KR101457309B1 - 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법 - Google Patents

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이형호
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이형호
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Abstract

본 발명은 몰탈 그라우팅 장치에 관한 것으로서, 특히 그라우팅 작업시 유동성 있는 몰탈로 채워진 얇고 신축성이 강한 고강도의 탠션백(tension bag)이 팽창되면서 지반 속 사석들 사이로 촘촘히 스며들며 충진되도록 하여 몰탈의 손실율을 최소화시킬 수 있고 시공비를 절감시킬 수 있는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치게 관한 것이다. 본 발명의 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치는, 몰탈(mortar)이 토출되는 토출구가 형성된 중공관과; 중공관 내에 삽입되며, 핸들과, 상기 핸들의 회동시 중공관 내주면에 압착되어 중공관 내부를 부분적으로 밀폐하는 적어도 2개 이상의 패킹부재와, 외부로부터 공급되는 몰탈을 패킹부재에 의해 밀폐된 중공관의 내부 공간상에 주입하는 주입관이 구비된 핸들 패커와; 팽창 및 수축 가능한 신축성 있는 재질로 이루어지며, 토출구 주변을 감싸도록 중공관의 외면에 고정부재를 통해 압착되어 고정되는 탠션백(tension bag);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법{Mortar grouting apparatus with tension bag and grouting construction method using the same}
호안, 안벽, 방파제 또는 방조제 등과 같은 해상 구조물의 축조시 사석층 지반을 강화시키기 위해 사용되는 그라우팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매립된 사석층의 그라우팅시 유동성 있는 몰탈로 채워진 얇고 신축성이 강한 고강도의 탠션백(tension bag)이 팽창되면서 지반 속 사석들 사이에 촘촘히 스며들며 충진되도록 함으로써 몰탈의 손실율을 최소화하고 시공비를 절감시킬 수 있는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법에 관한 것이다.
해상 구조물에는 해상 교량뿐만 아니라, 파랑의 에너지를 소산시켜 해변 구조물을 보호하기 위한 호안(護岸), 배의 접안을 안정적으로 이루어지도록 하기 위한 안벽(岸壁), 외항의 파랑으로부터 내항을 보호하기 위한 방파제(防波堤) 등 다양한 종류가 있다.
이와 같은 호안, 안벽, 방파제 등과 같은 해상 구조물을 축조할 때, 기초에 요구되는 중요한 점은 지반 또는 기초 자체의 파괴가 없고 상부 구조물의 하중을 안전하게 지지하며 유해한 침하 또는 변위가 일어나지 않아야 한다는 것이다. 특히, 공사 지점에 이토층이나 사석층과 같은 연약지반이 존재하는 경우 지반 보강은 필수적이다.
이와 같은 연약지반을 강화시켜 지내력을 향상시키기 위한 하나의 방법으로서, 그라우팅 공법이 있다. 이러한 그라우팅 공법은 그라우팅하고자 하는 지반에 계획심도까지 주입공을 천공한 다음, 그라우팅 장치를 주입공에 삽입하고, 에어컴프레셔 또는 유압 펌프를 사용하여 고무재질의 패커를 주입공의 내벽에 밀착되도록 팽창시킨 다음, 그라우팅 장치의 내부를 통과하는 주입관을 통하여 그라우트재를 주입한 후 급결시켜 지반을 보강하는 공법이다.
이때, 그라우팅 장치는 차수 또는 보강이 필요한 정확한 위치에 그라우트재가 주입될 수 있도록 설치되어야 하고, 주입된 그라우트재가 보강이 필요한 위치 이외의 곳으로 누출되지 않도록 팽창된 패커는 주입공의 내벽과 적절한 강도로 넓게 밀착되어야 한다. 아울러, 상기 주입관을 통해 주입되는 그라우트재로는 시멘트와 골재, 세립토 및 물을 혼합한 것이 사용될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 공법은, 공극이 큰 사석으로 성토된 지반이나 N치가 4~10 이하의 연약 지반 및 유동성 지반에서는 보강된 지반의 외주면이 고르게 형성되지 않아 그라우트재가 과다하게 소모되기 때문에 그라우트재의 손실율이 높아지는 문제가 있을 뿐 아니라 보강된 지반의 형태가 원하는 대로 형성되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 그라우팅 방법으로 시공할 때에는 보강 지반의 형상이 불규칙하게 형성되기 때문에 보강 지반의 강도가 약하여 지내력에 대한 저항력이 약하다는 문제점이 있었다.
