• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.61-65
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• 2008

본 연구에서는 PGSN(Pressurized Grouting Soil Nailing) 시스템이라는 가압 그라우팅 쏘일네일링 공법을 고안하였으며, 본 공법의 보강제의 길이변화 및 보강재의 변화 등의 설계인자에 따른 거동변화를 파악해 보기 위해 변위제어방식의 현장인발시험을 수행하였다. 본 연구에서 수행한 9차례의 현장인발시험에서 그라우트 주입비의 변화를 살펴 보기위해 계측을 수행하였으며, 단기거동특성을 평가하기 위해 일반 쏘일네일링 시스템과 비교해 보았다. 가압 그라우트 쏘일네일링 공법의 인발거동 특성을 통해, 중요한 설계인자인 주입압 및 그라우트 주입비 등의 영향을 살펴보았다. 시험 결과 가압효과에 따른 인발변형 특성은 중력식 그라우팅 쏘일네일에 비해 가압 그라우팅 쏘일네일의 경우 유발되는 변위량이 30~36% 정도 감소하였고, 보강재 변화에 따른 인발 특성을 살펴보면 이형철근에 비해 강관의 경우 유발되는 변위량이 31~32% 정도 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.137-144
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• 2005

Recently a pressurized grouting soil nail is demanded due to problems beyond of economical and engineering purpose. In this study, a newly modified soil nailing technology named as the PGSN (Pressurized Grouting Soil Nailing) system is respected to reduced displacements of nails and increase of global slope stability. And effects of various factors related to the design of the PGSN system, such as the length of the soil nail, injected pressure and W/C ratio of cement grout in the pressurized grouting soil nail are examined throughout a series of the displacement-controlled field pull-out tests. Displacement-controlled field pull-out tests are performed in the present study and the volume of grouting are also evaluated based on the measurements. In addition, both short-term and long-term characteristics of pull-out deformations of the newly proposed PGSN system are analyzed and compared with those of the general soil nailing system by carrying out the stress-controlled field pull-out tests. From the pull-out characteristics of pressurized grouting soil nails, it is found that the effect of the length of the soil nail, injected pressure and W/C ratio of cement grout are important parameters.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.419-433
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• 2009

Pressure grouting is a common technique in geotechnical engineering to increase the stiffness and strength of the ground mass and to fill boreholes or void space in a tunnel lining and so on. Recently, the pressure grouting has been applied to a soil-nailing system which is widely used to improve slope stability. The soil-nailing design has been empirically performed in most geotechnical applications because the interaction between pressurized grouting paste and the adjacent ground mass is complicated and difficult to analyze. The purpose of this study is to analyze the increase of pullout resistance induced by pressurized grouting with the aid of performing laboratory model tests and field tests. In this paper, two main causes of pullout resistance increases induced by pressurized grouting were verified: the increase of residual stress; and the increase of coefficient of pullout friction. From the laboratory tests, it was found that residual stress in borehole increases by pressurized grouting and dilatancy angle could be estimated by cavity expansion theory using the measured wall displacements. From the field test results, the pullout resistance of soil-nailing with pressurized grouting was found to be 10% larger than that of soil-nailing with gravitational grouting, mainly caused by mean normal stress increase and dilatancy effect. So, the pullout resistance could be estimated by considering these two effects. The radial displacement increases with dilatancy angle increase and the dilatancy angle decreases with injection pressure increase. The measured pullout resistance obtained from field tests is in good agreement with the estimated one from the cavity expansion theory.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.405-411
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• 2008

The pressurized grouting soil nailing method using rubber membrane packer system was developed for recycling materials to minimize environmental pollution and reducing construction costs. For this purpose, field pull-out tests were performed to evaluate the characteristics of soil nailing by measuring tensile stresses and axial displacements.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.1-10
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• 2018

