KR101314080B1 - 몰드 케이스 및 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

철근망을 케이스로 보호하여 제작된 몰드 케이스를 천공홀에 삽입함으로써 조립된 철근망의 변형을 발생시키지 않고, 또한, 몰드 케이스에 콘크리트를 철근망에 설치된 트레미관을 이용하여 타설하고 삽입한 후에 진동을 주면서 케이스를 인발함으로써, 콘크리트의 타설이 용이하고 재료 분리가 발생하지 않고, 콘크리트말뚝의 형상을 온전하게 유지하며, 또한, 몰드 케이스를 삽입한 후 경타를 하고 프리캐스트 하부 베이스 플레이트를 분리한 후에 케이스를 인발함으로써 선단부의 슬라임을 용이하게 처리하는, 몰드 케이스를 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법이 제공된다.

Description

몰드 케이스 및 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝의 시공 방법 {CONSTRUCTING METHOD OF CAST-IN-PLACE CONCRETE PILE USING MOLD CASE TREMI}

본 발명은 몰드 케이스 및 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝의 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 천공홀에 프리캐스트 하부 베이스 플레이트와 철근망이 미리 일체화된 몰드 케이스(Mold Case)를 설치하고, 트레미관을 이용하여 콘크리트를 몰드 케이스 내부에 타설한 후, 케이스 만을 인발하여 콘크리트 말뚝을 시공하는 현장타설 콘크리트말뚝(Cast-In-Place Concrete Pile) 시공 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 말뚝(Pile)은 연약한 지반에서 구조물을 거치할 때 부족한 지지력을 높은 강도의 깊은 지반에 전달할 때 사용되는 구조체를 말한다. 이러한 말뚝은 본체의 재료에 따라 강말뚝, 기성 콘크리트말뚝 및 현장타설 콘크리트말뚝으로 구분될 수 있다.

구체적으로, 강말뚝은 공장에서 제작된 강관이나 H형강 등을 말뚝으로 사용하는 것으로서, 항타나 선굴착 이후에 매입에 의하여 시공된다.

또한, 기성 콘크리트말뚝은 현장에서 제작된 RC(Reinforced Concrete) 말뚝이나 공장에서 제작된 PC(Prestressed Concrete) 말뚝 또는 PHC(Pretensioned spun High strength Concrete) 말뚝이 사용되는데, 대부분 고강도의 PHC 말뚝이 사용되며, 강말뚝과 동일한 방식으로 항타나 선굴착 이후 매입에 의해 시공된다.

또한, 현장타설 콘크리트말뚝은 지반을 굴착하여 천공홀을 형성시키고 상기 천공홀 내부에 조립된 철근망을 삽입하고, 이후 콘크리트를 천공홀에 타설하여 콘크리트 말뚝을 형성시키는 공법을 말한다.

이러한 강말뚝 및 기성 콘크리트말뚝과 같은 기성제품 말뚝과 현장타설 콘크리트말뚝의 용도는 대부분 구경에 의해 결정되며, 특히, 현장타설 콘크리트말뚝은 지반을 천공한 후에 천공홀에 콘크리트를 타설하기 때문에 중소구경에서는 품질관리와 철근망의 삽입 및 콘크리트 타설이 어려워 시공성이 떨어진다는 문제점이 있다.

예를 들면, Φ700mm 이하의 중소구경에서는 기성제품 말뚝을 사용하지만, Φ800mm 이상의 대구경에서는 강말뚝과 기성 콘크리트말뚝은 고가이거나 생산이 곤란하기 때문에 대부분 현장타설말뚝으로 시공하고 있다.

이러한 상기 기성제품 말뚝의 경우, 항타 또는 최종 경타가 가능하며, 품질확보가 용이하고, 시공이 간편하며, 최종 경타에 의해 선단부 슬라임 처리가 가능하다.

하지만, 기성제품 말뚝은 항타 또는 최종 경타시 진동/소음에 의해 민원발생의 원인이 되며, 두부 정리에 의한 잉여부분 발생으로 폐자재가 발생한다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 기성제품 말뚝은 말뚝 길이가 15m 이상일 경우 이음이 필요하며, 말뚝 운반 및 경타 시 변형이나 파손이 발생할 우려가 있다. 또한, 기성제품 말뚝 시공 시 주면 마찰력 확보를 위해 말뚝과 굴착면 사이에 시멘트밀크의 주입이 필요하다는 번거로움이 있다.

