KR100958053B1 - Water stopping anchoring method using pressing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하굴착에 따른 지반토압에 의해 토류벽이 무너지는 것을 방지하기 위한 앵커링 공법에 관한 것으로서, 섬유포에 의해 고무튜브의 팽창부피가 제한되도록 구성된 제한 팽창 패커를 이용하여 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재하는 지하 굴착지반의 천공홀을 지수 시공하는 앵커링 공법을 제공한다.The present invention relates to an anchoring method for preventing the earth wall from collapsing due to the ground pressure caused by the underground excavation, the groundwater level is high or the aquifer aquifer using a limited expansion packer configured to limit the expansion volume of the rubber tube by fiber cloth Provides an anchoring method for exponentially drilling holes in the existing underground excavation ground.
앵커, 패커, 굴착지반, 지수, 섬유포 Anchor, packer, excavation ground, index, fiber cloth
Description
본 발명은 지하굴착에 따른 지반토압에 의해 토류벽이 무너지는 것을 방지하기 위한 앵커링 공법에 관한 것으로, 고무튜브의 팽창 정도가 제한되도록 구성된 제한 팽창 패커와 상기 제한 팽창 패커를 이용한 가압식 그라우팅 방법을 결부시켜, 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재하는 지하 굴착지반의 천공홀에 대한 지수 시공을 하는 앵커링 공법에 관한 것이다.The present invention relates to an anchoring method for preventing the earth wall from collapsing due to the ground earth pressure due to underground excavation, by connecting a limited expansion packer configured to limit the degree of expansion of the rubber tube and a pressurized grouting method using the limited expansion packer In addition, the present invention relates to an anchoring method for the exponential construction of perforated holes in underground excavated ground where the groundwater level is high or the aquifer aquifer is present.
지중에 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, 영구앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강, 지하 구조물의 부력 앵커, 사면 보강 등에 주로 이용되고 있으며, 경제성과 더불어 큰 인발저항력 및 탁월한 시공성으로 인하여 국내외적으로 공사현장에서 활발히 적용되고 있다.The method of anchoring underground is used to fix civil engineering or building structure on the ground, which is an effective method for applying high tensile force to high strength steel to apply restraint or preload. It is mainly used for foundation of transmission tower, dam reinforcement, buoyancy anchor of underground structure, slope reinforcement, etc., and it is actively applied at construction sites at home and abroad due to its economic feasibility and great pull resistance and excellent construction.
이러한 공법에 사용되는 앵커의 종류에는 영구식 앵커와 제거식 앵커가 있으 며, 영구식 앵커는 토목공사에 주로 사용되는 앵커로서 공사 후에도 설치된 강연선을 제거하지 않고 지중에 잔류시키는 것이고, 제거식 앵커는 도심지 내에서의 공사 또는 인접한 구조물에 영향을 줄 염려가 있는 경우에 주로 사용되는 앵커로서 공사 후 앵커 내에 설치되는 강연선을 제거할 수 있도록 제작하여 공사가 끝난 후에 강연선을 인발, 제거하고 고형화된 그라우트재만 잔류시키는 것이다. 상기 잔류된 그라우트재는 환경친화적 재료로 이루어져 있어 강연선이 제거된 후에는 지반 내에서 분해, 흡수되도록 할 수 있다. 앵커는 외력에 대해 안정적인 인장력을 발휘할 수 있도록 지반에 장착되어야 한다. 그러나 연약지반이나 공극이 큰 매립층, 모래 자갈층, 전석층, 지하수의 흐름이 있는 지층에서는 정착장의 그라우팅을 위해 주입되는 그라우트재의 유실 등으로 인해 정착력이 제대로 발휘되지 않아 종래의 앵커 시공방법으로는 시공이 불가하거나 어려운 문제점이 있었다.There are two types of anchors used in this process: permanent anchors and removable anchors. Permanent anchors are mainly used for civil engineering, and remain in the ground without removing the strands installed after construction. It is an anchor used mainly when there is a concern that it may affect the construction in the downtown area or adjacent structures.It is manufactured to remove the strands installed in the anchor after the construction.The strand is drawn and removed after the construction is completed, and only the solidified grout material is used. It is to remain. The remaining grout material is made of an environmentally friendly material so that after the strand is removed, it can be decomposed and absorbed in the ground. Anchors should be mounted on the ground to provide a stable tensile force against external forces. However, in the ground with soft ground or large voids, sand gravel, stone layers, and groundwater flows, the anchoring force is not properly exhibited due to the loss of grout material injected for grouting the anchorage. This was an impossible or difficult issue.
