KR101056764B1 - 지보재용 볼트 - Google Patents

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    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Abstract

지보재용 볼트가 제공된다. 본 발명의 일 태양에 따른 지보재용 볼트는, 몸체; 및 동일한 길이를 가지는 복수개의 간격재를 구비하며, 상기 복수개의 간격재는 상기 몸체를 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 복수개의 간격재가 지보재용 볼트의 몸체 부분을 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조를 가지고 그라우트의 두께가 간격재의 두께보다 두껍게 형성됨으로써, 간격재 부분에 채워지는 지반의 입자들과 그라우트 부분에 채워지는 지반의 입자들간의 맞물림 현상에 의해 인발력이 강화된다.
지보재용 볼트, 간격재, 그라우트

Description

지보재용 볼트{Bolt for reinforcing members}
도 1은 본 발명에 따른 지보재용 볼트의 다양한 형태는 나타내는 도.
도 2는 도 1의 지보재용 볼트에 그라우트가 둘러싸인 형태를 나타내는 도.
도 3은 도 1의 지보재용 볼트의 규격을 상세히 나타내는 도.
도 4는 본 발명의 일 실험례에 대해 수평인발실험을 실시하여 얻은 인발력-변위 그래프.
도 5는 본 발명의 다른 실험례에 대해 수평인발실험을 실시하여 얻은 인발력-변위 그래프
본 발명은 지보재용 볼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 얕은 심도 대형· 대단면 지하공간에서 주변지반을 이용하여 인장력이 강화된 지보재용 볼트에 관한 것이다.
여기서, 지보재(支保材)용 볼트란 숏크리트(Shotcrete)와 함께 터널 시공방법에 있어서 지반 자체가 가지고 있는 강도를 이용하여 원지반을 지지함으로서 터널안정에 지극히 중요한 역할을 한다.
원지반의 초기 지중응력(최고 수천 t/㎡)은 지보재의 지지력(최고 50 t/㎡)보다 월등하게 크다. 즉, 지보재 단독으로는 지지력이 부족하기 때문에 작용하중이 작은 극히 얕은 심도의 지하공간을 제외한 대부분의 지하공간에서는 주변지반을 이용하지 않으면 작용하중을 지지할 수 없다. 따라서 지하공간에서 가장 중요한 지지구조물은 주변지반이라 할 수 있다.
한편, 지보재용 볼트는 정착 방식에 따라 여러 종류가 있고, 과거에는 선단정착식이 주로 사용되었지만 근래에는 대부분 전면접착식의 볼트를 사용하고 있다. 전면접착식은 볼트를 암반에 삽입하여 암반의 내하력을 이끌어 내는 원리이지만, 암질에 따라 그 거동이 다소 다르다. 즉, 암반의 균열 등 역학적으로 불연속면의 상태가 지하공간 거동을 지배하는 경암질에서 볼트가 개개의 암반을 지지하고 있어 암반의 일체성을 높이는 효과가 있고, 연암질의 경우 지하공간 주변의 암반이 소성화하는 단계에서 내공변위를 구속하면 암반을 삼축 응력상태로 유지하고 굴착면 주변 암반의 내하능력을 높이는 작용이 주로 이루어진다. 이와 같이 볼트의 작용효과는 암반의 종류에 따라 다르기 때문에 설계시에는 암반을 적절하게 평가하고, 그에 따른 볼트의 적절한 선택이 중요하다.
이와 같은 지보재용 볼트 공법의 선정은 시공하려는 지역의 지질학적 지반의 강도와 절리, 균열의 상태, 용수상황, 천공된 구멍의 확대 유무정도 및 보어홀(Bore-Hole)의 거친 정도와 자립여부, 타설방향, 시공관리의 용이성, 정착의 확실성 등의 경제성이 중요한 요제가 된다.
지보재용 볼트는 지반에 정착되어 주로 인장 부재로서 역할을 하기 때문에 지질학적 지반의 강도에 따라 인발력을 최대화하는 것이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주변지반을 이용하여 인발특성이 강화된 지보재용 볼트를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 지보재용 볼트는, 몸체; 및 동일한 길이를 가지는 복수개의 간격재를 구비한다.
상기 복수개의 간격재는 상기 몸체를 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조인 것이 바람직하다.
상기 복수개의 간격재를 제외한 몸체 부분에 그라우트가 둘러싸이는 것이 바람직하다.
상기 그라우트가 상기 몸체를 둘러싸는 두께는 상기 복수개의 간격재가 상기 몸체를 둘러싸는 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.
상기 간격재는 플라스틱 성분으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 지보재용 볼트는, 몸체; 및 동일한 길이를 가지는 복수개의 간격재를 구비하며, 상기 복수개의 간격재는 상기 몸체의 일부분만을 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조인 것이 바람직하다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도 면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 지보재용 볼트의 다양한 형태를 도시한 것이다.
지보재용 볼트(100)는 몸체(110) 및 복수개의 간격재(120)로 이루어진다.
몸체(110)의 재질로는 이형봉강, 트위스트(twist)봉강, 전나사봉강 등이 주로 사용된다. 경우에 따라서는, 용이하게 절단할 수 있는 글라스 화이버(fiber)가 사용될 수도 있다.
복수개의 간격재(120)는 동일한 길이를 가지며, 몸체(110)의 일부 또는 전부를 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸고 있다.
간격재(120)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정하지 않고 다양한 재질로 만들어질 수 있다.
