KR20090082061A - 앵커 그라우팅 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라우팅을 이용하여 지반에 앵커를 공고하게 심는 앵커 그라우팅 시공방법에 관한 것으로, 특히 지반에 형성시킨 홀에 앵커를 삽입하고 앵커 주변에 진한그라우트재를 채워 앵커가 홀에 정착되도록 한 후, 앵커의 자유장에 묽은그라우트재를 그라우팅함으로써 앵커 주변 지반에 존재하는 공극, 균열, 절리, 단층파쇄대 등으로 묽은그라우트재가 충분히 침투하여 경화될 수 있게 한 앵커 그라우팅 시공방법이다. 본 발명에 따르면 앵커 주변 지반에 존재하는 공극, 균열, 절리, 단층파쇄대 등으로 묽은그라우트재가 충분히 침투하여 고밀도 상태로 경화되기에 그 견고함이 우수하다는 장점이 있다.

앵커, 자유단, 정착단, 진한그라우트재, 견인와이어

Description

앵커 그라우팅 시공방법{The grouting building method of anchor}

본 발명은 그라우팅을 이용하여 지반에 앵커를 공고하게 심는 앵커 그라우팅 시공방법에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 지반에 형성시킨 홀에 앵커를 삽입하고, 앵커의 자유장과 정착장에 진한그라우트재를 채워 앵커가 홀에 정착되도록 한 후, 앵커의 자유장에 묽은그라우트재를 가압 주입(그라우팅)함으로써 앵커 주변 지반에 존재하는 공극, 균열, 절리, 단층파쇄대 등으로 묽은그라우트재가 충분히 침투하여 앵커 주변의 지반까지 일체로 경화되어 견고함을 제고하는 앵커 그라우팅 시공방법이다.

일반적으로 앵커란 약한 지반의 상부나 측면에 중량이 큰 구조물을 설치하기 위해서 지지기반을 확고하게 하기 위한 방편으로 지반 깊숙이 설치되는 것과, 비스듬한 경사지나 언덕이 눈이나 비에 의해 흘러내리는 것을 방지하기 위해 그 빗면을 지지해 주기 위한 토목 공사용 도구로서 사용된다.

이와 같은 앵커는 산이나 언덕의 일부를 절개하거나 지반을 깊이 굴착하여 건물이나 지하철 등을 건설함에 있어서 절개면이나 지반을 견고하게 할 목적으로 일반적으로 설치되는 것이나, 그 강도가 충분하지 못하여, 앵커를 설치하였음에도 불구하고 가끔씩 붕괴사고가 일어나고 있는 것이 현실이다. 따라서 앵커를 시공함에 있어서 견고함을 제고하기 위한 방안에 요구된다.

본 발명은 지반에 앵커를 심는 앵커 그라우팅 시공방법으로 앵커를 지반에 형성시킨 홀에 삽입하고, 앵커의 주변에 진한그라우트재를 채움과 동시에 지반의 중간에 형성된 패커를 팽창시켜 홀에 꽉 끼이도록 한 상태에서 패커의 상부인 자유장에 압축기와 공급호스 및 주입파이프를 통해 묽은그라우트재를 가압 주입함으로써 앵커가 설치된 지반에 존재하는 공극, 균열, 절리, 단층파쇄대 등으로 묽은그라우트재가 충분히 침투하여 고밀도로 경화될 수 있게 한 앵커 그라우팅 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 앵커 시공방법에 있어서, 제 1 단계: 지반에 홀(10)을 형성하고, 그 내부에 패커(30)와 견인 와이어(81)가 형성된 앵커(20)를 삽입하는 단계; 제 2 단계: 패커(30)에 그라우트재를 주입하여 홀의 내주면에 밀착되도록 하고 패커(30)의 전후방인 정착장과 자유장에 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채우는 단계; 제 3 단계: 진한그라우트재(40)가 완전히 굳기 전에, 자유장에 끼인 주입파이프(50)의 내부에 밀착패커(62)가 부착된 공급호스(60)를 삽입하고 묽은그라우트재를 가압 주입하는 그라우팅 작업의 단계;를 포함하여 구성함으로써, 주변 지반의 틈새에 묽은그라우트재를 밀도 있게 공급하여 앵커 주변의 지반까지 일체로 견고한 경화를 달성한다.

