KR20090039260A - 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조에 관한 것이다.

본 발명은 굴착공에 채워진 충진부재 내에 삽입된 다발형태의 복수의 강선이 포함된 네일부재와, 네일부재의 양 끝단에 각각 체결되는 정착부재 및 고정부재를 포함하되, 충진부재 속 네일부재의 끝단에 체결되는 정착부재는 충진부재 내에 정착공간을 형성하는 외형캡과, 외형캡의 입구에 나사결합된 콘플레이트, 콘플레이트의 경사면에 의해 네일부재의 한쪽 끝단을 결속시키는 복수의 콘, 외형캡 속에 나사결합되어 콘플레이트와 복수의 콘을 밀착 고정하며, 네일부재의 타격시 결합상태를 해체하는 고정멈치를 포함하고, 네일부재의 다른 쪽 끝단에 체결된 고정부재는 나사결합방식에 의해 결합과 분리가 자유로운 형태로 구성된다.

본 발명은 굴착 면의 변위를 억제하는 것은 물론, 지반의 침하나 토사의 유실 등을 방지하며, 네일부재의 제거가 용이할 뿐만 아니라, 이웃 지구 간의 경계침범으로 인한 분쟁을 방지하는 등의 효과가 뛰어나다.

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Description

제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조{THE REMOVABLE SOIL NAILING STRUCTUER OF USING PRESTRESS}

본 발명은 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조에 관한 것이다.

쏘일 네일링이라 함은 토사에 구멍을 뚫어 이형철근이나 스틸 바 또는 스틸 파이프와 같은 보강재를 넣고, 천공 내부를 시멘트 밀크 등으로 채운 뒤, 그 전면을 쇼크리트 처리하여 경사면의 흙을 일체 시킴으로써, 외적으로는 소정 형태의 옹벽과 같이 형성된 것을 말한다.

즉, 쏘일 네일링은 인장 응력이나 전단 응력 또는 휨 모멘트에 대한 저항성이 뛰어난 보강재를 연약지반 내에 삽입하여 각종 하중으로 인한 지반의 변위발생을 억제하거나, 굴착공사 중 또는 완료 후에 일어날 수 있는 지반의 침하 등을 방지하기 위한 것이다.

따라서 종래에는 토목공사시 사면안정대책 또는 건물의 지하공간을 마련하기 위한 흙막이 구조물 등과 같은 형태로 많이 적용되어 있다. 예를 들면, 국내 등록특허공보 제597117호(2006. 6. 28., 이하 '종래기술1'이라 함), 공개특허공보 제96706호(2007. 10. 2., 이하 '종래기술2'라 함)를 들 수 있다.

상기 종래기술1은 사면보강공법용 네일장치에 관한 것으로, 네일, 가스튜브 및 피복재로 이루어지되, 가스튜브는 네일 외면상에 길이방향으로 배치되고, 그 내부에는 소정의 가스가 밀봉되며, 피복재는 네일과 가스튜브를 둘러싼 형태로 이루어진다.

이러한 종래기술1의 네일장치는 설치시 가스튜브 내에 밀봉된 가스 내압에 의해 소정의 여유공간이 확보되므로 네일을 제거하고자 할 때, 가스튜브 내의 가스를 배출시킴으로써, 네일의 인발에 필요한 소정의 공간이 쉽게 마련된다.

그러나 종래기술1은 네일 자체가 이형철근으로 이루어져 그 길이만큼 제거를 위한 소정의 작업공간이 필요하므로 협소한 지역에서는 제거 자체가 불가능하고, 각종 하중에 대한 저항성 또한 네일 소재에 따른 저항성 그 이상을 기대하기 어렵다. 또 네일을 제거하기 위해서는 먼저 쇼크리트 전면판에 일체 된 플레이트를 강제로 분리해야 하는 문제점이 있다.

