KR20110130937A - 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법 - Google Patents

Abstract

어스 앵커용 긴장재의 초기긴장으로 지반에 하중을 먼저 가함으로써 지반 변형하중의 일부를 초기 저항하고, 여기에 더하여 부족한 지반하중에 대한 저항을 어스 앵커용 긴장재와 소일 네일용 보강재가 동시에 저항하는 방식으로 어스앵커 공법과 소일네일 공법의 구조적 저항 시스템을 동시에 한 개의 천공홀에서 작용토록 한 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법.이 개시된다.
이러한 지반보강방법은 지반의 예상파괴면 안쪽 지반에 형성시킨 정착장에 어스앵커용 긴장재를 지반표면에서 긴장 후 선 정착시켜 지반에 초기 긴장력을 도입시켜 선보강하는 단계; 및 천공홀 전체 연장 길이에 걸쳐 설치된 소일 네일용 보강재가 천공지반에서 후 정착되도록 하여 천공홀 전체에 걸친 부착력에 의하여 지반을 후 보강 하는 단계를 포함한다.

Description

한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법{HYBRID GROUND REINFORCING METHOD BY EARTH ANCHOR AND SOIL NAIL}

본 발명은 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 어스 앵커용 긴장재의 초기긴장으로 지반에 하중을 먼저 가함으로써 지반 변형하중의 일부를 초기 저항하고, 여기에 더하여 부족한 지반하중에 대한 저항을 어스 앵커용 긴장재와 소일 네일용 보강재가 동시에 저항하는 방식으로 어스앵커 공법과 소일네일 공법의 구조적 저항 시스템을 동시에 한 개의 천공홀에서 작용토록 한 어스앵커와 소일 네일 합성에 의한 지반보강방법에 관한 것이다.

일반적으로 파괴가 우려되는 경사면 등의 지반을 보강하여 안정화시키는 장치로는 크게 나누어 쏘일 네일(Soil Nail)공법과 어스앵커(Earth Anchor) 공법이 있다.

어스앵커 공법은 일반적으로 절토사면에 강성이 높은 지압판(또는 벽체)을 고강도의 강선으로 깊은 지반 내측에 정착시키고 그 강선에 높은 긴장력을 도입하여 지반의 활동에 저항하는 효과적인 공법으로 근래에 국내외에서 활발히 사용되고 있다.

어스앵커는 예컨대 흙막이 벽에 구멍을 뚫어 PC강선(강재)을 집어넣은 다음, 모르타르를 그라우팅(Grouting)하여 채우고 뒷면에 앵커를 만들어 긴장력을 도입하여 흙막이 벽과 지반을 하나의 집합체로 묶는 효과를 발휘한다.

즉, 도 1a와 같이 사면에 설치된 사면구조물(10) 배면 지반의 예상파괴면(C)에 의하여 구분되는 활동존(Active Zone)을 관통하여 예상파괴면(C) 안쪽 지반까지 천공홀을 형성시키고,

상기 천공홀 전체 길이에 걸쳐 연장되고 사면구조물(10)을 관통하는 긴장재(20)를 설치하고,

상기 예상파괴면 안쪽 지반에서만 천공홀에 그라우팅재(30)가 주입되도록 하여 주입된 그라우팅재가 양생되면,

상기 긴장재(20)를 긴장 시킨 후 사면구조물(10) 전면에 설치된 미 도시된 지압판에서 쐐기등에 의하여 정착시켜 지반을 보강하는 방법이라 할 수 있다.

이에 상기 일반적으로 강연선이 이용되는 긴장재와 시멘트 그라우트에 의한 그라우팅재로 시공되는 어스 앵커공법은 가설 토류벽의 지보공, 영구 앵커 토류벽, 송전탑 기초, 댐의 보강, 지하구조물의 부력앵커, 사면보강 등에 다양하게 적용된다.