한국 특허공개 2002-0045452, 한국 특허공개 2012-0009248
이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 해상 구조물 등의 구조적 강도를 보강하기 위한 그라우팅 작업시 몰탈이 토출되는 그라우팅 장치의 토출구 부분에 얇고 신축성이 강한 고강도의 탠션백을 장착하여, 그라우팅 장치로부터 토출되는 몰탈에 의해 탠션백이 팽창되면서 지반 속 사석들 사이로 촘촘히 스며들어 충진되도록 함으로써, 몰탈의 소모량을 줄여 손실율을 최소화하고 시공비를 절감시킬 수 있도록 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 시공 방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치는, 몰탈(mortar)이 토출되는 토출구가 형성된 중공관과; 중공관 내에 삽입되며, 핸들과, 상기 핸들의 회동시 중공관 내주면에 압착되어 중공관 내부를 부분적으로 밀폐하는 적어도 2개 이상의 패킹부재와, 외부로부터 공급되는 몰탈을 패킹부재에 의해 밀폐된 중공관의 내부 공간상에 주입하는 주입관이 구비된 핸들 패커와; 팽창 및 수축 가능한 신축성 있는 재질로 이루어지며, 토출구 주변을 감싸도록 중공관의 외면에 고정부재를 통해 압착되어 고정되는 탠션백(tension bag);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 핸들 패커는 중공관 내에서 길이방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 삽입된다.
그리고, 상기 탠션백은 투수성(透水性)을 가지는 소재로 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중공관의 외주면상에는 탠션백을 압착 고정하는 고정부재의 이동을 방지하기 위한 이동방지턱이 형성될 수 있다.
이와 함께, 상기 탠션백 사이에 위치한 중공관 부분에는 토출구보다 작은 면적을 가지는 복수의 보조 토출구가 형성되고, 상기 핸들 패커에는 상기 보조 토출구를 통해 몰탈을 토출시킬 수 있도록 주입관보다 작은 직경을 가지는 복수의 보조 주입관이 추가적으로 설치될 수 있다.
한편, 상술한 몰탈 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 시공방법은, (a)사석층 지반에 소정의 직경 및 깊이를 가지는 천공홀을 형성하는 단계와; (b)상기 천공홀 내에 탠션백과 핸들 패커가 구비된 중공관을 삽입하고, 상기 중공관의 토출구 상,하측 부분에 상기 핸들 패커의 패킹부재가 각각 위치하도록 배치하는 단계와; (c)상기 핸들 패커에 구비된 핸들을 회동시켜 상기 패킹부재를 중공관의 내주면에 압착시킴으로써 상기 토출구가 형성된 중공관 내부를 부분적으로 밀폐시키는 단계와; (d)상기 패킹부재에 의해 밀폐된 중공관의 내부공간에 상기 핸들 패커의 주입관을 통해 몰탈을 주입하여 상기 중공관의 토출구를 통해 몰탈을 토출시킴으로써 탠션백을 팽창시키는 단계와; (e)상기 탠션백에 의한 그라우팅이 완료된 후, 상기 핸들 패커의 핸들을 다시 반대로 회동시켜 상기 중공관 내면에서 상기 패킹부재의 압착을 해제한 다음 상기 핸들 패커를 상부로 인출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 (e) 단계가 완료된 후 상기 핸들 패커를 상기 중공관의 하부에서 상부로 일정구간씩 순차적으로 이동시키면서 상기 (b) ~(e) 단계를 반복적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계의 수행시 핸들 패커의 보조 주입관에 몰탈을 주입하여 중공관의 보조 토출구를 통해 몰탈을 토출시킴으로써 탠션백 사이의 공간을 메우는 그라우팅을 동시에 수행할 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 호안, 안벽, 방파제, 방조제 등과 같은 해상 구조물의 구조적 강도를 강화하기 위한 그라우팅 작업시 몰탈이 토출되는 그라우팅 장치의 토출구 부분에 얇고 신축성이 강한 고강도의 탠션백을 장착하여, 그라우팅 장치로부터 토출되는 몰탈에 의해 탠션백이 팽창되면서 지반 속에 있는 사석들 사이로 촘촘히 스며들며 충진되도록 함으로써, 몰탈의 소모량을 줄여 몰탈의 손실율을 최소화할 수 있고 시공비를 절감할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 몰탈 주입에 따른 그라우팅시 몰탈이 채워진 탠션백이 사석들 사이 공간으로 촘촘히 채워져 충진되기 때문에 확실한 공동충진 및 지반강화가 이루어질 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 몰탈 그라우팅 장치를 이용하여 보강 가능한 해상 구조물의 일 예를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 탠션백을 구비한 몰탈 그라우팅 장치를 도시한 분리 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 몰탈 그라우팅 장치의 주요부 단면 구조를 도시한 단면도.
