KR20060082971A - 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강공법 및 그 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강공법 및 그 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라우팅호스(30)를 통해서 밀크그라우팅을 시작하여 제1패커(20)와 제2패커(21)의 사이에 장착되어진 패킹섬유(23)가 부풀어지게 되는 공정(S10)과; 상기 패킹섬유(23)가 최대한 팽창이 되면 제2패커(21)의 상부에 형성된 그라우팅홀(211)로 밀크그라우트가 투입되면서 천공홀(200)내에 밀크그라우트가 충진되는 공정(S20)과; 이후에는 상방향으로 밀크그라우트가 점차 충진되면서 천공홀(200)을 가득 채웠을 때는 제3패커(22)의 상부에 형성된 그라우팅홀(221)을 통해서 밀크그라우트가 충진되는 공정(S30)과; 상기 제3패커(22)에 연결된 패킹섬유(24)가 부풀어지게 되며, 천공홀(200)의 끝단에 설치된 필터재(60)에는 밀크그라우트가 충진되지 않는 공정(S40)과; 에어호스(40)와 수평배수호스(41) 사이에서 밀크그라우트가 누수될 때 상기 에어호스(40)와 그라우팅호스(30)를 페쇠시켜 밀크그라우트의 주입을 중지하여 공사를 완료하게 되는 공정(S50)이 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 하며, 쏘일네일을 상방향으로 설치함으로써 일반네일에 비해 간격과 길이를 줄일 수 있으며, 또한 수평배수호스가 장착됨으로써 수평배수공을 별도로 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.

상향식 지반보강공법, 필터재, 패커, 수평배수공

Description

수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강공법 및 그 구조{Method of upward type base reinforced a substitute for horizontal drainage and that of structure}

도 1은 종래의 하향식 지반보강구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 상향식 지반보강구조를 도시한 설치상태도.

도 3은 상기 도2의 a-a단면을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 에어호스의 내부에 수평배수호스가 장착되어 있는 구조를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 다수의 지반보강구조가 설치된 구조를 도시한 설치상태도.

도 6은 본 발명의 시공순서를 도시한 작업공정도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 쏘일네일 20 : 제1패커

21 : 제2패커 22 : 제3패커

23,24 : 패킹섬유 30 : 그라우팅호스

40 : 에어호스 41 : 수평배수호스

60 : 필터재 100 : 전면벽체

101 : 지압플레이트 200 : 천공홀

201,202,203 : 그라우팅홀 300 : 스페이서

본 발명은 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강공법 및 그 구조에 관한 것으로서, 특히 중심부에 쏘일네일이 길이방향으로 상호 일정 간격마다 끼움결합되는 제1패커와 제2패커 및 제 3패커와, 상기 제1패커의 상부를 관통하는 에어호스와, 상기 제1패커와 제2패커 및 제 3패커를 관통하는 그라우팅호스와, 상기 그라우팅호스의 내부에 삽입되어 천공홀의 끝단까지 장착되는 수평배수호스를 이용한 지반보강공법 및 그 구조에 관한 것이다.

토지조성, 도로, 철도공사 등에 수반하여 설치하는 사면은 그 연장, 면적이 크기 때문에 자연재해를 받기 쉽고, 귀중한 인명의 손실 및 가옥의 손실 등을 초래하여 산업, 국민생활에 불안을 가져오는 경우가 많다. 이에 대한 사면안정공법이 요구되고 있다.

사면안정공법으로 가장 널리 이용되고 있는 쏘일네일링(Soil Nailing) 공법은 숏크리트(Shotcrete)와 Rock Bolt를 이용하여 터널을 굴착하는 NATM(New Austrian Tunneling Method)에서 유래된 원지반보강공법(In-situ Reinforcement of Soil)이다. 쏘일네일링 공법은 자연사면이나 굴착에 의한 인공사면의 안정성을 향 상 시키는 공법으로서, 인장응력, 전단응력 및 휨모멘트에 저항할 수 있는 보강재 (Re-Bar) 즉, 네일을 지반내에 비교적 촘촘한 간격으로 삽입함으로써 원지반의 전체적인 전단 저항력과 활동 저항력을 증가시켜 사면의 안정을 확보함과 동시에 지반의 변위를 억제하는 공법이다.

종래의 대표적인 쏘일네일링 공법으로는 무압식(중력식)과 가압식이 있으며, 무압식 쏘일 네일링 공법은 토사에 강봉(강관 및 이형철근) 형태의 네일을 삽입하여, 천공홀과 네일을 고정시켜주는 그라우팅체(Grouting Body : 통상 시멘트 밀크)를 형성시키고 그 전면에 숏크리트(Shotcrete) 처리를 하여 보강된 토체를 일체화하고 보강되지 않는 뒤쪽의 원지반과 구분시킴으로서 재래식의 중력식 옹벽(Retaining Wall)의 형태를 이루게 하는 공법이다.

