KR101161844B1 - 마이크로파일 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 마이크로파일 시공방법은 기초 콘크리트에 코어홀을 천공하여 기초 지반을 노출시키는 단계; 상기 기초 지반에 천공홀을 천공하는 단계; 상기 천공홀 내에 마이크로파일을 삽입하는 단계; 상기 천공홀 내에 시멘트 그라우트를 주입하는 단계; 및 상기 천공홀 외부로 노출된 상기 마이크로파일의 두부를 덮도록 상기 기초 콘크리트에 천공된 상기 코어홀에 콘크리트 강도 이상의 강도를 가지는 고강도 에폭시 그라우트를 주입하는 단계;를 포함한다.
이에 의하면, 종래 기존 기초 콘크리트 부분을 확대한 후 하중에 따라 계산된 수의 케미컬 앵커를 마이크로파일에 연결하던 공정 대신 콘크리트의 강도보다 더 큰 강도를 갖는 고강도 에폭시 그라우트로 코어홀을 그라우팅하고, 또한 기초 콘크리트의 내벽면에 고강도 에폭시 그라우트가 접착되도록 코어홀에 주입된 고강도 에폭시 그라우트를 설계하중 이상의 하중에 견딜 수 있게 일체화시킴으로써 높은 하중을 마이크로파일에 전달하여 지지할 수 있다. 또한, 종래 사용되던 케미컬 앵커의 연결이 제거됨으로써 케미컬 앵커의 적용을 위해 필요했던 계산 등 제반 요건의 고려가 필요 없으므로 시공 기간이 단축되고, 시공 공정이 단축되며, 적용 재료가 줄어들게 되므로 경제적인 장점을 가진다.

Description

마이크로파일 시공방법{METHOD FOR CONSTRUCTING MICRO PILE}

본 발명은 마이크로파일 시공방법에 관한 것으로, 특히 대형 장비의 진입이 어렵고, 작업공간이 협소하거나 제한된 지역에서 건물, 교량, 타워, 굴뚝 등의 구조물 기초에 적용되고 있는 마이크로파일을 기존 사용 건물의 보강 시 기존 건물 기초에 마이크로파일의 두부를 정착하기 위한 마이크로파일 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 구조물이 세워지는 경우, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 상부의 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초공사가 행해진다.

기존 건물의 증, 개축 시 기초보강 공사를 할 경우 또는 대형 굴착장비의 사용이 불가능한 협소한 지역에 대한 기초보강 공사를 할 경우에는 소구경 파일인 마이크로파일을 사용하게 된다.

상기 마이크로파일은 통상 직경이 250㎜ 이하의 파일로, 일반적인 관형 파일에 비해 소형장비를 이용한 소구경 천공으로 큰 하중을 지지할 수 있고, 직경이 작아 어떤 종류의 지반에서도 천공작업이 가능할 뿐만 아니라 수직에서 수평에 이르기까지 어느 각도로나 시공이 가능한 장점이 있다.

그리고 이러한 마이크로파일은 일정한 구경과 길이로 천공되어진 천공홀 안에 나선형 강봉이 삽입된 다음 그라우트를 충전시켜 마이크로파일을 지반과 일체화시키는 공정을 통해 설치된다.

상기 마이크로파일의 지지력은 마이크로파일 정착부에서 파일의 외주면과 지반의 내벽 간에 발생하는 마찰력에 의해 그 크기가 결정된다.

이러한 마이크로파일은 전 길이에 대해 나사산(Threads)이 형성된 심재가 몸체를 지지하도록 하는 구조를 갖는 것으로, 상세하게는 몸체 외표면에 나선형의 결합돌기가 연속 반복적으로 형성되어진 트레드바(Threads Bar)와, 트레드바의 상단 및 하단부에 체결되어 트레드바가 상호간 이웃하도록 체결시키는 커플러(Coupler)와, 상기 트레드바의 외표면에 결합되어 파일 구멍 내로 삽입되어진 트레드바의 중심을 유지하는 중심간격재(Centralizer)로 통상 형성되어 천공홀에 그라우트를 공급하여 양생하는 것으로 시공되게 된다.