도 4는 핸들 패커의 주입관을 통한 몰탈의 주입시 중공관의 토출구를 통해 토출되는 몰탈에 의해 탠션백이 팽창되는 모습을 보여주는 예시도.
도 5는 탠션백의 팽창시 몰탈로 채워진 탠션백이 지반 속 사석들 사이로 촘촘히 스며들며 충진되는 모습을 보여주는 예시도.
도 6은 중공관 내에서 핸들 패커를 상부로 일정구간씩 이동시키면서 탠션백을 순차적으로 팽창시켜 그라우팅하는 과정을 보여주는 시공도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 탠션백을 구비한 몰탈 그라우팅 장치를 도시한 사시도.
도 8은 핸들 패커의 보조 주입관에 몰탈을 주입시켜 중공관의 보조 토출구를 통해 외부로 토출시킴으로써 상,하부 탠션백 사이의 공간을 메우는 과정을 보여주는 시공도.
이하, 본 발명에 따른 탠션백을 구비한 몰탈 그라우팅 장치에 대한 바람직한 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 탠션백을 구비한 몰탈 그라우팅 장치를 통해 그라우팅 작업 수행이 가능한 해상 구조물의 일 예를 도시한 것으로서, 호안 도로의 개략적인 단면구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기초 지반이 연약한 경우 호안 도로에 이형블록(10) 및 피복석(20)을 설치하기 전에 먼저 이형블록(10)의 안쪽에 사석(S)으로 채워진 연약지반을 본 발명의 탠션백을 구비한 몰탈 그라우팅 장치(100)를 이용하여 지반 보강을 수행한 후, 보강된 지반 위에 보조기층(22)을 깔고 그 위에 포장층(24)을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 탠션백을 구비한 몰탈 그라우팅 장치를 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 몰탈 그라우팅 장치의 주요부 단면 구조를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 몰탈 그라우팅 장치(100)는, 몰탈(mortar)이 토출되는 토출구(112)가 형성된 중공관(110)과, 중공관(110) 내에 삽입되며 핸들(121)과 패킹부재(124a)(124b) 및 주입관(130)이 구비된 핸들 패커(handle packer)(120)와, 팽창 및 수축 가능한 신축성 있는 재질로 이루어져 토출구(112) 주변을 감싸도록 중공관(110)의 외면에 고정부재(150)를 통해 고정되는 탠션백(tension bag)(140)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 중공관(110)은 지중에 삽입되는 선단부(도면의 하단부)가 폐쇄된 일정길이를 갖는 관 형상으로 이루어진다. 이러한 중공관(110)은 보강 대상의 사석층 지반에 먼저 천공홀(미도시)을 뚫은 상태에서 상기 천공홀 내부에 삽입된다.
그리고, 상기 중공관(110)의 외주면 일측에는 내부에 주입된 몰탈을 중공관(110) 외측 주변부로 토출시킬 수 있도록 토출구(112)가 형성된다. 이러한 토출구(112)는 중공관(110)의 길이방향을 따라 등간격으로 복수 개가 구비되거나 중공관(110)의 외주면 둘레에 등간격으로 복수 개가 구비될 수 있다.
핸들 패커(120)는 외부로부터 몰탈을 공급받아 중공관(110) 내부에 주입할 수 있는 장치로서, 시계 또는 반시계 방향으로 회동이 가능한 핸들(121)과, 상기 핸들(121)의 회동시 중공관(110) 내부면에 압착되어 상기 중공관(110) 내부를 부분적으로 밀폐하는 복수의 패킹부재(124a)(124b)와, 외부로부터 공급되는 몰탈을 상기 복수의 패킹부재(124a)(124b)에 의해 밀폐된 중공관(110) 내부 공간상에 주입하는 주입관(130)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 갖는 핸들 패커(120)는 중공관(110) 내에서 길이방향을 따라 진퇴 이동이 가능하도록 삽입된다.
