KR101028288B1 - 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝 - Google Patents

연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝 Download PDF

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Abstract

연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 제공한다. 제공된 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝은 상하로 개구된 원형관부의 하부에 깔때기 형상으로 중앙으로 갈수록 하향 경사각을 갖는 원추부가 마련되고, 상기 원형관부에 복수개의 "U"자형 개구홈과 복수개의 연결구멍이 형성되며, 상기 원추부는 그 종단면의 경사각이 상기 원형관부의 응력을 분산하여 지지력을 향상시킬 수 있도록 45°인 팽이거푸집; 상기 팽이거푸집들의 상부를 연결할 수 있도록 상기 "U"자형 개구홈과 연결구멍을 통해 서로 교차되게 연결된 연결철근; 상기 원추부의 하부에 돌출형성되며, 하부에 선단부가 마련되고, 상기 선단부의 인접한 상부에 복수개의 위치구멍이 마련된 말뚝부 및 상기 팽이거푸집들의 말뚝부를 서로 결속시킬 수 있도록 상기 위치구멍을 통해 서로 교차되게 연결된 위치철근을 포함하여 구성되어 시공편의성의 향상 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있으며, 그 실시예에 따라 팽이말뚝의 운송 편의성 및 유지보수의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝{The top pile for a tenderness ground reinforce}
본 발명은 팽이말뚝에 있어서, 더욱 상세하게는 팽이말뚝의 구조개선을 통해 팽이말뚝 시공시 그 내부로 타설되는 콘크리트가 별도의 저항 없이도 용이하게 타설될 수 있도록 함은 물론, 팽이말뚝에 배근되는 연결철근과 위치철근이 하나의 팽이말뚝과 일체화됨으로써, 시공편의성의 향상 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있으며, 팽이말뚝을 팽이거푸집과 말뚝부로 분할 및 결속가능하게 제작함으로써, 팽이말뚝의 운송 편의성을 향상시킬 수 있도록 한 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝에 관한 것이다.
일반적으로 '톱 베이스(top-base)'로 불리는 "팽이 말뚝"은 지지력이 부족한 연약지반에 지상구조물을 세울 때 활용되는 것으로, 기초 지반의 지지력을 증대시키면서 구조물의 전체 침하와 부동침하를 억제하기 위해 시공된다.
이러한 팽이말뚝은 시공장소의 협소와 대형장비의 시설에 구애받지 않으며, 건설공해가 없으면서 기초에 흡진 및 방진효과와 내진성을 고려하여야 하는 경우에 주로 적용된다. 또한, 초경량화된 팽이말뚝의 용이한 현장반입과 저렴한 자재비, 이로인한 간편한 시공성 때문에 총공사비가 매우저렴하여 혁신적인 신기술 공법으로 각광받고 있다.
도 1은 종래 팽이말뚝을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래 팽이말뚝은 공간부(11)가 형성된 복수의 팽이파일용기(10)를 철근(1)을 이용하여 좌우로 나란히 결합시킨다.
이후, 상기 공간부(11)에는 콘크리트를 타설하고, 상기 팽이파일용기(10)가 서로 인접하며 형성된 공간에는 쇄석을 채워넣고, 그 위로 버림 콘크리트를 타설하여 시공을 완료한다.
여기서 버림 콘크리트란 구조콘크리트 타설 전에 바닥면을 고르고 시멘트 페이스트와 수분이 쇄석으로 유출되는 것을 방지하기 위한 것으로 보통 두게 50-60mm 정도로 하고, 레벨을 맞추기 위해서 100mm까지 타설하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래 팽이말뚝은 그 내부로 콘크리트를 타설시 상기 철근이 콘크리트의 유입을 방해함으로써,팽이말뚝의 품질을 저해하는 문제점이 있었다.
또한, 지반에 매설되는 팽이말뚝은 그 중간부만이 철근으로 연결, 고정됨으로써, 시공된 팽이말뚝들이 견고한 결속구조를 이루지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 팽이말뚝이 갖는 제반적인 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 팽이말뚝의 구조개선을 통해 팽이말뚝 시공시 그 내부로 타설되는 콘크리트가 별도의 저항 없이도 용이하게 타설될 수 있도록 함은 물론, 팽이말뚝에 배근되는 연결철근과 위치철근이 하나의 팽이말뚝과 일체화됨으로써, 시공편의성의 향상 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있도록 한 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 팽이말뚝을 팽이거푸집과 말뚝부로 분할가능하도록 제작하고, 이렇게 제작된 팽이거푸집와 말뚝부를 볼트너트 체결방식에 의해 체결가능하도록 함으로써, 팽이말뚝의 운송 편의성을 향상시킴은 물론, 팽이거푸집에 이상이 발생시 그 부위만을 용이하게 교체가능하도록 함으로써, 유지보수의 편의성향상 및 품질을 향상하여 개선할 수 있도록 한 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 팽이말뚝들을 결속하기 위한 연결철근과 위치철근은 연결클램프를 통해 그 양단을 결속시킴으로써, 긴밀한 결속구조를 이룰 수 있도록 함은 물론, 상기 위치철근의 위치를 말뚝부의 하단에 위치하도록 함으로써, 쇄석층 형성시 위치철근과 쇄석간의 간섭을 최소화 할 수 있도로 한 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 제공한다.
