KR20210084916A - 제거식 소일네일링 장치 및 그 시공 및 제거 방법 - Google Patents

제거식 소일네일링 장치 및 그 시공 및 제거 방법 Download PDF

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KR20210084916A
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박문경
안영성
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박문경
안영성
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
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    • E02D5/80Ground anchors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2220/00Temporary installations or constructions

Abstract

본 발명은 제거식 소일네일링 장치 및 그 시공 및 제거 방법은 앵커체와 강연선을 포함하는 소일 네일링 장치가 굴착벽체에 시공된 상태에서 상기 강연선을 상기 앵커체에서 분리하여 상기 강연선을 상기 굴착벽체에서 제거하는 것이다.
상기 앵커체는, 인서트 삽입홀이 형성되어 있고 상기 강연선이 관통하는 헤드부재, 상기 강연선의 둘레를 따라 서로 접한 상태로 배열되어 있는 복수의 절개편으로 이루어져 상기 인서트 삽입홀에 삽입된 인서트, 신축될 수 있고 상기 복수의 절개편이 서로 접한 상태를 유지하도록 고정하는 고정부재 및 상기 인서트와 상기 강연선의 사이에 배치되어 서로 접한 상기 복수의 절개편이 떨어지도록 상기 복수의 절개편에 압력을 가하는 탄성부재를 포함한다.
상기 탄성부재는 끊어져 개구부를 갖는 링 형태로 형성되어 있고, 상기 인서트가 상기 인서트 삽입홀에서 빠지면 상기 탄성부재는 개구부가 벌어지면서 상기 복수의 절개편의 내부 둘레에 압력을 가하며, 상기 복수의 절개편은 벌어지면서 상기 강연선에서 떨어질 수 있다. 이에 앵커체에서 분리된 강연선을 굴착벽체의 구멍에서 뽑아 제거할 수 있다.

Description

제거식 소일네일링 장치 및 그 시공 및 제거 방법{APPARATUS FOR REMOVABLE TYPE SOIL NAILING AND CONSTRUCTING, REMOVABLE METHOD}
본 발명은 지반 굴착면, 경사면 등을 안정시키기 위한 지반 강화 공법의 한 종류인 소일네일링(Soil-nailing)에 관한 것으로서, 소일네일링으로 굴착벽체의 지지력을 보강한 후에 더 이상 굴착벽체의 보강이 불필요한 상태에서 굴착벽체에 삽입된 강연선을 제거, 회수할 수 있도록 한 제거식 소일 네일링 장치 및 그 제거 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터파기, 철도와 도로 등에 인접한 자연사면, 인공사면의 보강, 지하구조물 및 터널 등의 구조물 축조에 필요한 지반보강, 옹벽보수, 설치 등의 공사에서는 그 굴착벽체가 붕괴하는 것을 방지하기 위한 지반보강공법이 적용되는데, 흙막이 공사, 어스앵커링 및 소일네일링 공법이 주로 이용되고 있다.
이중 소일네일링 공법은 굴착벽체를 강연선(와이어 또는 이형철근)으로 보강하는 공법으로서, 비교적 경량장비를 사용하므로 굴착공사 수행 시 소음과 진동이 상대적으로 적으며, 어스앵커링 공법에 비하여 보강영역을 위한 천공 깊이가 매우 짧으므로, 인접대지의 경계를 침범하는 데 따른 분쟁 발생이 감소하여, 현재 외국에서 물론 국내에서도 활발하게 건설공사 현장에서 실시되고 있다.
이와 같은 소일네일링 공법은 굴착벽체에 대해 숏크리트로 표면보호면을 시공하고 굴착벽체를 천공하여 강연선을 삽입한 후 이를 모르타르 처리하여 소일네일 앵커체를 조성하는 과정으로 진행된다.
이렇게 조성된 소일네일 앵커체는 모르타르의 주변 마찰력저항과 삽입된 강연선의 인발저항을 통해 굴착벽체쪽으로 작용하는 토압에 대항하여 원지반의 강성을 키워줌으로써, 원지반의 전체적인 전단강도를 증가시키고 발생 변위를 억제하여 굴착 도중 및 굴착완료 후에 예상되는 지반의 이완을 억제하여 지반이 자립지지 될 수 있도록 한다.
그러나, 상기한 방식에 의해 설치되는 소일네일은 굴착벽체에 매설되는 강연선이 복잡한 도심에서는 인접 대지경계선을 침범하여 시공되는 것이 보통이어서 강연선을 제거하지 않고 지중에 그대로 잔류시킬 경우 민원에 따른 분쟁과 협의에 따른 공기 지연, 토지점용료 지불에 관한 문제가 발생한다. 추후 인접지역 공사시의 장애요인이 되며, 강연선이 굴착벽체에서 부식됨에 따른 토양오염의 문제도 함께 지적된다
이에 앵커체와 강연선을 포함하는 소일네일 장치가 굴착벽체에 위치한 상태에서 강연선을 제거할 수 있도록 앵커체와 강연선을 분리할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0119139호 (2009.11.19.) 대한민국 등록특허 제10-1131764호 (2012.03.23.)
