KR102088963B1 - 그라우팅 동시주입 강관 - Google Patents

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KR102088963B1
KR102088963B1 KR1020190086318A KR20190086318A KR102088963B1 KR 102088963 B1 KR102088963 B1 KR 102088963B1 KR 1020190086318 A KR1020190086318 A KR 1020190086318A KR 20190086318 A KR20190086318 A KR 20190086318A KR 102088963 B1 KR102088963 B1 KR 102088963B1
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KR1020190086318A
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이광영
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이광영
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • E21D20/028—Devices or accesories for injecting a grouting liquid in a bore-hole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts

Abstract

본 발명은 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 그라우팅 동시주입 강관으로서, 외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성되고 내부에 중공이 형성되며 상기 지반의 내부로 일정 깊이 관입되는 강관몸체와; 상기 강관몸체 내부의 상기 중공을 선택적으로 구획할 수 있도록 상기 강관몸체의 상기 중공에 설치되는 구획부와; 내부공간을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체의 내부로 주입되어 그라우팅이 이루어지도록 하는 복수의 주입관을; 포함하되, 상기 구획부는 상기 중공 내부의 일측 가장자리에 상기 강관몸체의 직경 방향을 따라 고정되게 설치되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트와 일정 간격 이격되는 위치의 상기 중공 내부에 상기 강관몸체의 직경 방향을 따라 배치되며 상기 강관몸체의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 타측 가장자리에 배치된 하나는 상기 주입관의 외면에 고정되는 복수의 이동플레이트와, 상기 고정플레이트와 상기 이동플레이트 사이의 공간에 각각 설치되어 상기 이동플레이트가 상기 고정플레이트 측으로 이동시에 가압되어 상기 강관몸체의 내면과 그 측면이 밀착되어 상기 중공이 구획되도록 하는 복수의 신축부재와, 상기 강관몸체의 구획된 공간에 위치한 상기 주입관의 외면에 구비되어 일단과 타단이 상기 이동플레이트와 접촉되어 가압력을 전달하는 외부관을 포함하여 구성되어 있다.

Description

그라우팅 동시주입 강관{REINFORCED STEEL PIPE ONE SHOT GROUTING}
본 발명은 그라우팅 동시주입 강관에 관한 것으로서, 상세하게는, 강관의 내부가 정확하게 구획되도록 하여 구획별로 그라우팅이 제대로 이루어지도록 함으로써 정확한 시공이 이루어지도록 할 수 있는 그라우팅 동시주입 강관에 관한 것이다.
일반적으로 그라우트(Grout) 또는 그라우팅(Grouting)이라 함은 토목공사에서 터널 등을 시공할 때 굴착지반의 지지력을 강화시켜주거나 누수방지공사 및 토질안정 등을 위하여 지반의 갈라진 틈, 공동 등에 충전재를 주입하는 것을 말하며, 그 충전재('그라우팅재'라고도 함)는 중력이나 펌프를 이용하여 충전한다.
이러한 그라우팅 공법은 강관을 지반에 설치하고 그 강관의 내측으로 패커를 설치하여 그라우팅재를 주입하여 고결시킴으로써 강관과 지반을 일체로 만들고 토질, 암반의 전단강도를 증대시키는 역할을 하며 주입을 강관 속에서 수행하므로 시공성, 경제성 측면에서 매우 유리한 공법이다.
통상, 강관 그라우팅 공법은 연약 지반을 천공하는 단계, 천공홀에 스트레이너가 설치된 강관을 삽입하는 단계, 강관과 천공홀 사이에 실링재를 투입하는 단계 및 패커를 설치하면서 시멘트를 주입하는 단계로 이루어진다.
그러나, 이러한 방법은 천공 후 강관을 삽입하기 때문에 천공홀이 유지되기 힘든 연약한 토사지반에서는 천공홀의 무너짐, 이물질의 혼입 등으로 강관의 삽입을 어렵게 하여 실용성이 떨어진다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 천공과 동시에 강관을 삽입하는 직천공 장치가 개발되어 있다.
도 1은 종래의 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 그라우팅 동시주입 강관은, 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 그라우팅 동시주입 강관으로서, 외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성되고 내부에 중공(11)이 형성되며 상기 지반의 내부로 일정 깊이 관입되는 강관몸체(10)와, 강관몸체(10) 내부의 상기 중공(11)을 선택적으로 구획할 수 있도록 강관몸체(10)의 중공(11)에 설치되는 구획부(20)를 포함하되, 구획부(20)는 강관몸체(10)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되는 위치의 상기 중공(11) 내부에 상기 강관몸체(10)의 직경 방향을 따라 설치되는 제1지지판(21)과, 제1지지판(21)과 일정 간격 이격되는 위치의 중공(11) 내부에 강관몸체(10)의 직경 방향을 따라 설치되는 제2지지판(22)과, 제1지지판(21)과 제2지지판(22) 사이의 공간에 설치되어 제1지지판(21)과 제2지지판(22)에 의하여 가압됨으로써 강관몸체(100)의 내면과 그 측면이 밀착되어 중공(11)이 구획되도록 하는 신축부재(23)와, 제1지지판(21)이 이동 가능하도록 제1지지판(21)이 외면에 고정결합되어 이동 가능하도록 하며 그라우팅액이 주입되는 제1주입관(24)과, 제2지지판(22)이 이동 가능하도록 제2지지판(22)이 외면에 고정결합되며 제1주입관(24)의 외면에 구비되는 제2주입관(25)으로 이루어진다.
