KR100944284B1

KR100944284B1 - 슬라임 잔존량을 최소화한 말뚝 시공방법

Info

Publication number: KR100944284B1
Application number: KR1020090010450A
Authority: KR
Inventors: 박면근
Original assignee: 박면근
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-02-24

Abstract

본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계와, 상기 천공구 내의 고인 물에 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하도록 구성된다. 또한 본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계와, 상기 천공구 내의 고인 물에 초고점성 그라우트를 주입하는 단계와, 상기 천공구으로 주입된 초고점성 그라우트층의 하측으로 상기 초고점성 그라우트보다 비중이 큰 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 의한 말뚝 시공방법을 이용하면, 현장타설 방식으로 시공되는 콘크리트 말뚝 선단에 슬라임이 섞이는 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 기성 콘크리트 말뚝을 매설할 때에도 선단에 슬라임이 잔존하는 현상을 효과적으로 방지할 수 있으며, 천공구 내의 물을 배출시키고 청수를 공급하는 작업이 필요 없어 공정이 매우 간단해고 시공기간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

말뚝, 슬라임, 공기, 부유, 초고점성 그라우트

Description

슬라임 잔존량을 최소화한 말뚝 시공방법{Pile construction methode for minimizing remaining volume of slime}

본 발명은 천공구에 콘크리트를 타설하여 말뚝을 시공하거나 기성 콘크리트 말뚝을 매입할 때 말뚝의 선단에 잔존하는 슬라임의 양을 최소화시키기 위한 말뚝 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 토목이나 건축물을 시공하기 위해서는 지반의 침하를 막기 위해 기초공사를 하게되는데, 이러한 기초공사 중에서 가장 보편적으로 사용되는 것이 말뚝기초를 설치하는 방법이다.

말뚝기초는 공장에서 제작된 강관말뚝이나 콘크리트말뚝과 같은 기성말뚝을 현장에서 항타장비 등을 이용하여 지중에 설치하는 항타말뚝과, 지반을 미리 굴착하고 그 속에 기성 콘크리트말뚝을 삽입하여 시공하는 매입말뚝공법과 철근망을 삽입한 후, 콘크리트를 타설하는 현장타설 말뚝으로 크게 나뉠 수 있다.

항타말뚝과 현장타설 말뚝은 시공현장의 지반상태 및 작업여건에 따라서 그 에 적합한 것을 선택하여 시공하게 되며, 근래에는 구조물이 고층화 및 대형화 되어감에 따라 기초공사시 환경공해 및 근접건물의 피해를 최소화하기 위해 소음 및 진동이 없는 현장타설 말뚝의 사용이 증가하고 있다.

이와 같은 구조물의 기초로 사용되는 현장타설 말뚝을 시공하기 위해서는, 먼저 지반에 소정의 직경과 길이로 천공구를 뚫은 다음, 천공구의 하부에 쌓인 슬라임(Slime)을 제거한 후, 철근망을 삽입하고 수중콘크리트를 타설하여 양생하면 하나의 현장타설 말뚝이 설치된다.

상기 슬라임은 지반을 굴착하면서 발생되는 토사와 돌조각이 물과 뒤섞여 천공구의 바닥면에 쌓이게되는 퇴적물로서, 이를 제거하지 않고 천공구에 콘크리트를 타설하여 말뚝을 시공하면, 말뚝의 지지력이 약화되어 건축물의 하부기초가 부실해진다. 이러한 현장타설 말뚝의 지지력 약화는 슬라임의 두께가 두꺼울수록, 현장타설 말뚝의 길이가 짧을수록 더욱 커지게 된다.

따라서 천공구의 굴착이 완료되면, 반드시 슬라임 제거작업을 행하게 되는데, 천공구에 대한 슬라임 제거작업을 빠르게 할 수 있으면 그만큼 공사기간을 단축할 수 있게 된다. 그리고 이러한 하나의 천공구에 대한 굴착, 슬라임 제거, 콘크리트타설 작업은 천공구 굴착 당일에 모두 이루어지는 것이 바람직하다.

천공구의 슬라임 제거방법으로는 에어리프트 펌프방식, 워터제트 방식, 제트 석션(Suction)방식, 약액방식 등이 있으며, 실질적으로 현장에서는 가장 많이 이용되는 방식으로는 에어리프트 펌프방식이 사용되고 있다.

