KR20060036673A - 다중방식 프로텍터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목·건축의 각종 터파기공사 및 절토사면을 안정시키기 위한 보강인 쏘일네일링, 락볼트, 앵커 공법에서 사용하는 프로텍터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토목·건축의 각종 터파기공사 및 절토사면을 안정시키기 위한 보강인 쏘일네일링, 락볼트, 앵커 공법에 의한 보강공을 시공하는데 사용하기 위해 소요 길이로 제작되는 프로텍터(Protector)에 있어서, 일측이 전면벽체의 고정부와 결착되고 타측의 내부에 폴리에스터 슬라이드관(12)이 삽입장착되는 중공상의 헤드캡(11)과, 일측이 상기 헤드캡(11)의 내부에 삽입되고 타측이 이종관이음부인 폴리에스터파형관(13)에 삽입되는 폴리에스터 슬라이드관(12)과, 일측의 내부에 상기 폴리에스터 슬라이드관(12)이 삽입장착되고 타측은 엔드캡(14)이 장착되는 구조의 내부에 쏘일네일(20)이 삽입장착되는 것을 특징으로 하며, 시공전에는 설치가 용이하며 시공 후에는 해체가 용이하여 현장에서 매우 유용한 효과가 있다.

다중방식, 폴리에스터 슬라이드관, 헤드캡(Head-Cap), 폴리에스터 파형관

Description

다중방식 프로텍터{Multi-Protector System}

도1은 종래의 쏘일네일이 장착된 구조를 도시한 도면.

도2는 본 발명의 다중방식 쏘일네일이 장착된 구조를 도시한 시공상태도.

도3는 본 발명의 다중방식 쏘일네일의 구조를 도시한 사시도.

도4는 본 발명의 헤드캡의 부분단면을 도시한 도면.

도5는 본 발명의 정착콘의 구조를 도시한 도면.

도6a는 본 발명의 엔드캡에 정착콘이 장착되는 구조를 도시한 도면.

도6b는 본 발명의 다른 실시예로 폴리에스터파형관에 일측이 엔드캡으로 장착된 구조를 도시한 도면.

도7은 본 발명의 폴리에스터파형관에 일측이 엔드캡으로 장착된 구조의 확대도.

도8은 본 발명의 돌기부가 외주면에 형성된 폴리에스터파형관의 구조를 도시한 도면.

도9는 본 발명의 폴리에스터 슬라이드관의 구조를 도시한 측단면도.

도10은 본 발명의 폴리에스터 슬라이드관의 외주면에 장착된 스페이서를 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 다중방식 프로텍터 11 : 헤드캡

12 : 슬라이드관 13 : 폴리에스터파형관

14 : 엔드캡 15 : 정착콘

16 : 플레이트 17 : 스페이서

5,20 : 쏘일네일 100 : 사면부

101 : 주름부 111 : 홀

112 : 그라우트주입부 131 : 돌기부

본 발명은 토목·건축의 각종 터파기공사 및 절토사면을 안정시키기 위한 보강공법인 쏘일네일링, 록볼트, 앵커 공법에서 사용하는 프로텍터 장치에 관한 것으로, 특히 폴리에스터 슬라이드관, 헤드캡, 폴리에스터파형관과 엔드캡(End-Cap)등의 구조로 이루어진 것으로서, 쏘일네일, 락볼트, 앵커에 장착이 용이하며, 또한 해체시에도 단계별로 해체가 용이한 발명이다.

일반적으로 폭우나 홍수 또는 지진과 같은 천재지변에 의하여 산비탈이나 언덕의 경사면이 심하게 훼손된 경우에는 훼손된 산비탈이나 언덕 부분을 일정량만큼 깍아내고 그 부분에 토사를 메워서 새로운 경사면을 형성시키게 되며, 산비탈이나 언덕 부분에 새로이 토지를 조성하거나 도로 및 철도 등을 새로이 개설할 경우에는 산비탈이나 언덕 부분을 깍아내어 조성면을 평지화시킨 다음 나머지 부분을 새로운 경사면으로 형성시키게 된다.

상기와 같이 토사를 깍아내거나 메워서 새로운 지형으로 조성한 절토지역의 경사면을 나대지로 방치할 경우에는 폭우나 홍수등과 같은 여러 가지 자연적인 원인으로 나대지 경사면의 토사가 쉽게 유실되어 번번히 경사면의 복구작업을 수 행하여야 할 뿐만 아니라, 심한 경우에는 나대지 경사면 자체가 붕괴되어 막대한 재산과 인명피해를 유발시킬 위험성이 크기 때문에 절토지역의 나대지 경사면을 보강하여 사면을 안정화시킴으로서 경사면의 붕괴를 사전에 차단하여야 한다.각종 터파기공사 및 절토사면에서 토압으로 인하여 붕괴가 예상되는 굴착면 및 절토사면을 보호·유지하기 위하여 보강공을 설치하게 된다.

