KR101955246B1 - 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반(100)의 굴착홀에 그라우트재(G)를 분사한 후 강재(200)를 삽입하는 것으로,
상기 강재(200)의 상단은 헤드캡(300)에 결합되어 양중되고,
상기 강재(200)의 하단은 가이드케이지(400)에 의해 수직도를 맞추어 하강하여,
상기 강재(200)가 상기 그라우트재(G) 속에 관입되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

Description

내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법{the seismic reinforcing steel insertable type jet grouting structure and the construction method thereof}

본 발명은 철근 등의 강재를 배근할 수 없었던 기존의 그라우팅 구조를 개선한 것으로, 수직도를 효과적으로 유지하며 미숙련공도 다수개의 강재를 그라우트재 내부로 관입시킬 수 있는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

근래에는 시공의 편리성 때문에 그라우팅 공법 그 중에서도 제트 그라우팅 공법의 사용이 증가되고 있다.

일반적으로 지반을 굴착하고 굴착홀에 철근을 배근하고 그라우트재를 분사하면 배근된 철근의 위치가 변동되어 설계도면 상의 구조를 얻기 힘들다. 따라서 그라우팅 공법에서는 철근을 포함한 강재를 배근하지 못하고 콘크리트 구근을 형성하는 경우가 많았다.

이에 본 발명자는 효과적으로 철근을 포함한 강재를 그라우트재 내부로 관입시켜 시공성과 품질을 높임과 동시에 내진성능도 구비하는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 개발하기에 이르렀다.

[문헌 1] 대한민국 등록실용신안 제20-0466502호 ‘몰탈을 이용한 가압그라우팅 주입장치’, 2013년04월12일 [문헌 2] 대한민국 등록실용신안 제20-0309431호 ‘그라우팅 파이프용 굴착 중심맞춤 받침장치’, 2003년03월21일

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 철근 등의 강재를 배근할 수 없었던 기존의 그라우팅 구조를 개선한 것으로, 수직도를 효과적으로 유지하며 미숙련공도 다수개의 강재를 그라우트재 내부로 관입시킬 수 있는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 지반(100)의 굴착홀에 그라우트재(G)를 분사한 후 강재(200)를 삽입하는 것으로,

상기 강재(200)의 상단은 헤드캡(300)에 결합되어 양중되고,

상기 강재(200)의 하단은 가이드케이지(400)에 의해 수직도를 맞추어 하강하여,

상기 강재(200)가 상기 그라우트재(G) 속에 관입되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 철근 등의 강재를 배근할 수 없었던 기존의 그라우팅 구조를 개선한 것으로, 수직도를 효과적으로 유지하며 미숙련공도 다수개의 강재를 그라우트재 내부로 관입시킬 수 있는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 가이드프레임의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 가이드케이지의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 헤드캡의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 강재고정구를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 사용되는 두부캡의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 사용되는 이동식플랜트가 설치된 차량을 도시한 것이다.
도 9는 도 8에서 이동식플랜트의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예로써 레일이 설치된 상판을 하부에서 바라본 것이다.
도 11은 도 10의 점선부분의 확대도이다.
도 12는 도 11의 A-A`의 단면도이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조 및 이의 시공방법을 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조의 단면도이다.

본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조는 도시된 바와 같이,

지반(100)의 굴착홀에 그라우트재(G)를 분사한 후 강재(200)를 삽입하는 것으로,

상기 강재(200)의 상단은 헤드캡(300)에 결합되어 양중되고,

상기 강재(200)의 하단은 가이드케이지(400)에 의해 수직도를 맞추어 하강하여,

상기 강재(200)가 상기 그라우트재(G) 속에 관입되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 사용되는 가이드프레임의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 사용되는 가이드케이지의 사시도이다.