강관몸체(10)는 원형상의 단면을 갖도록 형성되고 그라우팅액이 내부에 채원진 후에 외부로 유출가능하도록 강관몸체(10)의 내부에는 중공(11)이 구비되며 일정 길이를 갖는 관상의 부재로 형성되어 있으며, 강관몸체(10)의 외면에는 복수의 그라우팅공(10a)이 관통 형성되어 있다.
구획부(20)는 중공(11)을 복수의 공간으로 구획하는 역할을 하며, 제1지지판(21)과 제2지지판(22)과 신축부재(23) 및 제1, 2주입관(24, 25)으로 구성되어 있다.
제1지지판(21)은 제1주입관(24)의 외면에 고정되고, 제2지지판(22)을 제2주입관(25)의 외면에 고정되되, 제1주입관(24)이 제2주입관(25)의 내부에 배치되어 제1지지판(21)과 제2지지판(22)이 상호 근접하는 방향으로 이동하여 그 사이에 구비된 신축부재(23)를 가압함으로써 중공(11)이 복수의 공간으로 구획하게 된다.
그리고, 제1주입관(24)과 제2주입관(25)의 외면에는 복수의 통공(24a, 25a)가 각각 관통 형성되어 제1주입관(24)을 통하여 주입된 그라우팅액이 구획된 중공(11)으로 유출되도록 할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 그라우팅 동시주입 강관에 있어서, 강관몸체(10)의 중공(11)을 복수의 공간으로 구획하기 위해서는 강관몸체(10)의 외부로 돌출된 제1주입관(24)과 제2주입관(25)을 이동시켜 제1지지판(21)과 제2지지판(22)이 상호 근접하는 방향으로 이동하여 신축부재(23)를 가압시에 강관몸체(10)의 외부로 돌출된 영역과 근접한 위치에 배치된 신축부재(23)를 가압하는 가압력은 강하게 형성될 수 있지만, 강관몸체(10)의 외부로 돌출된 영역과 먼거리에 위치한 신축부재(23)를 가압하는 가압력을 상대적으로 약하게 형성될 수 있다.
따라서, 강관몸체(10)의 외부로 돌출된 영역과 먼거리에 위치한 신축부재(23)에 가해지는 가압력이 저하되어 신축부재(23)의 변형이 제대로 이루어지지 않기 때문에 신축부재(23)의 측면과 강관몸체(10)의 내면과 밀착력이 저하됨으로써 제1주입관(24)을 통하여 그라우팅액을 주입시에 균등하게 압력이 작용하지 않게 되며, 결과적으로 그라우팅 동시주입 강관이 정확하게 시공되지 않는다는 문제점이 있다.
그리고, 강관몸체(10)의 외부로 돌출된 영역의 전단을 별도의 플레이트를 이용하여 용접 등의 방식으로 차폐시켜야 하므로 제작이 번거로울 뿐만 아니라, 제작에 많은 시간이 요소된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 강관의 내부가 정확하게 복수의 공간으로 구획되도록 하여 구획별로 그라우팅이 제대로 이루어지도록 함으로써 정확한 시공이 이루어지도록 할 수 있는 그라우팅 동시주입 강관을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 그라우팅 동시주입 강관으로서, 외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성되고 내부에 중공이 형성되며 상기 지반의 내부로 일정 깊이 관입되는 강관몸체와; 상기 강관몸체 내부의 상기 중공을 선택적으로 구획할 수 있도록 상기 강관몸체의 상기 중공에 설치되는 구획부와; 내부공간을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체의 내부로 주입되어 그라우팅이 이루어지도록 하는 복수의 주입관을; 포함하되, 상기 구획부는 상기 중공 내부의 일측 가장자리에 상기 강관몸체의 직경 방향을 따라 고정되게 설치되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트와 일정 간격 이격되는 위치의 상기 중공 내부에 상기 강관몸체의 직경 방향을 따라 배치되며 상기 강관몸체의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 타측 가장자리에 배치된 하나는 상기 주입관의 외면에 고정되는 복수의 이동플레이트와, 상기 고정플레이트와 상기 이동플레이트 사이 및 상기 이동플레이트와 상기 이동플레이트 사이의 공간에 각각 설치되어 상기 이동플레이트가 상기 고정플레이트 측으로 이동시에 가압되어 상기 강관몸체의 내면과 그 측면이 밀착되어 상기 중공이 구획되도록 하는 복수의 신축부재와, 상기 강관몸체의 구획된 공간에 위치한 상기 주입관의 외면에 구비되어 일단과 타단이 상기 이동플레이트와 접촉되어 가압력을 전달하는 외부관을 포함한 것을 특징으로 하는 그라우팅 동시주입 강관을 제시한다.
