KR20230022637A

KR20230022637A - 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR20230022637A
Application number: KR1020210104642A
Authority: KR
Inventors: 김천식
Original assignee: 김천식
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2023-02-16

Abstract

본 발명은 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 천공에 삽입 가능하도록 형성된 몸체; 상기 몸체와 함께 상기 천공 내부에 삽입되어 그라우팅재의 공급이 가능하도록 형성된 메인주입호스; 상기 몸체에 결합되어 상기 천공 내에 삽입되고 내부에 충전되는 그라우팅재에 의해 팽창되어 상기 몸체를 상기 천공 내 중앙에 위치시키는 튜브; 상기 천공에 삽입된 몸체가 상기 천공의 중앙에 위치되도록 지지하며, 상기 튜브의 팽창에 의해 상기 튜브에 파묻히도록 상기 튜브 일측에 위치되는 고임목; 및 상기 메인주입호스와 함께 상기 천공 내부에 삽입되어 상기 메인주입호스를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 천공의 내부 공기를 배출시키는 에어배출호스;를 포함한다. 이러한 구성으로, 소일네일에 튜브를 결합 시킨 후 천공에 삽입하여 튜브 내에 그라우팅재를 충전시켜 몸체를 고정시킴으로써, 소일네일을 천공의 중앙에 정확하게 고정시켜 보다 정밀한 시공이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법{SOIL NAILING APPARATUS AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흙막이 벽이나 절토사면을 보강하기 위한 소일네일링 시공에 사용되는 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 산업이 발전함에 따라 기반도로나 단지조성 등 산지와 같은 사면을 개발하는 것은 불가피한 실정이며, 현재 사면의 슬라이딩 현실은 시간과 장소에 관계없이 끊임없이 발생하고 있으며, 생명과 재산을 위협하는 주변요소로서 작용을 하고 있다.

이러한 이유에서 사면의 붕괴나 슬라이딩을 억제하기 위한 안정공법으로 가장 널리 이용되고 있는 것이 소일네일링(soil-nailing)공법이다.

상기 소일네일링이라 함은 원지반에 보강재(네일구조체)를 설치하여 원지반 강도를 최대한 이용하면서 복합보강지반을 형성함으로써, 지반의 전단 및 인장강도를 증가시켜 변위를 억제시키고 지반의 이완을 방지시키는 공법이다.

즉, 소일네일링 공법의 기본 설계개념은 네일구조체에 의해 보강된 영역의 토괴가 마치 일체화된 옹벽과 같은 작용을 한다는 것에 의해 보강토 벽체가 가정할 수 있는 어떠한 경사면에 대해서도 안정을 유지한다는 것에 있는 것이다.

이러한 네일구조체는 기본적으로 철근인 네일과 콘크리트인 그라우팅으로 이루어지며, 여기에 쇼크리트에 의한 보강벽이 추가되어 이루어진다.

이러한 네일구조체에 의한 소일네일링 공법은 먼저 비탈면을 굴착, 이물질을 제거한 다음 하향경사로 천공홀을 형성시키고, 네일의 중앙위치 확보를 위해 간격재와 더불어 상기 천공홀에 네일을 삽입한 후 그라우팅을 충진 고결시켜 천공홀에 네일구조체를 형성시킨다.

그러나 이러한 소일네일링 공법은 네일을 천공홀 중앙에 고정시키기 위해 별도의 우레탄을 주입시켜 고정시킨 후 그라우팅을 충전하여 고정시키는데, 우레탄을 주입시켜야 하는 번거로움 및 추가 소요시간이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 우레탄과 그라우팅의 밀도 차에 의해 안정적으로 보강이 이루어지지 못하는 실정이다.

대한민국특허청 등록번호 제10-1447021호 대한민국특허청 등록번호 제10-1038421호 대한민국특허청 등록번호 제10-0824903호 대한민국특허청 등록번호 제20-0245407호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 별도의 우레탄을 주입시키지 않고도 소일네일을 천공홀 중앙에 정밀하고 견고하게 고정시키는데 그 목적이 있다.