상기 목적을 달성시키기 위한 본 발명은
연약지반의 안정화를 위해 지반에 다수개를 매설하되, 그 내부에 콘크리트가 타설되고, 외측에 쇄석이 채워지는 팽이말뚝에 있어서,
상기 팽이말뚝은
상하로 개구된 원형관부의 하부에 깔때기 형상으로 중앙으로 갈수록 하향 경사각을 갖는 원추부가 마련되고, 상기 원형관부에 복수개의 "U"자형 개구홈과 복수개의 연결구멍이 형성되며, 상기 원추부는 그 종단면의 경사각이 상기 원형관부의 응력을 분산하여 지지력을 향상시킬 수 있도록 45°인 팽이거푸집;
상기 팽이거푸집들의 상부를 연결할 수 있도록 상기 "U"자형 개구홈과 연결구멍을 통해 서로 교차되게 연결된 연결철근;
상기 원추부의 하부에 돌출형성되며, 하부에 선단부가 마련되고, 상기 선단부의 인접한 상부에 복수개의 위치구멍이 마련된 말뚝부 및
상기 팽이거푸집들의 말뚝부를 서로 결속시킬 수 있도록 상기 위치구멍을 통해 서로 교차되게 연결된 위치철근을 포함하여 구성된다.
한편, 상기 팽이말뚝의 팽이거푸집과 말뚝부는 서로 이분할가능하게 제작되어 볼트체결방식을 통해 결속되며, 상기 팽이거푸집은 하부에 나선돌부가 형성되고, 상기 말뚝부는 상부에 상기 나선돌부가 체결되는 너트홈이 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 팽이말뚝의 구조개선을 통해 시공편의성의 향상 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 팽이말뚝을 팽이거푸집과 말뚝부로 분할 및 결속가능하도록 제작함으로써, 팽이말뚝의 운송 편의성을 향상 및 이로 인한 물류비를 절약하여 공사비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 팽이말뚝을 팽이거푸집과 말뚝부로 분할가능하도록 제작하고, 이렇게 제작된 팽이거푸집와 말뚝부를 볼트너트 체결방식에 의해 체결가능하도록 함으로써, 팽이말뚝의 운송 편의성을 향상시킴은 물론, 팽이거푸집에 이상이 발생시 그 부위만을 용이하게 교체가능하도록 함으로써, 유지보수의 편의성향상 및 품질을 향상하여 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 팽이말뚝들을 결속하기 위한 연결철근과 위치철근은 연결클램프를 통해 그 양단을 결속시킴으로써, 긴밀한 결속구조를 이룰 수 있도록 함은 물론, 상기 위치철근의 위치를 말뚝부의 하단에 위치하도록 함으로써, 말뚝의 품질을 향상시킴과 동시에 쇄석층 형성시 위치철근과 쇄석간의 간섭을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 팽이말뚝을 도시한 사시도이다.
도 2은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 설치상태를 나타낸 요부 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 나타낸 분해사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝(100)을 상세히 설명하기로 한다.
도 2은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 나타낸 분해사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝(100)은 팽이거푸집(110)과, 연결철근(120)과 말뚝부(130) 및 위치철근(140)을 포함하여 구성된다.
상기 팽이거푸집(110)은 지반과 지지력을 갖도록 설치되는 구성수단이다.
이때, 상기 팽이거푸집(110)은 그 상부에 상하로 개구된 원형관부(111)가 형성되고, 하부에 깔때기의 형상으로 중앙으로 갈수록 하향경사각을 갖는 원추부(113)가 마련된다. 여기서, 상기 원형관부(111)와 원추부(113)는 그 내부에 콘크리트를 타설하기 위한 수용공간(119)이 마련된다.
