KR101342180B1 - 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속재파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물의 터파기 공사시 주변지반의 붕괴 및 지반침하를 방지하기 위하여 터파기 공사 이전에 미리 시공되는 가설흙막이 시공에 사용되는 금속재 파일을 건축물이 완성된 이후에 재사용이 가능하도록 간단하고 용이하게 인발하도록 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법은 가설흙막이 시공에 사용되었지만 인발의 어려움으로 인하여 재사용되지 못하고 매립되었던 금속재 파일을 간단하고 용이한 방법으로 인발하여 재사용할 수 있을 뿐만 아니라 추후 재건축을 위하여 터파기할 때에도 굴착시공에 지장이 없도록 하기 때문에 친환경적이면서도 공사비를 절감할 수 있다는 효과가 있다. 나아가 본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법에 따르면 파일의 설치시에 선단부가 손상되지 않도록 함으로써 추후에 용이하게 인발할 수 있도록 하고, 현장에서 작업이 용이하고 경제적으로 공사가 수행되도록 한다는 장점이 있다.

Description

금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법{HYBRID SHOE MEMBER FOR EXTRACTING PILE AND EXTRACTING METHOD USING THEREOF}
본 발명은 금속재파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물의 터파기 공사시 주변지반의 붕괴 및 지반침하를 방지하기 위하여 터파기 공사 이전에 미리 시공되는 가설흙막이 시공에 사용되는 금속재 파일을 건축물이 완성된 이후에 재사용이 가능하도록 간단하고 용이하게 인발하도록 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 축조를 위한 지반 굴착시에는 굴착된 배면의 토사가 붕괴되거나 침하되는 것을 방지하고 인접지반이 안정성을 유지할 수 있도록 가설흙막이 공사가 수행되어진다. 이러한 가설흙막이 공사는 지반이 붕괴되는 것을 방지하고 굴착된 배면의 지반안정성이 유지되도록 하여야만 하는데, 굴착된 이외의 지반에는 피해를 가지 않도록 하여야만 한다.
현재 흙막이공사의 시공법은 여러 가지가 제안되고 있는데, 그 중 소일시멘트벽공법(S.C.W공법) 및 현장타설콘크리트말뚝공법(C.I.P공법)이 소음이 적다는 등의 여러 가지 장점을 가지고 있어 도심지 현장에서 많이 사용되는 추세이다. 상기 공법은 연속벽체 속에 금속재 파일(H형강)을 삽입하여 강성을 증대시키기 위한 목적으로 사용된다. 도 1a 및 도 1b는 각각 소일시멘트벽공법(S.C.W공법)에 의한 토류벽의 개략적 평면 구성도와 현장타설콘크리트말뚝공법(C.I.P공법)에 의한 토류벽의 개략적 평면 구성도를 나타낸다. 상기 도면은 토류벽체의 일부분만을 도시한 것으로서 터파기공사 구역의 경계를 따라 동일한 패턴으로 연속되는데, 상기 S.C.W공법 및 C.I.P공법은 지반을 보링기로 굴착하여 형성한 굴착공에 금속재파일을 삽입시키는데, 굴착공의 하단 부분에는 일정높이로 자갈 또는 토사가 잔존하게 되므로 금속재 파일을 굴착공 하단부분까지 관입시키기 위해서는 항타기라는 별도의 장비가 사용되기도 한다.
한편 상기와 같은 종래의 흙막이공사에 사용되는 금속재파일(H형강)은 토류벽 내부에 영구히 삽입되어 매립되어지기 때문에, 고가의 금속재 파일을 재사용하지 못한다는 치명적인 문제점을 가지고 있으며 나아가 추후 재건축을 위해 굴착작업시 기존에 설치되었던 종래의 금속재 파일에 의하여 오히려 굴착장애가 발생한다는 심각한 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 특허등록 제10-0641697호, 대한민국 실용실안등록 제20-0362090호 및 대한민국 공개특허 제10-2009-0114036호가 제안되었다.