상기 현장타설 콘크리트 말뚝은, 미리 제작된 기성제품 말뚝을 박는 대신에 현장에서 지반의 소정의 위치에 굴착기를 이용하여 정해진 깊이까지 말뚝 천공홀을 뚫고 이후에 그 속에 철근망을 넣고 콘크리트를 현장 타설하여 만든 콘크리트 말뚝을 말한다.

이러한 현장타설 콘크리트말뚝의 경우, 시공 시 진동/소음이 적어 민원발생 요인이 적고, 두부 정리가 불필요하여 폐자재가 발생하지 않으며, 말뚝이음 공정 및 두부보강 공정이 필요 없다.

또한, 현장타설 콘크리트말뚝은 현장에서 직접 말뚝을 형성하기 때문에 운반으로 인한 변형 및 파손이 없고, 또한, 콘크리트 강도, 철근의 양 및 강도의 변화로 하중에 대한 대처가 용이하다는 장점이 있다.

하지만, 종래의 기술에 따른 현장타설 콘크리트말뚝은, 천공홀에 직접 철근망을 삽입하고 콘크리트를 타설하기 때문에 다음과 같은 시공 상의 문제점을 발생하게 된다.

즉, 천공경이 크므로 대형의 천공장비가 필요하여 공사비가 고가이고, 철근망의 현장 제작 시에 품질관리가 어렵고 공사비가 상승된다는 단점이 있다.

또한, 천공경이 Φ700mm 이하로 작은 경우 철근망을 제작한 후 인양 시 철근망이 쉽게 휘어지고 손상되어 천공홀 삽입이 어렵고 철근망의 직경이 작아 내부로 트레미관을 이용한 콘크리트 타설이 어려운 단점이 있다.

또한, 철근망 삽입시 변형이 쉬워 주의가 필요하며, 철근량이 많으면 콘크리트타설시 간섭이 되어 재료 분리가 발생할 수 있다는 단점이 있다.

또한, 선단부 슬라임 처리가 어렵고, 처리 정도에 따라 선단지지력에 미치는 영향이 크다는 단점이 있다.

1) 대한민국 등록특허번호 제10-0992513호(출원일: 2008년 04월 01일), 발명의 명칭: "다중 케이싱 천공에 의한 확장 대구경 타설 공법" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-0555210호(출원일: 2002년 09월 17일), 발명의 명칭: "바이브로 햄머를 사용한 현장타설 콘크리트 말뚝용 강관케이싱 선단장치 및 이를 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-0850028호(출원일: 2007년 05월 02일), 발명의 명칭: "현장 타설 말뚝용 거푸집을 이용한 현장 타설 공법"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 지상에서 케이스에 철근망과 프리캐스트 하부 베이스 플레이트를 일체화시킨 몰드 케이스를 준비하고, 상기 몰드 케이스를 천공홀에 삽입시킨 후 미리 상기 케이스에 설치된 트레미관을 이용하여 몰드 케이스에 콘크리트를 타설함으로서 중구경 이하에서도 현장타설 콘크리트말뚝을 용이하게 적용(철근망 삽입의 어려움 극복)할 수 있는 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 철근망을 케이스로 보호한 상태에서 위와 같이 몰드 케이스를 말뚝 천공홀에 삽입한 후 콘크리트를 타설함으로써 철근망의 변형을 발생시키지 않아 품질관리가 용이한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 철근망 내부에 설치된 트레미관을 이용하여 몰드 케이스에 콘크리트를 타설한 후에 진동을 주면서 케이스를 인발함으로써, 콘크리트의 타설이 용이하며 재료 분리가 크게 발생하지 않고, 콘크리트말뚝의 형상을 온전하게 유지할 수 있는 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 몰드 케이스를 삽입한 후 경타를 하여 몰드 케이스의 선단부가 천공홀의 선단부에 남아 있는 슬라임을 압착 제거할 수 있어 천공홀의 남아 있는 슬라임을 기성 말뚝제품과 같이 용이하게 처리할 수 있는 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 몰드 케이스에 미리 콘크리트를 타설하지 않아 몰드 케이스의 무게가 크지 않아 인양, 천공홀에 삽입 설치에 유리하여 시공성을 증진시킬 수 있으며, 콘크리트 타설 후 경타를 할 때 프리캐스트 하부 베이스 플레이트가 몰드 케이스 선단부에 위치하므로 경타 시 몰드 케이스 선단부의 파손 등을 방지할 수 있으면서도 선단 지지력도 함께 확보할 수 있는 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 몰드 케이스를 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법은, 지상에서 미리 제작된 케이스에 조립된 철근망 및 프리캐스트 하부 베이스 플레이트를 설치하고 기 시공된 지반의 천공홀에 삽입하고, 철근망에 미리 설치된 트레미관을 이용하여 몰드 케이스 내부에 콘크리트를 채운 후에 통째로 상기 케이스를 인발하여 현장타설 콘크리트말뚝을 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 삽입된 케이스를 인발하기 전에 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 경타하여 잔존하는 슬라임을 압착 또는 제거하여 지지 지반까지 몰드 케이스를 안착시켜 선단지지력을 확보할 수 있는 현장타설 콘크리트말뚝을 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는