즉, 종래기술에 의한 앵커링 공법에 의하면 천공홀의 일부분이 부분적으로 붕괴될 경우 그라우트재가 천공홀의 하부까지 주입되지 못하고 상부의 천공홀에만 채워져서 고착이 요구되는 정착장에는 거의 채워지지 않게 되거나, 공극이 큰 매립층 및 자갈 전석층의 경우 그라우트재가 바로 지층속으로 유실되어 정착장 전부분에 대해 균일하고 일정한 형태로 주입되지 않아서 정착장 중 일부분에 대한 국부적인 지지력만 가진 상태로 시공된다. 따라서, 이러한 장착장의 취약부분은 설치 후 구축물의 인장력을 견디지 못하여 국부적인 파괴가 시작되고 시간이 경과함에 따라 진행성 파괴로 진전하여 시공 완료 후 앵커의 정착력에 문제가 발생되거나 붕괴사고로 이어지는 문제점이 있었다. 또한, 지하 굴착현장에 지하수위가 높거나 피압대 수층이 존재할 경우에는 앵커 천공시나 그라우팅시에 천공홀로 지하수가 유입되어 그라우트재가 양생되기 전에 지하수와 함께 유실됨에 따라 앵커시공이 어려운 경우가 빈번하게 발생하는 문제가 있었다.That is, according to the anchoring method according to the prior art, when a part of the drilling hole is partially collapsed, the grout material is not injected to the lower portion of the drilling hole but is filled only in the upper drilling hole so that the anchoring hole is hardly filled in the anchorage where the fixing is required, In the case of large landfill and gravel deposits, the grout material is lost directly into the strata and is not injected uniformly and uniformly over the whole part of the anchorage, so it is constructed with only local support for a part of the anchorage. Therefore, the weak part of such a mounting site is not able to withstand the tensile force of the structure after installation, local destruction begins and progresses to progressive destruction as time passes, causing problems in anchoring force after completion of construction, or leading to collapse accidents. there was. In addition, if the groundwater level is high or there is a receiving water layer in the underground excavation site, it is frequently difficult to construct the anchor as groundwater flows into the drill hole during anchor drilling or grouting and is lost with the groundwater before the grout material is cured. There was a problem.
본 발명은 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재하는 지하 굴착지반에서 큰 정착력을 발휘할 수 있는 앵커링 공법을 제공함을 그 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an anchoring method capable of exerting a large anchoring force in an underground excavation ground having a high groundwater level or a pressured aquifer.
1. 가압 그라우팅을 위한 고무패커가 과도하게 팽창하여 지반내 암석 등에 의해 찢어지거나 연약한 지반에 형성된 천공홀을 부분적으로 붕괴시키는 현상을 방지하기 위해 가압 그라우팅 시에는 팽창되는 부피를 제한할 수 있는 수단을 구비한 제한 팽창 패커를 적용한다.1.In order to prevent the rubber packer for pressurized grout from being excessively expanded and torn by the rocks in the ground or to partially collapse the perforated hole formed in the soft ground, a means for limiting the volume to expand during pressurized grouting may be used. Apply the limited expansion packer provided.
