KR20090046559A - Extension device for soil nail hole and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쏘일네일 삽입공 확장장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 쏘일네일 삽입공을 천공하는 착암기의 회전로드에 장착되는 것으로서, 상기 회전로드 상에 서로 마주보게 설치되는 전후 1쌍의 지지판; 상기 회전로드 둘레에 등간격으로 돌설되는 복수개의 굴삭날 펼침돌기; 전후 1쌍의 지지판에 하단이 힌지 결합되며, 상기 펼침돌기와 맞닿아 회전방향에 따라 선택적으로 전개 가능하게 구성되는 복수개의 굴삭날; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for expanding a nail nail insertion hole and a method thereof, and in particular, mounted on a rotary rod of a rock drill for drilling a nail nail insertion hole, the pair of front and rear support plates installed to face each other on the rotary rod; A plurality of excavator spreading protrusions protruding at equal intervals around the rotation rod; A plurality of excavator blades hinged at a lower end to a pair of front and rear support plates and configured to be selectively deployed in contact with the unfolding protrusion in accordance with a rotational direction; Characterized in that comprises a.

본 발명에 의하면, 쏘일네일 삽입공의 천공단면을 적어도 1군데 이상 확장시켜, 이를 통해 확장된 그라우트가 형성되게 함으로써 쏘일네일 삽입공의 전체 유효길이를 줄여 경제성을 높임과 더불어, 쏘일네일 후방부의 마찰력 및 지압력을 증대시켜 충분한 인발저항력을 확보함으로써 그라우팅 지반의 압력에 의한 다짐기능 및 취약부분에의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, by extending at least one or more perforated cross-sections of the nail nail inserting holes to form an expanded grout, thereby reducing the overall effective length of the nail nail inserting holes and increasing the economic efficiency, the frictional force of the rear portion of the nail nails And by increasing the ground pressure to secure a sufficient pull resistance can be obtained the effect of improving the compaction function and stability to the weak part by the pressure of the grouting ground.

쏘일네일, 삽입공, 착암기, 천공비트, 보강빔, 그라우트, 회전로드, 굴삭날 Soil Nail, Drilling Hole, Rock Drill, Drill Bit, Reinforcement Beam, Grout, Rotating Rod, Excavator Blade

Description

쏘일네일 삽입공 확장장치 및 그 방법{Extension device for soil nail hole and method thereof}Extension device for soil nail hole and method thereof

본 발명은 쏘일네일링 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쏘일네일 삽입공에 확장된 그라우팅을 적용하여 쏘일네일 삽입공의 유효길이를 줄이고 그 후방부의 인장력을 향상시킴으로써, 구조상의 안정성과 시공상의 경제성을 동시에 확보할 수 있도록 한 쏘일네일 삽입공 확장장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a soil nailing method, and more particularly, by applying an extended grouting to the soil nail insertion hole to reduce the effective length of the soil nail insertion hole and improve the tensile force of the rear portion, structural stability and construction economics The present invention relates to a nail nail insertion hole expansion device and a method for securing the same at the same time.

일반적으로 쏘일네일링 공법은 사면보강 및 굴착면에 대한 원위치 지반보강 공법으로서, 인장력, 전단력 및 휨 모멘트에 저항할 수 있는 보강재를 프리스트레싱 없이 촘촘한 간격으로 지반에 삽입하고 쇼크리트 등으로 전면판을 설치하여 원지반의 전체적인 전단강도를 증가시키고 변위를 억제하며 굴착시 예상되는 지반의 이완을 제한하여 안정성을 유지시키는 공법이다.Generally, the soil nailing method is an in situ ground reinforcement method for slope reinforcement and excavation surface, and reinforcement material that can resist tensile force, shear force, and bending moment is inserted into the ground at close intervals without prestressing and the front plate is installed with shockcrete. This method is to increase the overall shear strength of the ground, to suppress displacement, and to maintain stability by limiting the relaxation of the ground expected during excavation.

이 같이 보강재를 일정 간격으로 지반에 삽입하게 되면 보강된 지반은 전체 토체가 등방성을 지닌 하나의 중력식 옹벽으로 구성되는바, 흙과 보강재의 상호작용에는 보강재의 삽입방법, 삽입각도와 활동면 및 보강재의 휨강성에 좌우되는 보강재 길이방향으로의 마찰력과 인발방향에 수직으로 작용하는 보강재 표면에서의 수동토압이 존재하게 된다.When the reinforcement is inserted into the ground at regular intervals, the reinforcement is composed of one gravity retaining wall with isotropy of the whole soil. The interaction between the soil and the reinforcement includes the method of inserting the reinforcement, the insertion angle and the active surface, and the reinforcement. The frictional force in the longitudinal direction of the stiffener, which depends on the bending stiffness, and the passive earth pressure on the surface of the stiffener acting perpendicular to the drawing direction.

도 7은 사면안정 해석시 기준안전율을 만족하지 못하는 결과가 산정되었을 경우 사면에 대한 보강을 하기 위하여 쏘일네일링 공법을 적용시의 쏘일네일의 작용에 대한 모식도이다.7 is a schematic diagram of the action of the soil nail when applying the soil nailing method in order to reinforce the slope when the result of calculating the slope stability analysis does not satisfy the standard safety factor.

