KR200492647Y1 - 소일 네일링 공법용 강재 연결구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일단으로부터 정해진 깊이까지는 내주면에 암나사가 형성되어 있는 철근 체결부를 구비하고, 상기 철근 체결부에서 연장된 안쪽에는 캡 삽입홀을 구비하고, 타단으로부터 정해진 깊이까지는 강연선을 삽입할 수 있고 상기 캡 삽입홀에 비해 구경이 작은 강연선 삽입홀을 구비하고, 상기 강연선 삽입홀과 상기 캡 삽입홀 사이에는 이들과 연통하고 상기 강연선 삽입홀 쪽으로 가면서 점차 내경이 감소하는 테이퍼부를 구비한 일체형 하우징; 상기 테이퍼부에 끼워져서 강연선을 클램핑하여 고정하는 웨지부; 상기 캡 삽입홀에 삽입되어 상기 강연선의 끝부분을 캡핑하는 캡 부재; 및 상기 철근 체결부의 상기 암나사에 대응하는 수나사가 외주면에 형성되어 있고, 적어도 둘 이상의 조각으로 분할되고 철근의 원주방향 리브와 결합 가능한 리브홈이 내주면에 형성되어 철근의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 철근 체결부에 나사결합되어 철근을 고정하는 편체 부재;를 포함하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구를 개시한다.

Description

소일 네일링 공법용 강재 연결구{JOINT OF STEEL MATERIALS FOR NAILING METHOD}

본 고안은 소일 네일링 공법용 강재 연결구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소일 네일링 공법(Soil nailing mehtod)에 적용되어 강연선과 철근을 서로 연결하는 용도로 사용되는 소일 네일링 공법용 강연선 연결구에 관한 것이다.

일반적으로, 대규모 토지조성, 도로공사, 철도공사 등과 같은 공사를 위해 사면을 인위적으로 절개하는 경우 또는 붕괴 위험이 있는 자연 사면을 보강하기 위해서 다양한 사면 보강 공법들이 사용되고 있다.

사면 보강 공법의 대표적인 예로는 소일 네일링 공법을 들 수가 있다. 소일 네일링 공법은 보강재를 지반에 정착시킨 후 프리캐스트 패널을 사면에 배치하여 보강재와 연결하고, 가압 그라우팅 등으로 뒤채움을 실시하여 지반을 보강하는 공정을 포함한다.

보강재의 정착 공정은, 예컨대 프리캐스트 패널의 중심부에 마련된 관통홀을 통과하도록 굴착기의 천공기구를 통과시켜 사면에 대하여 수직으로 보강재 삽입용 천공홀을 굴착하고, 보강재를 상기 보강재 삽입용 천공홀에 삽입한 상태에서 천공홀 내부에 대하여 가압 그라우팅을 실시하여 보강 그라우트재를 주입하고 보강재를 정착시킴으로써 지반과 일체화된 보강 구조를 형성한다.

보강재로는 강연선이나 철근을 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 강연선과 철근을 연결구를 이용해 서로 연결하여 사용하기도 한다. 특히, 바위나 암반 사면에 대한 보강에 사용되는 락볼트 공법에서는 강연선과 철근을 연결한 락볼트를 널리 사용한다.

도 1에는 종래기술에 따른 락볼트의 설치 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 도면에 나타난 바와 같이 철근(1)과 강연선(2)이 연결구(5)에 의해 서로 연결되어 구멍(4) 내부에 삽입된 상태에서 구멍(4)은 그라우트재로 채워지고, 암반 사면(3)의 구멍(4) 밖으로 노출된 강연선(2)의 노출부는 헤드부(6)에 체결되어 고정된다.

이와 관련하여 특허문헌 1에는, 암반 사면에 형성된 구멍이 암반 사면에 대해 수직하지 않더라도, 강연선을 암반 사면에 수직하게 구부려서 지압판을 포함하는 헤드부에 설치함으로써 들뜬 부분이 없이 암반 사면에 밀착되게 체결할 수 있는 락볼트가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는 철근을 물어 고정하는 웨지를 구비하여 철근과 강연선을 서로 연결하는 연결구가 개시되어 있다.

