KR20160013690A - 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그리드형, 띠형 또는 포형 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 U자 연결구를 갖는 토목섬유를 다양한 형태의 결속구에 연결 설치한 후 인장하여 종래보다 안전하면서 견고하게 정착이 이루어지도록 하는 것이다
이는 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 그리드형, 띠형 또는 포형 등의 토목섬유를 이용한 유연성 소일네일에 있어서,
여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 연결구를 갖는 토목섬유와; 상기 토목섬유의 내측에 다수 개의 스페이서 등을 설치하여 이루어진 토목섬유 네일과; 상기 토목섬유 네일을 천공홀에 삽입 설치하고 그라우팅을 실시한 후 지압판에 토목섬유의 U자 연결구를 강봉 결속구에 연결한 후 정착하는 것을 특징으로 한다.

Description

토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법{Using geosynthetic reinforcement nailing devices and reinforcement}

본 발명은 그리드형(grid type), 띠형(strip type) 또는 포형(sheet type) 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 U자 연결구를 갖는 토목섬유를 다양한 형태의 결속구에 연결 설치한 후 인장하여 종래보다 안전하면서 견고하게 정착이 이루어지도록 하는 것이다.

지반절개를 필요로 하는 공사에서는, 지반절개 후 남아있는 지반의 이완으로 인한 붕괴를 막기 위하여 흙막이시공을 하고, 그 흙막이 구조물의 전도를 막기 위하여 어스앵커, 스트럿 등으로 보완하는 것이 일반적이다. 그러나, 굴착배면 부지가 좁은 경우에는 어스앵커시공이 불가능하고 굴착면의 넓은 경우 스트럿 시공이 불가능하므로 이러한 경우에는 소일네일이 시공되며, 이는 대상지반을 천공한 후 지보재를 삽입하고 공내에 그라우트를 주입함으로써, 주변지반을 보강함과 아울러, 지보재의 인장력에 의해 지반 전체의 이완을 방지하는 보강토의 역할을 동시에 수행한다.

첨부된 도면 도 1에서 보는 바와 같이 종래의 소일네일은 중심부재(10)와 간

격부재(20)에 의해 구성되는데, 중심부재(10)는 지보재 역할을 담당하는 철근(11)과 모르타르 주입용 호스(12)가 결합됨으로써 형성되고, 간격부재(20)는 천공홀과 중심부재(10)의 간격을 유지시켜 주기 위한 구조로서 중심부재(10)의 외주면에 길이방향으로 소정 간격마다 설치된다.

이러한 소일네일은 대상 지반을 천공한 천공홀에 주입호스(12)와 간격부재(20)를 부착한 철근(11)을 관입시킨후, 주입용 호스(12)를 통하여 천공홀 속으로 그라우트를 충전하는 공정이 연속적으로 수행됨으로써 완성된다.

한편, 소일네일은 영구 소일네일과 가설 소일네일로 구분되는데, 가설 소일네일의 경우 구축하고자 하는 본 구조물이 구축된 후에는 불필요한 것으로서 제거되어야 하는 것이 원칙이다. 이를 그대로 방치하는 경우, 철근의 녹물이 흘러내려 지하수를 오염시킬 뿐만 아니라, 주위 생태환경에도 큰 피해를 주며, 철근이 인접한 타인의 대지에 침범하여 이웃간의 마찰의 원인이 되기도 하므로 현 건축법도 철근만은 반드시 회수하도록 규정하고 있다.

이에 따라, 지중에 설치된 네일(철근)을 회수하기 위한 공법이 여러 가지 소개되고 있으며, 국내에서도 공개특허제2003-0038061호 '제거식 스크류소일 네일링 공법', 공개특허 제2001-0111405 '제거식 소일네일링 공법 및 그 공법에 사용되는 네일 조립체', 등록실용신안 제0308379호 '회수가 용이한 해체 제거식 네일 장치' 등 다수 건이 특허(또는 실용신안등록)출원된 바 있다.

그러나, 지중에 매립 설치한 네일(철근)을 회수하는 공정이 손쉽게 이루어지는 것은 아니며, 다수개의 네일을 일일이 회수하는 것이 번거로울 뿐만 아니라 네일 회수를 위한 별도의 부재가 필요하다. 그리고 토사지반에 시공된 네일의 제거율이 60%이하로 낮은 것도 큰 문제가 되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본인의 선등록 특허 제1060286호인 '유연성 소일네일 및 유연성 소일네일링 공법'이 개시되어 있다.

