KR20060120849A

KR20060120849A - 쏘일네일링 장치의 패커 유닛

Info

Publication number: KR20060120849A
Application number: KR1020050043054A
Authority: KR
Inventors: 박주석; 이홍규; 박지현; 박시삼; 이훈연
Original assignee: 지오기술 주식회사; (주) 공인건설; 지오엔지니어링(주)
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-11-28

Abstract

본 발명은 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 관한 것으로서, 보강재가 파이프면 그 외면에 직접적으로 패커를 마련하고 철근이면 이를 수용하는 파이프의 외면에 마련함으로써 보강재가 파이프는 물론 철근인 경우에도 활용할 수 있으며, 파이프의 소정위치에 제1고정구를 고정하고 패커를 삽입한 후 또 하나의 제2고정구로 고정함으로써 패커의 설치가 용이하면서도 견고하게 고정되며 비교적 패커의 제거 또한 용이함은 물론 재활용이 가능한 것이다.

본 발명은 보강재인 파이프에 지반의 천공구멍인 입구부분을 폐쇄하도록 쏘일네일링 패커가 구비되며 상기 패커 아래의 천공구멍에 주입되는 시멘트그라우트로 인한 에어 내지 이물질을 빼낼 수 있는 이물질제거관이 구비된 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 있어서, 상기 이물질제거관은 상기 파이프의 외측끝단으로부터 그 내부를 통해서 패커 아래의 파이프 외부로 인출되며, 상기 패커는 파이프의 소정위치에 간편하게 조립 및 분해시킬 수 있도록 패커의 상/하단에 제1, 제2고정구가 구비되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 쏘일네일링 패커는 적어도 철근을 여유 있게 수용하는 정도의 내경을 갖으면서 외측의 철근끝단으로부터 씌워지는 별도의 파이프가 마련되고 이 파이프의 외면에 마련됨은 물론 간편하게 조립 및 분해시킬 수 있도록 패커의 상/하단에 제1, 제2고정구가 구비되며, 상기 이물질제거관은 상기 파이프의 외측끝단으로부터 그 내부를 통해서 패커 아래로 관통되게 마련할 수도 있다.

쏘일네일링. 가압방식, 패커, 고정구, 파이프, 철근

Description

쏘일네일링 장치의 패커 유닛{PACKER UNIT OF SOIL NAILING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 패커 유닛이 적용된 가압 쏘일네일링 장치를 나타낸 개략적인 구성도,

도 2는 도 1에서 요부인 패커 유닛부분을 발췌하여 상세하게 나타낸 도면,

도 3은 도 2의 분해 사시도,

도 4는 도 2의 A-A선에 대한 단면도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 장치에서 일요부인 제1, 제2고정구에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 장치에서 패커와 제1고정구 사이에 기밀유지구조가 마련된 것을 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 패커유닛이 적용된 다른 실시예의 쏘일네일링 장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10a, 10b: 파이프 12: 그라우트분사공

14: 볼트 21: 제1캡

22: 제2캡 23: 그라우트호스

24: 이물질제거관 30: 패커

31: 제1마구리 32: 제2마구리

33: 고무튜브 34: 패커충진관

36: 패커파이프 37: 연질패킹

41: 제1고정구 42: 제2고정구

43: 테이퍼나사 44: 고정너트

45: 웨지 46: 고정몸체

47: 가압체결구 50: 철근

본 발명은 가압 그라우팅을 위한 가압 쏘일네일링(soil nailing) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 보강재가 파이프이면 그 외면에 설치할 수 있고 보강재가 철근이면 이를 수용하는 파이프 외면에 패커를 용이하게 설치 가능함은 물론 제거 또한 용이하며, 파이프 및 천공구멍과의 기밀이 확실하게 이뤄지는 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 관한 것이다.

지반보강공법의 하나인 쏘일네일링 공법은, 최근 들어, 활발하게 적용되고 있으며, 지하터파기공사의 가설흙막이벽체라든가, 절토사면이나 자연사면 등의 영구사면에 대한 보강으로 붕괴를 방지하면서 안정화를 꾀하기 위한 공법으로 통용되고 있다. 이러한 쏘일네일링 공법은 사면을 단계별로 굴착하면서 사면 내에 소정직 경의 구멍을 천공한 후, 이 천공 홀에 보강재인 파이프나 철근을 삽입하고, 상기 구멍 내에 시멘트그라우트를 주입하여 원지반의 전단저항력을 증가시켜 사면의 활동을 방지하는 공법이다.

