KR100996190B1

KR100996190B1 - 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법

Info

Publication number: KR100996190B1
Application number: KR1020080083315A
Authority: KR
Inventors: 장현준
Original assignee: 장현준
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-11-23
Also published as: KR20100024647A

Abstract

본 발명은 숏크리트를 타설하지 않는 사면에서의 패커 보강시 패커의 완전한 시공을 위한 주입과 사면과 완전히 압착되는 식생매트와 콘크리트 지압판을 설치하고, 네일 설치 후 세굴 등의 영향에 의한 지반과 네일의 분리현상을 사전에 방지함으로써, 지속적인 안전율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 현장 활용성을 높일 수 있도록 한 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치는 중앙에 일정한 직경을 갖는 소구경홀이 천공 형성된 콘크리트블록으로 이루어진 콘크리트 지압판과; 상기 콘크리트 지압판의 하부에 배치되며, 전체적으로 사각형상으로 이루어진 식생매트와; 상기 콘크리트 지압판의 소구경홀에 관통 삽입되는 패커와; 상기 패커의 외부에 배치됨과 동시에 지중에 삽입되는 신축성 파이프와; 상기 패커의 상단 외주면에 끼워지는 강재판, 경사와셔 및 너트로 이루어지는 고정부재로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 이용한 안정화공법은 대상 사면을 일정한 직경 및 깊이로 천공하는 단계(Ⅰ); 상기 사면의 천공홀에 신축성 파이프를 설치하는 단계(Ⅱ); 상기 신축성 파이프 내에 패커를 삽입하는 단계(Ⅲ); 상기 패커를 급결재로 팽창시켜 패킹을 한 후 천공홀에 그라우트를 가압 충전하는 단계(Ⅳ); 상기 신축성 파이프의 상단부 지반 에 식생매트를 설치하는 단계(Ⅴ); 상기 식생매트의 요입부에 콘크리트 지압판을 위치시키고, 상기 콘크리트 지압판을 강재판과 경사와셔 및 너트로 고정하는 단계(Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

소일 네일 사면 안정화장치, 안정화공법

Description

소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법{The stabilization method of construction using the slope stabilization equipment for soil nail, and this}

본 발명은 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법에 관한 것으로, 특히 네일 두부에 콘크리트 지압판을 설치하여, 사면에 설치한 네일의 두부를 보호하고, 표면의 세굴을 방지하여 사면과 네일 두부의 결속을 유지하여 절토 사면의 안전성을 확보하기 위한 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법에 관한 것이다.

일반적으로 도로 및 철도 등의 개발, 단지의 조성 등에 의해 절취되는 사면의 안정성을 확보하기 위해 안전율이 기준 안전율에 도달하지 못하는 사면의 경우에는 앵커, 억지말뚝, 소일네일 등의 억지공법을 시행한다.

여기서, 상기한 소일네일공법의 경우에는 프리텐션을 가하지 않는 공법으로 앵커공법에서와 같은 콘크리트 지압판을 사용하지 않고, 강재 지압판 등으로 두부를 구속하고, 숏크리트를 타설하는 것이 일반적이지만, 이 경우 환경 및 미관에 결정적인 손실을 입게 되며, 숏크리트 상부로는 녹화공법의 적용이 불가능한 상태이 다.

이에, 상기한 소일네일공법의 적용시 숏크리트의 타설 없이 토사 및 암반층에 강재 지압판만을 시공하는 경우가 많으나, 이 경우 시공 완료 후, 우수 등에 의한 표면 세굴이 발생하여 강재 지압판이 사면에서 이격되어 아무런 역할을 하지 못하는 경우가 상당히 많은 실정이다.

또한, 네일을 삽입하기 위한 사면천공작업으로 강재 지압판 설치부위는 심하게 손상을 입게 되므로, 초기에 강재 지압판을 설치할 경우에도 사면에 완전히 밀착시키기에는 어려움이 있으며, 앵커와는 다르게 정착부가 별도로 있는 것이 아니고, 전장에 걸쳐 마찰력을 발휘하기 위해서는 천공홀의 그라우트 채움이 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다.

