KR20060116388A - 쏘일네일링 장치 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 보강벽체의 형성시 연약토사, 팽창성토사 및 침하성토사 등으로 이루어지는 토질층이 침하 또는 변형되는 것을 방지하기 위해 해당 지면에 인발력 및 인장력을 보강할 수 있도록 다수 천공되어진 천공홀상에 각각 설치되는 쏘일네일링 장치에 관한 것으로, 특히 네일체에 고정되는 팩커체를 흡수가 좋은 통기성 재질로 하고, 이 때 상기 팩커체는 복수개의 결속수단을 통해 고정하되, 시공시 천공홀 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 천공홀의 입구측의 두께가 상대적으로 더 작게 결속된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 쏘일네일링 장치의 시공방법에 관한 것으로, 이를 위해 터널, 사면 절개지 및 지하굴착 등의 수평방향이나 상/하 경사방향으로 다수의 천공홀을 천공하는 단계;(S100)와, 상기 각 천공홀의 내부로 쏘일네일링 장치를 내설시키는 단계;(S200)와, 상기 쏘일네일링 장치에 연결된 제 2호스를 통해 팩커체와 슈의 사이에 해당하는 천공홀에 그라우트재를 주입하는 단계;(S300)와, 상기 쏘일네일링 장치에 연결된 제 1호스를 통해 팩커체 물을 주입하는 단계;(S400)와, S300단계와, S400단계를 천공홀의 입구까지 진행하여 지반을 보강하는 단계;(S500)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

쏘일네일링, 철근, 천공, 팩커, 토사, 지반

Description

쏘일네일링 장치 및 이의 시공방법{Soil Nailing System And It's Construcion Work Method Thereof}

도 1은 네일링장치가 설치된 사면절개면을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명의 쏘일네일링 장치의 제 1사시도,

도 3은 도 2에서 발췌된 슈의 분해 사시도,

도 4는 도 2에 따른 쏘일네일링 장치의 분해사시도,

도 5는 본 발명의 쏘일네일링 장치의 제 2사시도,

도 6은 도 5에서 발췌된 제 1팩커체의 구성도,

도 7은 도 5에서 발췌된 제 2팩커체의 구성도,

도 8은 사면절개면의 천공홀에 쏘일네일링 장치가 내설된 사용상태도,

도 9는 쏘일네일링 장치에서 나타나는 효과를 제시한 개념도,

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 쏘일네일링 장치의 시공방법을 도시한 순서도,

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쏘일네일링 장치의 시공방법을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 네일체 11: 이형철근

12: 와이어로프 20: 슈

21: 결속홈 30: 팩커체

31: 지지부재 31a: 생석회

32: 와이어메쉬 41: 제 1호스

42: 제 2호스 51: 호스밴드

52: 고무밴드 100: 쏘일네일링 장치

200: 지반 210: 사면활동면

300: 천공홀

본 발명은 네일체에 고정되는 팩커체를 흡수가 좋은 통기성 재질로 하고, 이 때 상기 팩커체는 복수개의 결속수단을 통해 고정하되, 시공시 천공홀 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 천공홀의 입구측의 두께가 상대적으로 더 작게 결속된 쏘일네일링 장치 및 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쏘일네일링장치를 천공홀에 시공시 그라우트재(시멘트+물, 시멘트+물+모래)를 주입과 동시에 천공홀의 내부 공기가 상기 팩커체를 통해 외부로 배출되어 그라우트재의 효율적 주입과 균등한 주입밀도에 의한 지반 보강효과를 가질 수 있는 쏘일네일링 장치 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업이 발달함에 따라 단지 조성이나 신도시 건설, 도로 건설 등 으로 산지와 같은 급경사지를 개발하는 것이 불가피한 실정이며, 따라서 토지의 이용도를 높이고 주거단지의 안정성과 쾌적성을 확보하면서 시공성, 경제성 및 환경 보전성을 충족시킬 수 있는 사면안정 대책공법의 확립이 요구되고 있다.

사면 안정공법으로 가장 널리 이용되고 있는 그라우팅 쏘일네일링(Grouting soil nailing)은 지반보강공법으로서, 사면보강 및 굴착면에 대한 유연한 지보 등의 목적으로 유럽 및 미국지역에서 널리 활용되고 있다.

