철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법
专利汇可以提供철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: A pre stress soil nailing method is provided to maintain a ground in a steady state as repressing the transformation by increasing strength of the ground by a reinforcing material as reducing the number of installed reinforcing materials to a slant face of cut soil. CONSTITUTION: A pre stress soil nailing method has the steps of: drilling for formation of an insertion hole(21) having a specific depth at a specific position of a slant face of cut soil, inserting a reinforcing material set(1) having hoses(13,14) for grouting into the insertion hole(21), firstly grouting for filling the inside of the insertion hole with grouting materials(11a), establishing a shotcrete facing(4) to establish the front face of the insertion hole(21) with shotcrete or concrete, then applying pre stress by an additional hydraulic pressure jack(3) to the reinforcing materials(11), further secondly grouting for filling the inside of a division pipe(12) with the grouting materials(12a). By repeating this method, at the slant face of cut soil, the reinforcing materials(11) applying the pre stress in a specific interval are fixed to solidify the ground.，下面是철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법专利的具体信息内容。
철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링 공법
본 발명은 철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링(prestress soil nailing)공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경사면 및 건물의 기초굴착을 위한 철근보강사면안정공법시 보강재로서 일반 이형철근을 지중에 수평 또는 수직으로 삽입하여 지반에 프리스트레스를 도입시킴으로써 원지반의 전단강도를 향상시켜 보강재에 의해 보강된 토체옹벽(soil wall)전체를 일체화시킴으로써 토체가 배면의 주동토압에 대한 대항력 증진 및 수평, 수직의 지반변위를 최소화시켜 보다 경제적이고 안전하게 시공할 수 있게 한 것이다.
일반적으로 빌딩지하공사나 사면에 구조물을 건설하는 경우, 경사 및 수직으로 굴착된 사면에 안정화를 이루는 흙막이 공사가 시행되는 것으로, 이와같은 종래의 흙막이 공시는 엄지말뚝, 횡널말뚝, 쉬트파일(sheet pile)등을 이용한 버팀공법이지만 이런공법은 말뚝등을 설치하는데 수반되는 소음과 진동이 문제가 되며, 또한 버팀대가 시공공간을 좁게 만들어 굴토토사의 운반의 어려움이 있으며, 어스앙카(earth anchor)공법은 굴토공사 자체가 용이하기는 하나 시공시간이 오래 걸리는 단점과 아울러 대상부지밖으로 가시설 구조체가 형성될 경우가 많아 분쟁의 소지가 많은 것이었다.
그래서 근래들어 소일네일링 공법이 널리 사용되고 있는 실정인바, 이 소일네일링 공법은 상기한 경사면이나 건물의 지하굴착시 단계별로 굴착과 함께 보강재로서 이형철근과 전면판(shotcrete facing)으로만 굴착사면을 보강하여 흙막이 가시설을 하는 방식으로 비교적 경량 장비를 사용하므로 저소음, 저진동등으로 굴착공사를 수행할 수 있으며, 또한 어스앙카공법에 비해 보강영역을 위한 천공깊이(심도)가 매우 짧아 인접대지의 경계를 침범하게 되는데 따른 분쟁발생의 극소화등 도심지 공사에 매우 유리한 공법으로서 현재 외국은 물론 국내에서도 활발하게 여러 굴토가 시설공사현장에 적용 사용되고 있는 실정이다.
상기와 같이 절토사면에서 인장력과 전단력에 견디도록 보강재(이형철근)를 이용하여 현지의 흙을 보강하여 보강된 토괴로 하여금 일체화된 블록을 형성하여 토체옹벽으로서 중력옹벽과 같은 기능을 하게하여 사면을 안정되게 유지하는 상기 소일네일링공법은, 지반자체를 벽체로 이용하기 때문에 안정성이 높은 옹벽을 구축할 수 있으며, 소형기계로도 시공이 가능하기 때문에 좁은 장소나 험준한 지형에서 효과적이고, 시공방법이 간편하고 작업시 소음, 진동이 적어 거주지역에 근접시공이 가능할 뿐만 아니라 지진등 주변지반의 움직임에 대한 저항력이 커 안전하며 절토를 수반하는 시공에서 토층의 종류에 따라 사면구배를 정하여 안전하고 대지 이용면적을 넓혀 대지용도를 높임과 동시에 주변환경도 보존할 수가 있게 된다.