본 발명은 소일네일의 인장강도를 확보하여 굴착벽체의 보강에 문제가 없도록 하고, 더 이상 굴착벽체의 보강이 필요치 않은 때에는 간단한 작업으로 앵커체와 강연선이 분리되도록 하여 굴착벽체에서 강연선을 제거할 수 있는 제거식 소일네일링 장치 및 그 제거 방법을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 제거식 소일 네일링 장치는, 앵커체와 강연선을 포함하는 소일 네일링 장치가 굴착벽체에 시공된 상태에서 상기 강연선을 상기 앵커체에서 분리하여 상기 강연선을 상기 굴착벽체에서 제거하는 것으로, 상기 앵커체는, 인서트 삽입홀이 형성되어 있고 상기 강연선이 관통하는 헤드부재, 상기 강연선의 둘레를 따라 서로 접한 상태로 배열되어 있는 복수의 절개편으로 이루어져 상기 인서트 삽입홀에 삽입된 인서트, 신축될 수 있고 상기 복수의 절개편이 서로 접한 상태를 유지하도록 고정하는 고정부재 및 상기 인서트와 상기 강연선의 사이에 배치되어 서로 접한 상기 복수의 절개편이 떨어지도록 상기 복수의 절개편에 압력을 가하는 탄성부재를 포함한다.
상기 탄성부재는 끊어져 개구부를 갖는 링 형태로 형성되어 있고, 상기 인서트가 상기 인서트 삽입홀에서 빠지면 상기 탄성부재는 개구부가 벌어지면서 상기 복수의 절개편의 내부 둘레에 압력을 가하며, 상기 복수의 절개편은 벌어지면서 상기 강연선에서 떨어질 수 있다.
상기 앵커체는, 상기 헤드부재와 결합되며 내부에 인서트 후퇴공간이 형성된 네일링 캡, 그리고 상기 인서트와 결합되어 있고 상기 강연선이 상기 인서트 후퇴공간으로 유입되지 않도록 차단하는 강연선 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 헤드부재에는 상기 인서트 삽입홀과 연결된 강연선 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 앵커체는, 상기 네일링 캡에 배치되어 상기 헤드부재와 간격을 두고 마주하는 스테이 블록, 그리고 상기 스테이 블록과 상기 헤드부재의 간격을 유지시키는 스페이스를 더 포함할 수 있다.
상기 앵커체는, 상기 인서트의 내부에 배치되어 상기 탄성부재를 사이에 두고 상기 강연선 캡과 마주하며, 상기 탄성부재가 상기 인서트의 가상의 중심선과 수직한 상태를 유지하도록 상기 탄성부재를 지지하는 지지판을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 절개편의 결합으로 상기 인서트의 내부에는 상기 강연선의 외부 둘레와 접하는 강연선홀과 둘레 지름이 상기 강연선홀의 둘레 지름보다 크고 상기 탄성부재와 상기 지지판이 위치하는 배치홈이 형성될 수 있다.
상기 탄성부재는, 상기 인서트의 내부에서 압축되어 상기 개구부가 닫혀 있으며, 상기 인서트가 상기 인서트 삽입홀에서 인출되면 압축된 상기 탄성부재가 펼쳐지면서 상기 개구부가 열리면서 접하고 있던 상기 복수의 절개편이 떨어지면서 상기 강연선홀의 둘레가 상기 강연선의 외부 둘레로부터 떨어질 수 있다.
상기 강연선 캡은, 상기 강연선의 단부가 삽입되는 단부홈이 형성된 캡몸체 및 상기 캡몸체의 외부 둘레에 형성되어 상기 배치홈에 위치하여 걸리는 스토퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 제거식 소일 네일링 장치 시공 및 제거 방법은, 굴착벽체에 제거식 소일 네일링 장치를 삽입하기 위한 구멍을 형성하는 단계, 피복재가 결합된 강연선을 헤드부재를 관통시킨 상태에서 상기 강연선의 단부에 앵커체의 인서트를 결합하는 단계, 상기 강연선과 결합된 인서트를 헤드부재의 인서트 삽입홀에 압입하는 단계, 후퇴공간을 갖는 네일링 캡과 상기 헤드부재를 결합하여 앵커체를 형성하는 단계, 상기 강연선과 결합된 상기 앵커체를 상기 굴착벽체의 구멍에 삽입하는 단계, 상기 구멍에 모르타르를 주입하는 단계, 상기 굴착벽체의 외부에서 상기 강연선을 인장하는 단계, 상기 강연선의 인장력을 제거하는 단계, 상기 굴착벽체의 외부에서 상기 강연선을 회전시키는 단계 및 상기 굴착벽체의 외부에서 상기 강연선을 당기는 단계를 포함한다.
