KR100918771B1 - 마이크로 파일 두부 정착장치 및 그를 이용한 정착방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토목 및 건축의 기초말뚝으로 철근 또는 트레드바를 사용하는 소구경파일 즉, 마이크로 파일의 시공에 있어서, 파일의 두부를 기초 콘크리트에 정착시키는 파일 두부 정착장치 및 그 정착방법에 관한 것으로, 파일 두부에 스페이서(4)와, 쉬어링(3)과, 록너트(2)를 조합 체결한 후 몰탈 또는 무수축몰탈 그라우트재(6)를 채움 시공함으로써 간편하고 효과적인 하중전달 메커니즘과 시공성을 구현하여 준다.
트레드바, 록너트, 스페이서, 쉬어링, 그라우트재, 케이싱, 센트럴라이저, 기초콘크리트마이크로파일

Description

마이크로 파일 두부 정착장치 및 그를 이용한 정착방법{MICRO PILE SETTING APPARATUS AND SETTLING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 토목 및 건축의 기초말뚝으로 철근 또는 트레드바를 사용하는 소구경파일 즉, 마이크로 파일의 시공에 있어서, 파일의 두부를 기초 콘크리트에 정착시키는 파일 두부 정착장치 및 그 정착방법에 관한 것이다.
마이크로 파일은 기존의 강관 파일이나 콘크리트 파일에 비해 소구경의 천공으로 소음, 진동이 적고 협소한 공간에서의 시공이 가능하므로 도심지역에서의 공사, 기존 건물의 기초 보강은 물론 인장을 받는 부력용 앵커로도 활용이 가능하다.
이는 단면적이 작은 구경의 파일이므로 선단 지지력은 무시하고 주면 마찰력을 이용한 시스템이기에 압축과 인장이 동시에 가능하게 된 것이다.
시공방법은 신설 기초의 경우, 소요 지반 심도까지의 천공과 케이싱 삽입, 파일체 조립 및 삽입, 시멘트 그라우팅, 파일두부에 정착판 설치, 바닥정리, 철근배근, 기초 콘크리트 타설의 순서로 시공된다.
기존 기초의 보강일 경우, 기초 콘크리트 천공, 소요 지반 심도까지의 천공과 케이싱 삽입, 파일체 조립 및 삽입, 시멘트 그라우팅, 기초 콘크리트 상부면 파 취(소요깊이까지), 청소 후 정착판 설치, 철근 앵커 시공, 콘크리트 또는 몰탈로 단면복구 및 마감의 순서로 시공된다.
이러한 시공과정을 통하여 설치가 양호하게 완료된 후 작용하중은 기초 콘크리트를 통해 정착판- 파일체-지반의 순으로 전달되는 것이다.
여기서 가장 중요한 부분이 바로 정착판의 위치와 기초 콘크리트 두께의 상관관계이며 또한 정착판과 기초 콘크리트의 일체화이다. 압축을 받는 일반적인 작용하중에서 정착판은 콘크리트 기초 상부에서 보다 깊이 위치해야 펀칭전단에서 안전할 수 있으며 설령 깊이 설치했다 하더라도 철근 앵커가 부족하다든지 신·구콘크리트의 일체화가 이루어지지 않는다면 소용없게 된다.
정착판의 크기는 하중량에 따라 차이가 있지만 일반적으로 25cm(가로)ⅹ25cm(세로)ⅹ2.5cm(두께)에서 30cm(가로)ⅹ30cm(세로)ⅹ3.0cm(두께)이며 설치 위치는 기초 콘크리트 상부에서 평균 50cm 깊이 이상이어야 한다.
그러나 현실적으로 이 정도 크기의 정착판을 기존의 기초 콘크리트를 50cm 정도 깊이로 철거하고 설치하는 것은 무척 어려운 일이며 여기에 철근 앵커를 추가적으로 설치하려면 훨씬 큰 면적을 파손시켜야만 한다. 이는 기존 구조물에 치명적인 손상을 초래 할 수 있는 위험한 작업이 될 수 있다.
결과적으로 마이크로파일에 의한 기존 기초의 보강에 있어서 정착판의 역할이 가장 중요하나 종래기술의 시공법으로는 효율성이 극히 낮고 구조적 안전성을 확보하기 어렵다.
본 발명은 상기한 바와 같은 기존의 정착방법의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 천공된 기초 콘크리트의 상부면에 일체의 손상을 입히지 않고 마이크로 파일의 두부와 기초 콘크리트를 정착함으로써 신속하고 안전한 하중전달을 할 수 있도록 하는 마이크로 파일 두부 정착장치 및 그 정착방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 마이크로 파일의 두부를 기초 콘크리트에 정착하기 위해 마이크로 파일의 두부에 설치되는 정착장치에 있어서, 상기 정착장치는, 마이크로 파일 두부 최하단에 체결되는 록너트와 상기 록너트 상부의 마이크로 파일 두부에 순차적으로 삽입되는 복수개의 쉬어링과 스페이서 그리고 마이크로 파일 두부 최상단에 체결되는 록너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일의 두부 정착장치가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기초 콘크리트에 마이크로 파일의 두부를 정착하는 방법에 있어서, 기초 콘크리트에 마이크로 파일 삽입용 구멍을 천공하는 공정과, 상기 마이크로 파일 삽입용 구멍으로 트레드바 또는 철근으로 구성되는 마이크로 파일을 삽입하는 공정과, 상기 마이크로 파일의 두부에 록너트를 체결하고 그 위로 쉬어링과 스페이서를 순차적으로 설치하여 복수 단을 구성한 다음 록너트를 체결하는 공정과, 상기 마이크로 파일 삽입용 구멍과 마이크로 파일 사이에 무수축 몰탈 그라우트재를 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일의 두부 정착방법이 제공된다.
이때, 상기 기초 콘크리트에 천공된 마이크로 파일 삽입용 구멍의 외면에는 그 길이방향으로 따라 일정간격으로 복수개의 홈을 내는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 시공방법이 간편하고 신속하여 비용절감은 물론 다양한 현장에서의 적용이 가능하며 특히 구조적 안전성 확보에 큰 효과가 있다.
본 발명의 기술구성을 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명이 적용되는 마이크로 파일 시스템의 시공상태 도면이고, 도 2는 마이크로 파일의 두부 기초 정착을 도시한 확대단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 마이크로 파일 시스템은 하부에서는 소요 부착력을 확보한 지층에서의 정착과 상부에서는 기초 콘크리트와의 정착으로 긴결되어 하중을 전달하고 이에 따른 반력을 지지함으로써 파일의 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 마이크로 파일 두부 정착장치는, 마이크로 파일 두부 최하단에 체결되는 록너트(2)와, 상기 록너트(2) 위에 순서대로 삽입되는 복수개의 쉬어링(3)과 스페이서(4) 그리고 마이크로 파일 두부 최상단에 체결되는 록너트(2)로 구성된다.
도 2는 본 발명의 도시로써 기초 콘크리트(7)에 마이크로 파일 삽입용 구멍을 천공한 다음 구멍의 외면에 일정간격으로 홈(5)을 내고, 마이크로 파일을 삽입한 후, 마이크로 파일의 두부 최하단에 록너트(2)를 체결한 다음, 쉬어링(3)과 스페이서(4)를 순서대로 복수 단으로 설치하고, 최상단에 록너트(2)로 고정한다. 마지막으로, 마이크로 파일 삽입용 구멍과 마이크로 파일 사이에 물과 배합된 무수축 몰탈 그라우트재(6)을 주입한 후 양생시킴으로써 마이크로 파일과 기초 콘크리트의 정착은 완료된다.
본 발명의 작용 원리는 쉬어링과 그라우트재의 걸림력(keying), 그라우트재와 천공된 기초 콘크리트 절단면과의 복합적인 부착력(걸림력 + 마찰력(friction))에 의해 펀칭전단에 저항하며 스페이서 사이에 일정간격으로 설치된 쉬어링은 외력으로 작용하는 하중을 마이크로파일체로 전이시키는 역할을 하므로 기초콘크리트에 부담을 줄여주고 보다 안정된 마이크로파일시스템을 구현한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 파일 시스템의 시공상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 파일의 두부 기초 정착을 도시한 확대단면도이다.