하지만 이러한 어스앵커 공법은 소요의 지반 보강효과를 갖기 위해 높은 긴장력이 도입되는 긴장재와 이를 저항할 수 있는 견고한 지압판이나 벽체가 필요하기 때문에 일반적으로 공사비가 고가이고 오래 동안 지반 속에 정착되어 있는 부분과 노출되어 있는 정착부위에서의 긴장재가 이완될 경우 인장력 손실이 발생되며, 시공 후 지속적인 관리가 요구되는 문제가 있다.

반면 소일 네일 공법은 암반에 비교적 길이가 짧은(3~10m) 강재나 유리 합성섬유 등의 보강재를 여러 개 지반보강으로 설치하고 숏크리트 등으로 굴착면을 보호하는 표면보호공을 조합 시공하여 흙막이 벽면이나 급경사 비탈면을 안정화시키는 공법이다.

즉, 도 1b와 같이 사면 배면 지반의 예상파괴면(C)에 의하여 구분되는 활동존(Active Zone)을 관통하여 예상파괴면(C) 안쪽 지반까지 천공홀을 역시 형성시키고,

상기 천공홀 전체 길이에 걸쳐 연장되는 보강재(40, 철근 등)를 설치하고,

상기 천공홀 전체에 그라우팅재가 주입되도록 하여 주입된 그라우팅재가 양생되면,

상기 보강재(40)를 사면 전면에 설치된 미 도시된 지압판에서 정착너트 등에 의하여 정착시켜 천공홀과 그라우팅재 사이에 형성되는 부착력(F2)에 의하여 지반을 보강하는 방법이라 할 수 있다.

이에 일반적으로 철근이 이용되는 보강재와 시멘트 그라우트에 의한 그라우팅재로 시공되는 소일 네일공법은 절토비탈면의 안정대책이나 토류벽 이외에 터널보강, 기존 구조물 보강, 비탈면 보강 등 광범위하게 적용할 수 있다.

하지만 이러한 소일네일 공법은 저항력이 비교적 약한 편이어서 단위 면적당 설치되는 개수가 많고 지반변형이 어느 정도 허용되므로 변형이 엄격히 제한되는 장소 및 지반의 깊은 파괴거동이 발생할 경우에는 적용하기 어려운 문제를 갖고 있다.

이에 어스앵커 긴장재와 소일 네일 보강재를 결합한 지반보강장치가 소개되어 있다.

즉, 도 1c 같이, 임의의 길이로 연장되는 지지 바(50)와, 상기 지지 바(50)의 선단부에 고정되는 선단 고정부(60)와, 상기 지지 바(50)의 후단부에 고정되는 후단 고정부(70)와, 상기 선단 고정부(60) 및 후단 고정부(70)에 각각 연결되는 강연선(80)을 포함하여 구성되는 지반보강장치가 소개되어 있다.

이에 상기 장치의 강연선(80)을 인장함으로서 강연선(80)에는 인장력을 부여하고 지지 바(50)에는 압축력이 부여되도록 한 상태에서 천공홀 안으로 시멘트 페이스트를 충전하여 지반보강장치를 정착시키고,

시멘트 페이스트의 양생 후 상기 지지 바(50) 및 강연선(80)을 지압판으로 고정하는 단계에 의하여 지반을 안정화될 수 있도록 하게 된다.

하지만 이러한 방법에 의하면 강연선(80)에 의하여 지지 바(50)에 압축력을 도입한 보강재를 사용하여 단순히 보강재를 개선한 소일네일과 동일한 공법으로 지반의 안정에는 크게 기여하지 못하므로 일반 소일네일 공법과 비교하여 경제적으로 개선된 방법이라고 할 수 없다.

