KR102431325B1

KR102431325B1 - 직천공 그라우팅 동시주입 강관 및 이를 이용한 그라우팅 동시주입방법

Info

Publication number: KR102431325B1
Application number: KR1020200034365A
Authority: KR
Inventors: 이광영
Original assignee: 이광영
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2022-08-09
Also published as: KR20210117738A

Abstract

본 발명은 천공된 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관으로서, 관상으로 형성되어 지반에 삽입 설치되며 외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성된 강관몸체와; 상기 강관몸체 내부에 상기 강관몸체의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 내부공간을 구획하는 내부팩커와; 상기 강관몸체의 내부에 설치되어 상기 내부팩커의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하여 상기 강관몸체의 내부 공간을 구획하도록 하며 외면에 상기 내부팩커와 연통되는 주입공이 관통 형성된 복수의 제1주입관과; 상기 강관몸체의 구획된 내부공간으로 그라우팅액이 충전된 후에 상기 그라우팅공을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체의 외부로 분출되어 그라우팅이 이루어지도록 하며 외면에 상기 내부공간과 연통된 분출공이 관통 형성된 제2주입관을 포함하여 구성됨으로써, 강관의 내부가 정확하게 복수의 공간으로 구획되도록 하여 구획별로 그라우팅이 제대로 이루어지도록 함으로써 정확한 시공이 이루어지도록 하고, 강관몸체의 단부에 별도의 비트가 구비되도록 하여 강관몸체 자체를 이용하여 지반을 천공한 후에 바로 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 신속한 시공이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

Description

직천공 그라우팅 동시주입 강관 및 이를 이용한 그라우팅 동시주입방법{REINFORCED STEEL PIPE ONE SHOT GROUTING WITH DRILLING AND ONE SHOT GROUTING METHOD USING IT}

본 발명은 직천공 그라우팅 동시주입 강관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 강관몸체의 내부공간을 정확하게 구획하여 그라우팅 시공이 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 직천공 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 팩커를 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 팩커를 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 제안되고 있다.

도 1은 종래의 직천공 장치의 요부인 강관의 구조를 도시한 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 직천공 장치는 스트레이너(2)가 장착된 강관(1) 선단부 내주면에 암나사 가공이 되어 외주면에 수나사 가공된 천공비트(3)와 나사 체결하게 되는 구성으로 되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 직천공 장치는 강관(1)의 내부에 그라우팅재를 주입하기 위하여 강관 선단부에 에어패커로 패킹을 하고 주입하면, 강관(1)의 내부공간을 구획할 수 있는 수단이 구비되어 있지 않아 상기 내부공간을 구획할 수 없기 때문에 그라우팅액의 분출 압력이 균일하게 작용하지 않아 정확한 그라우팅이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

그리고, 도 2는 종래의 직천공 동시 주입장치의 구조를 도시한 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 특허등록 제 10-0776304호의 "직천공 동시 주입장치"가 개시되었으나, 이러한 구조 역시 도 1의 종래 기술과 마찬가지로 강관 내부의 공간을 정확하게 구획하지 못하기 때문에 정확한 그라우팅이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
특허등록 제 10-0776304호는 연약한 지반을 수직 또는 경사 또는 수평으로 천공구멍을 형성함과 동시에 다수개 그라우팅구멍이 일정한 간격을 두고 설치된 강관이 지중에 설치된 상태에서, 상기 강관의 선단에는 선단마개부를 삽입설치하고, 상기 강관내부에 다수개의 패커가 설치된 주입장치조립체를 삽입설치하되, 강관에 형성된 그라우팅구멍은 상기 패커조립체가 각각 설치된 사이의 공간에 위치하도록 하고, 상기 주입장치조립체의 각각의 급결주입재주입관에는 급결주입재주입펌프를, 그라우팅액주입관에는 그라우팅액주입펌프를 각각 연결설치하고, 우선 급결주입재주입펌프를 이용하여 급결주입재를 급결주입재주입관을 통하여 상기 패커조립체의 공간부내에 동시에 주입하면 주입압력에 의하여 패커부재가 팽창하여 강관의 내부면에 밀착하면서 경화되도록 하여 패커에 의하여 주입공간이 구획되도록 한 다음, 그라우팅액주입펌프를 이용하여 그라우팅액주입관을 통하여 그라우팅액을 동시에 압력주입하면, 그라우팅구멍을 통하여 지반내로 동시에 압력침투되어 지반내에 주입된 그라우팅액이 경화되어 지반의 지지력이 강화되어 지반상 또는 지반내에 설치되는 구조물이 안정화되도록 하거나 또는 터널굴착현장에서 굴착면의 여굴과 낙반현상을 방지하고, 터널굴착면의 안전성을 확보하기 위하여 터널굴착면의 배면지반에 일정한 간격을 두고 천공구멍을 설치함과 동시에 상기 강관을 설치하고, 상기 강관 내측에 다수개의 패커가 설치된 주입장치조립체를 설치하고, 동시에 그라우팅을 실시하여 터널주변지반에 강관을 설치할 때 주변지반의 이완현상을 최소화하거나 또는 지반내에 함유된 지하수를 차단하도록 하는 직천공 동시 주입장치를 이용한 직천공 그라우팅시공방법인 것이다.

