KR102029329B1

KR102029329B1 - 선단확장 지반보강장치 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR102029329B1
Application number: KR1020190060544A
Authority: KR
Inventors: 강경호; 박유린
Original assignee: 강경호; 박유린; 기찬토건(주)
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2019-10-07

Abstract

본 발명은, 지반을 천공한 천공홀(H)에 삽입, 고정하는 지반보강장치에 있어서, 급결제팩(40); 내부에 상기 급결제팩(40)을 수용하는 쐐기체(20); 상기 쐐기체(20)를 둘러싸는 분할지압체(10)를 포함하는 선단확장 지반보강장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

Description

선단확장 지반보강장치 및 이를 이용한 시공방법{End expansion type ground reinforcing apparatus and construction method using the apparatus}

본 발명은, 지반보강장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인장재를 삽입하고 당김으로써 선단부가 확장되어 확대구체를 형성하게 되는 지반보강장치와 이러한 지반보강장치를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

도로를 건설할 때 사면을 안정시킬 때, 터널 굴착면을 지지할 때, 굴착면, 사면, 절개지 등을 지지하고자 할 때, 지반이나 사면의 붕괴를 방지하기 위해 지반보강공사를 실시하게 된다.

일반적으로 사용하는 지반보강공법으로, 지반 속으로 천공홀을 천공하고, 천공홀 속으로 앵커, 네일, 락볼트 등을 삽입하고, 천공홀의 공간 속으로 그라우팅을 실시하여, 그라우트와 지반과의 주면마찰력 및 보강재의 인장력, 전단력 등에 의해 지반을 지지하는 방법을 사용한다.

종래의 지반보강장치와 지반보강방법을 다음과 같은 문제점들이 있었다.

첫째, 지반이 연약하고 용출수가 많은 지반의 경우, 천공홀 속으로 그라우팅을 하더라도 그라우트재의 품질이 떨어져 충분한 강도와 주면마찰력을 얻기 어려웠다.

둘째, 앵커체의 선단을 확장하여 천공홀 내부에 고정하는 방식을 개발하였으나, 고정장치가 복잡하여 제작과 조립에 시간과 비용이 많이 소요되었다.

셋째, 인장재를 회전시켜 정착하는 방식의 경우, 인장재에 비틀림 변형이 발생하게 되어 강성이 줄어드는 문제가 발생하는 경우가 있었다.

특허문헌 0001은, 전단에 정착헤드(111)를 형성한 메인네일(110), 상기 메인네일(110)의 외주연에 결합하여 탄성에 의해 아암부재(123)를 확개하는 간격조정지지구(120), 상기 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)를 가압하는 메인스프링(130), 상기 간격조정지지구(120)의 아암부재(123)를 자제시키는 안전지지구(150), 상기 안전지지구(150)을 가이드하여 탄력 설치하는 보강지지캡(140) 및 상기 보강지지캡(140)이나 간격조정지지구(120)을 상호 결합하는 보조네일(160)로 구성한 것을 특징으로 하는 다용도 네일링 앵커에 관한 것이고, 특허문헌 0002는, 앵커구조체 최단부에 형성되는 덮개(10); 덮개(10) 내부에서 하기 인장재관통구(66)와 결합되며 탄성체(30)를 수용하는 탄성체지지부(20); 탄성체지지부(20)의 상단에 결합되며 중앙에 인장재밀착구(44)가 형성되는 회전력전달부재(40); 인장재(90)를 고정하는 웨지(50); 덮개(10)와 결합되며 웨지(50)를 수용하는 인장재관통구(66)가 형성된 앵커헤드(60)를 포함하고, 인장재관통구(66)의 하단내주면에 형성된 나사부(62)와, 탄성체지지부(20)의 상단외주면에 이와 대응도록 형성된 나사부(26)에 의해 탄성체지지부(20)가 인장재관통구(66)에 나사결합됨으로써, 인장재(90)를 회전시켜 회전력전달부재(40)가 회전하면, 함께 회전하는 탄성체지지부(20)가 인장재관통구(66)로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 인장재 제거 가능한 지반 고정 부재에 관한 것인데, 특허문헌 0001, 0002 역시 위와 같은 문제를 충분하게 해결하지 못하였다.

따라서 인장재의 정착이 불리한 지반에서 신속한 시간 내에 인장재를 정착시킬 수 있고, 간편하게 조립 및 시공할 수 있으면서 우수한 지지력을 확보할 수 있는 지반보강장치와 지반보강방법의 개발이 필요하였다.

