KR100956879B1

KR100956879B1 - 응력분산형 마이크로파일

Info

Publication number: KR100956879B1
Application number: KR1020080014514A
Authority: KR
Inventors: 이재민; 김준홍
Original assignee: 이재민; 김준홍
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2010-05-11
Also published as: KR20090089127A

Abstract

본 발명은 마이크로파일을 구성함에 있어서, 더욱 상세하게는 지지층이 깊은 지층에 인장 및 압축력을 얻기 위한 앵커 및 말뚝으로 사용되는 마이크로파일을 구성함에 있어서, 지표면에 노출되는 단부에는 지압플레이트가 결합되고, 토사층에 삽입설치되는 케이싱의 내부를 통하여 암반층에 삽입설치되는 트레드바의 암반삽입부에 상면이 45°경사면을 형성하고 저면은 평면을 형성하며 보스를 일체로 형성함과 동시에 그라우트주입기를 삽입하는 천공을 형성한 응력분산플랜지를 설계상 필요한 응력에 따라 적어도 두 개 이상 결합구성하여 암반층에 일체로 결속되는 그라우트의 마찰력을 극대화함과 동시에 파일 상부의 하중이 마이크로파일로부터 지반으로 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 마이크로파일의 시공깊이가 짧으면서도 지반에 효과적으로 저항하게 되어 마이크로파일의 암반정착 길이를 최소화하면서도 현장에서 필요한 인장과 압축 응력을 만족시킴으로써, 공사에 소요되는 공기와 비용을 줄이는 직접적인 효과를 얻을 수 있는 신규한 발명이다.

마이크로파일, 지압플레이트, 응력분산플랜지, 케이싱, 암반층, 토사층

Description

응력분산형 마이크로파일{Stress dispersion type microfile}

본 발명은 마이크로파일을 구성함에 있어서, 더욱 상세하게는 지지층이 깊은 지층에 인장 및 압축력을 얻기 위한 앵커 및 말뚝으로 지표면에 노출되는 단 부에는 지압플레이트가 결합되며, 암반층에 매립되는 부위에 상면이 45°경사면을 형성한 다수의 플랜지를 결합구성하여 마찰력을 극대화함과 동시에 마이크로파일에 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 마이크로파일의 시공깊이가 짧으면서도 지압에 효과적으로 하중을 전이하도록 한 응력분산형 마이크로파일에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로파일의 시공시 연약지반의 붕괴로 그라우팅홀이 메워지는 것을 방지하기 위하여 암반층에 도달할 수 있을 깊이까지 일정길이의 케이싱을 삽입하는 케이싱작업과, 상기 케이싱작업이 끝나면 케이싱의 내부를 통하여 암반층까지 각종 천공기를 이용하여 천공하는 천공작업과, 천공작업에서 천공한 곳에 트레드바를 삽입하는 트레드바 삽입작업과, 트레드바가 삽입된 천공부위에 그라우팅 믹서기를 이용하여 그라우팅액을 주입하는 그라우팅작업의 순서로 이루어진다.

상기한 작업으로 주입된 그라우팅액은 케이싱 내부 및 하단 부위의 암반층까지 채워져서 트레드바와 함께 지반과 일체로 경화된다.

상기와 같은 마이크로파일의 시공은 지반의 지지층이 깊은 지반에 인장 및 압축력을 얻기 위한 수단으로써 수행되는 것으로, 이는 트레드바와 그라우팅으로 암반층의 주면 마찰력만을 고려하여 인장 및 압축력에 저항하는 공법이다.

따라서 지금까지는 구조물에서 요구되는 하중에 따른 주면 마찰력을 얻기 위해 마이크로파일의 암반정착의 길이를 늘이는 방법을 사용하였기에 지반을 천공하는데 소요되는 비용과 시간이 늘어나고 이에 따른 시공비 상승의 원인이 되었다.

이에 상기의 마이크로파일의 암반정착 길이를 최소화하면서도 현장에서 필요한 인장과 압축 응력을 갖도록 하는 것이 공사에 소요되는 공기와 비용을 줄이는 직접적인 효과를 얻을 수 있는 가장 큰 원인이 되는바, 이를 감안하여 개발된 것이다.