즉 도 2에 도시된 바와 같이, 대한민국 특허등록 제10-0641697호는 H형강의 인발을 용이하게 하도록 합성수지를 원료로 하여 지지돌기들이 돌출되어 있는 이형재를 H형강 바깥면에 접촉하도록 감싼 후, 상기 이형재에 의해 에워싸인 H형강을 토류벽에 사용하고 있다. 그러나 이러한 종래의 방법은 현장에서 작업하기가 용이하지 않다는 문제점이 있으며, 나아가 H형강을 굴착공에 삽입시킬 때 항타로 인하여 선단부에 설치되어 있는 이형제가 파손된 상태로 콘크리트를 타설하게 되므로 건물완성 후 파일의 인발이 어렵다는 문제점이 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 대한민국 실용신안등록 제20-0362090호에 제시된 종래의 이형재는 스티로폼 등의 발포체로서 금속재 파일을 표면 요철에 따라 끼워 붙여진 후 토류벽에 사용되고 있다. 그러나 이러한 종래의 방법 또한 현장에서 이형재를 붙이는 작업은 용이하지만 굴착공에 삽입시킬 때 항타로 인하여 선단부의 이형제가 파손되는 문제점을 여전히 내포하고 있다.
나아가 상기 종래의 방법에 따른 이형재는 금속재 파일 표면에 부착되어지기 때문에 파일을 굴착공에 삽입시킬 때 작업원의 부주의 또는 굴착공 내부의 이물질 등에 의하여 이형재가 파손되는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우에는 이형재가 금속재 파일로부터 탈락된다는 문제점이 있다.
한편 대한민국 공개특허 제10-2009-0114036호에 따르면, H형강 인발을 용이하도록 윤활성 도포제(수용성 에폭시수지, 수용성 폴리에스터 수지, 수용성 합성수지계 에멀젼)를 H형강 표면에 도포하여 토류벽에 사용되어진다. 그러나 이러한 방법 또한 굴착공에 삽입시킬 때 항타로 인하여 선단 부분에 도포한 윤활성 도포제가 파손되는 문제가 발생되며 H형강 표면에 도포되는 이형제의 피복두께가 얇기 때문에 완공후 파일을 인발할 때 윤활기능을 수행하지 못하는 문제가 발생된다. 이를 방지하기 위하여 피복두께를 두껍게 할 경우에는 오히려 시공단가가 크게 상승된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물의 터파기 공사시 주변지반의 붕괴 및 지반침하를 방지하기 위하여 터파기 공사 이전에 미리 시공되는 가설흙막이 시공에 사용되는 금속재 파일을 건축물이 완성된 이후에 재사용이 가능하도록 간단하고 용이하게 인발할 수 있도록 함으로써, 공사비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 추후 재건축을 위하여 터파기할 때에도 굴착시공에 지장이 없도록 하고, 나아가 파일의 설치시에는 선단부가 손상되지 않도록 함으로써 추후에 용이하게 인발할 수 있도록 하고, 현장에서 작업이 용이하고 경제적으로 수행될 수 있도록 하며, 자연환경에 악영향을 주지 않도록 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하고 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 가설흙막이 공사에 사용되는 금속재 파일을 건축물이 완성된 이후에 인발하기 위한 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재는, 파일본체와 동일한 단면 형태와 크기로 이루어지며 상기 파일본체의 하단부와 서로 접촉하게 되며, 외틀부재의 하단부에 끼워져서 하이브리드 슈부재의 하단부로부터 외부로 돌출하게 장착되어지는 선단부재와; 상기 선단부재와 외틀부재를 고정시키도록 선단부재와 외틀부재의 하단부 사이에 개입되어지며, 띠형태로 된 철판을 절곡하여 상기 선단부재가 삽입될 수 있는 형상으로 성형되어지는 실링부재와; 상기 파일본체와 대응되는 단면형상으로 이루어지며 소정의 충전공간을 두고 파일본체의 외곽을 감싸도록 끼워지고, 상단부는 외부방향으로 확장되어지는 형상으로 이루어지며 상기 충전공간에는 이형재가 충전되어지는 외틀부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이형재는 파라핀으로 이루어지거나 또는 파라핀을 포함하여 황토 및 목분(木粉) 재료를 부가적으로 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 황토는 입경 1mm 이하의 미분형태로 사용되어지며, 상기 목분은 입경 2mm 이하의 미분형태로 사용되어지는 것을 특징으로 하며, 상기 이형재는 파라핀:황토:목분의 비율이 1:1:0.5로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 선단부재의 하단부는 지중에 근입되기 용이하도록 뾰족하게 절단된 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가설흙막이 