KR20020085119A - 파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커 및그 앵커를 이용한 굴착공사에서의 네일링 공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하굴착공사, 터널공사, 사면(斜面)공사, 옹벽공사 등 각종 굴착공사에서 주위의 암반, 토사 등이 무너지는 것을 방지하기 위하여 주위의 암반, 토사 등에 앵커를 박는 네일링(nailling)공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰저항 및 지압저항이 증대되어 특히 연약지반에서도 유효한 인장력이 유지되도록 하는 파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커 및 그 앵커를 이용한 네일링 공법에 관한 것이다.
본 발명은 정착장에의 와이어가 삽통되도록 소정 길이의 파이프(21)가 설치되고, 상기 파이프상에 감합되는 상태로 양단이 밴딩구(22)로 밴딩된 지반확장형 패커(23)가 설치되며, 상기 패커 내로 충진제 주입호스(24) 및 오버플로워호스(25)가 설치된 앵커체(20)를 구비하여 굴착측면에 소정 깊이의 삽통구멍을 천공시켜 상기 삽통구멍에 시멘트 페이스트, 레진, 시멘트 몰탈 등의 충진제를 주입시키고, 상기 삽통구멍으로 앵커체(20)를 삽입 설치하며, 충진제 주입호스(24)를 통해 패커(23)내로 충진제를 주입시킴과 동시에 패커 내에 발생되는 공기나 물 등의 이물질을 오버플로워호스(25)를 통해 배출시키며, 상기 오버플로워호스(25)를 잠근 후 주입호스(24)를 통해 충진제를 가압 주입시켜 패커(23)를 팽창시키며, 팽창된 패커에 의해 지반이 확장된 상태에서 주입호스(24)를 잠궈 패커 내의 충진제가 양생되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커 및 그 앵커를 이용한 굴착공사에서의 네일링 공법 {Pipe-tube type anchor and nailling process using the anchor}
본 발명은 지하굴착공사, 터널공사, 사면(斜面)공사, 옹벽공사 등 각종 굴착공사에서 주위의 암반, 토사 등이 무너지는 것을 방지하기 위하여 주위의 암반, 토사 등에 앵커를 박는 네일링(nailling)공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰저항 및 지압저항이 증대되어 특히 연약지반에서도 유효한 인장력이 유지되도록 하는 파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커 및 그 앵커를 이용한 네일링 공법에 관한 것이다.
일반적으로 지하굴착공사, 터널공사, 사면공사, 옹벽공사 등 각종 굴착공사를 할 때에는 주위의 암반, 토사 등이 무너지는 것을 방지하기 위하여 토류판을 설치하거나 그 토류판을 지지시키도록 주위의 암반, 토사 등에 앵커을 박는 네일링공사를 행한다.
도 1 내지 도 2를 참고로 하여 종래의 네일링공법을 설명한다.
도시된 바와 같이 네일인 앵커체(10)는 강선 등의 와이어(11)를 사용하여 선단부에 정착장(L1)을 후단부에 자유장(L2)을 형성하고, 정착장과 자유장은 패커(PACKER)(12)를 중심으로 분리되며, 상기 정착장(L1)에서의 와이어(11)는 스페이서(13) 및 클램프(14)에 의해 구근부(11a)가 형성되며, 상기 스페이서 및 클램프를 통해서는 그라우팅 파이프(15)가 설치되며, 상기 패커(12)에도 그라우팅 파이프(16)가 설치된다.
또한 와이어(11)의 끝단은 앵커헤드(17)에 고정되고 그라우팅 파이프(15)(16)의 끝단은 상기 앵커헤드(17)부에 인출되도록 한다.
미설명 부호 1은 H빔, 2는 토류판, 3은 찬넬, 4는 충진제, 5는 삽통구멍이다.
이러한 앵커체(10)를 사용하는 네일링공법을 설명하면 먼저 드릴을 사용하여 소정 길이의 삽통구멍(5)을 천공시키고, 상기 삽통구멍(5)을 통해 앵커체(10)를 집어 넣는다.
이러한 상태에서 상기 삽통구멍(5)에 시멘트 페이스트, 레진, 시멘트 몰탈 등의 충진제(4)를 1차로 무압 그라우팅시키고, 2차로 그라우팅 파이프(15)를 통해 패커(12)에 그라우팅시켜 부풀린 후 3차로 그라우팅 파이프(14)를 통해 정착장(L1)에 그라우팅을 행한다.
다음으로 상기 그라우팅된 충진제(4)가 양생되면 유압 인장기를 사용하여 와이어(11)를 잡아당겨 그 끝단을 찬넬(3)상에 고정시키게 되면 굴착한 땅 주위의 전단력이 상기 앵커체(10)에 미치게 됨으로써 벽이 무너지지 않게 된다.
