KR20000030523A - 네일링공법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 굴착공사장에서 주변의 경사지면의 암반이나, 토사등이 붕괴되는 것을 방지기 위하여 네일을 설치하는 네일링 방법에 관한 것으로, 특히 네일링시 네일공과 네일을 안정하게 설치하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

선단에 마구리편을 구비하고, 외주면에 리드편을 나선식으로 구비한 케이싱부재로 경사지면에 네일공을 뚫는 공정과, 상기 네일공에 위치한 케이싱부재속으로 그라우팅하는 공정과, 상기 그라우팅속으로 스페이서가 구비된 네일봉을 삽입하여 그 선단이 마구리편을 케이싱으로 부터 분리되게 하는 공정과, 상기 그라우팅에 압축공기를 주입하면서 오거부재를 역회전시켜 네일공에서 케이싱부재만 빠지도록 하는 공정과, 케이싱부재 제거후 네일공에 보충 그라우팅하는 공정, 상기 경사지면에 숏트크레이트처리하며 돌출된 네일봉 끝단에 지압판을 설치하는 공정을 순차적으로 이루는 네일링 공법에 의하여 네일공속에 네일봉을 정확하게 설치하며, 압축공기가 주입되는 상태에서 케이싱부재의 회전으로 네일봉 주위에 그라우팅재가 밀도있게 응공되어 견고한 네일부재의 제공으로 공사의 효율성과, 공사후 지반의 안전도를 향상시킨다.

Description

네일링공법 및 그 장치{a mothod of soil nailing and device}

본 발명은 지하굴착공사, 터널공사, 사면공사, 옹벽공사, 등 각종 굴착공사에서 형성되는 경사지면의 암반, 토사등이 무너지는 것을 방지하기 위하여 경사지면 속에 네일(Nail)을 설치하는 네일링 공법에 관한 것으로, 특히 네일공을 형성한 후 그라우팅작업을 유도하는 오거부재의 분리시 네일공 내부의 지반이 무너져 그우라우팅재에 섞여 네일봉부재의 강도를 약화시키는 현상을 방지하기 위한 네일링공법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 굴착공사에서 형성되는 경사지면의 지반이나 토사가 무너져 내리지 않도록 하기 위하여 경사지면과 주변에 소정의 깊이로 구멍을 파내고, 그 속으로 소정의 길이를 가진 네일봉을 삽입하고, 네일골속으로 충진재로 그라우팅하여 네일봉이 지반속에 고정되도록 하여 지반이 무너져 내리지 않도록 지반보강작업을 진행하였다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이 굴착공사에서 형성되는 경사지면(1)에 드릴로 구멍을 소정의 깊이로 뚫되, 케이싱(2)을 타격하여 지면속으로 삽입하고, 케이싱(2) 내경으로는 햄머(3)를 타정하면서 물 또는 공기를 케이싱 내부로 공급하여 햄머 삽입시에 발생하는 진흙(4)을 케이싱(2) 외부로 배출시킨다.

따라서 네일공 천공작업장 주변은 배출된 진흙때문에 매우 지저분하며, 진흙의 점도 때문에 보행과 장비의 이동이 용이하지 못한 문제점이 있다.

상기와 같은 방법을 반복하여 햄머(3)가 소정의 깊이로 지면에 박히면 햄머(3)를 빼내고, 햄머(3)에 의한 네일공(5)에 도2에 표시된 바와 같이 일정한 간격으로 스페이서가 구비된 즉, 케이싱 내경과 동일한 직경의 외경으로 된 스페이서가 구비된 네일봉부재(6)를 삽입한다음, 시멘트 페이스트, 레진, 시멘트 몰탈등의 충진재(8)를 네일봉 부재(6)에 구비된 호스(7)를 통하여 상기 네일공에 충진시켜 그라우팅하였다.

상기 1차 그라우팅작업 이후에 케이싱(2)을 제거하고, 경사지면의 표면에 2차 그라우팅(9)을 작업하고, 경사지면의 표면으로 돌출되어 있는 네일봉부재(6)의 끝단으로 지입판(10)을 삽입한 다음 너트(11)를 네일봉부재(6)에 체결하면 너트의 조임력으로 지압판(9)이 고정되는 공법으로 지반을 보강하게 되었다.

상기와 같은 네일링공법에서 케이싱과 햄머로 드릴작업을 할때 발생되는 진흙을 물또는 공기를 케이싱내에 불어 넣어야만 케이싱 밖으로 배출시킬 수가 있었고, 1차 그라우팅후 케이싱을 네일공에서 제거할 때, 지반의 점성이 약할 경우 혹은 공급되는 물과 공기에 의해 지반이 약해질 경우 네일공이 무너지는 현상이 발생하였다.

이러한 네일공의 무너짐 현상으로 토사가 1차 그라우팅과 함께 섞이는 상태로 응고되므로 그 부분의 강도가 매우 취약해지는 문제점이 있었고, 즉, 종래의 네일링 공법에서 충진되는 그라우트는 별도의 압력없이 네일공에 공급되므로 무너져 내리는 토사의 침투가 쉽게 이루어져 결국 그라우트 자체에 불순물이 섞이는 상태가 되므로 네일봉의 구근 형성이 불량해져 이 부분에서 전단력이 약해지는 상태로 된다.

