KR20050030095A - Pressure-type grouting apparatus for reinforcing the ground and hybrid-type nailing method by pressurized using the apparatus - Google Patents

Pressure-type grouting apparatus for reinforcing the ground and hybrid-type nailing method by pressurized using the apparatus Download PDF

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KR20050030095A
KR20050030095A KR1020040028464A KR20040028464A KR20050030095A KR 20050030095 A KR20050030095 A KR 20050030095A KR 1020040028464 A KR1020040028464 A KR 1020040028464A KR 20040028464 A KR20040028464 A KR 20040028464A KR 20050030095 A KR20050030095 A KR 20050030095A
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Abstract

A pressure grouting apparatus for reinforcing a ground and a hybrid nailing method by injecting pressure are provided to reinforce the ground efficiently by injecting cement milk and cement mortar to a bore and the ground through an injection pipe, and to distribute load evenly by increasing compression strength. A bore is perforated horizontally and inclined on a ground in excavating a tunnel, or a slope in a hybrid nailing method. A reinforcement injection pipe(120) and a sealing hose(130) are installed to the bore of the ground. Plural filler discharge penetration holes(120h) are formed in the reinforcement injection pipe, and cement mortar or a sealing agent adjusting gel time is charged in the bore by the sealing hose. A one-way valve or a rubber sleeve is installed to the filler discharge penetration hole to restrict filler from being streamed back or foreign matters from being infiltrated into the pipe. The bore is sealed by an acceleration expansion agent(140), and a nipple(150) is installed around an inlet of the reinforcement injection pipe.

Description

지반보강을 위한 압력식 그라우팅 장치 및 이를 이용한 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법{Pressure-type grouting apparatus for reinforcing the ground and hybrid-type nailing method by pressurized using the apparatus} Pressure-type grouting apparatus for reinforcing the ground and hybrid-type nailing method by pressurized using the apparatus
본 발명은 지반보강을 위한 압력식 그라우팅 장치 및 이를 이용한 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법에 관한 것으로서, 특히 급결성 팽창재로 천공홀 입구부를 완전히 밀폐시킨 상태에서 다수의 주입홀이 방사상으로 형성되어 있는 강관, 토목구조용 FRP관, PVC 파이프, 이형 철근 및 엑셀 파이프 등를 이용하여 시멘트 모르타르 및 시멘트 밀크를 압력식으로 천공홀과 천공시 이완된 천공홀 주변의 지반을 밀실하게 충전시킴으로써 지반보강 효과를 극대화할 수 있는 지반보강을 위한 압력식 그라우팅 장치 및 이를 이용한 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure grouting device for ground reinforcement and a hybrid nailing method by pressure injection using the same, and in particular, a plurality of injection holes are radially formed in a state in which the inlet hole is completely closed with a quick expanding material. The cement reinforcement effect is maximized by filling cement mortar and cement milk tightly through the perforated hole and the perforated hole at the time of drilling by using steel pipe, FRP pipe, PVC pipe, deformed rebar and Excel pipe. The present invention relates to a pressure grouting device for ground reinforcement and a hybrid nailing method by pressure injection using the same.
일반적으로, 사면 안정공으로 유럽 및 미국지역에서 가장 널리 이용되는 쏘일 네일링(Soil Nailing) 공법은 천공, 이형 철근의 설치, 시멘트 밀크의 채움, 숏크리트 타설, 굴착 등의 순서로 이루어지는 지반 보강 공법으로서 기본적인 설계 개념은 이형 철근에 보강된 영역의 토괴가 마치 일체화된 옹벽과 같은 작용을 한다는 것에 의해 보강토 벽체가 가정할 수 있는 어떠한 경사면에서도 안정을 유지한다고 하는 것이다.In general, the Soil Nailing method, which is widely used in Europe and the United States for slope stabilization, is a ground reinforcement method consisting of drilling, installation of deformed steel reinforcement, cement milk filling, shotcrete casting, and excavation. The design concept is that the torsion of the area reinforced to the deformed reinforcing bar acts like an integrated retaining wall, thereby maintaining stability on any slope that the reinforcement walls can assume.
이상과 같은 쏘일 네일 공법에 의한 시공에 있어서는 천공된 구멍에 이형 철근을 삽입하고, 무압으로 시멘트 밀크를 천공 구멍 내부로 중력식으로 채움 한다. 이후, 와이어 메쉬를 상기 벽면에 설치한 후 와이어 메쉬 위에 철근을 가로 및 세로로 배치한 다음, 네일에 체결되는 지압판 및 너트로 상기 철근을 압착 및 고정한 후 숏크리트를 타설 한다. 한편, 상기 그라우팅은 천공된 구멍의 내부를 완전히 충전하도록 하여야 하는데, 중력식 그라우팅을 적용하므로 고결 시간이 길고, 물/시멘트비(W/C ≒45%)에 의해 수축현상이 발생하여 3∼6차례 정도의 반복 그라우팅이 요구된다. 따라서, 시공성이 저하되는 문제점이 있다.In the construction by the above-described soil nail method, a release reinforcing bar is inserted into a perforated hole, and cement milk is filled into the perforated hole by gravity without pressure. Then, after installing the wire mesh on the wall surface and placed the reinforcing bars horizontally and vertically on the wire mesh, after pressing and fixing the reinforcing bars with a pressure plate and nut fastened to the nail is poured shotcrete. On the other hand, the grouting should be completely filled inside the perforated hole, because the gravity grouting is applied, the solidification time is long, the shrinkage phenomenon is caused by the water / cement ratio (W / C ≒ 45%) to about 3 to 6 times Iterative grouting of is required. Therefore, there exists a problem that workability falls.
