KR20130029906A - 주변마찰력 증가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사면안정공법과 지반굴착(모든 지층(연약지반, 암반 등) 등의 지반안정 및 흙막이벽체의 지지방법의 일종인 쏘일네일공법 및 어스앵커공법에 적용되는 주변마찰력 증가장치에 관한 것으로, 천공홀에 삽입되는 본체 혹은 보강재의 단부에 결합하여 정착력을 증가시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 지반 내부에 삽입되어 주변마찰력을 증가시키는 확장장치에 있어서, 일단이 보강재에 결합되는 보강재 체결봉과; 상기 보강재 체결봉의 타 단으로부터 소정의 길이만큼 연속되어 결합되는 하나 이상의 연결봉과; 상기 연속된 연결봉의 끝단부에 결합되는 선단봉; 그리고 상기 보강재 체결봉과 연결봉, 상기 연결봉과 연결봉 및 상기 연결봉과 단부봉 사이에 결합되는 확장날개를 포함하여 구성되고: 상기 확장 날개는, 상기 보강재 체결봉, 상기 연결봉 또는 선단봉 사이에 결합되는 몸체부와; 상기 몸체부로부터 연장된 날개부를 포함하여 구성되는 선단 확장유닛을 포함하여 구성된다. 또한 여러 개의 나사로 연결되는 부품을 사용하지 않고 하나의 철근과 강봉에 확장날개를 직접 현장에서 조립하여 간편하게 사용할 수 도 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 구조와 시공이 간단하여, 시공 현장에서 시공 상황에 맞춰 적절한 형태로 시공 가능한 주변마찰력 증가장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

주변마찰력 증가 장치{AN EXPANDING DEVICE OF FRICTIONAL FORCE}

본 발명은 사면안정공법, 지반굴착(모든 지층(연약지반, 암반 등) 등의 지반안정 및 흙막이벽체의 지지방법의 일종인 쏘일 네일 공법 및 어스 앵커에 적용되는 주변마찰력 장치에 관한 것으로, 천공홀에 삽입되는 보강재의 단부에 확장날개를 결합하여 주변마찰력을 증가시켜 확실히 지중에 정착시키는 장치에 관한 것이며, 본 발명은 가 시설과 영구구조물 모두 사용이 가능하다.

지반(사질토, 점성토, 암반 포함)내에 시공되는 Soil Nail(전구간)과 Earth Anchor(정착부)의 안정성은 공내에 주입된 Cement Milk와 공벽의 마찰과 인장재와 Cement Milk의 부착력 중에서 작은 값을 설계에 적용하지만 주로 주변마찰저항력에 지배된다.

즉, 주변마찰저항력이 작으면 주변면적(Cement Milk와 공벽의 마찰 면적)을 크게 하여 주변마찰력을 증가시켜야 안정성을 확보할 수 있다. 특히, 연약지반(점성토나 느슨한 사질토)에 Soil Nail과 Earth Anchor를 시공할 때에는 마찰력을 충분한 하기 위해서 길게 시공해야 안정성을 확보할 수 있는데 이 경우 공사비와 공사기간이 증가하므로 비경제적이다.

Soil Nail과 Earth Anchor의 이러한 단점을 보완하기 위해서 즉, 토사와 암지반은 물론 연약지반에서 마찰력을 최대로 증가시키기 위해서 개발된 정착부 확장개념의 구조물이다.

종래기술에 의한 일반적인 Soil Nail 및 Earth Anchor 시공에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

1) 주변마찰저항이 작은 점성토나 느슨한 사질토에 시공될 경우에 인장력에 의해 서서히 정착부가 빠지면서 인장력이 감소하여 흙막이벽체의 수평변위가 발생되고, 사면의 경우는 전단변형이 발생된다.

2) 흙막이벽체의 수평변위가 발생되면 배면지반이 느슨해져 토압이 증가하므로 흙막이벽체의 부재력이 증가하고 배면지반에 침하가 발생하여 주변구조물의 안정성이 저하된다.

