KR101050513B1 - 현장제작용 파일상단개방식 프리캐스트 콘크리트 매입파일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목공사나 건축공사의 기초공사시에 구조물을 지지하기 위하여 지반에 박는 콘크리트 파일(pile)에 관한 것으로서, 공사현장에서 제작하기 용이한 구조로 되어 있고 매입파일로서 사용하기에 적합하도록 되어 있어서 공사 현장에서의 지반상태, 환경에 따라서 적절하게 제작할 수 있으며, 또한 파일상단의 중앙부를 개방(void)하여 두부정리를 용이하게 하고 그 개방된 파일상단의 중앙부에 다우엘 바(dowel bar)를 배근함으로써 별도의 두부보강이 필요 없으며, 고가인 기성제품을 사용하는 경우에 비하여 시공성 및 경제적인 측면에서 월등하게 경쟁력을 발휘하는 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트파일에 관한 것이다.

본 발명의 콘크리트 매입파일은 공사현장의 지반 상태에 맞는 길이로 되어 있고, 지반표면에서 상부로 돌출되는 파일상단부(11)에 중공부(12)가 형성하여 개방되어 있고 나머지 파일부분은 속이 차게 형성되어 있으며; 상기 중공부(12)에 다우엘 바(13)가 배근되어 있고; 중앙에 길이방향으로 압축공기를 불어넣기 위한 공기주입파이프(14)가 구성되어 있으며 그 공기주입파이프(14)의 하단에 반원형 리세스(15)가 횡방향의 방사형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

콘크리트 매입파일, 중공부, 현장제작, 공기주입파이프, 다우엘 바

Description

현장제작용 파일상단개방식 프리캐스트 콘크리트 매입파일{HEAD OPENED PRECAST PILE, WHICH IS MANUFACTURED IN THE FIELD}

본 발명은 토목공사나 건축공사의 기초공사시에 구조물을 지지하기 위하여 지반에 박는 콘크리트 파일(pile)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공사현장에서 제작하기 용이한 구조로 되어 있고 매입파일로서 사용하기에 적합하도록 되어 있어서 공사 현장에서의 지반상태, 환경에 따라서 적절하게 제작할 수 있으며, 또한 파일상단의 중앙부를 개방(void)하여 두부정리를 용이하게 하고 그 개방된 파일상단의 중앙부에 다우엘 바(dowel bar)를 배근함으로써 별도로 두부보강을 할 필요가 없으며, 고가인 기성제품을 사용하는 경우에 비하여 시공성 및 경제적인 측면에서 월등하게 경쟁력을 발휘하는 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트파일에 관한 것이다.

토목공사나 건축공사의 기초공사를 할 때에는 구조물 지지를 하기 위하여 지반에 다수의 콘크리트 파일(concrete pile)을 박는다. 그런데 최근에는 도심지에서 항타(抗打) 방식으로 파일을 박을 때 발생하는 소음의 폐해를 방지하기 위하여, 그리고 각종 소음 및 환경 규제의 강화로 항타 방식보다 파일 매입(埋入) 방식의 수 요가 점차 증가하고 있는 추세이다.

매입방식은 천공장치를 이용하여 파일이 매입될 매입홀을 미리 천공하고 그 천공된 매입홀에 파일을 집어넣은 방식인데, 매입파일은 별도의 공장에서 원심력을 이용하여 생산한 PHC(Precast High strength Concrete) 원형 파일이나 PS(Precast Strength) 파일 등 기성파일을 많이 사용되고 있다.

그러나 국내 오지, 해외 중동 및 아시아, 아프리카 등에는 기성파일의 생산 공장이 아예 없는 곳이 많으며, 이와 같이 공사현장이 생산 공장과 멀리 떨어져 있는 오지인 경우에는 그 물류비용으로 인하여 공사비용이 많이 상승할 뿐 아니라 공기가 길어지게 되는 문제점이 있다.