이에 본 발명은 어스앵커 공법과 소일 네일 공법의 장점을 결합한 지반보강장치를 이용함에 있어서, 어스앵커 공법에 의하여 초기 긴장력으로 일부 지반보강 역할을 수행하고, 부족한 지반보강은 어스앵커용 긴장재와 단부가 정착된 소일 네일용 보강재가 추가 지반보강 역할을 할 수 있도록 하여 보다 효율적이고 경제적인 지반 보강효과를 가질 수 있는 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

이에 본 발명은 먼저 소일네일의 장점인 소형장비에 의한 시공이 가능하고 공사비가 저렴한 특징을 그대로 살리기 위하여 시공방법 및 구조 형상은 소일네일을 동일하게 적용하고,

어스앵커 공법의 장점인 초기긴장에 의한 변위억제 및 표면토사의 붕괴를 방지하기 위해 긴장재를 예상파괴면 안쪽의 안정지반에 그라우팅에 의해 정착시킨 후 긴장을 가하도록 하여 결국 소일네일 공법에 어스앵커 공법의 초기 긴장력 도입이 가능하도록 한 것이다. 이에 본 발명은

어스앵커용 긴장재, 소일 네일용 보강재와 그라우팅재 주입호스가 함께 장착된 합성 지반보강장치를 지반의 예상파괴면 안쪽 지반과 바깥쪽 지반에 걸쳐 형성시킨 천공홀에 삽입하여 지반을 보강하는 지반보강방법에 있어서,

지반의 예상파괴면 안쪽 지반에 그라우팅으로 형성시킨 정착장에 어스앵커용 긴장재를 정착시키고 지반표면에서 긴장하여 지반에 초기 긴장력을 도입시켜 지반을 선보강하는 단계; 및

천공홀 전체 연장 길이에 걸쳐 설치된 소일 네일용 보강재가 예상파괴면 바깥쪽 천공지반에서 후 정착되도록 하여 천공홀 전체에 걸친 부착력에 의하여 지반을 후 보강 하는 단계를 포함하는 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법을 제공하게 된다.

또한 바람직하게는 지반에 초기 긴장력이 먼저 도입되도록 하는 단계의 경우 합성 지반보강장치를 천공홀에 삽입시킨 후 팩커에 의하여 지반의 예상파괴면 안쪽 지반에만 1차 그라우팅재가 주입되도록 하고, 상기 주입된 1차 그라우팅재 양생 후 천공홀에 2차 그라우팅재를 추가 주입하여 상기 2차 그라우팅재가 양생되기 이전에 지반표면에서 어스앵커용 긴장재만을 긴장 후 정착하는 단계에 의하여 이루어지도록 한다.

또한 바람직하게는 소일 네일용 보강재에 의한 지반 보강은 천공홀에 주입된 2차 그라우팅재 양생 이후에 소일 네일용 보강재를 천공지반에서 정착되도록 하는 단계에 의하여 이루어지도록 한다.

또한 바람직하게는 천공홀에 주입된 2차 그라우팅재에 어스앵커용 긴장재가 직접 접하지 않도록 어스앵커용 긴장재는 비부착 긴장재가 사용되도록 한다.

또한 바람직하게는 천공지반에서 정착되는 어스앵커용 긴장재와 소일 네일용 보강재는 천공지반 표면에 접하도록 설치되는 지압판에 쐐기를 포함하는 긴장재용 정착구와 정착너트에 의하여 정착되도록 한다.

본 발명의 합성 지반보강장치에 의하여 사면에 적은 초기 긴장력 도입으로 소형장비로 시공이 가능하고 소규모 지압판의 적용이 가능하며, 초기 긴장력에 더하여 소일네일 보강재와 어스앵커 강연선이 공동으로 지반거동에 저항하도록 하여

