KR101075922B1 - Metal tubing picket with reinforced tip for auger-drilled piling method - Google Patents

Metal tubing picket with reinforced tip for auger-drilled piling method Download PDF

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Abstract

강관말뚝의 본관 선단부의 끝단에 중공의 원반형 플랜지를 수평 방향으로 결합하여 강관말뚝의 지지력을 향상하고, 플랜지와 접촉되는 지반이 효과적으로 다져질 수 있도록 플랜지에 유공을 형성한 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝이 소개된다. 본 발명에 따른 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝은 중앙이 통공되고 지반에 매입되는 선단부(12)가 개방된 본관(10); 상기 본관(10)이 지지될 수 있도록 상기 선단부(12)의 끝단에 수평 방향으로 결합되고, 상기 통공된 선단부(12)와 대응되는 개구부(22)가 형성되며, 유공(20a)이 형성된 중공의 원반형 플랜지(20); 상기 선단부(12)의 외주면을 에워싸고 하단은 상기 플랜지(20)에 결합된 외측관(30)을 포함한다.Embed hollow pile flange at the end of main pipe end of steel pipe pile in horizontal direction to improve bearing capacity of steel pipe pile, and reinforce the end portion with reinforced hole to form hole in flange so that ground contacting flange can be effectively compacted Dragon pipe piles are introduced. Steel pipe pile for embedding pile method reinforced tip in accordance with the present invention is the main tube (10) is open the front end portion 12 is buried in the center and embedded in the ground; An opening 22 corresponding to the distal end portion 12 is horizontally coupled to the distal end portion of the distal end portion 12 so that the main tube 10 can be supported, and an opening 22 corresponding to the perforated distal end portion 12 is formed. Disc flange 20; The outer circumferential surface of the front end portion 12 surrounds the lower end and includes an outer tube 30 coupled to the flange 20.

강관말뚝, 본관, 플랜지, 유공 Steel pipe pile, main pipe, flange, hole

Description

선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝{METAL TUBING PICKET WITH REINFORCED TIP FOR AUGER-DRILLED PILING METHOD}Steel pipe pile for reinforced pile method with reinforced tip {METAL TUBING PICKET WITH REINFORCED TIP FOR AUGER-DRILLED PILING METHOD}

본 발명은 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강관말뚝의 본관 선단부 끝단에 중공의 원방형 플랜지를 수평 방향으로 결합하여 지반에 지지되는 유효단면적을 확장하고, 나아가 플랜지와 접촉되는 지반이 효과적으로 다져질 수 있도록 플랜지에 유공을 형성한 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe pile for buried pile method with a reinforced tip, and more particularly, to expand the effective cross-sectional area supported on the ground by coupling a hollow rectangular flange in the horizontal direction to the end of the main pipe of the steel pipe pile. The present invention relates to a steel pipe pile for embedded pile method, in which a tip portion formed with holes in the flange is reinforced so that the ground contacting the flange can be effectively compacted.

일반적으로 말뚝의 종류는 그것의 재질에 따라 일반적으로 파이프 형상의 강관말뚝과 원통형상의 콘크리트말뚝으로 분류할 수 있으며, 이외에도 필요에 따라 빔(Beam)형태의 강말뚝이 사용되기도 한다. 최근 공공시설물 및 항만시설 등 건축물을 건설함에 있어서, 구조물의 수직 및 수평 변위에 대한 조건이 엄격해짐에 따라, 이러한 조건들을 만족시키기 위해 구조물의 기초 형식으로 지지층에서 근입 깊이를 크게 할 수 있고, 연직하중과 수평 하중에 대한 저항이 큰 강관말뚝이 널리 이용되고 있다.In general, the types of piles can be classified into pipe-shaped steel pipe piles and cylindrical concrete piles, depending on the material of the pile, and in addition to the steel beams of the beam (Beam) type may be used if necessary. In recent years in the construction of buildings such as public facilities and harbor facilities, as the conditions for vertical and horizontal displacement of the structure become stricter, in order to satisfy these conditions, it is possible to increase the depth of initiation in the supporting layer as a basic form of the structure. Steel pipe piles with high resistance to loads and horizontal loads are widely used.

또한, 말뚝기초의 시공방법은 말뚝을 기성 제작하여 사용하는 방식의 기성말 뚝공법과 현장에서 말뚝을 직접 양생하는 방식의 현장타설말뚝공법으로 분류된다.In addition, the construction method of the pile foundation is classified into a ready-made pile method of the method of making and using the piles and a field casting method of the method of curing the pile directly in the field.