즉, 지반보강공법의 한 예로 사용되는 그라우팅 쏘일네일링은 지반에 설치된 이형철근에 의하여 보강된 영역의 토체가 일체화된 옹벽과 같이 작용한다는 기본개념을 바탕으로 비탈사면의 안정과 굴착면의 토류벽체 대용 구조물로서 그 유용성이 입증되어 최근 그 적용이 확산되고 있다.

특히, 쏘일네일링에 대한 이론적인 연구가 많이 진행된 선진국 등에서는 깊이가 20M 이하인 소규모의 굴착 공사에도 널리 이용되고 있으며, 국내에도 여러개의 전문 시공업체가 상당수 현장에서 시공을 하고 있다.

한편, 종래의 쏘일 네일링 공법을 천공홀의 그라우팅 방식에 의해 구분하면 중력에 의한 그라우팅 방식인 무압 방식과 그라우팅시 압력을 가하는 가압 방식이 있다.

여기서 무압 방식은 천공홀에 쏘일네일링 장치을 설치하고 중력식으로 그라우팅을 수차례(통상 2 ~ 5회) 실시하여 천공홀을 채우는 방식으로 쏘일네일링 장치를 설치 전 천공홀은 약 10°내지 20°정도의 하향경사도를 갖게 시공하게 됨으로 수차례 반복적인 그라우팅이 요구되므로 공사기간이 길고 시공성이 떨어진다. 이에 따라 천공홀 내를 밀실하게 채우지 못할 수가 있어 네일링의 효과가 감소되기도 한다.

가압 방식은 압력 그라우팅에 의해 천공홀 내를 밀실하게 하여 네일링장치와의 주면마찰력을 향상시키거나 주변의 지반개량효과를 갖도록 하고 있다. 이 때 가하는 소정의 압력(약 6 ~ 15kg/㎠)을 유지하기 위해 주로 발포우레탄 등을 사용하는 팩커를 사용하고 있으며, 지반조건에 따라 주입압을 적절히 조절하지 않으면 경우에 따라서는 도리어 지반을 교란시킬 우려가 있다.

사면활동면에 설치된 네일은 인장력과 전단력을 받게 되는데, 사면활동면에 직각에 가까울수록 사면활동에 의해 전단력을 받게 되며 사면활동면에 기울어져 작용하게 되면 인장력과 전단력을 동시에 받게 된다.

한편, 쏘일 네일링 공법의 적용에 있어서 공사 비용이나 공사 기간의 상당부분이 천공 작업에 소요되고 있어 보다 효율적인 네일체의 사용이 요구되고 있으며, 네일체를 설치 후 천공홀 내를 충실하게 그라우팅을 실시하는 것은 필수적으로 중요하므로 지반을 교란시키지 않으면서 시공성을 좋게 하여야 하고, 특히 긴 네일을 설치하는 경우 천공홀 내의 그라우팅의 충실도가 네일링 효과에 크게 영향을 준다.

종래의 가압 방식의 쏘일네일링 장치는 이형철근에 팩커체를 감싸 구성되고 있다. 하지만 이러한 팩커체는 주로 씰링효과를 위해 무게가 아주 가벼운 발포식우레탄으로 구성되는 바, 그라우팅 공법으로 시공시 천공홀 내의 공기가 외부로 빠져 나오지 못하는 단점이 있다.

즉, 그라우팅 공법은 그라우트재 호스 및 공기 호스를 각각 팩커체에 끼워 놓은 후 발포식 우레탄 등을 주입하여 팩커체에 설치한 공기 호스를 통해 천공홀 내부의 공기를 외부로 배출하면서 내부를 충진하는 방식으로 진행하였다.

하지만 그라우트재의 주입시 천공홀의 내부압력이 상승되게 되는데, 이 때 천공홀의 내부 공기가 공기호스를 통해 잘 배출되지 않는 단점이 있었다.

이를 위해 그라우트재의 주입압력을 적절히 조절하여 상기와 같은 문제점을 극복하였으나, 이는 또 다른 문제점 즉, 시공시간이 길어지는 단점이 발생되며, 주입압을 크게 하는 경우 지반이 교란될 수 있는 가능성이 항시 존재해 왔다.

