KR101351058B1 - 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도로 시설물용 지주기초구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 그 목적은 경량장비를 이용한 시공이 가능하게 하고, 지주기초구조물 면적을 최소화하여 굴착 작업에 의해 기존지반 훼손 범위를 최소화하고 현장 적용 범위를 확대토록 하기 위해, 지반(Soil)과 구조물의 상호관계인 구조적 특성을 최대한 이용하는데 부합하기 위해 폴리건(Polygon) 형태의 블록기초를 제작하여 거치토록 하며, 이러한 폴리건 형태의 블록기초를 소구경의 강관파일과 속채움 콘크리트 및 그라우팅 등으로 이루어진 마이크로파일로 지지되는 도로 시설물용 지주 기초구조물 및 그 시공방법을 제공하는 것이다. 결국 본 발명은 지주로부터 전달되는 힘의 방향별 단면 2차 모멘트를 최대로 갖도록 하는 폴리건 형태의 블록기초의 기존 대비 콤팩트한 사이즈에도 불구하고 지반(Soil)과의 접촉면적 및 단면상수 증대를 도모하여 지지로부터 전달되는 상부하중에 의한 지지력, 전도, 활동 저항 능력을 증대시킬 수 있는 것이다. 이를 위한 본 발명은 평면상으로 다각형 모양을 이루며, 상부면 주변부에는 서로 등 간격을 유지하는 다수개의 블록아웃부(410)가 구비되고, 상기 각 블록아웃부(410)의 저면으로부터 관통 구조를 이루도록 다수개의 슬리브파이프(240)가 매입 설치되는 프리캐스트 폴리건 블록기초(100); 상기 각 슬리브파이프(240)의 내부로 삽입된 강관(210)의 선단을 지반에 압입시킨 상태에서, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 구성되는 다수개의 마이크로파일(200); 및 상기 폴리건 블록기초(100)의 중앙 상부에 지주(50)의 하단을 연결하는 지주강결부(300);를 포함하여 구성한 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물 및 그 시공방법{PILLAR FOUNDATION STRUCTURE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 가로등, 신호등, 안내표시판, 광고판 등과 같은 도로, 철도뿐만 아니라 단지, 공공시설에 설치되는 각종 시설물(이하 '도로 시설물'이라 칭함)용 기둥으로 사용되는 지주를 지지하는 기초구조물에 관한 것이다.
상세하게, 본 발명은 경량장비를 이용한 시공이 가능하게 하고, 지주기초구조물 면적을 최소화하여 굴착 작업에 의해 기존지반 훼손 범위를 최소화하고 현장 적용 범위를 확대토록 하기 위해, 지반(Soil)과 구조물의 상호관계인 구조적 특성을 최대한 이용하는데 부합하기 위해 폴리건(Polygon) 형태의 블록기초를 제작하여 거치토록 하며, 이러한 폴리건 형태의 블록기초를 소구경의 강관파일과 속채움 콘크리트 및 그라우팅 등으로 이루어진 마이크로파일로 지지되는 도로 시설물용 지주 기초구조물 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.
결국 본 발명은 지주로부터 전달되는 힘의 방향별 단면 2차 모멘트를 최대로 갖도록 하는 폴리건 형태의 블록기초의 기존 대비 콤팩트한 사이즈에도 불구하고 지반(Soil)과의 접촉면적 및 단면상수 증대를 도모하여 지지로부터 전달되는 상부하중에 의한 지지력, 전도, 활동 저항 능력을 증대시킬 수 있는 것이다.
또한 기초구조물의 조립 시공뿐만 아니라, 지주와의 연결시공을 용이하고 신속하게 수행할 수 있으면서 인발저항 능력을 최대화할 수 있고, 지주와 직접적으로 연결되는 앵커볼트 등의 수량과 정착길이를 축소시킬 수 있는 지주 강결시스템과, 마이크로파일 시공이 정확하고 용이토록 하면서 폴리건 형태의 블록기초와 연결을 강결토록 하는 마이크로파일의 두부보강장치 기술을 갖는 도로 시설물용 지주 기초구조물에 관한 것이다.
일반적으로 가로등, 신호등, 안내표시판, 광고판 등과 같은 도로, 철도, 단지 및 공공시설 시설물의 기둥을 형성하는 도로 시설물용 지주를 도로, 철도 및 인도의 가장자리에 설치하기 위해서는, 외부충격이나 강풍에 쉽게 쓰러지거나 뽑힘이 일어나지 않도록 땅속에 과대한 면적 및 중량의 콘크리트를 현장 타설하여 설치하거나 프리캐스트 페데스탈(Pedestal) 블록 및 피어(Pier) 기초를 매립한 다음, 그 블록기초 위에 지주를 견고히 고정시키도록 하고 있다.
도 1은 종래 도로 시설물 지주기초구조물의 일예를 도시한 단면도이다.
현재 대부분 국내에서 사용되고 있는 표지판, 신호등 등의 시설물(60)용 기둥으로 사용되는 지주(50)를 지지하는 지주 기초구조물(10)은 페데스탈(30)을 갖는 확대기초(20)형 현장 타설 콘크리트 공법에 의해 이루어지고 있다.