본 발명은 이상과 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 급결성 팽창재로 천공홀 입구부를 완전히 밀폐시킨 상태에서 방사상으로 다수의 주입홀이 형성되어 있는 주입관(보강재 겸용 포함) 및 고압호스를 이용하여 1차로 시멘트 모르타르나 실링재를 천공홀 내부를 충전하고, 2차적으로 시멘트 밀크를 주입관의 입구나 주입관의 내부로부터 적정한 압력으로 천공홀과 천공시 이완된 천공홀 주변의 지반을 밀실하게 충전시킴으로써 보강 효과를 극대화하고 시공성을 한층 향상시킬 수 있는 지반보강을 위한 압력식 그라우팅 장치 및 이를 이용한 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention was created in order to solve the problems in the prior art as described above, the injection pipe (including the reinforcing material) is formed a plurality of injection holes radially in a state in which the inlet hole is completely closed with a quick expandable expansion material And filling the cement mortar or sealing material with the high pressure hose in the first hole, and secondly, the cement milk is filled with the perforated hole and the perforated hole relaxed at the proper pressure from the inlet of the injection pipe or the inside of the injection pipe. The purpose of the present invention is to provide a pressure-based grouting device for reinforcing the ground that can maximize the reinforcing effect and further improve the workability by filling the ground tightly, and a hybrid nailing method by pressure injection using the same.
본 발명은 터널, 사면 및 지반 굴착을 위한 지반보강을 목적으로 굴착면에 수평방향이나 상,하 경사방향으로 지반에 천공된 구멍에 다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 보강재 겸용 주입관과, 주입재의 밀실한 충전 정도를 확인하기 위하여 설치한 실링호스와, 급결성 팽창재로 상기 보강재 겸용 주입관 및 실링호스가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이까지 밀봉시켜 설치한 압력식 그라우팅 장치에 관한 것이다. The present invention is a reinforcement combined injection pipe formed with a plurality of through-holes for discharging the injection material in the hole drilled in the ground in the horizontal direction or the up and down slope direction for the purpose of reinforcing the ground for tunnels, slopes and ground excavation; The present invention relates to a pressure grouting device in which a sealing hose installed to check a tight filling degree of an injection material and a hole in which a perforated hole in which the reinforcing material combined injection pipe and the sealing hose are installed are sealed to a predetermined depth with a rapid expansion material.
상기의 장치를 이용한 본 발명의 제1실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법은, Hybrid nailing method by pressure injection according to the first embodiment of the present invention using the above device,
터널, 사면 및 지반 굴착을 위한 지반보강을 목적으로, 수평방향이나 상, 하 경사방향으로 지반에 구멍을 천공하는 단계;Drilling holes in the ground in a horizontal direction, or in an up and down slope direction for the purpose of reinforcing the ground for tunnels, slopes and ground excavation;
상기 천공된 구멍에 (1)다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 기존의 강관이나 토목구조용 FRP관으로 구성되는 보강재 겸용 주입관, (2)다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 PE파이프 또는 PVC파이프로 구성되는 별도의 주입관, (3)이형철근 또는 봉(Rod)형태의 별도의 보강재, (4)실링호스(시멘트 모르타르 또는 실링재 주입용)의 구성요소 중에서 (1)+(4), (2)+(3)+(4), (2)+(4), (3)+(4)의 결합형태로 설치하는 단계;(1) reinforcement combined injection pipes consisting of existing steel pipes or FRP pipes for civil engineering structures having a plurality of injection material discharge through holes formed in the perforated holes, (2) PE pipes having a plurality of injection material discharge through holes formed therein; (1) + (4) of separate inlet tubes consisting of PVC pipes, (3) separate reinforcement in the form of deformed rebar or rods, and (4) sealing hoses (for injection of cement mortar or sealant). (2) + (3) + (4), (2) + (4), (3) + (4) in the form of a combination;
급결성 팽창재로 상기 보강재, 주입관 및 실링호스가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이까지 밀봉시키는 단계; 및Sealing a perforated hole in which the reinforcement, the injection pipe, and the sealing hose are installed to a predetermined depth with a quick expandable material; And
상기 실링호스를 통한 시멘트 모르타르나 겔 타임(Gel Time)이 조절된 실링재를 압력식 또는 중력식 채움 방식으로 천공홀 내부를 충전하는 단계;Filling the inside of the drilling hole by a pressure or gravity filling method of the cement mortar or gel time-controlled sealing material through the sealing hose;
