KR100767469B1

KR100767469B1 - 개량형 네일링 장치 및 시공방법

Info

Publication number: KR100767469B1
Application number: KR1020060027329A
Authority: KR
Inventors: 조홍동; 안광국; 이처근
Original assignee: 조홍동
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-17
Also published as: KR20070096579A

Abstract

본 발명은 개량형 네일링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절개 사면 등에 형성된 천공에 삽입 고정되어 불안정한 사면을 보강하는 네일링 장치에 있어서, 그라우팅재 호스구멍(22)과 2개 이상의 보강재 삽입구멍(21)이 형성되어 있는 복수개의 간격재(20), 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입되는 보강재(10), 상기 간격재(20)의 그라우팅재 호스구멍(22)에 삽입되는 그라우팅재 호스(11) 및 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입된 상기 보강재(10)의 이탈을 방지하는 쐐기(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개량형 네일링 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 개량형 네일링 장치는 천공 내 보강재의 간격을 유지하기 위하여 간격재를 이용하고, 이에 따라 마찰력과 인장력이 증대된다. 또한, 상기 간격재에 상기 보강재가 다수 개 삽입되어 천공의 간격이 증대되어 비용 및 시간이 절감되는 효과가 있다.

네일링, 보강재, 간격재

Description

개량형 네일링 장치 및 시공방법 {Improving Nailing Apparatus and Method}

도 1은 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 간격재의 형상을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 콘의 형태를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치의 단면도를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치를 시공한 사면의 시공 단면도를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치가 설치된 사면 절개면을 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 보강재 11: 그라우팅재 호스

