KR20170125457A - 전단저항력 향상기능을 갖는 압력식 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽 - Google Patents

전단저항력 향상기능을 갖는 압력식 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽에 관한 것으로, 특히 절개지 또는 터널 등의 사면에 천공작업시 천공 구간의 상부 측에 확장공간을 형성하고, 확장공간에 패커(packer)를 설치함으로써, 정착부의 유효지름을 증가시키고, 네일과 지반의 전단저항을 증가시키도록 하는 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽에 관한 것이다. 구성은 쏘일 네일링 공법에 있어서, (a) 절개지 또는 터널 등의 사면에 확장 천공이 가능한 확장천공기를 이용하여 일정한 깊이로 굴착, 천공을 형성함과 동시에 천공 구간의 상부 측으로 하나 또는 복수 개의 확장공간을 형성하는 공정과; (b) 상기 천공 및 확장공간의 형성 후 보강재인 쏘일 네일링 패커장치를 상기 천공으로 삽입하는 공정과; (c) 상기 천공에 보강재인 쏘일 네일링 패커장치를 삽입한 후, 급결성 팽창제 주입관을 통해 패커의 내부로 급결성 팽창제를 주입하는 공정과; (d) 그라우트 주입관을 통해 패커의 하부에 위치하는 천공 즉, 그라우팅 영역에 그라우트를 주입하는 공정; 을 포함하여 이루어진다.

Description

전단저항력 향상기능을 갖는 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽{A soil nailing method to have the functions of the shearing resistance force improvement and retaining wall panel cutting the ground}
본 발명은 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽에 관한 것으로, 특히 절개지 또는 터널 등의 사면에 확장천공기를 이용하여 천공작업시 천공 구간의 상부 측에 확장공간을 형성하고, 확장공간에 패커(packer)를 설치함으로써, 정착부의 유효지름을 증가시키고, 네일과 지반의 전단저항을 증가시키도록 하는 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽에 관한 것이다.
일반적으로 굴착면 안정, 절개지의 사면이나 터널의 사면 보강 등을 위해 흙속에 보강재인 쏘일 네일링 패커장치를 삽입한 후 안정을 도모하는 지반보강공법의 하나인 쏘일 네일링 공법(Soil Nailing Method)이 사용된다.
그러나 종래의 쏘일 네일링 공법은, 그라우트(grout : 토목공사에서 누수방지 공사나 토질 안정 등을 위하여 지반의 갈라진 틈·공동(空洞) 등에 주입되는 충전재)를 중력이나 펌프를 이용해 충전시 지반으로 그라우트를 고르고 넓고 깊게 침투시키지 못하기 때문에 지반과 정착이 원활하고 견고하지 못한 문제점이 있었다.
또, 지반과의 정착이 견고하지 못함에 따라 인발력에 대한 전단 저항력이 약하기 때문에 전단 저항력을 높일 수 있도록 네일의 길이를 길게 함과 동시에 천공 깊이를 깊게 시공할 수밖에 없으므로 공사기간이 길어지고 비용이 증가하여 경제성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 천공 구간의 상부 측에 확장공간을 형성하지 않을 뿐 아니라 상기 확장공간에 맞게 패커장치를 설치하기 어렵고, 이에 따라 전단 저항력이 약하여 네일이 지반을 충분히 지지하지 못하게 되는 문제점이 있다.
등록번호 제10-0992999호
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 천공 구간의 상부 측에 확장공간을 형성함과 동시에 상기 확장공간에 패커를 설치하고 급결성 팽창제를 주입하여 인발력에 대한 저항력을 극대화함으로써, 네일의 구조적 안정성을 향상하는 전단저항력 향상기능을 갖는 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쏘일 네일링 공법에 있어서, (a) 절개지 또는 터널 등의 사면에 확장 천공이 가능한 확장천공기를 이용하여 일정한 깊이로 굴착, 천공을 형성함과 동시에 천공 구간의 상부 측으로 하나 또는 복수 개의 확장공간을 형성하는 공정과; (b) 상기 천공 및 확장공간의 형성 후 보강재인 쏘일네일링 패커장치를 상기 천공으로 삽입하는 공정과; (c) 상기 천공에 보강재인 쏘일네일링 패커장치를 삽입한 후, 급결성 팽창제 주입관을 통해 패커의 내부로 급결성 팽창제를 주입하는 공정과; (d) 그라우트 주입관을 통해 패커의 하부에 위치하는 천공 즉, 그라우팅 영역에 그라우트를 주입하는 공정; 을 포함하여 이루어진다.