상기 에어리프트 펌프방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 지중에 천공된 천공구(10)의 바닥면(10)으로 컴프레셔(20)를 통하여 고압공기를 불어넣어 천공구(10)의 하부에 침전된 슬라임(S)을 부상시켜 천공구(10) 내부의 물(30)과 혼합시킨 다음, 양수펌프(40)를 가동시켜 슬라임이 혼합된 물(30)을 양수관(50)을 통하여 천공구(10) 외부로 배출시켜 침전조(60)에 투입시키고, 이 침전조(60)에서 슬라임은 침전시키고 물은 방류하는 방식으로 슬라임을 제거한다.

이때, 대부분의 경우 천공구(10)의 바닥면(11)은 평탄치 않고 요철면으로 형성되므로, 요철면으로 형성된 바닥면(11)의 슬라임을 제거하려면 보다 많은 시간이 소요된다. 양수펌프(40)의 가동 시간이 길어짐에 따라 천공구(10) 내부의 물(30)이 매우 적어지는 경우 양수펌프(40)가 정상적으로 물(30)을 흡입할 수 없게 되므로, 양수펌프(40)가 가동되는 동안에는 천공구(10) 내부로 별도의 청수(맑은 물)가 지속적으로 투입된다.

그러나 상기와 같은 방법으로 슬라임(S)을 제거하더라도 천공구(10) 내부의 물에는 어느 정도의 슬라임이 남아 있게 되며, 양수펌프(40)를 인출하고 철근망을 설치하는 동안 상기 슬라임은 천공구(10)의 바닥면으로 가라앉게 되므로, 콘크리트 말뚝의 지지력이 약화되어 건축물의 하부기초가 부실해진다는 문제점이 여전히 남아있게 된다.

물론, 청수공급 및 양수펌프(40) 가동을 오랜 시간동안 지속함으로써 천공구(10) 내부의 물에 슬라임(S)이 거의 남아있지 아니하도록 할 수는 있으나, 이와 같은 경우 콘크리트 말뚝 시공기간이 매우 길어지게 되고, 시공비용이 증가하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 상기 언급한 바와 같이 슬라임을 제거하는 방법은, 천공구(10) 내부로 공기를 불어 넣는 작업뿐만 아니라, 양수펌프(40)를 인입 및 인출시키는 작업, 청수를 지속적으로 공급하는 작업 등이 요구되므로, 공정이 매우 복잡하다는 단점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 현장타설 방식으로 시공되는 콘크리트 말뚝 선단에 슬라임이 섞이는 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 기성 콘크리트 말뚝을 매입할 때에도 선단에 슬라임이 잔존하는 양을 최소화시킬 수 있으며, 슬라임 제거를 위해 천공구 내의 물을 배출시키고 청수를 공급하는 작업이 필요 없는 말뚝 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 말뚝 시공방법은,

천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계와, 상기 천공구 내의 고인 물에 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하도록 구성된다.

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 상기 천공구의 바닥면 전체에 콘크리트가 타설될 때까지 지속된다.

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계 이전에, 상기 천공구에 철근망을 설치하는 단계를 더 포함한다.

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 공기가 분사되는 분사부와, 설정치 이상의 압력 인가 시 결합을 해제하도록 구성되는 압력착탈 커플러에 의해 상기 분사부와 결합되어 상기 분사부로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하는 공기분사관에 의해 구현되고,

상기 콘크리트를 타설하는 단계는, 타설되는 콘크리트에 의해 상기 압력착탈 커플러에 인가되는 압력이 설정치 이상이 될 때 상기 압력착탈 커플러가 분사부와 공기공급부의 결합을 해제하는 과정과, 상기 분사부와의 결합이 해제된 상기 공기공급부를 상기 천공구 외부로 인출시키는 과정을 포함한다.

상기 분사부는 철근망의 하단에 결합되어 상기 철근망과 함께 상기 천공구 내부로 인입된다.