상기 종래기술2는 프리스트레스 방식의 쏘일 네일링 구조에 관한 것으로, 보강재삽입공 및 강선삽입공이 구비된 지압판과, 보강재 끝단에 연결된 연결부, 중간길이부, 유도홈이 있는 헤드부가 구비된 고정내하체로 이루어지며, 강선이 보강재의 외측에 배치되어 고정내하체의 유도홈을 거쳐 지압판의 강선삽입공에 정착된 형태로 구성된다.

종래기술2는 쏘일 네일 벽체의 수평변위를 최소화시킴으로써, 프리스트레스 하중에 의해 지압판 부위의 사면이 파괴되는 것 등을 방지한다. 그러나, 종래기술2는 쏘일 네일 즉, 강선이 고정내하체에 의해 정착되어 제거가 용이하지 못하므로 현장공사시 지반의 경계를 벗어나 이웃의 경계를 침범하게 되는 경우, 분쟁의 소지가 생기는 문제점이 있다. 또, 이와 같은 분쟁 발생시에는 다시 별도로 네일 제거를 위한 공사를 수행해야 하므로 추가 비용이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리스트레스식 공법을 적용함으로써, 굴착 면의 변위를 억제하고, 지반의 침하나 토사의 유실방지 등과 같은 안정성을 제고할 수 있는 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 시공장비가 간단하므로 비탈면이나 주거공간이 밀집된 협소한 현장 등 시공 여건에 관계없이 쉽게 적용할 수 있고, 앵커 공법에 비해 네일부재의 길이가 짧고 고정 정착시키는 구조가 아니므로 이웃 지구의 경계를 침범할 우려가 적을 뿐만 아니라, 네일부재의 제거가 용이하므로 상호 분쟁의 소지를 없앨 수 있는 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조는, 굴착공에 채워진 충진부재 내에 삽입된 다발형태의 복수의 강선을 포함하는 네일부재와, 네일부재의 양 끝단에 각각 체결되는 정착부재 및 고정부재를 포함하여 구성된다.

나아가, 충진부재 속 네일부재의 끝단에 체결되는 정착부재는 충진부재 내에 정착공간을 형성하는 외형캡과, 외형캡의 입구에 나사결합된 콘플레이트, 콘플레이트의 경사면에 의해 네일부재의 한쪽 끝단을 결속시키는 복수의 콘, 외형캡 속에 나사결합되어 콘플레이트와 복수의 콘을 밀착 고정하며, 네일부재의 타격시 결합상태를 해체하는 고정멈치를 포함하고, 네일부재의 다른 쪽 끝단에 체결된 고정부재는 나사결합방식에 의해 결합과 분리가 자유로운 형태로 구성된다.

본 발명의 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조에 의하면, 프리스트레싱이 가능한 다발형태로 이루어진 복수의 강선을 채택함으로써, 굴착 면의 변위를 억제하는 것은 물론, 지반의 침하나 토사의 유실 등을 방지하는 안정성을 제고하는 효과가 뛰어나다.

또한, 본 발명은 시공장비가 간단하므로 비탈면이나 주거공간이 밀집된 협소한 현장 등 시공 여건에 관계없이 쉽게 적용할 수 있고, 앵커 공법에 비해 네일부재가 고정된 구조가 아니며, 분리형 웨지를 채택함으로써, 네일부재의 제거가 용이할 뿐만 아니라, 이웃 지구의 경계침범 등으로 인한 상호 분쟁의 소지를 없애는 등의 효과가 뛰어나다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 3에서와 같이, 본 발명은 굴착공(40)에 채워진 충진부재(50) 내에 삽입되며, 다발형태로 이루어진 복수의 강선(11)을 포함하는 네일부재(10)와, 네일부재(10)의 양 끝단에 각각 체결되는 정착부재(20) 및 고정부재(30)를 포함하는 것으로, 정착부재(20) 및 고정부재(30)는 나사결합방식에 의해 결합과 분리가 자유로운 형태로 구성된다.

