KR200329151Y1 - 가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 개선된 기능을 갖는 가압 그라우팅 방식의 쏘일네일링(SOIL NAIL-ING)구조에 관한 것으로, 특히 흙막이 보강벽체나 사면안정공법과 지반공사 등에 있어 천공홀의 입구에 패킹부재를 긴밀하게 설치한 후 고압의 그라우팅을 실시함으로서 그라우팅 공정의 축소와 천공된 내경보다 그라우팅체를 더 넓게 형성시킬 수 있게되어 그라우팅 지반의 압력에 의한 다짐기능 및 취약부분에의 긴밀한 충입이 가능해짐으로 쏘일네일링 구조체의 안정성을 현저히 향상시키기 위한 것인데, 이를 위하여 본 고안은 해당 지반의 천공홀상에 외주면으로 일정 간격의 간격재가 일체로 설치된 네일기능의 이형철근을 내 설치하되, 상기 이형철근은 그 외주면에 길이방향으로 결속끈에 의해 일체로된 그라우팅호스는 그 외주면으로 고압의 시멘트 밀크가 공급되어 분사될 수 있도록 복수개로 형성된 분사공과; 이형철근과 그라우팅호스 외주면의 선단쪽에 일정한 간격을 유지하면서 전/후면으로 대향 설치되며, 주입공이 형성된 한 쌍의 지지부재; 및 이 지지부재의 주입공을 통해 우레탄약액이 주입되어 겔화에 따른 부피팽창으로 천공홀을 긴밀하게 밀폐하여주는 패킹부재가 마련되어 이루어지는 것이다.

Description

가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조{Soil nailing by pressure grouting}

본 고안은 개선된 기능을 갖는 가압 그라우팅 방식의 쏘일네일링(SOIL NAIL-ING)구조에 관한 것으로, 특히 흙막이 보강벽체나 사면안정공법과 지반공사시 구조물이 지반의 연약토사, 팽창성토사, 침하성토사 등에 침하되는 것을 방지하기 위하여 해당지면에 인발력 및 인장력을 보강할 수 있도록 보다 유용하게 사용되는 쏘일네일링에 있어 천공홀의 입구에 패킹부재를 긴밀하게 설치한 후 이형철근과 분사공을 갖는 그라우팅호스를 결속끈으로 결속한 후 그라우팅호스 내부를 향하여 고압의 그라우팅을 실시함으로서 종래의 파이프보강재를 사용하는 방법을 대체하여 공사단가의 절감과 작업공정을 단축할 수 있는 동시에 천공된 내경보다 그라우팅체를 더 넓게 형성시킬 수 있게되어 그라우팅 지반의 압력에 의한 다짐기능 및 취약부분에의 긴밀한 충입이 가능해져 쏘일네일링 구조체의 안정성을 현저히 향상시키기 위한 가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조에 관한 것이다.

이른바, 지반보강공법의 한 예로 사용되는 쏘일네일링은 지반에 설치된 보강강재(네일)에 의하여 보강된 영역의 토체가 일체화된 옹벽과 같이 작용한다는 기본 개념을 바탕으로 비탈사면의 안정과 굴착면의 토류벽체(옹벽 및 흙막이 벽체)대용 구조물로서 그 유용성이 입증되어 최근 그 적용이 확산되고 있다.

이와 같은 상기 쏘일네일링의 통상적인 시공방법은 굴착과 보강재 삽입구멍의 천공, 보강재의 삽입설치, 그라우팅으로 시멘트 밀크주입 및 전면에 뿜어붙이기 콘크리트 타설의 제반 공정으로 마련되며, 보강재가 삽입되는 구멍은 보강성능의 효율성을 위하여 수평에 대해 약 10∼20°의 하향 경사가 유지되도록 한다.

따라서, 상기의 쏘일네일링의 특징적 요소는 천공홀내에 긴밀하게 삽입된 보강재와 상기 천공홀주변의 빈공간에 견고하게 충입되는 충진물질(예컨대, 시멘트 밀크)이 충실하게 위치하여 주변지반의 변형유발 요인의 힘이 보강재에 의해 저항받도록 하는데 있다.