상기 선등록 특허의 구성은 토목섬유를 말아 고정시킨 토목섬유관(510); 상기 토목섬유관(510)의 선단에 삽입, 결합된 선단캡(520); 상기 토목섬유관(510)의 후단에 삽입, 결합되며 중앙에 종방향의 통공이 형성된 연결헤드(530); 및 상기 연결헤드(530)의 후방으로 돌출하도록 결합된 연결봉(540); 을 포함하여 구성되는 유연성 소일네일(500)로서,

상기 토목섬유는 그리드형인 것을 특징으로 하고, 상기 연결헤드(530)의 외주면에는 그리드와 맞물리는 돌기(531)가 형성되어 있으며, 밴딩부재(550)로 상기 연결헤드(530)가 삽입된 상기 토목섬유관(510)의 후단을 감아 조인 것을 특징으로 한다.

또한, 토목섬유를 말아 고정시킨 토목섬유관(510); 상기 토목섬유관(510)의 선단에 삽입, 결합된 선단캡(520); 상기 토목섬유관(510)의 후단에 삽입, 결합되며 중앙에 종방향의 통공이 형성된 연결헤드(530); 및 상기 연결헤드(530)의 후방으로 돌출하도록 결합된 연결봉(540); 을 포함하여 구성되는 유연성 소일네일(500)로서,

상기 토목섬유는 포(布)형인 것을 특징으로 하고, 상기 연결헤드(530)에는 외주면을 따라 환형홈(532)이 다수개 형성되어 있으며, 밴딩부재(550)로 상기 연결헤드(530)가 삽입된 상기 토목섬유관(510)의 후단을 감아 조여, 상기 밴딩부재(550)가 상기 토목섬유관(510)을 사이에 두고 상기 환형홈(532)에 안착되도록 한 것을 특징으로 한다.

그러나, 선등록 특허는 토목섬유를 법면 지압판에 정착할 경우 토목섬유관의 선단에 밴딩부재로 밴딩 처리된 연결헤드가 밴드부재의 잡아주는 힘이 적어 토목섬유가 빠지거나 찢어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 해결하기 위하여 그리드형, 띠형 또는 포형 토목섬유를 여러 겹을 말아 절반으로 접어 U자 연결구를 일체형으로 형성된 토목섬유를 다양한 형태의 결속구에 연결 설치하여 정착하므로 토목섬유가 찍어지거나 끊어지지 않게 되므로 안정적이면서 견고한 정착력이 이루어지는 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 그리드형, 띠형 또는 포형 등의 토목섬유를 이용한 유연성 소일네일에 있어서,

여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 연결구를 갖는 토목섬유와; 상기 토목섬유의 내측에 다수 개의 스페이서 등을 설치하여 이루어진 토목섬유 네일과; 상기 토목섬유 네일을 천공홀에 삽입 설치하고 그라우팅을 실시한 후 지압판에 토목섬유의 U자 연결구를 강봉 결속구에 연결한 후 정착하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 여러갖의 효과가 있다.

첫째는 토목섬유 자체에 U자 연결구를 형성하여 설치가 쉽고 간편한 장점이 있다.

둘째는 여러 겹으로 말고 절반을 접어 형성하므로 인장시 찢어지거나 끊어지는 경우가 발생하지 않아 안정적인 정착이 이루어지는 효과가 있다,

셋째는 다양한 형태의 결속구를 이용하여 현장에 따라 선택적으로 사용할 수 있어 시공 시간을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 소일네일 구조를 나타낸 사시도
도 2~3은 본인의 선등록 특허의 구성을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도.
도 5~6은 본 발명의 다른 구성을 나타낸 사시도
도 7은 본 발명의 강관의 설치 상태를 나타낸 사시도
도 8~10은 본 발명의 또 따른 구성 및 사용상태를 나타낸 도면

이하에서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면의 도 4는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5~6은 본 발명의 다른 구성을 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 강관의 설치 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8~10은 본 발명의 또 따른 구성 및 사용상태를 나타낸 도면이다.

상기 도면에서 보듯이 본 발명의 네일링 보강장치는 U자 연결구(111)를 갖는 토목섬유(110)와, 토목섬유(110)의 내측에 다수 개의 스페이서(120)를 설치하여 이루어진 토목섬유 네일(130)과, 토목섬유 네일(130)을 천공홀(1)에 삽입 설치하고 그라우팅을 실시한 후 지압판(151)에 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 강봉 결속구(150)에 연결하여 정착하는 것을 특징으로 한다.