한국특허공보 10-1175112호 한국특허공보 10-1683455호

위와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위해, 본 발명은, 간편하게 조립 및 시공할 수 있으면서 우수한 지지력을 발휘하는 지반보강장치와 지반보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 충분한 인장력을 기대하기 어려운 지반에 쉽게 설치할 수 있는 지반보강장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서는, 지반을 천공한 천공홀(H)에 삽입, 고정하는 지반보강장치에 있어서, 급결제팩(40); 내부에 상기 급결제팩(40)을 수용하는 쐐기체(20); 상기 쐐기체(20)를 둘러싸는 분할지압체(10)를 포함하는 선단확장 지반보강장치을 제공한다.

상기 분할지압체(10)는, 제1분할체(101)와 제2분할체(102)로 이루어지고, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)는 몸체부(11)와 선단부(12)를 포함하며, 상기 몸체부(11)와 선단부(12)가 연결되는 부분의 내면에는 돌출부(111)가 구비되고, 상기 몸체부(11)에는 통공(113)이 형성되고, 상기 지반보강장치는 인장재(50)를 더 포함하되, 상기 인장재(50)는 쐐기체(20)의 체결공(21)에 나사결합하며, 상기 쐐기체(20)의 체결공(21)이 형성된 반대쪽 끝에는 상기 돌출부(111)와 맞물림되는 단턱부(23)가 구비되고, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 선단부(12)의 내측이 반원형으로 형성되어 있어, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 선단부 사이에 선단핀부재(30)가 끼워지고, 상기 지반보강장치를 천공홀(H)의 바닥에 대고 밀면, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 분리되면서 상기 선단핀부재(30)가 상기 급결제팩(40)을 터뜨려 급결제가 확산되고, 지반보강장치를 천공홀(H)의 입구쪽으로 당기면 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 바깥쪽으로 이동하면서 확대구체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 선단핀부재(30)는, 중심부(31), 두부(32), 핀(330, 걸림부(34)를 포함하고, 상기 두부(32)의 아래쪽 테두리를 따라 제1경사면(321)이 구비되며, 상기 선단부(12)의 내측끝의 상부에는 제2경사면(121)이 구비되어, 상기 지반보강장치를 천공홀(H)의 바닥에 대고 밀 때, 상기 제1경사면(321)과 제2경사면(121)이 슬라이딩되면서, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 서로 분리되고, 선단핀부재(30)가 상기 급결제팩(40)쪽으로 이동하여 상기 선단핀부재(30)가 상기 급결제팩(40)을 터뜨리게 된다.

상기 인장재(50)에는, 지지구(51)과 너트(52)가 체결되고, 상기 지지구(51)은 상부로 갈수록 외부단면이 작아지도록 형성되며, 상기 몸체부(11)의 하단 내부에는 제3경사면(112)이 구비되어, 상기 지반보강장치를 천공홀(H)의 바닥에 대고 밀 때, 상기 지지구(51)이 상기 제3경사면(112)을 밀게 되어 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 서로 분리되는 것을 도와주는 것을 특징으로 한다.

상기 천공홀의 길이방향을 따라 상기 인장재(50)와 나란히 구비되어 그라우트재를 주입하는 주입호스(71); 상기 천공홀의 길이방향을 따라 상기 인장재(50)와 나란히 구비되어 물과 이물질을 배출시키는 배출호스(72); 상기 인장재(50), 주입호스(71) 및 배출호스(72)가 관통되도록 구비되는 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62); 상기 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62)를 둘러싸고, 체결구(63)에 의해 체결되는 패커(60); 상기 배출호스(72)의 선단에 구비되는 배출필터(721)를 더 포함하고, 상기 주입호스(71) 중 패커(60) 내부에 위치하는 부분에는 충전홀(711)이 형성되어 있으며, 상기 패커(60)와 상기 분할지압체(10)의 사이 위치의 인장재(50)에는 스페이서(80)가 구비되어 있고, 상기 제1스펀지필터(61)의 외측 하부에 위치하는 주입호스(71)에는 가압핀(712)이 체결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1분할체(101)에는, 제1체결돌기(1011) 및 제2체결돌기(1012)가 구비되고, 상기 제2분할체(102)에는, 제1체결홈(1021) 및 제2체결홈(1022)이 구비된다.

본 발명에서는, a) 지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하는 단계; b) 상기 천공홀(H) 속으로 지반보강장치를 삽입하여 급결제팩을 터뜨리는 단계; c) 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하는 단계; d) 상기 천공홀(H) 내부를 그라우팅하는 단계; e) 상기 인장재(50)를 재긴장하여 정착장치에 정착시키는 단계를 포함하는 지반보강방법을 제공한다.

