KR101080923B1 - 마이크로파일의 정착구조 및 정착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트레드바로 이루어지는 마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키는 구조에 있어서, 상기 트레드바의 상부에 체결되는 고정너트와, 중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 고정너트의 상측에 결합되는 제1링플레이트와, 상기 기초콘크리트에 형성되는 천공홀의 내주면에 내측으로 일정 깊이만큼 형성되는 다수의 삽입공에 삽입되어 상기 제1링플레이트의 상면에 결합되는 다수의 삽입바를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 기초구조물의 안정성을 확보하면서도 정착강도를 향상시킬 수 있다.

Description

마이크로파일의 정착구조 및 정착방법{Structure and method for anchorage of micro pile head}

본 발명은 마이크로파일의 정착구조 및 정착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기초보강을 위해 사용되는 마이크로파일을 기초구조물에 정착시키기 위한 정착구조 및 그 정착방법에 관한 것이다.

마이크로파일은 연약지반이나 지내력이 부족한 지반에 매설되어 기존 건축물의 기초보강을 위해 많이 시공되고 있다.

이러한 종래의 마이크로파일이 도1에 도시되어 있다. 도1에 도시된 바와 같이 종래의 마이크로파일은 외주면에 나선형의 결합돌기가 연속으로 형성되고 스페이서(41)가 구비된 다수의 트레드바(threadbar)(40)가 커플러(50)에 의해 나사결합되어 이루어진다. 이러한 마이크로파일의 시공과정은 기초콘크리트(20) 천공, 지반(10) 천공, 지반 천공홀(11) 내에 케이싱(30) 삽입, 케이싱(30) 내 마이크로파일 조립체 삽입, 케이싱 내 시멘트 타설, 트레드바(40)의 상부에 정착구조 조립, 콘크리트 또는 몰탈로 단면복구 및 마감의 순서로 시공된다.

이와 같이 시공되는 종래의 마이크로파일을 기초콘크리트(20)에 정착시키기 위한 구조는 트레드바(40)에 체결되는 록너트(60)와, 앵커플레이트(70)와, 상부 록너트(61)로 이루어져서, 앵커플레이트(70)가 마감콘크리트(80)에 고정되어 정착되는 구조이다.

따라서, 이러한 종래의 마이크로파일의 정착구조에서 가장 중요한 부분이 앵커플레이트(70)와 마감콘크리트(80)의 일체화이다. 압축을 받는 일반적인 작용하중에서 앵커플레이트(70)는 콘크리트 기초 상부에서 보다 깊이 위치해야 안전할 수 있으며 설치 위치는 기초 콘크리트 상부에서 평균 50cm 깊이 이상이어야 한다.

그러나 현실적으로 앵커플레이트(70)를 기존의 기초 콘크리트를 50cm 정도 깊이로 철거하고 설치하는 것은 무척 어려운 일이며 케이싱(30)보다 훨씬 큰 면적을 파손시켜야만 한다. 이는 기존 구조물에 치명적인 손상을 초래 할 수 있는 위험한 작업이 될 수 있다.

또한, 앵커플레이트(70)의 경우 마이크로파일이 인발되려는 하중이 작용할 때, 단순히 마감콘크리트(80)에 매립되어 있을 뿐이므로 상기 인발에 다소 취약하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기초구조물의 제거부분을 최소화하여 기초구조물의 안정성을 확보하면서도 정착강도를 향상시킬 수 있는 정착구조 및 정착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 트레드바로 이루어지는 마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키는 구조에 있어서,

상기 트레드바의 상부에 체결되는 고정너트와,

중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 고정너트의 상측에 결합되는 제1링플레이트와,

상기 기초콘크리트에 형성되는 천공홀의 내주면에 내측으로 일정 깊이만큼 형성되는 다수의 삽입공에 삽입되어 상기 제1링플레이트의 상면에 결합되는 다수의 삽입바를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 삽입바의 상측에서 트레드바에 결합되는 제2링플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 기초콘크리트의 천공홀은 그 내부 단면적이 상부로 갈수록 점차 작아져서 천공홀 내부에 타설되는 마감콘크리트 채움부의 단면적이 상부로 갈수록 점차 작아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2링플레이트의 상측에는 트레드바에 체결되는 상부 고정너트가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로파일의 정착구조는,