소일네일 공법과 같이 소형장비 사용 및 소규모 지압판의 적용이 가능하며,

어스앵커 공법의 초기 긴장력으로 소일네일 공법에 의한 지반 보강재 설치 간격을 확대하여 경제적인 지반보강이 가능하게 되며,

초기 긴장력 도입으로 표면토사의 붕괴 방지가 가능하며 그라우팅재의 부착력을 확인 할 수 있어 부실시공을 방지할 수 있으며,

어스앵커공법에 의한 초기 긴장력 도입으로 소일네일 공법 보다 변위 억제력이 강화되어 결국 1개의 천공홀로 소일네일 공법과 어스앵커 공법에 의한 2개의 구조적 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1a는 종래 어스앵커 공법에 의한 지반보강 단면도,
도 1b는 종래 소일네일 공법에 의한 지반보강 단면도,
도 1c는 기 소개된 긴장재와 보강재를 결합한 소일네일 보강재,
도 2는 본 발명에 의한 합성 지반보강장치의 설치단면도,
도 3은 본 발명에 의한 합성 지반보강장치의 의한 하중작용도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 의한 합성 지반보강장치를 이용한 지반보강방법의 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

<본 발명에 의한 합성 지반보강장치(100)>

도 2는 본 발명에 의한 어스앵커와 소일 네일이 합성된 보강장치(100)를 도시한 것이다.

먼저, 상기 보강장치(100)의 선단에는 선단 정착헤드(110)가 형성되어 있으며, 이러한 선단 정착헤드는 1차 그라우팅재 주입 및 양생에 의한 어스앵커용 긴장재(120)의 구근역할 및 그라우팅 주입용 호스(140)의 설치위치를 세팅하기 위한 가이드부재 역할을 하는 원통형 구체로 형성된다.

이에 선단 정착헤드(110)에는 본 발명의 어스앵커용 긴장재(120)의 단부가 고정되며, 천공홀 선단부 안쪽까지 소일 네일용 보강재(130)와 그라우팅 주입용 호스(140)가 연장 배치되도록 하는 역할을 하게 된다.

이에 선단 정착헤드(110)에는 외주면에 나사부가 형성된 철근과 같은 소일 네일용 보강재(130)가 삽입될 수 있는 삽입홀(111)과 비부착 강연선과 같은 어스앵커용 긴장재(120)가 조임에 의해 정착되는 정착홀(112)과 1차 그라우팅 주입용 호스(140)가 삽입되는 호스용 삽입홀(113)이 다수 형성되어 있으며,

상기 삽입홀(111)은 소일 네일용 보강재(130) 개수만큼 선단 정착헤드(110)를 관통하여 형성되도록 하고,

상기 정착홀(112)은 어스앵커용 긴장재(120) 개수만큼 선단 정착헤드(110)를 관통하여 형성되도록 하고,

상기 호스용 삽입홀(113)은 역시 그라우팅 주입용 호스(140) 개수만큼 선단 정착헤드(110)를 관통하여 형성되도록 하게 된다.

이에 본 발명의 보강장치(100)는 어스앵커용 긴장재(120), 소일 네일용 보강재(130) 및 1차 그라우팅 주입용 호스(140)가 함께 설치되도록 하는 것임을 알 수 있다.

이와 같은 어스앵커용 긴장재(120), 소일 네일용 보강재(130) 및 그라우팅 주입용 호스(140)는 서로의 이격된 위치를 천공홀 내부에서 유지하고 어스앵커용 긴장재(120)가 조임 등에 의해 정착되도록 중간 정착헤드(110a)가 적어도 1개 이상 합성 지반보강장치(100)의 정착길이에 맞추어 추가 설치될 수 있도록 한다.

이러한 중간 정착헤드(110a)는 후술되는 정착장에서만 설치되도록 하여 구근역할을 충분히 확보할 수 있도록 한다.

또한, 필요시 선단 및 중간 정착헤드(110,110a) 사이사이에는 일종의 간격재 역할을 하는 스페이서(150)가 설치되어 어스앵커용 긴장재(120), 소일 네일용 보강재(130) 및 그라우팅 주입용 호스(140)가 시공 시 위치를 이탈하지 않도록 한다.