상기 (b) 공정에서 확장공간은 천공 중앙을 기준으로 일 측 또는 양측으로 평편하게 형성되거나 요철 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 (b) 공정에서 쏘일네일링 패커장치는 네일과, 한 쌍의 마개와, 패커 및 급결성 팽창제 주입관과 그라우트 주입관 및 공기배출관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 (c) 공정에서 패커로 주입되는 급결성 팽창제에 의해 먼저 확장공간을 긴밀하게 밀폐되도록 하여 패커의 하단 이하로 위치하는 천공 구간으로 압력이 가해지도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 (d) 공정에서 그라우팅 영역에 발생 되는 물 또는 공기 등이 공기배출관을 통해 천공 외부로 모두 배출된 후에는 상기 공기배출관의 주입구를 막아 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법을 이용하여 축조된 절토부 패널식 옹벽으로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 천공 구간의 상부 측에 확장공간을 형성하고, 확장공간에 패커(packer)를 설치하여 급결성 팽창제를 주입시키는 것을 통해 네일과 지반의 전단저항이 증가 되도록 함으로써, 지반과의 정착력 향상을 이루어 구조적 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
또, 본 발명은 확장공간의 하부에 위치하는 그라우팅 영역에 그라우트를 가압방식으로 주입함으로써 정착부의 유효지름과 전단저항력을 증가시켜 그라우트재와 지반의 정착력을 향상하는 효과가 있다.
또한, 유효지름과 전단저항력을 증가시켜 지반 정착력을 향상함으로써, 종래의 천공에 비해 천공의 길이를 짧게 형성하더라도 지반과의 정착을 견고하게 할 수 있으므로 공사기간을 단축하고 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전단저항력 향상기능을 갖는 쏘일 네일링 공법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 절개지 등의 사면에 천공과 평편한 형태의 확장공간을 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 절개지 등의 사면에 천공과 요철 형태의 확장공간을 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 요철 형태의 확장공간을 엇갈림 형태로 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 쏘일 네일링 패커장치의 분해 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 조립도 이다.
도 7은 본 발명에 따른 사면에 형성된 천공과 평편한 형태의 확장공간으로 쏘일 네일링 패커장치를 설치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 급결성 팽창제 주입관을 통해 패커에 급결성 팽창제를 주입한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 그라우트 주입관을 통해 천공(110)의 그라우팅 영역(110a)에 그라우트를 주입한 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 쏘일 네일링 공법으로 옹벽을 축조한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 쏘일 네일링 공법으로 다른 형태의 옹벽을 축조한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 패커를 요철 형태로 형성한 쏘일 네일링 패커장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 쏘일 네일링 패커장치를 사면에 형성된 천공과 요철 형태의 확장공간으로 설치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13의 급결성 팽창제 주입관을 통해 요철 형태의 패커에 급결성 팽창제를 주입한 상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14의 그라우트 주입관을 통해 천공의 그라우팅 영역에 그라우트를 주입한 상태를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 요철 형태의 패커를 이용한 쏘일 네일링 공법으로 옹벽을 축조한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 요철 형태의 패커를 이용한 쏘일 네일링 공법으로 다른 형태의 옹벽을 축조한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 쏘일 네일링 공법으로 다른 형태의 옹벽을 축조한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 전단저항력 향상기능을 갖는 쏘일 네일링 공법 및 이를 이용한 절토부 패널식 옹벽의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 1 내지, 도 17에 도시된 바와 같이 본 발명은 (a) 절개지 또는 터널 등의 사면(100)에 천공(110)과 확장공간(111)을 형성하는 공정(S10)과, (b) 상기 천공(110) 및 확장공간(111)으로 쏘일 네일링 패커장치(200)를 삽입하는 공정(S20)과, (c) 상기 쏘일 네일링 패커장치(200)의 패커(240) 내부로 급결성 팽창제를 주입하는 공정(S30)과, (d) 상기 패커(240)의 하부에 위치하는 그라우팅 영역(110a)에 그라우트를 주입하는 공정(S40)을 포함하여 이루어진다.