그러나 이와같이 많은 장점에도 불구하고 보강재로서 이형철근을 지중에 수평, 수직방향으로 삽입하여 절토사면에서 인장력과 전단력에 견디도록 하는 지금까지의 소일네일링 공법은, 단순히 절토사면에 일정크기의 구멍을 일정깊이만큼 일정간격으로 천공한후 이 천공된 구멍에 보강재를 삽입한후 시멘트밀크(cement milk)로 되는 그라우팅(grouting)재를 충진한 후 절토사면을 다층의 뿜칠콘크리트층(shotcrete layer)으로 처리하여서 되는 것인바, 이와같은 종래 소일네일링공법은 보강재가 프리스트레스를 도입하지 않고 다만 전면판과 지중에 삽입되어 그라우팅재로 고정된 상태에서 이완지반을 일체화시키기 위하여 지압판과 함께 굴착표면에 나사식 정착방법을 사용하고 있는 것이어서, 절토사면에 대한 인장력과 전단력의 증대에는 한계가 있는 것이었 다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같이 프리스트레스를 도입하지 않고 단순히 이형철근재등의 보강재를 지중에 삽입하여 이완지반을 일체화시키기 위해 시행되는 종래의 소일네일링공법이 지닌 제반문제점을 해결하기 위하여, 절토사면에 보강재로서 이형철근재를 일정깊이 삽입한 상태에서 보강재에 대해 프리스트레스를 도입하는 것에 의해 절토사면에 대한 보강재의 설치개수를 줄일 수 있게 함과 동시에 보강재에 의해 현장지반의 전단강도를 증가시켜 변형을 억제하며, 굴착중이나 굴착후 지반의 이완을 방지함으로써 기존공법보다 경제적으로 지반을 안정된 상태로 유지할 수 있게 한 철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링 공법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 의한 공법의 공정도
도 2는 본 발명에 의한 공법의 시공과정을 개략적으로 나타내는 단면도
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 보강재세트 2 : 절토사면 3 : 유압잭
11 : 보강재 12 : 구획관 13 : 제1차 그라우팅용호스
14 : 제2차 그라우팅용호스 21 : 삽입공
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법은, 절토사면(2)의 임의 위치에 일정깊이의 삽입공(21)을 형성하는 천공단계와; 일정길이의 보강재(11)도중에 구획관(12)을 끼워 설치하고 상기 구획관(12)내부 및 외부에 각각 제1 및 제2차 그라우팅용호스(13)(14)를 설치한 보강재세트(1)를 상기 삽입공(21)내에 삽입하는 삽입단계와, 상기 삽입공(21)내부를 그라우팅재(11a)로 충진하는 1차 그라우팅단계와; 상기 삽입공(21)전면을 쇼크리트나 콘크리트로서 타설하는 전면판(4)설치단계와; 상기보강재(11)에 대해 별도의 유압잭(3)에 의해 프리스트레스를 도입하는 프리스트레스도입단계와; 상기 구획관(12)내부를 그라우팅재(12a)로 충진하는 2차 그라우팅단계와;
로 되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법의 작업공정도이고, 도2는 본 발명에 의한 철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법의 시공과정을 개략적으로 나타낸 단면도로서 본 발명에 의한 공법의 시공에 대하여 설명한다.
일반이형철근등으로 되는 일정길이의 보강재(11)외면에 PE주름관이나 철쉬즈관등으로 되는 구획관(12)을 중간부분정도까지 씌워 설치하되, 상기 보강재(11)가 관통되는 구획관(12)의 단부에는 밀봉재로서 밀봉시킨 상태에서 상기 구획관(12)외부에는 대략 보강재(11)전길이정도의 길이를 갖는 제1차 그라우팅관(13)을 설치하고 상기 구획관(12)내부에는 제2차 그라우팅관(14)을 끼워 설치하여 하나의 보강재세트(1)를 제작한 상태에서, 본 발명에 의한 공법을 적용, 시공할 절토사면(2)이 결정되면, 절토사면(2)의 상부로부터 천공기로서 대략 75㎜∼150㎜크기의 삽입공(21)을 굴토높이에 따라 8 ∼15m정도의 깊이로 천공 형성한다.
이렇게 형성된 삽입공(21)에는 상기 미리 준비된 보강재세트(1)를 삽입하는데, 이때 상기 보강재세트(1)를 이루는 보강재(11)와 제1및 제2그라우팅호스(13)(14)의 단부는 일정길이만큼 삽입공(21)외부로 노출되도록 삽입 설치된다.
이렇게 삽입공(21)내부에 보강재세트(1)의 삽입설치가 끝나게되면, 먼저 상기 삽입공(21)내부와 구획관(12)외부사이의 공간에 대해 제1차 그라우팅호스(13)를 통해 시멘트밀크(cement milk)로 되는 그라우팅재(11a)를 충진하여 구획관(12)내부공간을 제외한 나머지 공간을 시멘트밀크로서 충진하여 일정시간동안 양생시킨다.
이후 상기 삽입공(21)의 전면 개구부에 대해 용접철망을 설치한 상태에서 쇼크리트나 콘크리트로서 타설하여 밀폐시켜 전면판(4)을 설치한다. 이때 보강재(11)와 제2차 그라우팅호스(14)의 단부는 일정길이 외부로 노출되도록 한 상태에서 일정두께의 전면판(4)이 설치완료되면 별도의 프리스트레스 도입용 유압잭(3)을 일정길이 외부로 노출된 보강재(11)에 설치하여 일정압력으로 보강재(11)를 당김으로써 보강재(11)에 대해 프리스트레스를 도입하게 된다.
이후 전면판(4)일측으로 노출된 제2차 그라우팅호스(14)를 통해 구획관(12)내부로 시멘트밀크로 되는 그라우팅재(12a)를 충진하여 구획관(12)내에 위치되어 프리스트레스가 도입된 보강재(11)외면과 구획관(12)내면사이의 공간에 그라우팅재(12a)가 채워지게 함으로써 임의 절토사면(2)에 대해 프리스트레스 소일네일공법에 의한 하나의 보강재 설치작업은 완료되게 되는 것으로, 이와같은 설치공법을 반복하게 됨에 따라 절토사면(2)에는 일정간격을 두고 프리스트레스가 도입된 보강재(11)가 다수 설치되게 되어 보강된 지반은 토체전체가 동반성을 지닌 하나의 중력식 옹벽과 같은 현지지반을 이용한 토체옹벽을 형성하여 굴착면에 안정을 유지할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 철근보강사면안정용 프리스트레스 소일네일링공법에 의하면, 기존에 널리 채택사용되고 있는 소일네일링공법에 있어 절토사면에 일정깊이 삽입되는 보강재에 대해 프리스트레스를 도입케 함으로써 원지반자체의 전체적인 전단강도를 향상시켜 이형철근으로 되는 보강재에서 발생되는 축방향 인장력이 벽체의 안정성을 위한 주된 저항으로 작용되게 하여 공사도중 또는 후에 예상되는 지반변위를 최소화하는 동시에 기존공법 보다 경제적으로 지반을 안정상태로 유지할 수 있게 되는 등의 유용한 효과를 제공한다.
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