KR101026188B1 - 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법 - Google Patents

그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법 에 관한 것이다.
본 발명의 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝은, 시추공에 설치되어 있는 외강관; 상기 외강관의 내측에 설치되어 있는 내강관; 상기 외강관과 내강관 사이에 주입되어 있는 씨일부재; 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관과 내강관 사이에 설치되어 있는 코킹패널; 이중관 파커의 내부관 및 외부관을 통하여 상기 내강관에 주입되어 상기 씨일부재에 스며들고, 내강관에 관통 형성되어 있는 관통공을 통하여 연약지반에 스며든 약액; 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립 되도록 타설되어 있는 콘크리트;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 연약지반 및 불량지반을 지속적이며 안정적으로 보강할 수 있으며, 외강관 설치에 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 씨일부재의 주입상태가 안정적으로 유지되도록 함과 동시에 작업효율이 제고될 수 있을 뿐만 아니라, 큰 횡 하중이 가해지는 대형설비의 시공을 안전하게 할 수 있다.

Description

그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법{Pile made by using grouting method and construction method for as the same}
본 발명은 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연약지반 및 불량지반을 지속적이며 안정적으로 보강할 수 있으며, 외강관 설치에 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 씨일부재의 주입상태가 안정적으로 유지되도록 하는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은 작업효율이 제고될 수 있을 뿐만 아니라, 큰 횡 하중이 가해지는 대형설비의 시공을 안전하게 할 수 있도록 하는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 토목공사시 연약지반 및 불량지반을 보강할 경우, 유압드릴이나 각종 천공기로 천공작업을 시행하고, 상기 천공홀에 강관을 삽입시킨 후, 주입기 로써 그라우팅용 약액을 주입하는 그라우팅공법이 사용된다.
그러나, 종래 그라우팅공법은 강관과 약액만을 사용하므로 강관 삽입영역의 압축강도와 전단강도 및 지지력 저하로 인하여 연약지반 처리에 많은 애로사항이 발생되었다.
그리고, 종래 그라우팅 공법에 사용되던 약액은 대부분 물유리계 약액으로, 지반주입 고결 후 시간경과에 따라 지반토양내의 흡착수 및 자유수에 의해 용탈이 진행되어 결국에는 주입재가 모두 용탈되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 물유리계 약액의 경우 내구성이 취약하여 연약지반을 제대로 보강하지 못하는 문제점이 있었다.
특히, 양생된 콘크리트 상면에 설치되는 전철 등과 같이 큰 횡 하중이 가해지는 설비를 시공하는 경우, 과도하게 가해지는 상기 횡 하중에 대응하여 지속적이며 안정적으로 유지될 수 있는 설비를 시공할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 연약지반 및 불량지반을 지속적이며 안정적으로 보강할 수 있으며, 외강관 설치에 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 씨일부재의 주입상태가 안정적으로 유지되도록 하는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법 을 제공하는 데에 있다.
그리고, 본 발명은 작업효율이 제고될 수 있을 뿐만 아니라, 큰 횡 하중이 가해지는 대형설비의 시공을 안전하게 할 수 있도록 하는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 천공케이싱을 이용하여 시추공을 천공하는 단계; 천공된 상기 시추공에 외강관을 설치하는 단계; 상기 외강관의 내측에 내강관을 설치하는 단계; 상기 외강관과 내강관 사이에 씨일부재를 주입하는 단계; 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관과 내강관 사이에 배치되도록 코킹패널을 설치하는 단계; 내강관에 삽입되는 외부관, 상기 외부관 내측에 배치되는 내부관, 및 상기 외부관의 외주면 일측에 결합되며 에어공급관을 통하여 외부로부터 공기가 유입되어 팽창되는 에어파커를 갖는 이중관 파커를 상기 내강관 내측에 삽입하고, 상기 이중관 파커를 인발하는 인발기를 설치하는 단계; 상기 에어파커의 체적을 팽창시켜 상기 내강관과 밀착시키는 단계; 상기 인발기로써 상기 이중관 파커를 설정된 위치까지 단계적으로 인발하며, 계획된 주입 상한선까지 상기 내부관 및 외부관에 약액을 주입하는 단계; 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함한다.