이러한 굴착면 및 절토사면의 변형을 막고 배면 지반을 안정시키기 위한 공법의 일종으로 쏘일네일링(Soil Nailing), 락볼트(Rock Bolt), 앵커(Anchor) 공법 등이 있다.

쏘일네일링, 락볼트, 앵커 공법은 배면의 지반내에 하향 경사지게 천공하고, 그 천공내에 보강용 철근 및 강연선을 삽입한 다음, 몰탈 등의 그라우트재를 주입하고 경화시키어 그라우트 고결체를 형성한 후에, 지상으로 노출된 철근의 끝단을 지압판과 고정너트 등으로 전면벽체에 고정시키는 작업을 통해 경사말뚝 형태의 앵커체(정착체)를 형성하게 된다.

이렇게 설치되는 앵커체(정착체)는 현장의 토질 및 암질에 따라 지중에 3-20m의 길이로서 형성하며, 터파기 혹은 사면절취를 진행하면서 상호간에 1-3m의 간격을 두고 축차적으로 다수 시공하게 된다.

상기와 같은 종래의 절토지역 사면보강구조는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 나대지 경사면(1)의 일부분을 깍아내어 그 부분에 잡석층(3)을 뒷채움시킨 다음, 그 잡석층(3)의 전방에 배수구를 형성시킨 대형 콘크리트 옹벽을 설치하므로서 콘크리트 옹벽에 의하여 배면의 토압이 지지되도록 한 것과, 착암기나 보링기를 사용하여 나대지 경사면(1)에 다수 개의 구멍을 천공시키고, 이와 같이 천공된 구멍을 통하여 락앵커나 쏘일네일(5)을 삽입시킴과 동시에 구멍을 통하여 삽입된 락앵커나 쏘일네일(5)의 외측에 레진 또는 모르타르층(5a)을 그라우팅에 의하여 형성시킨 다음, 락앵커나 쏘일네일(5)의 선단부가 돌출되는 경사면(1)상에 숏크리트(4; Shotcrete)를 일정한 뚜께로 타설하므로서, 경사면(1)의 일부 토사를 하나의 보강단위체로 형성시켜 배면의 토압을 지지하도록한 것이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 콘크리트 옹벽은 나대지 경사면(1)을 따라 비교적 대형의 콘크리트 옹벽을 설치하여야 할 뿐만 아니라, 콘크리트의 타설 후 콘크리트 옹벽이 충분히 굳어지기까지 빗물에 의한 표면유실, 하중이나 충격에 의한 콘크리트의 오손 및 파손 등이 발생하지 않도록 매우 엄격히 보호,관리하여야 하며, 시공이 완료된 후에도 시간의 경과에 따른 콘크리트 옹벽의 균열현상을 수시로 점검하여 그에 따른 적절한 보수작업을 해야 하므로서, 그시공 및 유지관리에 매우 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었으며, 시공할 수 있는 콘크리트 옹벽의 높이에 제한을 받기 때문에 경사면(1)의 높이가 높을수록 콘크리트 옹벽(2)을 시공하기가 매우 힘든 문제점이 있었다.

또한, 콘크리트 옹벽(2)과 숏크리트(4)의 표면 자체에는 초,목본식물이 생육 할 수 없기 때문에 자연친화적이지 못하고, 외관상으로도 자연의 전체적인 경관을 해치는 요인으로 작용하는 문제점이 있었으며, 숏크리트(4)의 상면에 일정 뚜께로 식생토를 도포하여 초,목본식물을 심어놓더라도 초,목본식물의 뿌리성장이 숏크리트(4)에 의하여 제한을 받기 때문에 초,목본식물이 잘 자라지 못하고 쉽게 고사하는 문제점이 있었다.

그리고 위와 같이 쏘일네일링, 락볼트, 앵커 공법 등에 의해 설치된 앵커체(정착체)는 그라우트 고결체의 주면 마찰저항과 앵커철근의 인발저항을 통해 작용하는 토압에 대항하여 원지반의 강성을 키워 줌으로써, 자립지지가 될 수 있도록 한 공법이며, 굴착벽면을 안정시키기 위하여 최근 가장 많이 사용되고 있는 보편적인 공법으로 시공성이 좋은 장점이 있다.

