KR101117293B1

KR101117293B1 - 파일 시공시 시멘트 밀크 주입방법

Info

Publication number: KR101117293B1
Application number: KR1020110041975A
Authority: KR
Inventors: 이규철; 최승구
Original assignee: 녹우건설(주); 최승구; 이규철
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2012-03-20

Abstract

본 발명은 파일 시공시 천공홀 또는 케이싱의 하단부부터 시멘트 밀크를 주입하는 방법 및 장치와 이때의 시멘트 밀크 주입시 사용하는 분배탱크에 관한 것이다.
본 발명은 파일 시공시 천공홀이나 케이싱의 내부에 파일을 삽입하고, 소정의 주입호스로 파일의 하단부부터 시멘트 밀크를 주입하여, 천공홀이나 케이싱의 밑에서부터 시멘트 밀크가 채워지도록 하는 새로운 시멘트 밀크 주입방식을 구현함으로써, 파일의 하단 지지력 및 주면 지지력을 향상시킬 수 있는 등 파일의 장기적인 안정성을 확보할 수 있는 시멘트 밀크 주입 방법 및 장치를 제공한다.
또, 본 발명은 시멘트 밀크 공급 및 주입에 사용되는 수단으로서, 천공홀이나 케이싱에 채워지는 시멘트 밀크를 적절히 분배하여 공급할 수 있는 새로운 형태의 탱크수단을 구현함으로써, 시멘트 밀크 주입시의 작업성과 효율성을 향상시킬 수 있는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크를 제공한다.

Description

파일 시공시 시멘트 밀크 주입방법{Cement milk injection method for pile construction}

본 발명은 파일 시공시 천공홀 또는 케이싱의 하단부부터 시멘트 밀크를 주입하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물이나 토목구조물의 시공시 지반이 연약하면 건축물이나 토목구조물의 하중으로 인하여 지반침하나 측방유동 등이 발생될 수 있으며, 이러한 문제를 방지함과 더불어 건축물이나 토목구조물의 안전성을 장기간 확보하기 위해 지반 내에 파일을 박는 공사를 시행하게 된다.

이러한 파일공사는 파일 항타 공법이 주로 사용되고 있으며, 파일 항타 공법으로는 유압 해머 공법, SIR(Soil-Cement Injected Precasting Pile) 공법, T-4 공법, SDA(Separation Doughunt Auger) 공법 등이 있다.

상기 유압 해머 공법은 말뚝머리를 해머로 직접 타격하여 말뚝을 지지층에 관입하는 공법으로서, 효율적이고 경제적이며 지지력에 대한 신뢰성이 높으나, 소음 및 진동으로 인해 민원의 발생이 잦은 관계로 제한적으로 사용되고 있다.

이때, 해머로는 드롭해머, 디젤해머, 유압해머 등이 있으며, 최근에는 소음, 비연이 적은 유압해머를 사용하고 있다.

상기 SIP 공법은 어스오거를 사용하여 스크류로 지반을 천공한 후, 굴착액 및 고정액인 시멘트 밀크를 주입하고, 말뚝을 삽입한 다음에 드롭해머를 사용하여 최종 경타를 실시하여 마무리하는 공법으로서, 소음 및 진동이 적어 민원의 발생 적은 공법이다.

상기 T-4 공법은 어스오거를 사용하며, 스크류 하단에 T-4해머를 장착한 후, 고압의 압축공기에 의한 피스톤의 왕복운동으로 해머비트를 타격하여 천공함으로써, 설계심도까지 천공하는 공법으로서, SIP 공법 적용시 천공이 불가능한 전석층 및 단단한 풍화암을 천공할 수 있음은 물론, 설계심도까지의 천공이 가능한 공법이다.

상기 SDA 공법은 기존 항타시 문제가 되는 소음 및 진동을 최소화한 공법으로서, 기존의 SIP 공법, T-4 공법의 적용시 공벽의 붕괴, 주변 지반의 이완, 지지층의 확인이 불가능한 점을 해결한 공법이다.

이러한 SDA 공법은 외측오거와 내측오거를 상호 역회전시켜서 지반을 천공하는 공법으로서, 외측오거에는 케이싱을, 내측오거에는 스크류를 장착하여 2중 굴진함으로써, 항타시 발생되는 소음, 진동으로 인한 민원의 발생을 방지하며, 스크류 선단에 토사가 압밀되지 않아 굴착효율이 높고, 배토된 토사나 암편을 육안으로 관찰하여 지지층을 확인 결정할 수 있어 높은 지지력 확보가 가능하다.

