KR101909621B1 - 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치 - Google Patents

쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쏘일 네일링 장치의 전단력 보강 특성과 앵커 장치의 인장력 보강 특성을 함께 구비한 기술로서, 지반의 인서트홀 가장 안쪽에 삽입되는 부분에 전단력을 보강하도록 구비된 보강봉과 인서트홀의 가장 바깥쪽에 인장력을 담당하도록 구비된 연선이 상호 연동하여 앵커 공법과 쏘일 네일링 공법이 하이브리드 형태로 구현되도록 하는 기술이다. 본 발명에 따르면, 토목공사의 완성도를 높임과 동시에 재료단가를 효과적으로 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치 {hybrid device for soil nailing and ground anchor}
본 발명은 쏘일 네일링 장치의 전단력 보강 특성과 앵커 장치의 인장력 보강 특성을 함께 구비하여 토목공사의 완성도를 높임과 동시에 재료단가를 효과적으로 절감할 수 있는 기술에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 지반의 인서트홀 가장 안쪽에 삽입되는 부분에 전단력을 보강하도록 구비된 보강봉과 인서트홀의 가장 바깥쪽에 인장력을 담당하도록 구비된 연선이 상호 연동하여 앵커 공법과 쏘일 네일링 공법이 하이브리드 형태로 구현되도록 하는 기술이다.
도로, 터널, 제방 등을 만드는 토목공사는 본래의 지반에 변형을 가하기 때문에 붕괴의 위험을 안고 있다. 그 결과, 필연적으로 그 변형된 지반을 안정화시키는 후처리 작업을 거쳐야만 한다.
예컨대, 붕괴의 위험을 안고 있는 지반에 대해 외부로부터 내부를 향해 여러 개의 구멍(예: 인서트홀)을 뚫고 그 뚫린 구멍마다 그라우트재를 주입하여 경화시킨다.
이렇게 인서트홀에 삽입된 그라우트재가 경화되면 소위 전봇대와 같은 보강수단(예: 네일링 장치, 앵커 장치)을 형성함에 따라 토목공사로 변형된 지반을 안정화시키게 된다.
그리고, 보강수단으로서의 네일링 장치나 앵커 장치는 공통적으로 그라우트재의 중심부에 철근(예: 강철봉, 연선)을 삽입하여 보강수단 자체의 강성을 향상시킨다.
여기서, 네일링 장치는 인서트홀이 형성되는 지반의 단면구조가 대부분 토사인 부분에 채용하는 것이 적합하고, 앵커 장치는 인서트홀의 최선단부가 암반층으로 된 지반의 단면구조를 갖는 부분에 채용하는 것이 적합한 것으로 이 분야에 알려져 있다.
즉, 네일링 공법은 네일링 장치에 전단력이 크게 발생하는 지반에 채용하는 것이 적합하고, 앵커 공법은 앵커 장치가 인서트홀의 길이 방향으로 상호 당기는 인장력을 만들어야 하는 지반에 채용하는 것이 적합하다.
예컨대, [도 1]은 지반에 완만한 경사로 인서트홀이 형성된 상태를 도시한 예시도로서, [도 1]을 참조하면 지반은 대부분 토사로 이루어지고 인서트홀(10')은 수평방향에서 약간 경사지게 형성되어 있다.
여기서, [도 1]에서는 인서트홀(10')에 인접하는 하방의 화살표와 같은 외력에 의해 인서트홀(10')에 인접하는 상방의 화살표와 같이 토사에 의한 큰 전단력을 갖게 되므로 인서트홀(10')에 삽입되는 보강수단은 그 큰 전단력으로부터 부러지지 않는 강성을 갖춘 네일링 장치가 적합하다.
그리고, [도 2]는 지반의 하부로부터 상부를 향해 인서트홀이 형성된 상태를 도시한 예시도로서, 터널의 천장 부분에 인서트홀(10")이 형성된 일례로 볼 수 있다.