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 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지반을 천공하여 상기 지반의 내부로 관입이 가능하도록 함과 더불어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관으로서, 관상으로 형성되어 지반에 삽입 설치되며 외면에 복수의 그라우팅공이 열을 이루도록 관통 형성된 강관몸체와; 상기 강관몸체 내부에 상기 강관몸체의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 내부공간을 구획하는 내부팩커와; 상기 강관몸체의 내부에 설치되어 상기 내부팩커의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하여 상기 강관몸체의 내부 공간을 구획하도록 하며 외면에 상기 내부팩커와 연통된 주입공이 관통 형성된 복수의 제1주입관과; 상기 강관몸체의 구획된 내부공간으로 그라우팅액이 충전된 후에 상기 그라우팅공을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체의 외부로 분출되어 그라우팅이 이루어지도록 하며 외면에 상기 내부공간과 연통된 분출공이 관통 형성된 제2주입관과, 상기 강관몸체의 일단부에 구비되어 상기 지반을 천공할 수 있도록 하는 비트를 포함하고, 상기 내부팩커는 측면에 복수의 토출공이 관통 형성되며 전, 후면이 개구 형성된 내부파이프와, 상기 내부파이프의 개구 형성된 전, 후면에 삽입되어 개구 형성된 전, 후면을 폐쇄시키며 상기 제1주입관과 제2주입관이 통과하도록 판면에 통공이 관통 형성된 역류차단부와, 상기 내부파이프의 외면에 양단부가 조임밴드에 의하여 조임되도록 구비되어 그라우팅액이 내부에 충전되면 팽창하여 상기 강관몸체의 내면과 밀착되어 상기 내부공간이 구획되도록 하는 내부팩커재를 포함하며, 상기 역류차단부는 상호 대향되게 배치되며 상기 내부파이프의 내측과 외측에 각각 배치되는 복수의 내측고정판 및 외측가압판과, 상기 내측고정판과 외측가압판 사이에 구비되어 상기 제1주입관과 제2주입관의 외면과 접촉되는 차수재와, 상기 내측고정판, 차수재 및 외측가압판 및 내부파이프를 관통하는 압축볼트와, 상기 압축볼트의 양단부에 체결되어 상기 내측고정판 및 외측가압판이 상기 차수재를 가압하도록 하는 너트와, 복수의 상기 내측고정판 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 일단과 타단이 상기 내측고정판과 접촉된 상태로 설치되는 간격재를 포함한 것을 특징으로 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 제시한다.