즉, 본 발명은 정착부재(20) 및 고정부재(30)에 의해 네일부재(10)의 설치가 고정된 상태에서는 네일부재(10)의 인장력에 의해 주변 지반이 프리스트레스 영역하에 응집 및 결속되고, 고정부재(30)를 해체한 후, 네일부재(10)에 소정의 타격을 가하면, 정착부재(20)의 정착력이 해지되면서 네일부재(10)의 제거가 용이한 형태로 전환될 수 있도록 구성된다.

도 3에서처럼 정착부재(20)는 충진부재(50) 속 네일부재(10)의 끝단에 체결되어 소정의 정착력으로 네일부재(10)를 고정시키는 것으로, 바람직하게는 충진부재(50) 내에 소정의 정착공간(21a)을 형성하는 외형캡(21)과, 외형캡(21)의 입구에 나사결합된 콘플레이트(22), 콘플레이트(22)의 경사면에 의해 네일부재(10)의 한쪽 끝단을 결속하는 복수의 콘(23), 외형캡(21) 속에 나사결합되어 콘플레이트(22)와 복수의 콘(23)을 밀착시키며, 네일부재(10)의 타격시 결합상태가 해지되게 하는 고 정멈치(24)를 포함하여 구성된다.

이때, 고정멈치(24)는 소정의 두께로 형성되어 가격시 휘어지는 금속재질의 판 형태 또는 경도적 특성을 가진 플라스틱과 같은 합성수지재로 형성하되, 정착상태에서는 네일부재(10)의 인장 응력이 발휘되어 고정함으로써, 네일부재(10)로부터 프리스트레스 공법이 적용될 수 있도록 하는 한편, 네일부재(10)의 타격시에는 소정의 타격력에 의해 휘어지거나 부서져 정착부재(20)에 의한 네일부재(10)의 정착상태를 해지함으로써, 필요에 따라 언제든지 네일부재(10)를 제거할 수 있도록 구성한다.

도 2 또는 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 고정부재(30)는 굴착공(40)의 입구를 막는 커버플레이트(31)와, 네일부재(10)의 고정을 위한 복수의 쐐기형 물림쇠(32)를 포함하며, 체결시 조임이 가능한 분리형 웨지(33a)가 형성된 설치고정편(33)과, 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)에 나사결합되는 체결너트(34)를 포함하여 구성된다.

설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)는 도 4에서처럼 적어도 두 개로 이루어진 조각형태로써, 체결너트(34)의 결합시 체결력에 의해 분리형 웨지(33a)가 체결되는 형태로 이루어진다.

이와 같이 분리형 웨지(33a)와 체결너트(34) 간의 결합은 분리형 웨지(33a) 내부에 포함된 쐐기형 물림쇠(32)에 소정의 조임력을 유발하고, 이에 따라 네일부재(10)의 또 다른 한쪽 끝단은 쐐기형 물림쇠(32)에 의해 고정 가능하게 된다. 즉, 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a) 내부에는 쐐기형 물림쇠(32)가 배치되고, 그 외부 나사산에는 체결너트(34)가 결합 된 형태로 이루어진다.

본 발명의 네일부재(10)는 그 외면에 피복재(12)와 보강재(13)가 더 구비된 형태로도 가능하다. 이때, 피복재(12)는 합성수지재로 이루어진 튜브관 형태로 이루어져, 시멘트 밀크와 같은 충진부재(50)로부터 네일부재(10)의 제거시 표면유격이 용이하게 하기 위한 것이고, 보강재(13)는 복수의 강선(11) 다발만으로 형성된 네일부재(10)의 강성(剛性)을 보완하기 위한 것으로 소정의 관(管) 형태로 형성할 수 있는 목재 특히, 대나무가 좋다.