그러나 시간의 경과에 따라 주입된 시멘트 페이스트가 중력에 의해 사면에 침투되어 재충전이 요구되나, 천공 직후 네일을 설치하고, 강재 지압판을 시공하기 때문에 재주입에 어려움이 있다.

이러한 이유로 네일 두부의 콘크리트 지압판이 가끔 설계에 반영되어 시공되기도하였으나, 경사가 있는 현장에서 직접 현장 콘크리트 타설을 하여야 하는 어려움으로 그 실적이 저조한 실정이다.

또한, 절토 사면에 있어 세굴방지를 목적으로 격자블록 등이 현재 시공되고 있으나, 네일을 시공한 사면의 경우 네일의 시공위치의 부정확 등에 의해 공장제품의 사용실적은 거의 없으며, 현장 콘크리트 타설의 경우 사면의 각도에 의해 시공이 상당히 어려워 적용하기가 어려운 실정이다.

이에 네일을 시공한 사면의 경우 두부손상에 따른 안전율 저하 및 네일과 네일 사이에 세굴이 지속적으로 발생하여 미관상 문제점으로 지적되고 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 숏크리트를 타설하지 않는 사면에서의 천공으로 인한 마찰력 손실이 심해 가압이 필요한 경우 패커 보강시 패커의 완전한 시공을 위한 주입과 사면과 완전히 압착되는 식생매트와 콘크리트 지압판을 설치함으로써, 지속적인 안전율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 현장 활용성을 높일 수 있도록 한 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 이용한 안정화공법은 대상 사면을 일정한 직경 및 깊이로 천공하는 단계( Ⅰ); 상기 사면의 천공홀에 신축성 파이프를 설치하는 단계(Ⅱ); 상기 신축성 파이프 내에 패커를 삽입하는 단계(Ⅲ); 상기 패커를 급결재로 팽창시켜 패킹을 한 후 천공홀에 그라우트를 가압 충전하는 단계(Ⅳ); 상기 신축성 파이프의 상단부 지반에 식생매트를 설치하는 단계(Ⅴ); ; 상기 식생매트의 요입부에 콘크리트 지압판을 위치시키고, 콘크리트 지압판, 강재판과 경사와셔 및 너트로 고정하는 단계(Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 가압이 필요한 사면 보강시 천공에 의해 천공홀 입구의 여굴이 발생하고, 표토부가 연약하여 원활한 가압이 되지 않는 부분에 가압용 외부 신축성 파이프를 사용함으로써 효과적이 가압그라우트 압력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 숏크리트를 타설하지 않는 사면에서의 표면 세굴에 의해 소형 플레이트가 지반과 분리되어 네일 두부의 역할을 하지 못하는 경우에 대응하여, 콘크리트 지압판과 식생매트를 설치함으로써, 사면의 세굴을 막아 지속적인 안전율을 확보할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 식생매트에 씨앗이 내장됨으로써, 씨앗의 발아에 의한 식생의 생장으로 사면을 녹화하는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 도시한 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치는 중앙에 일정한 직경을 갖는 소구경홀(14)이 천공 형성된 콘크리트블록으로 이루어진 콘크리트 지압판(10)과; 상기 콘크리트 지압판(10)의 하부에 배치되며, 전체적으로 사각형상으로 이루어진 식생매트(60)와; 상기 콘크리트 지압판(10)의 소구경홀(14)에 관통 삽입되는 패커(20)와; 상기 패커(20)의 외부에 배치됨과 동시에 지중에 삽입되는 신축성 파이프(40)와; 상기 패커(20)의 상단 외주면에 끼워지는 강재판(52), 경사와셔(54) 및 너트(56)로 이루어지는 고정부재(50)로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치(A)는 콘크리트 지압판(10), 패커(20), 신축성 파이프(40), 고정부재(50) 및 식생매트(60)가 유기적으로 결합되어 이루어진 장치로서, 사면(S) 천공 및 콘크리트 지압판(10)의 세굴을 방지하며, 식생매트(60)와 사면(S) 간의 유격을 충전시키는 한편, 식생매트(60)에 내장된 씨앗(64)이 발아되어 사면(S)을 녹화함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 콘크리트 지압판(10)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 전체적으로 육면체 콘크리트블록으로 이루어지되, 상기 콘크리트블록의 가운데 부분이 사각형상으로 일정한 깊이로 형성된 오목홈(12)과; 상기 오목홈(12)에 가운데가 관통 형성된 소구경홀(14)과; 상기 콘크리트블록의 네모서리가 일정한 기울기로 하향 경사지게 형성된 경사면(18)과; 상기 경사면(18)의 상면과 배면이 일정한 크기로 관통 형성되는 관통공(19)으로 구성된다.