상기 외강관은, 하단부가 지표면으로부터 2미터 내지 5미터 깊이에 이르 도록 설치되며, 직경이 400mm 내지 1500 mm이다.
상기 내강관은, 지표면으로부터 상기 외강관의 하단부 아래의 깊이에 이르 도록 설치되며, 직경이 100mm 내지 1000 mm이다.
삭제
상기 제2 고정공에 결합되는 철근은, 마주하는 한쌍의 제2 고정공에 삽입된 상태에서 디귿(ㄷ)자로 벤딩되어, 양단부가 상방을 향한다.
상기 마주하는 한쌍의 제2 고정공에 각각 삽입되는 다수개의 철근은 각각 상하로 배치된다.
그리고, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 시추공에 설치되어 있는 외강관; 상기 외강관의 내측에 설치되어 있는 내강관; 상기 외강관과 내강관 사이에 주입되어 있는 씨일부재; 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관과 내강관 사이에 설치되어 있는 코킹패널; 이중관 파커의 내부관 및 외부관을 통하여 상기 내강관에 주입되어 상기 씨일부재에 스며들고, 내강관에 관통 형성되어 있는 관통공을 통하여 연약지반에 스며든 약액; 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립 되도록 타설되어 있는 콘크리트;를 포함한다.
삭제
상기 외강관은 하단부가 지표면으로부터 2미터 내지 5미터 깊이에 이르 도록 설치되며, 직경이 400mm 내지 1500 mm이고, 상기 내강관은 지표면으로부터 상기 외강관의 하단부 아래의 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 100mm 내지 1000 mm이며, 상기 제2 고정공에 결합되는 다수개의 철근은 마주하는 한쌍의 제2 고정공에 삽입된 상태에서 디귿(ㄷ)자로 벤딩되어 양단부가 상방을 향하되 각각 상하로 배치된다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 천공케이싱을 이용하여 천공한시추공에 외강관 및 내강관을 순차적으로 설치하고, 상기 내강관과 외강관 사이에 씨일부재를 주입함으로써, 연약지반 및 불량지반을 보강할 수 있는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명은 천공한 시추공에 외강관 및 내강관을 설치하되, 외강관은 지표면으로부터 대략 2미터 내지 5미터의 깊이로 설치하는 반면, 상기 외강관의 내측에는 지표면으로부터 상기 외강관의 하단부 이하의 깊이로서 소정의 심도까지 설치하여, 외강관의 설치 깊이를 최적의 깊이로 한정함으로써, 외강관 설치에 소요되는 비용을 최소화할 수 있는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관의 내주면과 내강관의 외주면에 배치되도록 코킹패널을 설치하여, 주입된 상기 씨일부재가 지면위로 용출되는 것을 방지함으로써, 씨일부재의 주입상태가 안정적으로 유지되도록 하는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명은 이중관 파커를 내강관 내측에 삽입하여 작업하되, 상기 이중관 파커를 인발기로써 인발함으로써, 약액 주입과정에서의 이중관 파커의 상방향으로의 이송이 용이하여, 작업효율이 제고될 수 있는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 이중관 파커를 이용하여 내부관과 외부관 사이에 약액을 주입할 뿐만 아니라, 내부관의 하단부에 관통 형성되어 있는 관통공을 통하여 토출되는 약액이 연약지반 내부로 스며들도록 함으로써, 연약지반 및 불량지반을 이중으로 보강할 수 있는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 외강관 및 내강관에 관통 형성된 다수개의 고정공에 상방을 향하도록 각각 다수개의 철근을 결합시킨 상태에서, 이들 철근이 매립될 수 있도록 콘크리트를 타설하여, 양생된 콘크리트 상면에 전철 등과 같은 큰 횡 하중이 가해지는 설비를 시공할 수 있음으로써, 대형설비의 시공을 안전하게 할 수 있도록 하는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 지반 토양내의 흡착수 및 자유수에 의하여 용탈이 진해되지 않는 친환경적인 소재로써 구성된 약액을 사용함으로써, 친환경적인 시공을 달성할 수 있는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝의 시공상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 외강관과 내강관 사이에 주입되어 있는 씨일부재의 상방에 코킹 패널이 시공된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 이중관 파커를 이용하여 약액을 주입하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 5는 외강관 및 내강관에 관통 형성된 다수개의 고정공에 각각 상방을 향하도록 다수개의 철근을 결합시킨 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 외강관 및 내강관의 고정공에 결합된 철근이 매립되도록, 콘크리트를 타설하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝의 시공상태를 나타낸 단면도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여, 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
그리고, 본 발명의 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 대해서, 여기서는 3가지의 실시예를 기준하여 설명하도록 한다.