지상에서 미리 제작된 케이스에 프리캐스트 하부 베이스 플레이트가 하부에 연결되며 트레미관이 내부에 형성된 조립된 철근망을 삽입시켜 몰드 케이스를 준비하고,

상기 몰드 케이스를 지반의 천공홀에 삽입하고,

상기 몰드 케이스 내부에 트레미관을 이용하여 콘크리트를 타설하고,

상기 케이스와 조립된 철근망을 서로 분리시킨 후 케이스를 인발하여 현장타설 콘크리트말뚝을 형성되도록 하며, 상기 케이스에는 멈춤키가 관통 설치되어 철근망에 설치된 스타퍼가 멈춤키에 지지되어 케이스에 철근망이 지지되도록 하고, 상기 트레미관에도 상기 멈춤키가 관통하여 설치되도록 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법을 제공한다.

또한 바람직하게는

현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법에 있어서,

a) 프리캐스트 하부 베이스 플레이트가 하부에 커플러에 의하여 연결되고 상부에 스타퍼(가 형성된 조립된 철근망을 준비하는 단계;

b) 상기 조립된 철근망을 케이스 내부에 삽입한 후, 케이스 상부를 관통하는 멈춤키에 의하여 상기 스타퍼가 지지되도록 하여 조립된 철근망과 케이스가 일체화되도록 하며, 트레미관도 상기 멈춤키가 관통하여 철근망 내부에 트레미관이 설치되도록 하여 몰드 케이스를 준비하는 단계;

c) 지반에 천공홀을 천공하고, 상기 몰드 케이스를 천공홀에 삽입하는 단계;

d) 상기 멈춤키를 제거하고 몰드 케이스 내에 트레미관을 이용하여 콘크리트를 타설하여, 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 형성시키고 경타에 의해 상기 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 상기 지지 지반에 안착시키는 단계;

e) 상기 멈춤키 제거에 의하여 서로 분리된 케이스와 조립된 철근망을 진동을 주면서 상기 케이스를 인발하여 콘크리트 말뚝을 형성하는 단계를 포함하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 지상에서 케이스에 철근망을 삽입한 몰드 케이스를 천공홀에 삽입 후 콘크리트를 트레미관을 이용하여 타설함으로서, Φ700 이하의 중소구경에도 몰드 케이스로 인해 철근망이 보호되고 좁은 천공경으로 콘크리트를 타설하는 문제점을 해결할 수 있으므로, 중구경 이하에서도 현장타설 콘크리트말뚝을 용이하게 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 철근망을 몰드 케이스로 보호하여 콘크리트를 타설하고, 이후 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 말뚝 천공홀에 삽입함으로써, 조립된 철근망의 변형이 발생하지 않는다.

본 발명에 따르면, 지상에서 간단하게 몰드 케이스에 콘크리트를 타설하고 삽입한 후에 진동을 주면서 몰드 케이스를 인발하므로 콘크리트의 재료 분리가 발생하지 않고, 온전한 콘크리트말뚝의 형상 유지가 용이하다.

본 발명에 따르면, 몰드 케이스를 삽입한 후 경타를 하고 하부 베이스 플레이트를 분리한 후에 몰드 케이스를 인발하기 때문에, 매입말뚝과 같이 선단부의 슬라임 처리가 용이하다.