그러나, 철근과 강연선을 서로 연결하는 종래의 강재 연결구는 내부 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 제1 블록과 제2 블록이 커플러에 의해 서로 연결되는 분리형으로 구성됨으로 인해 내구성이 좋지 않아 철근과 강연선 간에 지속적으로 강한 인장력이 가해질 경우 연결구가 파손될 수 있는 취약점이 있다.

또한, 종래의 강재 연결구는 철근과 강연선 각각에 대하여 웨지 부품을 구비해야 하므로 부품비용이 많이 소요되는 단점이 있어 이에 대한 개선이 요구된다.

특허문헌 1: 한국 등록특허공보 제10-0865526호

본 고안은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 강연선과 철근을 서로 연결하기 위한 구성을 간소화할 수 있고 본체 하우징이 단일체로 이루어질 수 있는 구조를 가진 소일 네일링 공법용 강연선 연결구를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 소일 네일링 공법에 적용되어 철근과 강연선을 서로 연결하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구에 있어서, 일단으로부터 정해진 깊이까지는 내주면에 암나사가 형성되어 있는 철근 체결부를 구비하고, 상기 철근 체결부에서 연장된 안쪽에는 캡 삽입홀을 구비하고, 타단으로부터 정해진 깊이까지는 강연선을 삽입할 수 있고 상기 캡 삽입홀에 비해 구경이 작은 강연선 삽입홀을 구비하고, 상기 강연선 삽입홀과 상기 캡 삽입홀 사이에는 이들과 연통하고 상기 강연선 삽입홀 쪽으로 가면서 점차 내경이 감소하는 테이퍼부를 구비한 일체형 하우징; 상기 테이퍼부에 끼워져서 강연선을 클램핑하여 고정하는 웨지부; 상기 캡 삽입홀에 삽입되어 상기 강연선의 끝부분을 캡핑하는 캡 부재; 및 상기 철근 체결부의 상기 암나사에 대응하는 수나사가 외주면에 형성되어 있고, 적어도 둘 이상의 조각으로 분할되고 철근의 원주방향 리브와 결합 가능한 리브홈이 내주면에 형성되어 철근의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 철근 체결부에 나사결합되어 철근을 고정하는 편체 부재;를 포함하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구를 제공한다.

상기 캡 부재는 상기 철근 체결부를 통해 삽입 가능하게 상기 철근 체결부의 구경에 비해 외경이 작고 일면이 폐쇄되어 있는 원통 형태로 이루어질 수 있다.

상기 웨지부는 균등하게 분할된 복수개의 분할편들로 이루어지고, 상기 분할편들은 상기 웨지부의 한쪽 단부에 끼워진 제1 탄성링에 의해 서로 연결될 수 있다.

상기 편체 부재의 외주면 일부에는 둘레 방향으로 홈이 형성되어 있고, 상기 홈에 끼워지는 제2 탄성링을 구비할 수 있다.

본 고안에 따르면 일체형 하우징 내에 단일의 웨지 부품을 배치할 수 있으므로 연결구의 구조를 간소화할 수 있고, 강연선과 철근을 신속하고 간편하게 서로 연결할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 고안을 적용할 경우 소일 네일링 시공 공정 효율을 높일 수 있고 자재비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 락볼트 공법의 강재 연결구 설치 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 소일 네일링 공법용 강재 연결구의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 결합 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 소일 네일링 공법용 강재 연결구의 조립 과정을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 소일 네일링 공법용 강재 연결구의 구성을 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 결합 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 소일 네일링 공법용 강재 연결구는 양편에 각각 철근 체결부(101)와 강연선 삽입홀(103)을 구비한 일체형 하우징(100)과, 일체형 하우징(100) 내에 배치되어 강연선(2)을 클램핑하는 웨지부(110)와, 철근 체결부(101)에 나사결합되어 철근(1)을 고정하는 편체 부재(130)를 포함한다.

일체형 하우징(100)은 철강 소재에 의해 성형된 단일 부품으로서, 바람직하게 원통 형태로 구성된다. 이해를 도모하기 위해 도 2에서 일체형 하우징(100)은 일부 절개 사시도로 도시하였다.

일체형 하우징(100)은 일단으로부터 정해진 깊이까지는 내주면에 암나사(102)가 형성되어 있는 철근 체결부(101)를 구비한다. 철근 체결부(101)에는 통상의 철근(1)이 삽입될 수 있는 구경으로 형성되고, 내주면에는 암나사(102)가 형성되어 있다.