공사에 사용되는 금속재 파일을 건축물이 완성된 이후에 인발하기 위한 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일의 인발공법은, (a) S.C.W공법 또는 C.I.P공법을 위한 가이드빔을 설치하는 단계와; (b) 터파기공사 영역의 경계에 천공(보링)하는 단계와; (c) 금속재 파일의 형성단계(S0)에 의해 형성된 금속재 파일을 삽입하고 항타하는 단계와; (d) 콘크리트를 타설하여 금속재 파일(1)을 고정하는 단계와; (e) 굴착하면서 띠장과 버팀대를 설치하는 단계와; (f) 터파기가 완료되면 부지를 정리하고 띠장및 버팀대를 철거하는 단계와; (g) 노출된 금속재 파일(1)의 표면에 피막을 도포하고 보호판을 부착하는 단계와; (h) 건물을 시공하고 완료하는 단계와; (i) 파일본체만을 지중에서 인발하여 반출하고, 필요에 따라서 재사용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 금속재 파일의 형성단계(S0)는, H형강으로 이루어진 파일본체(3)를 준비하는 제1단계(S1)와; 상기 파일본체의 외곽에 파일본체 단면형태와 동일한 단면 형태를 가지는 외틀부재를 끼워 상기 파일본체의 외곽에 충전공간을 형성하는 제2단계(S2)와; 상기 파일본체와 동일한 단면형상과 크기로 이루어진 선단부재를 상기 외틀부재의 하단부에 끼우고 실링부재를 이용하여 선단부재와 외틀부재를 서로 고정시키는 제3단계(S3)와; 그리고 상기 파일본체의 하단과 상기 선단부재의 상단이 서로 접촉한 상태에서 상기 외틀부재)와 상기 파일본체사이의 충전공간에 이형재를 충전하여 고착시킴으로써, 상기 파일본체, 선단부재 및 외틀부재를 고정시키는 제4단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 다른 실시예에 따르면, 상기 제1단계(S1)는 파일본체를 반입하고 표면의 녹과 불순물을 제거하는 단계를 포함하거나, 제2단계(S2)는 쐐기를 이용하여 충전공간이 파일본체의 외곽을 따라 균일한 두께로 형성되도록 파일본체와 외틀부재의 상호 위치를 세팅하는 과정을 포함하거나, 상기 제4단계(S4)는 파일본체에 이형재)를 도포하는 과정을 포함하거나, 상기 보호판은 스티로폼이 사용되는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있으며, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해서 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면부호를 사용하였다.
한편 본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법은 가설흙막이 시공에 사용되었지만 인발의 어려움으로 인하여 재사용되지 못하고 매립되었던 금속재 파일을 간단하고 용이한 방법으로 인발하여 재사용할 수 있을 뿐만 아니라 추후 재건축을 위하여 터파기할 때에도 굴착시공에 지장이 없도록 하기 때문에 친환경적이면서도 공사비를 절감할 수 있다는 효과가 있다. 나아가 본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재 및 이를 이용한 금속재 파일 인발공법에 따르면 파일의 설치시에 선단부가 손상되지 않도록 함으로써 추후에 용이하게 인발할 수 있도록 하고, 현장에서 작업이 용이하고 경제적으로 공사가 수행되도록 한다는 장점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 소일시멘트벽공법(S.C.W공법) 및 현장타설콘크리트말뚝공법(C.I.P공법)에 의한 토류벽의 개략적인 평면 구성도
도 2 및 도 3은 각각 종래의 기술에 따른 이형재를 도시한 모습
도 4는 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 가설흙막이공사용 파일의 사시도
도 5는 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 가설흙막이공사용 파일의 분해 사시도
도 6은 도 1의 A-A선을 따라 취한 종단면도이고, 도 7은 도 1의 B-B선을 따라 취한 횡단면도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이형재의 제조공정도
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 가설 흙막이공사에 있어서 파일의 인발까지의 과정을 도시한 순서도
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 가설 흙막이공사의 공정을 설명하기 위한 구성도
이하에서는 본 발명의 선호적인 실시예와 첨부된 도면을 참고로 하여, 더욱 상세하게 설명한다.