20: 간격재 21: 보강재 삽입구멍

22: 그라우팅재 호스구멍 30: 쐐기

31: 요철 32: 결합홈

40: 지압판 41: 너트

발명의 분야

발명의 배경

일반적으로 비탈면 안정보강공사에는 쏘일네일 공법이나 앵커공법이 이용되고 있다. 쏘일네일 공법은 절취사면 흙자체의 취약한 강도를 증대시키기 위하여 보강재가 갖는 인장력과 전단력을 이용하여 보강하는 공법으로 보강을 목적으로 하는 대상인 수직벽 내지 경사면에 천공을 형성하고, 상기 형성된 천공에 보강재를 삽입하고, 상기 보강재가 삽입된 천공에 그라우트를 주입하여 수직벽 내지 경사면을 보 강하는 공법이다. 상기 쏘일네일 공법에 있어서, 보강재와 시멘트로 이루어진 그라우트가 고착되어 일체화되어야 보강재로써의 역할을 충분히 하므로 보강재의 시멘트 피복 두께, 시멘트 그라우트의 배합강도, 그라우트 주입방법 등이 중요하고, 보강재의 시멘트 피복두께가 일정하게 형성되어야 하며, 시멘트로 이루어진 그라우트가 천공 내에 골고루 균일하게 주입되어야만 한다. 상기 보강재의 시멘트 피복 두께를 일정하게 하기 위하여 보강재가 천공 내에서 중앙에 위치해야만 시멘트 피복두께가 일정하게 유지되므로 천공의 중앙에 보강재가 위치할 수 있도록 하는 다수의 간격재가 보강재의 중간에 결합된다. 그러나 상기 간격재는 시공자의 임의로 제작되는 것이 일반적이므로 상기 간격재가 규격 및 재질이 일정하지 않은 합성수지 내지 고무 등을 사용한 간격재가 많아 보강재와 견고한 밀착이 힘들어 탈착이 되고, 보강재가 처지는 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한 상기 보강재와 그라우트재의 접착력이 약해 보강재가 쉽게 빠지고, 마찰력과 인장력이 적어 설계시 보강재의 시공간격을 촘촘히 해서 보강재의 개수가 많아지고, 이에 면적당 보강재의 시공개수가 많아져 공사비 또한 많이 소모되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 종래 기술의 단점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 간격재를 이용하여 콘 및 스페이서의 역할을 동시에 하고, 상기 간격재에 보강재가 다수 개 삽입되어 천공의 간격이 증대되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 주된 목적은 간격재를 포함하는 개량형 네일링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 개량형 네일링 장치를 이용하여 인발 저항 특성을 증대시키는 네일링 공법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절개 사면 등에 형성된 천공에 삽입 고정되어 불안정한 사면을 보강하는 네일링 장치에 있어서, 그라우팅재 호스구멍(22)과 2개 이상의 보강재 삽입구멍(21)이 형성되어 있는 복수개의 간격재(20), 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입되는 보강재(10), 상기 간격재(20)의 그라우팅재 호스구멍(22)에 삽입되는 그라우팅재 호스(11) 및 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입된 상기 보강재(10)의 이탈을 방지하는 쐐기(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개량형 네일링 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 간격재(20)는 상기 보강재(10)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 복수개 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 보강재 삽입구멍(21)은 다양한 직경 또는 서로 다른 직경을 갖는 보강재(10)를 고정시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 쐐기(30)는 원추형 콘 형태로, 상기 쐐기(30)의 내부면에 형성된 요철(31)을 통해 상기 보강재(10)와 결합하고, 상기 쐐기(30)의 외 부면 하측에 형성된 결합홈(32)을 통해 상기 보강재(10)가 삽입되는 보강재 삽입구멍(21)에 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 개량형 네일링 장치를 천공 내에 설치하는 단계; 그라우팅재 호스(11)를 이용하여 천공 내에 시멘트 밀크를 그라우팅하는 단계; 상기 천공 내에 그라우팅된 시멘트 밀크를 고화시킨 다음, 상기 보강재를 인장하는 단계; 및 상기 천공의 개구부에 지압판(40)을 설치하고, 너트(41)로 고정하는 단계를 포함하는 인발 저항 특성 증대를 위한 네일링 공법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1a, b 및 c는 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치는 그라우팅재 호스구멍(22)과 2개 이상의 보강재 삽입구멍(21)이 형성되어 있는 복수개의 간격재(20), 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입되는 보강재(10), 상기 간격재(20)의 그라우팅재 호스구멍(22)에 삽입되는 그라우팅재 호스(11) 및 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입되어 상기 보강재의 이탈을 방지하는 쐐기(30)로 구성되어 있다 (도 1a, 1b 및 1c).

상기 천공 내에 직경이 작은 보강재(10)가 2개 이상 삽입되고, 상기 간격재(20)는 상기 2개 이상의 보강재(10)를 일정 간격으로 유지함과 동시에 천공 내에서 위치를 고정할 수 있다. 상기 천공 내에 직경이 작은 보강재(10)를 다수 개 삽입하면, 부착면이 넓어지고, 이에 따라 인발 저항이 증대되어 천공 간의 간격이 증대되 며, 이에 보강재의 사용량이 적어져 비용 및 시간이 절감되는 효과가 있다. 또한, 상기 개량형 네일링 장치는 동일 보강량으로 보강재와 그라우팅재 사이의 부착면을 증가시켜 부착강도를 증진시키는 역학적 우수성이 뛰어나며, 상기 간격재와 인발저항을 위한 장치가 별도로 필요하지 않아 부품에 대한 손실률을 저감시키며, 공정을 단순화시킬 수 있다.

상기 보강재 삽입구멍(21)은 다양한 직경 또는 서로 다른 직경을 갖는 보강재(10)를 고정시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 보강재(10)의 직경은 13㎜ ~ 32㎜인 것이 바람직하며, 고강도 철근, 이형 철근, 고장력 철근, 강봉 등을 이용할 수 있다.

보강재의 단면적을 A_b, 보강재의 항복능력을 f_y _, 보강재의 직경을 d_b, 정착길이를 l_d로 하기의 수학식을 이용하여 평균부착응력(u)을 산출한다. 산출식은 아래의 [수학식 1]과 같다.

