KR101144312B1 - 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관말뚝의 선단부를 확장하기 위한 확대장치가 장착된 강관말뚝을 회전?압입에 의해 관입시키고, 강관 내부는 중굴 굴착을 통해서 내부 천공함으로써 진동 및 소음 공해 발생을 억제시키고 강관말뚝 관입 시공 효율을 증가시킬 수 있는 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법에 관한 것이다.

본 발명은 중공관 형태의 제1 강관말뚝 선단 외주면에 톱니날을 갖는 선단확대판을 장착하는 제1 단계; 상기 제1 강관말뚝을 지반으로 회전?압입시켜 지표로부터 일정심도까지 확대천공하면서 강관말뚝을 관입하는 제2 단계; 제1 강관말뚝 내부에 오거를 인입하고 회전시켜 중굴굴착하는 제3 단계; 관입된 제1 강관말뚝 상단에 제2 강관말뚝을 결합하는 제4 단계; 상기 제1 및 제2 강관말뚝을 회전?압입시킴과 동시에 강관 내부의 선단부를 오거로 굴착하면서 지반의 소정깊이까지 관입하는 제5 단계; 상기 제1 및 제2 강관말뚝에 의해 확장된 지반 천공부의 선단부로부터 소정 높이까지 몰탈을 주입하는 제6 단계; 상기 제1 및 제2 강관말뚝 주면부에 그라우트재를 채운후 양생시켜 말뚝 구조체를 형성하는 제7 단계; 및 구조물의 두부를 정리하는 제8 단계를 포함하는 강관말뚝 선단확대장치를 이용한 시공방법을 제공한다.

강관말뚝, 선단확대장치, 오거, 톱니, 그라우트재

Description

강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법{Steel pipe pile equipped with base enlargement device and the construction method}

본 발명은 기초의 지지력 성능을 향상시킬 수 있는 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선단확대장치를 이용하여 지반천공경을 확대굴착함으로써 강관말뚝의 지지력을 향상시키고, 강관말뚝과 지반의 일체화를 통해 구조적 안정성을 확보하며, 회전?압입 및 강관 내부 중굴굴착을 통해 말뚝을 관입시킴으로써 항타로 인한 소음 및 진동 등 건설공해를 제거할 수 있는 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 토목 및 건축 구조물의 시공 시, 구조물을 지지하는 원 지반의 지지능력이 부족할 경우, 원 지반을 개량하거나 기성말뚝을 강제로 타격하는 항타공법 또는 원 지반을 천공하여 기성 말뚝을 매입하는 매입공법 등이 적용되고 있다.

상기 항타공법은 말뚝재료와 구조적 지지성능면에서 우수한 특성을 보임으로써 토목구조물의 기초 공법에 관련하여 종래에 가장 선호되던 공법이다. 그러나, 항타말뚝 시공시에 발생하는 타격에너지로 인한 진동과 소음 등 건설환경 공해요인으로 인해 공사현장 주변의 각종 구조물들의 내구성에 심각한 피해를 초래하고 있으며, 사람들의 일상적인 생활을 침해할 뿐만 아니라 가축용 시설물이 인접한 지역의 경우 가축의 폐사 요인이 되는 문제점이 있다. 1994년 건설공사에 대한 소음 및 진동규제법이 공포된 이후 국민들의 환경권 요구문제가 건설공사에서 가장 두드러진 난제중의 하나로 인식되고 있으며, 말뚝 시공 시 발생되는 소음 및 진동은 대표적인 민원의 대상이 되고 있다. 따라서, 대도시뿐만 아니라 도시 외곽지역, 민가에서 벗어난 지역에서 조차 항타공법이 가지고 있는 소음, 진동, 매연 등 건설공해 문제점으로 인해 사용이 제한되고 있는 추세이다. 특히, 이로 인한 민원 문제가 발생할 경우 공사 중 매입공법으로 설계변경을 해야하는 등 시공상 막대한 지장을 초래하는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 이에 따라 항타공법의 적용성이 지속적으로 감소되고 있으며 대신 각종 저진동?저소음 공법으로 전환되고 있는 실정이다.