여기서, 상기 고정플레이트를 상기 강관몸체의 상기 중공에 고정시킬 수 있도록 상기 강관몸체 내면의 일측 가장자리에는 상기 고정플레이트의 일측면이 접촉되어 고정되도록 하는 고정니플이 돌출되게 구비될 수 있다.
그리고, 상기 고정플레이트를 상기 강관몸체의 상기 중공에 고정시킬 수 있도록 상기 강관몸체 내면의 일측 가장자리에는 상기 강관몸체의 측면이 절곡되도록 프레스 압축되어 내측으로 돌출됨으로써 상기 고정플레이트의 일측면이 접촉되어 고정되도록 하는 고정돌기가 구비될 수 있다.
또한, 상기 강관몸체는 원형상의 단면을 갖도록 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정플레이트와 상기 이동플레이트는 상기 원형상에 대응되는 원반 형상으로 형성될 수 있다.
아울러, 상기 강관몸체의 측면에는 복수의 그라우팅공이 관통 형성되고, 상기 주입관의 단부에는 상기 주입관을 통하여 주입된 그라우팅액이 외부로 배출되어 상기 중공에 충전된 후에 상기 그라우팅공을 통하여 외부로 유출되도록 통공이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정돌기는 상기 강관몸체 내부의 우측 가장자리에 형성되고, 상기 고정플레이트의 우측면은 상기 고정돌기와 접촉되며, 상기 강관몸체의 입구에는 상기 주입관이 상기 강관몸체의 내부로 인입되면서 상기 신축부재를 가압할 수 있는 가압수단이 구비될 수 있다.
아울러, 상기 가압수단은 상기 강관몸체의 입구에 고정 결합되며 중앙에 나사산이 구비된 나사공이 관통 형성된 고정부재와, 상기 나사공에 나사체결되어 상기 주입관을 이동시켜 상기 이동플레이트가 상기 신축부재를 가압되도록 하는 압축볼트와, 상기 주입관과 상기 압축볼트 사이에 구비되어 일단이 상기 압축볼트를 관통하여 연장되며 타단으로 상기 이동플레이트가 고정된 상기 주입관이 삽입되고 외면 일측이 단차지게 형성되어 상기 압축볼트의 단부가 걸리게 되는 제1보조주입관과, 복수의 상기 주입관이 내부로 삽입되고 상기 고정부재를 관통하여 연장되는 복수의 제2보조주입관을 포함할 수 있다.
그리고, 복수의 상기 주입관이 관통하도록 고정부재에 형성된 복수의 관통공에는 차수재가 각각 구비되고, 상기 고정부재의 후방에는 상기 차수재을 가압하여 지지하는 차수재조임판이 구비될 수 있다.
아울러, 상기 고정돌기는 상기 강관몸체 내부의 좌측 가장자리에 형성되고, 상기 고정플레이트의 좌측면은 상기 고정돌기와 접촉되며, 상기 강관몸체의 입구에는 상기 주입관이 상기 강관몸체의 외부로 인출되면서 상기 신축부재를 가압할 수 있는 가압수단이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 주입관의 단부 외면에는 나사산이 형성되고, 상기 가압수단은 상기 강관몸체의 입구에 고정 결합되며 중앙에 통과공이 관통 형성된 고정부재와, 상기 통과공에 삽입 설치되며 상기 주입관을 이동시켜 상기 이동플레이트가 상기 신축부재를 가압하도록 내면에 나사산이 형성되어 상기 주입관의 나사산과 맞물리어 나사 체결되는 인장볼트를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 주입관은 상기 신축부재에 의하여 구획된 각각의 내부공간으로 그라우팅액을 주입할 수 있도록 단부가 각각의 내부공간에 위치하도록 상이한 길이로 형성되어 복수로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 그라우팅 동시주입 강관은 강관의 내부가 정확하게 복수의 공간으로 구획되도록 하여 각각의 공간에서 밀폐력이 유지되도록 함으로써 구획별로 그라우팅이 제대로 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구획된 강관 내부에 그라우팅액 주입하여 그라우팅 시공시에 그라우팅액이 주입되는 압력이 균일하게 작용하도록 함으로써 동시주입 강관이 정확하게 시공될 수 있도록 하는 효과가 있다.