기성말뚝공법은 기성말뚝을 지반에 직접 항타하여 매입하는 방식의 항타말뚝공법과 지반에 천공구멍을 굴착한 후 천공구멍에 기성말뚝을 매입하는 방식의 매입말뚝공법으로 나눌 수 있다. 이러한 다양한 시공방법은 각 시공현장의 상황에 따라 적절하게 선택되어진다. 또한, 일반적으로 말뚝기초에 의한 말뚝의 지지력은 말뚝이 지지할 수 있는 말뚝 상부 하중의 크기를 의미하는 것으로서 선단지지력과 주면마찰력으로 분류될 수 있다. 선단지지력은 말뚝 선단부의 끝단이 갖는 전체 단면적에 의해 발현되는 지지력을 의미하며, 주면마찰력은 말뚝의 주면과 지반의 접촉에 의해 발생되는 마찰력을 의미한다.The ready pile method can be divided into the pile driving method of directly drilling the pile into the ground and the pile pile method of digging the drilling hole into the ground after drilling the drilling hole in the ground. These various construction methods are appropriately selected according to the situation of each construction site. In addition, in general, the bearing capacity of the pile by the pile foundation refers to the size of the pile upper load that can be supported by the pile can be classified into tip support and principal friction. The tip bearing force refers to the bearing force expressed by the overall cross-sectional area of the tip of the pile, and the main surface friction means the frictional force generated by the contact between the main surface of the pile and the ground.

일반적으로 매입말뚝공법을 이용하여 강관말뚝을 매입하기 위해서, 오거(auger)를 사용하여 지반 내를 굴착한다. 그 후 굴착된 지반 내에 강관말뚝을 정확하게 수직 방향으로 매입한 후 시멘트풀등을 주입하여 강관말뚝을 고정시킨다.In general, in order to purchase steel pipe piles by using a pile pile method, an auger is used to excavate the ground. After that, the steel pipe pile is embedded in the excavated ground accurately in the vertical direction, and cement paste is fixed to fix the steel pipe pile.

강관말뚝이 매입된 후 지반 내에서 지지되는 강관말뚝의 지지력은 강관말뚝 선단부의 유효단면적에 의해서 결정되는 선단지지력에 크게 영향을 받는다. 따라서, 이러한 강관말뚝의 선단부 유효단면적 확장은 매입말뚝공법용 강관말뚝에서 매우 중요한 설계 요소로 반영된다.The bearing capacity of the steel pipe pile supported in the ground after the steel pipe pile is embedded is greatly influenced by the tip bearing capacity determined by the effective area of the tip of the steel pipe pile. Therefore, the effective area expansion of the tip end of the steel pipe pile is reflected as a very important design element in the steel pipe pile for the embedded pile method.

또한, 매입말뚝공법용 강관말뚝을 지반 내로 매입하는 경우, 지반 내에서 강관말뚝을 지지하는 선단부가 굴착 작업시 발생된 주변의 토사나 잘게 부서진 암석에 지지되면 강관말뚝의 지지력에 약화된다는 문제점이 있었다.In addition, in the case of purchasing the steel pipe pile for the embedded pile method, there was a problem in that the end portion supporting the steel pipe pile in the ground was weakened in the bearing capacity of the steel pipe pile if it was supported by the surrounding soil or crushed rock generated during the excavation work. .

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 강관말뚝의 선단부의 끝단에 수평 방향으로 중공의 원반형 플랜지를 결합하여 지반 내에서 강관말뚝이 지지되는 유효단면적을 늘려 선단지지력을 향상하고, 나아가 플랜지에 유공을 형성하여 굴착 작업시 발생된 주변 토사, 암석을 효과적으로 다져 강관말뚝의 지지력을 향상한 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the conventional problems, the present invention combines a hollow disk-shaped flange in the horizontal direction to the end of the end of the steel pipe pile to increase the effective cross-sectional area supported by the steel pipe pile in the ground to improve the end support force, and further to provide a hole in the flange. The purpose of the present invention is to provide a steel pipe pile for embedding pile method, which is reinforced with a tip portion which improves the bearing capacity of steel pipe pile by effectively compacting the surrounding soil and rock generated during excavation work.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝은 중앙이 통공되고 지반에 매입되는 선단부가 개방된 본관; 상기 본관이 지지될 수 있도록 상기 선단부의 끝단에 수평 방향으로 결합되고, 상기 통공된 선단부와 대응되는 개구부가 형성되며, 유공이 형성된 중공의 원반형 플랜지; 상기 선단부의 외주면을 에워싸고 하단은 상기 플랜지에 결합된 외측관을 포함한다.Steel pipe pile for embedding pile method reinforcing the tip portion according to the present invention for achieving this object is the main tube is open through the center and the tip portion is buried in the ground; A hollow disk-shaped flange coupled to the end of the front end in a horizontal direction so that the main pipe can be supported, an opening corresponding to the front end of the opening formed, and having a hole formed therein; The outer circumferential surface of the tip portion surrounds the lower end and includes an outer tube coupled to the flange.