또한 팩커체의 재질이 우레탄과 같은 비싼 재질 및 상기 우레탄을 주입하는 장비가 고가를 요구하는 바, 이는 시공비용 상승을 가져 왔다.

아울러 천공홀의 중앙에서 지지해주는 네일 즉, 이형철근은 외부의 전단력에 적절히 대응해야 하므로 단위면적당 전단력 및 인장력 증가에 따라 이형철근의 지름 또한 처짐으로 인해 무개의 증가, 재료비의 상승 및 설치의 어려움 등과 같은 시공에 있어서 어려운 문제점이 야기되어 결과적으로 지반에 대한 네일링장치의 설치 간격이 좁게되고 공사비에 상당부분을 차지하는 천공비가 크게 드는 문제점이 발생되었다.

즉, 기존의 단순히 강봉이나 강관을 이용하는 네일은 공장제품으로 강봉이나 강관의 인장강도나 전단강도의 크기가 제한되어 있어서 네일이 설치된 블록의 사면활동에 대한 억제력을 강화시키기 위해서는 네일의 단면적을 증가시켜야 한다. 따라서 시공성 및 경제성 등을 고려해 볼 때 지극히 제한적일 수밖에 없으며, 복합재료를 사용하는 유리섬유 강화파이프(FRP관)은 별도의 제작과정 등이 요구되므로 현 실적으로 시공성, 경제성이 떨어질 우려가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 네일체에 고정되는 팩커체를 흡수가 좋은 통기성 재질로 하고, 이 때 상기 팩커체는 복수개의 결속수단을 통해 고정하되, 시공시 천공홀 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 천공홀의 입구측의 두께가 상대적으로 더 작게 결속된 쏘일네일링 장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명은 목적들은, 흙막이 보강벽체의 형성시 연약토사, 팽창성토사 및 침하성토사 등으로 이루어지는 토질층이 침하 또는 변형되는 것을 방지하고, 터널, 사면절개지 및 지하굴착시 지반을 보강하기 위해 해당 지반에 인발력 및 인장력을 보강할 수 있도록 다수 천공되어진 천공홀상에 각각 설치되는 쏘일네일링 장치에 있어서,

상기 각 천공홀(300)상에 설치되되, 외부 전단력에 대한 강성을 증대시키기 위해 이형철근(11)의 외주면에 와이어로프(12)를 권선하고, 권선된 와이어로프(12)를 상기 이형철근(11)과 함께 결속수단을 통해 고정하여 구성되는 네일체(10);

해당 천공홀(300)을 따라 네일체(10)를 가이드하여 중심을 유지할 수 있도록 상기 네일체(10)의 단부에 결합되는 '콘' 형태의 슈(20); 및 상기 네일체(10)가 상기 천공홀(300)에 중앙부위에 배치될 수 있도록 상기 천공홀(300)의 내면에 근접한 두께로 상기 네일체(10)의 외주면에 감싸지되, 상기 네일체(10)의 길이방향을 따라 등분된 간격으로 다수 고정되는 팩커체(30);를 포함하여 구성되며, 상기 팩커체(30)는 복수개의 결속수단을 통해 고정되되, 시공시 천공홀(300) 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 천공홀(300)의 입구측의 두께가 상대적으로 더 작게 결속되어 설치된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치에 의해서 달성된다.

또한 상기 슈(20)는 반분되게 분리구성되어 결속수단을 통해 상호 고정되고, 각각의 내부에는 다양한 직경를 갖는 네일체(10)의 이탈을 방지를 위해 타원형의 결속홈(21)이 형성되되, 상기 결속홈(21)은 상기 이형철근(11)과 와이어로프(12)가 형상적으로 대응될 수 있도록 2개가 형성된 것이 바람직하다.

