KR20060008561A - Soil reinforcing material for multi-resistance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 다른 형상이나 재질을 가진 재료들을 서로 연결하여, 인장강도 및 마찰 저항력을 증가시킨 지반보강재를 제조 및 현장 적용하는 것이다. 소일 네일(Soil Nail), 락 볼트(Rock Bolt), 어스 앵커(Earth Anchor) 등, 종래의 지반보강재는 같은 재질 및 형상을 지닌 단일체이나, 본 발명에 의한 지반보강재는 형상과 재질을 달리하는 저항체와 연결체를 연쇄적으로 결합하여 큰 인장강도와 마찰저항을 가지게 한다. The present invention connects materials having different shapes or materials to each other, and manufactures and applies the ground reinforcement material having increased tensile strength and frictional resistance. Conventional ground stiffeners, such as Soil Nail, Rock Bolt, Earth Anchor, etc. are a single body having the same material and shape, but the ground stiffener according to the present invention is a resistor that differs in shape and material. The chain and the connector are connected in series to have large tensile strength and frictional resistance.

다중저항, 지반보강재, 저항체, 연결체Multi-Resistance, Ground Reinforcement, Resistor, Connector

Description

다중저항 지반보강재 {Soil Reinforcing Material for Multi-Resistance}Soil Reinforcing Material for Multi-Resistance}

도1 은 기존 앵커의 세부설명이며,1 is a detailed description of an existing anchor,

도2 는 일반 지반보강재의 극한 하중을 도시한 것이며,Figure 2 shows the ultimate load of the general ground reinforcement,

도3 은 일반 지반보강재의 극한 하중을 설계에 응용하기 위하여 단순화 한 것이며,Figure 3 is a simplified to apply the ultimate load of the general ground reinforcement to the design,

도4 는 본 발명의 지반 보강재를 나타내는 저항체와 연결체를 도시한 것이다.Figure 4 shows a resistor and a connector showing the ground reinforcement of the present invention.

도5 는 본 발명의 지반 보강재가 나타내는 극한 하중을 도시한 것이다.5 shows the ultimate load exhibited by the ground reinforcement of the present invention.

소일 네일링(Soil Nailing) 공법은 철근을 이용한 보강토공법의 일종으로 절토 사면에서 인장력과 전단력에 견디도록 보강재를 이용하여 현지의 흙을 보강하는 공법으로, 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항할 수 있는 보강재를 지반 내에 비교적 촘촘한 간격으로 삽입함으로써 원지반의 전체적인 전단 저항력과 활동 저항력을 증가시켜 사면의 안정을 확보함과 동시에 지반의 변위를 억제하는 공법이다. 또한 락 볼트공법 역시 철근을 이용하여 암반의 전단저항력과 활동 저항력을 증가시켜 암반 사면 혹은 터널의 안정을 확보함과 동시에 암반의 변위를 억제하는 공법이다. Soil Nailing is a reinforcement method using reinforcement. It is a method to reinforce local soils using reinforcement to withstand tensile and shear forces on the cut slope. By inserting reinforcement material into the ground at relatively tight intervals, the overall shear resistance and activity resistance of the ground can be increased to ensure stability of the slope and to suppress the displacement of the ground. In addition, the rock bolt method is a method of increasing rock shear and activity resistance by using reinforcing bars to secure rock slopes or tunnels and to suppress rock displacement.