[도 2]를 참조하면 지반은 하층이 토사로 이루어지고 상층은 암반으로 이루어져 있다. 여기서, 토사는 중력에 의해 하방으로 쏠리는 힘을 받기 때문에 인서트홀(10")에 삽입되는 보강수단은 암반을 지지대로 삼아 인서트홀(10") 주변의 토사를 위쪽으로 당기도록 인서트홀(10") 내의 화살표와 같이 상호 인장력을 형성하는 앵커 장치가 적합하다.
그 결과, 네일링 장치에서 그라우트재의 중심부에 삽입되는 강철봉의 직경은 대략 25~32mm 정도로 이루어져 [도 1]의 인서트홀(10') 주변에 발생하는 전단력을 감당할 수 있도록 하고, 앵커 공법에서 그라우트재의 중심부에 삽입되는 연선의 직경은 대략 12~16mm 정도로 이루어져 [도 2]의 인서트홀(10") 내 화살표와 같이 상호 인장력을 형성하도록 한다.
한편, 네일링 장치에 채용되는 강철봉은 큰 직경을 갖기 때문에 인장력을 갖도록 강철봉을 당기기에 부적합하고, 앵커 장치에 채용되는 연선은 작은 직경을 갖기 때문에 큰 전단력을 감당하기에 부적합하다.
또한, 하나의 현장에서도 지반의 단면구조에 대응하여 설치되는 네일링 장치와 앵커 장치 중 어느 것을 채용하느냐에 따라 토목공사의 공사비와 완성도에 크게 영향을 미친다.
즉, 네일링 장치의 강철봉은 앵커 장치의 연선보다 그 직경이 크기 때문에 단위 길이당 액면 재료 단가는 비싸다. 그런데, 앵커 장치를 설치하는 것이 적합한 위치에 네일링 장치가 설치된다면 가성비가 매우 떨어지는 시공이 될 수 있고 네일링 장치를 설치하는 것이 적합한 위치에 앵커 장치가 설치된다면 시공의 완성도가 떨어지게 될 수 있다.
예컨대, [도 3]은 지반의 단면층을 예시적으로 나타낸 도면이고, [도 4]는 [도 3]의 절취선을 기준으로 절개된 경사지에 대해 복수의 위치별로 인서트홀이 형성된 상태를 나타낸 예시도를 나타낸다.
[도 4]를 참조하면 4개의 인서트홀(11,12,13,14)이 표시되어 있다. 여기서, 최하단의 인서트홀(11)과 최상단의 인서트홀(14)은 외부로부터 암반까지의 거리가 가까운 지반 구조로 되어 있고, 그 사이의 인서트홀(13,14)는 외부로부터 암반까지 이르는 동안 긴 토사를 거치게 된다.
여기서, 일반적으로는 도면부호 "11"과 "14"의 인서트홀에는 앵커 장치를 삽입하는 시공 방법을 택하고 도면부호 "12"와 "13"의 인서트홀에는 네일링 장치를 삽입하는 시공 방법을 택할 수 있다.
그런데, 도면부호 "12"의 인서트홀은 토사에 의한 전단력을 지탱함과 동시에 풍화암을 지지대로 하여 인서트홀(12)의 길이 방향을 따라 어느 정도의 인장력을 형성하면 더 효과적으로 지반을 보강할 수 있을 것이다.
한편, [도 4]와 같은 지반의 내부구성은 굴착기를 통해 인서트홀을 형성하는 과정에서 각각의 인서트홀(11,12,13,14)로부터 나오는 배출물을 보고 작업자가 육안으로 확인할 수도 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 전단력의 영향을 많이 받는 지반의 토사층에 대해 인장력도 함께 구현할 수 있도록 하는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 토목공사의 완성도 향상과 아울러 공사단가를 절감할 수 있는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치는 외부로부터 그라우트재를 주입하기 위해 형성된 지반의 인서트홀에 대해 그 인서트홀의 정착장 영역으로부터 자유장 영역에 이르기까지 삽입되는 쏘일 네일링 보강봉; 쏘일 네일링 보강봉의 연장선상으로 인서트홀의 자유장 영역에 삽입되고 쏘일 네일링 보강봉의 후단부에 연결되며 외력에 의해 인서트홀의 바깥쪽으로 당겨지면서 인서트홀에 채워진 그라우트재에 대해 인장력을 유도하는 하나 이상의 앵커 연선; 쏘일 네일링 보강봉과 앵커 연선 사이에 연결되어 앵커 연선에 의한 인장력을 쏘일 네일링 보강봉에 전달하는 하이브리드 접속 브라켓; 인서트홀의 외부에 배치되어 앵커 연선의 인장력을 지탱하는 인장 블록;을 포함하여 구성된다.