하기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 32㎜ 직경의 보강재(10)를 천공 내에 하나 삽입하는 것과 비교하여 16㎜ 직경의 보강재(10)를 천공 내에 다수 개 삽입하는 것 은 부착 응력이 200% 이상 증가함을 알 수 있었다.

D32mm 철근을 기준으로 한 보강재

호칭	D32	D25	D22	D19	D16	D13
단면적( cm ² )	7.942	5.067	3.871	2.865	1.986	1.267
개수	1	3	4	5	5	6
(조합)		D25(1)D13(2)	D22(1)D13(3)	D19(1)D13(4)	D16(1)D13(5)	D13(6)
총단면적	7.942	7.60	7.67	7.93	7.05	7.60
부착응력	13.91	22.23	26.83	30.58	29.18	33.34
증가율(%)	100	159.78	189.66	219.85	209.79	239.67

도 2는 본 발명에 따른 간격재(20)의 형상을 도시한 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 간격재(20)는 원판 형태로 그라우팅재 호스구멍(22)과 2개 이상의 보강재 삽입구멍(21)이 형성되어 있으며, 상기 보강재 삽입구멍(21)에 2개 이상의 보강재가 삽입되고, 상기 그라우팅재 호스구멍(22)에 그라우팅재 호스(11)가 삽입된다.

상기 보강재 삽입구멍(21)은 보강재(10)의 직경을 고려하여 미리 사용하고 있는 보강재(10)의 최대 크기로 설정하여 간격재(20)를 제작하는 것이 바람직하며, 이때 상기 삽입구멍(21)은 통상 사용되고 있는 보강재(10)의 최대 직경보다 크게 설정되어 있기 때문에 다양한 규격의 보강재(10)를 사용하게 된다.

상기 간격재(20)는 상기 보강재(10)의 위치를 고정시키고, 상기 천공 사이에 정확한 위치를 잡을 수 있도록 하며, 이는 인장 또는 인발에 저항하는 역학적 역할도 동시에 할 수 있다. 즉, 기존의 간격재 역할과 동시에 인장 또는 인발에 저항하는 장치를 결합한 장치이다. 상기 간격재(20)의 재질로는 부식이 되지 않고, 압축강도가 철근의 3 ~ 4배 이상이고, 경량인 고강도 FRP 외에 내부식성이 강한 재료가 사용될 수 있다. 상기 간격재(20)는 보강재 부식, 중량의 무거움, 부품의 복잡성 및 손실률, 조립 공정의 복잡성, 시공속도 등을 개선하고, 보강재(20)의 개수에 따라 위치 및 형상을 조정할 수 있다.

상기 간격재(20)는 상기 보강재(10)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 복수개 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 간격재(20)는 원형 이외에 다양한 형태로 이루어지며, 상기 간격재의 두께도 다양하게 할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. (도 2a 및 2b)

도 3은 본 발명에 따른 쐐기(30)의 형태를 도시한 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 쐐기(30)는 원추형 콘 형태로, 상기 쐐기(30)의 내부면에 형성된 요철(31)을 통해 상기 보강재(10)와 결합하고, 상기 쐐기(30)의 외부면 하측에 형성된 결합홈(32)을 통해 상기 보강재(10)가 삽입되는 보강재 삽입구멍(21)에 체결된다. 상기 쐐기(30) 내부면의 요철(31)을 통해 크기가 다른 보강재에 모두 사용될 수 있으며, 상기 쐐기(30)의 외부면 하측에 형성된 결합홈(32)을 통해 상기 보강재(10)가 삽입되는 보강재 삽입구멍(21)에 체결되어 상기 보강재의 이탈을 방지한다.

