KR101135652B1 - 파일 인발 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파일(C.I.P나 S.C.W 내부에 시공되는 H-형강) 인발 방법에 관한 것으로써, 특히, 파일공에 타설하는 콘크리트의 강도를 약하게 만드는 공정과, 파일에 진동을 가하는 진동공정과, 상기 파일을 인발하는 인발공정을 포함하여, 파일 표면에 코팅을 하지 않아도 되므로 공정이 단순해지며, 공사비도 저렴해지고, 철판으로 연결된 파일에도 적용할 수 있으며, 파일을 용이하게 인발할 수 있는 파일 인발 방법에 관한 것이다.
콘크리트 강도 약화, 파일, 인발, 진동
Description
본 발명은 파일 인발 방법에 관한 것으로써, 특히, 파일에 진동을 가하는 진동공정와, 상기 파일을 인발하는 인발공정을 포함하는 파일 인발 방법에 관한 것이다.
종래의 파일 인발 방법은 한국공개특허 제10-2005-0024637호에 제시된 것이 있다.
흙막이벽체는 토목 및 건축현장에서 구조물의 축조를 위한 지반 굴착 시 굴착 배면의 토사붕괴와 변위를 억제하여 주변 주조물과 배면 지반의 안전성을 유지하기 위하여 널리 시공되고 있다.
C.I.P공법과 S.C.W공법에서는 파일(H-Pile)을 일정한 간격으로 삽입하여 흙막이벽체의 강성을 증가시킨다. 지반굴착 굴착 시 발생하는 흙막이벽체의 수평변위와 지하수위 저하로 생기는 유효응력 증가로 발생되는 배면지반의 침하를 방지하여 주변 구조물의 부등침하를 최소화하기 위한 목적으로 시공된다.
통상적으로, 흙막이벽체(C.I.P)를 시공은 지반을 천공하는 공정과, 파일을 천공 홀에 삽입하는 공정과, 파일이 삽입된 천공 홀에 콘크리트를 타설하는 공정과, 타설된 콘크리트의 양생공정을 거친다.
그러나 상기의 시공방법은 흙막이벽체 내에 삽입된 파일을 콘크리트 양생 후에 인발하여 재사용 할 수 없기 때문에 공사비가 증가하고, 흙막이벽체 내에 계속 삽입되어 있는 파일은 재개발을 위한 굴착작업 시에 장애를 유발하는 등 여러 가지 문제점이 있었다.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 필름 등의 이형 피복재로 래핑(Wrapping)된 파일을 사용하여 흙막이벽체를 시공하는 방법도 일부 실시되고 있다.
구체적으로, 상기 시공방법은 흙막이벽체를 시공하기 위해 지반을 천공하는 공정과, 파일 표면에 이형 피복재를 래핑하는 공정과, 이형 피복재가 래핑(Wrapping)된 파일을 굴착된 천공 홀에 삽입하는 공정과, 상기 파일이 삽입된 굴착 천공에 콘크리트를 타설하는 공정과, 타설된 콘크리트를 양생하는 공정과, 구조물이 시공될 지반의 굴착 공정과, 굴착이 완료된 후에 구조물을 시공하는 공정과, 구조물의 완성 후 파일과 이형 피복재를 분리하여 파일만을 인발하는 공정과, 인발 후 공극에 시멘트 밀크를 그라우트하는 공정과, 시멘트 밀크를 양생하는 공정으로 이루어진다.
이상과 같이 이형 피복재로 래핑(Wrapping)된 파일을 사용하는 가설 흙막이 벽체의 시공 방법은 지반굴착과 지하구조물 완공 후에 흙막이벽체(C.I.P) 내에 삽입된 파일을 인발하여 재사용 할 수 있으므로 시공원가를 절감하고 환경오염이나 재 굴착 시 장애 문제 등을 해소할 수 있다. 그러나 파일 표면에 이형 피복재를 래 핑(Wrapping) 하는 공정이 복잡하여 작업 능률이 저하되는 문제가 있다.
또한, H-Pile에 박피코팅을 하여 인발하는 방법도 제시되고 있으나, H-Pile을 연결하지 않고 시공할 경우는 비교적 인발이 양호하지만 H-Pile을 연결하여 시공할 경우는 연결 철판의 돌출 부분 때문에 유압인발기로 인발할 때 유압을 세게 가해도 C.I.P의 콘크리트의 강도가 강해서 잘 깨지지 않으므로 인발 시 장애를 일으킬 수 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 파일 표면에 코팅을 하지 않아도 되므로 공정이 단순해지며, 공사비도 저렴해지고, 철판으로 연결된 파일에도 적용할 수 있으며, 파일을 용이하게 인발할 수 있는 파일 인발 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파일 인발 방법은, 파일이 삽입된 천공에 타설재를 타설하는 시공공정과, 타설재가 타설된 파일에 진동을 가하는 진동공정과, 상기 파일을 인발하는 인발공정을 포함한다.