그러나, 종래 기존 건물의 증축 또는 개축 시 마이크로파일의 상부 정착은 기존 기초를 확대하고, 하중에 따른 케미컬 앵커의 수를 계산하여 케미컬 앵커를 연결하는 방법 등이 사용되고 있으나, 이는 공정의 증가, 공사 기간의 증가 및 사용 재료의 증가 등이 야기되어 시공성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정 단축, 공사 기간 단축 및 사용 재료의 절감 등을 통해 시공성이 우수하고, 경제적인 마이크로파일 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 마이크로파일 시공방법은 기초 콘크리트에 코어를 천공하여 기초 지반을 노출시키는 단계; 상기 기초 지반에 케이싱 설치 및 천공홀을 천공하는 단계; 상기 천공홀 내에 마이크로파일을 삽입하는 단계; 상기 천공홀 내에 시멘트 그라우트를 주입하는 단계; 및 상기 천공홀 외부로 노출된 상기 마이크로파일의 두부를 덮도록 상기 기초 콘크리트에 천공된 공간에 콘크리트 강도 이상의 강도를 가지는 고강도 에폭시 그라우트를 주입하는 단계;를 포함한다.

상기 고강도 에폭시 그라우트는 450kgf/cm² 이상의 압축 강도를 가지는 것이 바람직하다.

상기 기초 콘크리트의 내벽면에 접착되는 고강도 에폭시 그라우트는 200kgf/cm² 이상의 압축 전단 접착 강도를 가지는 것이 바람직하다.

상기 고강도 에폭시 그라우트는 주제와, 경화제 및 골재로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 마이크로파일 시공방법에 의하면, 종래 기존 기초 콘크리트 부분을 확대한 후 하중에 따라 계산된 수의 케미컬 앵커를 마이크로파일에 연결하던 공정 대신 콘크리트의 강도보다 더 큰 강도를 갖는 고강도 에폭시 그라우트로 코어홀을 그라우팅하고, 또한 기초 콘크리트의 내벽면에 고강도 에폭시 그라우트가 접착되게 하여 코어홀에 주입된 고강도 에폭시 그라우트를 설계하중 이상의 하중에 견딜 수 있게 일체화시킴으로써 높은 하중을 마이크로파일에 전달하여 지지할 수 있다.

또한, 종래 사용되던 케미컬 앵커의 연결이 제거됨으로써 케미컬 앵커의 적용을 위해 필요했던 계산 등 제반 요건의 고려가 필요 없으므로 시공 기간이 단축되고, 시공 공정이 단축되며, 적용 재료가 줄어들게 되므로 경제적인 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파일 시공방법을 순차적으로 나타낸 순서도.
도 2는 도 1의 마이크로파일 시공방법에 따라 기존 건물에 마이크로파일의 상부 정착 모습을 개략적으로 나타낸 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 마이크로파일 시공방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파일 시공방법을 순차적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1의 마이크로파일 시공방법에 따라 기존 건물에 마이크로파일의 상부 정착 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 마이크로파일 시공방법은 기초 지반 상에 기초 콘크리트로 형성된 기존 구조물의 개축, 증축 등에 의한 추가 하중의 발생에 따른 기초 보강을 부가적으로 시공하기 위한 것으로, 먼저 기초 지반(120)이 노출되도록 기초 콘크리트(110)를 코어 드릴 등과 같은 장비로 코어홀(111)을 형성한다(S1).

여기서, 상기 기초 지반(120)은 점토, 모래 등에 의한 연약층과 암반에 의한 암반층으로 이루어질 수 있다.

다음으로, 기초 지반(120)을 크롤러 드릴 등과 같은 장비로 소정 깊이까지 천공하여 마이크로파일(130)이 삽입될 수 있는 천공홀(121)을 형성한다(S2).

여기서, 상기 천공홀(121)의 형성 시 연약 지반층 내의 천공된 부분에서 토사의 매몰을 방지하기 위하여 강관 케이싱(미도시)을 매설하는 작업을 동시에 수행할 수 있다.

여기서, 상기 코어홀(111)의 폭이 상기 천공홀(121)의 폭보다 더 넓게 형성된다.

상기 천공홀(121) 내에 마이크로파일(130)을 삽입한 후(S3), 천공홀(121) 내에 시멘트 그라우트를 주입하여 기초 지반(120)의 높이까지 충진되게 한다(S4).

상기 천공홀(121)에 삽입되는 마이크로파일(130)은 외주면에 나사산이 형성된 트레드바(131)와, 상기 트레드바(131)에 결합되어 천공홀(121)의 내주면과 마이크로파일(130) 사이의 간격을 일정하게 유지될 수 있게 하는 중간 간격재(132)와, 심도가 깊어져 복수개의 마이크로파일(130)을 연결하여 사용할 경우 마이크로파일(130) 사이를 연결하는 커플러(133)로 이루어질 수 있다.