또한 본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계와, 상기 천공구 내의 고인 물에 초고점성 그라우트를 주입하는 단계와, 상기 천공구으로 주입된 초고점성 그라우트층의 하측으로 상기 초고점성 그라우트보다 비중이 큰 콘크리트를 타설하는 단계를 포함한다.

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 상기 초고점성 그라우트를 주입하는 단계까지 지속되거나, 또는 상기 천공구의 바닥면 전체에 콘크리트가 타설될 때까지 지속된다.

상기 초고점성 그라우트를 주입하는 단계는, 주입되는 초고점성 그라우트에 의해 상기 압력착탈 커플러에 인가되는 압력이 설정치 이상이 될 때 상기 압력착탈 커플러가 분사부와 공기공급부의 결합을 해제하는 과정과, 상기 분사부와의 결합이 해제된 상기 공기공급부를 상기 천공구 외부로 인출시키는 과정을 포함한다.

본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계와, 상기 천공구 내의 고인 물에 기성 콘크리트파일을 매입하는 단계를 포함하도록 구성된다.

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 상기 기성 콘크리트파일의 매입이 완료될 때까지 지속된다.

본 발명에 의한 슬라임 잔존량을 최소화한 말뚝 시공방법을 이용하면, 현장타설 방식으로 시공되는 콘크리트 말뚝 선단에 슬라임이 섞이는 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 기성 콘크리트 말뚝을 매입할 때에도 선단에 슬라임이 잔존하는 양을 최소화시킬 수 있으며, 슬라임 제거를 위해 천공구 내의 물을 배출시키고 청수를 공급하는 작업이 필요 없다는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 슬라임 잔존량을 최소화하기 위한 본 발명에 의한 말뚝 시공방법의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 말뚝 시공방법을 순차적으로 도시하는 개략도이다.

본 발명에 의한 말뚝 시공방법을 이용하여 콘크리트 말뚝을 시공하고자 하는 경우, 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 지반에 천공구(10)를 형성한다. 이때, 천공구(10)는 지하에 형성되는바 내부에 물(30)이 고이게 되며, 바닥면에는 슬라임(S)이 쌓이게 된다.

천공구(10) 형성이 완료되면, 도 2b에 도시된 바와 같이 천공구(10) 내부로 철근망(100)과 공기분사관(200)을 인입시킨다. 상기 공기분사관(200)은 슬라임(S)이 쌓여 있는 상기 천공구(10)의 바닥면을 향해 압축공기를 분사하도록 구성되는바, 상기 공기분사관(200)으로부터 압축공기가 분사되면 천공구(10)의 바닥에 쌓여 있던 슬라임(S)은 부유된다.

이와 같이 슬라임(S)이 부유된 상태가 되면, 천공관 내부로 트래미관(300)을 삽입한 후 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 천공관의 바닥면으로 콘크리트(C)를 타설한다. 이때, 콘크리트(C)는 슬라임(S)에 비해 비중이 크므로 상기 공기분사관(200)으로부터 분사되는 압축공기에 의해 부유되지 아니하고 천공구(10)의 바닥에 가라앉게 되는바, 상기 천공구(10)의 바닥에는 슬라임(S)이 섞이지 아니한 순수한 콘크리트(C)만이 쌓여 양생된다. 이때, 상기 공기분사관(200)으로부터 분사되는 압축공기에 의해 콘크리트(C)까지 부유되지 아니하도록, 상기 공기분사관(200)으로부터 분사되는 압축공기의 압력은 슬라임(S)은 부유시킬 수 있되 콘크리트(C)는 부유시킬 수 없는 범위 이내로 설정되어야 한다.

이때, 콘크리트(C)의 타설이 시작되는 즉시 압축공기의 분사가 종료되면, 콘크리트(C)가 천공구(10)의 바닥면 전체를 덮기 이전에 슬라임(S)이 먼저 천공구(10)의 바닥면으로 가라앉아 콘크리트(C)와 천공구(10) 바닥면 사이에 슬라임(S)이 인입될 우려가 있다. 따라서 압축공기 분사는 콘크리트(C) 타설이 어느 정도 이루어질 때까지(적어도 천공구(10)의 바닥면 전체에 콘크리트(C)가 타설될 때까지) 유지됨이 바람직하다.