이때, 하이브리드 접속 브라켓은, 일단부가 자신에 인접하는 쏘일 네일링 보강봉의 일단부를 감싸는 형태로 쏘일 네일링 보강봉에 끼움 결합되어 쏘일 네일링 보강봉과 일체로 연결되는 네일링 접속부; 타단부가 자신에 인접하는 앵커 연선 일단부를 감싸는 형태로 앵커 연선에 끼움 결합되어 앵커 연선과 일체로 연결되는 앵커 접속부;를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 인서트홀의 출구에 인접하는 앵커 연선을 감싸는 형태로 앵커 연선에 일체로 연결되며, 내측이 폐쇄된 공간을 형성하여 외부로부터 공급되는 그라우트재의 주입에 따라 팽창하면서 인서트홀의 내벽을 가압함에 따라 인서트홀의 내측으로부터 받는 외력으로부터 현재 위치를 유지하도록 하는 코킹부; 인서트홀의 외부로부터 코킹부의 내측으로 연통하도록 코킹부에 연결되어 외부로부터 공급되는 그라우트재를 코킹부에 주입하는 코킹주입관; 인서트홀의 외부로부터 코킹부를 관통하여 인서트홀의 내측에 쏘일 네일링 보강봉, 앵커 연선과 병립 배치된 상태에서 외부로부터 공급되는 그라우트재가 코킹부를 지지 기반으로부터 하여 인서트홀의 전 구간에 충진되도록 하는 홀주입관;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 인서트홀의 외부로부터 코킹부를 관통하며 인서트홀의 내부에 그라우트재가 가득 채워지는 경우 그 가득 채워진 그라우트재의 일부가 인서트홀의 외부로 오버플로우 되도록 하는 오버플로우관;을 더 포함하여 구성된다.
한편, 홀주입관은, 외부로부터 공급되는 그라우트재를 인서트홀의 내부에 주입할 수 있도록 자신의 길이 방향을 따라 자신의 내외부를 관통 형성되는 복수 개의 인서트통공; 인서트홀로부터 홀주입관의 내측으로의 이물질 유입은 차단하고 외부로부터 공급되는 그라우트재를 인서트홀의 내벽 방향으로 분사하도록 인서트통공의 출입을 통제하는 역류차단 체크밸브;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
다른 한편, 네일링 접속부는 내벽이 나선상으로 탭핑되고 네일링 접속부에 대응하는 쏘일 네일링 보강봉의 외벽은 나선상으로 탭핑되어 쏘일 네일링 보강봉과 나사결합되며, 앵커 접속부는 앵커 연선의 일단부를 감싸는 부분의 공간 단면이 인서트홀의 바깥쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 콘 형태로 구성되고 앵커 접속부에 끼워지는 앵커 연선의 일단부 단면은 콘 형태에 대응하여 인서트홀의 바깥쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 쐐기 형태로 구성될 수 있다.
본 발명은 지반의 인서트홀 가장 안쪽에 삽입되는 부분에 전단력을 보강하도록 구비된 보강봉과 인서트홀의 가장 바깥쪽에 인장력을 담당하도록 구비된 연선이 상호 연동하도록 하는 하이브리드 접속 브라켓을 구비함으로써 토목공사의 완성도 향상과 아울러 공사단가를 절감할 수 있는 장점을 나타낸다.