또한, 항타전용기를 사용함으로 매우 양호한 수직도를 확보할 수 있고, 따라서 품질의 확보가 용이하다.

이와 같은 파일공사시에는 파일의 지지력 확보를 위하여 시멘트와 물을 적절하게 배합하며 만든 시멘트 밀크를 사용하게 되며, 이때의 시멘트 밀크는 파일과 천공홀(또는 케이싱) 사이의 공간에 충전된 후 경화되어 파일의 연직지지력 및 수평지지력을 유지시켜줌은 물론, 흙과의 마찰지지력을 유지시켜주는 역할을 한다.

보통 파일공사시 시멘트 밀크는 천공홀이나 케이싱의 내부에 파일을 근입한 상태에서 주입하게 되는데, 이러한 시멘트 밀크 주입은 지면에서 쏟아 붓는 방식이 일반적이다.

이렇게 시멘트 밀크를 지면에서 주입하는 경우, 파일의 최하단까지 시멘트 밀크가 주입되지 않는 단점이 있고, 또한 지면에서부터 주입함으로 인해 하단 지지력, 주면 지지력의 확보가 용이하지 않게 되는 등 결국 정확한 품질을 확보하는데 어려움이 있다.

또한, 하천이나 바닷가 등과 같이 지하수의 영향을 받는 지역에서는 수압으로 인하여 지하수가 역류하는 현상이 발생하게 되고, 이로 인한 하단지층의 교란으로 파일의 지지력이 떨어지는 문제점이 있다.

예를 들면, 지하수의 영향을 받은 지역의 경우, 천공홀이나 케이싱의 최하단 지점인 선단지층으로 지하수가 들어오게 되며, 이때의 천공홀이나 케이싱에 지하수가 고이게 된다.

기존의 방식대로 스크류를 통해 지면에서부터 시멘트 밀크를 주입하게 되면, 맨 아래에 고여 있는 지하수 또는 슬러지 등은 밖으로 빠져나오지 못하고 그대로 묻히게 되고, 결국 파일의 하단 지지력 감소로 이어지면서 안정적인 파일의 시공상태를 확보하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 파일 시공시 천공홀이나 케이싱의 내부에 파일을 삽입하고, 소정의 주입호스로 파일의 하단부부터 시멘트 밀크를 주입하여, 천공홀이나 케이싱의 밑에서부터 시멘트 밀크가 채워지도록 하는 새로운 시멘트 밀크 주입방식을 구현함으로써, 파일의 하단 지지력 및 주면 지지력을 향상시킬 수 있는 등 파일의 장기적인 안정성을 확보할 수 있는 시멘트 밀크 주입방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시멘트 밀크 공급 및 주입에 사용되는 수단으로서, 천공홀이나 케이싱에 채워지는 시멘트 밀크를 적절히 분배하여 공급할 수 있는 새로운 형태의 탱크수단을 구현함으로써, 시멘트 밀크 주입시의 작업성과 효율성을 향상시킬 수 있는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 시멘트 밀크 주입방법 및 장치는 다음과 같은 특징이 있다.

본 발명의 시멘트 밀크 주입방법은 파일 시공을 위한 천공홀 또는 케이싱의 내부에 시멘트 밀크를 주입하는 방법으로서, 상기 천공홀 또는 케이싱의 내부에 파일을 근입하기에 앞서 파일의 외주면에 파일 길이방향을 따라 파일 하단부분까지 연장되는 적어도 1개 이상의 호스를 부착하는 단계와, 상기 호스가 부착되어 있는 상태의 파일을 천공홀 또는 케이싱의 내부에 근입하는 단계와, 상기 파일에 부착되어 있는 호스를 통해 시멘트 밀크를 주입하여 파일 하단부부터 시멘트 밀크가 채워지도록 하는 시멘트 밀크 주입 단계와, 상기 주입된 시멘트 밀크가 경화되는 시멘트 몰탈 양생 단계를 포함하며, 종전과 같이 시멘트 밀크를 지면에서부터 주입하는 방식이 아니라, 위의 단계들을 통해 천공홀이나 케이싱의 내부에 근입되는 파일의 하단부부터 시멘트 밀크를 주입함으로써, 파일의 최하단까지 시멘트 밀크의 충분한 주입이 가능한 특징이 있다.