그리고 기성 파일은 공사현장의 상황에 따라서 적절하게 대처할 수 없는 문제점도 있다. 예를 들어 지반의 상태가 17.5M의 파일이 필요로 하는 경우에, 10M의 파일과 8M 파일 2개를 연결한 후 0.5M을 절단하여야 한다. 이와 같이 현장제작이면 17.5M의 1개 파일로 되는 것을 기성파일을 사용하는 경우에는 2개의 파일을 이음 하여야 하므로 설계하중이 감소되고, 이음밴드 자재비가 소요되고, 그리고 0.5M을 추가적으로 절단하여야 하므로 많은 시간과 비용이 증가한다. 또한 800Kg/cm²의 고강도까지 불필요한 현장인 경우에도 이러한 고강도의 파일을 사용하여야 하는 낭비적인 측면도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 기성파일이 용이하게 공급할 수 없는 공사현장의 인근에서 그 현장에 적합한 파일을 직접 제작하여 사용함으로써 경제성 및 시공성을 향상시키고 파일 매입 작업 완료 후에 파일의 침하가 발생하지 않도록 하며 또한 파일 매입이 끝난 후 행하는 두부정리를 용이하게 함과 동시에 파일의 두부 상부에 연결되는 기초구조물과의 연결을 견고하게 하는 현장제작용 파일상단개방식 프리캐스트 콘크리트 매입파일을 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트 매입파일은 공사현장의 지반 상태에 맞는 길이로 되어 있고, 지반표면에서 상부로 돌출되는 파일상단부에 중공부가 형성하여 개방되어 있고 나머지 파일부분은 속이 차게 형성되어 있으며; 상기 중공부에 다우엘 바가 배근되어 있고; 중앙에 길이방향으로 압축공기를 불어넣기 위한 공기주입파이프가 구성되어 있으며 그 공기주입파이프의 하단에 반원형 리세스가 횡방향의 방사형(放射形)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트 매입파일은 또한 현장제작이 용이하도록 단면 외곽이 사각형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 기성파일이 용이하게 공급되지 않은 공사현장에서 그 현장에 적합 한 파일을 직접 제작하여 사용하므로 기성파일을 사용할 때의 낭비적인 요소와 운반에 따른 불필요한 비용이 제거되어 경제적이고 또한 공기를 단축하여 시공성이 향상된다. 또한 파일상단이 개방되어 있어서 지반 표면위로 돌출한 두부를 용이하게 절단하므로 두부 정리가 용이하며 두부 중앙에 구성된 다우엘 바로 인하여 파일 상부의 구조물과의 연결이 강화되는 효과를 발휘한다.

본 발명은 또한 파일을 미리 파 놓은 매입홀에 매입한 후 파일 하부에 있는 슬라임(slime)을 제거하여 기반을 견고하게 하므로 작업 후 파일침하를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 본 발명의 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트 매입파일의 하부에서 본 사시도이며, 도 2a는 도 1의 콘크리트 매입파일의 종단면도이며, 도 2b는 도1의 콘크리트 매입파일의 상부에서 본 확대평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트 매입파일의 지반 매입상태 단면도이다.

도 1 및 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 콘크리트 매입파일(10)은 공사현장의 지반에 적합한 길이로 되어 있으며, 지반표면에서 상부로 돌출되는 파일상단부(11)에 중공부(12)를 형성하여 개방(void)되어 있고, 그 중공부(12)에 다우엘 바(dowel bar)(13)가 배근되어 있다.

매입파일(10)의 단면 외곽은 사각형상으로 되어 있으며 모서리는 도시된 바와 같이 따진 형상을 하고 있다. 모서리는 라운드 형상으로 하여도 무방하다. 모서리를 따진 형상 또는 라운드 형상으로 하는 이유는 파일 운반 및 작업 과정에서 날카로운 모서리 부분이 인체에 접촉하여 상처를 입히는 것을 방지하기 위해서이다.

본 발명의 매입파일(10)을 파일상단부(11)만을 제외하고 나머지 부분을 속이 차게 하고 단면 외곽을 대략적인 사각형상으로 하는 이유는 공사현상에서 거푸집만으로 파일의 제작을 용이하게 하기 위해서이다.

그리고 지반표면에서 상부로 돌출되는 파일상단부(11)의 중공부(12)는 매입 작업 완료 후에 두부정리를 할 때 파일상단부(11)를 용이하게 파쇄하기 위하여 형성한 것이고, 다수의 다우엘 바(13)는 기초 구조물과 연결할 때에 구조적 요건을 만족시킴으로써 그 연결부의 안정을 꾀하기 구성한 것이다.

본 발명의 콘크리트 매입파일(10)은 또한 중앙에 길이방향으로 압축공기를 불어넣기 위한 공기주입파이프(14)가 구성되어 있으며 그 공기주입파이프(14)의 하단에 반원형 단면의 리세스(recess)(15)가 횡방향의 방사형으로 형성되어 있다. 리세스(15)는 도시된 바와 같이 십자형으로 구성할 수 있고 또한 다른 형태의 방사형으로 할 수도 있다.

본 발명의 콘크리트 매입파일은 또한 휨모멘트 저항강도를 향상시키기 위하여 PS(Pre-Stressed) 강선(16)과 이들을 횡방향으로 서로 묶는 타이 바(tie bar)(17)가 배근되어 있지만, 상부구조물 조건에 따라 PS 강선을 철근으로 대체한 RC 파일로도 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 콘크리트 매입파일의 매입 과정에 대하여 설명한다.

