KR100553478B1 - 현장타설말뚝 시공방법 및 시공장치 - Google Patents

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KR100553478B1
KR100553478B1 KR1020050050870A KR20050050870A KR100553478B1 KR 100553478 B1 KR100553478 B1 KR 100553478B1 KR 1020050050870 A KR1020050050870 A KR 1020050050870A KR 20050050870 A KR20050050870 A KR 20050050870A KR 100553478 B1 KR100553478 B1 KR 100553478B1
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concrete
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김원철
김수현
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(주)진산이엔지
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    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
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    • E02D2250/0038Production methods using an auger, i.e. continuous flight type

Abstract

본 발명은 다공관을 적용한 현장타설말뚝 시공방법 및 시공장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다공관을 적용한 현장타설말뚝 시공방법은 두부에 설치된 스크류 구동장치에 의하여 중공이 형성된 스크류 축과 상기 스크류 축에 결합된 나선형의 스크류 날개를 포함하여 구성되는 오거용 스크류를 회전시킴으로써 지반을 천공하는 단계와, 상기 스크류 구동장치에 의하여 상기 오거용 스크류를 지상으로 끌어올리는 것과 동시에 상기 스크류 축의 중공을 통과하여 상기 오거용 스크류의 선단으로부터 배출되는 콘크리트로 천공된 구멍의 내부를 충전하는 단계와, 콘크리트가 드나들 수 있도록 복수개의 통공이 형성된 적어도 하나의 다공관을 상기 콘크리트가 충전된 구멍 내부로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
현장타설말뚝, 다공관, 오거용 스크류, 콘크리트 통과공

Description

현장타설말뚝 시공방법 및 시공장치 {The drilled shaft and its construction method with the application of perforated metal tubing as drilled shaft reinforcement}
도 1은 본 발명에 의한 다공관을 나타낸 사시도.
삭제
도 2는 본 발명에 의한 다공관을 적용한 말뚝을 나타낸 단면도 및 요부확대도.
도 3은 본 발명에 의한 다공관을 적용한 말뚝의 시공 순서를 나타낸 연속도.
도 4a는 본 발명에 의한 다공관을 적용한 말뚝의 시공 장비인 스크류구동장치를 나타낸 정면도.
도 4b는 본 발명에 의한 다공관을 적용한 말뚝의 시공 장비인 오거용 스크류를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 의한 다공관들 각각이 말뚝 내부의 임의의 깊이까지 설치된 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 다공관을 적용한 말뚝의 두부에 철근이 이어진 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 다공관의 부위에 따라 그 두께와 통공의 크기 및 개수가 다름을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 다공관을 기성말뚝과 함께 시공한 상태를 나타낸 단면도 및 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 다공관 2: 다공관의 통공
삭제
5: 말뚝 6: 콘크리트
11: 오거장비 12: 스크류 구동장치
13: 스크류 연결구 14: 오거용 스크류
15: 스크류 축 16: 스크류 축의 중공
17: 스크류 날개 18: 로터리 조인트
19: 잔류 콘크리트 제거용 포트 21: 이음관
22: 보강부재 23: 압력계
31: 바닥부 철근 32: 축방향 철근
33: 기성말뚝
본 발명은 다공관(多孔管)을 이용한 현장타설말뚝의 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 현장타설말뚝의 보강재로 통공을 갖는 다공관을 사용함으로써 수직력 작용시 강관의 장력이 철근망에 비해 추가 저항력으로 발휘되어 말뚝의 축압축 단면력을 증진시키는 다공관을 적용한 현장타설말뚝 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 토목, 건축구조물에서 지반의 침하를 막기 위하여 말뚝기초를 많이 사용하고 있으며, 말뚝기초는 크게 기성말뚝(강관말뚝, 콘크리트말뚝 등)을 현장에서 항타장비를 이용하여 지중에 거치시키는 항타말뚝과, 지반을 미리 굴착하고 그 속에 철근망을 삽입한 후 콘크리트를 타설하는 현장타설말뚝으로 구별된다.
