KR200296411Y1

KR200296411Y1 - 제거형 네일

Info

Publication number: KR200296411Y1
Application number: KR2020020022849U
Authority: KR
Inventors: 정순용
Original assignee: 정순용
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2002-11-23

Abstract

본 고안은 지하 굴착시 굴착면 보강공법의 하나인 제거형네일에 관한 것으로 공사 종료 후 타인의 대지에 박아둔 철근을 제거할 수 있다.

이형철근(11)과 제거용강선(12) 및 덮개(13)를 수축재로 밀착시켜 일체화 한 제거형네일을 제공함으로써, 굴착시 지반을 보강하는 역할을 하고 굴착공사 종료후 네일체의 철근을 제거할 수 있다.

Description

제거형 네일{Removable Soil-Nail}

본 고안은 이형철근의 제거가 간편한 제거형네일의 구조를 제공한다.

지하공간을 이용하기 위하여 굴착을 하는 경우 굴착면이 붕괴되는 것을 방지하기 위한 보강공법의 하나인 쏘일네일(Soil Nail)공법은 경제적이고 시공이 간편하여 널리 이용되고있다. 최근 도심지의 굴착에서는 공사 완료 후 대지경계선 밖에 묻혀있는 네일체의 철근을 제거해야 하며, 그렇지 못할 경우 인접 부지에서의 지하공사에 심각한 지장을 초래하게 된다.

쏘일네일의 경우 최근에 제거형 공법이 개발되어 점차 이용이 들어나고 있는 추세다.

그러나, 현재 이용되고있는 제거형네일은 수나사형 강선을 이용하여 공사 종료후 네일체의 강선을 돌려서 뽑아내므로 강선 제거에 많은 시간과 노력이 필요하다. 또한 네일체를 조립할 때에도 상당한 시간과 노력이 필요하여 그 특유의 장점을 살리지 못하고 있다.

현재 본 출원인 등이 출원중인(출원번호:20-2002-0011526) '제거형 네일의구조'와 함께 본 건에 해당하는 제거형 네일이 가장 효율적이고 우수한 것으로 판단된다.

기존의 제거형 네일은 일반적으로 이용하는 이형철근 대신 특수한 나사형 강선을 이용하고, 조립 및 해체시에 강선을 돌려서 작업을 하므로 10m정도에 이르는 강선을 제거하는데 많은 시간이 소요되었다. 따라서 작업 시간이 늘어나 공기가 길어지고 인건비가 상승하여 경제성이 나빠지는 문제점이 있었다.

현재 본 출원인 등이 출원중인(출원번호:20-2002-0011526) '제거형 네일의 구조'에서는 이러한 문제점을 해결하였고, 본 고안에서는 좀 더 효율적이고 적용성이 높은 제거형네일을 개발 하였다.

도 1 : 이형철근(11), 제거용강선(12), 덮개(13) 및 엔드캡(14)를 조립한 모습을 나타내는 것으로 이 전체를 조립체(10)라 한다.

도 2 : 도 1의 조립체(10)를 수축재(21)로 씌우고 수축시킨 모습으로 본 고안의 제거형네일에 해당

도 3 : 조립체(10)의 단면도

도 4 : 조립체의 단면에 수축하기 전의 수축튜브(41)를 씌운 모습

도 5 : 도 4에서 수축튜브를 수축시킨 후의 모습

도 6 : 조립체(10)에 수축필름(61)을 씌우는 모습

도 7 : 도 6의 수축필름을 접착하고 수축시킨 후의 모습

도 8 : 조립체(10)를 고무튜브(81) 속에 끼워넣는 모습

도 9 : 완성된 제거형네일에 센트럴라이저(91)를 부착한 모습

도 10 : 현장에서 제거형네일 설치를 위하여 천공한 단면

도 11 : 천공된 홀 내부에 제거형네일을 삽입한 모습

도 12 : 그라우팅(121) 한 후의 모습

도 13 : 현장에 설치 완료된 후의 단면도

도 14 : 제거용강선(12)을 제거한 단면도

도 15 : 이형철근(11)을 90˚회전한 모습

도 16 : 강선제거용 도구의 단면도(뽑아낼 때의 모습)

도 17 : 도 16의 밀어넣을 때의 모습

도 18 : 도 17의 AA단면

본 고안은 이형철근(11)과 제거용강선(12)과 덮개(13) 및 이들을 감싸서 그라우트액의 침투를 막아주는 수축재(21)로 구성된다. 이형철근(11)은 리브(16)와 마디(15)가 있고 이것은 콘크리트나 그라우트 속에서 철근이 힘을 받을때 미끄러짐을 방지하여 철근과 콘크리트 또는 그라우트 사이에 힘이 전달 되도록 한다.