이러한 문제점은 시공직후 발생되는 것이 아니기 때문에 공사완료후 또는 다른 작업을 하던 중에 지반에 크랙이 생기거나, 지반이 내려 앉아 안전사고로 발생되어 귀중한 인명 및 재산의 피해가 예견되는 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 창출된 것으로, 네일공의 천공 후 오거부재의 제거시 1차 그라우팅재가 견고히 충진됨을 되도록함을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은 선단에 마구리편을 구비하고, 외주면에 리드편을 나선식으로 구비한 케이싱부재로 경사지면에 네일공을 뚫는 공정과, 상기 네일공에 위치한 케이싱부재속으로 그라우팅하는 공정과, 상기 그라우팅속으로 스페이서가 구비된 네일봉을 삽입하여 그 선단이 마구리편을 케이싱으로 부터 분리되게 하는 공정과 , 상기 그라우팅에 압축공기를 주입하면서 케이싱부재를 역회전시켜 네일공에서 케이싱부재만 빠지도록 하는 공정과, 케이싱부재 제거후 네일공에 보충그라우팅하는 공정, 상기 경사지면에 숏크리트처리하며 돌출된 네일봉 끝단에 지압판을 설치하는 공정을 순차적으로 행하는 것에 의하여 충분히 달성될 것이다.

상기와 같은 네일링 공정에 의하여 케이싱속의 그라우트는 별도의 압력을 받게 되므로 응고시 단위면적당의 밀도가 높아 견고성이 높다. 그리고, 케이싱은 네일공을 빠져 나가면서 리이드편으로 무너져내리는 토사를 밖으로 배출시켜 그라우트에 토사가 침투되는 것을 최대한 방지한다.

따라서 네일봉부재와 그라우트의 접착상태가 매우 밀도있게 이루어지고, 그라우트는 압축되는 상태로 응고되므로 전단력이 향상된다. 네일봉 부재의 전단력이 향상되면 이를 시공하는 경사지면과 그 주변은 매우 안정된 결과를 제공하여 풍ㅁ질향상과, 안전사고의 예방효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 네일링 공법에 대한 천공상태도.

도 2는 종래의 네일링 공법에 대한 네일링 및 그라우팅 상태의 단면도.

도 3은 본 발명에 대한 케이싱부재의 정면도.

도 4는 본 발명의 공법에 의해 네일공을 천공하는 상태도.

도 5는 본 발명의 공법의 케이싱부재에 네일봉을 삽입한 상태의 단면도.

도 6은 본 발명에 의해 케이싱부재에 충진재를 그라우팅하는 상태도.

도 7은 본 빌명에 의해 케이싱부재가 제거된 상태에서 네일봉부재의 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100...케이싱부재 101...케이싱 102...리드편

103...내경 104..마구리편 200...네일봉부재

201...네일봉 202...스페이서 203...체결부

210...지압판 211...너트 300...경사지면

301...네일공 400...충진재층 500...보충충진재층

600...숏크리트층

이하 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 설명하면 다음과 같다.

선단에 마구리편을 구비하고, 외주면에 리드편을 나선식으로 구비한 케이싱부재로 경사지면에 네일공을 뚫는 공정과, 상기 네일공에 위치한 케이싱부재속으로 그라우팅하는 공정과, 상기 그라우팅속으로 스페이서가 구비된 네일봉을 삽입하여 그 선단이 마구리편을 케이싱으로 부터 분리되게 하는 공정과 , 상기 그라우팅에 압축공기를 주입하면서 오거부재를 역회전시켜 네일공에서 케이싱부재만 빠지도록 하는 공정과, 오거부재 제거후 네일공에 보충그라우팅하는 공정, 상기 경사지면에 숏트크리트처리하며 돌출된 네일봉 끝단에 지압판을 설치하는 공정을 순차적으로 행하는 네일링공정으로 된다.

상기 네일링공정을 수행하기 위하여는 케이싱부재(100)가 요구된다.

케이싱 부재(100)는 경사지면에 네일공을 형성하는 원통형 케이싱(101)과, 상기 원통형 케이싱 선단에 일시적으로 고정한 마구리편(104)과, 상기 원통형 케이싱 원주면으로는 나사선형태로 리이드편(102)으로 이루어 진다.

상기에서 마구리편(104)은 네일봉(201)과의 중심접촉을 용이하게 하는 한편 네일봉의 안정된 고정을 위하여 그 단면이 삿갓형상을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

상기 케이싱 부재에 의해 형성되는 네일공(301)으로 삽입하는 네일봉부재 (200)는 소정의 길이와 직경으로 된 봉형상 네일봉(201)과, 상기 네일봉(201)에는 네일봉 주위로 공급되는 그라우팅재와의 안정된 응고를 유지하기 위하여 케이싱의 내경과 동일한 직경으로된 스페이서(202)를 여러개 형성한다.

도면중 400은 케이싱부재속에 그라우팅되는 충진재층이고, 500은 상기 충진재 주변으로 공급되는 보충 충진재층이며, 600은 경사지면에 씌워지는 숏크리트층이다.