본 발명에 따라 제 2 단계의 주입파이프(50)는, 내부가 비어있되, 끝단이 개방된 파이프(A)를 하나 또는 서로 그 길이가 상이한 복수 개의 파이프(A)를 결합시킨 형태로 제작한다.

본 발명에 따라 제 3 단계의 그라우팅 작업은, 제 1 과정: 주입파이프(50)의 내부에 밀착패커(62)가 형성된 공급호스(60)를 밀어 넣고, 1단의 방사형 분출구(51) 직 상부에서 밀착패커(62)를 부풀여 주입파이프(50)의 내주면에 밀착시키는 과정; 제 2 과정: 공급호스(60)에 압축기를 통해 고압으로 묽은그라우트재를 가압 주입하여 1단의 실링테입(52)을 터트리며 묽은그라우트재를 진한그라우트재(40)와 지반의 틈이나 간격으로 주입시키는 과정; 제 3 과정: 밀착패커(62)를 축소하고 공급호스(60)를 상승시켜 2단의 방사형 분출구(51) 직 상부에서 밀착패커(62)를 부풀리며, 주입파이프(50)의 내주면에 밀착시키는 과정; 제 4 과정: 상기한 단계를 반복하며 주입파이프(50)의 상단까지 묽은그라우트재를 가압 주입하는 과정;을 포함하여 구성함으로써, 주변 지반의 틈새에 묽은그라우트재를 밀도 있게 공급하여 앵커 주변의 지반까지 일체로 견고한 경화를 달성한다.

본 발명에 따라 제 3 단계의 그라우팅 작업은, 제 1 과정: 주입파이프(50)의 내부에 공급호스(60)를 밀어 넣되, 처음에 가장 긴 파이프(A)인 1단의 파이프(A)에 삽입하여 묽은그라우트재를 가압 주입하는 과정; 제 2 과정: 공급호스(50)를 빼고 다음의 긴 파이프(A)는 2단의 파이프(A)에 삽입하여 묽은그라우트재를 가압 주입하는 과정; 제 3 과정: 주입파이프(50)에 결합된 파이프(A)의 단수에 맞추어 모든 파이프(A)를 통해 묽은그라우트재를 가압 주입하는 과정;을 포함하여 구성하고, 지반 의 틈새에 묽은그라우트재를 밀도 있게 공급하여 앵커 주변의 지반까지 일체로 견고한 경화를 달성한다.

본 발명에 따라 제 2 단계의 진한그라우트재를 채우는 단계는 앵커의 자유장에는 규산과 시멘트가 혼합되어 조성된 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채우는 과정을 포함한다.

본 발명은 앵커 주위에 진한그라우트재를 채워 정착하는 작업과 그 작업 후에 앵커의 자유장에 묽은그라우트재를 고압으로 주입하는 그라우팅 작업을 연속적으로 수행함으로써, 앵커 주변 지반에 존재하는 공극, 균열, 절리, 단층파쇄대 등으로 묽은그라우트재가 충분히 침투하여 고밀도 상태로 경화되기에 그 견고함이 우수하다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에 따르면 앵커 주변 지반에 존재하는 공극, 균열, 절리, 단층파쇄대 등으로 묽은그라우트재가 충분히 침투하여 고밀도 상태로 경화되기에 차수효과가 탁월하다는 장점도 있다.

본 발명은 앵커 그라우팅 시공방법에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 구성과 그 시공방법을 도시된 도면과 함께 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 개략적인 설명을 하고, 순서에 따른 시공의 공정은 뒤에서 서술한다. 도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법을 나타낸 도면이다. 즉, 도 1a에 나타낸 바와 같이 지반에 충분한 깊이의 홀(10)을 형성하고, 도 1b에 나타낸 바와 같이 패커(30)와 견인 와이어(81)와 주입파이프(50)가 형성된 앵커(20)를 홀 내부에 삽입한다. 앵커(20)는 종래에 여러 가지 형태가 알려져 있는데, 도 1b 내지 도 1d에서는 연선 방식의 앵커를 기준으로 하여 구성을 도시하였으나, 본 발명은 특정한 형태의 앵커에 한정되는 것은 아닌 것으로 해석되어야 한다.

그 후, 도 1c에 나타낸 바와 같이 패커(30)에 예컨대 진한그라우트재를 주입하여 홀(10)의 내주면에 밀착되도록 하고, 도 1d에 나타낸 바와 같이 앵커(20)의 주변에 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채운다.

