KR101029547B1 - 동시 다단 지반강화제 주입장치 - Google Patents

동시 다단 지반강화제 주입장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 길이 방향을 따라 일정간격으로 복수개의 통공이 외주면에 관통 형성되고 상기 통공을 엄폐하는 테이프가 부착되어 지중 매설되는 보강파이프에 삽입되어 급, 완결재의 혼합물인 지반강화제를 투입하는 지반강화제 주입 장치에 있어서, 상기 보강파이프에 삽입되는 것으로, 주입구가 분리된 U자형으로 형성되고, 상기 주입구로 상기 지반강화제가 주입되어 복수 개의 배출구로 배출되는 주입내관 및 상기 주입내관의 길이방향으로 일정간격으로 구비되되, 상기 주입내관을 감싸는 패커몸체와, 상기 패커몸체 상부에 구비되어 팽창 가능한 고무패커로 구성되는 패커부로 이루어져 팽창된 고무패커에 의해 구획된 단 별로 동시에 지반강화제가 투입가능한 것을 특징으로 하여 연약한 지반에 지반침하를 방지할 수 있고, 수차례 반복되는 공정한 한번의 작업으로 지반강화제를 투입할 수 있는 동시 다단 지반강화제 주입장치에 관한 것이다.

Description

동시 다단 지반강화제 주입장치{Feeding device of agent for multi-stepped reinforcing foundation}
본 발명은 동시 다단 지반강화제 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반에 급결재와 완결재의 혼합물인 지반강화제를 주입장치에 의해 굴착 형성한 지반에 주입하는 공법으로 특히, 지반강화제가 구획된 단 별로 동시에 주입되게 할 수 있는 동시 다단 지반강화제 주입장치에 관한 것이다.
통상적으로, 연약한 지반의 침하와 붕괴를 보완하기 위하여 지반강화제를 주입하는 방법을 사용하여 왔다.
지반강화제를 주입하는 방법에 관하여 본 출원인은 특허등록번호 10-0623058번 '지반강화제 주입 장치'를 출원한바 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 지반강화제 주입 장치는 주입구(110)와 배출구(120)가 형성된 주입파이프(100), 몸체 파이프(220)와 압착구(240)로 이루어진 외측 파이프(200), 혼합부(300), 볼(420)과 스프링(440)으로 구성된 역류방지수단(400) 및 고무패킹(520)과 고정 와셔(540)로 이루어진 고정수단(500)으로 구성되어 길이 방향을 따라 일정간격으로 복수 개의 통공(2)이 외주면에 관통 형성되고 상기 통공(2)을 엄폐하는 테이프(3)가 부착되어 지중 매설되는 보강파이프(1)에 삽입되어 급결재(A)와 완결재(B)의 혼합물인 지반강화제(R)를 주위의 지반(6)으로 투입하여 지반(6)에 천공 실시 후 유입되는 지하수의 차단 및 지반 침하를 방지할 수 있도록 한 것이다.
여기서, 상기 급결재(A)는 실리카 졸(silica sol)이며, 완결재(B)는 시멘트와 물의 배합으로 제조되는 시멘트풀(cement paste)이다.
그리고, 도번 4는 실(seal)재이며, 5는 굴착용 비트로 뚫은 천공이다.
그러나, 상기와 같은 지반강화제 주입방법은 주입 심도가 20m 이상 시에는 수차례 이상 반복되는 작업으로 인하여 작업성이 떨어지며, 반복작업의 시간 손실로 공당 주입시간도 오래 걸리게 되어 그 결과, 전체 공사기간이 오래 걸리는 단점이 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지반강화제 주입 장치를 구획된 단 별로 이동시키는 번거로움을 탈피하여 한번에 지반 강화제를 주입할 수 있는 동시 다단 지반강화제 주입장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 길이 방향을 따라 일정간격으로 복수개의 통공이 외주면에 관통 형성되고 상기 통공을 엄폐하는 테이프가 부착되어 지중 매설되는 보강파이프에 삽입되어 급, 완결재의 혼합물인 지반강화제를 투입하는 지반강화제 주입 장치에 있어서, 상기 보강파이프에 삽입되는 것으로, 주입구가 분리된 U자형으로 형성되고, 상기 주입구로 상기 지반강화제가 주입되어 복수 개의 배출구로 배출되는 주입내관; 및 상기 주입내관의 길이방향으로 일정간격으로 구비되되, 상기 주입내관을 감싸는 패커몸체와, 상기 패커몸체 상부에 구비되어 팽창 가능한 고무패커로 구성되는 패커부;로 이루어지고, 상기 패커부에는, 상기 고무패커를 수축 및 팽창시키는 에어관이 더 구비되어 팽창된 고무패커에 의해 구획된 단 별로 동시에 지반강화제가 투입가능한 것을 특징으로 한다.
상기 주입내관의 배출구는, 상기 패커부 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 주입구에는, 체크밸브가 구비된 분지관이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
우선, 종래와 같이 수차례 반복되는 지반강화제 다단 주입작업을 본 발명에서는 한번의 지반강화제 주입작업으로 시간을 단축할 수 있고, 주입심도 전체 구간에 균등한 압력으로 동시에 주입이 가능하여 지반강화제가 소정범위를 이탈하지 않고, 지정된 범위내에 투입됨으로써 주입품질 확보를 할 수 있게 된다.
게다가, 장치의 구성요소가 적고, 구조가 비교적 간단해짐에 따라 부품수를 줄이고 제작이 간편하여 경제적인 주입장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 종래에 따른 지반강화제 주입 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동시 다단 지반강화제 주입장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 고무패커가 팽창된 동시 다단 지반강화제 주입장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 지반강화제가 투입된 동시 다단 지반강화제 주입장치의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동시 다단 지반강화제 주입장치의 단면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 고무패커가 팽창된 동시 다단 지반강화제 주입장치의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 지반강화제가 투입된 동시 다단 지반강화제 주입장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 길이 방향을 따라 일정간격으로 복수개의 통공(2)이 외주면에 관통 형성되고 상기 통공(2)을 엄폐하는 테이프가 부착되어 지중 매설되는 보강파이프(1)가 삽입되어 급, 완결재의 혼합물인 지반강화제(R)를 투입하는 지반강화제 주입장치에 있어서, 본 발명은 크게, 주입내관(10) 및 패커부(20)로 구성되게 된다.
