KR101946442B1 - 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불안정 경사면에 대한 안전성확보를 위해 경사면 보강공법인 소일네일링 공법에서 사면의 천공홀에 네일을 삽입하는 공정에서 네일 선단부에 네일 삽입 작업이 용이한 가이드캡이 결합되어 천공홀 내부에서의 슬라임(slime)의 발생하는 현상을 최소화함으로써 천공홀의 바닥 부분까지 네일이나 정착구를 삽입하는 작업이 매우 수월하고, 그에 따른 소일 네일링 공정에서의 작업 안전성을 확보할 수 있으며, 특히 상기 가이드캡은 네일에 간편하게 직접 결합되어 사용할 수 있는 것은 물론 정착구에 병행하여 사용할 수 있게 구성되어 사용효율성이 높은 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는, 사면에 천공된 천공홀에 삽입된 네일을 고정시키도록 그라우팅 파이프를 통해 그라우트재를 충진하는 소일 네일 장치에 있어서, 상기 천공홀의 내부를 따라 길게 삽입되기 위한 네일과; 상기 네일이 상기 천공홀 내부로 삽입되는 경우 상기 네일의 선단부가 상기 천공홀의 내벽에서 소정 이격된 상태로 삽입 가이드하는 가이드캡을; 포함하여 구성되되, 상기 가이드캡은, 상기 네일의 선단부에 결합되는 결합부와, 상기 천공홀에 삽입되는 경우 상기 천공홀에서 발생되는 슬라임이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 테이퍼경사면이 형성된 헤드부가 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치{Soil-nail apparatus with guide for hole protection}

본 발명은 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불안정 경사면에 대한 안전성확보를 위해 경사면 보강공법인 소일네일링 공법에서 사면의 천공홀에 네일을 삽입하는 공정에서 네일 선단부에 네일 삽입 작업이 용이한 가이드캡이 결합되어 천공홀 내부에서의 슬라임(slime)의 발생하는 현상을 최소화함으로써 천공홀의 바닥 부분까지 네일이나 정착구를 삽입하는 작업이 매우 수월하고, 그에 따른 소일 네일링 공정에서의 작업 안전성을 확보할 수 있으며, 특히 상기 가이드캡은 네일에 간편하게 직접 결합되어 사용할 수 있는 것은 물론 정착구에 병행하여 사용할 수 있게 구성되어 사용효율성이 높은 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치에 관한 것이다.

소일네일링공법은 붕괴의 위험성이 큰 자연사면이나 굴착에 의한 인공 사면의 안정성을 향상시키기 위하여 상기 사면을 일정한 간격으로 천공하고 천공구멍에 철근을 삽입한 후 그라우팅을 실시하여 사면을 보강하는 공법이다.

소일네일링(soil-nailing method)은 지반의 붕괴와 균열이 쉽게 일어날 수 있는 토사나 토사와 암벽이 혼조된 연약지반인 경우, 굴착면이나 주변의 인접한 지반이 균열되고 무너지는 현상이 발생되는 위험을 사전에 예방하기 위한 안전조치로서 굴토 또는 절토 과정을 통하여 일련의 보강작업이 이루어지는 것으로, 비탈면이나 터파기 굴착면을 자립할 수 있는 안정높이로 굴착함과 동시에 숏크리트(shotcrete; 뿜어 붙이기 콘크리트)로 표면보호면을 시공하고 굴착배면을 천공하여 철근이나 와이어등의 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항 할 수 있는 네일(nail)을 삽입한 후, 그라우팅하여 보강토체를 조성함에 따라 연약지반의 전단저항력을 향상시켜 굴착한 연약지반에서 발생할 수 있는 균열이나 붕괴 등의 문제점을 해결하여 터파기공사 작업의 안정성을 도모하는 것이다.

이와 같은 소일네일링(soil-nailing method) 공법은 통상적으로 널리 이용되고 있는 굴착지보 구조물과 비교해 볼 때 다음과 같은 특성을 지니고 있다.