본 발명에 따르면 몰드 케이스의 무게를 최소화할 수 있어 몰드 케이스의 제작 및 관리에 유리하게 된다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 몰드 케이스 및 트레미관의 구성사시도 및 단면도,
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d 및 도 2e는 본 발명에 따른 현장타설 콘크리트 말뚝 시공 과정을 나타내는 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 현장타설 콘크리트 말뚝에 있어 케이스와 조립된 철근망의 분리단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 실시예에 따른 몰드 케이스 및 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트 말뚝 시공 방법은, 지상에서 강관이나 기타 유사한 케이스 내부에 철근망과 트레미관을 삽입하여 몰드 케이스를 준비하고, 몰드 케이스를 통째로 천공홀에 삽입한 후에 콘크리트를 트레미관을 이용하여 몰드 케이스 내부에 타설하고, 케이스를 인발함으로써 콘크리트 말뚝을 형성하게 된다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 몰드 케이스를 이용한 현장타설 콘크리트 말뚝 시공 방법은,

케이스 내부에 조립된 철근망을 삽입하고, 프리캐스트 하부 베이스 플레이트를 상기 케이스 선단부에 연결하여 몰드 케이스를 준비하고, 지반에 말뚝 천공홀을 천공하고, 상기 몰드 케이스를 말뚝 천공홀에 삽입하고, 상기 몰드 케이스 내부에 트레미관을 이용하여 콘크리트를 타설하고, 항타장비를 사용한 경타에 의해 상기 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 상기 지지 지반에 안착시키며, 상기 케이스와 조립된 철근망을 분리하고, 이후 상기 말뚝 항타장비를 이용하여 진동을 주면서 상기 케이스를 인발한다. 여기서, 상기 몰드 케이스를 경타하는 것은 슬라임(Slime)을 압착 및 제거하여, 상기 지지 지반까지 안착시켜 선단 지지력을 확보하기 위한 것이다.

이하, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 몰드 케이스 및 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트 말뚝 시공 방법을 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 본 발명에 따른 몰드 케이스(110) 및 트레미관(140)을 이용한 현장타설 콘크리트 말뚝 시공 방법은,

먼저, 몰드 케이스(110)를 준비하기 위하여 케이스(111)를 준비하여 현장에 반입한다.

구체적으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 강관(또는 이와 유사한 재질의)인 케이스(111)에 내면에 철근 등의 스페이서(112)를 전체 길이에 설치하여 케이스를 준비하게 된다.

또한, 케이스(111)의 선단부 내면에는 항타브라켓(114)이 형성되며 이러한 항타브라켓(114)은 몰드 케이스 경타 시 선단부를 보강하는 역할을 하게 된다.

또한 상기 케이스 두부 외면에는 보강관(115)을 삽입하여 케이스(111)의 두부를 보강하도록 하고, 상기 보강관(115)은 케이스(111) 두부 외면에 삽입되어 설치된 보강관(115)과 케이스(111)를 관통하는 체결볼트(116c)에 의하여 보강관(115)을 케이스(111) 두부에 고정할 수 있도록 하게 된다.

또한, 상기 케이스(111)는 원형 강관을 이용하되 내면의 스페이서(112)가 형성되어 후술되는 철근망(120)이 중앙에 위치하도록 하는 역할을 하게 되며 멈춤키관통홀(117)이 서로 대향되도록 형성되어 있어 후술되는 강봉인 멈춤키(150)가 멈춤키관통홀(117)에 삽입되어 관통될 수 있도록 형성시키게 된다.

이때 상기 멈춤키관통홀(117)은 도 3과 같이 보강관(115) 아래 스타퍼(124)가 지지되도록 설치되는 멈춤키(150)가 관통되도록 형성시키게 된다.

또한 상기 케이스(111)의 외주면에는 도 1b와 같이 천공홀(410)에 삽입될 때 천공홀 중앙을 따라 삽입될 수 있도록 외부 스페이서(161)를 형성시켜, 몰드 케이스(110)가 천공홀 중심을 따라 설치될 수 있도록 하게 된다.

또한 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)를 별도로 제작하게 되는데 이는 케이스(111) 선단부 내측면에 끼워져 설치되는 것으로서 소정의 두께(T)를 가진 프리캐스트 콘크리트 원형판으로 제작된 것을 이용하게 된다.