상기 가이드케이지(400)는,

다수개의 강재관통홀(412)이 형성된 가이드프레임(410);

상기 강재관통홀(412) 하부에 결합된 파이프 형상의 가이드슬리브(420);

를 포함하여 구성되되,

상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)을 지나 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하므로 상기 강재(200)의 수직도를 맞출 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가이드프레임(410)에는 지지대결합부(414)를 형성하여 지지대(600)의 상단을 결합할 수 있으며, 상기 지지대결합부(414)에 상기 지지대(600) 상단이 힌지결합으로 체결될 수도 있다.

도 4는 본 발명에 사용되는 헤드캡의 사시도이고, 도 5는 도 4에서 강재고정구를 도시한 것이다.

상기 헤드캡(300)은,

상기 강재(200)의 상단이 삽입되어 체결되는 다수개의 강재고정구(330)가 하부에 부착된 상판(310);

상기 강재(200)가 관통되는 다수개의 강재관통홀(352)이 형성되고 상기 상판(310)으로부터 하부로 이격된 하판(350);

상기 상판(310)과 상기 하판(350) 사이에 굽혀지거나 접힐 수 있게 설치되는 유연성을 가진 연결구(400);

를 포함하여 구성되되,

상기 헤드캡(300)이 상기 강재(200)를 결합하여 양중된 후,

상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)과 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하여 상기 그라우트재(G) 속에 관입될 때,

상기 하판(350)의 하부가 상기 가이드프레임(410)의 상부와 접촉한 후 상기 강재고정구(330) 하부와 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 연결구(400) 통상적인 끈 등을 이용할 수 있으나 쇠사슬을 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 강재고정구(330)는 고 5에 도시된 바와 같이 강재의 상단이 삽입된 후 나사 또는 볼트 등의 결합수단을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 상판(310) 상부에는 양중고리(312)가 설치되어 크레인 등의 양중수단으로 인양할 수 있으며, 상기 상판(310) 상부에 바이브레이터(미도시)를 설치하면 철근 등의 강재(200)의 진동을 유발하여 상기 강재(200)의 관입을 용이하게 하고 그라우트재(G)의 공극을 감소시킬 수 있다.

도 6은 본 발명에 사용되는 두부캡의 사시도이다.

본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조의 시공방법은,

상기 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조를 형성하기 위한 것으로,

(1) 지반(100)에 굴착홀을 형성하는 굴착단계;

(2) 상기 굴착홀 상단에 두부캡(500)을 설치하는 두부캡설치단계;

(3) 상기 굴착홀 내부에 그라우트재(G)를 분사하는 그라우팅단계;

(4) 지반(100)에 지지대(600)를 이용하여 상기 가이드케이지(400)를 설치하는 헤드캡설치단계;

(5) 상기 강재고정구(330)에 상기 강재(200)의 상단을 삽입하여 체결하는 강재준비단계;

(6) 상기 헤드캡(300)을 양중하는 강재양중단계;

(7) 상기 헤드캡(300)을 하강시키되 상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)을 지나 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하는 강재하강단계;

(8) 상기 강재(200)가 그라우트재(G) 내부로 관입되는 강재관입단계;

(9) 상기 강재(200)의 관입 후 상기 강재(200)의 상단을 상기 강재고정구(330)에서 분리하는 강재분리단계;

(10) 상기 헤드캡(300)을 양중하여 제거한 후 상기 가이드케이지(400)와 상기 지지대(600)를 제거하는 마무리단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 8은 본 발명에 사용되는 이동식플랜트가 설치된 차량을 도시한 것이고, 도 9는 도 8에서 이동식플랜트의 개념도이다.

도시된 바와 같이, 상기 (3) 그라우팅단계;는,

믹서와 펌프가 결합된 이동식플랜트(1000)에서 그라우트재(G)가 분사되는 것을 특징으로 한다.