또한, 상기 콘크리트 지압판(10)은 도 6c에 도시된 바와 같이, 전체적으로 육면체 콘크리트블록으로 이루어지되, 상기 콘크리트블록의 가운데 부분이 사각형상으로 일정한 깊이로 형성된 오목홈(12)과; 상기 오목홈(12)에 가운데가 관통 형성된 소구경홀(14)과; 상기 콘크리트블록의 네모서리가 일정한 기울기로 하향 경사지게 형성된 경사면(18)으로 구성된다.

즉, 상기 콘크리트 지압판(10)은 필요에 따라 관통공(19)이 있을 수도 있고 없을 수도 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 패커(20)는 일반적인 패커를 사용한다.

그리고 상기 신축성 파이프(40)는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 일반적인 플라스틱이나 경량 스틸 파이프를 사용하며, 지반 천공시 천공홀(H) 입구의 여굴이 발생하거나, 표토부의 지반 강도가 약해 패커(20)에 의한 가압그라우트에 어려움이 있어, 패커(20)와 천공홀(H) 사이에 신축성이 있도록 길이 방향으로 절취부(42)를 다수 형성시키거나, 천공홀(H)과의 부착강도를 높이기 위하여 신축성 파이프(40)의 길이 방향을 따라 소정의 위치에 일정한 크기를 갖는 절취부(42)가 형성됨과 동시에 상기 신축성 파이프(40)의 단부에 단턱(48)이 형성되거나, 또는 신축성 파이프(40)의 길이방향을 따라 소정의 위치에 일정한 크기를 갖는 절취부(42)가 다수개 형성됨과 동시에 상기 신축성 파이프(40)의 외주면에 엠보싱(44)이 다수 개 형성된 것을 사용한다.

한편, 상기 패커(20)의 내부에는 패커 주입파이프(45)와 에어배출파이프(47), 가압그라우트 파이프(46)가 고정 설치되어, 상기 가압 주입파이프(46)를 이용하여 전구간에 걸쳐 1차 주입을 실시한 후, 패커 주입파이프(45)를 통해 시멘트 계열이나, 우레탄 등 급결성분을 주입하여, 패커(20)를 팽창시켜 패킹을 한 후, 가압 주입파이프(46)을 통해 가압 그라우트(G)를 실시함과 동시에 에어배출파이프(47)를 통해 에어를 배출시키면서 그라우트(G)를 용이하게 주입할 수 있다.

또한, 상기 식생매트(60)는 도 9a에 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각형상의 토목섬유 또는 코어식생매트의 구조체로 이루어지되, 상기 구조체의 표면으로부터 하부로 일정한 깊이로 요입되는 요입부(62)가 형성된다.

그리고, 상기 식생매트(60)는 도 9b에 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각형상의 토목섬유 또는 코어식생매트의 구조체로 이루어진다.

즉, 상기 식생매트(60)에는 필요에 따라 요입부(62)가 있을 수도 있고 없을 수도 있음을 밝혀둔다.

여기서, 상기 식생매트(60)는 사면(S)이 토사나 마사토인 경우에는 기존 쏘일네일링 지압판의 경우 하면이 세굴이 쉽게 이루어지므로, 이를 방지하기 위해 콘크리트 지압판(10)과 그 하면에 식생매트(60)를 설치하는 것이다.

특히, 상기 식생매트(60)에는 씨앗(64)이 내장되어 있어서, 씨앗(64)의 발아로 인하여 사면을 녹화할 수 있다.