상기 토목섬유(110)는 여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 형태로 형성하고, U자 연결구(111)를 강봉 결속구(150)에 연결 설치하여 인장재로 사용하게 된다.

상기 토목섬유(110)는 물리적 성질, 기계적 성질과 내약품성이 뛰어난 열가소성 섬유가 주류를 이루며, 토목섬유의 역할은 토양구조물에 있어서 물의 여과효과, 토양과 물을 분리시키는 효과, 흙구조물의 보강효과와 물을 외부로 배수시키는 효과 및 물을 차단시키는 방수효과 등이 있다.

상기 토목섬유 네일(130)은 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)가 후방에 위치하도록 하고, 선단에는 캡을 체결하여 토목섬유(110)의 형태가 변형되지 않도록 한다.

그런 다음, 토목섬유(110)의 내측에는 일정 간격으로 다수 개의 스페이서(120)을 설치한다. 이는, 유연한 토목섬유(110)의 직경을 유지시켜 주며, 토목섬유 네일(130))이 천공홀의 중심에 위치하도록 그 위치를 잡아주는 센트럴라이저 역할도 함께 수행한다.

상기 토목섬유 네일(130)을 첨부된 도면 도 5에서 보는 바와 같이 천공홀(1) 내부에 삽입 설치한다.

그런 다음, 천공홀(1)의 외부에서 토목섬유 네일(130)를 잡은 상태에서 천공홀(1)의 내부에 그라우트재를 주입한 후 양생이 이루어지면, 토목섬유 네일(130)에 인장력을 가한 채로 지반 외부에 정착하게 되는데, 이때, 지압판(151)의 중앙에 있는 구멍(152)으로 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 상측으로 팽팽히 잡아당긴 후에 일정 지름을 갖는 강봉 결속구(150)의 외면에 라운드 형태로 체결한 후 지압판(151)에 고정한다.

상기 토목섬유(110)는 여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어서 형성하므로 쉽게 찢어지거나 끊어지지 않는다.

본 발명의 다른 실시 예를 첨부된 도면 도 6을 통해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)가 체결되는 U자 결속구(160)는 기존의 연결봉(165)의 하측에 일정 폭을 갖는 철판을 U자 형태로 절곡되면서 상면 중앙에 삽입공(162)을 갖는 고정판(161)을 형성하고, 고정판(161)의 U자 부분이 상측에 위치한 후 삽입공(162)에 연결봉(165)을 삽입하여 용접한다.

그리고, 상기 고정판(161)의 하단에 너트(166)를 체결하여 U자 결속구(160)가 안정적으로 고정되도록 한다.

상기 토목섬유 네일(130)은 위에서 설명한 바와 동일하며, 상기 토목섬유 네일(130)을 첨부된 도면 도 7에서 보는 바와 같이 천공홀(1)의 내부에 삽입 설치한다.

그런 다음, 천공홀(1)의 외부에서 토목섬유 네일(130)를 잡은 상태에서 천공홀(1)의 내부에 그라우트재를 주입한 후 양생이 이루어지면, 토목섬유 네일(130)에 인장력을 가한 채로 지반 외부에 정착하게 되는데, 이때, 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 상측으로 팽팽히 잡아당긴 후 U자 결속구(160)의 고정판(161)의 상면에 라운드 형태로 설치한다.

이와 같은 상태에서 연결봉(165)에 설치된 너트(166)를 조여 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)가 설치된 U자 결속구(160)를 상측으로 이동시켜 더욱 견고한 정착이 이루어지도록 한다.

상기 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)는 토목섬유(110) 자체에 형성되어 있으며, 여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 형성하므로 토목섬유(110)가 쉽게 찢어지거나 끊어지지 않는다.

또한, 본 발명은 첨부된 도면 도 8에서 보는 바와 같이 연결봉(165)에 설치된 지압판(151)과 고정판(161)의 사이에 별도의 강관(169)을 삽입 설치하여 사용한다.

본 발명은 또 다른 실시 예를 첨부된 도면 도 9를 통해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 토목섬유(110)의 내측에 다수 개의 스페이서(120)를 설치하고 이와 동시에 토목섬유(110)의 내부 중앙에 강연선(170)을 삽입하고 그 끝단을 압착 그립(175)하여 이루어진 토목섬유 네일(130)을 제작한다.

상기 강연선(170)은 상기 강연선(171)은 토목섬유(110)의 하측 부분까지 길게 형성한다.

