KR200356898Y1 - 소일 네일용 커플링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소일 네일링에 관한 것으로, 지반에 대하여 소정의 각도로 기울어져 삽입된 상태로 고정되는 네일과, 네일에 결합되는 보강재의 사이에 유동성을 가질 수 있는 별도의 커플링을 마련하여 네일과 보강재의 접합부에 가해지는 응력집중을 해소할 수 있도록 한 소일 네일용 커플링에 관한 것이다.

이를 위한 본 고안은, 일측이 지반의 경사면에 삽입되고 타측에 수나사부가 형성되는 네일과, 일측이 옹벽블럭에 거치되어 고정되고 타측이 네일에 인접하도록 마련되는 보강재와, 네일과 보강재를 연결하는 커플링에 있어서, 커플링은, 네일의 단부에 형성된 수나사부에 결합되는 가압판과, 일측이 가압판에 결합되고, 타측이 보강재에 결합되는 'U'자형 볼트가 마련되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 지반에 대하여 소정의 각도로 기울어져 삽입된 상태로 고정되는 네일과, 네일에 결합되는 보강재의 사이에 유동성을 가질 수 있어, 네일과 보강재의 접합부에 가해지는 응력집중을 해소할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 별도의 커플링과 보강재 사이에 별도의 턴버클을 마련하여 보강재의 인장력을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

소일 네일용 커플링{coupling for method of construction of soil nailing}

본 고안은 소일 네일링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지반에 대하여 소정의 각도로 기울어져 삽입된 상태로 고정되는 네일과, 네일에 결합되는 보강재의 사이에 유동성을 가질 수 있는 별도의 커플링을 마련하여 네일과 보강재의 접합부에가해지는 응력집중을 해소할 수 있도록 한 소일 네일용 커플링에 관한 것이다.

일반적으로 빌딩 지하공사나 사면에 구조물을 건설하는 경우, 경사 및 수직으로 굴착된 사면에 안정화를 이루는 흙막이 공사가 시행되는 것으로, 이와 같은 종래의 흙막이 공사는 엄지말뚝, 횡널말뚝, 쉬트 파일(sheet pile) 등을 이용한 버팀공법이지만 이런 공법은 대형 천공장비를 사용하기 때문에 말뚝 등을 설치하는데 수반되는 소음과 진동이 문제가 되며, 또한 버팀대가 시공 공간을 좁게 만들어 굴토토사의 운반의 어려움이 있으며, 어스 앙카(earth anchor) 공법은 굴토공사 자체가 용이하기는 하나 시공시간이 오래 걸리는 단점과 아울러 앙카에 길이가 매우 길어 대상부지 밖으로 가시설 구조체가 형성될 경우가 많아 분쟁의 소지가 많은 것이다.

이에 따라, 근래 들어 소일 네일링(soil nailing) 공법이 개발되어 널리 사용되고 있는 실정인바, 이 소일 네일링 공법은 상기와 같이 경사면이나 건물의 지하굴착시 단계별로 굴착과 함께 보강재로서 이형철근인 네일과 전면판(shotcrete 또는 concrete facing)으로만 굴착사면을 보강하여 흙막이 가시설을 하는 방식으로 비교적 경량장비를 사용하므로 저소음, 저진동 등으로 굴착공사를 수행할 수 있으며, 또한 어스 앙카 공법에 비해 보강영역을 위한 천공깊이(심도)가 매우 짧아 인접대지의 경계를 침범하게 되는데 따른 분쟁발생의 극소화 등 도심지 공사에 매우 유리한 공법으로서 현재 외국은 물론 국내에서도 활발하게 여러 굴토 가시설공사 현장에 적용하여 사용되고 있다.

상기와 같이 절토사면에서 인장력과 전단력에 견디도록 보강재(이형철근)를이용하여 현지의 흙을 보강하여 보강된 토괴로 하여금 일체화된 블록을 형성하여 토체옹벽(soil wall)으로서 중력옹벽과 같은 기능을 하게 하여 절토사면을 안정되게 유지하는 소일네일링 공법은, 네일로 보강된 지반자체를 이용한 구조체를 형성하므로서 안정성이 높은 옹벽을 구축할 수 있다.