또한, 상기 원형관부(111)에 복수개의 "U"자형 개구홈(115)과 복수개의 연결구멍(117)이 형성된다. 이때, 상기 "U"자형 개구홈(115)과 연결구멍(117)들은 서로 대향을 이루는 위치관계로 이루어지며, 상기 원추부(113)는 그 종단면의 경사각이 상기 원형관부(111)의 응력을 분산하여 지지력을 향상시킬 수 있도록 45°로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 팽이거푸집(110)의 외면에는 만곡진 호형상을 갖는 절개홈(118)이 형성된다. 이에 따라, 상기 팽이말뚝(100)을 설치시, 상기 절개홈(118) 부위를 통해 지반과의 접촉면적을 확장함으로써, 상기 팽이거푸집(110)이 지반에 대한 지지력을 향상시킬 수 있도록 한다.
이때, 상기 절개홈(118)은 상기 팽이거푸집(110)을 평면에서 보았을 때 사분면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 연결철근(120)은 지반에 매설되는 팽이말뚝(100)들의 상부를 서로 결속시키기 위한 구성수단이다.
이때, 연결철근(120)은 상기 "U"자형 개구홈(115)과 연결구멍(117)을 통해 상기 원형관부(111)의 내부에서 서로 교차되게 연결된다.
이에 따라, 상기 팽이말뚝(100)이 지반에 시공되면 그 상부를 결속하고 있는 연결철근(120)들이 팽이말뚝(100)들을 견고하게 연결할 뿐만 아니라, 이들이 공극을 갖는 매트가 됨으로써, 연약지반을 더욱 안정되게 유지할 수 있도록 한다.
한편, 상기 말뚝부(130)는 상기 팽이거푸집(110)을 지반에 더욱 견고하게 설치하기 위해 상기 팽이거푸집(110)의 하부에 돌출형성된 구성수단이다.
이때, 상기 말뚝부(130)는 그 내측에 콘크리트 타설시 콘크리트가 유입되는 유입공간(133)이 형성되고, 하부에 선단부(131)가 마련되고, 상기 선단부(131)의 인접한 상부에 복수개의 위치구멍(132)이 마련된다.
여기서, 상기 말뚝부(130)는 이를 지반에 설치시 별도의 유압식 해머를 이용한 항타작업을 통해 이루어진다.
한편, 상기 위치철근(140)은 지반에 설치된 팽이말뚝(100)들의 하부를 견고하게 결속시키기 위한 구성수단이다.
이때, 상기 위치철근(140)은 상기 말뚝부(130)에 형성된 위치구멍(132)을 통해 말뚝부(130)의 내부에서 서로 교차되게 연결된다.
이에 따라, 상기 위치철근(140)이 팽이말뚝(100)의 하부에서 공극을 갖는 매트가 됨으로써, 지반을 더욱 안정화시킬 수 있으며, 상기 연결철근(120)과 위치철근(140)이 팽이말뚝(100)의 내부에 타설된 콘크리트를 통해 일체화됨으로써, 상기 팽이말뚝(100)의 상부와 하부를 지반에 안정되게 설치할 수 있도록 한다.
한편, 상기 연결철근(120)과 연결철근(120) 및 위치철근(140)과 위치철근(140)들은 연결클램프(150)를 통해 결속한다.
이때, 상기 연결철근(120)과 위치철근(140)은 그 양단부에 나선부(N)가 형성되고, 상기 연결클램프(150)는 그 양측에 상기 나선부(N)가 볼트체결방식에 의해 결속되는 나선홈(151)이 형성된다.
이에 따라, 상기 연결클램프(150)를 통해 연결철근(120)들과 위치철근(140)들을 더욱 견고하게 결속시킬 수 있도록한다.
이에, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 본 발명의 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝은 그 구조개선을 통해 팽이말뚝 시공시 그 내부로 타설되는 콘크리트가 별도의 저항 없이도 용이하게 타설될 수 있도록 함은 물론, 팽이말뚝에 배근되는 연결철근과 위치철근이 하나의 팽이말뚝과 일체화됨으로써, 시공편의성의 향상 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있도록 한 것으로, 이에 따른 시공관계를 참조도면을 참고하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝의 설치상태를 나타낸 요부 측단면도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 상기 팽이말뚝(100)을 시공하기 위한 지반에 굴착작업을 수행한다.
이후, 굴착작업이 이루어진 부위에 팽이말뚝(100)이 수직을 이루도록 설치한다. 이때, 상기 팽이말뚝(100)의 말뚝부(130)는 별도의 공구를 이용한 항타작업을 통해 매설된다.
이후, 상기 팽이말뚝(100)들의 위치구멍(132)에 위치철근(140)을 배근함으로써, 팽이말뚝(100)들의 하부를 견고하게 결속한다.
이후, 상기 팽이말뚝(100)들의 "U"자형 개구홈(115)과 복수개의 연결구멍(117)에 연결철근(120)을 배근함으로써, 팽이말뚝(100)들의 상부를 견고하게 결속한다.