[도 1]은 지반에 완만한 경사로 인서트홀이 형성된 상태를 도시한 예시도,
[도 2]는 지반의 하부로부터 상부를 향해 인서트홀이 형성된 상태를 도시한 예시도,
[도 3]은 지반의 단면층을 예시적으로 나타낸 도면,
[도 4]는 [도 3]의 절취선을 기준으로 절개된 경사지에 대해 복수의 위치별로 인서트홀이 형성된 상태를 나타낸 예시도,
[도 5]는 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치가 설치되는 과정을 도시한 예시도,
[도 6]은 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치가 설치된 상태를 도시한 예시도,
[도 7]은 [도 6]의 일부분을 발췌하여 확대한 도면,
[도 8]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀주입관을 도시한 절개 단면도,
[도 9]는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀주입관을 도시한 절개 단면도,
[도 10]은 본 발명에 따른 인장 블록을 도시한 예시도,
[도 11]은 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치가 경사지에 설치된 상태를 도시한 예시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치는 전단력의 영향을 많이 받는 지반, 특히 토사층에 대해 인장력도 함께 구현할 수 있도록 하는 기술이다.
여기서, "하이브리드"의 용어는 지반의 인서트홀(10)에 삽입되는 보강수단으로서의 본 발명이 전단력에 강한 내구성을 나타내는 쏘일 네일링 공법의 특성과 인장력을 효과적으로 구현하는 앵커 공법의 특성이 유기적으로 결합되었음을 나타낸다.
[도 5]는 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치가 설치되는 과정을 도시한 예시도이고, [도 6]은 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치가 설치된 상태를 도시한 예시도이고, [도 7]은 [도 6]의 일부분을 발췌하여 확대한 도면이다.
[도 5] 내지 [도 7]을 참조하면, 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치는 쏘일 네일링 보강봉(110), 앵커 연선(120), 하이브리드 접속 브라켓(130), 인장 블록(140), 코킹부(150), 코킹주입관(160), 홀주입관(170), 오버플로우관(180)을 포함하여 구성된다.
쏘일 네일링 보강봉(110)은 외부로부터 그라우트재를 주입하기 위해 형성된 지반의 인서트홀(10)에 대해 그 인서트홀(10)의 정착장 영역으로부터 자유장 영역에 이르기까지 삽입된다.
여기서, '정착장'은 인서트홀(10)의 길이 방향에서 대략적인 중간 지점으로부터 인서트홀(10)의 안쪽 영역으로서 쏘일 네일링 보강봉(110)의 선단부가 고정되는 위치를 나타낸다.
그리고, '자유장'은 인서트홀(10)의 길이 방향에서 대략적인 중간 지점으로부터 인서트홀(10)의 바깥쪽 영역으로서 앵커 연선(120)이 인서트홀(10)의 길이 방향을 따라 인장력을 발휘하도록 하는 영역을 나타낸다.
쏘일 네일링 보강봉(110)은 철근으로서 직경이 대략 25~32mm 정도의 두께를 갖도록 형성된다. 쏘일 네일링 보강봉(110)은 인서트홀(10)에 삽입된 상태에서 자신과 인서트홀(10)의 내벽 사이에 주입되는 그라우트재가 경화될 때 그 경화된 그라우트재와 일체로 연결된다.
그 결과, 쏘일 네일링 보강봉(110)은 그 경화된 그라우트재와 일체로 연결된 상태에서 지반의 하중에 따른 외력으로부터 발생하는 전단력을 견뎌 결국 지반을 견고하게 안정화시킨다.
만일, 쏘일 네일링 보강봉(110)의 직경이 가는 연선으로 구성된다면 지반의 하중에 따른 외력으로부터 발생하는 전단력을 견디지 못하게 되어 자신과 일체로 연결된 그라우트재가 절단되는 하방으로 쳐지게 된다.
즉, [도 5]와 [도 6]에서와 같이 쏘일 네일링 보강봉(110)이 위치하는 부분의 인서트홀(10)에 주입되어 경화된 그라우트재는 쏘일 네일링 보강봉(110)이 지반의 외력으로부터 큰 전단력을 충분히 지탱할 때 그 경화된 상태를 그대로 유지할 수 있음을 나타낸다.
앵커 연선(120)은 [도 5] 내지 [도 7]에서와 같이 하이브리드 접속 브라켓(130)을 통해 하나의 쏘일 네일링 보강봉(110)과 바람직하게는 복수 개 연결된다.