이러한 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)는 내부로부터 상면으로 돌출되어 상방으로 연장되어 노출되는 연결철근(131)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

도 1a 및 도 1b에는 상기 연결철근(131)이 U형으로 형성되어 상단이 노출되어 있음을 알 수 있고 상기 연결철근(131)은 후술되는 철근망(120)의 주철근(121)에 대응하는 위치 및 개수를 가지도록 형성된다.

다음으로, 철근망(120)을 제작하고 프리캐스트 하부 베이스플레이트(130)와 스타퍼(124)를 설치한다.

구체적으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 현장타설 콘크리트 말뚝의 천공 깊이를 확인한 후, 주철근(121)과 띠철근(122)을 조립하여 예컨대 원통형태의 철근망을 준비한다.

이때 상기 철근망(120)의 주철근 하단부는 커플러(123)를 이용하여 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)의 연결철근(131)과 서로 연결되도록 하여 일체화시키게 된다.

이로서 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)는 철근망(120)과 미리 일체화 시키고 있음을 알 수 있다.

다음으로 철근망(120)에 스타퍼(Stopper)를 설치한다.

구체적으로 상기 철근망(120) 상부에 스타퍼(124)를 설치하는데 상기 스타퍼(124)는 철근망(120)이 케이스(111)에 형성된 멈춤키관통홀(117)을 관통하는 강봉인 멈춤키(150)에 지지되도록 하는 역할을 하게 된다.

이러한 스타퍼(124)는 도 1a와 같이 예컨대 주철근(121)들의 내측면을 따라 접하도록 배치된 원형플레이트인 밴드(124a); 상기 밴드(124a)를 주철근(121)에 고정시키는 스타퍼고정구(124b)를 포함하여 형성되는 예가 도시되어 있는데, 상기 스타퍼고정구(124b)는 U형 볼트가 밴드(124a)를 관통하여 주철근(121)을 감싸 밴드 내측면에 체결너트로 체결되어 고정되도록 설치되고 있음을 알 수 있다.

이때 상기 스타퍼(124)는 후술되는 케이스(111)의 멈춤키관통홀(117)을 관통하는 멈춤키(150)의 상면에 저면이 접하여 지지되는 위치에 맞추어 철근망(120) 상부에 형성시키게 된다.

다음으로 철근망(120) 내부에 트레미관(140)을 설치한다.

구체적으로 도 1a 및 도 3과 같이 철근망(120) 내부에는 트레미관(140)이 삽입되어 상단이 철근망(120) 상부로 연장되도록 설치하게 된다.

이러한 트레미관(140)은 콘크리트 타설을 위한 타설관으로서 철근망(120) 내부 하부까지 삽입하여 설치하게 된다.

이러한 트레미관(140)은 철근망(120) 직경보다 작은 강관 등을 이용하게 된다.

이때 상기 트레미관(140)의 상단부는 보강관(115)의 상면까지 연장되도록 하여 케이스 중앙에 세팅되도록 하게 된다

이로서 철근망(120)의 선단부에는 프리캐스트 하부 베이스플레이트(130)가 연결되어 있고, 상부에는 스타퍼(124)가 형성되어 있으며, 내부에는 트레미관(140)이 설치된 상태가 되며 본 발명은 이를 조립된 철근망(120)이라 하기로 한다.

이때 상기 트레미관(140)의 상단에는 깔때기관 또는 펌프카 트레미관 연결장치를 설치하여 콘크리트가 트레미관에 충전될 수 있도록 하게 된다.

이러한 트레미관(140)은 도 1a 및 도 3과 같이 앞서 살펴본 멈춤키(150)에 의하여 역시 관통되어 위치가 케이스 내부에 세팅될 수 있도록 하게 되며 이에 트레미관(140)에는 멈춤키(150)의 설치위치에 대응하는 관통홀이 형성되도록 하게 된다.

다음으로는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 준비된 케이스(111)에 상기 조립된 철근망(120)을 삽입하는데, 이때, 강관인 케이스(111) 내부에 부착된 콘크리트 스페이서(112)에 의해 조립된 철근망(120)이 중앙에 위치하게 된다.

