KR101118518B1 - Construction method for pressurized grouting compression ground anchor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가압식 압축형 지반 앵커의 시공방법에 관한 것으로서, 보강이 필요한 대상 지반에 케이싱과 천공장치를 이용하여 천공홀을 형성하는 단계; 상기 천공홀 내에 삽입된 케이싱 내부로 1차 그라우트제를 채우는 단계; 강선과 내하체를 포함하는 지반앵커를 상기 천공홀 내부에 삽입하는 단계; 상기 케이싱을 상기 내하체의 위치까지 인발하는 단계; 및 상기 케이싱 후단에 가압캡을 설치하고, 상기 가압캡에 연결된 주입관을 통해 지반 조건에 맞는 주입압력과 주입시간으로 그라우트제를 주입하는 가압 그라우팅 단계를 포함하고, 상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 주입압력은 압력게이지를 통해 모니터링되는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 가압 그라우팅 시 압력이 손실되지 않고 정착장에 확실하게 그라우팅 압력이 전달됨으로써 공동의 발생이 억제되고, 그라우팅의 충전 불량을 해소하여 그라우팅 품질의 향상을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 공경 확대 및 잔류응력 효과로 극한인발저항력을 증대시킬 수 있다.The present invention relates to a construction method of a pressure-type compression ground anchor, comprising: forming a drilling hole using a casing and a mill at a target ground to be reinforced; Filling a primary grout into a casing inserted into the drilling hole; Inserting a ground anchor comprising a steel wire and a load bearing body into the drilling hole; Drawing the casing to the position of the lower body; And a pressure grouting step of installing a pressure cap at the rear end of the casing and injecting a grout agent at an injection pressure and an injection time suitable for ground conditions through an injection tube connected to the pressure cap, wherein the grout agent is used in the pressure grouting step. The injection pressure is characterized in that it is monitored through a pressure gauge, through which the grouting pressure is reliably transmitted to the fixing station without pressure loss during pressurized grouting, thereby suppressing the occurrence of cavities and eliminating the poor filling of the grouting, thereby improving grouting quality. In addition, the ultimate pullout resistance can be increased by the expansion of the pore size and the residual stress effect.

Description

가압식 압축형 지반앵커의 시공방법{CONSTRUCTION METHOD FOR PRESSURIZED GROUTING COMPRESSION GROUND ANCHOR}Construction of Pressurized Compression Ground Anchors {CONSTRUCTION METHOD FOR PRESSURIZED GROUTING COMPRESSION GROUND ANCHOR}

본 발명은 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정량화된 가압 그라우팅을 실시하여 압력 손실이 없이 정착장에 확실히 그라우팅 압력이 전달됨으로써 공동의 발생을 억제하고, 그라우팅의 충전 불량을 해소하여 그라우팅의 품질을 향상시킬 수 있는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for constructing a pressurized compressed ground anchor, and more particularly, by performing quantitative pressure grouting, the grouting pressure is reliably transmitted to the fixing station without pressure loss, thereby suppressing the occurrence of cavities and poor filling of grouting. The present invention relates to a construction method of a pressurized compression ground anchor that can improve the quality of grouting by solving the problem.

지반앵커(ground anchor)는 대상 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 고강도의 강재에 높은 긴장력을 도입하여 구조물에 횡방향 또는 연직 방향의 구속력 및 선행하중(Pre-stress)을 가하기 위한 효과적인 공법으로 사용되고 있다. 또한, 흑막이 지지구조로서 스트러트(Strut), 레이커(Raker), 소일 네일링(Soil Nailing) 등 여러 다른 공법이 있지만, 굴착 내부 작업 공간 확보 및 후속 구조물 공정과 연계된 시공 용이성을 감안할 때, 지반앵커는 가장 선호도가 높은 공법이다.Ground anchors (ground anchors) are used as an effective method for applying a high tension force to the steel of high strength in order to fix the target structure on the ground to apply the restraining force and pre-stress in the transverse or vertical direction to the structure. In addition, there are many other methods such as strut, raker, and soil nailing as the supporting structure of black film, but considering the ease of construction associated with securing excavation internal working space and subsequent structure process Anchor is the most preferred method.

지반앵커는 정착되는 지반의 종류, 설치방향, 그라우트 압력, 앵커체의 모양에 따라 분류할 수 있으며, 특히 앵커의 긴장력을 가하는 방식에 따라 인장형 지반 앵커와 압축형 지반앵커로 구분된다.Ground anchors can be classified according to the type of ground to be settled, the installation direction, grout pressure, the shape of the anchor body, and in particular divided into tension type anchor and compression type anchor based on the way of applying the tension force of the anchor.

도심지 굴착공사에서 기존 건물이나 시설물에 인접하여 지반앵커를 설치할 경우 대지 경계선을 침범해서 앵커를 설치해야 하는 사례가 많이 발생하고 있다. 이런 경우에는 본체 구조물이 완성된 후 앵커를 제거해야 하므로 계획 단계에서부터 제거식 지반앵커를 고려해야 한다. 제거식 지반앵커는 피시스트랜드(PC strand)를 제거해야 하는 특성으로 인해 주로 압축형 지반앵커로 개발되어 사용되고 있다. In case of installation of ground anchors adjacent to existing buildings or facilities in urban excavation work, there are many cases where anchors need to be installed by violating site boundaries. In this case, the removed ground anchors should be considered from the planning stage since the anchors must be removed after the body structure is completed. Removable ground anchors are mainly developed as compressed ground anchors because of the need to remove PC strands.

이 압축형 지반앵커는 제거를 용이하게 하기 위하여 피시 스트랜드가 전부 피복되어 있고, 이 피시 스트랜드 정착부에 1개 또는 여러개의 내하체가 정착되어 있는 구조로 되어 있어 인발거동 메커니즘이 인장형 지반 앵커와는 다르게 나타나고 있다. 그런데, 국내에는 이런 압축형 지반앵커의 인발 특성에 부합되는 설계법이나 시공법이 규명되어 있지 않은 실정이다. 특히, 기존 중력식(무압) 그라우팅 앵커공법의 경우, 정착지반이 토사지반이거나 연약할 경우에는 앵커와 지반 사이 주면마찰저항이 작아 소정의 설계 앵커력을 확보하지 못하게 되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 따라서, 이런 경우 시공 시 앵커 간격을 좁히거나 앵커의 자유장을 연장하여 비교적 단단한 지반 혹은 암반에 정착시키고 있으므로, 천공 깊이 및 앵커체 길이의 증가 그리고 앵커 공수의 증가로 인하여 총 공사비의 증가가 상당한 실정이다. This compressed ground anchor has a structure in which fish strands are completely covered to facilitate removal, and one or more load bearing bodies are fixed to the fish strand fixing unit. Appears differently. However, in Korea, a design method or construction method corresponding to the drawing characteristics of the compressed ground anchor is not known. In particular, in the case of the conventional gravity-type (non-pressure) grouting anchor method, when the anchoring ground is soil ground or soft ground, the frictional resistance between the anchor and the ground is small, it is often not possible to secure a predetermined design anchor force. Therefore, in this case, since the anchor interval is narrowed during construction or the free field of the anchor is extended to settle in a relatively hard ground or rock, the increase in the total cost of construction due to the increase in the depth of drilling, the length of the anchor body, and the increase in the number of anchors is significant. to be.