핸들 패커(120)의 주입관(130) 상단에는 호스(미도시)와의 연결을 위한 연결부(122)가 구비되어 상기 호스를 통해 공급된 몰탈이 상기 연결부(122)를 통해 주입관(130) 내부로 공급된다.
그리고, 주입관(130)은 연결부(122)의 하단으로부터 연장되어 상부측 패킹부재(123a)를 관통하여 결합되는데, 상기 상부 패킹부재(124a)의 하부측에 위치한 주입관(130)의 외주면상에는 주입관(130) 내부로 주입된 몰탈을 중공관(110) 내부로 주입시킬 수 있도록 천공된 주입공(132)이 형성된다. 이때, 상기 주입공(132)은 주입관(130)의 길이방향을 따라 등간격으로 복수 개가 구비되거나 주입관(130)의 외주면 둘레에 등간격으로 복수 개가 구비될 수 있다.
상기 패킹부재(124a)(124b)는 중공관(110) 내부를 부분적으로 밀폐시키기 위한 구조물로서, 고무와 같은 탄성 소재로 이루어지며 상,하부에서 가압하게 될 경우 외주면이 볼록하게 팽창되는 특성을 갖는다. 이와 같은 패킹부재(124a)(124b)는 주입관(130)에 형성된 주입공(132)의 상, 하부에 일정한 이격 간격을 유지하며 배치된다.
그리고, 상기 각 패킹부재(124a)(124b)의 상단 및 하단에는 상기 패킹부재(124a)(124b)를 각각 상,하부에서 가압해주도록 하는 가압판(123a)(123b)이 결합된다. 이때, 상부 패킹부재(124a)의 하단에 결합된 가압판(123a)과 하부 패킹부재(124b)의 상단에 결합된 가압판(123b) 사이에는 구조적 강성 보완을 위한 다수의 지지대(134)가 설치된다.
따라서, 중공관(110) 내부에 핸들 패커(120)가 삽입된 상태에서 상부의 핸들(121)을 시계방향으로 돌리게 되면 각 패킹부재(124a)(124b)의 상,하단에 결합된 가압판(123a)(123b)에 의해 패킹부재(124a)(124b)가 상,하부에서 눌려져 패킹부재(124a)(124b)의 외측면이 팽창됨으로써 중공관(110) 내부면에 견고하게 밀착 고정된다. 이렇게 되면 상기 상,하부 패킹부재(124a)(124b) 사이의 중공관(110) 내부는 상,하부로 몰탈의 출입이 이루어질 수 없는 밀폐된 격실을 유지하게 된다. 이와 같은 패킹부재(124a)(124b)는 주입관(130)의 상,하부에 일정간격으로 복수 개가 구비될 수도 있다.
이와 같이 상,하부 패킹부재(124a)(124b)에 의해 중공관(110) 내부에 부분적으로 밀폐공간이 형성되면 주입관(130)으로 몰탈을 주입시켜 주입공(132)을 통해 중공관(110)의 밀폐된 공간 내부로 몰탈을 주입하게 된다. 그리고, 이렇게 패킹부재(124a)(124b)로 밀폐된 중공관(110)의 내부공간상에 주입된 몰탈은 토출구(112)를 통해 중공관(110) 외부로 토출됨으로써 탠션백(140)을 팽창시키게 된다.
상기와 같이 중공관(110) 내부에 핸들 패커(120)가 고정된 상태에서, 상기 핸들 패커(120)를 상부 또는 하부로 이동시키고자 하는 경우에는 핸들(121)을 반시계 방향으로 돌려 상기 패킹부재(124a)(124b)에 가해졌던 가압력을 해제하게 되면 패킹부재(124a)(124b)가 원상태로 복원되어 핸들 패커(120)의 자유로운 상하 이동이 이루어질 수 있는 상태로 유지된다.
이와 같은 핸들 패커(120)에 있어, 핸들(121)을 회동시켜 가압판(123a)(123b)을 통해 패킹부재(124a)(124b)를 가압하거나 가압력을 해제하는 등의 기능적 구조는 한국 특허공개 2006-0133674호, 특허등록 10-0623058호 등에도 상세하게 소개된 바 있기 때문에 본 실시 예에서는 이에 대한 구체적인 언급은 하지 않기로 한다.