기존에는 믹서, 펌프 그리고 적산유량계 등을 따로 설치하여 조합이 어렵고 세팅하는 시간이 많이 소요되었으나, 본 발명의 상기 이동식플랜트(1000)는 믹서와 펌프 그리고 적산유량계가 결합된 일체형 급결플랜트로써 기존의 문제점을 해결하였다. 그리고 도 8과 같이 트럭에 일체형으로 결합하여 기동성을 확보할 수도 있고, 시공현장에서 트럭으로 부터 상기 이동식플랜트(1000)를 하차하여 사용할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예로써 레일이 설치된 상판을 하부에서 바라본 것이고, 도 11은 도 10의 점선부분의 확대도이며, 도 12는 도 11의 A-A`의 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예는 앞써 설명한 본 발명에 레일(340)이 추가된 것으로,

상기 강재고정구(330)와 상기 상판(310) 사이에는 레일(340)이 설치되어, 상기 레일(340)을 상기 강재고정구(330)가 활주하여 고정될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 레일(340)은,

단면상 양단 하부로 수직되게 형성된 수직부(342); 및 상기 수직부(342) 하단에 절곡된 레일턱(344);을 포함하여 구성되고,

상기 강재고정구(330)는 상단 외주면에 돌기(332);가 형성되어,

상기 돌기(332)가 상기 레일턱(344)에 걸릴 수 있는 것을 특징으로 하며,

상기 레일(340) 내부에는 탄성체(800);가 설치되어,

상기 탄성체(800)가 상기 강재고정구(330)를 미는 상태이고,

상기 레일(340)에서 상기 탄성체(800)가 설치된 반대쪽에는 길이조절구(900)가 설치되어,

상기 길이조절구(900)로 인하여 상기 레일(340)에서 상기 강재고정구(330)의 위치를 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조의 시공방법은 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조를 형성하기 위한 것으로,

(1) 지반(100)에 굴착홀을 형성하는 굴착단계;

(2) 상기 굴착홀 상단에 두부캡(500)을 설치하는 두부캡설치단계;

(3) 상기 굴착홀 내부에 그라우트재(G)를 분사하는 그라우팅단계;

(4) 지반(100)에 지지대(600)를 이용하여 상기 가이드케이지(400)를 설치하는 헤드캡설치단계;

(5) 상기 길이조절구(900)를 조절하여 상기 레일(340)에서 상기 강재고정구(330)의 위치를 설정하는 강재고정구위치설정단계;

(6) 상기 강재고정구(330)에 상기 강재(200)의 상단을 삽입하여 체결하는 강재준비단계;

(7) 상기 헤드캡(300)을 양중하는 강재양중단계;

(8) 상기 헤드캡(300)을 하강시키되 상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)을 지나 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하는 강재하강단계;

(9) 상기 강재(200)가 그라우트재(G) 내부로 관입되는 강재관입단계;

(10) 상기 강재(200)의 관입 후 상기 강재(200)의 상단을 상기 강재고정구(330)에서 분리하는 강재분리단계;

(11) 상기 헤드캡(300)을 양중하여 제거한 후 상기 가이드케이지(400)와 상기 지지대(600)를 제거하는 마무리단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

A: 경화제믹서
B: 급결제믹서
C: 교반기
D: 급결펌프
E: 부품보관함
F: 적산유량계
G: 그라우트재
100: 지반
200: 강재
300: 헤드캡
310: 상판
312: 양중고리
330: 강재고정구
332; 돌기
340: 레일
342: 수직부
344: 레일턱
350: 하판
352: 강재관통홀
400: 가이드케이지
410: 가이드프레임
412: 강재관통홀
414: 지지대결합부
420: 가이드슬리브
500; 두부캡
600: 지지대
700: 연결구
800: 탄성체
1000: 이동식플랜트

Claims (5)