또한, 천공 내에 소일네일을 고정시키는 주입재의 밀도를 동일하게 하여 보단 견고하고 안정적인 고정력을 제공할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소일네일장치는, 천공에 삽입 가능하도록 형성된 몸체; 상기 몸체와 함께 상기 천공 내부에 삽입되어 그라우팅재의 공급이 가능하도록 형성된 메인주입호스; 상기 몸체에 결합되어 상기 천공 내에 삽입되고, 내부에 충전되는 그라우팅재에 의해 팽창되어 상기 몸체를 상기 천공 내 중앙에 위치시키는 튜브; 상기 천공에 삽입된 몸체가 상기 천공의 중앙에 위치되도록 지지하며, 상기 튜브의 팽창에 의해 상기 튜브에 파묻히도록 상기 튜브 일측에 위치되는 고임목; 및 상기 메인주입호스와 함께 상기 천공 내부에 삽입되어 상기 메인주입호스를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 천공의 내부 공기를 배출시키는 에어배출호스;를 포함한다.

아울러, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소일네일장치를 이용한 시공 방법은, 사면에 천공을 형성하는 천공형성단계; 상기 천공에 삽입되는 몸체 및 메인주입호스를 튜브 중앙에 결합시키는 튜브결합단계; 상기 몸체를 상기 천공에 삽입시키고, 상기 몸체가 상기 천공 내 중앙에 위치되도록 고임목을 설치하는 지지단계; 상기 튜브에 그라우팅재를 주입하여 팽창시키고, 팽창에 의해 상기 튜브를 상기 천공에 밀착시켜 상기 몸체를 고정시키는 고정단계; 및 상기 메인주입호스를 통해 상기 튜브에 의해 차폐된 상기 천공에 그라우팅재를 주입시키는 주입단계;를 포함한다.

또한, 상기 고정단계는, 상기 튜브가 팽창되기 전에 상기 천공 사이에 에어배출호스를 삽입시켜 상기 메인주입호스를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 천공 내 공기가 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주입단계는, 상기 튜브에 주입된 그라우팅재가 경화되어 상기 몸체가 고정된 후에 상기 메인주입호스를 통해 상기 천공 내 그라우팅재를 주입시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법에 따르면, 소일네일에 튜브를 결합 시킨 후 천공에 삽입하여 튜브 내에 그라우팅재를 충전시켜 몸체를 고정시킴으로써, 소일네일을 천공의 중앙에 정확하게 고정시켜 보다 정밀한 시공이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소일네일장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜브의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고임목의 정면도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소일네일장치를 이용한 시공 방법의 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소일네일장치를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜브의 정면도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고임목의 정면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 소일네일장치 및 이를 이용한 시공방법은 소일네일을 천공 중앙에 정밀하게 고정시킬 수 있는 특징이 있다.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 소일네일장치(100)는, 몸체(110), 메인주입호스(120), 튜브(130), 고임목(140) 및 에어배출호스(150)를 포함한다.

상기 몸체(110)는 사면에 형성된 천공(10)에 삽입되는 철근으로, 원 기둥 형상을 가지며, 대략 25ø, 29ø 및 32ø로 구성된다.

여기서, 상기 천공(10)은 일반적으로 대각선 방향으로 형성된다.

상기 메인주입호스(120)는 상기 천공(10) 내에 그라우팅재를 주입시키기 위한 것으로, 상기 몸체(110)와 밀착되어 상기 천공(10)에 삽입된다.

여기서, 상기 메인주입호스(120)에 의해 주입되는 그라우팅재는 시멘트로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 튜브(130)는 상기 천공(10) 내 상기 몸체(110)를 중앙에 위치시키기 위한 것으로, 내부에 그라우팅재가 충전 가능하도록 형성된다.

여기서, 상기 튜브(130)의 중앙에는 상기 몸체(110)와 함께 상기 메인주입호스(120)가 삽입된다.

