KR102123570B1

KR102123570B1 - 다단 확장형 지반 보강재 및 이를 이용한 지반보강 시공방법

Info

Publication number: KR102123570B1
Application number: KR1020200020298A
Authority: KR
Inventors: 문형록; 계진태
Original assignee: 반석기초이앤씨(주); (주)씨엔피텍
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-06-17

Abstract

본 발명은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 시공하는 보강재 및 그 시공방법에 관한 것으로, 다단 확장형 지반 보강재는 구체적으로는 앙카타입으로 인장력과 압축력을 동시에 발휘 가능하도록 하는 것으로서 보강재 주변의 그라우팅에 작용하도록 함으로써 보강재 주변의 그라우팅에 인장 균열이 발생하는 것을 방지하고 지하수 및 기타 침출수에 의해 발생되는 보강재의 압축력을 강화하여 토목이나 건축의 구조물의 지반을 더욱 견고하고 안정적으로 유지 정착하기 위한 다단 확장형 지반 보강재 및 이를 이용한 지반보강 시공방법에 관한 것으로서,
본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)를 포함하고,
상기 보강재 본체(10)는,
바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재와,
구조물 구축을 위한 지반이 연약지반이거나 지내력이 부족하거나 기타 지하수 통과나 침출수가 유출될 가능성이 있는 지반 시공에 있어 다단 확공비트를 이용하여 구조물 구축 지반에 일정간격으로 소정의 위치에 복수개이상 천공하되 다단으로 확공부(H1)을 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)와 상기 천공홀(H)을 굴착한 후 다단 확공비트를 회수한 후 바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)으로 구성된 다단 보강재(A)를 상기 천공홀(H)에 삽입하는 삽입단계(S20)와 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(101)를 상기 주동 회전축봉(210)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 확개단계(S30)와 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(210) 마다 지압판(S)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 주동 회전축봉 고정단계(S40)와 상기 고정된 주동 회전축봉(210)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 주동 회전축봉 연결단계(S50)와 상기 연결된 주동 회전축봉(210) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(210)을 고정 결합하는 바닥면 양생단계(S60)를 포함하고,
상기 보강재 본체(10)는,
바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법"을 구성적 특징으로 함으로서,
본 발명은 다단 확공된 천공홀의 확공부에 다단으로 이루어진 복수개 이상의 케이싱의 외주부에 인입출 가능한 인입출돌부를 복수개 이상 형성하여 상기 천공홀의 확공부에 체결토록 함으로서 철근 또는 강선으로 지표면에 돌출된 주동 회전축봉간을 서로 연결하여 인장력을 발휘토록 한 후 콘크리트로 타설 고정하면 보강재가 천공홀로 부터 이탈되는 것을 방지하면서 동시에 지표면이 횡 도는 종방향으로 슬라이딩 즉, 침하되는 것을 방지하며, 지반의 하중 저항력과 결속 인장력을 향상시키고 공사 후 많은 시간이 지나더라도 강력한 인장력을 유지할 수 있도록 하는 효과를 가지며, 작업이 간단 용이하여 앙카 시공 시간을 단축시켜 공기와 공사비용을 절감하는 효과를 갖는다.

Description

다단 확장형 지반 보강재 및 이를 이용한 지반보강 시공방법 {Multi-stage expansion type ground reinforcement and ground reinforcement construction method}

본 발명은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 시공하는 보강재 및 그 시공방법에 관한 것으로, 다단 확장형 지반 보강재는 구체적으로는 앙카타입으로 인장력과 압축력을 동시에 발휘 가능하도록 하는 것으로서 보강재 주변의 그라우팅에 작용하도록 함으로써 보강재 주변의 그라우팅에 인장 균열이 발생하는 것을 방지하고 지하수 및 기타 침출수에 의해 발생되는 보강재의 압축력을 강화하여 토목이나 건축의 구조물의 지반을 더욱 견고하고 안정적으로 유지 정착하기 위한 다단 확장형 지반 보강재 및 이를 이용한 지반보강 시공방법에 관한 것이다

일반적으로 연약지반이란 수분의 함유가 많거나 뻘층 또는 점토질지반이나 실트질지반이 주를 이루는 기초가 불안한 지반으로 그 위에 구조물을 구축함에 있어서는 지지력이 부족하게 되어 부등침하가 예상된다. 따라서, 연약지반에 구조물을 건설하기 전에는 구조물의 사용용도와 규모에 맞게 지반을 보강하여야 한다.

토목 공사시 연약지반을 보강하는 방법으로,파이프 루프(PIPE ROOF)공법과 콘크리트 루프 공법이 공지되어 있다.

상기 파이프 루프 공법은 시공될 지반의 소정영역에 다수의 파이프를 이웃하게 때려 박아 토사의 붕괴를 방지하는 파이프벽체를 형성하는 방법이다.

그러나 이러한 종래의 파이프 루프 공법은 다수의 파이프를 인접하게 박아 설치하기 때문에, 파이프를 박을 때 기존에 박힌 파이프의 간섭 등으로 인해 쏠림 현상이 발생함으로써 어려운 경우가 발생될 수 있다. 또한, 종래의 파이프 루프 공법은 많은 수의 파이프가 소모됨으로써 공사비가 증가되는 문제도 있다.

상기 콘크리트 루프 공법은 연약지반에 유압드릴이나 각종 천공기의 로드 및 비트 등을 이용하여 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 고압분사 파이프를 주입시킨 후 파이프를 통해 시멘트 밀크(Cement milk)등의 경화제(보강제)를 고압 분사하여 양생시킴으로써 토사의 붕괴를 방지하는 콘크리트 벽체를 형성하는 방법이다.

1990년대 이후 말뚝기초의 항타로 인한 지반진동 및 소음 등 민원발생사례가 급증하면서 선굴착에 의한 저소음,저진동공법,특히 SIP(soil cement injected precast pile)공법의 적용이 보편화 되었다.