3) 흙막이벽체의 수평변위가 발생되면 토압이 전이되어 토압의 분포도(크기)가 변하므로 당초 설계시 가정한 토압분포도가 달라짐다. 이 때문에 축력이 증가하므로 당초 설계계획 시 보다 Soil Nail이나 Earth Anchor의 정착장이 더 길게 요구된다. 이때의 흙막이 구조물은 상당히 위험해질 수 있다.

4) 흙막이벽체의 부재력(최대모멘트, 최대전단력)이 증가 되면 흙막이벽체의 안정성 저하되어 위험해질 수 있다.

5) 주면마찰저항이 작은 연약지반에 안전하게 정착시키기 위해서는 정착부의 길이가 매우 길어지므로 공사기간이 증가하고 시공성이 떨어지므로 공사비와 공사기간에서 매우 불리하다.

6) Soil Nailing은 굴착시 충분한 변위가 발생되어야 그 기능을 발휘할 수 있다. 그러나 충분한 변위발생 시에 정착부의 마찰저항력이 작아 한계변위를 초과하면 벽체가 위험해진다.

7) 사면의 경우도 전단응력에 의한 전단변형을 최소화 시키기 위해서 정착부의 길이를 길게 시공해야 하므로 공사비가 증가하고 공사기간이 길어져 경제적인 면에서 불리해 진다.

따라서, 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 보강재의 단부를 확장시켜 지지력을 증기시키기 위한 기술들이 많이 연구 개발되고 있는 실정이다.

일 예로, 대한민국 특허출원 제2008-0067740호(도 1 참조)에는 블레이드를 설치하여 선단의 단면적을 확대시켜 지지력을 확대시킨 기술이 개시되어 있다.

그러나 이와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래기술에서는, 철근봉을 인장 시키고, 상기 인장력에 의해 힌지축으로 연결된 블레이드가 회전하여 확장되는 구조를 갖는다. 즉, 블레이드에 지지돌기가 구성되어 힌지부에 외부케이싱에 고정되고, 인장력이 전달되는 헤드부를 필요로 하며, 상기 헤드부에는 상기 블레이드와 접하는 경사면이 형성되어야 하는 등, 그 구조가 복잡하여 이에 대한 제작 단가 등의 비용이 증가하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에서는 블레이드, 헤드와 같은 별도의 장치를 규격에 맞춰 기 제작된 제품을 사용하여야 하는바, 시공현장에서 현장의 여건에 맞춰 제작하여 사용할 수 없어, 현장 시공 상황에 따라 설치 형태를 적절히 변경하는 것이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구조와 설치가 간단하여, 시공 현장에서 시공 상황에 맞춰 적절한 형태로 정착부의 주변마찰력을 증가시켜 안정성을 확보할 수 있도록 하는 주변마찰 확대장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치는 Soil Nail과 Earth Anchor 공법 모두에 적용될 수 있는 것으로, 이하에서, Soil Nail 공법에 적용되는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치를 확장 Soil Nail이라 하고, Earth Anchor 공법 적용되는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치를 확장 Earth Anchor 라고 명명한다.

1. 본원 발명의 특징

확장 Soil Nail과 확장 Earth Anchor는 고탄력인 확장날개로 제작된 확산 정착장치를 제작하여 Casing을 사용하여 천공하고(지반이 단단한 경우는 Casing 불필요) 제작된 확장 Soil Nail과 Earth Anchor체를 Casing내부로 밀어 넣으면 확장날개가 접히면서 들어간다.

Casing내부에 완전히 들어간 뒤에 Casing을 인발하면 접혔던 고탄력 확장날개가 펴지면서 공내 벽면에 박힌다. 이때 인장력을 가하여 확장 날개가 확실하게 공벽멱에 박힌 것을 확인한 후에 공내에 Cement Milk를 주입하면 확장날개가 지반내에 안전하게 정착되고 Cement Milk와 확장날개 의해 공벽면에서의 주변마찰력이 증가되는 안전한 구조체를 형성할 수 있다.