또한, 이러한 씨앗(64)의 발아는 기본적으로 식생매트(60)로부터 발생되나, 이와 같이 발아된 씨앗(64)은 점점 생장하여 콘크리트 지압판(10)의 관통공(19)을 통해 외부로 활착됨으로써, 별도의 식물을 사면(S)에 식재할 필요없이 자연발생적으로 사면(S)을 녹화할 수가 있는 작용효과가 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 이용한 사면 안정화에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 패커 설치상태를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 설치 상태를 도시한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 이용한 안정화공법은 대상 사면(S)을 일정한 직경 및 깊이로 천공하는 단계(Ⅰ); 상기 사면(S)의 천공홀(H)에 신축성 파이프(40)를 설치하는 단계(Ⅱ); 상기 신축성 파이프(40) 내에 패커(20)를 삽입하는 단계(Ⅲ); 상기 패커(20)를 급결재로 팽창시켜 패킹을 한 후 천공홀(H)에 그라우트(G)를 가압 충전하는 단계(Ⅳ); 상기 신축성 파이프(40)의 상단부 지반에 식생매트(60)를 설치하는 단계(Ⅴ); ; 상기 식생매트(60)의 요입부(62)에 콘크리트 지압판(10)을 위치시키고, 상기 콘크리트 지압판(10)을 강재판(52)과 경사와셔(54) 및 너트(56)로 고정하는 단계(Ⅵ)로 이루어진다.

즉, 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 이용한 안정화공법은 절토 사면(S)의 안전화를 확보하기 위한 공법으로 사면(S)에 천공한 후, 천공홀(H)에 신축성 파이프(40) 및 패커(20)를 설치하고, 그라우트(G)를 실시한다.

이때, 상기 패커(20) 내부에는 패커 주입파이프(45)와 가압 주입파이프(46) ,에어배출파이프(47)를 별도로 설치하여, 상기 패커 주입파이프(45)를 이용하여 시멘트계 또는 우레탄계열 등 급결성 주입재를 주입하여 패커(20)를 팽창시켜 패킹을 하고, 가압 주입파이프(46)을 통해 가압 그라우트(G)를 주입함과 동시에 에어배출파이프(47)를 통해 에어를 배출시키므로서 가압 그라우트(G)를 용이하게 주입할 수도 있음을 밝혀둔다.

한편, 그라우트(G)의 타설이 완료된 후, 패커(20)에 콘크리트 지압판(10)을 설치하는데, 신축성 파이프(40)의 상단에 식생매트(60)를 설치하고, 상기 식생매트(60)의 요입부(62)에 콘크리트 지압판(10)을 설치하고, 상기 콘크리트 지압판(10)과 패커(20)의 체결에는 강재판(52), 경사와셔(54), 너트(56) 순으로 설치한 후, 그라우트(G)를 가압 충전하여 사면(S)과 콘크리트 지압판(10) 및 식생매트(60)와의 유격을 없애도록 한다.

상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치 및 이를 이용한 안정화공법은 가압이 요구되는 지반에 가압그라우트 쏘일네일링을 좀더 원할히 시공하기 위해, 일반적인 패커(20) 사용시, 천공홀(H)의 여굴, 표토의 연약함 등에 따라 패커(20)의 기능이 손상되어 적절한 가압이 곤란하게 되므로, 신축성 파이프(40)를 패커(20)와 천공홀(H) 사이에 설치함으로써 원활한 가압이 가능하도록 하였으며, 쏘일네일의 시공 완료 후 우수 등에 의해 토사층에서의 사면부 표면세굴, 침식 등에 따른 쏘일네일 두부와 사면(S)과 분리되는 것을 콘크리트 지압판(10)과 식생매트(60)을 설치함으로써, 세굴을 방지하 여 사면(S)과 결속을 유지시키며, 식생매트(60)에 씨앗(64)이 내장됨으로써, 씨앗(64)의 발아에 의한 식생의 생장으로 사면을 녹화하는 작용효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치를 도시한 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 패커 설치상태를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 설치 상태를 도시한 단면도,

도 6a는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 콘크리트 지압판을 도시한 사시도,

도 6b는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 콘크리트 지압판을 도시한 정면도,

도 7은 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 콘크리트 지압판의 실싱예를 도시한 사시도,

도 8(a) 내지 8(c)은 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 신축성 파이프를 도시한 사시도,

도 9a는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 식생매트를 도시한 사시도,

도 9b는 본 발명에 따른 소일 네일용 사면 안정화장치의 식생매트의 실시예를 도시한 사시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10: 콘크리트 지압판 12: 오목홈