예를 들면, 국내특허등록공보 등록번호 제10-0475443호에 구조물 최하층 바닥면에 다수의 주입공을 기초하부까지 천공하는 천공단계;와, 그라우트액을 고압송출하는 그라우트펌프와, 상기 그라우트펌프와 고압호스로 연결되어 주입공에 설치되는 주입관과, 상기 주입관의 입구를 개폐시키는 자동개폐밸브와, 구조물의 수직 및 수평거동을 측정하는 변위계측기와, 상기 변위계측기의 측정값에 따라 상기 자동개폐밸브 및 그라우트펌프의 송출압력을 제어하는 콘트롤러를 설치하는 플랜트 설치단계;와, 지내력 보강단계;와, 약 1~5초의 경화시간을 갖는 급결성 그라우트액을 목표하는 구조물의 변위량까지 다수의 주입포인트로 순차/전환/반복주입하여 주입관 선단을 중심으로 하는 원반체를 구조물하부에 적층되게 다수 형성시켜 구조물을 들어올리는 복원단계; 및, 공정완료후 주입관을 통해 세정액을 주입하여 구조물 저면에 액층을 형성시키는 세정액주입단계로 이루어지는 구조물 하부의 지반보강공법에 있어서, 상기 지내력보강단계는 규산소다 278~318%와 물 722~682%의 비율로 배합된 혼합경화재와, 시멘트 28~34%와 B제 2~4%와 P제 0~6%와 물 70~56%의 비율로 배합된 혼합그라우트액이 혼합되어 약 30~90초의 경화시간을 갖는 중결성 그라우트액을 변위 계측기에 구조물의 변위가 감지될 때까지 다수의 주입포인트에 순차/전환주입하여 주입관 선단을 중심으로 하는 반구고형체가 다수 형성되게 함으로써 구조물 하부에 구조물 전체를 균등한 압력으로 지지하는 반력대를 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물 하부의 지반보강공법이 공개되어 있고,

국내특허공개공보 공개번호 제10-1995-0008868호에는 지반에 어스드릴 혹은 버켓 등을 이용하여 소망하는 깊이의 구멍을 뚫은 후 내측에 수개의 튜브를 삽치하며 상기 각각 튜브에 외표면으로 돌출된 수개의 분사구를 갖는 철근 콘크리트 파일을 상기 구멍에 삽치시킨후 커플링이 삽치된 파일 상부의 튜브의 입구로부터 접착제를 고압으로 불어 넣어 분사구로 분사될 때 구멍에 삽치된 파일을 지반과 일체로 고정되게 하는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지반보강공법이 알려져 있으며,

동 공보 공개번호 제10-2008-0067732호에는 구조물이 축조될 지반을 하방향으로 천공하여 천공홀을 형성하는 천공단계; 상기 천공홀에 그라우팅재를 충전시키는 충전단계; 금속산화물과 금속분말로 이루어진 금속혼합물에 에너지를 전달하여 테르밋 반응을 일으키며, 이 테르밋 반응에 따른 팽창력은 상기 천공홀의 하단부를 확장시키는 확공단계; 및 상기 천공홀에 충전된 그라우팅재가 경화되는 양생단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지반보강공법이 기술되어 있고,

동 공보 공개번호 제10-2006-0095884호에는 지반에 일정간격을 두고 다수의 파이프를 박는 단계;상기 파이프 사이 사이에 천공홀을 형성하는 단계; 및상기 천공홀을 통하여 보강제를 고압 분사하여 이웃하는 상기 파이프를 연결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반보강공법. 이 기술되어 있으며,

동 공보 공개번호 제10-1994-0024176호에는 대상지면을 평평하게 고른 다음, 그 위에 삽입구가 구비된 통상의 하방연결철근을 포설한 다음, 상기 삽입구에 콘크리트 팽이형 파일의 축을 박아 세운 다음 팽이형 파일사이에는 쇄석을 다져 넣으며, 팽이형 파일 상면에 돌출된 철근고리를 상방연결철근으로 고정토록 하는 통상의 콘크리트 팽이형 파일을 이용한 연약지반 보강공법에 있어서, 대상지면 위에 토목섬유(6)를 포설하여 배수층 및 충격흡수층을 갖는 부력보강층을 형성토록 한 것을 특징으로 하는 콘크리트 팽이형 파일을 이용한 연약지반 보강 개량공법이 공개되어 있음을 알 수 있다.

반면에, 앙카 공법은 토목이나 건축의 구조물을 지반에 정착시키기 위하여 고강도의 강재로 연결하여 그 강재에 높은 긴장력을 도입하여 구조물에 횡방향 또는 연직방향의 구속력 또는 선행 하중을 가하기 위한 공법으로 국내외에서 활발하게 사용되고 있다.

여기서, 앙카라 함은 원 지반에 지압판 또는 지지판을 설치하여 원 지반 강도를 최대한 이용하면서 복합보강지반을 형성함으로써, 지반의 전단 및 인장강도를 증가시켜 변위를 억제시키고 지반의 이완을 방지시키는 공법이다.

즉, 앙카 공법의 기본 설계개념은 지압판에 의해 보강된 영역의 토괴가 견고하게 일체화하여 안정을 유지할 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 토목이나 건축의 구조물의 건축하기 위한 지반에는 절리가 많은 암반, 공동층이 많은 암반, 단층의 영향을 받아 열변질화 되어 취약한 암반, 발파의 영향으로 불연속면이 발달되어 모암과 분리된 암반등은 물론이고 특히, 연약지반 및 지하수, 침출수 등 그 구조가 불안정하여 기존에는 지반 밑에서 흐르는 지하수나 침출수를 전부 제거하고 지하수의 흐름 경로를 바꾸거나 또는 가물막이등으로 지하수를 막고 충전토를 충전하고 다진 다음 앙타 공법을 시행하였으나 이와 같은 경우 작업공정의 복잡성과 더불어 설사 지하수를 막거나 제거하더라도 흐르는 지하수의 압력 및 또 다시 지하수나 침출수가 발생하여 지반을 약하게 하여 토목이나 건축의 구조물의 지반이 횡 또는 종방향으로 유동되어 건물이나 시설물의 불안정을 가중하여 결국 안전사고를 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 영구 고정앙카를 고정하더라도 상기 지하수나 침출수등에 의해 부력이 발생되어 결국 건물이나 시설물의 붕괴와 같은 문제점을 발생하게 하는 문제점이 있는 것이다.

