KR200374082Y1 - 제거형 소일 네일장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 튜브에 삽입된 상태에서도 그라우트에 대한 이형 철근의 마찰력이 유지되고, 튜브 내에서 이형 철근을 에워싼 충전재의 재사용이 가능한 소일 네일링공법용 제거형 소일 네일장치를 제공하기 위한 것으로서, 선단에 밀폐용 캡이 체결된 나선형 보강관에 이형 철근을 삽입하여 중심이 일치되도록 하고, 보강관과 이형 철근 사이의 공간에는 고강도 충전재를 채워 굳혀서 이형 철근과 보강관을 일체화시키며, 상기 보강관에 나선형 보호관을 씌워서 이형 철근을 나사가 풀리는 방향으로 틀면 이형 철근과 함께 충전재와 보강관이 보호관에서 빠져나오게 구성한 소일 네일링공법용 제거형 네일장치를 특징으로 한다.

Description

제거형 소일 네일장치{Removal-type soil nailing apparatus}

본 고안은 튜브에 삽입되었음에도 이형 철근의 역할에 변함이 없고, 튜브 내에서 이형 철근을 에어싼 충전재의 재사용이 가능한 소일 네일링공법용 제거형 소일 네일장치에 관한 것이다.

소일 네일링공법은 굴착면의 일부 토사를 하나의 큰 보강구조체로 구성함으로써 보강구조체 배면의 토압에 저항할 수 있도록 시공하는 것이다. 따라서 외적으로는 중력식 흙막이 구조체의 개념과 같은 원리로 배면의 토압을 지탱하고, 내적으로는 지중에 설치되는 보강재인 네일과 그라우트재, 그라우트재와 주변 지반과의 상호 마찰력에 의하여 전단 저항력을 증가시킴으로써 사면의 안정을 도모하는 보강 구조체가 성립하게 된다. 이때 주로 사용되는 네일로는 이형 철근과 나선형 철근이 있다.

평형 이중관의 내관에 이형 철근이 삽입된 소일 네일공법용 제거형 네일장치로서 실용신안등록 제308379호가 있다. 이 네일장치에 있어서는 평관인 외관은 지반에 대한 마찰력이 작아서 네일시공구간에서 지반의 부분 침하나 붕괴현상이 일어날 때 이를 저지하는 마찰력이 너무 미약한데다 이형 철근의 횡리브가 내,외관에 의해 그라우트와 차단되기 때문에 그라우트에 대한 높은 마찰력은 거의 기대할 수 없다.

또, 내관과 외관은 합성수지관으로서 네일의 휨응력을 높이는 역할은 기대할 수 없다. 이는 네일의 원가절감을 위한 단면축소에 큰 장애요인일 수 있다. 네일만이 제거가능한 구조여서 네일을 재사용할 때마다 내관을 새로 투입해야 되기 때문에 원가부담이 크다.

한편, 특허 제266391호는 암나사를 가진 고정봉에 나선형 철근을 삽입한 것으로서, 나선형 철근은 이형 철근에 비해 가격이 높고, 고정봉은 회수가 안되기 때문에 재사용할 수가 없다.

본 고안은 튜브에 삽입된 상태에서도 그라우트에 대한 이형 철근의 마찰력이 유지되고, 튜브 내에서 이형 철근을 에워싼 충전재의 재사용이 가능한 소일 네일링공법용 제거형 소일 네일장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 과제는, 선단에 밀폐용 캡이 체결된 나선형 보강관에 이형 철근을 삽입하여 중심이 일치되도록 하고, 보강관과 이형 철근 사이의 공간에는 고강도 충전재를 채워 굳혀서 이형 철근과 보강관을 일체화시키며, 상기 보강관에 나선형 보호관을 씌워서 이형 철근을 나사가 풀리는 방향으로 틀면 이형 철근과 함께 충전재와 보강관이 보호관에서 빠져나오게 구성한 소일 네일링공법용 제거형 네일장치로 달성할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 제거형 소일 네일장치의 단면도

도 2는 도 1의 A-A선 단면확대도

도 3은 본 네일장치의 시공예시도

도 4는 다른 실시예에 의한 제거형 소일 네일장치의 단면도

도 5는 도 4의 B-B선 단면확대도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 이형 철근 20: 보강관

30: 충전재 40: 보호관

50: 캡

도 1과 도 2에서 본 고안의 제거형 네일장치는 이형 철근(10)과 보강관(20), 충전재(30), 보호관(40), 및 캡(50)으로 구성된다.

이형 철근(10)은 주면에 길이방향의 종리브(11)와, 축선방향에 대하여 직교되게 피치간격으로 횡리브(12)가 형성된 통상의 것이다.