상기 압입하는 단계에서 상기 인서트는 상기 인서트 삽입홀에서 상기 후퇴공간으로 이동하고, 상기 인서트의 내부에 배치된 탄성부재의 탄성력에 의하여 상기 인서트의 절개편들이 사이가 벌어지면서 상기 인서트와 상기 강연선이 분리될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 강연선의 인장력이 해제되면 강연선을 고정하고 있던 인서트가 헤드부재에서 빠지게 되며 이때 탄성부재의 개구부가 벌어지면서 인서트는 강연선에서 떨어지게 된다. 이때 강연선을 당기면 강연선의 단부는 앵커체로부터 분리될 수 있다. 이에 앵커체와 강연선의 분리 및 결합이 간편하고 확실하게 이루어져 제거식 소일네일 장치의 시공 및 제거 작업 능률이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 인서트의 배치홈에서 지지판이 탄성부재를 지지하게 되면서 탄성부재는 기울어지지 않는다. 탄성부재는 최대 직경으로 펼쳐지게 되어 인서트의 복수 절개편들의 벌어짐을 최대화되어 복수의 절개편과 강연선의 분리가 효과적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제거식 소일네일링 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 분해도.
도 3은 도 1의 A 부분 확대도.
도 4는 도 2의 인서트 분해도.
도 5 내지 도 9는 제거식 소일네일링 장치의 시공 및 제거 방법을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 제거식 소일네일링 장치에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제거식 소일네일링 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 분해도이며, 도 3은 도 1의 A 부분 확대도이고, 도 4는 도 2의 인서트 분해도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 제거식 소일네일링 장치(1)는 앵커체(20)와 강연선(10)을 포함하며, 소일네일의 인장강도를 확보하여 굴착벽체의 보강에 문제가 없도록 하고, 더 이상 굴착벽체의 보강이 필요치 않은 때에는 간단한 작업으로 앵커체(20)에서 강연선(10)이 분리되도록 하여 강연선(10)을 굴착벽체에서 제거할 수 있도록 한다.
강연선(10)은 복수의 강선들로 이루어진 스트랜드(Strand)들이 꼬여 형성되어 있다. 강연선(10)은 금속 따위로 만들어질 수 있다. 강연선(10)은 이형 철근일 수도 있다.
강연선(10)의 외부 둘레 일부분을 피복재(11)가 감싸고 있다. 이에 피복재(11)는 강연선(10)의 양단을 감싸고 있지 않다. 피복재(11)는 굴착벽체의 구멍에 삽입된 강연선(10)이 구멍으로 주입되는 모르타르(mortar)와 직접 마찰되지 않도록 한다. 강연선(10)은 긴장작업시 피복재(11)의 내부에서 인장될 수 있다.
이러한 피복재(11)는 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride; PVC) 따위로 만들어질 수 있다. 피복재(11)를 PVC로 한정하는 것은 아니다.
앵커체(20)는 헤드부재(21), 인서트(22), 고정부재(23) 및 탄성부재(24)를 포함하며 모르타르가 주입된 굴착벽체의 구멍에서 강연선(10)과 연결되어 강연선의 긴장력을 유지시키며, 굴착벽체의 보강이 필요치 않은 때 강연선(10)과 분리되도록 한다. 앵커체(20)는 네일링 캡(25), 강연선 캡(26), 스테이 블록(27), 스페이스(28) 및 지지판(29)을 더 포함할 수 있다.
헤드부재(21)에는 서로 연결된 인서트 삽입홀(21a)과 강연선 관통홀(21b)이 형성되어 있다. 강연선(10)은 강연선 관통홀(21b)로 삽입되어 인서트 삽입홀(21a)을 통과한다. 피복재(11)의 일단은 강연선 관통홀(21b)에 삽입되어 있다.
강연선 관통홀(21b)은 헤드부재(21)의 일측 내부에 형성되어 있고, 인서트 삽입홀(21a)은 헤드부재(21)의 타측 내부에 형성되어 있다. 강연선 관통홀(21b)은 직경 변화가 없으나, 인서트 삽입홀(21a)의 직경은 강연선 관통홀(21b)과 연결된 부분에서 타측 방향으로 갈수록 점진적으로 증가한다. 이에 인서트 삽입홀(21a)의 내부 둘레는 경사지게 형성되어 있다. 인서트 삽입홀(21a)의 최대 직경 부분에는 둘레를 따라 걸림홈(21c)이 형성되어 있다. 헤드부재(21)의 외부 둘레에는 단턱이 형성되어 있으며 타측 외부 둘레에는 나사가 형성되어 있다.