이때 도 2a와 같이 케이스(111)에 형성시킨 멈춤키관통홀(117)에 강봉인 멈춤키(150)를 삽입 관통시켜 멈춤키(150)에 철근망(120)의 스타퍼(124)가 지지되도록 세팅하게 되며 상기 멈춤키에 의하여 트레미관도 함께 관통되어 세팅된다.

이에 케이스(111)의 선단부 내면에는 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)가 끼워져 설치됨을 알 수 있으며, 이에 케이스(111)를 수직으로 세워도 철근망(120)과 트레미관(140)은 케이스(111)의 멈춤키(150)에 지지되어 케이스 하방으로 빠지지 않게 된다.

또한 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)와 케이스(111)는 별도의 이음매(고정연결) 없이 일체화된 상태가 되며 멈춤키(150)가 제거되면 케이스로부터 분리될 수 있는 상태가 된다.

이와 같이 조립된 철근망(120)과 트레미관(140)이 케이스(110)의 멈춤키(150)에 의하여 일체화된 것을 몰드 케이스(110)라고 하기로 한다.

도 2a는 이러한 몰드 케이스(110)를 도시한 것으로 이러한 몰드 케이스는 현장에서 미리 제작하여 설치될 수 있도록 준비하게 된다.

다음으로, 도 2b와 같이 몰드 케이스(110)를 천공홀(410)에 삽입할 준비를 한다. 구체적으로, 천공홀(410)을 말뚝 천공기(300)를 이용하여 지반에 형성시키게 된다.

이에 상기 몰드 케이스(110)를 천공홀(410)에 삽입시키게 된다.

구체적으로, 상기 말뚝 천공기(300) 또는 별도의 크레인을 이용하여 몰드 케이스(110)를 인양(프리캐스트 하부 베이스 플레이트가 아래쪽으로 향하도록)하여 천공홀(410)에 삽입하여 천공홀(410)의 선단부에 안착되도록 하게 된다.

이때, 도 1b와 같이 케이스에 외부 스페이서(161)가 형성된 몰드 케이스를 이용하는 경우 천공홀(410) 중앙에 몰드 케이스가 위치하도록 삽입 설치할 수 있을 것이다.

이때 지반(400)에 형성된 천공홀(410)에는 슬라임이 일부 잔존하고 있어 몰드 케이스(110)는 슬라임에 압착되어 천공홀(410)의 선단부에 지지되도록 설치된 상태가 됨을 알 수 있다.

또한, 몰드 케이스(110) 상부는 천공홀 외부로 일부 노출되어 멈춤키(150)가 외부에 노출되도록 함을 알 수 있다.

다음으로, 도 2c와 같이 트레미관(140)을 통해 콘크리트(200)를 몰드케이스(110) 내부에 타설하게 된다.

구체적으로 멈춤키(150)를 제거한 후 트레미관(140) 상부에 깔때기 관을 삽입 또는 펌프카에 직접연결 시킨 후 펌프카를 이용하여 콘크리트를 타설하게 된다.

이때 트레미관(140)을 통해 몰드 케이스에 내부에 콘크리트(200)를 타설하는 방식으로 콘크리트(200)를 몰드 케이스 내부 전체에 걸쳐 타설시키게 된다. 이 때, 트레미관(140)을 인발하면서 콘크리트(200)는 지표면 정도에 다다를 때까지 타설하면 되며 이에 멈춤키(150) 하방까지 타설된 콘크리트가 형성되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 트레미관(140) 인발은 멈춤키(150)를 빼 내어 인발될 수 있도록 하게 된다.

다음으로 도 2d와 같이 지반(400)에 콘크리트가 타설된 몰드 케이스(110)를 경타하여 지지 지반에 안착시키게 된다.

구체적으로, 상기 말뚝 천공기(300)의 항타장비(말뚝 천공기에 항타장비 장착)를 이용하여 콘크리트가 타설된 몰드 케이스(110)를 경타함으로써, 잔존하는 슬라임을 압착 및 제거하면서, 상기 지반(400)에 콘크리트가 타설된 몰드 케이스(110)의 선단부를 지지 지반에 안착시킨다.