국내 특허등록 제10-0475443호 국내 특허공개 제10-1995-0008868호 국내 특허공개 제10-2008-0067732호 국내 특허공개 제10-2006-0095884호 국내 특허공개 제10-1994-0024176호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다단 확공 즉, 지하면에 확공 및 협공을 교호 또는 자유롭게 다단 확공이 가능한 굴착용 비트로 굴착 천공하여 천공홀을 형성하되 상기 확공부는 단단한 지하면에 형성하고 지하수나 기타 연약지반은 협공 또는 통과한 후 상기 지하수나 기타 연약지반을 지난 최저 지하면 즉, 단단한 지하면에 천공홀을 다단 확공하여 삽입 설치하고 인입출돌부가 확공부에 긴밀하게 안착 고정 결합하고 지표면에 돌출 형성된 보강재의 주동 회전축봉에 지압판으로 고정한 후 철근 또는 강선을 이용하여 각각의 주동 회전축봉을 연결 인장력을 부여한 다음, 콘크리트를 타설 고정 결합함으로써 지압판이 지면의 횡 또는 종방향으로 슬라이딩되는 것을 방지할 수 있도록 하며 동시에 보강재가 천공홀로 부터 이탈되지 아니하고 인장력과 압축력을 동시에 발휘 견고하게 결합됨으로서, 지반의 하중 저항력 즉, 압축력과 결속 인장력을 향상시킬 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 해결적 수단은,

"바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)를 포함하고,
상기 보강재 본체(10)는,
바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재와,
상기 케이싱(20)은,
상기 인입출공(200) 상측 내주면에 단턱(201)이 형성되어 있되 상기 단턱(201)은 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제1 절개면(202)이 구비되어 있고 상기 제1 절개면(202) 외측으로는 체결홈(203)이 형성되어 있고, 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재와,
상기 보강부재(40)는,
원통형상으로 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제2 절개면(400)이 구비되어 있고 상기 제2 절개면(400) 양측 상면 중앙에는 핀공(401)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확장형 지반 보강재와,
상기 보강부재(40)의 상면에 안착되어 있는 것으로서 상기 돌부(121)와 나사 결합되는 결합부재(50)를 추가 포함하는 다단 확장형 지반 보강재와,
상기 케이싱(20)은,
회전시 체결 가능하도록 볼트 형식의 주동 회전축봉(210) 일단에 너트 결합 방식으로 회전 결합후 상기 주동 회전축봉(210)과 함께 회전토록 나사부(206)가 형성되어 있고 외주 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있으며 상기 인입출공(200) 하부 양측 소정의 위치에 한쌍씩 각각 관통 천공된 총 두쌍의 핀 체결공(207)이 천공되어 있고 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재와,
상기 보강재 본체(10)는,
상기 케이싱(20)의 하단에 끼움방식으로 결합되는 것으로서 바닥면 중앙에 결합홈(100)가 구비되어 있는 바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고 상기 고정돌부(102)의 상측 외주면에는 이탈방지용 홈부(103)가 구비되어 있으며 상부에는 상기 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)이 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재와,
구조물 구축을 위한 지반이 연약지반이거나 지내력이 부족하거나 기타 지하수 통과나 침출수가 유출될 가능성이 있는 지반 시공에 있어 다단 확공비트를 이용하여 구조물 구축 지반에 일정간격으로 소정의 위치에 복수개이상 천공하되 다단으로 확공부(H1)을 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)와 상기 천공홀(H)을 굴착한 후 다단 확공비트를 회수한 후 바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)으로 구성된 다단 보강재(A)를 상기 천공홀(H)에 삽입하는 삽입단계(S20)와 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(101)를 상기 주동 회전축봉(210)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 확개단계(S30)와 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(210) 마다 지압판(S)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 주동 회전축봉 고정단계(S40)와 상기 고정된 주동 회전축봉(210)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 주동 회전축봉 연결단계(S50)와 상기 연결된 주동 회전축봉(210) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(210)을 고정 결합하는 바닥면 양생단계(S60)를 포함하고,
상기 보강재 본체(10)는,
바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법과,
상기 케이싱(20)은,
상기 인입출공(200) 상측 내주면에 단턱(201)이 형성되어 있되 상기 단턱(201)은 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제1 절개면(202)이 구비되어 있고 상기 제1 절개면(202) 외측으로는 체결홈(203)이 형성되어 있고, 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법과,
상기 보강부재(40)는,
원통형상으로 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제2 절개면(400)이 구비되어 있고 상기 제2 절개면(400) 양측 상면 중앙에는 핀공(401)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법과,
상기 보강부재(40)의 상면에 안착되어 있는 것으로서 상기 돌부(121)와 나사 결합되는 결합부재(50)를 추가 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법과,
상기 케이싱(20)은,
회전시 체결 가능하도록 볼트 형식의 주동 회전축봉(210) 일단에 너트 결합 방식으로 회전 결합후 상기 주동 회전축봉(210)과 함께 회전토록 나사부(206)가 형성되어 있고 외주 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있으며 상기 인입출공(200) 하부 양측 소정의 위치에 한쌍씩 각각 관통 천공된 총 두쌍의 핀 체결공(207)이 천공되어 있고 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법과,
상기 보강재 본체(10)는,
상기 케이싱(20)의 하단에 끼움방식으로 결합되는 것으로서 바닥면 중앙에 결합홈(100)가 구비되어 있는 바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고 상기 고정돌부(102)의 상측 외주면에는 이탈방지용 홈부(103)가 구비되어 있으며 상부에는 상기 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)이 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법"을 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.