어스앵커는 구축물과 지반의 양자에 앵커케이블의 양단부를 고정하여 앵커케이블에 프리스트레스력을 부여함으로써 구조물을 가설적 및 영구적으로 발생하는 과대한 응력, 변형, 변위 등에 대하여 안정시키기 위해 지반중에 설치되는 것이다. 정착기반에 따라 토사지반에 정착될 경우 소일앵커라 하며, 암반에 정착된 경우 록앵커로 일컬어지고 있다. 앵커두부는 앵커케이블에 주어지는 프리스트레싱력을 정착구를 사용해서 건축물에 고정하여 유지한다. 자유길이부는 앵커두부에서의 프리스트레싱력을 앵커정착체에 긴장력을 감소시키지 않고 전달시킨다. 앵커정착체부는 앵커케이블에서 전달된 프리스트레싱력을 그라우트를 개재시켜 확실하게 주변지반으로 전달시킨다. 가설로 사용되는 예로서는 평면적으로 대규모의 굴착, 평면형사에 부정형인 경우의 굴착이 있다. 영구구조물의 사용예로서는 구축물의 지진대책, 흙 붕괴억지, 사면안정, 구축물의 전도방지, 지하수위 이하에 설치되는 구조물의 부상방지, 지진이나 폭풍에 의한 기초구조물의 이간억지, 편토압이 작용하는 구조물, 송전철탑과 같은 탑상구축물, 교량의 기초 등의 안정화 등이 있다.Earth anchors are installed in the ground to stabilize the structure against excessive stresses, deformations, and displacements, which are hypothetically and permanently generated by applying prestressing forces to anchor cables by fixing both ends of the anchor cable to both the structure and the ground. . According to the settlement base, when it is settled on the soil ground, it is called a soil anchor, and when it is settled on the rock, it is called a rock anchor. The anchor head maintains the prestressing force given to the anchor cable by fixing it to the building using anchorage. The free length portion transfers the prestressing force at the anchor head to the anchor fixture without reducing tension. The anchoring fixture part transmits the prestressing force transmitted from the anchor cable to the surrounding ground reliably through the grout. Examples of hypotheses include large-scale excavation in plane and excavation in the case of irregular shape in planar yarn. Examples of the use of permanent structures include earthquake countermeasures for structures, earthquake decay, slope stability, fall prevention of structures, prevention of floating structures below groundwater level, restraint of foundation structures caused by earthquakes or storms, and structures with excavation pressure. , Tower structures such as transmission towers, and stabilization of the foundation of bridges.

도면 1에서와 같이, 어스 앵커는 구조물에서의 인장력을 지반에 전달하기 위한 구조 부재의 일종이다. 인장력을 앵커체에 전달하는 인장부(11), 인장 부분의 인장력을 지반에 전달시키는 기능을 가진 앵커체(12) 및 앵커를 구조물에 연결하는 역할을 가진 앵커 두부(13)로 구성된다.As in Figure 1, the earth anchor is a type of structural member for transmitting the tensile force in the structure to the ground. It consists of a tension portion 11 for transmitting the tension force to the anchor body, an anchor body 12 having a function of transmitting the tension force of the tension portion to the ground, and an anchor head 13 having a role of connecting the anchor to the structure.

사면보강공법은 사면의 토질상태, 사면의 기울기, 사면의 용수상태, 주변현황에 따라 달리 적용해야 한다. 사면이 암으로 되어 있으며, 암의 절리가 발달되어 붕락이 예상되는 구간에는 락볼트, 절취사면이 토사나 리핑암일때 사면의 붕괴를 방지하기 위해 소일네일링 공법을 사용한다. 두 공법 모두 천공을 하여 지반보강재를 삽입한다. 그리고 그라우팅후 네일 두부에 플레이트를 체결한다. Slope reinforcement method should be applied differently according to soil condition of slope, slope of slope, water condition of slope and surrounding conditions. The slope is made of cancer, and in the section where the joint of the cancer is expected to collapse, a rock bolt and a cut nailing method are used to prevent the collapse of the slope when the cut slope is soil or ripping arm. Both methods are drilled to insert the ground reinforcement. After grouting, fasten the plate to the nail head.