상기 (a) 단계는, 절개지 또는 터널 등의 사면(100)에 확장 천공이 가능한 확장천공기(미도시)를 이용하여 필요한 깊이로 굴착, 천공(110)을 형성함과 동시에 천공(110) 구간의 상부 측으로 하나 또는 복수 개의 확장공간(111)을 형성한다(S10).
여기서, 상기 확장천공기는 예컨대 시계방향으로 회전시킬 경우에는 메인비트(미도시)의 굴착에 의해 통상의 쏘일 네일링을 위한 천공(110)을 형성하게 되고, 반시계방향으로 회전시킬 경우에는 윙 비트(미도시)의 잠금 상태가 해제되어 메인비트의 외부지름 바깥 측으로 돌출하여 회전됨으로써 상기 천공(110) 구간의 상부 측에 하나 이상의 확장된 확장공간(111)을 형성하게 된다.
이러한 상기 확장천공기는 통상적인 구성이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 확장공간(111)은 도 2 내지, 도 4에 도시된 바와 같이 천공(110)의 중심축을 기준으로 양측으로 확장 형성되고 내면(내주면)은 평편한 형태로 형성되거나 요철(凹凸) 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 확장공간(111)을 요철(凹凸) 형태를 이루도록 형성함에 따라 쏘일 네일링 패커장치(200)의 패커(240)에 급결성 팽창제를 주입시 패커(240)와 급결성 팽창제가 확장공간(111)의 요철(凹凸)부분으로 고르게 삽입되므로 급결성 팽창제가 주입된 패커(240)가 확장공간(111)의 요철(凹凸)과 긴밀하게 결합 되어 정착성 향상을 이루게 되므로, 네일(210)과 지반의 전단 저항력을 향상시키게 된다.
또, 상기 확장공간(111)은 내면이 평편한 형태로 형성되거나 요철(凹凸) 형태로 형성되는 것으로 설명하고 있으나 네일(210)과 지반의 전단 저항력을 증가할 수 있는 형태라면 다양하게 형성할 수 있다.
또한, 상기 확장공간(111)의 크기를 그라우팅의 깊이, 시공조건, 지반조건에 따라 크게 하거나 작게 조절하고, 이에 따라 확장공간(111)에 고정되는 패커(240)의 팽창이 가감될 수 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 확장공간(111)에 의해 상기 패커(240) 내부로 급결성 팽창제를 주입시, 패커(240)가 확장공간(111)의 상, 하단과 견고하게 걸림 지지 됨으로써 네일과 지반의 전단 저항력을 월등하게 증가시킬 수 있다.
그리고 상기 확장공간(111)은 본 발명에서는 천공(110) 구간의 상부 측에 형성되는 것이 바람직하고, 필요에 따라서는 중간 또는 상부와 하부에 형성될 수도 있다.
또, 상기 확장공간(111)은 필요에 따라 천공(110)의 중심축을 기준으로 일 측에 확장형성될 수 있다.
여기서, 상기 확장공간(111)이 천공(110)의 중심축을 기준으로 일 측에 확장 형성되는 경우에는 대향 하는 타 측에 엇갈림 하여 확장공간(111)이 형성되는 것이 네일(210)과 지반의 전단 저항력을 증가시키기 위해 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는 확장천공기를 이용하여 절개지 또는 터널 등의 사면(100)에 통상적인 쏘일 네일링을 위한 천공(110)과 패커(240)의 설치를 위한 확장공간(111)을 동시에 형성할 수 있게 된다.