2. 상기 제한 팽창 패커는 고무튜브 둘레에 섬유포를 느슨하게 둘러감아 고무튜브의 팽창부피가 상기 섬유포에 의해 제한되도록 구성한다.2. The limiting expansion packer is configured to loosely wrap the fiber cloth around the rubber tube so that the expansion volume of the rubber tube is limited by the fiber cloth.
3. 지하 굴착현장에 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재할 경우 그라우팅 후 상기 제한 팽창 패커를 부풀려 천공홀 입구를 차단함으로서, 그라우트재가 양생 전에 지하수와 함께 유실되는 것을 방지하도록 한다.3. If the groundwater level is high at the underground excavation site, or if there is a pressured aquifer, the expansion expansion packer is inflated after grouting to block the entrance of the hole to prevent the grout from being lost with the groundwater before curing.
1. 본 발명에 따른 제한 팽창 패커를 이용하면 고무튜브의 과도한 팽창에 따른 천공홀의 부분적 붕괴 및 고무튜브의 찢김을 방지할 수 있다.1. The use of the limited expansion packer according to the present invention can prevent the partial collapse of the drilled hole and the tearing of the rubber tube due to excessive expansion of the rubber tube.
2. 제한 팽창 패커를 이용한 가압 그라우팅을 통해 그라우트재의 밀실한 충 전이 이루어지므로 정착력이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.2. The pressurized grouting using the limited expansion packer provides a tight filling of the grout material, so that the fixing force can be increased.
3. 천공홀 내 지하수 침투에 의한 그라우트재 유실이 염려되는 지반에서 제한 팽창 패커의 팽창에 의해 천공홀 입구를 차단할 수 있으므로 그라우트재의 유실을 막을 수 있다.3. It is possible to prevent the loss of grout material because the entrance of the hole can be blocked by the expansion of the limited expansion packer in the ground where there is concern about the loss of grout material due to the penetration of groundwater in the hole.
본 발명은 전후단이 트여있는 원통형으로 형성된 고무튜브(110); 강연선(10), 그라우팅호스(20) 및 공기주입호스(30)가 관통하는 통공이 형성되어 있고, 상기 고무튜브(110)의 전후단에 각각 끼워지는 패킹부재(120); 상기 고무튜브(110)를 느슨하게 둘러감는 섬유포(130); 및 상기 섬유포(130)의 외측에서 상기 고무튜브(110)의 전단 및 후단을 각각 감아 조임으로써, 상기 고무튜브(110)와 섬유포(130)를 상기 패킹부재(120)에 밀착고정시키는 철밴드(140); 를 포함하여 구성되는 제한 팽창 패커(100); 상기 제한 팽창 패커(100) 전방에 배치되는 내하체(40); 상기 제한 팽창 패커(100)를 관통한 채로 상기 내하체(40)와 결합하는 강연선(10); 상기 제한 팽창 패커(100)의 고무튜브(110) 내부로 연결되는 공기 주입호스(30); 및 상기 제한 팽창 패커(100)를 관통하는 그라우팅호스(20); 를 포함하여 구성되는 앵커체(200´)를 이용하여, 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재하는 지하 굴착지반에 앵커시공을 하는 방법으로서, 지하 굴착지반(1´)을 천공하여 천공홀(2´)을 형성시키는 제1단계; 상기 앵커체(200´)를 상기 천공홀(2´)에 삽입하는 제2단계; 상기 그라우팅호스(20)를 통한 그라우트재(3)의 주입으로 상기 천공홀(2) 내부를 그라우팅하는 제3단계; 상기 그라우팅호스(20)를 인발하는 제4단계; 및 상기 공기주입호스(30)를 통한 공기의 주입으로 상기 제한 팽창 패커(100)를 팽창시킨 후, 주입된 그라우트재를 고결시키는 제5단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압 지수식 앵커링 공법을 제공한다.The present invention is a