첫째, 원지반 자체를 주된 구조적 요소로 이용하고 있어 가시설 비용이 들지 않으며 건물외벽과 합벽시공이 가능하여 거푸집 및 되메우기 작업이 생략된다. 그 밖의 주요소인 네일도 상대적으로 가격이 저렴하다. 또한 숏크리트와 전면판도 단지 전면에 존재하여 흙의 붕괴를 방지하기 위한 국부적인 역할을 수행하므로 두께가 상대적으로 얇아 경제적이다.

둘째, 소일네일링은 간단한 천공 및 그라우팅 장비로 시공이 가능하다.

셋째, 상부에서 하부로 지반굴착과 병행하여 작업이 이루어지므로 설계시와 상이한 지층특성이 나타날 경우 즉각적으로 네일의 설치간격과 길이 등을 조정이 가능하므로 현장적응성이 뛰어나다.

넷째, 네일이 설치되어 있는 하나하나가 블록형태로 외압에 대해 지지토록 되어 있으므로, 주변지반의 거동에 적절하게 대응되게 된다. 특히, 수직 및 부등침하에 효과적이므로, 지진이 자주 발생되는 지역에서도 매우 적합한 공법을 보고되고 있다.

한편, 종래의 소일네일링공법은 일반적으로 보강이 필요한 사면을 천공하여 천공홀을 형성시키는 공정; 상기 천공작업에 의해 발생한 슬라임을 제거하는 공정; 상기 천공홀에 네일을 삽입하는 공정; 상기 천공홀에 그라우팅하는 공정; 및 상기 천공홀의 입구를 막으며 마감처리하는 공정; 등으로 이루어져 있었다.

상기한 종래의 소일네일링공법은 천공 작업시 발생된 흙이나 암편이 천공홀의 바닥에 떨어져 쌓이게 되는데 이러한 흙이나 암편을 슬라임(slime)이라 한다. 이러한 슬라임은 사면 보강 부위의 강도에 좋지 않은 영향을 미치므로 상기 슬라임을 제거하는 공정을 거쳐 왔으며, 일반적으로 공기압을 이용하여 이러한 슬라임의 일부는 제거할 수 있었다.

또한, 상기와 같은 슬라임을 제거하는 작업을 하더라도 네일을 삽입하는 공정에서 네일이나 네일 선단부에 장착되어 천공홀 바닥에 정착되도록 결합될 수 있는 정착구의 마찰로 인해 천공홀 내부에 슬라임이 계속 발생됨에 따라 네일의 삽입작업이 쉽지 않았던 것이다. 이에 따라 현장에서는 중장비를 이용하여 네일을 억지로 밀어 넣도록 하는 등의 방법을 사용하기도 하였으나, 이와 같은 경우 과도한 힘으로 네일이 삽입됨에 따라 네일의 전단 강도에 악영향을 미치게 되는 것은 물론, 천공홀의 내벽면과의 마찰로 인해 많은 양의 슬라임이 발생되는 등의 문제가 발생되었던 것이다.

이와 같이 종래에는 상기 슬라임을 완벽하게 제거하는 작업이 현실적으로 매우 어려웠던 것으로, 결국 종래의 소일네일링공법에 의할 때는 천공된 구멍의 바닥에 불가피하게 슬라임이 쌓이게 되고, 상기 슬라임에 의해서 지반과 그라우트재 사이의 경계면에서의 마찰력이 감소하여 소일네일의 인발저항력이 약화되었던 문제가 발생되었으며, 또한 그라우트재와 네일 사이의 결합이 완벽하지 않은 경우 상기 네일에 인장력 작용시 소일네일에 전단파괴가 발생할 수 있었다.

한편, 종래의 쏘일네일링 공법에서는 그라우트재를 충진하는 과정에서 그라우트재의 안정적인 공급을 위해 주입관과 배출관 등을 일자로 길게 배치되도록 한 상태에서 체결부재를 이용하여 네일 등에 고정된 상태가 유지되어야 하는데, 상기와 같은 종래의 패커를 이용한 가압식 공법에서와 같이 코킹주입관과 홀주입관을 별도로 고정하지 않은 상태에서 그라우팅 충진 작업을 하는 경우 내부에서 관들이 유동하여 인서트홀 내에 공기의 발생이 많아지고, 그라우트재가 균일하게 충진되지 못하게 되는 등의 문제가 있었던 것이다.