그런데, 쏘일네일링, 락볼트, 앵커 공법 등에 의한 앵커체(정착체)는 지중에 매설되는 보강용 철근이 간혹 인접 대지경계선을 침범하여 시공되므로, 철근을 제거하지 않고 지중에 그대로 잔류시킬 경우에는 민원에 따른 분쟁과 협의에 따른 공기 지연, 토지점용료의 지불, 추후 인접지역 공사시 지중 지장물서의 장애요인은 물론 부식으로 인한 환경오염을 야기하는 등의 문제가 있다.

때문에, 지중에 매설된 철근은 흙막이 의미가 완료되어 굴착벽면 주변을 되메우는 시점에서 제거하는 것이 바람직한데, 그라우트 고결체에 의해 둘러 쌓여 견고하게 일체화된 철근 및 강연선을 굴착벽면과 축조된 구조물 사이의 협소한 장소에서 인발하여 제거하기란 그리 쉽지 않다.

이에 따라, 현재 이 부분의 기술개발이 활발히 진행되고 있는데 이와 관련된 종래의 기술로서 수개(3∼7개)의 나선연결식 보강용 철근의 외주에 고정자 소켓을 결합하고 이 철근을 1개의 합성수지 튜브로 된 쉬스관 내부에 삽입한 후, 이를 지반의 천공에 삽입하고, 쉬스관의 내외부에 몰탈 등의 그라우트재를 주입하여 그라우트 고결체를 형성하는 방법을 통해 쏘일네일 앵커체를 형성하는 나사제거식 공법이 있다.

이러한 나사제거식 공법에 의한 쏘일네일 앵커체는 흙막이 역할이 종료되는 시점에서 제거하기 위해 철근을 회전시키어 지상으로 인출하는데, 이때 철근은 고정자 소켓의 나사선을 따라 회전하면서 그라우트 고결체에 둘러싸인 쉬스관에서 인출됨으로써 회수할 수 있게 된다.

위와 같은 나사 제거식 쏘일네일링 공법은 철근의 회수가 가능해져 보강용 철근 및 강연선을 다시 사용할 수 있는 장점이 있다.

그렇지만, 지중에 삽입된 철근을 제거·회수하기 위해서는 철근이 전면벽체 외부로 최종적으로 빠져나오는 시점까지 큰힘을 가하여 회전시켜야 하므로 인출작업이 대단히 어려울 뿐만 아니라, 회수시간이 지체되어 시공성이 나쁜 문제점이 있었다.

특히, 나선형 철근·고정자 소켓 및 합성수지 쉬스관 등의 구조가 특수 제작해야 하는 복잡한 나선식 장치이므로, 자재구입비가 매우 비싸 결과적으로 공사비용이 커지게 되어 실질적으로 채용하는데 제약이 따르는 비경제적인 문제점을 갖고 있다.

그리고, 고정자 소켓 부분의 응력집중에 의한 점진 파괴의 우려가 있어 안전 성이 떨어지는 문제점이 지적되고 있다.

또한, 보강용 철근의 제거후 쉬스관 및 고정자 소켓 등이 지중에 잔류되는 문제가 있고 철근의 제거에 의해 생긴 공동을 되메우는 수단이 강구되지 않아 인접지반의 약화를 초래하기 때문에 민원제기를 불식시키지 못할 뿐만 아니라, 지하 환경을 오염시켜 해치는 문제점 또한 완전히 해소하지 못하고 있는 실정이다.

한편, 영구식 앵커의 경우 보강용 철근의 부식방지 처리를 상당히 중요시 하고 있으므로, 보강용 철근은 에폭시 코팅을 하여 사용하고 있다. 쏘일네일, 락볼트, 앵커에 사용되는 에폭시 코팅 보강 철근은 주문생산용으로 고가의 생산제품이고, 에폭시 코팅이 벗겨질 우려가 있는 것이 사실이다. 이에 현재 사용되고 있는 대책으로는 '단순부식 방지형','Semi-permanent형','이중 부식 방지형'의 세가지 형태로서 그 부식 방지 처리 방식을 분류하고 있다.