이러한 이유로 인해 현재 국내외 토사 및 연약지반에서 보다 큰 극한 인발력을 확보하기 위한 방법으로 가압 그라우팅 공법이 개발되었으나, 지금까지 가압 그 라우팅 앵커의 설계 및 시공 시 주입압력, 주입시간, 주입량 등의 시공이 대부분 기능공들의 경험에만 의존하고 있어 지반의 상태 및 조건에 따른 압력, 시간, 주입량 등과 같은 시공방법에 대한 평가가 정량적으로 이루어지지 못하고 있는 실정이다.For this reason, the pressurized grouting method has been developed as a method to secure greater ultimate pulling force in domestic and overseas soil and soft ground. However, until now, most of the construction such as injection pressure, injection time, injection volume, etc. As it depends only on the experience of skilled workers, the evaluation of construction methods such as pressure, time, and injection amount according to the condition and condition of the ground cannot be made quantitatively.

압력식 가압 그라우팅의 경우 지반 조건에 따라 적정한 주입압, 주입시간, 주입범위 등을 적용시키지 못했을 경우에는 오히려 수압파쇄 등의 문제점을 야기시켜 구조물의 안정성을 저해할 수도 있어 정착 후에도 굴착 지반의 붕괴사례 및 추가 보강사례가 발생하여 안정성 확보가 어렵다는 문제점이 있었다.In the case of pressure-type pressure grouting, if the proper injection pressure, injection time, and injection range cannot be applied according to the ground conditions, it may cause problems such as hydraulic fracturing, which may impair the stability of the structure. There was a problem that it is difficult to secure stability due to additional reinforcement cases.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가압 그라우팅 시 정착장까지 압력이 확실시 전달되어 지반앵커의 극한인발저항력이 증대되며 주입압력 및 주입시간을 정량화하여 시공의 경제성 및 안정성을 높일 수 있는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법을 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the pressure is surely transmitted to the anchorage during pressure grouting to increase the ultimate pullout resistance of the ground anchor and pressurized compression type that can quantify the injection pressure and injection time to increase the economics and stability of construction It is to provide a construction method of ground anchors.

본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

보강이 필요한 대상 지반에 케이싱과 천공장치를 이용하여 천공홀을 형성하는 단계;Forming a drilling hole using a casing and a fabric mill in the target ground to be reinforced;

상기 천공홀 내에 삽입된 케이싱 내부로 1차 그라우트제를 채우는 단계;Filling a primary grout into a casing inserted into the drilling hole;

강선과 내하체를 포함하는 지반앵커를 상기 천공홀 내부에 삽입하는 단계;Inserting a ground anchor comprising a steel wire and a load bearing body into the drilling hole;

상기 케이싱을 상기 내하체의 위치까지 인발하는 단계; 및Drawing the casing to the position of the lower body; And

상기 케이싱 후단에 가압캡을 설치하고, 상기 가압캡에 연결된 주입관을 통해 지반 조건에 맞는 주입압력과 주입시간으로 그라우트제를 주입하는 가압 그라우팅 단계를 포함하고,And a pressure grouting step of installing a pressure cap at the rear end of the casing and injecting a grout agent at an injection pressure and an injection time suitable for ground conditions through an injection tube connected to the pressure cap.

상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 주입압력은 압력게이지를 통해 모니터링되는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법을 제공한다.The injection pressure of the grout agent in the pressure grouting step provides a construction method of the pressure-type compressed ground anchors, characterized in that the pressure gauge is monitored.

여기서, 상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 주입압력은 100kPa 내지 500kPa 인 것이 바람직하다.Here, the injection pressure of the grout agent in the pressure grouting step is preferably 100kPa to 500kPa.

또한, 상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 최소 주입시간은 지반의 투수계수가 5.0×10-3㎝/sec 내지 5.0×10-5㎝/sec 일 때 30초 내지 270초 이며, 지반의 투수계수가 감소할수록 상기 최소 주입시간이 증가하는 것이 바람직하다.In addition, the minimum injection time of the grout agent in the pressure grouting step is 30 seconds to 270 seconds when the ground water permeability coefficient is 5.0 × 10 −3 cm / sec to 5.0 × 10 −5 cm / sec. It is desirable to decrease the minimum injection time as it decreases.

또한, 상기 가압캡의 내부에는 상기 케이싱과의 접촉부분에 패킹이 구비되고, 상기 가압캡 상부를 가압함으로써 상기 가압캡 및 상기 케이싱을 기밀시키는 것이 바람직하다.In addition, the inside of the pressing cap is provided with a packing in contact with the casing, it is preferable to seal the pressing cap and the casing by pressing the upper pressure cap.

또한, 상기 천공홀을 형성하는 단계는, 내부 및 외부 케이싱으로 이루어진 더블 케이싱을 이용하여 대상지반을 천공하고, 상기 내부 케이싱을 제거함으로써 상기 외부 케이싱과 천공된 지반이 밀착되도록 하는 것이 바람직하다.In the forming of the perforation hole, it is preferable to drill the target ground using a double casing composed of inner and outer casings, and to remove the inner casing so that the outer casing and the perforated ground are in close contact with each other.

또한, 상기 지반앵커가 복수개의 내하체를 포함하는 경우, 상기 케이싱을 인발하는 단계 및 상기 가압 그라우팅 단계는 상기 복수개의 내하체 위치별로 단계적으로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, when the ground anchor includes a plurality of inner bodies, the drawing of the casing and the pressing grouting step may be performed step by step for the plurality of inner bodies.

또한, 상기 가압 그라우팅 단계 이후, 상기 강선을 인장하여 상기 지반앵커를 긴장 및 정착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the pressure grouting step, it may further comprise the step of tensioning and fixing the ground anchor by tensioning the steel wire.

또한, 상기 지반앵커가 복수개의 내하체를 포함하는 경우, 상기 지반앵커의 선단에 위치하는 내하체를 둘러싸는 강선부터 차례로 인장하는 것이 바람직하다.In addition, when the ground anchor includes a plurality of inner bodies, it is preferable that the ground anchors are sequentially stretched from the steel wire surrounding the inner bodies positioned at the tip of the ground anchors.

또한, 상기 지반앵커의 긴장 및 정착 단계 이후, 시공된 지반앵커의 극한인발저항력(Pu)은 하기식으로 산정될 수 있다.In addition, after the tension and fixing step of the ground anchors, the ultimate pull resistance (P u ) of the ground anchors can be calculated by the following equation.

Figure 112009042783221-pat00001
Figure 112009042783221-pat00001

(여기서, D는 천공직경, L은 지반앵커의 정착장 길이, τu 는 지반앵커의 단위면적당 주면마찰저항력, Ge는 지반앵커의 근접 시공으로 인한 군효율을 의미하며, 상기 τu 및 상기 Ge는 하기식으로 정의되고,(Wherein, D is the perforation diameter, L Chapter fixation of the ground anchor length, τ u is a main surface frictional resistance per unit area of the ground anchor, Ge refers to group efficiency due to close-up the construction of the ground anchor, and the τ u and the Ge Is defined by

Figure 112009042783221-pat00002
Figure 112009042783221-pat00002

여기서, N52.5는 표준관입시험값이고,Where N 52.5 is the standard penetration test value,

Figure 112009042783221-pat00003
Figure 112009042783221-pat00003

여기서, a=지반앵커의 이격거리, R=앵커장×tanβ, β=2/3×φ(토사), 45°(암반), φ=내부마찰각을 의미함).Here, a = distance of ground anchors, R = anchor length x tan β, β = 2/3 x φ (soil), 45 ° (rock), φ = internal friction angle).