철근 체결부(101)에서 연장된 안쪽에는 철근 체결부(101)와 연통하는 캡 삽입홀(105)이 형성되어 있다.

또한, 일체형 하우징(100)은 타단으로부터 정해진 깊이까지는 강연선(2)의 노출부(이하, '강연선(2)'으로 지칭함)를 삽입할 수 있는 강연선 삽입홀(103)을 구비한다. 강연선 삽입홀(103)의 안쪽에는 전술한 캡 삽입홀(105)이 위치하여 서로 연통한다.

강연선(2)은 여러가닥의 소선들이 서로 꼬여서 형성된 것으로서, 철근(1)과는 달리 유연성을 가지는 강재이다.

강연선 삽입홀(103)과 캡 삽입홀(105) 사이에는 이들과 연통하고 강연선 삽입홀(103) 쪽으로 가면서 점차 내경이 감소하는 경사면으로 이루어진 테이퍼부(104)가 위치한다. 테이퍼부(104)의 내주면은 둘레방향으로 라운드 형상으로 이루어져 있다.

웨지부(110)는 복수개의 균등한 분할편들이 조합되어 실질적으로 원뿔과 유사한 형상으로 형성되고 외주면에는 테이퍼부(104)에 대응하여 경사면이 형성되어 있다. 또한, 웨지부(110)의 외주면은 둘레방향으로 라운드 형상으로 이루어져 있다.

웨지부(110)의 외주면 일부에는 웨지부(110)의 둘레를 따라 원형의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에 제1 탄성링(111)이 끼워져서 복수개의 분할편들을 서로 연결된 상태가 되도록 한다. 웨지부(110)는 분할편들 사이로 삽입된 강연선(2)을 클램핑한 상태에서 철근 체결부(101)를 통과하여 테이퍼부(104)에 끼워져서 강연선(2)을 고정한다.

캡 부재(120)는 철근 체결부(101)를 통과하여 캡 삽입홀(105)에 삽입되어 강연선(2)의 끝부분을 캡핑한다. 이를 위해, 캡 부재(120)는 철근 체결부(101)를 통해 삽입 가능하게 철근 체결부(101)의 구경에 비해 외경이 작고 후면이 폐쇄된 구조를 가진 원통 형태로 이루어진다. 그리고, 캡 부재(120)의 외측면에는 나사산이 형성되지 않도록 평평한 면으로 형성된다.

강연선(2)에 대한 안정적인 캡핑 작용을 위해 캡 부재(120)의 내경은 강연선(2)의 외경에 비해 크게 설정된다. 이에 따라, 캡 부재(120)의 수용공간에는 웨지부(110)의 분할편들 사이의 중심을 통과하여 외부로 노출된 강연선(2)의 단부가 수용된다.

편체 부재(130)는 철근(1)을 감싼 상태에서 철근 체결부(101)에 나사결합되어 철근(1)을 일체형 하우징(100)에 고정한다. 편체 부재(130)는 철근 체결부(101)의 암나사(102)에 대응하는 수나사(131)가 외주면에 형성되어 있고, 적어도 둘 이상의 조각으로 분할된 분할편들로 이루어진다. 편체 부재(130)는 철근(1)의 원주방향으로 형성된 리브(1a)와 결합 가능한 리브홈(132)을 내주면에 구비하여 철근(1)의 외주면과 밀착 결합할 수 있다.

편체 부재(130)의 외주면 일부에는 편체 부재(130)의 둘레를 따라 원형의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에 제2 탄성링(133)이 끼워져서 복수개의 분할편들을 서로 연결된 상태가 되도록 한다.

도 4 내지 도 7에는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 소일 네일링 공법용 강재 연결구의 조립 과정이 도시되어 있다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 일체형 하우징(100)의 내부에 보강 대상 사면의 구멍 밖으로 노출된 강연선(2)을 삽입한다. 이때, 강연선(2)은 일체형 하우징(100)의 일단으로부터 정해진 깊이까지 형성된 강연선 삽입홀(103)을 통해 삽입하여 일체형 하우징(100)을 관통시킨다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이 강연선(2)의 끝부분을 웨지부(110)의 분할편들 중심에 삽입하여 통과시키고, 강연선(2)을 삽입 방향의 반대 방향으로 다시 잡아 당겨서 웨지부(110)를 일체형 하우징(100)의 테이퍼부(104)에 배치한다. 이때, 강연선(2)은 웨지부(110)에 의해 클램핑된 상태에서 당겨지므로 실질적으로 일체형 하우징(100)에 견고히 연결된다.