이에 따라, 본 발명은 터파기부의 굴착벽면을 안정시키기 위한 쏘일네일링, 록볼트, 앵커 공법 등의 단점을 해소하고 장점을 살리고자, 본 발명의 목적은 첫째, 지중 앵커체(정착체)의 보강재로 사용되는 보강용 철근 및 강연선을 보강 역할이 종료되는 시점에서 용이하면서도 잔류물 없이 완벽하게 제거·회수할 수 있게 하므로서, 시공시 민원협의가 원활하여 분쟁에 의한 공기지연을 미연에 방지하여 주고, 둘째 흙막이 종료 이후의 지중 잔류물에 따른 타인의 토지 점용에 대한 민원유발을 방지하는 한편 토지점용료 부담을 면하게 하여 주며, 셋째 보강용 앵커철봉 등의 존치로 인한 추후 인접지역 공사시 장애요인을 배제하여 주며, 넷째, 지중에 삽입·존치되는 보강용 철근 및 강연선의 부식 및 잔여 잔여물로 인한 환경오염을 예방하여 주며, 다섯째 시공비용이 저렴할 뿐만 아니라 회수되는 보강용 앵커철봉을 재활용할 수 있게 하는 한편 상대적으로 간편하고 빠른 시공을 가능케 하여 경제성을 제고하여 주기 위한 회수가 용이한 해체제거식 소일네일 장치를 제공하는데 있다. 또한, 비경제적인 에폭시 코팅 철근의 사용 대신 폴리에스터 파형관, Head-Cap, End-Cap을 이용하여 부식 방지에 대한 대책을 마련하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 보강용 철근 등의 제거에 의해 생기는 공극을 되메워 천공지반의 강성을 원래 상태로 복원·안정시키는 수단을 강구함으로써, 천공지반(인접지반)의 공극 등으로 인한 지반변위 및 약화를 예방시키기 위한, 회수가 용이한 해체제거식 소일네일 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 토목·건축의 각종 터파기공사 및 절토사면에서 지반의 벽면을 안정시키기 위해 쏘일네일링, 록볼트, 앵커 공법 등에 의한 보강을 시공하는데 사용하기 위해 소요 길이로 제작되는 프로텍터에 있어서, 일측이 전면벽체의 고정부와 결착되고 타측의 내부에 폴리에스터 슬라이드관이 삽입장착되는 중공상의 헤드캡과, 일측이 상기 헤드캡의 내부에 삽입되고 타측이 이종관이음부인 폴리에스터파형관에 삽입되는 폴리에스터 슬라이드관과, 일측의 내부에 상기 폴리에스터 슬라이드관이 삽입장착되고 타측은 엔드캡이 장착되는 구조의 내부에 쏘일네일이 삽입장착되게 되며, 상기 헤드캡은 하단에 밀크그라우트를 주입하기 위한 홀이 형성되어 있으며, 상기 엔드캡은 일측만 개방되거나 양측 모두 개방된 것 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 양측이 개방된 엔드캡의 말 단에 정착콘이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다중방식 프로텍터를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 그 일실시예를 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

우선, 첨부된 도면을 살펴보면 다음과 같다.

도2은 본 발명의 다중방식 쏘일네일이 장착된 구조를 도시한 시공상태도이고, 도3는 본 발명의 다중방식 쏘일네일의 구조를 도시한 사시도이며, 도4는 본 발명의 헤드캡의 부분단면을 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 정착콘의 구조를 도시한 도면이며, 도6a는 본 발명의 엔드캡에 정착콘이 장착되는 구조를 도시한 도면이고, 도6b는 본 발명의 다른 실시예로 폴리에스터파형관에 일측이 밀폐된 엔드캡이 장착된 구조를 도시한 도면이며, 도7은 본 발명의 폴리에스터파형관에 일측이 밀폐된 엔드캡이 장착된 구조의 확대도이고, 도8은 본 발명의 돌기부가 외주면에 형성된 폴리에스터파형관의 구조를 도시한 도면이며, 도9는 본 발명의 폴리에스터 슬라이드관의 구조를 도시한 측단면도이고, 도10은 본 발명의 폴리에스터 슬라이드관의 외주면에 장착된 스페이서를 도시한 도면이다.

첨부된 도면 2과 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성은 토목·건축의 각종 터파기공사 및 사면에서 지반의 벽면을 안정시키기 위해 소일네일링 공법 또는 록볼트 공법에 의한 어스앵커를 시공하는데 사용하기 위해 소요 길이로 제작되는 쏘일네일에 있어서, 일측이 전면벽체의 고정부와 결착되고 타측의 내부에 폴리에스터 슬라이드관(12)이 삽입장착되는 중공상의 헤드캡(11)과, 일측이 상기 헤드캡 (11)의 내부에 삽입되고 타측이 이종관이음부인 폴리에스터파형관(13)에 삽입되는 폴리에스터 슬라이드관(12)과, 일측의 내부에 상기 폴리에스터 슬라이드관(12)이 삽입장착되고 타측은 End-Cap(14)이 장착되는 구조의 내부에 쏘일네일(20)이 삽입장착되는 것을 특징으로 하게 되는 다중방식 프로텍터이다.