또한 본 발명에서는, 가) 지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하는 단계; 나) 상기 천공홀(H) 속으로 지반보강장치를 삽입하여 급결제팩을 터뜨리는 단계; 다) 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하는 단계; 라) 상기 주입호스(71)를 통해 그라우트재를 공급하여 패커(60)를 충전시키는 단계; 마) 상기 배출호스(72)를 통해 물과 이물질을 배출시키면서 천공홀(H) 내부를 그라우팅하는 단계; 바) 상기 인장재(50)를 재긴장하여 정착장치에 정착시키는 단계를 포함하는 지반보강방법을 제공한다.

아울러 본 발명에서는, A) 사면에 천공홀(H)을 형성하는 단계; B) 상기 천공홀(H) 속으로 지반보강장치를 삽입하여 급결제팩을 터뜨리는 단계; C) 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하는 단계; D) 상기 천공홀(H) 내부를 그라우팅하는 단계; E) 블록(200)을 적층하는 단계; F) 상기 인장재(50)를 재긴장하여 블록에 정착시키는 단계를 포함하는 옹벽시공방법을 제공한다.

상기 블록(200)은, 인장재삽입공(211)이 형성되는 전면부(210); 상기 전면부(210)의 양측 끝에서 일정거리 이격된 위치에서 후면쪽으로 형성되는 2개의 측면부(220); 상기 측면부(220)의 끝에서 양측 바깥쪽으로 형성되는 2개의 후면부(230)를 포함하고, 상기 블록(200)을 수평으로 연결해서 설치했을 때, 상기 전면부(210)의 양측, 상기 측면부(220) 및 상기 후면부(230)에 의해 형성되는 공간이 타설공간부(240)가 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선단확장 지반보강장치 및 이를 이용한 지반보강방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 천공홀 속에 인장재를 삽입하여 민 후에 당겨주기만 하면, 급결제에 의해 인장재의 선단에 확대부가 형성되므로, 신속하고 간편하게 견고한 지반보강장치를 시공할 수 있다.

둘째, 인장재를 삽입하기만 하면 선단핀부재가 급결제팩을 터뜨려 급결제가 확산되고 급결하게 되므로, 용출수가 많이 나오는 사면, 터널이나 지반이 연약하여 앵커체의 정착이 어려운 지반에서 신속한 시간내에 안정적인 지반보강구조를 얻을 수 있다.

셋째, 인장재를 당기면 인장재의 길이방향 이동이 분할지압체의 폭방향 이동을 유발시켜, 확장된 분할지압체의 지압효과에 의해 충분한 주면마찰력을 얻을 수 있다.

넷째, 분할지압체의 확대구체에 의해 충분한 지지력을 얻을 수 있으므로, 종전의 앵커체나 소일네일에 비해 정착장을 줄일 수 있고, 앵커의 설치 숫자도 절감할 수 있다.

도 1, 2는 종래의 지반보강장치의 모습이다.
도 3은 본 발명의 지반보강장치의 선단의 단면도이다.
도 4는 인장재를 당겼을 때 제1분할체와 제2분할체가 분리되는 모습이다.
도 5는 본 발명의 지반보강장치 선단의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 분할지압체의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 쐐기체의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 선단핀부재의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 인장재에 패커와 주입호스 등을 구비한 모습이다.
도 10은 본 발명의 패커, 주입호스, 배출호스의 확대도이다.
도 11은 본 발명의 제1,2스펀지필터이다.
도 12는 본 발명의 스페이서이다.
도 13 내지 16은 본 발명의 지반보강장치를 적용할 수 있는 블록이다.
도 17은 본 발명의 지반보강장치가 적용된 옹벽의 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 선단확장 지반보강장치는, 분할지압체(10), 쐐기체(20), 선단핀부재(30), 급결제팩(40), 인장재(50)를 포함한다.

도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 분할지압체(10)는, 제1분할체(101)와 제2분할체(102)를 포함한다.

상기 제1분할체(101)에는 제1체결돌기(1011)와 제2체결돌기(1012)가 형성되어 있고, 상기 제2분할체(102)에는 제1체결홈(1021)과 제2체결홈(1022)이 형성되어 있으며, 상기 제1체결홈(1021)에 상기 제1체결돌기(1011)가 삽입되고, 상기 제2체결홈(1022)에 제2체결돌기(1012)가 삽입됨으로써 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 임시로 체결된다.

상기 제1분할체(101)에는 제1체결돌기(1011)와 제2체결돌기(1012)가 형성되어 있고, 상기 제2분할체(102)에는 제1체결홈(1021)과 제2체결홈(1022)이 형성되어 있다는 점을 제외하고는, 제1분할체(101)와 제2분할체(102)는 동일한 구성을 구비한다.