상기 시공공정에서, 상기 타설재는 상기 파일의 표면과 접촉하도록 상기 천공의 일부에 타설하는 제1타설재와, 상기 천공의 나머지 부분에 타설하며 상기 제1타설재보다 일축압축강도가 큰 제2타설재를 포함하며, 상기 제1타설재는 시멘트와 점토와 벤토나이트와 규산을 배합하여 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 파일 인발 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
파일에 진동을 가하는 진동공정과, 상기 파일을 인발하는 인발공정을 포함하여, 파일 표면에 코팅을 하지 않아도 되므로 공정이 단순해지며, 공사비도 저렴해지고, 철판으로 연결된 파일에도 적용할 수 있으며, 파일을 용이하게 인발할 수 있 다.
상기 시공공정에서, 상기 타설재는 상기 파일의 표면과 접촉하도록 상기 천공의 일부에 타설하는 제1타설재와, 상기 천공의 나머지 부분에 타설하며 상기 제1타설재보다 일축압축강도가 큰 제2타설재를 포함하여, 주열식 연속벽체(C.I.P)의 강도는 유지하면서, 파일에 진동을 가했을 때 파일과 제1타설재를 더욱 용이하게 분리할 수 있다.
상기 시공공정에서 상기 제1타설재는 시멘트와 점토와 벤토나이트와 규산을 배합하여 형성하여, 일축압축강도가 낮은 타설재를 효과적으로 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법 플로우차트이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 시공공정에서 파일을 삽입하는 공정의 모식도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 시공공정에서 철근을 삽입하는 모식도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 시공공정이 완료된 모식도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 파일을 인발하는 모식도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 파일 인발 방법은, 파일(20)이 삽입된 천공에 타설재를 타설하는 시공공정과, 타설재가 타설된 파일(20)에 진동을 가하는 진동공정과, 상기 파일(20)을 인발하는 인발공정을 포함한다.
상기 시공공정은 흙막이벽체로 사용하고 있는 주열식공법인 C.I.P(Cast In Place Pile)으로 시공된다. C.I.P(Cast In Place Pile) 공법은 영구말뚝인 현장타설말뚝을 가시설벽체로 대용하여 사용하는 공법으로, 사용재료가 콘크리트와 철근, 강재로써 벽체의 강성이 크고, 소형장비로 시공이 가능하여 규모가 작은 현장에서도 많이 사용되고 있으며, 공사비가 아주 비싸지 않기 때문에 주변구조물 보호 목적으로 많이 사용되는 있는 보편화된 흙막이벽체 공법이다.
이하에서 상기 시공공정을 상세하게 설명하기로 한다.
상기 시공공정의 상기 천공은 제1천공(11)과 제1천공(11)에 연통되는 제2천공(12)을 포함한다. 전술한 바와는 다르게, 제2천공(12)은 제1천공(11)에 연통되지는 않고, 근접하도록 형성될 수도 있다. 또한, 제1천공(11)과 제2천공(12)은 아래 기술되는 바와 같이 순차적으로 형성되거나, 기술되는 것과는 다르게 제1천공(11)과 제2천공(12)은 동시에 형성될 수도 있다.
상기 시공공정의 파일(20)은 수평단면형상이 "H"형상인 H-Pile로 구비되며, 한개의 파일로 이루어지거나, 두개의 파일이 연결철판(21)에 의해 연결되어 이루어질 수 있다. 이러한 연결철판(21)은 파일(20)의 외측면에 설치되어 파일(20)의 외측면보다 돌출되게 된다. 따라서, 파일(20)의 표면은 연결부위가 연결철판(21)의 두께만큼 돌출된다.
상기 시공공정은 한 본당 직경이 40cm인 C.I.P일 경우에는, 지반에 소정의 심도(굴착심도+근입장)까지 제1천공(11:c.t.c 1.6m~2.0m)을 형성한다. 제1천공(11)은 다수개 서로 이격되도록 형성된다. 예를 들어 제1천공(11)과 제1천공(11) 사이에 제2천공(12)이 4개 또는 5개가 배치되도록 제1천공(11)은 서로 인격된다.
각각의 제1천공(11) 내부에 파일(20)을 각각 삽입한 후에 경타하여 선단 지지층을 확인하다. 이로써, 굴착 시공중에 흙막이벽체의 중량에 의해 침하되는 것을 방지할 수 있다.