상기한 항타공법과는 다르게 원지반을 천공하여 기성말뚝을 매입하는 종래의 매입말뚝공법의 시공순서는 다음과 같다.

먼저, 천공장비를 이용하여 지지층의 지반까지 천공 후, 천공장비의 노즐을 이용하여 선단용 그라우트를 실시한다. 주면 고정용 그라우트를 주입하면서 천공용 로드를 천천히 뽑아 올린 후, 땅 속에 뚫어놓은 천공홀 사이로 기성말뚝(콘크리트, 강관)을 삽입한다. 그리고, 말뚝의 지지력을 확보하기 위하여 별도의 항타기 또는 경량 항타램을 이용하여 최종 관입용 항타작업을 실시하는 일련의 과정으로 시공한다.

상기 매입말뚝공법의 다른 예로서, 지반 천공시, 나선형 로드가 부착된 오거를 사용하여 천공하고, 천공종료 후 선단과 주면에 그라우트를 동시에 실시하는 공법도 제안되어 있다.

상기한 매입말뚝공법은 천공으로 인한 슬러지 등이 외부로 배출되지 않고 말뚝 선단 지지층에 약 50 ~ 100cm 가량 가라앉아 있어 말뚝의 설계지지력을 발휘하기가 곤란한 문제점이 있다. 상기한 문제점을 내포하고 있음에도 불구하고 매입말뚝 시공법은 강관말뚝의 시공 시 발생하는 소음과 진동을 배제할 수 있다는 장점이 있어 현재 국내에서 많이 사용되고 있다.

위와 같은 종래의 강관말뚝 매입공법에 의하면, 선단지지력 보다는 주로 주면 마찰력에 의하여 강관말뚝에 가해지는 하중을 지지하게 되며, 강관말뚝을 해머로 직접 타격하여 매설하는 시공법에 비하여 지지력이 상당히 작아진다는 문제점이 있고 시공비는 약 10배에 달하며 경제성이 취약해지는 단점이 있다. 즉, 상기 강관말뚝 매입공법은 상대적으로 높은 시공비, 비경제성, 그리고 낮은 지지력을 가지는 한계에도 불구하고 소음과 진동 등 건설환경공해 규제법 때문에 저소음 저진동의 장점을 통해 민원발생의 소지를 없앨 수 있다는 목적으로 현재 그 적용이 증가하고 있는 실정이다. 종래의 강관말뚝 매입공법에 의하여 시공된 말뚝의 경우, 강관말뚝에 재하되는 축하중과 휨모멘트에 의한 응력을 주로 강관말뚝의 내력으로 지탱하였는데, 강관말뚝만으로 말뚝 자체의 내력을 증가시키려면 직경과 두께가 큰 것을 이용하여야 한다. 그런데, 강관말뚝은 고가의 강재로 제작되므로 종래의 시공법에서와 같이 강관말뚝의 직경과 두께를 증가시켜 강관말뚝의 내력을 증가시키는 경우 재료비가 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 강관말뚝을 회전?압입하여 관입시키는 경우, 지표하부 지층에 자갈층이나 단단한 점토층, 또는 단단한 사질토층, 풍화토층 등과 같이 회전?압입에 의한 관입시공성이 낮은 지층이 존재할 경우 시공기간이 길어지고 강관 선단부가 파손을 입는 등 시공상에 어려움이 큰 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 지반 천공시 선단부 유효면적을 확대시키고 말뚝의 관입 시공 효율을 증가시키기 위하여 톱니날을 가진 선단확대장치가 장착된 강관말뚝을 회전?압입하여 관입시키고, 강관 내부는 중굴 굴착을 통해서 내부 천공함으로써 진동 및 소음 공해의 발생을 억제시키고, 강관말뚝 관입 시공 효율을 증가시킬 수 있는 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 지반 천공시 선단부 유효면적을 확대시켜 말뚝의 선단지지력을 향상시키고, 천공 선단부는 고강도 몰탈을 충진하여 지반 안정화를 도모함과 동시에 강관말뚝과 지반의 일체화를 통해 말뚝의 구조적 안정성을 확보하고, 전체적으로 말뚝의 큰 연직지지력과 수평지지력을 확보할 수 있어 강관말뚝의 개수뿐만 아니라 근입깊이를 증가시키지 않으면서도 지지력을 향상시킬 수 있는 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지상의 천공장비에 의해 직립되게 설치되며, 중공부를 가지고 천공장비로부터 제공되는 동력에 의해 지반의 굴착위치로 회전?압입되는 강관 말뚝 몸체; 및 상기 강관말뚝 몸체의 선단 외주면에 반경방향으로 확장된 디스크 판 형태로 이루어지며, 지반 천공시 굴착공의 유효면적을 확대시키기 위한 선단 확대굴착수단을 포함하는 강관말뚝의 선단확대장치를 제공한다.