Casing이 불필요한 경우도 제작된 확장 Soil Nail과 Earth Anchor체를 내부로 밀어 넣으면 확장날개가 접히면서 들어가며 가며, 이때 인장력을 가하여 확장 날개가 확실하게 공벽멱에 마찰이 작용하는 것을 확인한 후에 공내에 Cement Milk를 주입하면 확장날개가 지반내에 안전하게 정착되고 Cement Milk와 확장날개 의해 공벽면에서의 주변마찰력이 증가되는 안전한 구조체를 형성할 수 있다.

또한 확장 Soil Nail과 Earth Anchor는 매립식과 제거식으로 모두 사용할 수 있으며 정착부의 길이가 짧아지더라도 안정성을 확보할 수 있기 때문에 안정성과 경제성 모두를 만족할 수 있다.

2. 선단장치 Soil Nail과 Earth Anchor의 지지 방법

일반적으로 시공되는 Soil Nail과 Earth Anchor는 공내에 주입된 Cement Milk와 공벽의 마찰에 의해 정착되어 안정성을 갖는다. 그러나 본 구조물은 Cement Milk와 공벽의 마찰외에 확장날개에 의한 주변마찰력을 추가되므로 기존의 방법보다 훨씬 더 진보된 방법이다.

지반에 정착되는 과정은 다음과 같다.

1) 고탄력인 확장날개로 제작된 정착부 확장장치를 제작한다.

2) 제작된 선단 확장장치를 Soil nail과 Earth Anchor에 설치하여 완성시킨다.

3) Casing를 사용하여 천공한다. 단, 천공시 공벽이 붕괴되지 않는 지반에서는 Casing을 사용하지 않는다.

4) 제작이 완성된 Soil nail과 Earth Anchor체를 Casing 내부에 밀어 넣으면 Casing 내부에 들어갈 때에 선단 확장장치에 설치된 고탄력 확장날개가 접힌다.

5) Casing을 인발하면 접혔던 확장 날개가 탄력에 의해 펴진다.

6) 펴진 날개는 연약한 공벽면에 박히게 된다. 단, 지반이 단단할 경우는 공벽면에 박히지 않고 확장날개가 공벽에 접하면서 돌기형태가 되어 주변마찰력을 증가시킨다.

7) 펴진 확장날개가 확실히 공벽면에 박히게 하기 위해서 혹은 돌기형태로 주변마찰력을 증가시키기 위해서 인장력를 가하여 확장날개를 공벽면에 재정착시킨다.

8) 정착 후에 공내부를 Cement Milk로 Grouting 하여 채운다.

9) 그라우팅시에 확장날개의 움직임이 있을 경우에 대비해 그라우팅후에도 재인장을 할 수 있다.

3. 사용재료

확장 Soil Nail과 Earth Anchor에 사용되는 재료가 다르다. 즉, 확장 Soil Nail은 고강도철근을 사용하고, 확장 Earth Anchor는 P.C 강봉을 사용한다.

(1) 선단확장형 Soil Nail (철근 사용)

명칭	단위중량(kg/m)	공칭직경(mm)	공칭단면적( )
D22	3.04	22.2	3.981
D25	3.98	25.4	5.067
D29	5.04	28.6	6.424

(2) 선단확장형 Earth Anchor (P.C강봉 사용)

명칭 mm	단위 중량 (kg/m)	단면적 ( )	인장강도( )						항복강도
						ton/ea						ton/ea
			A	B	C	A	B	C	A	B	C	A	B	C
21	2.71	346.4	95	110	125	32.9	38.1	43.3	80	95	110	27.7	32.9	38.1
23	3.26	404.8	"	"	"	38.5	44.5	50.5	"	"	"	32.4	38.5	44.5
26	4.17	518.8	"	"	"	49.6	57.1	64.9	"	"	"	41.5	49.3	57.1

사용 P.C 강봉은 26mm C-Type이 타당하다. (허용강도=57.1 x 0.75 = 42.8 ton/ea)

(3) 공통사항

1) 매립식은 철근 자체에 확장날개를 설치하여 사용한다.