이러한 스페이서(150)는 원판 형태로써 중앙부 관통홀과 외주면에는 반원형의 홈이 형성되도록 하여 소일네일용 보강재(130), 어스앵커용 긴장재(120)와 그라우팅 주입용 호스(140)가 구조적으로 필요한 각각의 소요 개수를 고려하여 적절히 배치하여 지지되도록 하게 된다.

또한 후술되는 활동장에서는 어스앵커용 긴장재(120)의 구근역할을 할 정착헤드가 설치될 이유가 없으므로 상기 활동장에서는 스페이서(150a)만이 설치되도록 하게 된다.

나아가 예상파괴면(C)의 안쪽 지반(G1)에 위치한 천공홀(H) 내측에 팩커(170)를 설치하게 되며, 이를 위해 팩커(170)에도 어스앵커용 긴장재(120), 소일 네일용 보강재(130) 및 그라우팅 주입용 호스(140)가 관통될 수 있는 홀들을 다수 형성시키게 될 것이다.

이러한 팩커(170)는 예상파괴면(C)의 안쪽 지반(G1)의 천공홀(H) 내부에 1차 그라우팅재(160)를 그라우팅 주입용 호스(140)를 통하여 주입될 때 상기 1차 그라우팅재(160)가 예상파괴면(C)의 안쪽 지반(G1)에만 주입되어 양생되도록 하는 팩커 본연의 기능을 가지며, 또한 천공홀(H)이 상기 팩커(170)에 의하여 정착 천공홀(H1)과 활동 천공홀(H2)로 구분되도록 하는 역할을 하게 된다.

이때 정착 천공홀(H1)은 1차 그라우팅재(160)의 양생 후 어스앵커용 긴장재가 긴장 후 정착되는 구간이며,

활동 천공홀(H2)은 2차 그라우팅재 양생 후 정착 천공홀(H2)의 1차 그라우팅재와 동시에 소일 네일용 보강재(130)가 정착되는 구간이라 할 수 있다.

이에, 정착 천공홀(H1)에서는 도 3과 같이 어스앵커용 긴장재(120)가 정착되어 양생된 1차 그라우팅재(160)와 천공홀과의 접촉부위에서의 부착력의 저항으로 지반 변형하중에 초기 저항할 수 있는 긴장력(F)이 도입되어 지반의 초기 변위를 억제하고 표면토사의 붕괴에 효과적으로 저항하는 효과를 가지게 한다.

즉, 본 발명에서의 어스앵커용 긴장재(120)의 긴장력은 소일네일 보강재(130)가 추가로 지반변형 하중에 저항하므로 종래 어스 앵커공법을 단독으로 사용하는 경우보다 크기를 크게 줄여 긴장력을 도입시키므로 장비를 소형화하고 지압판의 소규모가 가능하도록 할 수 있게 된다.

다음으로 소일네일 보강재(130)는 도 3과 같이 정착 천공홀(H1)로 부터 연장된 소일 네일용 보강재(130)가 활동 천공홀(H2)에 양생된 2차 그라우팅재(180)로 정착되어 천공홀과의 접촉부위에서의 부착력(F1,F2)으로 어스앵커용 긴장재(120)에 더하여 주된 지반 보강 효과를 효과적으로 확보할 수 있도록 함을 알 수 있다.

이에 본 발명에 의한 합성 지반보강장치(100)는 가장 경제적인 소일 네일용 보강재(130)를 충분히 활용하도록 하되, 초기 긴장력으로 지반의 변위를 일부 억제하고 표면토사의 붕괴에 효과적으로 저항할 수 있도록 어스 앵커용 긴장재(120)를 동시에 이용하는 공법이라 할 수 있다.