앵커 연선(120)은 쏘일 네일링 보강봉(110)의 연장선상으로 인서트홀(10)의 자유장 영역에 삽입되고 쏘일 네일링 보강봉(110)의 후단부에 연결되며 외력에 의해 인서트홀(10)의 바깥쪽으로 당겨지면서 인서트홀(10)에 채워진 그라우트재에 대해 인장력을 유도한다.
즉, 앵커 연선(120)은 [도 2]에서와 같이 인서트홀(10")의 양단부로부터 인서트홀(10")의 중앙부를 향해 상호 당겨지는 인장력이 발생하도록 하는데, 구체적으로는 앵커 연선(120)의 인장력으로 인해 쏘일 네일링 보강봉(110)의 선단부와 인장 블록(140)이 상호 당김에 따라 인서트홀(10)의 인접 부근 지반이 압착되면서 안정화될 수 있다.
결국, 쏘일 네일링 보강봉(110)이 담당하는 지반의 인서트홀(10) 부분에서 토사의 외력에 의한 전단력을 견디면서 동시에 앵커 연선(120)을 통한 인서트홀(10) 전 구간에서의 인장력으로 인해 인서트홀(10)의 인접 부근 지반을 효과적으로 안정화시킬 수 있다.
예컨대, [도 4]에서의 도면부호 '12'에 대응하는 인서트홀과 같이 긴 구간의 토사에 의해 발생하는 큰 전단력을 쏘일 네일링 보강봉(110)이 효과적으로 지탱함과 동시에 이와 연동하여 앵커 연선(120)이 형성하는 인장력을 통해 풍화암에 연결된 쏘일 네일링 보강봉(110)의 선단부와 앵커 연선(120)의 후단부에 연결되는 인장 블록(140)이 상호 당겨지면서 해당 인서트홀(10)의 인접 부근 지반을 효과적으로 안정화시키게 된다.
이를 위해, 하이브리드 접속 브라켓(130)이 쏘일 네일링 보강봉(110)과 앵커 연선(120) 사이에 연결되어 앵커 연선(120)에 의한 인장력을 쏘일 네일링 보강봉(110)에 전달하도록 구성된다.
여기서, 인장 블록(140)은 앵커 연선(120)의 후단부에 대응하는 인서트홀(10)의 외부에 배치되어 앵커 연선(120)에 의해 형성된 인장력을 지탱하도록 구성된다.
이를 위해, 인장 블록(140)은 인서트홀(10)의 직경보다 충분히 넓게 형성됨이 바람직하다. 그 결과 앵커 연선(120)에 의한 인장력 발생시 인장 블록(140)이 인서트홀(10)의 안쪽으로 당겨질 때 인서트홀(10)의 입구 부분이 무너지지 않은 상태로 그 인장력을 지탱할 수 있게 된다.
한편, 하이브리드 접속 브라켓(130)은 [도 7]에서와 같이 쏘일 네일링 보강봉(110)과 앵커 연선(120)의 유기적인 결합을 위해 네일링 접속부(131)와 앵커 접속부(132)로 이루어진다.
네일링 접속부(131)는 일단부가 자신에 인접하는 쏘일 네일링 보강봉(110)의 일단부를 감싸는 형태로 쏘일 네일링 보강봉(110)에 끼움 결합되어 쏘일 네일링 보강봉(110)과 일체로 연결된다.
이때, 네일링 접속부(131)는 자신에 인접하는 쏘일 네일링 보강봉(110)의 일단부를 감싸는 형태로 쏘일 네일링 보강봉(110)에 끼움 결합된 상태로 압착되면서 쏘일 네일링 보강봉(110)과 일체로 결합될 수 있다.
그리고, 네일링 접속부(131)는 바람직하게는 내벽이 나선상으로 탭핑되고 네일링 접속부(131)에 대응하는 쏘일 네일링 보강봉(110)의 외벽은 나선상으로 탭핑되어 쏘일 네일링 보강봉(110)과 나사결합되도록 구성될 수 있다.