Claims (3)

  1. 마이크로 파일의 두부를 기초 콘크리트에 정착하기 위해 마이크로 파일의 두부에 설치되는 정착장치에 있어서,
    상기 정착장치는,
    마이크로 파일 두부 최하단에 체결되는 록너트와, 상기 록너트 상부의 마이크로 파일 두부에 순차적으로 삽입되는 복수개의 쉬어링과 스페이서 그리고 마이크로 파일 두부 최상단에 체결되는 록너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일의 두부 정착장치.
  2. 기초 콘크리트에 마이크로 파일의 두부를 정착하는 방법에 있어서,
    기초 콘크리트에 마이크로 파일 삽입용 구멍을 천공하는 공정과,
    상기 마이크로 파일 삽입용 구멍으로 트레드바 또는 철근으로 구성되는 마이크로 파일을 삽입하는 공정과,
    상기 마이크로 파일의 두부에 록너트를 체결하고 그 위로 쉬어링과 스페이서를 순차적으로 설치하여 복수 단을 구성한 다음 록너트를 체결하는 공정과,
    상기 마이크로 파일 삽입용 구멍과 마이크로 파일 사이에 무수축 몰탈 그라우트재를 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일의 두부 정착방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기초 콘크리트에 천공된 마이크로 파일 삽입용 구멍의 외면에는 그 길이방향으로 따라 일정간격으로 복수개의 홈을 내는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일의 두부 정착방법.
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