먼저 도 4 내지 도 7은 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 도시하고 있다. 상기 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 하이브리드 슈부재(10)는 금속재 파일(1)의 하단부에 장착되어지는 것으로서, 상기 금속재 파일(1)은 건축물의 시공을 위하여 터파기공사시 그 주변 지반의 붕괴 및 침하를 방지하기 위하여 굴착 전에 터파기공사 영역의 경계를 따라 미리 시공되는 가설 흙막이공사에 사용되어지는 것으로서, 터파기가 이루어지는 경계를 따라 수직으로 굴착 형성된 굴착공에 관입 설치되어진다. 이때 상기 금속재 파일(1)은 현재 널리 사용되는 H형강으로 이루어지는 것이 선호되지만, 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서 다른 형상 및 다른 재료로 이루어진 부재의 사용을 배제하는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 하이브리드 슈부재(10)는 금속재 파일(1)의 하단부에 장착되어지는데, 상기 하이브리드 슈부재(10)는 선단부재(11)와 실링부재(12) 그리고 외틀부재(13)로 이루어진다. 이에 대해서 보다 자세하게 설명하면, 상기 선단부재(11)는 일반적으로 파일본체(3)와 동일한 단면 형태와 크기로 이루어지며 상기 파일본체(3)의 하단부와 서로 접촉하게 되고, 아래에서 설명하게 되는 외틀부재(13)의 하단부에 끼워져서 하이브리드 슈부재(10)의 하단부로부터 외부로 돌출하게 장착되어진다. 이때 상기 선단부재(11)의 하단부는 지중에 근입되기 용이하도록 뾰족하게 절단된 형상(시옷(∧) 형상)으로 이루어지는 것이 선호되지만, 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서 다른 형상의 사용을 배제하는 것은 아니다. 한편 상기 선단부재(11)는 파일본체(3)에 비해서 매우 짧은 형태로 이루어지며 차후 지중에 매립되어 금속재 파일이 인발되더라도 인발되지 않는 부분이다. 상기 선단부재(11)는 금속재 파일의 근입을 용이하게 하기 위한 것으로서, 실링부재(12)의 내부에 결속된 형태로 외틀부재(13)의 내부에 결합되어진다.
다음으로 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 하이브리드 슈부재(10)의 실링부재(12)는 선단부재(11)와 외틀부재(13)의 하단부 사이에 개입되어 상기 선단부재(11)와 외틀부재(13)를 고정시킨다(도 6 참조). 이때 상기 실링부재(12)는 띠형태로 된 철판을 절곡하여 상기 선단부재(11)가 삽입될 수 있는 형상으로 성형하는 것이 선호되지만, 고정성을 확보할 수 있는 범위 내에서 다른 재료인 나무 또는 합성수지 등 철재 이외의 다른 소재의 사용을 배제하는 것은 아니다. 상기 실링부재(12)가 철재로 이루어지는 경우에, 상기 실링부재(12)는 선단부재(11)의 외곽에 용접으로 고정되며, 다음에서 설명하는 외틀부재(13)는 실링부재(12)의 외곽에 용접으로 고정되어질 수 있다. 한편 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 상기 실링부재(12)는 두께가 4.5mm ~ 10mm, 높이가 50mm ~ 100mm인 철판으로 제작되는 것이 선호된다.
다음으로 본 발명의 다른 주요 구성요소인 하이브리드 슈부재(10)의 외틀부재(13)에 대해서 설명한다. 상기 외틀부재(13)는 파일본체(3)와 대응되는 단면형상으로 이루어지며 소정의 공간(충전공간)을 두고 파일본체의 외곽을 감싸도록 끼워진다. 상기 외틀부재(13)는 다음에서 설명하는 이형재(20)를 도포하기 위한 거푸집으로서의 기능을 수행하게 되는데, 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면 철판으로 절곡 성형하여 제작되는데, 두께가 1.2mm ~ 4.5mm, 높이(H)는 굴착공의 하부에 쌓이는 슬라임(slime) 또는 이물질의 높이(H', 도 10 참조)을 고려하여 500mm ~ 1000mm로 이루어지는 것이 선호된다. 또한 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 상기 외틀부재(13)의 상단부(13a)는 깔때기와 같이 외부방향으로 확장되어지는 형상으로 이루어지는데, 이는 본 발명에 따른 이형재(20)를 충전공간 내부로 투입하기 용이하도록 하며, 굴착공에 금속재 파일(1)을 관입할 경우 굴착공의 측벽에 의해 이형재(20)가 부딪쳐서 손상되는 것을 방지한다.