상기 보강재 겸용 주입관, PE파이프 또는 PVC파이프를 통해 시멘트 밀크를 소정의 압력으로 니쁠 장치를 이용한 1회 주입 또는 주입용 패커(Packer)를 이용한 다단(Multi-Step) 주입으로 천공홀 내부 및 천공홀 주변부의 이완된 지반의 공극 또는 불연속면 사이를 밀실하게 충전하는 단계를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다. Through the reinforcement material injection tube, PE pipe or PVC pipe, the cement milk at a predetermined pressure or a single injection using a nipple device or a multi-step injection using a packer for injection. It is characterized in that it comprises the step of tightly filling between the voids or discontinuous surfaces of the relaxed ground of the periphery.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법은,In addition, the hybrid nailing method by pressure injection according to the second embodiment of the present invention in order to achieve the above object,
터널, 사면 절개지 및 지하 굴착 등에 있어서, 수평방향이나 상,하 경사방향으로 지반에 구멍을 천공하는 단계;In tunnels, slope cutouts and underground excavation, drilling a hole in the ground in the horizontal direction, the up and down inclined direction;
상기 천공된 구멍에 다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 PVC파이프, 엑셀 파이프 등으로 구성되는 주입관, 이형철근 및 FRP 롯드 등으로 구성되는 별도의 보강재 및 실링호스를 설치하는 단계;Installing a separate reinforcement and sealing hose composed of an injection pipe, a deformed steel reinforcing bar, and an FRP rod, etc., including a PVC pipe, an Excel pipe, etc., in which a plurality of injection material discharge through holes are formed in the perforated hole;
급결성 팽창재로 상기 주입관, 보강재 및 실링호스가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이까지 밀봉시키는 단계; 및Sealing the inlet of the drilled hole in which the injection pipe, the reinforcement and the sealing hose are installed to a predetermined depth with a quick expandable material; And
상기 실링호스를 통해 시멘트 모르타르나 겔 타임이 조절된 실링재를 천공 홀 내부를 밀실하게 충전하는 단계;Filling the inside of the drilling hole with a sealing material of cement mortar or gel time controlled through the sealing hose;
상기 주입관을 통해 시멘트 밀크를 추가로 압력에 의한 1회 또는 다단 주입하여 천공홀 내부 및 천공홀 주변부의 이완된 지반이나 공극 또는 불연속면 사이를 밀실하게 충전하는 단계를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a step of filling the cement milk through the injection tube once or multistage additionally by pressure between the loose ground or the void or discontinuous surface of the perforated hole and the periphery of the perforated hole have.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법은,In addition, in order to achieve the above object, the hybrid nailing method by pressure injection according to the third embodiment of the present invention,
터널, 사면 절개지 및 지하 굴착 등에 있어서, 수평방향이나 상,하 경사방향으로 지반에 구멍을 천공하는 단계;In tunnels, slope cutouts and underground excavation, drilling a hole in the ground in the horizontal direction, the up and down inclined direction;
상기 천공된 구멍에 다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 PVC파이프, 엑셀 파이프 등으로 구성되는 주입관, 이형철근, FRP 롯드 등으로 구성되는 별도의 보강재를 설치하는 단계;Installing a separate reinforcement member including an injection tube, a deformed steel reinforcing bar, and an FRP rod formed of a PVC pipe, an Excel pipe, etc., in which a plurality of injection material discharge through holes are formed in the perforated hole;
급결성 팽창재로 상기 주입관과 보강재가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이까지 밀봉시키는 단계; 및Sealing the inlet hole with the injection tube and the reinforcement to a predetermined depth with a quick expandable material; And
상기 주입관의 입구에 설치되는 니쁠 장치에 의해 시멘트 모르타르나 실링재를 소정의 압력으로 주입하여 천공홀 내부 및 천공홀 주변부의 이완된 지반의 공극 또는 불연속면 사이를 밀실하게 충전하는 단계를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.Injecting the cement mortar or sealing material at a predetermined pressure by a nipple device installed at the inlet of the injection pipe to tightly fill the gap between the space or the discontinuous surface of the loose ground in the perforated hole and the periphery of the perforated hole Has its features.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법의 제1 실시 예에 의한 지반 보강 그라우팅 공법을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a ground reinforcing grouting method according to a first embodiment of the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법에 따라, 먼저 터널, 사면 절개지 및 지하 굴착 등에 있어서, 수평방향이나 상,하 경사방향으로 지반(110)에 구멍(110h)을 천공하게 된다.Referring to Figure 1, according to the hybrid nailing method by the pressure injection according to the first embodiment of the present invention, first in the tunnel, slope incision and underground excavation, the ground 110 in the horizontal direction or the up and down slope direction The hole 110h is drilled into the hole.
