KR100608502B1 - 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링구조체 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체시공방법은, 측량을 하여 천공할 위치와 각도를 측정할 수 있도록 도로의 절토사면의 하단부에 규준틀을 설치하고, 앵커링용 구멍을 계획심도까지 천공하는 단계; 몸체의 일단에서 타단쪽으로 일정 영역까지 주입재의 토출을 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 강관의 상기 주입재 토출용 구멍이 형성되어 있는 부분을 팩 속에 넣은 후 팩의 입구를 밀봉하는 단계; 팩이 설치된 강관의 팩설치 부분을 절토사면의 천공홀 속에 삽입하고 천공홀 입구 주변부에 모르타르를 바르는 단계; 강관의 노출된 타단부와 상기 강관에 설치되어 있는 팩 사이의 천공홀 내부 공간에 소정의 주입재를 자연압으로 정압 주입(1차 주입)하는 단계; 1차 주입에 따른 주입재의 고결 후, 상기 강관의 노출 단부를 통해 상기 강관의 단부에 설치되어 있는 팩 내부에 소정의 압력으로 주입재를 주입(2차 주입)하는 단계; 및 2차 주입에 따른 주입재가 고결된 후, 강관의 주입구 주변부를 면정리하여 마무리하는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 앵커로 강관을 사용하되, 강관의 단부에 설치된 토목섬유 재질의 우지스 팩에 우지스 그라우트재를 주입하여 지중에 확실한 구근을 형성함으로써 견고한 정착장을 만들어 절토사면의 강도를 유지하고 사면을 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 및 이의 시공방법{Method for constructing anchors to the slope of a road using steel pipe and pack}

도 1은 본 발명에 따른 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체의 시공방법에 따라 절토사면에 앵커가 시공된 상태를 개략적으로 보여주는도면.

도 2는 도 1에서의 앵커 주변부에 대한 부분 발췌 상세도.

도 3은 도 2에서의 강관 주입구에 체결된 캡너트의 내부 구조를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...도로 110...절토사면

110h...천공홀 120...강관

120h...주입재 토출공 122...소켓

124...밴드 125...별도의 팩

126...스페이서 130...팩(WGS pack)

140...시멘트 모르타르 142...철판

144...캡 너트 146...주입호스

148...압력게이지

본 발명은 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체의 시공방법에 관한 것으로서, 특히 스틸 바(steel bar)를 앵커로 사용하는 대신에 강관(steel pipe)을 사용하되, 강관의 단부에 설치된 토목섬유 재질의 우지스 팩(WGS pack)에 우지스 그라우트재를 주입하여 지중에 확실한 구근을 형성함으로써 견고한 정착장을 만들어 절토사면의 강도를 유지하고 사면을 안정화시킬 수 있는, 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도로의 신설을 위해 산허리를 절개함에 따라 생성된 절토사면이 나, 기존 도로의 일측 혹은 양측에 존재하는 경사면에서는 하절기의 집중호우나 홍수, 그리고 동절기를 지나 해빙기에 이를 때 경사면의 지반이 취약해져 낙반이나 산사태 등과 같은 경사면의 붕괴사태가 자주 발생한다. 따라서, 이에 대응하기 위해 경사면의 지반을 보강하게 되는데, 통상 스틸 바(steel bar)를 이용한 앵커 공법이 사용된다. 그런데, 종래의 스틸 바를 이용한 앵커 공법은 확실한 구근을 형성하기 어렵고, 또한 지하수의 유속에 의해 주입재료의 유실 및 이탈 등이 발생하여 경사면의 강도를 지속적으로 안정되게 유지하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 강관과 팩을 이용하여 지중에 확실한 구근을 형성함으로써 견고한 정착장을 만들어 절토사면의 강도를 유지하고 사면을 안정화시킬 수 있는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법은, 도로의 신설 등에 따라 형성된 절토사면의 안정화를 위해 그 절토사면에 앵커링하는 공법에 있어서,

(a) 측량을 하여 천공할 위치와 각도를 측정할 수 있도록 상기 절토사면의 하단부에 규준틀을 설치하고, 앵커링용 구멍을 계획심도까지 천공하는 단계;

(b) 몸체의 일단에서 타단쪽으로 일정 영역까지 주입재의 토출을 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 강관의 상기 주입재 토출용 구멍이 형성되어 있는 부분을 팩 속에 넣은 후 팩의 입구를 밀봉하는 단계;

(c) 상기 팩이 설치된 강관의 팩설치 부분을 상기 단계 (a)에서 천공한 절토사면의 천공홀 속에 삽입하고 천공홀 입구 주변부에 모르타르를 바르는 단계;

(d) 상기 강관의 노출된 타단부와 상기 강관에 설치되어 있는 팩 사이의 천 공홀 내부 공간에 소정의 주입재를 자연압으로 정압 주입(1차 주입)하는 단계;