네일링 캡(25)에는 일측면에서 내부로 인서트 후퇴공간(25a)이 형성되어 있다. 인서트 후퇴공간(25a)으로 헤드부재(21)의 타측이 삽입되어 있다. 헤드부재(21)의 타측과 접하는 인서트 후퇴공간(25a)의 둘레에는 헤드부재(21)의 나사와 체결되는 나사가 형성되어 있다. 이에 네일링 캡(25)과 헤드부재(21)는 서로 나사 결합되어 있다.
네일링 캡(25)의 일측면은 헤드부재(21)의 외부 둘레에 형성된 단턱에 걸려 있다. 네일링 캡(25)의 일측면과 헤드부재(21)의 단턱이 접하면 헤드부재(21)는 네일링 캡(25)의 내부로 더 이상 삽입되지 않는다. 헤드부재(21)가 네일링 캡(25)의 내부로 완전히 삽입되지 않으므로 네일링 캡(25)의 내부에는 인서트 후퇴공간(25a)이 유지된다. 인서트 후퇴공간(25a)은 인서트 삽입홀(21a)과 연결되어 있다.
인서트(22)는 복수의 절개편(221, 222, 223)으로 이루어져 있으며 강연선(10)이 관통하고 있다. 절개편(221, 222, 223)은 120ㅀ각도로 형성되어 강연선(10)의 둘레를 따라 배열되어 있다. 절개편(221, 222, 223)은 그 각도에 따라 강연선(10)의 둘레를 따라 배열되는 개수는 달라질 수 있다.
인서트(22)는 절개편(221, 222, 223)들이 서로 접한 상태에서 인서트 삽입홀(21a)에 삽입되어 있다. 이에 인서트(22)의 외부 둘레는 인서트 삽입홀(21a)의 둘레 형상과 같다. 인서트(22)의 외부 둘레 지름이 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점진적으로 커지면서 인서트(22)의 외부 둘레는 경사져 있다. 인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 삽입될수록 이웃한 절개편(221, 222, 223)이 서로 접하는 면은 더욱 밀착될 수 있다.
인서트(22)의 타측 외부 둘레는 경사지지 않고 직경의 변화가 없으며 적어도 일부분이 걸림홈(21c)과 마주한다. 걸림홈(21c)과 마주하는 인서트(22)의 타측 외부둘레 일부분에는 원주 방향을 따라 결속홈(22d)이 형성되어 있다.
절개편(221, 222, 223)들이 서로 접한 상태에서, 인서트(22)의 내부에는 길이 방향으로 강연선(10)이 관통하는 강연선홀(22a)이 형성되어 있다. 강연선홀(22a)의 둘레에는 요철들이 형성되어 있으며, 요철들은 강연선의 강선들 사이에 위치하여 걸려 있다. 인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 삽입된 상태에서 요철들이 강선에 걸려 있으므로 인장된 강연선(10)은 인서트(22)의 내부에서 일측 방향으로 빠지지 않는다. 하지만, 강연선(10)의 인장이 제거되면 인서트(22)는 인서트 삽입홀(21a)에서 인서트 후퇴공간(25a)으로 이동할 수 있다.
강연선홀(22a)은 인서트(22)의 내부 일측에서 타측 방향으로 형성되며, 인서트(22)의 타측 내부에는 내부 둘레를 따라 배치홈(22b)이 형성되어 있다. 여기서 배치홈(22b)의 둘레 지름은 강연선홀(22a)의 둘레 지름보다 크다. 그리고 인서트(22)의 타단에는 배치홈(22b)과 연결된 캡홀(22c)이 형성되어 있다. 캡홀(22c)의 둘레 지름은 강연선홀(22a)의 둘레 지름보다 크고 배치홈(22b)의 둘레 지름보다는 작다.
강연선 캡(26)은 인서트(22)의 타측에 배치되어 인서트(22)의 타측을 막고 있다. 강연선 캡(26)은 캡몸체(261) 및 스토퍼(262)를 포함한다.
캡몸체(261)는 일측 일부분이 인서트(22)의 타측 내부에 위치하여 캡홀(22c)을 통해 배치홈(22b)에 위치하고 있다. 캡몸체(261)의 내부에는 강연선홀(22a)을 관통한 강연선(10)의 단부가 삽입되어 걸리는 단부홈(261a)이 형성되어 있다.