도시된 바와 같이, 토체의 자중에 의한 활동에 저항하기 위하여 쏘일네일은 마치 가상파괴면 바깥쪽에서 설치된 앵커와 같은 거동을 하게 된다. 그러나, 앵커의 경우 설치 초기 앵커의 강선에 축력을 주어 사면의 활동 이전에 보강력이 작용하는 반면, 쏘일네일의 경우에는 사면이 활동할 때 보강효과가 나타나는 차이점이 있다.As shown, in order to resist activity caused by the soil's own weight, the nail nails behave like an anchor installed outside the virtual fracture surface. However, in the case of anchors, the reinforcing force acts before the slope activity by giving axial force to the anchor wire of the initial installation, whereas in the case of the soil nail, there is a difference in the reinforcement effect when the slope is active.

이에 일반적으로 앵커를 주동보강재, 쏘일네일을 수동보강재라 하며, 주동보강재의 안전율 F·S = 저항력/(작용력-보강력), 수동보강재의 안전율 F·S = (저항력+보강력)/작용력이 된다.In general, anchors are called main reinforcing materials, and nails are called manual reinforcing materials, and the safety factor of the main reinforcing materials F · S = resistance / (action force-reinforcement), and the safety factor of manual reinforcing materials F · S = (resistance + reinforcement) / action force do.

즉, 사면활동에 대한 보강은 크게 보강재의 전단력을 이용한 보강과, 보강재의 인장력을 이용한 보강이 있으며 쏘일네일은 전면판의 설치 여부에 따라 전자와 후자로 각각 계산된다. 일반적으로 쏘일네일은 후자의 경우가 많이 사용된다.In other words, the reinforcement for slope activity is mainly composed of the reinforcement using the shear force of the reinforcement and the reinforcement using the tensile force of the reinforcement. Soil nails are calculated as the former and the latter depending on whether the front plate is installed. In general, the latter is often used in the latter case.

이러한 인장보강재로서의 쏘일네일의 저항력(P)을 산출해 보면, P = min(TR, QsLeπD) 이다. 여기서, TR은 쏘일네일의 항복강도, Qs는 흙-그라우트의 마찰력, Le는 쏘일네일의 유효길이(가상파괴면 바깥쪽 쏘일네일의 길이), D는 천공경을 나타낸다.When calculating the resistive force (P) of the soil nail as such a tensile reinforcing material, P = min (TR, Q s L e π D). Where TR is the yield strength of the soil nail, Q s is the friction force of the soil-grout, L e is the effective length of the soil nail (the length of the soil nail outside the virtual fracture surface), and D is the aperture diameter.

이 같은 일반적인 쏘일네일의 시공방법은 먼저 구조물의 시공부위를 원하는 경사로 굴착하고, 굴착된 구조물의 표면에 1차 쇼크리트를 한 다음 그 표면에 쏘일네일 삽입공을 천공하고 상기 쏘일네일 삽입공에 일정 각도로 경사지게 보강재를 삽입한 후 그 빈틈을 시멘트페이스트, 레진, 시멘트몰탈 등의 충진재를 이용하여 그라우팅 하는 과정을 거친다.This general method of construction of the nail nail first excavates the construction site of the structure to the desired slope, and then the primary shockcrete on the surface of the excavated structure, then drilled the nail nail insertion hole on the surface of the structure and the fixed nail insertion hole After inserting the reinforcement inclined at an angle, the gap is subjected to grouting using fillers such as cement paste, resin, and cement mortar.

이후 지반 표면에 와이어메쉬를 설치하고 2차 쇼크리트를 하며, 이 같은 공정을 반복하여 시공이 완료되는 것이다.After installing the wire mesh on the ground surface and the secondary shock concrete, the construction is completed by repeating this process.

그러나, 암반으로 된 구조물에 구멍을 뚫는 작업은 막대한 비용과 시간을 필요로 하는 것으로서, 쏘일네일 삽입공의 길이와 철근, 그라우트의 사용량이 비례하는 특징이 있어 쏘일네일 삽입공의 유효길이를 길게 할수록 시공비용과 시간이 증가되는 문제점이 있었다.However, drilling a rock structure requires enormous cost and time, and the length of the nail nail insertion hole and the amount of reinforcing bars and grouts are proportional to each other. There was a problem that the construction cost and time is increased.

또한, 일반적으로 쏘일네일의 인장력은 시작부에 밀집되어 있고 후반부로 갈수록 작아지는바 쏘일네일 삽입공의 길이를 너무 길게 천공하는 경우 이는 오히려 구조물의 안정성을 저하시키는 원인이 되는 것이다.Also, in general, when the tension of the nail is concentrated at the beginning and becomes smaller toward the second half, when the length of the nail nail insertion hole is too long, this causes the stability of the structure.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 쏘일네일 삽입공의 유효길이를 줄인 쏘일네일링 공법을 적용하기 위해 쏘일네일 삽입공의 천공면적을 확장시켜 확장 그라우팅이 가능하도록 한 쏘일네일 삽입공 확장장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, to extend the boring area of the nail nail insertion hole to apply the soil nailing method of reducing the effective length of the nail nail insertion hole to enable expansion grouting The present invention provides a nail nail insertion hole expansion device and a method thereof.