상기 공법의 통상의 시공순서는 지반 천공, 네일의 삽입설치, 시멘트 밀크에 의한 그라우팅 및 전면 숏크리트 타설 등의 보강공정으로 구성되어지며, 천공홀은 수평과 10-20ㅀ의 하향경사로 시공되어진다. 이때 시멘트 밀크는 네일 삽입 후 천공홀내 저부로 수회(2-5)에 걸쳐 흘려 넣어야 한다.

그러나 무압식은 고결시간이 길고, 수축현상을 보완하기 위해 2-5회 정도의 그라우팅작업을 반복실시하기 때문에 시공성이 저하되어 공사기간이 긴 문제점이 있다.

그리고 가압식 쏘일 네일링 공법은 압력 그라우팅에 의한 주변 지반 그라우팅체의 주면 마찰저항력의 향상과 네일체의 파이프 형태의 시공을 통한 휨강성의 개선을 주목적으로 한다. 가압식 쏘일 네일링 공법은 천공홀의 입구부에 가압그라우팅을 시공하기 위한 목적의 우레탄 및 시멘트 밀크 주입에 의한 패킹부재의 내설 치와 이후 단계로 천공홀에 소정의 압력(6-15㎏/㎠)에 의한 그라우팅 공정으로 특징 지워진다. 가압식 쏘일네일링 공법은 토질 특성에 따른 주입압의 적용에 유의 하여야 하며, 한계 주입압을 넘는 주입압은 도리어 지반을 교란 시킬 우려가 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 쏘일 네일링 공법 보다 탁월한 주면 마찰력의 확실한 확보를 통하여, 시공간격을 넓혀서 네일을 설치함으로써 경제성과 더불어 탁월한 시공성을 가질 수 있으며, 종래의 쏘일 네일링 공법을 적용하기 어려운 느슨한 사질지반 및 포화된 점성토지반에서도 시공성을 확보할 수 있고 지하수위 이하에서도 충분히 적용할 수 있는 패커식 쏘일 네일체를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 쏘일네일을 상방향으로 설치함으로써 일반네일에 비해 간격과 길이를 줄일 수 있으며, 또한 수평배수호스가 장착됨으로써 수평배수공을 별도로 설치하지 않아도 되는 상향식 쏘일네일과 공법을 제공하는데 있다.

상기 기술한 목적을 달성하기 위하여, 그라우팅호스를 통해서 밀크그라우팅을 시작하여 제1패커와 제2패커의 사이에 장착되어진 패킹섬유가 부풀어지게 되는 공정과; 상기 패킹섬유가 최대한 팽창이 되면 제2패커의 상부에 형성된 그라우팅홀로 밀크그라우트가 투입되면서 천공홀내에 밀크그라우트가 충진되는 공정과; 이후에는 상방향으로 밀크그라우트가 점차 충진되면서 천공홀을 가득 채웠을 때는 제3패커의 상부에 형성된 그라우팅홀을 통해서 밀크그라우트가 충진되는 공정과; 상기 제3패커에 연결된 패킹섬유가 부풀어지게 되며, 천공홀의 끝단에 설치된 필터재에 는 밀크그라우트가 충진되지 않는 공정과; 에어호스와 수평배수호스 사이에서 밀크그라우트가 누수될 때 상기 에어호스와 그라우팅호스를 페쇠시켜 밀크그라우트의 주입을 중지하여 공사를 완료하게 되는 공정이 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 수평배수공 역할을 할 수 있는 상향식 지반보강공법과 그 구조를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 첨부된 도면을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 하향식 지반보강구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 상향식 지반보강구조를 도시한 설치상태도이며, 도 3은 상기 도2의 a-a단면을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 에어호스의 내부에 수평배수호스가 장착되어 있는 구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 다수의 지반보강구조가 설치된 구조를 도시한 설치상태도이고, 도 6은 본 발명의 시공순서를 도시한 작업공정도이다.

본 발명은 첨부된 도면에서도 알 수 있듯이, 지반보강공법과 그 구조에 관한 것이다.

즉, 중심부에 상기 가압식쏘일네일(10)이 길이방향으로 상호 일정 간격마다 끼움결합되는 제1패커(20)와 제2패커(21) 및 제 3패커(22)가 장착되게 된다.

그리고 상기 제1패커(20)와 제2패커(21) 및 제 3패커(22)의 상부에 형성된 그라우팅홀(201,211,221)에 그라우팅호스(30)가 관통하여 장착되며, 상기 제1패커 (20)와 제2패커(21) 및 제 3패커(22)의 하부를 관통하는 에어호스(40)와, 상기 에어호스(40)의 내부에 삽입되어 필터재(60)가 삽입되어진 천공홀(200)의 끝단까지 장착되는 수평배수호스(41)가 장착되어진다

그리고 본 발명의 상향식 지반보강구조는 수평면을 기준으로 5° 내지 25°로 상방향으로 장착되게 된다.

이하, 본 발명의 상향식 지반보강공법의 시공순서를 예시하면 다음과 같다.

우선, 그라우팅호스(30)를 통해서 밀크그라우팅을 시작하게 된다. 이후에는 제1패커(20)와 제2패커(21)의 사이에 장착되어진 패킹섬유(23)가 부풀어지게 된다.