스토퍼(262)는 캡몸체(261)의 일측 외부 둘레에서 돌출되어 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 스토퍼(262)는 배치홈(22b)에 걸려 있다. 인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 삽입되면 스토퍼(262)가 배치홈(22b)에 걸리게 되면서 강연선 캡(26)은 인서트(22)에서 분리되지 않는다.
강연선(10)에 가해지는 인장력이 해제될 때 강연선(10)은 강연선 캡(26)에 압력을 가하면서 인서트 후퇴공간(25a)으로 밀게 된다. 이때 배치홈(22b)에 걸린 스토퍼(262)에 의해 인서트(22)는 인서트 삽입홀(21a)에서 인서트 후퇴공간(25a)으로 이동할 수 있게 된다.
고정부재(23)는 결속홈(22d)에 배치되어 있다. 고정부재(23)는 신축 가능한 재질로 만들어질 수 있다. 고정부재(23)는 링 형태로 형성되어 고무 따위로 만들어질 수 있다. 고정부재(23)는 수축된 상태에서 절개편(221, 222, 223)들이 서로 접한 상태를 유지할 수 있도록 조이고 있다.
인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에서 인서트 후퇴공간(25a)으로 이동하게 되면 결속홈(22d)에 위치한 고정부재(23)는 걸림홈(21c)에 걸리어 헤드부재(21)의 내부에 위치한다. 이에 절개편(221, 222, 223)들이 접한 상태를 유지하도록 고정하는 고정력이 해제된다.
탄성부재(24)는 배치홈(22b)에 위치하여 인서트(22)와 강연선(10)의 사이에 배치되어 있다. 탄성부재(24)는 끊어져 양단이 마주하고 있으며 개구부(241)를 갖는 링 형태로 형성되어 있다. 탄성부재(24)는 인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 위치하면 배치홈(22b)의 둘레는 탄성부재(24)를 가압한다. 탄성부재(24)는 압축되어 개구부(241)가 닫힌 상태를 유지한다.
하지만, 인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에서 인서트 후퇴공간(25a)으로 이동하면 고정부재(23)의 고정력과 탄성부재(24)에 가하는 압력이 해제되면서 압축된 탄성부재(24)는 펼쳐지면서 개구부(241)가 열린다. 이때 탄성부재(24)가 배치홈(22b)의 둘레에 압력을 가하게 되면서 서로 접하고 있는 절개편(221, 222, 223)들의 사이가 벌어지면서 강연선홀(22a)의 둘레가 강연선(10)의 외부 둘레로부터 떨어지면서 인서트(22)와 강연선(10)은 분리된다.
지지판(29)은 탄성부재(24)와 함께 배치홈(22b)에 위치하고 있다. 지지판(29)은 탄성부재(24)가 배치홈(22b)에서 눕혀지지 않고 인서트(22)의 가상의 중심선과 수직한 상태를 유지할 수 있도록 한다. 이에 압력이 해제되어 펼쳐지는 탄성부재(24)는 최대로 펼쳐질 수 있으며 절개편(221, 222, 223)들의 벌어지면 증대될 수 있다.
스테이 블록(27)은 인서트 후퇴공간(25a)에 위치하여 타측이 네일링 캡(25)의 외부로 돌출되어 있다. 스테이 블록(27)은 인서트 후퇴공간(25a)에 직선이동 할 수 있으며 그 타측면은 굴착벽체의 구멍 바닥과 접할 수 있다. 스테이 블록(27)의 타측면에는 내부 방향으로 체결홈이 형성되어 있으며, 체결홈에는 굴착벽체의 구멍에 매립되는 매립부재(도시하지 않음)가 결합될 수 있다. 헤드부재(21)로부터 노출된 스테이 블록(27) 부분은 주입되는 모르타르에 매립된다.
스페이스(28)는 인서트 후퇴공간(25a)에 위치하여 일측면은 헤드부재(21)의 타측면과 접하고 있으며 타측면은 스테이 블록(27)의 일측면 내부로 삽입되어 있다. 스페이스(28)는 스테이 블록(27)에 결합되어 있다.
이러한 스페이스(28)는 헤드부재(21)의 타측면으로부터 스테이 블록(27)이 기설정된 거리를 유지하고 스테이 블록(27)이 인서트 후퇴공간(25a)으로 삽입되지 않도록 지지한다.
다음으로 도 5 내지 도 8을 참고하여 제거식 소일네일링 장치의 시공 및 제거 방법에 대해 설명한다.