항타말뚝과 현장타설말뚝은 각각 장단점이 있으나 근래에는 구조물의 대형화에 따른 상재하중의 증가와 시공깊이의 제한과 특히 소음 및 진동문제로 인해 도심지 부근에서는 민원이 급증하기 때문에 최근에는 현장타설말뚝이 선호되고 있는 실정이다.
종래의 현장타설말뚝은 시공 중의 소음이 적고, 현장에서 요구하는 소정의 깊이까지 관입시킬 수 있는 이점이 있으나 다음과 같은 단점 또는 한계를 지니고 있다.
첫째, 최근 들어 구조물의 대형화와 열악한 지반에서의 개발이 많아짐에 따라 요구되는 말뚝의 강성이 날로 증가하고 있어 내구성과 역학적 특성이 보다 우수한 말뚝의 개발이 필요하다. 특히 최근 지진이 잦아지고 있어 내진 성능이 우수한 재료의 필요성이 증대되고 있다.
둘째, 압축 및 전단에 대한 보강재로서 사용되고 있는 철근망의 시공을 위한 별도의 공간 및 장비의 수급에 따른 문제, 이동 및 시공에 있어서의 복잡한 공정으로 인해 인력, 시간 및 공사비가 많이 소요되는 문제가 있다.
셋째, 조립식 철근망은 현장에서 수작업에 의해 제작되기 때문에 연결부분 등에서의 문제점이 발생할 수 있으며, 현장에서 제작하여 수급되는 관계로 공장 제작품에 비하여 재료의 불량률이 높기 때문에 품질관리가 엄격히 이루어지지 않을 경우 말뚝의 축압축 단면력이 감소되는 단점이 있다. 따라서 상기의 철근망의 조립 및 관리를 위하여 별도의 예산항목을 산정하여 품질관리를 하고 있다.
넷째, 철근망을 적용할 경우에는 지반천공, 천공기 인발, 철근망 삽입, 콘크리트 타설, 양생의 과정을 거쳐 시공이 이루어지고 있지만, 이와 같은 공정은 철근망의 유연성으로 인하여 시공 공정을 단축하거나 현장여건에 맞추어 조정하기가 어렵다. 또한 기존의 현장타설말뚝이나 매입말뚝 타설시 발생하는 슬라임의 처리가 어렵고, 말뚝 관통 토층이 연약할 경우 케이싱을 관입하여 천공하여야 하는 경우가 많이 발생하게 되어, 시공성 저하와 공사비 증가가 발생한다.
다섯째, 철근망을 현장타설말뚝의 보강재로 적용시 상부하중의 증가, 내진에 대한 보강을 위하여 철근 배근량이 증가할 경우 철근망 사이의 간격이 좁게 설계되어 콘크리트 타설시 재료의 분리가 발생할 개연성이 높기 때문에 소구경의 말뚝에는 현장타설말뚝의 적용이 어렵다.
여섯째, 지진에 대비한 내진 설계시 일반적으로 다량의 배근이 필요한데, 대구경 해상 현장타설말뚝 등의 경우 여러 겹의 철근망을 중복이음하고 직경이 큰 철근을 조립하는 것에 따른 시공성 저하가 문제되고, 큰 중량의 철근망의 해상 운반 문제 및 이음 문제 등 현실적인 어려움이 큰 상황이다.
일곱째, 지진 발생시 크게 발생하는 외력이나 과도한 횡력 등 말뚝의 일부분 을 보강하여야만 할 경우, 이에 효과적으로 대응하기 위한 보강방안이 필요하지만 철근망만으로는 철근량이 과다해져 시공성이 저하되는 등 효과적인 보강이 어렵다.