이때, 상기 튜브(130)의 중앙에는 상기 몸체(110) 및 메인주입호스(130)가 삽입 가능하도록 관통 형성되거나, 상기 몸체(110) 및 메인주입호스(130)의 관통에 의해 찢어져 삽입될 수 있다.

또한, 상기 튜브(130)의 일측에는 내부에 그라우팅재를 주입시켜 팽창시킬 수 있도록 상기 천공(10)의 외측까지 연장된 서브주입구(131)가 형성된다.

이때, 상기 튜브(130)는 상기 천공(10) 내 삽입 시 수축된 상태로 구비되어, 상기 천공(10)에 삽입 후 그라우팅재의 주입에 의해 팽창되어 상기 천공(10)에 밀착된다.

상기 고임목(140)은 상기 몸체(110)가 상기 천공(10) 내 중앙에 위치되도록 상기 몸체(110)를 지지하는 것으로, 상기 튜브(130)에 그라우팅재를 주입시키기 전에 상기 천공(10)에 삽입되어 상기 몸체(110)를 지지한다.

이때, 상기 고임목(140)은 상기 튜브(130)의 팽창에 의해 파묻히도록 상기 튜브(130) 일측의 중앙에 위치되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 튜브(130)에 의해 상기 고임목(140)을 덮어 상기 고임목(140)이 움직이는 것을 방지함과 동시에 상기 튜브(130)가 상기 천공(10) 내 기밀하게 밀착되도록 하기 위함이다.

나아가, 상기 고임목(140)은 상기 몸체(110)와 마주보는 측면에 안착공(141)이 형성된다.

상기 안착공(141)은 오목하게 형성되어 상기 몸체(110)의 둥근 외주면과 대응되어 상기 몸체(110)를 보다 안정적으로 고정시킨다.

한편, 상기 고임목(140)은 상기 천공(10) 및 몸체(110)의 직경에 따라 다양한 크기로 구비될 수 있다.

상기 에어배출호스(150)는 상기 튜브(130)가 팽창되기 전에 상기 천공(10) 내에 삽입되어 상기 튜브(130)가 팽창된 후 상기 메인주입호스(120)를 통해 상기 천공(10) 내 그라우팅재가 주입 시 상기 천공(10) 내 공기를 외부로 배출시키는 것으로, 상기 천공(10)에 삽입 시 상기 튜브(130)보다 더 내측에 삽입되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 에어배출호스(150)는 일측이 상기 천공(10) 내 상기 튜브(130)보다 더 내측으로 연장되고, 타측이 상기 천공(10)의 외측으로 연장된다.

여기서, 상기 에어배출호스(150)는 상기 천공(10) 내 공기 뿐만 아니라, 상기 에어배출호스(150)를 통해 그라우팅재가 역류하는 것을 감지하여 상기 천공(10) 내에 그라우팅재가 완전히 충전된 것을 판단할 수 있다.

이때, 상기 에어배출호스(150)는 상기 메인주입호스(120) 보다 직경이 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 메인주입호스(120)로 주입되는 그라우팅재가 상기 천공(10)의 내측에 완전히 충전되지 않고 상기 에어배출호스(150)를 통해 역류하는 것을 방지하기 위함이다.

나아가, 상기 튜브(130)의 외주면과 내주면에는 상기 메인주입호스(120) 및 에어배출호스(150)가 각각 안착될 수 있도록 유동공(132)이 형성된다.

여기서, 상기 메인주입호스(120) 및 에어배출호스(150)는 상기 유동공(132)에 의해 상기 튜브(130)의 팽창에도 유동 가능하게 구비된다.

이에 따라, 상기 메인주입호스(120)를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 메인주입호스(120) 및 에어배출호스(150)를 서서히 빼내면서 주입시킬 수 있다.