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상기와 같이 구성된 본 발명은 다단 확공된 천공홀의 확공부에 다단으로 이루어진 복수개 이상의 케이싱의 외주부에 인입출 가능한 인입출돌부를 복수개 이상 형성하여 상기 천공홀의 확공부에 체결토록 함으로서 철근 또는 강선으로 지표면에 돌출된 주동 회전축봉간을 서로 연결하여 인장력을 발휘토록 한 후 콘크리트로 타설 고정하면 보강재가 천공홀로 부터 이탈되는 것을 방지하면서 동시에 지표면이 횡 도는 종방향으로 슬라이딩 즉, 침하되는 것을 방지하며, 지반의 하중 저항력 즉, 압축력과 결속 인장력을 향상시키고 공사 후 많은 시간이 지나더라도 강력한 인장력을 유지할 수 있도록 하는 효과를 가지며, 작업이 간단 용이하여 보강재 시공 시간을 단축시켜 공기와 공사비용을 절감하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재의 분리 사시도,
도 2는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 보강재 본체의 사시도,
도 3은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 다른 실시예의 보강재의 사시도,
도 4는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3의 분리 사시도,
도 5는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3에서 보강재 본체의 사시도,
도 6은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 케이싱을 저면에서 본 상태의 일부 사시도,
도 7은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3에 적용되는 케이싱의 사시도,
도 8은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1에 적용되는 결합 단면도,
도 9는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3에 적용되는 결합단면도,
도 10은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용되어 지면에 천공된 천공홀에 삽입하고자 하는 상태를 나타낸 단면도,
도 11은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용되어 천공홀에 삽입한 후 주동회전축봉을 회전하여 인입출돌부를 천공홀의 확공부에서 인출토록 한 상태를 나타낸 단면도,
도 12는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 주동 회전축봉을 회전함에 따라 케이싱의 회전에 의해 인입출공으로 인입출돌부가 인입출되는 상태를 나타낸 A-A 단면도,
도 13은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용되 것으로 천공홀에 설치된 상태의 단면도,
도 14는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 주동 회전축봉을 회전함에 따라 케이싱의 회전시 체결홈부에 고정돌부가 회전 결합되는 것을 나타낸 B-B 단면도,
도 15는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용되어 지면에 천공된 천공홀에 삽입하고자 하는 상태를 나타낸 단면도,
도 16은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용되어 천공홀에 삽입한 후 주동회전축봉을 회전하여 인입출돌부를 천공홀의 확공부에서 인출토록 한 상태를 나타낸 단면도,
도 17은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용되 것으로 천공홀에 설치된 상태의 단면도,
도 18은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도,
도 19는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도,
도 20은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 천공홀을 천공시 확공부를 소정의 길이만큼 길게 천공한 후 보강재를 결합하기 위한 분리 단면도,
도 21은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 20의 보강재가 천공홀의 확공부 바닥면에 안착 결합된 상태의 단면도,
도 22는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 인입출돌부가 확개되는 확공부를 상기 인입출돌부보다 상대적으로 길게 확공한 상태에서 보강재와 결합된 단면도,
도 23은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 20이 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도,
도 24는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 22가 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도,
도 25는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법의 흐름도이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재의 분리 사시도이며, 도 2는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 보강재 본체의 사시도이고, 도 3은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 다른 실시예의 보강재의 사시도이며, 도 4는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3의 분리 사시도이고, 도 5는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3에서 보강재 본체의 사시도이며, 도 6은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 케이싱을 저면에서 본 상태의 일부 사시도이고, 도 7은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3에 적용되는 케이싱의 사시도이며, 도 8은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1에 적용되는 결합 단면도이고, 도 9는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3에 적용되는 결합단면도이며, 도 10은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용되어 지면에 천공된 천공홀에 삽입하고자 하는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 11은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용되어 천공홀에 삽입한 후 주동회전축봉을 회전하여 인입출돌부를 천공홀의 확공부에서 인출토록 한 상태를 나타낸 단면도이며, 도 12는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 주동 회전축봉을 회전함에 따라 케이싱의 회전에 의해 인입출공으로 인입출돌부가 인입출되는 상태를 나타낸 A-A 단면도이고, 도 13은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용되 것으로 천공홀에 설치된 상태의 단면도이며, 도 14는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 주동 회전축봉을 회전함에 따라 케이싱의 회전시 체결홈부에 고정돌부가 회전 결합되는 것을 나타낸 B-B 단면도이고, 도 15는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용되어 지면에 천공된 천공홀에 삽입하고자 하는 상태를 나타낸 단면도이며, 도 16은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용되어 천공홀에 삽입한 후 주동회전축봉을 회전하여 인입출돌부를 천공홀의 확공부에서 인출토록 한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 17은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용되 것으로 천공홀에 설치된 상태의 단면도이며, 도 18은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 3이 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도이고, 도 19는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 1이 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도이며, 도 20은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 천공홀을 천공시 확공부를 소정의 길이만큼 길게 천공한 후 보강재를 결합하기 위한 분리 단면도이고, 도 21은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 20의 보강재가 천공홀의 확공부 바닥면에 안착 결합된 상태의 단면도이며, 도 22는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 인입출돌부가 확개되는 확공부를 상기 인입출돌부보다 상대적으로 길게 확공한 상태에서 보강재와 결합된 단면도이고, 도 23은 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 20이 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도이며, 도 24는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재에서 도 22가 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도이고, 도 25는 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법의 흐름도이다.

지시부호 10은 보강재 본체를 지시하는 것으로서, 상기 보강재 본체(10)는 도 1 에 도시된 바와 같이 앙카 타입으로서 인장력과 압축력을 동시에 발휘할 수 있는 것으로서 구체적으로는 바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 것으로서,

바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 보강재 본체(10)는, 바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것이며,

더욱 바람직하게는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 보강재 본체(10)는, 상기 케이싱(20)의 하단에 끼움방식으로 결합되는 것으로서 바닥면 중앙에 결합홈(100)가 구비되어 있는 바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고 상기 고정돌부(102)의 상측 외주면에는 이탈방지용 홈부(103)가 구비되어 있으며 상부에는 상기 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)이 구비되어 있는 것이다.

다음, 지시부호 20은 케이싱을 지시하는 것으로서 상기 케이싱(20)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 구조로서,

바람직하게는 상기 케이싱(20)은 도 6에 도시된 바와 같이,

상기 인입출공(200) 상측 내주면에 단턱(201)이 형성되어 있되 상기 단턱(201)은 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제1 절개면(202)이 구비되어 있고 상기 제1 절개면(202) 외측으로는 체결홈(203)이 형성되어 있고, 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비되어 있는 것이며,

더욱 바람직하게는 상기 케이싱(20)은 도 7에 도시된 바와 같이,

회전시 체결 가능하도록 볼트 형식의 주동 회전축봉(210) 일단에 너트 결합 방식으로 회전 결합후 상기 주동 회전축봉(210)과 함께 회전토록 나사부(206)가 형성되어 있고 외주 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있으며 상기 인입출공(200) 하부 양측 소정의 위치에 한쌍씩 각각 관통 천공된 총 두쌍의 핀 체결공(207)이 천공되어 있고 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비된 것이다.