본 발명에 따르면, 가압 그라우팅 시 압력이 손실되지 않고 정착장에 확실하게 그라우팅 압력이 전달됨으로써 공동의 발생이 억제되고, 그라우팅의 충전 불량을 해소하여 그라우팅 품질의 향상을 얻을 수 있다. 또한, 내하체별로 단계적으로 가압 그라우팅을 실시함으로써 천공경의 확공, 지반앵커의 거칠기 증가의 효과를 기대할 수 있으며, 이로 인해 무압 그라우팅 앵커에 비해 극한인발저항력이 증대될 수 있다.According to the present invention, the pressure is not lost during pressure grouting, and the grouting pressure is reliably transmitted to the fixing station, whereby the generation of the cavity is suppressed, and the poor filling of the grouting can be eliminated to improve the grouting quality. In addition, by performing pressure grouting step by step for each load bearing body, it is possible to expect the effect of the expansion of the drilling diameter, the increase in the roughness of the ground anchor, thereby increasing the ultimate pull resistance compared to the pressureless grouting anchor.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위 가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereby.

도 1은 본 발명에 따른 지반앵커의 구조도이다. 지반앵커(10)는 내하체(1) 및 강선(2)을 포함하여 이루어지며, 와이어(4)와 그 외측을 감싸는 피복(3)으로 이루어진 강선(2)은 내하체(1)를 따라 고정구(5)에 의해 결속되어 연장되어 있다.1 is a structural diagram of a ground anchor according to the present invention. The ground anchor 10 comprises a load bearing body 1 and a steel wire 2, and the steel wire 2 made of a wire 4 and a sheath 3 surrounding the outside thereof is fastened along the load bearing body 1. It is bound by (5), and is extended.

지반앵커(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 내하체(1a, 1b, ...) 및 이에 체결된 강선(2a, 2b, ...)으로 구성될 수 있다. 즉, 내하체를 복수개 설치한 다음 내하체의 선단을 각각의 강선으로 감고, 일정한 간격을 두고 설치된 각각의 내하체와 강선을 고정구로 각각 상호고정하면서, 강선이 일정 길이로 연장되도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the ground anchor 10 may include a plurality of load bearing bodies 1a, 1b, ..., and steel wires 2a, 2b, ... fastened thereto. That is, after installing a plurality of inner body body and the front end of the lower body body to each steel wire, and each fixed body and the steel wire installed at regular intervals to each other fixed to each other, the steel wire can be configured to extend to a certain length. .

본 명세서에서 "선단" 이란 지표에서 먼쪽, 즉 천공홀의 깊이 방향으로의 일단을 의미하며, 이와 반대로 "후단" 이란 지표에 가까운 쪽의 일단을 의미한다.As used herein, the term "leading end" means one end in a direction far from the index, ie, in the depth direction of the hole, and vice versa.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법을 단계적으로 도시한 도면이다. 즉, 도 2a는 케이싱(11)과 천공장치(미도시)를 이용하여 지반에 천공홀(h)을 형성한 후, 케이싱(11)이 천공홀 내에 삽입된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2b는 천공홀 내에 삽입된 케이싱 내부에 1차 그라우트제가 채워진 상태를 나타낸 도면이고, 도 2c는 천공홀 내부에 삽입된 가압식 압축형 지반앵커를 나타낸 도면이고, 도 2d는 케이싱(11)을 내하체(1b) 위치까지 인발한 상태를 나타낸 도면이고, 도 2e는 케이싱(11) 후단에 부착된 가압캡(20)을 설치하고, 소정의 주입시간 동안 상기 가압캡에 연결된 주입관(23)을 이용하여 소정의 주입압으로 그라우트제를 주입하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 2f는 가압캡 및 케이싱이 완전히 제거된 후, 지반앵커의 긴장 및 정착단계를 나타낸 도면이다.2a to 2e is a diagram showing a step-by-step method of construction of the pressurized compression ground anchor according to the present invention. That is, FIG. 2A is a view illustrating a state in which the casing 11 is inserted into the drilling hole after the drilling hole h is formed in the ground using the casing 11 and the drilling device (not shown). Figure 1 is a view showing a state in which the primary grout is filled in the casing inserted into the drilling hole, Figure 2c is a view showing a pressurized compressed ground anchor inserted into the drilling hole, Figure 2d is a housing (1b) Figure 2e is a view showing a state drawn to the position, Figure 2e is a pressure cap 20 attached to the rear end of the casing 11 is installed, and a predetermined time using the injection pipe 23 connected to the pressure cap for a predetermined injection time Figure 2f is a view showing a state of injecting grout agent in the injection pressure of, Figure 2f is a view showing the tension and fixing step of the ground anchor after the pressure cap and the casing is completely removed.

먼저, 본 발명에 따른 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법은 지반의 지지력을 보강하기 위한 대상 지반에 케이싱(11)과 천공장치(미도시)를 이용하여 천공홀(h)을 형성한다. 케이싱은 그 길이방향으로 복수개의 캐이싱을 연결하여 천공홀의 깊이에 맞게 조절할 수 있다. 천공홀(h)을 형성하는 단계는 내부 및 외부 케이싱으로 이루어진 더블 케이싱(미도시)을 이용할 수 있다. 즉, 내부 케이싱 첨단에 다이아몬드와 같이 강도가 높은 재질의 천공비트를 부착하고 동시에 내부 케이싱을 통하여 물을 공급하면서 지반을 천공할 수 있으며, 공급된 물은 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이의 간극을 통하여 케이싱 내측에서 배수할 수 있다. First, the construction method of the pressure-type compression ground anchor according to the present invention forms a drilling hole (h) by using a casing 11 and a drilling device (not shown) in the target ground to reinforce the bearing capacity of the ground. The casing can be adjusted to the depth of the drilling hole by connecting a plurality of casing in the longitudinal direction. Forming the hole (h) may use a double casing (not shown) consisting of the inner and outer casing. That is, it is possible to perforate the ground by attaching a drilling bit of high strength material such as diamond to the inner casing tip and supplying water through the inner casing, and the supplied water is casing through the gap between the inner casing and the outer casing. It can drain from the inside.

천공이 완료된 이후에는 내부 케이싱을 제거하여 외부 케이싱이 굴착된 천공홀에 위치하도록 한다. 이와 같이, 더블 케이싱을 이용한 천공방법은 천공 후 케이싱(외부 케이싱)이 굴착된 지반에 실질적으로 밀착되도록 삽입될 수 있기 때문에, 가압 그라우팅 시 정착장까지 그라우팅 압력이 확실히 전달될 수 있는 이점이 있다.After the drilling is completed, the inner casing is removed so that the outer casing is located in the drilled hole. As such, since the drilling method using the double casing can be inserted such that the casing (outer casing) is substantially in close contact with the excavated ground after drilling, there is an advantage that the grouting pressure can be reliably transmitted to the anchorage during pressure grouting.

다음으로, 천공홀 내에 삽입된 케이싱(11) 내부로 1차 그라우트제를 채운다. 그라우트의 배합은 물과 시멘트의 혼합 중량비가 1:2가 되도록 하며, 팽창제를 포함한 기타의 혼화재의 첨가는 없는 것이 바람직하다. 호스(12)를 천공홀 선단까지 삽입한 후 무가압된 그라우트제를 천공홀 내부에 채우며, 이때 그라우트제가 케이 싱(11) 바깥으로 흘러넘칠 때 까지 그라우트제를 채우는 것이 바람직하다.Next, the primary grout is filled into the casing 11 inserted into the drilling hole. The mixing of the grout is such that the mixing weight ratio of water and cement is 1: 2, and it is preferable that no other admixture including the expanding agent is added. After inserting the hose 12 to the end of the drilling hole, the pressure-free grout is filled into the drilling hole, and at this time, the grout is preferably filled until the grout flows out of the casing 11.