특히, 메인주입호스(120) 및 에어배출호스(150)가 상기 튜브(130)의 팽창에 의해 막히는 것을 방지할 수 있으며, 사이 유격공간을 최소화하여 상기 튜브(130)를 통해 상기 천공(10)을 보다 기밀하게 밀폐시킬 수 있다.

한편, 상기 고임목(140)은 상기 튜브(130)에 파묻혀 상기 튜브(130)에 의해 고정되어 그라우팅재와 함께 고정되는 것 뿐만 아니라, 상기 튜브(130)와 마주보는 측면이 상기 튜브(130)와 접촉되는 면적보다 더 크게 형성되어 상기 튜브(130)에 의해 뒤덮이지 않도록 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 고임목(140)은 상기 천공(10) 내 충전되는 그라우팅재에 의해 밀려 외부로 분리된다.

이때, 상기 천공(10) 중 상기 튜브(130)에 의해 밀폐된 부분에는 상기 고임목(140)이 분리되면서 형성된 공간부에 그라우팅재가 채워져 일체로 채워지게 된다.

이에 따라, 상기 튜브(130) 내에 그라우팅재가 경화된 후 상기 고임목(140)이 제거되어도 상기 몸체(110)를 그대로 고정시킬 수 있으며, 상기 고임목(140)이 제거된 위치에 그라우팅재가 채워짐에 따라 동일한 밀도로 상기 천공(10)을 충전할 수 있다.

나아가, 상기 고임목(140)에는 상기 천공(10)의 내주면과 마주보는 측면이 상기 천공(10)의 내주면과 대응되도록 볼록편(142)이 형성된다.

여기서, 상기 고임목(140)은 상기 천공(10) 내에 충전되는 그라우팅재에 의해 밀려날 시 상기 천공(10)의 내주면과 대응되도록 형성됨에 따라 마찰이 발생되지 않아 쉽게 밀려날 수 있다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소일네일장치를 이용한 시공 방법의 순서도이다.

본 실시예에 따른 소일네일장치(100)를 이용한 시공방법은, 천공형성단계(S100), 튜브결합단계(S200), 지지단계(S300), 고정단계(S400) 및 주입단계(S500)를 포함한다.

상기 천공형성단계(S100)는 사면에 본 발명의 소일네일장치(100)를 설치하기 위한 천공(10)을 형성한다.

상기 튜브결합단계(S200)는 상기 몸체(110) 및 메인주입호스(120)를 상기 천공(10)에 삽입하기 전에 상기 튜브(130)를 결합시킨다.

이때, 상기 몸체(110) 및 메인주입호스(120)는 상기 튜브(130)의 중앙에 위치되도록 결합시킨다.

상기 지지단계(S300)는 상기 튜브(130)가 결합된 몸체(110)를 상기 천공(10)에 삽입시키고, 상기 몸체(110)가 상기 천공(10) 내 중앙에 위치되도록 상기 고임목(140)을 한다.

이때, 상기 고임목(140)의 안착공(141)에 상기 몸체(110)가 안착되도록 한다.

여기서, 상기 천공(10) 내에 상기 에어배출호스(150)를 함께 삽입시킨다.

상기 고정단계(S400)는 상기 서브주입구(131)를 통해 상기 튜브(130)에 그라우팅재를 주입시켜 상기 튜브(130)를 팽창시킨다.

여기서, 상기 튜브(130)에 그라우팅재가 주입됨에 따라 상기 튜브(130)가 팽창되어 상기 천공(10)의 내주면에 밀착되며 상기 몸체(110)를 고정시킨다.

상기 주입단계(S500)는 상기 천공(10) 내 그라우팅재를 주입시켜 상기 몸체(110)를 고정시키기 위한 것으로, 상기 메인주입호스(120)를 통해 상기 천공(10) 내 그라우팅재를 주입시킨다.

이때, 상기 메인주입호스(120)는 상기 튜브(130) 내 충전된 그라우팅재가 완전히 경화된 후에 주입시킨다.

여기서, 상기 메인주입호스(120)를 통해 주입되는 그라우팅재는 상기 튜브(130)와 고임목(140)에 의해 밀폐된 상기 천공(10)의 내측에 충전된다.