상기 쏘일네일링 공법은 천공된 구멍에 보강재인 파이프(nail)를 삽입하고 이 파이프를 이용해 겔 상태의 시멘트그라우트를 채워 넣음이 용이하고 시멘트그라우트의 주입이 빈 공간 없이 견실하게 채워 넣는 공법, 즉'가압그라우팅을 이용한 쏘일네일링 공법'이 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0366156호에 제시되어 있다. 상기 등록특허의 특징은, 지반의 천공구멍에 다수의 분사공이 천공된 파이프보강재를 삽입하되 상기 파이프보강재에 천공구멍의 입구부분을 패킹부재{일명, 그라우트 패커(grout packer)라고도 함}로 설치하여 밀폐시키고, 상기 파이프보강재의 내면을 통해 시멘트그라우트를 소정의 압력으로 가압하면서 주입하는 것이다.

따라서 상기 등록특허는 시멘트그라우트가 파이프보강재의 분사공을 통해 분사되어 높은 밀도로 충진되게 되며, 이로 인하여 천공구멍의 주변지반으로 침투되고 천공구멍을 확장시키는 효과를 얻을 수 있어 유효직경의 증가는 물론이고 네일기능의 파이프보강재와 주변 흙의 마찰력 향상을 꾀하였다.

그러나 상기와 같은 등록특허에 사용되고 있는 그라우트 패커에 있어서는 천공구멍 입구부분의 보강파이프에 별도의 고정(지지)구조 및 에어제거수단이 없는 상태로 설치되어있어 소정압력으로 시멘트그라우트를 주입할 때 시멘트그라우트가 차 올라올수록 그라우트 패커에 의해 밀폐된 천공구멍의 상부에 에어가 모이게 되고, 이로 인하여 제대로의 가압그라우팅이 이뤄지지 않거나 에어제거를 위한 별도 의 장치를 마련하여야 한다는 불편함이 발생되었으며, 시멘트그라우트의 가압정도를 높이면 그 압력에 의해 그라우트 패커의 결합력에 한계가 있어 천공구멍의 입구를 향하여 밀려날 수도 있는 등의 폐단이 발생될 수 있다.

상기 등록특허가 공개된 이후에 다수의 그라우트 패커들이 제시되기 시작하였으며, 이러한 그라우트 패커들 중에서 몇 개만을 발췌하여 간략하게 설명하고자 한다.

실용신안등록공보 등록번호 제20-0290351호의 그라우트 패커는 외면에 나사돌기가 형성된 네일에 제1, 제2 패킹이 근접되게 설치하고 원통형의 부직포를 씌워 와이어 링으로 고정하며, 상기 제1, 제2패킹에 제1, 제2그라우팅 관 및 이물질제거관을 관통시키고 제1패킹에 발포우레탄주입관을 끼워야 하므로 네일에의 설치가 복잡하며, 특히 제1, 제2패킹과 네일 외면은 나사돌기에 의해 기밀이 이뤄질 수 없어 발포우레탄 발포시 우레탄의 발포압력에 의해 제1, 제2패킹의 외부로 누출될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

또한 발포우레탄을 주입하기 위한 전용주입기가 필요하고 발포우레탄인 주입자재가 고가임은 물론 재사용이 곤란하여 경제성이 떨어지며, 발포우레탄이 발포된 후 경화될 때까지 장시간이 소요되어 시공성이 저하되고 발포우레탄의 주입할 때 실패하는 경우 발포우레탄주입관으로 주입된 발포우레탄 자재가 발포 경화되어 발포우레탄주입관을 막기 때문에 재주입이 불가능함은 물론 지반 내에 묻힌 상태로 내버려두므로 지반을 오염시켜 환경 친화적이지 못하다는 문제점이 있었다.

실용신안등록공보 등록번호 제20-0296410호의 그라우팅 팽창제는 천공구멍의 입구측에 보강재를 삽입한 후 지지체의 에어주입구에 펌프를 연결하여 팽창형 고무 내에 고압에어를 주입함으로써 천공구멍의 입구부분을 밀폐시키는 것이므로 가압그라우팅을 실시한 후 팽창형 고무 내의 에어를 빼내면 용이하게 제거하고 재사용할 수는 있다.