아울러, 신축부재를 가압시에 관형부재에 비하여 상대적으로 체적이 작은 축부재를 이용함으로써 공간활용도를 높이고 용이한 제작이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이며,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이며,
도 5은 본 발명의 제4실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 종단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 그라우팅 동시주입 강관이 터널의 천정에 시공된 상태를 도시한 시공상태도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이며, 도 5은 본 발명의 제4실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 종단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 그라우팅 동시주입 강관이 터널의 천정에 시공된 상태를 도시한 시공상태도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 그라우팅 동시주입 강관은, 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 그라우팅 동시주입 강관으로서,외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성되고 내부에 중공(110)이 형성되며 상기 지반의 내부로 일정 깊이 관입되는 강관몸체(100)와; 상기 강관몸체(100) 내부의 상기 중공(110)을 선택적으로 구획할 수 있도록 상기 강관몸체(100)의 상기 중공(110)에 설치되는 구획부(200)와; 내부공간을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체(100)의 내부로 주입되어 그라우팅이 이루어지도록 하는 복수의 주입관(500)을; 포함하되, 상기 구획부(200)는 상기 중공(110) 내부의 일측 가장자리에 상기 강관몸체(100)의 직경 방향을 따라 고정되게 설치되는 고정플레이트(210)와, 상기 고정플레이트(210)와 일정 간격 이격되는 위치의 상기 중공(110) 내부에 상기 강관몸체(100)의 직경 방향을 따라 배치되며 상기 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 타측 가장자리에 배치된 하나는 상기 주입관(500)의 외면에 고정되는 복수의 이동플레이트(220)와, 상기 고정플레이트(210)와 상기 이동플레이트(220) 사이 및 상기 이동플레이트(220)와 상기 이동플레이트(220) 사이의 공간에 각각 설치되어 상기 이동플레이트(220)가 상기 고정플레이트(210) 측으로 이동시에 가압되어 상기 강관몸체(100)의 내면과 그 측면이 밀착되어 상기 중공(110)이 구획되도록 하는 복수의 신축부재(230)와, 상기 강관몸체(100)의 구획된 공간에 위치한 상기 주입관(500)의 외면에 구비되어 일단과 타단이 상기 이동플레이트(220)와 접촉되어 가압력을 전달하는 외부관(240)을 포함한 것을 특징으로 한다.
강관몸체(100)는 일정 길이를 갖도록 형성되어 터널의 천정이나 사면 등과 같은 지반에 관입되어 지반의 보강이 이루어지도록 함으로써 터널이나 사면 등과 같은 구조물의 구조적인 안정성을 향상시키는 역할을 한다.
그리고, 터널이나 사면 등과 같은 구조물의 구조적인 안정성을 더욱 향상시키기 위하여 강관몸체(100)의 내부에는 그라우팅액이 충전된 후에 강관몸체(100)의 외부로 그라우팅액이 지반의 내부로 유출되도록 하여 강관몸체(100) 주변의 지반과 강관몸체(100)가 일체가 되도록 하는데, 이를 위하여 강관몸체(100)의 측면에는 복수의 그라우팅공(101)이 관통 형성되어 있다.
강관몸체(100)는 원형상의 단면을 갖도록 형성되고 그라이팅액이 내부에 채원진 후에 외부로 유출가능하도록 강관몸체(100)의 내부에는 중공(110)이 구비되며 일정 길이를 갖는 관상의 부재로 형성되어 있다.
강관몸체(100)의 길이는 강관을 관입 설치하고자 하는 지반의 강도에 따라 결정될 수 있는데, 지반의 강도가 상대적으로 약한 연약 지반일 경우에는 강관몸체(100)의 길이를 길게 형성하여 깊은 깊이로 관입이 이루어지도록 해야 하며, 상대적으로 강한 지반일 경우에는 강관몸체(100)의 길이를 짧게 형성하여 관입 깊이가 깊지 않도록 하여 용이한 관입 시공이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
강관몸체(100)를 지반으로 관입시에 외부로 노출되는 강관몸체(100)의 두부에는 강관몸체(100)의 중공(110)을 외부와 차폐시킴과 동시에 가압력을 제공하는 가압수단(600)의 고정부재(610)가 고정 결합되어 있다.
구획부(200)는 중공(110) 내부의 일측 가장자리에 강관몸체(100)의 직경 방향을 따라 고정되게 설치되는 고정플레이트(210)와, 고정플레이트(210)와 일정 간격 이격되는 위치의 중공(110) 내부에 강관몸체(100)의 직경 방향을 따라 배치되며 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 타측 가장자리에 배치된 하나는 주입관(500)의 외면에 고정되는 복수의 이동플레이트(220)와, 고정플레이트(210)와 이동플레이트(220) 사이 및 이동플레이트(220)와 이동플레이트(220) 사이의 공간에 각각 설치되어 이동플레이트(220)가 고정플레이트(210) 측으로 이동시에 가압되어 강관몸체(100)의 내면과 그 측면이 밀착되어 중공(110)이 구획되도록 하는 복수의 신축부재(230)와, 강관몸체(100)의 구획된 공간에 위치한 주입관(500)의 외면에 구비되어 일단과 타단이 이동플레이트(220)와 접촉되어 가압력을 전달하는 외부관(240)으로 구성되어 있다.