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 적용되는 제한 확장 패커를 도시한 것이고, 도 2는 제한 확장 패커가 팽창된 상태를 도시한 것이다. 상기 제한 확장 패커는 도시된 바와 같이 고무튜브(110); 패킹부재(120); 섬유포(130); 및 철밴드(140); 를 포함하여 구성된다. 상기 고무튜브(110)는 신축성이 우수한 고무재질로 형성된 것이며, 전후단이 트여 있는 원통형으로 구성되는 것이므로 실질적으로 고무관(管) 형태라 할 수 있다. 상기 패킹부재(120)는 상기 고무튜브(110)의 트여있는 전후단에 각각 끼워진다. 따라서, 상기 패킹부재(120)에 의해 고무튜브(110) 내에 폐공간(閉空間)이 형성되는 것이다. 다만, 상기 패킹부재(120)에는 다수개의 통공이 형성되어 이를 통해 강연선(10), 그라우팅호스(20) 및 공기주입호스(30)가 관통하게 된다. 상기 통공은 관통되는 강연선(10), 그라우팅호스(20) 및 공기주입호스(30)의 수에 따라 필요한 개수만큼 형성시킬 수 있다. 상기 고무튜브(110)와 패킹부재(120)에 의해 형성된 폐공간에는 공기주입호스(30)에 의해 공기가 주입되어 상기 고무튜브(110)가 팽창된다. 그러나, 고무튜브(110)와 패킹부재(120) 이외에 다른 구성요소가 없다 면, 상기 폐공간 내로 공기가 주입되더라도 고무튜브(110)가 팽창하지 않고 고무튜브(110)와 패킹부재(120) 사이로 공기가 빠져나갈 것이다. 따라서, 공기가 빠져나가는 것을 방지하기 위한 구성요소로서 철밴드(140)가 필요한 것이며, 철밴드(140)는 고무튜브(110) 전후단을 둘러감아 조임으로서, 고무튜브(110)와 패킹부재(120)를 밀착고정시키는 역할을 한다.1 illustrates a limiting expansion packer applied to the present invention, and FIG. 2 shows a state in which the limiting expansion packer is expanded. The limited expansion packer is a
다만, 본 발명이 목적하는 바와 같이 고무튜브(110)의 과도한 팽창을 억제하기 위한 구성요소로서 상기 고무튜브(110) 둘레에 느슨하게 둘러 감기는 섬유포(130)가 필요한 것이며, 상기 철밴드(140)는 상기 섬유포(130)도 함께 조여 고정시킬 수 있도록 끼워져, 상기 고무튜브(110)가 팽창할 때, 상기 섬유포(130)도 일정 부피까지는 함께 팽창하다가, 섬유포(130)가 팽팽하게 된 이후에는 고무튜브(110)의 팽창이 억제되도록 구성된 것이다.However, as an object of the present invention, as a component for suppressing excessive expansion of the
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 가압 지수식 앵커링 공법을 실시단계별로 도시한 것이다. 지하 굴착현장에 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재할 경우에는 앵커 천공시나 그라우팅시에 천공홀로 지하수가 유입되어 그라우트재가 양생되기 전에 지하수와 함께 유실됨에 따라 앵커시공이 어려운 경우가 빈번하게 발생되고 있다. 이러한 경우에는 다음과 같은 5단계로 이루어진 가압 지수식 앵커링 공법에 의해 그라우트재의 유실을 방지할 수 있다.Figures 3a to 3e shows the pressure index anchoring method according to the embodiment step by step. When the groundwater level is high or the aquifer aquifer is present at the underground excavation site, the groundwater flows into the hole at the time of anchoring or grouting, and the anchoring is frequently difficult as the groundwater is lost together with the groundwater before curing. In this case, the loss of the grout material can be prevented by the pressure index anchoring method consisting of the following five steps.