우선, 천공된 시추공에 외강관과 내강관을 설치하고 씨일부재 및 약액을 주입하는 제1 실시예를 기준으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법은, (a) 천공케이싱을 이용하여 시추공을 천공하는 단계; (b)천공된 상기 시추공에 외강관을 설치하는 단계; (c) 상기 외강관의 내측에 내강관을 설치하는 단계; (d) 상기 외강관과 내강관 사이에 씨일부재를 주입하는 단계; (e) 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관과 내강관 사이에 배치되도록 코킹패널을 설치하는 단계; (f) 외부관과 내부관 및 에어파커를 갖는 이중관 파커를 상기 내강관 내측에 삽입하고, 상기 이중관 파커를 인발하는 인발기를 설치하는 단계; (g) 상기 에어파커의 체적을 팽창시켜 상기 내강관과 밀착시키는 단계; (h) 상기 인발기로써 상기 이중관 파커를 설정된 위치까지 단계적으로 인발하며, 계획된 주입 상한선까지 상기 내부관 및 외부관에 약액을 주입하는 단계; (i) 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; (j) 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; (k) 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함한다.
그리고, 도 2 내지 도 5를 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝을 살펴본다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝의 최종 시공상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 외강관과 내강관 사이에 주입되어 있는 씨일부재의 상방에 코킹 패널이 시공된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 4는 이중관 파커를 이용하여 약액을 주입하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 5는 외강관 및 내강관에 관통 형성된 다수개의 고정공에 각각 상방을 향하도록 다수개의 철근을 결합시킨 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅 공법을 이용한 현장타설 말뚝은, 연약 지반내에 천공된 시추공에 삽입되는 외강관(20)과 내강관(30); 외강관(20)과 내강관(30) 사이에 주입되는 씨일부재(40); 상기 씨일부재(40)가 지표면(Gl)위로 용출되는 것을 방지하는 코킹패널(50); 씨일부재(40) 및 연약지반에 스며드는 약액(80); 상기 외강관(20)과 내강관 (30)에 설치되는 철근(90); 및 철근(90)에 타설되는 콘크리트(100)로 구성된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝은, 시추공에 설치되어 있는 외강관(20); 상기 외강관(20)의 내측에 설치되어 있는 내강관 (30);상기 외강관(20)과 내강관(30) 사이에 주입되어 있는 씨일부재(40); 주입된 상기 씨일부재(40)의 상방에 위치하며, 상기 외강관 (20)과 내강관(30) 사이에 설치되어 있는 코킹패널(50); 이중관 파커(60)의 내부관(62) 및 외부관(61)을 통하여 상기 내강관(30)에 주입되어 상기 씨일부재 (40)에 스며들고, 내강관(30)에 관통 형성되어 있는 관통공(H)을 통하여 연약지반에 스며든 약액(80); 상기 외강관(20)에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공(21)에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근(90); 상기 내강관(30)에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공(31)에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근(90); 상기 제1 고정공(21) 및 제2 고정공(31)에 결합되어 있는 다수개의 철근(90)이 매립되도록 타설되어 있는 콘크리트(100);를 포함한다.
