KR101735816B1 - 비탈면 보강용 소일네일 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 내주면에 나사공이 관통 형성되어 하단이 보강홀의 바닥에 고정될 수 있는 고정부와, 내측으로 상기 나사공과 연통되어 구경 확장된 삽입공이 형성되고 상기 고정부의 상단 중심으로부터 외측 방사상으로 확장되게 형성된 복수의 윙플레이트가 일체로 이루어진 비트조립체; 하단 외주면에 상기 고정부의 나사공에 결합될 수 있는 나사산이 형성되고, 상기 나사산과 일정거리 이격된 위쪽으로 고정턱이 일체로 형성된 네일바아; 및 상기 네일바아의 하단이 관통되어 일단이 상기 고정턱에 지지되며, 타단이 상기 복수의 윙플레이트와 대응되는 가압체;를 포함하는 비탈면 보강용 소일네일이 제공된다.
이에 의하면, 네일바아를 회전시켜서 확장된 비트조립체를 보강홀의 내측면에 정착시켜 암반 비탈면을 보다 효과적으로 보강할 수 있는 장점이 있다.

Description

비탈면 보강용 소일네일 {SOIL-NAIL FOR REINFORCING A SLOPE}

본 발명은 비탈면의 보강홀에 설치되어 비탈면의 붕괴나 슬라이딩을 억제할 수 있는 비탈면 보강용 소일네일에 관한 것이다.

일반적으로 주거단지나 산업단지 또는 철도, 고속도로, 터널과 같은 산업기반시설의 토목공사를 할 때에는 자연적인 경사지형이나 굴착공사 등으로 인한 인공적인 급경사지형이 구축된다.

자연적, 인공적으로 형성된 비탈면은 토압, 풍압, 수압, 지진 등 여러가지 요인에 의해 절취, 붕괴 등의 위험에 노출되어 있다.

그래서, 비탈면의 절취, 붕괴 등을 방지하기 위해 소일네일링(soil nailing), 락볼팅(rock bolting), 앵커(permanent anchor method) 등 각종 사면 보강공법이 사용되고 있다.

이들 중에서 소일네일링 공법은 비탈면에 다수의 보강홀을 일정간격으로 천공한 후, 보강홀 내부에 소일네일을 삽입하고 그라우트(grout)를 보강홀에 충진시키는 과정으로 진행된다. 이후, 보강홀의 입구부에 플레이트를 설치하고 비탈면의 표면녹화 또는 숏크리트(shotcrete)를 타설하여 비탈면보강작업을 완료하는 것이다.

상기한 소일네일링 공법은 보강홀에 소일네일이 단순히 끼워진 것에 불과하여 절리가 많은 암반, 공동층이 많은 암반, 발파로 인한 불안정하게 된 암반 등에 소일네일만으로 비탈면을 보강시키기에는 역부족이다.

1. 한국등록특허 제10-0820642호, 사면보강공사용 앵커네일 및 이를 이용한 사면보강공법 (공고일자: 2008년 4월 8일)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 암반 비탈면을 보다 효과적으로 보강할 수 있는 비탈면 보강용 소일네일을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 비탈면 보강용 소일네일은,

내주면에 나사공이 관통 형성되어 하단이 보강홀의 바닥에 고정될 수 있는 고정부와, 내측으로 상기 나사공과 연통되어 구경 확장된 삽입공이 형성되고 상기 고정부의 상단 중심으로부터 외측 방사상으로 확장되게 형성된 복수의 윙플레이트가 일체로 이루어진 비트조립체;

하단 외주면에 상기 고정부의 나사공에 결합될 수 있는 나사산이 형성되고, 상기 나사산과 일정거리 이격된 위쪽으로 고정턱이 일체로 형성된 네일바아; 및

상기 네일바아의 하단이 관통되어 일단이 상기 고정턱에 지지되며, 타단이 상기 복수의 윙플레이트와 대응되는 가압체;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부의 상단에는,

외측으로 하향된 제1경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 윙플레이트의 하단에는,

상기 고정부의 제1경사면과 대칭되게 상향된 제2경사면이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 고정턱의 일측은,

상기 가압체의 일면과 선 접촉되도록 곡면진 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 윙플레이트의 상단에는,

외측으로 상향된 제3경사면이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가압체의 타단에는,

상기 제3경사면과 면 접촉되도록 원추 형상을 이루는 제4경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 각 윙플레이트에는,

상기 네일바아의 삽입방향과 직교하도록 형성되되 일측이 내경 확장된 제1단차와 타측이 내경 축소된 제2단차를 포함하는 관통구가 각각 형성되며,

상기 제1단차와 대응되는 머리부와, 상기 머리부에 일체로 결합되며 상기 제2단차를 통해 외측으로 일정길이 돌출 연장된 돌출핀과, 상기 관통구와 상기 돌출핀 사이에 개재되는 스프링을 포함하는 앙카조립체;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 비탈면 보강용 소일네일에 의하면, 네일바아를 회전시켜서 확장된 비트조립체를 보강홀의 내측면에 정착시켜 암반 비탈면을 보다 효과적으로 보강할 수 있는 장점이 있다.