제거용강선(12)은 보강재로서의 역할을 하는 동안 이형철근(11)의 움직임을 억제하며, 이형철근을 제거 하고자 할 때 먼저 제거함으로써 이형철근이 빠져나올 수 있는 공간을 확보한다.

덮개(13)는 이형철근(11)의 두 개의 리브(16)에 의해 양쪽으로 구분되는 한쪽을 덮어서 공간을 확보하는 역할을 한다. 덮개(13)를 덮어줌으로써 이형철근(11)의 한쪽면에 확보된 공간은 이형철근(11)의 제거에 필요한 공간의 역할을 하게되며, 보강재로의 역할을 할 때는 이 공간으로 이형철근이 움직이는 것을 제거용강선(12)이 막아주게 된다.

본 고안에서는 수축재(21)를 이용함으로써 그라우트와 이형철근(11)이 직접 접촉하지 않으면서 힘을 전달하고, 이형철근과 그라우트가 직접 접촉하지 않음으로 이형철근(11)을 그라우트에서 분리해 낼 수 있게 하였다. 본 고안의 수축재(21)는 얇은 막의 역할을 함으로써 그라우트와 이형철근(11)이 직접 접촉하지 않고 힘을 전달할 수 있게 하는 것으로, 수축튜브 수축필름 및 고무튜브 등이 이용될 수 있다.

수축튜브는 열을 가하면 직경이 줄어드는 튜브로 전선의 절연 및 방수, 상품의 포장 등에 널리 이용되고 있으며 재질과 기능도 아주 다양하게 개발되어 있다. 수축필름은 수축튜브와 같은 기능을 하고 필름 형태로 제작하여 주로 포장재로 이용되고 있다. 수축튜브는 열에 의하여 줄어드는 특징이 있어 열수축튜브라고 부르기도하며, 수축필름 역시 열수축필름이라고 부르기도 한다. 고무는 신축성이 있는 재질이므로 열을 가하지 않고 늘였다가 원래의 모양으로 복원되는 특성을 이용하여 본 고안의 수축재로 이용할 수 있다.

도 1은 이형철근(11)의 형상과 함께 이형철근(11)과 제거용강선(12), 덮개(13) 등의 조립된 상태를 나타낸다. 엔드캡(End Cap, 14)은 한쪽 끝에 설치하여 끝부분으로 그라우트액이 유입되는 것을 방지하는 기능을 하게된다. 이형철근(11), 제거용강선(12), 덮개(13) 및 엔드캡(14)을 도 1에 나타난 바와 같이 조립한 것을 조립체(10)으로 정의한다. 도 2는 본 고안에 해당하는 대표도로써 도 1의 조립체(10)에 수축재(21)를 씌우고 수축시킨 것을 나타내는 것으로, 본 고안의 실시에 의해 제작되는 최종 제품이다.

도 1과 같은 조립체(10)에 수축재(21)를 씌우고 수축재를 수축시키면 도 2에 나타난 바와 같이 수축재(21)가 조립체(10)에 완전히 밀착되어 이형철근(11) 마디(15)의 요철이 원래의 미끄러지지 않는 기능을 할 수 있게되고, 이형철근(11)과 제거용강선(12) 및 덮개(13) 등에는 그라우트액이 침투하지 못하게되어 이형철근(11)의 제거에 필요한 공간을 확보 할 수 있게된다.

조립체(10)에 수축재(21)를 씌우는 방법은 수축재의 종류에 따라 차이가 있으므로 각각 나누어 설명하기로 한다.

도 3은 조립체(10)의 단면을 나타낸 것이며, 도 4는 도 3의 조립체(10)에 수축튜브(41)를 씌운 단면을, 도 5는 수축튜브를 수축시킨 후의 모습을 각각 나타낸 것이다. 조립체(10)를 수축튜브(41) 속에 설계된 길이만큼 밀어넣은 후 뜨거운 바람을 쏘이거나 뜨거운 물을 뿌려주면 도 5와 같이 수축튜브(41)는 줄어들어 조립체(10)에 완전히 밀착된다. 이렇게 수축된 수축튜브(41)는 조립체(10)를 강하게 압박하는 역할을 하므로 제거용강선(12)과 덮개(13)의 이탈을 방지하게 된다.

도 6은 조립체(10)에 수축필름(61)을 씌우는 것을 나타낸 단면도로써, 수축필름(61)은 필름의 형태로 제작되므로 일정부분 겹치게 하여 서로 접착시켜서 튜브의 형태가 되게 한 후 열을 가하여 수축시킨다. 수축필름(61)은 다양한 기능을 가지며 다양한 두께로 생산되어 주로 상품의 포장에 널리 이용되는 것으로, 포장 하고자 하는 제품의 형상에 맞추어 개발된 자동화 기기에 의해 수축필름의 접착 및 수축이 가능하다. 수축필름(61)의 끝을 서로 겹치게 접착한 후에는 수축튜브와 동일한 방법으로 열을 가하여 수축시킬 수 있으며, 도 7은 수축 후의 단면을 나타낸 것이다. 도 7의 (71)은 접착부를 표현한 것이다.