따라서 상기 정착 천공홀(H1)의 길이를 결정하여 팩커(170)의 설치위치를 정하는 과정이 매우 중요하게 됨을 알 수 있는데 이러한 정착 천공홀(H1)의 길이는 즉 정착장의 길이는 어스앵커용 긴장재(120)에 의한 초기 긴장력과 추후 소일 네일용 보강재(130) 설치에 의하여 전달되는 인장력에 충분히 저항할 수 있을 정도로 하되 예상파괴면(C)의 안쪽 지반에 연장되어 위치하도록 해야 한다.

또한, 소일 네일용 보강재(130)는 예상파괴면(C)의 안쪽 지반으로부터 바깥쪽 지반을 경유하여 최종 천공홀이 형성되는 지반표면(G3)까지 연장되도록 하여 활동 천공홀(H2)이 결정되면,

최종 정착 천공홀(H1)과 활동 천공홀(H2)에 의하여 전체 천공홀(H)의 연장길이가 정해지게 된다.

또한, 본 발명은 팩커(170)가 설치되는 위치(이는 실제 정착장의 소요길이를 계산하여 정해지는 위치이다.)를 기준으로 예상파괴면(C) 안쪽 지반(G1)에 종래 어스 앵커공법에 의한 지반 보강메커니즘이 그대로 적용 되도록 하고,

예상파괴면(C) 안쪽 지반(G1)과 예상파괴면(C) 바깥쪽 지반(G2)에 걸쳐진 전체 천공홀에 대하여 소일 네일공법에 의한 지반 보강메커니즘을 그대로 적용하여 종래 상기 공법에 의한 지반 보강 설계를 그대로 적용할 수 있도록 함도 알 수 있다.

<어스앵커와 소일 네일 합성에 의한 지반보강방법>

어스앵커와 소일 네일 합성에 의한 지반보강방법은 본 발명에 의한 합성 지반보강장치(100)를 이용하여 사면을 보강하는 방법이라 할 수 있다.

이러한 방법을 공종순서대로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 4a와 같이 절, 성토에 의한 법면은 사면으로 형성되어 있음을 알 수 있으며, 예상파괴면(C)에 의하여 예상파괴면(C) 바깥쪽 지반(G2) 은 달리 보강하지 않으면 예상파괴면(C) 안쪽 지반(G1)을 따라 슬라이딩 되면서 붕괴될 우려가 있게 된다.

이에 종래에는 경제적인 소일 네일공법에 의하여 예상파괴면(C) 바깥쪽 지반(G2)과 안쪽 지반(G1)을 관통하도록 천공홀을 형성시키고 상기 천공홀에 소일 네일용 보강재를 삽입한 후, 그라우팅재를 주입 후 양생시키는 방식으로 지반 보강을 하였고, 대개의 경우 현재의 지반보강공법 중에 가장 경제적인 공법으로 주로 사용이 되었으나 천공홀의 개수는 가장 많은 공법이다.

물론, 어스 앵커용 긴장재를 이용하여 예상파괴면(C)의 안쪽 지반에 정착장을 형성시키는 방식으로 지반을 보강할 수도 있으나 대개의 경우 과도한 긴장력의 도입으로 다수의 긴장재가 필요하고 절토면에 긴장력에 저항할 수 있는 견고한 구조물이 형성되어야 하므로 시공이 복잡하고 경제적으로 불리한 공법이다.

또한, 종래 긴장재와 지지 바를 결합한 지반보강장치를 이용하는 경우(도 1c) 긴장재에 의하여 지지 바에 압축력이 도입되도록 한 상태에서 그라우팅(시멘트 주입재)을 시키게 되면

이는 단순히 소일네일의 보강재를 개선한 효과만 나타나고 지반에 긴장력을 직접 도입시키지 않아 충분한 지반보강효과를 기대하기 어려울 수 있다는 문제점이 있다.