즉, 상기 몰드 케이스(110)를 경타하여 슬라임을 압착 및 제거하고, 지지 지반까지 근입하여 선단 지지력을 확보할 수 있다. 여기서, 항타는 바로 콘크리트말뚝을 때려 박는 방식으로 직(항)타 라고도 하며, 경타는 말뚝 천공기로 천공을 하고 난 후에, 가볍게 때려 박는 방식을 말한다.

이로서 본 발명은 현장 타설콘크리트로 시공하면서 기성말뚝을 항타하여 설치함으로서 슬라임을 제거하는 효과를 가지면서 선단지지력 확보가 가능하도록 하는 것임을 알 수있다.

다음으로 도 2e와 같이 몰드 케이스(110)를 인발한다.

구체적으로, 멈춤키(150)를 몰드 케이스(110)로터 분리하여 몰드 케이스(110)와 베이스 플레이트(130)의 일체화를 해체한 후, 상기 말뚝 천공기(300)를 이용하여 진동을 주면서 상기 몰드 케이스(110)를 인발한다.

이때 까지는 아직 내부 콘크리트 경화된 상태가 아니므로 몰드 케이스 인발이 가능하게 되며 콘크리트(200)가 경화되면서 현장 타설말뚝 시공이 완성될 수 있게 된다.

이에 최종 지반에는 도 3과 같이 현장 타설콘크리트가 형성되어 있음을 알 수 있으며, 철근망(120)의 상기 천공홀(410) 위쪽으로 돌출되어 있음을 알 수 있다.

이러한 철근망은 미도시한 기초부에 매립되어 일종의 두부보강수단으로도 기능함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 몰드 케이스 및 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트 말뚝 시공 방법은, 도 3과 같이 말뚝 천공홀(410)에 삽입하기 위해 몰드 케이스(110)를 세웠을 때 철근망(120)이 몰드 케이스(110)로부터 분리되는 것을 막고, 상기 몰드 케이스(110)를 삽입하고 경타를 할 때, 지반에 그 하중을 전달하여 지지 지반까지 안착이 되도록 하는 역할을 하도록 몰드 케이스(110) 하부에 형성된 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)를 설치하고 있음을 알 수 있다.

이러한 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)는 경타가 끝나면 몰드 케이스(110)와 분리되어 몰드 케이스(110)만 인발되어 결국 프리캐스트 베이스 콘크리트가 하부에 형성된 현장 타설 말뚝을 완성시킬 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 현장타설 콘크리트말뚝 공법에서 말뚝 천공홀에 직접 철근망을 삽입하고 콘크리트를 타설하는 대신에, 지상에서 강관이나 기타 유사한 몰드 케이스 내에 철근망을 삽입하고 트레미관을 삽입 설치한 후, 몰드 케이스를 통째로 천공홀에 삽입하고, 트레미관을 인발하면서 트레미관을 통해 콘크리트를 타설한다. 이후, 매입말뚝과 유사하게 경타하여 지반에 근입시킨 후에 몰드 케이스를 인발하여 현장 콘크리트말뚝을 형성한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 기성제품 말뚝과 현장타설 콘크리트말뚝의 많은 장점을 함께 구비할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 지상에서 몰드 케이스에 철근망을 삽입하고 콘크리트를 타설하므로 Φ700 이하의 중소구경에도 몰드 케이스로 인해 철근망이 보호되고 좁은 천공경으로 콘크리트를 타설하는 문제점을 해결할 수 있으므로, 중구경 이하에서도 현장타설 콘크리트말뚝을 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 철근망을 몰드 케이스로 보호하여 천공홀에 삽입한 콘크리트를 타설함으로서 콘크리트를 몰드 케이스에 미리 타설하여 몰드케이스 무게가 너무 커져 취급, 시공성이 떨어질 수 있는 문제점을 해결할 수 있게 되며 조립된 철근망도 변형이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 몰드 케이스에 콘크리트를 타설하고 삽입한 후에 진동을 주면서 몰드 케이스와 트레미관을 인발하므로 천공홀에 직접 타설하여 발생되는 시공의 어려움 및 콘크리트의 재료 분리가 발생하지 않고, 온전한 콘크리트말뚝의 형상 유지가 용이하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 몰드 케이스를 삽입한 후 경타를 하고 하부 베이스 플레이트를 분리한 후에 케이스와 삽입된 트레미관을 인발하기 때문에, 매입말뚝과 같이 선단부의 슬라임 처리가 용이하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 몰드 케이스(Mold Case)
111: 케이스(Steel Pipe)
112: 스페이서(Spacer)
114: 항타브라켓
115: 보강관
116c: 체결볼트
117: 멈춤키관통홀
120: 철근망
121: 주철근 122: 띠철근
123: 커플러 124: 스타퍼
130: 프리캐스트 하부 베이스 플레이트
131: 연결철근
140: 트레미관
150: 멈춤키
161: 외부 스페이서(Outer Spacer) 162: 강관 케이싱
200: 콘크리트
300: 말뚝 천공기
400: 지반 410: 말뚝 천공홀

