KR102186608B1

KR102186608B1 - 소일 네일링용 간격재

Info

Publication number: KR102186608B1
Application number: KR1020190099268A
Authority: KR
Inventors: 김승관
Original assignee: 김승관
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2020-12-03

Abstract

본 발명은 소일 네일링용 간격재에 관한 것으로서, 경사면 지반(400)에 천공된 천공홀(410)에 삽입 배치되며 상단부는 지압판(120)에 체결되는 보강철근(100)이 그라우트 주입관(200)을 통해 그라우트(420)가 주입 양생될 때 천공홀의 중앙부에 간격이 유지되도록 하는 수개의 소일 네일용 간격재(300)로, 상기 그라우트(420)가 양생될 때 상하 인장응력이 보강되도록 하는 고강도 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)와, 상기 보강철근(100)의 외주면(104)은 내측 고정면(324)에 억지끼워져 면접 지지되고 상기 그라우트 주입관(200)의 외주면(206) 일측부분은 외측 고정면(326)에 안착 지지되게 상기 상하 탄성 코일부(310)의 중심 횡방향으로 오목하게 만곡 형성되어, 상기 그라우트(420)가 양생될 때 전단응력과 휨모멘트에 대한 저항성이 보강되도록 하는 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)로 이루어진 것을 특징으로 하는 소일 네일링용 간격재에 관한 것이다.
따라서, 천공홀 내에서 중앙부에 정위치를 유지하고 그라우트의 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항성 보강이 극대화되는 효과가 있다.

Description

소일 네일링용 간격재{SPACER FOR SOIL NAILING}

본 발명은 소일 네일링용 간격재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면, 고강도 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)와 보강철근 지지 기능과 그라우트 주입관 지지 기능을 동시에 갖고 이중으로 고정되는 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)에 의해 사용이 간편하고 그라우트(420)의 주입시의 주입 압력에 의해 유동되어 비틀어지지 않고 천공홀 내에서 중앙부에 정위치를 유지하고 주입 완료 후 양생시에는 그라우트의 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항성 보강이 극대화되는 구조를 가진 새로운 형태의 소일 네일링용 간격재에 관한 것이다.

일반적으로 소일 네일링(soilnailing)은 사면 보강 공법의 일종으로서, 사면 지반에 횡방향 굴착공을 천공하고 철근을 삽입한 후 시멘트페이스트 등의 충전재를 주입하고 철근의 두부를 지압판을 통하여 지면에 고정하는 방식으로 진행되며, 이렇듯 매설 구축된 봉상 구조체를 소일 네일이라 하고, 철근보강재를 프리스트레싱 없이 비교적 촘촘한 간격으로 삽입하여 원지반의 전체적인 전단강도 증대 및 지반변위를 억제시키는 공법이다.

이러한, 쏘일 네일링 공법에 있어서 철근(철근보강재)과 시멘트로 이루어진 그라우트가 고착되어 일체화되어야 보강재로써의 역할을 충분히 하므로 보강재의 시멘트 그라우트의 피복두께나 배합강도, 그라우트 주입방법 등이 중요하고, 철근보강재의 시멘트 피복두께가 일정하게 형성되어야 하며 시멘트로 이루어진 그라우트가 천공홀 내에 골고루 균일하게 주입되어야만 한다.

상기 철근보강재의 시멘트 그라우트 피복두께를 일정하게 하기 위하여는 철근보강재가 천공 내에서 중앙부에 위치해야만 그라운트 피복두께가 일정하게 유지가 되므로 천공홀의 중앙부에 철근보강재가 위치할 수 있도록 즉 철근이 쳐져 천공홀의 측벽에 붙지 않도록 하는 다양한 형태의 합성수지재로 된 간격재가 철근보강재와 결합되어 사용하였다.

일례로 천공홀에 한 개의 철근보강재가 설치되는 시공현장의 경우에는 상기 종래의 합성수지재로 된 간격재는 그라우트가 주입되는 주입 압력에 철근보강재가 그라우트 주입에 따른 주입 압력에 의해 유동되어 비틀어져 천공홀 내에서 중앙부에 위치하도록 하기가 어려운 문제점이 있었다.

소일 네일링용 간격재 관련 기술 중에서 대한민국 실용등록 "분리형 간격재 콘" 제 20-0315903 호(이하 "종래 기술"이라 한다)에는 철근보강재와 결합되는 접합부와, 이로부터 연장되어 확대 경사면을 갖는 반원추형태의 간격부로 이루어져 지는 분리형 간격재 콘을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술의 간격재는 보강철근이 배치되는 천공홀내에 그라우트를 주입시에 주입호스와 함께 간격재가 유동되지 않도록 지지하는 기능이 없고, 간격재 콘 자체의 인장강도가 작고 저항 탄성력이 없어 시멘트 그라우트의 양생에 따른 인장능력이나 전단응력 및 휨모멘트 저항성이 떨어져 그라우트를 보강할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용이 간편하고 그라우트(420)의 주입시 그라우트 주입관 지지 기능을 동시에 갖고 주입 압력에 의해 유동되어 비틀어지지 않고 천공홀 내에서 중앙부에 정위치를 유지하고 주입 완료 후 양생시에는 상하 탄성 코일부(310)의 중심 횡방향으로 좌우전후 십자 네방향에 오목하게 만곡 형성된 좌우전후 서로 대칭되는 외주 횡방향으로 탄성력(T)를 갖춘 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)에 의해 상기 그라우트(420)가 양생될 때 전단응력과 휨모멘트에 대한 저항성이 보강되어 비틀림 파손이 방지되는 소일 네일링용 간격재를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)의 길이를 길게해 근입량을 늘려 천공홀 상하 전구간에 일정 간격으로 고르게 탄성 지지력을 강화해 그라우트의 저항성 보강을 시공현장에 맞게 손쉽게 향상 시킬 수 있는 소일 네일링용 간격재를 제공하는 데 있다.