또한, 종래에는 그라우트재의 주입호스나 배출관이 연질의 투명 고무 재질이나 수지로 형성되어 있는데, 이와 같은 주입호스나 배출관을 네일에 바로 체결하는 경우 주입호스나 배출관이 꺾이거나 찌그러지는 문제로 인해 그라우트재의 공급이 원활하지 못하고, 그로 인한 그라우트재의 경화가 제대로 이루어지지 못하게 되는 등 그라우팅의 품질이 저하되는 문제가 발생되었던 것이다.

한편, 종래에는 상기와 같은 소일네일링 공법을 적용한 기술이 많이 개시되어 있는데, 일예로 대한민국 등록특허공보 제10-0961284호(2010.05.26 등록) "소일 네일링 장치 및 그 시공방법"과 같은 기술에서는 사면에 천공된 네일삽입공으로 삽입된 네일의 선단부를 견고히 고정시킬 수 있도록 하는 기술이 개시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 종래의 소일 네일링 장치는 사면(10)에 천공된 네일삽입공(12)으로 삽입된 네일(20)을; 고정시키도록 그라우팅 파이프(30)를 통해 그라우트를 충진하는 소일 네일링 장치에 있어서, 네일(20)의 선단부에 수나사(22)가 형성되고, 상기 수나사(22)에 나사결합되도록 형성된 탭홀(42) 및 외주연을 따라 형성된 제1테이퍼부(44)가 구비되며, 상기 네일(20)과 나사결합되어 네일삽입공(12)의 말단부로 삽입되는 고정슈(40)와; 상기 고정슈(40)를 네일삽입공(12)의 말단부에 고정시키기 위해 네일의 가압돌기(24) 앞쪽에 베어링(55)을 두고 결합되는 정착구(50)를; 포함하여 구성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 사면에 천공된 네일삽입공(12)으로 삽입된 네일(20)의 선단부를 정착구(50)에 의해 견고히 고정시킬 수 있도록 하는 것으로, 상기와 같이 고정슈(40)와 정착구(50)가 결합된 상태로 네일삽입공(12)에 네일(20)을 삽입하는 작업을 하는 경우 상술한 바와 같이 네일(20)의 선단부에 결합된 고정슈(40)와 정착구(50)가 내부의 불규칙한 표면으로 천공 처리된 네일삽입공(12)으로 삽입이 원활하지 못하고, 정착구(50)의 선단부에 네일삽입공(12)의 표면이 긁히면서 과도한 양의 슬라임(slime) 발생으로 네일링 시공 작업이 힘든 것은 물론, 시공 후에 그라우트재의 경화가 제대로 이루어지지 못하게 되는 등의 문제가 발생될 수 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 불안정 경사면에 대한 안전성확보를 위해 경사면 보강공법인 소일네일링 공법에서 사면의 천공홀에 네일을 삽입하는 공정에서 네일 선단부에 네일 삽입 작업이 용이한 가이드캡이 결합되어 천공홀 내부에서의 슬라임(slime)의 발생하는 현상을 최소화함으로써 천공홀의 바닥 부분까지 네일이나 정착구를 삽입하는 작업이 매우 수월한 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치를 제공하는데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 가이드캡이 네일에 간편하게 직접 결합되어 사용할 수 있도록 한 것과 동시에 정착구에 일체로 결합된 상태에서 그라우트재의 충진 작업에 따른 정착구의 고정 작업이 안정되게 이루어져 사용효율성의 향상과 함께 시공품질이 높아질 수 있도록 하는 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치를 제공하는데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는, 사면에 천공된 천공홀에 삽입된 네일을 고정시키도록 그라우팅 파이프를 통해 그라우트재를 충진하는 소일 네일 장치에 있어서, 상기 천공홀의 내부를 따라 길게 삽입되기 위한 네일과; 상기 네일이 상기 천공홀 내부로 삽입되는 경우 상기 네일의 선단부가 상기 천공홀의 내벽에서 소정 이격된 상태로 삽입 가이드하는 가이드캡을; 포함하여 구성되되, 상기 가이드캡은, 상기 네일의 선단부에 결합되는 결합부와, 상기 천공홀에 삽입되는 경우 상기 천공홀에서 발생되는 슬라임이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 테이퍼경사면이 형성된 헤드부가 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는, 길이방향의 내부 중공이 형성되고 상기 네일의 말단부에 연결되는 정착구를; 더 포함하여 구성되되, 상기 가이드캡은, 상기 결합부가 상기 중공에 소정 깊이만큼 끼움 삽입되어 상기 정착구 전방에 일체로 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는, 상기 가이드캡은, 