그러나 상기와 같은 그라우팅 팽창제에 있어서는, 팽창형 고무가 유연한 것이기 때문에 가압그라우팅에서 필요로 하는 고정력을 얻기 곤란하고, 천공구멍 내에 가압 그라우팅을 높은 압력으로 실시할수록 팽창형 고무를 밀어내는 폐단이 발생될 수 있음은 물론 팽창형 고무와 보강재의 기밀이 제대로 이뤄질 수 없으며, 특히 보강재가 철근인 경우 외면에 돌기가 형성되어 더욱 기밀이 이뤄지지 않아 제대로의 가압 그라우팅을 실시할 수 없다는 문제점이 있었다.

그리고 실용신안공보 등록번호 제20-0344956호의 패커는 보강재의 외면 전체에 나사산이 형성되고 상기 보강재에 고정부를 보강재의 끝단으로부터 체결하여야 하므로 가공이 어렵고 생산성 및 조립작업성이 현저하게 저하됨은 물론 보강재의 강도 또한 저하되는 문제점이 있으며, 특히 가압그라우팅을 실시한 후 패커를 제거하기 위해서는 회전시켜야 하는데 에어압력을 낮춘다하여도 그라우팅제가 고정부와 부착되어 있어 한쪽의 고정부를 회전시킴은 가능하나 다른 한쪽의 고정부를 회전시킬 수 없기 때문에 결국 패커의 회전시킴이 불가능하여 제거할 수 없는 경우가 발생된다는 문제점이 있었다.

상기에서 언급하지는 않았지만 보강재가 철근인 경우에는 그 외면에 요철이 형성되어 있어 그 외면에 연성이 좋은 패커를 삽입 설치한다하더라도 철근과 패커 가 결합된 부분의 기밀이 제대로 이뤄지지 않으며, 이로 인하여 천공구멍 내에 주입된 그라우트를 제대로 가압할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 연구 개발한 것으로서, 그 목적은 보강재가 파이프이면 그 외면에 설치할 수 있고 보강재가 철근이면 이를 수용하는 별도의 파이프에 제1고정구를 고정하고 패커를 삽입한 후 또 하나의 제2고정구로 고정함으로써 패커의 설치가 용이하면서도 견고하게 고정되며 비교적 패커의 제거 또한 용이함은 물론 재활용이 가능한 쏘일네일링 장치의 패커 유닛을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 가압그라우팅시의 필수구성요소인 파이프의 외측에 끼워져 설치되는 패커 설치부분에 파이프의 내부로 이물질제거관을 마련하고, 제1고정구와 패커의 패커파이프 사이에 연질패킹을 마련함으로써 보강파이프와 패커 사이의 조립부분에 대한 단순화를 꾀함은 물론 시멘트그라우트에 고압이 걸리더라도 기밀을 확실하게 확보할 수 있도록 한 쏘일네일링 장치의 패커 유닛을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보강재가 파이프인 경우, 상기 파이프에 지반의 천공구멍인 입구부분을 폐쇄하도록 쏘일네일링 패커가 구비되 며 상기 패커 아래의 천공구멍에 주입되는 시멘트그라우트로 인한 에어 내지 이물질을 빼낼 수 있는 이물질제거관이 구비된 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 있어서, 상기 이물질제거관은 상기 파이프의 외측끝단으로부터 그 내부를 통해서 패커 아래의 파이프 외부로 인출되며, 상기 패커는 파이프의 소정위치에 간편하게 조립 및 분해시킬 수 있도록 패커의 상/하단에 제1, 제2고정구가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 보강재가 철근인 경우, 상기 철근에 지반의 천공구멍인 입구부분을 폐쇄하도록 쏘일네일링 패커가 구비되며 상기 패커 아래의 천공구멍에 주입되는 시멘트그라우트로 인한 에어 내지 이물질을 빼낼 수 있는 이물질제거관이 구비된 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 있어서, 상기 쏘일네일링 패커는 적어도 철근을 여유 있게 수용하는 정도의 내경을 갖으면서 외측의 철근끝단으로부터 씌워지는 별도의 파이프가 마련되고 이 파이프의 외면에 마련됨은 물론 간편하게 조립 및 분해시킬 수 있도록 패커의 상/하단에 제1, 제2고정구가 구비되며, 상기 이물질제거관은 상기 파이프의 외측끝단으로부터 그 내부를 통해서 패커 아래로 관통되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1, 제2고정구는 파이프의 끝단으로부터 삽입되며 내면이 테이퍼를 가진 고정너트, 이 고정너트에 체결되며 적어도 2개 이상으로 분할된 테이퍼나사로 마련된다.