도 5는 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치를 시공한 사면의 시공 단면도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치가 설치된 사면 절개면을 도시한 것으로, 보강을 목적으로 하는 수직벽 내지 경사면에 천공 장비 등을 이용하여 천공을 하고, 상기 천공에 다수개의 보강재가 삽입되고, 상기 삽입된 보강재의 간격을 유지하기 위하여 간격재가 설치된다. 상기 간격재는 상기 보강재의 길이방향을 따라 소정 간격으로 복수개 설치된다. 천공내에 상기 개량형 네일링 장치를 설치하고, 그라우팅재 호스를 이용하여 시멘트 밀크를 그라우팅한다. 상기 천공 내에 그라우팅된 시멘트 밀크 주입시, 상기 간격재는 상기 천공과의 이격을 줄여 천공 내에 내부압력을 발생시키는 충진팩커와 같은 역할을 하며, 천공 내에 시멘트 밀크가 완벽하게 충진되도록 한다. 상기 천공에 시멘트 밀크가 고화되면, 상기 보강재를 인장하고, 천공의 개구부에 지압판을 설치하고, 너트로 고정하여 수직벽 내지 경사면을 보강하기 위한 보강재의 시공이 이루어져 인발 저항 특성이 증대된다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 콘 및 스페이서의 역할을 동시에 하는 간격재를 구비하는 개량형 네일링 장치를 제공하는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 개량형 네일링 장치는 동일 단면적에 여러개의 보강재를 사용하여 부착력이 증진되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 간격재는 천공 내에서 보강재의 위치를 고정시키고, 천공 사이에 정확한 위치를 잡을 수 있도록 천공 내 보강재의 간격을 유지하고, 그라우팅재와의 마찰 및 부착면적을 증가시켜 인장 저항효과가 있으며, 이에 따라 공사 지층에 제약이 없어져 견고한 산사태 방지 및 비탈면 붕괴방지공사를 실시할 수 있다. 또한, 상기 간격재는 내부식성 재료를 이용하여 부식에 대한 저항성이 뛰어나고, 상기 간격재 내의 구멍에 쐐기를 이용하여 손쉽게 조립하여 사용할 수 있으며, 상기 간격재에 보강재가 다수 개 삽입되어 천공간의 간격이 증대되어 공정이 단순화되고, 비용 및 시간이 절감되는 경제적인 효과가 있다.

Claims

절개 사면 등에 형성된 천공에 삽입 고정되어 불안정한 사면을 보강하는 네일링 장치에 있어서,

그라우팅재 호스구멍(22)과 2개 이상의 보강재 삽입구멍(21)이 형성되어 있는 복수개의 간격재(20), 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입되는 다양한 직경 또는 서로 다른 직경을 갖는 보강재(10), 상기 간격재(20)의 그라우팅재 호스구멍(22)에 삽입되는 그라우팅재 호스(11) 및 상기 간격재(20)의 보강재 삽입구멍(21)에 삽입된 상기 보강재(10)의 이탈을 방지하는 원추형 콘 형태의 쐐기(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 개량형 네일링 장치.
제1항에 있어서, 상기 간격재(20)는 상기 보강재(10)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 개량형 네일링 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 쐐기(30)는 내부면에 형성된 요철(31)을 통해 상기 보강재(10)와 결합하고, 상기 쐐기(30)의 외부면 하측에 형성된 결합홈(32)을 통해 상기 보강재(10)가 삽입되는 보강재 삽입구멍(21)에 체결되는 것을 특징으로 하는 개량형 네일링 장치.
다음의 단계를 포함하는 인발 저항 특성 증대를 위한 네일링 장치의 시공방법:

제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 개량형 네일링 장치를 천공 내에 설치하는 단계;

그라우팅재 호스(11)를 이용하여 천공 내에 시멘트 밀크를 그라우팅하는 단계;

상기 천공 내에 그라우팅된 시멘트 밀크를 고화시킨 다음, 보강재를 인장하는 단계; 및

상기 천공의 개구부에 지압판(40)을 설치하고, 너트(41)로 고정하는 단계.