따라서, 쏘일 네일링을 위한 굴착기간을 단축하고 공사비용을 절감하여 경제성 향상을 이룰 수 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 천공(110) 및 확장공간(111)으로 보강재인 쏘일 네일링 패커장치(200)를 삽입한다(S20).
여기서, 본 발명에 따른 쏘일 네일링 패커장치(200)는 도 4 내지, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 천공(110)에 삽입되는 네일(210)과, 또 네일 결합구멍(231)과 급결성 팽창제 주입관 결합구멍(232)과 그라우트 주입관 결합구멍(233) 및 공기배출관 결합구멍(234)을 형성하고 중간에는 체결 홈(凹)(235)이 형성되는 한 쌍의 마개(230)와, 상기 한 쌍의 마개(230)에 클램프(220)를 통해 체결되는 패커(240) 및 상기 마개(230)의 급결성 팽창제 주입관 결합구멍(232)과 그라우트 주입관 결합구멍(233) 및 공기배출관 결합구멍(234)을 통해 결합 되는 급결성 팽창제 주입관(250)과 그라우트 주입관(260) 및 공기배출관(270)으로 이루어진다.
또, 상기 네일(210)은 강철 봉이나 이형철근 등으로 형성되는 것이 바람직하고, 필요에 따라 철근에 상응하는 물리적 성질을 갖는 재질이라면 다양하게 변형실시될 수도 있다.
상기 패커(240)는 확장공간(111)으로 수용되어 확장공간(111)을 밀폐하도록 급결성 팽창제의 주입시 부피 팽창에 따른 압력을 충분히 견딜 수 있는 부직포나 광목 등과 같은 천으로 형성되는 것이 바람직하나, 이외 부피 팽창에 따른 압력을 충분히 견딜 수 있는 것이라면 나일론과 같은 다양한 재질로 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 패커(240)에 의해 확장공간(111)이 밀폐되면 상기 확장공간(111)의 위쪽으로 위치하는 천공(110)의 선단 부분도 밀폐된다.
또, 상기 패커(240)는 확장공간(111)의 형태에 용이하게 대응하도록 평편한 원통 형태로 형성되거나 요철 형태 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 패커(240)는 확장공간(111)으로 삽입시 더욱더 긴밀한 결합상태를 이룰 수 있다.
상기 마개(230)는 패커(240)의 상단을 밀폐하는 상부마개(230a)와 상부마개(230a)와 간격을 두고 패커(240)의 하단을 밀폐하는 하부마개(230b)로 이루어진다.
그리고 상기 체결 홈(235)은 상부마개(230a)와 하부마개(230b)의 중간에 형성되어 패커(240)의 상단과 하단을 수용한 후, 상기 클램프(220)에 의해 패커(240)를 체결시 패커(240)의 견고하고 긴밀한 밀폐를 이루도록 한다.
즉, 상기 상부마개(230a)와 하부마개(230b)에 형성된 체결 홈(凹)(235)으로 패커(240)의 상단과 하단이 수용되도록 한 후, 상기 클램프(220)를 이용하여 견고하게 조여 고정함으로써, 급결성 팽창제의 주입시 압력으로 인한 이탈을 방지할 수 있도록 하였다.
또, 상기 상부마개(230a)의 중앙에는 네일(210)을 수용하기 위한 네일 결합구멍(231)이 형성되고, 네일 결합구멍(231)의 주변으로는 급결성 팽창제 주입관(250)을 수용하기 위한 급결성 팽창제 주입관 결합구멍(232)과 그라우트 주입관(260)을 수용하는 그라우트 주입관 결합구멍(233) 및 그라우팅 영역에 발생 되는 물 또는 공기를 배출하기 위한 공기배출관(270)을 수용하기 위한 공기배출관 결합구멍(234)이 형성된다.
또한, 상기 하부마개(230b)의 중앙에는 네일(210)을 수용하기 위한 네일 결합구멍(231)이 형성되고, 네일 결합구멍(231)의 주변으로는 그라우트 주입관(260)을 수용하기 위한 그라우트 주입관 결합구멍(233)과 그라우팅 영역에 발생 되는 물 또는 공기를 배출하기 위한 공기배출관(270)을 수용하기 위한 공기배출관 결합구멍(234)이 형성된다.