이때, 상기 위치철근(140)과 연결철근(120)은 팽이말뚝(100)의 상부와 하부에서 공극을 갖는 매트가 됨으로써, 지반의 안정화를 이룰 수 있도록 한다
이후, 상기 팽이말뚝(100)의 내부에 콘크리트를 타설한다. 이때, 상기 타설되는 콘크리트는 별도의 장애물 없이 용이하게 팽이말뚝(100)의 내부로 유입된다.
이후, 팽이말뚝(100)들의 사이공간에 쇄석을 채워놓는다.
이에 따라, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝은 시공편의성 향상 및 연약지반의 안정화를 이룰 수 있도록 한다.
또한, 상기 연결철근(120)들과 위치철근(140)들은 연결클램프(150)를 통해 견고하게 결속된다.
한편, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝 중 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조번호를 나타내며, 이에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이에, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 참조도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝을 나타낸 분해사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 팽이말뚝(100)의 팽이거푸집(110)과 말뚝부(130)는 서로 이분할가능하게 제작되어 볼트체결방식을 통해 서로 결속된다.
이때, 상기 팽이거푸집(110)은 그 하부에 나선돌부(211)가 형성되고, 상기 말뚝부(130)는 그 상부에 상기 나선돌부(211)가 체결되는 너트홈(213)이 마련된다.
이에 따라, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝은 제작과정에서 서로 분할된 상태로 제작되어 시공현장으로 편리하게 운송되며, 시공현장으로 운송된 팽이거푸집과 말뚝부는 현장상황에 맞게 현상에서 직접 결속시켜 시공가능하게 함으로써, 팽이말뚝의 운송 편의성을 향상시킴은 물론, 이로 인한 물류비를 절약하여 공사비용을 절감할 수 있도록 한다.
100 : 팽이말뚝 110 : 팽이거푸집
111 : 원형관부 113 : 원추부
117 : 연결구멍 119 : 수용공간
120 : 연결철근 130 : 말뚝부
131 : 선단부 133 : 유입공간
140 : 위치철근 211 : 나선돌부
213 : 너트홈

Claims (4)

  1. 연약지반의 안정화를 위해 지반에 다수개의 팽이말뚝을 매설하되, 그 내부에 콘크리트가 타설되고, 외측에 쇄석이 채워지는 구조에 있어서,
    상기 팽이말뚝(100)은 상하로 개구된 원형관부(111)의 하부에 팽이 형상으로 중앙으로 갈수록 하향 경사각을 갖는 원추부(113)가 마련되고, 원형관부(111)에 복수개의 "U"자형 개구홈(115)과 복수개의 연결구멍(117)이 형성되며, 원추부(113)는 그 종단면의 경사각이 원형관부(111)의 응력을 분산하여 지지력을 향상시킬 수 있도록 45°인 팽이거푸집(110);
    상기 팽이거푸집(110)들의 상부를 연결할 수 있도록 원형관부(111)에 "U"자형 개구홈(115)과 연결구멍(117)을 통해 서로 교차되게 연결된 연결철근(120);
    원추부(113)의 하부에 말뚝부(130)와 선단부(131)가 돌출 형성되며 말뚝부(130) 하단선단부(131) 위에 복수의 위치구멍(132)을 마련하여 위치철근(140)을 서로 교차되게 연결하고, 연결철근(120)과 연결철근(120) 및 위치철근(140)과 위치철근(140)을 연결클램프(150)을 통해 결속하되, 연결철근(120)과 위치철근(140) 양단부에 나선부(N)가 형성되고, 연결클램프(150)는 양측에 나선부(N)가 볼트 체결방식에 의해 결속되는 나선홈(151)이 형성됨을 특징으로 하는 연약지반 안정화를 위해 설치되는 팽이말뚝.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 팽이말뚝(100)의 팽이거푸집(110)와 말뚝부(130)는 서로 이분할가능하게 제작되어 볼트체결방식을 통해 결속되며, 상기 팽이거푸집(110)은 하부에 나선돌부(211)가 형성되고, 상기 말뚝부(130)는 상부에 상기 나선돌부(211)가 체결되는 너트홈(213)이 마련됨을 특징으로 하는 연약지반 안정화를 위해 설치되는 팽이말뚝.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 팽이거푸집(110)의 외면에는 상기 팽이거푸집(110)과 지반과의 접촉면적을 확장할 수 있도록 만곡진 호형상을 갖는 절개홈(118)이 형성됨을 특징으로 하는 연약지반 안정화를 위해 설치되는 팽이말뚝.
KR1020100036227A 2010-04-20 2010-04-20 연약지반 안정화를 위한 팽이말뚝 KR101028288B1 (ko)

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