여기서, 상기 제1주입관은 복수로 구비되되 각각 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제1주입관은 굴착면에서 근접한 영역에 배치된 상기 내부팩커의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하고 상대적으로 긴 길이를 갖는 제1주입관은 굴착면에서부터 원거리의 영역에 배치된 상기 내부팩커의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 제2주입관은 복수로 구비되되 각각 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제2주입관은 굴착면에서 근접한 영역에 형성된 상기 내부공간으로 그라우팅액이 주입되도록 하고 상대적으로 긴 길이를 갖는 제2주입관은 굴착면에서부터 원거리의 영역에 형성된 상기 내부공간으로 그라우팅액이 주입되도록 할 수 있다.

또한, 상기 내부팩커는 상기 제1주입관을 통하여 그라우팅액이 주입시에 상기 강관몸체의 내면과 양측면이 밀착되도록 체적이 증대되어 상기 강관몸체의 내부공간을 구획하는 토목섬유로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 비트가 구비된 상기 강관몸체의 일단부와 반대측의 타단부에는 개구된 상기 강관몸체의 개구면을 폐쇄시킬 수 있도록 하는 별도의 커버부재가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 직천공 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 강관의 외부로 유출되는 압력이 균일하게 작용하도록 함으로써 동시주입 강관이 정확하게 시공될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 직천공 장치의 요부인 강관의 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 종래의 직천공 동시 주입장치의 구조를 도시한 평면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관의 내부팩커의 외부 구조를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관의 내부팩커의 내부 구조를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관이 사면에 시공된 상태를 도시한 시공상태도이며,
도 7은 본 발명에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관이 터널 내면에 시공된 상태를 도시한 시공상태도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관의 내부팩커의 구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관의 구조를 도시한 종단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관이 사면에 시공된 상태를 도시한 시공상태도이며, 도 7은 본 발명에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관이 터널 내면에 시공된 상태를 도시한 시공상태도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 직천공 그라우팅 동시주입 강관은, 천공된 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관으로서, 관상으로 형성되어 지반에 삽입 설치되며 외면에 복수의 그라우팅공(110)이 열을 이루도록 관통 형성된 강관몸체(100)와; 상기 강관몸체(100) 내부에 상기 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 내부공간을 구획하는 내부팩커(200)와; 상기 강관몸체(100)의 내부에 설치되어 상기 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하여 상기 강관몸체(100)의 내부 공간을 구획하도록 하며 외면에 상기 내부팩커(200)와 연통되는 주입공(310)이 관통 형성된 복수의 제1주입관(300)과; 상기 강관몸체(100)의 구획된 내부공간으로 그라우팅액이 충전된 후에 상기 그라우팅공(110)을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체(100)의 외부로 분출되어 그라우팅이 이루어지도록 하며 외면에 상기 내부공간과 연통된 분출공(410)이 관통 형성된 제2주입관(400)과 상기 강관몸체(100)의 일단부에 구비되어 상기 지반을 천공할 수 있도록 하는 비트(600)를; 포함하고, 상기 내부팩커(200)는 측면에 복수의 토출공(211)이 관통 형성되며 전, 후면이 개구 형성된 내부파이프(210)와, 상기 내부파이프의 개구 형성된 전, 후면에 삽입되어 개구 형성된 전, 후면을 폐쇄시키며 상기 제1주입관(300)과 제2주입관(400)이 통과하도록 판면에 통공이 관통 형성된 역류차단부(220)와, 상기 내부파이프(210)의 외면에 양단부가 조임밴드(231)에 의하여 조임되도록 구비되어 그라우팅액이 내부에 충전되면 팽창하여 상기 강관몸체(100)의 내면과 밀착되어 상기 내부공간이 구획되도록 하는 내부팩커재(230)를 포함하며, 상기 역류차단부(220)는 상호 대향되게 배치되며 상기 내부파이프(210)의 내측과 외측에 각각 배치되는 복수의 내측고정판(221) 및 외측가압판(222)과, 상기 내측고정판(221)과 외측가압판(222) 사이에 구비되어 상기 제1주입관(300)과 제2주입관(400)의 외면과 접촉되는 차수재(223)와, 상기 내측고정판(221), 차수재(223) 및 외측가압판(222) 및 내부파이프(210)를 관통하는 압축볼트(224)와, 상기 압축볼트(224)의 양단부에 체결되어 상기 내측고정판(221) 및 외측가압판(222)이 상기 차수재(223)를 가압하도록 하는 너트(225)와, 복수의 상기 내측고정판(221) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 일단과 타단이 상기 내측고정판(221)과 접촉된 상태로 설치되는 간격재(226)를 포함한 것을 특징으로 한다.