여기서, 상기 공기배출관(270)은 그라우트 주입관(260)을 통해 그라우트의 주입시 상기 천공(110) 구간의 하부 측에 형성되는 그라우팅 영역(110a)에서 발생 되는 물 또는 공기를 천공(110) 외부로 배출토록 한다.
그리고 물 또는 공기의 배출 후에는 공기배출관(270)의 상단 입구를 밀폐시켜 그라우팅 영역(110a)에 압력이 가해지도록 한다.
이와 같은 구성의 쏘일 네일링 패커장치(200)를 상기 천공(110)으로 삽입한다.
이때, 상기 네일(210)은 천공(110) 구간의 중심으로 위치시키고 패커(240)는 상기 확장공간(111)으로 위치시킨다.
상기 (c) 단계는, 천공(110)에 보강재인 쏘일 네일링 패커장치(200)를 삽입한 후, 별도의 팽창제 공급수단(미도시)을 이용하여 상기 급결성 팽창제 주입관(250)을 통해 패커(240)의 내부로 우레탄 약액과 같은 급결성 팽창제를 주입한다(S30).
이에 따라, 상기 확장공간(111)에 위치하도록 설치된 패커(240)의 내부로 급결성 팽창제가 주입되면서 패거(240)가 확장공간(111)을 꽉 채움과 동시에 유효지름을 증가시켜 확장공간(111)의 상, 하단과 견고하게 걸림 지지 되므로 네일(210)과 지반의 전단 저항력을 월등하게 증가시키게 된다.
또, 상기 패커(240)로 주입되는 급결성 팽창제에 의해 먼저 확장공간(111)을 긴밀하게 밀폐되도록 함으로써 상기 패커(240)의 하단 이하로 위치하는 천공(110) 구간으로는 압력이 가해지도록 한다.
이에 따라, 다음 그라우트 가압주입 단계에서 더욱더 강한 압력을 형성하여 천공(110) 구간 주변 지반에 형성된 공극(air gap : 토양 입자 사이의 틈) 이나 절리(節理)로 그라우트가 넓고 깊고 고르게 충분히 침투되게 할 수 있다.
상기 (d) 단계는, 그라우트 주입관(260)을 통해 패커(240)의 하부에 위치하는 천공(110) 즉, 그라우팅 영역(110a)에 그라우트를 주입한다(S40).
여기서, 상기 그라우트 주입관(260)의 하단은 하부마개(230b)를 관통하여 설치되므로 그라우팅 영역(110a)으로만 그라우트를 주입하게 되는데, 그라우트가 충전되면서 발생 되는 물 또는 공기 등이 상기 공기배출관(270)을 통해 천공(210) 외부로 배출된다.
이때, 상기 그라우팅 영역(110a)에 발생 되는 물 또는 공기 등이 공기배출관(270)을 통해 천공(210) 외부로 모두 배출된 후에는 상기 공기배출관(270)의 주입구를 막아 폐쇄한다.
이에 따라, 상기 그라우팅 영역(110a)에 가압방식으로 그라우트의 주입시 강한 압력이 가해지게 되면서 천공(110) 구간 주변 지반에 형성된 공극(air gap : 토양 입자 사이의 틈) 이나 절리(節理)로 그라우트가 넓고 깊고 고르게 충분히 침투하여 그라우트재와 지반의 정착을 증진시킴으로써, 상기 패커(240)가 위치하는 천공(110) 구간의 하단 전체가 구조체 역할을 하면서 인발에 대한 전단 저항력을 증가시켜 지반의 안정성 향상을 도모할 수 있다.
뿐만 아니라, 그라우트재와 지반의 정착 증진과 패커(240)의 하단 전체가 구조체 역할을 하면서 인발에 대한 전단 저항력을 증가시킬 수 있으므로, 종래에 비해 천공(210) 깊이와 네일(210)의 길이를 현저하게 짧게 하더라도 지반의 안정성을 이룰 수 있다.