본 실시예에서는 상기 강관말뚝 몸체의 내부에 인입되어 강관말뚝 내부를 중굴 굴착하되, 필요시 선단확대굴착수단에 의해 관입될 면적의 직하부 지반을 확대굴착하기 위한 장치가 구비된 오거를 더 포함한다.

또한, 본 발명은 중공관 형태의 제1 강관말뚝 선단 외주면에 톱니날을 갖는 선단확대 굴착판을 장착하는 제1 단계; 상기 제1 강관말뚝을 천공장비에 수직으로 설치한 후 지반으로 회전?압입시켜 지표로부터 일정심도까지 확대천공하면서 관입하는 제2 단계; 제1 강관말뚝 내부에 오거를 인입하고 회전시켜 중굴굴착하는 제3 단계; 관입된 제1 강관말뚝 상단에 제2 강관말뚝을 결합하는 제4 단계; 상기 제1 및 제2 강관말뚝을 회전?압입시켜 관입함과 동시에 강관 말뚝 내부를 오거로 중굴 굴착하면서 지반의 소정깊이까지 관입하는 제5 단계; 상기 제1 및 제2 강관말뚝에 의해 확장된 지반 천공부의 선단부로부터 소정 높이까지 몰탈을 주입하는 제6 단계; 상기 제1 및 제2 강관말뚝 주면부에 그라우트재를 채운후 양생시켜 말뚝 구조체를 형성하는 제7 단계; 및 구조물의 두부를 정리하는 제8 단계를 포함하는 강관말뚝 시공방법을 제공한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면 다음과 같은 특징이 있다.

첫째, 지반 천공경이 확장된 하부 선단부분에 소정높이만큼 1차 몰탈을 채운 후, 2차로 주면부에 그라우트재를 채우고 양생함으로써 강관말뚝의 선단부 지지력과 주면부 지지력을 극대화할 수 있다. 이에 따라 단순 매입공법이 갖고 있던 지지력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 고가의 강재 사용량을 줄임으로써 경제성을 향상시킬수 있다.

둘째, 상기 강관말뚝은 콘크리트 말뚝에 비해서 5배 이상 큰 횡방향 지지성능을 가지고 있는데, 이러한 우수한 횡방향 지지성능에도 불구하고 항타에 의한 건설환경 문제 및 높은 가격으로 인해 강관말뚝의 사용성이 저감되었던 현장에서도 강관말뚝을 적용할 수 있게 되어 기초의 연직방향 및 횡방향 구조적 안정성을 높일 수 있다.

셋째, 강관 말뚝의 선단부에 장착된 톱니날을 가진 선단확대 굴착판을 이용하여 강관말뚝의 회전?압입시, 지반 천공경을 확장하면서 관입함으로써 지반 굴착성능을 증가시키고, 또 강관 말뚝의 내부는 오거로 중굴 굴착하여 내부 천공함으로써 종래의 말뚝항타에 의한 소음 및 진동 등 건설환경 공해요소를 완전히 제거할 수 있다.