먼저 공사현장 인근에서 거푸집을 이용하여 본 발명의 콘크리트 매입파일(10)을 제작한다. 특히 파일상단부(11)의 중공부(12)를 형성하기 위하여 중공부의 외부형상에 대응하는 원통형 파이프 및 그 상, 하면을 각각 덮는 커버 등을 사용한다, 매입파일(10)의 길이 등과 같은 규격 및 강도는 공사현장의 지반 상태에 적합하게 제작한다.

이와 동시에 천공장치를 이용하여 파일(pile)을 매입할 지반에 매입홀(埋入 hole)(20)을 천공한다. 그리고 상기 매입홀(20)에 현장에서 제작한 매입파일(10)을 크레인을 이용하여 매입한다. 매입홀(20)의 저부에는 장비특성상 끄집어 올리지 못한 슬라임(slime)(21)이 깔려져 있다. 이 슬라임(21)이 있는 상태 그대로 그 위에 매입파일(10)을 놓으면 매입 작업 완료 후에 시간이 지날수록 매입파일(10)이 침하하는 문제가 발생한다.

본 발명은 매입파일(10)을 매입홀(20)에 넣은 후 매입파일(10) 중앙의 공기주입파이프(14)를 통하여 압축공기를 불어넣어 하단에서 리세스(15)를 통하여 방사형으로 퍼지도록 되어 있다. 리세스(15)를 통하여 압축공기가 흐르면서 매입파일(10) 하부에 있는 슬라임(21)들을 매입파일(10) 주위로 이동시킨다. 그에 따라 매입파일(10)의 기반을 단단하게 된다. 이 상태에서 매입파일(10)의 주변에 시멘트몰탈(30)을 주입하여 매입파일(10)을 견고하게 지탱한다.

매입파일(10)의 매입작업이 완료된 후에는 지반표면 위로 돌출한 부분을 제 거하는 두부정리를 해야 하는데, 본 발명의 매입파일(10)은 돌출한 파일상단부(11)가 내부에 중공부(12)가 형성되어 있기 때문에 종래와 같이 인력으로 착암기로 파쇄하지 않고 파쇄기를 이용하여 용이하게 파일상단부(11)를 파쇄할 수 있다.

두부정리가 끝난 후 매입파일(10)의 상단부에 구조물을 연결하는데, 본 발명의 매입파일(10)은 다우엘 바(13)가 배근되어 있으므로 별도의 두부보강작업 없이 상부 구조물과 견고하게 연결될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 콘크리트 매입파일은 공사현장 인근에서 현장상황에 맞게 제작되므로 최소의 비용으로 최적의 파일을 제공할 수 있으며, 그에 따라 소요비용이 적게 들고 작업이 용이하고 공기가 크게 단축하게 된다.

특히 공사현장이 중동이나 아프리카 등 기성파일 제작공장이 없거나 기성파일을 운송하는데 상당한 시간이 걸리는 곳인 경우에는 물류비용 및 공기가 크게 단축된다,

또한 파일상단부(11)가 중공부(12)에 의하여 개방되어 있으므로 두부정리를 할 때 파일상단부(11)의 파쇄가 간단하고 파쇄콘크리트가 눈에 튀거나 하는 안전사고를 방지할 수 있다. 그리고 매입파일(10)의 하부에 있는 슬라임(21) 제거로 인하여 파일의 침하가 일어나지 않으며 파일과 그 상부의 구조물과의 연결이 견고하게 된다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구의 범 위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 본 발명의 현장제작용 파일상단개방식 프리캐스트 콘크리트 매입파일의 하부에서 본 사시도,

도 2a는 도 1의 콘크리트 매입파일의 종단면도,

도 2b는 도 1의 콘크리트 매입파일의 상부에서 본 확대평면도,

도 3은 본 발명에 따른 현장제작용 파일상단개방식 콘크리트 매입파일의 지반 매입상태 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 매입파일 11: 파일상단부

12: 중공부 13: 다우엘 바(dowel bar)

14: 공기주입파이프 15: 리세스(recess)

16: PS 강선 17: 타이 바(tie bar)

20: 매입 홀(埋入 hole) 21: 슬라임(slime)

30: 시멘트몰탈

Claims (3)

1. 공사현장의 지반 상태에 맞는 길이로 되어 있고, 지반표면에서 상부로 돌출되는 파일상단부(11)에 중공부(12)가 형성하여 개방되어 있고 나머지 파일부분은 속이 차게 형성되어 있으며;

   상기 중공부(12)에 다우엘 바(13)가 배근되어 있고;

   중앙에 길이방향으로 압축공기를 불어넣기 위한 공기주입파이프(14)가 구성되어 있으며 그 공기주입파이프(14)의 하단에 반원형 리세스(15)가 횡방향의 방사형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현장제작용 파일상단개방식 프리캐스트 콘크리트 매입파일.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 단면 외곽이 사각형상인 것을 특징으로 하는 현장제작용 파일상단개방식 프리캐스트 콘크리트 매입파일.

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