여기서, 상기 시멘트 밀크 주입 단계의 경우, 파일 하단부분까지 연장되는 길이를 가지는 장(長) 호스와 이 호스에 비해 상대적으로 짧은 길이를 가지는 단(短) 호스를 사용하여, 시멘트 밀크를 1차 주입한 후, 상대적으로 짧은 길이를 가지는 단(短) 호스로 시멘트 밀크를 2차 주입하는 방식으로 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 제공하는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크는 통 형태로 이루어진 탱크 본체와, 상기 탱크 본체의 일측에 설치되며 시멘트 밀크를 공급받기 위해 시멘트 교반장치측과 연결되는 시멘트 밀크 주입관과, 상기 탱크 본체의 다른 일측에 설치되며 파일에 부착되어 있는 호스와 연결되는 적어도 1개 이상의 시멘트 밀크 분배관 및 상기 시멘트 밀크 분배관에 장착되는 밸브와, 상기 탱크 본체의 하부 일측에 설치되어 사용 후 본체 내부의 청소를 위해 이용되는 청소용 배수구 등을 포함하는 구조로 이루어지며, 특히 상기 탱크 본체에 설치되는 시멘트 밀크 분배관의 경우에는 2개 내지 4개가 구비되어 있어서, 각 시멘트 밀크 분배관에 연결되는 2개 내지 4개의 호스로 시멘트 밀크를 적절히 분배하여 공급할 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 시멘트 밀크 주입방법 및 장치와 이때 사용하는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크는 다음과 같은 장점을 제공한다.

첫째, 천공홀이나 케이싱의 내부에 파일을 근입하기 전에 시멘트 밀크 주입을 위한 호스를 파일에 부착하고, 이렇게 호스를 부착한 상태의 파일을 천공홀이나 케이싱의 내부에 근입하여, 호스를 통해 파일의 하단부부터 시멘트 밀크를 주입함으로써, 파일의 최하단까지 시멘트 밀크를 충분히 채울 수 있고, 따라서 파일의 하단 지지력 및 주면 지지력을 향상시킬 수 있는 등 장기적으로 파일의 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.

둘째, 시멘트 밀크가 하단지층에서부터 채워지기 때문에 천공홀이나 케이싱의 하단 지점에 있는 지하수나 슬러지를 지면 위로 끌어 올릴 수 있고, 따라서 하단지층의 교란을 막아 파일의 전체적인 지지력을 높일 수 있다.

셋째, 호스를 통한 시멘트 밀크 주입시 분배탱크를 이용하여 시멘트 밀크를 적절히 분배하여 공급함으로써, 시멘트 밀크 주입과 관련한 작업시간을 단축할 수 있고, 전반적인 취급을 용이하게 할 수 있는 등 작업성 향상은 물론 작업의 효율성을 높일 수 있다.

넷째, 파일에 부착되는 호스의 부착 높낮이를 달리함으로써, 1차 주입 후 양생 시에 주입된 시멘트 밀크의 양이 소실되더라도 다시 시멘트 밀크의 2차 주입작업이 가능함에 따라 천공홀의 하단부터 상단까지 균일하게 시멘트 밀크를 주입 및 양생이 가능할 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트 밀크 주입용 호스가 부착되어 있는 파일을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트 밀크 주입용 분배탱크를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일에 부착되어 있는 시멘트 밀크 주입용 호스와 시멘트 밀크 주입용 분배탱크의 연결상태를 나타내는 사시도
도 4a 내지 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트 밀크 주입방법의 과정을 나타내는 개략도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제공하는 시멘트 밀크 주입방법은 파일공사를 위한 파일 항타 공법 중 주로 T-4 공법에 적용되는 방법이며, 그 밖에도 천공 공법을 채택하고 있는 SIR 공법, SDA 공법 등에도 적용이 가능하다.

그리고, 본 발명의 시멘트 밀크 주입방법은 파일 시공을 위해 기본적으로 시행하는 단계인 천공단계 또는 케이싱 삽입단계, 파일 근입단계, 시멘트 밀크 충전단계, 양생단계 중에서 파일 근입과 함께 시멘트 밀크를 주입하는 방법으로서, 특히 시멘트 밀크를 파일 하단부부터, 즉 천공홀이나 케이싱의 최하단부부터 주입하는 방법이다.