즉, 앵커(20)가 심어질 지반에 적당한 각도를 잡아서 홀(10)을 형성하는 것이다. 앵커(20)는 일반적으로 길이가 약 20-30m 이지만 이에 한정되는 것은 아니기에 필요한 깊이만큼 홀(10)을 형성한다. 20-30m에 비하여 더 짧을 수도 있고, 더 길 수도 있다. 그리고 홀(10)에 앵커(20)를 삽입한다.

앵커(20)는 도 1b에 나타낸 것처럼 중간에 패커(30)가 형성되어 있는데, 패커(30)의 하단 즉 지반 깊숙한 위치를 정착장(bond length)이라고 칭하고, 패커(30)의 상부 즉, 홀(10)의 입구에서 패커(30)까지의 위치를 자유장(free length)이라 칭한다. 패커(30)에 예컨대 진한그라우트재를 고압으로 주입하게 되면 패커(30)는 팽창되고, 그에 따라 패커(30)는 홀(10)의 내주면에 견고하게 끼게 되는 것이다.

또한, 앵커(2) 주변의 홀(10) 내부, 즉 패커(30)의 전후방인 정착장과 자유장에 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채워 넣는다. 이때, 진한그라우트재(40)를 채운 후 아직 굳지않은 상태에서 패커(30)를 팽창시켜도 무방하고, 또는 패커(30)가 팽창하여 홀(10)에 꽉 끼워진 상태에서 패커(30)를 관통하는 호스나 파이프를 미리 내장시켜 이를 통해 자유장과 정착장에 진한그라우트재(40)를 채워 넣어도 가능하다.

한편, 본 명세서에서는 홀(10)에 채우는 시멘트액을 진한그라우트재(40)라 칭하고 있다. 진한그라우트재(40)란 시멘트와 수분을 혼합하되 상대적으로 수분이 적게 들어간 것을 칭하는 것이다. 진한그라우트재(40)는 대략 40 ~ 60 % 정도의 혼합률을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서 한정한 진한그라우트재(40)는 후술될 그라우팅 작업에 사용되는 묽은그라우트재에 비하여 수분 함유량이 적기에 진한그라우트재(40)로 칭하는 것이다. 묽은그라우트재는 진한그라우트재(40)에 비해 훨씬더 묽도록 조성되는 것으로, 대략 150 ~ 180% 정도의 혼합률을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에서 사용될 수 있는 긴장 작업을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에서는 바람직하게는 긴장작업을 수행한다. 긴장작업이란 바람직하게는 진한그라우트재(40)가 경화된 이후에 이루어지는 작업으로서 패커(30)의 상부로 연결된 견인와이어(81)를 인장기(도시되지 않음) 로 강하게 당겨주는 작업이다. 바람직하게는 긴장작업은 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공 작업에서 마지막에 이루어진다.

앵커(20)란 지반에 박혀 지반과의 인장력을 발휘하여 외부로 그 구조물이나 사면이 떨어져 나가는 것을 방지하기 위해 설치되는 것이다. 따라서 긴장작업은 홀(10)의 외부로 빠져나온 앵커(20)의 견인와이어(81)를 당겨 와이어가 큰 인장력이 발휘된 상태에서 시멘트의 경화를 달성하고자 하는데 목적이 있다. 다시 말해서 긴장작업은, 앵커(20)의 견인와이어(81)를 인장기로 당길 때 홀(10)에 밀착된 패커(30)에 의해서 자유장의 진한그라우트재(40) 부분은 당겨지지 않고, 정착장의 진한그라우트재(40)만 강하게 당겨지도록 하는 것이다.

긴장작업에 따라 와이어는 그 경화된 시멘트액 속에서 이미 당겨진 상태로 견고하게 경화된 상태이기에 복원하려는 복원력이 스스로 발생된다. 바로 이 복원력이 구조물이나 언덕의 사면을 지반의 내부로 항상 당기는 힘으로 지지하고 있는 것이다. 도 2a 내지 도 2c에서처럼 본 발명의 긴장작업시 견인와이어(81)를 효과적으로 당기거나 그 견인된 상태로 잡아주기 위해서 견인와이어(81)의 끝단에 지지빔(80)이나 앵커캡(70)을 씌우는 것이 바람직하다. 본 명세서에서는 긴장 작업에 관하여 개략적인 설명만을 하였다.