마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키기 위해 트레드바의 상부에 제1결합부와 제2결합부가 아래로부터 순차 적층되어 다단 형성되고,

상기 제1결합부와 제2결합부의 각각은,

상기 트레드바의 상부에 체결되는 고정너트와,

중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 고정너트의 상부에 결합되는 제1링플레이트와,

마이크로파일이 삽입되기 위해 상기 기초콘크리트에 형성되는 천공홀의 내주면에 측면으로 일정 깊이만큼 형성되는 다수의 삽입공에 삽입되어 상기 제1링플레이트의 상면에 결합되는 다수의 삽입바를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키는 방법은,

기초콘크리트를 천공하여 천공홀을 형성하는 단계와,

지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 단계와,

지반 천공홀 내에 트레드바로 이루어지는 마이크로파일을 삽입하는 단계와,

상기 트레드바의 상부에 고정너트와, 제1링플레이트를 순차 결합하는 단계와,

상기 기초콘크리트의 천공홀의 내주면에 내측으로 일정깊이만큼 삽입공을 형성하는 단계와,

상기 삽입공에 삽입바를 삽입하고 삽입바를 제1링플레이트에 결합시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1링플레이트에 삽입바를 결합시킨 후 삽입바의 상측에 제2링플레이트를 트레드바에 결합시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2링플레이트를 트레드바에 결합시킨 후 제2링플레이트의 상측에 상부 고정너트를 트레드바에 결합시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 기초콘크리트의 천공홀 내에 콘크리트를 타설하여 마감콘크리트 채움부를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 기초구조물의 제거부분을 최소화하여 기존 구조물의 안정성을 확보하면서도 정착강도를 향상시킬 수 있는 마이크로파일의 정착구조 및 정착방법이 제공된다.

도1은 종래기술에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이고,
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이며,
도3은 도2에서 링플레이트와 삽입바의 평면도이고,
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이며,
도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이다.

이하에서는 먼저 본 발명에 따라 구성되는 마이크로파일 정착구조를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이고, 도3은 도2에서 제1링플레이트와 삽입바의 평면도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로파일 정착구조는 트레드바(400)의 상부에 체결되는 고정너트(500)와, 고정너트(500)의 상부에 결합되는 제1링플레이트(600)와, 제1링플레이트(600)의 상면에 결합되는 다수의 삽입바(700)와, 삽입바(700)의 상측에 결합되는 제2링플레이트(610)와, 제2링플레이트(610)의 상측에 결합되는 상부 고정너트(510)를 포함하여 이루어진다.

제1실시예에 따른 마이크로파일 정착구조를 보다 상세히 설명하면 기초콘크리트(200)의 천공홀(210)의 내부로 돌출되는 트레드바(400)의 상부에 먼저 고정너트(500)가 나사결합되고, 그 다음 제1링플레이트(600)가 결합된다.

제1링플레이트(600)는 고정너트(500)의 상부에 결합되어 삽입바(700)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 중앙에 결합공(601)이 형성된 원판 형상으로 이루어져 트레드바(400)가 결합공(601)에 삽입된다. 이러한 구성에 의해 제1링플레이트(600)는 트레드바(400)에 삽입, 결합된다.

상기 다수의 삽입바(700)는 제1링플레이트(600)에 결합되어 마이크로파일을 기초콘크리트(200)에 고정시키기 위한 것으로, 제1링플레이트(600)의 상면에서 다수의 삽입바(700)가 일정 각도 이격되어 제1링플레이트(600)의 외측으로 돌출되어 제1링플레이트(600)에 결합되고, 결합되기 전 기초콘크리트(200)의 천공홀(210)에 삽입바(700)가 삽입되는 다수의 삽입공(220)이 형성된다.

