KR100980623B1 - 기초정착틀 및 이를 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초정착틀을 적용하여 기초콘크리트를 선시공함으로써 마이크로파일의 설치가 가능하고, 기초콘크리트의 천공과정과 마이크로파일 두부와 기초콘크리트의 정착공정을 삭제할 수 있어 공사기간과 공사기간을 줄이고, 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 기초콘크리트를 선시공을 위한 기초정착틀 및 이를 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 마이크로파일의 두부 정착 방법에 대한 구체적인 수단은, 기초콘크리트의 철근 배근시 설계된 마이크로파일의 지정된 위치에 거푸집용 파이프가 포함 조립되어 있는 기초정착틀을 고정 설치하는 공정과; 거푸집용 파이프의 내부로 콘크리트가 타설되지 않는 상태에서 기초콘크리트를 타설하는 공정과; 기초콘크리트가 어느 정도 양생이 되면 기초정착틀을 기초콘크리트로부터 분리하여 제거시키는 공정과; 기초정착틀이 제거된 원통형 홀에 두부가 기초콘크리트의 상단까지 위치되도록 마이크로 파일을 장입시켜 놓고, 그 두부에 록너트, 쉬어링, 스페이서, 쉬어링 및 록너트를 순차적으로 조립 설치한 후 그라우팅을 수행하여 마이크로 파일을 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기초정착틀 및 이를 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법{Foundation anchorage and method for anchoraging micro pile using the same}

본 발명은 토목이나 건축구조물 또는 시설물의 기초 말뚝으로 사용되는 마이크로파일의 두부 정착방법에 관한 것으로, 특히 마이크로파일의 설치가 계획된 현장에서 사정상 기초 콘크리트를 우선적으로 타설할 경우에 적용되는 기초정착틀 및 이를 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법에 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 주변 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.

이와 같이 일반적인 시공상의 순서는 파일시공 후 기초 콘크리트를 타설하는 공정으로 이루어진다. 이러한 시공과정을 통하여 설치가 양호하게 완료된 후 작용하중은 기초 콘크리트를 통해 정착판, 파일체, 지반의 순으로 전달된다.

그런데, 종종 현장에서는 일반적인 시공방법의 순서와 역순되는 공정으로 시공이 필요할 경우가 발생된다. 즉, 기초콘크리트를 타설한 후에 파일시공 위치의 기초 콘크리트를 깨어 내거나 코어천공을 하고 마이크로파일 시공을 거쳐 기초콘크리트와 마이크로파일을 정착시켜야 하는 경우가 발생된다.

이와 같이 역순으로 마이크로파일을 시공할 경우 기초 콘크리트를 깨어 내거나 코어천공을 하는 과정에서 분진이 발생되어 작업환경을 해치고, 분쇄 또는 코어장비가 투입되어 작업해야 하는 어려움과 함께 공사기간과 비용이 증가되는 문제가 있다.

국내 등록특허 제10-0918771호(마이크로 파일 두부 정착장치 및 그를 이용한 정착방법)에는, 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 정착방법이 개시되어 있다. 그러나 위 선행기술은 기초 콘크리트에 마이크로 파일 삽입용 구멍을 천공하는 공정으로 인해 분진과 소음이 필연적으로 발생되어 작업환경을 해치게 되고, 공사기간과 비용이 증대된다. 한편, 국내 등록번호 10-0899372(기존 콘크리트 기초구조물로의 새로운 마이크로파일 두부의정착 방법 및 이를 이용한 기초 및 기둥 구조물의 보강공법 및 그 보강 구조)의 경우에도, 기초판에 관통공을 천공한 후 마이크로파일을 설치하므로 위와 동일한 문제가 발생된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 기초정착틀을 적용하여 기초콘크리트를 선시공함으로써 마이크로파일의 설치가 가능하고, 기초콘크리트의 천공과정과 마이크로파일 두부와 기초콘크리트의 정착공정을 생략할 수 있어 공사기간과 공사기간을 줄이고, 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 기초콘크리트를 선시공을 위한 기초정착틀 및 이를 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

삭제

본 발명의 일측면에 따른 마이크로파일의 두부 정착 방법은, 기초콘크리트의 철근 배근시 설계된 마이크로파일의 지정된 위치에 거푸집용 파이프가 포함 조립되어 있는 기초정착틀을 고정 설치하는 공정과; 거푸집용 파이프의 내부로 콘크리트가 타설되지 않는 상태에서 기초콘크리트를 타설하는 공정과; 기초콘크리트가 어느 정도 양생이 되면 기초정착틀을 기초콘크리트로부터 분리하여 제거시키는 공정과; 기초정착틀이 제거된 원통형 홀에 두부가 기초콘크리트의 상단까지 위치되도록 마이크로 파일을 장입시켜 놓고, 그 두부에 록너트, 쉬어링, 스페이서, 쉬어링 및 록너트를 순차적으로 조립 설치한 후 그라우팅을 수행하여 마이크로 파일을 설치하는 공정;을 포함하며, 공정에서 거푸집용 파이프의 외주면에 다수개의 링형 고무벨트가 소정 간격으로 끼워지고, 고무벨트는 기초정착틀 분리시 기초콘크리트에서 함께 제거될 수 있다.