본관의 선단부와 상기 외측관 사이에 설치되어 상기 본관과 외측관을 서로 연결하는 보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a reinforcing material installed between the front end of the main tube and the outer tube connecting the main tube and the outer tube to each other.

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본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 강관말뚝 선단부의 유효단면적이 증가하여 선단지지력이 향상되기 때문에 강관말뚝의 전체의 지지력이 향상된다. 아울러 간단한 플랜지만을 사용하여 선단지지력 향상을 기대할 수 있기 때문에 강관말 뚝의 원가가 절감된다. 또한, 굴착 작업에 의하여 지반 내에서 발생된 주변의 토사 및 암석들이 효과적으로 다져지기 때문에 강관말뚝의 지지력이 향상되고, 강관말뚝이 침하되는 것을 방지할 수 있다.The present invention improves the overall bearing capacity of the steel pipe pile because the effective cross-sectional area of the steel pipe pile tip is increased due to the technical configuration described above, so that the tip bearing capacity is improved. In addition, the cost of steel pipe piles can be reduced because only a simple flange can be expected to improve tip bearing capacity. In addition, because the soil and rock surroundings generated in the ground by the excavation work is effectively compacted, the bearing capacity of the steel pipe piles is improved, and the steel pipe piles can be prevented from sinking.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝에 대하여 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at the steel pipe pile for the embedded pile method reinforced tip portion according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝은 본관(10)과 이러한 본관(10)의 선단부(도 2참조)를 에워싸고 있는 외측관(30) 및 본관(10) 선단부의 끝단과 외측관(30)의 하단을 지지하는 플랜지(20), 이러한 플랜지(20)에 형성된 유공(20a) 및 보강재(40)를 포함한다.As shown in Figure 1, the end of the reinforced steel pipe pile for reinforced pile method according to the present invention is the main tube 10 and the outer tube (30) surrounding the tip portion (see Fig. 2) of the main tube 10 and The main tube 10 includes a flange 20 for supporting the end of the front end portion and the lower end of the outer tube 30, a hole 20a and a reinforcement 40 formed in the flange 20.

도 2에 도시된 바와 같이, 플랜지(20)는 본관(10)의 선단부(12) 끝단에 수평 방향으로 결합된다. 지반 내를 굴착하는 작업 후에 본관(10)이 지하로 매입되는 경우, 본관(10)의 선단부(12)에 결합된 플랜지(20)에 의해 강관말뚝 전체의 하중은 지반 내의 바닥면에 지지된다. 따라서, 플랜지(20)가 지반 내의 바닥면에 접촉되는 면적이 유효단면적이 된다. 종래의 본관(10)의 선단부(12)의 유효단면적보다 확장된 유효단면적을 갖기 때문에 선단지지력이 향상되고, 강관말뚝 전체의 지지력이 향상된다. 또한, 본관(10) 전체의 유효단면적을 증가시키지 않고, 간단한 플랜지(20)만을 본관(10) 선단부(12)에 결합함으로써 유효단면적을 증가시킬 수 있기 때문에 원가가 절감된다. 이러한 플랜지(20)에는 개구부(22)가 형성되고, 이러한 개구부(22)는 본관의 중앙이 통공된 선단부와 대응되게 형성된다. As shown in FIG. 2, the flange 20 is horizontally coupled to the tip end 12 of the main tube 10. When the main pipe 10 is buried underground after the excavation in the ground, the load of the entire steel pipe pile is supported by the flange 20 coupled to the tip portion 12 of the main pipe 10 to the bottom surface in the ground. Therefore, the area where the flange 20 contacts the bottom surface in the ground becomes an effective cross-sectional area. Since it has an effective cross-sectional area that is larger than the effective cross-sectional area of the tip 12 of the main tube 10 of the related art, the tip support force is improved and the support force of the whole steel pipe pile is improved. In addition, since the effective cross-sectional area can be increased by coupling only the simple flange 20 to the front end portion 12 of the main pipe 10 without increasing the effective cross-sectional area of the entire main tube 10, the cost is reduced. An opening 22 is formed in the flange 20, and the opening 22 is formed to correspond to the front end portion through which the center of the main tube is formed.