그런 후, 그 천공된 구멍(110h)에 다수의 주입재 토출용 관통공(120h)이 형성되어 있는 보강재 겸용 주입관(120)과 시멘트 모르타르 또는 겔 타임이 조절된 실링재를 천공 홀에 밀실하게 충전하기 위한 실링호스(130)를 설치한다. 여기서, 상기 보강재 겸용 주입관(120)으로는 강관 또는 토목구조용 FRP(fiberglass reinforced plastics) 파이프가 사용될 수 있다. 그리고, 바람직하게는 주입관(120)에 형성되어 있는 다수의 주입재 토출용 관통공(120h)에는 일방향 밸브나 고무 슬리브를 각각 설치한다. 이는 주입관(120)을 통해 주입재를 압력으로 주입할 시 주입재가 역류되는 것을 방지함과 아울러 주입관(120)을 천공홀(110h)의 내부에설치시 이물질이 관 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. Thereafter, the perforated hole 110h has a plurality of injection material discharge through-holes 120h formed therein, and the cement mortar or the sealing time of the gel time-controlled sealing material is tightly filled in the perforated hole. Install a sealing hose 130 for. Here, as the reinforcing material combined injection pipe 120, a steel pipe or a fiberglass reinforced plastics (FRP) pipe for civil engineering may be used. Preferably, the one-way valve and the rubber sleeve are respectively provided in the plurality of injection material discharge through holes 120h formed in the injection pipe 120. This prevents the injection material from flowing backward when the injection material is injected through the injection pipe 120 under pressure, and also prevents foreign substances from entering the inside of the pipe when the injection pipe 120 is installed inside the drilling hole 110h. It is for.
이렇게 하여 보강재 겸용 주입관(120)과 실링호스(130)의 설치가 완료되면, 급결성 팽창재(140)로 상기 보강재 겸용 주입관(120) 및 실링호스(130)가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이(예를 들면, 천공홀 입구로부터 약 30cm 깊이)까지 밀봉시킨다. 여기서, 상기 급결성 팽창재(140)로는 CEROMAX CX-1(건설/토목용 화학제품의 하나로 초급결 방수제의 상표명임) 또는 발포성 우레탄과 동등한 효과가 발휘될 수 있는 제품이 사용될 수 있다. In this way, when the installation of the reinforcing material combined injection pipe 120 and the sealing hose 130 is completed, the drill hole entrance in which the reinforcing material combined injection pipe 120 and the sealing hose 130 is installed to the rapid expansion material 140 to a predetermined depth. (For example, about 30 cm deep from the opening of the drill hole). Here, the quick-expandable expander 140 may be a product that can exhibit an effect equivalent to CEROMAX CX-1 (a trademark of a super fastener waterproofing agent as one of construction / civil chemicals) or foamed urethane.
이상에 의해 천공홀 입구부위에 대한 밀봉 작업이 완료되면, 상기 실링호스를 이용하여 시멘트 모르타르 또는 겔 타임(Gel Time)이 조절된 실링재를 중력식 채움방식이나 적정의 압력에 의해 천공 홀 내부를 밀실하게 충전한다(실링 작업). 상기 실링 작업이 완료되면, 주입관(120)의 입구에는 니쁠(nipple)(150)을 설치하여 외부의 주입재 공급호스(미도시)와 견고하게 결합하여 시멘트 밀크를 압력으로 추가로 주입할 수 있으며, 천공 홀 주변지반의 공극 및 불연속면 사이의 작은 공간을 밀실하게 충전하기 위해서는 주입관 내부에 패커(Packer) 장치를 이용하여 2차로 시멘트 밀크(물/시멘트 비≒ 45%)를 추가로 주입할 수 있다.When the sealing operation for the inlet hole is completed by the above, the sealing material of the cement mortar or the gel time (Gel Time) is controlled using the sealing hose so that the inside of the hole is tightly closed by gravity filling method or proper pressure. Charge (sealing work). When the sealing operation is completed, the nipple (150) is installed at the inlet of the injection pipe 120, it is firmly combined with an external injection material supply hose (not shown) to further inject cement milk under pressure. In order to fill the small space between the void and discontinuous surface of the ground around the perforation hole, additional cement milk (45% of water / cement ratio) can be additionally injected by using the packer device inside the injection pipe. have.
도 2는 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법의 제2 실시예에 의한 지반 보강 그라우팅 공법을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a ground reinforcing grouting method according to a second embodiment of the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법은, 상기 제1실시예의 그라우팅 공법과 근본적으로 큰 차이는 없다. 다만, 상기 제1실시 예의 경우 주입관이 보강재를 겸하는 것에 반해, 이 제2실시예의 경우는 보강재를 별도로 설치한다는 점이 특징적으로 다름을 미리 밝혀둔다.Referring to FIG. 2, the hybrid nailing method by pressure injection according to the second embodiment of the present invention is not substantially different from the grouting method of the first embodiment. However, in the case of the first embodiment, while the injection pipe also serves as a reinforcing material, in the case of the second embodiment, it is noted that the characteristic difference is that the reinforcing material is separately installed.