이와 같이 네일부재(10)에 보강재(13)가 더 구비된 경우, 정착부재(20)는 보강재(13)의 결합상태를 지지할 수 있도록 구비된다. 예를 들면, 도 3에서처럼 콘플레이트(22)에 나사결합되어 보강재(13)의 설치상태를 고정하는 연결플레이트(25)가 더 구비된 형태를 들 수 있다.

이하에서는 상술한 본 발명의 구성 간의 작동관계를 상세히 설명한다.

본 발명의 시공 순서에 따라 설명하면, 굴착 및 천공 후 네일부재(10)를 삽입하고 시멘트 밀크와 같은 충진부재(50)로 그라우팅한다. 이때, 충진부재(50) 속으로 삽입되는 네일부재(10)의 끝단에는 정착부재(20)가 체결되어 소정의 정착력에 의해 네일부재(10)를 고정하게 된다.

즉, 충진부재(50) 내에 소정의 정착공간(21a)을 형성하는 외형캡(21)에 나사결합된 콘플레이트(22) 및 고정멈치(24)에 의해 콘플레이트(22)의 경사면을 따라 복수의 콘(23)이 결속되면서 네일부재(10)의 외면을 결착 고정한다.

여기서, 네일부재(10)는 그 외면에 표면유격을 용이하게 하기 위한 피복재(12)와 강성(剛性)을 보완하기 위한 보강재(13)를 더 구비하고, 정착부재(20)는 연결플레이트(25)를 이용하여 보강재(13)의 결합상태를 견고하게 지지할 수 있도록 한다.

위와 같은 상태에서 네일부재(10)를 당기면, 복수의 강선(11) 다발형태의 네일부재(10) 내에 인장 응력이 유발되면서, 주변 지반의 토사를 응집하는 효과를 발휘한다. 따라서 네일부재(10)를 당겨 그 내부에 인장 응력이 발현된 상태에서 네일부재(10)의 다른 쪽 끝단 즉, 굴착공(40)의 바깥쪽에 결속되는 고정부재(30)를 이용하여 도 1에서와 같은 설치상태를 완료한다.

즉, 굴착공(40)의 입구에 커버플레이트(31)를 배치하여, 설치고정편(33)을 네일부재(10)에 끼워 커버플레이트(31)와 맞닿게 한 뒤, 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)에 체결너트(34)를 조여 분리형 웨지(33a) 내부의 쐐기형 물림쇠(32)로부터 네일부재(10)의 외면을 압착 고정한다.

이때, 쐐기형 물림쇠(32)는 네일부재(10) 즉, 다발형태로 이루어진 복수의 강선(11)을 팽팽하게 당긴 상태로 고정함으로써 굴착공(40) 입구의 커버플레이트(31)를 가압 고정하는 역할을 병행하게 된다.

그리고 쐐기형 물림쇠(32)에 의한 네일부재(10)의 압착 정도는 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)와 체결너트(34)의 결합 정도에 따라 결정된다. 즉, 체결너트(34)가 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)와 견고하게 결합 될수록 쐐기형 물림쇠(32)에 의한 네일부재(10)의 체결력이 커지고, 반대로 체결너트(34)의 결합상태가 느슨하면, 쐐기형 물림쇠(32)에 의한 네일부재(10)의 체결력 또한 이완된다.

본 발명은 위와 같은 상태에서 건축현장과 같은 지반의 변위를 억제하는 등의 효과를 발휘한다. 그러나 네일부재(10)의 길이에 따라 이웃 지구의 경계를 침범하는 등의 문제 발생시 시공된 네일부재(10)를 철거해야 하는 등의 부수적인 작업이 필요하게 된다. 이때, 본 발명은 아래와 같이 간편하게 네일부재(10)의 철거 또 한 도모된다.

먼저, 본 발명의 고정부재(30)를 해체한다. 즉, 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)로부터 체결너트(34)를 풀고, 네일부재(10)로부터 쐐기형 물림쇠(32)를 이격시켜 커버플레이트(31)에서 들어낸다.