본 발명을 시공의 순서에 따라 상세히 설명한다. 앵커 시공방법은, 제 1 단계 : 지반에 홀(10)을 형성하고, 그 내부에 패커(30)와 견인 와이어(81)가 형성된 앵커(20)를 삽입한 후, 패커(30)에 진한그라우트재를 주입하여 홀에 내주면에 밀착 되도록 하는 단계를 거친다.

먼저 본 발명은 도시된 도 1a에서처럼, 우선 앵커(20)가 심어질 지반에 적당한 각도를 잡아서 홀(10)을 형성하는 것이다. 그리고 그 홀(10)에 도시된 앵커(20)를 삽입한다. 본 발명에서 사용하는 앵커(20)는 도시된 도 1b에서 보이는 것처럼 그 중심부에 패커(30)가 형성되어 있는데, 패커(30)의 하단 즉 지반 깊숙한 위치를 정착장이라고 칭하고, 패커(30)의 상부 즉, 홀(10)의 구멍까지의 위치를 자유장이라 칭한다.

그리고 본 발명의 패커(30)에 예컨대 진한그라우트재를 가압 주입하여 팽창시키는데, 그 압력에 따라 패커(30)는 그 부피를 부풀리게 되고, 그 부피의 확장에 따라 홀(10)의 내주면에 견고하게 끼게 되는 것이다. 이때 중요한 것은 패커는 앵커의 와이어(81)와 결합된 상태가 아니라 그 외주면 만이 홀의 내주면에 견고하게 끼이게 된다는 것이다. 와이어(81)와 패커(30)와는 결합이 충분하지 않기에 외부에서 와이어를 당기는 힘이 작용하게 되면, 와이어(81)가 패커(30)에서 빠져나올 수 있다는 것이다.

다음으로 본 발명은 제 2 단계: 패커(30)의 전후방인 정착장과 자유장에 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채우는 단계를 거친다. 즉, 도시된 도 1d에서처럼, 앵커 주변의 자유장과 정착장에 상대적으로 수분 함량이 낮은 진한그라우트재(40)를 채워 넣게 된다.

이때 진한그라우트재(40)를 채우는 방식은 통상 호스를 이용하여 불어 넣는 데, 제1단계에서 패커(30)가 그 부피를 팽창하여 홀의 내주면에 꽉 끼지 않은 상태에서 진한그라우트재(40)를 채워도 무방하며, 꽉 끼워진 상태에서도 이미 내장된 호스나 파이프를 통해서 진한그라우트재(40)를 채워도 된다. 진한그라우트재(40)를 채우기 전에 이미 주입파이프(50)가 삽입되어 있도록 구성할 수 있으며, 이때 주입파이프(50)도 진한그라우트재(40)에 매장된다.

한편, 자유장 영역을 채우는 진한그라우트재(40)로서, 대략 40 ~ 60 % 정도의 혼합률을 갖도록 수분이 적게 함유된 시멘트 액이 사용될 수 있음은 전술한 바와 같다. 선택적으로는 여기에 규산을 섞을 수도 있다. 이때, 규산은 시멘트보다는 적은 분량으로 사용되는 것이 바람직한데, 예컨대 규산과 시멘트를 30 : 70 의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 자유장 영역에 사용되는 진한그라우트재(40)에 규산을 혼합하는 경우에는 일차적으로 빨리 굳는 효과를 얻을 수 있는 동시에, 굳어진 이후에도 시멘트만 사용되는 경우에 비해 강도가 낮아 이후의 긴장 작업에서 자유장에 의한 간섭을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

제 3 단계: 진한그라우트재(40)가 완전히 굳기 전에, 자유장에 끼인 주입파이프(50)의 내부에 밀착패커(62)가 부착된 공급호스(60)를 삽입하고 묽은그라우트재, 즉 대략 150 ~ 180% 정도의 혼합률을 갖도록 묽게 혼합된 시멘트액을 가압 공급하는 그라우팅 작업의 단계를 거친다.