본 발명의 제2실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법에 따라, 먼저 터널, 사면 및 지반 굴착을 위한 지반보강을 목적으로, 수평방향이나 상,하 경사방향으로 지반(210)에 구멍(210h)을 천공한다.According to the hybrid nailing method by pressure injection according to the second embodiment of the present invention, first, the hole in the ground 210 in the horizontal direction or the up and down slope direction for the purpose of reinforcing the ground for tunnels, slopes and ground excavation Punch 210h.
그런 다음, 그 천공된 구멍(210h)에 다수의 주입재 토출용 관통공(220h)이 형성되어 있는 주입관(220)과, 별도의 보강재(225) 및 실링호스(230)를 설치한다. 여기서, 상기 주입관(220)으로는 PVC파이프 또는 엑셀파이프 등이 사용될 수 있다. 그리고, 바람직하게는 주입관(220)에 형성되어 있는 다수의 주입재 토출용 관통공(220h)에는 일방향 밸브나 고무 슬리브를 각각 설치한다. 이는 주입관(220)을 통해 주입재를 주입할 시 주입재가 역류되는 것을 방지함과 아울러 주입관(220)을 천공홀(210h) 내부에 설치시 이물질이 관 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 보강재(225)로는 이형철근(D29)이나 FRP 롯드 등이 사용될 수 있다. Then, an injection pipe 220 having a plurality of injection hole discharge holes 220h formed in the perforated hole 210h, and a separate reinforcement 225 and a sealing hose 230 are installed. Here, the injection pipe 220 may be used, such as PVC pipe or Excel pipe. Preferably, a plurality of injection material discharge through holes 220h formed in the injection pipe 220 are provided with a one-way valve and a rubber sleeve, respectively. This is to prevent the injection material from flowing back when the injection material is injected through the injection pipe 220 and to prevent foreign substances from flowing into the pipe when the injection pipe 220 is installed inside the drilling hole 210h. As the reinforcing material 225, a deformed bar (D29) or an FRP rod may be used.
이렇게 하여, 주입관(220), 보강재(225) 및 실링호스(230)의 설치가 완료되면, 급결성 팽창재(240)로 상기 주입관(220), 보강재(225) 및 실링호스(230)가 설치된 천공홀(210h) 입구를 소정 깊이(예를 들면, 천공홀 입구로부터 약 30cm 깊이)까지 밀봉시킨다. 여기서, 상기 급결성 팽창재(240)로는 CEROMAX CX-1, SSA-C제 또는 발포성 우레탄이 사용될 수 있다.In this way, when the installation of the injection pipe 220, the reinforcing material 225 and the sealing hose 230 is completed, the injection pipe 220, the reinforcing material 225 and the sealing hose 230 to the rapid expansion expander 240 is The installed hole 210h is sealed to a predetermined depth (for example, about 30 cm deep from the hole of the hole). Here, the quick-expandable expander 240 may be used CEROMAX CX-1, SSA-C or foamed urethane.
이상에 의해 천공홀 입구부위에 대한 밀봉 작업이 완료되면, 상기 실링호스를 이용하여 시멘트 모르타르 또는 겔 타임(Gel Time)이 조절된 실링재를 중력식 채움방식이나 적정의 압력에 의해 천공 홀 내부를 밀실하게 충전한다(실링 작업). 상기 실링 작업이 완료되면, 주입관(120)의 입구에는 니쁠(nipple)(150)을 설치하여 외부의 주입재 공급호스(미도시)와 견고하게 결합하여 시멘트 밀크를 압력으로 추가로 주입할 수 있으며, 천공 홀 주변지반의 공극 및 불연속면 사이의 작은 공간을 밀실하게 충전하기 위해서는 주입관 내부에 패커(Packer) 장치를 이용하여 2차로 시멘트 밀크(물/시멘트 비≒ 45%)를 추가로 주입할 수 있다.When the sealing operation for the inlet hole is completed by the above, the sealing material of the cement mortar or the gel time (Gel Time) is controlled using the sealing hose so that the inside of the hole is tightly closed by gravity filling method or proper pressure. Charge (sealing work). When the sealing operation is completed, the nipple (150) is installed at the inlet of the injection pipe 120, it is firmly combined with an external injection material supply hose (not shown) to further inject cement milk under pressure. In order to fill the small space between the void and discontinuous surface of the ground around the perforation hole, additional cement milk (45% of water / cement ratio) can be additionally injected by using the packer device inside the injection pipe. have.
도 3은 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법의 제3 실시예에 의한 지반 보강 그라우팅 공법을 보여주는 도면이다. 3 is a view showing a ground reinforcing grouting method according to a third embodiment of the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법은, 상기 제1, 제2 실시예의 그라우팅 공법과 근본적으로 큰 차이는 없다. 다만, 상기 제2실시예의 주입관, 보강재 및 실링호스가 천공홀에 설치되는 것에 반해, 이 제3실시예의 경우는 실링호스를 설치하지 않고, 또한 주입용 관으로 PVC파이프 또는 엑셀 파이프 등을 사용한다는 점이 특징적으로 다름을 미리 밝혀둔다. Referring to FIG. 3, the hybrid nailing method by pressure injection according to the third embodiment of the present invention is not substantially different from the grouting method of the first and second embodiments. However, while the injection pipe, the reinforcing material and the sealing hose of the second embodiment are installed in the drilling hole, in the case of this third embodiment, the PVC pipe or the Excel pipe is used as the injection pipe without the sealing hose. The difference is that it is characteristic.