이후, 해머(hammer) 등으로 굴착공(40) 밖으로 형성된 네일부재(10)의 끝단을 가격하면, 도 5에서처럼 정착부재(20)의 외형캡(21) 속에 나사결합된 고정멈치(24)가 이탈되면서, 콘플레이트(22)의 경사면에 밀착되어 있던 복수의 콘(23)이 네일부재(10)의 외면으로부터 산개된다.

이때, 장착부재(20)에 의한 네일부재(10)의 고정상태가 해지되면서 인발 가능한 상태로 전환되며, 굴착공(40) 밖에서 네일부재(10)을 당겨 뽑아낼 수 있게 된다. 여기서, 네일부재(10)의 피복재(12)는 네일부재(10)의 외주면과의 마찰저항을 줄여 쉽게 뽑히도록 하고, 다발형태의 강선(11)은 자유자재로 휘어지는 특성이 발휘되면서 좁은 공간에서의 작업의 편의성을 도모하는 특징을 발휘한다. 즉, 본 발명은 필요에 따라 언제든지 네일부재(10)를 제거할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명은 발명에 대한 이해를 돕고자 특정 실시형태를 대표적으로 예시하였으나, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상이 한정되 는 것은 아니다. 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 또는 변경 실시될 수 있는 것 또한 본 발명의 청구범위에 포함된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조를 적용한 현장을 단면 상태로 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 표시된 'A-A'부분에 대한 종단면에 따른 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 1에서 표시된 'B-B'부분에 대한 종단면에 따른 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조의 고정부재를 분해 상태로 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조의 정착부재를 도시한 것으로, 네일부재의 타격력에 의해 결합상태가 해체된 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 네일부재 11 : 강선

12 : 피복재 13 : 보강재

20 : 정착부재 21 : 외형캡

21a: 정착공간 22 : 콘플레이트

23 : 콘 24 : 고정멈치

25 : 연결플레이트 30 : 고정부재

31 : 커버플레이트 32 : 물림쇠

33 : 설치고정편 33a: 웨지

34 : 체결너트 40 : 굴착공

50 : 충진부재

Claims (4)

1. 굴착공(40)에 채워진 충진부재(50) 내에 삽입된 다발형태인 복수의 강선(11)을 포함하는 네일부재(10)와, 네일부재(10)의 양 끝단에 각각 체결되는 정착부재(20) 및 고정부재(30)를 포함하되, 충진부재(50) 속 네일부재(10)의 끝단에 체결되는 정착부재(20)는 충진부재(50) 내에 정착공간(21a)을 형성하는 외형캡(21)과, 외형캡(21)의 입구에 나사결합된 콘플레이트(22), 콘플레이트(22)의 경사면에 의해 네일부재(10)의 한쪽 끝단을 결속시키는 복수의 콘(23), 외형캡(21) 속에 나사결합되어 콘플레이트(22)와 복수의 콘(23)을 밀착시키며, 네일부재(10)의 타격시 결합상태가 해지되게 하는 고정멈치(24)를 포함하고, 네일부재(10)의 다른 쪽 끝단에 체결된 고정부재(30)는 나사결합방식에 의해 결합과 분리가 자유로운 형태로 구성된 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고정부재(30)는 굴착공(40)의 입구를 막는 커버플레이트(31)와, 네일부재(10)의 고정을 위한 복수의 쐐기형 물림쇠(32)를 포함하며, 체결시 조임이 가능한 분리형 웨지(33a)가 형성된 설치고정편(33)과, 설치고정편(33)의 분리형 웨지(33a)에 나사결합되는 체결너트(34)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조.
3. 제1항 또는 2항에 있어서,

   상기 네일부재(10) 외면에는 피복재(12)와 보강재(13)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 정착부재(20)는 콘플레이트(22)에 나사결합되어 보강재(13)의 설치상태를 고정하는 연결플레이트(25)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 제거 가능한 프리스트레스식 쏘일 네일링 구조.

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