상기 네일이 내부로 삽입 수용되고, 상기 정착구의 내부 중공과 연통되게 내부공간을 이루는 끼움공이 형성되며, 상기 헤드부에는 외부에서 상기 내부공간부로 통하는 복수의 그라우트통과홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는, 상기 가이드캡은, 상기 결합부의 외주면을 따라 복수의 압입돌기가 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는, 상기 네일의 길이방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 상기 네일이 상기 천공홀의 내벽에서 소정 이격되게 유지시키는 복수의 보조캡을; 더 포함하되, 상기 보조캡은, 상기 네일이 삽입 통과될 수 있는 중공홀이 형성되고, 상기 천공홀에서 발생되는 슬라임이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 테이퍼경사면이 형성되며, 상기 테이퍼경사면의 환테 방향을 따라 복수의 호스연결홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는 사면의 천공홀에 네일을 삽입하는 공정에서 네일 선단부에 네일 삽입 작업이 용이한 가이드캡이 결합되어 천공홀 내부에서의 슬라임(slime)의 발생하는 현상을 최소화함으로써 천공홀의 바닥 부분까지 네일이나 정착구를 삽입하는 작업이 매우 수월한 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는 가이드캡이 네일에 간편하게 직접 결합되어 사용할 수 있는 것은 물론, 정착구에 일체로 결합된 상태에서 그라우트재의 충진 작업에 따른 정착구의 고정 작업이 안정적으로 이루어지도록 구성되어 사용효율성의 향상과 함께 시공품질 또한 향상될 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 소일 네일링 장치의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 종래의 일실시예에 따른 소일 네일링 장치의 일부 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 전체적인 구성을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 가이드캡을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 주요 구성을 도시한 분해결합단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 가이드캡의 다른 예를 도시한 사시도.
도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 보호캡을 도시한 측면상태도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치가 천공홀에 삽입되는 상태를 도시한 단면상태도.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치(이하에서는 '소일 네일 장치'라 한다.)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 전체적인 구성을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 가이드캡을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 주요 구성을 도시한 분해결합단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 가이드캡의 다른 예를 도시한 사시도이며, 도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치의 보호캡을 도시한 측면상태도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치가 천공홀에 삽입되는 상태를 도시한 단면상태도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치(100)는, 사면(I)에 천공된 천공홀(200)에 삽입된 네일을 고정시키도록 그라우팅 파이프(210)를 통해 그라우트재(G)를 충진하는 소일 네일 장치에 있어서, 네일(110)과, 가이드캡(120) 및 정착구(130)를 포함하여 구성되되, 상기 가이드캡(120)은 결합부(121)와 헤드부(122)가 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치(100)는 터파기, 흙막이, 철도 및 도로에 인접한 자연 및 인공사면의 보강, 지하구조물 및 터널 등과 같은 토목 관련 시설물 축조에 필요한 굴착지보체계, 기존 옹벽의 보