1차 그라우트제를 채운 후, 강선과 내하체를 포함하는 지반앵커(10)를 천공홀 내부에 삽입한다. 지반앵커(10)는 복수개의 내하체가 다단으로 연결될 수 있으며, 지반앵커의 총길이는 앵커장 보다 1.5 내지 2.0m 길게 여유를 두는 것이 바람직하다. 또한, 추후 강선의 인장시 편의를 위해, 동일한 내하체를 감싸고 있는 한쌍의 강선에 표시를 해 두는 것이 바람직하다.After the primary grout is filled, the ground anchor 10 including the steel wire and the lower body is inserted into the drilling hole. The ground anchor 10 may be connected to a plurality of internal bodies in multiple stages, the total length of the ground anchor is preferably left 1.5 to 2.0m longer than the anchor length. In addition, it is preferable to mark the pair of steel wires that surround the same load-bearing body for convenience in tensioning the steel wire later.

케이싱(11) 내부로 지반앵커(10)의 삽입이 완료된 후, 케이싱(11)을 내하체(1b) 위치까지 분할 인발하도록 한다. 이 때, 지표 밖으로 돌출된 일부의 케이싱은 분리되어 해체될 수 있다. After insertion of the ground anchors 10 into the casing 11 is completed, the casing 11 is pulled out to the position of the lower body 1b. At this time, some of the casing protruding out of the surface can be separated and dismantled.

이후, 케이싱(11) 후단에 가압캡(20)을 설치하고 소정의 주입시간 동안 적정 주입압력으로 가압 그라우팅을 실시한다. 가압 그라우팅 시, 압력게이지(21)를 이용하여 공급되는 그라우트제의 압력을 모니터링 할 수 있으며, 적정 주입압력에 미달될 경우, 그라우트제 공급용 펌프(22)의 공급 압력을 높이도록 한다.Thereafter, the pressure cap 20 is installed at the rear end of the casing 11 and pressure grouting is performed at a proper injection pressure for a predetermined injection time. During pressure grouting, the pressure of the grout agent supplied using the pressure gauge 21 can be monitored, and when the proper injection pressure is not reached, the supply pressure of the grout agent supply pump 22 is increased.

그라우트제의 적정 주입압력 및 주입시간은 대상 지반의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 주입시간 역시 대상 지반의 투수 계수에 따라 달라질 수 있다. 적정 주입압력 및 주입시간에 대한 구체적인 수치는 후술하기로 한다.The proper injection pressure and injection time of the grout agent may vary depending on the type of the ground, and the injection time may also vary according to the permeability coefficient of the target ground. Specific values for the proper injection pressure and injection time will be described later.

가압 그라우팅 단계에 사용되는 가압캡(20)은 케이싱의 후단에 설치되며, 일측에 가압된 그라우트를 공급하는 주입관(23)이 연결되어 있다. 가압캡은 케이싱과 동일한 재질, 예컨대 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. The pressurized cap 20 used in the pressurized grouting step is installed at the rear end of the casing, and an injection pipe 23 for supplying pressurized grout to one side is connected. The pressure cap is preferably made of the same material as the casing, for example metal.

그리고, 이 주입관에는 천공홀에 주입되는 가압 그라우트의 주입압력을 표시하는 압력게이지(21)가 설치되어 있다. 이 압력게이지를 통해 작업자는 그라우트제가 적정 주입압력에 미달되거나 적정 주입압력을 초과할 경우 펌프의 압력을 조절하여 가압 그라우팅 단계에서 공급되는 그라우트제의 압력을 조절할 수 있다. And this injection pipe is provided with the pressure gauge 21 which displays the injection pressure of the pressurized grout injected into a drilling hole. The pressure gauge allows the operator to adjust the pressure of the grouting agent supplied in the pressurized grouting step by adjusting the pressure of the pump when the grouting agent is below the proper injection pressure or exceeds the proper injection pressure.

한편, 상기 압력게이지(21)는 가압캡(20)에 설치될 수도 있으며, 천공홀 내부로 주입되는 그라우트제의 주입압력을 계측할 수 있는 곳이라면 그 장착 위치는 한정되지 않는다.On the other hand, the pressure gauge 21 may be installed in the pressure cap 20, the mounting position is not limited as long as it can measure the injection pressure of the grout injected into the drilling hole.

종래의 압축형 지반 앵커에서의 가압 그라우팅 작업 시에는 작업자가 경험에만 의존하여 주입되는 그라우트제의 압력을 결정하였지만, 본 발명에서는 압력게이지를 이용하여 천공홀에 주입되는 그라우트제의 압력을 모니터링할 수 있다.In the pressurized grouting operation in the conventional compressed ground anchor, the operator decides the pressure of the grout agent to be injected only depending on the experience. However, in the present invention, the pressure gauge can be used to monitor the pressure of the grout agent injected into the hole. have.

한편, 가압 그라우팅 시, 천공홀 내부로 공급되는 그라우트제의 압력 손실을 방지하기 위해, 가압캡의 내부에는 패킹(24)이 설치될 수 있다. 이 패킹은 고무 재질인 것이 바람직하며, 케이싱(11)과 가압캡 간의 결합시 기밀을 유지하도록 하여 가압캡 및 케이싱 내부에서 가압된 그라우트제의 압력이 강하되는 것을 막을 수 있다. 또한, 가압캡과 케이싱 간의 기밀 효과를 더욱 높이기 위해, 가압캡의 상부를 가압하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 천공장치의 삽입봉(25)을 이용하여 가압캡 상부를 가압하면서 가압 그라우팅 단계를 실시할 수 있다.On the other hand, during pressure grouting, in order to prevent pressure loss of the grout material supplied into the drilling hole, the packing 24 may be installed inside the pressure cap. The packing is preferably made of a rubber material, so as to maintain airtightness when the casing 11 and the pressure cap are coupled to each other to prevent the pressure of the grout pressurized from the pressure cap and the casing from dropping. In addition, in order to further enhance the airtight effect between the pressure cap and the casing, it is preferable to press the upper portion of the pressure cap. For example, the pressure grouting step may be performed while pressing the pressure cap upper portion using the insertion rod 25 of the punching device.

한편, 지반앵커(10)가 복수개의 내하체(1a, 1b, ...)를 포함하는 경우에는 케이싱을 인발하는 단계 및 가압 그라우팅 단계는 복수개의 내하체 위치별로 분할하여 단계적으로 이루어질 수 있다.On the other hand, when the ground anchor 10 includes a plurality of inner body (1a, 1b, ...), the step of drawing the casing and the pressure grouting step may be divided step by step by a plurality of inner body position.

예를 들면, 2단의 내하체를 포함하는 지반앵커가 삽입된 경우에는 케이싱을 내하체(1b) 위치로 단계적으로 인발한 후, 가압 그라우팅 단계를 반복해서 실시한다. 이 후, 가압캡(20)을 케이싱(11)으로부터 분리하고 케이싱을 천공홀로부터 완전히 제거한다.For example, when a ground anchor including two stages of inner body is inserted, the casing is drawn out stepwise to the lower body 1b, and then the pressure grouting step is repeated. Thereafter, the pressure cap 20 is separated from the casing 11 and the casing is completely removed from the drilling hole.

도 2f는 가압캡 및 케이싱이 완전히 제거된 후, 지반앵커의 긴장 및 정착단계를 나타낸 도면이다.Figure 2f is a view showing the tension and fixing step of the ground anchor after the pressure cap and the casing is completely removed.