이하, 첨부된 도1 내지 도5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법은 지반 천공경을 확대하면서 강관말뚝을 관입시킴으로써 지반 굴착성능을 향상시키 고, 천공홀 주면부 및 강관말뚝 내부에 시멘트 몰탈과 그라우트재를 충진하여 지반 안정화를 도모함과 동시에 강관말뚝과 지반의 일체화를 통해 말뚝의 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 구현한 것이다.

도1은 본 발명에 의한 강관말뚝 선단확대장치 및 오거를 이용하여 지반을 굴착하는 개념도이고, 도2는 본 발명에 의한 강관말뚝 선단확대장치의 일실시예 구성을 나타낸 사시도이고, 도3은 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판의 변형예시도이고, 도4는 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판의 세부 구성을 개략적으로 나타내기 위한 저면도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 지상의 천공장비(도시하지 않음)에 직립되게 설치되며, 중공부를 가지고 천공장비로부터 제공되는 동력에 의해 지표로부터 소정 심도까지 회전?압입되는 강관말뚝 몸체(10)와; 상기 강관말뚝 몸체(10)의 하단 외주면에 반경방향으로 확장되게 형성되며, 지반의 천공시 관경을 확대시키기 위한 선단확대굴착판(20); 및 상기 강관말뚝 몸체(10)의 내부에 인입되어 강관말뚝 내부를 중굴 굴착하는 오거(30)를 포함한다.

강관 말뚝의 지지력은 선단지지력과 주면 마찰력의 합으로 계산되며, 일반적으로 선단지지력이 주면마찰력보다 더 크기 때문에 선단지지력이 말뚝의 지지력을 지배하는 주요한 요소가 된다. 이와 같은 말뚝의 지지력을 크게 하기 위해 마련된 것이 선단 확대굴착판(20)이다.

상기 선단 확대굴착판(20)은 강관말뚝 선단부의 굴착 면적을 확대하여 지반 천공경을 확대하는 역할을 하며 동시에 강관말뚝을 회전?압입하여 관입시키는 역 할을 한다.

이때, 지반 굴착 효율 및 시공성을 향상시키기 위해서 상기 선단확대 굴착판(20)은 도2에 도시한 바와 같이 확장된 두개의 반경 디스크판(20a, 20b)으로 구성된 구조로 이루어져 있다. 이때, 상기 선단 확대굴착판(20)의 두개의 반경 디스크판(20a, 20b,)은 상호 엇갈리게 위치되되, 수평면으로부터 소정 경사각(θ)을 갖도록 비스듬하게 장착되어 있다. 또한, 도3 및 도4에 도시한 바와 같이 상기 선단 확대굴착판(20)의 각 반원 디스크판(20a,20b)의 직선단면부에는 톱니날(21)이 일체로 가공된 구조로 되어 있어 지반 굴착 효율성을 향상시킬 수 있다.

도5는 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판의 다른 실시예시도이고, 도6은 도4의 선단확대장치를 이용하여 지반을 굴착하는 상태도이다.

상기 선단 확대굴착판(20)의 다른실시예로서 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 반경방향으로 확장되며, 소정 각도만큼 절개된 면(31)을 가진 스크류 형태의 디스크 판으로 형성되며, 상기 절개면(31)에는 톱니날(31a)이 형성된 구조로 할 수도 있다.

상기한 바와 같이 선단확대굴착판(20)의 구조에 따르면, 강관말뚝(10)의 직경(D)보다 큰 직경(DW)을 갖는 선단확대굴착판(20)이 회전하면서 발생하는 프로펠링력(propelling force)에 의해 지반을 천공하되, 강관말뚝(10)의 직경보다 큰 단면을 확보함으로써 말뚝의 기초지지력을 확보하게 된다.

즉, 상기한 구조의 선단 확대굴착판(20)에 의해 강관말뚝의 선단지지력을 발휘하는 단면적이 크게 되며, 따라서 종래의 시공방법보다 더 큰 선단지지력을 발휘 할 수 있으며, 결과적으로 더 우수한 지지력을 얻을 수 있게 된다.