도 2c에 도시된 상태에서 콘크리트(C)의 타설이 지속되면, 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 천공구(10)는 바닥면으로부터 콘크리트(C)가 채워지게 된다. 상기 공기분사관(200)이 묻힐 정도로 콘크리트(C)가 채워지게 되면 상기 공기분사관(200)은 천공구(10) 외부로 인출되는데, 이와 같이 공기분사관(200)이 인출되어 더 이상 압축공기가 물(30) 속으로 분사되지 아니하면, 도 2d에 도시된 바와 같이 부유되었던 슬라임(S)은 아래로 가라앉아 콘크리트(C)의 상면에 쌓이게 된다.

도 2d에 도시된 상태에서 콘크리트(C)의 타설이 지속되면, 천공구(10)는 점점 콘크리트(C)로 채워지고 물(30)과 슬라임(S)은 콘크리트(C)에 의해 밀려 천공구(10)의 입구측으로 밀려 올라오게 되어, 종국에는 상기 천공구(10) 내부에 콘크리트(C)만이 채워지게 된다. 즉, 본 발명에 의한 말뚝 시공방법을 이용하면, 슬라 임(S)이 포함되지 아니한 순수한 콘크리트 말뚝을 시공할 수 있게 된다.

또한, 물(30)과 슬라임(S)이 천공구(10)의 입구측으로 밀려 올라오게 되면, 작업자는 물(30)과 슬라임(S)을 제거하는 작업을 지상에서 할 수 있으므로, 양수펌프를 사용하거나 별도의 청수를 공급하는 작업 없이 천공구(10) 내의 물(30)과 슬라임(S)을 매우 용이하게 제거할 수 있다는 부가적인 장점도 얻을 수 있다.

본 실시예에서는 철근망(100)을 포함하는 철근콘크리트 말뚝을 시공하는 방법을 설명하고 있으므로, 상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계 이전에 상기 천공구(10)에 철근망(100)을 설치하고 있으나, 철근망(100) 없이 콘크리트(C)만으로 이루어지는 말뚝을 시공하고자 하는 경우 상기 천공구(10)에 철근을 인입시키는 단계는 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 말뚝 시공방법의 제2 실시예를 순차적으로 도시하는 개략도이다.

일반적으로 콘크리트(C)는 물(30)과 섞이게 되는 성질을 가지므로 도 2에 도시된 바와 같이 슬라임(S)을 부양시킨 후 콘크리트(C)를 바로 타설하게 되면, 일부의 콘크리트(C)가 물(30)과 섞이면서 슬라임(S)이 혼합될 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 콘크리트(C)를 타설하기 이전에 천공구(10)의 바닥으로 주입되어 물(30)과 콘크리트(C)를 구분하기 위한 분리막 역할을 하는 초고점성 그라우트(G)(SVG:Super Viscosity Grout)를 추가적으로 이용하도록 구성될 수도 있 다.

상기 초고점성 그라우트(G)는 물속으로 주입되었을 때 물과의 혼합이 이루어지지 아니하는 그라우트의 일종으로서, 물과 시멘트로 이루어지는 통상의 그라우트에 액상의 초고점성 및 유동성 그라우트재(SVGA : Super Viscosity Grout Agent)가 추가로 포함되며, 초고점성 그라우트라고도 불리운다.

상기 액상의 초고점성 및 유동성 그라우트재는 물의 함유량에 대해 1~10 중량%가 첨가되며, 4~8 중량%가 첨가됨이 가장 바람직하다. 상기 액상의 초고점성 및 유동성 그라우트재의 함유량에 따른 초고점성 그라우트의 점도를 표로 나타내면 다음의 [표 1]과 같다.

[표 1] 혼합물 비율 별 초고점성 그라우트 점도 (단위 : mPa-s)

[표 1]에 도시된 바와 같이 본 발명에 사용되는 초고점성 그라우트는, 액상의 초고점성 및 유동성 그라우트재(SVGA : Super Viscosity Grout Agent)의 첨가량이 증가될수록 점도가 높아지고, 이에 따라 수중 불분리 성질이 높아짐을 알 수 있다. 또한, 물/시멘트 중량비가 커질수록 즉, 물의 중량%가 커지게 되면 초고점성 그라우트의 점도 및 수중 불분리 성질이 저하됨을 알 수 있다.