강관몸체(100)는 일정 길이를 갖도록 형성되어 지반에 관입되어 지반의 보강이 이루어지도록 함으로써 설치되는 구조물의 구조적인 안정성을 향상시키는 역할을 한다.

그리고, 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 제2주입관(400)을 통하여 주입된 그라우팅액이 외부로 유출되는 통로가 되는 복수의 그라우팅공(110)이 관통 형성되어 있다.

강관몸체(100)는 원형상의 단면을 갖도록 형성되고 그라우팅액이 내부에 채원진 후에 외부로 유출 가능하도록 강관몸체(100)의 내부에는 내부팩커(200)에 의하여 구획되는 내부공간이 구비되며, 일정 길이를 갖는 관상의 부재로 형성되어 있다.

이러한 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.

그리고, 상기 강관몸체(100)의 일단부에는 상기 지반을 천공할 수 있도록 하는 비트(600)를 구비하여 직천공이 가능하도록 한다.

내부팩커(200)는 강관몸체(100) 내부에 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 내부공간을 구획함으로써 제2주입관(400)을 통하여 강관몸체(100)의 구획된 내부공간에 그라우팅액이 주입되는 압력이 각각의 구획된 내부공간에서 균등하게 작용하도록 하는 역할을 한다.

이러한 내부팩커(200)는 측면에 복수의 토출공이 관통 형성되며 전, 후면이 개구 형성된 내부파이프(210)와, 상기 내부파이프의 개구 형성된 전, 후면에 삽입되어 개구 형성된 전, 후면을 폐쇄시키며 상기 제1주입관(300)과 제2주입관(400)이 통과하도록 판면에 통공이 관통 형성된 역류차단부(220)와, 상기 내부파이프(210)의 외면에 양단부가 조임밴드(231)에 의하여 조임되도록 구비되어 그라우팅액이 내부에 충전되면 팽창하여 상기 강관몸체(100)의 내면과 밀착되어 상기 내부공간이 구획되도록 하는 내부팩커재(230)를 포함하여 구성되어 있다.

내부파이프(210)는 내부팩커재(230)의 내부에 내부팩커재(230)의 길이 방향을 따라 배치되어 내부팩커재(230)의 양단부가 내부파이프(210)의 양측 단부 외면에 고정되도록 함으로써 내부팩커재(230)의 내부로 그라우팅액이 충전시에 내부팩커재(230)의 외형이 어느 정도 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.

역류차단부(220)는 내부팩커재(230)의 내부로 그라우팅액이 충전시에 그라우팅액이 내부파이프(210)의 외부로 유출됨을 방지할 수 있도록 개구 형성된 내부파이프(210)의 전, 후면을 폐쇄시키는 역할을 한다.

이러한 역류차단부(220)는 상호 대향되게 배치되며 상기 내부파이프(210)의 내측과 외측에 각각 배치되는 복수의 내측고정판(221) 및 외측가압판(222)과, 상기 내측고정판(221)과 외측가압판(222) 사이에 구비되어 상기 제1주입관(300)과 제2주입관(400)의 외면과 접촉되는 차수재(223)와, 상기 내부파이프(210)를 관통함과 아울러 상기 복수의 내측고정판(221), 차수재(223) 및 외측가압판(222)을 공통으로 관통하는 압축볼트(224)와, 상기 압축볼트(224)의 양단부에 체결되어 상기 내측고정판(221) 및 외측가압판(222)이 상기 차수재(223)를 가압하도록 하는 너트(225)와, 복수의 상기 내측고정판(221) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 일단과 타단이 상기 내측고정판(221)과 접촉된 상태로 설치되는 간격재(226)를 포함하여 구성되어 있다.