(e) 상기 1차 주입에 따른 주입재의 고결 후, 상기 강관의 노출 단부를 통해 상기 강관의 단부에 설치되어 있는 팩 내부에 소정의 압력으로 주입재를 주입(2차 주입)하는 단계; 및

(f) 상기 2차 주입에 따른 주입재가 고결된 후, 강관의 주입구 주변부를 면정리하여 마무리하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법에 따라 절토사면에 앵커를 시공하는 개요를 나타낸 것으로서, 도 1은 절토사면에 본 발명의 시공방법에 의한 PS-Anchor가 시공된 전체 개요를 보여주는 도면이고, 도 2는 앵커주변부에 대한 부분 발췌 상세도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법(일명 PS(Pack Steel Pipe) Anchor 공법이라 함)은, 도로 (101)의 신설 등에 따라 형성된 절토사면(110)의 안정화를 위해 그 절토사면(110)에 앵커링하는 공법에 있어서, 먼저 측량을 하여 천공할 위치와 각도를 측정할 수 있도록 상기 절토사면(110)의 하단부에 규준틀(미도시)을 설치하고, 앵커링을 위한 천공홀(hole)(110h)을 계획심도까지 천공한다. 이때, 크롤러 드릴(crawler drill) 등을 사용하여 계획심도까지 정확하게 천공한다. 그리고, 바람직하게는 천공홀 (110h) 내벽면의 보다 안정된 지지를 위해 천공홀(110h) 내부의 수개소에 스페이서 (spacer)(126)를 더 설치한다.

절토사면(110)에의 앵커링용 천공홀의 천공 작업이 완료되면, 몸체의 일단에서 타단쪽으로 일정 영역까지 주입재의 토출을 위한 다수의 주입재 토출공(120h)이 형성되어 있는 강관(120)의 그 주입재 토출공(120h)이 형성되어 있는 부분을 팩 (130) 속에 넣은 후 팩(130)의 입구를 밀봉한다. 여기서, 상기 강관(120)으로는 바람직하게는 직경 50mm의 강관에 직경 3mm인 다수의 구멍을 강관 몸체의 일정 영역에 뚫어 제작한 기성제품인 우지스 파이프(WGS pipe)를 사용한다. 이 우지스 파이프는 필요에 따라 그 전체 길이를 적절히 조정할 수 있도록 1m, 2m 등으로 규격화된 단위 파이프 제품으로 파이프의 양단에는 나사산이 형성되어 있어 그곳에 소켓(122)을 체결함으로써 파이프 상호 간을 쉽게 연결하거나, 기타 일측 단부에 특정 너트 부재를 체결함으로써 그 단부를 원하는 형태로 마무리 혹은 처리할 수 있다. 또한, 상기 팩(130)으로는 바람직하게는 토목섬유 소재로 제작된 우지스사의 기성 제품인 우지스 팩(WGS Pack)을 사용한다. 특히, 팩(130)의 입구를 강관(120)에 밀봉시킴에 있어서, 10kgf/㎠ 이상의 압력에도 누출되지 않도록 강력접착제(예를 들면, 우지스사의 WGS-100P)를 바른 다음 밴드(124)로 봉합하여 밀봉시킨다.