그리고, 앵커 접속부(132)의 타단부는 자신에 인접하는 앵커 연선(120) 일단부를 감싸는 형태로 앵커 연선(120)에 끼움 결합되어 앵커 연선(120)과 일체로 연결된다.
여기서, 앵커 접속부(132)는 바람직하게는 앵커 연선(120)의 일단부를 감싸는 부분의 공간 단면이 인서트홀(10)의 바깥쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 콘 형태로 구성되고 앵커 접속부(132)에 끼워지는 앵커 연선(120)의 일단부 단면은 콘 형태에 대응하여 인서트홀(10)의 바깥쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 쐐기 형태로 구성될 수 있다.
이를 통해, 앵커 연선(120)을 통한 인장력이 형성되면 앵커 접속부(132)와 앵커 연선(120)의 결합 부분은 인장력의 강도에 비례하여 점점 더 강하게 일체로 접합된다.
다른 한편, 본 발명은 코킹부(150), 코킹주입관(160), 홀주입관(170), 오버플로우관(180)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
코킹부(150)는 인서트홀(10)의 출구에 인접하는 앵커 연선(120)을 감싸는 형태로 앵커 연선(120)에 일체로 연결되며, 내측이 폐쇄된 공간을 형성하여 외부로부터 공급되는 그라우트재의 주입에 따라 팽창하면서 인서트홀(10)의 내벽을 가압함에 따라 인서트홀(10)의 내측으로부터 받는 외력으로부터 현재 위치를 유지하도록 구성된다.
이를 위해, 코킹부(150)는 바람직하게는 수축과 팽창이 가능하도록 구성되며, 앵커 연선(120)을 감싸는 형태로 인서트홀(10)의 내측에 삽입 고정된 상태에서 팽창되어 인서트홀(10)의 내측으로 주입된 그라우트재가 인서트홀(10)의 후단부로 역류되는 것을 차단한다.
코킹주입관(160)은 인서트홀(10)의 외부로부터 코킹부(150)의 내측으로 연통하도록 코킹부(150)에 연결되어 외부로부터 공급되는 그라우트재를 코킹부(150)에 주입하도록 구성된다.
홀주입관(170)은 인서트홀(10)의 외부로부터 코킹부(150)를 관통하여 인서트홀(10)의 내측에 쏘일 네일링 보강봉(110), 앵커 연선(120)과 병립 배치된 상태에서 외부로부터 공급되는 그라우트재가 코킹부(150)를 지지 기반으로부터 하여 인서트홀(10)의 전 구간에 충진되도록 구성된다.
오버플로우관(180)은 인서트홀(10)의 외부로부터 코킹부(150)를 관통하며 인서트홀(10)의 내부에 그라우트재가 가득 채워지는 경우 그 가득 채워진 그라우트재의 일부가 인서트홀(10)의 외부로 오버플로우 되도록 구성된다.
여기서, 오버플로우관(180)을 통해 인서트홀(10) 내부의 그라우트재가 역류하면 외부로부터 홀주입관(170)으로의 그라우트재 주입을 멈추고 오버플로우관(180)을 꺾어서 인서트홀(10)에 대한 그라우트재의 주입 작업을 종료한다.
[도 8]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀주입관을 도시한 절개 단면도이다. [도 8]을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀주입관(170)은 인서트통공(171)과 역류차단 체크밸브(172)를 포함하여 구성된다.
인서트통공(171)은 홀주입관(170)의 길이 방향을 따라 홀주입관(170)의 내외부를 관통하여 복수 개 구비되며 외부로부터 홀주입관(170)에 고압으로 주입되는 그라우트재를 인서트홀(10)의 길이 방향을 따라 인서트홀(10)의 내부 전범위에 일시적으로 주입하도록 한다.
이때, 역류차단 체크밸브(172)는 인서트홀(10)로부터 홀주입관(170)의 내측으로의 이물질 유입은 차단하고 외부로부터 공급되는 그라우트재를 인서트홀(10)의 내벽 방향으로 분사하도록 인서트통공(171)의 출입을 통제한다.