즉, 현장타설 콘크리트 페데스탈(30)과 확대기초(20)로 이루어진 지주기초구조물(10)을 시공하기 위해, 먼저 지반을 굴착한 후, 굴착된 부분에 거푸집을 설치한 다음, 보강철근과 다수의 지주 연결용 앵커볼트(35)를 설치한 다음, 거푸집 안으로 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트를 양생하는 방식으로 시공하여 지주기초구조물(10)을 제작하게 된다. 이렇게 지주기초구조물(10)이 양생된 다음에 굴착되고 남은 공간에 되메우기 및 다짐을 실시한 다음, 표지판과 신호등용 지주(50)에 부착된 베이스플레이트(40)를 상기 앵커볼트(35)와 너트(36)로서 강결하여 표지판과 신호등 지주(50)를 지지하는 지주기초구조물(10)을 시공하게 된다.
그러나 이러한 현장타설 콘크리트 페데스탈(30)과 확대기초(20)로 이루어진 지주기초구조물(10)은 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 외력에 대한 전도 및 활동 등의 안정을 유지하기 위해서 확대기초 구조물의 폭원(幅員)이 커짐에 따라, 굴착범위가 증가하여 훼손 용지범위가 확대되고 기존 도로, 철도 및 단지 등의 노반(路盤)의 다짐 상태를 훼손하게 됨으로서, 기존노반의 토질 교란과 다짐이 불량해지며, 이에 따라 노반 침하나 단차 등의 문제를 야기하게 되고, 넓은 공간의 터파기와 되메우기에 의한 토공 물량 과다와, 콘크리트 현장타설 및 양생과정 등의 공종 증가와, 인력 시공량 증대에 의해 공사비 상승과 공사기간이 증가하는 등의 문제를 야기시킨다.
특히, 연약지반에 지주기초구조물(10)을 시공하는 경우에는 직접기초로서 지반 지지력이 부족한 경우에는 확대기초(20)의 폭원을 더욱 증가시켜야 하거나 혹은 파일로 추가 지지하는 구조를 취하여야 하며, 암반 지반에 지주기초구조물(10)을 시공하는 경우에는 암반 터파기 공사에 의해 많은 어려움으로 인하여 공사비 상승과 공사기간 증가 등의 문제를 유발하게 된다.
도 2는 종래 도로 시설물 지주기초구조물의 다른 예를 도시한 단면도이다.
상기와 같은 현장타설 콘크리트 페데스탈과 확대기초로 이루어진 지주기초구조물(10) 시공의 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 표지판 및 신호등 등의 시설물(60)의 지주(50)를 연결하고 지지하기 위하여 페데스탈(30)과 피어기초(70)를 하나의 프리캐스트 콘크리트로 모듈화한 지주기초구조물(10) 시공방법이 있다.
즉, 지주(50)가 연결되는 두부에 해당되는 두께 이상인 페데스탈(30)에 앵커볼트(35)가 미리 매입된 확장형 단면부를 갖도록 하고, 상기 두께 이하의 기초는 페데스탈(30) 단면보다 작은 단면의 프리캐스트 콘크리트 피어기초(70)를 갖도록 구성되어 있다. 상기 피어기초(70)의 길이는 작고 일반 파일 규격보다 크게 함으로서 선단지지면적과 마찰력을 높이도록 하여 지주(50)로부터 전달되는 하중에 대한 선단지지력과 전도 및 활동 등에 저항 능력을 보강할 수 있도록 하고 있다.
그러나 이러한 프리캐스트 콘크리트 페데스탈(30)과 피어기초(70)로 이루어진 지주기초구조물(10) 역시 다음과 같은 문제가 있다.
먼저 도 1에 도시된 확대기초보다는 기초 면적이 줄어들어 지반 굴착량은 상대적으로 줄일 수 있으나, 충분한 지지력을 확보하기 위해서는 도 1의 페데스탈과 확대기초로 이루어진 지주기초구조물의 깊이보다 상대적으로 깊은 굴착이 이루어져야 하고, 이에 따라 대구경 오거보링기(Auger Boring Machine) 등의 대형 장비를 필요로 함으로 인해 공사비용 증가와 작업공간이 크게 증가되거나, 굴착장비가 진입하지 못하는 협소한 환경에서는 적용이 불가능하게 되어 현장 적용성의 한계가 있는 등의 문제점이 있다.
또한 프리캐스트 콘크리트 페데스탈 및 피어기초로 이루어진 지주기초구조물(10)은 중량이 무거워 운반, 인상, 거치 등의 취급이 곤란하게 되어 시공성 결여와 과다한 인력 투입에 의해 현장 적용성이 제한 받으며, 도 1에 도시된 확대기초의 경우보다는 기존 노반의 훼손 폭원이 축소될 수 있으나, 상대적으로 굴착 깊이가 증가되어 이를 보강하기 위한 공사비가 증액되는 등의 문제점가 발생된다.