수 및 옹벽을 설치하는 공사 등에 천공기를 이용하여 천공된 천공홀(200)에 삽입된다. 이때, 본 발명 소일 네일 장치(100)는 상기 천공홀(200)에 삽입시, 네일(110)의 선단부에 간편하게 결합되어 상기 천공홀(200) 내부에서의 슬라임(slime)의 발생을 최소화하면서 네일의 삽입 작업을 가이드하는 상기 가이드캡(120)을 포함하여 구성된 것이 가장 큰 특징이다.

상기 네일(110)은 상기 천공홀(200)의 내부를 따라 길게 삽입되기 위한 구성이다.

이에, 상기 네일(110)은 상기 천공홀(200)이 형성된 길이에 대응하는 바람직한 길이로 이루어질 수 있으며, 주지된 바와 같이 종래의 소일 네일 장치 및 공법에 사용되는 철근이 사용될 수 있으며, 상기 철근에 상응하는 물리적 성질을 갖는 재질의 것이라면 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.

또한, 상기 네일(110)은 외주면을 따라 수나사산 또는 원주 방향으로 돌출된 다수의 돌기(110a)가 일정 간격으로 형성되어 후술되는 상기 가이드캡(120) 또는 상기 정착구(130)와의 결합이 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 도 3 및 4를 참조하면, 상기 가이드캡(120)은, 상기 네일(110)의 선단부에 결합되는 결합부(121)와, 상기 천공홀(200)에 삽입되는 경우 상기 천공홀(200)에서 발생되는 슬라임(S)이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 테이퍼경사면(122a)이 형성된 헤드부(122)가 구성되어 이루어진다.

상기 결합부(121)는 상기 가이드캡(120)이 상기 네일(110) 또는 상기 정착구(130)와 연결되는 부분이다.

이에, 상기 결합부(121)는 상기 네일(110) 또는 상기 정착구(130)에 다양한 방식으로 결합될 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 상기 결합부(121)가 상기 네일(110) 또는 상기 정착구(130)에 끼움 방식으로 간편하게 결합될 수 있도록 한다.

도 4를 참조하면, 상기 가이드캡(120)의 결합부(121)는 상기 헤드부(122)와 서로 반대측에 위치하도록 상기 가이드캡(120)의 후방에서 원통형으로 일정 길이만큼 길게 형성된다.

상기 가이드캡(120)은 상기 네일(110)의 선단부가 내부로 끼움 삽입되는 끼움공(120a)이 형성되는데, 상기 끼움공(120a)은 상기 네일(110)이 삽입 수용될 수 있는 내부공간을 이루면서 상기 헤드부(122)의 내부에 빈 공간과 연통된다. 즉, 상기 가이드캡(120)은 도 5에 도시된 바와 같이 내부가 빈 공간을 이루도록 단면이 형성된다.

이에, 상기 네일(110)은 상기 결합부(121)의 끼움공(120a)에 억지 끼움되게 삽입되어 상기 가이드캡(120)과 일체로 결합될 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 네일(110)의 선단부와 상기 가이드캡(120)의 끼움공(120a) 각각에 상호 나사 결합될 수 있는 암나사산 및 수나사산이 형성되어 상기 네일(110)이 상기 가이드캡(120)에서 이탈되지 않도록 나사 결합되는 실시예도 가능할 것이다.

상기 헤드부(122)는 상기 결합부(121)의 타측 즉, 상기 네일(110)이 상기 천공홀(200) 내부로 삽입되는 방향을 향하도록 전방 위치에 형성된다.

이에, 본 발명의 일실시예에서는 상기 헤드부(122)가 대략 원뿔대 형상으로 형성되는 테이퍼경사면(122a)이 형성되며, 상기 헤드부(122)의 선단부 즉, 상기 테이퍼경사면(122a)의 꼭지점 부분이 전방을 향하여 곡선형으로 만곡된 만곡부(122c) 이루어지는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 헤드부(122)는 상기 네일(110) 또는 상기 정착구(130)와 일체로 상기 천공홀(200)에 삽입되는 과정에서 상기 천공홀(200)의 내벽면에서 발생되는 슬라임(S)이 상기 테이퍼경사면(122a)에 닿은 경우 상기 헤드부(122)의 환테(122b) 부분으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 헤드부(122)는 상기 환테(122b) 부분에서 상기 결합부(121)와 경계를 이루는 부분에서 수직면을 이루는 지지부(123)가 형성된다. 즉, 상기 지지부(123)는 상기 결합부(121)의 외경이 상기 환테(122b)의 외경보다 일정 폭만큼 작게 형성되도록 한 것으로, 이에 따라 상기 가이드캡(120)이 후술되는 상기 정착구(130)에 결합되는 경우 상기 정착구(130)의 선단부가 상기 지지부(123)에 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.