삽입공(220)은 제1링플레이트(600)의 외측에 위치하는 기초콘크리트(200)의 천공홀(210)의 내주면에서 내측으로 일정 깊이만큼 천공되어 형성되고 다수의 삽입바(700)가 삽입되도록 기초콘크리트(200) 천공홀의 둘레방향으로 다수개가 형성된다. 삽입바(700)의 재질은 본 실시예에서는 철근이 사용되었으나, 강봉 등이 사용될 수도 있다.

이와 같이 형성되는 삽입공(220)에 삽입바(700)가 삽입된 다음 제1링플레이트(600)의 상부에 결합된다. 삽입바(700)와 제1링플레이트(600)와의 결합은 제1링플레이트(600)의 상면에 용접결합시킬 수도 있고, 볼트 등을 이용하여 나사결합시킬 수도 있다.

제2링플레이트(610)는 제1링플레이트(600)와 동일하게 트레드바(400)가 삽입되도록 중앙에 결합공이 형성되어 삽입바(700)의 상측에서 트레드바(400)에 결합되고, 제2링플레이트(610)가 결합된 다음 그 상측에 상부 고정너트(510)가 트레드바(400)에 체결된다.

그 다음, 다음 기초콘크리트(200)의 천공홀(210) 내부에 무수축 콘크리트를 타설하여 마감콘크리트 채움부(800)가 형성된다.

이러한 구조를 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로파일의 정착방법에 대해 설명하면, 기존 기초구조물의 경우 먼저 기초콘크리트(200)를 케이싱(300) 삽입면적만큼 천공하고, 지반(100) 또한 천공한 다음 지반 천공홀(110) 내에 케이싱(300)을 삽입한다.

그 후 커플러로 연결되는 트레드바(400)로 구성되는 마이크로파일을 케이싱(300) 내로 삽입하여 케이싱(300)의 중앙에 위치시킨다.

그 다음, 기초콘크리트(200)의 천공홀(210) 내로 돌출되는 트레드바(400)의 상부에 고정너트(500)를 결합시킨 다음, 제1링플레이트(600)의 결합공에 트레드바(400)를 삽입시켜 고정너트(500)의 상측에서 제1링플레이트(600)를 트레드바(400)에 결합시킨다.

그 다음, 제1링플레이트(600)의 외측에 위치하는 기초콘크리트(200)의 천공홀(210)의 내주면에 내측으로 일정 깊이만큼 천공하여 삽입공(220)을 형성하고, 다수의 삽입바(700)가 삽입되도록 기초콘크리트(200) 천공홀(210)의 둘레방향으로 다수개를 형성한다.

삽입공(220)을 형성시킨 다음, 삽입바(700)를 각각 삽입공(220)에 삽입하고 다수의 삽입바(700)를 제1링플레이트(600)의 상면에 각각 결합시킨다. 삽입바(700)와 제1링플레이트(600)의 결합은 용접결합시킬 수도 있고, 볼트 등을 이용하여 나사결합시킬 수도 있다.

삽입바(700)를 제1링플레이트(600)에 결합시킨 다음, 상측에 제2링플레이트(610)를 트레드바(400)에 결합시키고, 상부 고정너트(500)를 트레드바(400)에 나사결합시킨 후 기초콘크리트(200)의 천공홀(210) 내에 무수축 콘크리트를 타설하여 마감콘크리트 채움부(800)를 형성하여 마감하게 된다.

한편, 케이싱(300) 내의 시멘트 또는 콘크리트 타설은 트레드바(400)의 상부에 정착구조를 체결하기 전 즉, 고정너트(500)를 트레드바(400)에 체결하기 전에 행할 수도 있고, 마감콘크리트 타설시에 함께 수행할 수도 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로파일 정착구조 및 정착방법은 이러한 구성을 가짐으로써, 종래 정착구조에서는 앵커플레이트(70)가 단순히 마감콘크리트(80)에 매립되어 있을 뿐이므로 하중이 작용할 때 인발에 취약하고, 마감콘크리트(80)와 기존 기초콘크리트(20)의 경계부분의 접착력이 약해질 경우에는 마이크로파일이 마감콘크리트(80)와 함께 인발될 수 있는 문제점이 있었으나, 본 발명의 경우에는 마이크로파일에 결합되는 삽입바(700)가 기초콘크리트(200)에 삽입되어 결합됨으로써 종래와 같은 문제점을 해결하고 정착강도가 향상되는 장점이 있다.