여기서, 상기 천공단계는 구조물이 축조될 지반과 지지층을 오거 등으로 천공홀을 형성하거나 케이싱을 삽입하는 단계로서, 이때의 천공홀은 파일의 직경보다 50～22mm 정도 크게 천공하여, 파일이 근입된 상태에서 천공홀과 파일 사이에 빈 공간이 조성되도록 함으로써 시멘트 밀크의 충전 공간을 확보하는 단계이다.

또한, 상기 파일 근입단계는 말뚝으로 사용되는 파일을 천공홀이나 케이싱의 내부에 근입하는 단계이고, 상기 시멘트 밀크 충전단계는 천공 작업이나 케이싱 작업이 마무리되면 별도의 시멘트 교반장치를 통해 천공홀이나 케이싱 내에 시멘트 밀크를 채워넣는 단계이며, 상기 양생단계는 파일의 하단부 및 주변부에 채워져 있는 시멘트 몰탈을 경화시키는 단계를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트 밀크 주입용 호스가 부착되어 있는 파일을 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 천공홀이나 케이싱에 파일(12)의 근입과 동시에 시멘트 밀크를 파일 하단부부터 주입(그라우팅)하기 위하여 상기 파일(12)에는 시멘트 밀크 주입 용도로 사용되는 다수의 호스(13)가 부착된다.

예를 들면, 장 호스(13a)와 단 호스(13b)로 이루어진 적어도 2개의 호스(13)가 구비되고, 이때의 장 호스(13a)는 파일의 하단부분까지 연장되는 길이를 갖게 되며, 상기 단 호스(13b)의 경우에는 장 호스(13a)에 비해 상대적으로 짧은 길이를 갖게 된다.

이때, 상기 장 호스(13a)와 단 호스(13b)는 후술하는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크측으로 연결되어 시멘트 밀크를 제공받을 수 있게 된다.

이러한 장 호스(13a)와 단 호스(13b)는 파일 외면에서 길이방향을 따라 나란하게 배치된 후, 파일 둘레방향으로 묶여지는 결속선(18)에 의해 함께 묶여지는 형태로 고정 부착된다.

이때, 상기 결속선(18)의 경우에는 일반 끈이나 테이프 등을 적용할 수 있으며, 파일(12)의 길이에 따라 적당한 간격으로 3곳 내지 4곳 정도 묶는 것이 바람직하다.

이렇게 부착되는 장 호스(13a)는 그 끝단이 파일(12)의 하단에 근접하게 위치될 수 있게 되고, 상기 단 호스(13b)는 그 끝단이 파일(12)의 하단에서부터 일정높이로 장 호스(13a)의 끝단보다 위로 올라온 곳에 위치될 수 있게 된다.

여기서, 상기 장 호스(13a)와 단 호스(13b)는 서로 일정거리를 유지하며 부착될 수 있는데, 예를 들면 파일 둘레방향을 따라 서로 180°정도의 거리차를 두고 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서는 장 호스(13a)와 단 호스(13b)를 각 2개씩 구비하여, 각각의 장 호스(13a)와 단 호스(13b)를 하나씩 교대로 파일(12)의 둘레를 따라 배치한 형태를 제공한다.

즉, 파일(12)의 외주 둘레를 따라가면서 장 호스(13a), 단 호스(13b), 장 호스(13a), 단 호스(13b)를 차례대로 배치한 형태를 제공한다.

이렇게 장 호스(13a)와 단 호스(13b)을 4개 부착하는 경우에는 각 호스 간의 간격을 90°정도로 배치하는 것이 파일(12)의 둘레 주변으로 시멘트 밀크가 골고루 채워지도록 하는 측면에서 바람직하다 할 수 있다.

이와 같은 장 호스(13a)와 단 호스(13b)는 시멘트 밀크 주입시 각각 소정의 역할을 하게 되는데, 예를 들면 시멘트 밀크 1차 주입시의 경우에는 장 호스(13a)와 단 호스(13b)가 동시에 시멘트 밀크를 주입하는 역할을 하게 되고, 시멘트 밀크 1차 주입 후, 2차 주입시에는 단 호스(13b)가 시멘트 밀크를 주입하는 역할을 하게 된다.

이를 위하여, 시멘트 밀크 1차 주입시 상기 장 호스(13a)와 단 호스(13b)를 통해 채워지는 시멘트 밀크, 즉 파일(12)의 하단부부터 채워지는 시멘트 밀크는 지면 높이 까지 채워지게 된다.