상기의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 쏘일네일 삽입공 확장장치는, 쏘일네일 삽입공을 천공하는 착암기의 회전로드에 장착되는 것으로서, 상기 회전로드 상에 서로 마주보게 설치되는 전후 1쌍의 지지판; 상기 회전로드 둘레에 등간격으로 돌설되는 복수개의 굴삭날 펼침돌기; 전후 1쌍의 지지판에 하단이 힌지 결합되며, 상기 펼침돌기와 맞닿아 회전방향에 따라 선택적으로 전개 가능하게 구성되는 복수개의 굴삭날; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Soil nail insertion hole expansion device of the present invention for effectively achieving the above object, is mounted to the rotary rod of the rock drill to drill the nail nail insertion hole, a pair of front and rear support plates installed to face each other on the rotary rod ; A plurality of excavator spreading protrusions protruding at equal intervals around the rotation rod; A plurality of excavator blades hinged at a lower end to a pair of front and rear support plates and configured to be selectively deployed in contact with the unfolding protrusion in accordance with a rotational direction; Characterized in that comprises a.

다른 일면에 따라, 상기 굴삭날은 전후 1쌍의 지지판을 연결하는 힌지핀에 관통 결합되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the excavating blade is characterized in that it is penetrated through the hinge pin connecting the pair of support plates before and after.

다른 일면에 따라, 상기 펼침돌기는, 좌우 높이를 달리하는 제1, 제2 수직접촉면과, 상기 제1, 2 수직접촉면 상측을 연결하는 경사접촉면으로 구성되며, 상기 경사접촉면의 선단에 제공되는 가압돌기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the unfolding protrusion is composed of first and second vertical contact surfaces having different left and right heights, and inclined contact surfaces connecting upper sides of the first and second vertical contact surfaces, and pressurization provided at the tip of the inclined contact surface. Characterized in that it comprises a projection.

다른 일면에 따라, 상기 굴삭날은, 힌지핀을 기준으로 일측의 날개부와, 타측의 접촉구동부로 구성되고, 상기 접촉구동부는, 부채꼴 형태로 된 접힘면과, 상 기 접힘면 선단으로부터 순차적으로 연결되는 제1, 제2 펼침면으로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the excavating blade is composed of a wing portion on one side and a contact driving portion on the other side with respect to the hinge pin, the contact driving portion, the folding surface in the form of a fan, and the folding surface in order from the tip It is characterized by consisting of the first, second spreading surface connected.

다른 일면에 따라, 상기 굴삭날 선단에는 토질의 종류에 따라 경도를 달리하는 팁이 선택적으로 장착되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the tip of the excavation blade is characterized in that the tip is selectively mounted to vary the hardness according to the type of soil.

본 발명의 확장장치를 사용하는 쏘일네일링 삽입공 확장 시공방법은, 회전로드를 정방향 회전시켜 굴삭날이 접힘 상태로 일정한 단면의 쏘일네일 삽입공을 천공하는 단계; 상기 회전로드를 역방향 회전시켜 상기 굴삭날이 펼쳐진 상태로 쏘일네일 삽입공의 천공면적을 확장 천공하는 단계; 삽입공 내면의 확장단면을 천공한 후 상기 회전로드를 다시 정방향 회전시켜 삽입공으로부터 분리시키는 단계; 천공된 쏘일네일 삽입공에 보강빔을 삽입하는 단계; 및 그 빈틈을 충진재로 그라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Soil nailing insertion hole expansion construction method using the expansion device of the present invention, by rotating the rotary rod in the forward direction to drill the nail nail insertion hole of a constant cross-section in the folded state; Rotating the rotary rod in a reverse direction to expand and drill the drilling area of the nail nail insertion hole in the unfolded state of the excavator blade; Drilling an extended cross section of an inner surface of the insertion hole and rotating the rotating rod again forward to separate from the insertion hole; Inserting a reinforcement beam into the perforated soil nail insertion hole; And grouting the gap with the filler.

다른 일면에 따라, 본 발명의 시공방법은, 상기 회전로드의 정방향 회전, 역방향 회전에 의한 단면확장단계를 적어도 1회 이상 반복되게 시공하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the construction method of the present invention is characterized in that the construction of repeating the cross-sectional expansion step by forward rotation, reverse rotation of the rotating rod at least one or more times.