결국, 홀주입관(170)을 통해 인서트홀(10)의 전 구간에 고압으로 분사되는 그라우트재는 역류차단 체크밸브(172)로 인해 홀주입관(170)으로의 역류됨 없이 인서트홀(10)의 내벽 깊숙히 침투하여 애초 인서트홀(10)의 굴착시 부가적으로 발생한 교란된 지반을 더 견고하게 보강할 수 있게 된다.
[도 9]는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀주입관을 도시한 절개 단면도이다. [도 9]를 참조하면,
본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀주입관(170)은 인서트통공(171)과 역류차단부(173)를 포함하여 구성될 수 있다.
인서트통공(171)은 홀주입관(170)의 길이 방향을 따라 홀주입관(170)의 내외부를 관통하여 복수 개 구비되며 외부로부터 홀주입관(170)에 고압으로 주입되는 그라우트재를 인서트홀(10)의 길이 방향을 따라 인서트홀(10)의 내부 전범위에 일시적으로 주입하도록 한다.
이때, 역류차단부(173)는 바람직하게는 스티커 형태로 인서트통공(171)에 대응하는 홀주입관(150)의 외벽에 부착되며, 홀주입관(150)으로부터 그라우트재가 분사되기 전 인서트홀(100)의 내측으로부터 인서트통공(171)을 통해 홀주입관(170)으로의 이물질 유입을 차단한다.
[도 10]은 본 발명에 따른 인장 블록을 도시한 예시도이고, [도 11]은 본 발명에 따른 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치가 경사지에 설치된 상태를 도시한 예시도이다.
[도 10]과 [도 11]을 참조하면, 인장 블록(140)은 지압판(141), 커버(142), 경관 블록부(143)를 포함하여 구성될 수 있다.
지압판(141)은 앵커 연선(120)의 후단부에 연결되어 인서트홀(10)의 입구 부분에 걸친 상태로 앵커 연선(120)에 의해 형성된 인장력을 지탱한다. 여기서, 커버(142)는 지압판(141)의 외표면을 덮어 지압판(141)에 연결된 앵커 연선(120)이 외부 환경에 의해 망가지는 것을 방지한다.
한편, 경관 블록부(143)는 지압판(141)의 일면과 인서트홀(10)의 입구 지반 사이에 배치된 상태로 인서트홀(10)의 입구 지반을 지지 기반으로 해서 앵커 연선(120)의 인장력에 의해 지압판(141)이 인서트홀(10)의 내측으로 쏠리는 것을 지탱한다. 이를 위해, 경관 블록부(143)는 인서트홀(10)의 내경보다 충분히 넓게 형성됨이 바람직하다.
또한, 경관 블록부(143)는 몸체가 블록 형태로 이루어져 앵커 연선(120)이 관통하는 중공홀(미도시)이 형성되고 자신의 외표면은 음각 또는 양각 중 어느 하나이상의 패턴을 갖는 문양이 덧대어져 형성될 수 있다.
이를 통해, 토목공사의 후처리 공사인 경관 조성작업을 한꺼번에 수행함으로써 공사비용과 공사기간을 단축시키는 장점도 있다.