이렇게 하여, 강관(120)과 팩(130)의 조립이 완료되면, 그 팩(130)이 설치된 강관(120)의 팩설치 부분을 상기 절토사면(110)에 천공해 놓은 천공홀(110h) 속에 삽입하고, 천공홀(110h) 입구 주변의 경사 법면에 시멘트 모르타르(140)를 바른다.
천공홀(110h) 입구의 모르타르 바름작업이 완료되면, 강관(120)의 주입구와 상기 강관에 설치 되어 있는 팩(130, 125)사이의 천공홀 내부공간에 소정의 주입재를 자연압으로 정압주입(1차 주입)한다.
이렇게 하면, [도 2]의 별도의 팩(125)과 팩(130)이 설치된 이외의 공간부인 강관의 주입구 부분과 별도의 팩(125) 및 팩(130)이 천공홀(110h) 내에 삽입되어 천공홀(110h)과 별도의 팩(125) 및 팩(130)과의 사이 부분에 주입재를 부어 넣어(이렇게 하는 것을 압력이 도입되지 않은 정압상태라 함) 자연적으로 중력에 의하여 천공홀(110h)과 별도의 팩(125) 및 팩(130)과의 사이의 공간내에 흘러들어가 충전되도록 하면서 강관의 주입부(팩이 설치되지 않은 부분)에도 충전되도록 하여 고결시킨 다음(1차 주입),
다음 단계로 강관의 노출단부를 통해 상기 강관의 단부에 설치되어 있는 팩(130)내부에 소정의 압력으로 주입재를 주입(2차 주입)하여 팩(130)이 부풀어 지게 하여 구근을 형성하도록 한다.
상기와 같이 소정의 압력으로 팩(130)에 2차 주입하면 팩(130)이 팽창하여 1차적으로 팩(130, 125)과 천공홀(110h)의 면 사이에 주입재를 흘려 넣어 고결된 주입재에 틈이 없이 밀착되면서, 고결되어 구근을 형성하게 될 때 보다 강한 지지력을 발휘하도록 하게 하는 것이다.
상기와 같이 강관의 주입구 부분과 천공홀(110h)의 면과 별도의 팩(125)과 팩(130)이 설치된 사이에 주입재를 흘려 넣어 고결시킨 다음 보다 강하고, 효율적으로 강관의 단부에 설치된 팩(130)내부에 주입재를 주입하기 위하여,
팩(130)내부에 주입재를 압력 주입하기 전에 [도 2]의 별도의 팩(125)에 주입재를 압력주입하여 강관의 단부에 설치된 팩(130)의 주입구에서 강관(120)과 팩(130)사이를 보다 강하게 밀봉하는 마개역할을 하도록 한 후에 팩(130) 내부에는 별도로 강관을 통하여 주입재를 압력주입하도록 한 것입니다.
다시말해, 1차적으로 팩(130)내부에 주입재를 주입하는 것이 아니라, 강관의 주입구부분과 팩(130, 125)과 천공홀(110h)과의 틈을 메꾸도록 하기 위하여 1차적으로 주입재에 압력을 주지 않고 자연적으로 부어 중력에 의하여 팩(130, 125)과 천공홀(110h)의 틈사이에 메꿔지도록 한 다음 고결시키고,
그 다음으로 강관의 단부에 설치된 팩(130)내부에 주입재를 압력주입하도록 하여 팩(130)이 팽팽하게 부풀어져 1차 주입시 팩(130,125)과 천공홀(110h)사이의 틈에 채워져 고결된 주입재와 다시 밀착되도록 하면서 구근을 형성하도록 하여 지지력이 증강되도록 한 것입니다.

또한, 이때 주입되는 주입재로는 바람직하게는 무기질 재료와 혼화재를 혼합한 그라우트재(예를 들면, WGS-100S:우지스사의 그라우트재 제품명임)를 사용한다.

상기 1차 주입에 의한 주입재의 고결 후, 상기 강관(120)의 노출 단부(이때, 이 노출단부는 주입재의 주입을 위한 주입구 역할을 함)를 통해 상기 강관(120)의 단부에 설치되어 있는 팩(130) 내부에 소정의 압력으로 주입재를 주입(2차 주입)한다. 이때, 주입재로는 위의 1차 주입때와 동일하게 무기질 재료와 혼화재를 혼합한 그라우트재(WGS-100S)를 사용하고, 주입 압력은 5∼10kgf/㎠의 압력으로 정압 주입한다. 이와 같은 주입에 의해 팩(130)으로부터는 주입재의 밀크가 배어나오고, 그 밀크는 주위의 절리층으로 침투하여 고결되어 한 덩어리가 된다. 이에 의해 지반은 한층 강도가 높아지게 된다.

이렇게 하여 2차 주입까지 완료되면, 그 2차 주입에 따른 주입재가 고결된 후, 강관(120)의 주입구 주변부를 면정리하여 작업을 마무리한다. 즉, 상기 시멘트 모르타르(140) 외면부에 철판(142)을 설치하고, 도 3에 도시된 바와 같이 캡형상으로서 내측 외주면에 나사산(150)이 형성되고 상기 캡면에 주입호스를 삽입할 수 있는 삽입구(149)가 천공되어 있는 구조로서, 상기 캡을 사면부에 노출된 강관의 단 부에 캡 너트(Cap nut)(144)를 나사체결하고 캡부에 형성된 삽입구에 주입호스를 삽입함으로써 강관(120)의 주입구 주변부를 견고하게 고정시키게 된다. 도 2에서 참조번호 146은 모르타르 펌프와 강관의 주입구를 연결해주는 주입호스를, 148은 주입되는 주입재의 압력을 측정하기 위한 압력게이지를 각각 나타낸다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법은 스틸 바(steel bar)를 앵커로 사용하는 대신에 강관 (steel pipe)을 사용하되, 강관의 단부에 설치된 토목섬유 재질의 우지스 팩(WGS pack)에 우지스 그라우트재를 주입하여 지중에 확실한 구근을 형성함으로써 견고한 정착장을 만들어 절토사면의 강도를 유지하고 사면을 안정화시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 시공이 간편하고 수입품이 아닌 국산 그라우팅재를 사용함으로써 경제적인 시공이 가능하다.