본 발명에 의하면, 쏘일네일 삽입공의 천공단면을 적어도 1군데 이상 확장시켜 이를 통해 확장된 그라우트가 형성되게 함으로써 쏘일네일 삽입공의 전체 유효길이를 줄여 경제성을 높이고, 쏘일네일 후방부의 마찰력 및 지압력을 증대시켜 충분한 인발저항력을 확보함으로써 그라우팅 지반의 압력에 의한 다짐기능 및 취약부분에의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, by extending at least one or more perforated cross section of the nail nail insertion hole to form an expanded grout, thereby reducing the overall effective length of the nail nail insertion hole to increase the economic efficiency, friction force and bearing pressure of the rear portion of the nail nail By increasing the resistance to secure sufficient pull resistance can be obtained the effect of improving the compaction function and stability to the weak part by the pressure of the grouting ground.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 실시예에 의한 쏘일네일링 공법을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 쏘일네일링 공법은, 먼저 지반을 원하는 경사로 굴착하고, 굴착된 지반의 표면에 1차 쇼크리트 작업을 한 다음, 쇼트리트 된 표면에 천공비트가 장착된 착암기를 이용하여 일정 깊이로 쏘일네일 삽입공을 천공하고, 천공된 쏘일네일 삽입공에는 보강성능의 효율성을 위해 수평에 대하여 약 10-20도의 하향경사로 철근 등의 보강빔을 삽입한 후 그 빈틈을 시멘트페이스트, 레진, 시멘트몰탈 등의 충진재를 이용하여 그라우팅하는 과정으로 이루어진다.6 illustrates a soil nailing method according to the present embodiment. As shown, the soil nailing method of the present invention, first excavating the ground to the desired inclination, the first shock concrete work on the surface of the excavated ground, and then using a rock drill equipped with a drill bit on the short treated surface Drill the nail nail insertion hole to a certain depth, and insert the reinforcing beam such as rebar with a downward tilt of about 10-20 degrees to the horizontal for the efficiency of reinforcing performance. It is made of a grouting process using fillers such as resin and cement mortar.

이후, 지반 표면에 와이어메쉬를 설치한 다음 2차 쇼크리트 작업을 하게 되고, 이 같은 공정들을 반복 실시하면 쏘일네일링 시공이 완료되는 것이다.Subsequently, after the wire mesh is installed on the ground surface, the second shockcrete work is performed. When the above processes are repeatedly performed, the soil nailing construction is completed.

이때, 상기 쏘일네일 삽입공의 천공공정에서, 착암기의 회전로드에 천공면적 확장장치를 설치하여 쏘일네일 삽입공 중 일부, 바람직하게는 그 후방부의 적어도 한군데 이상 위치의 천공단면을 확장시키며, 이 같이 확장된 쏘일네일 삽입공에 보강빔을 설치하고 그라우팅 작업을 하게 되면 쏘일네일 후방부의 마찰저항 및 지압저항이 극대화되어 충분한 인발저항력이 확보되므로 쏘일네일 삽입공의 유효깊이를 종래의 시공방법에 비해 감소시키더라도 안정성을 유지하게 되는 것이다.At this time, in the punching process of the nail nail insertion hole, the drilling area expansion device is installed on the rotary rod of the rock drill to expand the drilling cross section at at least one or more positions of the nail nail insertion hole, preferably the rear part thereof. When the reinforcing beam is installed and grouting in the extended nail nail insertion hole, the frictional resistance and acupressure resistance of the rear nail are maximized to secure sufficient pull resistance, which reduces the effective depth of the nail nail insertion hole compared to the conventional construction method. Even if you do it will maintain stability.

도 1은 본 발명에 의한 쏘일네일 삽입공 확장장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 확장장치의 굴삭날이 펼침된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발 명에 의한 쏘일네일 삽입공 확장장치의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 쏘일네일 삽입공 확장장치의 요부를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 굴삭날이 펼침된 상태를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a nail nail insertion hole expansion device according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an unfolded state of the excavation blade of the expansion device of Figure 1, Figure 3 is a nail nail according to the present invention Figure 4 is an exploded perspective view of the insertion hole expansion device, Figure 4 is a cross-sectional view showing the main portion of the nail nail insertion hole expansion device according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing an unfolded state of the excavation blade of FIG.

이 같이 쏘일네일 삽입공의 천공면적을 확장하기 위한 본 발명의 쏘일네일 삽입공 확장장치는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 착암기의 회전로드(11)에 장착되는 것으로서, 상기 회전로드(11)는 선단에 착공비트(10)가 구비되고, 그 둘레에는 좌우 높이를 달리하는 제1, 제2 수직접촉면(12a)(12b)과, 그 선단에 가압돌기부(12d)를 구비하며 상기 제1, 제2 수직접촉면(12a)(12b)의 상측을 연결하는 경사접촉면(12c)으로 이루어진 복수개의 굴삭날 펼침돌기(12)가 등간격으로 돌설되게 설치된다.Thus, the nail nail insertion hole expansion device of the present invention for expanding the drilling area of the nail nail insertion hole, as shown in Figures 1 to 5, is mounted to the rotary rod 11 of the rock drill, the rotating rod (11) is provided with a grounding bit 10 at the tip, and around the first and second vertical contact surfaces 12a and 12b having different left and right heights, and a pressing protrusion 12d at the tip. A plurality of excavator blade unfolding protrusions 12 formed of inclined contact surfaces 12c connecting the upper sides of the first and second vertical contact surfaces 12a and 12b are provided so as to protrude at equal intervals.