한편 상기 외틀부재(13)와 파일본체(3) 사이의 충전공간에는 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 이형재(20)가 충전되어진다. 본 발명에 따른 이형재(20)는 파일본체(3)의 하단과 선단부재(11)의 상단이 서로 접한 상태에서 외틀부재(13)와 파일본체(3) 사이에 형성된 공간에 충전되어 고착되어진다. 본 발명에 따른 이형재(20)는 파일본체(3), 선단부재(11) 및 외틀부재(13)를 고정하는 수단이지만, 차후에 금속재 파일(1)을 지중에서 인발할 때 파일본체(3)와 굴착공 측벽 사이에 발생하는 마찰력이 최소로 되도록 하여 금속재 파일의 인발이 용이하도록 하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재가 장착된 금속재 파일을 인발하는 경우에는 파일본체(3)만이 인발되며, 상기 하이브리드 슈부재(10)의 구성요소인 선단부재(11), 실링부재(12), 외틀부재(13)는 지중에 매립된 상태로 남아 있게 된다.
한편 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 이형재(20)는 가설 흙막이 시공법에 있어서 주로 H형강으로 이루어지는 금속재 파일의 외부표면에 도포됨으로서, 추후 재사용을 위하여 금속재 파일이 인발될 경우 용이하게 인발이 이루어지도록 하는 구성요소이다. 본 발명에 따른 이형재(20)는 그 주된 구성요소로서 파라핀을 포함할 수 있으며, 나아가 파라핀을 포함하여 황토 및 목분(木粉) 재료를 부가적으로 배합하여 구성될 수도 있다. 상기 파라핀은 열에 의해 쉽게 액화되고 온도가 저하됨에 따라 신속하게 응고되어 적용대상물의 표면에 접착되므로 건설현장에서도 용이하게 사용할 수 있다. 또한 파라핀이 구비하고 있는 미끄러운 성질 덕분에 추후 파일의 인발에도 도움을 주게 되며, 피복 두께를 자유롭게 조절할 수 있다는 장점도 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 비용상승 문제를 고려하여 파라핀을 포함하여 황토 및 목분(木粉) 재료를 부가적으로 배합된 이형재 모르타르가 사용될 수도 있다. 도 9는 본 발명에 따른 이형재 모르타르의 제조공정을 도시하고 있는데, 파라핀, 황토(입경 1mm 이하의 미분형태) 및 목분(입경 2mm 이하)을 가열용기에 투입하고, 상기 가열용기를 가열하여 파라핀을 액화시킨 후 교반하여 균일하게 혼합되도록 한다. 이후 이를 저장용기에 담아 유통경로를 통해 작업자에게 제공한다. 이를 공급받은 작업자는 소정의 가열수단을 이용하여 재차 가열함으로써 파라핀 모르타르를 액화시킨 후 금속재 파일의 표면에 도포하거나 파일본체(3)와 외틀부재(13) 사이의 충전공간에 투입되어진다.
상기와 같은 성분으로 이루어진 본 발명에 따른 이형재 모르타르의 배합비율은 파라핀이 30 ~ 45 중량%, 황토가 30 ~45중량% 및 목분이 10 ~ 40 중량%로 이루어지며, 선호적으로는 파라핀:황토:목분의 비율을 1:1:0.5로 이루어지는 것이 선호된다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일 인발공법에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 흙막이 시공에서 금속재 파일의 인발과정 까지의 전체공정을 도시하고 있는데, 이하에서는 본 발명에 따른 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일의 형성단계(S0)에 대해서 먼저 설명한다.