또한, 앙카조립체를 보강홀의 내측면에 추가로 정착시켜 암반 비탈면을 추가적으로 보강할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 보강용 소일네일의 분해도,
도 2는 도 1의 결합도로서 보강홀에 삽입된 상태를 보인 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 보강용 소일네일의 작동 상태를 보인 단면도,
도 4는 도 3의 'A' 부분을 확대해서 보인 도면,
도 5는 도 4의 'B' 부분을 확대해서 보인 도면 및
도 6은 도 4의 'C' 부분을 확대해서 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 보강용 소일네일에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 보강용 소일네일의 분해도이고, 도 2는 도 1의 결합도로서 보강홀에 삽입된 상태를 보인 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 보강용 소일네일은, 비트조립체(10); 네일바아(20); 가압체(30); 및 앙카조립체(40);를 포함한다.

여기서, 상기 비트조립체(10)는, 내주면에 나사공(11a)이 관통 형성되어 하단이 보강홀(H)의 바닥에 고정될 수 있는 고정부(11)와, 내측으로 상기 나사공(11a)과 연통되어 구경 확장된 삽입공(12a)이 형성되고 상기 고정부(11)의 상단 중심으로부터 외측 방사상으로 확장되게 형성된 두 쌍의 윙플레이트(12)가 일체로 이루어진다.

이때, 상기 고정부(11)의 상단에는, 외측으로 하향된 제1경사면(11c)이 형성되고, 그 하단에는, 복수의 쐐기(11-1)가 방사상으로 형성됨이 바람직하다. 상기한 쐐기(11-1)의 형상은 보강홀(H)의 바닥에 고정될 수 있는 형상이면 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 상기 두 쌍의 윙플레이트(12)는, 서로 일정 간격 이격되게 형성됨이 바람직하며, 각 윙플레이트(12)의 하단에는, 접힘부(12-1)를 형성하도록 상기 고정부(11)의 제1경사면(11c)과 대칭되게 상향된 제2경사면(12b)이 각각 형성되어 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 복수의 윙플레이트(12)의 상단에는, 외측으로 상향된 제3경사면(12c)이 각각 형성되어 후술할 상기 가압체(30)의 제4경사면(30a)과 대응될 수 있다.

아울러, 상기 각 윙플레이트(12)에는, 상기 네일바아(20)의 삽입방향과 직교하도록 형성되되 일측이 내경 확장된 제1단차(12d-1)와 타측이 내경 축소된 제2단차(12d-2)를 포함하는 관통구(12d)가 각각 형성될 수 있다.

상기한 상기 네일바아(20)는, 봉 형상으로써 하단 외주면의 일정 높이로 상기 고정부(11)의 나사공(11a)에 결합될 수 있는 나사산(21)이 형성되고, 상기 나사산(21)과 일정거리 이격된 위쪽으로 고정턱(22)이 설치될 수 있다.

이때, 상기 고정턱(22)은 링 형태로 상기 네일바아(20)에 일체로 형성되며, 그 일측은, 상기 가압체(30)의 일단과 선 접촉되어 상기 가압체(30)를 회전방지한 상태로 수평 이동(가압)시킬 수 있도록 곡면지게 형성됨이 바람직하다.

그리고 상기 가압체(30)는, 상기 네일바아(20)의 하단이 관통되어 일단이 상기 고정턱(22)의 일측에 지지되며, 타단이 상기 복수의 윙플레이트(12)와 대응되게 이루어질 수 있다. 이를 위해 상기 가압체(30)의 타단에는, 상기 제3경사면(12c)과 면 접촉되도록 원추 형상을 이루는 제4경사면(30a)이 마련될 수 있다.

한편, 상기 앙카조립체(40)는, 상기 제1단차(12d-1)와 대응되는 머리부(41)와, 상기 머리부(41)에 일체로 결합되며 상기 제2단차(12d-2)를 통해 외측으로 일정길이 돌출 연장된 돌출핀(42)과, 상기 관통구(12d)와 상기 돌출핀(42) 사이에 개재되는 스프링(43)을 포함할 수 있다.

상기 돌출핀(42)의 중간 아래에는, 상기 앙카조립체(40)가 상기 머리부(41)로부터 상기 각 윙플레이트(12)의 관통구(12d)로부터 빠짐을 방지하기 위한 빠짐방지돌기(42-1)가 설치될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명의 비탈면 보강용 소일네일의 작용에 대해 살펴본다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 보강용 소일네일의 작동 상태를 보인 단면도이고, 도 4는 도 3의 'A' 부분을 확대해서 보인 도면이며, 도 5는 도 4의 'B' 부분을 확대해서 보인 도면 및 도 6은 도 4의 'C' 부분을 확대해서 보인 도면이다.

먼저 천공기(미도시)를 통해 비탈면에 보강홀(H)을 형성한 다음, 일체로 조립된 비트조립체(10), 네일바아(20), 가압체(30) 및 앙카조립체(40)를 보강홀(H)에 삽입 및 위치 고정(도 2 참조)시킨 후, 회전도구(미도시)를 사용하여 네일바아(20)을 회전시키게 된다.