그리고, 상기 회전로드(11) 상에는 소정 간격 이격하여 서로 마주보게 전후 1쌍의 지지판(20)이 관통 설치되고, 상기 지지판(20) 사이에는 전후 1쌍의 지지판(20)을 서로 연결하도록 복수개의 힌지핀(14)이 설치되고, 상기 힌지핀(14)에는 상기 회전로드(11)의 회전방향에 따라 상기 펼침돌기(12)에 맞닿아 지지판(20) 내측으로 접히거나 또는 외측으로 펼침되도록 복수개의 굴삭날(30)이 힌지 결합된다.In addition, a pair of front and rear support plates 20 are installed on the rotary rod 11 to face each other at predetermined intervals, and a plurality of front and rear pairs of support plates 20 are connected to each other between the support plates 20. A hinge pin 14 is installed and a plurality of hinge pins 14 are folded into the support plate 20 or folded outwardly in contact with the unfolding protrusions 12 according to the rotation direction of the rotary rod 11. Two excavator blades 30 are hinged.

이때, 상기 굴삭날(30)은 양측 하단에 회전돌기를 돌설하고, 상기 지지판(20)에 대응되는 회전돌기 삽입공을 형성하여 이를 통해 굴삭날(30)이 회전되도록 힌지 결합할 수 있다.At this time, the excavating blade 30 may protrude the rotating projections on both sides of the lower end, to form a rotating projection insertion hole corresponding to the support plate 20 may be hinged to rotate the excavating blade 30 through this.

또한, 상기 회전로드(11)에는 상기 지지판(20)을 고정하기 위해 그 외측으로 고정편(13)이 설치되고, 상기 굴삭날(30)은 그 선단에 일체형으로 날을 구비하거나 필요시 토사, 풍화토(암) 등 토질의 종류에 따라 경도를 달리하는 별도의 팁(31)을 선택적으로 장착할 수 있다.In addition, the rotating rod 11 is provided with a fixing piece 13 to the outside to fix the support plate 20, the excavating blade 30 is provided with a blade integrally at its tip or, if necessary, earth and sand, Depending on the type of soil, such as weathered soil (cancer), a separate tip 31 having a different hardness can be selectively mounted.

상기 굴삭날(30)은 상기 힌지핀(14)을 기준으로 일측의 펼침시 지지판 외측으로 돌출되는 날개부(30a)와, 타측의 펼침돌기(12)가 접촉되는 접촉구동부로 구성된다.The excavating blade 30 is composed of a wing driving portion (30a) protruding outwardly of the support plate during the unfolding of one side of the hinge pin (14), and a contact driving portion in contact with the unfolding projections (12) of the other side.

상기 접촉구동부는, 회전로드(11)가 역방향(본 도면에서 시계반대방향)으로 회전하게 되면 펼침돌기(12)의 가압돌기부(12d)에 가압되어 힌지핀(14)을 축으로 굴삭날(30)의 날개부(30a)를 1차 펼침시키며, 회전로드(11)가 정방향(본 도면에서 시계방향)으로 회전하게 되면 펼침돌기(12)의 제2수직접촉면(12b)와 가압돌기부(12d)에 가압되어 힌지핀(14)을 축으로 굴삭날(30)의 날개부(30a)를 접힌 상태를 유지하도록 부채골 형태로 된 곡면의 접힘면(30b)을 구성하고,The contact driving portion, when the rotary rod 11 is rotated in the reverse direction (counterclockwise in this figure) is pressed by the pressing projection 12d of the unfolding projection 12 to the hinge pin 14 to the axis of the excavating blade 30 1) unfolds the wing portion (30a) of the first), when the rotary rod 11 is rotated in the forward direction (clockwise in this figure), the second vertical contact surface 12b and the pressing projection (12d) of the unfolding projection 12 Compressed to form a folding surface (30b) of the curved surface in the shape of a fan bone to maintain the folded state of the wing portion (30a) of the excavation blade (30) with the hinge pin (14),

상기 펼침돌기(12)의 경사접촉면(12c)과 제1수직접촉면(12a)에 가압되어 힌지핀(14)을 축으로 굴삭날(30)의 날개부(30a)를 전개하도록 접힘면(30b)의 선단으로부터 연결되는 제1펼침면(30c)과, 이후 상기 제1펼침면(30c)에는 상기 펼침돌기(12)의 제1수직접촉면(12a)가 밀착되어 가압되면서 굴삭날(30)을 같이 회전시키도록 하는 제2펼침면(30d)이 연결된다.The folding surface 30b is pressed against the inclined contact surface 12c and the first vertical contact surface 12a of the unfolding protrusion 12 to develop the wing portion 30a of the excavating blade 30 around the hinge pin 14. The first spreading surface 30c connected from the front end of the first spreading surface 30c and the first vertical contact surface 12a of the spreading projection 12 are then pressed against the excavation blade 30 together. The second spreading surface 30d to be rotated is connected.