따라서 적용 현장이 증가되고 있는 현장타설말뚝이 보다 효과적으로 적용되기 위해서는 상기의 단점을 보완한 개선된 현장타설말뚝이 필요하다.
이에 본 발명은 기존의 말뚝의 보강재로 사용되고 있는 철근 대신 다공관을 이용하여 내구성과 역학적 특성이 우수하고 인력, 시간, 경비가 절감되며 품질관리에 유리하고 공정이 단축되며 재료의 분리가 일어날 염려가 없고 시공성이 우수한 현장타설말뚝의 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기와 같은 시공방법에 이용하기에 적합한 시공장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 현장타설말뚝의 시공방법은 콘크리트가 드나들 수 있도록 복수개의 통공이 형성된 다공관을 지반에 형성된 구멍에 삽입된 기성말뚝을 통과하여 상기 기성말뚝의 외부 둘레를 감싸도록 상기 구멍에 삽입하는 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 현장타설말뚝의 시공방법은 두부에 설치된 스크류 구동장치에 의하여 중공이 형성된 스크류 축과 상기 스크류 축에 결합된 나선형의 스크류 날개를 포함하여 구성되는 오거용 스크류를 회전시킴으로써 지반을 천공하는 단계와, 상기 스크류 구동장치에 의하여 상기 오거용 스크류를 지상으로 끌어올리는 것과 동시에 상기 스크류 축의 중공을 통과하여 상기 오거용 스크류의 선단으로부터 배출되는 콘크리트로 천공된 구멍의 내부를 충전하는 단계와, 콘크리트가 드나들 수 있도록 복수개의 통공이 형성된 적어도 하나의 다공관을 상기 콘크리트가 충전된 구멍 내부로 삽입하되 상기 다공관이 2개 이상인 경우 중첩하여 삽입하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 다공관을 구멍의 내부에 삽입하는 단계에서 상기 다공관을 구멍 상단으로부터 구멍 내부의 임의의 깊이까지 삽입하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다공관을 구멍의 내부에 삽입하는 단계에서 상기 다공관에 상부 구조물을 연결하기 위해서 상기 다공관이 지면 위로 돌출되도록 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 지반의 심도에 따라 상기 다공관의 강성, 두께, 천공의 크기, 천공의 배열, 천공의 개수 중의 하나 이상을 달리하여 시공하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 현장타설말뚝의 시공장치는 중공이 형성된 스크류 축과 상기 스크류 축에 결합된 나선형의 스크류 날개를 포함하 여 구성되는 오거용 스크류와, 상기 오거용 스크류의 두부에 설치되어 하단에 결합된 상기 오거용 스크류를 회전시키는 장치로서, 그 일단에 콘크리트 공급 호스가 연결되는 로터리 조인트가 결합되고, 상기 로터리 조인트의 내부 공간과 상기 오거용 스크류 축의 중공 부분이 서로 통하도록 이음관이 구비된 스크류 구동장치를 포함한다.
또한, 상기 로터리 조인트의 측부에는 개폐가 가능한 유체 출입구인 잔류 콘크리트 제거용 포트가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스크류 축의 중공의 직경은 60 mm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 로터리 조인트의 측부에 콘크리트 타설시의 압력을 측정할 수 있도록 압력계를 설치하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 다공관(1)을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명으로 실시되는 다공관(1)을 적용한 현장타설말뚝의 사용상태를 도시한 예시도이다.
다공관(1)은 두께 2~50mm, 인장강도 2400kg/cm2 이상의 일반용 및 특수강재 또는 스틸 파이버(steel fiber)로 구성된 파이프에 여러개의 통공(2)이 뚫린 것이다.
건축 구조물의 침하를 방지하기 위하여 지반에 기초작업으로 천공기를 통해 일정간격으로 복수개의 구멍을 굴착하는데 이때 굴착되는 구멍 내부에 삽입되는 다공관(1)에 최대골재수치보다 큰 통공을 천공하여 콘크리트(6) 타설시 콘크리트(6)가 쉽게 드나들 수 있도록 하며, 다만 강재의 구조적 내하성에 영향을 미치지 않아야 한다. 또한 다공관(1)의 직경은 구멍 전체의 직경보다 다소 작게 한다.