도 1의 (a)에는 지보재용 볼트(100)에 간격재(120)가 하나 형성된 예를 나타낸 것이고, 도 1의 (b) 및 (c)에는 지보재용 볼트(100)에 간격재(120)가 2개 형성된 예를 각각 나타낸 것이고, 도 1의 (d) 및 (e)에는 지보재용 볼트(100)에 간격재(120)가 3개 형성된 예를 각각 나타낸 것이고, 도 1의 (f)에는 지보재용 볼트(100)에 간격재(120)가 4개 형성된 예를 각각 나타낸 것이다.
지보재용 볼트(100)에 간격재(120)가 형성되는 개수는 도 1의 (a) 내지 (f)에 도시된 예에 한정되지 않고, 다양한 개수로 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 지보재용 볼트에 그라우트가 둘러싸인 형태를 도시한 것이다.
그라우트(130)는 지보재용 볼트(100)의 몸체(110) 부분을 둘러싸도록 시공된다. 지반의 구멍에 지보재용 볼트(100)를 넣은 후 별도의 유입관을 통하여 그라우트(130)를 채울 때, 몸체(110) 부분만을 둘러싸도록 하고 간격재(120) 부분에는 그라우트(130)를 채우지 않는다. 그라우트(130)를 채우는 방법에 대해서는 당업자라면 용이하게 이해할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 경우, 간격재(120) 부분에 채워지는 지반의 입자들과 그라우트(130) 부분에 채워지는 지반의 입자들간의 맞물림 현상에 의해 인발력이 강화되는 특성을 띠게 된다.
도 2의 (a) 내지 (d)는 도 1의 (a) 내지 (d)에 그라우트(130)가 형성된 것을 각각 나타내며, 도 2의 (e)는 도 1의 (f)에 그라우트(130)가 형성된 것을 나타낸다. 도 2의 (f)는 간격재(120)가 5개가 형성된 지보재용 볼트(100)에 그라우트가 형성된 예를 나타낸다.
도 3은 도 1의 지보재용 볼트의 규격을 상세히 도시한 것이다.
도 3의 (a)에는 지보재용 볼트의 몸체(110) 부분에 간격재(120)가 둘러싸는 모습이 도시된다. 도시된 예에서, 몸체(110) 부분을 둘러싸는 간격재(120)의 두께가 약 12.5 mm 정도로 표시되었지만, 이는 예로서 도시한 것이고, 간격재(120)의 두께는 다양하게 형성될 수 있다.
도 3의 (b)에는 (a)의 지보재용 볼트에 그라우트(130)가 둘러싸는 형태가 도시된다. 그라우트(130)의 두께가 간격재(120)의 두께보다 5mm 정도 두껍게 형성된 예가 도시된다.
도 3의 (c)에는 그라우트(130)의 두께가 간격재(120)의 두께보다 10mm 정도 두껍게 형성된 예가 도시된다.
도 3의 (b) 및 (c)에 각각 도시된 그라우트(130)의 두께는 예로서 도시한 것이고, 이에 한정되지 않고 다양한 두께로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 지보재용 볼트에 대해 일정 압력(1 ㎏/㎠) 하에서 인발실험을 실시하기 위하여 수평인발실험기를 이용하여 실험하였다.
본 인발실험에서는 55cm×168cm×32cm (길이×폭×높이)의 크기를 가진 인발실험기를 사용하였다. 토조의 벽체는 두께 15mm의 철판을 사용하여 변형을 방지하도록 하였고 벽체 및 바닥면의 마찰을 위하여 요철을 형성하였다. 상부에는 에어백을 설치하여 수직하중을 가할 수 있도록 하였다. 인발저항력과 인발변위는 각각 10tf 용량 로드셀과 100mm 변위계 2개를 이용하여 계측하였다. 보강재를 일정속도(1mm/min)로 인발하기 위하여 토조 전면에 최고용량 10tf인 기어박스를 설치하였다.
새로운 볼트의 지보능력을 검증하기 위하여 간격재의 개수를 변화시키며 수평인발실험을 실시하였다. 또한 시공상태를 고려하여 간격재의 두께를 그라우트 두께보다 5mm 작은 경우, 10mm 작은 경우로 조절하여 실험을 실시하였다.
본 발명에서는 볼트의 지보능력을 향상시키기 위해 기존의 전면접착식 볼트와 달리 다수의 간격재를 형성하는 새로운 볼트를 개발하고 새로 개발된 볼트의 지보능력을 검증하기 위하여 수평인발실험을 실시하여 다음의 결과를 획득하였다.
도 4는 간격재 두께를 그라우트 두께보다 5mm 작게 제작한 후 수평인발실험을 실시하여 얻은 인발력-변위 그래프이다. 간격재를 6개 가지고 있는 볼트가 전면접착식 볼트보다 초기강도와 잔류강도가 더 큰 것으로 나타났다.
도 5는 간격재 두께를 그라우트 두께보다 10mm 작게 제작한 후 수평인발실험을 실시하여 얻은 인발력-변위 그래프이다. CASE4(간격재 6개)와 CASE3(간격재 5개)에서 초기강도가 전면접착식 볼트보다 크게 나타났고 CASE2(간격재 4개)에서는 전면접착식 볼트보다 초기강도와 잔류강도 모두 작게 나타났다.
또한 수직인발실험과 마찬가지로 간격재의 위치를 두부에 설치한 경우가 간격재를 선단부에 설치한 경우보다 큰 잔류강도를 나타냄을 알 수 있었다.
간격재의 두께가 그라우트 두께보다 5mm 작은 경우 간격재를 가지고 있는 볼트가 전면접착식 볼트보다 초기강도와 잔류강도 모두 크게 나타났다.
간격재의 두께가 그라우트 두께보다 10mm 작은 경우 CASE4(간격재 6개)와 CASE3(간격재 5개)에서 초기강도와 잔류강도가 전면접착식 볼트보다 크게 나타났고 이외의 경우에서는 전면접착식 볼트보다 작게 나타났다.
간격재의 위치는 볼트 두부에 설치한 경우가 볼트 선단부에 설치한 경우보다 더 큰 잔류강도를 나타냈다.
이러한 결과로부터 복수개의 간격재를 형성한 지보재용 볼트에 간격재의 두께보다 두껍게 그라우트를 형성함으로써, 인장강도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속 하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
본 발명에 따르면, 복수개의 간격재가 지보재용 볼트의 몸체 부분을 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조를 가지고 그라우트의 두께가 간격재의 두께보다 두껍게 형성됨으로써, 간격재 부분에 채워지는 지반의 입자들과 그라우트 부분에 채워지는 지반의 입자들간의 맞물림 현상에 의해 인발력이 강화된다. 또한, 간격재 형성되는 부분에는 그라우트가 형성되지 않음으로써, 그라우트의 재료를 절감하는 효과를 가진다.