홀(10)의 내부에 앵커(20)가 삽입된 상태에서 자유장과 정착장에 진한그라우트재(40)를 채우고는 자유장에 삽입된 주입파이프(50)의 내부로 공급호스(60)를 밀 어 넣고, 공급호스(60)에 고압의 묽은 시멘트액을 투입함으로써 이미 타설된 진한그라우트재(40)와 주변 지반에 존재하는 미세한 간격 사이사이로 묽은그라우트재(예: 묽은 시멘트액)을 침투시키는 것이다.

도 4와 5에 도시되어 있는데, 후술될 그라우팅 작업을 설명하면서 상세히 설명한다. 단지, 공급호스(60)의 외주면에는 별도의 수단이나 고압의 공기를 불어 넣음으로써 호스의 외주면을 돌출하는 방식으로 부피를 팽창하는 밀착패커(62)가 결합되어 있다. 따라서 주입파이프(50)의 내주면에서 팽창된 본 발명의 밀착패커(62)는 주입파이프(50)의 내주면에 밀착되어 주입되는 묽은그라우트재가 역류되어 상부로 분출되는 현상을 방지한다.

한편 본 발명에서 한정한 묽은 시멘트액은 수분이 많이 투입되고, 골재와 같은 굵은 재질의 구성요소가 투입되지 않는 순수한 시멘트 혼합액이 투입되는 것이 바람직하다. 특별히 중요한 작업시 방수액과 같은 액상의 물질이 투입되기는 하지만 굵은 골재나 자갈 및 모래 등을 투입하지 않고 많은 수분을 함유한 시멘트액이 투입되는 것이다.

본 발명을 부가하여 설명하자면, 진한그라우트재(40)의 경우 그 경화가 이루어지기 위해서는 약 10-15 시간이 필요하다. 물론 완벽하게 경화되기 위해서는 24시간 이상이 필요한 경우도 있다. 그런데 이렇게 완벽하게 진한그라우트재(40)가 경화되고 나서 묽은그라우트재를 투입한다면 묽은그라우트재가 주변 지반으로 효과적으로 침투하기 어렵다. 결국 본 발명에서 설명되는 그라우팅 작업은 진한그라우트재(40)가 타설되고 난 후 약 5-10시간 사이에 시도하는 것이 바람직하다.

바람직하게는 제일 마지막 단계에서 전술한 도 2의 긴장작업을 수행한다. 긴장작업은 통상 진한그라우트재(40)가 경화된 이후에 이루어지는데, 패커(30)의 상부로 연결된 견인와이어(81)를 당겨주는 작업이다.

앵커(20)는 지반과의 인장력을 발휘하여 외부로 구조물이나 사면이 떨어져 나가는 것을 방지하기 위해 설치되는 것이다. 따라서 긴장작업은 홀(10)의 외부로 빠져나온 앵커(20)의 견인와이어(81)를 땡겨 와이어가 큰 인장력이 발휘되도록 하는데에 목적이 있다.

다시 말해서 긴장작업은, 앵커(20)의 견인와이어(81)를 인장기로 당길 때 그 홀에 밀착된 패커의 중심부로 와이어가 당겨져 시멘트가 경화되는 과정에서 정착장의 와이어가 당겨지는 것이다. 이 작업에 따라 와이어는 그 경화된 시멘트 속에서 이미 땡겨진 상태로 견고하게 경화된 상태이기에 복원하려는 복원력이 스스로 발생된다. 바로 이 복원력이 구조물이나 언덕의 사면을 그 지반의 내부로 항상 땡기는 힘으로 지지하고 있는 것이다.

물론 도시된 도 2에서처럼 본 발명의 긴장작업시 견인와이어(81)를 땡기거나 그 견인된 상태로 잡아주기 위해서 견인와이어(81)의 끝단에 지지빔이나 앵커캡(70)을 씌운다.

