KR101024257B1

KR101024257B1 - The earth anchor operate method which reinforces a soft ground and the device

Info

Publication number: KR101024257B1
Application number: KR1020080035496A
Authority: KR
Inventors: 최찬희
Original assignee: 최찬희
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2011-03-29
Also published as: KR20090071313A

Abstract

본 발명은 연선 시공으로 연약지반을 보강하는 어스앙카 시공방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 보강이 필요한 사면에 파일공을 천공하여 파일공을 형성시키는 공정; 상기 천공작업 공정 후 파일공에 연선을 삽입하는 공정; 상기 파일공을 그라우팅하는 공정; 상기 파일공의 입구를 막으며 마감처리하는 공정으로 이루어진 어스앙카 시공방법에 있어서, 상기 연선 삽입 공정 후 어스앙카 시공장치를 회전시키면서 천공팁의 상부에서 공기나 물을 고압으로 분사시킴과 동시에 파일공을 그라우팅시키는 공정을 더 부가하도록 하여 지반에 파일공을 천공한 후 천공된 파일공에 부분적으로 공기나 물을 이용하여 직경을 확장함과 동시에 몰탈의 주입이 진행되도록 하여 연약지반의 하부 또는 중간부에 직경이 큰 그라우팅 부분이 형성되도록 함으로써 연약지반에 연선을 시공할 때 연선의 인장강도가 향상되도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to an earth anchor construction method and apparatus for reinforcing soft ground by stranded construction, and more particularly, forming a pile hole by drilling a pile hole on a slope that requires reinforcement; Inserting the stranded wire into the pile hole after the drilling operation process; Grouting the pile ball; In the earth anchor construction method comprising the process of closing the entrance of the pile hole, the air hole or water at the top of the drilling tip while rotating the earth anchor factory after the stranded wire insertion process and at the same time pile ball To further grout the process by drilling the pile hole in the ground, and then to expand the diameter by using air or water in the drilled pile hole at the same time to allow the injection of mortar proceeds to the lower or middle part of the soft ground The present invention relates to the improvement of the tensile strength of stranded wire when the stranded wire is constructed on the soft ground by forming a grouting portion having a large diameter.

어스앙카시공장치, 파일공, 연선, 확장부, 토출구, 케이싱, 공급관Earth anchor construction device, pile hole, stranded wire, extension part, discharge port, casing, supply pipe

Description

The earth anchor operate method which reinforces a soft ground and the device}

본 발명은 갯벌, 사암으로 된 연약지반의 굴착면에 파일공을 천공하고 파일공 내부에 연선을 삽입하고, 파일공 내부에 시멘트 밀크등과 같은 그라우팅재를 주입하는 그라우팅 시공방법에 있어서, 파일공 내부에 연선을 삽입한 후, 천공장치를 회전시키면서 시멘트밀크와 같은 그라우팅재를 주입하되 천공팁 상부에서 물 또는 공기와 같은 유체를 고압으로 분사하여 파일콩 주변의 토양을 묽게하여 토양의 결속력을 저하시켜 준 다음, 압밀 상태의 고압으로 주입되는 그라우팅재가 묽어진 주변 토양을 굴착면 지상으로 밀어내면서 빈 공간에 시멘트 밀크와 같은 그라우팅재가 충전되어 파일공 외측에 보다 넓은 직경의 보강부를 형성할 수 있게하여 연약지반의 보강을 보다 안정적이고 천공, 그라우팅 및 확장 공정을 연속하여 간편하게 시공할 수 있게 한 연약지반을 보강하는 어스앙카 시공방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention provides a grouting construction method in which a pile hole is drilled into an excavation surface of a soft ground made of a tidal flat or sandstone, a strand wire is inserted into a pile hole, and a grouting material such as cement milk is injected into the pile hole. After inserting the stranded wire inside, inject grouting material such as cement milk while rotating the mill, but spray the fluid such as water or air from the upper part of the punching tip at high pressure to dilute the soil around the pile so that the soil binding strength is lowered. Then, the grouting material injected at high pressure under the consolidation state pushes the diluted surrounding soil to the ground of the excavation surface, and the grouting material such as cement milk is filled in the empty space to form a wider diameter reinforcement outside the pile hole. To make the reinforcement of the soft ground more stable, and to carry out the drilling, grouting and expansion process easily and continuously. It relates to an earth anchor construction method and apparatus for reinforcing a soft ground.