말하자면, 어스앵커용 긴장재를 단지 소일 네일용 보강재에 프리스트레스를 도입하기 위한 용도로 사용되도록 하는 것은 효과적인 지반보강방법이 될 수 없다는 문제점이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 먼저, 도 4a와 같이 예상파괴면(C)을 기준으로 지반표면(G3)을 먼저 천공하여 천공홀(H)을 형성시키되 이러한 천공홀(H)은 지반표면으로부터 예상파괴면(C) 바깥쪽 지반(G2)을 경유하여 예상파괴면(C)의 안쪽 지반(G1)까지 연장되도록 형성시키게 된다.

이때 상기 천공홀(H)의 전체 연장길이는 최종 정착 천공홀(H1)과 활동 천공홀(H2)에 의하여 정해지도록 함을 알 수 있다.

다음으로는 앞서 살펴본 바와 같이, 선단 정착헤드(110), 중간 정착헤드(110a), 스페이서(150)가 어스앵커용 긴장재(120), 소일 네일용 보강재(130) 및 그라우팅 주입용 호스(140)와 함께 설치되며,

정착 천공홀(H1) 형성을 위해 위치가 세팅된 팩커(170,170a)가 장착된 본 발명의 합성 지반보강장치(100)를 천공홀(H)에 삽입시켜 설치하게 된다.

다음으로는 도 4b와 같이 미도시된 그라우팅 주입을 위한 컴프레셔를 이용하여 1차 그라우팅재(160)를 상기 합성 지반보강장치(100)에 설치된 그라우팅 주입용 호스(140)를 통해 팩커(170)에 의하여 구분되는 정착 천공홀(H1) 내부에 주입시키고 양생시키게 된다.

이때 중요한 것은 1차 그라우팅재(160)를 먼저 양생시킨 후 어스앵커용 긴장재(120)를 지반표면(G3)에서 긴장 후 선 정착시켜야 한다는 것이다.

이는 결국, 지반의 활동 변위를 일부 억제하고 표면토사의 붕괴에 효과적으로 저항할 수 있도록 어스앵커용 긴장재(120)에 도입되는 긴장력이 정착 천공홀(H1)에 부착력으로 충분히 저항할 수 있도록 하기 위함이라 할 수 있다.

이를 위해 본 발명은 팩커(170)에 의하여 정착 천공홀(H1)에만 1차 그라우팅재(160)를 주입시키고 양생시킨 후, 팩커(170)로부터 활동경계면(C)을 지나 지반표면(G3)까지의 활동 천공홀(H2)에 추가로 2차 그라우팅재(180)를 주입시키게 된다.

이러한 2차 그라우팅재(180)는 별도의 미도시된 주입관을 이용하여 활동 천공홀(H2)에 추가 주입시키게 되며 천공홀에 필요시 추가 설치된 팩커(170a)를 이용하여 2차 그라우팅재(180)가 활동 천공홀(H2)에 주입완료될 수 있도록 한다.

이때, 본 발명에 의한 합성 지반보강장치(100)의 설치 시 어스앵커용 긴장재(120)와 소일 네일용 보강재(130)가 상기 팩커(170a)를 관통하여 지반표면(G3)에 설치된 지압판(200)을 관통하여 약간 연장되도록 하게 된다.

이에 지압판(200)은 도 2 및 도 4b와 같이 어스앵커용 긴장재가 쐐기를 포함하는 긴장재용 정착구에 의하여 어스앵커용 긴장재(120)가 정착되도록 하는 정착홀(210)과 정착너트(240)에 의하여 소일 네일용 보강재(130)가 정착되도록 하는 관통홀(220) 및 그라우팅 주입호스(140)가 삽입되는 주입홀(230)이 형성된 것이 이용됨을 알 수 있다.