이러한 종래의 지반보강재를 현장에 적용하는 방법은, 지중에 천공한 경사진 구멍 속에 지반보강재를 삽입하고 그 주위를 시멘트 그라우트로 고결하여 외부에서 보강재에 인장력을 가해서 지반에 정착시키는 방법을 이용하였다. 도면2에서 보는 바와 같이, 위에 언급된 지반 보강재(21)를 사용하는 공법 모두 형상 및 재료의 재질은 균등한 재질을 사용하므로, 이로 인한 하중 분포(22)는 큰 마찰저항을 받는 저항체 선단 부분에서 매우 크고, 나머지 저항체 부분의 마찰력이 상대적으로 매우 작다. 즉, 실제 현장에 적용된, 토사 사면의 소일 네일, 암반 사면 및 터널의 락 볼트, 어스 앵커 등 다양한 지반보강재는 같은 재질 및 형상으로 이루어져, 지반보강재의 특성에 따라 마찰력이 전체길이 중, 저하중의 인장형 앵커인 경우인 경우 앵커 저항체의 선단부분에서만 큰 힘을 받으며, 압축형 앵커인 경우 앵커 저항체의 하단 일부분에서만 큰 저항력을 받게 되어, 저항체가 길다하더라도 골고루 큰 마찰저항을 받기 힘들다. 도면3 에서 보는 바와 같이, 앵커의 극한 저항력이 정착 길이에 비례해서 증가하지 않는 것을 고려해서, 정착 길이가 3m를 넘은 경우에, 넘은 부분에 대해서 허용 마찰 저항을 60%로 저감시키는 것으로서 산정식을 주고 있다. As a method of applying the conventional ground reinforcement to the site, the ground reinforcement is inserted into the inclined hole perforated in the ground, and the surroundings are cemented around with cement grout, and a tensile force is applied to the reinforcement from the outside to fix the ground. As shown in Fig. 2, since both the methods using the above-mentioned ground reinforcement 21 are made of the same shape and material of the material, the load distribution 22 due to this is at the tip of the resistor which is subjected to large frictional resistance. It is very large and the frictional force of the rest of the resistor portion is relatively very small. That is, various ground reinforcement materials, such as soil nails, rock slopes and tunnel lock bolts and earth anchors, which are applied to the actual site, are made of the same material and shape, and according to the characteristics of the ground reinforcement materials, In the case of a tensile anchor, a large force is received only at the tip of the anchor resistor, and in the case of a compression anchor, a large resistance is received only at the bottom of the anchor resistor, and even if the resistor is long, it is hard to receive even large frictional resistance. As shown in Fig. 3, considering that the ultimate resistance of the anchor does not increase in proportion to the anchoring length, when the anchoring length exceeds 3m, the calculated equation is reduced by reducing the allowable frictional resistance to 60% for the excess portion. Giving.

앵커의 저항체가 받는 마찰력을 균둥하게 분포된다고 가정하여 계산할 수도 있으나, 실제 현장의 인발시험 결과, 압축형앵커는 하단에, 인장형 앵커는 하중 정도에 따라 선단 혹은 하단에 마찰저항이 집중하므로, 실제 현장 결과와는 다르다,It can be calculated assuming that the frictional force of the resistance of the anchor is distributed evenly.However, as a result of the pull-out test of the actual site, the frictional resistance is concentrated at the tip or the bottom according to the load of the compression anchor. Different from field results,

그러므로, 지반보강재의 특성에 따라 선단 혹은 하단의 일부분만 큰 하중을 받는 결점을 해결하고자 보강재를 저항체부분과 연결체부분으로 나누어 계속 연결하여, 큰 전단저항 및 인장 강도를 받을 수 있도록 하였다. 그리하여, 큰 마찰 저항이나 인장강도가 필요한 영구구조물이나 가설 구조물의 안정성을 높이고, 경제적 효과를 누릴 수 있다. Therefore, in order to solve the defect that only a part of the tip or the bottom is subjected to a large load according to the characteristics of the ground reinforcement, the reinforcement is continuously divided into a resistor part and a connector part to receive a large shear resistance and tensile strength. Thus, it is possible to increase the stability of permanent structures or temporary structures requiring large frictional resistance or tensile strength and to enjoy economic effects.

지반보강재의 특성에 따라 저항체의 상단 혹은 하단의 일부분에 큰 마찰저항이 걸리는 일반 지반보강재의 단점을 해결하기 위하여, 큰 마찰저항이 걸릴 수 있도록 저항체와 저항체를 연결하는 연결체를 연쇄적으로 결합하여 큰 인장강도와 마찰저항을 가지게 한다. 도면 2에 의한 일반적인 지반보강재의 형태의 하중분포(22)는, 하중이 일정부분에 크게 집중되고, 나머지 부분은 지지할 수 있는 하중이 매우 적다. 그러나 본 발명은, 개선된 지반보강재(51)가 힘을 받는 저항체 마다 모두 큰 하중을 받을 수 있도록 저항체를 나누어 중복 배열하였다. 이에 따른 저항체의 저항력(51)은 매우 크게 증가하여, 이를 더하면 일반적인 지반 보강재가 가지는 마찰 력 보다 매우 크다. In order to solve the shortcomings of general ground stiffeners, in which a large frictional resistance is applied to a part of the upper or lower portion of the resistor depending on the characteristics of the ground stiffeners, by connecting the connecting body connecting the resistors and the resistors in a large frictional resistance It has great tensile strength and frictional resistance. In the load distribution 22 in the form of a general ground reinforcement according to Fig. 2, the load is largely concentrated at a certain portion, and the remaining portion has a very small load that can be supported. However, in the present invention, the improved ground stiffener 51 is divided by overlapping resistors so as to receive a large load for each of the resistors subjected to the force. As a result, the resistance 51 of the resistor increases very much, which is more than the frictional force of the general ground reinforcement.