상기 제1, 제2고정구는 파이프의 외면에 그 끝단으로부터 끼워지도록 내면이 웨지수용공간을 갖고 한쪽의 외면에 수나사가 형성된 고정몸체, 이 고정몸체의 웨 지수용공간에 삽입되며 상기 파이프의 외면을 감싸도록 적어도 2개 이상으로 분할된 쐐기형상의 웨지, 상기 고정몸체의 웨지수용공간으로 끼워지는 한 쌍을 이루는 웨지들의 끝단을 밀어 상기 웨지수용공간으로 넣도록 고정몸체의 수나사와 체결되는 암나사가 형성된 링형의 가압체결구로 구성된다. 상기 웨지들은 오링에 의해 흐트러지지 않고 하나의 유닛을 이루어 파이프의 외면에 접촉되며, 상기 웨지의 내면은 파이프의 길이방향으로 밀림을 방지하면서 확실한 파지를 위한 톱니가 형성될 수 있다.

상기 패커는 그 제1, 제2마구리를 관통하여 양단으로 연장되게 패커파이프를 마련하고, 천공구멍에 가압 충전되는 시멘트그라우트가 누출됨을 방지하기 위하여 상기 파이프의 외면으로 끼워져 제1고정구에 걸리면서 패커파이프의 끝단이 삽입되는 카운터보어형의 구멍을 형성시킨 연질패킹이 부가 설치될 수 있다.

상기 패커의 패커파이프는 제1, 제2마구리를 관통하여 연장된 것으로 설명하였으나 별도의 파이프로 마련할 수 있으며, 이와 같이 보강재인 파이프 끝단의 제2캡측으로 파이프를 연장시키는 이유는 패커를 어느 정도 천공구멍으로 삽입한 상태로 설치되므로 제2고정구의 장착 및 분리작업성을 용이하게 하기 위해서이다.

상기 파이프의 외면에는 시멘트그라우트와의 부착력 향상을 꾀하기 위하여 다수의 돌기, 핀, 볼트 등으로 돌출시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 가압 쏘일네일링 장치를 첨부도면에 의거 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 패커유닛이 적용된 일실시예의 가압 쏘일네일링 장치 를 나타낸 개략적인 구성도이며, 도 2는 도 1에서 패커 유닛부분을 발췌하여 상세하게 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 A-A선에 대한 단면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 천공구멍(H)은 지반에 소정의 각도로 하향경사지게 소정깊이로 천공되어 있는 것이며, 상기 천공구멍(H)에는 보강재인 파이프(10a)가 삽입 설치된다. 상기 보강재인 파이프(10a)는 선단이 제1캡(21)에 의해 막히고 다수의 그라우팅분사공(12)이 천공되어 있으며, 시멘트그라우트와의 부착력 향상을 꾀하기 위하여 다수의 볼트(14)가 돌출되어 있다. 상기 볼트(14)는 핀은 물론 이외에 파이프(10a)를 볼록하게 돌출시키거나 별도로 장착한 것이든 어떠한 것이라도 무방하다.

상기 천공구멍(H)의 입구부분의 파이프(10a)에는 패커(30)가 제1,제2고정구(41,42)에 의해 고정 설치되어 있으며, 상기 패커(30)는 소정간격을 갖고 파이프(10a)의 외면에 제1,제2마구리(31,32)가 끼워지고, 상기 제1마구리(31)에서 제2마구리(32)에 이르기까지 그 외면에 탄력성이 좋은 고무튜브(33)가 씌워져 있다. 상기 고무튜브(33)는 제1, 제2마구리(31,32)에서 분리 이탈되지 않고 기밀이 유지되게 밴드(도시하지 않음)로 고정되어 있으며, 상기 제1, 제2마구리(31,32)중 천공구멍(H)의 입구측에 위치된 제2마구리(32)에는 패커충진관(34)이 그 내부와 연통되게 마련되어 있다.