따라서, 절개지의 사면이나 터널의 사면 보강 등을 위해 쏘일 네일링 공법으로 공사시 공사기간을 단축하고 경제성을 향상할 수 있다.
이와 같이 그라우팅 작업이 완료되면 양생한 후, 사면(100) 하단에 터파기를 하여 기초부(310)와 콘크리트벽(320)을 설치한다.
이때, 상기 네일(210)의 선단 부분은 콘크리트벽(320)을 관통하여 설치된 후, 지압판(280)과 고정너트(290)에 의해 체결, 정착된다.
다음, 상기 콘크리트벽(320)의 전면으로 조립식 패널(330)을 적층 시켜 전면벽체를 형성시킨다.
이후, 전면벽체를 이룬 상기 조립식 패널(330)과 사면(100) 사이의 공간에 토사(340)를 메운 다음, 네일(210)을 긴장, 정착하여 마무리함으로써 옹벽(300)을 축조하게 된다.
한편, 본 발명은 쏘일 네일링 패커장치(200)를 쏘일 네일링 공법으로 설치한 후에는 도 11 및 도 17에 도시된 바와 같이 네일(210)의 선단에 회전 가능한 연결장치(350)를 이용하여 이형철근(360)을 수평 상태로 설치한다.
그리고 상기 연결장치(350)의 일단은 절토 지반에 경사지게 설치된 네일(210)과 연결하고, 타 일단은 지압판(280)과 고정너트(290)와 연결되고, 수평을 이루도록 형성되는 이형철근(360)을 연결하여 다른 형태의 옹벽(300)을 축조할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 전단저항력 향상기능을 갖는 쏘일 네일링 공법으로 쏘일네일링을 하게 되면, (a) 절개지 또는 터널 등의 사면(100)에 확장 천공이 가능한 확장천공기(미도시)를 이용하여 필요한 깊이로 굴착, 천공(110)을 형성함과 동시에 천공(110) 구간의 상부 측으로 하나 또는 복수 개의 확장공간(111)을 형성한다(S10).
이러한 상기 확장공간(111)은 천공(110)의 중심축을 기준으로 양측으로 확장 형성되고 내면(내주면)은 평편한 형태로 형성되거나 요철(凹凸) 형태로 형성될 수 있기 때문에 다음 공정에서 패커(240)에 급결성 팽창제를 주입시 패커(240)가 확장공간(111)의 요철(凹凸)과 긴밀하게 결합 되어 정착성 향상을 이루게 되므로, 네일(210)과 지반의 전단 저항력을 향상시키게 된다.
다음, (b) 상기 천공(110) 및 확장공간(111)으로 보강재인 쏘일 네일링 패커장치(200)를 삽입한다(S20).
다음, (c) 상기 쏘일 네일링 패커장치(200)의 패커(240)의 내부로 급결성 팽창제 주입관(250)을 이용하여 급결성 팽창제를 주입한다(S30).
이때, 상기 패거(240)가 팽창제에 의해 팽창하여 확장공간(111)을 꽉 채움과 동시에 유효지름을 증가시킨다.
이에 따라, 상기 패커(240)가 확장공간(111)의 상, 하단에 견고하게 걸림 지지 되므로 네일(210)과 지반의 전단 저항력을 월등하게 증가시키게 된다.
다음, (d) 상기 그라우트 주입관(260)으로 패커(240)의 하부에 위치하는 천공(110) 즉, 그라우팅 영역(110a)에 그라우트를 주입한다(S40).
이때, 상기 그라우트가 충전되면서 그라우팅 영역(110a)에서 존재하는 물 또는 공기 등은 상기 공기배출관(270)을 통해 천공(110) 외부로 배출되고, 이후에는 공기배출관(270)의 주입구를 막아 폐쇄한다.
이에 따라, 상기 그라우팅 영역(110a)에 그라우트의 주입시 압력이 가해지게 되면서 천공(110) 구간 주변 지반에 형성된 공극(air gap : 토양 입자 사이의 틈) 이나 절리(節理)로 그라우트가 넓고 깊고 고르게 충분히 침투하여 그라우트재와 지반의 정착을 증진시키게 되고, 천공(110) 구간의 하단 전체가 구조체 역할을 하면서 인발에 대한 전단 저항력을 증가시켜 지반의 안정성 향상을 도모할 수 있다.