상기 다공관(1)을 적용한 현장타설말뚝은 콘크리트(6)가 통공(2,4)을 통해 구멍 내부에 고르게 충전되므로 다공관(1)과 콘크리트(6)의 부착력이 증가되고, 최대골재의 크기보다 큰 통공(2,4)이 형성되어 재료의 분리가 방지되며, 다공관(1) 자체를 공장이나 현장에서 제작하여 규격화된 제품이 제공되며, 다공관(1)의 두께 및 적용되는 통공(2,4)의 개수를 조절할 수 있어 현장타설 말뚝(5)의 설계 및 시공상의 편의성이 도모된다. 또한 철근 다발의 경우에 있어서의 별도의 조립 공정의 필요 및 시공시 휨으로 인한 거치의 어려움 등의 단점이 제거된다.
또한, 다공관(1)은 길이방향으로 관의 형태이므로 수직력 작용시 링 형태에 따른 장력(Hoop Tension)이 철근망에 비해 추가 저항력으로 발휘되므로 말뚝(5)의 축압축단면력을 증가시킬 수 있다. 따라서 내진성이 매우 우수하여 내진 구조물로서 기능할 수 있다.
이와 같이 형성된 말뚝(5)에 상부 하중이 작용할 경우 현장타설말뚝의 지지 특성인 주면 마찰력을 발휘할 수 있어 기존의 비교적 소구경의 매입말뚝(350~600mm 정도)에 비하여 큰 지지력과 적은 침하 특성을 기대할 수 있다. 또한 재료의 허용응력의 제한에 의하여 설계가 이루어지고 있는 대구경 현장타설말뚝(600mm 이상)의 재료강성을 크게 높일 수 있어 효율적인 말뚝 기초의 적용이 가능하다.
과도한 하중 또는 지진하중이 작용할 경우를 대비하여 말뚝(5)의 내부에 다공관(1)이 여러 개 겹쳐지도록 배치할 수 있다. 도 2의 요부확대도는 이중으로 표현하였으나 구조적 안정성과 시공성을 고려하여 그 이상으로 중첩할 수도 있다. 다공관(1)이 갖고 있는 강성으로 인하여 운반과 설치가 쉽기 때문에 철근망에서 발생되는 시공적인 문제가 해결된다.
도 3은 상기의 현장타설말뚝(5)을 형성하기 위한 시공방법의 순서를 나타낸 것이고 도 4a 및 도 4b는 시공장비인 오거용 스크류(14)와 스크류 구동장치(12)를 나타낸 것으로서, 상기의 말뚝(5)을 형성하기 위해서는 다음과 같은 시공 순서에 따라 시공이 이루어진다.
시공 순서의 첫번째 단계는 오거장비(11)를 이용하여 일정한 깊이까지 지반을 굴착하는 단계이다. 연속되는 나선형의 스크류 날개(17)가 스크류 축(15) 둘레에 부착된 오거용 스크류(14)를 회전시키면서 지중으로 밀어넣는다. 오거용 스크류(14)를 지중에 밀어넣는 장치는 오거용 스크류(14)의 두부에 장착된 스크류 구동장치(12)로서 스크류 구동장치(12)에는 전동식과 유압식이 있다. 스크류 축(15)에는 콘크리트가 통과될 수 있는 크기의 중공(16)이 형성된다. 콘크리트(6)에는 자갈이 혼합되어 있으므로 스크류 축(15)의 중공(16)이 적어도 60 mm는 되어야 한다. 본 발명에 따른 스크류 축(15)에는 직경 60 mm 이상의 중공(16)이 형성되어 있으므로 통상의 오거용 스크류(15)의 축(16)보다 축의 직경이 커야 하며, 따라서 스크류 구동장치(12)는 오거용 스크류(14)가 연결되는 부분(13)이 도 4a에 도시된 것처럼 굵게 형성된 것을 사용한다. 스크류 날개(17)의 외경과 콘크리트 사출용 중공(16)은 시공하려는 말뚝(5)의 직경에 따라 변화될 수 있다.