상기 파이프(10a)의 끝단에는 제2캡(22)이 씌워지되 상기 제2캡(22)에는 시멘트그라우트를 주입하기 위한 그라우트호스(23)가 연결되어 있음은 물론, 상기 제 2캡(22)의 외부로부터 패커(30)하부위치의 파이프(10a)에 천공된 하나의 그라우팅분사공(12)을 통해 관통되게 이물질제거관(24)이 끼워져 있다.

상기 제1,제2고정구(41,42)는 패커(30)근처에 파이프(10a)의 외면을 감싸도록 2개로 분할된 테이퍼나사(43)가 마련되고, 상기 패커(30)를 파이프(10a)에 조립하기 이전에 미리 파이프(10a)의 끝단으로부터 삽입되며 내면에 테이퍼나사(43)와 체결되는 내면 테이퍼나사를 가진 고정너트(44)로 구성된다.

도면중 미설명 부호 26은 패커(30) 하부의 파이프(10a)에 설치되는 간격유지재이며, 이는 패커(30) 하부길이의 중간에 위치되고 천공구멍(H)의 중앙에 위치되도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가압 쏘일네일링 장치를 이용하여 시공하는 방법을 설명하고자 한다.

먼저, 지반에 시추기나 천공기 등을 이용하여 하향경사지게 소정깊이로 천공하고, 상기 천공구멍(H)에 상응하는 깊이의 파이프(10a)를 마련하되 파이프(10a)에는 소정간격으로 다수의 그라우트분사공(12)을 천공하고 선단에 제1캡(21)을 씌워 마감한다. 또한 상기 파이프(10a)의 외면에 천공구멍(H)에 대응하는 사이즈로 된 하나이상의 간격유지재(26)를 설치한 쏘일네일링 장치를 마련한다.

이러한 파이프(10a)의 다른 한쪽, 즉 제2캡(22)이 씌워지는 쪽에 패커(30)의 고정을 위한 제1고정구(41)를 장착한다. 상기 제1고정구(41)의 장착과정은 파이프(10a)의 끝단으로부터 고정너트(44)를 끼워 소정위치로 이동시킨 후, 2분할된 한 쌍의 테이퍼나사(43)가 보강파이프(10a)의 외면을 감싸도록 하고, 상기 테이퍼나사 (43)에 고정너트(44)가 상호 체결되게 고정너트(44)를 회전시킬수록 고정너트(44)에 의해 2개의 테이퍼나사(43)는 서로 오므라들면서 파이프(10a)의 외면을 견고하게 파지한다.

이러한 상태에서 상기 파이프(10a)의 끝단으로부터 제1, 제2마구리(31,32)의 외면에 고무튜브(33)의 양단이 밴드로 기밀 처리된 패커(30)를 삽입하고, 제2고정구(42)를 제1고정구(41)와 동일한 방법으로 고정함으로써 패커(30)의 설치가 간편하게 완료되게 된다. 상기 제2마구리(32)에는 그 내부로 에어 내지 유체를 고압을 주입하기 위한 패커충진관(34)이 연결되어 있으며, 상기 패커(30)를 제2고정구(42)로 고정할 때, 고무튜브(33)의 길이보다 제1, 제2마구리(31,32)의 간격이 좁게 밀어 넣어 고정함이 좋다. 그 이유는 패커(30)의 고무튜브(33)가 팽창될 때, 천공구멍(H)내면과 보다 확실하게 밀착시키기 위해서이다.

이후에 패커(30)하부위치의 파이프(10a)에 천공된 그라우트분사공 중 하나의 그라우트분사공(12)으로 이물질제거관(24)을 삽입하여 파이프(10a)의 끝단으로 인출한 후, 상기 파이프(10a)의 끝단에 제2캡(22)을 체결하되 상기 이물질제거관(24)이 기밀이 유지되게 관통시키면서 그라우트호스(23)를 연결한다.

이와 같이 조립되어진 쏘일네일링 장치를 천공구멍(H)에 삽입 시공한 후, 패커(30)의 패커충진관(34)을 통해 에어 또는 오일을 고압으로 충진시켜 천공구멍(H)에 패커(30)의 고무튜브(33)에 의해 폐쇄되도록 한다. 이때, 고무튜브(33)내의 압력이 저하되지 않도록 패커충진관(34)이나 에어공급기(도시하지 않음)측의 밸브를 잠거야 한다. 상기 파이프(10a)는 그 선단의 제1캡(21)이 삽입되도록 밀어 넣는 것 이고 간격유지재(26)로 인해 천공구멍(H)의 중앙부분에 파이프(10a)가 위치된 상태이다.