본 발명은 상기한 지금까지의 연약지반이나 지지층이 깊은 지반에서 인장 및 압축력을 얻기 위한 수단으로써 수행되던 트레드바와 그라우팅으로 암반층의 주면 마찰력만을 고려하여 인장 및 압축력에 저항하는 공법에서 구조물에서 요구되는 압축하중과 인장하중에 따른 주면 마찰력을 얻기 위해 마이크로파일의 암반정착의 길이를 늘이는 방법으로 인하여 암반을 천공하는데 소요되는 비용과 시간이 늘어나고 이에 따른 시공 및 자재비 상승의 원인이 되었던 것을 개선하여서 마이크로파일의 암반정착 길이를 최소화하면서도 현장에서 필요한 인장과 압축 응력을 갖도록 함으로써, 공사에 소요되는 공기와 비용을 줄이는 직접적인 효과를 얻기 위함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지지층이 깊은 지반에서 인장 및 압축력을 얻기 위한 앵커 및 말뚝으로써 사용되는 마이크로파일을 구성함에 있어서, 지표면에 노출되는 단부에는 지압플레이트가 결합되며, 연약지반에 삽입설치되는 케이싱의 내부를 통하여 암반층에 삽입설치되는 트레드바의 암반삽입부에 상면이 45°경사면을 형성하고 저면은 평면을 형성하며 보스를 일체로 형성함과 동시에 그라우트주입기를 삽입하는 천공을 형성한 응력분산플랜지를 설계상 필요한 응력에 따라 적어도 두 개 이상 결합구성하여 마찰력을 극대화함과 동시에 마이크로파일에 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 마이크로파일의 시공깊이가 짧으면 서도 지반에 효과적으로 저항하도록 한 응력분산형 마이크로파일에 관한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 트레드바의 암반삽입부에 상면이 45°경사면을 형성하고 저면은 평면을 형성하며 중앙의 상,하 양측으로 보스를 일체로 형성한 응력분산플랜지를 설계상 필요한 응력에 따라 적어도 두 개 이상 결합구성하여 암반층에 일체로 접착성형되는 그라우트의 마찰력을 극대화함과 동시에 파일 상부의 하중이 마이크로파일로부터 지반으로 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 마이크로파일의 시공깊이가 짧으면서도 지반에 효과적으로 저항하게 되어 마이크로파일의 암반정착 길이를 최소화하면서도 현장에서 필요한 인장과 압축 응력을 만족시킴으로써, 공사에 소요되는 공기와 비용을 줄이는 직접적인 효과를 얻을 수 있는 신규 한 발명이다.

연약지반이나 지지층이 깊은 지반에 인장 및 압축력을 얻기 위한 앵커 및 말뚝으로 사용되는 마이크로파일을 구성함에 있어서, 도 1내지 도 2에 도시한 바와 같이, 표면에 노출되는 단 부에는 지압플레이트(20)가 결합되며, 연약지반의 토사층(60)에 삽입설치되는 케이싱(40)의 내부를 통하여 암반층(50)에 삽입설치되는 트레드바(10)의 암반삽입부(11)에 응력분산플랜지(30)를 설계상 필요한 응력에 따라 적어도 두 개 이상 결합구성하는데, 이때 상기 응력분산플랜지(30)는, 상면이 45°경사면(31)을 형성하고 저면은 평면(32)을 형성하며 보스(33)를 일체로 형성함과 동시에 그라우트주입기를 삽입하는 천공을 형성한다.

이와 같이 구성된 응력분산플랜지(30)는 마찰력을 극대화함과 동시에 트레드바(10)에 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 트레드바(10)의 시공깊이가 짧으면서도 지반에 효과적으로 저항하도록 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명을 실시 예 따른 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

지지층이 깊은 지반에서 인장 및 압축력을 얻기 위해 마이크로파일 공법을 수행하고자 하면, 먼저 연약지반의 토사층(60)에 케이싱(40)을 그 단 부가 암반층(50)에 도달하도록 강제로 삽입설치하여 작업중 연약지반이 붕괴되어 그라우팅홀을 메우는 것을 방지한다.

이와 같이 케이싱(40) 설치 작업시 상기 케이싱(40)의 내부에 잔존하는 토양을 파내고 이와 연통 되도록 암반층(50)을 뚫어서 트레드바(10)를 설치할 암반홀(51)을 확보한다.