또한 결속수단은 호스밴드(51), 강선 및 고무밴드(52) 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한 팩커체(30)는 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜 및 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와, 상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 팩커체(30)는 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜, 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와, 상기 지지부재(31)로 물이 흡수되어 팽창 경화될 수 있도록 상기 지지부재(31)로 도포되는 생석회가루(31a)와, 상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팩커체(30)는 물 또는 시멘트물이 유입될 수 있도록 제 1호스(41) 가 연결되고, 상기 팩커체(30)의 안측에 있는 천공홀(300) 내로 그라우트재가 유입될 수 있도록 제 2호스(42)가 관통된 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 쏘일네일링장치를 천공홀에 시공시 그라우트재를 주입과 동시에 천공홀의 내부 공기가 상기 팩커체를 통해 외부로 쉽게 배출되어 그라우트재의 효율적 주입과 균등한 주입밀도에 의한 지반 보강효과를 갖을 수 있는 쏘일네일링의 시공방법을 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은, 기존에 쏘일네일링장치에 비해 이형철근의 단위면적당 허용강도와 항복강도를 극대화 할 수 있으며, 이로 인해 설치비용이 매우 저렴한 쏘일네일링 장치 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 목적들은, 터널, 사면 절개지 및 지하굴착 등의 수평방향이나 상/하 경사방향으로 다수의 천공홀(300)을 천공하는 단계;(S100)와, 상기 각 천공홀(300)의 내부로 쏘일네일링 장치(100)를 내설시키는 단계;(S200)와, 상기 쏘일네일링 장치(100)에 연결된 제 2호스(42)를 통해 팩커체(30)와 슈(20)의 사이에 해당하는 천공홀(300)에 그라우트재를 주입하여 경화시키는 단계;(S300)와, 상기 쏘일네일링 장치(100)에 연결된 제 1호스(41)를 통해 팩커체(30)에 물을 주입하여 경화시키는 단계;(S400) 및 S300단계와, S400단계를 천공홀(300)의 입구까지 진행하여 지반(200)을 보강하는 단계;(S500)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 S300단계의 팩커체(30)는, 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있 도록 다공성섬유, 솜, 유리솜, 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와, 상기 지지부재(31)로 물이 흡수되어 팽창 경화될 수 있도록 상기 지지부재(31)로 도포되는 생석회가루(31a)와, 상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 S300단계의 팩커체(30)는, 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜, 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와, 상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)로 구성되는 것이 바람직하다.

S400단계의 제 1호스(41)는, 시멘트가루와 물로 이루어진 시멘트물이 주입되는 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 쏘일네일링 장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 네일링장치가 설치된 사면절개면을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 쏘일네일링 장치의 제 1사시도이고, 도 3은 도 2에서 발췌된 슈의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2에 따른 쏘일네일링 장치의 분해사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 흙막이 보강벽체의 형성시 연약토사, 팽창성토사 및 침하성토사 등으로 이루어지는 토질층이 침하 또는 변형되는 것을 방지하고, 터널, 사면절개지 및 지하굴착시 지반(200)을 보강하기 위해 해당 지면에 인발력 및 인장력을 보강할 수 있도록 다수 천공되어진 천공홀(300)상에 각각 설치되는 쏘일네일링 장치(100)에 관한 것이다. 즉 본 발명은 지반(200)의 사면활동면(210)을 따라 이동되는 사면을 안정적으로 보강할 수 있는 장치이다.

쏘일네일링 장치(100)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 소정지름을 갖는 네일체(10)와, 상기 네일체(10)의 단부에 결합되는 슈(20)와, 상기 네일체(10)의 길이방향으로 다수 설치되는 팩커체(30)로 구성된다.

여기서 상기 네일체(10)는 실시예로 약 Ø29㎜ 정도의 이형철근(11)을 주 뼈대로, 이형철근(11)의 외주면에 권선되는 와이어로프(12)로 구성된다. 이 때 상기 네일체(10)와 와이어로프(12)는 결속수단을 통해 상호 고정되는 구성인데, 상기 결속수단은 호스밴드(51)인 것이 바람직하다.

와이어로프(12)는 상기 이형철근(11)에 가해지는 외부 전단력에 대한 강성을 증대시키기 위한 것으로, 상기 이형철근(11)과 와이어로프(12)가 일체화되어 단면적의 증대에 따른 외부 전단력에 대한 허용강도 및 항복강도를 극대화 할 수 있다.

아울러 슈(20)는 '콘' 형태를 갖고 있으며, 네일체(10)을 가이드하여 중심을 유지할 수 있도록 천공홀(300)의 내경에 근접하도록 상기 천공홀(300)의 내경 보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이 때 상기 슈(20)는 네일체(10)의 단부를 부분삽입시켜 고정시킬 수 있도록 결속홈(21)이 형성되어 있는 구조 이다.