즉, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)는 몸체부(11)와 선단부(12)를 포함하고, 상기 몸체부(11)와 선단부(12)가 연결되는 부분의 내면에는 돌출부(111)가 구비되며(도 3 참조), 상기 몸체부(11)에는 관통되는 통공(113)이 형성된다(도 6 참조).

도 5에서 보는 것과 같이, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 선단부(12)의 내측은 반원형으로 형성되어 있어, 제1분할체(101)와 제2분할체(102)를 임시 체결하면, 제1분할체(101)의 선단부(12)와 제2분할체(102)의 선단부(12)가 만나 원형의 관통구멍이 형성되게 된다.

이 원형의 공간을 통해 후술할 선단핀부재(30)가 임시 체결된다.

그리고 상기 선단부(12)의 내측끝의 상부에는 제2경사면(121)이 구비되어 있고, 상기 몸체부(11)의 하단 내부에는 제3경사면(112)이 구비된다.

상기 쐐기체(20)는, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 내부에 수용된다.

쐐기체(20)의 일측에는 인장재(50)와 나사결합할 수 있는 관통공인 체결공(21)이 구비되어 있고, 체결공(21)이 형성된 반대쪽 끝에는 상기 돌출부(111)와 맞물림되는 단턱부(23)가 구비된다.

상기 돌출부(111)와 단턱부(23)의 형상은 직각을 이루는 돌기와 홈(도 3 참조)으로 형성하는 것이 바람직한데, 원호형, 쐐기형 등 다른 형상도 가능하다.

상기 쐐기체(20)의 일측 외면에는 고무링 또는 부직포 등으로 이루어지는 마찰부재(24)를 부착하여 확장된 분할지압체의 쐐기효과를 극대화할 수 있다.

그리고 상기 쐐기체(20)의 내부에는 상기 급결제팩(40)이 구비된다.

급결제팩 내부에는 레진, 수지와 같은 급결제가 충전되어 있고, 후술할 선단핀부재(30)가 급결제팩(40)을 터뜨렸을 때 급결제가 확산되면서 급결하게 된다.

도 8에는 상기 선단핀부재(30)가 나타나 있는데, 상기 선단핀부재(30)는, 중심부(31), 두부(32), 핀(330, 걸림부(34)를 포함한다.

상기 중심부(31), 두부(32), 걸림부(34)의 평면 형상은 원형으로 하는 것이 바람직하다.

상기 두부(32)는 원추형으로 형성할 수 있고, 두부(32)의 아래쪽 테두리를 따라 제1경사면(321)이 구비된다.

상기 두부(32)와 걸림부(34) 사이에는 공간이 형성되는데, 이 공간에 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 선단부(12) 끝이 끼워짐으로써 선단핀부재(30)가 임시 체결된다(도 3 참조).

상기 인장재(50)는, 쐐기체(20)의 체결공(21)에 나사결합되는데, 상기 제3경사면(112)과 마주하는 곳에는 지지구(51)가 체결되고, 그 아래로 너트(52)가 체결될 수 있다.

인장재로는 강봉, 강연선, 철근 등을 사용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 지반보강장치에 의해 확대구체가 형성되는 과정을 설명한다.

도 3에는 본 발명의 지반보강장치의 선단의 단면이 나타나 있는데, 분할지압체(10), 쐐기체(20), 선단핀부재(30), 급결제팩(40)가 임시 체결되어 있고, 아래로 인장재(50)가 쐐기체에 나사결합되어 있다.

먼저 천공홀(H)을 천공한 후 천공홀 내부로 지반보강장치를 삽입한다. 천공홀 내벽에 토사, 돌, 울퉁불퉁한 부분 등이 있을 수 있는데, 상기 돌출부(111)와 단턱부(23)가 맞물려 있으므로 인장재(50)를 미는 힘이 쐐기체(20)를 거쳐 지압분할체(10)로 전달되어 순조롭게 삽입될 수 있다.

삽입이 진행 된 후, 지반보강장치의 선단핀부재(30)가 천공홀의 바닥에 닿게 되고, 인장재(50)를 천공홀 바닥쪽으로 밀게 되면, 선단핀부재(30)의 제1경사면(321)과 선단부(12)의 제2경사면(121)이 서로 마주하면서 부드럽게 슬라이딩되어 선단핀부재(30)가 제1분할체(101)와 제2분할체(102)를 분리시키면서 급결제팩(40)쪽으로 이동하게 되고, 상기 선단핀부재(30)의 핀(33)이 상기 급결제팩(40)을 터뜨리게 된다.

핀(33)이 급결제팩(40)을 터뜨리면 급결제가 확산되는데, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)에는 통공(113)이 형성되어 있고, 상기 쐐기체(20)에는 통공(22)이 형성되어 있으므로, 급결제가 보다 쉽게 확산될 수 있고, 상기 통공(113)과 통공(22)으로 급결제가 통과하여 경화하게 되므로 추후 형성되는 확대구체의 지지력과 강도가 증대되게 된다.