더 나아가서, 도 6 및 도 14에 도시된 바와 같이 상기 고정돌부(102)는 상기 체결홈부(205) 내에서 유동 회전 가능하도록 상기 체결홈부(205)가 상기 고정돌부(102)보다 상대적으로 길게 형성되어 있는 것이다.

지시부호 30은 피동 회전축봉을 지시하는 것으로서 상기 피동 회전축봉(30)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합된 것이며,

지시부호 40은 보강부재를 지시하는 것으로서 상기 보강부재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이,

원통형상으로 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제2 절개면(400)이 구비되어 있고 상기 제2 절개면(400) 양측 상면 중앙에는 핀공(401)이 천공되어 있는 것이며,

지시부호 50은 결합부재를 지시하는 것으로서 상기 결합부재(50)은 도 1에 도시된 바와 같이,

상기 보강부재(40)의 상면에 안착되어 있는 것으로서 상기 돌부(121)와 나사 결합되는 것이다.

이하 본 발명의 작동관계에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 일단, 케이싱(20)의 인입출공(200)에 인입출돌부(101)을 결합한 다음 상기 케이싱(20) 내부로 상기 보강재 본체(10)를 삽입 결합하면 상기 보강재 본체(10)의 회전캠(110)의 위치와 케이싱(20)의 인입출공(200)의 위치가 일치되게 되며 따라서 자연스럽게 인입출돌부(101)와 상기 회전캠(110)의 캠 돌부(111) 또는 캠 홈부(112)에 맞닿게 되는 것이다.

이때 캠 돌부(111)에 인입출돌부(101)가 맞닿게 되면 상기 인입출공(200) 외측으로 돌출되게 되므로 케이싱(20)과 보강재 본체(10)를 결합시 상기 인입출돌부(101)가 캠 홈부(112)에 맞닿게 함으로서 인입출공(200) 외측으로 인입출돌부(101)가 돌출되지 아니하도록 한 다음,

이와 같은 상태에서 도 4, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 주동 회전축봉(210)을 상기 케이싱(20)의 나사부(206)에 너트 결합 방식으로 결합을 하고 상기 핀 체결공(207)에 핀을 결합하면 상기 핀이 상기 보강재 본체(10)의 이탈방지용 홈부(103) 사이로 끼워지면서 케이싱(20)을 관통하여 결합됨으로서 상기 케이싱(20)과 상기 보강재 본체(10)이 결합되어 이탈되지 아니한 것이다.

다음, 상기와 같이 결합한 상태에서 상기 보강재 본체(10)의 결합홈(100)에 피동 회전축봉(30)을 나사 결합하고, 상기 피동 회전축봉(30)의 하단에는 또 다른 케이싱(20)의 나사부(206)에 피동 회전축봉(30)을 나사 결합하고 상기 또 다른 케이싱(20) 내부에는 상기 보강재 본체(10)를 상기에서 언급한 방식과 동일하게 결합하면 되는 것이다.

이와 같이 조립이 완성된 상태가 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같다.

다음, 상기와 같이 조립된 본 발명을 도 10에 도시된 바와 같이 지면(E)에 확공 및 협공을 교호 또는 자유롭게 다단 확공이 가능한 굴착용 비트(도시되지 아니함)로 굴착 천공된 천공홀(H)을 형성한 후 도 11에 도시된 바와 같이 천공홀(H)의 바닥면에 피동 회전축봉(30)에 결합된 케이싱(20)에 구비된 보강재 본체(10)의 바닥면 밀착되게 삽입하되, 상기 바닥면이 더 이상 천공홀(H)의 바닥면을 뚫고 삽입되지 아니한 상태까지 밀착시키는 것이다.

이와 같은 상태는 이미 천공홀(H)의 확공부(H1)가 인입출돌부(101)가 돌출되어 걸리도록 위치를 적정하게 계산한 것이며 이 상태에서 주동 회전축봉(210)을 회전시켜 확공부(H1)에 인입출돌부(101)가 도 11에 도시된 바와 같이 인출되어 걸리게 될 것이다.

이때, 인입출돌부(101)가 보강재 본체(10)의 캠 돌부(111)에 위치하도록 주동 회전축봉(210)을 회전시키는 인입출 과정을 설명하면 도 12에 도시된 바와 같으며 구체적으로 설명하면,

주동 회전축봉(210)의 회전에 의해 나사 결합된 케이싱(20)이 회전하게 되며 이때 보강재 본체(10)는 고정되며 상기 케이싱(10)의 회전에 의해 인입출공(200)에 결합된 상기 인입출돌부(101)도 따라서 회전하게 되다가 상기 회전캠(110)의 캠 돌부(111)와 맞닿게 되면 자연스럽게 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 인입출공(200) 외측으로 돌출되면서 확공부(H1)에 걸리게 되며 이와 같은 상태는 도 14에 도시된 바와 같이 케이싱(20)의 회전방지용 돌출부(204)가 체결홈부(205)의 양끝단중 어느 하나 즉, 상기 고정돌부(102)와 맞닿는 부위이며 이와 같은 상태 이후에는 주동 회전축봉(210)의 회전이 케이싱(20) 뿐만 아니라 보강재 본체(10)도 함께 회전토록 하며 따라서 상기 보강재 본체(10)의 회전에 의해 결합된 피동 회전축봉(30)이 회전되는 것이다.

상기와 같이 피동 회전축봉(30)의 회전은 그 하단에 결합된 케이싱(20)을 회전시키고 이와 같은 회전은 인입출공(200)을 통해 인입출돌부(101)을 돌출토록 하며 이와 같이 피동 회전축봉(30)에 결합된 케이싱(20)과 보강재 본체(10)는 상기에서 언급된 작동과 동일한 것이다.