강선의 인장 순서는, 내하체(1a, 1b, ...)가 복수개로 이루어진 경우, 지반앵커(10)의 선단에 위치하는 제1 내하체(1a)를 둘러싸는 강선(2a)부터 차례로 인장하는 것이 바람직하다. 즉, 먼저 제1 내하체(1a)를 감싼 제1 강선(2a)의 단부에 인장력을 주어 일정량 인장하고, 제2 내하체(1b)를 감싼 제2 강선(2b)의 단부에 인장력을 주어 인장하는 순서로 지반앵커를 긴장시킨다. 그리고, 지반에 배치된 지압판(31)에 설치된 정착판(32)에 상술한 바와 같이 인장된 제1 및 제2 강선을 정착 고정시키면서 지반앵커 시공을 마무리한다.Tensile order of the steel wire is, in order when the load body (1a, 1b, ...) consists of a plurality, the tension in order from the steel wire (2a) surrounding the first lower body (1a) located at the tip of the ground anchor 10 It is desirable to. That is, first, a tensile force is applied to an end portion of the first steel wire 2a wrapping the first load bearing body 1a to tension a predetermined amount, and a tension is applied to an end portion of the second steel wire 2b wrapping the second load body 1b. Tension the ground anchors in this order. Then, the ground anchor construction is completed while fixing the fixed first and second steel wires as described above to the fixing plate 32 provided on the pressure plate 31 disposed on the ground.

이하에서는, 가압 그라우팅의 주입시간, 주입압력 및 본 발명에 따른 시공방법에 의해 시공된 가압식 압축형 지반앵커의 극한인발저항력을 산정하는 과정을 실험 결과를 토대로 설명하고자 한다.Hereinafter, the process of calculating the ultimate pull-out resistance of the pressurized grout-type ground anchor constructed by the injection method, the injection pressure and the construction method according to the present invention will be described based on the experimental results.

지반의 투수계수에 따른 가압 그라우팅 최소 주입시간의 산정Estimation of the minimum injection time for pressurized grouting according to the ground permeability coefficient

가압 그라우팅으로 인해 주변 지반으로 물이 빠져나가면서 그라우트제 내부의 과잉간극수압이 소산되는 속도는 주변 지반의 투수계수에 의해 결정된다. 그라우트 압밀모델에 따른 그라우트의 평균 압밀도(과잉간극수압의 소산정도)는 압밀계 수, 그라우트-지반의 투수계수비, 천공반경 등에 의해 결정된다. 이 중 그라우트-지반 투수계수비, 천공반경은 실제 실측을 통해 결정되는 요소이므로, 그라우트 압밀 계수에 대한 수정이 필요하다. 시멘트 그라우트의 압밀계수는 시멘트 페이스트의 물/시멘트 비에 따라 변할 것이므로, 압밀계수 값을 변화시켜 가면서 실험결과와 일치하는 값을 찾는 과정을 반복하였다. 그 결과, 물 및 시멘트의 혼합 중량비가 1:2 인 경우, 압밀계수는 0.38 ~ 0.45㎠/sec 일 때, 실험결과와 일치하는 결과를 보였으며, 수정된 압밀계수를 0.42㎠/sec로 적용하여, 수학식 1로 표시되는 그라우트제 내부의 기본 압밀 방정식을 이용하여 지반의 투수계수에 따른 "시간-그라우트 평균압밀도"의 관계를 도 3에 도시하였다.The rate at which excess pore water pressure in the grout dissipates as the water exits the surrounding ground due to pressure grouting is determined by the permeability coefficient of the surrounding ground. The average density of the grout (the degree of dissipation of excess pore water pressure) according to the grout consolidation model is determined by the consolidation coefficient, the grout-base permeability coefficient ratio, the drilling radius, and the like. Among them, the grout-ground permeability ratio and the perforation radius are factors that are determined through actual measurements, and thus, the grout consolidation coefficient needs to be corrected. Since the consolidation coefficient of cement grout will change according to the water / cement ratio of cement paste, the process of finding a value consistent with the experimental results was repeated while changing the consolidation coefficient value. As a result, when the mixing weight ratio of water and cement is 1: 2, when the consolidation coefficient is 0.38 ~ 0.45cm2 / sec, the results are consistent with the experimental results, and the modified consolidation coefficient is applied as 0.42cm2 / sec. 3 shows the relationship between the "time-grout average density" according to the permeability coefficient of the ground by using the basic consolidation equation of the grout represented by Equation (1).

Figure 112009042783221-pat00004
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여기서, r은 천공 중심에서 방사방향 임의의 거리를, c는 시멘트 그라우팅제의 압밀계수를 의미한다.Where r is any distance radially from the center of the puncture, and c is the consolidation coefficient of the cement grouting agent.

실제 현장에서 물/시멘트의 혼합 중량비는 50%이나, 가압 그라우팅으로 인해 물이 주변 지반으로 빠져나가면서 함수비가 감소하며 최종적으로 약 30%의 함수비까지 감소한다고 알려져 있다.Although the mixing weight ratio of water / cement in the field is 50%, it is known that the water content decreases as the water flows out to the surrounding ground due to the pressurized grouting and finally decreases to about 30%.

시멘트의 함수비에 따라 그라우트의 상태가 크게 변하며, 고체-액체의 대략적인 경계로 시멘트 함수비를 대략 35%로 볼 수 있다. 따라서, 가압 그라우팅으로 인해 그라우트제로부터 물이 빠져나감에 따라 그라우트제의 강성이 발현되는 함수 비를 35%로 추정할 수 있으며, 이 값에 도달했을 때 그라우트제의 평균 압밀도는 다음과 같이 산정할 수 있다.The state of the grout changes greatly with the moisture content of the cement, and the roughness of the solid-liquid can be seen as about 35% of the cement moisture content. Therefore, it is possible to estimate the function ratio at which the stiffness of the grouting agent is expressed as 35% as water is released from the grouting agent due to the pressurized grouting, and when this value is reached, the average density of the grouting agent is calculated as follows. Can be.

Figure 112009042783221-pat00005
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따라서, 일반적으로 현장 풍화토층의 투수계수 범위인 5×10-3 ~ 5×10-5 ㎝/sec 구간에서 75%의 평균 압밀도에 도달하는 시간을 도 3에 도시된 그래프를 이용하여 계산하면 표 1과 같다.Therefore, in general, the time to reach the average density of 75% in the interval of 5 × 10 -3 ~ 5 × 10 -5 cm / sec, which is the permeability coefficient range of the field weathered soil layer using the graph shown in Figure 3 Same as 1.

Figure 112009042783221-pat00006
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따라서, 가압 그라우팅 시에 그라우트제의 최소 주입시간은 지반의 투수계수가 5.0×10-3㎝/sec 내지 5.0×10-5㎝/sec 일 때 30초 내지 270초 인 것이 바람직하며, 지반의 투수계수가 감소할수록 상기 최소 주입시간이 증가되어야 함을 알 수 있다.Therefore, the minimum injection time of the grout agent during the pressure grouting is preferably 30 seconds to 270 seconds when the ground water permeability coefficient is 5.0 × 10 −3 cm / sec to 5.0 × 10 −5 cm / sec. It can be seen that the minimum injection time should be increased as the coefficient decreases.

