KR200263955Y1 - 나선형 중공파이프를 이용한 네일링장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 나선형 파이프를 이용한 네일링장치에 관한 것이다. 지반을 뚫기위해 네일의 선단에 설치되며 그라우트가 토출되는 비트와, 네일의 중앙으로 그라우트가 안내되며 토출되는 나선형 네일부재와, 상기 나선형 네일부재 후단과 연결되어 그라우트를 공급하는 로드와, 상기 네일부재와 그라우팅용 로드를 연결 고정하는 커플러와, 상기 그라우팅용 로드에 위치하며 천공홀의 입구에서 그라우팅 로드와 천공홀 사이를 수축 팽창으로 차단하는 팩커로 이루어진 네일링장치를 제공하여 네일로 천공한 후에 그라우팅작업을 하여 네일의 내외부에 그라우팅이 완벽하게 이루어져 지반의 안정과, 작업의 편리함과 동시에 공기의 단축을 이루게 한다.

Description

나선형 중공파이프를 이용한 네일링장치{NAILING DEVICE THAT USE SPIRAL STYLE PIPE}

본 고안은 건축, 토목공사 시에 지반의 보호를 하기 위하여 행하는 천공과 그라우팅작업시에 지반침하, 균열이 발생하지 않게 하고, 작업 후에는 완공상태의유지와 효율적인 공사관리가 이루어지게 하는 나선형 파이프를 이용한 네일링 장치에 관한 것이다.

종래의 건축, 토목공사시 연약한 지반을 터파기 하는 경우 그 주변의 지반이 무너지거나, 균열이 발생하는 것을 예방하기 위한 안전조치를 취하였는데, 그 중의 하나가 터파기 벽면에 대하여 경사지게 천공을 뚫고 이에 네일을 삽입하여 그라우팅을 실시하며, 그라우트의 응고후에는 네일을 고정하는 작업으로 연약지반의 전단저항력을 향상시켜 연약지반에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 예방하였다.

이러한, 종래의 네일링 공법은 먼저 천공장치를 이용하여 경사지게 홀을 뚫는 천공공정을 행하고, 철근으로 조립하면서 그라우팅 호스를 측면에 부착한 네일을 상기 경사지게 뚫린 홀로 삽입시키는 네일삽입공정을 하고, 이후에 그라우팅호스를 통하여 네일이 삽입된 홀에 그라우트를 충진하는 그라우트충진공정과, 그라우트의 충진 후 전면판으로 홀의 입구를 폐쇄하여 그라우트가 넘쳐치지 않게 하는 공정과, 전면판의 외부로 노출된 네일에 지압판과 너트를 채우는 공정을 순차적으로 이행하도록 되어있다.

상기의 네일링 공법에서는 지반에 대하여 먼저 천공작업을 하는 데, 네일링의 원할한 삽입을 위하여 삽입하려는 네일의 직경보다 큰 직경의 천공장비로 천공하도록 되어 있고, 천공작업 후 천공장비를 홀에서 빼낸 후 그라우팅호스가 고정된 네일을 천공된 홀 속으로 삽입하는 작업이 행하여 지는데, 이처럼 천공장비를 빼내고 네일을 삽입하는 과정에서 홀의 내부에 흙이 떨어지거나 홀속이 붕괴되어 네일의 삽입이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생하였고, 홀속에 흙이 떨어지거나 부분적으로 붕괴된 상태에서 네일이 삽입되면 그라우팅을 하여도 그라우트가 설계치로 채워지지 않게 되고, 그라우트의 응고 후에는 정상적으로 그라우트가 공급되지 못한 부분이 구조적으로 매우 취약한 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 네일링 공정상의 문제점을 해결하여 연약지반의 네일링 작업을 효율적으로 할 수 있도록 안출한 것으로, 천공작업과 네일삽입작업을 동시에 할 수 있도록함과, 최소의 직경으로 홀을 뚫어 홀 주변의 지반 이완을 방지하고, 시공이 용이하도록 함을 함을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 네일의 내부와 외부에 그라우팅이 동시에 이루어지고, 구근의 형성이 완벽하게 이루어지게 함을 목적으로 한다.

이러한 본 고안의 목적은 선단에 지반 천공용 비트를 구비하여 그라우트의 공급을 천공속으로 안내하는 나선형 네일부재와, 상기 네일부재의 후단과 연결되어 그라우트를 공급하는 그라우팅용 로드와, 상기 중공파이프와 그라우팅 호스를 고정하는 커플러와, 상기 그라우팅 호스에 위치하며 천공홀의 입구에서 그라우팅 호스와 천공홀 사이를 수축팽창으로 막는 팩커로 이루어진 구성을 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.