웨지부(110)를 배치한 후에는 도 6에 도시된 바와 같이 철근 체결부(101)를 통과하도록 캡 부재(120)를 삽입하여 강연선(2)의 끝부분을 캡핑하도록 배치한다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이 철근(1)이 결합된 편체 부재(130)를 철근 체결부(101)에 나사결합하여 철근(1)을 일체형 하우징(100)에 연결하면 조립이 완료된다. 이때, 철근(1)의 끝부분이 강연선(20)으로부터 이격되어 캡 부재(120)의 외측 단부와 접촉할 경우에는 캡 부재(120)를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 강재 연결구는 일체형 하우징(100) 내에서 강연선(2)에 대해서는 단일 부품의 웨지부(110)를 이용해 일체형 하우징(100)의 일편에 있는 테이퍼부(104)에 고정하고, 철근(1)은 나사결합으로 일체형 하우징(100)의 타편에 있는 철근 체결부(101)에 고정함으로써 강연선(2)과 철근(1)을 신속하고 간편하게 서로 연결할 수 있는 현저한 효과를 가진다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1: 철근 2: 강연선
100: 일체형 하우징 101: 철근 체결부
102: 암나사 103: 강연선 삽입홀
104: 테이퍼부 105: 캡 삽입홀
110: 웨지부 111: 제1 탄성링
120: 캡 부재 130: 편체 부재
131: 수나사 132: 리브홈
133: 제2 탄성링

Claims (4)

1. 소일 네일링 공법에 적용되어 철근과 강연선을 서로 연결하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구에 있어서,
   일단으로부터 정해진 깊이까지는 내주면에 암나사가 형성되어 있는 철근 체결부를 구비하고, 상기 철근 체결부에서 연장된 안쪽에는 캡 삽입홀을 구비하고, 타단으로부터 정해진 깊이까지는 강연선을 삽입할 수 있고 상기 캡 삽입홀에 비해 구경이 작은 강연선 삽입홀을 구비하고, 상기 강연선 삽입홀과 상기 캡 삽입홀 사이에는 이들과 연통하고 상기 강연선 삽입홀 쪽으로 가면서 점차 내경이 감소하는 테이퍼부를 구비한 일체형 하우징;
   상기 테이퍼부에 끼워져서 강연선을 클램핑하여 고정하는 웨지부;
   상기 캡 삽입홀에 삽입되어 상기 강연선의 끝부분을 캡핑하는 캡 부재; 및
   상기 철근 체결부의 상기 암나사에 대응하는 수나사가 외주면에 형성되어 있고, 적어도 둘 이상의 조각으로 분할되고 철근의 원주방향 리브와 결합 가능한 리브홈이 내주면에 형성되어 철근의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 철근 체결부에 나사결합되어 철근을 고정하는 편체 부재;를 포함하고,
   상기 캡 부재는 상기 철근 체결부를 통해 삽입 가능하게 상기 철근 체결부의 구경에 비해 외경이 작고, 캡 삽입홀에 삽입되어 강연선의 끝부분을 캡핑하도록 일면이 폐쇄되어 있는 원통 형태로 이루어지며,
   상기 캡 부재를 보다 안정적으로 지지할 수 있도록, 상기 철근의 끝부분이 상기 강연선으로부터 이격되어 상기 캡 부재의 외측 단부와 접촉되고,
   상기 캡 부재의 외측면에는 나사산이 형성되지 않도록 평평한 면으로 형성된 것을 특징을 하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 웨지부는 균등하게 분할된 복수개의 분할편들로 이루어지고,
   상기 분할편들은 상기 웨지부의 한쪽 단부에 끼워진 제1 탄성링에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구.
4. 제3항에 있어서,
   상기 편체 부재의 외주면 일부에는 둘레 방향으로 홈이 형성되어 있고,
   상기 홈에 끼워지는 제2 탄성링을 구비한 것을 특징으로 하는 소일 네일링 공법용 강재 연결구.

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