일반적으로 어스앙카 시공방법은 붕괴의 위험성이 큰 지하굴착에 의한 인공 직벽 및 바다 매립으로 이루어진 토지에서의 지하굴착 작업의 안전성을 향상시키기 위하여 상기 굴착면에 인정한 간격으로 파일공을 천공하고, 파일공에 와이어 또는 철근 등과 같은 연선을 삽입한 후 그라우팅을 실시하여 사면을 보강하는 공법이다. 이러한 어스앙카 시공방법은 시공된 지반의 인장응력, 전단응력 및 휨 모멘트에 대한 저항력을 증가시키고 이에 따라 굴착공사 도중 및 굴착공사 완료 후 사면파괴에 대한 안정성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 지반 보강공법의 일종이다.In general, the earth anchor construction method drills pile holes at intervals recognized on the excavation surface to improve the safety of underground excavation work on land consisting of artificial straight walls and landfills by underground excavation, which has a high risk of collapse. It is a method of reinforcing the slope by inserting a stranded wire such as a wire or reinforcing bar and then grouting. The earth anchor construction method is a method of ground reinforcement that aims to increase the resistance to tensile stress, shear stress, and bending moment of the ground, and thus to improve stability against slope failure during and after the excavation. It is a kind.

종래의 어스앙카 시공방법은 일반적으로 보강이 필요한 굴착면에 파일공을 천공하여 파일공을 형성시키는 공정; 상기 천공작업 공정 후 파일공에 연선을 삽입하는 공정; 상기 파일공을 그라우팅하는 공정; 및 상기 파일공의 입구를 막으며 마감 처리하는 일련의 공정으로 이루어져 있었다.Conventional earth anchor construction method is generally a step of forming a pile hole by drilling a pile hole in the excavation surface that needs to be reinforced; Inserting the stranded wire into the pile hole after the drilling operation process; Grouting the pile ball; And it was made of a series of processes for closing the entrance of the pile hole.

상기한 종래의 어스앙카 시공방법은 연약지반이 아닌 경우에는 큰 문제점이 없으나 토사나 갯벌과 같은 연약지반에서는 파일공의 직경이 상하가 전체적으로 균일하게 형성되어 있어 연선에 큰 하중이 작용할 경우 그라우팅된 직벽에 변형이 생기게 되는 문제점이 있었다.The conventional earth anchor construction method does not have a big problem in the case of non-soft ground, but in soft ground such as earth and sand, the diameter of the pile hole is formed uniformly throughout, so that when a large load acts on the stranded straight wall There was a problem that the deformation occurs.

이를 제거하기 위하여 대한민국 특허등록 제721786호가 있으나 이는 확장되는 직경이 일정하고, 하부에서만 직경을 확장할 수가 있어 강도를 보강하는데 한계가 있었다.In order to remove this, there is a Korean Patent Registration No. 721786, which has a constant expanding diameter, and only a lower portion thereof can expand the diameter, thereby limiting strength.

즉, 상기 특허는 제 4도에 도시한 바와 같이 케이싱(60)을 시계방향으로 회전시켜 연약지반으로 하강시키면 지반에 파일공이 길게 천공되고, 원하는 깊이만큼 파일공이 천공되면 케이싱을 반대 방향으로 회전시켜 날개(62)가 펴지도록 하면 직경이 큰 파일공을 하부에 형성을 시킬 수 있게 되어 있다.That is, as shown in FIG. 4, the patent rotates the casing 60 clockwise and descends to the soft ground, whereby the pile hole is drilled in the ground, and when the pile hole is drilled to the desired depth, the casing is rotated in the opposite direction. When the blade 62 is extended, a pile hole having a large diameter can be formed in the lower portion.