고무튜브는 신축성이 강하여 늘였다가 늘인 힘을 제거하면 원래의 형상으로 되돌아가는 특성이 있다. 도 8과 같이 조립체(10)의 둘레 길이보다 둘레의 길이가 짧은 고무튜브(81)를 이용하고, 고무튜브(81) 속에 조립체(10)를 밀어 넣으면 고무튜브는 직경이 늘어나면서 조립체(10)의 형상에 맞게 밀착된다. 밀착된 고무튜브(81) 역시 도 2에서와 같은 수축재(21)의 역할을 충분히 다할 수 있다.

이렇게 조립체(10)에 수축재를 씌우고 수축시킨 후 도 9과 같이 센트럴라이저(Centeralizer, 91)를 일정 간격마다 설치함으로써 본 고안의 제거형네일의 제작이 완료된다. 센트럴라이저(91)는 제거용네일이 천공된 홀의 중심에 위치하게 해주는 보조재료이다.

도 10은 현장에서의 천공된 천공홀(101)을 나타내고, 도 11은 천공홀(101) 내부에 제작 완료된 제거형네일을 삽입한 모습을 나타내며, 도 12는 천공홀(101) 내부에 그라우트액을 주입한 것을 나타내었다. 현장에서의 시공과정을 간략히 요약하면 도 10과 같이 지반을 천공하고, 도 11과 같이 제거형네일을 삽입한 후 도 12와 같이 천공홀(101) 내부를 그라우팅 함으로써 시공이 완료된다. 그라우트액이 굳으면 제거형네일은 지반의 무너지고자 하는 힘을 지탱하는 보강재의 역할을 하게된다. 그라우트액이 굳기 전에는 유동성이 있으므로 천공홀(101) 내부에 완전히 충진되고 제거형네일의 수축재(21)는 이형철근(11)의 표면에 완전히 밀착된 막(Film)이므로, 이형철근(11) 마디(15)의 요철이 그대로 드러나게 되어 그라우트액이 굳은 후에는 이형철근(11)의 마디(15) 요철에 의해 제거형네일과 그라우트체가 일체로 거동하게 되는 것이다.

도 13은 지반에 설치된 본 고안의 제거형네일의 단면을 나타낸 것이다.

보강재로서의 역할을 다한 후 이형철근(11)을 제거하고자 할 때는 먼저 제거용강선(12)을 제거하여 이형철근(11)이 빠져나올 수 있는 공간을 확보하게 된다.

도 14는 제거용강선(12)을 제거하여 공간이 확보된 것을 나타내는 단면도이다. 제거용강선(12)을 제거하고, 이형철근(11)을 도 15와 같이 길이방향을 축으로 90˚회전시켜서 마디(15)가 원래의 위치에서 빠져나올 수 있게 한 후 이형철근(11)을 당기면 쉽게 뽑아낼 수 있다.

제거용강선(12)을 뽑아낼 때 작업효율을 높이기 위하여 도 16에 나타난 것과 같은 도구를 고안 하였다. 3개의 분할된 웨지(161)와 웨지(161)를 밀어주는 스프링(162) 및 웨지와 스프링의 움직임을 제한하는 웨지홈(163)으로 구성되는 강선 제거용 도구는 제거용강선(12)의 길이방향으로 단순한 왕복운동을 함으로써 제거용강선(12)을 뽑아내는 기능을 가지고있다.

도 16에서와 같이 제거용강선(12)과 접하는 웨지(161)의 안쪽은 암나사선과 같은 이빨을 형성하여 제거용강선(12)을 잡아줄 때 미끄러지지 않게한다. 웨지(161)는 도 17의 AA단면을 나타낸 도 18에서와 같이 동일한 3조각의 부재로 구성되어 웨지홈(163)을 도 16의 화살표방향으로 당기면 웨지(161)가 제거용강선(12)을 강하게 잡아서 뽑아내고, 도 17의 화살표 방향으로 웨지홈(163)을 밀면 웨지(161)가 스프링(162)이 압축되는 방향으로 약간 밀리면서 제거용강선(12)을 잡지 않고 미끄러지게 한다. 이 도구에서 스프링(162)의 역할은 웨지(161)가 제거용 강선(12)과 떨어지지 않도록 밀어주는 역할을 하는데, 너무 강하게 밀어주면 도 17의 화살표와 같은 방향으로 밀어줄때 제거용강선(12)과 웨지(161)가 쉽게 미끄러지지 않으므로 약한 스프링을 이용한다. 약한 스프링으로 약하게 밀어주더라도 도 16의 화살표와 같은 방향으로 당길때는 당기는 힘이 커질수록 웨지(161)가 제거용강선(12)을 더욱 강하게 조여주게되므로 웨지(12)는 제거용강선(12)을 화살표 방향으로 이동시키게 된다. 도 17의 화살표 방향으로 웨지홈(163)을 밀어줄 때는 웨지(161)와 제거용강선(12)이 서로 미끄러지게 되므로 제거용강선(12)의 이동이 없다.