도시된 도 6과 8에는 본 발명의 그라우팅 작업에서 사용되는 주입파이프(50)를 도시하고 있다. 즉, 제2단계의 주입파이프(50)는, 도시된 도 6과 같은 주입파이 프나 도 8과 같은 주입파이프가 같이 사용될 수 있다. 도 6의 주입파이프는, 내부가 비어있되, 끝단이 폐쇄된 파이프의 형태로 길이 방향으로 일정간격을 두고 방사형인 4 내지 10개의 분출구(51)가 다수의 단을 이루어 형성되고; 분출구(51)를 외주면에서 실링테입(52)으로 막은 형태이다. 도 8의 주입파이프(50)는, 내부가 비어있되, 끝단이 개방된 파이프(A)의 형태로 서로 그 길이가 다른 다수의 파이프(A)를 결합시킨 형태로 제작한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법의 그라우팅 작업에서 사용하는 주입파이프(50)는 금속재를 사용하여도 무방하지만, 강도를 요구하지 않으므로 강철이나 스테인리스 등의 소재를 사용할 필요 없이 PVC 파이프 등으로 제작하여 사용할 수 있다. 즉, 앵커(20)와 진한그라우트재(40)를 통해 충분한 강도를 확보한 상태이므로 주입파이프(50)는 강도가 요구되지 않아 PVC 등의 소재로 주입파이프(50)를 제작하여 사용할 수 있으며, 이를 통해 경제성을 달성할 수 있다. 이 주입파이프(50)들의 쓰임은 후술한다.

그렇다면 본 발명에서는 이미 간략하게 전술된 그라우팅 작업에 큰 특징이 있다. 따라서 그라우팅 작업만을 따로 떼어 상세히 설명한다. 먼저 본 발명의 그라우팅 작업은 도시된 도 5의 주입파이프를 이용하는 방식과 도 8의 주입파이프를 이용하는 방식으로 2가지 실시형태를 제시한다. 도 5의 주입파이프를 이용한 방식을 선 설명하고, 도 8의 주입파이프를 이용한 방식을 후 설명한다.

제 1 과정 : 주입파이프(50)의 내부에 밀착패커(62)가 형성된 공급호스(60) 를 밀어 넣고, 1단의 방사형 분출구(51) 직 상부에서 밀착패커(62)를 부풀여 주입파이프(50)의 내주면에 밀착시키는 과정을 거친다. 즉, 이미 진한그라우트재(40)로 채워진 상태의 자유단에 이미 내장되어 수몰된 주입파이프(50)의 내부에도 공급호스(60)를 밀어 넣는다.

공급호스(60)에도 전술된 것처럼 밀착패커(62)가 형성되어 있으며, 이 공급호스(62)의 타측방에는 고압으로 묽은그라우트재를 쏴주는 압축펌프가 형성되어 있다. 주입파이프(50)는 그 길이가 작업환경에 따라 어느 정도 변동가능하지만, 패커(30)의 상부 자유단 부위에 삽입되기에 약 8-13m의 길이로 제작된다.

그리고 도 8에 도시된 것처럼 일정 간격을 두고 방사형의 분출구(51)가 형성된 상태로 그 분출구(51)가 실링테입(52)으로 막혀져 있는 상태이다. 바로 이 실링테입(52)이 그 분출구(51)를 막고 있기에 진한그라우트재(40)를 홀에 타설하는 과정에서 시멘트액이 분출구(51)를 통해서 주입파이프(50)의 내부로 흘러들어오는 현상을 막을 수 있다.

이러한 주입파이프(50)의 내부에 삽입된 공급호스(60)는 주입파이프(50) 최하단에 형성된 즉, 1단의 분출구(51) 직상부에 그 밀착패커(62)가 위치되고, 그 부피를 팽창시켜 주입파이프(50)의 내주면에 견고히 밀착되게 한다.

다음으로 본 발명에서는 제 2 과정 : 공급호스(60)에 압축기를 통해 고압으로 묽은 시멘트액을 주입하여 1단의 실링테입(52)을 터트리며 묽은 시멘트액을 진한그라우트재(40)와 지반의 틈이나 간격으로 주입시키는 과정을 거친다. 즉, 공급 호스(60)의 타측에 마련된 압축기(=압축펌프)에서 고압으로 묽은그라우트재를 분출시켜 주입파이프(50)의 내부로 토출시키는 것이다.

그러면 주입파이프(50)의 타측은 막힌 상태이고, 상부로는 공급호스(60)의 외주면으로 팽창된 밀착패커(62)가 묽은 시멘트액의 역류를 막고 있다. 따라서 본 발명의 묽은 시멘트액은 1단의 분출구로 토출되는 것이다. 물론 분출구(51)를 막고 있는 실링테입(52)을 터트리면서 분출된다.