한편 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 지주기초구조물(10)들 모두는, 지주(50)와 페데스탈(30)의 연결은 많은 수량의 앵커볼트(35)를 필요로 하고, 그 정착길이 역시 매우 크게 설치하여야 하며, 또한 각 앵커볼트(35)의 사이에는 베이스플레이트(40)를 지지하기 위한 스티프너(45:Stiffener)가 앵커볼트(35)의 수만큼 구비되어야 한다. 결국 이로 인하여 지주(50)와의 연결이 복잡하여 시공시간과 공사비가 많이 소요되며, 노출부의 미관이 저해되고, 많은 수의 앵커볼트(35)로 인해 앵커볼트 간의 간격이 좁아 인발력 저항 범위가 중첩되어 오히려 저항 능력이 저하되는 등의 문제가 발생된다. 또한, 도 1과 같이 현장타설 공법으로 지주기초구조물(10)을 축조하는 경우에 지주와 연결되는 앵커볼트(35) 위치가 타설 시 콘크리트 압력 등으로 이동하여 정확한 위치 세팅이 어렵고, 현장타설 콘크리트 강도 저하에 따른 앵커볼트 정착길이가 길어지는 등의 문제도 발생된다.
이에 본 발명은 상기의 종래 공법이 갖고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 표지판이나 신호등 등에 의해 지주에 발생하는 축방향 하중, 휨 모멘트 및 비틀림 모멘트에 대해 효과적으로 저항하기 위하여, 지반(Soil)과 기초 접지면적을 힘의 작용방향에 따라 증가하여 지반과 기초의 상호작용(Soil-Structure Interaction)을 최대화 하도록 하고, 시공의 간편을 도모하기 위하여 다운사이징한 폴리건(Polygon) 형태의 블록기초를 프리캐스트로 제작토록 하고, 상기 프리캐스트 폴리건(다각형)블록기초 하부에는 상부 표지판이나 신호등에서 발생하는 외력들 크기에 따라 소구경 강관파일을 1개 또는 2개 이상의 다수개로 배치하여 소형 항타 장비로 근입시키고, 상기 소구경 강관파일의 내부에 속채움 콘크리트를 채우면서, 속채움 콘크리트를 채울 시 중력에 의해 소구경 강관파일 주변에 그라우팅이 이루어지게 하여 마이크로파일을 형성시키고, 이렇게 형성된 마이크로파일과 지반의 상호작용(Pile-Soil Interaction)을 통하여 지반의 선단 지지력과 파일 주변의 마찰력을 증가시킬 수 있는 지주기초구조물 및 시공방법을 제공하는 것이다.
이를 통해 본 발명은 상부구조에서 전달되는 축방향 하중, 휨 및 비틀림 저항에 대한 능력 강화를 이룰 수 있으며, 경량의 소형장비로 시공이 가능케 하여 시공성을 좋게 하고, 적용 현장 범위 확대와 공사비 및 작업시간을 최소화 시킬 수 있도록 한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물 및 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 지주와 연결하는 폴리건 블록기초를 프리캐스트화 함으로서 앵커볼트의 정확한 위치 매입이 가능하게 하고, 앵커볼트에 스터드너트 체결을 통한 벨 타입 앵커볼트나 인케이스파이프에 지주 파이프를 삽입시켜 연결하는 등의 지주강결시스템을 도입하여 지주와 폴리건 블록기초와의 연결을 용이하게 하면서 콘 전단 저항능력과 전도 저항능력을 최대화함으로서 강결부재의 개수와 크기를 대폭 축소하여 설계할 수 있는 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물을 제공하는 목적도 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은 평면상으로 다각형 모양을 이루며, 상부면 주변부에는 서로 등 간격을 유지하는 다수개의 블록아웃부(410)가 구비되고, 상기 각 블록아웃부(410)의 저면으로부터 관통 구조를 이루도록 다수개의 슬리브파이프(240)가 매입 설치되는 프리캐스트 폴리건 블록기초(100);
상기 각 슬리브파이프(240)의 내부로 삽입된 강관(210)의 선단을 지반에 압입시킨 상태에서, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 구성되는 다수개의 마이크로파일(200); 및
상기 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 매입 설치된 앵커볼트(310)에 대해 지주(50)의 하단을 연결하는 지주강결부(300);를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지반에 압입되는 강관(210)의 일정 길이구간에는, 강관(210)의 내부에 채워지는 속채움 콘크리트(230)가 관통하여 강관(210)의 외부로 확산 경화되도록, 다수개의 관통홀(250)이 구비된 것일 수 있다.
또한, 상기 지주강결부(300)는, 지주(50)의 하단에 구성된 중공베이스플레이트(380)와 연결되는 다수개의 앵커볼트(310); 상기 다수개의 앵커볼트(310)의 하단에 둘레부가 결합되는 인서트플레이트(370); 및 상기 인서트플레이트(370)에 하단부가 결합되며, 폴리건 블록기초(100)의 상부면에 올려진 지주(50)의 하단 내부로 삽입되게, 상단부가 폴리건 블록기초(100)의 상부로 돌출 형성되는 인케이스파이프(360);를 포함하여 구성한 것일 수 있다.
또한, 상기 각 블록아웃부(410)에는 마이크로파일(200)의 두부를 폴리건 블록기초(100)와 연결하는 파일두부강결부(400)를 포함하며, 상기 파일두부강결부(400)는, 상기 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 일단이 블록아웃부(410)의 측면에 매입 설치되며, 속채움 콘크리트(230)를 채우기 전 외부로 노출된 끝단을 서로 배근시키는 다수개의 보강철근(420)으로 구성된 것일 수 있다.