여기서, 상기 외강관(20)은 하단부가 지표면으로부터 2미터 내지 5미터 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 400mm 내지 1500mm이고, 상기 내강관(30)은 지표면으로부터 상기 외강관(20)의 하단부 아래의 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 100 mm 내지 1000 mm이며, 상기 제2 고정공(31)에 결합되는 다수개의 철근(90)은 마주하는 한쌍의 제2 고정공(31)에 삽입된 상태에서 디귿(ㄷ)자로 벤딩되어 양단부가 상방을 향하되 각각 상하로 배치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 외강관(20) 및 내강관(30)은 일정 길이를 갖는 중공 형상으로 구비되며, 특히 내강관(30)은 하부영역이 원추형상으로 이루어져 지반 내에 삽입이 용이하도록 구비되며, 내강관(30)의 내부로 이중관 파커(60)가 삽입된다.
여기서, 상기 이중관 파커(60)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내강관(30)에 삽입되는 외부관(61); 상기 외부관(61) 내측에 배치되는 내부관(62); 및 상기 외부관(61)의 외주면 일측에 결합되며 에어공급관(64)을 통하여 외부로부터 공기가 유입되어 팽창되는 에어파커(63);를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 내강관(30)의 판면에는 약액(80)이 지반 내부로 스며들도록 형성된 복수개의 관통공(H1,H2,H3)이 형성된다.
관통공(H1,H2,H3)에는 분사된 약액(80)이 역류하는 것을 방지하는 일방향밸브(미도시)가 구비될 수 있다.
그리고, 코킹패널(50)은 주입된 상기 씨일부재(40)의 상방에 위치하며, 상기 외강관(20)과 내강관(30) 사이에 배치되도록 구비되어, 약액(80)이 지표면(Gl) 위쪽으로 용출되는 경로를 차폐한다.
이중관 파커(60)는 외부관(61)과, 내부관(62) 및 그 외부관(61)과 내강관(30) 사이에 배치되는 에어파커(63)를 포함한다.
이중관 파커(60)는 외부관(61)과 내부관(62)사이에 서로 다른 비율의 약액 (80)을 주입하고 에어파커(63)에 공기를 주입하여 체적을 팽창시켜, 약액(80)이 외부로 용출되는 것을 차단한다.
여기서, 약액(80)은 지반조건 및 보강강도에 따라 물, 활성실리카를 적정비 율로 포함하여 외부관(61)에 주입되는 A액, 물, 시멘트, 마그네슘썰페이트, 소듐카보네이트, 벤토나이트, SiO2분말 등을 적정비율로 포함하여 내부관(62)에 주입되는 B액을 포함한다. 이 배합은 지층의 분포 강도나 겔타임 및 부배합, 빈배합에 따라 조절될 수 있다.
물이 차 있는 차수용 공정에서는, 상기 A액이 전체 100중량부에 대하여 활성실리카 35~45중량부, 및 물 55~65중량부를 혼합하여 구성되고, 상기 B액은 전체 200L에 대하여 시멘트 60kg, 물 171L와 함께 마그네슘썰페이트, 소듐카보네이트, 벤토나이트 혼합물이 20kg 섞인 B1액으로 구성될 수도 있고, 전체 200L에 대하여 시멘트 60kg, 물 170L와 함께 마그네슘썰페이트, 소듐카보네이트, SiO2 분말 혼합물이 20kg 섞인 B2액으로 구성될 수 있다.
이때, B1액은 순결성으로 겔타임이 빠르고, B2액은 완결성으로 겔타임이 느리다는 특징이 있다.