본 발명의 이러한 목적은 경사면 지반(400)에 천공된 천공홀(410)에 삽입 배치되며 상단부는 지압판(120)에 체결되는 보강철근(100)이 그라우트 주입관(200)을 통해 그라우트(420)가 주입 양생될 때 천공홀의 중앙부에 간격이 유지되도록 하는 수개의 소일 네일용 간격재(300)로서, 상기 그라우트(420)가 양생될 때 상하 인장응력이 보강되도록 하는 고강도 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)와, 상기 보강철근(100)의 외주면(104)은 내측 고정면(324)에 억지끼워져 면접 지지되고 상기 그라우트 주입관(200)의 외주면(206) 일측부분은 외측 고정면(326)에 안착 지지되게 상기 상하 탄성 코일부(310)의 중심 횡방향으로 오목하게 만곡 형성되어, 상기 그라우트(420)가 양생될 때 전단응력과 휨모멘트에 대한 저항성이 보강되도록 하는 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)로 이루어진 본 발명에 따른 소일 네일링용 간격재에 의하여 달성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 소일 네일링용 간격재는 고강도 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)와 보강철근 지지 기능과 그라우트 주입관 지지 기능을 동시에 갖고 이중으로 고정되는 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)에 의해 사용이 간편하고 그라우트(420)의 주입시의 주입 압력에 의해 유동되어 비틀어지지 않고 천공홀 내에서 중앙부에 정위치를 유지하고 주입 완료 후 양생시에는 그라우트의 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항성 보강이 극대화되는 효과가 있다. 즉, 상하 탄성 코일부(310)의 중심 횡방향으로 좌우전후 십자 네방향에 오목하게 만곡 형성된 좌우전후 서로 대칭되는 외주 횡방향으로 탄성력(T)를 갖춘 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)에 의해 상기 그라우트(420)가 양생될 때 전단응력과 휨모멘트에 대한 저항성이 보강되어 비틀림 파손이 방지되는 효과가 있다.

또한, 전체적으로 십자형 탄성 스파이럴 주름 철선 형상과 유연하게 저항 분산되도록 내측으로 십자 네방향에 만곡진 라운드 부분에 그라우트(420)가 구석구석 부착 양생되는 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)의 길이를 길게해 근입량을 늘려 천공홀 상하 전구간에 일정 간격으로 고르게 탄성 지지력을 강화해 그라우트의 저항성 보강을 시공현장에 맞게 손쉽게 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재가 지반에 시공된 상태를 개략적으로 도시한 측면도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재에 보강철근과 그라우트 주입관이 고정된 부분을 확대하여 도시한 측면도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재를 도시한 사시도

이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재가 도시되어 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재가 지반에 시공된 상태를 개략적으로 도시한 측면도, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재에 보강철근과 그라우트 주입관이 고정된 부분을 확대하여 도시한 측면도이고 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재를 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 경사면 보강 목적으로 경사면 지반(400)에 천공된 천공홀(410)에 삽입 배치되며 상단부는 지압판(120)에 체결되는 보강철근(100)이 그라우트 주입관(200)을 통해 그라우트(420)가 주입 양생될 때 보강철근(100)이 비틀어 쳐져 천공홀의 측벽에 붙지 않고 천공홀의 중앙부에 간격이 유지되도록 하는 수개의 소일 네일용 간격재(300)이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소일 네일용 간격재(300) 구조는 상기 그라우트(420)가 천공홀(410)에 주입 양생될 때 및 양생 후 경사면 하중에 상하 인장응력이 보강되도록 하는 고강도 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)가 30cm 등 시공 현장 상황에 맞게 일정 길이로 형성되고,

상기 그라우트(420)가 천공홀 중심에서 외주 횡방향으로 부풀어 양생될 때 발생되는 전단응력과 휨모멘트(경사면 하중에 따른 전단응력과 휨모멘트 포함)에 대한 저항성이 보강되도록 하는 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)가 상기 상하 탄성 코일부(310)의 중심 횡방향으로 오목하게 만곡 형성된다.

상기 보강철근(100)의 외주면(104)은 상기 간격유지 탄성 지지부(320)의 보강철근 지지부 기능을 하는 내측 고정면(324)에 억지끼워져 면접 지지되고 상기 그라우트 주입관(200)의 외주면(206) 일측부분은 상기 간격유지 탄성 지지부(320)의 그라우트 주입관 지지부 기능을 하는 외측 고정면(326)에 안착 지지된다.