Claims (10)

1. 도로의 신설 등에 따라 형성된 절토사면의 안정화를 위해 그 절토사면에 앵커링하기 위하여 형성하는 앵커링 구조체에 있어서,

   상기 절토사면의 하단부에 규준틀을 설치하고, 앵커링용 구멍을 계획심도까지 천공하고, 몸체의 일단에서 타단쪽으로 일정 영역까지 주입재의 토출을 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 강관의 상기 주입재 토출용 구멍이 형성되어 있는 부분을 팩 속에 넣은 후 팩의 입구를 밀봉한 후에, 상기 절토사면에 천공된 천공홀 속에 상기 팩이설치된 강관을 삽입하고 천공홀 입구 주변부에 모르타르를 바르고, 상기 강관의 노출된 타단부와 상기 강관에 설치되어 있는 팩 사이의 천공홀 내부 공간에 소정의 주입재를 자연압으로 1차로 정압 주입한 다음, 상기 1차 주입에 따른 주입재의 고결 후, 상기 강관의 노출 단부를 통해 상기 강관의 단부에 설치되어 있는 팩 내부에 소정의 압력으로 주입재를 2차로 주입을 완료한 후에 상기 2차 주입에 따른 주입재가 고결된 후, 강관의 주입구 주변부를 면정리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 1,2차 주입에 사용되는 주입재는 무기질 재료와 혼화재를 혼합한 그라우트재(예를 들면, WGS-100S:우지스사의 그라우트재 제품명임)인 것을 특징으로 하 는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 2차 주입후 강관의 주입구 주변부를 면정리하는 것은 시멘트 모르타르 외면부에 철판을 설치하고, 캡형상으로서 내측 외주면에 나사산이 형성되고 상기 캡면에 주입호스를 삽입할 수 있는 삽입구가 천공되어 있는 캡 너트를 체결하여 면정리하는 것에 특징이 있는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 2차 주입의 주입 압력은 5∼10kgf/㎠의 압력으로 정압 주입하는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체.
5. 도로의 신설 등에 따라 형성된 절토사면의 안정화를 위해 그 절토사면에 앵커링하는 공법에 있어서,

   (a) 측량을 하여 천공할 위치와 각도를 측정할 수 있도록 상기 절토사면의 하단부에 규준틀을 설치하고, 앵커링용 구멍을 계획심도까지 천공하는 단계;

   (b) 몸체의 일단에서 타단쪽으로 일정 영역까지 주입재의 토출을 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 강관의 상기 주입재 토출용 구멍이 형성되어 있는 부분을 팩 속에 넣은 후 팩의 입구를 밀봉하는 단계;

   (c) 상기 팩이 설치된 강관의 팩설치 부분을 상기 단계 (a)에서 천공한 절토사면의 천공홀 속에 삽입하고 천공홀 입구 주변부에 모르타르를 바르는 단계;

   (d) 상기 강관의 노출된 타단부와 상기 강관에 설치되어 있는 팩 사이의 천공홀 내부 공간에 소정의 주입재를 자연압으로 정압 주입(1차 주입)하는 단계;

   (e) 상기 1차 주입에 따른 주입재의 고결 후, 상기 강관의 노출 단부를 통해 상기 강관의 단부에 설치되어 있는 팩 내부에 소정의 압력으로 주입재를 주입(2차 주입)하는 단계; 및

   (f) 상기 2차 주입에 따른 주입재가 고결된 후, 강관의 주입구 주변부를 면정리하여 마무리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 단계(a)에서의 계획심도까지의 천공작업 후, 천공홀 내벽면의 보다 안정된 지지를 위해 천공홀 내부의 수개소에 스페이서를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 단계(b)에서의 상기 강관으로는 직경 50mm의 강관에 직경 3mm의 다수의 주입재 토출용 구멍이 몸체의 일정 영역에 형성되어 있고, 그 양단에는 나사산이 형성되어 있는 강관을 사용하는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 단계(d)에서의 주입재의 1차 주입을 실시하기 전에, 상기 팩의 밴드에 의한 밀봉부위 주변에 별도의 팩을 이용한 주입재의 주입을 먼저 시행하여 주입재가 고결된 후, 그 별도의 팩 후방의 천공홀 내부 공간에의 주입재의 주입을 실시하는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 단계(e)에서의 주입재의 2차 주입에 있어서, 주입 압력은 5∼10kgf/㎠의 압력으로 정압 주입하는 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법.
10. 제 5항에 있어서,

    상기 단계 (d) 및 (e)에서의 1,2차 주입에 사용되는 주입재는 무기질 재료와 혼화재를 혼합한 그라우트재(예를 들면, WGS-100S:우지스사의 그라우트재 제품명임)인 것을 특징으로 하는 강관과 팩을 이용한 절토사면의 안정을 위한 앵커링 구조체 시공방법.

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