Claims (8)

  1. 몸체; 및
    동일한 길이를 가지는 복수개의 간격재를 구비하며,
    상기 복수개의 간격재는 상기 몸체를 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조를 가지며, 상기 복수개의 간격재를 제외한 몸체 부분이 그라우트에 의해 둘러싸이며, 상기 그라우트가 상기 몸체를 둘러싸는 두께는 상기 복수개의 간격재가 상기 몸체를 둘러싸는 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 지보재용 볼트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 간격재는
    플라스틱 성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지보재용 볼트.
  5. 몸체; 및
    동일한 길이를 가지는 복수개의 간격재를 구비하며,
    상기 복수개의 간격재는 상기 몸체의 일부분만을 동일한 간격만큼 떨어져서 둘러싸는 구조를 가지며, 상기 복수개의 간격재를 제외한 몸체 부분이 그라우트에 의해 둘러싸이며, 상기 그라우트가 상기 몸체를 둘러싸는 두께는 상기 복수개의 간격재가 상기 몸체를 둘러싸는 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 지보재용 볼트.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 복수개의 간격재는
    플라스틱 성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지보재용 볼트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53144128A (en) * 1977-05-20 1978-12-15 Akira Kanematsu Underground excavating method
JPS58194299U (ja) 1982-06-16 1983-12-24 三信建設工業株式会社 トンネル施工用ロツクボルト構造
KR20020009300A (ko) * 2000-07-25 2002-02-01 이기웅 복합형 패커를 사용한 어스앙카 및 이를 이용한 어스앙카 시공공법
KR200393588Y1 (ko) * 2005-05-18 2005-08-24 구산토건(주) 인발력 저항 링을 갖는 터널시공용 락볼트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53144128A (en) * 1977-05-20 1978-12-15 Akira Kanematsu Underground excavating method
JPS58194299U (ja) 1982-06-16 1983-12-24 三信建設工業株式会社 トンネル施工用ロツクボルト構造
KR20020009300A (ko) * 2000-07-25 2002-02-01 이기웅 복합형 패커를 사용한 어스앙카 및 이를 이용한 어스앙카 시공공법
KR200393588Y1 (ko) * 2005-05-18 2005-08-24 구산토건(주) 인발력 저항 링을 갖는 터널시공용 락볼트

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