또한, 상기 메인주입호스(120)를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 천공(10) 내측에 공기가 상기 에어배출호스(150)를 통해 배출된다.

또한, 상기 에어배출호스(150)는 상기 천공(10) 내측에 공기를 배출시킬 뿐만 아니라, 상기 천공(10) 내측에 그라우팅재가 완전히 충전 시 상기 에어배출호스(150)를 통해 역류됨에 따라 작업자로 하여금 완전히 충전되었다는 것을 알린다.

한편, 상기 고임목(140)은 상기 튜브(130)의 측부 면적보다 작게 형성되어 상기 튜브(130)의 팽창에 의해 파묻혀 고정되거나, 상기 튜브(130)의 측부 면적보다 크게 형성되어 상기 튜브(130)의 팽창에 의해 고정 후 상기 메인주입호스(120)에 의해 주입되는 그라우팅재에 의해 밀려 분리될 수 있다.

이때, 상기 고임목(140)이 상기 메인주입호스(120)에 의해 충전되는 그라우팅재에 의해 밀려난 경우 상기 튜브(130)에 의해 밀폐된 상기 천공(10)에는 공간부가 형성되어 그 사이에 그라우팅재가 채워진다.

이에 따라, 상기 천공(10) 내 충전되는 그라우팅재와 상기 튜브(130) 내 충전되는 그라우팅재가 서로 동일하여 보다 견고하게 경화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 소일네일장치 110: 몸체
120: 메인주입호스 130: 튜브
131: 서브주입구 132: 유동공
140: 고임목 141: 안착공
142: 볼록편 150: 에어배출호스

Claims

천공에 삽입 가능하도록 형성된 몸체;
상기 몸체와 함께 상기 천공 내부에 삽입되어 그라우팅재의 공급이 가능하도록 형성된 메인주입호스;
상기 몸체에 결합되어 상기 천공 내에 삽입되고, 내부에 충전되는 그라우팅재에 의해 팽창되어 상기 몸체를 상기 천공 내 중앙에 위치시키는 튜브;
상기 천공에 삽입된 몸체가 상기 천공의 중앙에 위치되도록 지지하며, 상기 튜브의 팽창에 의해 상기 튜브에 파묻히도록 상기 튜브 일측에 위치되는 고임목; 및
상기 메인주입호스와 함께 상기 천공 내부에 삽입되어 상기 메인주입호스를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 천공의 내부 공기를 배출시키는 에어배출호스;를 포함하는 소일네일장치
사면에 천공을 형성하는 천공형성단계;
상기 천공에 삽입되는 몸체 및 메인주입호스를 튜브 중앙에 결합시키는 튜브결합단계;
상기 몸체를 상기 천공에 삽입시키고, 상기 몸체가 상기 천공 내 중앙에 위치되도록 고임목을 설치하는 지지단계;
상기 튜브에 그라우팅재를 주입하여 팽창시키고, 팽창에 의해 상기 튜브를 상기 천공에 밀착시켜 상기 몸체를 고정시키는 고정단계; 및
상기 메인주입호스를 통해 상기 튜브에 의해 차폐된 상기 천공에 그라우팅재를 주입시키는 주입단계;를 포함하는 소일네일장치를 이용한 시공방법.
제 2항에 있어서,
상기 고정단계는,
상기 튜브가 팽창되기 전에 상기 천공 사이에 에어배출호스를 삽입시켜 상기 메인주입호스를 통해 그라우팅재 주입 시 상기 천공 내 공기가 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 소일네일장치를 이용한 시공방법.
제 2항에 있어서,
상기 주입단계는,
상기 튜브에 주입된 그라우팅재가 경화되어 상기 몸체가 고정된 후에 상기 메인주입호스를 통해 상기 천공 내 그라우팅재를 주입시키는 것을 특징으로 하는 소일네일장치를 이용한 시공방법.