또한, 소형의 기계로도 시공이 가능하기 때문에 좁은 장소나 험준한 지형에서 효과적이고, 시공방법이 간편하고 작업시 소음, 진동이 적어 거주 지역에 근접시공이 가능할 뿐만 아니라 지진등 주변지반의 움직임에 대한 저항력이 커 안전하며 절토를 수반하는 시공에서 토층의 종류에 따라 사면구배를 정하여 안전하고 대지 이용면적을 넓혀 대지용도를 높임과 동시에 주변환경도 보존할 수가 있게 된다.

그러나 이와 같이 소일네일링 공법의 네일 삽입은 통상 지반에 대하여 약 15°이상의 기울기로 삽입되고, 이형철강은 지반에 대하여 수평방향으로 토압이 작용하는 형태로 되어 있어 통상적으로 네일에 직결되는 이형철강의 접합부에 집중적인 응력이 작용하게 되어 네일과 이형철강의 접합부가 파손되거나, 접합부 파손에 따른 토사의 붕괴를 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지반에 대하여 소정의 각도로 기울어져 삽입된 상태로 고정되는 네일과, 네일에 결합되는 보강재의 사이에 유동성을 가질 수 있는 커플링을 마련하여 네일과 보강재의 접합부에 가해지는 응력집중을 해소할 수 있는 소일 네일용 커플링을 제공함에 그 목적이있다.

도 1은 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링을 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링의 사용상태를 나타낸 측단면도.

도 3은 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링의 사용상태를 나타낸 평단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 옹벽블록 10 : 커플링

11 : 가압판 12 : U자형 볼트

14 : 턴버클 20 : 보강재

30 : 네일

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링은, 일측이 지반의 경사면에 삽입되고 타측에 수나사부가 형성되는 네일과, 일측이 옹벽블럭에 거치되어 고정되고 타측이 상기 네일에 인접하도록 마련되는 보강재와, 상기 네일과 상기 보강재를 연결하는 커플링에 있어서, 상기 커플링은, 상기 네일의 단부에 형성된 수나사부에 결합되는 가압판과, 일측이 상기 가압판에 결합되고, 타측이 상기 보강재에 결합되는 'U'자형 볼트가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강재는, 소정의 간격으로 이격되는 한쌍의 주철골과, 상기 주철골의 사이에서 각 주철골을 연결하는 다수의 보강철골이 마련되며, 상기 주철골의 일측은 상기 옹벽블럭에 거치되는 거치단이 형성되고, 타측은 상기 커플링에 연결되는 고정단이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압판은 중앙부에 상기 네일의 수나사부가 삽입되는 네일 고정홀이 형성되며, 상기 네일 고정홀의 양측에는 상기 'U'자형 볼트의 나사부가 삽입되는 볼트 고정홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 'U'자형 볼트와 상기 보강재 사이에 상기 보강재의 인장력을 조절하기 위한 턴버클이 마련되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링을 상세히 설명한다.

본 고안을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 고안의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링의 사용상태를 나타낸 측단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링의 사용상태를 나타낸 평단면도이다.

먼저, 본 고안의 소일 네일용 커플링이 사용되는 소일 네일 공법의 기본적인 구성을 살펴보면, 원지반의 경사면(D)에 삽입되어 고정되는 네일(30)과, 일측이 표준형 옹벽블록(1)에 거치 고정되고 타측이 상기 네일(30)에 인접하도록 마련되는 보강재(steel strip)와, 상기 네일(30)과 상기 보강재(20) 사이에 마련되어 상기 네일(30)과 상기 보강재(20)를 연결함과 동시에 상기 네일(30)과 상기 보강재(20)가 설치된 각도를 유지할 수 있는 커플링(10)이 마련되며, 상기 커플링(10)과, 상기 보강재(20)의 사이에는 상기 보강재(20)의 인장력을 조절할 수 있는 턴버클(14)이 마련된다

여기서, 상기 보강재(20)는, 소정의 간격으로 이격되는 한쌍의 주철골(20a)과, 상기 주철골(20a)의 사이에서 각 주철골(20a)을 연결하는 다수의 보강철골(20b)이 마련되며, 상기 한쌍의 주철골(20a)의 일측은 상기 옹벽블럭(1)에 형성된 걸림턱(1a)에 거치되도록 절곡되는 거치단(21)이 형성되고, 타측은 상기 커플링(10) 또는 턴버클(14)에 연결되기 위한 고정단(22)이 형성된다.

상기 네일(30)은, 통상의 네일 공법에 사용되는 네일(30)이 마련되며, 지반의 외측에 위치하는 외측단에 상기 커플링(10)이 결합되는 수나사부(32)가 형성된다. 여기서 비설명 부호 33은 상기 네일을 지반에 고정시키기 위한 몰탈면이다.