삭제

또한, 기초콘크리트의 철근 배근시 설계된 마이크로파일의 지정된 위치에 거푸집용 파이프가 포함 조립되어 있는 기초정착틀을 고정 설치하는 공정과; 거푸집용 파이프의 내부로 콘크리트가 타설되지 않는 상태에서 기초콘크리트를 타설하는 공정과; 기초콘크리트가 어느 정도 양생이 되면 기초정착틀을 기초콘크리트로부터 분리하여 제거시키는 공정과; 기초정착틀이 제거된 원통형 홀에 두부가 기초콘크리트의 상단까지 위치되도록 마이크로 파일을 장입시켜 놓고, 그 두부에 록너트, 쉬어링, 스페이서, 쉬어링 및 록너트를 순차적으로 조립 설치한 후 그라우팅을 수행하여 마이크로 파일을 설치하는 공정;을 포함하며, 공정에서 거푸집용 파이프의 외주면에 와이어메쉬와 다수개의 링형 고무벨트가 소정 간격으로 끼워지고, 고무벨트와 와이어메쉬는 기초정착틀 분리시 기초콘크리트에서 함께 제거될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 기초정착틀은, 기초콘크리트의 높이보다 긴 길이를 갖는 거푸집용 파이프와; 상기 거푸집용 파이프의 외주면에 끼워진 다수개의 링형 고무벨트로 구성된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 또 다른 측면에 따른 기초정착틀은, 기초콘크리트의 높이보다 긴 길이를 갖는 거푸집용 파이프와; 상기 거푸집용 파이프의 외주면에 끼워진 다수개의 링형 고무벨트와; 상기 고무벨트의 사이사이로 거푸집용 파이프의 외주면에 끼워져 설치된 와이어 메쉬로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기초정착틀 및 이를 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법에 따르면, 마이크로파일의 설치가 계획된 현장에서 사정상 기초콘크리트를 우선적으로 타설 할 경우 또는 기존 구조물의 기초 보강을 해야 할 경우에, 기초정착틀을 적용하여 기초콘크리트를 선시공함으로써 마이크로파일의 설치가 가능하다.

또한 기초콘크리트의 천공과정과 마이크로파일 두부와 기초콘크리트의 정착과정을 삭제할 수 있어 공사기간과 공사기간을 줄일 수 있다.

또한 마이크로파일의 두부가 위치되는 곳에 채워진 그라우팅재는 환형홈 또는 와이어 메쉬로 형성된 요철에 의해 부착력 및 합성효과가 증가되어 구조적인 안정성까지 확보할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 적용되는 기초정착틀의 다양한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 기초정착틀을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 순서에 따른 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 기초정착틀을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 순서에 따른 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따른 기초정착틀을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 순서에 따른 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기초정착틀을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 공정흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 실시예의 설명에서 동일 부분 또는 동등 부품은 동일 부호를 사용하여 설명한다.

먼저, 도 2의 (a)와 같이 기초콘크리트(10)의 철근 배근시 설계된 마이크로파일의 지정된 위치에 도 1a 내지 도 1c에 도시된 기초정착틀(20)을 고정 설치한다(도 5의 S50).

이때 기초정착틀(20)은 3가지 방식으로 구성될 수 있다.

제1 방식은 도 1a 및 도 2 (a)에서와 같이 거푸집용 파이프(22)와, 거푸집용 파이프(22)의 외주면에 끼워진 다수개의 링형 고무벨트(24)로 구성된 것이다. 고무벨트(24)는 고무 성질의 탄성복원력에 의해 거푸징용 파이프(22)에 탄력적으로 끼워진다.

제2 방식은 도 1b 및 도 3 (a)에서와 같이 거푸집용 파이프(22)와, 거푸집용 파이프(22)의 외주면에 끼워진 와이어 메쉬(26)로 구성된 것이다. 와이어 메쉬(26)는 #?~#? 정도의 그물눈(목)을 갖는 것이 바람직하다.