이러한 상태에서 그라우트호스(23)로 그라우트를 소정압력으로 주입하면 파이프(10a)를 따라 공급되면서 그 주면에 천공된 그라우트분사공(12)을 통해 분출되어 파이프(10a)외측의 천공구멍(H)에 충진되게 된다.

이와 같이 그라우트가 천공구멍(H)으로 충진될수록 그 내부의 에어라든가 이물질은 패커(30)하부의 파이프(10a)외부로부터 파이프(10a)의 내측 및 제2캡(22)을 통해 설치된 이물질제거관(24)으로 배출되게 된다.

이러한 상태에서 그라우트가 천공구멍(H)의 하부로부터 충진되어 올라와 패커(30)에 막혀있는 부분까지 채워지게 되고, 이와 같이 그라우트가 완전히 채워져 이물질제거관(24)을 통해 그라우트가 토출되면 이물질제거관(24)의 끝단에 마련된 밸브(도시하지 않음)를 잠근 다음, 그라우트를 더욱 가압 공급한다. 이렇게 그라우트가 가압되더라도 패커(30)내부에 에어가 소정압력으로 채워져 있어 제1고정구(41)에 고무소재인 제1마구리(31)가 밀착되기 때문에 패커(30)의 내부로 그라우트가 스며드는 일이 없게 된다.

이와 같이 그라우트가 가압 공급되면, 압력에 의한 그라우트의 다짐기능으로 인하여 파이프(10a)의 내부는 물론 그 외부인 천공구멍(H)의 그라우트가 조밀하게 되면서 천공구멍(H)내면의 요철이라든가 균열 등으로 인한 틈새인 취약부분에의 침투되게 되며, 이로 인하여 그라우트가 양생되고 나면 부착력 내지 마찰력이 현저하게 상승되는 것이다. 또한 보강파이프(10a)의 외측에도 다수의 볼트(14)가 체결되 어 있어 파이프(10a)와 그라우트의 부착력 및 마찰력이 더욱 증대되는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 가압 쏘일네일링 공법에 의한 그라우트의 양생이 이뤄지고 난 후, 패커(30)를 제거하여 재활용할 수 있다. 상기 패커(30)를 제거하는 과정은 패커충진관(34)의 밸브를 개방하면 고무튜브(33)내의 에어가 빠지면서 압력이 낮아지므로 고무튜브(33)는 수축하게 되며, 이로 인하여 고무튜브(33)의 직경은 천공구멍(H)의 내경보다 작아져 용이하게 빠질 수 있는 상태이고 패커(30)의 제1마구리(31)만이 그라우트와 부착된 상태로 존재하게 된다.

이후에 파이프(10a)의 제2고정구(42)는 천공구멍(H)의 입구부분에 설치되어 있어 수공구를 이용하여 간단하게 고정너트(44)를 풀어 제거할 수 있고 상기 고정너트(44)를 제거하면 테이퍼나사(43) 또한 2개로 분할된 것이어서 파이프(10a)로부터 분리되게 된다.

이와 같이 파이프(10a)에서 제2고정구(42)가 제거되고 나면, 보강파이프(10a) 끝단의 제2캡(22)을 분리 제거하고, 패커(30)를 잡아당기면 파이프(10a)의 외면에 제1, 제2마구리(31,32)가 단순히 끼워져 있는 상태이므로, 큰 힘을 가하지 않더라도 부드럽게 분리된다.

도 5는 본 발명의 장치에서 일요부인 고정구에 대한 다른 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다. 여기서는 파이프(10a)의 외면에 2개 이상으로 분할된 웨지(45)를 고정몸체(46)와 가압체결구(47)에 의해 조임으로써 웨지(45)가 오므라들면서 견고하게 파이프(10a)를 파지 고정하도록 하는 고정구이다.

상기 고정몸체(46)는 파이프(10a)의 외면에 그 끝단으로부터 끼워지도록 내 면이 웨지수용공간(46a)을 갖고 한쪽의 외면에 수나사(46b)가 형성된 것이며, 상기 가압체결구(47)는 고정몸체(46)의 웨지수용공간(46a)으로 끼워지는 한 쌍을 이루는 웨지(45)들의 끝단을 밀어 상기 웨지수용공간(46a)으로 넣도록 고정몸체(46)의 수나사(46b)와 체결되는 암나사(47a)가 형성된 링형으로 마련된다.