그리고 지압판(151)에는 위에서 설명한 U자 결속구(160)의 연결봉(165) 상단에 헤드(172)에 형성된 강연선 삽입공에 웨찌(173)를 체결하여 강연선(171)을 구속할 수 있도록 한다.

이와 같은 상태에서 강연선(171)이 압착 그립(175)으로 고정된 토목섬유 네일(130)을 첨부된 도면 도 10에서 보는 바와 같이 천공홀(1)의 내부에 삽입 설치한다.

그런 다음, 천공홀(1)의 외부에서 토목섬유 네일(130)을 잡은 상태에서 천공홀(1)의 내부에 그라우트재를 주입한 후 양생이 이루어지면, 토목섬유 네일(130)에 인장력을 가한 채로 지반 외부에서 정착한다.

또한, 강연선(171)의 상단을 연결봉(165)에 삽입하여 외부로 관통시킨 후에 헤드(172)에 형성된 웨찌(173)를 통해 강연선(171)을 구속한다.

그리고 여러 가닥의 토목섬유(110)를 반으로 접었을 때 형성되는 U자 연결구(111)를 상측으로 팽팽히 잡아당긴 후 지압판의 하측에 형성된 U자 결속구(160)의 고정판(161)의 상면에 라운드 형태로 설치한다.

이와 같은 상태에서 지압판(151)의 외부에서 강연선(171)을 상측으로 인장하면, 강연선(171)과 연결 설치된 연결봉(165)이 상측으로 이동하고, 이와 동시에 연결봉(165)에 용접 설치된 U자 결속구(160)도 상측으로 이동하면서 토목섬유(110)를 인장하게 된다.

이때, 강연선(171)은 헤드(172)에 설치된 웨찌(173)에 의해 견고하게 고정되므로 토목섬유(110)를 안정적으로 정착되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 토목섬유를 이용한 네일링 보강공법을 설명하면 다음과 같다.

1. 토목섬유 제작단계

그리드형, 띠형 또는 포형 등의 토목섬유(110) 여러 가닥을 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 연결구(111)가 일체형으로 형성되도록 한다.

상기 토목섬유(110)는 여러 가닥을 만 후에 절반을 접어 종래보다는 인장 응력이 강화된 상태이다.

2. 토목섬유 네일 제작단계

토목섬유(110)의 U자 연결구(11)가 후방에 위치하도록 하고, 선단에는 캡을 체결하여 토목섬유(110)의 형태가 변형되지 않도록 한다.

그리고 일정 길이를 갖는 토목섬유(110)의 내측에 일정 간격마다 스페이서(120)를 고정 설치한다.

상기 스페이서(120)는 유연한 토목섬유(110)의 직경을 유지시켜 주며, 토목섬유 네일(130))이 천공홀(1)의 중심에 위치하도록 그 위치를 잡아주는 센터라이저 역할도 함께 수행한다.

3. 천공홀 형성단계

지반을 천공하여 천공홀(1)을 형성하며, 천공홀(1)은 별도의 천공기를 이용하여 형성한다.

4. 토목섬유 네일 삽입단계

상기 천공홀(1)의 내부로 토목섬유 네일(130)을 삽입 설치한다. 이때, 토목섬유 네일(130)은 대수 개의 스페이서(120)가 일정 간격마다 설치되어 있고, 선단에 선단캡이 설치되어 있어 팽팽하게 펴진 상태로 천공홀(1)에 삽입된다.

5. 그라우팅 및 양생 단계

천공홀(1)에 삽입된 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 천공홀(1) 밖에서 잡아둔 상태에서 천공홀(1) 내부에 그라우트재를 주입한다, 이때, 천공홀의 입구 부분은 남겨둔 그라우팅 하는 것이 바람직 한다. 그라우트재를 주입한 후 일정 시간이 지난 양생이 이루어진다.

6. 정착단계

양생이 완료된 후에는 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 지압판(151)에 설치된 강봉 결속구(150), 연결봉(165)에 용접된 U자 결속구(160) 및 복합 결속구(170) 중 하나를 선택하여 정착한다.

이때, 강봉 결속구(150)의 정착은, 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 강봉 결속구(150)의 자체 외면에 라운드 형태로 결속하여 정착한다.

그리고, U자 결속구(160)의 정착은, U자 형태로 절곡된 고정판(161)의 상면에 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 팽팽히 잡아당긴 후 라운드 형태로 설치한 후에 인장하여 고정한다.