고정플레이트(210)는 강관몸체(100)의 단면과 동일한 원 형상의 단면으로 일정 두께를 갖는 원반 형상으로 형성되어 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 중공에 고정되도록 설치되어 신축부재(230)의 일측을 지지하는 역할을 한다.
도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 고정플레이트(210)를 상기 강관몸체(100)의 상기 중공(110)에 고정시킬 수 있도록 상기 강관몸체(100) 내면의 일측 가장자리에는 고정플레이트(210)의 일측면이 접촉되어 고정되도록 하는 고정니플(250)이 돌출되게 구비될 수 있다.
강관몸체(100)의 내면에서 내측으로 돌출되게 구비된 고정니플(250)의 일측면에는 고정플레이트(210)가 안착된 상태에서 용접 등의 접합에 의하여 고정플레이트(210)가 고정니플(250)에 고정되도록 할 수 있다.
그리고, 도 3과 도 5에 도시한 바와 같이, 고정플레이트(210)를 상기 강관몸체(100)의 상기 중공(110)에 고정시킬 수 있도록 상기 강관몸체(100) 내면의 일측 가장자리에는 강관몸체(100)의 측면이 절곡되도록 프레스 압축되어 내측으로 돌출됨으로써 고정플레이트(210)의 일측면이 접촉되어 고정되도록 하는 고정돌기(260)가 구비되도록 할 수도 있다.
강관몸체(100)의 내면에서 내측으로 돌출되게 구비된 고정돌기(260)의 일측면에는 고정플레이트(210)가 안착된 상태에서 용접 등의 접합에 의하여 고정플레이트(210)가 고정돌기(260)에 의하여 고정되도록 할 수 있다.
강관몸체(100)에 고정돌기(260)를 형성하는 경우에는 고정니플(250)를 강관몸체(100)의 내면에 구비되도록 하는 방식에 비하여 제조가 상대적으로 용이하다는 효과가 있다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 경우에는 고정니플(250)이나 고정돌기(260)에 의하여 고정플레이트(210)의 우측면이 접촉된 상태에서는 주입관(500)이 강관몸체(100)의 내부로 인입되는 방향으로 이동하여 이동플레이트(220)가 신축부재(230)를 가압할 수 있도록 한다.
그리고, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제3실시예와 제4실시예에 따른 그라우팅 동시주입 강관의 경우에는 고정니플(250)이나 고정돌기(260)에 의하여 고정플레이트(210)의 좌측면이 접촉된 상태에서는 주입관(500)이 강관몸체(100)의 외부로 인출되는 방향으로 이동하여 이동플레이트(220)가 신축부재(230)를 가압할 수 있도록 한다.
이동플레이트(220)는 고정플레이트(210)와 동일한 형상으로 형성되어 고정플레이트(210)와 일정 간격 이격된 거리에 각각 복수로 배치되어 신축부재(230)를 가압함으로써 신축부재(230)의 측면이 강관몸체(100)의 내면과 밀착 배치되도록 하여 중공(110)이 복수의 공간으로 정확하게 구획되도록 하는 역할을 한다.
이동플레이트(220)가 고정플레이트(210) 측으로 이동하여 신축부재(230)를 가압할 수 있도록 주입관(500) 외면의 이동플레이트(220)와 이동플레이트(220) 사이의 주입관(500) 외면에는 외부관(240)이 구비되어 가압력을 전달할 수 있도록 하며, 주입관(500)을 이동시킴으로써 복수의 이동플레이트(220)가 각각 고정플레이트(210) 측으로 이동되도록 하여 신축부재(230)를 가압할 수 있도록 한다.
신축부재(230)의 가압에 의하여 신축부재(230)의 측면이 강관몸체(100)의 내면과 밀착되도록 함으로써 주입관(500)을 통하여 그라우팅액을 주입시에 그라우팅액이 각각의 구획된 공간에 충전되도록 하여 추후 강관몸체(100)의 외부로 그라우팅액이 유출되는 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써 정확하고 안정적으로 그라우팅이 이루어지도록 할 수 있다.
신축부재(230)는 고정플레이트(210)와 이동플레이드(220) 사이 및 이동플레이트(220)와 이동플레이트(220) 사이에 각각 한 쌍이 배치되어, 이동플레이트(220)의 이동에 의하여 가압되면 탄성 변형되면서 높이는 낮아지면서 폭은 확장되어 강관몸체(100)의 내면과 신축부재(230)의 외면이 상호 밀착되어 그라우팅액이 구획된 각각의 공간에 정확하게 충전되도록 하는 역할을 한다.
주입관(500)은 외면에 나사산이 형성되어 인장볼트(420)의 내면에 형성된 나사산과 나사결합됨으로써 주입관(500)의 회전 구동 방향에 따라 강관몸체(100)의 내부로 인입되거나 외부로 인출되면서 이동플레이트(220)를 이동시켜 신축부재(230)를 가압하는 역할을 한다.