본 발명의 제3실시 예에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법에 따라, 먼저 터널, 사면 및 지반 굴착을 위한 지반보강을 목적으로, 수평방향이나 상,하 경사방향으로 지반(310)에 구멍(310h)을 천공한다.According to the hybrid nailing method by pressure injection according to the third embodiment of the present invention, first, a hole in the ground 310 in the horizontal direction or the up and down slope direction for the purpose of reinforcing the ground for tunneling, slopes and ground excavation Punch 310h.
그런 후, 상기 천공된 구멍(310h)에 다수의 주입재 토출용 관통공(320h)이 형성되어 주입관(320)과 별도의 보강재(325)를 설치한다. 여기서, 주입관(320)으로는 PVC파이프 또는 엑셀 파이프 등을 사용되며, 보강재(325)로는 이형철근(D29) 또는 FRP 롯드가 사용될 수 있다.Thereafter, a plurality of injection material discharge through holes 320h are formed in the perforated hole 310h to install an injection pipe 320 and a separate reinforcing material 325. Here, the injection pipe 320 may be used, such as PVC pipe or Excel pipe, the reinforcing material 325 may be used a deformed reinforcement (D29) or FRP rod.
이렇게 하여, 주입관(320) 및 보강재(325)의 설치가 완료되면, 급결성 팽창재(340)로 상기 주입관(320) 및 보강재(325)가 설치된 천공홀(310h) 입구를 소정 깊이(예를 들면, 천공홀 입구로부터 약 30cm 깊이)까지 밀봉시킨다. 여기서, 상기 급결성 팽창재(340)로는 CEROMAX CX-1, SSA-C제 또는 발포성 우레탄이 사용될 수 있다.In this way, when the installation of the injection pipe 320 and the reinforcing material 325 is completed, the entrance of the drilling hole (310h) in which the injection pipe 320 and the reinforcing material 325 is installed to the rapid expansion material 340 to a predetermined depth (eg For example, to a depth of about 30 cm from the hole opening. Here, the quick-expandable expander 340 may be used CEROMAX CX-1, SSA-C or foamed urethane.
이상에 의해 천공홀 입구부위에 대한 밀봉 작업이 완료되면, 상기 주입관 (320)을 통해 주입재를 소정의 압력으로 주입하여 천공홀 내부 및 천공홀 주변부의 이완된 지반이나 공극 또는 불연속면 사이를 밀실하게 충전한다. 이때, 주입 작업은 1차로 시멘트 모르타르를 주입하고, 느슨한 지반에서는 천공시 이완된 천공홀 주변의 작은 공간을 밀실하게 충전하기 위해 2차로 시멘트 밀크(물/시멘트 비≒ 45%)를 추가로 주입할 수 있다. When the sealing operation to the inlet portion of the drilling hole is completed by the above, the injection material is injected at a predetermined pressure through the injection pipe 320 to tightly seal the space between the inside of the hole and the perforated hole or the discontinuous surface of the hole. To charge. At this time, the injection work is to inject the cement mortar first, and in the loose ground to additionally inject a second cement milk (water / cement ratio 45%) in order to fill the small space around the perforated hole to be tightly closed. Can be.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법은 터널, 사면 및 지반 굴착 등에 있어서 수평, 상, 하 경사방향으로 공기압축식 천공기를 이용하여 요구되는 길이까지 천공을 실시한 후 실링호스와 보강재를 결속하여 설치하고, (1) 다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 기존의 강관 또는 FRP관을 주입관 겸용의 보강재로 이용하거나, (2) 압력주입을 위한 주입관 및 구조용 보강재를 각각 별도로 이용하여 보강재와 천공 홀 사이에 시멘트 모르타르 또는 시멘트 밀크를 압력으로 밀실하게 충전시킴으로써 주입재의 고결에 의한 구조용 보강재와 천공홀 및 주변지반을 일체화시킴으로써 기존의 시멘트 밀크의 중력식 채움 방식에 비해 강력한 지반 보강 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 주입용 파이프를 이용하여 천공 홀 주변지반의 이완된 공극 및 불연속면 사이에 고강도 시멘트 밀크를 추가로 압력식 패커 장치를 이용하여 다단으로 주입함으로써 기존 공법에 비해 고결체의 압축 강도가 크고 주변지반의 차수 및 지반강도 증가효과를 동시에 얻을 수 있기 때문에 상재하중 분담측면에서 매우 유리한 장점이 있다. As described above, the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention is carried out in the tunnel, slope and ground excavation, etc. in the horizontal, up, down slope direction using a pneumatic punching machine to the required length Establish a sealing hose and reinforcement material and (1) use an existing steel pipe or FRP pipe having a plurality of injection material discharge through-holes as a reinforcement material for a combination of injection pipes, or (2) injection pipes and structures for pressure injection. By reinforcing the cement mortar or cement milk tightly between the reinforcing material and the drilling hole by using the reinforcing material separately, the structural reinforcement by the solidification of the injection material is integrated with the perforating hole and the surrounding ground, compared to the gravity filling method of the conventional cement milk. Strong ground reinforcement effect can be exerted. In addition, by injecting high-strength cement milk in multiple stages using a pressure packer between relaxed voids and discontinuous surfaces of the ground around the drilled hole using the injection pipe, the compressive strength of the solidified body is larger than that of the existing method and the surrounding ground is larger. Since the order and the ground strength increase effect can be obtained at the same time, it is very advantageous in terms of load sharing.