내측고정판(221)과 외측가압판(222)은 외형이 변형되지 않도록 금속 재질로 형성된 원반 형상의 부재로서 판면에는 복수의 통공이 관통 형성되어 제1주입관(300)과 제2주입관(400)이 통과하도록 한다.

그리고, 내측고정판(221)과 외측가압판(222)의 직경은 내부파이프(210)의 내경과 동일한 직경으로 형성되어 내측고정판(221)과 외측가압판(222)이 내부파이프(210)의 내부에 위치하도록 함으로써 내부파이프(210)의 양단부에 턱이 형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

차수재(223)는 판면에 복수의 통공이 관통 형성되어 제1주입관(300)과 제2주입관(400)이 통과되도록 하며, 내측고정판(221)과 외측가압판(222)에 의하여 압축시에 통공 주연부가 제1주입관(300)과 제2주입관(400)의 외면과 긴밀하게 밀착되도록 하여 그라우팅액이 누출됨을 방지할 수 있도록 한다.

그리고, 외측가압판(222)이 차수재(223) 측으로 밀착되어 차수재(223)를 가압할 수 있도록 압축볼트(224)가 내측고정판(221)과 외측가압판(222), 차수재(223)의 중앙 영역 및 내부파이프(210)를 관통하도록 설치되어 있다.

압축볼트(224)의 전체적인 길이는 압축볼트(224)의 양단부가 외측가압판(222)의 외부로 일정 길이 돌출될 수 있을 정도의 길이로 형성되어 양단부에 너트(225)가 충분히 체결될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

너트(225)는 상술한 바와 같이 외측가압판(222)의 외부로 돌출된 압축볼트(224)의 양단부에 체결되어 너트(225)를 조임으로써 외측가압판(222)이 차수재(223) 측으로 이동하여 차수재(223)를 가압하도록 하는 역할을 한다.

간격재(226)는 복수의 상기 내측고정판(221) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 하기 위하여 일단과 타단이 상기 내측고정판(221)과 접촉된 상태로 설치되는 부재로서, 너트(225)를 압축볼트(224)의 양단부에서 조임시에 내측고정판(221)이 고정되도록 하여 외측가압판(222)에 의한 가압력이 차수재(223) 측으로 전달되어 차수재(223)의 폭이 수축되면서 차수재(223)의 측면이 부풀어서 내부파이프(210)의 내면에 밀착되어 기밀이 유지될 수 있도록 한다.

내부팩커재(230)는 부직포와 같은 재질로 형성된 토목섬유로서, 내부에 그라우팅액이 충전되면 체적이 증가하면서 상기 강관몸체(100)의 내면과 긴밀하게 밀착되어 강관몸체(100)의 내부공간을 구획할 수 있도록 한다.
강관몸체(100) 내부에 다수의 내부공간이 구획되도록, 내부팩커(200)는 다수가 설치되고, 하나의 내부팩커(200)마다, 압축볼트(224) 및 너트(225)가 각각 하나씩 설치된다.

제1주입관(300)은 강관몸체(100)의 내부에 설치되어 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하는 역할을 하며, 제1주입관(300)에서 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액을 주입할 수 있도록 외면의 복수의 개소에는 내부팩커(200)와 연통되게 설치되는 주입공(310)이 관통 형성되어 있다.

이러한 제1주입관(300)은 복수로 구비되되 각각 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제1주입관(300)은 굴착면에서 근접한 영역에 배치된 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하고 상대적으로 긴 길이를 갖는 제1주입관(300)은 굴착면에서부터 원거리의 영역에 배치된 상기 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하는 것이 효과적이다.

한편, 제2주입관(400)은 내부팩커(200)에 의하여 구획된 강관몸체(100)의 내부공간에 그라우팅액이 충전된 후에 강관몸체(100)에 형성된 그라우팅공(110)을 통하여 강관몸체(100)와 천공홀 사이의 공간에 그라우팅액이 충전되도록 하는 역할을 한다.