부연하여 설명하면, 피동 회전축봉(30)에 결합된 보강재 본체(10)가 천공홀(H)의 바닥면에 견고하게 안착된다는 것은 주동 회전축봉(210)을 강력하게 밀어서 피동 회전축봉(30)에 결합된 보강재 본체(10)의 바닥면이 천공홀(H)의 바닥면과 밀착되어 상기 주동 회전축봉(210)의 회전이 결합된 피동 회전축봉(30)의 회전을 가능하도록 하게 함으로서 피동 회전축봉(30)에 결합된 케이싱(20)의 인입출공(200)으로 인입출돌부(101)가 돌출토록 함으로서 도 11에 도시된 바와 같이 되도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 완성된 상태가 도 11에 도시되어 있고 최종적으로 지압판(S)를 주동 회전축봉(210)에 결합함으로서 완성되는 것이 도 19에 도시되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 대한 작동관계에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 보강재 본체(10)의 홈부(122)에 인입출돌부(101)를 안착한 다음 상기 보강부재(40)을 상기 보강재 본체(10)의 고정축(120)을 관통 결합한 후 보강부재(40)가 결합된 상태에서 상기 앙카본체(10)를 케이싱의 하방향으로 삽입하여 상기 보강부재(40)의 제2 절개면(400)과 상기 케이싱(20)의 제1 절개면(202)이 어긋나게 위치를 선정하면 자연스럽게 상기 핀공(401)과 케이싱(20)의 단턱(201)의 체결홈(203)이 일치되며 이와 같이 어긋난 상태에서 핀 등으로 케이싱(20)에 보강부재(40)을 결합한 다음, 상기 고정축(120)의 돌부(121)에 형성된 나사부와 상기 결합부재(50)을 나사 결합한다.

이 상태에서 상기 인입출돌부(101)은 외부로 이탈되지 아니하도록 상기 케이싱(20)내에 결합되어 있다.

한편, 상기 상태에서는 케이싱(20)의 체결홈부(205)에 상기 보강재 본체(10)의 고정돌부(102)가 결합토록 하는 것이다.

이와 같은 상태에서 상기 주동 회전축봉(210)을 케이싱(10)의 나사부(206)에 결합하면 되는 것이다.

상기와 같이 조립된 상태는 상기 주동 회전축봉(210)과 케이싱(20)이 나사 결합되어 있고 상기 케이싱(20)은 보강부재(40)와 결합부재(50)에 의해 보강재 본체(10)와 결합되어 있는 상태이며 이와 같이 결합된 상태에서 상기 주동 회전축봉(210)을 일방향으로 회동하면 상기 고정돌부(102)가 체결홈부(205)의 범위를 유동하면서 상기 인입출돌부(101)이 도 8, 도 14 및 도 12에 도시된 바와 같이 캠 돌부(111)로 이동하면서 상기 인입출공(200)으로 인출되는 것이다.

이와 같이 조립이 완성된 상태가 도 8에 도시된 바와 같다.

다음, 상기와 같이 조립된 본 발명을 도 15에 도시된 바와 같이 지면(E)에 확공 및 협공을 교호 또는 자유롭게 다단 확공이 가능한 굴착용 비트(도시되지 아니함)로 굴착 천공된 천공홀(H)을 형성한 후 도 16에 도시된 바와 같이 천공홀(H)의 바닥면에 피동 회전축봉(30)에 결합된 케이싱(20)에 구비된 보강재 본체(10)의 바닥면 밀착되게 삽입하되, 상기 바닥면이 더 이상 천공홀(H)의 바닥면을 뚫고 삽입되지 아니한 상태까지 밀착시키는 것이다.

이와 같은 상태는 이미 천공홀(H)의 확공부(H1)가 인입출돌부(101)가 돌출되어 걸리도록 위치를 적정하게 계산한 것이며 이 상태에서 주동 회전축봉(210)을 회전시켜 확공부(H1)에 인입출돌부(101)가 도 16에 도시된 바와 같이 인출되어 걸리게 될 것이다.

이때, 인입출돌부(101)가 보강재 본체(10)의 캠 돌부(111)에 위치하도록 주동 회전축봉(210)을 회전시키는 인입출 과정을 설명하면 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같으며 구체적으로 설명하면,

주동 회전축봉(210)의 회전에 의해 나사 결합된 케이싱(20)이 회전하게 되며 이때 보강재 본체(10)는 고정되며 상기 케이싱(10)의 회전에 의해 인입출공(200)에 결합된 상기 인입출돌부(101)도 따라서 회전하게 되다가 상기 회전캠(110)의 캠 돌부(111)와 맞닿게 되면 자연스럽게 도 16에 도시된 바와 같이 인입출공(200) 외측으로 돌출되면서 확공부(H1)에 걸리게 되며 이와 같은 상태는 도 14에 도시된 바와 같이 케이싱(20)의 회전방지용 돌출부(204)가 체결홈부(205)의 양끝단중 어느 하나 즉, 상기 고정돌부(102)와 맞닿는 부위이며 이와 같은 상태 이후에는 주동 회전축봉(210)의 회전이 케이싱(20) 뿐만 아니라 보강재 본체(10)도 함께 회전토록 하며 따라서 상기 보강재 본체(10)의 회전에 의해 결합된 피동 회전축봉(30)이 회전되는 것이다.

부연하여 설명하면, 피동 회전축봉(30)에 결합된 보강재 본체(10)가 천공홀(H)의 바닥면에 견고하게 안착된다는 것은 주동 회전축봉(210)을 강력하게 밀어서 피동 회전축봉(30)에 결합된 보강재 본체(10)의 바닥면이 천공홀(H)의 바닥면과 밀착되어 상기 주동 회전축봉(210)의 회전이 결합된 피동 회전축봉(30)의 회전을 가능하도록 하게 함으로서 피동 회전축봉(30)에 결합된 케이싱(20)의 인입출공(200)으로 인입출돌부(101)가 돌출토록 함으로서 도 16에 도시된 바와 같이 되도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 완성된 상태가 도 17에 도시되어 있고 최종적으로 지압판(S)를 주동 회전축봉(210)에 결합함으로서 완성되는 것이 도 19에 도시되어 있다.