그런데 종래의 그러한 네일링공법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 굴착된 삽통구멍(5)의 천공경이 일정하여 연약지반에서는 앵커체(10)의 마찰저항 및 지압저항이 약하게 되고 시간의 경과에 따라 상기 앵커체의 마찰저항및 지압저항은 더욱 약해서 인장력 감소로 인한 앵커체의 빠짐현상이 발생하게 되는 폐단이 그 것이다.
또한 앵커체(10)의 마찰저항 및 지압저항은 단지 와이어(11)의 구근부(11a)에 의해서 발생하게 되나 그 구근부(11a)는 소정의 형태로 고정된 상태가 되어 삽통구멍(5)의 변형에 대처할 수 없는 한계가 있으며, 이를 감안한다면 구근부(11a) 의 형태 및 사이즈를 크게 하거나 다수 개로 형성하거나 하는 까다로운 문제점이 대두된다.
또한 패커(12)는 패창력이 발휘된다고는 하나 단지 정착장(L1)과 자유장(L2)을 구획시키는 수단에 불과하여 그 팽창력에 의해 앵커체의 마찰저항 및 지압저항을 증대시키기는 것을 기대할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 간단한 방법으로 앵커체의 마찰저항 및 지압저항을 증대시켜 특히 연약지반에서도 유효한 인장력이 유지되도록 하는 파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커 및 그 앵커를 이용한 네일링 공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 앵커체는 강선 등의 와이어를 사용하여 선단부에 정착장을 후단부에 자유장을 형성하고, 상기 정착장에서의 와이어는 스페이서 및 클램프에 의해 구근부가 형성되며, 상기 스페이서 및 클램프를 통해서는 그라우팅 파이프가 설치되는 것에 있어서, 상기 정착장의 와이어가 삽통되도록 소정 길이의 파이프가 설치되고, 상기 파이프상에 감합되는 상태로 양단이 밴딩된패커가 설치되며, 상기 패커 내로 그라우팅 파이프가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 네일링 공법은 굴착측벽에 삽통구멍을 천공하고, 상기 삽통구멍에 1차로 무압 그라우팅시킨 상태에서 앵커체를 삽입시키며, 2차로 상기 앵커체를 구성하는 패커내로 강압 그라우팅시켜 상기 패커를 가압확장시키며, 충진제가 양생된 후 앵커체의 와이어를 인장시켜 고정시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 본원의 앵커체 및 그 앵커체를 이용한 네일링 공법은 앵커체의 정착단에 지반확장형 패커를 설치하는 구성에 의해 상기 패커를 강압그라우팅시키게 되면 패커가 팽창하면서 이에 접촉하는 지반을 확장시키므로써 연약지반으로 부터 앵커체가 빠지지 않는 안정된 인장력을 발휘한다.
도 1은 종래의 네일링 앵커체를 나타내는 설치상태 단면도,
도 2a는 도 1의 선A-A단면도,
도 2b는 도 1의 선B-B단면도,
도 3은 본 발명에 따른 네일링 앵커체의 설치상태 단면도,
도 4는 본 발명의 작용상태를 나타내는 요부 단면도,
도 5는 도 4의 선C-C단면도이다.
※도면 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1: H빔 2: 토류판
3: 찬넬 4: 충진제
5: 삽통구멍 10,20: 앵커체
11: 와이어 11a: 구근부
12: 패커 13: 스페이서
14: 클램프 15,16: 그라우팅 파이프
17: 앵커헤드 21: 파이프
22: 밴딩구 23: (지반확장형)패커
24: (충진제) 주입호스 25: (오버플로워)호스
L1: 장착장 L2: 자유장
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상술한다.
도 3은 본 발명에 따른 앵커체의 설치상태 단면도, 도 4는 본 발명의 작용상태를 나타내는 요부 단면도, 도 5는 도 4의 선C-C단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 앵커체(20)는 강선 등의 와이어(11)를 사용하여 선단부에 정착장(L1)을 후단부에 자유장(L2)을 형성하고, 상기 정착장(L1)에서의 와이어(11)는 스페이서(13) 및 클램프(14)에 의해 구근부(11a)가 형성되며, 상기 스페이서 및 클램프를 통해서는 그라우팅 파이프(15)가 설치된다.
이 때 상기 정착장(L1)에서의 와이어(11)가 삽통되도록 소정 길이의 파이프(21)가 설치되고, 상기 파이프(21)상에 감합되는 상태로 양단이 밴딩구(22)로 밴딩된 패커(23)가 설치되며, 상기 패커(23) 내로 충진제 주입호스(24) 및 오버플로워 호스(25)가 설치된다.
상기 패커(23)는 지반확장형 패커로서 고무계열, 실리콘계열, 직물천, 낙하산천 등의 재질을 사용할 수 있고, 그 형상은 제작방법 및 조립형상에 따라 다양화될 수 있다.