이로 인해 파일(12)의 최하단까지 시멘트 밀크의 주입이 가능하며, 특히 천공홀 내부에 유입된 지하수 또는 슬러지 등를 외부로 배출할 수 있게 되어 강가 또는 바닷가 등의 지하수에 영향을 많이 받는 지역에 파일 시공 시에 파일의 선단과 주면의 지지력을 향상할 수 있게 된다.

또한, 1차 주입 후에 시멘트 밀크를 양생하는 경우에 천공홀 내부로 주입된 시멜트 밀크는 천공홀의 내주면을 이루는 토사의 공극 등으로 인하여 천공홀 내부에 상당량의 시멘트 밀크가 유실되어 지면으로부터 소정 높이 아래 위치로 시멘트 밀크가 양생된다.

이를 위하여, 시멘트 밀크는 2차 주입시 상기 단 호스(13b)를 통해 채워지는 시멘트 밀크, 즉 1차 양생된 시멘트 밀크의 상단부터 채워지는 시멘트 밀크는 지면 높이 까지 다시 채워지게 된다.

이로 인해 천공홀 내부로 주입되는 시멘트 밀크가 소실되는 양의 거의 없게 됨으로써 천공홀의 하단부터 상단까지 전체적으로 균일하게 시멘트 밀크가 주입 및 양생되어 안정적인 파일 시공이 이루어지게 된다.

이때, 시멘트 밀크 2차 주입을 위한 단 호스(13b)의 설치 높이는 천공홀의 높이와 공사 지반 등의 상태 등을 고려하여 1차 주입 완료 후 양생 시 천공홀 내부에서 유실되는 시멘트 밀크의 양을 예측하여 1차 양생된 시멘트 밀크의 상단보다 대략 50cm 내지 1m 정도의 높이로 위로 올라온 곳에 위치되도록 설계한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트 밀크 주입용 분배탱크를 나타내는 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 시멘트 밀크 주입용 분배탱크는 파일공사의 현장 주변에 설치되어 시멘트 밀크를 각 호스로 적절히 분배해주는 탱크로서, 한쪽은 시멘트 밀크를 공급하는 시멘트 교반장치(미도시)측과 연결되고, 다른 한쪽은 시멘트 밀크를 주입하는 호스측과 연결된다.

이에 따라, 상기 시멘트 교반장치로부터 펌핑되어 공급되는 시멘트 밀크는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크 내로 공급되고, 계속해서 분배탱크에서 각 호스로 분배되는 시멘트 밀크는 호스를 통해 파일이 근입되어 있는 천공홀 또는 케이싱의 내부로 주입될 수 있게 된다.

이를 위하여, 원형의 통 형태로 이루어진 탱크 본체(10)가 마련되고, 이때의 탱크 본체(10)는 옆으로 뉘여진 자세로 프레임(19)에 의해 지지되는 구조로 지면 위에 놓여지게 된다.

여기서, 상기 탱크 본체(10)는 원형 이외에도 사각형 등 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.

이러한 탱크 본체(10)의 일측, 예를 들면 옆으로 뉘여진 원형의 통 형태에서의 후면부에는 시멘트 밀크 주입관(11)이 형성되어, 이곳을 통해 탱크 본체(10)의 내부에 시멘트 밀크가 유입될 수 있게 되며, 이를 위해 시멘트 밀크 교반장치로부터 연장되는 튜브(미도시)가 상기 시멘트 밀크 주입관(11)에 연결된다.

그리고, 상기 탱크 본체(10)의 다른 일측, 예를 들면 전면부에는 다수의 시멘트 밀크 분배관(14)이 형성되고, 이때의 시멘트 밀크 분배관(14)은 파일(12)에 부착되어 있는 호스(13)와 연결된다.

이에 따라, 상기 탱크 본체(10)의 내부에 채워져 있는 시멘트 밀크는 시멘트 밀크 분배관(14)을 통해 각 호스(13)로 분배 공급될 수 있게 된다.

여기서, 상기 시멘트 밀크 분배관(14)은 일 예로서 앞쪽으로 일정길이 나란하게 수평 연장되는 4개가 구비될 수 있으며, 각각의 시멘트 밀크 분배관(14)은 2개의 장 호스 및 2개의 단 호스와 각각 일대일로 연결될 수 있게 된다.