10 : 인서트홀
10',10" : 인서트홀
11, 12, 13, 14 : 인서트홀
110 : 쏘일 네일링 보강봉
120 : 앵커 연선
130 : 하이브리드 접속 브라켓
131 : 네일링 접속부
132 : 앵커 접속부
140 : 인장 블록
141 : 지압판
142 : 커버
143 : 경관 블록부
150 : 코킹부
160 : 코킹주입관
170 : 홀주입관
171 : 인서트통공
172 : 역류차단 체크밸브
173 : 역류차단부
180 : 오버플로우관

Claims (7)

  1. 외부로부터 그라우트재를 주입하기 위해 형성된 지반의 인서트홀에 대해 그 인서트홀의 정착장 영역으로부터 자유장 영역에 이르기까지 삽입되는 쏘일 네일링 보강봉(110);
    상기 쏘일 네일링 보강봉의 연장선상으로 상기 인서트홀의 자유장 영역에 삽입되고 상기 쏘일 네일링 보강봉의 후단부에 연결되며 외력에 의해 상기 인서트홀의 바깥쪽으로 당겨지면서 상기 인서트홀에 채워진 그라우트재에 대해 인장력을 유도하는 하나 이상의 앵커 연선(120);
    일단부가 자신에 인접하는 상기 쏘일 네일링 보강봉의 일단부를 감싸는 형태로 상기 쏘일 네일링 보강봉에 끼움 결합되어 상기 쏘일 네일링 보강봉과 일체로 연결되는 네일링 접속부(131)와, 타단부가 자신에 인접하는 상기 앵커 연선의 일단부를 감싸는 형태로 상기 앵커 연선에 끼움 결합되어 상기 앵커 연선과 일체로 연결되는 앵커 접속부(132)를 구비함에 따라 상기 쏘일 네일링 보강봉과 상기 앵커 연선 사이에 연결되어 상기 앵커 연선에 의한 인장력을 상기 쏘일 네일링 보강봉에 전달하는 하이브리드 접속 브라켓(130);
    상기 인서트홀의 외부에 배치되어 상기 앵커 연선의 인장력을 지탱하는 인장 블록(140);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 앵커 접속부와 상기 앵커 연선의 결합 부분이 상기 앵커 연선에 형성되는 인장력에 비례하여 강하게 접합되도록 상기 앵커 접속부(132)는 상기 앵커 연선의 일단부를 감싸는 부분의 공간 단면이 상기 인서트홀의 바깥쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 콘 형태로 구성되고 상기 앵커 접속부에 끼워지는 상기 앵커 연선의 일단부 단면은 상기 콘 형태에 대응하여 상기 인서트홀의 바깥쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 쐐기 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트홀의 출구에 인접하는 상기 앵커 연선을 감싸는 형태로 상기 앵커 연선에 일체로 연결되며, 내측이 폐쇄된 공간을 형성하여 외부로부터 공급되는 그라우트재의 주입에 따라 팽창하면서 상기 인서트홀의 내벽을 가압함에 따라 상기 인서트홀의 내측으로부터 받는 외력으로부터 현재 위치를 유지하도록 하는 코킹부(150);
    상기 인서트홀의 외부로부터 상기 코킹부의 내측으로 연통하도록 상기 코킹부에 연결되어 외부로부터 공급되는 그라우트재를 상기 코킹부에 주입하는 코킹주입관(160);
    상기 인서트홀의 외부로부터 상기 코킹부를 관통하여 상기 인서트홀의 내측에 상기 쏘일 네일링 보강봉, 상기 앵커 연선과 병립 배치된 상태에서 외부로부터 공급되는 그라우트재가 상기 코킹부를 지지 기반으로부터 하여 상기 인서트홀의 전 구간에 충진되도록 하는 홀주입관(170);
    을 더 포함하여 구성되는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 인서트홀의 외부로부터 상기 코킹부를 관통하며 상기 인서트홀의 내부에 그라우트재가 가득 채워지는 경우 그 가득 채워진 그라우트재의 일부가 상기 인서트홀의 외부로 오버플로우 되도록 하는 오버플로우관(180);
    을 더 포함하여 구성되는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 홀주입관(170)은,
    외부로부터 공급되는 그라우트재를 상기 인서트홀의 내부에 주입할 수 있도록 자신의 길이 방향을 따라 자신의 내외부를 관통 형성되는 복수 개의 인서트통공(171);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 홀주입관(170)은,
    상기 인서트홀로부터 상기 홀주입관의 내측으로의 이물질 유입은 차단하고 외부로부터 공급되는 그라우트재를 상기 인서트홀의 내벽 방향으로 분사하도록 상기 인서트통공(171)의 출입을 통제하는 역류차단 체크밸브(172);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 네일링 접속부(131)는 내벽이 나선상으로 탭핑되고 상기 네일링 접속부에 대응하는 상기 쏘일 네일링 보강봉의 외벽은 나선상으로 탭핑되어 상기 쏘일 네일링 보강봉과 나사결합된 것을 특징으로 하는 쏘일 네일 및 그라운드 앵커의 하이브리드 장치.
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