또한 상기 지반확장형 패커(23)의 양부에는 하나 이상의 와이어 구근부(11a)가 형성되는 것도 가능하다.
또한 상기 그라우팅 파이프(15)는 생략하는 것도 가능하다.
상기 구성으로 된 앵커체(20)를 사용하는 네일링공법을 설명한다.
먼저 드릴을 사용하여 소정 깊이의 삽통구멍(5)을 천공시키고, 상기 삽통구멍(5)에 시멘트 페이스트, 레진, 시멘트 몰탈 등의 충진제(4)를 주입시킨다.
다음으로 상기 삽통구멍(5)으로 앵커체(20)를 삽입 설치하고 충진제 주입호스(24)를 통해 충진제를 서서히 주입시킨다. 그러면 패커(23)가 서서히 팽창하면서 패커 내에 발생되는 공기나 물 등의 이물질은 오버플로워호스(25)를 통해 배출된다.
이물질 배출이 완료되었다고 판단되면 상기 오버플로워호스(25)를 잠근 후 주입호스(24)를 통해 충진제를 가압 주입시킨다. 그러면 지반확장형 패커(23)가 팽창하면서 이에 접촉하는 지반을 가압 확장시킨다.
소정의 크기로 확장시킨 후 주입호스(24)를 잠궈 충진제를 양생시키게 되면 도 4a 및 도 5에서와 같은 단면 형상으로 확장된 구근부가 형성된다.
다음으로 유압 인장기를 사용하여 와이어(11)를 인장시켜 그 끝단을 찬넬(3)상에 고정시키게 되면 굴착한 땅 주위의 전단력이 상기 앵커체(10) 특히 지반확장형 패커(23)에 미치게 됨으로써 앵커체가 지반으로 딸려 나가는 것에 대한 저항이 크게 되고 이에 따라 연약지반일지라도 앵커체에 마찰저항 및 지압저항이 증대되어 앵커체가 빠지지 않는 안정된 인장력을 발휘하게 된다.
이상과 같이 본 발명은 앵커체의 정착부에 걸쳐 지반확장형 패커를 구성시키는 것에 의해 앵커체의 마찰저항 및 지압저항을 증대시키게 되고, 그럴 경우 연약지반에서도 유효한 인장력이 유지되어 앵커체가 빠지게 되거나 지반이 붕괴되는 것이 원천적으로 방지되는 효과를 발휘한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 예를 들어 지반확장형 패커의 형상이나 구조, 또는 그 패커에 충진제의 주입방법, 또는 패커의 구성위치 등의 다양한 변형이 가능할 것이고, 또한 지반확장형 패커는 소일 네일링에서도 적용가능하게 될 것이며, 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 강선 등의 와이어를 사용하여 선단부에 정착장을 후단부에 자유장을 형성하고, 상기 정착장에서의 와이어는 스페이서 및 클램프에 의해 구근부가 형성되며, 상기 스페이서 및 클램프를 통해서는 그라우팅 파이프가 설치되는 것에 있어서,
    상기 정착장에서의 와이어가 삽통되도록 소정 길이의 파이프(21)가 설치되고, 상기 파이프상에 감합되는 상태로 양단이 밴딩구(22)로 밴딩된 지반확장형 패커(23)가 설치되며, 상기 패커 내로 충진제 주입호스(24) 및 오버플로워호스(25)가 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 지반확장형 패커(23)는 고무계열, 실리콘계열, 직물천, 낙하선천을 포함하는 재질인 것을 특징으로 하는 파이프 튜브 패커를 이용한 지반확장형 연약지반 앵커.
  3. 정착장에의 와이어가 삽통되도록 소정 길이의 파이프(21)가 설치되고, 상기 파이프상에 감합되는 상태로 양단이 밴딩구(22)로 밴딩된 지반확장형 패커(23)가 설치되며, 상기 패커 내로 충진제 주입호스(24) 및 오버플로워호스(25)가 설치된 앵커체(20)를 구비하여 굴착측면에 소정 깊이의 삽통구멍을 천공시켜 상기 삽통구멍에 시멘트 페이스트, 레진, 시멘트 몰탈 등의 충진제를 주입시키고, 상기 삽통구멍으로 앵커체(20)를 삽입 설치하며, 충진제 주입호스(24)를 통해 패커(23)내로 충진제를 주입시킴과 동시에 패커 내에 발생되는 공기나 물 등의 이물질을 오버플로워호스(25)를 통해 배출시키며, 상기 오버플로워호스(25)를 잠근 후 주입호스(24)를 통해 충진제를 가압 주입시켜 패커(23)를 팽창시키며, 팽창된 패커에 의해 지반이 확장된 상태에서 주입호스(24)를 잠궈 패커 내의 충진제가 양생되도록 하는 것을 특징으로 하는 연약지반 굴착공사에서의 어스앵커 네일링 공법.
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