Claims (9)

1. 지상에서 미리 제작된 케이스(111)에 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)가 하부에 연결되며 트레미관(140)이 내부에 설치된 조립된 철근망(120)을 삽입시켜 몰드 케이스(110)를 준비하고,
   상기 몰드 케이스(110)를 지반의 천공홀(410)에 삽입하고,
   상기 몰드 케이스(110) 내부에 트레미관(140)을 이용하여 콘크리트(200)를 타설하고,
   상기 케이스(111)와 조립된 철근망(120)을 서로 분리시킨 후 케이스(111)만 인발하여 현장타설 콘크리트말뚝을 형성되도록 하고,
   상기 케이스(111)에는 멈춤키(150)가 관통 설치되어 철근망(120)에 설치된 스타퍼(124)가 멈춤키(150)에 지지되어 케이스(111)에 철근망이 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트레미관(140)에 멈춤키(150)가 관통하여 트레미관이 철근망 내부에 미리 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
3. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 케이스(111)를 인발하기 전에 경타하여 천공홀에 잔존하는 슬라임을 압착 또는 제거하여 지지 지반까지 몰드 케이스(110) 하단의 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)를 안착시켜 선단지지력을 확보한 후 상기 케이스를 인발하여 현장타설 콘크리트말뚝을 형성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법..
4. 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법에 있어서,
   a) 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)와 철근망이 커플러(123)에 의하여 연결되고 상부에 스타퍼(124)가 형성된 조립된 철근망(120)을 준비하는 단계;
   b) 상기 조립된 철근망(120)을 케이스(111) 내부에 삽입한 후, 케이스 상부를 관통하는 멈춤키(150)에 의하여 상기 스타퍼(124)가 지지되도록 하여 조립된 철근망과 케이스가 일체화되도록 하며, 트레미관(140)도 상기 멈춤키가 관통하여 철근망 내부에 트레미관(140)이 설치되도록 하여 몰드 케이스(110)를 준비하는 단계;
   c) 지반에 천공홀(410)을 천공하고, 상기 몰드 케이스(110)를 천공홀에 삽입하는 단계;
   d) 상기 멈춤키(150)를 제거하고 몰드 케이스 내에 트레미관을 이용하여 콘크리트(200)를 타설하여, 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 형성시키고 경타에 의해 상기 콘크리트가 타설된 몰드 케이스를 상기 지지 지반에 안착시키는 단계;
   e) 상기 멈춤키 제거에 의하여 서로 분리된 케이스와 조립된 철근망을 진동을 주면서 상기 케이스(111)를 인발하여 콘크리트 말뚝을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 d) 단계에서 상기 몰드 케이스를 경타하여 천공홀 선단부의 슬라임(Slime)을 압착 및 제거하고, 상기 지지 지반까지 안착시켜 선단 지지력을 확보하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 콘크리트 말뚝의 상부는 조립된 철근망 상부가 노출되어 기초부에 매립되도록 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 케이스 내면에 부착된 스페이서(112)에 의해 상기 조립된 철근망이 케이스 중앙에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법.
8. 제4항에 있어서,
   상기 프리캐스트 하부 베이스 플레이트(130)는 철근콘크리트로 제작되어 상면으로부터 돌출되어 형성된 연결철근(131)을 철근망의 주철근(121) 하부와 커플러(123)를 이용하여 서로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스와 트레미관을 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법.
9. 제4항에 있어서,
   상기 케이스(111) 외면에 부착된 외부 스페이서(161)에 의해 몰드 케이스(110)가 천공홀 중앙에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 몰드 케이스 및 긴장재를 이용한 현장타설 콘크리트말뚝 시공 방법.

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