한편, 가압 그라우팅의 적정 주입시간은 가압 그라우팅으로 인해 그라우트제로부터 물이 빠져나감(압밀)에 따라 그라우트제의 강성이 발현되는 시간동안 최소한 가압 그라우팅 주입이 이루어져야 한다는 관점으로 접근할 수 있다. 따라서, 표 1에 기재된 지반의 투수계수에 따른 75%의 평균 압밀도에 도달하는 시간 전에 가압 그라우팅이 중단된다면 가압 그라우팅으로 인해 팽창되었던 내공 변위가 급격히 줄어들어 잔류응력의 효과를 기대할 수 없다. 즉, 최소 주입시간 이상으로 가압 그라우팅이 실시되어야만 가압 그라우팅에 따른 인발저항력의 향상을 가져올 수 있는 것이다.On the other hand, the proper injection time of the pressurized grouting may be approached from the viewpoint that the pressurized grouting injection should be made at least during the time when the grouting agent exhibits rigidity as water is released from the grouting agent due to the pressurized grouting. Therefore, if the pressurized grouting is stopped before the time of reaching the average density of 75% according to the ground permeability coefficient of Table 1, the expansion of the pore that has been expanded due to the pressurized grout decreases rapidly, and the effect of residual stress cannot be expected. That is, only when pressure grouting is performed over the minimum injection time, the pullout resistance may be improved due to pressure grouting.

가압 그라우팅으로 인해 발생하는 확공 현상 및 천공벽에 작용하는 잔류응력의 요소가 지반앵커의 인발저항력을 중가시키는 중요한 요인이라는 것을 감안하면, 최소 주입시간 이상의 가압 그라우팅 주입은 지반앵커의 인발저항력 증대에 필수적임을 알 수 있다.Given that expansion factors caused by pressurized grouting and residual stress acting on the perforated wall are important factors that increase the pullout resistance of ground anchors, pressurized grouting injection over minimum injection time is essential to increase pullout resistance of ground anchors. It can be seen that.

현장시험Field test

현장시험은 압축형 지반앵커의 가압그라우팅의 효과를 규명하기 위하여 실시되었는데 효율적인 가압 그라우팅 방법을 모색하여 압축형 지반앵커에 부합한 가압그라우팅의 시공방법을 정립하기 위하여 총 5차에 걸쳐 현장위치와 지반종류를 달리하면서 수행하였다. 아울러 제3차, 제4차 현장시험에서는 군효과(지반앵커 간 상호 영향에 의한 간섭효과) 시험을 병행하여 수행하였다.Field tests were conducted to investigate the effect of pressure grouting of compressed ground anchors. In order to establish an efficient method of pressurized grouting for compressed ground anchors by searching for efficient pressure grouting methods, the site location and ground were analyzed for a total of 5 times. It was performed with different kinds. In addition, in the third and fourth field tests, the group effect (interference effect due to mutual influence between ground anchors) test was performed in parallel.

1) 표준관입치의 측정1) Measurement of standard penetration

표준관입시험은 63.5kg의 해머를 높이 76cm에서 자유낙하시켜 정해진 규격의 원통 분리형 시료채취기를 시추공 내에서 30cm 관입시키는 데 필요한 해머타격회수(N치)를 측정하여, 그 결과로서 지반을 분류하거나 연경도를 평가하고, 나아가 지반의 강도, 상대밀도, 내부마찰각 등 지반 정수를 추정하며, 또한 교란된 상태의 시료를 얻어 육안으로 확인할 수 있는 원위치 시험방법이다.The standard penetration test measures the hammer strike frequency (N value) required to penetrate a 63.5kg hammer at 76cm in height to penetrate a cylindrical sampler of specified size 30cm in a borehole. It is an in-situ test method that evaluates the degree, further estimates the ground constants such as ground strength, relative density, internal friction angle, etc., and obtains a sample in a disturbed state.

현장시험에서는 표준관입시험을 통해 N값을 측정하였으며, 국내에서는 이론적 해머의 자유낙하에너지에 대한 관입에 사용되는 에너지의 비로 정의되는 표준관입시험의 에너지비를 52.5%로 가정하므로, 상기 N값은 N52.5로 표시된다.In the field test, the N value was measured through the standard penetration test, and in Korea, the energy ratio of the standard penetration test defined as the ratio of the energy used for the penetration of the free fall energy of the theoretical hammer is assumed to be 52.5%. It is denoted by N 52.5 .

2)그라우트제의 제원2) Specifications of grout

시험 시공시, 그라우트제에 사용한 시멘트는 일반 포틀랜드 시멘트로서 물-시멘트 혼합 중량비(W/C)가 50%이며, 기타 혼화재는 첨가하지 않았다.At the time of the test, the cement used for the grout was general portland cement, having a water-cement mixing weight ratio (W / C) of 50%, and no other admixture was added.

3) 현장시험결과3) Field test result

가압 그라우팅에 의한 효과를 분석하기 위하여, 무압 및 가압으로 그라우팅을 수행한 경우의 현장시험결과를 표 2a 내지 표 2e에 기재하였다. 여기서, 확공률이란 실측직경과 천공직경의 차이값을 천공직경으로 나눈 값을 의미하며, k는 지반 투수 계수를 의미한다. 그리고, "앵커장"이란 지반앵커가 천공홀에 매설된 지반앵커의 길이를 의미하고, "정착장"이란 가압 주입된 그라우트에 의해 천공홀에 정착된 지반앵커의 길이를 의미하며, "자유장"이란 "앵커장"에서 "정착장"을 제외한 지반앵커의 길이를 의미한다.In order to analyze the effect by the pressure grouting, the field test results when the grouting is performed under pressureless and pressurization are described in Tables 2a to 2e. Here, the expansion ratio means a value obtained by dividing the difference value between the measured diameter and the punched diameter by the punched diameter, and k means the ground permeability coefficient. And, "anchor length" means the length of the ground anchors in which the ground anchors are embedded in the drilling hole, "settling ground" means the length of the ground anchors fixed in the drilling holes by the grout injected pressure, "Anchor length" means the length of the ground anchors excluding "fixing point".

또한, 현장시험의 지반조건을 표 3에 기재하였다.In addition, the ground conditions of the field test are described in Table 3.

가압 그라우팅 시, 그라우팅 주입은 대략 100 내지 250 kPa의 주입압력으로 수행되었지만, 지반 조건에 따라 주입압력을 최대 500kpa까지 높일 수 있다. 즉, 그라우팅 주입압력은 100 내지 500 kPa인 것이 바람직하며, 상기 주입압력의 범위 미만으로 그라우트제를 주입한다면 가압 그라우팅의 효과를 얻을 수 없으며, 상기 주입압력의 범위를 초과하여 그라우트제를 주입한다면 지반의 크랙이 발생되어 크랙 사이로 그라우트제가 유출되어 가압 그라우팅의 효과가 떨어지게 된다.In pressurized grouting, the grouting injection is carried out at an injection pressure of approximately 100 to 250 kPa, but depending on the ground conditions, the injection pressure can be increased up to 500 kpa. That is, the grouting injection pressure is preferably 100 to 500 kPa, and if the grout agent is injected below the injection pressure, the effect of pressure grouting cannot be obtained, and if the grout agent is injected beyond the range of the injection pressure, the ground Cracks are generated and the grout flows out between the cracks, thereby reducing the effect of pressure grouting.