예를 들어, 물/시멘트 중량비가 0.5가 되도록 물 50g과 시멘트 100g이 혼합되는 경우에는 물의 량에 대해 SVGA 첨가량이 4.0%이 되도록 SVGA가 2g만 첨가되더라도, 초고점성 그라우트의 점도는 14000mPa-s 이상이 되어 수중에서 물과 섞이지 아니한다.

그러나 물/시멘트 중량비가 2.0이 되도록 물 200g과 시멘트 100g이 혼합되는 경우에는 물의 량에 대해 SVGA 첨가량이 4.0%이 되도록 SVGA가 8g이 첨가되더라도, 초고점성 그라우트의 점도는 1500 내지 2500mPa-s가 되어 수중에서 물과 섞이게 된다. 이때, 물/시멘트 중량비가 2.0 이상이 되더라도 물의 량에 대해 SVGA 첨가량이 4.0%을 초과하는 경우 초고점성 그라우트는 수중에서 물과 섞이지 아니하는바, 상기 물의 량에 대해 SVGA 첨가량은 4~8 중량%로 설정됨이 가장 바람직하다.

상기와 같은 특성을 갖는 본 발명에 사용되는 초고점성 그라우트는 토목 및 건축분야에서 이미 상용화되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 도 3a에 도시된 바와 같이 천공구(10)를 뚫고, 도 3b에 도시된 바와 같이 천공구(10) 내부로 철근망(100) 및 공기분사관(200)을 주입하여 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣은 후, 도 3c에 도시된 바와 같이 초고점성 그라우트 주입관(400)을 삽입시켜 상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 초고점성 그라우트(G)를 주입하고, 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 초고점성 그라우트(G)층의 하측으로 상기 초고점성 그라우트(G)보다 비중이 큰 콘크리트(C)를 타설하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 초고점성 그라우트(G)는 물(30)과 섞이지 아니하는 성질을 가지므로, 물(30)속에 부유되어 있는 슬라임(S)이 혼합될 우려 없이 천공구(10)의 바닥면에 깔리도록 적층된다. 이와 같이 물(30)과 섞이지 아니하면서 경화가 이루어지는 초 고점성 그라우트(G)는 수중 공사를 하는 분야에서 널리 사용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 콘크리트(C)는 초고점성 그라우트(G)보다 비중이 크므로, 도 3d에 도시된 상태에서 콘크리트(C)의 타설이 지속되면, 도 3e에 도시된 바와 같이 상기 초고점성 그라우트(G)는 콘크리트(C)의 표면에 뜨는 것과 같이 천공구(10)의 상측으로 올라가게 되고, 상기 초고점성 그라우트(G)의 상면에 가라앉아 있는 슬라임(S) 및 물(30) 역시 천공구(10)의 상측을 향해 밀어 올려진다.

이와 같이 초고점성 그라우트(G)를 이용하게 되면, 콘크리트(C)를 타설하는 과정에서 콘크리트(C)의 유동이 심하게 발생되더라도 슬라임(S)이 포함되어 있는 물(30)과 콘크리트(C)는 초고점성 그라우트(G)에 의해 격리된 상태를 유지하므로, 슬라임(S)이 콘크리트(C)에 함유되는 현상이 발생되지 아니하게 된다는 장점이 있다.

또한, 물(30) 속에 포함되어 있는 슬라임(S)은 가능한 오랫동안 부유되어 있는 상태가 유지됨이 바람직한데, 공기분사관(200)이 콘크리트(C)에 묻히기 이전에는 상기 공기분사관(200)을 천공구(10) 외부로 인출시켜야 하므로, 상기 공기분사관(200)을 통해 상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 작업은 상기 천공구(10)의 바닥면 전체에 콘크리트(C)가 타설될 때까지 지속됨이 바람직하며, 최소한 상기 초고점성 그라우트(G)의 주입이 완료될 때까지는 지속되어야 한 다. 이는, 초고점성 그라우트(G)의 주입이 완료되기 이전에 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 작업이 중단되면 슬라임(S)이 아래로 가라앉아 천공구(10)의 바닥면과 초고점성 그라우트(G) 사이에 삽입될 수 있기 때문이다.