1. 지반(100)의 굴착홀에 그라우트재(G)를 분사한 후 강재(200)를 삽입하는 것으로,
   상기 강재(200)의 상단은 헤드캡(300)에 결합되어 양중되고, 상기 강재(200)의 하단은 가이드케이지(400)에 의해 수직도를 맞추어 하강하여, 상기 강재(200)가 상기 그라우트재(G) 속에 관입되는 것을 특징으로 하고,
   상기 가이드케이지(400)는,
   다수개의 강재관통홀(412)이 형성된 가이드프레임(410); 상기 강재관통홀(412) 하부에 결합된 파이프 형상의 가이드슬리브(420);를 포함하여 구성되되, 상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)을 지나 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하며,
   상기 헤드캡(300)은,
   상기 강재(200)의 상단이 삽입되어 체결되는 다수개의 강재고정구(330)가 하부에 부착된 상판(310); 상기 강재(200)가 관통되는 다수개의 강재관통홀(352)이 형성되고 상기 상판(310)으로부터 하부로 이격된 하판(350); 상기 상판(310)과 상기 하판(350) 사이에 굽혀지거나 접힐 수 있게 설치되는 유연성을 가진 연결구(700);를 포함하여 구성되되, 상기 헤드캡(300)이 상기 강재(200)를 결합하여 양중된 후, 상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)과 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하여 상기 그라우트재(G) 속에 관입될 때, 상기 하판(350)의 하부가 상기 가이드프레임(410)의 상부와 접촉한 후 상기 강재고정구(330) 하부와 접촉하고,
   상기 강재고정구(330)와 상기 상판(310) 사이에는 레일(340)이 설치되어, 상기 레일(340)을 상기 강재고정구(330)가 활주하여 고정될 수 있는 것을 특징으로 하고,
   상기 레일(340)은,
   단면상 양단 하부로 수직되게 형성된 수직부(342); 및 상기 수직부(342) 하단에 절곡된 레일턱(344);을 포함하여 구성되고,
   상기 강재고정구(330)는 상단 외주면에 돌기(332);가 형성되어,
   상기 돌기(332)가 상기 레일턱(344)에 걸릴 수 있는 것을 특징으로 하며,
   상기 레일(340) 내부에는 탄성체(800);가 설치되어,
   상기 탄성체(800)가 상기 강재고정구(330)를 미는 상태이고,
   상기 레일(340)에서 상기 탄성체(800)가 설치된 반대쪽에는 길이조절구(900)가 설치되어,
   상기 길이조절구(900)로 인하여 상기 레일(340)에서 상기 강재고정구(330)의 위치를 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항의 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조를 형성하기 위한 것으로,
   (1) 지반(100)에 굴착홀을 형성하는 굴착단계;
   (2) 상기 굴착홀 상단에 두부캡(500)을 설치하는 두부캡설치단계;
   (3) 상기 굴착홀 내부에 그라우트재(G)를 분사하는 그라우팅단계;
   (4) 지반(100)에 지지대(600)를 이용하여 상기 가이드케이지(400)를 설치하는 헤드캡설치단계;
   (5) 상기 길이조절구(900)를 조절하여 상기 레일(340)에서 상기 강재고정구(330)의 위치를 설정하는 강재고정구위치설정단계;
   (6) 상기 강재고정구(330)에 상기 강재(200)의 상단을 삽입하여 체결하는 강재준비단계;
   (7) 상기 헤드캡(300)을 양중하는 강재양중단계;
   (8) 상기 헤드캡(300)을 하강시키되 상기 강재(200)의 하단이 상기 강재관통홀(412)을 지나 상기 가이드슬리브(420) 내부를 관통하는 강재하강단계;
   (9) 상기 강재(200)가 그라우트재(G) 내부로 관입되는 강재관입단계;
   (10) 상기 강재(200)의 관입 후 상기 강재(200)의 상단을 상기 강재고정구(330)에서 분리하는 강재분리단계;
   (11) 상기 헤드캡(300)을 양중하여 제거한 후 상기 가이드케이지(400)와 상기 지지대(600)를 제거하는 마무리단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조의 시공방법.
   
5. 제4항에서,
   상기 (3) 그라우팅단계;는,
   믹서와 펌프가 결합된 이동식플랜트(1000)에서 그라우트재(G)가 분사되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 강재 근입형 제트그라우팅 구조의 시공방법.
   

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