Figure 112009042783221-pat00007
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Figure 112009042783221-pat00010
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Figure 112009042783221-pat00012
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가압 그라우팅과 무가압 그라우팅 결과를 비교해 보면, 가압의 경우 무가압의 경우보다 극한인발저항력이 퇴적토(실트질모래, N52.5=9)의 경우에는 1.36~1.93배(평균1.66배), N52.5치가 50이하인 풍화토층에서는 1.19~1.74배(평균 1.47배)까지 증가를 보이고 있는 반면, N52.5치가 50이상인 풍화토층이상에서는 0.93~0.95(평균0.94배)로 가압그라우팅으로 인한 인발저항력 증가 효과를 기대할 수 없었다. 이런 결과로 볼 때 가압 그라우팅에 의한 인발 저항력 증가의 효과는 N52.5치가 50이하의 지반에서 효과가 있으며, 상대적으로 지반이 느슨할수록, 또한 투수성이 좋을수록 그 효과가 커진 다는 것을 알 수 있다. Comparing the results of pressurized grouting and non-pressurized grouting, the ultimate pullout resistance in the case of pressurization was 1.36 ~ 1.93 times (average 1.66 times) and N 52.5 value in the case of sedimentary soil (silt sand, N 52.5 = 9). Weathered soil layers below 50 show 1.19 ~ 1.74 times (1.47 times average), whereas weathered soil layers with N 52.5 and above 50 show 0.93 ~ 0.95 (0.94 times average). There was no. As a result, it can be seen that the effect of increasing the pullout resistance by pressure grouting is effective in the ground of 50% or less of N 52.5 , and the more loose the ground and the better the permeability, the greater the effect.

한편, 지반의 투수성이 좋을수록 무가압 그라우팅 경우에 비해 가압 그라우팅 지반앵커의 극한인발저항력의 증가 효과가 크다는 것을 확인할 수 있다. 이는 현장시험을 실시한 현장이 투수성이 큰 지반에서 표준관입치(N값)가 작은 영향 이외에도 투수성이 좋은 지반에서는 가압그라우팅 주입으로 인해 반경방향 응력증가로 인한 공경의 확대뿐만 아니라 주변 지반으로 그라우트제의 침투 현상이 발생하여 앵커체의 실제 직경이 증가할 것으로 예상되므로 이러한 영향으로 인해 투수성이 좋을수록 무가압 그라우팅 경우에 비해 가압 그라우팅 지반앵커의 극한인발저항력의 증가 효과가 크다고 분석할 수 있다.On the other hand, it is confirmed that the better the water permeability of the ground, the greater the effect of increasing the ultimate pullout resistance of the pressure grouting ground anchors compared to the pressureless grouting case. In addition to the effect of small standard penetration (N value) on the ground where the field test was carried out, the ground where the field test was conducted had a grout to the surrounding ground as well as the expansion of the pore due to the increase of radial stress due to the pressure grouting injection. Since the actual diameter of the anchor body is expected to increase due to the penetration of the agent, it can be analyzed that the better the permeability due to this effect, the greater the effect of increasing the ultimate pullout resistance of the pressurized grouting anchors compared to the unpressurized grouting. .

또한, 가압 그라우팅에 의한 확공율을 비교해보면, 가압을 실시했을 경우에 천공직경에 비해서 확공율이 전반적으로 크게 나타났다, 그 정도에 있어서는 퇴적토(실트질모래)의 경우에는 20.15~24.52%(평균21.5%), N52.5치가 50이하인 풍화토층에서는 21.48~22.67%(평균21.9%)의 증대를 보이고 있는 반면, N52.5치가 50이상인 풍화토층이상에서는 4.9%정도로 가압 그라우팅에 의한 확공의 정도가 미비했다. 한편, 무가압 그라우팅을 실시하는 경우에도 구근 직경이 천공직경에 비해 지반의 강성이나 투수계수에 따라 3.9~15.56%까지 증대된다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 가압 그라우팅에 의한 공경확대에 대한 효과에 있어서도 극한인발저항력 비교시와 비슷한 경향을 보이고 있다. 즉, 지반이 느슨할수록 천공경 확대효과가 커진다는 사실을 알 수 있다.In addition, when comparing the expansion rate by pressurized grouting, the expansion ratio was generally larger than the punching diameter when pressurization was applied, and in that case, 20.15 to 24.52% (average 21.5) for the sedimentary soil (silt sand). %), Weathered soil layers with N 52.5 and below 50 showed an increase of 21.48 ~ 22.67% (average 21.9%), while the expansion by pressure grouting was insufficient at 4.9% over weathered soils with N 52.5 and above. On the other hand, even when the pressure-free grouting is carried out, the bulb diameter is increased by 3.9 ~ 15.56% depending on the stiffness and permeability coefficient of the ground compared to the drilling diameter. As described above, the effect on the expansion of pore size by pressure grouting is similar to that of the ultimate pullout resistance. That is, it can be seen that the looser the ground, the greater the perforation magnification effect.

가압그라우팅 지반앵커의 극한인발저항력 산출식Calculation formula for ultimate pullout resistance of pressure grouting ground anchor

1) 단위면적당 주면마찰저항력의 산정1) Calculation of principal surface frictional resistance per unit area

상술한 바와 같이, 가압 그라우팅으로 인한 인발저항력의 증가, 공경의 확대 등의 효과는 주변 지반이 느슨할수록(N값이 작을수록), 투수계수가 클수록 그 효과가 커진다는 것을 알 수 있다. As described above, it can be seen that the effects of increasing the pullout resistance and expanding the pore size due to the pressurized grouting are larger as the surrounding ground is loosened (smaller N value) and the larger permeability coefficient.

따라서, 단위면적당 주면마찰저항력(τu)은 N값(N52.5)의 함수로 가정할 수 있다. 제1차 내지 제5차의 현장실험 결과를 토대로, N값(N52.5)에 따른 단위면적당 주면마찰저항력(τu)을 도 4에 도시하였으며, 극한인발저항력 산출식은 아래 수학식 3과 같다.Therefore, the main surface frictional resistance τ u per unit area can be assumed as a function of N value (N 52.5 ). Based on the results of the first to fifth field experiments, the principal surface frictional resistance (τ u ) per unit area according to the N value (N 52.5 ) is shown in FIG. 4, and the formula for calculating the ultimate pullout resistance is shown in Equation 3 below.

Figure 112009042783221-pat00013
Figure 112009042783221-pat00013

2)지반앵커의 군효과에 대한 고려2) Consideration of the military effect of the ground anchor

제3차 시험에서는 지반앵커의 군효과를 살펴보기 위해 지반 앵커별 이격거리를 각각 3.0m, 1.0m, 0.5m로 시공하였다. 또한, 제4차 시험에서도 지반 앵커별 이격거리를 각각 2.0m, 1.75m, 1.50m, 1.25m, 1.0m, 0.75m, 0.50m로 시공하여 군효과를 살펴보았다.In the third test, the separation distances of ground anchors were 3.0m, 1.0m, and 0.5m, respectively, to examine the group effects of the ground anchors. In the fourth test, the separation distance for each ground anchor was 2.0m, 1.75m, 1.50m, 1.25m, 1.0m, 0.75m, and 0.50m, respectively.

군효과를 고려하는 방법으로 Habib이 제시한 지반앵커의 극한 인발력 저감률을 이용하였으며, 제3, 4차 현장시험 결과를 통해 도출된 군효율 그래프를 도 5에 도시하였으며, 군효율 산출식은 수학식 4에 기재하였다.As a method to consider the military effect, the ultimate pullout reduction rate of the ground anchor proposed by Habib was used, and a graph of the military efficiency derived through the third and fourth field test results is shown in FIG. 4 is described.

Figure 112009042783221-pat00014
Figure 112009042783221-pat00014

여기서, "a=지반앵커의 이격거리, R=앵커장×tanβ, β=2/3×φ(토사), 45°(암반), φ=내부마찰각" 을 의미한다.Here, "a = separate distance of ground anchor, R = anchor length xtan (beta), (beta) = 2 / 3x (soil), 45 degrees (rock), (phi) = internal friction angle" means.

내부마찰각은 표 3에 기재된 바와 같이 현장의 지반조건으로서, 현장 지반에 대한 실험을 통해 측정될 수 있다.Internal friction angle can be measured through the experiment on the site ground, as the ground conditions of the site as shown in Table 3.