한편, 스크류 구동장치(12)의 가운데 상단에는 그 상단에 콘크리트 공급호스(20)의 일단이 연결되는 로터리 조인트(18)가 결합되어 있다. 로터리 조인트(18)는 상대적으로 회전하는 배관 또는 기기를 접속하기 위한 회전관 이음으로서 회전체에 물, 공기 등을 전달하는 용도로 이용된다. 콘크리트 공급호스(20)의 다른 일단은 펌프카, 레미콘 트럭, 믹서 등과 이어져 있다. 콘크리트 공급호스(20)로부터 공급되는 콘크리트는 로터리 조인트(18) 내부의 빈 공간을 거쳐 로터리 조인트(18) 하단에 결합된 이음관(21)을 지나서 이음관(21)과 통하는 스크류 축(15)의 중공(16)으로 들어가게 된다. 로터리 조인트(18)와 이음관(21)은 베어링부에 의해 연결되어 이음관(21)이 회전되더라도 로터리 조인트(18)는 회전되지 않고 이로써 콘크리트 공급호스(20)가 꼬이는 것이 방지된다. 이음관(21) 하부의 굵은 부분 안쪽으로는 스크류 축(15)의 상단부가 체결될 수 있도록 암나사 역할을 하는 홈이 형성되어 있고 이음관(21) 주변에는 축 방향으로 길게 뻗은 판 형상의 보강부재(22) 4개가 결합된다.
로터리 조인트(18)의 측부에는 잔류 콘크리트 제거용 포트(19)가 구비된다. 잔류 콘크리트 제거용 포트(19)는 콘크리트 타설 후에 남아있는 콘크리트를 제거하기 위한 포트로서 콘크리트 타설작업 중에는 닫혀있다가 콘크리트 타설 후에 개방 하여 이 포트를 통해 공기 또는 배출수를 노즐을 통해 강한 압력으로 유입시켜 로터리 조인트(18)나 이음관(21) 또는 스크류 축(15)의 중공(16) 내부벽 등에 붙어 있는 콘크리트가 완전히 굳기 전에 깨끗이 씻겨나가도록 한다. 잔류 콘크리트 제거용 포트(19)가 있음으로 인해 콘크리트 공급호스(20)나 로터리 조인트(18) 또는 스크류 축(15)을 분리시키지 않고도 잔류 콘크리트를 손쉽게 제거할 수 있다.
또한 로터리 조인트(18)의 측부에는 압력계(23)가 설치되어 있다. 압력계(23)에서 측정되는 값은 유선 또는 무선으로 송신되어 시공자가 시공 중에 파악할 수 있으며, 이로써 시공자는 압력값을 보고 경험적으로 콘크리트(6)가 구멍 내부에 어느 정도 채워졌는지를 판단할 수 있다.
두번째 단계는 스크류(14) 선단의 구멍에서 콘크리트(6)를 분출하면서 오거용 스크류(14)를 서서히 끌어올리는 단계이다. 스크류 날개(17) 사이에 있던 토사는 오거용 스크류(14)의 회전과 함께 지상으로 배출되고 날개 사이에 남아있는 토사는 오거용 스크류(14)와 함께 지상으로 배출된다. 오거용 스크류(14)를 지상으로 끌어올리면서 콘크리트(6)가 스크류 축(15)의 중공(16)을 통해 내려와 굴착된 구멍 내부에 충전되며 말뚝이 형성된다. 여기서의 콘크리트(6)는 레미콘(ready-mixed concrete)을 의미하며 콘크리트(6)는 팽창제 등의 혼화제를 포함한다.