도 5의 a)는 강연선과 결합된 인서트를 네일링 캡의 인서트 삽입홀에 삽입한 상태를 나타낸 것이고, b)는 인서트를 인서트 삽입홀에 압입하는 상태를 나타낸 것이며, 도 6의 a)는 네일링 캡과 스테이 블록을 결합하여 앵커체를 조립한 상태를 나타낸 것이고, b)는 강연선을 인장하는 상태를 나타낸 것이고, 도 7은 강연선의 인장력을 제거하는 상태를 나타낸 것이고, 도 8의 a)는 인서트의 내부를 나타낸 단면도이고, b)는 인서트의 절개편들이 벌어지는 상태를 나타낸 것이며, 도 9의 a)는 인장력이 제거된 강연선을 회전시키는 상태를 나타낸 것이며, b)는 인서트와 강연선이 분리된 상태를 나타낸 것이다.
제거식 소일네일링 장치의 시공 및 제거 방법은 굴착벽체에 구멍을 형성하는 단계, 인서트와 강연선을 결합하는 단계, 인서트를 인서트 삽입홀에 압입하는 단계, 네일링 캡과 헤드부재를 결합하여 앵커체를 형성하는 단계, 앵커체와 강연선을 굴착벽체의 구멍에 삽입하는 단계, 구멍에 모르타르를 주입하는 단계, 강연선을 인장력을 제거하는 단계, 강연선을 회전시키는 단계, 강연선을 당기는 단계를 포함한다.
제거식 소일네일 장치를 시공할 굴착벽체에 구멍을 형성한다. 구멍은 굴착벽체의 내부로 기설정된 깊이를 갖고 사선 방향으로 형성된다.
피복재(11)가 결합한 강연선(10)의 일단부를 헤드부재(21)의 강연선 관통홀(21b)과 인서트 삽입홀(21a)로 관통시킨다. 이에 강연선(10)의 일단부가 헤드부재(21)의 내부를 통과한 상태가 되도록 한다. 헤드부재(21)를 통과한 강연선(10)의 일단부에 강연선 캡(26)을 결합한다. 그리고 인서트(22)를 결합한다. 이때 인서트(22)의 배치홈(22b)에 탄성부재(24)와 지지판(29)을 배치하고 강연선 캡(26)의 스토퍼(262)가 배치홈(22b)에 위치하도록 한다. 그리고 인서트(22)의 절개편(221, 222, 223)들을 고정부재(23)로 고정한다. 헤드부재(21)를 인서트(22)의 위치로 이동시켜 인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 위치하도록 한다(도 5의 (a) 참조).
인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 삽입되면 인서트(22)의 외부 둘레가 인서트 삽입홀(21a)의 내부 둘레에 밀착될 수 있도록 압입 장치(2)를 이용하여 인서트(22)에 압력을 가하여 인서트(22)의 외부 둘레가 인서트 삽입홀(21a)의 둘레와 밀착될 수 있도록 한다. 이때 고정부재(23)는 걸림홈(21c)에 위치하며 걸린다(도 5의 (b) 참조)
인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에 압입된 상태에서 헤드부재(21)와 네일링 캡(25)을 나사 결합한다. 한편, 헤드부재(21)와 네일링 캡(25)을 결합하기 전에 네일링 캡(25)에 스테이 블록(27)과 스페이스(28)를 결합한다. 그리고 네일링 캡(25)과 헤드부재(21)를 결합하여 앵커체(20)를 완성한다(도 6의 (a) 참조)
그리고 도면에는 도시하지 않았지만 앵커체(20)와 강연선(10)을 굴착벽체의 구멍에 삽입한다. 이때 스테이 블록(27)은 구멍의 바닥에 접할 수 있다. 그리고 강연선(10)의 타측은 구멍의 외부로 노출되도록 한다.
제거식 소일네일링 장치(1)가 구멍에 삽입된 상태에서 구멍으로 모르타르를 주입한다. 주입된 모르타르 양생과정을 거쳐 굳힌 후 굴착벽체의 외부에서 인장기(도시하지 않음)를 강연선(10)의 타측과 결합한다. 인장기를 이용하여 강연선(10)에 인장력을 가한다. 이때 강연선(10)의 일측이 인서트(22)를 통해 헤드부재(21)와 결합되어 있어 강연선(10)에 가해지는 인장력은 유지될 수 있다. 이에 따라 제거식 소일네일링 장치의 강연선(10)에 인장력을 유지시켜 양생 된 모르타르에 긴장력을 부여하는 동시에 굴착벽체의 주변 지반의 이완을 최소화할 수 있게 된다(도 6의 (b) 참조).
굴착벽체에 제거식 소일네일링 장치(1)를 시공한 후 최종 굴착벽체에 토목기초공사가 마무리되면 대지경계선 침범 및 향후 인접건물 축조 시 예상되는 민원발생 및 시공 장애 등으로 공사시간이 지연되거나 보상 문제 및 토지점용료 부과 문제 등이 발생하는 것을 방지하기 위해 굴착벽체의 구멍에 삽입된 강연선(10)을 뽑아 제거한다.