도1은 본 고안에 대한 네일링 장치의 구조를 보인 단면도.

도2는 본 고안에 대한 네일링 장치를 시공하는 순서도.

도3은 본 고안의 네일링장치로 그라우팅한 상태의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100...지반 130...천공홀 200...네일부재

201...네일 201a...홀 202,204...통공

203...비트 205...커플러 206...로드

207...팩커 208...충진홀

도1은 본 고안에 대한 네일링장치의 구조를 보인 단면도이고, 도2는 본 고안에 대한 네일링 장치를 시공하는 순서도이며, 도3은 본 고안의 네일링장치로 그라우팅한 상태의 단면도이다.

본 고안의 네일링 장치는 네일선단에 결합되어 지반(100)에 대하여 경사지게 천공홀(130)을 뚫으며 그라우트 토출용 통공(204)을 구비한 비트(203)와, 상기 천공홀(130)속으로 네일(201)을 삽입하며, 네일의 내부로 그라우트를 공급할 수 있도록 홀(201a)을 구비한 네일부재(200)와, 상기 네일부재(200)에 연결되어 길이를 연장하거나, 도시하지 않은 그라우트 공급장치와 연결을 이루는 그라우트용 로드(206)와, 상기 그르우트를 공급하기 위하여 로드(206)와 네일(201)사이를 연결하거나, 또는 네일의 길이를 연장하기 위하여 네일과 네일사이를 연결고정하기 위한 커플러(205)와, 상기 그라우트용 로드(206)의 끝단에는 천공홀(130)과 로드(206) 사이의 공간을 막아 그라우트 주입시 압력을 제공하기 위한 팩커(207)로 이루어진다.

상기의 네일부재(200)구성에서 네일(201)은 그라우트를 이동시키기 위하여 중심축상의 내부로 홀을 형성하여 길이방향으로 형성하는 홀(201a)을 구비하고, 홀(210a)을 지나는 그라우트가 네일홀의 벽면에 용이하게 부착되도록 하기 위하여 홀을 구비한 네일(201)을 나선형으로 가공하는 바람직하다. 이처럼 중심축상에 홀(201a)을 구비하여 나선형으로 되는 네일(201)로는 원통형 파이프와 사각파이프가 적당하다. 이러한 나선형 원통파이프 또는나선형 사각통 파이프로 된 네일(201)의 외면으로 그라우트가 토출될 수 있는 통공(202)을 여러곳에 뚫어 내부의 홀(201a)과 관통되게 한다.

상기 네일부재(200)의 네일(201) 선단에 설치하여 지면을 파들어 갈 수 있는 구조로 된 비트(203)는 네일((201)의 홀(201a)에서 이동된 그라우트가 토출되는 토출공(204)을 뚫어 형성하고, 비트와 나사식 결합하는 나사홀이 형성되어 상기 네일(201)의 선단에 선택적으로 설치되는데, 지반(100)이 토사인 경우에 일반적인비트를 설치하고, 연약지반인 경우에는 가이드슈가 부착된 비트를 설치하며, 일반적인 지반인 경우에는 다이아몬드가 부착된 비트를 설치하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 네일부재(200)에 비트(203)를 고정하는 방식은 나사식으로 결합하거나, 핀 결합식으로 상호 연결하도록 구성함이 바람직 하다.

상기 그라우트용 로드(206) 선단에 끼워진 팩커(207)는 천공되는 홀(130)을 충분하게 막을 수 있는 크기이면 본 고안의 목적을 충분히 달성하나, 천공홀의 직경은 일정하지 않으므로 팩커의 외경은 신축되는 구조로 이루어진 것이면 어느 것이 든 무방하다.

특히, 팩커(207)의 외경이 신축되는 구성을 갖추기 위해서는 공기 또는 그라우트를 저장할 수 있는 소재로 내부에 공기를 주입하거나, 또는 그라우트를 주입할 수 있는 충진실(208)을 형성하고, 상기 충진실(208)에 압축공기장치나, 그라우트 공급장치와 연결된 호스(250)를 연결하며, 이 소재를 로드(206)의 외주연에 감싸는 구성을 이루게 하는 데, 소재로는 토목용 섬유가 바람직하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안은 지반(100)에 대하여 기둥말뚝(110)을 박고(a) 소정의 깊이로 터파기(120) 한 다음 천공작업(b)을 실시한다.

천공장비에 네일부재(200)를 연결하여 지반(100)의 토질에 맞는 비트(203)를 장칙한 상태에서 경사지게 천공작업(b)을 한다.