이를 위하여 제2주입관(400)의 외면에는 구획된 강관몸체(100)의 내부공간과 연통되게 설치되는 복수의 분출공(410)이 관통 형성되어 있다.

이러한 제2주입관(400)은 복수로 구비되되 각각 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제2주입관(400)은 굴착면에서 근접한 영역에 형성된 상기 내부공간으로 그라우팅액이 주입되도록 하고 상대적으로 긴 길이를 갖는 제2주입관(400)은 굴착면에서부터 원거리의 영역에 형성된 상기 내부공간으로 그라우팅액이 주입되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 강관몸체(100)의 일단부에는 개구된 상기 강관몸체(100)의 개구면을 폐쇄시킬 수 있도록 하는 별도의 커버부재(500)가 구비되도록 하여 강관몸체(100)의 내부로 주입되는 그라우팅액이 외부로 유출됨을 방지할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법은 다음과 같다.
우선, 강관몸체(100)의 단부에 구비된 비트(600)를 이용하여 지반을 천공하는 과정을 진행하게 된다.
그리고, 지반이 비트(600)에 의하여 천공이 완료되어 강관몸체(100)가 천공홀의 내부로 인입되면, 강관몸체(100)의 내부에 대하여, 내부팩커(200), 제1주입관(300), 제2주입관(400)을 구비한 주입장치조립체를 삽입설치한다.
제1주입관(300)을 이용하여 내부팩커(200)로 그라우팅액이 주입되도록 하여 강관몸체(100)의 내부 공간을 구획하는 단계를 진행한다.
그 후, 내부팩커(200)에 의하여 강관몸체(100)의 내부공간이 구획 완료되면, 제2주입관(400)을 이용하여 그라우팅액이 강관몸체(100)의 구획된 내부공간으로 충전되도록 한 후에 외부로 분출되도록 하여 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 시공이 완료되도록 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 직천공 그라우팅 동시주입 강관은 강관의 내부가 정확하게 복수의 공간으로 구획되도록 하여 구획별로 그라우팅이 제대로 이루어지도록 함으로써 정확한 시공이 이루어지도록 하고, 강관몸체의 단부에 별도의 비트가 구비되도록 하여 강관몸체 자체를 이용하여 지반을 천공한 후에 바로 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 용이하고 신속한 시공이 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 110 : 그라우팅공
200 : 내부팩커 210 : 내부파이프
220 : 역류차단부 221 : 내측고정판
222 : 외측가압판 223 : 차수재
224 : 압축볼트 225 : 너트
225 : 간격재 300 : 제1주입관
310 : 주입공 400 : 제2주입관
410 : 분출공 500 : 커버부재
600 : 비트