굴착벽체에 노출된 강연선(10)의 타측을 절단하여 강연선(10)의 인장력을 해제시킨다. 인장이 해제된 강연선(10)의 자체 복원력에 의해 강연선(10)은 스테이 블록(27) 방향으로 이동한다. 이때 강연선(10)의 단부가 강연선 캡(26)을 밀게 되면서 강연선 캡(26)은 스테이 블록(27) 방향으로 이동하려 한다. 이때 강연선 캡(26)의 스토퍼(262)가 배치홈(22b)에 걸려 있어 인서트(22) 또한 강연선 캡(26)을 따라 이동하게 되면서 인서트(22)는 인서트 삽입홀(21a)에서 이탈하여 인서트 후퇴공간(25a)으로 이동하게 된다(도 7 참조).
인서트(22)가 인서트 삽입홀(21a)에서 이탈할 때 고정부재(23)는 걸림홈(21c)에 걸리면서 결속홈(22d)에서 이탈하게 된다. 고정부재(23)가 결속홈(22d)에서 이탈하게 되면서 인서트(22)의 절개편(221, 222, 223)들을 결합하는 고정력이 해제된다.
그리고 탄성부재(24)를 가압하고 있는 압력이 해제되면서 탄성부재(24)는 펼쳐지면서 개구부(241)가 벌어지면서 절개편(221, 222, 223)의 내부 둘레에 압력을 가한다. 고정부재(23)가 분리된 인서트(22)는 인서트 후퇴공간(25a)에서 펼쳐지게 된다. 이에 이웃하게 배치되어 서로 접하고 있는 절개편(221, 222, 223)들은 떨어지면서 그 사이가 벌어진다. 강연선 관통홀(21b)의 둘레는 강연선(10)의 외부 둘레로부터 떨어지게 된다(도 8 (a), (b) 참조).
절개편(221, 222, 223)들어 떨어진 상태에서 굴착벽체의 외부에서 강연선(10)을 당기면 강연선(10)의 단부는 앵커체(20)와 분리되어 구멍에서 빠질 수 있다. 이때 강연선(10)이 피복재(11)로부터 보호되어 있어 양생 된 모르타르와 마찰되지 않고 구멍에서 빠질 수 있다.
하지만, 인서트(22)와 강연선(10)과 완전하게 분리되지 않으면 강연선(10)은 앵커체(20)에서 분리되지 않는다. 이때 굴착벽체의 외부에서 강연선(10)을 파지하고 일방향으로 회전시키면서 당겨 빼낸다. 이에 따라, 굴착벽체의 구멍에서 앵커체(20)와 강연선(10)이 분리되면 강연선을 외부로 뽑아 굴착벽체의 구멍에서 모르타르에 매립된 강연선을 제거한다.
이에 따라 본 발명은 인장력이 해제된 강연선은 자체 복원력에 의해 앵커체 방향으로 이동하게 된다. 이때 강연선의 단부가 강연선 캡을 끌고 인서트 후퇴공간으로 이동하게 되면서 강연선 캡과 연결되어 있고 내부 둘레가 강연선의 외부 둘레와 결합된 인서트가 인서트 삽입홀에서 후퇴공간으로 이동한다. 이때 압축된 탄성부재는 닫힌 개구부가 열리면서 인서트의 절개편들에 압력을 가하게 되고 절개편들은 강연선의 외부둘레에서 떨어지게 된다. 이에 인서트가 강연선에서 떨어지게 되면서 강연서는 앵커체와 분리될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 제거식 소일 네일링 장치 10: 강연선
11: 피복재 20: 앵커체
21: 헤드부재 21a: 인서트 삽입홀
21b: 강연선 관통홀 21c: 걸림홈
22: 인서트 22a: 강연선홀
22b: 배치홈 22c: 캡홀
22d: 결속홈 221, 222, 223: 절개편
23: 고정부재 24: 탄성부재
241: 개구부 25: 네일링 캡
25a: 인서트 후퇴공간 26: 강연선 캡
261: 캡몸체 261a: 단부홈
262: 스토퍼 27: 스테이 블록
28: 스페이스 29: 지지판
2: 압입장치

Claims (8)

  1. 앵커체와 강연선을 포함하는 소일 네일링 장치가 굴착벽체에 시공된 상태에서 상기 강연선을 상기 앵커체에서 분리하여 상기 강연선을 상기 굴착벽체에서 제거하는 것으로,
    상기 앵커체는,
    인서트 삽입홀이 형성되어 있고 상기 강연선이 관통하는 헤드부재,
    상기 강연선의 둘레를 따라 서로 접한 상태로 배열되어 있는 복수의 절개편으로 이루어져 상기 인서트 삽입홀에 삽입된 인서트,
    신축될 수 있고 상기 복수의 절개편이 서로 접한 상태를 유지하도록 고정하는 고정부재 및
    상기 인서트와 상기 강연선의 사이에 배치되어 서로 접한 상기 복수의 절개편이 떨어지도록 상기 복수의 절개편에 압력을 가하는 탄성부재
    를 포함하며,