제1단계는 지하수위가 높거나 피압대수층이 존재하는 지하 굴착지반(1´)을 천공하여 천공홀(2´)을 형성시키는 단계로서, 지반 천공작업에는 케이싱(300)을 이용할 수 있다(도 3a 참조).The first step is to form a perforation hole 2 'by drilling an underground excavation ground 1' having a high groundwater level or a pressured aquifer, and a
제2단계는 상기 앵커체(200´)를 상기 천공홀(2´)에 삽입하는 단계이다(도 3b 참조). 이 때 상기 앵커체(200´)로는 도 3b에 도시된 바와 같이 복수개의 내하체(40)가 간격을 두고 일렬배치되고, 상기 강연선(10)은 상기 복수개의 내하체(40) 각각에 인장력을 전달할 수 있도록 결합된 것을 이용할 수 있다.The second step is to insert the anchor body 200 'into the drilling hole 2' (see Fig. 3b). In this case, as shown in FIG. 3B, the
한편, 도 3b는 본 발명에 적용되는 앵커체(200´)의 일 실시예를 도시한 것일 뿐이고, 유턴(U-TURN)식 앵커, 인력제거식 앵커, 일반앵커, 영구앵커 등을 다양하게 적용할 수 있다.On the other hand, Figure 3b is only an embodiment of the anchor body 200 'applied to the present invention, U-turn anchor, manpower removal anchor, general anchor, permanent anchor, etc. can do.
제3단계는 상기 그라우팅호스(20)를 통한 그라우트재(3)의 주입으로 상기 천공홀(2´) 내부를 그라우팅하는 단계이다(도 3c 참조). 본 단계의 시행에 의해 천공홀(2)에는 그라우트재(3)가 충전(充塡)된다.The third step is grouting the inside of the drilling hole 2 'by injection of the
제4단계는 상기 그라우팅호스(20)를 인발하는 단계이다(도 3d 참조). 상기 제1단계에서 케이싱(300)으로 지반을 천공한 경우에는 도 3d에 도시된 바와 같이 본 단계에서 상기 케이싱(300)을 상기 그라우팅호스(20)와 함께 인발한다.The fourth step is drawing the grouting hose 20 (see FIG. 3D). When the ground is perforated with the
제5단계는 상기 공기주입호스(30)를 통한 공기의 주입으로 상기 제한 팽창 패커(100)를 팽창시킨 후, 주입된 그라우트재를 고결시키는 단계이다(도 3e 참조). 본 단계에 의해서 천공홀(2´) 입구부위가 막히게 되어 주입된 그라우트재(3)가 천공홀(2´)로 유입되는 지하수와 함께 천공홀 외부로 유출되지 않게 된다. 본 단계에서 상기 제한 팽창 패커(100)의 고무튜브(110)가 팽창하되, 섬유포(130)에 의해 팽창 부피가 제한된다는 점은 위에서 설명한 바와 같다.The fifth step is to expand the
도 1은 본 발명에 적용되는 제한 확장 패커를 도시한 것이다.1 illustrates a limited expansion packer applied to the present invention.
도 2는 제한 확장 패커가 팽창된 상태를 도시한 것이다.2 shows the expanded expansion packer in an inflated state.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 가압 지수식 앵커링 공법을 실시단계별로 도시한 것이다.Figures 3a to 3e shows the pressure index anchoring method according to the embodiment step by step.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1´ : 지반 2´ : 천공홀1´: Ground 2´: Hole punched
3 : 그라우트재3: grout ash
10 : 강연선 20 : 그라우팅호스10: stranded line 20: grouting hose
30 : 공기주입호스 40 : 내하체30: air injection hose 40: lower body
100 : 제한 확장 패커 110 : 고무튜브100: limited expansion packer 110: rubber tube
120 : 패킹부재 130 : 섬유포120: packing member 130: fiber cloth
140 : 철밴드140: iron band
200´ : 앵커체 300 : 케이싱200´: Anchor body 300: Casing
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