2) 제거식은 철근과 확장정착부 연결부에 암.수 나사를 만들어 조립하여 사용하며, 매립식과 제거식 모두 확장장치를 별도로 만들어 사용해도 무관하다.

1. 확장 Soil Nail선단 확장장치

1) 확장날개에 의해 확실하게 지반에 정착되므로 안정성이 확보된다.

2) 현장 여건에 따라 매립식과 제거식으로 사용할 수 있다.

여기서, 매립식 : Nail Body와 선단확장 장치를 일체로 제작한다.

제거식 : Nail Body와 선단확장 장치 연결부에 나사를 만들어 연결시킨다. 해체시는 나사부분을 확장장치를 제외한 부분을 풀어서 철근을 빼낸다.

제거식일 경우는 Nail Body가 Grouting 내부에 있으면 인발이 어려우므로 제작할 때에 구리스 바른 Hose를 미리 끼워 넣어야 하며, 선단확장장치가 Nail Body 제거 후에도 정착장 부분이 지중에 남는 단점이 있지만 선단확장장치를 외력에 의해 쉽게 부서질 수 있는 재료로 만들면 상관없다.

예를 들어 제거식(U-Turn) Earth Anchor에 사용되는 내하체가 그런 경우이다.

3) 지반이 연약하여 주변마찰저항이 작은 경우에 정착부의 길이가 길어지지만 확장날개가 공벽면에 박히면 지반의 전단강도와 확장날개의 강도에 의해 정착부를 짧게 시공해도 빠지지 않으며 이를 더 확실하게 하기 위해서 Grouting을 한다. 단, 공벽이 단단할 경우는

4) 정착부의 길이가 짧아지므로 천공길이가 감소한다.

5) 선단 확장장치 조립비가 발생하지만 짧아진 천공길이 만큼 천공비와 가 자재비가 감소하므로 경제성에서 유리해진다.

6) 제거식의 경우는 선단 확장장치는 외력에 의해 쉽게 깨질 수 있는 재료로 제작하므로 지중에 남아 있더라도 깨진 선단 확장장치의 크기는 지반 중에 있는 작은 내지는 중간정도의 자갈 정도 크기이므로 굴착작업에 큰 장애가 되지 않는다.

7) 확장 Soil Nail에 선행하중(prestress)를 가하면 수직, 수평설치간격을 넓게 설치할 수 있어 경제적이다.

8) 가설용과 영구구조물용으로 사용할 수 있다.

9) VE(Value Engineering) 효과가 매우 크다.

2. 확장 Earth Anchor

1) 연약지반(점토층, 느슨한 사질토)에서 굴착심도 깊이에 따라 증가하는 수평토압 만큼 정착장의 길이를 길게 시공해야만 하는 경우에 정착부의 길이를 짧게 시공할 수 있다.

2) 천공길이를 짧게 할 수 있어 공사비(재료비와 천공비)와 공사기간을 감소시킬 수 있다.

3) 선단 확장장치 조립비가 발생하지만 확장장치 조립비 보다 일반 Earth Anchor와 비교할 때 자재비와 천공비용이 더 많이 감소되므로 경제성에서 유리하다.

4) 정착부의 길이가 짧아지더라도 지반에 확실히 정착되므로 안정성이 확보된다.

5) 굴착심도가 깊어 토압이 크게 작용하는 경우도 확장 날개의 개수를 증가시켜 확장장치를 제작하면 충분히 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 어스 앵커를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대 장치의 구체적인 실시 예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 주변마찰력 확대 장치의 다른 실시 예를 도시한 사시도.
도 4a 내지 도 4f 는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치의 시공방법을 도시한 시공 순서도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치에 적용되는 확장날개의 다양한 실시 예를 도시한 예시도.