따라서, 상기 굴삭날(30)은, 접힘시 그 직경이 천공비트(10)의 직경보다 좁아져 통상 회전로드(11)를 정방향 회전시켜 그 단부에 장착된 천공비트(10)에 의해 일정한 직경으로 쏘일네일 삽입공이 천공되도록 하고, 반대로 펼침시엔 천공비트(10)의 직경보다 커지므로 회전로드(11)를 역방향 회전시켜 굴삭날(30) 선단에 장착된 팁(31)이 쏘일네일 삽입공의 내경을 확장하며 굴삭날(30)이 점진적으로 펼쳐져 천공비트(10)로 작업할 때에 비해 상대적으로 큰 확장된 천공면적을 형성시키게 된다.Accordingly, the excavator blade 30 has a diameter smaller than the diameter of the drill bit 10 when folded so that the rotary blade 11 is rotated in a forward direction so as to have a constant diameter by the drill bit 10 mounted at the end thereof. The tip of the excavation blade 30 is mounted inside the tip of the excavation blade 30 by rotating the rotary rod 11 in a reverse direction so that the needle nail insertion hole is drilled and, on the contrary, is larger than the diameter of the drilling bit 10 when unfolded. Excavating blade 30 is gradually expanded to form an expanded drilling area that is relatively larger than when working with the drilling bit 10.

이 같이 천공된 쏘일네일 삽입공에 보강빔을 삽입하고 그 빈틈을 충진재로 그라우팅하면 확장된 그라우트가 형성된 쏘일네일 시공이 완료되는 것이다.When the reinforcing beam is inserted into the perforated soak nail insertion hole and grouted the gap with the filling material, the construction of the soil nail with the expanded grout is completed.

이때, 상기 회전로드(11)의 정방향 회전과 역방향 회전을 1회 이상 반복 시공하여 쏘일네일 삽입공 내에 적어도 1개 이상의 확장된 그라우트가 형성되도록 하여 보다 향상된 안정성을 갖게 할 수 있다.At this time, the forward rotation and the reverse rotation of the rotary rod 11 is repeated one or more times so that at least one or more expanded grout is formed in the nail nail insertion hole can have a more improved stability.

도 8a 및 도 8b는 종래의 쏘일네일링 공법과 본 발명의 확장그라우팅 공법의 효과를 비교예로서 한계평형법으로 나타낸 것이다.8A and 8B show the effects of the conventional nail nailing method and the expanded grouting method of the present invention as the limit equilibrium method as a comparative example.

한계평형법이란, 파괴가 예상되는 임의의 원호를 가정하여 파괴예상면에 대한 안전율 검토를 통해 사면안정을 해석하는 방법이다.The limit equilibrium method is a method of analyzing slope stability by examining the safety factor for the anticipated failure plane, assuming an arbitrary arc expected to be destroyed.

다시 말해, 한계평형법은 가상파괴면을 설정하여 파괴면을 기준으로 파괴토체의 자중을 작용력으로, 가상 파괴면을 따라 발생하는 토질의 최대전단응력을 저항력으로 계산하여 그 결과로써 저항력과 작용력의 비인 안전율을 산출하게 된다.In other words, the limit equilibrium method sets the virtual fracture surface to calculate the self-weight of the destroyed soil on the basis of the fracture surface, and calculates the maximum shear stress of soil generated along the virtual fracture surface as the resistance. A non-safety factor is calculated.

이러한 작용력의 산출은 토체의 자중과 파괴쐐기의 면적으로 곱하여 단위 길이당 작용 하중을 계산하고, 저항력의 산출은 가상파괴면의 길이와 해당토질의 전단강도를 곱하여 단위 길이당 전단저항력을 계산하는 것으로, 안전율(F·S) = 저항력/작용력 = (τt×A) / (τ×ι)로서 저항력이 커야 보다 안정성이 확보됨을 알 수 있다.The calculation of the action force is calculated by multiplying the soil weight of the soil by the area of the fracture wedge and calculating the applied load per unit length, and the resistance is calculated by multiplying the length of the virtual fracture surface by the shear strength of the soil. , Safety factor (F · S) = resistance / action force = (τ t × A) / (τ × ι).

산출된 안전율이 기준안전율을 초과할 경우 안정성이 만족되며, 현재 국내의 기준안전율은 건기시 1.5, 우기시 1.2이다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 건기시를 기준으로 하여 설명하겠다.If the calculated safety factor exceeds the standard safety factor, the stability is satisfied. Currently, the national standard safety factor is 1.5 in dry season and 1.2 in rainy season. In the present invention will be described on the basis of the dry season for the convenience of description.

만약 우기시를 기준으로 하는 경우 우기시에 맞는 지하수위를 입력하여 파괴도체의 자중이 지하수위만큼 증가 되며(W = Wsoil + Wwater = τt×Asoil + τw×Awater), 또한 흙의 전단 강도의 계산시엔 유효 응력의 감소를 고려하면 된다(τ = c + σ'tanφ, σ = u + σ').If the rainy season is based on the rainy season, the groundwater level of the destructive conductor is increased by the groundwater level (W = W soil + W water = τ t × A soil + τ w × A water ). When calculating the shear strength of the soil, the reduction of the effective stress should be taken into account (τ = c + σ'tanφ, σ = u + σ ').