한편, 본 발명은 평면상으로 다각형 모양을 이루며, 지주가 올려지는 상부면 중앙으로부터 관통 구조를 이루도록 슬리브파이프(240)가 매입 설치되는 프리캐스트 폴리건 블록기초(100);
상기 슬리브파이프(240)의 내부로 삽입된 강관(210)의 선단을 지반에 압입시킨 상태에서, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 구성되는 마이크로파일(200); 및
상기 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 매입 설치된 앵커볼트(310)에 대해 지주(50)의 하단을 연결하는 지주강결부(300);를 포함하여 구성한 것도 특징으로 한다.
이때, 상기 마이크로파일(200)을 구성하는 강관(210)은, 폴리건 블록기초(100)의 상부면에 올려진 지주(50)의 하단 내부로 삽입되게, 두부가 폴리건 블록기초(100)의 상부로 돌출 구성된 것일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물 및 그 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 소구경의 짧은 근입 깊이를 갖는 소수의 마이크로파일과 소형의 프리캐스트 폴리건 블록기초를 이용하여, 지반과 기초의 상호작용에 의해 표지판이나 신호등 등의 상부 하중을 효과적으로 저항하도록 한 기술구조에 의해, 블록기초 규격을 최소화에 의해 터파기 공간을 대폭 감소시켜 굴착량을 현저히 줄일 수 있고, 기존 지반 교란을 없앨 수 있는 이점과, 작업 현장 여건에 구애 없이 시공이 가능해짐에 따라 그 적용범위가 매우 확대될 수 있는 효과가 있다.
또한 소형의 프리캐스트 블록기초에 의해 운반, 인상 및 거치 등이 용이 할뿐만 아니라, 현장 작업성 개선에 의한 공사기간 단축과 인력 시공이 줄여 시공 안전성이 높으며, 기존 노반에 있던 지주기초시설물을 교체할 경우 도로 교통 흐름에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 소구경의 강관을 경량의 소형 항타 장비로 근입시키는 것이 가능하기 때문에 오거보링기와 같은 대형 및 고가의 장비가 없더라도 항타 작업을 간편히 수행할 수 있어 공사비 감소, 공사기간 단축 및 현장 제한 범위가 없는 등의 효과적 공법을 제공할 수 있다.
또한 소형의 프리캐스트 폴리건 블록기초와 일반적 경량의 소형장비로서 시공이 가능한 마이크로파일이 조합된 구성으로 인하여, 연약지반뿐만 아니라, 암반 등의 지반에 대해서도 작은 면적의 굴착량에도 불구하고 견고한 기초구조물을 만족할 수 있다.
또한 필요에 따라 마이크로파일의 마찰력을 높이기 위해서 마이크로파일의 강관에 일정 간격의 관통홀을 설치하고 폴리건 블록기초 상부에서 강관 내부에 그라우팅을 가압시키게 되면 상기 관통홀을 통해 그라우팅이 파일 주변에 주입됨으로서, 지반의 밀도가 더욱 치밀해지는 효과가 있고, 이로 인해 차량의 충돌이나 강한 풍하중이 발생되더라도 지주로부터 전달되는 축방향의 하중은 물론 휨, 비틀림 하중에 대해 확실하고 견고한 저항력을 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한 프리캐스트 폴리건 블록기초 내부에 접지선, 전선 등의 선로 망을 설치하기 위한 인케이스파이프를 지주의 일정 높이까지 돌출 연장하여 상기 인케이스파이프에 지주를 관입시켜 연결함으로서, 상부하중에 의한 안정성을 보다 높이고, 앵커볼트 등의 강결부재의 개수와 크기(정착깊이)를 줄여 시공성 개선과 더불어 공사비 감소 등을 가져올 수 있는 효과가 있다.
또한 적은 지반 굴착량과 체적이 작은 이유에서 시공시간을 대폭 줄일 수 있기 때문에, 예를 들어 기존 도로에 시공되어 있던 도로 시설물을 교체할 경우 도로 교통 흐름에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있고, 신설 도로에서도 공사시간이 짧기 때문에 도로의 조기개통이 요구될 때 보다 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 종래 도로 시설물 지주기초구조물의 일예를 도시한 단면도.
도 2는 종래 도로 시설물 지주기초구조물의 다른 예를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물의 단면도(a) 및 평면도(b).
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물의 단면도(a) 및 평면도(b).
도 5는 본 발명에 의한 마이크로파일의 다양한 설치 상태를 보이는 상세도면들.
도 6은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 의한 지주강결부의 다양한 설치 상태를 보이는 상세도면들.
도 7은 본 발명에 의한 파일두부강결부의 설치 상태를 보이는 상세도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물의 단면도(a) 및 평면도(b).
도 9는 본 발명에 의한 제1 및 제2 실시 예에 의한 지주기초구조물의 시공단계를 보인 작업 상태도.
도 10은 본 발명에 의한 제3 실시 예에 의한 지주기초구조물의 시공단계를 보인 작업 상태도.
위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은 이하 첨부도면을 참조한 본 발명의 실시 예들을 통하여 더욱 명백히 한다.
아울러 이하 본 발명의 다양한 실시 예를 설명함에 있어 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 인출번호를 그대로 사용하였다.