상기 주입내관(10)은 주입구(12)가 분리된 U자형으로 형성되고, 상기 주입구(12)로 상기 지반강화제(R)가 주입되어 복수 개의 배출구(14)로 배출되는 관이다.
여기서, 상기 주입내관(10)을 U자형으로 형성되도록 길이가 긴 관을 2개로 평행하게 구비하여 양단을 연결관(16)으로 관통결합되게 하여 클램프(18)로 고정된다.
그리고, 지반(6)의 깊이가 긴 곳에 주입내관(10)을 설치하는 경우, 관 끼리 맞닿는 부위에 턴버클(미도시)로 연결되도록 하여 주입내관(10)의 전체적 길이를 길게 할 수 있고, 체결의 편리를 도모할 수 있게 된다.
그리고, 상기 주입내관(10)의 배출구(14)는, 후술할 패커부(20) 사이에 형성되게 된다.
또한, 상기 주입구(12)에는, 체크밸브(32)가 구비된 분지관(30)이 설치하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 체크밸브(32)가 구비됨에 따라 상기 지반강화제(R)가 일정한 압력에 의해 주입내관(10)으로 진입할 수 있게 되고, 주입된 지반강화제(R)가 역류하는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 패커부(20)는 상기 주입내관(10)의 길이방향으로 일정간격으로 구비되되, 상기 주입내관(10)을 감싸는 패커몸체(22)와, 상기 패커몸체(22) 상부에 구비되어 팽창 가능한 고무패커(24)로 이루어져 팽창된 고무패커(24)에 의해 구획된 단 별로 동시에 지반강화제(R)가 투입가능하게 된다.
여기서, 구획된 단이란 상기 주입내관(10)에 일정하게 배열된 패커부(20)에 의해 형성된 것으로, 즉 인접한 패커부(20) 사이를 의미하는 것이다.
한편, 상기 주입내관(10)과 패커부(20)를 고정시킬 수 있도록 지반(6)의 입구 부분에 캡(40)을 씌워 외부와 밀폐되게 된다.
상기 캡(40)은 지반(6)에 고정되는 캡몸체(42)와 상기 캡몸체(42) 내부에 형성되는 고정부(44)와 상기 캡몸체(42)를 관통하여 고정부(44)에 체결시키는 캡볼트(46)로 구성되게 된다.
그리고, 상기 패커부(20)에는, 상기 고무패커(24)를 수축 및 팽창시키는 에어관(26)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 고무패커(24)를 수축과 팽창을 알아보기 위해 도 3을 참조하기로 한다.
즉, 도 3을 참조하면, 컴프레셔에 의해 에어관(26)으로 공급된 에어(A)가 상기 패커몸체(22)를 통과하고 상기 패커몸체(22)에 상부에 형성된 고무패커(24)를 팽창시켜 보강파이프(1)와 압착되게 된다.
여기서, 상기 에어관(26)은 패커부(20)마다 연통되게 설치되어 고무패커(24)내로 일정한 에어압이 작용할 수 있게 된다.
그리고, 상기 고무패커(24)가 팽창되어 상기 주입내관(10)이 보강파이프(1) 내에서 흔들림 없이 고정될 수 있을 정도의 압력을 가하는 것이 바람직하고, 상기 팽창된 고무패커(24)에 의해 주입내관(10)의 일정 길이마다 구획된 단 별로 지반강화제(R)를 투입할 수 있게 된다.
그리고, 상기 에어관(26)에는 공급된 에어(A)를 제거할 수 있도록, 예를들면 밸브등을 설치하여 상기 고무패커(24)를 수축시켜 보강파이프(1)에 본 발명인 동시 다단 지반강화제 주입장치를 삽입하거나 빼낼 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의해 동시 다단 지반강화제 주입장치의 작동과정을 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.
먼저, 보강파이프(1)에 동시 다단 지반강화제 주입장치가 삽입되게 된다. 그 다음, 에어관(26)을 통하여 에어(A)가 주입되게 하여 패커부(20)의 패커몸체(22)를 거친 에어(A)가 고무패커(24)를 팽창시켜 보강파이프(1)와 압착되게 된다.
여기서, 고무패커(24)가 보강파이프(1)와 압착됨에 따라서 주입내관(10)의 길이방향으로 복수 개로 구비된 패커부(20) 사이로 구획된 단이 형성되게 된다.
그리고, 분지관(30)을 통해 지반강화제(R)가 투입하게 되면, 상기 지반강화제(R)는 상기 분지관(30)과 결합된 주입구(12)를 통해 주입내관(10)으로 이동되고, 구획된 단별로 형성된 각각의 배출구(14)를 통해 일정한 압력으로 동시에 지반강화제(R)가 배출되게 된다.
이때, 상기 분지관(30)을 통해 투입된 지반강화제(R)의 양이 증가하게 되면, 상기 지반강화제(R)는 배출구(14)를 통해 보강파이프(1)의 테이프를 뚫고 통공(2)을 통하여 지반(6)에 투입되게 된다.
따라서, 본 발명과 같은 동시 다단 지반강화제 주입장치는 한번의 지반강화제(R) 투입으로 구획된 단별로 일정한 압력과 양으로 주입되게 되어 소정범위를 이탈하지 않고 균등하게 주입심도 전체에 안정적으로 투여할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 연약 지반을 강화하는 지반강화제를 단 별로 동시에 투입할 수 있는 동시 다단 지반강화제 주입장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
1: 보강 파이프 2: 통공
3: 테이프 6: 지반
10: 주입내관 12: 주입구
14: 배출구 16: 연결관
20: 패커부 22: 패커몸체
24: 고무패커 26: 에어관
30: 분지관 32: 체크밸브
A: 에어 R: 지반강화제