제1천공(11)에, 즉, 상기 천공의 일부분에, 제1타설재(41)를 타설하여 제1타설재(41)가 파일(20)을 둘러싸게 된다. 따라서, 제1타설재(41)가 파일(20)의 표면과 접촉된다.
제1타설재(41)는 시멘트와 점토와 벤토나이트와 규산을 배합하고 물을 섞어서 형성한다. 각 물질의 배합비는 실험 등에 의해 얻어진 값으로 결정될 수 있다. 이와 같이 제1타설재(41)를 형성하여 일축압축강도(30kg/cm2 이하)가 낮은 타설재를 효과적으로 형성할 수 있다.
파일(20)이 삽입된 제1천공(11)과 제1천공(11) 사이에 제2천공(12)을 한개 또는 다수개(4개~5개) 형성한다.
제2천공(12)에 원통형의 철근망으로 구비되는 철근(30)을 삽입한다.
제2천공(12)에, 즉, 상기 천공은 나머지 부분에, 제2타설재(42)를 타설한다. 따라서, 제2타설재(42)는 파일(20)과 접촉하지 않게 된다.
제2타설재(42)는 일반 레미콘으로 구비되어, 제2타설재(42)의 일축압축강도 는 일반적으로 180kg/cm2~210kg/cm2로 된다. 따라서, 제2타설재(42)의 일축압축강도는 제1타설재(41)의 일축압축강도보다 훨씬 크게 형성된다.
이와 같이 제1타설재(41)는 제2타설재(42)보다 일축압축강도가 더 작게 형성되어, 주열식 연속벽(C.I.P)의 강도는 유지하면서 파일(20)에 진동을 가했을 때 파일(20)과 제1타설재(41)를 더욱 용이하게 분리할 수 있다.
나아가, 파일(20)의 두부가 일체화되도록 파일(20)의 두부에 캡빔(cap beam : 미도시)을 설치할 수 있다. 이러한 상기 캡빔은 한국등록특허 제10-0699359호에 제시된 것이 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 상기 시공공정을 통해 굴착을 완료하고 지하구조물의 축조를 마친 후에 파일(20)을 인발한다.
파일(20)을 인발하기 전에 상기 파일(20)의 상부를 덮는 상기 캡빔을 파쇄하고, 이어서, 진동기로 파일(20)의 두부에 진동을 주어 파일(20)과 파일(20)의 표면(외측면)에 접촉되어 있는 제1타설재(41)를 분리시킨다.
파일(20)의 표면과 제1타설재(41)가 분리되면, 유압인발기로 파일(20)을 인발한다.
이와 같은 공정을 통해 파일(20)이 인발되어 파일(20) 표면에 코팅을 하지 않아도 되므로 공정이 단순해지며, 공사비도 저렴해지고, 파일(20)을 용이하게 인발할 수 있다. 여러개의 파일이 연결되어 연결철판(21)이 돌출되는 파일(20)도 가해지는 진동 및 상기 유압인발기로 인해 일축압축강도가 작은 제1타설재(41)의 고결체가 깨져서 인발될 수 있다.
상기 유압인발기는 한국등록실용 제20-0283374호에 제시되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 파일 인발 방법은, 특히, 흙막이벽체로 사용하고 있는 주열식공법인 C.I.P(Cast In Place Pile)와 S.C.W(Soil Cement Wall)에 적합하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법 플로우차트.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 시공공정에서 파일을 삽입하는 공정의 모식도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 시공공정에서 철근을 삽입하는 모식도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 시공공정이 완료된 모식도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 인발 방법의 파일을 인발하는 모식도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 지반 11 : 제1천공
12 : 제2천공 20 : 파일
21 : 연결철판 30 : 철근
41 : 제1타설재 42 : 제2타설재
Claims (3)
- 파일이 삽입되는 천공 일부에 일축압축강도가 약한 제1타설재를 타설하는 시공공정;제1타설재가 타설된 파일에 진동을 가하여, 상기 파일과 상기 파일의 표면에 접촉되어 있는 상기 제1타설재를 분리시키는 진동공정;상기 파일을 인발하는 인발공정을 포함하며,일축압축강도가 약한 상기 제1타설재는 상기 파일의 표면과 접촉하며,상기 제1타설재보다 일축압축강도가 큰 제2타설재를 상기 천공의 나머지 부분에 타설하며,상기 시공공정에서 상기 제1타설재는 시멘트와 점토와 벤토나이트와 규산을 배합하여 형성하고,상기 제1타설재는 일축압축강도가 30kg/cm2 이하이고, 상기 제2타설재는 일축압축강도가 180kg/cm2~210kg/cm2인 파일 인발 방법.
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