그런데 상기 특허는 날개의 길이만큼만 직경을 크게 형성할 수 있어 필요에 따라 직경을 크게 해야할 경우 케이싱을 교체해야만 하였기 때문에 케이싱을 다수 제조하여야 하였으며, 위치에 따라 강도를 조절해야 할 경우 작업에 번거로움이 있었을 뿐만 아니라 날개(62)의 크기가 너무 크면 강도가 약해져 크게 하는데 한계가 있었고, 천공된 파일공의 중간 부분에 직경을 부분적으로 크게 할 경우 작업에 어려움이 있었다.By the way, the patent can form a diameter as large as the length of the wing only, if necessary to increase the diameter if the casing had to be replaced because a large number of casing had to be manufactured, and if you need to adjust the strength according to the location hassle to work In addition, if the size of the wing 62 is too large, there is a limit to weaken the strength to increase, there is a difficulty in the case of increasing the diameter in the middle portion of the drilled pile ball.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서, 상하로 길게 형성된 천공 파일공에 공기나 물을 이용하여 천공된 파일공의 직경을 원하는 크기로 확장할 수 있도록 함과 아울러 확장되는 위치를 하단부뿐만 아니라 중간 중간에도 형성할 수 있도록 하여 연선의 인장 강도를 향상시킬 수 있는 연약지반을 보강하는 어스앙카 시공방법 및 그 장치를 제공하는데 발명의 목적이 있는 것이다. 또한, 본 발명은 파일공 천공과 그라우팅 및 확장부 생성작업을 연속하여 수행할 수 있게 하여 연약지반 보강작업을 간편하고 능률적으로 수행할 수 있게 함에 다른 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been created to eliminate the above problems, and the position to be expanded as well as to expand the diameter of the drilled pile holes to the desired size using air or water in the drill file holes formed vertically long It is an object of the invention to provide an earth anchor construction method and apparatus for reinforcing a soft ground that can be formed in the middle as well as the lower end to improve the tensile strength of the strand. In addition, the present invention has another object to be able to perform the pile drilling and grouting and expansion unit generation work in a continuous and easy to perform the soft ground reinforcement work.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 보강이 필요한 굴착면에 파일공을 천공하여 파일공을 형성시키는 공정; 상기 천공작업 공정 후 파일공에 연선을 삽입하는 공정; 상기 파일공을 그라우팅하는 공정; 상기 파일공의 입구를 막으며 마감처리하는 공정으로 이루어진 어스앙카 시공방법에 있어서, 상기 연선 삽입 공정 후 어스앙카 시공장치를 회전시키면서 천공팁의 상부에서 공기나 물을 고압으로 분사시켜 주변 토양을 연약하게 한 다음 파일공에 그라우팅시키는 공정으로 이루어진 것으로, 이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Features of the present invention for achieving the above object is a step of forming a pile hole by drilling a pile hole in the excavation surface that needs to be reinforced; Inserting the stranded wire into the pile hole after the drilling operation process; Grouting the pile ball; In the earth anchor construction method comprising the process of closing the entrance of the pile hole, after the insertion of the stranded wire process while rotating the earth anchor factory, by spraying air or water at the top of the drilling tip at a high pressure to soften the surrounding soil It will be made to the process of grouting to the next pile, so that the configuration of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.