그리고, 네일봉(201)을 지지하며 너트의 조임력을 받기 위한 지압판(210)과, 상기 네일봉(201)의 나사부(203)에 체결되는 너트(211)로 이루어진다.

상기의 본 발명에서 마구리편(104)이 부착된 케이싱부재(100)를 도시하지 않은 회전 구동력 발생수단과 연결시킨 상태에서 경사지면에 마구리편(104)을 대고 회전력이 지면에 전달되면 케이싱부재(100)의 주변에 형성된 리이드편(102)들이 토사를 리이드각에 의해 케이싱 외부로 배출시키고, 소정의 깊이까지 천공하는 상태를 이루게 되므로 네일공 천공시에 물 또는 공기를 공급할 필요가 없어 작업장 주변이 진흙으로 지저분 해지지 않아 작업자의 이동과 작업기계의 이동을 원활하게 할 수 있다.

그리고, 상기 네일링과정에서 네일공(301)이 완성되면 케이싱부재(100)의 속으로 충진재를 공급하여 그라우팅 작업을 하고, 네일봉부재(200)를 삽입하여 네일봉(201) 선단으로 마구리편(104)이 케이싱(201)으로 부터 분리되도록 한 다음 케이싱부재(200)속에 압(壓)을 제공하면서 케이싱부재(200)를 역회전 시켜 빼내면 리이드편(102)이 네일공 천공시 미배출 된 토사와 무너져 내린 토사를 네일공 밖으로 배출시키는 작용을 하므로 충진재와는 섞이지 않게 된다. 특히 그라우팅재는 케이싱에 공급되는 압력으로 단위 면적당의 밀도가 높은 상태로 압축되므로 토사가 충진재내로 침투할 수 없는 상태가 된다. 따라서 압력을 받으며 응고되는 충진재층 (400)에는 불순물이 섞이지 않아 응고 후의 강도와 전단력이 매우 향상되는 이점이 있다.

상기 네일공(301)에서 케이싱부재(100)가 회전하면서 빠진 뒤에는 충진재층 (400)과 네일공(301)사이에는 케이싱 부재(100)의 리이드편(102)에 의한 공간이 형성된다. 그러므로 케이싱 부재(100) 제거후 충진재를 보충하여 충진재층(400)과 네일공(301)사이를 채워 보충충진재층(500)를 형성한다.

상기와 같이 네일공(301)에 네일봉부재(201)를 중심으로 충진재층(400)과 보충 충진재층(500)이 형성된 상태에서 경사지면(300)의 표면에는 통상의 방법에 의한 숏크리트층(600)을 형성하는 작업을 한다.

상기 숏크리트층(600)의 형성 후, 경사지면의 표면으로 돌출 된 네일봉(201) 의 끝단의 나사부(203)에 지압판(210)을 끼우고, 너트(211)를 채워 조이면 지면속에 네일봉부재(200)가 형성된다.

상기 네일봉 부재의 형성 후 네일봉의 구성에 따라서는 충진재층(400)에서 네일봉을 나식으로 돌려 제거할 수 도 있고, 네일공속에 매설되게 할 수도 있으나, 어느 방식이든 본 발명의 네일링 방법은 다 적용된다.

이상에서와 같이 본 발명은 네일공의 천공시 발생되는 토사를 리이드편으로 배출시켜 작업장 주변을 깨끗하게 보존하면서 그라우트부재의 응고밀도가 높아져 네일봉에 대한 경도와 전단력의 향상으로 네일의 간격을 넓게 형성할 수 있고, 이로인하여 시공비의 절감과 지반의 강도를 보강하게 되어 안전도의 향상를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 선단에 마구리편을 구비하고, 외주면에 리드편을 나선식으로 구비한 케이싱부재로 경사지면에 네일공을 뚫는 공정과, 상기 네일공에 위치한 케이싱부재속으로 그라우팅하는 공정과, 상기 그라우팅속으로 스페이서가 구비된 네일봉을 삽입하여 그 선단이 마구리편을 케이싱으로 부터 분리되게 하는 공정과 , 상기 그라우팅에 압축공기를 주입하면서 케이싱부재를 역회전시켜 네일공에서 오거부재만 빠지도록 하는 공정과, 케이싱부재 제거후 네일공에 보충그라우팅하는 공정, 상기 경사지면에 숏크리트처리하며 돌출된 네일봉 끝단에 지압판을 설치하는 공정을 순차적으로 행하는 네일링 방법.
2. 굴착공사에서 네일링하는 경사지면에 네일공을 형성하는 원통형 케이싱과, 상기 원통형 케이싱 선단에 일시적으로 고정한 마구리편과, 상기 원통형 케이싱 원주면으로는 나사선형태로 리이드편을 형성하여서 된 케이싱부재로 이루어진 네일링 장치.
3. 제1항에 있어서, 경사지면속에 삽입되는 케이싱 부재에 의해 네일봉을 중심으로 충진재층이 형성되고, 그 외면에 보충 충진재층이 형성되는 것을 특징으로 하는 네일링 장치.