이에 따라, 시멘트 밀크 1차 주입시에는 2개의 밸브(14)를 모두 개방함에 따라 4개의 호스를 통해 시멘트 밀크가 공급될 수 있게 되고, 시멘트 밀크 2차 주입시에는 2개의 밸브(14), 즉 단 호스와 연결되는 시멘트 밀크 분배관(14)상의 2개의 밸브(14)는 개방하고 나머지 2개의 밸브(14)는 폐쇄함에 따라 이때에는 단 호스를 통해서만 시멘트 밀크가 공급될 수 있게 된다.

그리고, 상기 각 시멘트 밀크 분배관(14)에는 시멘트 밀크의 배출을 단속하는 밸브(15)가 각각 부착되며, 이때의 밸브(15)는 수동조작이 가능한 통상의 볼밸브를 사용할 수 있게 된다.

또한, 상기 탱크 본체(10)의 하부 일측, 예를 들면 본체 전후 길이의 중간위치의 하부에는 청소용 배수구(16)가 형성되며, 작업종료 후 탱크 본체(10)의 내부를 청고할 때 청소용 배수구(16)를 통해 내부의 슬러지 등을 배출할 수 있게 된다.

물론, 이때의 청소용 배수구(16)에도 수동조작에 의해 개폐가 가능한 밸브가 갖추어질 수 있게 된다.

이러한 청소와 관련하여 상기 탱크 본체(10)의 내부 바닥은 경사판(21)으로 이루어지고, 이때의 경사판(21)은 청소용 배수구(16)가 있는 쪽으로 하향 경사진 형태로 되어 있어서 본체 내부의 슬러지(찌꺼기)가 용이하게 배출될 수 있게 된다.

특히, 상기 탱크 본체(10)에는 본체 상부 일측에 설치되어 있는 용액 주입관(17)이 구비되는데, 이때의 용액 주입관(17)은 급결제, 규산 등과 같은 첨가제 용액을 주입하는 용도로 사용될 수 있게 된다.

이러한 탱크 본체(10)는 무게가 많이 나가는 관계로 이동시 호이스트나 크레인 등의 인양기구(미도시)를 사용하여 옮기는 것이 바람직하고, 이를 위해 탱크 본체(10)의 상부 일측에는 인양기구의 훅 등을 걸 수 있는 고리(20)가 부착 형성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일에 부착되어 있는 시멘트 밀크 주입용 호스와 시멘트 밀크 주입용 분배탱크의 연결상태를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 시멘트 밀크 주입을 위해 시멘트 밀크 주입용 분배탱크측과 파일에 있는 호스 간의 전체적인 연결상태를 보여준다.

상기 시멘트 밀크 주입용 분배탱크의 탱크 본체(10)에 있는 각 시멘트 밀크 분배관(14)에는 파일(12)에 부착되어 있는 각 호스(13), 즉 장 호스(13a)와 단 호스(13b)가 연결되며, 이때의 장 호스(13a)와 단 호스(13b)는 파일(12)에 일체식으로 묶여 있는 상태가 된다.

여기서, 상기 호스(13)의 경우, 파일측에서부터 탱크 본체(10)의 시멘트 밀크 분배관(14)까지 하나로 이어지는 호스를 사용할 수도 있지만, 좀더 바람직하기로는 중간에 별도의 호스를 마련하고 커플러(23)를 매개로 하여 파일(12)에 부착되어 있는 호스(13)측으로부터 분리가능하게 연결하는 것이 좋다.

이는 파일(12)에 부착되어 있는 호스(13)가 파일 시공 후에 파일과 함께 흙 속에 매립되기 때문에 커플러를 통해 연결을 끊는 것이 바람직하기 때문이다.

따라서, 이와 같이 구성되는 시멘트 밀크 주입용 분배탱크와 호스가 부착되어 있는 파일을 이용하여 파일 시공 및 시멘트 밀크 주입과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 4a 내지 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트 밀크 주입방법의 과정을 나타내는 개략도이다.

도 4a 내지 4f에 도시한 바와 같이, 여기서는 지반 하부에 천공되어 있는 천공홀(22)을 이용하여 파일(12)을 시공하는 공법에서 시멘트 밀크를 주입하는 방법을 보여주고 있으나, 지반 하부에 시공되어 있는 케이싱을 이용한 공법에도 동일한 방식이 적용될 수 있다.