상기 웨지(45)는 적어도 2개 이상으로 분할된 쐐기형상이고 고정몸체(46)의 웨지수용공간(46a)에 삽입될수록 상기 파이프(10a)의 외면을 더욱 가압 파지하는 것이며, 상기 웨지(45)들은 오링(45a)에 의해 흐트러지지 않고 하나의 유닛을 이루어 파이프(10a)의 외면에 접촉되며, 상기 웨지(45)의 내면은 파이프(10a)의 길이방향으로 밀림을 방지하면서 확실한 파지를 위한 톱니(45b)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 다른 실시 예에 의하면, 고정몸체(46)와 가압체결구(47)를 이용하여 웨지(45)를 조이는 것이므로 웨지(45)가 이탈될 염려가 없고 구조적으로 안정적이고도 확실하게 조일 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 패커유닛이 적용된 쏘일네일링 장치에서 상기 패커와 제1고정구 사이에 기밀유지구조를 더 마련한 것으로서, 적어도 패커(30)의 제1마구리(31)를 관통하여 연장되게 패커파이프(36)를 마련하고 이 패커파이프(36)와 제1고정구(41) 사이에 파이프(10a)의 외면으로 끼워져 제1고정구(41)에 걸리면서 패커파이프(36)의 끝단이 삽입되는 카운터보어형의 구멍을 형성시킨 연질패킹(37)이 부가 설치된 것이다. 상기 패커파이프(36)는 제2마구리(32)를 관통하여 연장되게 마련할 수도 있는데 이는 보강재인 파이프(10a) 끝단의 제2캡(22)측으로 패커파이프(36)가 연장되기 때문에, 패커(30)를 어느 정도 천공구멍(H)으로 삽입한 상태로 설치하더 라도 제2고정구(42)가 천공구멍(H) 입구보다 나와 있어 제2고정구(42)의 장착 및 분리작업성을 용이하게 수행할 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성에 의하면, 패커파이프(36)와 연질패킹(37)에 의해 이중으로 보다 확실하게 기밀을 유지시킬 수 있고, 이로 인하여 파이프(10a)에 삽입 설치된 패커(30)측의 제1마구리(31) 사이로 가압그라우팅시 천공구멍(H)에 가압 충전되는 압력으로 인한 시멘트그라우트의 누출을 확실하게 방지할 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 패커유닛이 적용된 가압 쏘일네일링 장치의 다른 실시예로 보강재가 철근인 경우의 실시 예를 나타낸 도면이다. 여기서는 위에서 설명한 바와 같이 파이프(10b)에 패커(30)를 제1, 제2고정구(21,22)로 설치하고 상기 파이프(10b)끝단의 제2캡(22)으로부터 이물질제거관(24)이 인출되어있는 하부를 절단한 형상으로 패커유닛을 마련한다. 지반의 천공구멍(H)으로 보강재인 철근(50)을 삽입하되 그 끝단이 천공구멍(H)의 입구에서 지면보다 돌출되게 삽입한 후, 미리 조립해 놓은 패커유닛의 보강파이프(10b)내부로 상기 철근(50)이 삽입되도록 설치한다. 이때, 파이프(10b)끝단의 제2캡(22)에 연결된 그라우트호스(23)의 구멍을 막지 않도록 주의를 기울여야 한다.

이와 같이 철근(50)외측으로 쏘일네일링 패커를 천공구멍(H)에 삽입 시공한 후, 패커(30)의 패커충진관(34)을 통해 에어 또는 오일을 고압으로 충진시켜 천공구멍(H)에 패커(30)의 고무튜브(33)에 의해 폐쇄되도록 하고, 위에서 설명한 바와 같은 방법으로 가압그라우팅은 물론 쏘일네일링 패커를 제거하는 과정을 수행하면 된다.

상기와 같이 구성된 다른 실시 예에 의하면, 보강재가 철근(50)인 경우에도 능동적인 대처가 가능하므로 시공성의 향상과, 공기단축은 물론 공사비를 대폭적으로 줄일 수 있는 것이다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 보강재가 파이프이면 그 외면에 설치할 수 있고 보강재가 철근이면 이를 수용하는 별도의 파이프에 제1고정구를 고정하고 패커를 삽입한 후 또 하나의 제2고정구로 고정함으로써 패커의 설치가 용이하면서도 견고하게 고정되며 비교적 패커의 제거 또한 용이함은 물론 재활용이 가능하다.