상기 천공작업(b)으로 천공홀(103)이 소정의 깊이로 뚫리면 다음 천공장비를 분리시키고 천공작업을 마친 네일부재(200)의 그라우트용 로드(206)에 그라우팅장비를 연결하는 것으로 그라우팅 작업준비가 완료된다. 따라서 별도의 네일삽입공정이 요구되지 않으므로 작업공수가 줄어드는 작용이 이루어진다.

특히 천공장비의 교체가 없으므로 천공홀의 직경을 작게 형성할 수 있으며 이로 인하여 천공홀 작업시 발생하는 토사의 량도 현저하게 감소되고, 천공장비를 교체하지 않기 때문에 천공홀(103)의 흙이 떨어지거나 붕괴되는 경우가 없다.

그라우팅 준비가 완료된 상태에서 천공홀(130)과 로드(206)사이의 공간을 팩커(207)로 막는다. 즉, 팩커(207)의 자체 탄성복원력으로 천공홀과 로드사이의 공간을 가로막거나, 팩커(207)의 내부 충진실(208)에 공기 또는 그라우트를 충진하여 팽창되게 하므로서 천공홀(130)과 로드(206)사이의 공간을 가로막는다. 그리고, 홀(130)의 입구를 지압판(210)을 막고 로드(206)에는 조임너트(220)을 결합시켜 네일부재(200)를 고정한다.

이러한 상태에서 그라우트장비를 가동시키면 겔상태의 그라우트는 로드(206)와 네일(201)의 중앙 홀(201a,206a)을 통과하여 네일(200)과 로드(206)의 홀 (201a,206a)에 채워지면서 네일(201)에 뚫린 통공(202)을 통하여 천공홀(130)로 빠져나가 구근을 형성하며 지반(100)으로 스며들면서 천공홀(130)에 채워지게 된다.

특히 그라우트 주입시 네일부재의 통공에서 빠져나오는 그라우트는 네일부재 주변에 구근을 형성하게 되는데 이는 지반의 압축범위를 확대시키는 작용을 이룬다.

상기 천공작업시에 네일(201)의 길이가 짧은 경우에는 커플러(205)를 이용하여 네일의 길이를 연장할 수 있다.

상기의 본 고안은 연약지반 보강용 네일은 물론 지반 보강용으로 사용되는루트파일(Root Pile)에 적용할 수 있으며, 이는 이 분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자이면 충분히 가능하며, 본 고안의 기술적 범위을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변형실시가 가능하다.

이상에서와 같이 본 고안은 지반의 전단 저항력을 향상시키기 위하여 공사지면을 천공할때 네일을 사용하여 홀의 직경을 작게 천공하면서 동시에 천공작업을 했던 네일을 통하여 그라우팅작업을 할 수 있어 작업의 공수가 현저하게 줄어들고, 특히 그라우팅시 그라우트가 네일의 주변에 안정하게 공급될뿐 만 아니라, 중공파이프에 뚫린 통공에 의한 구근의 형성도 안정하게 이루어져 결국 네일링의 작업위치를 감소시키면서 지반의 압축강도를 증가 시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims (6)

1. 선단에 지반 천공용 비트를 구비하는 파이프 내부 중앙에 그라우트를 안내하는 홀을 구비하고 나선형으로 된 중공형 네일부재와, 상기 네일부재 후단과 연결되어 네일부재의 안내와 그라우트를 공급하는 홀을 구비한 그라우팅용 로드와, 상기 네일부재와 그라우팅용 로드를 동시에 고정하여 그 내부의 홀을 연결하는 커플러와, 상기 그라우팅용 로드에 위치하며 천공홀의 입구에서 그라우팅용 로드와 천공홀 사이의 공간을 막는 팩커로 이루어진 나선형 중공파이프를 이용한 네일링장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 나선형 중공 네일부재는 금속파이프인 것을 특징으로하는 나선형 중공파이프를 이용한 네일링장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 나선형 중공 네일부재는 합성수지 파이프인것을 특징으로 하는 중공파이프를 이용한 네일링장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 나선형 중공부재의 외면에는 그라우트 배출용 통공이 내부의 중공홀과 관통되게 형성된 것을 특징로 하는 나선형 중공파이프를 이용한 네일링장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 커플러는 상기 나선형 중공 네일부재와 그라우트용 로드 외경을 동시에 조이거나 풀러내는 조임부와, 상기 조임부가 풀리지 않도록 하는 잠금부로 이루어진 것을 특징으로하는 나선형 중공파이프를 이용한 네일링장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 팩커는 그라우팅용 로드의 외면에서 공기 또는 그라우트가 채워지는 충진실을 가지며, 외부는 공기 또는 그라우트의 충진여부에 따라서 수축팽창하는 섬유로 이루어지고, 그라우트용 호스가 연결된 것을 특징으로 하는 나선현 중공파이프를 이용한 네일링장치.