본 발명은 상하로 길게 형성된 파일공에 공기나 유압을 이용하여 천공된 파일공의 직경을 원하는 크기로 확장할 수 있도록 함과 아울러 확장되는 위치를 하단부만 아니라 필요한 위치마다 파일 주변에 보강용 확장부를 형성할 수 있어 연약지반 보강을 보다 안정적으로 수행할 수 있는 것이다 The present invention enables to expand the diameter of the drilled pile holes to the desired size using air or hydraulic pressure in the pile hole formed up and down in addition to the bottom portion as well as the reinforcement extension around the pile for each required position Because it can be formed, it is possible to carry out soft ground reinforcement more stably.

도 1은 본 발명에 의한 어스앙카 시공방법의 공정을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 연약지반 보강상태를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 어스앙카 시공장치를 나타낸 부분단면도이다.1 is a schematic view showing the process of the earth anchor construction method according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a soft ground reinforcement state formed by the present invention, Figure 3 is a partial cross-sectional view showing the earth anchor factory factory according to the present invention to be.

도 1 내지 도 3의 (가), (나)에 도시된 바와 같이 보강이 필요한 굴착면(G)에 어스앙카 시공장치(10)를 회동시켜 파일공(1)을 원하는 깊이로 천공한 후 상기 천공 파일공(1)에 연선(2)을 삽입한 다음 어스앙카 시공장치(10)를 회전시키면서 천공팁(11)의 상부로 공기나 물을 고압으로 분사시킴과 동시에 천공팁(11)의 하단으로는 그라우팅(3)를 분사시켜 파일공을 그라우팅시키면서 서서히 상승을 시킨다.As shown in (a) and (b) of FIGS. 1 to 3, the earth anchor construction device 10 is rotated on the excavation surface G that needs to be reinforced to drill the pile hole 1 to a desired depth. Insert the stranded wire (2) into the drilling file hole (1), and then while spraying the air or water to the upper portion of the drilling tip (11) while rotating the earth anchor construction device (10) at the same time the lower end of the drilling tip (11) As the grouting (3) is sprayed to gradually rise while grouting the pile ball.

즉, 종래와 동일한 방법으로 갯벌. 사암으로 된 연약지반의 굴착면(G)에 본원 발명은 공급관(15)을 형성한 케이싱(13) 선단에 천공팁(11)을 착설하고, 케이싱(13) 외주연에 적어도 2개이상의 토출구(12)를 하부에 형성한 공급관(14)을 일체로 형성한 어스앙카시공장치(10)의 천공팁(11)을 회전시켜 연약지반의 굴착면(G)에 소망의 깊이로 파일공(1)을 천공한 다음, 케이싱(13) 내부의 공급관(15)을 통해 연선(2)을 삽입하고 공급관(15)를 통하여 시멘트 밀크와 같은 그라우팅제를 압밀 주입하여 파일공(1) 내부공간에 그라우팅제를 압밀 충전시키면서 어스앙카 싱공장치(10)을 인발할때, 어스앙카 시공장치(10)를 회전시키면서 토출구(12)를 통하여 고압으로 물 또는 공기와 같은 유체를 분사하여 천공팁(11) 상부의 주변 토양을 결속력을 와해시켜 묽은 상태로 연약하게 변화시킨 다음, 계속 주입되는 고압의 압밀상태의 콘크리트 밀크와 같은 그라우팅재(3)가 묽게 연약된 연약층(W)의 토양을 파일공(1) 외측으로 밀어내면서 빈공간에 그라우팅재(3)가 충전되게 하여 파일(P)에 직경이 큰 확장부(4)를 형성하여 파일(P)을 보강시켜 줄수 있게 하여 파일공(P) 천공과 그라우팅(3)및 화장부(4)의 형성작업을 연속하여 수행할수 있으며 어스앙카시공장치(10)의 인발속도에 비례하여 확장부(4)의 크기를 임의로 조절할 수 있게 하여 연약지반의 보강 효과를 극대화 할 수 있는 것이다.That is, the tidal flat in the same way as the conventional. According to the present invention, the drilling tip 11 is installed at the tip of the casing 13 in which the supply pipe 15 is formed, and at least two discharge ports are formed at the outer circumference of the casing 13. The drill hole 11 of the earth anchoring device 10 in which the supply pipe 14 having the lower portion 12) is formed integrally is rotated to rotate the pile hole 1 to a desired depth on the excavation surface G of the soft ground. After drilling, the stranded wire 2 is inserted through the supply pipe 15 inside the casing 13 and the grouting agent such as cement milk is consolidated through the supply pipe 15 to grout the internal space of the pile hole 1. While drawing the earth anchoring device 10 while consolidating the air, while spraying the earth anchoring device 10 while spraying a fluid such as water or air at a high pressure through the discharge port 12, the upper portion of the drilling tip 11 The surrounding soil is broken and weakly weakened, and then the high pressure The grouting material (3), such as condensed concrete milk, pushes the soil of the soft layer (W), which is thin and weak, to the outside of the pile hole (1), allowing the grouting material (3) to fill the empty space so that the diameter of the pile (P) This large extension part 4 can be formed to reinforce the pile P so that the drilling work of the pile hole P and the grouting 3 and the cremation part 4 can be carried out continuously. It is possible to maximize the reinforcement effect of the soft ground by allowing the size of the extension part 4 to be arbitrarily adjusted in proportion to the drawing speed of (10).