이러한 주입관(500)은 강관몸체(100)의 내부공간으로 그라우팅액을 주입하는 역할도 하는데, 이를 위하여 주입관(500)의 단부에는 통공(510)이 관통 형성되어 있는데, 주입관(500)으로 주입된 그라우팅액이 통공(510)을 통하여 외부로 배출되도록 함으로써 구획된 중공(110)에 균일하게 그라우팅액이 충전되도록 할 수 있다.
그리고, 주입관(500)은 신축부재(230)에 의하여 구획된 각각의 내부공간으로 그라우팅액을 주입할 수 있도록 단부가 각각의 내부공간에 위치하도록 상이한 길이로 형성되어 복수로 설치되어 있다.
한편, 시공시에 지면의 외부로 노출된 강관몸체(100)의 입구에는 신축부재(230)를 정확하게 가압할 수 있는 가압수단(400, 600)이 구비되는 것이 바람직하다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 이러한 가압수단(600)은 강관몸체(100)의 입구에 고정 결합되며 중앙에 나사산이 구비된 나사공(611)이 관통 형성된 고정부재(610)와, 나사공(611)에 나사체결되어 상기 주입관(500)을 이동시켜 이동플레이트(220)가 신축부재(230)를 가압되도록 하는 압축볼트(620)와, 주입관(500)과 압축볼트(620) 사이에 구비되어 일단이 압축볼트(620)를 관통하여 연장되며 타단으로 이동플레이트(220)가 고정된 주입관(500)이 삽입되어 걸리도록 외면 일측이 단차지게 형성된 제1보조주입관(630)과, 복수의 주입관(500)이 내부로 삽입되어 걸리며 고정부재(610)를 관통하여 연장되는 복수의 제2보조주입관(640)을 포함하여 구성되어 있다.
고정부재(610)는 시공시에 지반의 외부로 노출되는 강관몸체(100)의 입구에 용접 등의 방식에 의하여 고정 접합되는 부재로서 중앙 영역에는 내면에 나사산이 형성된 나사공(611)이 관통 형성되어 있다.
그리고, 나사공(611)의 둘레에는 제2보조주입관(640)이 삽입 설치될 수 있는 관통공(612)이 설치되어 야하는 제2보조주입관(640)의 개수와 동일한 개수로 관통 형성되어 있다.
압축볼트(620)는 고정부재(610)의 나사공(611)에 나사 체결되어 주입관(500)을 이동시킴으로써 이동플레이트(220)가 신축부재(230)를 가압되도록 하는 역할을 한다.
압축볼트(620)의 중앙 영역은 제1보조주입관(630)이 외부로 연장될 수 있도록 제1보조주입관(630)이 통과하는 통공이 형성되어 있으며, 압축볼트(620)의 두부에는 육각 렌치와 같은 도구를 삽입하여 압축볼트(620)를 회전시킬 수 있도록 하는 육각 형상의 홈이 함몰 형성되어 있다.
제1보조주입관(630)은 주입관(500)과 압축볼트(620) 사이에 구비되어 일단이 압축볼트(620)를 관통하여 연장되며 타단으로 이동플레이트(220)가 고정된 주입관(500)이 삽입되고 외면 일측이 단차지게 형성되어 압축볼트(620)의 단부가 걸리어 가압이 가능하도록 한다.
고정부재(610)의 외부로 연장 형성된 제1보조주입관(630)을 통하여 그라우팅액이 주입관(500)으로 주입되어 강관몸체(100)의 구획된 내부공간 중에서 가장 원거리에 형성된 내부공간에 그라우팅액이 충전되도록 한다.
복수의 제2보조주입관(640)은 복수의 주입관(500)이 내부로 삽입되고 고정부재(610)를 관통하여 연장됨으로써 그라우팅액이 나머지 주입관(500)으로 주입되어 강관몸체(100)의 구획된 나머지 내부공간에 그라우팅액이 충전되도록 한다.
제2보조주입관(640)이 관통되도록 고정부재(610)에 형성된 복수의 관통공(612)에는 차수재(650)이 각각 구비되고, 고정부재(610)의 후방에는 압축볼트(620)에 의하여 고정부재(610) 측으로 가압되어 차수재(650)을 가압하는 차수재조임판(660)이 구비되어 있다.
압축볼트(620)의 가압에 의하여 차수재조임판(660)이 고정부재(610)의 판면을 가압함으로써 차수재(650)가 가압되도록 하여 강관몸체(100)의 내부공간에 충전된 그라우팅액이 관통공(612)을 통하여 외부로 유출됨을 방지할 수 있도록 한다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 가압수단(400)은 강관몸체(100)의 입구에 고정 결합되며 중앙에 통과공(413)이 관통 형성된 고정부재(410)와, 상기 통과공(413)에 삽입 설치되며 주입관(500)를 이동시켜 이동플레이트(220)가 신축부재(230)를 가압하도록 내면에 나사산이 형성되어 상기 주입관(500)의 나사산과 맞물리어 나사 체결되는 인장볼트(420)를 포함하여 구성되어 있다.