본 발명은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명은 지반 내부에 삽입되어 정착부의 주변마찰력을 증가시키는 주변마찰 증가장치에 있어서, 원형봉 형태로 일단에 나사산이 형성되어 지반의 천공홀에 삽입되는 보강재와; 일단이 상기 보강재에 결합되는 보강재 체결봉; 그리고 상기 보강재 체결봉에 결합되는 확장날개를 포함하여 구성되고: 상기 확장 날개는, 상기 보강재 체결봉에 삽입되는 몸체부와; 상기 몸체부로부터 연장된 날개부를 포함하여 구성되는 주변마찰력 확대 장치를 포함한다.

그리고 본 발명은 지반 내부에 삽입되어 정착부의 주변마찰력을 증가시키는 주변마찰 증가장치에 있어서,

원형봉 형태로 지반의 천공홀에 삽입되는 보강재와; 상기 보강재에 결합되는 확장날개를 포함하여 구성되고: 상기 확장 날개는, 상기 보강재 체결봉에 삽입되는 몸체부와; 상기 몸체부로부터 연장된 날개부를 포함하여 구성되는 주변마찰력 확대 장치를 포함한다.

이때, 상기 날개부는, 상기 보강재 체결봉 측으로 절곡되어 형성되어, 케이싱 내부로 상기 선단확장장치가 삽입되면서 접혀지고, 상기 케이싱이 제거되면 외향측으로 탄발되도록 형성될 수도 있다.

또한, 상기 날개부는, 방사형으로 다수개 형성될 수도 있다.

그리고 상기 날개부의 끝단부는 각진형태, 둥근형태 또는 쐐기형태 중 어느 한 형태로 형성될 수도 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치의 구체적인 실시 예를 도시한 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 주변마찰력 확대 장치는 보강될 지면에 천공된 천공홀에 삽입되는 보강재(200)와 선단확장 유닛(100)을 포함하여 구성된다.

상기 보강재(200)는 전술한 바와 같이, 지반 보강 공법에 따라 다른 부재가 적용되는데, 본 발명에 의한 지반 확장 장치가 어스앵커공법에 적용되는 경우에 상기 보강재는 PC 강봉으로 구성되고, 본 발명에 의한 지반 확장 장치가 쏘일네일공법에 적용되는 경우에 상기 보강재는 고강도철근으로 구성된다.

그리고 상기 보강재(200) 단부에는 나사산이 형성되어, 후술할 보강재 체결봉(110)과 나사 결합된다. 물론, 시공방법에 따라 상기 보강재(200)와 보강재 체결봉(110)은 일체로 형성될 수 있는데, 이에 대하여는 후술하기로 한다.

한편, 상기 선단확장유닛(100)은 보강재 체결봉(110) 및 확장날개(120)를 포함하여 구성된다.

상기 보강재 체결봉(110)은, 일측은 상기 보강재(200)와 결합하기 위한 나사산이 형성된 홈이 형성된다.

그리고 상기 보강재 체결봉(110)에는 확장날개(120)가 구비된다. 상기 확장날개(120)는 관통공이 형성되어 상기 보강재 체결봉(110)에 삽입되는 몸체부와 상기 몸체부로 부터 연장된 날개부(122)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 날개부(122)는 상기 천공홀의 삽입방향과 반대방향(상기 보강재 체결봉 측으로 밀착되는 방향)으로 소정의 각으로 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 지지날개(120)는 지층조건과 시공조건에 따라 필요 개수만큼 구비되는데, 상기 보강재 체결봉(110)에 직접 용접에 의해 고정될 수도 있고, 상기 보강재 체결봉(110)에 고정된 볼트너트에 의해 고정될 수도 있다.