또한, 기존의 정착구조에서는 앵커플레이트(70)를 설치하기 위해 기존의 기초 콘크리트(20)를 50cm 정도 깊이로, 케이싱(30)보다 훨씬 큰 면적을 제거해야 하였으나, 본 발명은 전술한 바와 같은 구성을 가짐으로써 지반(100) 천공홀(110)과 동일하게 케이싱(300)의 면적만큼 기초콘크리트(200)를 천공하면 되므로 시공이 보다 간편해짐과 동시에 기존 구조물의 안정성을 해치지 않고 시공할 수 있는 장점이 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로파일 정착구조에 대해 설명한다. 도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이다.

도4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로파일 정착구조가 제1실시예와 다른 점은 트레드바(400)의 상부에 제1결합부(A)와 제2결합부(B)가 아래로부터 순차 적층되어 다단으로 형성된다는 점이다.

제1결합부(A)와 제2결합부(B)의 각각은 트레드바(400)에 체결되는 고정너트(500)와, 고정너트(500)의 상측에서 트레드바(400)에 삽입되어 결합되는 제1링플레이트(600)와, 제1링플레이트(600)의 상면에 결합되는 다수의 삽입바(700)로 이루어진다. 또한, 도4에서와 같이 제2결합부(B)의 삽입바(700)의 상측에는 트레드바(400)의 상부에 상부 고정너트(510)가 체결된다. 제1결합부(A)와 제2결합부(B)를 구성하는 고정너트(500)와, 제1링플레이트(600) 및 삽입바(700)의 구성 및 효과는 제1실시예와 동일하여 그 상세한 설명은 생략한다.

제2실시예에 따른 마이크로파일의 정착구조는 상기와 같이 다단으로 형성되어 제1실시예의 효과에 더하여 정착강도가 보다 향상되고, 또한, 보강할 하중강도에 맞추어 2단 또는 그 이상으로 설계할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도면에는 도시되지는 않았지만 제1실시예의 도2와 동일하게 제2결합부(B)의 삽입바(700)와 상부 고정너트(510) 사이에 제2링플레이트(610)가 결합될 수도 있다. 즉, 제1실시예의 도2에서와 같이 제2결합부(B)의 삽입바(700)의 상측에 제2링플레이트(610)가 결합되고, 제2링플레이트(610)의 상측에 상부 고정너트(510)가 결합되는 것이다. 그리고, 제2실시예의 도4에서는 2단으로 형성되는 예를 도시하였으나, 3단 이상의 다단으로 형성할 수도 있다.

다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로파일 정착구조에 대해 설명한다. 도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로파일 정착구조의 단면도이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로파일의 정착구조가 제1실시예와 다른 점은 마이크로파일이 정착되는 기초콘크리트(200)의 천공홀(210)이 수직으로 형성되지 않고 그 단면이 상부로 갈수록 점차 좁아지게 형성된다는 것이다. 이에 의해 기존의 천공홀과 달리 그 내부 단면적이 상부로 갈수록 점차 작아지게 되고, 정착구조의 마지막 공정으로서 기초 콘크리트 천공홀(210)의 내부에 무수축 콘크리트가 타설되어 형성되는 마감콘크리트 채움부(800) 또한 그 단면적이 상부로 갈수록 점차 작아지는 원뿔형상의 구조를 가지게 된다.