이때, 상기 헤드부(122)는, 상기 환테(122b) 부분의 외경 크기가 상기 정착구(130)의 선단부 외경의 크기보다 소정 크기만큼 크게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 헤드부(122)의 환테(122b) 부분으로 밀려 후방으로 배출되는 슬라임에 간섭되지 않도록 하기 위함이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치(100)는 상기 가이드캡(120)이 상기 정착구(130)를 매개로 상기 네일(110)과 일체로 결합될 수 있다.

상기 정착구(130)는, 상기 네일(110)의 말단부에 연결되어 상기 천공홀(200)에 그라우팅재를 주입하여 경화시킨 경우 토압에 의한 변형을 줄이고, 더욱 견고한 인장응력과 전단응력 및 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 구성될 수 있다.

즉, 사면으로부터 하향경사지게 천공되어 있는 천공홀에 네일의 선단부가 삽입되는 경우 상기 네일의 하중과 중력에 의해 네일이 천공홀의 중앙으로 위치하지 않고 천공홀의 내벽면에 닿게 된다. 이 때문에 네일 선단부가 천공홀의 내벽면에 접하게 되면 그라우팅재를 천공홀 내부에 주입할 때 네일과 그라우팅재가 경화되는 과정에서 네일이 하부면으로 기울어져 접하여 있기 때문에 천공홀 내부에 주입되어 경화되는 그라우팅재와의 정착강도가 약화되는 문제점이 있었던 것이다.

이에, 상기 정착구(130)는 상기 네일(110)이 길게 삽입될 수 있도록 길이방향으로 내부 중공(131)이 형성되고, 길이방향으로 외주면에 다수의 요철(132)이 일정 간격으로 형성된다. 이와 같은 상기 정착구(130)는 상기 천공홀(200) 내부에 충진된 그라우트재가 견고하게 경화된 경우 외주면에 형성된 다수의 요철(132)에 의해 상기 네일(110)에 가해지는 인장력의 유지 강도를 높일 수 있도록 한다.

이때, 상기 정착구(130)는 상기 다수의 요철(132)이 쐐기형으로 돌출 형성될 수 있으며, 이와 같은 경우 경화된 그라우트에 의해 인발저항력을 높일 수 있도록 하는 실시예도 가능하다.

또한, 상기 정착구(130)는 상기 네일(110)과의 견고한 결합을 위해 스크류너트(135)를 통해 연결될 수 있다.

이에, 상기 정착구(130)는 상기 내부 중공(131)에 상기 가이드캡(120)의 결합부(121)가 소정 깊이만큼 끼움 삽입되어 상기 가이드캡(120)이 전방에 일체로 결합될 수 있게 되며, 이때, 상기 정착구(130)는 상기 내부 중공(131)이 상기 스크류너트(135)가 수용될 수 있는 원형 공간을 이루도록 길이방향의 양측으로 관통 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 정착구(130)는 후술되는 그라우트통과홀(122d)을 통해 상기 가이드캡(120)의 내부로 그라우트재가 채워지는 경우 상기 내부 중공(131)으로 그라우트재가 유입되어 경화된 경우 상기 천공홀(200)에서 상기 가이드캡(120)과 일체로 견고하게 고정된다.

상기 스크류너트(135)는 상기 네일(110)의 외주면에 대응하는 원호형의 내주면이 각각 형성된 한 쌍의 스크류너트로 구성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 상기 스크류너트(135)는 내주면 각각에 일정 간격으로 돌출 형성된 요철(135a)이 상기 네일(110)의 외주면을 따라 수나사산 형상으로 형성될 수 있는 다수의 돌기(110a) 부분과 상호 맞물리게 결합된다.

또한, 상기 정착구(130)의 내부 중공(131)에는 암나사산이 형성될 수 있고, 상기 스크류너트(135)의 외면에는 수나사산(135b)이 형성되어 상기 정착구(130)와 상기 스크류너트(135)가 상호 나사결합될 수 있다.

이에, 상기 한 쌍의 스크류너트(135)는 상기 네일(110)의 외면에 밀착된 경우 일정 간격 상호 벌어지도록 확관되며, 이와 같이 확관된 상태에서 상기 네일(110)과 일체로 상기 정착구(130)의 내부 중공(131)에 견고하게 지지될 수 있게 된다.