한편, 도 3(매립용이며 확장날개는 지층조건과 용도에 따라 개소 당 1개, 2개, 3개 사용 가능하다)에 도시된 바와 같이, 상기 보강재와 보강재 체결봉은 일체로 형성될 수 있는데, 즉 보강재(100')만으로 구성되어 상기 보강재(100')에 확장날개(120)가 고정된다.

즉, 본 발명에 의한 지반 안정화 장치가 보강재 매립식 쏘일네일공법에 적용되거나, 어스앵커공법에 적용되는 경우에 상기 보강재와 보강재 체결봉은 일체로 형성될 수도 있다.

물론, 보강재 매립식 쏘일네일공법 또는 어스앵커공법의 경우에도 상기 보강재와 보강재 체결봉을 나사결합하여 사용하여도 무방하다.

도 2는 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치를 별도로 제작한 구체적인 실시 예를 도시한 사시도로, 제거용이며 확장날개는 지층조건과 용도에 따라 개소 당 1개, 2개, 3개 사용 가능하다.

도 3은 확장 Soil Nail과 확장 Earth Anchor에 확장날개를 직접 설치하는 방법을 나타내었다.

이하에서는 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치의 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 지반 안정화 장치를 이용하여 지반을 보강하기 위해서는 먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 보강될 지반을 케이싱(300)을 삽입하여 천공한다. 도 4에는 보강 지반이 절토 사면인 경우를 예로 들어 도시하였지만 굴착을 위한 수직절토면에도 사용이 가능하다.

이후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 케이싱(300) 내부에 상기 보강재(200)와 결합된 선단확장유닛(100)을 삽입한다. 이때, 상기 선단확장 유닛(100)의 확장날개(120)는 상기 케이싱(300)의 내경보다 넓게 형성되어, 상기 확장날개(120)가 상기 케이싱(300)에 삽입시에는 소정의 각으로 접히면서 삽입되도록 한다.

그리고 상기 케이싱(300) 내부로 상기 천공홀에 충진재를 충진하기 위한 그라우팅 파이프(400) 등을 삽입한다. 상기 그라우팅 파이프(400) 등의 삽입은 공지의 공정이므로 본 명세서에서 상세히 기술하지는 않도록 한다.

다음으로, 도 4c 에 도시한 바와 같이, 상기 케이싱(300)을 인발하여 제거한다. 상기 케이싱(300)이 제거되면, 상기 확장날개(120)는 탄성력에 의해 확장되어 외향으로 벌어진다. 확장날개(120)이 공벽에 박히거나 돌기로 작용하게 하기 위해서는 Soil Nail체나 Earth Anchor체를 인장하면 상기 확장날개(120)의 날개부(122)는 천공벽면으로 삽입된다.

이후, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 천공홀 내부를 충진재(그라우팅재)(500)로 충진한다.

이때, 충진재의 충진 전 또는 후에, 상기 확장날개(120)가 삽입되거나 돌기역할을 할 수 있도록 확장날개(120)를 상기 보강재에 소정의 재인장력을 가하는 것도 가능하다.

또한, 그라우팅재가 양생된 후에 더 효과적인 구조체를 만들기 위해서 선행하중(prestress)을 가할 수도 있다.

물론, 본 발명이 보강재 제거식 쏘일네일공법에 적용되는 경우에는, 상기 보강재를 상기 확장장치로부터 분리하여 제거하는 과정을 추가적으로 수행될 수도 있다.

이후, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 보강재의 단부를 마감처리하여 시공을 완료한다. 이때, 상기 시공의 마무리 공정 및 상기 보강재 단부의 처리는 시공방법에 따라 달라진다.

즉, 어스 앵커 공법의 경우, 소정의 인장력이 재하되는 공정이 추가로 실시되고, 이에 따라 적절한 Bearing Plate(610) 및 정착부(620)의 구조를 갖게 되고, 쏘일 네일 공법의 경우, 이에 상응하는 정착 구조를 갖는다.