도 3 (a) (b)는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물의 단면 및 평면도이다.
도시된 제1 실시 예에 의하면, 지주기초구조물은 프리캐스트 콘크리트인 폴리건 블록기초(100), 상기 폴리건 블록기초(100)를 지지하는 다수개의 마이크로파일(200), 및 지주(50)와 폴리건 블록기초(100)를 연결하는 지주강결부(300)를 포함하여서 구성된다.
폴리건 블록기초(100)는, 부여된 명칭에서 알 수 있듯이 평면상으로 다각형(Polygon) 모양을 갖도록 프리캐스트 제작되는 콘크리트 블록이다. 상세하게, 폴리건 블록기초(100)의 둘레부에는 다수개의 마이크로파일(200)과 상응하는 위치에 구비되며 각 마이크로파일(200)을 구성하는 소구경 강관(210)을 내부로 삽입시키도록 강관(210)의 직경보다 약간 큰 직경을 유지하는 다수개의 슬리브파이프(240)가 구비된다. 또한 각 슬리브파이프(240)의 상단부에는 파일두부강결부(400)를 형성하기 위한 공간을 형성하는 블록아웃부(410)가 구비된다.
도 3 (b)에 도시된 바와 같이 제1 실시 예에 의한 폴리건 블록기초(100)는 3개의 마이크로파일(200)이 서로 등 간격(120도)을 유지할 수 있도록 대략 삼각형 구조의 단면을 구비하고 있다. 실질적으로 도시된 바로는 육각형 구조를 이루고 있음.
마이크로파일(200)은, 지반으로부터 상기 폴리건 블록기초(100)를 고정 지지하는 수단으로, 소구경의 강관(210)을 포함하여서 구성된다. 상세히, 폴리건 블록기초(100)에 구성된 슬리브파이프(240)의 내부로 소구경의 강관(210)을 거치시킨 상태에서 항타 장비를 이용하여 강관(210)의 선단을 지반으로 근입시킨 다음, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채움으로서 고정 설치된다. 이러한 마이크로파일(200)에 대해서는 후술하여 상세히 설명하기로 한다.
지주강결부(300)는, 상기 폴리건 블록기초(100)와 지주(50)를 연결하는 수단으로, 상기 폴리건 블록기초(100)의 프리캐스트 콘크리트 제작 시 미리 매입된 앵커볼트(310)를 포함하여 구성하게 된다. 이러한 지주강결부(300) 역시 후술하여 상세히 설명하기로 한다.
한편 마이크로파일(200)의 두부와 폴리건 블록기초(100)를 연결하는 다수개의 파일두부강결부(400:도 7참조)를 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 파일두부강결부(400) 역시 후술하여 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 부재력 방향별 단면 강성이 증가된 폴리건 블록기초(100)와 마이크로파일(200)의 효과적인 배치 구조로부터, 용지 침범 범위를 최소화할 수 있으며, 강한 풍하중에 의해 지주(50)로부터 전달되는 휨 모멘트와 비틀림 모멘트에 대해서도 폴리건 블록기초(100)와 지반과의 상호작용 면적을 증가시킴으로서 강한 저항을 발생시킬 수 있는 것이다.
특히 도 1에 도시된 바와 같이 표지판 및 신호등의 지주 시설물은 흔히 사면 구조의 성토나 절토에 시공되는 경우가 대부분인데, 이 경우 사면 구조의 용지 침범 범위를 최소화할 수 있음에도 불구하고 지주(50)로부터 전달되는 휨 모멘트와 비틀림 모멘트에 대해 강한 저항력을 구현할 수 있게 된다.
또한 용지 침범 범위의 최소화로 인해 굴착 공간이 축소됨으로서, 터파기 작업이 줄어드는 등의 시공 시간도 크게 줄일 수 있다.
또한 폴리건 형태의 블록기초(100)로부터 마이크로파일(200)을 구성하는 강관(210)을 상대적으로 소구경으로 구비할 수 있기 때문에, 강관(210)을 지지력 층까지 근입시키기 위한 압입이나 항타 작업 시 저항 능력을 줄일 수 있음으로서, 근입이 매우 용이하며, 이로 인해 대형 항타 장비나 오거 보링기(Auger Boring Machine) 없이 소형 장비로도 강관(210)의 원활한 근입이 가능하며, 현장 적용범위의 확대와 공사비용, 공사기간, 및 CO2의 발생량을 크게 줄일 수 있다.
한편 도 4 (a) (b)는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물의 단면 및 평면도이다.
도시된 제2 실시 예에 의한 지주기초구조물 역시, 프리캐스트 콘크리트인 폴리건 블록기초(100), 상기 폴리건 블록기초(100)를 지지하는 다수개의 마이크로파일(200), 및 지주(50)와 폴리건 블록기초(100)를 연결하는 지주강결부(300)를 포함하여서 구성된다.
제2 실시 예에 의한 폴리건 블록기초(100), 마이크로파일(200), 및 지주강결부(300)에 대한 각 구성요소는 전술한 제1 실시 예와 크게 구별되지 않는다.
다만, 도 4 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 실시 예에 의한 지주기초구조물은 2개의 마이크로파일(200)이 서로 등 간격(180도)을 유지할 수 있도록 양쪽으로 길이를 갖는 대략 사각 구조의 단면을 구비하고 있다. 실질적으로 도시된 바로는 팔각형 구조를 이루고 있음.