이렇게 충진된 시멘트 그라우트를 소정의 압축 강도가 형성되도록 충분히 양생한다.

다음으로, 기초 지반(120) 상부로 노출된 마이크로파일(130)에 지압판(134) 및 너트(135)를 결합하여 마이크로파일(130)의 두부를 설치한다.

다음으로, 마이크로파일(130)의 두부를 덮도록 코어홀(111) 내에 콘크리트의 강도 이상을 가지는 고강도 에폭시 그라우트(140)를 주입하고 소정의 압축 강도를 갖도록 충분히 양생시켜 추가 하중을 지지하게 한다(S6).

여기서, 상기 양생된 고강도 에폭시 그라우트(140)의 압축 강도는 450kgf/cm² 이상일 수 있다.

한편, 상기 코어홀(111) 내에 고강도 에폭시 그라우트(140)를 주입하기 전에 코어홀(111)을 형성하는 기초 콘크리트(110)의 내벽면에는 고강도 에폭시 그라우트로 접착하는 단계가 더 포함될 수 있다(S5).

상기 접착되는 고강도 에폭시 그라우트의 접착력은 설계 하중 이상의 하중을 가짐으로써 기초 콘크리트(110) 및 양생된 고강도 에폭시 그라우트(140)와 일체화되어 높은 하중을 마이크로파일(130)로 전달하기 위한 것으로, 120kgf/cm² 이상의 인장 접착 강도 및 200kgf/cm² 이상의 압축 전단 접착 강도를 가질 수 있다.

물론, 별도의 접착 과정없이 고강도 에폭시 그라우트를 코어홀(111) 내에 주입 시 양생과정을 통해 기초 콘크리트(110)의 내벽면에 접하는 고강도 에폭시 그라우트 부분은 내벽면에 접착된다.

여기서, 상기 고강도 에폭시 그라우트(140)는 에폭시 성분의 주제와, 경화제 및 모래나 자갈 등과 같은 골재로 이루어진다.

상기와 같은 마이크로파일 시공방법에 의하면, 종래 기존 기초 콘크리트 부분을 확대한 후 하중에 따라 계산된 수의 케미컬 앵커를 마이크로파일에 연결하던 공정 대신 콘크리트의 강도보다 더 큰 강도를 갖는 고강도 에폭시 그라우트로 코어홀을 그라우팅하고, 또한 기초 콘크리트의 내벽면에 고강도 에폭시 그라우트가 접착되도록 코어홀에 주입된 고강도 에폭시 그라우트를 설계하중 이상의 하중에 견딜 수 있게 일체화시킴으로써 높은 하중을 마이크로파일에 전달하여 지지할 수 있다.

또한, 종래 사용되던 케미컬 앵커의 연결이 제거됨으로써 케미컬 앵커의 적용을 위해 필요했던 계산 등 제반 요건의 고려가 필요 없으므로 시공 기간이 단축되고, 시공 공정이 단축되며, 적용 재료가 줄어들게 되므로 경제적인 장점을 가진다.

110... 기초 콘크리트
111... 코어홀
120... 기초 지반
121... 천공홀
130... 마이크로파일
140... 고강도 에폭시 그라우트

Claims (4)

1. 기초 콘크리트에 코어홀을 천공하여 기초 지반을 노출시키는 단계;
   상기 기초 지반에 상기 코어홀보다 좁은 수평폭을 가진 천공홀을 천공하는 단계;
   상기 천공홀 내에 마이크로파일을 삽입하는 단계;
   상기 천공홀 내에 시멘트 그라우트를 주입하는 단계; 및
   상기 천공홀 외부로 노출된 상기 마이크로파일의 두부를 덮도록 상기 기초 콘크리트에 천공된 상기 코어홀에 콘크리트 강도 이상의 강도를 가지는 고강도 에폭시 그라우트를 주입 및 양생하는 단계;를 포함하되,
   선택적으로 상기 코어홀을 형성하는 기초 콘크리트의 내벽면에는 상기 고강도 에폭시 그라우트를 접착하는 단계를 포함하고,
   상기 양생된 고강도 에폭시 그라우트는 450kgf/cm² 이상의 압축 강도를 가지며,
   상기 기초 콘크리트의 내벽면에 접착되는 고강도 에폭시 그라우트는 120kgf/cm² 이상의 인장 접착 강도 및 200kgf/cm² 이상의 압축 전단 접착 강도를 가지고,
   상기 고강도 에폭시 그라우트는 주제와, 경화제 및 골재로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로파일 시공방법.
   
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