또한, 가압그라우팅시의 필수구성요소인 파이프의 외측에 끼워져 설치되는 패커 설치부분에 보강파이프의 내부로 이물질제거관을 마련하고 패커의 패커파이프와 제1고정구 사이에 적어도 연질패킹을 마련함으로써 파이프와 패커 사이의 조립부분에 대한 단순화를 꾀함은 물론 시멘트그라우트에 고압이 걸리더라도 기밀을 확실하게 확보할 수 있다.

Claims

보강재가 파이프인 경우, 파이프에 지반의 천공구멍인 입구부분을 폐쇄하도록 쏘일네일링 패커가 구비되며 상기 패커 아래의 천공구멍에 주입되는 시멘트그라우트로 인한 에어 내지 이물질을 빼낼 수 있는 이물질제거관이 구비된 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 있어서,

상기 이물질제거관은 상기 파이프의 외측끝단으로부터 그 내부를 통해서 패커 아래의 파이프 외부로 인출되며, 상기 패커는 파이프의 소정위치에 간편하게 조립 및 분해시킬 수 있도록 패커의 상/하단에 제1, 제2고정구가 구비되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 패커 유닛.
보강재가 철근인 경우, 상기 철근에 지반의 천공구멍인 입구부분을 폐쇄하도록 쏘일네일링 패커가 구비되며 상기 패커 아래의 천공구멍에 주입되는 시멘트그라우트로 인한 에어 내지 이물질을 빼낼 수 있는 이물질제거관이 구비된 쏘일네일링 장치의 패커 유닛에 있어서,

상기 쏘일네일링 패커는 적어도 철근을 여유 있게 수용하는 정도의 내경을 갖으면서 외측의 철근끝단으로부터 씌워지는 별도의 파이프가 마련되고 이 파이프의 외면에 마련됨은 물론 간편하게 조립 및 분해시킬 수 있도록 패커의 상/하단에 제1, 제2고정구가 구비되며, 상기 이물질제거관은 상기 파이프의 외측끝단으로부터 그 내부를 통해서 패커 아래로 관통되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 패 커 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1, 제2고정구는 파이프의 끝단으로부터 삽입되며 내면이 테이퍼를 가진 고정너트, 이 고정너트에 체결되며 적어도 2개 이상으로 분할된 테이퍼나사로 마련되는 것을 특징으로 하는 가압 쏘일네일링 장치의 패커 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1, 제2고정구는 파이프의 외면에 그 끝단으로부터 끼워지도록 내면이 웨지수용공간을 갖고 한쪽의 외면에 수나사가 형성된 고정몸체, 이 고정몸체의 웨지수용공간에 삽입되며 상기 파이프의 외면을 감싸도록 적어도 2개 이상으로 분할된 쐐기형상의 웨지, 상기 고정몸체의 웨지수용공간으로 끼워지는 한 쌍을 이루는 웨지들의 끝단을 밀어 상기 웨지수용공간으로 넣도록 고정몸체의 수나사와 체결되는 암나사가 형성된 링형의 가압체결구로 마련되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 패커 유닛.
제4항에 있어서,

상기 웨지들은 내면에 파이프의 길이방향으로 밀림을 방지하면서 확실한 파지를 위한 톱니가 형성되고 오링에 의해 흐트러지지 않도록 하나의 유닛을 이루어 보강파이프의 외면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 패커 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

천공구멍에 가압 충전되는 시멘트그라우트가 누출됨을 방지하기 위하여 패커의 제1마구리를 관통하여 연장되는 패커파이프와, 상기 파이프의 외면으로 끼워져 제1고정구에 걸리면서 패커파이프의 끝단이 삽입되는 카운터보어형의 구멍을 형성시킨 연질패킹이 설치된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 패커 유닛.
제6항에 있어서,

상기 패커파이프는 제2고정구가 천공구멍의 입구보다 돌출된 위치에 마련되도록 되도록 제2마구리를 관통하여 연장된 것을 특징으로 하는 쏘일네일링 장치의 패커 유닛.