결국 전술한 제1 실시 예에 의한 지주기초구조물은 시설물의 하중이 크거나 강한 풍하중이 예상되는 대형 시설물에 적합한 구조이며, 상대적으로 제2 실시 예에 의한 지주기초구조물은 중형 시설물에 대한 적용이 바람직하다.
한편 도시되진 않았지만, 본 발명에 의한 마이크로파일(200)은 4개 이상의 개수로 구성될 수도 있으며, 이러한 마이크로파일(200)의 단순 개수는 특별히 한정하지 않는다.
계속해서 도 5 (a) (b) (c)는 상기 제1,2 실시 예에 의한 마이크로파일의 다양한 설치 상태를 보이는 상세도면들이다.
먼저 (a) 도면을 참조하면, 폴리건 블록기초(100)를 현장으로 운반하여 굴착 공간에 시공한 다음, 폴리건 블록기초(100)에 구성된 슬리브파이프(240)의 내부에 강관(210)을 거치시킨 상태에서, 항타 장비를 이용하여 강관(210)의 선단을 지반으로 근입시키고, 이후 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고, 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채움으로서 형성된다.
이때 바람직하게 강관(210)의 선단(하단)에는 선단슈(220)를 구성하여, 압입이나 항타 작업 시 근입 저항 능력을 줄여 원활한 근입이 가능하도록 한다.
한편 (b) 도면을 참조하면, 지반에 압입되는 강관(210)의 선단부 둘레에는 다수개의 관통홀(250)을 구비할 수 있다. 이러한 관통홀(250)로 인해 근입 완료된 강관(210)의 내부에 속채움 콘크리트(230)를 주입하게 되면, 중력에 의해 관통홀(250)을 통하여 그라우팅이 강관(210)의 주변부로 확산 경화되어 소일(Soil)그라우팅(260) 지반이 자연스레 형성되고, 이로서 선단지지력 및 마찰력을 보다 더 증대시킬 수 있게 된다.
한편 (c) 도면을 참조하면, 상기 (a),(b) 도면에 도시된 선단슈(220)와 달리, 강관(210)의 선단(하단)에는 강관(210)의 직경보다 큰 크기를 가지도록 강관(210)의 선단부를 감싸는 구조의 결합부를 갖는 확장형 콘선단슈(225)를 구성하고 있다. 이러한 확장형 콘선단슈(225)는 마이크로파일(200)에 작용하는 상부 접지압보다 지반지지력이 부족한 경우에 선단 접지면적을 증가시켜 허용 지반지지력을 높일 수 있다. 또한 지반에 압입되는 강관(210)의 둘레에는 강관(210)의 길이방향으로 이어지며 서로 균등한 간격을 유지하는 다수개의 확장형날개판(270)을 구성하고 있다. 이러한 확장형날개판(270)은 소구경의 강관(210)의 저항 면적과 단면 2차 모멘트를 증가시키게 됨으로서, 지주(50)로부터 전달되는 축방향의 하중뿐만 아니라 휨 모멘트나 비틀림 모멘트에 대한 저항 능력이 보다 강화시킬 수 있게 된다.
결국 동일한 용지 면적 내에서 마이크로파일(200)을 시공하는 경우, 도 (a)보다는 도 (b)에 도시된 실시 예가 큰 선단지지력과 마찰력을 확보할 수 있고, 도 (b)에 도시된 실시 예보다는 도 (c)에 도시된 실시 예가 큰 선단지지력과 마찰력을 확보할 수 있기 때문에, (a)<(b)<(c)순으로 하중이나 풍하중이 큰 도로 시설물에 보다 적합하다.
한편 도 6 (a) (b)는 상기 제1 및 제2 실시 예에 의한 지주강결부의 설치 상태를 보이는 상세도면이다.
먼저 (a) 도면을 참조하면, 지주강결부(300)는 폴리건 블록기초(100)의 프리캐스트 콘크리트 제작 시 미리 매입된 앵커볼트(310)를 포함하여서 구성된다. 즉, 지주(50)의 하단에 구성된 베이스플레이트(330)의 볼트홀에 앵커볼트(310)가 관통하도록 지주(50)를 폴리건 블록기초(100)의 상면에 올려놓은 다음, 앵커볼트(310)에 너트(340)를 체결함으로서 폴리건 블록기초(100)와 지주(50)를 고정 결합시킨다.
여기서 본 발명은 폴리건 형태의 블록기초(100)와 다수개의 마이크로파일(200)의 상호 보완적 지지구조로부터, 폴리건 블록기초(100)에 매입 설치되는 앵커볼트(310)의 개수를 도 1, 도 2에 도시된 지주기초구조물에 비하여 크게 줄일 수 있으며, 앵커볼트(310)의 정착 길이 역시 기존과 비교하여 크게 줄일 수 있게 된다. 이와 함께 지주(50) 하단의 베이스플레이트(330)에 구성되는 볼트홀 및 스티프너(350)의 수량 역시 비례적으로 줄일 수 있게 된다.