Claims (4)

  1. 길이 방향을 따라 일정간격으로 복수개의 통공이 외주면에 관통 형성되고 상기 통공을 엄폐하는 테이프가 부착되어 지중 매설되는 보강파이프에 삽입되어 급, 완결재의 혼합물인 지반강화제를 투입하는 지반강화제 주입 장치에 있어서,
    상기 보강파이프에 삽입되는 것으로, 주입구(12)가 분리된 U자형으로 형성되고, 상기 주입구로 상기 지반강화제가 주입되어 복수 개의 배출구(14)로 배출되는 주입내관(10); 및
    상기 주입내관의 길이방향으로 일정간격으로 구비되되, 상기 주입내관을 감싸는 패커몸체(22)와, 상기 패커몸체 상부에 구비되어 팽창 가능한 고무패커(24)로 구성되는 패커부(20);로 이루어지고, 상기 패커부(20)에는, 상기 고무패커를 수축 및 팽창시키는 에어관(26)이 더 구비되어 팽창된 고무패커에 의해 구획된 단 별로 동시에 지반강화제가 투입가능한 것을 특징으로 하는 동시 다단 지반강화제 주입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주입내관(10)의 배출구(14)는,
    상기 패커부(20) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 동시 다단 지반강화제 주입장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주입구(12)에는,
    체크밸브(32)가 구비된 분지관(30)이 설치되는 것을 특징으로 하는 동시 다단 지반강화제 주입장치.
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