이러한 우기시의 다른 계산방법으론 간극수압비를 이용한 한계해석평형이 있으며 이 경우에는 지하수위를 따로 입력하지 않고 토질정수에 간극수압비(유효응력과 간극수압의 비율)를 입력하여 유효응력을 감소시켜 최종적으로 토질의 전단감도를 감소시키게 된다. 통상 간극수압비를 이용한 해석에는 간극수압비를 0.25(유효응력 25% 감소)를 사용하고 있다.Another calculation method for this rainy season is the limit analysis equilibrium using the pore water pressure ratio.In this case, the effective stress is reduced by inputting the pore water pressure ratio (the ratio of effective stress and pore water pressure) into the soil constant without inputting the groundwater level. Finally, the shear sensitivity of the soil is reduced. Usually, the pore water pressure ratio is 0.25 (effective stress 25% reduction) for the analysis using the pore water pressure ratio.

쏘일네일의 저항력(P)은, P = min(TR, QsLeπD) 로 계산된다. 여기서, TR은 쏘일네일의 항복강도, Qs는 흙-그라우트의 마찰력, Le는 쏘일네일의 유효길이(가상파괴면 바깥쪽 쏘일네일의 길이), D는 천공경을 나타낸다.The resistance force P of the soy nail is calculated by P = min (TR, Q s L e π D). Where TR is the yield strength of the soil nail, Q s is the friction force of the soil-grout, L e is the effective length of the soil nail (the length of the soil nail outside the virtual fracture surface), and D is the aperture diameter.

따라서, 본 발명에 의하면 쏘일네일 선단에 확장된 그라우트의 영향으로 마찰력 Qs와 천공경 D가 증가하므로 상대적으로 쏘일네일의 유효길이를 줄일 수 있게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, since the frictional force Q s and the drilling diameter D increase under the influence of the grout extended on the tip of the nail, the effective length of the nail is relatively reduced.

도 9a 및 도 9b는 종래의 쏘일네일링 공법과 본 발명의 확장그라우팅 공법에서의 인발시 예상되는 쏘일네일의 축력분포를 나타낸 것이다.Figures 9a and 9b shows the axial force distribution of the soil nail expected in the drawing in the conventional soil nailing method and the expansion grouting method of the present invention.

도시된 바와 같이, 종래의 쏘일네일링 공법은 쏘일네일의 후반부로 갈수록 인장력이 점차 저하됨을 알 수 있으나, 본 발명에서는 확장된 그라우트로 인해 후반부의 인장력이 중간부보다도 더 증가되어 있음을 알 수 있다. 즉, 쏘일네일의 시작부와 끝부의 인장력이 비슷한 수준을 유지하고 있어 종래의 공법에 비해 보다 안정적인 시공이 가능해진다.As shown in the drawing, it can be seen that in the conventional soil nailing method, the tensile force gradually decreases toward the second half of the nail, but in the present invention, the tensile force of the second half is increased more than the middle portion due to the expanded grout. . That is, the tension of the beginning and end of the nail nail is maintained at a similar level it is possible to more stable construction than the conventional method.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

예를 들어, 본 실시예에서는 굴삭날 접힘시 회전로드가 시계방향으로 회전하고, 회전로드가 시계반대방향으로 회전하면 굴삭날이 펼쳐지는 것으로 설명하고 있으나, 이러한 회전방향은 굴삭날의 팁과 내면부의 설치 방향이 반대쪽으로 바뀌면 이에 부합되게 변경됨은 당연하다.For example, in the present embodiment, the rotary rod rotates in a clockwise direction when the excavator blade is folded, and when the rotary rod rotates counterclockwise, the excavation blade is unfolded, but this rotation direction is the tip and the inner surface of the excavator blade. Of course, if the direction of installation of the negative side is reversed, it will be changed accordingly.

또한, 본 실시예에서는 회전로드에 1개의 삽입공 확장장치를 설치하여 시공하고 있으나 필요시 2개 이상의 장치를 한번에 설치하여 1번의 회전로드 회전으로 다수의 확장공을 천공할 수도 있다.In addition, the present embodiment is installed by installing one insertion hole expansion device on the rotating rod, but if necessary, two or more devices may be installed at a time to drill a plurality of expansion holes by one rotation rod rotation.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 쏘일네일 삽입공 확장장치를 도시한 사시도.Figure 1 and Figure 2 is a perspective view of the nail nail insertion hole expansion device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 삽입공 확장장치의 분해사시도.Figure 3 is an exploded perspective view of the insertion hole expansion apparatus according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 삽입공 확장장치의 단면도.4a and 4b is a cross-sectional view of the insertion hole expansion device according to the present invention.

도 5는 본 발명의 삽입공 확장장치가 쏘일네일 삽입공 내에서 작동하는 모습을 도시한 사용상태도.Figure 5 is a use state showing a state in which the insertion hole expansion device of the present invention operates in the nail nail insertion hole.

도 6은 본 발명이 적용되는 쏘일네일링 공법을 도시한 공정도.Figure 6 is a process chart showing a soil nailing method to which the present invention is applied.

도 7은 사면의 활동에 대한 쏘일네일의 저항 모식도.Figure 7 is a schematic diagram of the resistance of the nail to the activity of the slope.

도 8a 및 도 8b는 종래와 본 발명에서의 쏘일네일 삽입공의 유효길이를 각각 도시한 개략도.8A and 8B are schematic views showing effective lengths of the nail nail insertion holes in the related art and the present invention, respectively.