한편 토출구(112)가 형성된 중공관(110)의 외주부상에는 상기 토출구(112)를 통해 토출되는 몰탈에 의해 팽창될 수 있는 탠션백(tension bag)(140)이 구비된다.
상기 탠션백(140)은 보정 속옷과 같이 임의의 형태로 팽창 가능한 얇고 신축성이 강한 소재로 이루어지며, 토출구(112) 주변을 둘러싸도록 중공관(110)의 외면에 부착 고정 설치된다.
그리고, 상기 탠션백(140)은 투수성(透水性)을 가지는 소재로 구비되어, 탠션백(140) 내부의 몰탈 중에 포함된 고착재 성분이 탠션백(140) 외부로 빠져나가 경화되도록 함으로써 탠션백(140)과 주변 사석들과의 결합력을 높일 수 있도록 구성된다.
이러한 탠션백(140)은 그 양단부가 중공관(110)의 외주면에 밀착된 상태에서 고정부재(150)를 통해 압착 고정된다.
이때, 탠션백(140)을 중공관(110)에 고정하기 위한 고정부재(150)로서 탄력성 있는 고강도의 밴드나 체결 및 분리 가능한 플라스틱 재질의 클램핑 기구 등의 다양한 형태의 고정부재가 적용될 수 있다.
아울러, 상기 중공관(110)의 외주면상에는 탠션백(140)을 압착 고정하는 상기 고정부재(150)의 이동을 방지하기 위한 환형의 이동방지턱(114)이 형성된다.
이와 같은 탠션백(140)은 중공관(110)의 토출구(112)를 통해 토출되는 몰탈에 의해 중공관(110) 주위로 임의의 형태로 팽창되면서 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 사석층 내의 사석(S)들 간의 공극을 메우며 결합된다.
이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 몰탈 그라우팅 장치(100)를 이용한 사석층의 그라우팅 시공방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 몰탈 그라우팅 장치(100)를 이용한 그라우팅 시공방법을 순차적으로 보여주는 것으로서, 전술된 도 1과 같은 호안의 경사면 구축시 이형블록(10)의 안쪽의 사석(S)들로 채워진 공극이 많은 사석층 지반을 그라우팅 작업을 수행하여 보강하는 것을 일 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 사석(S)으로 채워진 사석층 지반에 케이싱 장비를 이용하여 소정의 직경 및 깊이로 천공하여 천공홀(미도시)을 형성한다.(1단계)
이렇게 천공홀의 형성이 완료되면 본 발명의 몰탈 그라우팅 장치(100)에 구비된 중공관(110)을 상기 천공홀 내에 삽입한 후, 상기 중공관(110) 내에 핸들 패커(120)를 삽입한다. 이때, 상기 핸들 패커(120)은 토출구(112)가 형성된 중공관(110)의 상,하측 부분에 핸들 패커(120)의 패킹부재(124a)(124b)가 위치하도록 배치한다.(2단계)
이와 같이 핸들 패커(120)를 배치한 상태에서, 상기 핸들 패커(120)에 구비된 핸들을 시계방향으로 회동시켜 상,하부 패킹부재(124a)(124b)를 중공관(110)의 내주면에 압착시킴으로써 패킹부재(124a)(124b)에 의해 둘러싸인 중공관(110) 내부를 밀폐시키게 된다.(3단계)
그런 다음, 핸들 패커(120)의 주입관(130)에 몰탈을 주입하게 되면 주입관(130)에 형성된 주입공(132)을 통해 몰탈이 배출되어 패킹부재(124a)(124b)에 의해 밀폐된 중공관(110)의 내부공간에 몰탈이 채워지게 되고, 이렇게 채워진 몰탈은 다시 중공관(110)에 형성된 토출구(112)를 통해 토출됨으로써 탠션백(140)을 팽창시키게 된다.(4단계)
이때, 탠션백(140)의 팽창 과정에서 중공관(110)의 주변에 있는 사석(S)들 사이로 몰탈로 채워진 탠션백(140)이 촘촘히 스며들면서 메워지게 되며, 상기 탠션백(140) 내의 몰탈 중에 포함된 고착재 성분이 상기 탠션백(140)을 투과하여 흘러나와 경화됨으로써 상기 탠션백(140)과 사석들과의 결합력을 증대시키게 된다.