도시된 바와 같이 폴리건 블록기초(100)에 매입되는 앵커볼트(310)의 하단부가 확장 구조를 이룰 수 있도록, 예컨대 스터드너트(320)를 체결한 상태에서 앵커볼트(310)를 매입 설치함으로서, 인발력 저항을 보다 효과적으로 구현할 수 있고, 앵커볼트(310)의 정착 길이 및 수량을 보다 더 축소시킬 수 있고, 더불어 베이스플레이트(330)에 구성되는 볼트홀 및 스티프너(350)의 수량 역시 비례하여 크게 축소시킬 수 있다.
한편 (b) 도면을 참조하면, 지주강결부(300)는 폴리건 블록기초(100)의 프리캐스트 콘크리트 제작 시 미리 매입된 앵커볼트(310)뿐만 아니라, 인서트플레이트(370), 인케이스파이프(360)를 포함하여서 구성할 수 있다. 즉, 지주(50)의 하단에 구성된 중공베이스플레이트(380)와 연결되는 다수개의 앵커볼트(310)와, 상기 다수개의 앵커볼트(310)의 하단부에 결합되는 인서트플레이트(370), 및 상기 인서트플레이트(370)에 하단부가 결합되며 지주(50)의 하단 내부로 삽입되게 상단부가 폴리건 블록기초(100)의 상부로 돌출되는 인케이스파이프(360);를 일체로 하여 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 일체로 매입 설치 구성한다.
결국 인케이스파이프(360)의 지상 돌출부에 지주(50)를 삽입하여 세운 다음, 지주(50)의 하단에 구성된 중공베이스플레이트(380)의 볼트홀을 관통한 앵커볼트(310)에 너트(340)를 체결함으로서 폴리건 블록기초(100)와 지주(50)를 고정 결합시킨다.
여기서 지주(50)와 지주(50)의 내부로 삽입된 인케이스파이프(360)를 관통하여 너트 체결되는 고정볼트(390)를 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 고정볼트(390)는 서로 교차 구조를 이루는 다수개로 구성될 수 있다.
상기와 같이 인케이스파이프(360)와 지주(50) 하단의 삽입 구조를 이룸으로서, 지주(50)를 수직으로 설치하는데 용이하고, 인발력 저항을 보다 효과적으로 부담할 수 있으며, 앵커볼트(310)의 정착길이, 수량, 및 중공베이스플레이트(380)의 볼트홀, 스티프너(350)의 수량을 (a)에 도시된 실시 예에 비하여 보다 많이 축소 설계할 수 있다.
또한 인케이스파이프(360)와 지주(50) 하단의 삽입 구조를 이룸으로서, 표시판이나 신호등 등의 시설물과 전기적으로 연결되는 각종 전선이나 통신선을 유도하는 공간 활용이 원활한 동시에 지표상에 노출되는 지주(50) 하단부에 대한 형상 및 구조의 단순화로부터 두부의 미관을 향상시킬 수도 있다.
또한 인케이스파이프(360)와 지주(50) 하단의 삽입 구조를 이룸으로서, 지주(50)의 설치가 용이할 뿐만 아니라, 인케이스파이프(360)에 지주(50)를 삽입시킴으로서 지주(50)의 중공베이스플레이트(380)에 형성된 볼트홀에 대한 앵커볼트(310)의 결합을 자연스레 유도할 수 있기 때문에 지주강결부(300)의 시공 편의와 시공 시간을 단축시킬 수 있다.
한편 도 7은 상기 제1,2 실시 예에 의한 파일두부강결부의 설치 상태를 보이는 상세도면이다.
본 발명은 마이크로파일(200)의 두부를 폴리건 블록기초(100)와 보강 연결하는 파일두부강결부(400)를 포함하여서 구성할 수 있다. 즉, 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 블록아웃부(410)의 측면에 일단이 매입 설치되며 속채움 콘크리트(230)를 채우기 전, 외부로 노출된 끝단을 서로 배근(서로 중첩하여 연결시킴)시키는 다수개의 보강철근(420)으로 구성될 수 있다.
상기 보강철근(420)은 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 일단이 블록아웃부(410)의 측면에 매입하여 고정 설치되며 타단은 강관(210) 압입 시공에 간섭되지 않도록 절곡 구조를 취한다. 결국 폴리건 블록기초(100)에 대해 강관(210)을 압입하여 근입시킨 후, 강관(210)에 속채움 콘크리트(230)를 채우기 전, 보강철근(420) 단부를 수평하게 절곡시켜 서로 중첩하여 연결시키고, 이후 강관(210) 내부에 속채움 콘크리트(230)를 채울 시 보강철근(420)을 포함한 블록아웃부(410)를 속채움 콘크리트(230)로 완전히 타설하여 마이크로파일(200)의 두부와 폴리건 블럭기초(100)를 연결하는 파일두부강결부(400)를 형성하게 된다.
한편 도 8 (a) (b)는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 폴리건 블록기초와 마이크로파일을 이용한 지주기초구조물의 단면 및 평면도이다.
도시된 제3 실시 예에 의한 지주기초구조물 역시 프리캐스트 콘크리트인 폴리건 블록기초(100), 상기 폴리건 블록기초(100)를 지지하는 마이크로파일(200), 및 지주(50)와 폴리건 블록기초(100)를 연결하는 지주강결부(300)를 포함하여서 구성된다.