여기서 상기 슈(20)는 상기 네일체(10)를 감싸 외부에서 조일 수 있도록 상호 반분되게 분리구성되고 상기 결속수단을 통해 고정된다. 이 때 상기 네일체(10)는 상기 이형철근(11)과 와이어로프(12)로 구성되는 바, 각각의 내부에 형성된 결속홈(21)은 네일체(10)의 이탈을 방지하기 위한 2개의 결속홈(21)이 형성되어 있는 구조이다. 이 때 상기 각 결속홈(21)은 이형철근(11) 및 와이어로프(12)의 지름에 관계없이 모두 수용될 수 있도록 타원형인 것이 바람직하다.

또한 이형철근(11)에 대응되는 결속홈(21)은 이형철근(11)의 외주면에 형성된 리브에 간섭없이 다수의 요철이 돌출 형성되어 있어 결속수단을 통해 고정하면 더욱 안정적으로 고정될 수 있는 구조가 마련된다. 여기서 상기 결속수단은 호스밴드(51)인 것이 바람직하다.

팩커체(30)는 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜 및 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와, 상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 와이어메쉬(32)로 구성된다.

상기 팩커체(30)는 네일체(10)가 천공홀(300)의 길이방향을 따라 중앙에 배치될 수 있도록 상기 천공홀(300)의 내면에 근접한 두께로 상기 네일체(10)의 외주면에 감싸지되, 상기 네일체(10)의 길이방향을 따라 상호 등분된 간격으로 다수 고정된다.

이러한 구조의 팩커체(30)는 2개의 결속수단을 통해 양단부가 고정되되, 시 공시 천공홀(300)의 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 천공홀(300)의 입구측의 두께가 상대적으로 더 작게 결속되어 설치된다.

즉, 천공홀(300)의 입구측에 해당하는 팩커체(30)의 단부는 호스밴드(51)를 통해 강하게 결속되고, 상기 슈(20)측에 해당하는 팩커체(30)의 단부는 고무밴드(52)로 느슨하게 결속된 구성이다.

도 5는 본 발명의 쏘일네일링 장치의 제 2사시도이고, 도 6은 도 5에서 발췌된 제 1팩커체의 구성도이며, 도 7은 도 5에서 발췌된 제 2팩커체의 구성도이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쏘일네일링 장치(100)는 지반(200)에 뚫은 천공홀(300)의 깊이에 따라 팩커체(30)의 개수가 달리된다. 이 때 팩커체(30)로는 제 1호스(41)가 연결되고, 제 2호스는 내부를 관통하는 구조이다.

여기서 제 1호스(41)는 팩커체(30)의 지지부재(31)에 물 또는 시멘트물을 공급하기 위한 호스이고, 제 2호스(42)는 팩커체(30)를 지지기반으로 삼아 팩커체(30)의 안측에 위치하는 천공홀(300)로 그라우트재를 주입하기 위한 호스이다.

따라서 제 1호스(41)는 팩커체(30)의 내부에 연결되는 구성이지만, 상기 제 2호스(42)는 상기 팩커체(30)를 가로질러 천공홀(300)상에 단부가 위치되는 구성이다.

여기서 만약 도 7과 같이, 팩커체(30)의 지지부재(31)에 생석회가루(31a)가 도포되어 있다면, 제 1호스(41)를 통해 물만이 공급되고, 도 6과 같이, 팩커체(30)가 지지부재(31)와, 와이어메쉬(32)만으로 이루어진다면, 상기 팩커체(30)를 경화 시킬 수 있도록 제 1호스(41)를 통해 시멘트물이 공급된다.

이러한 구성으로 천공홀(300)에 내설되는 쏘일네일링 장치(100) 통해 지반에 천공된 천공홀(300)을 보다 견고하게 밀실할 수 있는 구조가 마련된다.

이하에서는 본 발명의 쏘일네일링 장치의 작동을 도시한 상태도이다.

도 8은 사면절개면의 천공홀에 쏘일네일링 장치가 내설된 사용상태도이며, 도 9는 쏘일네일링 장치에서 나타나는 효과를 제시한 개념도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 쏘일네일링 장치(100)의 시공은 천공홀(300)의 안측에서부터 입구까지 진행하여 지반(200)을 보강하게 된다.