한편, 본관(10)의 형상과 대응되어 플랜지(20)의 형상도 결정된다. 파이프 형상의 본관(10)이 충분히 지지될 수 있도록 플랜지(20)는 중공의 원반 형상을 가지고, 플랜지(20)의 개구부(22)의 직경은 본관(10)의 개방된 선단부(12)의 일단의 직경보다 작기 때문에, 본관(10)의 선단부(12)는 플랜지(20)에 의해서 충분히 지지될 수 있다.On the other hand, the shape of the flange 20 is also determined corresponding to the shape of the main pipe 10. The flange 20 has a hollow disc shape so that the pipe-shaped main tube 10 can be sufficiently supported, and the diameter of the opening 22 of the flange 20 is one end of the open end 12 of the main tube 10. Since it is smaller than the diameter of the front end portion 12 of the main tube 10 can be sufficiently supported by the flange (20).

플랜지(20)의 견고한 결합을 위하여 외측관(30)이 설치된다. 이러한 외측관(30)은 본관(10)과 일정한 간격을 갖도록 형성되고, 본관(10)과 동일한 축을 기준으로 형성되며, 그 단면의 형상은 본관(10)과 동심원 형상을 이룬다. The outer tube 30 is installed for firm coupling of the flange 20. The outer tube 30 is formed to have a predetermined interval with the main tube 10, is formed based on the same axis as the main tube 10, the cross-sectional shape of the main tube 10 forms a concentric shape.

한편, 이러한 본관(10)의 선단부(12)와 외측관(30) 사이에는 보강재(40)가 결합된다. 또한, 외측관(30)의 하단은 플랜지(20)에 안착되어 결합되기 때문에, 플랜지(20)는 외측관(30)과 보강재(40)에 의하여 본관(10)에 보다 견고하게 결합될 수 있다. On the other hand, the reinforcing material 40 is coupled between the front end portion 12 and the outer tube 30 of the main tube 10. In addition, since the lower end of the outer tube 30 is seated on the flange 20 and coupled, the flange 20 may be more firmly coupled to the main tube 10 by the outer tube 30 and the reinforcement 40. .

이러한 보강재(40)는 강관말뚝 상부에서 전달되는 수직 하중을 본관(10)과 외측관(30)에 각각 분배하여 수직 하중이 본관(10), 외측관(30)에 집중되는 것을 방지한다. 또한, 이러한 보강재(40) 역시 그 하단이 플랜지(20)에 의해 지지될 수 있도록 그 하단이 플랜지(20)에 결합된다. 보강재(40)는 본관(10)과 외측관(30) 사이에 형성된 공간을 분할하는 형태로 설치될 수 있다.The reinforcing material 40 distributes the vertical load transmitted from the steel pipe pile to the main tube 10 and the outer tube 30, respectively, to prevent the vertical load from being concentrated on the main tube 10 and the outer tube 30. In addition, the bottom of the reinforcing material 40 is also coupled to the flange 20 so that the bottom thereof can be supported by the flange 20. The reinforcing material 40 may be installed in the form of dividing the space formed between the main tube 10 and the outer tube (30).

보강재(40)는 다양한 형태로 설치될 수 있는데, 보강재(40)가 수직 방향 플레이트로 설치되는 경우, 이러한 플레이트의 상하단은 설계 요소를 고려하여 일정한 경사를 줄 수 있고, 플레이트의 개수 또한 설계 요소를 고려하여 조절될 수 있 다. 즉, 플레이트의 상단 또는 하단을 본관(10)에 대하여 경사지게 설치함으로써 강관말뚝 매입시 플레이트가 받는 응력을 줄일 수 있다.The reinforcement 40 may be installed in various forms. When the reinforcement 40 is installed as a vertical plate, the upper and lower ends of the plate may give a constant slope in consideration of design elements, and the number of plates may also be used to designate the elements. Can be adjusted to take account of. That is, by installing the top or bottom of the plate inclined with respect to the main pipe 10, it is possible to reduce the stress received by the plate when the steel pipe pile embedded.