고정부재(410)는 시공시에 지반의 외부로 노출되는 강관몸체(100)의 입구에 용접 등의 방식에 의하여 고정 접합되는 부재로서 중앙 영역에는 내면에 나사산이 형성된 나사공(411)이 관통 형성되어 있다.
그리고, 나사공(411)의 둘레에는 복수의 주입관(500)이 삽입 설치될 수 있는 관통공(412)이 주입관(500)의 개수와 동일한 개수로 관통 형성되어 있다.
인장볼트(420)는 고정부재(410)에 형성된 통과공(413)에 삽입되어 자유회전 가능하게 설치되며, 내면에는 나사산이 형성되어 주입관(500)의 외면에 형성된 나사산과 맞물리어 나사 체결됨으로써 인장볼트(420)의 회전에 의하여 주입관(500)이 강관몸체(100)의 외부로 인출되도록 하여 신축부재(230)가 가입되도록 함으로써 강관몸체(100)의 내부를 구획할 수 있도록 한다.
그리고, 주입관(500)이 통과되도록 고정부재(410)에 형성된 복수의 관통공(412)에는 차수재(430)가 각각 구비되고, 고정부재(410)의 후방에는 고정부재(410) 측으로 가압되어 차수재(430)을 가압하여 지지하는 차수재조임판(440)이 구비되어 있다.
차수재조임판(440)이 고정부재(410)의 판면을 가압함으로써 차수재(430)가 가압되도록 하여 강관몸체(100)의 내부공간에 충전된 그라우팅액이 관통공(412)을 통하여 외부로 유출됨을 방지할 수 있도록 한다.
도 2와 도 3에 도시된 가압수단(600)이 주입관(500)을 강관몸체(100)의 내측으로 밀어서 인입시켜 신축부재(230)를 가압하는 방식인데 반하여, 도 4와 도 5에 도시된 가압수단(400)은 주입관(500)을 강관몸체(100)의 외측으로 당겨서 인출시킴으로써 신축부재(230)를 가압하는 방식이므로 강관몸체(100)의 전단에 고정부재(410)를 고정시킬 필요가 없기 때문에 제작이 용이하다는 효과가 있다.
그리고, 도 2와 도 3에 도시된 그라우팅 동시주입 강관의 경우에는 주입관(500)을 강관몸체(100)의 내부로 인입시키면서 신축부재(230)를 가압하기 때문에 고정니플(250)과 고정돌기(260)는 강관몸체(100) 내부의 우측 가장자리에 형성되고, 상기 고정플레이트(210)의 우측면은 고정니플(250)이나 고정돌기(260)와 접촉되며, 좌측 가장자리에 배치된 고정플레이트(210)는 주입관(500)의 외면에 고정 결합되도록 한다.
그리고, 도 4와 도 5에 도시된 그라우팅 동시주입 강관의 경우에는 주입관(500)을 강관몸체(100)의 외부로 인출시키면서 신축부재(230)를 가압하기 때문에 고정니플(250)과 고정돌기(260)는 강관몸체(100) 내부의 좌측 가장자리에 형성되고, 이동플레이트(220)의 좌측면은 고정니플(250)이나 고정돌기(260)와 접촉되며, 우측 가장자리에 배치된 고정플레이트(210)는 주입관(500)의 외면에 고정 결합되도록 한다.
또한, 주입관(500)의 좌, 우측 가장자리에는 이탈고정재(520)에 의해 고정플레이트(210) 및 이동플레이트(220)가 주입관(500)에 고정되도록 하여 고정플레이트(210)와 이동플레이트(220)가 주입관(500)로부터 이탈됨을 방지할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 그라우팅 동시주입 강관은 사면이나 터널의 천정 등과 같은 지반의 내부에 관입된 상태에서 주입관(500)를 이용하여 신축부재(230)를 가압시에 강관몸체(100)가 외부로 돌출된 영역과 근접한 위치에 배치된 신축부재(230)와 상대적으로 먼거리의 영역에 배치된 신축부재(230)가 가압되는 가압력이 균일하도록 함으로써 신축부재(230)의 측면이 강관몸체(100)의 내면과 밀착되도록 하여 중공(110)이 정확하게 구획되도록 할 수 있다.