이와 같이 그라우팅 작업이 완료되면 양생한 후, 사면(100) 하단에 터파기를 하여 기초부(310)와 콘크리트벽(320)을 설치한다.
이때, 상기 네일(210)의 선단 부분은 콘크리트벽(320)을 관통하여 설치된 후, 지압판(280)과 고정너트(290)에 의해 체결, 정착된다.
다음, 상기 콘크리트벽(320)의 전면으로 조립식 패널(330)을 적층 시켜 전면벽체를 형성시킨다.
이후, 전면벽체를 이룬 상기 조립식 패널(330)과 사면(100) 사이의 공간에 토사(340)를 메운 다음, 네일(210)을 긴장, 정착하여 마무리함으로써 옹벽(300)을 축조하게 된다.
그리고 본 발명은 쏘일 네일링 패커장치(200)를 쏘일 네일링 공법으로 설치한 후에는, 네일(210)의 선단에 회전 가능한 연결장치(350)를 연결하고, 상기 연결장치(350)의 일단은 절토 지반에 경사지게 설치된 네일(210)과 연결하고, 타 일단은 지압판(280)과 고정너트(290)와 연결되고, 수평을 이루도록 형성되는 이형철근(360)을 연결하여 다른 형태의 옹벽(300)을 축조할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 사면 110 : 천공
111 : 확장공간 110a : 그라우팅 영역
200 : 쏘일 네일링 패커장치 210 : 네일
220 : 클램프 230 : 마개
230a : 상부마개 230b : 하부마개
231 : 네일 결합구멍
232 : 급결성 팽창제 주입관 결합구멍 233 : 그라우트 주입관 결합구멍
234 : 공기배출관 결합구멍 235 : 체결 홈
240 : 패커 250 : 급결성 팽창제 주입관
260 : 그라우트 주입관 270 : 공기배출관
280 : 지압판 290 : 고정너트
310 : 기초부 320 : 콘크리트벽
330 : 조립식 패널 340 : 토사
350 : 연결장치 360 : 이형철근
370 : 전면블록 300 : 옹벽

Claims (6)

  1. 쏘일 네일링 공법에 있어서,
    (a) 절개지 또는 터널 등의 사면에 확장 천공이 가능한 확장천공기를 이용하여 일정한 깊이로 굴착, 천공을 형성함과 동시에 천공 구간의 상부 측으로 하나 또는 복수 개의 확장공간을 형성하는 공정과;
    (b) 상기 천공 및 확장공간의 형성 후 보강재인 쏘일 네일링 패커장치를 상기 천공으로 삽입하는 공정과;
    (c) 상기 천공에 보강재인 쏘일 네일링 패커장치를 삽입한 후, 급결성 팽창제 주입관을 통해 패커의 내부로 급결성 팽창제를 주입하는 공정과;
    (d) 그라우트 주입관을 통해 패커의 하부에 위치하는 천공 즉, 그라우팅 영역에 그라우트를 주입하는 공정; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 공정에서 확장공간은 천공 중앙을 기준으로 일 측 또는 양측으로 평편하게 형성되거나 요철 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 공정에서 쏘일 네일링 패커장치는 네일과, 한 쌍의 마개와, 패커 및 급결성 팽창제 주입관과 그라우트 주입관 및 공기배출관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 공정에서 패커로 주입되는 급결성 팽창제에 의해 먼저 확장공간을 긴밀하게 밀폐되도록 하여 패커의 하단 이하로 위치하는 천공 구간으로 압력이 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 공정에서 그라우팅 영역에 발생 되는 물 또는 공기 등이 공기배출관을 통해 천공 외부로 모두 배출된 후에는 상기 공기배출관의 주입구를 막아 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법.
  6. 제1항 내지 제5항의 전단 저항력 향상 기능을 갖는 쏘일 네일링 공법을 이용하여 축조된 절토부 패널식 옹벽.
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