한편, 상기 가이드캡은(120)은 상기 결합부(121)의 외주면을 따라 복수의 압입돌기(121a)가 일정 간격으로 형성된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 가이드캡(120)은 상기 정착구(130)와 결합되기 위해 상기 결합부(121)가 상기 정착구(130)의 내부 중공(131)에 끼움 결합되는 것으로, 이때, 상기 결합부(121)에는 상기 복수의 압입돌기(121a)가 일정 길이로 형성되어 상기 결합부(121)가 소정 탄성을 갖고 상기 내부 중공(131)에 억지 끼움방식으로 압입되어 삽입될 수 있도록 한다.

이에, 본 발명 소일 네일 장치(100)가 상기 천공홀(200)에 삽입되는 경우 상기 정착구(130)의 전방에 위치하는 상기 가이드캡(120)이 안정적으로 고정될 수 있고, 더욱이 상기 가이드캡(120)에는 상기 헤드부(122)에 테이퍼경사면(122a)이 형성되어 외부 충격 또는 마찰에 의해 상기 정착구(130)로부터 이탈되는 현상이 쉽게 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치(100)는 상기 가이드캡(120)의 헤드부(122)에 복수의 그라우트통과홀(122d)이 형성된 것이 특징이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 그라우트통과홀(122d)은 상기 헤드부(122)의 환테(122b) 부분에 인접한 위치의 상기 테이퍼경사면(122a)의 외주면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되게 적어도 한 쌍 이상 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서의 가이드캡(120')은 도 6에 도시된 바와 같이 그라우트통과홀(122d',122")이 상기 테이퍼경사면(122a)과 상기 만곡부(122c) 중 어느 하나 이상 또는 어느 한 곳에 형성될 수 있는 것으로, 이와 같이 형성된 상기 그라우트통과홀(122d)을 통해 본 발명 소일 네일 장치(100)가 상기 천공홀(200)에 삽입된 상태에서 그라우트재를 충진하는 작업시 그라우트재가 상기 가이드캡(120)과 상기 정착구(130)의 내부까지 침투하도록 함으로써 경화된 그라우트에 의해 인발저항력을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 발생된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 소일 네일 장치(100)는 상기 네일(110)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 상기 네일(110)이 상기 천공홀(200)의 내벽에서 소정 이격되게 유지시키는 복수의 보조캡(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 보조캡(140)은 상기 네일(110)이 삽입 통과될 수 있는 중공홀(141)이 형성되고, 상기 가이드캡(120)과 같은 테이퍼경사면(142)이 형성된 것이 특징이다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 보조캡(140)은 상기 네일(110)을 따라 일정 간격 이격되게 복수개 배치되어 별도의 체결부재를 통해 상기 네일(110)의 외주면에 간편하게 고정될 수 있는 구성으로, 본 발명 소일 네일 장치(100)가 상기 천공홀(200) 내부로 삽입되는 과정에서 상기 가이드캡(120)과 같이 슬라임(slime)의 발생을 억제하면서 상기 천공홀(200)에서 발생되는 슬라임(S)이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 기능을 할 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 상기 보조캡(140)은 상기 네일(110)에 안정적으로 지지될 수 있게 상기 중공홀(141)이 일정 길이만큼 연장 형성되고,

상기 테이퍼경사면(142)의 환테 방향을 따라 복수의 호스연결홈(143)이 형성되어 그라우트재가 공급되는 그라우팅호스와 배출호스 등이 상기 네일(110)의 길이방향으로 나란하게 인접한 상태로 고정될 수 있도록 한다.