보강관(20)은 여기에 삽입된 이형 철근(10)을 보호하는 것으로, 소정의 두께를 가져서 충전재(30)와 함께 이형 철근(10)의 휨응력을 높이면서 이형 철근(10)과 충전재(30)를 보호하는 고강도 합성수지 또는 금속제 나선관이며, 충전재(30)를 통하여 이형 철근(10)과 일체감을 이룸으로써 이형 철근(10)을 제거할 때 충전재(30)와 함께 제거 가능하다. 상기 보강관(20)은 이형 철근(10)과의 사이에 충전재(30)가 소정의 두께가 되도록 주입하여 양생시킬 수 있는 내경을 가진 것으로 한다.

충전재(30)는 나선형 보호관(40)과 네일공 사이에 충전되는 일반 그라우트와는 구별되는 고강도 그라우트, 닥타일(상표명) 시멘트, 고강도 그라우트나 닥타일 시멘트가 혼합된 발포수지 등이며, 이형 철근(10)과 보강관(20)을 일체화하여 이형 철근(10)의 휨응력을 높여주는 동시에 보강관(20)까지 제거하여 장래의 네일시공에 재활용할 수 있게 하는 것이다.

보호관(40)은 나선형 보강관(30)을 삽입하여 보호하고 이형 철근(10)의 종,횡리브(11,12)를 대신하여 그라우트에 대한 마찰력을 발휘하도록 설계된 합성수지관으로서, 그 치형과 피치는 나선형 보강관(20)의 나사식 결합과 나사식 빼기가 가능하도록 설정한다.

캡(50)은 보강관(20) 내에서 이형 철근(10)이 동심선상에 위치하도록 지지하고, 충전재(30)를 충전할 때 보강관(20)의 선단으로 충전재의 외부 누출을 방지하며 그라우팅시에는 보강관(20)의 선단으로 그라우트재가 유입되지 못하게 차단하는 나사봉의 일부(1∼2피치 정도)를 취한 형태로서, 내면의 중심에는 이형 철근(10)의 선단을 꽂는 철근공(51)이, 그리고 외면중심에는 캡(50)을 체결할 때나 해체할 때 엘렌치 등의 전용공구용 공구홈(52)이 형성되어 있다.

도면부호 (60)은 보강관(20)과 보호관(40)의 선단틈으로 그라우트와 지하수가 침투하지 못하게 차단하고 이형 철근(10)과 보강관(20) 및 충전재(30)가 제거될 때 보호관(40)이 이들을 따라 돌지 못하게 막는 대그라우트용 앵커역할도 겸한 것으로서 다각형판과 같이 그라우트에 대한 주면마찰력이 큰 선단막이, (70)은 보강관(20) 내에서 이형 철근(10)의 중심을 유지하는 스페이서, (80)은 충전재용 주입호스를 표시한다.

조립순서는 다음과 같다. 이형 철근(10)의 선단에 캡(50)이 결합된 경우에는 보강관(20)의 선단으로 스페이서(70)를 끼운 이형 철근(10)의 후단쪽부터 삽입하고 보강관(20)의 선단에 캡(50)을 체결한다. 이형 철근(10)과 캡(50)이 분리된 경우에는 보강관(20)의 선단에 캡(50)을 체결하고 스페이서(70)가 장착된 이형 철근(10)의 선단쪽부터 보강관(20)의 후단으로 삽입한 다음에 철근공(51)에 이형 철근(10)의 선단을 맞춰 끼운다. 어느 경우든 이형 철근(10)은 후단이 보강관(20)의 후단으로 일정 부분 노출되도록 하여 그 후단을 제거용 공구에 물려 역나선방향으로 틀기 쉽게 하는 것이 제거적입이 수월하다.

주입호스(80)는 스페이서(70)를 장착할 때 함께 하거나 보강관(20)에 이형 철근(10)을 삽입한 후에 스페이서(70)를 관통하여 보강관(20)의 선단 부근에 이르도록 삽입한다. 주입호스(80)로 충전재(30)를 주입한다. 충전재(30)는 그라우트를 통해 전달되는 토압이 이형 철근(10)에 전달되도록 중계하는 역할을 하는데, 고강도가 강점인 닥타일 시멘트(압축강도 1600㎏㎠ 이상) 등으로 이형 철근(10)과 보강관(20)을 결속시키면 같은 굵기의 이형 철근만 사용할 때보다 인장력과 전단력이 월등한 네일장치를 제공할 수있다.