매입말뚝공법을 위해서 지반의 내부가 굴착되는 경우, 굴착된 지반 내의 바닥면에는 주변 토사나 암석 등이 잔존한다. 본관(10)의 선단부(12) 끝단에 수평 방향으로 결합된 플랜지(20)가 지반 내로 매입되는 경우, 플랜지(20)에 의해서 토사나 암석 등이 다져진다. 따라서, 다져진 지반 내의 바닥면에 플랜지(20)가 접촉되어 강관말뚝 전체의 하중을 지지하기 때문에 보다 안정적으로 강관말뚝이 지지됨은 물론, 지반의 침강에 따른 강관말뚝의 침하를 방지할 수 있다. When the inside of the ground is excavated for the embedding pile method, surrounding soil or rock remains on the bottom surface of the excavated ground. When the flange 20 coupled in the horizontal direction to the distal end portion 12 of the main tube 10 is embedded in the ground, soil, rock, etc. are compacted by the flange 20. Therefore, since the flange 20 is in contact with the bottom surface in the ground to support the load of the entire steel pipe pile, the steel pipe pile is more stably supported, and the settlement of the steel pipe pile due to the settlement of the ground can be prevented.

플랜지(20)에는 유공(20a)이 형성되는 것이 바람직하다. 유공(20a)은 플랜지(20)의 본관(10)이 지지되는 부분과 외측관(30)이 지지되는 부분 사이에 형성된 일정한 간격 상에 형성된다. 이러한 유공(20a)의 형태는 다양한 형태로 형성할 수 있다.It is preferable that the hole 20a is formed in the flange 20. The hole 20a is formed on a constant gap formed between a portion where the main tube 10 of the flange 20 is supported and a portion where the outer tube 30 is supported. The shape of the hole 20a may be formed in various forms.

플랜지에 유공(20a)이 형성되는 경우, 강관말뚝이 지반 내의 바닥면에 지지될 때 이러한 유공(20a)으로 지반 내의 바닥면에 존재하던 토사나 암석 등이 유공(20a)으로 빠져나올 수 있다. 유공(20a)을 통해서 빠져나온 토사나 암석 등은 플랜지(20)상의 본관(10)과 외측관(30) 사이의 공간에 자리잡게 된다. 따라서, 이러한 토사나 암석 등은 플랜지(20)상에 그 자체의 하중으로 작용하여 강관말뚝 전체의 지지력을 향상시킨다.When the hole 20a is formed in the flange, when the steel pipe pile is supported on the bottom surface in the ground, the sand and rock or the like existing on the bottom surface in the ground may be released into the hole 20a. Tosa or rock that has escaped through the hole 20a is located in the space between the main pipe 10 and the outer pipe 30 on the flange 20. Therefore, such soil and rock act as a load of itself on the flange 20 to improve the bearing capacity of the entire steel pipe pile.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit of the invention provided by the following claims. It will be self-evident for those of ordinary knowledge.

도 1은 본 발명의 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝의 개략도 및 요부상세도;1 is a schematic view and a detail of the main portion of the steel pipe pile for embedded pile method reinforced tip of the present invention;

도 2는 본 발명의 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view of the steel pipe pile for embedding pile method reinforced tip of the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※[Description of Reference Numerals]

10: 본관 12: 선단부10: main building 12: distal end

20: 플랜지 20a: 유공20: flange 20a: hole

22: 개구부 30: 외측관22: opening 30: outer tube

40: 보강재40: reinforcement

Claims (3)

중앙이 통공되고 지반에 매입되는 선단부(12)가 개방된 본관(10);A main tube 10 having a central hole and a front end portion 12 which is embedded in the ground; 상기 본관(10)이 지지될 수 있도록 상기 선단부(12)의 끝단에 수평 방향으로 결합되고, 상기 통공된 선단부(12)와 대응되는 개구부(22)가 형성되며, 유공(20a) 형성된 중공의 원반형 플랜지(20);A hollow disk-shape coupled to the end of the front end portion 12 in a horizontal direction so that the main tube 10 is supported, and an opening 22 corresponding to the open front end portion 12 is formed, and the hole 20a is formed. Flange 20; 상기 선단부(12)의 외주면을 에워싸고 하단은 상기 플랜지(20)에 결합된 외측관(30)을 포함하는 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝.Enclosed the outer circumferential surface of the distal end portion 12 and the lower end is reinforced steel pipe pile for the end of the reinforced part including the outer pipe 30 coupled to the flange (20). 청구항 1에 있어서, 상기 본관(10)의 선단부(12)와 상기 외측관(30) 사이에 설치되어 상기 본관(10)과 외측관(30)을 서로 연결하는 보강재(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단부가 보강된 매입말뚝공법용 강관말뚝.The method according to claim 1, characterized in that it comprises a reinforcement 40 is installed between the front end portion 12 and the outer tube 30 of the main tube 10 to connect the main tube 10 and the outer tube 30 to each other. Steel pipe pile for embedded pile method with reinforced tip. 삭제delete
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