이와 같이 본 실시예의 정착구조에서 마감콘크리트 채움부(800)의 단면적이 하부가 상부보다 더 큰 원뿔형상의 구조를 가짐으로써 이전 실시예의 효과 외에 마이크로파일이 천공홀(210) 상부로 인발되려는 하중이 작용할 때 마이크로파일의 인발방지가 더 배가되는 효과를 가지게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
400 : 트레드바 500 : 고정너트
600 : 제1링플레이트 610 : 제2링플레이트
700 : 삽입바 800 : 마감콘크리트 채움부

Claims (11)

1. 트레드바로 이루어지는 마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키는 구조에 있어서,
   상기 트레드바의 상부에 체결되는 고정너트와,
   중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 고정너트의 상측에 결합되는 제1링플레이트와,
   상기 기초콘크리트에 형성되는 천공홀의 내주면에 내측으로 일정 깊이만큼 형성되는 다수의 삽입공에 삽입되어 상기 제1링플레이트의 상면에 결합되는 다수의 삽입바를 포함하여 이루어지는 마이크로파일 정착구조.
2. 제1항에 있어서,
   중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 삽입바의 상측에서 트레드바에 결합되는 제2링플레이트가 더 구비되는 마이크로파일 정착구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기초콘크리트의 천공홀은 그 내부 단면적이 상부로 갈수록 점차 작아져서 천공홀 내부에 타설되는 마감콘크리트 채움부의 단면적이 상부로 갈수록 점차 작아지는 마이크로파일 정착구조.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제2링플레이트의 상측에는 트레드바에 체결되는 상부 고정너트가 더 구비되는 마이크로파일 정착구조.
5. 트레트바로 이루어지는 마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키는 구조에 있어서,
   마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키기 위해 트레드바의 상부에 제1결합부와 제2결합부가 아래로부터 순차 적층되어 다단 형성되고,
   상기 제1결합부와 제2결합부의 각각은,
   상기 트레드바의 상부에 체결되는 고정너트와,
   중앙에는 상기 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 고정너트의 상부에 결합되는 제1링플레이트와,
   마이크로파일이 삽입되기 위해 상기 기초콘크리트에 형성되는 천공홀의 내주면에 측면으로 일정 깊이만큼 형성되는 다수의 삽입공에 삽입되어 상기 제1링플레이트의 상면에 결합되는 다수의 삽입바를 포함하여 이루어지는 마이크로파일 정착구조.
6. 제5항에 있어서,
   제2결합부의 삽입바의 상측에는 트레드바의 상부에 체결되는 상부 고정너트가 더 구비되는 마이크로파일 정착구조.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2결합부의 삽입바의 상측에는 중앙에 트레드바가 결합되도록 결합공이 형성되어 상기 삽입바의 상부에 결합되는 제2링플레이트와,
   상기 제2링플레이트의 상측에서 트레드바에 체결되는 상부 고정너트가 더 구비되는 마이크로파일 정착구조.
8. 마이크로파일을 기초콘크리트에 정착시키는 방법에 있어서,
   기초콘크리트를 천공하여 천공홀을 형성하는 단계와,
   지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 단계와,
   지반 천공홀 내에 트레드바를 포함하여 이루어지는 마이크로파일을 삽입하는 단계와,
   상기 트레드바의 상부에 고정너트와, 제1링플레이트를 순차 결합하는 단계와,
   상기 기초콘크리트의 천공홀의 내주면에 내측으로 일정깊이만큼 삽입공을 형성하는 단계와,
   상기 삽입공에 삽입바를 삽입하고 삽입바를 제1링플레이트에 결합시키는 단계를 포함하여 이루어지는 마이크로파일의 정착방법.
9. 제8항에 있어서,
   제1링플레이트에 삽입바를 결합시킨 후 삽입바의 상측에 제2링플레이트를 트레드바에 결합시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 마이크로파일의 정착방법.
10. 제9항에 있어서,
    제2링플레이트를 트레드바에 결합시킨 후 제2링플레이트의 상측에 상부 고정너트를 트레드바에 결합시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 마이크로파일의 정착방법.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    기초콘크리트의 천공홀 내에 콘크리트를 타설하여 마감콘크리트 채움부를 형성하는 마감단계를 더 포함하여 이루어지는 마이크로파일의 정착방법.

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