이때, 어스앙카 시공장치(10)의 중앙부로는 시멘트 밀크와 같은 그라우팅(3)을 공급을 하게 되는데, 내벽이 원하는 직경으로 확장되면 서서히 어스앙카 시공장치(10)를 상승시키면 직경이 확장된 확장부(4)에 그라우트가 충진을 하게 된다.At this time, the center portion of the earth anchor construction device 10 is to supply a grouting (3), such as cement milk, when the inner wall is extended to the desired diameter and gradually raises the earth anchor construction device (10) to expand the diameter Grout is filled in the portion (4).

상기와 같은 상태로 하여 어스앙카 시공장치(10)를 상승시키다가 확장부(4)를 더 이상 형성시킬 필요가 없게 되면 공기나 물의 공급을 중단하고, 그 후 다시 확장부(4)가 필요하면 재차 공기나 물을 공급하면 천공 파일공의 직경이 확대되면서 그라우트가 충진되게 되는 것으로 파일공(1) 상단까지 그라우트(3)가 충진되면 파일공(1)의 상단을 마감 처리한다.When the earth anchor construction device 10 is raised in the above state and the expansion unit 4 is no longer needed, the supply of air or water is stopped, and when the expansion unit 4 is needed again. When the air or water is supplied again, the diameter of the drill file is enlarged so that grout is filled, and when the grout 3 is filled up to the top of the file hole 1, the upper end of the file hole 1 is finished.

상기 어스앙카 시공장치(10)는 상부에는 케이싱(13)을 다수 연결하여 실시할 수 있게 형성되고, 하부에는 천공팁(11)를 설치하되, 상기 케이싱의 내벽을 이중관으로 형성하여 공기 및 물 공급관(14)가 형성되도록 하고, 공급관(14)의 하단에는 토출구(12)를 2개 이상 형성하며, 상기 케이싱(13)의 내부 중앙에는 그라우트(3)가 공급되는 공급관(15)를 형성한다.The earth anchor construction device 10 is formed to be carried out by connecting a plurality of casing (13) in the upper portion, and a perforation tip (11) is installed in the lower, the inner wall of the casing to form a double pipe air and water supply pipe 14 is formed, two or more discharge ports 12 are formed at the lower end of the supply pipe 14, and a supply pipe 15 through which the grout 3 is supplied is formed at the inner center of the casing 13.