세번째 단계는 따로 준비해 둔 다공관(1)을 충전된 콘크리트(6) 중에 삽입하는 단계이다. 다공관(1)은 콘크리트(6) 내에 설치되어 다공관(1)과 합성구조를 이룸으로써 축력과 전단력, 휨응력에 저항한다. 종래의 철근망은 콘크리트를 채운 후에 삽입시키면 철근망이 휘어지는 문제점이 있어서 본 발명에 따른 시공방법을 이용할 수 없으나 다공관(1)은 철근망보다 매우 단단하기 때문에 철근망을 사용할 때와 같은 문제점이 없다.
상기와 같은 시공이 끝난 후 콘크리트(6)가 경화되면 현장타설말뚝(5)이 된다.
도 5는 필요에 의해서 말뚝(5)의 일부분만을 보강하여야 할 경우 상부로부터 필요한 깊이까지 다공관(1)을 삽입하여 보강하는 것을 보인 것이다. 이러한 보강 방법은 기존의 콘크리트 말뚝의 제작시에도 상기한 다공관(1)을 이용하여 적용할 수 있다.
도 6은 현장타설말뚝(5)과 기초부의 철근(31)의 이음부를 보인 것으로 상부 구조물의 바닥부 철근(31)은 다공관(1)의 통공(2,4)을 관통하여 설치하고 축방향 철근(32)은 다공관(1)의 내부로부터 연결하여 상부 구조물의 축방향 철근(32)과 이음을 실시한다.
도 7은 하나의 다공관(1)에 있어, 각 부분의 강성, 두께, 통공의 크기, 통공의 배열, 통공의 개수가 서로 다르게 제작된 다공관(1)을 나타낸 것이다. 이와 같이 제작하는 이유는 다공관(1)을 지중에 삽입하였을 때 지반의 심도에 따라 다공관(1)에 요구되는 공학적 특성이 다를 수 있고 구조물의 최적화를 고려하여 적용될 수 있어야 하기 때문이다. 도 7에서 다공관(1)의 경우를 보면 C-C 부분의 두께(t3)가 A-A 부분의 두께(t1)보다 크고 다공관의 통공(2)도 작고 촘촘하다. 이를 통해 C-C 부분이 A-A 부분보다 가해지는 외력이 크다는 것을 알 수 있다. 지반의 심도에 따른 강성, 두께, 통공의 달리함은 그 지반의 성질을 고려해야 할 것이다. 도 7에서와 같은 다공관(1)은 일단 균일한 강성, 두께, 통공을 가진 각 부분을 제작하고 난 후 각 부분을 용접 등에 의하여 이어붙여서 제작한다.
도 8은 기성말뚝의 보강재로서 다공관(1)을 기성말뚝(33)의 둘레에 삽입하여 설치한 것이다. 기성말뚝(33)은 속이 꽉 차있는 말뚝으로서 다공관(1)의 속이 빈 내부에 끼어져서 서로 겹쳐진 상태로 있게 하거나 다공관(1)이 기성말뚝(33)으로부터 일정한 거리만큼 떨어져 있으면서 기성말뚝(33)의 둘레를 감싸는 상태에 있게 한다. 이러한 방법은 종래의 기성말뚝을 시공하는 방법을 그대로 사용하면서 내진 발생 등을 방지하기 위한 목적으로 기성말뚝을 보강할 필요가 있을 때 사용하는 방법으로서, 지반에 구멍을 뚫고 모타르로 구멍의 일정 부분을 채운 후 기성말뚝(33)을 삽입하고, 그 다음에 다공관(1)을 삽입하고 나서 구멍의 나머지 부분에 모타르를 채움으로써 시공을 완료한다.