또한, 도 4f는 단단한 지층에서 Casing이 불필요한 경우에 확장날개가 공벽에 박히지 않고 돌기로 작용하여 주변마찰력을 증가시킬 수 있다.

상기 정착부 구조 및 마감 공정은 일반적인 어스 앵커 공법 및 쏘일 네일 공법에 적용되는 구조 및 방법이 적용되는 바, 본 명세서에서 각각을 상세히 설명하지는 않도록 한다.

한편, 이하에서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명에 의한 주변마찰력 확대장치에 적용되는 확장날개의 다양한 실시 예를 살펴보기로 한다.

도 5a에는 몸체부로부터 날개부가 4방향으로 형성된 확장날개의 실시예가 도시되어 있고, 도 5b에는 몸체부로부터 날개부가 3방향으로 형성된 확장날개의 실시예가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 확장날개는 상기 천공홀의 직경, 지층조건 등의 시공조건에 따라 알맞은 형태가 적용된다.

한편, 도 5c에는 날개부의 단부가 쐐기 형태로 형성된 확장날개의 실시예가 도시되어 있다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 날개부의 형태 역시 시공조건에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

확장날개는 4개, 3개 뿐만 아니라 2개(도 5d 참조)로도 제작할 수 있어 사용용도에 따라 맞춤식으로 제작하는 것이 본 확장장치의 특징이다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명은 사면형성과 지반굴착 등에 사용되는 지반을 안정화시키는 쏘일 네일 공법 및 어스 앵커에 적용되고, 천공홀에 삽입되는 보강재의 단부에 결합하여 정착력을 증가시키는 주변마찰력을 증가시키는 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 구조와 시공이 간단하여, 시공 현장에서 시공 상황에 맞춰 적절한 형태로 시공 가능한 확장 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.

100 : 선단확장유닛 110 : 보강재 체결봉
120 : 확장날개 122 : 날개부
124 : 몸체부 130 : 연결봉
140 : 선단봉 200 : 보강재
300 : 케이싱 400 : 그라우팅 파이프
500 : 그라우팅재

Claims (5)

1. 지반 내부에 삽입되어 정착부의 주변마찰력을 증가시키는 주변마찰 증가장치에 있어서,
   원형봉 형태로 일단에 나사산이 형성되어 지반의 천공홀에 삽입되는 보강재와;
   일단이 상기 보강재에 결합되는 보강재 체결봉; 그리고
   상기 보강재 체결봉에 결합되는 확장날개를 포함하여 구성되고:
   상기 확장 날개는,
   상기 보강재 체결봉에 삽입되는 몸체부와;
   상기 몸체부로부터 연장된 날개부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 주변마찰력 확대 장치.
   
2. 지반 내부에 삽입되어 정착부의 주변마찰력을 증가시키는 주변마찰 증가장치에 있어서,
   원형봉 형태로 지반의 천공홀에 삽입되는 보강재와;
   상기 보강재에 결합되는 확장날개를 포함하여 구성되고:
   상기 확장 날개는,
   상기 보강재 체결봉에 삽입되는 몸체부와;
   상기 몸체부로부터 연장된 날개부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 주변마찰력 확대 장치.
   
3. 제 1 항 또는 제2항에 있어서,
   상기 날개부는,
   상기 보강재 체결봉 측으로 절곡되어 형성되어, 케이싱 내부로 상기 선단확장장치가 삽입되면서 접혀지고, 상기 케이싱이 제거되면 외향측으로 탄발되도록 형성됨을 특징으로 하는 지반 안정화 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 날개부는,
   방사형으로 다수개 형성됨을 특징으로 하는 지반 안정화 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 날개부의 끝단부는 각진형태, 둥근형태 또는 쐐기형태 중 어느 한 형태로 형성됨을 특징으로 하는 지반 안정화 장치.
   

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