이에, 상기 보조캡(140)은 상기 네일(110)이 상기 천공홀(200)의 내면에서 소정 이격된 상태를 유지시키는 역할과, 그라우팅호스 등을 고정하는 역할을 함으로써 종래의 소일 네일 공법에서의 스페이서의 기능을 하는 것은 물론, 네일(110)이 천공홀(200)에 삽입되는 과정에서 상기 가이드캡(120)에 의해 전방에서 후방으로 밀리는 슬라임이 상기 네일(110)의 일정 길이마다 후방측으로 계속해서 쉽게 빠질 수 있도록 하는 역할을 하게 되어 본 발명 소일 네일 장치(100)를 통한 네일(110)의 삽입 작업이 매우 수월하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

이에 따라, 상기와 같은 가이드캡(120), 정착구(130) 및 보조캡(140)과 같은 구성요소들의 유기적인 결합관계에 의하여 본 발명에 따른 소일 네일 장치(100)는 사면의 천공홀에 네일을 삽입하는 공정에서 천공홀 내부에서의 슬라임(slime)의 발생하는 현상을 최소화하면서 천공홀의 바닥 부분까지 네일이나 정착구를 삽입하는 작업이 매우 신속하고 수월하게 진행될 뿐만 아니라, 네일 또는 정착구에 간편한 구조로 결합되어 네일의 삽입을 가이드하는 가이드캡을 통해 천공홀의 내벽면을 보호하면서 천공홀 내부에서 그라우트재의 충진 작업에 따른 네일 및 정착구의 고정 작업이 안정적으로 이루어져 사용효율성의 향상은 물론, 소일 네일 시공 공법에서의 시공품질의 향상과 함께 사면의 옹벽 구축에 따른 내구성을 높일 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

100 소일 네일 장치
110 네일
120 가이드캡
120a 끼움공
121 결합부
122 헤드부
122a 테이퍼경사면
122d 그라우트통과홀
123 지지부
130 정착구
131 중공
135 스크류너트
140 보조캡
141 중공홀
142 테이퍼경사면
143 호스연결홈
200 천공홀
S 슬라임
G 그라우트재

Claims (5)

1. 사면에 천공된 천공홀에 삽입된 네일을 고정시키도록 그라우팅 파이프를 통해 그라우트재를 충진하는 소일 네일 장치에 있어서,
   상기 천공홀의 내부를 따라 길게 삽입되기 위한 네일과; 상기 네일이 상기 천공홀 내부로 삽입되는 경우 상기 네일의 선단부가 상기 천공홀의 내벽에서 소정 이격된 상태로 삽입 가이드하는 가이드캡을; 포함하여 구성되되,
   상기 가이드캡은, 상기 네일의 선단부에 결합되는 결합부와, 상기 천공홀에 삽입되는 경우 상기 천공홀에서 발생되는 슬라임이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 테이퍼경사면이 형성된 헤드부가 구성되어 이루어지고,
   길이방향의 내부 중공이 형성되고 상기 네일의 말단부에 연결되는 정착구와; 상기 네일의 길이방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 상기 네일이 상기 천공홀의 내벽에서 소정 이격되게 유지시키는 복수의 보조캡을; 더 포함하되,
   상기 가이드캡은, 상기 결합부가 상기 중공에 소정 깊이만큼 끼움 삽입되어 상기 정착구 전방에 일체로 결합되며,
   상기 보조캡은, 상기 네일이 삽입 통과될 수 있는 중공홀이 형성되고, 상기 천공홀에서 발생되는 슬라임이 가장자리 방향으로 밀리면서 후방으로 빠지도록 유도하는 테이퍼경사면이 형성되며, 상기 테이퍼경사면의 환테 방향을 따라 복수의 호스연결홈이 형성되고,
   상기 가이드캡은, 상기 결합부의 외경이 상기 환테의 외경보다 작게 형성되게 상기 헤드부와 상기 결합부가 경계를 이루는 부분에서 수직면을 이루는 지지부가 형성되며, 상기 헤드부 환테 부분의 외경이 상기 정착구의 선단부 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드캡은, 상기 네일이 내부로 삽입 수용되고, 상기 정착구의 내부 중공과 연통되게 내부공간을 이루는 끼움공이 형성되며,
   상기 헤드부에는 외부에서 상기 내부공간부로 통하는 복수의 그라우트통과홀이 형성된 것을 특징으로 하는 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 가이드캡은, 상기 결합부의 외주면을 따라 복수의 압입돌기가 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 천공홀 보호용 가이드캡이 구비된 소일 네일 장치.
5. 삭제

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