상기와 같이 구성된 본 발명은 공급관(14)로 공기나 물 또는 공기와 물이 혼합된 혼합액을 고압으로 공급하면 토출구(12)를 통해 분사되게 되는데, 지반이 갯벌 등과 같이 연약한 지반으로 형성되어 있으므로 파일공(1)이 확장되는 것으로 분사되는 압력이나 시간 등은 확장부(4)의 직경에 따라 적정히 조절을 하면서 천공팁(11)를 상승시키면 케이싱의 중앙 공급관(15)으로 그라우트(3)가 공급되어 확장부(4)를 형성시킬 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, when the air or water or the mixture of air and water is supplied to the supply pipe 14 at a high pressure, it is injected through the discharge port 12. Since the ground is formed of a soft ground such as a tidal flat, the pile The pressure or time sprayed by the expansion of the ball 1 is appropriately adjusted according to the diameter of the expansion part 4, and the raising of the drilling tip 11 causes the grout 3 to enter the central supply pipe 15 of the casing. It can be supplied to form the extension 4.

도 1은 본 발명의 요부확대도.1 is an enlarged view of main parts of the present invention.

도 2는 (도2a), (도2b), (도2c), (도2d), (도2e), (도2f), (도2g)는, 본 발명의 작동상태 단면도로서,
(도2a)는 파일공 굴착전 상태도
(도2b)는 파일공 굴착후 연선 삽입 상태도
(도2c)는 파일공에 그라우팅 작업 개시 상태도
(도2d)는 확장부 생성과정을 보인 작동 상태도
(도2e)는 확장부에 그라우팅재 투입 과정을 보인 작동상태도
(도2f)는 또다른 확장부의 생성과정을 보인 작동상태도
(도2g)는 작업환료된 연약지반 파일공의 그라우팅 상태도
도 3의 (가), (나)는 본 발명의 횡단면도로서
(가)는 확장부 생성 개시전 상태도
(나)는 확장부 생성된 상태도2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, and 2G are cross-sectional views of an operating state of the present invention.
Figure 2a is a state diagram before the pile hole excavation
Figure 2b is a state of insertion of stranded wire after drilling the pile
2C is a grouting work start state diagram in a pile ball
Figure 2d is an operating state showing the extension generation process
Figure 2e is an operating state showing the grouting material input process to the expansion portion
Figure 2f is an operating state showing the creation process of another extension
2G is a grouting state diagram of the soft ground pile ball
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of the present invention.
(A) State diagram before starting extension creation
(B) is the state of extension creation

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도 4는 종래도의 어스앙카 확장부 시공장치의 예시도.Figure 4 is an exemplary view of a conventional anchor anchor construction device.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 파일공 2 : 연선1: pile ball 2: stranded wire

3 : 그라우팅 4 : 확장부3: grouting 4: extension

10 : 어스앙카 시공장치 11 : 천공팁10: earth anchor construction device 11: drilling tips

12 : 토출구 13 : 케이싱12 discharge port 13 casing

14 : 공급관 15 : 공급관14: supply pipe 15: supply pipe

Claims

Forming a pile hole by drilling a pile hole in an excavation surface requiring reinforcement; Inserting a stranded wire into the pile hole after the pile work process; Grouting the pile ball; In the earth anchor construction method comprising the process of closing the entrance of the pile hole, after the insertion of the stranded wire process while rotating the earth anchor factory factory by spraying air or water at the top of the drilling tip at a high pressure around the pile hole An earth anchor construction method for reinforcing soft ground, characterized in that after the softening of the soil, the grouting material injected into the pile hole pushes the soil of the soft portion to create an extension portion.

In the upper anchor construction device is formed so that the casing 13 can be connected to the upper part, the drilling tip 11 is installed in the lower part, the inner wall of the casing 13 is formed as a double pipe to provide air and water supply pipe ( 14 to be formed, and at least two discharge ports 12 are formed at the lower end of the supply pipe 14, and a supply pipe 15 through which the grout 3 is supplied is formed at the inner center of the casing 13, and the supply pipe tip is formed. Earth anchor construction device to reinforce the soft ground, characterized in that the drill tip 110 is formed integrally.