즉, 처음에는 외부관(61)에는 A액을 넣고, 내부관(62)에는 B1액을 주입하다가, 이중관 파커(60)를 일정높이 인발하고, 다시 외부관(61)에는 A액을 넣고, 내부관(62)에는 B2액을 주입하는 방식으로 공정을 진행한다.
삭제
물이 적은 차수보강용 공정에서는, 상기 약액(80)이 보강주입재로서 1m3 당 배합비로서 시멘트 780kg, 물 731L, 무기배합제77kg를 혼합하여 외부관(61) 및 내부관(62)에 같이 주입할 수 있다.
이때, 상기 무기배합제는 벤토나이트 10~90중량부와 SiO2분말 10~90중량부로 혼합된다.
이와 같은 배합에 따른 약액(80)은, 종래 물유리계 사용시 발생하던 용탈현상이 없고, 친환경적인 공법으로 콜로이달의 고강도 발현으로 내구성의 증대효과가 크고, 내강관(30)이 말뚝 역할을 하여 전단력과 부착력을 높일 수 있다.
또한, 지지력의 증가는 물론 겔타임이 순결을 낼 수 있어 지반보강과 차수 역할도 탁월해진다.
이때, 디귿(ㄷ)자로 벤딩되어 양단부가 상방을 향하는 상기 철근(90)에 있어서, 마주하는 한쌍의 제2 고정공(31)에 삽입되는 부분은, 평면도를 기준으로는 다수개의 직선이 일정각도를 이루며, 하나의 중심을 기준으로 방사상으로 배치되며, 각각은 정면도를 기준으로 상하로 이격되어 배치된다.
그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 내강관(30)의 하단부에는 일측 둘레를 따라 관통 형성되어 있는 관통공(H)은 다수의 관통공(H1,H2,H3)층으로 구성되는 것이 바람직한데, 이때 각각의 관통공(H1,H2,H3)층 간의 상하 간격은 50 cm 전후로 유지시키며, 내강관(30)의 상단부에는 일측 둘레를 따라 4개 내지 6개의 제2 고정공(31)을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 다수개의 철근(90)이 매립되도록 타설되는 콘크리트(100)의 상하 두께는 대략 2 m 정도로 시공함으로써, 양생된 콘크리트(100) 상면에 전철 등과 같은 큰 횡(橫) 하중이 가해지는 설비를 시공할 수 있게 된다.(도 6 참고)
그리고, 외강관(20)의 상단부 일측 둘레를 따라 8개 내지 12개의 제1 고정공(21)을 구비되고, 후크(hook) 타입의 다수개의 철근(90)이, 상방을 향하도록 각각 결합된다.
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그리고, 천공된 시추공에 외강관과 내강관을 설치하고 씨일부재 및 약액을 주입하는 또 다른 실시예인 제2 실시예를 기준으로 설명한다.
본 발명의 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 있어서, 또 다른 실시예인 제2 실시예는 상기 제1 실시예와 비교할 때, (d) 상기 외강관과 내강관 사이에 씨일부재를 주입하는 단계; 이후에, (e) 상기와 같이 씨일부재 주입이 완료된 상태에서, 설치된 상기 외강관을 인발하는 단계; 를 더 포함하는 것이 상이할 뿐, 나머지 내용은 동일하다.
