서 가압식 주입방법으로 제1열 주입관(211)을 통해 그라우팅 충진을 시킨다. 제1열 주입관(211)을 통해 주입되는 시멘트 밀크 또는 몰탈은 폐쇄부재(244) 및 밸브(220)에 의해 가압되어 제2열 주입관(212)에 형성된 재주입공(213)들을 통해 기초지반으로 확장 재가압 충진된다.
필요에 따라서는 (C) 공정과 (D) 공정을 반복하여 수행하여 기초 지반의 보강을 더욱 극대화시킬 수 있다.
[역류방지장치 가압주입관을 이용한 지중 앵커파일의 압력재주입 시공방법]
도 7은 도 2의 (E)에 도시된 역류방지장치 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
(A) 공정: 먼저, 기초 지반에 지중 앵커파일 삽입을 위한 홀을 천공한 후 앵커파일체와 함께 주입관을 삽입하고 제1열 주입관(211)을 통해 기초 지반까지 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 충진하는 그라우팅(Grouting) 공정을 수행하여 제1 주입공(216)을 통해 충진되며, 이때 그라우트 주입은 중력식 공법에 의해 이루어진다. 이때 역류방지장치(254)는 제2열 주입관(212) 내부에 처음부터 삽입된 채로 놓여지게 된다. 역류방지장치(254)는 제1 폐쇄체(254a), 폐쇄부 재(254b) 및 제2 폐쇄체(254c)로 이루어진다.
(B) 공정: (A) 공정후 제1열 주입관(211)을 통해 제2열 주입관(212)로 내부에 수압 또는 기압을 불어넣어 세척한다. 역류방지장치(254)의 제1 폐쇄체(254a) 및 제2 폐쇄체(254c)에 형성된 홀을 따라 가압에 의해 세척이 이루어진다.
(C) 공정: (B) 공정후 일정시간 경과후 제1열 주입관(211)을 통해 역류방지장치(254) 부분까지 내부를 충진한다.
(D) 공정: (C) 공정후 가압식 주입방법으로 제2열 주입관(212)을 통해 그라우팅 충진을 시킨다. 제2열 주입관(212)을 통해 주입되는 시멘트 밀크 또는 몰탈은 역류방지장치(254)에 의해 가압되어 제2열 주입관(212)에 형성된 재주입공(213)을 통해 기초지반으로 확장 재가압 충진된다.
제1 폐쇄체(254a)와 제2 폐쇄체(254c)는 일체로 형성될 수 있으며, 제1 폐쇄체(254a)의 평면은 도면기호 255와 같은 형상일 수 있고, 제2 폐쇄체(254c)의 평면은 도면기호 256과 같은 형상일 수 있다. 폐쇄부재(254b)는 압이 가해지는 방향에 따라 제1 폐쇄체(254a)를 폐쇄시키거나 제2 폐쇄체(254c)를 폐쇄시키게 되어 가압식 재주입 그라우팅을 가능하게 한다.
이러한 압력재주입 시공방법에 의해 지반천공시 발생한 이완지반의 안정적 복원 및 그라우팅과 주면지반과의 압력 밀착으로 지중앵커파일의 주면마찰저항력을 증대하여 지반의 보강 및 지지효과를 극대화할 수 있게 된다.
삭제
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지중 파일 압력재주입 시공장치를 이용하여 마이크로 파일의 시공 완료된 상태도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 지중 파일 압력재주입 시공장치의 실시형태를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 (A)에 도시된 단열 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 (B)에 도시된 양열 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 (C)에 도시된 양열 순차 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
도 6은 도 2의 (D)에 도시된 가압재주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.
도 7은 도 2의 (E)에 도시된 역류방지장치 가압주입관의 시공 공정도를 도시한 것이다.

Claims (8)

  1. 제1열 주입관, 제2열 주입관 및 배출관으로 구성되며,
    상기 제1열 주입관 또는 제2열 주입관 중 어느 하나 이상의 주입관에는 재주입공이 다수개 형성되고,
    상기 배출관에는 1차 주입공이 형성되며,
    상기 제1열 주입관, 제2열 주입관 또는 배출관 중 어느 하나 이상의 관을 폐쇄하는 폐쇄장치가 마련되고,
    상기 폐쇄장치는 중앙에 홀이 형성된 폐쇄체와 상기 폐쇄체의 홀을 개폐시키는 폐쇄부재로 이루어지는, 지중 앵커파일 압력 재주입 시공장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폐쇄부재는 단면이 다각형 또는 원형이며, 가압에 의해 주입구를 폐쇄시키는 폐쇄통체인, 지중 앵커파일 압력재주입 시공장치.
  4. 제1열 주입관, 제2열 주입관 및 배출관으로 구성되며,
    상기 제1열 주입관 또는 제2열 주입관 중 어느 하나 이상의 주입관에는 재주입공이 다수개 형성되고,
    상기 배출관에는 1차 주입공이 형성되며,
    상기 제1열 주입관, 제2열 주입관 또는 배출관 중 어느 하나 이상의 관을 폐쇄하는 폐쇄장치가 마련되고,
    상기 폐쇄장치는 제1 및 제2 폐쇄체 및 폐쇄부재로 이루어지며, 상기 폐쇄부재는 상기 제1 및 제2 폐쇄체 사이에 놓이며, 상기 제1 및 제2 폐쇄체는 역류방지구조로 형성되는, 지중 앵커파일 압력재주입 시공장치.
  5. (a) 기초 지반에 천공된 홀에 다수개의 재주입공이 형성된 양열 주입관과 함께 앵커, 네일 또는 마이크로 파일을 삽입하고, 상기 양열 주입관의 단열 또는 양열을 통해 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입하는 중력식 그라우팅(Grouting) 공정과;
    (b) 상기 양열 주입관의 단열, 양열 또는 분출구 중 어느 하나 이상을 폐쇄하는 공정과;
    (c) 상기 양열 주입관의 단열 또는 양열에 형성된 상기 재주입공을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는 2차 가압식 그라우팅 공정;을 포함하며,
    상기 (b)공정에서 폐쇄부재는, 볼타입의 폐쇄구(球)를 이용하여 중력에 의한 주입구를 폐쇄하거나 단면이 다각형 또는 원형인 원통형의 폐쇄통체를 이용하여 가압에 의한 주입구를 폐쇄하는, 지중 앵커파일 압력재주입 시공방법.
  6. 삭제
  7. (a) 기초 지반에 천공된 홀에 제2열 주입관에 다수개의 재주입공 및 역류방지장치가 형성된 주입관과 함께 앵커, 네일 또는 마이크로 파일을 삽입하고, 제1열 주입관을 통해 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입하는 중력식 그라우팅(Grouting) 공정과;
    (b) 상기 제2열 주입관에 형성된 상기 역류방지장치에 의해 상기 제2열 주입관의 주입구를 폐쇄하는 공정과;
    (c) 상기 제2열 주입관에 형성된 상기 재주입공을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는 2차 가압식 그라우팅 공정;을 포함하며,
    상기 역류방지장치는 상하부에 홀이 형성된 원통형이며, 상하부 사이에 폐쇄부재가 삽입되어 있는, 지중 앵커파일 압력재주입 시공방법.
  8. 삭제
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