3) 극한인발저항력 산출식3) Ultimate pullout resistance formula

상술한 내용을 바탕으로 본 발명에 따른 가압식 압축형 지반앵커 시공방법으로 시공된 지반앵커의 극한인발저항력은 아래 식으로 계산될 수 있다.Based on the above-described contents, the ultimate pullout resistance of the ground anchors constructed by the pressure-type compression ground anchor construction method according to the present invention can be calculated by the following equation.

Figure 112009042783221-pat00015
Figure 112009042783221-pat00015

여기서, "D는 천공 직경, L은 지반앵커의 정착장 길이, τu 는 지반앵커의 단위면적당 주면마찰저항력, Ge는 지반앵커의 근접 시공으로 인한 군효율"을 의미한다.Here, "D is the drilling diameter, L is the anchorage length of the ground anchor, τ u is the main surface frictional resistance per unit area of the ground anchor, Ge is the group efficiency due to the near construction of the ground anchor".

본 발명에서는 시험결과를 기초로 수학식 5로 표시되는 극한인발저항력 산출 식을 도출해 내었으며, 상기 극한인발저항력은 N52.5가 50이하의 지반에 대해 가압식 압축형 지반앵커의 설계시에 이용될 수 있다.In the present invention, the ultimate pullout resistance calculation formula expressed by Equation 5 is derived based on the test result, and the ultimate pullout resistance can be used in the design of the compression type ground anchor for N 52.5 or less. have.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

도 1은 가압식 압축형 지반앵커의 개략도이다.1 is a schematic view of a pressure compression ground anchor.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법을 단계별로 도시한 도면이다.2a to 2f is a step-by-step view showing the construction method of the pressure-type compression ground anchor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 지반의 투수계수에 따른 "시간-그라우트 평균압밀도"의 관계를 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the relationship between the "time- grout average pressure density" according to the ground permeability coefficient.

도 4는 현장시험 결과를 통해 도출된 단위면적당 주면마찰저항력 그래프이다.4 is a graph showing the principal friction resistance per unit area derived from the field test results.

도 5는 현장시험 결과를 통해 도출된 군효율 그래프이다.5 is a group efficiency graph derived through the field test results.

Claims (9)

보강이 필요한 대상 지반에 케이싱과 천공장치를 이용하여 천공홀을 형성하는 단계;Forming a drilling hole using a casing and a fabric mill in the target ground to be reinforced; 상기 천공홀 내에 삽입된 케이싱 내부로 1차 그라우트제를 채우는 단계;Filling a primary grout into a casing inserted into the drilling hole; 강선과 내하체를 포함하는 지반앵커를 상기 천공홀 내부에 삽입하는 단계;Inserting a ground anchor comprising a steel wire and a load bearing body into the drilling hole; 상기 케이싱을 상기 내하체의 위치까지 인발하는 단계; Drawing the casing to the position of the lower body; 상기 케이싱 후단에 가압캡을 설치하고, 상기 가압캡에 연결된 주입관을 통해 지반 조건에 맞는 주입압력과 주입시간으로 그라우트제를 주입하는 가압 그라우팅 단계; 및A pressure grouting step of installing a pressure cap at the rear end of the casing and injecting a grout agent at an injection pressure and an injection time suitable for ground conditions through an injection tube connected to the pressure cap; And 상기 강선을 인장하여 상기 지반앵커를 긴장 및 정착시키는 단계;를 포함하고,And tensioning and anchoring the ground anchors by tensioning the steel wires. 상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 주입압력은 압력게이지를 통해 모니터링되고,In the pressure grouting step, the injection pressure of the grout agent is monitored through a pressure gauge, 상기 지반앵커의 긴장 및 정착 단계 이후, 시공된 지반앵커의 극한인발저항력(Pu)은 하기식으로 산정될 수 있는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법.After the tension and fixing step of the ground anchors, the ultimate pull resistance (P u ) of the ground anchors constructed can be calculated by the following equation.
Figure 112011055174682-pat00029
Figure 112011055174682-pat00029
(여기서, D는 천공직경, L은 지반앵커의 정착장 길이, τu 는 지반앵커의 단위면적당 주면마찰저항력, Ge는 지반앵커의 근접 시공으로 인한 군효율을 의미하며, 상기 τu 및 상기 Ge는 하기식으로 정의되고,(Wherein, D is the perforation diameter, L Chapter fixation of the ground anchor length, τ u is a main surface frictional resistance per unit area of the ground anchor, Ge refers to group efficiency due to close-up the construction of the ground anchor, and the τ u and the Ge Is defined by
Figure 112011055174682-pat00030
Figure 112011055174682-pat00030
여기서, N52.5는 표준관입시험값이고,Where N 52.5 is the standard penetration test value,
Figure 112011055174682-pat00031
Figure 112011055174682-pat00031
여기서, a=지반앵커의 이격거리, R=앵커장×tanβ, β=2/3×φ(토사), 45°(암반), φ=내부마찰각을 의미함)Where a = ground anchor distance, R = anchor length x tanβ, β = 2/3 x φ (soil), 45 ° (rock), φ = internal friction angle)
제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 주입압력은 100kPa 내지 500kPa 인 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법.The injection pressure of the grout agent in the pressure grouting step is a construction method of the pressurized compressed ground anchor, characterized in that 100kPa to 500kPa. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가압 그라우팅 단계에서 그라우트제의 최소 주입시간은 지반의 투수계 수가 5.0×10-3㎝/sec 내지 5.0×10-5㎝/sec 일 때 30초 내지 270초 이며, 지반의 투수계수가 감소할수록 상기 최소 주입시간이 증가하는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법.The minimum injection time of the grout agent in the pressure grouting step is 30 seconds to 270 seconds when the water permeability of the ground is 5.0 × 10 −3 cm / sec to 5.0 × 10 −5 cm / sec, and as the water permeability decreases. Construction method of the pressurized compressed ground anchors, characterized in that the minimum injection time is increased. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가압캡의 내부에는 상기 케이싱과의 접촉부분에 패킹이 구비되고,The inside of the pressure cap is provided with a packing in contact with the casing, 상기 가압캡 상부를 가압함으로써 상기 가압캡 및 상기 케이싱을 기밀시키는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법. The pressurizing cap pressurizes the upper portion of the pressurized cap and the casing is characterized in that the construction method of the compression type ground anchor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 천공홀을 형성하는 단계는, 내부 및 외부 케이싱으로 이루어진 더블 케이싱을 이용하여 대상지반을 천공하고, 상기 내부 케이싱을 제거함으로써 상기 외부 케이싱과 천공된 지반이 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법.The forming of the punching hole may be performed by using a double casing formed of an inner casing and an outer casing, and pressurizing and compressing the outer casing and the perforated ground by closely removing the inner casing. Construction method of ground anchor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지반앵커가 복수개의 내하체를 포함하는 경우, 상기 케이싱을 인발하는 단계 및 상기 가압 그라우팅 단계는 상기 복수개의 내하체 위치별로 단계적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법. When the ground anchor includes a plurality of load bearing body, the step of drawing the casing and the pressure grouting step is a step of construction of a pressurized compressed ground anchor characterized in that the step is made for each of the plurality of load body position. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지반앵커가 복수개의 내하체를 포함하는 경우, 상기 지반앵커의 선단에 위치하는 내하체를 둘러싸는 강선부터 차례로 인장하는 것을 특징으로 하는 가압식 압축형 지반앵커의 시공방법.When the ground anchor includes a plurality of load bearing body, the construction method of the pressure-type compressed ground anchor characterized in that the tension in order from the steel wire surrounding the load bearing body located at the tip of the ground anchor. 삭제delete
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