도 9a 및 도 9b는 종래와 본 발명에서의 인발시 예상되는 쏘일네일의 축력분포를 각각 나타낸 그래프.9A and 9B are graphs showing the axial force distributions of the soil nails expected when drawing in the related art and the present invention, respectively.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 ; 천공비트 11 ; 회전로드10; Punch bit 11; Rotating rod

12 ; 펼침돌기 14 ; 힌지핀12; Unfolding 14; Hinge pin

20 ; 지지판 30 ; 굴삭날20; Support plate 30; Excavation

31 ; 팁 100 ; 쏘일네일 삽입공31; Tip 100; Soil Nail Inserter

200 ; 확장공200; Extension

Claims (7)

쏘일네일 삽입공을 천공하는 착암기의 회전로드에 장착되는 것으로서,As it is mounted on the rotary rod of the rock drill which drills the nail nail insertion hole, 상기 회전로드 상에 서로 마주보게 설치되는 전후 1쌍의 지지판;A pair of front and rear support plates installed on the rotating rod to face each other; 상기 회전로드 둘레에 등간격으로 돌설되는 복수개의 굴삭날 펼침돌기;A plurality of excavator spreading protrusions protruding at equal intervals around the rotation rod; 전후 1쌍의 지지판에 하단이 힌지 결합되며, 상기 펼침돌기와 맞닿아 회전방향에 따라 선택적으로 전개 가능하게 구성되는 복수개의 굴삭날; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일 삽입공 확장장치.A plurality of excavator blades hinged at a lower end to a pair of front and rear support plates and configured to be selectively deployed in contact with the unfolding protrusion in accordance with a rotational direction; Soil nail insertion hole expansion device, characterized in that comprising a. 제1항에 있어서, 상기 굴삭날은 전후 1쌍의 지지판을 연결하는 힌지핀에 관통 결합되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일 삽입공 확장장치.The method according to claim 1, wherein the excavating blade is a nail nail insertion hole expansion device, characterized in that penetratingly coupled to the hinge pin for connecting a pair of front and rear support plates. 제1항에 있어서, 상기 펼침돌기는, 좌우 높이를 달리하는 제1, 제2 수직접촉면과, 상기 제1, 2 수직접촉면 상측을 연결하는 경사접촉면으로 구성되며,The method of claim 1, wherein the spreading protrusions, the first and second vertical contact surface having a different left and right height, and the inclined contact surface connecting the upper side of the first, second vertical contact surface, 상기 경사접촉면의 선단에 제공되는 가압돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쏘일네일 삽입공 확장장치.Soil nail insertion hole expansion device characterized in that it comprises a pressing projection provided on the tip of the inclined contact surface. 제1항에 있어서, 상기 굴삭날은, 힌지핀을 기준으로 일측의 날개부와, 타측의 접촉구동부로 구성되고,According to claim 1, The excavating blade is composed of a wing portion on one side, and the contact driving portion on the other side with respect to the hinge pin, 상기 접촉구동부는, 부채꼴 형태로 된 접힘면과, 상기 접힘면 선단으로부터 순차적으로 연결되는 제1, 제2 펼침면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일 삽입공 확장장치.The contact driving unit, the nail nail insertion hole expansion device, characterized in that it is composed of a folding surface of the fan shape and the first, second spreading surface which is sequentially connected from the front end of the folding surface. 제1항에 있어서, 상기 굴삭날 선단에는 토질의 종류에 따라 경도를 달리하는 팁이 선택적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일 삽입공 확장장치.The method of claim 1, wherein the tip of the excavation blade is extended to the nail nail insertion hole, characterized in that the tip is selectively mounted to vary the hardness according to the type of soil. 제1항의 장치를 사용하는 굴착방법에 있어서,In the excavation method using the apparatus of claim 1, 회전로드를 정방향 회전시켜 굴삭날이 접힘 상태로 일정한 단면의 쏘일네일 삽입공을 천공하는 단계;Rotating the rotating rod in a forward direction to drill a nail nail insertion hole of a constant cross section in a state in which the excavator blade is folded; 상기 회전로드를 역방향 회전시켜 상기 굴삭날이 펼쳐진 상태로 쏘일네일 삽입공의 천공면적을 확장 천공하는 단계;Rotating the rotary rod in a reverse direction to expand and drill the drilling area of the nail nail insertion hole in the unfolded state of the excavator blade; 삽입공 내면의 확장단면을 천공한 후 상기 회전로드를 다시 정방향 회전시켜 삽입공으로부터 분리시키는 단계;Drilling an extended cross section of an inner surface of the insertion hole and rotating the rotating rod again forward to separate from the insertion hole; 천공된 쏘일네일 삽입공에 보강빔을 삽입하는 단계; 및Inserting a reinforcement beam into the perforated soil nail insertion hole; And 그 빈틈을 충진재로 그라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 삽입공 확장 시공방법.Soil nailing insertion hole expansion construction method comprising the step of grouting the gap with the filler. 제6항에 있어서, 상기 회전로드의 정방향 회전, 역방향 회전에 의한 단면확장단계를 적어도 1회 이상 반복되게 시공하는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 삽입공 확장 시공방법.7. The method of claim 6, wherein the extending of the cross section by forward rotation and reverse rotation of the rotation rod is repeated at least one or more times.
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