제1경사면(321)과 제2경사면(121)이 슬라이딩되는 것과 동시에, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 서로 분리되기 시작하는데, 이때 상기 지지구(51) 역시 전진하면서 몸체부(11)의 하단 내부에 형성되어 있는 제3경사면(112)을 밀게 되어, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 분리되어 수평으로 이동하면서 확대되도록 한다.

지지구(51)가 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)를 밀게 됨으로써, 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 수평방향으로 이동하여 천공홀의 내벽에 닿게 된다.

이후 인장재(50)를 천공홀의 입구쪽으로 당기게 되면, 도 4에서 보는 것과 같이 쐐기체(20)가 제1분할체(101)와 제2분할체(102)를 천공홀의 벽쪽으로 밀게 되어 견고한 확대구체를 형성하게 된다.

상기 쐐기체(20)의 외면에는 마찰부재(24)가 부착되어 있어, 마찰부재의 마찰력에 의해 쐐기효과를 증대시킬 수 있다.

급결제가 완전히 경화하면 인장지지력이 우수한 확대구체가 형성되므로 다른 지반보강장치에 비해 신속하고도 간편하게 확대구체를 형성할 수 있게 된다.

위와 같은 지반보강장치를 이용한 지반보강방법에 대해 설명하면, 지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하고, 상기 천공홀(H) 속으로 위에서 설명한 지반보강장치를 삽입하고, 천공홀의 바닥에 선단핀부재를 밀어 급결제팩을 터뜨리게 되며, 이후 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하고, 상기 천공홀(H) 내부를 그라우팅하고, 상기 인장재(50)를 재차 긴장하여 정착장치에 정착시키는 단계를 포함하여 진행될 수 있다.

아울러, 본 발명에서는 위에서 설명한 지반보강장치에 가압식 그라우팅을 위한 구성을 더 포함하여 실시할 수 있다(도 9 내지 12 참조).

본 발명에서는, 가압식 그라우팅을 위한 장치로서, 패커(60), 제1스펀지필터(61), 제2스펀지필터(62), 주입호스(71), 배출호스(72), 배출필터(721), 스페이서(80)를 포함한다.

상기 주입호스(71)는, 천공홀의 길이방향을 따라 상기 인장재(50)와 나란히 구비되어 그라우트재를 주입하는 구성이다.

상기 배출호스(72)는, 천공홀의 길이방향을 따라 상기 인장재(50)와 나란히 구비되어 물과 이물질을 천공홀 밖으로 배출시키기 위한 구성으로, 물과 이물질을 신속하게 천공홀 밖으로 배출시킴으로써 천공홀 내부 그라우팅의 시공품질을 향상시킬 수 있다. 그리고 상기 배출호스(72)의 선단에는 배출필터(721)가 구비되어 있어 흙이나 이물질 등에 의해 배출호스가 막히는 현상을 방지할 수 있다.

상기 인장재(50), 주입호스(71) 및 배출호스(72)의 일부 구간이 상기 패커(60)에 의해 둘러싸이게 되는데, 패커(60)의 양끝에는 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62)가 구비된다.

상기 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62)는 원기둥 모양의 스펀지 블록인데, 도 11에서 보는 것과 같이 상기 인장재(50), 주입호스(71) 및 배출호스(72)가 통과될 수 있는 관통구멍이 형성되어 있다.

즉 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62)로 상기 인장재(50), 주입호스(71) 및 배출호스(72)가 통과되고, 상기 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62)를 둘러싸는 패커(60)를 체결구(63)에 의해 체결한다.

상기 체결구(63)로는 케이블타이, 철사, 끈 등을 사용할 수 있다.

상기 주입호스(71) 중 패커(60) 내부에 위치하는 부분에는 충전홀(711)이 형성되어 있으며, 상기 제1스펀지필터(61)의 외측 하부에 위치하는 주입호스(71)에는 집게나 클립 같은 가압핀(712)이 체결되어 있다.

따라서 주입호스를 통해 그라우트재를 공급하면 그라우트재가 충전홀(711)을 통해 패커(60)를 먼저 충전하게 되고, 그라우트재를 계속 주입하면 주입압에 의해 가압핀(712)이 주입호스에서 이탈하게 되면서 그라우트재가 천공홀 내부를 채우게 된다.

상기 패커(60)와 상기 분할지압체(10)의 사이 위치의 인장재(50)에는 스페이서(80)가 체결되어 인장재가 천공홀의 중심에 위치하도록 도와준다.