즉, 제2 실시예에 따른 본 발명의 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝의 시공방법은, (a) 천공케이싱을 이용하여 시추공을 천공하는 단계; (b) 천공된 상기 시추공에 외강관을 설치하는 단계; (c) 상기 외강관의 내측에 내강관을 설치하는 단계; (d) 상기 외강관과 내강관 사이에 씨일부재를 주입하는 단계; (e) 상기와 같이 씨일부재의 주입이 완료된 상태에서, 설치된 상기 외강관을 인발하는 단계; (f) 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하도록 코킹패널을 설치하는 단계; (g) 외부관과 내부관 및 에어파커를 갖는 이중관 파커를 상기 내강관 내측에 삽입하고, 상기 이중관 파커를 인발하는 인발기를 설치하는 단계; (h) 상기 에어파커의 체적을 팽창시켜 상기 내강관과 밀착시키는 단계; (i) 상기 인발기로써 상기 이중관 파커를 설정된 위치까지 단계적으로 인발하며, 계획된 주입 상한선까지 상기 내부관 및 외부관에 약액을 주입하는 단계; (j) 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; (k) 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; (l) 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함한다.
따라서, 상기와 같은 제2 실시예에 따른 시공방법에 의하여 설치되는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝은, 시추공에 설치되고, 씨일부재 주입이 완료된 상태에서 인발하여 제거되는 외강관; 상기 외강관의 내측에 설치되어 있는 내강관; 인발되기 전의 상기 외강관과 내강관 사이에 주입되어 있는 씨일부재; 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하는 코킹패널; 이중관 파커의 내부관 및 외부관을 통하여 상기 내강관에 주입되어 상기 씨일부재에 스며들고, 내강관에 관통 형성되어 있는 관통공을 통하여 연약지반에 스며든 약액; 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 타설되어 있는 콘크리트;를 포함하여 구성된다.
끝으로, 천공된 시추공에 외강관과 내강관을 설치하고 콘크리트 및 약액을 주입하는 제3 실시예를 기준으로 설명한다.
본 발명의 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법에 있어서, 또 다른 실시예인 제3 실시예는 상기 제1 실시예와 비교할 때, (d) 상기 외강관과 내강관 사이에 씨일부재를 주입하는 단계; 에서 상기 씨일부재 대신 콘크리트를 타설하는 것이 상이할 뿐 나머지 내용은 동일하다.
즉, 제3 실시예에 따른 본 발명의 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝의 시공방법은, (a) 천공케이싱을 이용하여 시추공을 천공하는 단계; (b) 천공된 상기 시추공에 외강관을 설치하는 단계; (c) 상기 외강관의 내측에 내강관을 설치하는 단계; (d) 상기 외강관과 내강관 사이에 콘크리트를 타설하는 단계; (e) 외부관과 내부관 및 에어파커를 갖는 이중관 파커를 상기 내강관 내측에 삽입하고, 상기 이중관 파커를 인발하는 인발기를 설치하는 단계; (f) 상기 에어파커의 체적을 팽창시켜 상기 내강관과 밀착시키는 단계; (g) 상기 인발기로써 상기 이중관 파커를 설정된 위치까지 단계적으로 인발하며, 계획된 주입 상한선까지 상기 내부관 및 외부관에 약액을 주입하는 단계; (h) 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; (i) 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계; (j) 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 타설된 콘크리트의 상방에는 도 7과는 달리 코킹패널을 설치하지 않을 수도 있다.
따라서, 상기와 같은 제3 실시예에 따른 시공방법에 의하여 설치되는 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝은, 시추공에 설치되는 외강관; 상기 외강관의 내측에 설치되어 있는 내강관; 상기 외강관과 내강관 사이에 타설되어 있는 콘크리트; 이중관 파커의 내부관 및 외부관을 통하여 상기 내강관에 주입되고, 내강관에 관통 형성되어 있는 관통공을 통하여 연약지반에 스며든 약액; 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근; 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 타설되어 있는 콘크리트;를 포함하여 구성된다.