그리고, 구획된 각각의 중공(110)에 균일한 압력으로 그라우팅액이 충전된 후에 강관몸체(100)에 형성된 그라우팅공(101)을 통하여 균일한 압력으로 지반 내부로 유출되도록 함으로써 강관몸체(100)에 의하여 지반의 보강이 이루어지도록 할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 강관몸체 101 : 그라우팅공
110 : 중공 200 : 구획부
210 : 고정플레이트 220 : 이동플레이트
230 : 신축부재 240 : 외부관
250 : 고정니플 260 : 고정돌기
400 : 가압수단
410 : 고정부재 420 : 인장볼트
430 : 차수재 440 : 차수재조임판
500 : 주입관 520 : 이탈고정재
600 : 가압수단 610 : 고정부재
620 : 압축볼트 630 : 제1보조주입관
640 : 제2보조주입관 650 : 차수재
660 : 차수재조임판

Claims (11)

  1. 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 그라우팅 동시주입 강관으로서,
    외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성되고 내부에 중공(110)이 형성되며 상기 지반의 내부로 일정 깊이 관입되는 강관몸체(100)와;
    상기 강관몸체(100) 내부의 상기 중공(110)을 선택적으로 구획할 수 있도록 상기 강관몸체(100)의 상기 중공(110)에 설치되는 구획부(200)와;
    내부공간을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체(100)의 내부로 주입되어 그라우팅이 이루어지도록 하는 복수의 주입관(500)을; 포함하되,
    상기 구획부(200)는 상기 중공(110) 내부의 일측 가장자리에 상기 강관몸체(100)의 직경 방향을 따라 고정되게 설치되는 고정플레이트(210)와, 상기 고정플레이트(210)와 일정 간격 이격되는 위치의 상기 중공(110) 내부에 상기 강관몸체(100)의 직경 방향을 따라 배치되며 상기 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 타측 가장자리에 배치된 하나는 상기 주입관(500)의 외면에 고정되는 복수의 이동플레이트(220)와, 상기 고정플레이트(210)와 상기 이동플레이트(220) 사이의 공간에 각각 설치되어 상기 이동플레이트(220)가 상기 고정플레이트(210) 측으로 이동시에 가압되어 상기 강관몸체(100)의 내면과 그 측면이 밀착되어 상기 중공(110)이 구획되도록 하는 복수의 신축부재(230)와, 상기 강관몸체(100)의 구획된 공간에 위치한 상기 주입관(500)의 외면에 구비되어 일단과 타단이 상기 이동플레이트(220)와 접촉되어 가압력을 전달하는 외부관(240)을 포함하고,
    상기 고정플레이트(210)를 상기 강관몸체(100)의 상기 중공(110)에 고정시킬 수 있도록 상기 강관몸체(100) 내면의 일측 가장자리에는 상기 고정플레이트(210)의 일측면이 접촉되어 고정되도록 하는 고정니플(250) 또는 고정돌기(260)가 돌출되게 구비되며,
    상기 고정돌기(260)는 상기 강관몸체(100) 내부의 우측 가장자리에 형성되고, 상기 고정플레이트(210)의 우측면은 상기 고정돌기(260)와 접촉되며, 상기 강관몸체(100)의 입구에는 상기 주입관(500)이 상기 강관몸체(100)의 내부로 인입되면서 상기 신축부재(230)를 가압할 수 있는 가압수단(600)이 구비되고,
    상기 가압수단(600)은 상기 강관몸체(100)의 입구에 고정 결합되며 중앙에 나사산이 구비된 나사공(611)이 관통 형성된 고정부재(610)와, 상기 나사공(611)에 나사체결되어 상기 주입관(500)을 이동시켜 상기 이동플레이트(220)가 상기 신축부재(230)를 가압되도록 하는 압축볼트(620)와, 상기 주입관(500)과 상기 압축볼트(620) 사이에 구비되어 일단이 상기 압축볼트(620)를 관통하여 연장되며 타단으로 상기 이동플레이트(220)가 고정된 상기 주입관(500)이 삽입되어 걸리도록 외면 일측이 단차지게 형성된 제1보조주입관(630)과, 복수의 상기 주입관(500)이 내부로 삽입되어 걸리며 상기 고정부재(610)를 관통하여 연장되는 복수의 제2보조주입관(640)을 포함한 것을 특징으로 하는 그라우팅 동시주입 강관.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강관몸체(100)는 원형상의 단면을 갖도록 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정플레이트(210)와 상기 이동플레이트(220)는 상기 원형상에 대응되는 원반 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 그라우팅 동시주입 강관.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 강관몸체(100)의 측면에는 복수의 그라우팅공(101)이 관통 형성되고, 상기 주입관(500)의 단부에는 상기 주입관(500)을 통하여 주입된 그라우팅액이 외부로 배출되어 상기 중공(110)에 충전된 후에 상기 그라우팅공(101)을 통하여 외부로 유출되도록 통공(510)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 그라우팅 동시주입 강관.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 주입관(500)이 관통하도록 고정부재(410)에 형성된 복수의 관통공(412)에는 차수재(650)가 각각 구비되고, 상기 고정부재(410)의 후방에는 상기 차수재(650)을 가압하여 지지하는 차수재조임판(660)이 구비된 것을 특징으로 하는 그라우팅 동시주입 강관.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주입관(500)은 상기 신축부재(230)에 의하여 구획된 각각의 내부공간으로 그라우팅액을 주입할 수 있도록 단부가 각각의 내부공간에 위치하도록 상이한 길이로 형성되어 복수로 설치된 것을 특징으로 하는 그라우팅 동시주입 강관.
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