이 때 지반(200) 보강 순서는, 천공홀(300)의 안측에서부터 천공홀-팩커체-천공홀-팩커체 순으로 경화시킨다.

먼저 제 2호스(42)를 통해 슈(20)가 결합된 해당 천공홀(300)로 그라우트재를 저압으로 주입시켜 천공홀(300)의 내부를 충진한다. 이 때 천공홀(300)의 내부가 충진되면서 해당 천공홀(300)의 공기는 천공홀(300)의 입구쪽으로 배출된다. 이는 팩커체(30)의 지지부재(31)가 통기성이 좋은 재질로 이루어지기 때문에 가능하다.

이 때 팩커체(30)는 천공홀(300)의 입구쪽에 해당하는 단부를 호스밴드(51)를 통해 견고히 고정하고 있기 때문에 그라우트재의 충진압력에 의해 안측으로 밀리지 않고 충분히 견딜 수 있게 된다.

아울러 팩커체(30)는 슈(20)측에 해당하는 단부를 고무밴드(52)로 고정하고 있기 때문에 천공홀(300)의 내면과 매우 근접하다. 따라서 천공홀(300)에 충진되는 그라우트재는 팩커체(30)에 의해 가로막히게 되고, 가로막힌 그라우트재는 가압력에 의해 고밀도로 충진되게 되는 것이다.

이후 상기 제 1호스(41)를 통해 물 또는 시멘트물을 팩커체(30)에 공급하여 생석회와의 수화반응에 의한 부피 팽창으로 급속 경화시킨다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 쏘일네일링 장치의 시공방법을 도시한 순서도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쏘일네일링 장치의 시공방법을 도시한 순서도이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쏘일네일링 장치의 시공방법에 관하여 간단히 설명하기로 한다.

먼저 터널, 사면 절개지 및 지하굴착 등의 수평방향이나 상/하 경사방향으로 다수의 천공홀을 천공한다.(S100)

그리고 상기 각 천공홀의 내부로 쏘일네일링 장치를 내설시킨다.(S200)

아울러 쏘일네일링 장치에 연결된 제 2호스를 통해 팩커체와 슈의 사이에 해당하는 천공홀에 그라우트재를 저압으로 주입한다.(S300)

이후 상기 쏘일네일링 장치에 연결된 제 1호스를 통해 팩커체 물을 주입한다. 여기서 팩커체는의 지지부재로는 생석회가루가 도포되어 구성되는 것이 바람직하다.(S400)

S300단계와, S400단계를 천공홀의 입구까지 진행하여 지반을 보강하여 완성 한다.(S500)

한편 상기 팩커체의 지지부재가 생석회가루가 포함하지 않는 경우에는 S400단계에서 시멘트물이 공급된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 쏘일네일링 장치 및 이의 시공방법은 천공홀의 깊이에 따라 팩커체의 개수가 달리될 수 있다.

또한 상기 쏘일네일링 장치의 시공방법은, 천공홀에 충진되는 그라우트재가 저압으로 주입되는 경우이지만, 만약 고압으로 그라우트재를 충진했을 경우에는, 시공순서를 천공홀의 안측에서부터 팩커체-천공홀-팩커체-천공홀 순으로 시공할 수 있다.

그리고 본 발명에서 언급된 생석회가루 이외에, 소석회 및 생석회가 가공된 시멘트가루를 대체하여 사용할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 쏘일네일링 장치 및 이의 시공방법에 따르면, 쏘일네일링 장치의 시공시 천공홀 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있어 효율적 주입과 균등한 주입밀도에 의한 지반 보강효과 및 시공이 매우 빠른 장점이 있다.