상기한 강관말뚝 선단확대장치를 이용하여 지반 천공을 실시하고, 강관말뚝의 기초지지력을 향상시키는 과정을 도7 및 도8을 참조하여 설명한다.

도7은 본 발명의 요부인 선단 확대 굴착판이 장착된 강관말뚝을 지반에 관입시킨 후 강관말뚝의 선단부에 재료 불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈을 주입한 상태도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 선단 확대굴착판(20)이 장착된 강관말뚝(10)을 지반에 관입시킨 후, 강관말뚝의 선단부로부터 강관말뚝 내경(D)의 5배 높이(5xD)이상으로 재료불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈(40)을 주입한다.

상기 강관말뚝(10)의 선단부 보강 몰탈의 타설 범위와 연직지지력에 관한 기존 연구결과, 말뚝 선단부로부터 강관말뚝의 내경의 5배 이상 몰탈을 타설할 경우, 선단부 지반과 강관말뚝(10)이 일체화되어 말뚝 구조체의 선단지지력이 충분히 발휘된 것으로 보고되었다(정두환 등, 1999).

본 발명에서는 선단부 보강 및 말뚝 구조체 지지력의 확보를 위해서 선단부로부터 강관 말뚝(10) 내경의 5배 이상 해당하는 높이만큼 강관말뚝(10) 내부와 선단 확대굴착판(20) 위에 몰탈을 주입함으로써 강관말뚝(10)과 몰탈(40)의 복합체를 형성하게 된다. 이에 따라 압축응력에 대한 내력이 우수한 몰탈(40)과 인장응력에 대한 내력이 우수한 강관말뚝(10)이 함께 하중 지지거동을 하게 된다. 이에 따라 종래의 강관말뚝만 시공하였던 공법에서보다 강관말뚝의 두께 및 직경을 더 줄이면서 동일한 내력을 발휘할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

도8은 지반에 관입된 강관말뚝의 선단부에 재료 불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈을 주입한 후 강관말뚝 주면부에 그라우트재를 주입하고 양생시켜 말뚝 구조체를 형성하는 상태도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 강관말뚝의 선단부로부터 강관말뚝 내경(D)의 5배 높이 이상 재료불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈(40)을 주입한 후 강관말뚝 주면부(s1)에 그라우트재(50)40를 주입하고 양생시킨다.

상기 강관말뚝(10)의 외주면부(s1)보다 큰 선단 확대굴착판(20)에 의해 지반의 천공경을 확대하면서 강관말뚝(10)이 회전?압입에 의해 관입된다. 이에 따라 지반 하부에 관입된 강관말뚝(10)의 외주면부(s1)는 지반 교란효과로 인해 지층이 느슨해져 강관말뚝(10)의 주면마찰력이 감소하게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 느슨해진 강관말뚝(10)의 주면부(s1)에 그라우트재를 주입하여 양생시킴으로써 강관말뚝(10)의 주면마찰력을 증대시킬 수 있고, 동시에 선단부에 충진된 고강도 몰탈과 주면부 그라우트재가 일체화되면서 선단확대굴착판(20)이 장착된 강관말뚝(10)과도 일체화되어 전체적으로 말뚝 구조체가 형성된다.

다음, 본 발명의 강관말뚝 관입장치를 이용하여 강관말뚝을 관입시키는 시공과정을 도9를 참조하여 설명한다.

도9는 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판을 장착한 강관말뚝의 회전?압입 및 중굴 굴착하는 과정의 시공흐름도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 먼저 제1 강관말뚝을 지반 하부에 근입 시공하기에 앞서 톱니날(21)을 가진 선단 확대굴착판(20)을 비스듬하게 제1 강관말뚝(10)의 선단부 외주면에 일체로 장착한다(s100).

지상의 시공위치를 결정하고, 상기 시공위치에서 천공장비를 조정하여 선단 확대굴착판(20)이 장착된 제1 강관말뚝을 수직으로 세운다(s200).