따라서 흙막이 보강벽체의 형성이나 사면안정, 지반공사 등을 위해 선등록된 가압방식의 쏘일네일링 구조에 있어서, 해당 지반의 천공홀상에 외주면으로 일정 간격의 간격재가 일체로 설치된 네일기능의 파이프 보강재를 내 설치하되, 상기 파이프 보강재는 그 외주면으로 고압의 시멘트 밀크가 공급되어 분사될 수 있도록 복수개로 형성된 분사공과, 상기 보강재 외주면의 선단쪽에 주입공이 형성된 한 쌍의 지지부재의주입공을 통해 우레탄약액이 주입되어 겔화에 따른 부피팽창으로 천공홀을 긴밀하게 밀폐하여주었다.

그러나 상기의 복수개로 형성된 분사공을 갖는 보강파이프를 사용시에는 확공현상을 충분하게 예상할 수 있게되어 견고성 기능의 현저한 향상을 도모할 수 있는 장점은 있으나, 천공홀마다 보강파이프의 사용으로 공사단가의 상승과 부피와 중량감이 있는 보강파이프를 사용하므로 작업시에 운반과 작업공정 등에 어려움이 있어 경량화의 필요성이 대두되고있다.

따라서, 종래에 천공홀에 네일링 기능의 보강재로 사용하였된 이형철근에 가압그라우팅 공법을 사용 천공홀과 지반사이에 충진액을 충실하게 충진할 수 있는 방안이 강구되고 있는 현실이다.

따라서, 상기의 문제점을 해소하기 위한, 본 고안의 목적은 가압방식의 쏘일네일링 방식으로 보강파이프를 경량의 이형철근으로 대체하여 작은 직경의 천공홀로도 천공면 바깥쪽으로의 확공현상을 충분하게 예상할 수 있게되어 견고성 기능의 현저한 향상을 도모할 수 있음은 물론 경제성의 제고로 인한 공사비의 절감과 공기의 단축이 가능토록 함에 그 안출된 목적이 있다.

도 1은 본 고안을 도시해 보인 분리사시도.

도 2는 본 고안을 도시해 보인 결합사시도.

도 3은 본 고안을 도시해 보인 단면도.

도 4는 본 고안의 다른 실시예를 도시해 보인 사시도.

도 5는 본 고안의 다른 실예의 그라우팅호스를 도시해 보인 사시도.

도 6는 본 고안을 도시해 보인 사용상태 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 이형철근 2 : 그라우팅호스

3 : 결속끈 3a : 분사공

4 : 간격재 5 : 지지부재

5a : 주입공 6 : 패킹부재

7 : 천공홀 8 : 시멘트 밀크

상기의 목적 달성을 위해 본 고안은 흙막이 보강벽체의 형성이나 사면안정을 위해 마련되는 쏘일네일링 구조에 있어서, 해당 지반의 천공홀상에 외주면으로 일정 간격의 간격재가 일체로 설치된 네일기능의 이형철근을 내설치하되, 상기 이형철근의 외주면에 고압의 시멘트 밀크가 공급되어 분사될 수 있도록 복수개로 형성된 분사공을 갖는 그라우팅호스가 길이 방향으로 위치 결속끈에 의해 결속된 이형철근과; 상기 이형철근과 그라우팅호스 외주면의 선단쪽에 일정한 간격을 유지하면서 전/후면으로 대향 설치되며, 주입공이 형성된 한 쌍의 지지부재; 및 이 지지부재의 주입공을 통해 우레탄약액이 주입되어 겔화에 따른 부피팽창으로 천공홀을 긴밀하게 밀폐하여주는 패킹부재가 마련됨을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안을 도시해 보인 분리사시도이고, 도 2는 본 고안을 도시해 보인 결합사시도이며, 도 3은 본 고안을 도시해 보인 단면도이다.