먼저, 준비과정으로서, 천공홀(22)의 내부에 파일(12)을 근입하기에 앞서 파일(12)의 외주면에 파일 길이방향을 따라 파일 하단부분까지 연장되는 적어도 1개 이상의 호스(13), 예를 들면 2개의 장 호스(13a)와 2개의 단 호스(13b)를 부착하는 단계가 수행된다.

즉, 파일(12)의 하단부분까지 연장되는 길이를 가지는 2개의 장 호스(13a)와 상기 장 호스(13a)에 비해 상대적으로 짧은 길이를 가지는 2개의 단 호스(13b)를 파일(12)의 둘레를 따라가면서 일정간격을 두고 교대로 배치한 후, 결속선(18)으로 파일 둘레를 감아서 호스들과 함께 묶는다.

경우에 따라, 상기 파일(12)에 함께 묶여 있는 장 호스(13a) 및 단 호스(13b)의 각 상단 끝과 시멘트 밀크 주입용 분배탱크측에서 연장되는 별도의 호스의 끝을 서로 커플러 등으로 연결한다.

또는, 상기 파일(12)에 함께 묶여 있는 장 호스(13a) 및 단 호스(13b)의 각 끝을 직접 시멘트 밀크 주입용 분배탱크의 시멘트 밀크 분배관(미도시)에 연결한다.

물론, 이때의 호스 연결작업은 파일(12)을 근입한 후에도 할 수 있으며, 그 순서는 그다지 중요하지 않다.

다음, 상기 호스(13a,13b)가 부착되어 있는 상태의 파일(12)을 천공홀(22)의 내부에 근입하는 단계가 수행된다.

이때, 파일(12)의 근입은 통상의 파일 근입과 마찬가지로 크레인 수단 등을 이용할 수 있다.

다음, 상기 파일(12)에 부착되어 있는 호스(13a,13b)를 통해 시멘트 밀크를 주입하여 파일 하단부부터 시멘트 밀크가 채워지도록 하는 시멘트 밀크 주입 단계가 수행된다.

시멘트 밀크의 주입은 1차 및 2차 두 차례에 걸쳐 수행되며, 시멘트 밀크의 1차 주입은 2개의 장 호스(13a)와 단 호스(13b)에 의해 이루어지고, 시멘트 밀크의 2차 주입은 2개의 단 호스(13b)에 의해 이루어진다.

예를 들면, 시멘트 밀크 주입용 분배탱크의 각 시멘트 밀크 분배관(미도시)에 있는 4개의 밸브(미도시)를 모두 열면, 각 장 호스(13a)와 단 호스(13b)를 통해 시멘트 밀크가 주입되고, 이렇게 주입되는 시멘트 밀크는 파일(12)의 하단부부터 채워지게 된다.

이때, 1차 주입에 의해 채워지는 시멘트 밀크는 천공홀(22)의 최하단부인 하단 지층에서부터 최상단부인 지면까지 채워지게 되므로 천공홀(22)의 내부에 있던 지하수나 슬러지 등은 지상으로 배출될 수 있게 된다.

이렇게 1차 주입된 시멘트 밀크는 파일 주면의 토사의 공극 등으로 인하여 일부 시멘트 밀크가 유실되면서 천공홀의 지면에서부터 일정 높이 아래의 위치까지 양생된다.

계속해서, 1차 주입된 시멘트 밀크의 양생 후, 시멘트 밀크의 2차 주입이 진행된다.

예를 들면, 시멘트 밀크 주입용 분배탱크의 각 시멘트 밀크 분배관(미도시)에 있는 4개의 밸브(미도시) 중 장 호스(13a)측 시멘트 밀크를 단속하는 2개의 밸브는 닫고, 단 호스(13b)측 시멘트 밀크를 단속하는 2개의 밸브를 열면, 단 호스(13b)를 통해 시멘트 밀크가 주입되고, 이렇게 주입되는 시멘트 밀크는 1차 양생되어 있는 부분부터 채워지게 된다.

이때, 2차 주입시 채워지는 시멘트 밀크는 1차 양생되어 있는 부분부터 지면지면까지 다시 채워지게 된다.

그리고, 시멘트 밀크 충전 완료 후, 호스와 연결 커플러 등을 해체하는 것으로 작업을 종료할 수 있게 된다.

다음, 위와 같이 1차 및 2차에 걸쳐 시멘트 밀크의 주입이 완료되면, 주입된 시멘트 밀크가 경화되는 시멘트 몰탈 양생 단계가 수행되므로서, 파일의 시공이 완료된다.