패커(60)는 광목과 같은 천을 사용하여 제작할 수 있고, 패커(60) 내부에 그라우트재가 충전된 후 패커(60) 내부의 물과 공기 등을 신속하게 배출시킬 수 있어서, 그라우트재가 신속하게 경화되어 조기에 강도를 발현할 수 있으므로 천공홀을 신속하게 메울 수 있게 되어 그라우팅 작업시간이 현저하게 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 패커(60)가 천으로 이루어지고, 패커(60) 내부에 충전되는 충전재도 천공홀에 충전되는 그라우트재와 동일한 재료이기 때문에 천공홀 속에 채워지는 그라우트재와 패커(60)가 일체로 경화되게 되므로 조기에 큰 강도를 발현할 수 있게 된다.

위에서 설명한 가압식 그라우팅 장치를 더 포함하는 지반보강장치를 이용한 지반보강방법에 대해 설명한다.

지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하고, 상기 천공홀(H) 속으로 지반보강장치를 삽입하고, 천공홀의 바닥에 선단핀부재를 밀어 급결제팩을 터뜨리게 되며, 이후 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성한다.

이후 주입호스(71)를 통해 그라우트재를 가압 주입하여 먼저 패커(60)를 충전하고, 패커(60)가 충전된 후 배출호스(72)를 통해 천공홀 내부에 있는 물과 이물질을 배출시키면서 계속 그라우트재를 가압 주입하여 천공홀(H) 내부를 그라우팅하고, 그라우트재가 경화된 후 상기 인장재(50)를 재차 긴장하여 정착장치에 정착시키는 단계를 포함하여 진행된다.

아울러 본 발명의 지반보강장치와 지반보강방법은 옹벽 시공방법에도 적용될 수 있다.

도 13 내지 15에는 본 발명의 옹벽시공방법에 적용되는 블록(200)의 일실시예가 도시되어 있는데, 본 발명의 지반보강장치를 이용한 옹벽 시공방법에 사용되는 블록이 이 일실시예에 예시된 것으로 한정되지는 않는다.

상기 블록(200)은, 전면부(210), 2개의 측면부(220) 및 2개의 후면부(230)를 포함한다.

상기 전면부(210)에는 인장재삽입공(211)이 형성되어 있고, 상기 2개의 측면부(220)는 전면부(210)의 양측 끝에서 일정거리 이격된 위치에서 후면쪽으로 형성되며, 2개의 후면부(230)는 측면부(220)의 끝에서 양측 바깥쪽으로 형성된다.

따라서 상기 블록(200)을 수평으로 연결해서 적층하면, 상기 전면부(210)의 양측, 상기 측면부(220) 및 상기 후면부(230)에 의해 둘러싸이는 공간이 직사각형 모양의 타설공간부(240)가 된다.

블록을 적층한 후 상기 타설공간부로 콘크리트를 타설함으로써 거푸집없이 적층된 블록들을 일체화할 수 있다.

또한 블록을 적층하기 전에 미리 타설공간부가 형성될 위치의 지반에 H빔을 설치하여 타설공간부 내부로 H빔이 구비될 수 있도록 하고 콘크리트를 타설하면 더욱더 안정적인 옹벽구조체를 형성할 수 있다.

상기 전면부(210)와 측면부(220)의 상면에는 ㄷ자 형태의 맞춤돌부(212)가 구비되고(도 13, 14 참조), 상기 전면부(210)와 측면부(220)의 하면에는 ㄷ자 형태의 맞춤홈부(213)가 구비되어 블록을 상하로 적층하면 상기 맞춤돌부(212)가 맞춤홈부(213)에 삽입되어 결합을 견고하게 한다.

또한 상기 후면부(230)의 상면과 하면에는 상하연결공(231)이 구비되고, 상하연결공(231)과 연통하도록 요홈(232)이 구비된다. 상기 상하연결공(231)과 요홈(232)은 블록을 상하로 견고하게 연결하기 위한 핀이 수용되기 위한 구성이다. 또한 상기 상하연결공(231)과 요홈(232)을 통해 설치되는 핀을 이용하여 지오그리드와 같은 보강재를 연결할 수도 있다.

상기 측면부(220)에는 수평연결공(221)이 형성되어 있는데, 상기 수평연결공(221)에 봉, 철근을 삽입하여 인접하는 블록을 연결함으로써 수평연결을 견고하게 할 수 있다. 상기 수평연결공(221)에 봉이나 철근을 삽입하지 않을 경우에는 타설공간부(240)에 타설된 콘크리트 일부가 수평연결공(221)에 침투하게 되어 수평연결공(221)이 전단키의 역할을 할 수 있게 된다.