본 발명에 따른 금속재 파일의 형성단계(S0)는 앞서 설명한 하이브리드 슈부재(10)를 이용하여 형성되어지는데, 먼저 H형강으로 이루어진 파일본체(3)를 준비하는 제1단계(S1)와; 상기 파일본체(3)의 외곽에 파일본체(3)의 단면형태와 동일한 단면 형태를 가지는 외틀부재(13)를 끼워 상기 파일본체(3)의 외곽에 충전공간을 형성하는 제2단계(S2)와; 상기 파일본체(3)와 동일한 단면형상과 크기로 이루어진 선단부재(11)를 상기 외틀부재(13)의 하단부에 끼우고 실링부재(12)를 이용하여 선단부재(11)와 외틀부재(13)를 서로 고정시키는 제3단계(S3)와; 상기 파일본체(3)의 하단과 상기 선단부재(11)의 상단이 서로 접촉한 상태에서 상기 외틀부재(13)와 상기 파일본체(3) 사이의 충전공간에 이형재(20)를 충전하여 고착시킴으로써, 상기 파일본체(3), 선단부재(11) 및 외틀부재(13)를 고정시키는 제4단계(S4)를 포함한다. 이때 상기 제1단계(S1)에는 파일본체(3)를 반입하고 표면의 녹과 불순물을 제거하는 단계가 포함되며, 제2단계(S2)에서는 쐐기 등을 이용하여 충전공간이 파일본체(3)의 외곽을 따라 균일한 두께로 형성되도록 파일본체(3)와 외틀부재(13)의 상호 위치를 세팅하는 과정을 포함할 수 있다. 또한 상기 제4단계(S4)는 파일본체(3)에 이형재(20)를 도포하는 과정까지 포함하는데, 상기 이형재(20)는 5mm ~10mm의 두께로 도포되는 것이 선호된다.
다음으로 본 발명에 따른 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일 인발공법의 전체 공정에 대해서 설명하면, 상기 공법은 통상의 S.C.W공법 또는 C.I.P공법을 위한 통상의 가이드빔을 설치하는 단계와; 터파기공사 영역의 경계에 천공(보링)하는 단계와; 앞서 설명한 금속재 파일의 형성단계(S0)에 의해 형성된 금속재 파일(1)을 삽입하고 항타하는 단계와; 콘크리트를 타설하여 금속재 파일(1)을 고정하는 단계와; 터파기공사를 수행하면서 가설흙막이벽을 설치하며, 흙막이벽을 지지하기 위한 통상의 띠장(30)과 버팀대를 설치하는 단계와; 터파기가 완료되면 부지를 정리하고 띠장(30) 및 버팀대를 철거하는 단계와; 노출된 금속재 파일(1)의 표면에 피막을 도포하고 보호판을 부착하는 단계와; 건물을 시공하고 완료하는 단계와; 금속재 파일(1), 더욱 상세하게는 파일본체(3)만을 지중에서 인발하여 반출하고, 필요에 따라서 재사용하는 단계를 포함한다.
한편 상기 보호판은 스티로폼이 사용되는 것이 선호되는데, 도 10에서 도시된 바와 같이 띠장(30)은 금속재 파일(1)과 파일 사이에서 횡방향으로 설치되는 것으로서 추후 제거될 수도 있는데, 상기 띠장(30)이 설치된 자리(P)에는 본 발명에 따른 이형재가 도포되지 않게 된다. 따라서 띠장(30)을 철거한 이후에는 해당 위치(P)에 보호피막을 도포하고 스티로폼과 같은 소재의 보호판(미도시됨)을 부착한다.
상기에서 기술된 구성과 효과를 가진 본 발명은 다양한 방법으로 변형이 가능하며, 상기에서 기술된 내용은 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형과 수정이 가능하며, 본 발명이 속한 분야의 당업자에게 자명한 변형은 다음의 특허청구범위 범위 내에 포함되어진다.