    상기 탄성부재는 끊어져 개구부를 갖는 링 형태로 형성되어 있고, 상기 인서트가 상기 인서트 삽입홀에서 빠지면 상기 탄성부재는 개구부가 벌어지면서 상기 복수의 절개편의 내부 둘레에 압력을 가하며, 상기 복수의 절개편은 벌어지면서 상기 강연선에서 떨어지는
    제거식 소일 네일링 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 앵커체는,
    상기 헤드부재와 결합되며 내부에 인서트 후퇴공간이 형성된 네일링 캡, 그리고
    상기 인서트와 결합되어 있고 상기 강연선이 상기 인서트 후퇴공간으로 유입되지 않도록 차단하는 강연선 캡
    을 더 포함하며,
    상기 헤드부재에는 상기 인서트 삽입홀과 연결된 강연선 관통홀이 형성되어 있는
    제거식 소일 네일링 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 앵커체는,
    상기 네일링 캡에 배치되어 상기 헤드부재와 간격을 두고 마주하는 스테이 블록, 그리고
    상기 스테이 블록과 상기 헤드부재의 간격을 유지시키는 스페이스
    을 더 포함하는
    제거식 소일 네일링 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 앵커체는,
    상기 인서트의 내부에 배치되어 상기 탄성부재를 사이에 두고 상기 강연선 캡과 마주하며, 상기 탄성부재가 상기 인서트의 가상의 중심선과 수직한 상태를 유지하도록 상기 탄성부재를 지지하는 지지판
    을 더 포함하는
    제거식 소일 네일링 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 복수의 절개편의 결합으로 상기 인서트의 내부에는 상기 강연선의 외부 둘레와 접하는 강연선홀과 둘레 지름이 상기 강연선홀의 둘레 지름보다 크고 상기 탄성부재와 상기 지지판이 위치하는 배치홈이 형성되어 있는
    제거식 소일 네일링 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 탄성부재는 상기 인서트의 내부에서 압축되어 상기 개구부가 닫혀 있으며, 상기 인서트가 상기 인서트 삽입홀에서 인출되면 압축된 상기 탄성부재가 펼쳐지면서 상기 개구부가 열리면서 접하고 있던 상기 복수의 절개편이 떨어지면서 상기 강연선홀의 둘레가 상기 강연선의 외부 둘레로부터 떨어지는
    제거식 소일 네일링 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 강연선 캡은,
    상기 강연선의 단부가 삽입되는 단부홈이 형성된 캡몸체,
    상기 캡몸체의 외부 둘레에 형성되어 상기 배치홈에 위치하여 걸리는 스토퍼
    를 포함하는
    제거식 소일 네일링 장치.
  8. 굴착벽체에 제거식 소일 네일링 장치를 삽입하기 위한 구멍을 형성하는 단계,
    피복재가 결합된 강연선을 헤드부재를 관통시킨 상태에서 상기 강연선의 단부에 앵커체의 인서트를 결합하는 단계,
    상기 강연선과 결합된 인서트를 헤드부재의 인서트 삽입홀에 압입하는 단계,
    후퇴공간을 갖는 네일링 캡과 상기 헤드부재를 결합하여 앵커체를 형성하는 단계,
    상기 강연선과 결합된 상기 앵커체를 상기 굴착벽체의 구멍에 삽입하는 단계,
    상기 구멍에 모르타르를 주입하는 단계,
    상기 굴착벽체의 외부에서 상기 강연선을 인장하는 단계,
    상기 강연선의 인장력을 제거하는 단계,
    상기 굴착벽체의 외부에서 상기 강연선을 회전시키는 단계 및
    상기 굴착벽체의 외부에서 상기 강연선을 당기는 단계
    를 포함하며,
    상기 압입하는 단계에서 상기 인서트는 상기 인서트 삽입홀에서 상기 후퇴공간으로 이동하고, 상기 인서트의 내부에 배치된 탄성부재의 탄성력에 의하여 상기 인서트의 절개편들이 사이가 벌어지면서 상기 인서트와 상기 강연선이 분리되는
    제거식 소일 네일링 장치 시공 및 제거 방법.
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KR101131764B1 (ko) 2009-02-24 2012-04-02 (주) 효창이엔지 회전 제거식 네일 구조 및 이를 이용한 보강철근 회수공법

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