아울러 기존의 쏘일네일링 장치에 비해 이형철근과 와이어로프가 일체가 되기 때문에 단면적이 증대되고 단위면적당 허용강도와 항복강도를 극대화 할 수 있 어 사면에 설치되는 쏘일네일링장치를 개수를 최소화 할 수 있어, 이로 인해 설치비용이 매우 저렴한 장점이 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (10)

1. 흙막이 보강벽체의 형성시 연약토사, 팽창성토사 및 침하성토사 등으로 이루어지는 토질층이 침하 또는 변형되는 것을 방지하고, 터널, 사면절개지 및 지하굴착시 지반을 보강하기 위해 해당 지반에 인발력 및 인장력을 보강할 수 있도록 다수 천공되어진 천공홀상에 각각 설치되는 쏘일네일링 장치에 있어서,

   상기 각 천공홀(300)상에 설치되되, 외부 전단력에 대한 강성을 증대시키기 위해 이형철근(11)의 외주면에 와이어로프(12)를 권선하고, 권선된 와이어로프(12)를 상기 이형철근(11)과 함께 결속수단을 통해 고정하여 구성되는 네일체(10);

   해당 천공홀(300)을 따라 네일체(10)를 가이드하여 중심을 유지할 수 있도록 상기 네일체(10)의 단부에 결합되는 '콘' 형태의 슈(20); 및

   상기 네일체(10)가 상기 천공홀(300)에 중앙부위에 배치될 수 있도록 상기 천공홀(300)의 내면에 근접한 두께로 상기 네일체(10)의 외주면에 감싸지되, 상기 네일체(10)의 길이방향을 따라 등분된 간격으로 다수 고정되는 팩커체(30);를 포함하여 구성되며,

   상기 팩커체(30)는 복수개의 결속수단을 통해 고정되되, 시공시 천공홀(300) 내부 공기가 외부로 원활히 배출될 수 있도록 천공홀(300)의 입구측의 두께가 상대적으로 더 작게 결속되어 설치된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 슈(20)는 반분되게 분리구성되어 결속수단을 통해 상호 고정되고, 각각의 내부에는 다양한 직경를 갖는 네일체(10)의 이탈을 방지를 위해 타원형의 결속홈(21)이 형성되되, 상기 결속홈(21)은 상기 이형철근(11)과 와이어로프(12)가 형상적으로 대응될 수 있도록 2개가 형성된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 결속수단은 호스밴드(51), 강선 및 고무밴드(52) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 팩커체(30)는 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜 및 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와,

   상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 팩커체(30)는 물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜, 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와,

   상기 지지부재(31)로 물이 흡수되어 팽창 경화될 수 있도록 상기 지지부재(31)로 도포되는 생석회가루(31a)와,

   상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치.
6. 제 1항, 4항 내지 5항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,

   상기 팩커체(30)는 물 또는 시멘트물이 유입될 수 있도록 제 1호스(41)가 연결되고, 상기 팩커체(30)의 안측에 있는 천공홀(300) 내로 그라우트재가 유입될 수 있도록 제 2호스(42)가 관통된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치.
7. 터널, 사면 절개지 및 지하굴착 등의 수평방향이나 상/하 경사방향으로 다수의 천공홀(300)을 천공하는 단계;(S100)

   상기 각 천공홀(300)의 내부로 쏘일네일링 장치(100)를 내설시키는 단계;(S200)

   상기 쏘일네일링 장치(100)에 연결된 제 2호스(42)를 통해 팩커체(30)와 슈(20)의 사이에 해당하는 천공홀(300)에 그라우트재를 주입하여 경화시키는 단계;(S300)

   상기 쏘일네일링 장치(100)에 연결된 제 1호스(41)를 통해 팩커체(30)에 물을 주입하여 경화시키는 단계;(S400) 및

   S300단계와, S400단계를 천공홀(300)의 입구까지 진행하여 지반(200)을 보강하는 단계;(S500)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 시공방법.
8. 제 7항에 있어서,

   S300단계의 팩커체(30)는,

   물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜, 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와,

   상기 지지부재(31)로 물이 흡수되어 팽창 경화될 수 있도록 상기 지지부재(31)로 도포되는 생석회가루(31a)와,

   상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 시공방법.
9. 제 7항에 있어서,

   S300단계의 팩커체(30)는,

   물 및 공기가 쉽게 흡수되거나 통기될 수 있도록 다공성섬유, 솜, 유리솜, 유리강화섬유 중 선택되는 어느 하나의 지지부재(31)와,

   상기 지지부재(31)가 강성을 취하도록 상기 지지부재(31)에 안착되는 '메쉬' 구조를 갖는 와이어메쉬(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 시공방법.
10. 제 7항 또는 제 9항에 있어서,

    S400단계의 제 1호스(41)는,

    시멘트가루와 물로 이루어진 시멘트물이 주입되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 시공방법.

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