상기한 작업이 완료되면 외부면에 나선형돌기(15)나 기타 마찰력을 최대화하기 위한 돌기를 형성한 트레드바(10)의 암반층삽입부(11)에, 지반의 변화에 따라 발생하는 지지력에 대응하도록 설계된 응력에 부합하도록 상면이 45°경사면을 형성한 응력분산플랜지(30)를 일정한 간격으로 다수 개 결합하여서 상기 다수의 응력분산플랜지(30)가 결합 된 암반층삽입부(11)가 암반층(50)에 천공한 암반홀(51)에 삽입되도록 케이싱(40) 내부를 통하여 삽입설치한다.

상기한 상태에서 액상의 그라우트(70)를 그라우트주입기를 상기 플랜지의 천공을 통하여 암반홀(51) 내부까지 삽입하고 그라우트(70)를 주입하면, 암반홀(51) 부터 충진되는 그라우트(70)는 트레드바(10)는 물론 트레드바(10)에 결합된 응력분산플랜지(30)와 암반을 일체로 결속하여 양생함과 동시에, 연약지반의 토사층(60)에 삽입설치된 케이싱(40) 내부까지 충진된다.

상기한 상태로 트레드바(10)의 장착이 끝나면 지표면으로 돌출되는 트레드바(10)의 단부(12)에 지압플레이트(20)를 결합하고 지면 상에 상기 지압플레이트(20)가 함몰되도록 계산된 두께의 철근콘크리트푸팅(80)을 형성하면 시공은 완료된다.

이와 같이 본 발명의 트레드바(10)를 그라우팅 작업으로 시공한 연약지반에 변형이 일어나면, 트레드바(10)의 지표면 위로 노출된 단부(12)에 결합한 지압플레이트(20)가 함몰되도록 지표면에 구성한 철근콘크리트푸팅(80)에 의하여 변형이 중지되는데 이때 발생한 응력은 트레드바(10)에 작용한다.

이와 같이 트레드바(10)에 작용한 응력은 트레드바(10)를 통하여 암반층(50)과 연약지반의 토사층(60)으로 전달되는데 이때 트레드바(10)의 암반층삽입부(11)에 결합한 응력분산플랜지(30)에서 대부분 응력을 흡수하여 암반층(50)으로 분산 작용함으로써 연약지반의 붕괴 등 변형을 억제하게 된다.

이때 트레드바(10)에 작용된 응력이 응력분산플랜지(30)에 의하여 작용하는 상태를 살펴보면 45°경사면에서 수직방향과 수평방향으로 분산되어 응력을 분산하므로 암반층(50)에 뚫는 암반홀(51)의 깊이가 크지 않아도 연약지반의 변형을 충분히 억제하게 된다.

도 1은 본 발명의 전체구성 및 실시상태 예시도.

도 2는 본 발명의 마이크로파일의 구성상태 예시도.

도 3은 본 발명의 응력 분산 플랜지의 힘의 작용상태 예시도.

* 도면의 주요부호에 대한 설명*

10:트레드바. 11: 암반삽입부. 15: 나선형돌기.

20: 지압플레이트.

30: 응력분산플랜지. 31: 45°경사면. 32: 평면.

33: 보스.

40: 케이싱.

50: 암반층. 51: 암반홀.

60: 토사층

Claims

삭제
지지층이 깊은 지반에서 인장 및 압축력을 얻기 위한 앵커 및 말뚝으로 사용되는 마이크로파일을 구성함에 있어서,

지표면에 노출되는 단부에는 지압플레이트(20)가 결합되며, 연약지반의 토사층(60)에 삽입설치되는 케이싱(40)의 내부를 통하여 암반층(50)에 삽입설치되는 트레드바(10)의 암반삽입부(11)에, 응력분산플랜지(30)를 설계상 필요한 응력에 따라 적어도 두 개 이상 결합구성하여 마찰력을 극대화함과 동시에 트레드바(10)에 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 트레드바(10)의 암반시공깊이가 짧으면서도 지반에 효과적으로 저항하도록 구성하고,

상기 응력분산플랜지(30)는 상면이 45°경사면(31)을 형성하고 저면은 평면(32)을 형성하며 보스(33)를 일체로 형성함과 동시에 그라우트주입기를 삽입하는 천공을 형성하여 마찰력을 극대화함과 동시에 트레드바(10)에 작용하는 인장 및 압축력을 분산하여 트레드바(10)의 시공깊이가 짧으면서도 지반에 효과적으로 저항하도록 구성함을 특징으로 하는 응력분산형 마이크로파일.