이하에서는 위와 같은 블록(200)을 사용한 옹벽 시공방법에 대해 설명한다. 옹벽 시공방법은 가압식 그라우팅 장치를 사용하지 않고 적용할 수도 있고, 가압식 그라우팅 장치를 사용하여 적용할 수도 있다.

가압식 그라우팅 장치가 없는 지반보강장치를 사용하는 경우에는, 지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하고, 상기 천공홀(H) 속으로 위에서 설명한 지반보강장치를 삽입하고, 천공홀의 바닥에 선단핀부재를 밀어 급결제팩을 터뜨리게 되며, 이후 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하고, 상기 천공홀(H) 내부를 그라우팅하며, 블록(200)을 적층하고, 뒤채움(340)하고, 상기 인장재(50)를 인장재삽입공(211)에 통과시켜 인장재를 재긴장하고 정착장치(320)를 사용하여 블록(200)에 정착시키는 단계를 거칠 수 있다.

그리고 가압식 그라우팅 장치를 포함하는 지반보강장치를 사용하는 경우에는, 확대구체를 형성한 후 주입호스(71)를 통해 그라우트재를 가압 주입하여 먼저 패커(60)를 충전하고, 패커(60)가 충전된 후 배출호스(72)를 통해 천공홀 내부에 있는 물과 이물질을 배출시키면서 계속 그라우트재를 가압 주입하여 천공홀(H) 내부를 그라우팅하며, 블록(200)을 적층하고, 뒤채움(340)하고, 상기 인장재(50)를 인장재삽입공(211)에 통과시켜 인장재를 재긴장하고 정착장치(320)를 사용하여 블록(200)에 정착시키는 단계를 포함하여 진행될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10. 분할지압체
11. 몸체부 111. 돌출부
112. 제3경사면 113. 통공
12. 선단부 121. 제2경사면
101. 제1분할체 102. 제2분할체
1011. 제1체결돌기 1012. 제2체결돌기
1021. 제1체결홈 1022. 제2체결홈
20. 쐐기체
21. 체결공 22. 통공
23. 단턱부 24. 마찰부재
30. 선단핀부재
31. 중심부 32. 두부
33. 핀 34. 걸림부
321. 제1경사면
40. 급결제팩 41. 급결제
50. 인장재
51. 지지구 52. 너트
60. 패커
61. 제1스폰지필터 62. 제2스폰지필터
63. 체결구
71. 주입호스 711. 충전홀
712. 가압핀
72. 배출호스 721. 배출필터
80. 스페이서
100. 선단확장 지반보강장치
200. 블록
210. 전면부
211. 인장재삽입공 212. 맞춤돌부
213. 맞춤홈부
220. 측면부 221. 수평연결공
230. 후면부 231. 상하연결공
232. 요홈
240. 타설공간부
300. 기초콘크리트 310. 버림콘크리트
320. 정착장치 330. 부직포
340. 뒤채움 350. 유공관
H. 천공홀