그리고 그 토출되는 묽은그라우트재의 토출압력은 상당하기에 이미 경화가 시작된 진한그라우트재(40)의 사이에 존재하는 공극과 간격에 묽은그라우트재를 채워 넣으면서 그 외부 즉, 지반의 사이사이에 존재하는 간격 속에도 투입되어 보다 견고한 밀착도를 유지한다. 그리고 이렇게 경화된 본 발명의 앵커는 보다 견고히 지반 속에 투입되어 큰 지지력을 발휘할 수 있다.

다음으로 본 발명은 제 3 과정 : 다시 밀착패커(62)에서 공기를 빼고 공급호스(60)를 상승시켜 2단의 방사형 분출구(51) 직 상부에서 밀착패커(62)를 부풀리며, 주입파이프(50)의 내주면에 밀착시키는 과정을 거친다.

즉, 본 발명에서 사용되는 주입파이프(50)는 다수개로 다단의 분출구(51)를 형성하고 있다. 이 분출구(51)간 수직 거리는 작업환경에 따라 다를 소지가 많은데, 약 1m 간격에서부터 4m 간격을 떼고 형성시킨다. 이렇게 간격을 형성시키는 이유는 묽은그라우트재를 주입함에 있어서 이미 1단 분출구(51)를 통해서 시멘트액을 분출시키고 나면 상승하여 그 다음의 단 분출구(51)를 통해서 분출시켜 지반 전 범 위에 걸쳐 그라우팅 작업을 수행하게 하기 위한 것이다.

따라서 본 발명에서는 전술된 과정에서 1단의 분출구(51)로 그라우팅 작업을 수행하였다면, 주입파이프(50)의 내주면에 끼인 밀착패커(62)의 부피를 축소시키고, 공급호스(60)를 외부로 일정 길이 만큼 빼내고, 다시 팽창시키는 것이다. 바로 이때 2단의 분출구(51) 직상부에 밀착패커(62)가 위치하게 한 상태에서 팽창시키는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명은 제 4 과정: 상기한 단계를 반복하며 주입파이프(50)의 상단까지 묽은 시멘트액을 주입하는 과정을 반복하며 모든 주입파이프(50)의 분출구(51)로 묽은 시멘트액을 배출시키며 그라우팅 작업을 완성하는 것이다. 바로 본 발명은 이렇게 진한그라우트재(40)를 타설하고 별도의 묽은그라우트재를 그라우팅 작업함으로서 지반이나 진한그라우트재(40)의 틈새에 묽은 시멘트액을 밀도 있게 공급하여 견고한 경화를 달성하는 것이다.

다음은 본 발명의 제 3 단계의 그라우팅 작업을 도시된 도 8의 주입파이프로 작업하는 공정을 설명한다. 제 3 단계의 그라우팅 작업은, 제 1 과정 : 주입파이프(50)의 내부에 공급호스(60)를 밀어 넣되, 처음에 가장 긴 파이프(A)인 1단의 파이프(A)에 삽입하여 묽은 시멘트액을 주입하는 과정을 거치고, 제 2 과정 : 공급호스(50)를 빼고 다음의 긴 파이프(A)는 2단의 파이프(A)에 삽입하여 묽은 시멘트액을 주입하는 과정을 거치며, 제 3 과정 : 주입파이프(50)에 결합된 파이프(A)의 단 수에 맞추어 모든 파이프(A)를 통해 묽은 시멘트액을 주입하는 과정을 거쳐 지반이나 진한그라우트재(40)와 지반의 틈새에 묽은 시멘트액을 밀도 있게 공급하여 견고한 경화를 달성한다.

본 발명에서 도 8의 주입파이프(50)를 이용한 방식은 전술된 방식과 모든 목적과 효과면에서 동일하다. 단지 이 실시형태의 주입파이프(50)는 다수의 길이가 다른 파이프(A)를 홀의 자유장에 삽입하고, 처음에는 가장 긴 파이프(A)에 공급호스(50)를 넣어 묽은그라우트재를 주입하여 지반에 침투시키고, 다음에는 다음으로 긴 파이프(A)에 공급호스(50)를 넣어 묽은그라우트재를 주입하는 방식으로 시공을 한다.