천공장비에 동력을 전달하면서 제1 강관말뚝을 회전?압입하여 제1 강관말뚝을 서서히 하부로 관입시킨다(s310). 이와 동시에 강관말뚝 내부에 오거(30)를 인입하고 회전시켜 강관말뚝 내부를 중굴 굴착한다(s320).

지반 천공경부에 관입된 제1 강관말뚝 상단에 제2 강관말뚝(도시하지 않음)을 위치시키고 상기 제1 및 제2 강관말뚝을 이음 연결한다(s400). 상기 제1 및 제2 강관말뚝의 이음은 소켓이음, 볼트이음, 용접이음 등으로 결합한다.

다음, 상기 연결된 제1 및 제2 강관말뚝을 회전?압입함과 동시에 강관 내부의 선단부를 오거로 중굴 굴착하면서 지반 하부의 소정 심도까지 관입시킨다(s500).

이때, 선단확대굴착판(20)에 의해 확장 굴착되는 과정에서 선단부 지반에 암반 등이 출현되었을 경우에 중굴굴착하던 오거(30)가 선단확대굴착판(20)의 직하부로 진입하게 되고, 상기 오거의 날(도시하지 않음)이 암반을 굴착한다. 그리고 나서, 파쇄된 암반주위의 굴착을 선단확대굴착판(20)이 수행하게 된다.

상기 제1 및 제2 강관말뚝의 관입이 완료되면, 제1 강관말뚝의 선단부로부터 강관말뚝 내경(D)의 5배 높이(5xD)이상에 해당하는 높이만큼 재료 불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈(40)을 주입한다(s600).

상기 제1 및 제2 강관말뚝 주면부에 그라우트재를 주입하고 양생하여 말뚝 구조체를 형성한다(s700).

상기 말뚝 구조체에 정재하시험 또는 동재하시험을 시행하여 말뚝의 지지력을 확인한 후, 상기 말뚝 구조체의 두부 즉, 상기 말뚝 구조체가 지면상으로 돌출되어 있는 부분을 절단하여 지면과 수평되게 정리한다(s800, s900).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도1은 본 발명에 의한 강관말뚝 선단확대장치 및 오거를 이용하여 지반을 굴착하는 개념도.

도2는 본 발명에 의한 강관말뚝 선단확대장치의 일실시예 구성을 나타낸 사시도.

도3은 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판의 변형예시도.

도4는 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판의 세부 구성을 개략적으로 나타내기 위한 저면도.

도5는 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판의 다른 실시예시도.

도6은 도5의 선단확대장치를 이용하여 지반을 굴착하는 상태도.

도7은 본 발명의 요부인 선단 확대 굴착판이 장착된 강관말뚝을 지반에 관입시킨 후 강관말뚝의 선단부에 재료 불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈을 주입한 상태도.

도8은 지반에 관입된 강관말뚝의 선단부에 재료 불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈을 주입한 후 강관말뚝 주면부에 그라우트재를 주입하고 양생시켜 말뚝 구조체를 형성하는 상태도.

도9는 본 발명의 요부인 선단 확대굴착판을 장착한 강관말뚝의 회전?압입 및 중굴 굴착하는 과정의 시공흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 강관말뚝 20: 선단 확대굴착판

21: 톱니날 30: 오거(auger) 40: 몰탈 50: 그라우트재

S1: 강관말뚝 주면부

Claims (12)

1. 삭제
2. 지상의 천공장비에 의해 직립되게 설치되며, 중공부를 가지고 천공장비로부터 제공되는 동력에 의해 지반의 굴착위치로 회전?압입되는 강관 말뚝 몸체;

   상기 강관말뚝 몸체의 내부에 인입되어 강관말뚝 내부를 중굴 굴착하되, 필요시 선단 확대굴착수단에 의해 관입될 면적의 하부 지반을 확대굴착하기 위한 오거; 및

   상기 강관말뚝 몸체의 선단 외주면에 반경방향으로 확장된 디스크 판 형태로 이루어지며, 지반 천공시 굴착공의 유효면적을 확대시키기 위한 선단 확대굴착수단

   을 포함하되,

   상기 선단 확대굴착수단은 상호 엇갈리게 위치된 반원 디스크판으로 이루어지되, 각 반원 디스크판은 수평방향에서 소정 기울기만큼 비스듬히 위치하며, 상기 반원 디스크판의 직선단면부에는 톱니날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 선단확대장치.