도면 4에서 보는 바와 같이, 지반보강재를 힘을 받는 저항체(41)와 이를 연결하는 연결체(42)로 나누어 배치하면, 마찰저항이 거의 없는 부분은 없어지고, 큰 마찰저항을 받는 저항체 부분이 중복적으로 배치된 것과 같은 효과를 나타내어 지반보강재의 마찰 저항력이 매우 커지게 된다. 즉, 힘을 받는 저항체 부분과 이를 연결하는 연결체 부분을 연쇄적으로 배치하여 연결된 모든 저항체에 큰 마찰저항을 받도록 한다. 또한, 연결체 부분은 휘어질 수 있도록 줄 , 케이블, 체인 혹은 스프링 등으로 구성하여 인장력과 인장변형에 충분히 견딜 수 있도록 하였다. 또한 연결체가 연성의 성질을 가지고 있어, 구조물의 큰 변위에도 적응하므로 구조물의 변위가 바로 파괴로 이어지지 않아 구조물의 안정에 큰 도움이 될 것이다.As shown in FIG. 4, when the ground reinforcement is divided into a resistor 41 and a connector 42 connecting the ground reinforcement, a portion having little frictional resistance is eliminated, and a portion of the resistor that receives a large frictional resistance overlaps. As a result, the frictional resistance of the ground reinforcement becomes very large. That is, by placing a portion of the resistor and the connecting portion that connects the force to receive a large frictional resistance to all connected resistors. In addition, the connector part is composed of a rope, a cable, a chain or a spring so as to bend to sufficiently endure tensile strength and tensile deformation. In addition, since the linkage is ductile, it adapts to the large displacement of the structure, so the displacement of the structure does not lead to destruction, which will be a great help in the stability of the structure.

본 기술은 앵커, 락 볼트, 소일 네일 등, 단일 재질로 사용되는 지반보강재를, 저항체와 연결체를 연쇄적으로 결합하여, 인장강도면 및 마찰 저항력을 증가시킨 지반보강재를 제조 및 현장 적용하는 것이다. 이로 인하여 지반보강재를 필요로 하는 다양한 토목 및 건축공사에 적용하여 구조물의 안정성을 증가시키며, 비용절감효과를 얻을 수 있다. This technology is to manufacture and field application of ground stiffeners used as a single material, such as anchors, lock bolts, and soy nails, by connecting a resistor and a connector in series to increase ground strength and frictional resistance. . This increases the stability of the structure by applying to various civil engineering and building construction that needs ground reinforcement, it is possible to obtain a cost reduction effect.

Claims (4)

마찰을 받는 단수 또는 복수의 저항체와 각각의 저항체를 연결하는 연결체로 된 구성을 특징으로 하는 다중 저항 지반보강재 Multi-resistive ground stiffeners characterized by a structure consisting of a single or a plurality of frictional resistors and a connecting body connecting each resistor 제 1항에 있어서, 연결부분이 구조물의 큰 변위에 적응할 수 있는 연성체로 된 구성을 특징으로 하는 다중 저항 지반보강재The multi-resistive ground stiffener according to claim 1, wherein the connecting portion is made of a flexible body that can adapt to large displacement of the structure. 제 2항에 있어, 저항체를 연결하는 연성체가 줄, 체인, 케이블 혹은 스프링 등으로 된 구성을 특징으로 하는 다중 저항 지반보강재 3. The multi-resistive ground stiffener according to claim 2, wherein the flexible body connecting the resistor consists of a file, a chain, a cable, or a spring. 제 2항에 있어, 저항체를 연결하는 연결체가 선행 응력을 받은 재료로 된 구성을 특징으로 하는 다중 저항 지반보강재3. The multi-resistive ground stiffener according to claim 2, wherein the connection connecting the resistors is made of a material which is prestressed.
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