쏘일네일링 공법은 일반적으로 중력식 그라우팅 방법으로 사용되고 있으나, 그라우팅으로 인한 공동발생 및 충진 불량 문제를 해결하고자 최근에는 가압식 쏘일네일링 공법의 개발과 적용사례가 증가하고 있다. 가압식 그라우팅은 일반적으로 포틀랜트 시멘트와 물을 혼합하여 사용하나 소요강도 발현까지 10일 이상 걸리기 때문에 초속경 시멘트를 혼합하여 사용하고 있다. 이에 이 논문에서는 가압식 그라우팅 주입시간을 고려하여 적정 겔타임이 확보되는 초속경 시멘트 혼합비 30%가 가압식 쏘일네일링을 하기에 적합하다고 판단하였다. 화강풍화토 지반을 대상으로 모형토조를 제작하여 네일체의 인발실험을 한 결과, 주입시간 10초에서는 변형률 15% 일 때의 인발력이 5.7kN으로 중력식과 비교하였을 때 약 1.5배의 보강효과가 나타났다. 압력시간을 10초, 20초, 30초, 40초의 조건으로 달리할 경우에는 주입시간 증가에 따른 마찰저항력이 선형적으로 증가하나, 한계주입압력을 넘는 수준의 주입시간에서는 수압파쇄 효과로 인해 마찰저항력이 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 수치해석을 통하여 무보강 사면과 중력식, 가압식 쏘일네일링으로 보강된 사면의 안정을 비교분석 하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.65-75
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• 2016

본 연구에서는 최근 적용사례가 급증하고 있는 가압식 그라우팅을 이용한 쏘일네일링의 현장인발시험 자료를 수집하여 데이터베이스를 구성하였으며, 기존의 도해법을 이용한 극한인발저항력 판정법의 문제점을 보완하기 위하여 비선형회귀분석을 이용하여 극한인발저항력을 판정하는 방법을 제안하였다. 비선형회귀분석에 의해 추정된 하중-변위곡선은 현장인발시험 자료와 매우 높은 상관성을 보였으며, 도해법에 의해 판정된 극한인발하중에 비해 평균 29% 정도 크게 판정되었다. 쏘일네일의 하중-변위곡선이 항복하중 이후에 급격한 변위를 보이는 경우에는 S자 성장곡선 회귀모형이 가장 적합하며, 인발하중과 변위의 증가량이 점진적으로 감소하는 파괴거동을 보이는 하중-변위곡선은 점근적 방법이 가장 적합한 회귀모형으로 평가되었다. 본 연구로부터 제안된 단위극한주면 마찰 저항력은 국내 지반특성과 가압식 그라우팅 공법의 특성이 반영된 것으로 해외 연구결과로부터 제시된 설계도표를 이용하던 문제점을 개선함으로써 독자적인 설계기준을 확보하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.101-114
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• 2008

압력식 그라우팅은 지반 보강의 대표적인 공법 중 하나이며, 최근에는 사면 안정 공법으로 널리 사용되는 쏘일네일링에도 적용되고 있다. 그러나 가압 그라우팅 쏘일네일링 공법은 가압에 따른 그라우트와 지반 사이의 메커니즘이 매우 복잡하여 대부분 경험적인 설계가 이루어지고 있는 실정이다. 본 연구는 가압 그라우팅 쏘일네일링의 실내 모형실험, 현장시험 및 수치모델의 분석을 통해 그라우트와 주변 지반의 상호 거동을 평가하고, 이를 통해 인발저항력을 발휘하는 원인을 고찰하는데 그 목적이 있다. 실내 모형실험은 화강풍화토에 대해 수행하였으며, 그라우트 가압에 따라 초기에는 membrane 모델과 같이 공벽에 큰 압력이 작용하였으나, 점차 그라우트 내의 물이 주변지반으로 침투하면서 잔류응력까지 감소하는 것을 확인하였다. 이 때, 주입초기에 50%였던 물-시멘트비는 약 30%까지 감소하였으며, 이를 통한 그라우트의 강성 증가로 변위회복의 감소 및 주입압의 약 20%에 해당하는 잔류응력이 확인되었다. 또한 가압시 발생 변위를 측정하여, 그 값을 공팽창이론에 의한 값과 비교하였으며 그 결과는 대체적으로 일치하였다. 현장 시험 역시 풍화토에서 수행되었으며, 가압 그라우팅 쏘일네일링의 인발저항력이 중력식보다 약 36% 더 큰 것으로 나타났다. 이는 유효경 증가효과 약 24%, 기타, 잔류응력 및 구근 거칠기 증가 효과 약 10%에 기인함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권10호
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• pp.5-16
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• 2015