상기 커플링(10)은, 상기 네일(30)의 단부에 형성된 수나사부(32)에 결합되는 가압판(11)과, 일측이 상기 가압판(11)에 결합되고, 타측이 상기 보강재(20) 또는 상기 턴버클(14)에 결합되는 'U'자형 볼트(12)가 마련된다.

여기서, 상기 가압판(11)은 중앙부에 상기 네일(30)의 수나사부(32)가 삽입되어 별도의 너트 결합체(32a)에 의해 고정되는 네일 고정홀(11a)이 형성되며, 상기 네일 고정홀(11a)의 양측에는 상기 'U'자형 볼트(12)의 나사부(13)가 삽입되어 별도의 너트 결합체(13a)에 의해 고정된 볼트 고정홀(11b)이 형성되며, 상기 네일(30)과 상기 'U'자형 볼트(12)는 서로 대향하는 방향으로 결합된다.

또한, 상기 'U'자형 볼트(12)에는 상기 보강재(20)의 고정단(22)에 회동 가능하게 결합되거나, 일단이 상기 보강재(20)의 타측에 회동 가능하게 고정되는 상기 턴버클(14)의 타단에 회동 가능하게 결합될 수 있다.

이에 따라, 본 고안에 따른 소일 네일용 턴버클의 설치상태를 상세히 설명한다.

상술한 바와 같은 소일 네일용 커플링(10)은, 지반의 경사면에 삽입되어 고정되는 네일(30)의 외측단에 형성된 수나사부(32)가 상기 가압판(11)의 중앙부에 형성된 상기 네일 고정홀(11a)에 삽입되어 별도의 너트 결합체(32a)에 의해 고정된 상태로 마련된다.

이후, 상기 보강재(20)의 고정단(22)을 상기 'U'자형 볼트(12)의 개방부를 통하여 삽입된 상태를 유지하도록 하고, 상기 'U'자형 볼트(12)가 상기 네일(30)의 결합방향에 대하여 대향되는 방향에서 상기 가압판(11)에 형성된 볼트 고정홀(11b)에 너트 결합체(13a)에 의해 고정되면 커플링(10)의 설치가 마무리된다

여기서, 상기 'U'자형 볼트(12)와 상기 보강재(20)의 고정단(22)에 통상의 턴버클의 일단과 타단을 결합하여 상기 보강재(20)의 인장력을 조절하도록 할 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 고안이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 고안을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 고안의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 소일 네일용 커플링은, 지반에 대하여 소정의 각도로 기울어져 삽입된 상태로 고정되는 네일과, 네일에 결합되는 보강재의 사이에 유동성을 가질 수 있어, 네일과 보강재의 접합부에 가해지는 응력집중을 해소할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 별도의 커플링과 보강재 사이에 별도의 턴버클을 마련하여 보강재의 인장력을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 일측이 지반의 경사면에 삽입되고 타측에 수나사부가 형성되는 네일과, 일측이 옹벽블럭에 거치되어 고정되고 타측이 상기 네일에 인접하도록 마련되는 보강재와, 상기 네일과 상기 보강재를 연결하는 커플링에 있어서, 상기 커플링은,

   상기 네일의 단부에 형성된 수나사부에 결합되는 가압판과, 일측이 상기 가압판에 결합되고, 타측이 상기 보강재에 결합되는 'U'자형 볼트가 마련되는 것을 특징으로 하는 소일 네일용 커플링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보강재는, 소정의 간격으로 이격되는 한쌍의 주철골과, 상기 주철골의 사이에서 각 주철골을 연결하는 다수의 보강철골이 마련되며, 상기 주철골의 일측은 상기 옹벽블럭에 거치되는 거치단이 형성되고, 타측은 상기 커플링에 연결되는 고정단이 형성되는 것을 특징으로 하는 소일 네일용 커플링.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가압판은 중앙부에 상기 네일의 수나사부가 삽입되는 네일 고정홀이 형성되며, 상기 네일 고정홀의 양측에는 상기 'U'자형 볼트의 나사부가 삽입되는 볼트 고정홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 소일 네일용 커플링.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 'U'자형 볼트와 상기 보강재 사이에 상기 보강재의 인장력을 조절하기 위한 턴버클이 마련되는 것을 특징으로 하는 소일 네일용 커플링.