즉, 전술된 실시예에서 각각의 분출구의 깊이에 해당하는 길이 만큼의 파이프를 결합시켜 홀에 삽입하여 시공한다는 점에서만 차이가 있다. 또한 공급호스의 외주면에 별도의 밀착패커를 결합시킬 필요가 없다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법의 제 1 단계를 도시한 도면,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에서 사용될 수 있는 긴장 작업을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에서 그라우팅 작업에서 사용하는 주입파이프의 단면을 도시한 개념도,

도 4는 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법 중 그라우팅 작업의 시작을 도시한 도면,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법 중 그라우팅 작업의 진행과정을 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법의 그라우팅 작업에서 사용되는 주입파이프를 도시하는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에서 주입파이프가 설치된 다른 실시예를 도시한 도면,

도 8은 본 발명에 따른 앵커 그라우팅 시공방법에서 서로 길이가 상이한 복수 개의 PVC 파이프를 통해 주입파이프를 구성한 실시예를 도시한 도면,

도 9는 도 8의 주입파이프를 사용하여 앵커 그라우팅 시공방법을 시행하는 실시예를 도시한 도면이다.

<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

10; 홀 20; 앵커

30; 패커 40; 진한그라우트재

50; 주입파이프 51; 분출구

52; 실링테입 60; 공급호스

62; 밀착패커 81; 견인와이어

Claims (5)

1. 그라우팅을 이용한 앵커 시공방법에 있어서,

   제 1 단계: 지반에 홀(10)을 형성하고, 그 내부에 패커(30)와 견인 와이어(81)가 형성된 앵커(20)를 삽입하는 단계;

   제 2 단계: 상기 패커(30)에 그라우트재를 주입하여 홀의 내주면에 밀착되도록 하고 상기 패커(30)의 전후방인 정착장과 자유장에 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채우는 단계;

   제 3 단계: 진한그라우트재(40)가 완전 경화되기 전에, 상기 자유장에 끼인 주입파이프(50)의 내부에 밀착패커(62)가 부착된 공급호스(60)를 삽입하고 묽은그라우트재를 공급하는 그라우팅 작업의 단계;

   를 포함하여 구성되는 앵커 그라우팅 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 앵커 그라우팅 시공방법은,

   내부가 비어있되 끝단이 폐쇄된 파이프의 형태로 길이 방향으로 일정간격을 두고 방사형인 복수 개의 분출구(51)가 다수의 단을 이루도록 제작되고, 상기 분출구(51)를 외주면에서 실링테입(52)으로 막은 주입파이프(50)를 마련하는 단계;

   를 더 포함하여 구성되는 앵커 그라우팅 시공방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 3 단계의 그라우팅 작업의 단계는,

   제 1 과정: 주입파이프(50)의 내부에 밀착패커(62)가 형성된 공급호스(60)를 밀어 넣고, 1단의 방사형 분출구(51) 직 상부에서 밀착패커(62)를 부풀여 주입파이프(50)의 내주면에 밀착시키는 과정;

   제 2 과정: 상기 공급호스(60)에 압축기를 통해 고압으로 묽은그라우트재를 주입하여 1단의 실링테입(52)을 터트리며 묽은그라우트재를 진한그라우트재(40)와 지반의 틈이나 간격으로 주입시키는 과정;

   제 3 과정: 밀착패커(62)를 축소시키고 상기 공급호스(60)를 상승시켜 2단의 방사형 분출구(51) 직 상부에서 밀착패커(62)를 부풀리며, 주입파이프(50)의 내주면에 밀착시키는 과정; 및

   제 4 과정: 상기한 단계를 반복하며 주입파이프(50)의 상단까지 묽은그라우트재를 가압 주입하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 앵커 그라우팅 시공방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 앵커 그라우팅 시공방법은 내부가 비어있되 끝단이 개방된 파이프(A)를 하나 또는 서로 그 길이가 상이한 복수 개의 파이프(A)를 결합시킨 형태로 제작된 주입파이프(50)를 마련하는 단계;를 더 포함하여 구성되고,

   상기 제 3 단계의 그라우팅 작업의 단계는 주입파이프(50)의 내부에 공급호스(60)를 밀어 넣어 상기 하나 또는 복수 개의 파이프(A)의 각각으로 묽은그라우트재를 가압 주입하는 과정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 앵커 그라우팅 시공방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 제 2 단계의 진한그라우트재를 채우는 단계는 상기 자유장에 규산과 시멘트가 혼합되어 조성된 수분이 적은 진한그라우트재(40)를 채우는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커 그라우팅 시공방법.

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