한편, 도 20 및 도 21의 경우는 상기에서 기술한 내용과 차이가 있는 바 이는 구체적으로 확공부(H1)을 상기 인입출돌부(101)가 인입출하는 공간를 상대적으로 정확하게 천공한 상기 언급된 기술내용과 달리 소정의 길이만큼 길게 확공부(H1)를 천공하여 상기 보강재(A)를 결합한 후 시멘트 등을 타설하여 고정함으로서 주변 마찰력을 극대화하는 효과를 발휘할 수 있는 것이며,

도 22의 경우는 확공부(H1)을 다단으로 천공하는 것은 상기 언급한 기술내용과 동일하나, 확공부(H1)의 길이를 상대적으로 길게하여 상기 인입출돌부(101)가 상기 확공부(H1)내에서 상하로 공간을 형성토록 한 것으로서 이 또한 보강재(A)를 결합한 후 시멘트 등을 타설하여 고정함으로서 주변 마찰력을 극대화하는 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

다음, 도 23의 경우는 상기 도 20 및 도 21의 실시 단면도로서 도면상에서는 보강재(A)가 복수개 구비되어 있으나 하나의 보강재(A)를 사용하더라도 본 발명의 권리범위에 속하는 바 도 23의 경우는 다양한 경우중 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 24의 경우는 도 23의 실시 단면도로서 도면상에서는 보강재(A)가 복수개 구비되어 있으나 하나의 보강재(A)를 사용하더라도 본 발명의 권리범위에 속하는 바 도 24의 경우는 다양한 경우중 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 18, 도 19 및 도 도 23, 도 24에서는 보강재(A)를 지면상으로 인장하는 강선이나 와이어 등이 도시되어 있지 아니하지만 작업자의 선택에 따라 강선이나 와이어도 인장력을 강화할 수도 있고 이와 같은 구성 또한 본 발명의 기술범주에 속하는 것은 물론이다.

다음 또 다른 본 발명인 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법에 대하여 도 25에 도시된 바와 함께 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 구조물 구축을 위한 지반이 연약지반이거나 지내력이 부족하거나 기타 지하수 통과나 침출수가 유출될 가능성이 있는 지반을 보강하기 위한 시공방법으로서,

[천공홀 굴착단계]-----S10

본 단계는 다단 확공비트를 이용하여 구조물 구축 지반에 일정간격으로 소정의 위치에 복수개이상 천공하되 다단으로 확공부(H1)을 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)로서 구체적으로 설명하면, 본 발명은 상기에서도 언급한 바와 같이 연약지반이거나 지내력이 부족한 예를들면, 지하수 통과나 침출수가 유출될 가능성이 있는 지반에 별도로 지하수를 제거하거나 연약지반을 충전토 등으로 다지는 작업없이 굴착하되 지하면 최하단 즉, 상기 연약지반이나 지하수를 통과하고 최하단 단단한 지반까지 굴착하는 것을 의미하는 것이다.

바람직하게는, 상기 확공부(H1)을 하기에서 설명하는 인입출돌부(101)와 일치되게 확공할 수도 있지만 도 20, 도 21 및 도 23에 도시된 바와 같이 소정의 길이를 전체적으로 확공하여 확공부(H1)을 형성할 수도 있고,

더 나아가서, 도 22 및 도 24에 도시된 바와 같이 확공부(H1)을 상기 인입출돌출부(101) 보다 상대적으로 길게 형성할 수도 있으며,

상기 도 18, 도 19 및 도 23 내지 도 24에 도시된 바와 같이 다단으로 보강재(A)가 형성되도록 확공부(H1)을 다단으로 형성할 수도 있지만 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 하나의 보강재(A)가 확공부(H)에 결합되고 그 외주부에 시멘트등을 타설하여 그라우팅 또는 양생 고정토록 함으로서, 주변 마찰력을 극대화가 가능하도록 할 수 있다.

[삽입단계]-----S20

본 단계는 상기 천공홀(H)을 천공한 상태에서 다단 확공비트를 회수한 후 다단 보강재(A)를 삽입하는 단계를 말하는 것으로서 상기 보강재(A)는 바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)으로 구성된 것으로서, 굴착 초기의 단단한 지반과 최하단에 단단한 지반에 확공부(H1)을 형성하도록 한 후 상기 확공부(H1)와 일치되는 위치에 상기 보강재(A)의 인입출돌부(101)을 돌출하여 상기 보강재(A)를 삽입 고정하는 것이다.

[확개단계]-----S30

본 단계는 상기에서도 언급한 바와 같이 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(101)를 상기 주동 회전축봉(210)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 단계를 지칭하는 것이다.

[고정단계]-----S40

본 단계는 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(210) 마다 지압판(S)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 단계로서 바람직하게는 강선이나 와이어를 통해 상기 보강재(A)의 인장력과 저항력 및 압축력을 강화하여 불완전한 지반을 견고하게 유지토록 하는 것이다.

[연결단계]-----S50

본 단계는 상기 고정된 주동 회전축봉(210)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 단계로서 건축물 또는 구축물을 구축하기 위한 일정면적의 지반에 상기 보강재(A)를 상기 단계들과 같이 소정의 간격을 두고 다수개 형성한 다음 상기 형성된 보강재(A)간에 서로 인장력과 저항력 등을 발휘하기 위하여 본 단계를 실시하는 것이다.

[양생단계]-----S60

본 단계는 상기 연결된 주동 회전축봉(210) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(210)을 고정 결합하는 단계를 지칭하는 것으로서 본 단계를 마침으로서 건축물이나 구축물을 건축 및 구축하는 지반이 횡방향 또는 종방향으로 유동되는 것을 미연에 방지 가능하도록 하며 특히 보강재(A)를 구비함으로서 인장력과 압축력을 동시에 발휘 가능하도록 하여 지반의 안정성을 확보할 수 있다.

상기와 같이 시공하되, 상기 시공방법에 적용되는 구성요소에 대한 결합 및 기타 내용은 상기에서 이미 설명한 바 있으므로 생략하고,

이와 같이 시공함으로서, 다단 확공된 천공홀의 확공부에 다단으로 이루어진 복수개 이상의 케이싱의 외주부에 인입출 가능한 인입출돌부를 복수개 이상 형성하여 상기 천공홀의 확공부에 체결토록 함으로서 철근 또는 강선으로 지표면에 돌출된 주동 회전축봉간을 서로 연결하여 인장력을 발휘토록 한 후 콘크리트로 타설 고정하면 보강재가 천공홀로 부터 이탈되는 것을 방지하면서 동시에 지표면이 횡 도는 종방향으로 슬라이딩 즉, 침하되는 것을 방지하며, 지반의 하중 저항력과 결속 인장력을 향상시키고 공사 후 많은 시간이 지나더라도 강력한 인장력을 유지할 수 있도록 하는 효과를 가지며, 작업이 간단 용이하여 앙카 시공 시간을 단축시켜 공기와 공사비용을 절감하는 효과를 갖는다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.