도 1은 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법의 제1 실시 예에 의한 지반 보강 그라우팅 공법을 보여주는 도면.1 is a view showing a ground reinforcing grouting method according to a first embodiment of the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법의 제2 실시 예에 의한 지반 보강 그라우팅 공법을 보여주는 도면.2 is a view showing a ground reinforcing grouting method according to a second embodiment of the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법의 제3 실시 예에 의한 지반 보강 그라우팅 공법을 보여주는 도면.3 is a view showing a ground reinforcing grouting method according to a third embodiment of the hybrid nailing method by pressure injection according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110,210,310...지반 110h,210h,310h...천공홀 110,210,310 ... Ground 110h, 210h, 310h ... Drilled hole
120,220,320...주입관 120h,220h,320h...주입재 토출용 관통공120,220,320 ... injection pipe 120h, 220h, 320h ... through hole for discharging injection material
130,230...실링호스 140,240,340...급결성 팽창재130,230 sealing hose 140,240,340 ...
150,250...니쁠 225,325...보강재150,250 ... nipple 225,325 ... reinforcement

Claims (9)

  1. 터널, 사면 및 지반 굴착을 위한 지반보강을 목적으로 실시하는 그라우팅 장치에 있어서,In the grouting device for the purpose of reinforcing the ground for tunnels, slopes and ground excavation,
    자립이 어려운 지반굴착 면에 수평방향이나 상,하 경사방향으로 천공된 구멍에 다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 보강재 겸용 주입관과 주입재의 밀실한 충전 정도를 확인하기 위하여 설치한 실링호스와 급결성 팽창재로 상기 보강재 겸용 주입관 및 실링호스가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이까지 밀봉시킨 다음 그라우팅 액을 주입하는 것에 특징이 있는 지반 보강을 위한 압력식 그라우팅 장치. Reinforcement injection pipe with a plurality of injection hole discharge holes formed in the hole drilled in the horizontal or up and down slope direction on the ground excavation surface that is difficult to stand alone, and a sealing hose installed to check the tight filling degree of the injection material. A pressure grouting device for ground reinforcement characterized by sealing the entrance of the drilling hole in which the reinforcing material combined injection pipe and the sealing hose are installed to a predetermined depth with a quick expanding expander and then injecting grouting liquid.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 급결성 팽창재로는 초급결 방수재인 CEROMAX CX-1, SSA-C제 또는 발포성 우레탄 중의 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 지반 보강을 위한 압력식 그라우팅 장치.The fastening expandable material is a pressure grouting device for ground reinforcement, characterized in that any one of the super-fast waterproofing material CEROMAX CX-1, SSA-C or foamed urethane.
  3. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 보강재 겸용 주입관과 실링호스 입구에는 그라우트를 압력주입하기 위하여 니쁠을 더 설치하고 상기 보강재 겸용 주입관에 형성되어 있는 다수의 주입재 토출용 관통공에 주입재의 역류 방지 및 주입관 내부로의 이물질 유입을 방지하기 위하여 일방향 밸브나 비닐테이프 중의 어느 하나를 설치한 것에 특징이 있는 지반보강을 위한 압력식 그라우팅 장치.The reinforcing material inlet pipe and sealing hose inlet are further provided with a nipple to pressure-inject the grout, and prevents the backflow of the injection material into the plurality of injection material discharge through-holes formed in the reinforcing material inlet pipe and introduce foreign substances into the injection pipe. Pressure grouting device for reinforcing grounds, characterized in that any one-way valve or vinyl tape is installed to prevent.
  4. 제 1항 또는 제 3항의 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 주입관과 실링호스 외에 외부면에 돌출부가 형성된 구조용 강관, 탄소섬유 봉 및 FRP봉 또는 이형 철근 중 어느 하나로 이루어진 보강재가 추가로 더 설치된 것에 특징이 있는 지반 보강을 위한 압력식 그라우팅 장치. The pressure grouting device for reinforcing the ground, characterized in that the reinforcement made of any one of the structural steel pipe, carbon fiber rod and FRP rod or deformed reinforcing bar is formed on the outer surface in addition to the injection pipe and the sealing hose.