여기서, 제1 실시예 내지 제3 실시예 중의 어느 실시예에 따른 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법을 선택할 것인가는, 시공현장에서의 연약지반 상항 및 기타 여러 가지의 사항을 종합적으로 판단하여 결정될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
20 : 외강관 21 : 제1 고정공
30 : 내강관 31 : 제2 고정공
40 : 씨일부재 50 : 코킹패널
60 : 이중관 파커 61 : 외부관
62 : 내부관 63 : 에어파커
64 : 에어공급관 80 : 약액
90 : 철근 100 : 콘크리트
Gl : 지표면 H,H1,H2,H3 : 관통공

Claims (9)

  1. 천공케이싱을 이용하여 시추공을 천공하는 단계;
    천공된 상기 시추공에 외강관을 설치하는 단계;
    (c) 상기 외강관의 내측에 내강관을 설치하는 단계;
    (d) 상기 외강관과 내강관 사이에 씨일부재를 주입하는 단계;
    (e) 주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관과 내강관 사이에 배치되도록 코킹패널을 설치하는 단계;
    (f) 내강관에 삽입되는 외부관, 상기 외부관 내측에 배치되는 내부관, 및 상기 외부관의 외주면 일측에 결합되며 에어공급관을 통하여 외부로부터 공기가 유입되어 팽창되는 에어파커를 갖는 이중관 파커를 상기 내강관 내측에 삽입하고, 상기 이중관 파커를 인발하는 인발기를 설치하는 단계;
    (g) 상기 에어파커의 체적을 팽창시켜 상기 내강관과 밀착시키는 단계;
    (h) 상기 인발기로써 상기 이중관 파커를 설정된 위치까지 단계적으로 인발하며, 계획된 주입 상한선까지 상기 내부관 및 외부관에 약액을 주입하는 단계;
    (i) 상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계;
    (j) 상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 각각 철근이 상방을 향하도록 결합시키는 단계;
    (k) 상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하는 단계;
    를 포함하는, 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외강관은,
    하단부가 지표면으로부터 2 내지 5 미터 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 400 내지 1500 mm인, 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내강관은,
    지표면으로부터 상기 외강관의 하단부 아래의 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 100 내지 1000 mm인, 그라우팅공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 고정공에 결합되는 철근은, 마주하는 한쌍의 제2 고정공에 삽입된 상태에서 디귿(ㄷ)자로 벤딩되어, 양단부가 상방을 향하는, 그라우팅 공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 마주하는 한쌍의 제2 고정공에 각각 삽입되는 다수개의 철근은 각각 상하로 배치되는, 그라우팅 공법을 이용한 현장타설 말뚝 시공방법.
  7. 시추공에 설치되어 있는 외강관;
    상기 외강관의 내측에 설치되어 있는 내강관;
    상기 외강관과 내강관 사이에 주입되어 있는 씨일부재;
    주입된 상기 씨일부재의 상방에 위치하며, 상기 외강관과 내강관 사이에 설치되어 있는 코킹패널;
    이중관 파커의 내부관 및 외부관을 통하여 상기 내강관에 주입되어 상기 씨일부재에 스며들고, 내강관에 관통 형성되어 있는 관통공을 통하여 연약지반에 스며든 약액;
    상기 외강관에 관통 형성된 다수개의 제1 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근;
    상기 내강관에 관통 형성된 다수개의 제2 고정공에 상방을 향하도록 각각 결합되어 있는 다수개의 철근;
    상기 제1 고정공 및 제2 고정공에 결합되어 있는 다수개의 철근이 매립되 도록 타설되어 있는 콘크리트;
    를 포함하는, 그라우팅 공법을 이용한 현장타설 말뚝.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 외강관은 하단부가 지표면으로부터 2 내지 5 미터 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 400 내지 1500 mm이고, 상기 내강관은 지표면으로부터 상기 외강관의 하단부 아래의 깊이에 이르도록 설치되며, 직경이 100 내지 1000 mm이며, 상기 제2 고정공에 결합되는 다수개의 철근은 마주하는 한쌍의 제2 고정 공에 삽입된 상태에서 디귿(ㄷ)자로 벤딩되어 양단부가 상방을 향하되 각각 상하로 배치되는, 그라우팅 공법을 이용한 현장타설 말뚝.
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