Claims

삭제
지반을 천공한 천공홀(H)에 삽입, 고정하는 지반보강장치에 있어서,
급결제팩(40); 내부에 상기 급결제팩(40)을 수용하는 쐐기체(20); 상기 쐐기체(20)를 둘러싸는 분할지압체(10)를 포함하고,
상기 분할지압체(10)는, 제1분할체(101)와 제2분할체(102)로 이루어지고, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)는 몸체부(11)와 선단부(12)를 포함하며, 상기 몸체부(11)와 선단부(12)가 연결되는 부분의 내면에는 돌출부(111)가 구비되고, 상기 몸체부(11)에는 통공(113)이 형성되고,
상기 지반보강장치는 인장재(50)를 더 포함하되, 상기 인장재(50)는 쐐기체(20)의 체결공(21)에 나사결합하며,
상기 쐐기체(20)의 체결공(21)이 형성된 반대쪽 끝에는 상기 돌출부(111)와 맞물림되는 단턱부(23)가 구비되고,
상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 선단부(12)의 내측이 반원형으로 형성되어 있어, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)의 선단부 사이에 선단핀부재(30)가 끼워지고,
상기 지반보강장치를 천공홀(H)의 바닥에 대고 밀면, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 분리되면서 상기 선단핀부재(30)가 상기 급결제팩(40)을 터뜨려 급결제가 확산되고,
지반보강장치를 천공홀(H)의 입구쪽으로 당기면 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 바깥쪽으로 이동하면서 확대구체를 형성하는 것을 특징으로 하는
선단확장 지반보강장치.
제2항에 있어서,
상기 선단핀부재(30)는, 중심부(31), 두부(32), 핀(330, 걸림부(34)를 포함하고,
상기 두부(32)의 아래쪽 테두리를 따라 제1경사면(321)이 구비되며,
상기 선단부(12)의 내측끝의 상부에는 제2경사면(121)이 구비되어,
상기 지반보강장치를 천공홀(H)의 바닥에 대고 밀 때, 상기 제1경사면(321)과 제2경사면(121)이 슬라이딩되면서, 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 서로 분리되고, 선단핀부재(30)가 상기 급결제팩(40)쪽으로 이동하여 상기 선단핀부재(30)가 상기 급결제팩(40)을 터뜨리는
선단확장 지반보강장치.
제3항에 있어서,
상기 인장재(50)에는, 지지구(51)과 너트(52)가 체결되고,
상기 지지구(51)은 상부로 갈수록 외부단면이 작아지도록 형성되며, 상기 몸체부(11)의 하단 내부에는 제3경사면(112)이 구비되어,
상기 지반보강장치를 천공홀(H)의 바닥에 대고 밀 때, 상기 지지구(51)이 상기 제3경사면(112)을 밀게 되어 상기 제1분할체(101)와 제2분할체(102)가 서로 분리되는 것을 도와주는 것을 특징으로 하는
선단확장 지반보강장치.
제4항에 있어서,
상기 천공홀의 길이방향을 따라 상기 인장재(50)와 나란히 구비되어 그라우트재를 주입하는 주입호스(71);
상기 천공홀의 길이방향을 따라 상기 인장재(50)와 나란히 구비되어 물과 이물질을 배출시키는 배출호스(72);
상기 인장재(50), 주입호스(71) 및 배출호스(72)가 관통되도록 구비되는 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62);
상기 제1스펀지필터(61) 및 제2스펀지필터(62)를 둘러싸고, 체결구(63)에 의해 체결되는 패커(60);
상기 배출호스(72)의 선단에 구비되는 배출필터(721)를 더 포함하고,
상기 주입호스(71) 중 패커(60) 내부에 위치하는 부분에는 충전홀(711)이 형성되어 있으며,
상기 패커(60)와 상기 분할지압체(10)의 사이 위치의 인장재(50)에는 스페이서(80)가 구비되어 있고,
상기 제1스펀지필터(61)의 외측 하부에 위치하는 주입호스(71)에는 가압핀(712)이 체결되어 있는,
선단확장 지반보강장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1분할체(101)에는, 제1체결돌기(1011) 및 제2체결돌기(1012)가 구비되고,
상기 제2분할체(102)에는, 제1체결홈(1021) 및 제2체결홈(1022)이 구비되는
선단확장 지반보강장치.
a) 지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하는 단계;
b) 상기 천공홀(H) 속으로 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 지반보강장치를 삽입하여 급결제팩을 터뜨리는 단계;
c) 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하는 단계;
d) 상기 천공홀(H) 내부를 그라우팅하는 단계;
e) 상기 인장재(50)를 재긴장하여 정착장치에 정착시키는 단계를 포함하는
지반보강방법.
가) 지반을 천공하여 천공홀(H)을 형성하는 단계;
나) 상기 천공홀(H) 속으로 제5항의 지반보강장치를 삽입하여 급결제팩을 터뜨리는 단계;
다) 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하는 단계;
라) 상기 주입호스(71)를 통해 그라우트재를 공급하여 패커(60)를 충전시키는 단계;
마) 상기 배출호스(72)를 통해 물과 이물질을 배출시키면서 천공홀(H) 내부를 그라우팅하는 단계;
바) 상기 인장재(50)를 재긴장하여 정착장치에 정착시키는 단계를 포함하는
지반보강방법.
A) 사면에 천공홀(H)을 형성하는 단계;
B) 상기 천공홀(H) 속으로 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항의 지반보강장치를 삽입하여 급결제팩을 터뜨리는 단계;
C) 상기 인장재(50)를 인장하여 확대구체를 형성하는 단계;
D) 상기 천공홀(H) 내부를 그라우팅하는 단계;
E) 블록(200)을 적층하는 단계;
F) 상기 인장재(50)를 재긴장하여 블록에 정착시키는 단계를 포함하는
옹벽시공방법.
제9항에 있어서,
상기 블록(200)은, 인장재삽입공(211)이 형성되는 전면부(210); 상기 전면부(210)의 양측 끝에서 일정거리 이격된 위치에서 후면쪽으로 형성되는 2개의 측면부(220); 상기 측면부(220)의 끝에서 양측 바깥쪽으로 형성되는 2개의 후면부(230)를 포함하고,
상기 블록(200)을 수평으로 연결해서 설치했을 때, 상기 전면부(210)의 양측, 상기 측면부(220) 및 상기 후면부(230)에 의해 형성되는 공간이 타설공간부(240)가 되는 것을 특징으로 하는
옹벽시공방법.