다음으로는 상기 2차 그라우팅재(180)가 양생되기 이전에 어스앵커용 긴장재(120)를 지압판에서 정착구(250)에 의하여 긴장 후 정착되도록 한다. 이는 2차 그라우팅재(180)가 양생되면 초기 긴장력이 지반속으로 충분히 전달되지 않고 지반표면에서 상쇄되어 긴장력의 효과가 없어지기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

이에 최종 정착 천공홀(H1)에 소요의 긴장력이 먼저 도입되도록 하여 지반의 변위를 일부 억제하고 표면토사의 붕괴에 효과적으로 저항할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 도 4c와 같이 본 발명에 의한 소일 네일용 보강재(130)에 의한 보강효과를 가질 수 있도록 소일 네일용 보강재(130)를 정착시키게 되는데, 이는 2차 그라우팅재(180)가 양생된 이후에, 지압판(200)에 형성된 관통홀(220)로 연장된 소일 네일용 보강재의 돌출단부를 지압판에서 정착너트에 의하여 최종 정착되도록 하게 된다.

이로써, 정착 천공홀(H1)의 선단부로부터 예상파괴면의 바깥쪽 지반을 경유하여 천공지반에 설치된 지압판(200)까지 연장된 소일 네일용 보강재(130)를 지압판(200)의 관통홀(220)에 정착너트(250)를 이용하여 최종 정착시켜 2차 그라우팅재(180)와 활동 천공홀(H)과의 부착력을 확보하여, 어스앵커용 긴장재와 함께 보다 경제적인 지반보강효과를 가질 수 있도록 함을 알 수 있다.

100: 합성 지반보강장치
110: 선단 정착헤드
110a:중간 정착헤드
120: 어스앵커용 긴장재
130: 소일 네일용 보강재
140: 그라우팅 주입용 호스
150,150a: 스페이서
160: 1차 그라우팅재
170.170a: 팩커
180: 2차 그라우팅재
200: 지압판

Claims (5)

1. 어스앵커용 긴장재, 소일 네일용 보강재와 그라우팅재 주입호스가 함께 장착된 합성 지반보강장치를 지반의 예상파괴면 안쪽 지반과 바깥쪽 지반에 걸쳐 형성시킨 한 개의 천공홀에 삽입하여 지반을 보강하는 지반보강방법에 있어서,
   지반의 예상파괴면 안쪽 지반에 형성시킨 정착장에 어스앵커용 긴장재를 지반표면에서 긴장 후 선 정착시켜 지반에 초기 긴장력을 도입시켜 선보강하는 단계; 및
   천공홀 전체 연장 길이에 걸쳐 설치된 소일 네일용 보강재가 예상파괴면 바깥쪽 천공지반에서 후 정착되도록 하여 천공홀 전체에 걸친 부착력에 의하여 지반을 후 보강 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법.
2. 제 1항에 있어서, 지반에 초기 긴장력이 먼저 도입되도록 하는 단계는
   상기 합성 지반보강장치를 천공홀에 삽입시킨 후 팩커에 의하여 지반의 예상파괴면 안쪽 지반에만 1차 그라우팅재가 주입되도록 하고,
   상기 주입된 1차 그라우팅재 양생 후 천공홀에 2차 그라우팅재를 추가 주입하여 상기 2차 그라우팅재가 양생되기 이전에 지반표면에서 어스앵커용 긴장재만을 긴장 후 정착하는 단계에 의하여 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 소일 네일용 보강재에 의한 지반 보강은
   예상파괴면 바깥쪽 천공홀에 주입된 2차 그라우팅재 양생 이후에 소일 네일용 보강재를 지반표면에서 정착되도록 하는 단계에 의하여 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 예상파괴면 바깥쪽 천공홀에 주입된 2차 그라우팅재에 어스앵커용 긴장재가 직접 접하지 않도록 어스앵커용 긴장재는 비부착 긴장재가 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 지반표면에서 정착되는 어스앵커용 긴장재와 소일 네일용 보강재는 지반 표면에 접하도록 설치되는 지압판에 쐐기를 포함하는 어스앵커 긴장재용 정착구와 소일네일 보강재용 정착너트에 의하여 정착되도록 하는 것을 특징으로 하는 한 개의 천공홀에 어스앵커와 소일네일링 합성에 의한 지반보강방법.

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