본 고안은 흙막이 보강벽체의 형성이나 사면안정과 지반공사를 위해 마련되는 쏘일네일링 구조에 사용되는 이형철근(1)은 천공홀(7)에 내입될 수 있도록 길이방향으로 형성되어 외주면 일측에 동일한 길이의 그라우팅호스(2)가 일정간격으로결속하는 결속끈(3)에 의해 이형철근(1)과 일체로 결속된다.

이때 결속되는 결속끈(3)은 그라우팅호스(2) 내부로 시멘트 밀크(8)가 원활하게 공급될 수 있도록 묶는다.

상기 결속끈(3)에 의해 이형철근(1) 외주면에 결속된 그라우팅호스(2)는 개구된 주입구에 의해 고압의 시멘트 밀크(8)가 공급되어 분사될 수 있도록 내/외부가 상호 연통되게 복수개의 분사공(3a)이 형성된다.

따라서, 상기 이형철근(1)과 그라우팅호스(2)가 천공홀(7)내에서 중심선을 유지할 수 있도록 이를 지지해 줄 간격재(4)가 일체로 형성되어 있는 구성을 갖는데, 이러한 간격재(4)의 크기는 천공홀(7)의 내경에 긴밀하게 끼움처리될 수 있도록 상호 동일 크기가 유지될 수 있도록 한다.

이때, 상기 이형철근(1)과 그라우팅호스(2)의 선단쪽 외주면으로도 일정한 간격을 유지한 채 전/후면으로 한 쌍의 마주하는 지지부재(5)가 천공홀(7)의 내경과 긴밀하게 밀착 고정된다.

또한, 상기 지지부재(5)의 사이간격으로 패킹부재(6)를 견고하게 끼움 처리하거나 혹은 부피팽창을 위해 발포 설치가 가능한데, 이러한 발포 재질로는 우레탄을 사용하여 전면 지지부재(5)에 형성된 주입공에 네일이 설치된 상태에서 우레탄 약액을 주입하여 겔화에 따른 부피확장을 수반하는바, 통상 우레탄약액은 발포배율 기계적 강도등 제반 물성을 매우 다양하게 조절하여 사용할 수 있다는 장점과 실제 이용되는 우레탄약액의 겔타임은 수초에서 수분정도에 불과하여 이를 패킹부재(6)로 사용할 경우 천공홀(7)의 선단을 외부로부터 긴밀하게 밀폐시키기 위한 것으로이와 같은 밀폐구조를 통해 그라우팅 작업을 할 수 있는 구조이다.

따라서, 그라우팅은 천공홀(7)의 외주면을 통해 노출되는 이형철근(1)과 일체로 결속된 그라우팅호스(2)의 내면을 통하여 밀폐된 천공홀(7)내에 압력을 가하면서 고압으로 주입되어 공급되는 그라우팅용 시멘트 밀크(8)는 그라우팅호스(2)의 분사공(3a)을 통해 천공된 내부 구멍 각 부분으로 강하면서도 고르게 분사되어 천공홀(7)의 내부가 밀실하게 충진되어 천공홀(7)의 확장과 주변지반으로 침투된 시멘트 밀크(8)로 인하여 유효경이 증가되며, 이로 인해 네일 기능의 보강재인 이형철근(1)과 그라우팅호스(2)의 주변흙에 대한 마찰력은 현저히 향상된다.

도 4는 본 고안의 다른 실시예를 도시해 보인 사시도로, 이형철근(1) 외주면에 고압의 시멘트 밀크(8)가 공급되어 분사될 수 있도록 내/외부가 상호 연통되게 복수개의 분사공(3a)이 형성된 그라우팅호스(2)가 나선형형상으로 감겨지고, 이를 기밀하게 이형철근(1)과 그라우팅호스(2)가 결속할 수 있도록 일정간격으로 결속끈(3)이 묶여지는 구조이다.

도 5는 본 고안의 다른 실예의 그라우팅호스를 도시해 보인 사시도로, 천공홀 주변의 취약부분은 압력 그라우팅으로 충진하여 보강해주는 효과를 얻을 수 있도록 이형철근(1)에 결속된 그라우팅호스(2) 일측이 천공홀(7)의 취약부분에만 선택적으로 분사할 수 있도록 분사공(3a)이 형성된 구조이다.