상기와 같은 과정을 통해 탠션백(140)을 이용한 그라우팅 작업이 완료되면, 핸들 패커(120)의 핸들(121)을 반시계 방향으로 회동시켜 중공관(110) 내에서 패킹부재(124a)(124b)의 압착을 해제한 다음에 상기 핸들 패커(120)를 상부로 일정거리만큼 이동시킨 후 상기와 같은 탠션백(140)을 이용한 그라우팅 과정을 반복하여 사석층 지반에 대한 몰탈 그라우팅 작업을 완료하게 된다.
이와 같이 탠션백(140)의 팽창에 의한 그라우팅 작업이 완료된 후, 핸들 패커(120)를 중공관(110)의 하부에서 상부로 일정구간씩 순차적으로 이동시키면서 전술된 1단계 ~ 4단계를 반복적으로 수행하는 사석층 지반을 순차적으로 그라우팅함으로써, 신속하고 간편하게 그라우팅 작업이 수행될 수 있고, 몰탈의 토출시 탠션백(140)이 팽창되면서 지반 속 사석(S)들 사이로 촘촘히 스며들면서 공극을 메우도록 함으로써, 몰탈의 사용량을 최소화하여 몰탈의 손실율을 크게 줄일 수 있기 때문에 시공비를 크게 절감할 수 있다. 아울러, 몰탈 주입에 따른 그라우팅시 몰탈이 채워진 탠션백(140)이 사석(S)들 사이 공간으로 촘촘히 채워져 충진되기 때문에 확실한 공동충진 및 지반강화가 이루어질 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 몰탈 그라우팅 장치(100)를 도시한 것으로서, 전술된 도 6과 같은 과정을 통해 탠션백(140)을 팽창시켜 그라우팅 작업을 수행하게 되는 경우, 팽창된 상,하부 탠션백(140)들 사이 공간에 몰탈을 분사하여 매워줄 수 있는 별도의 구성이 추가된 그라우팅 장치(100)의 구조를 도시한 것이다.
도 7에 도시된 몰탈 그라우팅 장치(100)는 메인 호스(128)와 연결된 핸들 패커(120)의 주입관(130)에 몰탈을 주입하여 탠션백(140)을 팽창시켜 그라우팅하는 과정과는 별도로 팽창된 상,하부 탠션백(140)들 사이 공간에 몰탈을 추가적으로 분사하여 공간을 메울 수 있도록 탠션백(140)들 사이에 위치한 중공관(110) 부분에 토출구(112)보다 작은 면적을 가지는 복수의 보조 토출구(116)를 형성하고, 핸들 패커(120)에는 상기 보조 토출구(116)를 통해 몰탈을 외부로 토출시킬 수 있도록 주입관(130)보다 작은 직경을 가지며 외주면에 복수의 보조 주입공(162)이 형성된 복수의 보조 주입관(160)을 상기 주입관(130) 둘레에 배치한 구조를 갖는다.
이때, 전술된 도 3의 그라우팅 장치 구조에서 상부 패킹부재(124a)로부터 일정거리 이격된 상부측에 중공관(110) 내부의 밀폐를 위한 또 다른 밀폐용 패킹부재(124c)를 추가적으로 설치하고, 몰탈이 주입되는 보조 호스(168)를 상기 패킹부재(124c)를 관통하여 복수의 보조 주입관(160)에 각각 연결되도록 설치함으로써, 탠션백(140)의 팽창을 이용한 에 몰탈 그라우팅 작업시 핸들 패커(120)의 보조 주입관(160)에 몰탈을 주입하여 중공관(110)의 보조 토출구(116)를 통해 몰탈을 일정 압력으로 분사시킴으로써 상,하부 탠션백(140)들 사이의 공간까지 완전하게 메우도록 하는 동시에 지반보강을 강화시켜 줄 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100 : 몰탈 그라우팅 장치 110 : 중공관
112 : 토출구 114 : 이동방지턱
116 : 보조 토출구 120 : 핸들 패커
121 : 핸들 122 : 연결부
123a, 123b : 가압판 124a,124b,124c : 패킹부재
128 : 메인호스 130 : 주입관
132 : 주입공 134 : 지지대
140 : 탠션백 150 : 고정부재
160 : 보조 주입관 162 : 보조 주입공
168 : 보조 호스 M : 몰탈
S : 사석

Claims (8)

  1. 호안, 안벽, 방파제 또는 방조제 등과 같은 해상 구조물의 축조시 사석층 지반을 강화시키기 위해 사용되는 몰탈 그라우팅 장치에 있어서,
    몰탈(mortar)이 토출되는 토출구(112)가 형성된 중공관(110);
    상기 중공관(110) 내에 삽입되며, 핸들(121)과, 상기 핸들(121)의 회동시 상기 중공관(110) 내주면에 압착되어 중공관(110) 내부를 부분적으로 밀폐하는 적어도 2개 이상의 패킹부재와, 외부로부터 공급되는 몰탈을 상기 패킹부재에 의해 밀폐된 상기 중공관(110)의 내부 공간상에 주입하는 주입관(130)이 구비된 핸들 패커(120);