제3 방식은 도 1c 및 도 4 (a)에서와 같이 첫 번째 방식과 두 번째 방식을 함께 사용한 방식이다. 즉 거푸집용 파이프(22)와, 거푸집용 파이프(22)의 외주면에 끼워진 다수개의 링형 고무벨트(24)와, 고무벨트(24)의 사이사이로 거푸집용 파이프(22)의 외주면에 끼워진 와이어 메쉬(26)로 구성된 것이다.

여기서, 거푸집용 파이프(22)는 합성수지 일예로 PVC로 제작된 파이프로 구성하거나 금속으로 제작된 중공관이 될 수도 있다.

거푸집용 파이프(22)의 길이는 기초콘크리트(10)의 높이보다 길게 구성된다. 따라서 기초정착틀(20)을 고정 설치할 경우 거푸집용 파이프(22)의 내부로 콘크리트가 타설되지 않도록 기초콘크리트(10)의 상단면에서 거푸집용 파이프(22)가 약간 돌출되도록 위치시킴이 바람직하다. 본 실시예에서 거푸집용 파이프(22)가 기초콘크리트(10)의 상단면에서 5~10cm 이상 높도록 기초장착틀(20)을 설치한다.

다음, 기초정착틀(20)의 거푸집용 파이프(22) 내부로 콘크리트가 타설되지 않도록 하여 기초콘크리트를 타설한다(도 5의 S52).

그 다음, 기초콘크리트(10)가 어느 정도 양생이 되면 기초정착틀(20)을 양생이 진행중인 기초콘크리트(10)로부터 분리하여 제거시킨다(도 5의 S54). 이때 기초정착틀(20)은 제 1방식의 경우 거푸집용 파이프(22)가 먼저 기초콘크리트(20)로부터 분리된 후 고무벨트(24)가 제거된다. 이렇게 되면 거푸집용 파이프(22)가 이탈된 위치에 원통형 홀(12)이 형성되고, 다시 원통형 홀(12)의 내면에는 고무벨트(24)가 제거되어 환형 홈(14)이 형성된다(도 2의 (b)).

한편, 제2 방식의 기초정착틀(20)을 사용하였을 경우, 거푸집용 파이프(22)와 함께 와이어 메쉬(26)가 제거되면, 와이어 메쉬(26)의 그물눈에 의해 원통형 홀(12)의 내면에는 그물망 요철무늬가 형성된다(도 3의 (b)).

다른 한편, 제3 방식의 기초정착틀(20)을 사용하였을 경우, 거푸집용 파이프(22), 링형 고무벨트(24) 및 와이어 메쉬(26)가 제거되어 원통형 홀(12)의 내면에는 환형홈(14)과 그물망 요철무늬가 동시에 형성된다(도 4의 (c)).

이같이 기초정착틀(20)이 제거되어 형성된 원통형 홀(12)에 마이크로 파일(30)을 장입시켜 놓는다(도 5의 S56). 이때 마이크로파일(30)의 두부가 기초콘크리트(10)의 상단까지 위치되도록 한다.

그 다음, 마이크로파일(30)의 두부에 도 2 내지 도 4와 같이 쉬어링(40), 스페이서(42)를 순차적으로 조립한 후 록너트(44)로 고정한다.

그 다음, 기초콘크리트(10)의 원통형 홀(12)과 마이크로파일(30)의 사이에 그라우트재(G)를 주입하는 그라우팅 작업을 수행하여 마이크로 파일(30)이 설치된다.

이와 같이 시공된 마이크로 파일(30)은 쉬어링(40)과 그라우트재의 걸림력, 그라우트재와 환형 홈(14)간의 끼움력으로 저항한다. 또한 스페이서(42) 사이에 일정간격으로 설치된 쉬어링(40)은 외력으로 작용하는 하중을 마이크로파일(30)로 전이시키는 역할을 하므로 기초콘크리트에 부담을 줄여주고 보다 안정된 마이크로파일시스템을 구현한다.

이와 같이 기초정착틀(20)을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법에 따르면, 기초콘크리트를 우선 시공 한 후에 천공 공정없이도 바로 마이크로 파일을 시공할 수 있어 종래와 같이 천공으로 인한 분진이나 소음 발생을 방지할 수 있다.

또한, 일반적인 시공 방법과 달리 기초콘크리트를 시공한 후 파일 시공하는 역순 공정이 가능하므로 천공 작업이 삭제되어 공사기간을 단축시킬 수 있고, 공사비용을 줄일 수 있다.