상기 패킹섬유(23)가 최대한 팽창이 되면 제2패커(21)의 상부에 형성된 그라우팅홀(211)로 밀크그라우트가 투입되면서 천공홀(200)내에 밀크그라우트가 충진되게 된다.

이후에는 상방향으로 밀크그라우트가 점차 충진되면서 천공홀(200)을 가득 채웠을 때는 제3패커(22)의 상부에 형성된 그라우팅홀(221)을 통해서 밀크그라우트가 충진되면서 상기 제3패커(22)에 연결된 패킹섬유(23)가 부풀어지게 되며, 천공홀(200)의 끝단에 설치된 필터재(60)에는 밀크그라우트가 충진되지 않게 된다.

즉, 필터재(60)에 끝단이 삽입되어진 수평배수호스(41)를 통하여 배수가 원활히 되도록 상기 필터재(60)에는 밀크그라우트가 충진되지 않게 하는 것이다.

그리고 에어호스(40)와 수평배수호스(41) 사이에서 밀크그라우트가 누수될 때 상기 에어호스(40)와 그라우팅호스(30)를 폐쇠하고 밀크그라우트의 주입을 중지하여 공사를 완료하게 된다.

또한 본 발명의 패커는 고무나 PE섬유직포 또는 PP섬유직포를 사용할 수 있다.

본 발명의 상향식 지반보강공법은, 가압식 네일링 공법의 가압 그라우팅압력이 지반의 한계 주입압을 넘을 때 도리어 지반이 교란되어 전단 강도가 저하되어지는 현상을 미연에 방지하고, 무압식 쏘일 네일링 공법의 중력식 옹벽의 형성이 어려운 점토지반 및 느슨한 사질토 지반에 쏘일 네일링 공법을 안정적 적용할 수 있도록 하며, 복수로 설치되는 패커체 내면에 다양하게 압력 그라우팅을 할 수 있음으로써, 마찰저항에 따른 다양한 주입압의 선택적 적용이 가능하여, 시공성, 안정성 및 경제성의 제고를 가능케 할 뿐 아니라 다양한 지반에 쏘일 네일링을 적용할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 쏘일네일을 상방향으로 설치함으로써 일반네일에 비해 간격과 길이를 줄일 수 있으며, 수평배수호스가 장착됨으로써 수평배수공을 별도로 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한 종래의 쏘일 네일링구조 보다 탁월한 주면 마찰력의 확실한 확보를 통하여, 시공간격을 넓혀서 네일을 설치함으로써 경제성과 더불어 탁월한 시공성을 가질수 있으며, 종래의 쏘일 네일링 공법을 적용하기 어려운 느슨한 사질지반 및 포화된 점성토지반에서도 시공성을 확보할 수 있고 지하수위 이하에서도 충분히 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 지반보강공법에 있어서, 그라우팅호스(30)를 통해서 밀크그라우팅을 시작하여 제1패커(20)와 제2패커(21)의 사이에 장착되어진 패킹섬유(23)가 부풀어지게 되는 공정(S10)과; 상기 패킹섬유(23)가 최대한 팽창이 되면 제2패커(21)의 상부에 형성된 그라우팅홀(211)로 밀크그라우트가 투입되면서 천공홀(200)내에 밀크그라우트가 충진되는 공정(S20)과; 이후에는 상방향으로 밀크그라우트가 점차 충진되면서 천공홀(200)을 가득 채웠을 때는 제3패커(22)의 상부에 형성된 그라우팅홀(221)을 통해서 밀크그라우트가 충진되는 공정(S30)과; 상기 제3패커(22)에 연결된 패킹섬유(24)가 부풀어지게 되며, 천공홀(200)의 끝단에 설치된 필터재(60)에는 밀크그라우트가 충진되지 않는 공정(S40)과; 에어호스(40)와 수평배수호스(41) 사이에서 밀크그라우트가 누수될 때 상기 에어호스(40)와 그라우팅호스(30)를 페쇠시켜 밀크그라우트의 주입을 중지하여 공사를 완료하게 되는 공정(S50)이 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강공법.
2. 전면벽체(100) 및 사면안정을 위해 가압식쏘일네일(10)과 패커를 이용한 지반보강구조에 있어서, 중심부에 상기 가압식쏘일네일(10)이 길이방향으로 상호 일정 간격마다 끼움결합되는 제1패커(20)와 제2패커(21) 및 제 3패커(22)와; 상기 제1패커(20)의 상부를 관통하는 그라우팅호스(30)와, 상기 제1패커(20)와 제2패커(21) 및 제 3패커(22)를 관통하는 에어호스(40)와, 상기 에어호스(40)의 내부에 삽 입되어 필터재(60)가 삽입되어진 천공홀(200)의 끝단까지 장착되는 수평배수호스(41)를 포함하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 가압식 쏘일네일(10)이 5°내지 25°로 상방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강구조.
4. 제 1항 내지 제2항에 있어서, 상기 가압식 쏘일네일(10)은 록볼트, 바타입앵커,스트렌드타입앵커, 마이크로파일 중에서 어느 하나를 적용시키는 것을 특징으로 하는 수평배수공 역할을 겸한 상향식 지반보강구조.

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