도 4는 본 발명에 의한 말뚝 시공방법의 제3 실시예를 순차적으로 도시하는 개략도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 같은 방법으로 콘크리트 말뚝을 타설하는 경우, 공기를 분사하는 부위가 초고점성 그라우트(G)나 콘크리트에 어느 정도 묻힌 상태에서는 공기분사관(200)을 천공구(10) 외부로 인출시키는데 어려움이 있고, 공기분사관(200)을 강제로 인출시키게 되면 슬러지가 천공구(10)의 바닥면으로 유입될 우려도 있다. 따라서 공기분사관(200)을 그대로 콘크리트 내에 묻어버리는 경우가 많은데, 이와 같이 콘크리트 말뚝 내부에 공기분사관(200)이 묻혀있게 되면, 콘크리트 말뚝의 강도가 저하될 뿐만 아니라, 공기분사관(200)을 재활용할 수 없게 된다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 상기 천공구(10) 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계에서 사용되는 공기분사관이, 공기가 분사되는 분사부(210)와, 설정치 이상의 압력 인가 시 결합을 해제하도록 구성되는 압력착탈 커플러(220)에 의해 상기 분사부(210)와 결합되어 상기 분사부(210)로 공기를 공급하는 공기공급부(230)를 포함하도록 구성될 수 있다.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 천공구(10)를 형성한 후 도 4b에 도시된 바와 같이 공기분사관을 천공구(10)에 삽입시킬 때에는 분사부(210)와 공기공급부(230)가 압력착탈 커플러(220)에 의해 결합된 상태로 삽입시켜, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이 초고점성 그라우트(G) 주입 및 콘크리트(C) 타설 시까지 공기를 분사한다.

콘크리트(C) 타설이 어느 정도 이루어져 공기분사가 더 이상 필요 없을 때 도 4e에 도시된 바와 같이 상기 압력착탈 커플러(220)가 자동으로 분사부(210)와 공기공급부(230) 간의 결합을 해제시키도록 한 후, 분사부(210)는 그대로 천공구(10) 내에 남겨둔 채 공기공급부(230)와 압력착탈 커플러(220)만을 인출시킨다.

이와 같이 공기공급부(230)를 천공구(10) 외부로 인출시키게 되면, 콘크리트 말뚝의 강도 저하 방지와 천공구(10) 바닥면으로의 슬러지 유입 문제를 모두 해결할 수 있으며, 공기공급부(230) 및 압력착탈 커플러(220)를 재활용할 수 있으므로 시공비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

상기 압력착탈 커플러(220)는 설정치 이상의 압력이 인가될 때 분사부(210)와 공기공급부(230)의 결합을 해제하도록 구성되는데, 상기 압력착탈 커플러(220)는 초고점성 그라우트(G)가 주입되는 과정에서 분사부(210)와 공기공급부(230)의 결합을 해제하도록 구성될 수도 있고, 콘크리트(C)를 타설하는 과정에서 분사부(210)와 공기공급부(230)의 결합을 해제하도록 구성될 수도 있다. 이때, 설정치 이상의 압력이 인가될 때 결합을 해제하도록 구성되는 커플러는 여러 분야에서 상용화되어 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 분사부(210)는 철근망(100)의 하단에 결합되어 상기 철근망(100)과 함께 상기 천공구(10) 내부로 인입됨으로써, 공기공급부(230)를 인출시킬 때 고정된 상태를 유지할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 의한 말뚝 시공방법의 제4 실시예를 순차적으로 도시하는 개략도이다.

본 발명에 의한 말뚝 시공방법은, 현장에서 콘크리트를 타설하여 말뚝을 시공하는 방법뿐만 아니라, 천공구(10)에 기성 콘크리트파일을 매입하는 시공방법에도 적용될 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 콘크리트 시공방법은, 도 5a에 도시된 바와 같이 천공구(10)를 형성한 후 도 5b에 도시된 바와 같이 천공구(10) 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계와, 도 5c에 도시된 바와 같이 상기 천공구(10) 내의 고인 물에 기성 콘크리트파일(P)을 매입하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 천공구(10) 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 기성 콘크리트 파일(P)의 저면과 천공구(10)의 바닥면 사이에 슬라임(S)이 유입되지 아니하도록, 상기 기성 콘크리트파일(P)의 매입이 완료될 때까지 지속됨이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 종래의 슬라임 제거방법 중 에어리프트 펌프방식을 도시하는 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 천공구 30 : 물