또한, 마이크로파일(30)의 시공이 완료되면, 그 파일 두부가 위치되는 곳에 채워진 그라우팅재는 제1 방식의 경우 환형홈(14)에 정착되어 부착력 및 합성효과가 증가되어 구조적인 안정성까지 확보할 수 있다.

물론, 제2 방식의 기초정착틀(20)을 사용한 경우에도 와이어 메쉬(26)로 인해 형성된 그물망 요철무늬에 의해 전단저항성능이 증가되어 구조적인 안정성까지 확보할 수 있다.

특히, 제3 방식의 기초정착틀(20)을 사용한 경우에도 와이어 메쉬(26)로 인해 형성된 그물망 요철무늬와 환형홈(14)에 의한 2가지 마찰요소가 동시에 작용하여 전단저항성능이 더욱 증가됨으로써 구조적인 안정성을 극대화할 수 있다.

10: 기초콘크리트
12: 원통형 홀
14: 환형홈
20: 기초정착틀
22: 거푸집용 파이프
24: 링형 고무벨트
26: 와이어 메쉬
30: 마이크로파일
40: 쉬어링
42: 스페이서
44: 록너트

Claims (7)

1. 삭제
2. (a) 기초콘크리트의 철근 배근시 설계된 마이크로파일의 지정된 위치에 거푸집용 파이프가 포함 조립되어 있는 기초정착틀을 고정 설치하는 공정과;
   (b) 거푸집용 파이프의 내부로 콘크리트가 타설되지 않는 상태에서 기초콘크리트를 타설하는 공정과;
   (c) 기초콘크리트가 어느 정도 양생이 되면 기초정착틀을 기초콘크리트로부터 분리하여 제거시키는 공정과;
   (d) 기초정착틀이 제거된 원통형 홀에 두부가 기초콘크리트의 상단까지 위치되도록 마이크로 파일을 장입시켜 놓고, 그 두부에 록너트, 쉬어링, 스페이서, 쉬어링 및 록너트를 순차적으로 조립 설치한 후 그라우팅을 수행하여 마이크로 파일을 설치하는 공정;을 포함하며,
   (a)공정에서 거푸집용 파이프의 외주면에 다수개의 링형 고무벨트가 소정 간격으로 끼워지고, 고무벨트는 (c)공정의 기초정착틀 분리시 기초콘크리트에서 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 기초콘크리트 선시공을 위한 기초정착틀을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법.
3. 삭제
4. (a) 기초콘크리트의 철근 배근시 설계된 마이크로파일의 지정된 위치에 거푸집용 파이프가 포함 조립되어 있는 기초정착틀을 고정 설치하는 공정과;
   (b) 거푸집용 파이프의 내부로 콘크리트가 타설되지 않는 상태에서 기초콘크리트를 타설하는 공정과;
   (c) 기초콘크리트가 어느 정도 양생이 되면 기초정착틀을 기초콘크리트로부터 분리하여 제거시키는 공정과;
   (d) 기초정착틀이 제거된 원통형 홀에 두부가 기초콘크리트의 상단까지 위치되도록 마이크로 파일을 장입시켜 놓고, 그 두부에 록너트, 쉬어링, 스페이서, 쉬어링 및 록너트를 순차적으로 조립 설치한 후 그라우팅을 수행하여 마이크로 파일을 설치하는 공정;을 포함하며,
   (a)공정에서 거푸집용 파이프의 외주면에 와이어메쉬와 다수개의 링형 고무벨트가 소정 간격으로 끼워지고, 고무벨트와 와이어메쉬는 (c)공정의 기초정착틀 분리시 기초콘크리트에서 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 기초콘크리트 선시공을 위한 기초정착틀을 이용한 마이크로파일의 두부 정착 방법.
5. 기초콘크리트를 선시공 한 후 마이크로파일의 두부를 정착시키는 데 사용되는 기초정착틀에 있어서,
   기초콘크리트의 높이보다 긴 길이를 갖는 거푸집용 파이프와;
   거푸집용 파이프의 외주면에 끼워진 다수개의 링형 고무벨트로 구성된 것을 특징으로 하는 기초정착틀.
6. 삭제
7. 기초콘크리트를 선시공 한 후 마이크로파일의 두부를 정착시키는 데 사용되는 기초정착틀에 있어서,
   기초콘크리트의 높이보다 긴 길이를 갖는 거푸집용 파이프와;
   거푸집용 파이프의 외주면에 끼워진 다수개의 링형 고무벨트와;
   고무벨트의 사이사이로 거푸집용 파이프의 외주면에 끼워져 설치된 와이어 메쉬로 구성된 것을 특징으로 하는 기초정착틀.

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