충전재(30)는 보강관(20)의 후단까지 충전하는 것이 원칙이며, 주입호스(80)는 충전속도에 맞춰 차츰차츰 인출하다가 충전 완료 후에 제거한다. 충전재(30)가 양생된 후 보강관(20)에 보호관(40)을 체결한다. 이때, 보강관(20)의 겉에 무해성 윤활제를 도포하여 이물질의 유입방지와 보호관의 원활한 체결 및 나사식 빼기를 도모할 수도 있다. 보호관(40)의 선단에 선단막이(60)를 씌우면 본 고안의 네일장치가 완성된다.

도 3에서, 보호관(40)에 스페이서(b)를 장착하여 지반에 천공된 네일공(a)에 설치하고, 네일장치가 점유하고 남은 네일공(a)의 여백에 그라우트(c)를 주입하여 양생시킨 다음에 숏크리트면(d)의 겉으로 드러난 보강관(20)의 후단에 지압판을 끼우고 너트(e)를 체결하여 정착한다.

이렇게 시공하면 본 고안의 제거형 네일장치에서 보강관(20)과 보호관(40) 내에 이형 철근(10)이 존재함에 따라 그 고유의 마찰력이 그라우트에 직접적으로 작용하지 않지만 충전재(30)와 나선형 보강관(20) 및 나선형 보호관(40)을 통하여 간접적으로 영향을 미치고 실질적으로는 보호관(40)이 그 마찰력을 대신 발휘하는 형식의 이 제거형 네일장치는 지반 보강공사가 마무리될 때까지 기존의 이형 철근제 네일과 같은 임무를 수행한다.

지반 붕괴 우려가 없다고 판단되어 네일장치를 제거할 시에는 파이프렌치나 전용공구를 이형 철근(10)의 후단에 물리고 나사가 풀리는 방향으로 돌린다. 그 때의 힘은 충전재(30)를 거쳐 보강관(20)에 전달되어 보호관(40)에 빠져나오게 된다. 캡(50)도 덩달아 제거된다. 그러나 보호관(40)은 그라우트(c) 내에서 앵커 역할을 하는 선단막이(60) 때문에 따라나오지 못하고 잔류한다. 그라우트내 잔류 보호관(40) 속에 그라우팅하여 오염된 지표수 등이 지하로 스며들지 못하도록 폐공시키는 것은 이 분야에서는 오래된 관행이다.

도 4와 도 5는 보강관(20)에 단면적이 작은 복수의 이형 철근(10)을 삽입하고 도 1,2와 같은 요령에 준하여 조립한 세(細)이형 철근 내장형 네일장치를 예시한 것으로, 동일 규격의 보강관(20)과 보호관(40)에 표준형에 비해 가느다란 이형 철근(10)의 개체수가 많다보니 여러 가닥의 철근을 사용한 콘크리트와 같은 양상의 네일장치화할 수 있다. 이러한 변경실시예는 기존의 이형 철근을 복수로 채택하고 그에 맞춰 보강관(20)과 보호관(40)의 관경을 넓힐 때에도 원용할 수 있다.

이상 설명한대로 본 고안의 소일네일 공법용 제거형 네일장치는 보강관과 보호관이라는 2개의 나선형 튜브에 이형 철근이 삽입된 상태이지만 충전재를 통하여 이형 철근과 보강관이 일체화됨에 따라 그라우트에 대한 보호관의 마찰력이 이형 철근에까지 이어짐으로써 결국 이형 철근에 의한 마찰력 발휘에는 조금도 변함이 없다.

또, 보강관과 충전재는 이형 철근과 동일체를 이뤘기 때문에 제거 후 재사용이 가능함에 따라 보강관과 충전재의 보충비용만큼 경제적인 실익이 크고, 고강도 충전재는 같은 굵기의 이형 철근만 사용한 네일장치보다 인장력과 전단력이 우수하다.

또한, 이형 철근에 일체화된 나선형 보강관은 그라우트에 고정되는 나선형 보호관으로부터 용이하게 제거할 수 있다.

Claims (2)

1. 선단에 밀폐용 캡이 체결된 나선형 보강관에 이형 철근을 삽입하여 중심이 유지되도록 하고, 상기 보강관과 이형 철근 사이의 공간에 고강도 충전재를 주입하여 양생시키며, 상기 보강관에 나선형 보호관을 씌운 것을 특징으로 하는 소일네일공법용 제거형 네일장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 충전재는 닥타일 시멘트, 고강도 그라우트, 고강도 그라우트나 닥타일 시멘트가 혼합된 발포수지 중의 어느 1종으로 하는 소일네일공법용 제거형 네일장치.