S : 슬라임 C : 콘크리트

G : 초고점성 그라우트 100 : 철근망

200 : 공기주입관 300 : 트래미관

400 : 초고점성 그라우트 주입관

Claims

천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계;

상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 콘크리트(C)를 타설하는 단계;

를 포함하며,

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 공기가 분사되는 분사부와, 설정치 이상의 압력 인가 시 결합을 해제하도록 구성되는 압력착탈 커플러에 의해 상기 분사부와 결합되어 상기 분사부로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하는 공기분사관에 의해 구현되고,

상기 콘크리트를 타설하는 단계는, 타설되는 콘크리트에 의해 상기 압력착탈 커플러에 인가되는 압력이 설정치 이상이 될 때 상기 압력착탈 커플러가 분사부와 공기공급부의 결합을 해제하는 과정과, 상기 분사부와의 결합이 해제된 상기 공기공급부를 상기 천공구 외부로 인출시키는 과정을 포함하는 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,

상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계는,

상기 천공구(10)의 바닥면 전체에 콘크리트(C)가 타설될 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,

상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계 이전에, 상기 천공구(10)에 철근망을 설치하는 단계를 더 포함하는 말뚝 시공방법.
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제1항에 있어서,

상기 분사부는 철근망의 하단에 결합되어 상기 철근망과 함께 상기 천공구 내부로 인입되는 말뚝 시공방법.
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천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계;

상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 초고점성 그라우트(G)를 주입하는 단계;

상기 천공구(10)으로 주입된 초고점성 그라우트(G)층의 하측으로 상기 초고점성 그라우트(G)보다 비중이 큰 콘크리트(C)를 타설하는 단계;

를 포함하며,

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 공기가 분사되는 분사부와, 설정치 이상의 압력 인가 시 결합을 해제하도록 구성되는 압력착탈 커플러에 의해 상기 분사부와 결합되어 상기 분사부로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하는 공기분사관에 의해 구현되고,

상기 초고점성 그라우트를 주입하는 단계는, 주입되는 초고점성 그라우트에 의해 상기 압력착탈 커플러에 인가되는 압력이 설정치 이상이 될 때 상기 압력착탈 커플러가 분사부와 공기공급부의 결합을 해제하는 과정과, 상기 분사부와의 결합이 해제된 상기 공기공급부를 상기 천공구 외부로 인출시키는 과정을 포함하는 말뚝 시공방법.
천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계;

상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 초고점성 그라우트(G)를 주입하는 단계;

상기 천공구(10)으로 주입된 초고점성 그라우트(G)층의 하측으로 상기 초고점성 그라우트(G)보다 비중이 큰 콘크리트(C)를 타설하는 단계;

를 포함하며,

상기 천공구 내의 고인 물에 공기를 불어 넣는 단계는, 공기가 분사되는 분사부와, 설정치 이상의 압력 인가 시 결합을 해제하도록 구성되는 압력착탈 커플러에 의해 상기 분사부와 결합되어 상기 분사부로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하는 공기분사관에 의해 구현되고,

상기 콘크리트를 타설하는 단계는, 타설되는 콘크리트에 의해 상기 압력착탈 커플러에 인가되는 압력이 설정치 이상이 될 때 상기 압력착탈 커플러가 분사부와 공기공급부의 결합을 해제하는 과정과, 상기 분사부와의 결합이 해제된 상기 공기공급부를 상기 천공구 외부로 인출시키는 과정을 포함하는 말뚝 시공방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 분사부는 철근망의 하단에 결합되어 상기 철근망과 함께 상기 천공구 내부로 인입되는 말뚝 시공방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 천공구(10) 내의 고인 물(30)에 공기를 불어 넣는 단계는,

상기 초고점성 그라우트(G)를 주입하는 단계까지 지속되거나, 또는 상기 천공구(10)의 바닥면 전체에 콘크리트(C)가 타설될 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 말뚝 시공방법.
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