도 6은 본 고안을 도시해 보인 사용상태 측면도로, 흙막이 보강벽체의 형성이나 혹은 일정하게 경사진 사면안정을 위해 그 지반을 보강 강화시키는 쏘일네일링에 있어서, 해당 시공이 필요한 지반의 적정 위치를 선택하여 천공수단 예컨대,유압 크롤러 드릴장비 등을 이용하여 최하단의 윙비트를 통해 소정 직경의 천공홀(7)을 형성하고, 상기 천공홀(7)의 내주면으로 이형철근(1)과 그라우팅호스(2)가 일체로 체결된 보강재를 길이 방향으로 내설치한 후 지지부재(5)에 우레탄액을 주입하여 천공홀(7)을 긴밀하게 밀폐한 후 시멘트 밀크(8)를 고압으로 그라우팅호스(2)를 통해 가압하면 분사공(3a)으로 분사하고, 마무리 작업의 일환으로 벽면전체를 쇼크리트를 타설함으로 소정의 쏘일네일링 시공이 완성되는 것이다.

따라서, 상기의 구성을 갖는 본 고안은 흙막이 보강벽체나 사면안정공법과 지반공사 등 구조물이 침하되는 것을 방지하기 위하여 지면에 인발력 및 인장력을 보강할 수 있도록 가압 그라우팅 방식을 채택 천공홀의 내면을 밀실하게 채워주게 됨으로서 공정의 축소와 유효공의 증가가 가능해져 네일용 이형철근과 그라우팅호스를 사용하여 주변흙과의 마찰력을 증대시킴으로 궁극적으로 그라우팅 지반의 압력에 의한 다짐기능 및 취약부분에의 긴밀한 충입이 가능해지면서, 종래에 사용한 파이프 보강재를 대체할 수 있어 공사비의 절감과 보강재의 경량화로 작업자의 작업능률 향상으로 시공상 유용한 고안이다.

한편, 본 고안은 그에 관한 최선의 실시예를 예거하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 국한되어 본 고안의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 지금까지 설명된 실시예의 변경을 고려하여 볼 수 있다.

Claims (4)

1. 흙막이 보강벽체의 형성이나 사면안정을 위해 마련되는 쏘일네일링 구조에 있어서, 해당 지반의 천공홀상에 외주면으로 일정 간격의 간격재가 일체로 설치된 네일기능의 보강재인 이형철근과 그라우팅호스를 내설치하되, 상기 이형철근의 외주면에 고압의 시멘트 밀크가 공급되어 분사될 수 있도록 복수개로 형성된 분사공을 갖는 그라우팅호스과 길이 방향으로 위치하여 일정간격으로 결속끈에 의해 일체로 결속된 이형철근과; 상기 이형철근 외주면의 선단쪽에 일정한 간격을 유지하면서 전/후면으로 대향설치되며, 주입공이 형성된 한 쌍의 지지부재; 및 이 지지부재의 주입공을 통해 우레탄약액이 주입되어 겔화에 따른 부피팽창으로 천공홀을 긴밀하게 밀폐하여주는 패킹부재가 마련됨을 그 특징으로 하는 가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 보강재인 이형철근의 외주면에 길이방향으로 복수개의 분사공을 갖는 그라우팅호스가 나선형으로 감겨져 일정간격에 결속끈으로 결속된 구조를 특징으로하는 가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조.
3. 제 1항에 있어서, 천공홀의 취약부분인 일부분만 상황에 따라 가압그라우팅으로 충진할 수 있도록 그라우팅호스 일측 부분만 분사공이 형성된 구조를 특징으로 하는 가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조.
4. 제 1항에 있어서, 천공홀상에 외주면으로 일정 간격의 간격재가 필요없이 일체로 설치된 네일기능의 보강재인 이형철근과 그라우팅호스가 결속끈에 의해 일체로 결속되어 내설치된 구조를 특징으로 하는 가압 그라우팅을 이용한 쏘일네일링 구조.