이때, 상기한 회전도구는 공압 또는 유압식 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 네일바아(20)가 회전됨으로써 그 하단이 고정부(11)의 내주면에 나사 결합되는데, 이때 고정턱(22)에 의해 지지된 가압체(30)가 회전방지된 상태로 수평 이동(도 2의 상태에서 도 3의 상태로 전진)된다.

따라서, 가압체(30)의 제4경사면(30a)이 두 쌍의 윙플레이트(12)에 형성된 제3경사면(12c)에 면 접촉되어 누르게 됨으로써 두 쌍의 윙플레이트(12)가 각 접힘부(12-1)를 기점으로 외측으로 회전되어 도 4에 도시된 바와 같이 보강홀(H)의 내측면에 정착될 수 있다.

한편, 네일바아(20)가 더 회전되어 가압체(30)의 제4경사면(30a)이 제3경사면(12c)을 벗어나 삽입공(12a)의 내주면과 면접하게 되면, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 제1단차(12d-1)의 외부로 돌출되어 있던 머리부(41)가 눌려짐으로써 돌출핀(42)이 외측으로 이동되며, 보강홀(H)의 내측면에 추가로 정착이 이루어지게 된다.

이후, 보강홀(H)에 그라우팅 등의 후공정을 실시하여 비탈면 보강작업을 완료하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 비탈면 보강용 소일네일에 의하면, 네일바아를 회전시켜서 확장된 비트조립체를 보강홀의 내측면에 정착시켜 암반 비탈면을 보다 효과적으로 보강할 수 있는 장점이 있다.

또한, 앙카조립체를 보강홀의 내측면에 추가로 정착시켜 암반 비탈면을 추가적으로 보강할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10: 비트조립체 11: 고정부
11-1: 쐐기 11a: 나사공
11c: 제1경사면 12: 윙플레이트
12-1: 접힘부 12a: 삽입공
12b: 제2경사면 12c: 제3경사면
12d: 관통구 12d-1: 제1단차
12d-2: 제2단차
20: 네일바아 21: 나사산
22: 고정턱
30: 가압체 30a: 제4경사면
40: 앙카조립체 41: 머리부
42: 돌출핀 42-1: 빠짐방지돌기
43: 스프링 H: 보강홀

Claims (7)

1. 내주면에 나사공(11a)이 관통 형성되어 하단이 보강홀(H)의 바닥에 고정될 수 있는 고정부(11)와, 내측으로 상기 나사공(11a)과 연통되어 구경 확장된 삽입공(12a)이 형성되고 상기 고정부(11)의 상단 중심으로부터 외측 방사상으로 확장되게 형성된 복수의 윙플레이트(12)가 일체로 이루어진 비트조립체(10);
   하단 외주면에 상기 고정부(11)의 나사공(11a)에 결합될 수 있는 나사산(21)이 형성되고, 상기 나사산(21)과 일정거리 이격된 위쪽으로 고정턱(22)이 일체로 형성된 네일바아(20); 및
   상기 네일바아(20)의 하단이 관통되어 일단이 상기 고정턱(22)에 지지되며, 타단이 상기 복수의 윙플레이트(12)와 대응되는 가압체(30);를 포함하며,
   상기 복수의 윙플레이트(12)의 상단에는, 외측으로 상향된 제3경사면(12c)이 각각 형성되고,
   상기 가압체(30)의 타단에는, 상기 제3경사면(12c)과 면 접촉되도록 원추 형상을 이루는 제4경사면(30a)이 형성되며,
   상기 각 윙플레이트(12)에는, 상기 네일바아(20)의 삽입방향과 직교하도록 형성되되 일측이 내경 확장된 제1단차(12d-1)와 타측이 내경 축소된 제2단차(12d-2)를 포함하는 관통구(12d)가 각각 형성되며,
   상기 제1단차(12d-1)와 대응되는 머리부(41)와, 상기 머리부(41)에 일체로 결합되며 상기 제2단차(12d-2)를 통해 외측으로 일정길이 돌출 연장된 돌출핀(42)과, 상기 관통구(12d)와 상기 돌출핀(42) 사이에 개재되는 스프링(43)을 포함하는 앙카조립체(40);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비탈면 보강용 소일네일.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정부(11)의 상단에는,
   외측으로 하향된 제1경사면(11c)이 형성된 것을 특징으로 하는 비탈면 보강용 소일네일.
3. 제 2항에 있어서, 상기 복수의 윙플레이트(12)의 하단에는,
   상기 고정부(11)의 제1경사면(11c)과 대칭되게 상향된 제2경사면(12b)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 비탈면 보강용 소일네일.
4. 제 1항에 있어서, 상기 고정턱(22)의 일측은,
   상기 가압체(30)의 일면과 선 접촉되도록 곡면진 것을 특징으로 하는 비탈면 보강용 소일네일.
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