이와같은 원리로 도 16 및 도 17에 나타난 화살표 방향으로 웨지홈(163)을 밀었다가 당기는 왕복운동을 반복함으로써 제거용강선(12)을 쉽게 뽑아낼 수 있다.

3개의 웨지(161)와 스프링(162) 및 웨지홈(163)으로 구성된 도구를 유압잭 등과 같은 왕복운동을 하는 장치에 연결하여 이용하면 제거용강선(12)의 제거작업이 쉽고 간단하게 이루어질 수 있다.

본 고안에서는 수축재를 이용하여 이형철근과 그라우트액이 직접 접촉하는 것을 방지하고, 고안된 도구를 이용하여 제거용강선을 뽑아내고 이형철근을 제거할 수 있다. 수축재는 이형철근에 밀착된 얇은 막(film)이므로 이형철근 마디의 형상이 그대로 드러나게되고 그라우트가 굳은 후 힘을 전달하여 보강재로서의 기능을 하게된다. 이러한 본 고안의 제거형네일은 제작과 조립이 간편하고 제거작업의 속도가 매우 빨리 이루어지는 특징이 있다.

Claims

표면에 리브(16)와 마디(15)가 형성된 이형철근(11)과,

이형철근과 덮개(13) 사이의 공간을 차지하는 제거용강선(12)과,

이형철근(11)의 이동통로를 확보하는 덮개(13) 및 한쪽 끝에서의 그라우트액 침투를 막아주는 엔드캡(14)으로 구성된 조립체(10)와,

조립체(10)에 수축재(21)를 씌우고 수축시켜서 조립체(10)의 표면에 수축재가 완전히 밀착되게 하여 이형철근(11)의 마디(15)를 통한 그라우트와의 힘의 전달이 가능하게 하는 수축재(21)로 구성되어,

제거용강선(12)을 제거하면 덮개(13)와 이형철근(11) 사이에 공간이 확보되고,

이형철근(11)을 길이방향을 축으로 90˚회전시켜서 확보된 공간을 통하여 이형철근을 뽑아낼 수 있는 것을 특징으로하는 제거형네일
청구항 1의 수축재(21)에 있어서,

열을 가하면 원주방향으로 수축하는 수축튜브(41)를 이용하여,

조립체(10)를 수축튜브(41)에 삽입하고 뜨거운 바람을 쏘이거나 뜨거운 물을 뿌려서 수축튜브를 수축시켜서 조립체(10)를 감싸는 수축재(21)로 이용하는 것을 특징으로 하는 제거형네일
청구항 1의 수축재(21)에 있어서,

열을 가하면 수축하는 수축필름(61)을 이용하여,

조립체(10)를 수축필름(61)으로 감싸고 양쪽 끝을 접착시켜서 튜브 형태로 만든 후 뜨거운 바람을 쏘이거나 뜨거운 물을 뿌려서 튜브 모양으로 된 수축필름을 수축시켜서 조립체(10)를 감싸는 수축재(21)로 이용하는 것을 특징으로 하는 제거형네일
청구항 1의 수축재(21)에 있어서,

조립체(10)의 둘레보다 둘레가 짧은 고무튜브(81)를 이용하여,

조립체(10)를 고무튜브(81) 속에 밀어넣어서 고무튜브(81)가 조립체의 단면에 맞게 늘어나 밀착되게 하여 수축재로 이용하는 것을 특징으로 하는 제거형네일
안쪽에 암나사선과 같은 여러개의 작은 홈을 형성하여 제거용강선(12)을 강하게 잡아주는 동일한 3개의 웨지(161)와,

웨지를 밀어주는 스프링(162) 및 웨지와 스프링을 구속하는 웨지홈(163)으로 구성되어,

웨지홈(163)을 제거용강선(12)을 뽑아내는 방향으로 당길 때는 웨지(161)가 제거용강선(12)을 강하게 잡아 함께 움직이고, 웨지홈(163)을 제거용강선(12)을 밀어넣는 방향으로 밀어줄 때는 제거용강선(12)은 움직이지 않고 웨지(161)가 미끄러지게 하여,

웨지홈(163)을 왕복운동 시킴으로써 제거용강선(12)을 뽑아낼 수 있게하는 제거용강선(12) 제거용 도구