10 : 보강재 본체 20 : 케이싱
30 : 피동 회전축봉 40 : 보강부재
50 : 결합부재 100 : 결합홈
101 : 인입출돌부 102 : 고정돌부
103 : 이탈방지용 홈부 110 : 회전캠
111 : 캠 돌부 112 : 캠 홈부
120 : 고정축 121 : 돌부
122 : 홈부 200 : 인입출공
201 : 단턱 202 : 제1 절개면
203 : 체결홈 204 : 회전방지용 돌출부
205 : 체결홈부 206 : 나사부
207 : 핀 체결공 210 : 주동 회전축봉
400 : 제2 절개면 401 : 핀공
A : 보강재 E : 지면
H : 천공홀 H1 : 확공부
S : 지압판 W : 철근 또는 강선

Claims

바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)를 포함하고,
상기 보강재 본체(10)는,
바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 케이싱(20)은,
상기 인입출공(200) 상측 내주면에 단턱(201)이 형성되어 있되 상기 단턱(201)은 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제1 절개면(202)이 구비되어 있고 상기 제1 절개면(202) 외측으로는 체결홈(203)이 형성되어 있고, 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재.
제 1 항에 있어서,
상기 보강부재(40)는,
원통형상으로 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제2 절개면(400)이 구비되어 있고 상기 제2 절개면(400) 양측 상면 중앙에는 핀공(401)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확장형 지반 보강재.
제 1 항에 있어서,
상기 보강부재(40)의 상면에 안착되어 있는 것으로서 상기 돌부(121)와 나사 결합되는 결합부재(50)를 추가 포함하는 다단 확장형 지반 보강재.
제 1 항에 있어서,
상기 케이싱(20)은,
회전시 체결 가능하도록 볼트 형식의 주동 회전축봉(210) 일단에 너트 결합 방식으로 회전 결합후 상기 주동 회전축봉(210)과 함께 회전토록 나사부(206)가 형성되어 있고 외주 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있으며 상기 인입출공(200) 하부 양측 소정의 위치에 한쌍씩 각각 관통 천공된 총 두쌍의 핀 체결공(207)이 천공되어 있고 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재.
제 1 항에 있어서,
상기 보강재 본체(10)는,
상기 케이싱(20)의 하단에 끼움방식으로 결합되는 것으로서 바닥면 중앙에 결합홈(100)가 구비되어 있는 바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고 상기 고정돌부(102)의 상측 외주면에는 이탈방지용 홈부(103)가 구비되어 있으며 상부에는 상기 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)이 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재.
구조물 구축을 위한 지반이 연약지반이거나 지내력이 부족하거나 기타 지하수 통과나 침출수가 유출될 가능성이 있는 지반 시공에 있어 다단 확공비트를 이용하여 구조물 구축 지반에 일정간격으로 소정의 위치에 복수개이상 천공하되 다단으로 확공부(H1)을 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)와 상기 천공홀(H)을 굴착한 후 다단 확공비트를 회수한 후 바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(100)이 형성되어 있고 상부에는 외주면이 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)가 구비되어 있는 보강재 본체(10)와 상기 보강재 본체(10)의 외주부에 결합되는 것으로 외주면 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있고 상부 내주면에는 주동 회전축봉(210)과 결합되어 있는 케이싱(20)과 상기 결합홈(100)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 보강재 본체(10)가 구비된 상기 케이싱(20)과 결합되는 피동 회전축봉(30)으로 구성된 다단 보강재(A)를 상기 천공홀(H)에 삽입하는 삽입단계(S20)와 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(101)를 상기 주동 회전축봉(210)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 확개단계(S30)와 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(210) 마다 지압판(S)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 주동 회전축봉 고정단계(S40)와 상기 고정된 주동 회전축봉(210)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 주동 회전축봉 연결단계(S50)와 상기 연결된 주동 회전축봉(210) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(210)을 고정 결합하는 바닥면 양생단계(S60)를 포함하고,
상기 보강재 본체(10)는,
바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고, 상기 회전캠(110)과 소정의 간격을 두고 상측면에는 돌부(121)와 홈부(122)가 교호로 구비되며 상기 돌부(121)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있는 고정축(120)이 형성되어 있으며, 상기 회전캠(110)과 고정축(120)사이에는 보강부재(40)가 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법.
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 케이싱(20)은,
상기 인입출공(200) 상측 내주면에 단턱(201)이 형성되어 있되 상기 단턱(201)은 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제1 절개면(202)이 구비되어 있고 상기 제1 절개면(202) 외측으로는 체결홈(203)이 형성되어 있고, 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법.
제 8 항에 있어서,
상기 보강부재(40)는,
원통형상으로 내주면 3방향에는 길이방향으로 길게 라운딩된 제2 절개면(400)이 구비되어 있고 상기 제2 절개면(400) 양측 상면 중앙에는 핀공(401)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법.
제 8 항에 있어서,
상기 보강부재(40)의 상면에 안착되어 있는 것으로서 상기 돌부(121)와 나사 결합되는 결합부재(50)를 추가 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법.
제 8 항에 있어서,
상기 케이싱(20)은,
회전시 체결 가능하도록 볼트 형식의 주동 회전축봉(210) 일단에 너트 결합 방식으로 회전 결합후 상기 주동 회전축봉(210)과 함께 회전토록 나사부(206)가 형성되어 있고 외주 3면에 인입출공(200)이 천공되어 있으며 상기 인입출공(200) 하부 양측 소정의 위치에 한쌍씩 각각 관통 천공된 총 두쌍의 핀 체결공(207)이 천공되어 있고 하단 내주면에는 회전방지를 위한 회전방지용 돌출부(204)와 체결홈부(205)가 교호로 구비된 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법.
제 8 항에 있어서,
상기 보강재 본체(10)는,
상기 케이싱(20)의 하단에 끼움방식으로 결합되는 것으로서 바닥면 중앙에 결합홈(100)가 구비되어 있는 바닥면 상측면에는 고정돌부(102)가 복수개 이상 구비되어 있고 상기 고정돌부(102)의 상측 외주면에는 이탈방지용 홈부(103)가 구비되어 있으며 상부에는 상기 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출돌부(101)이 구비되어 있는 것을 포함하는 다단 확장형 지반 보강재를 이용한 지반 시공방법.