따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재는 보강철근 지지 기능과 그라우트 주입관 지지 기능을 동시에 갖고 이중으로 고정되는 구조이기 때문에 사용이 간편하고 그라우트(420)의 주입시의 주입 압력에 의해 유동되어 비틀어지지 않고 천공홀 내에서 중앙부에 정위치를 유지하고 주입 완료 후 양생시에는 그라우트의 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항성 보강이 극대화된다.

이때 상기 상기 간격유지 탄성 지지부(320)의 보강철근 지지부 기능을 하는 내측 고정면(324)은 그라우트(420)가 천공홀 중심에서 외주 횡방향으로 부풀어 양생될 때 파손이 방지되도록 유연성 있도록 만곡 형성되어 천공홀 중심에서 외주 횡방향으로 탄성력(T)을 갖추기 때문에 전단응력과 휨모멘트에 대한 저항성이 보강된다.

상기와 같은 구조와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재는 전체적으로 십자형 탄성 스파이럴 주름 철선 형상과 유연하게 저항 분산되도록 내측으로 십자 네방향에 만곡진 라운드 형상에 의해 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항성 보강되며 상하 탄성 코일 강재부(310)와 간격유지 탄성 지지부(320)의 십자 네방향에 만곡진 라운드 부분에 그라우트(420)가 구석구석 부착 양생되는 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)의 길이를 길게해 근입량을 늘려 천공홀 상하 전구간에 일정 간격으로 고르게 탄성 지지력을 강화해 그라우트의 저항성 보강을 시공현장에 맞게 손쉽게 향상 시킬 수 있다.

그리고, 소일 네일용 간격재(300)는 보강철근(100)의 외주면(104)에 일정 간격으로 고정되는 갯수를 3개 이상으로 늘려 배치 간격을 좁게 할 수 있다.

상기 상하 탄성 코일 강재부(310)는 시공현장의 경사진 지반(400)의 하중 크기가 큰 경우에 그라우트(420) 보강이 크게 되도록 길이를 30cm 이상 길이로 길게 형성할 수 있다.

상기 간격유지 탄성 지지부(320)는 상기 보강철근(100)의 외주면을 감싸 안착 지지력을 견고하게 하고, 그라우트(420)가 양생될 때 횡방향 전단응력과 휨모멘트에 대한 보강이 크게 해 탄성 강도가 증진되도록 네군데 이상 복수개의 오목한 만곡부를 형성할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의해서 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 소일 네일링용 간격재를 이용한 소일 네일 시공순서를 설명하면,

우선, 천공기계를 이용하여 땅 속에 10cm 직경의 구멍을 뚫는다.

그 후, 사전에 끼워 고정해 조립된 보강철근(100), 그라우트 주입관(200)과 소일 네일용 간격재(300)를 천공홀(410)에 삽입 배치한다.

그 후, 그라우트 주입관(200)에 그라우팅 펌프(도시 안함)를 이용하여 시멘트와 물의 혼합물인 그라우트(420)를 천공홀(410)에 주입한다.

그 후, 천공홀(410)에 주입된 그라우트(420)가 양생되어 보강철근(100), 그라우트 주입관(200)과 소일 네일용 간격재(300)와 지반(400)이 일체로 되면 지반 상부에 노출된 보강철근(100)의 상단부에 지압판(120)을 너트(122)로 체결한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100. 보강철근 104. 외주면
120. 지압판 122. 너트
200. 그라우트 주입관 206. 외주면
300. 소일 네일용 간격재 310. 상하 탄성 코일 강재부
320. 간격유지 탄성 지지부 324. 내측 고정면
T. 탄성력 326. 외측 고정면
400. 지반 410. 천공홀
420. 그라우트

Claims

경사면 지반(400)에 천공된 천공홀(410)에 삽입 배치되며 상단부는 지압판(120)에 체결되는 보강철근(100)이 그라우트 주입관(200)을 통해 그라우트(420)가 주입 양생될 때 천공홀의 중앙부에 간격이 유지되도록 하는 수개의 소일 네일용 간격재(300)로서,
상기 그라우트(420)가 양생될 때 상하 인장응력이 보강되도록 하는 고강도 철선 재질로 된 종방향의 상하 탄성 코일 강재부(310)와,
상기 보강철근(100)의 외주면(104)은 내측 고정면(324)에 억지끼워져 면접 지지되고 상기 그라우트 주입관(200)의 외주면(206) 일측부분은 외측 고정면(326)에 안착 지지되게 상기 상하 탄성 코일부(310)의 중심 횡방향으로 좌우전후 십자 네방향에 오목하게 만곡 형성되어, 상기 그라우트(420)가 양생될 때 전단응력과 휨모멘트에 대한 저항성이 보강되어 비틀림 파손이 방지되도록 좌우전후 서로 대칭되는 외주 횡방향으로 탄성력(T)를 갖춘 횡방향의 간격유지 탄성 지지부(320)로 이루어진 것을 특징으로 하는 소일 네일링용 간격재.