    상기 토출구(112) 주변을 감싸도록 상기 중공관(110)의 외면에 고정부재(150)를 통해 압착되어 고정되는 탠션백(tension bag)(140);을 포함하여 이루어지되,
    상기 탠션백(140) 사이에 위치한 중공관(110) 부분에는 보조 토출구(116)가 형성되고, 상기 핸들 패커(120)에는 상기 보조 토출구(116)를 통해 몰탈을 토출시키 위한 보조 주입관(160)이 설치되며,
    상기 탠션백(140)은 임의의 형태로 팽창 및 수축 가능한 얇고 신축성이 있는 소재로 이루어져, 상기 중공관(110)의 토출구(112)를 통해 토출되는 몰탈에 의해 상기 탠션백(140)이 중공관(110) 주위로 임의의 형태로 팽창되면서 사석층 내의 사석(S)들 사이로 충진되어 사석들 사이의 공극을 메우도록 결합되는 것을 특징으로 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핸들 패커(120)는 상기 중공관(110) 내에서 길이방향으로 진퇴 이동 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탠션백(140)은 투수성(透水性)을 가지는 것을 특징으로 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중공관(110)의 외주면상에는 상기 탠션백(140)을 압착 고정하는 상기 고정부재(150)의 이동을 방지하기 위한 이동방지턱(114)이 형성된 것을 특징으로 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치.
  5. 삭제
  6. 호안, 안벽, 방파제 또는 방조제 등과 같은 해상 구조물의 축조시 사석층 지반을 강화시키기 위해 사용되는 몰탈 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 시공방법에 있어서
    (a) 사석층 지반에 소정의 직경 및 깊이를 가지는 천공홀을 형성하는 단계와;
    (b) 임의의 형태로 팽창 및 수축 가능한 얇고 신축성이 있는 소재로 이루어진 탠션백(140)과 핸들 패커(120)가 구비된 중공관(110)을 상기 천공홀 내에 삽입하고, 상기 중공관(110)의 토출구(112) 상,하측 부분에 상기 핸들 패커(120)의 패킹부재가 각각 위치하도록 배치하는 단계와;
    (c) 상기 핸들 패커(120)에 구비된 핸들(121)을 회동시켜 상기 패킹부재를 중공관(110)의 내주면에 압착시킴으로써 상기 토출구(112)가 형성된 중공관(110) 내부를 부분적으로 밀폐시키는 단계와;
    (d) 상기 패킹부재에 의해 밀폐된 중공관(110)의 내부공간에 상기 핸들 패커(120)의 주입관(130)을 통해 몰탈을 주입하고 상기 토출구(112)를 통해 몰탈을 토출하여 상기 탠션백(140)을 팽창시킴으로써, 상기 탠션백(140)이 상기 중공관(110) 주위로 임의의 형태로 팽창되며 사석층 내의 사석(S)들 사이로 충진되어 사석들 사이의 공극을 메우도록 결합하고, 상기 핸들 패커(120)의 보조 주입관(160)에 몰탈을 주입하여 중공관(110)의 보조 토출구(116)를 통해 몰탈을 토출시킴으로써 탠션백(140) 사이의 공간을 메우는 단계와;
    (e) 상기 탠션백(140)에 의한 그라우팅이 완료된 후, 상기 핸들 패커(120)의 핸들(121)을 다시 반대로 회동시켜 상기 중공관(110) 내면에서 상기 패킹부재의 압착을 해제한 다음 상기 핸들 패커(120)를 상부로 인출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 시공방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (e) 단계가 완료된 후 상기 핸들 패커(120)를 상기 중공관(110)의 하부에서 상부로 일정구간씩 순차적으로 이동시키면서 상기 (b) ~(e) 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 탠션백을 이용한 몰탈 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 시공방법.
  8. 삭제
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