또한, 상기 헤드캡(11)은 하단에 밀크그라우트를 주입하기 위한 홀(111)이 형성되어 있게 되는 구조이다.

그리고 도6a의 본 발명의 엔드캡에 정착콘이 장착되는 구조를 도시한 도면과, 도6b의 본 발명의 다른 실시예로 폴리에스터파형관에 일측에 엔드캡이 장착된 구조를 도시한 도에서 알 수 있듯이, 상기 엔드캡(14)은 도6a와 같이 일측만 개방되거나 또는 다른 실시예로 도6b와 같이 양측 모두 개방된 것 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하게 되는 것이다.

또한, 상기 도6a와 같이 양측이 개방된 엔드캡(14)의 말단에는 정착콘(15)이 더 구비되는 것을 특징으로 하게 되는 것이다..

한편, 본 발명의 다중방식 프로텍터를 이용한 그라우팅의 순서를 살펴보면 다음과 같다.

우선, 헤드캡(11)의 그라우트주입부(112)를 통해서 그라우트를 주입하기 시작한다.

그리고 슬라이드관(12)과 폴리에스터파형관(13)을 경유하여 엔드캡(14)부분과 다중방식 프로텍터(10)의 본체 외부인 바깥 천공경 내로 그라우팅충진이 되게된다.

즉, 그라우팅 충진은 다중방식 프로텍터(10)의 본체내부와 외부로 함께 충진되게 된다.

그리고 본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는 다음과 같다.

또한 본 발명은 폴리에스터 파형관을 사용하는 것이 중요한 특징으로 제거식 및 영구식 쏘일네일, 앵커와 같은 그라우팅공법에서 비경제적인 에폭시 코팅 철근을 대신하여 비용이 저렴한 폴리에스터 파형관을 사용함으로써 부식방지를 도모할 수 있어 시공경제성이 큰 효과가 있다.

그리고 보강용 철봉의 제거·회수가 용이하며 저렴하고 간단한 흙막이 공법을 제공한다.

한편, 흙막이 사후의 폐자재 방치로 인한 토지점용료 부담 및 분쟁이 없도록 하며, 인접한 천공(보강용 철봉 삽입)지반의 폐자재 존치에 따른 추후 공사시의 장애요인을 근본적으로 제거해 주며, 폐자재의 부식 그리고 지반내 공극으로 인한 지반변위를 원천적으로 방지할 수 있는 환경친화적인 흙막이 공법을 제공한다.

이상과 같이, 본 발명은 타인의 토지 점용에 대한 민원협의로부터 안정적인 공사수행을 기하고, 삽입된 보강용 철근의 존치로 인한 장해가 되지 않도록 제거하 여 주며, 흙막이 공사에 있어 지반보강에는 아무런 영향이 없으며 사후의 지반변위도 없는 경제적·환경적 실익이 있고, 그밖에 시공성 확보 및 강화로 공비절감, 공기단축, 공사안전에 만전을 기하는 매우 유용한 기술이다.

Claims (4)

1. 토목·건축의 각종 터파기공사 및 절토사면에서 지반을 안정시키기 위해 쏘일네일링, 록볼트, 앵커 공법 등에 의한 보강을 시공하는데 사용하기 위해 소요 길이로 제작되는 프로텍터(Protector)에 있어서, 일측이 전면벽체의 고정부와 결착되고 타측의 내부에 폴리에스터 슬라이드관(12)이 삽입장착되는 중공상의 헤드캡(11)과, 일측이 상기 헤드캡(11)의 내부에 삽입되고 타측이 이종관이음부인 폴리에스터파형관(13)에 삽입되는 폴리에스터 슬라이드관(12)과, 일측의 내부에 상기 폴리에스터 슬라이드관(12)이 삽입장착되고 타측은 엔드캡(14)이 장착되는 구조의 내부에 보강용 철근(20)이 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는 다중방식 프로텍터.
2. 제1항에 있어서, 상기 헤드캡(11)은 하단에 밀크그라우트를 주입하기 위한 홀(111)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다중방식 프로텍터.
3. 제1항에 있어서, 상기 엔드캡(14)은 일측만 개방되거나 양측 모두 개방된 것 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중방식 프로텍터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 양측이 개방된 엔드캡(14)의 말단에 정착콘(15)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다중방식 프로텍터.

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