다공관을 적용한 현장타설말뚝은 구조적으로 철근망이 갖고 있는 보강기능을 유지 또는 증가시키면서 시공면에서도 유리한 말뚝공법이 필요하다. 본 발명에서는 현장타설말뚝 내부에 철근망 대신 다공관을 사용함으로써 단점을 보완하고자 하였으며, 상기와 같이 말뚝을 조성하였을 경우 개선되는 점을 설명하면 다음과 같다.
첫째, 철근망이 적용된 현장타설말뚝에 수직력이 작용시 철근망의 경우 결속선으로 철근을 묶어주기 때문에 링형태의 장력(Hoop Tension)을 기대하기 어려운 반면에, 다공관은 일체로 사전에 제작되기 때문에 링형태의 장력이 철근망에 비해 추가저항력으로 발휘되므로 말뚝의 축압축 단면력을 증진 시킬수 있다. 또한, 다공관을 이용하여 시공된 현장타설말뚝은 매입말뚝에 비하여 큰 주면마찰력과 작은 침하 특성을 기대할 수 있어 효율적인 말뚝기초의 적용이 가능하다.
둘째, 본 발명에서 적용되는 다공관은 압축 및 전단에 대한 보강재로 철근에 비해 우수한 성능을 발휘하는 동시에 제작은 공장에서 사전 제작하여 사용되기 때문에 별도의 철근결속을 위한 작업공간 및 장비의 수급으로 인한 문제, 이동 및 시공시 발생되는 복잡한 공정 등이 필요없기 때문에 시공시 간편한 작업을 가능케 하여 기존의 철근망 조립에 요구되는 인력과 시간을 절약할 수 있다. 또한 수작업으로 제작되는 기 철근망 대신 결함이 없도록 사전 제작된 다공관을 적용함으로써 균일한 현장타설말뚝을 시공할 수 있을 뿐만 아니라 비교적 간단한 관리만으로도 품질확보가 가능하기 때문에 철근망 적용시 발생하는 품질의 저하와 품질관리의 어려움을 비교적 손쉽게 해결할 수 있다.
셋째, 철근망 대신에 다공관을 적용하였을 경우 시공공정을 지반천공, 천공기 인발과 동시에 레미콘 타설, 양생 등으로 단축할 수 있다. 즉 철근망의 경우 연성체이기 때문에 레미콘 타설 후 철근망을 삽입이 불가능하지만 다공관의 경우 레미콘 타설 후 다공관의 삽입이 가능하기 때문에 시공공정을 단축할 수 있으며 이로 인한 공기단축과 공사비 절감효과를 얻을 수 있다. 또한 천공기 인발과 동시에 레미콘이 타설되기 때문에 말뚝 타설시 발생하는 슬라임의 발생을 최소화 할 수 있으며, 타 공법에 비하여 케이싱 사용을 줄일수 있어 시공성의 편의성 및 경제성을 기대할 수 있다.
넷째, 철근망의 경우 철근이 촘촘하게 구성되어, 망 사이의 간격이 좁을 경우 콘크리트 타설시 재료의 분리가 발생할 가능성이 높은 반면에 다공관은 소요철근비와 시공성을 감안하여 다공관의 간격과 크기를 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 현장여건과 설계조건에 따라 말뚝의 직경에 구애받지 않고 구조적 기능과 시공성, 양자를 만족시키는 설계 및 시공이 가능하다. 말뚝두부 정리 과정이 필요치 않고 유공체 내부로 철근을 삽입하는 과정만으로 두부정리가 끝나기 때문에 시공성과 경제성을 확보할 수 있다.
다섯째, 내진해석 적용에 따라 많은 철근을 사용할 경우 발생할 수 있는 조립, 중복이음, 운반 등의 문제를 해결할 수 있다. 즉, 다공관은 단일 재료로서 철근에 비하여 큰 링형태의 장력을 발휘할 수 있어 지진시의 횡력에 대한 저항 특성이 매우 우수하다. 또한 필요시 다공관을 여러 겹으로 배치할 경우 다공관이 갖고 있는 강성으로 인하여 운반과 설치가 쉽기 때문에 철근망에서 발생되는 시공적인문제를 해결할 수 있다. 특히 대구경 현장타설말뚝용 철근망의 경우 큰 중량으로 인한 운반 및 이음시 대규모 장비 사용으로 인한 공사비 증가 문제 등을 개선할 수 있다.