이와 같이, 본 발명에서는 천공홀이나 케이싱의 내부에 파일을 근입하고, 파일에 있는 호스를 통해 파일 하단부부터 시멘트 밀크를 주입하는 방식을 제공하고, 또 시멘트 밀크를 적절히 분배하여 공급할 수 있는 새로운 분배탱크를 제공함으로써, 파일의 하단 지지력 및 주면 지지력을 향상시킬 수 있고, 시멘트 밀크 주입과 관련한 작업성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.

10 : 탱크 본체 11 : 시멘트 밀크 주입관
12 : 파일 13 : 호스
13a : 장(長) 호스 13b : 단(短) 호스
14 : 시멘트 밀크 분배관 15 : 밸브
16 : 청소용 배수구 17 : 용액 주입관
18 : 결속선 19 : 프레임
20 : 고리 21 : 경사판
22 : 천공홀 23 : 커플러

Claims

파일 시공을 위한 천공홀 또는 케이싱의 내부에 시멘트 밀크를 주입하는 방법으로서,
상기 천공홀 또는 케이싱의 내부에 파일을 근입하기에 앞서 파일의 외주면에 파일 길이방향을 따라 끝단이 파일 하단부분까지 연장되는 길이를 가지는 장(長) 호스와, 끝단이 상기 장(長) 호스의 끝단보다 높은 위치까지 연장되는 길이를 가지는 단(短) 호스를 각각 부착하는 단계;
상기 각 호스가 부착되어 있는 상태의 파일을 천공홀 또는 케이싱의 내부에 근입하는 단계;
상기 장(長) 호스와 단(短) 호스를 통해 시멘트 밀크를 주입하여 파일 하단부부터 상기 단(短) 호스의 끝단까지 시멘트 밀크가 채워지도록 시멘트 밀크 주입하는 시멘트 밀크 1차 주입 단계;
상기 1차 주입된 시멘트 밀크가 경화되는 시멘트 몰탈 1차 양생 단계;
상기 단(短) 호스를 통해 시멘트 밀크를 주입하여 시멘트 몰탈 1차 양생되어 있는 부분부터 지면까지 시멘트 밀크가 채워지도록 시멘트 밀크 주입하는 시멘트 밀크 2차 주입단계; 및
상기 2차 주입된 시멘트 밀크가 경화되는 시멘트 몰탈 2차 양생 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 시공시 시멘트 밀크 주입방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 파일에 장(長) 호스와 단(短) 호스를 부착하는 단계는 시멘트 밀크의 주입을 위한 장(長) 호스와 단(短) 호스를 파일 길이방향을 따라 나란하게 배치한 후에 결속선으로 파일 둘레를 호스와 함께 묶는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 파일 시공시 시멘트 밀크 주입방법.
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청구항 1에 있어서, 파일 시공을 위한 천공홀 또는 케이싱의 내부에 채워지는 시멘트 밀크를 주입하기 위한 탱크로서,
통 형태로 이루어진 탱크 본체(10);
상기 탱크 본체(10)의 일측에 설치되며 시멘트 밀크를 공급받기 위해 시멘트 교반장치측과 연결되는 시멘트 밀크 주입관(11); 및
상기 탱크 본체(10)의 다른 일측에 설치되며 파일(12)에 부착되어 있는 장 호스(13a) 및 단 호스(13b)에 각각 연결되는 시멘트 밀크 분배관(14) 및 상기 시멘트 밀크 분배관(14)에 장착되는 밸브(15);를 포함하여,
상기 탱크 본체(10) 내부에 채워져 있는 시멘트 밀크를 상기 시멘트 밀크 분배관(14)을 통해 각 호스(13a)(13b)로 분배 공급되는 것을 특징으로 하는 시멘트 밀크 주입방법.
청구항 7에 있어서, 상기 탱크 본체(10)의 상부 일측에 설치되어 본체 내부로 첨가제 용액을 주입하는 용도로 이용되는 용액 주입관(17) 및 상기 탱크 본체(10)의 하부 일측에 설치되어 사용 후 본체 내부의 청소를 위해 이용되는 청소용 배수구(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 밀크 주입방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 탱크 본체(10)에 설치되는 시멘트 밀크 분배관(14)은 4개가 구비되어, 각 시멘트 밀크 분배관(14)에 연결되는 4개의 호스(13)를 통해 시멘트 밀크를 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 시멘트 밀크 주입방법.