또한, 복합 결속구(170)의 정착은, 강연선(171)의 상단을 연결봉(165)에 삽입하여 외부로 관통시킨 후에 헤드(172)에 형성된 웨찌(173)를 통해 구속한다.

이때, 토목섬유(110)의 내부에 설치된 강연선(171)의 끝단은 선단캡에 압착 그립(175)하여 고정한 상태를 유지한다.

그런 다음, 토목섬유(110)의 U자 연결구(111)를 상측으로 팽팽히 잡아당긴 후 U자 결속구(160)의 고정판(161)의 상면에 라운드 형태로 설치한다.

그리고 지압판(151)의 외부에서 강연선(171)을 상측으로 인장하면, 강연선(171)과 연결 설치된 연결봉(165)이 상측으로 이동하고, 이와 동시에 연결봉(165)에 용접 설치된 U자 결속구(160)도 상측으로 이동하면서 토목섬유(110)를 인장하게 된다.

이때, 강연선(171)은 헤드(172)에 설치된 웨찌(173)에 의해 견고하게 고정되므로 토목섬유(110)를 안정적으로 정착된다.

110:토목섬유 111:U자 연결구
120:스페이서 130:토목섬유 네일
150:강봉 결속구 151:지압판
160: U자 결속구 161:고정판
165:연결봉 170:복합 결속구

Claims (5)

1. 그리드형, 띠형 또는 포형 등의 토목섬유를 이용한 유연성 소일네일에 있어서,
   여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 연결구를 갖는 토목섬유와;
   상기 토목섬유의 내측에 다수 개의 스페이서 등을 설치하여 이루어진 토목섬유 네일과;
   상기 토목섬유 네일을 천공홀에 삽입 설치하고 그라우팅을 실시한 후 지압판에 토목섬유의 U자 연결구를 강봉 결속구에 연결한 후 정착하는 것을 특징으로 하는 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 토목섬유 네일을 천공홀에 삽입 설치하고 그라우팅을 실시한 후 지압판에 토목섬유의 U자 연결구를, 연결봉 하측에 U자 형태의 고정판을 용접하고, 고정판의 하단을 너트로 조여 형성된 U자 결속구의 고정판에 연결한 후 지압판의 고정너트로 이용하여 정착하는 것을 특징으로 하는 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결봉에 설치된 지압판과 고정판의 사이에 별도의 강관을 삽입 설치하여 사용하는 것을 특징으로 하는 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치.
   
4. 그리드형, 띠형 또는 포형 등의 토목섬유를 이용한 유연성 소일네일에 있어서,
   여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 연결구를 갖는 토목섬유와;
   상기 토목섬유의 내측에 다수 개의 스페이서를 설치함과 동시에 토목섬유의 내부에 강연선을 삽입하고 그 끝단을 압착 그립하여 네일로 제작된 토목섬유 네일과;
   상기 토목섬유 네일을 천공홀에 삽입 설치하고 그라우팅을 실시한 후, 강연선을 지압판에 설치된 고정판을 갖는 U자 결속구의 연결봉 내부로 관통시킨 후 강연선의 선단에 헤드 및 웨찌로 이루어진 정착구로 고정하여 이루어진 복합 결속구를 설치하고, U자 결속구의 고정판에 토목섬유의 U자 연결구를 연결한 후 강연선을 인장하여 정착하는 것을 특징으로 하는 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치.
   
5. 유연성 소일네일 공법에 있어서,
   여러 가닥의 토목섬유를 한쪽 끝부터 만 다음에 한쪽 끝을 잡고 절반을 접어 U자 연결구가 일체형으로 형성되도록 하는 토목섬유 제작단계;
   상기 토목섬유에 일정 간격마다 스페이서를 고정설치 및 강연선의 끝단을 압착그립으로 고정하여 이루어지는 토목섬유 네일 제작단계;
   지반을 천공하여 천공홀을 형성시키는 단계;
   상기 천공홀의 내부에 토목섬유 네일을 삽입 설치하는 단계;
   상기 토목섬유의 U자 연결구를 천공홀 밖에서 잡아둔 상태에서 상기 천공홀 내부에 그라우트재를 주입후 양생하는 하는 단계;
   양생이 완료된 후에 토목섬유의 U자 연결구를 지압판에 고정 설치된 결속구에 연결 설치한 후에 인장하여 고정하는 정착단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 토목섬유를 이용한 네일링 보강공법.

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