   는 강관말뚝의 선단확대장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 지상의 천공장비에 의해 직립되게 설치되며, 중공부를 가지고 천공장비로부터 제공되는 동력에 의해 지반의 굴착위치로 회전?압입되는 강관 말뚝 몸체;

   상기 강관말뚝 몸체의 내부에 인입되어 강관말뚝 내부를 중굴 굴착하되, 필요시 선단 확대굴착수단에 의해 관입될 면적의 하부 지반을 확대굴착하기 위한 오거; 및

   상기 강관말뚝 몸체의 선단 외주면에 반경방향으로 확장된 디스크 판 형태로 이루어지며, 지반 천공시 굴착공의 유효면적을 확대시키기 위한 선단 확대굴착수단

   을 포함하되,

   상기 선단 확대굴착수단은 반경방향으로 확장되며, 소정 각도만큼 절개된 면을 가진 스크류 형태의 디스크 판으로 형성되되, 절개된 면에 톱니날이 형성된 것을 특징으로 하는 강관말뚝 선단 확대장치.
7. 중공관 형태의 제1 강관말뚝 선단 외주면에 톱니날을 갖는 선단확대 굴착판을 장착하는 제1 단계;

   상기 제1 강관말뚝을 천공장비에 수직으로 설치한 후 지반으로 회전?압입시켜 지표로부터 일정심도까지 확대천공하면서 관입하는 제2 단계;

   제1 강관말뚝 내부에 오거를 인입하고 회전시켜 중굴굴착하는 제3 단계;

   관입된 제1 강관말뚝 상단에 제2 강관말뚝을 결합하는 제4 단계;

   상기 제1 및 제2 강관말뚝을 회전?압입시켜 관입함과 동시에 강관 말뚝 내부를 오거로 중굴 굴착하면서 지반의 소정깊이까지 관입하는 제5 단계;

   상기 제1 및 제2 강관말뚝에 의해 확장된 지반 천공부의 선단부로부터 소정 높이까지 몰탈을 주입하는 제6 단계;

   상기 제1 및 제2 강관말뚝 주면부에 그라우트재를 채운후 양생시켜 말뚝 구조체를 형성하는 제7 단계; 및

   상기 말뚝 구조체가 지면상으로 돌출되어 있는 부분을 절단하여 지면과 수평되게 정리하는 제8 단계

   를 포함하는 강관말뚝 시공방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제3 단계는 제1 강관말뚝의 관입과 동시에 오거가 함께 중굴굴착하는 것을 특징으로 하는 강관말뚝 시공방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제4 단계에서 제1 및 제2 강관말뚝은 소켓이음, 볼트이음, 용접이음중 하나로 결합되는 것을 특징으로 하는 강관말뚝 시공방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 제5 단계는

    지반 선단부에 암반이 출현되었을 경우, 오거가 선단확대굴착판의 직하부로 진입하고, 오거의 날이 암반을 굴착한 후, 파쇄된 암반주위의 굴착을 선단확대굴착판이 수행하는 과정을 더 포함하는 강관말뚝 시공방법.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 제6 단계는 강관말뚝의 선단부로부터 강관말뚝 내경의 5배 이상의 높이에 재료불분리 고강도 및 부착강도가 큰 몰탈을 주입하는 과정을 강관말뚝 시공방법.
12. 제 7 항에 있어서,

    제7 단계 수행 후 상기 말뚝 구조체에 정재하중 시험 또는 동재하중시험을 시행하여 말뚝의 지지력을 확인하는 제9 단계를 더 포함하는 강관말뚝 시공방법.

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