본 연구에서는 국가건설기준이 한계상태설계법으로 전환됨에 따라 현재 연구기반이 미약한 쏘일네일링의 LRFD 설계법 개발의 일환으로 인발저항에 대한 저항편향계수를 분석하였다. 쏘일네일링의 설계 및 시공 기술수준 등 지역적 특성을 반영하기 위하여 국내 비탈면과 굴착공사에서 수행된 인발시험 자료를 수집하고, 지반특성, 쏘일네일의 제원, 인발시험 결과 등으로 구성된 데이터베이스를 구축하였다. 쏘일네일링의 인발저항에 대한 저항계수를 보정하기 위하여 국내에서 가장 많이 이용되며 비교적 자료수가 충분한 중력식과 가압식 그라우팅공법의 인발저항에 대한 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수는 1.144~1.325으로 실제 극한인발저항력을 비교적 보수적으로 예측하고 있으며 미국의 연구사례(NCHRP Report)보다 안전측으로 설계가 이루어지고 있으나, 인발저항력에 대한 불확실성은 $COV_R$=0.27~0.43으로 비교적 큰 것으로 나타났다. 또한 가압식 그라우팅공법은 중력식 그라우팅공법에 비해 내재된 안전여유가 많으며, 실제 발휘되는 극한인발저항력의 불확실성이 낮은 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권7호
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• pp.35-46
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• 2009

압력식 쏘일네일링 공법은 지반에 네일을 삽입한 후 압력그라우팅을 수행하여 지반과 그라우팅 사이의 인발저항력 증가를 활용한 공법으로 원지반의 강도를 최대한 활용한 공법이다. 최근들어, 쏘일네일링 공법은 절취사면 보강이나 도심지 터파기 및 흙막이 구조물, 옹벽 보강 등 사면안정에 많이 시용된다. 하지만 압력식 쏘일네일링 공법은 그라우팅을 가압하여 주입함에 띠라 주입 시와 주입 후의 지반응력의 변화 양상에 매우 복잡하다. 따라서 압력식 쏘일네일링 공법에 의한 인발저항력의 증가양상을 파악하기가 매우 어렵기 때문에 대부분 경험적인 설계가 이루어 지고 있는 실정이다. 본 연구는 압력식 쏘일네일링 공법의 인발저항력의 증가를 이론적으로 규명하고 실내 및 현장 시힘을 바탕으로 비교하여 인발저항력을 예측히는데 그 목적이 있다. 본 논문에서는 인발저항력의 증가에 영향을 미치는 요소를 공벽에 작용히는 평균연직응력과 인발마찰계수의 증가로 규명하였다. 실내시험을 통해서 측정된 반경방향 변위를 본 논문에서 제안한 공팽창이론에 적용하여 팽창각을 산정하였다. 팽창각이 감소함에 따라 반경방향변위는 증가하고 주입압이 증가함에 따라 팽창각이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 현장인발시험을 통해서 측정한 인발저항력이 제안된 인발저항력과 거의 통일한 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권7호
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• pp.5-16
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• 2017

쏘일 네일링 공법은 비탈면 안정을 위해 네일의 인발 및 전단저항력을 이용하여 비탈면을 보강하는 가장 일반적인 공법이다. 국내의 쏘일 네일링 설계법은 인발저항만을 고려하고 전단저항에 대한 고려가 충분히 이루어지고 있지 않다. 네일의 경우 인장응력에 의한 효과가 지배적이나 원호파괴가 일어나는 비탈면의 경우 전단응력까지 고려하여 설계하는 것이 바람직하다. 최근 지반분야에서 네일의 전단저항 효과에 관한 연구들도 진행되고 있다. 하지만 아직까지는 쏘일 네일링의 전단보강 효과에 관한 연구는 많이 이루어지고 있지 않은 실정이다. 대부분이 네일의 재료, 형상, 시공방법 등의 개선을 통한 인발저항 증대에 관한 연구이다. 따라서 쏘일 네일링의 전단저항에 대한 연구 및 전단력을 증대시킬 수 있는 새로운 공법개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이형철근 외측에 패커를 설치한 후 가압식 그라우팅을 통해 돌기를 형성함으로써 전단저항력을 증대시킬 수 있는 새로운 쏘일 네일링 공법에 대하여 대형전단시험 및 한계평형해석을 수행하였다. 연구결과 돌기네일의 전단저항력은 일반네일에 비해 향상되였으며, 강도정수가 큰 지반에 적용하였을 때 효과적임을 확인할 수 있었다.