  5. (a) 터널, 사면 및 지반 굴착을 위한 지반보강을 목적으로, 수평방향이나 상, 하 경사방향으로 지반에 구멍을 천공하는 단계;(a) drilling holes in the ground in the horizontal direction, the up and down slope direction, for the purpose of reinforcing the ground for tunnels, slopes and ground excavation;
    (b) 상기 천공된 구멍에 (1)다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 기존의 강관이나 토목구조용 FRP관으로 구성되는 보강재 겸용 주입관, (2)다수의 주입재 토출용 관통공이 형성되어 있는 PE파이프 또는 PVC파이프로 구성되는 별도의 주입관, (3)이형철근 또는 봉(Rod)형태의 별도의 보강재, (4)실링호스(시멘트 모르타르 또는 실링재 주입용)의 구성요소 중에서 (1)+(4), (2)+(3)+(4), (2)+(4), (3)+(4)의 결합형태로 설치하는 단계;(b) a reinforcing and reinforcing pipe composed of an existing steel pipe or a civil engineering structural FRP pipe having (1) a plurality of injection material discharge through holes formed in the perforated hole, and (2) a plurality of injection material discharge through holes formed therein. (1) Among the components of a separate injection tube consisting of PE or PVC pipe, (3) Separate reinforcement in the form of a rebar or rod, (4) Sealing hoses (for injection of cement mortar or sealing material) (4), (2) + (3) + (4), (2) + (4), (3) + (4) the step of installing in the combined form;
    (c) 급결성 팽창재로 상기 보강재, 주입관 및 실링호스가 설치된 천공홀 입구를 소정 깊이까지 밀봉시키는 단계; 및(c) sealing the entrance of the drilled hole in which the reinforcement, the injection pipe, and the sealing hose are installed to a predetermined depth with a quick expandable material; And
    (d) 상기 실링호스를 통한 시멘트 모르타르나 겔 타임(Gel Time)이 조절된 실링재를 압력식 또는 중력식 채움 방식으로 천공홀 내부를 충전하는 단계;(d) filling the inside of the drilling hole by the pressure or gravity filling method of the sealing material of which cement mortar or gel time is controlled through the sealing hose;
    (e) 상기 보강재 겸용 주입관, PE파이프 또는 PVC파이프를 통해 시멘트 밀크를 소정의 압력으로 주입관 입구에 설치되는 니쁠 장치를 이용한 1회 주입 또는 주입관 내부에 설치되는 패커(Packer) 장치를 이용한 다단(Multi-Step)주입으로 천공홀 내부 및 천공홀 주변부의 이완된 지반의 공극 또는 불연속면 사이를 밀실하게 충전하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법.(e) One-time injection or packer device installed inside the injection pipe using a nipple device installed at the inlet of the cement milk at a predetermined pressure through the reinforcement combined injection pipe, PE pipe or PVC pipe Hybrid nailing method by pressure injection comprising a step of filling tightly between the gap or discontinuous surface of the loose ground in the perforated hole and the periphery of the perforated hole by multi-step injection.
  6. 제 5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 단계 (b)에서 상기 보강재 겸용 주입관, PE파이프 또는 PVC파이프에 형성되어 있는 다수의 주입재 토출용 관통공에 주입재의 역류 방지 및 주입관 내부로의 이물질 유입을 방지하기 위하여 일방향 밸브나 고무슬리브 중의 어느 하나를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법.In the step (b), in order to prevent the backflow of the injection material into the plurality of injection material discharge through-holes formed in the reinforcement combined injection pipe, PE pipe or PVC pipe and to prevent foreign substances from entering the injection pipe, one-way valve or rubber sleeve Hybrid nailing method by pressure injection, characterized in that each one of the installation.
  7. 제 5항에 있어서, The method of claim 5,
    상기 단계 (c)에서 상기 급결성 팽창재로 CEROMAX CX-1, SSA-C제 또는 발포성 우레탄 중의 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법.Hybrid nailing method by pressure injection, characterized in that any one of CEROMAX CX-1, SSA-C or foamed urethane is used as the rapid expansion in the step (c).
  8. 제 5항에 있어서, The method of claim 5,
    상기 단계 (d)에서 실시되는 실링작업 단계를 생략하고 상기 단계 (e)로 구성되는 것을 특징으로 하는 압력주입에 의한 하이브리드 네일링 공법.Hybrid nailing method by pressure injection, characterized in that consisting of the step (e) to omit the sealing operation step carried out in the step (d).
  9. 제 5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 단계 (d)에서 실시되는 실링작업 단계를 생략하고 상기 주입관의 입구에 설치되는 니쁠 장치에 의해 시멘트 모르타르나 실링재를 소정의 압력으로 반복주입하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 네일링 공법. Hybrid nailing, characterized in that it comprises the step of repeatedly injecting cement mortar or sealing material at a predetermined pressure by a nipple device installed in the inlet of the injection tube without the sealing operation step carried out in the step (d) Method.
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KR100763032B1 (en) * 2005-12-09 2007-10-09 김동석 A prestressing soil nailing structure
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