1 : 금속재 파일 3 : 파일본체
10 : 하이브리드 슈부재 11 : 선단부재
12 : 실링부재 13 : 외틀부재
20 : 이형재 30 : 띠장

Claims (10)

  1. 가설흙막이 공사에 사용되는 금속재 파일을 건축물이 완성된 이후에 인발하기 위한 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재에 있어서, 상기 하이브리드 슈부재(10)는
    파일본체(3)와 동일한 단면 형태와 크기로 이루어지며 상기 파일본체(3)의 하단부와 서로 접촉하게 되며, 외틀부재(13)의 하단부에 끼워져서 하이브리드 슈부재(10)의 하단부로부터 외부로 돌출하게 장착되어지는 선단부재(11)와,
    상기 선단부재(11)와 외틀부재(13)를 고정시키도록 선단부재(11)와 외틀부재(13)의 하단부 사이에 개입되어지며, 띠형태로 된 철판을 절곡하여 상기 선단부재(11)가 삽입될 수 있는 형상으로 성형되어지는 실링부재(12)와,
    상기 파일본체(3)와 대응되는 단면형상으로 이루어지며 소정의 충전공간을 두고 파일본체의 외곽을 감싸도록 끼워지고, 상단부(13a)는 외부방향으로 확장되어지는 형상으로 이루어지며 상기 충전공간에는 이형재(20)가 충전되어지는 외틀부재(13)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이형재(20)는 파라핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 이형재(20)는 파라핀을 포함하여 황토 및 목분(木粉) 재료를 부가적으로 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 황토는 입경 1mm 이하의 미분형태로 사용되어지며, 상기 목분은 입경 2mm 이하의 미분형태로 사용되어지는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 이형재는 파라핀:황토:목분의 비율이 1:1:0.5로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 선단부재(11)의 하단부는 지중에 근입되기 용이하도록 뾰족하게 절단된 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 따른, 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일의 인발공법에 있어서, 상기 인발공법은
    (a) 통상의 S.C.W공법 또는 C.I.P공법을 위한 통상의 가이드빔을 설치하는 단계와;
    (b) 터파기공사 영역의 경계에 천공(보링)하는 단계와;
    (c) 금속재 파일의 형성단계(S0)에 의해 형성된 금속재 파일(1)을 삽입하고 항타하는 단계와;
    (d) 콘크리트를 타설하여 금속재 파일(1)을 고정하는 단계와;
    (e) 터파기공사를 수행하면서 가설흙막이벽을 설치하며, 흙막이벽을 지지하기 위한 통상의 띠장(30)과 버팀대를 설치하는 단계와;
    (f) 터파기가 완료되면 부지를 정리하고 띠장(30) 및 버팀대를 철거하는 단계와;
    (g) 노출된 금속재 파일(1)의 표면에 피막을 도포하고 보호판을 부착하는 단계와;
    (h) 건물을 시공하고 완료하는 단계와;
    (i) 파일본체(3)만을 지중에서 인발하여 반출하고, 재사용하는 단계로 이루어지며,
    상기 금속재 파일의 형성단계(S0)는
    - H형강으로 이루어진 파일본체(3)를 준비하는 제1단계(S1)와;
    - 상기 파일본체(3)의 외곽에 파일본체(3)의 단면형태와 동일한 단면 형태를 가지는 외틀부재(13)를 끼워 상기 파일본체(3)의 외곽에 충전공간을 형성하는 제2단계(S2)와;
    - 상기 파일본체(3)와 동일한 단면형상과 크기로 이루어진 선단부재(11)를 상기 외틀부재(13)의 하단부에 끼우고 실링부재(12)를 이용하여 선단부재(11)와 외틀부재(13)를 서로 고정시키는 제3단계(S3)와; 그리고
    - 상기 파일본체(3)의 하단과 상기 선단부재(11)의 상단이 서로 접촉한 상태에서 상기 외틀부재(13)와 상기 파일본체(3) 사이의 충전공간에 이형재(20)를 충전하여 고착시킴으로써, 상기 파일본체(3), 선단부재(11) 및 외틀부재(13)를 고정시키는 제4단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일의 인발공법
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1단계(S1)는 파일본체(3)를 반입하고 표면의 녹과 불순물을 제거하는 단계를 포함하거나, 제2단계(S2)는 쐐기를 이용하여 충전공간이 파일본체(3)의 외곽을 따라 균일한 두께로 형성되도록 파일본체(3)와 외틀부재(13)의 상호 위치를 세팅하는 과정을 포함하거나, 상기 제4단계(S4)는 파일본체(3)에 이형재(20)를 도포하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일의 인발공법
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 보호판은 스티로폼이 사용되는 것을 금속재 파일 인발용 하이브리드 슈부재를 이용한 금속재 파일의 인발공법
  10. 삭제
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