Claims

천공된 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법으로서,
상기 그라우팅 동시주입 강관은,
관상으로 형성되어 지반에 삽입 설치되며 외면에 복수의 그라우팅공(110)이 열을 이루도록 관통 형성된 강관몸체(100)와;
상기 강관몸체(100) 내부에 상기 강관몸체(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 내부공간을 구획하는 내부팩커(200)와;
상기 강관몸체(100)의 내부에 설치되어 상기 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하여 상기 강관몸체(100)의 내부 공간을 구획하도록 하며 외면에 상기 내부팩커(200)와 연통되는 주입공(310)이 관통 형성된 복수의 제1주입관(300)과;
상기 강관몸체(100)의 구획된 내부공간으로 그라우팅액이 충전된 후에 상기 그라우팅공(110)을 통하여 그라우팅액이 상기 강관몸체(100)의 외부로 분출되어 그라우팅이 이루어지도록 하며 외면에 상기 내부공간과 연통된 분출공(410)이 관통 형성된 제2주입관(400)과;
상기 강관몸체(100)의 일단부에 구비되어 상기 지반을 천공할 수 있도록 하는 비트(600)를; 포함하고,
상기 내부팩커(200)는 측면에 복수의 토출공(211)이 관통 형성되며 전, 후면이 개구 형성된 내부파이프(210)와, 상기 내부파이프의 개구 형성된 전, 후면에 삽입되어 개구 형성된 전, 후면을 폐쇄시키며 상기 제1주입관(300)과 제2주입관(400)이 통과하도록 판면에 통공이 관통 형성된 역류차단부(220)와, 상기 내부파이프(210)의 외면에 양단부가 조임밴드(231)에 의하여 조임되도록 구비되어 그라우팅액이 내부에 충전되면 팽창하여 상기 강관몸체(100)의 내면과 밀착되어 상기 내부공간이 구획되도록 하는 내부팩커재(230)를 포함하며,
상기 역류차단부(220)는 상호 대향되게 배치되며 상기 내부파이프(210)의 내측과 외측에 각각 배치되는 복수의 내측고정판(221) 및 외측가압판(222)과, 상기 내측고정판(221)과 외측가압판(222) 사이에 구비되어 상기 제1주입관(300)과 제2주입관(400)의 외면과 접촉되는 차수재(223)와, 상기 내부파이프(210)를 관통함과 아울러 상기 복수의 내측고정판(221), 차수재(223) 및 외측가압판(222)을 공통으로 관통하는 압축볼트(224)와, 상기 압축볼트(224)의 양단부에 체결되어 상기 내측고정판(221) 및 외측가압판(222)이 상기 차수재(223)를 가압하도록 하는 너트(225)와, 복수의 상기 내측고정판(221) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 일단과 타단이 상기 내측고정판(221)과 접촉된 상태로 설치되는 간격재(226)를 포함하고,
상기 강관몸체(100) 내부에 다수의 내부공간이 구획되도록, 상기 내부팩커(200)는 다수가 설치되고,
하나의 상기 내부팩커(200)마다, 상기 압축볼트(224) 및 너트(225)가 각각 하나씩 설치되고,
상기 그라우팅 동시주입방법은,
상기 강관몸체(100)의 단부에 구비된 비트(600)를 이용하여 지반을 천공하는 제1단계와;
상기 강관몸체(100)의 내부에 대하여, 상기 내부팩커(200), 제1주입관(300), 제2주입관(400)을 구비한 주입장치조립체를 삽입설치하는 단계;
상기 제1주입관(300)을 이용하여 상기 내부팩커(200)로 그라우팅액이 주입되도록 하여 상기 강관몸체(100)의 내부 공간을 구획하는 제2단계와;
상기 제2주입관(400)을 이용하여 그라우팅액이 강관몸체(100)의 구획된 내부공간으로 충전된 후에 외부로 분출되어 그라우팅이 이루어지도록 하는 제3단계를;
포함한 것을 특징으로 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법.
제1항에 있어서,
상기 제1주입관(300)은 복수로 구비되되 각각 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제1주입관(300)은 굴착면에서 근접한 영역에 배치된 상기 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하고 상대적으로 긴 길이를 갖는 제1주입관(300)은 굴착면에서부터 원거리의 영역에 배치된 상기 내부팩커(200)의 내부로 그라우팅액이 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법.
제1항에 있어서,
상기 제2주입관(400)은 복수로 구비되되 각각 상이한 길이를 갖도록 형성되어, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제2주입관(400)은 굴착면에서 근접한 영역에 형성된 상기 내부공간으로 그라우팅액이 주입되도록 하고 상대적으로 긴 길이를 갖는 제2주입관(400)은 굴착면에서부터 원거리의 영역에 형성된 상기 내부공간으로 그라우팅액이 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법.
제1항에 있어서,
상기 내부팩커(200)는 상기 제1주입관(300)을 통하여 그라우팅액이 주입시에 상기 강관몸체(100)의 내면과 양측면이 밀착되도록 체적이 증대되어 상기 강관몸체(100)의 내부공간을 구획하는 토목섬유로 형성된 것을 특징으로 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법.
제1항에 있어서,
상기 강관몸체(100)의 일단부에는 개구된 상기 강관몸체(100)의 개구면을 폐쇄시킬 수 있도록 하는 별도의 커버부재(500)가 구비된 것을 특징으로 하는 직천공 그라우팅 동시주입 강관을 이용한 그라우팅 동시주입방법.
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