14: 소구경홀 18: 경사면

19: 관통공 20: 패커

40: 신축성 파이프 42: 절취부

44: 엠보싱 45: 패커 주입파이프

46: 가압 주입파이프 47: 에어배출파이프

48: 단턱 50: 고정부재

52: 강재판 54: 경사와셔

56: 너트 60: 식생매트

62: 요입부 64: 씨앗

A: 사면 안정화장치 G: 그라우트

H: 천공홀 S: 사면

Claims

중앙에 일정한 직경을 갖는 소구경홀(14)이 천공 형성된 콘크리트블록으로 이루어진 콘크리트 지압판(10)과; 상기 콘크리트 지압판(10)의 하부에 배치되며, 전체적으로 사각형상으로 이루어진 식생매트(60)와; 상기 콘크리트 지압판(10)의 소구경홀(14)에 관통 삽입되는 패커(20)와; 상기 패커(20)의 외부에 배치됨과 동시에 지중에 삽입되는 신축성 파이프(40)와; 상기 패커(20)의 상단 외주면에 끼워지는 강재판(52), 경사와셔(54) 및 너트(56)로 이루어지는 고정부재(50)로 구성됨을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치.
제 1항에 있어서,

상기 콘크리트 지압판(10)은 전체적으로 육면체 콘크리트블록으로 이루어지되, 상기 콘크리트블록의 가운데 부분이 사각형상으로 일정한 깊이로 형성된 오목홈(12)과; 상기 오목홈(12)에 가운데가 관통 형성된 소구경홀(14)과; 상기 콘크리트블록의 네모서리가 일정한 기울기로 하향 경사지게 형성된 경사면(18)과; 상기 경사면(18)의 상면과 배면이 일정한 크기로 관통 형성되는 관통공(19)으로 구성됨을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치.
제 1항에 있어서,

상기 신축성 파이프(40)는 플라스틱 또는 강재로 이루어지되,

신축성 파이프(40)의 길이방향을 따라 소정의 위치에 일정한 크기를 갖는 절취부(42)가 다수개 형성되거나,

또는 신축성 파이프(40)의 길이방향을 따라 소정의 위치에 일정한 크기를 갖는 절취부(42)가 형성됨과 동시에 상기 신축성 파이프(40)의 단부에 단턱(48)이 형성되거나,

또는 신축성 파이프(40)의 길이방향을 따라 소정의 위치에 일정한 크기를 갖는 절취부(42)가 다수개 형성됨과 동시에 상기 신축성 파이프(40)의 외주면에 엠보싱(44)이 다수 개 형성됨을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치.
제 1항에 있어서,

상기 식생매트(60)는 전체적으로 사각형상의 토목섬유 또는 코어식생매트의 구조체로 이루어지되, 상기 구조체의 표면으로부터 하부로 일정한 깊이로 요입되는 요입부(62)가 형성됨을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,

상기 식생매트(60)에는 씨앗(64)이 내장됨을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치.
제 1항에 있어서,

상기 패커(20)의 외부와 신축성 파이프(40)의 내부 간에는 패커 주입파이프(45)와 신축성 파이프(40) 및 에어배출파이프(47)가 고정 설치됨을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치.
대상 사면(S)을 일정한 직경 및 깊이로 천공하는 단계(Ⅰ);

상기 사면(S)의 천공홀(H)에 신축성 파이프(40)를 설치하는 단계(Ⅱ);

상기 신축성 파이프(40) 내에 패커(20)를 삽입하는 단계(Ⅲ);

상기 패커(20)를 급결재로 팽창시켜 패킹을 한 후 천공홀(H)에 그라우트를 가압 충전하는 단계(Ⅳ)

상기 신축성 파이프(40)의 상단부 지반에 식생매트(60)를 설치하는 단계(Ⅴ);

상기 식생매트(60)의 요입부(62)에 콘크리트 지압판(10)을 위치시키고, 상기 콘크리트 지압판(10)을 강재판(32)과 경사와셔(34) 및 너트(36)로 고정하는 단계(Ⅵ)로 이루어짐을 특징으로 하는 소일 네일용 사면 안정화장치를 이용한 안정화공법.