최근 국내에서 지진의 발생빈도가 잦아지고 있어, 내진보강에 대한 필요성이 증가하고 있다. 철근망을 적용한 말뚝의 경우 지진 발생시 혹은 큰 수평력이나 휨을 받을 때 보강방법이 쉽지 않지만, 다공관을 이용할 경우 상부로부터 필요한 깊이까지 다공관을 삽입하여 보강할 수 있어 효율적인 보강이 가능하며, 다공관은 기존의 콘크리트 말뚝의 보강재로도 적용이 가능하다.
한편, 본 발명은 그에 관한 최선의 실시예를 예거하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 국한되어 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 지금까지 설명된 실시예의 변경을 고려하여 볼 수 있다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 두부에 설치된 스크류 구동장치에 의하여 중공이 형성된 스크류 축과 상기 스크류 축에 결합된 나선형의 스크류 날개를 포함하여 구성되는 오거용 스크류를 회전시킴으로써 지반을 천공하는 단계;
    상기 스크류 구동장치에 의하여 상기 오거용 스크류를 지상으로 끌어올리는 것과 동시에 상기 스크류 축의 중공을 통과하여 상기 오거용 스크류의 선단으로부터 배출되는 콘크리트로 천공된 구멍의 내부를 충전하는 단계;
    콘크리트가 드나들 수 있도록 복수개의 통공이 형성된 적어도 하나의 다공관을 상기 콘크리트가 충전된 구멍 내부로 삽입하되 상기 다공관이 2개 이상인 경우 중첩하여 삽입하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 다공관을 구멍의 내부에 삽입하는 단계에서 상기 다공관을 구멍 상단으로부터 구멍 내부의 전체 깊이 중 일부 깊이까지만 삽입하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 다공관을 구멍의 내부에 삽입하는 단계에서 상기 다공관이 지면 위로 돌출되도록 설치하고 상기 다공관의 구멍사이로 철근을 연결하여 상부 구조물과 일체를 기하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  7. 제3항에 있어서,
    지반의 심도에 따라 상기 다공관의 강성을 달리하여 시공하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  8. 중공이 형성된 스크류 축과 상기 스크류 축에 결합된 나선형의 스크류 날개를 포함하여 구성되는 오거용 스크류;
    상기 오거용 스크류의 두부에 설치되어 하단에 결합된 상기 오거용 스크류를 회전시키는 장치로서, 그 일단에 콘크리트 공급 호스가 연결되는 로터리 조인트가 결합되고, 상기 로터리 조인트의 내부 공간과 상기 오거용 스크류 축의 중공 부분이 서로 통하도록 이음관이 구비된 스크류 구동장치;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로터리 조인트의 측부에는 개폐가 가능한 유체 출입구인 잔류 콘크리트 제거용 포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 스크류 축의 중공의 직경은 60 mm 이상인 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 로터리 조인트의 측부에 콘크리트 타설시의 압력을 측정할 수 있도록 압력계를 설치하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공장치.
  12. 제3항에 있어서,
    지반의 심도에 따라 상기 다공관의 두께를 달리하여 시공하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  13. 제3항에 있어서,
    지반의 심도에 따라 상기 다공관의 천공의 크기를 달리하여 시공하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  14. 제3항에 있어서,
    지반의 심도에 따라 상기 다공관의 천공의 배열을 달리하여 시공하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
  15. 제3항에 있어서,
    지반의 심도에 따라 상기 다공관의 천공의 개수를 달리하여 시공하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝 시공방법.
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