다만 제3 실시 예에 의한 지주기초구조물은 지주(50)가 설치되는 중앙 연장선상에 하나의 마이크로파일(200)이 구성된다는 점에서 전술한 제1 및 제2 실시 예에 의한 지주기초구조물과 구별된다.
결국 제3 실시 예에 의한 지주기초구조물은 지주(50)와 연결되는 중앙부에 하나의 마이크로파일(200)만을 구성함으로서, 전술한 제1 및 제2 실시 예에 구성된 블록아웃부(410)가 제거되면서 이에 대한 속채움 콘크리트 시공이 배제되며, 더불어 마이크로파일(200)의 두부가 지주(50)에 직접 연결되어 전술한 제1 및 제2 실시 예에 구성된 인케이스파이프(360)의 기능을 겸함으로서 인케이스플레이트(370)의 구성이 배제되는 것에 차이가 있다.
결국 폴리건 블록기초(100) 역시 단면 형상이 다각형(Polygon)을 이루도록 프리캐스트 제작되며, 이때 상기 마이크로파일(200)을 구성하는 소구경 강관(210)을 내부로 삽입시킬 수 있게 강관(210)의 직경보다 약간 큰 직경을 유지하며 지주가 올려지는 상부 중앙으로부터 관통 구조를 이루도록 슬리브파이프(240)가 매입 설치된다.
도 8 (b)에 도시된 바와 같이 제3 실시 예에 의한 폴리건 블록기초(100)는 중앙에 마이크로파일(200)을 구비한 채 팔각 구조의 단면을 구비하고 있다.
마이크로파일(200) 역시 상기 폴리건 블록기초(100)에 구성된 슬리브파이프(240)의 내부로 소구경의 강관(210)을 거치시킨 상태에서 항타 장비를 이용하여 강관(210)의 선단을 지반으로 근입시킨 다음, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채움으로서 지반으로부터 상기 폴리건 블록기초(100)를 지지하는 구조를 만족하게 된다. 아울러 지반에 압입되는 마이크로파일(20)의 선단부에 구성은 전술한 제1,2 실시 예와 동일한 것으로 관련한 중복 설명은 생략한다.
지주강결부(300) 역시 상기 폴리건 블록기초(100)의 프리캐스트 콘크리트 제작 시 미리 매입된 앵커볼트(310)를 포함하여 구성하게 된다.
여기서 제3 실시 예에 의한 마이크로파일(200)은 지반으로부터 상기 폴리건 블록기초(100)를 지지하는 기능뿐만 아니라, 폴리건 블록기초(100)와 지주(50)를 연결하는 지주강결부(300)의 기능을 겸하도록 구성된다. 즉, 마이크로파일(200)을 구성하는 강관(210)은 지주(50)의 하단 내부로 상단부가 삽입될 수 있도록, 지주(50)의 내경보다 작은 크기의 외경을 가지면서 폴리건 블록기초(100)의 상부로 두부가 돌출된 상태를 유지하도록 압입 고정된다.
결국 폴리건 블록기초(100)에 구성된 슬리브파이프(240)의 내부에 강관(210)을 거치시킨 상태에서 항타 장비를 이용하여 강관(210)의 선단을 지반으로 근입시킨 다음(이때 강관(210)의 상단 두부는 폴리건 블록기초(100)의 상부로 일정 높이 돌출됨), 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채워 마이크로파일(200)을 형성하고, 지표상으로 돌출된 강관(210)의 상단부에 지주(50)의 하단부를 삽입하여 세운 다음, 지주(50)의 하단에 구성된 중공베이스플레이트(380)의 볼트홀을 관통한 앵커볼트(310)에 너트(340)를 체결하여 고정 결합시킨다. 여기서 지주(50)와 지주(50)의 내부로 삽입된 강관(210)의 상단부를 관통하여 너트 체결되는 고정볼트(390)를 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 고정볼트(390)는 서로 교차 구조를 이루면서 다수개로 구성될 수 있다.
다시 말해 제3 실시 예에 의한 지주(50)의 하단과 삽입 구조를 이루는 마이크로파일(200)의 두부는, 전술한 제1,2 실시 예의 인케이스파이프(360: 도 6 (b)참조)와 실질적으로 동일한 기능을 겸하게 된다.
한편 제3 실시 예에 의한 지주기초구조물은 하나의 마이크로파일(200)이 구비되기 때문에, 도 8 (b)에 도시된 바와 같이, 전술한 제1,2 실시 예에 의한 폴리건 블록기초(100)에 비하여 많은 수의 지지측벽(팔각 구조)을 갖도록 폴리건 블록기초(100)를 적용함이 바람직하다.
이처럼 제3 실시 예에 의한 지주구조물은 전술한 제1,2 실시 예에 의한 지주구조물에 비하여 상대적으로 적은 크기의 시설물에 적합한 구조이며, 제3 실시 예에 의한 폴리건 블록기초(100)의 경우 제1,2 실시 예에 의한 폴리건 블록기초(100)에 비하여 상대적으로 많은 용지 면적을 갖는 것으로 여겨질 수 있으나, 본 발명에 의한 제1,2,3 실시 예에 의한 각각의 지주기초구조물들은 시공되는 시설물의 크기 및 형상에 따른 하중 및 풍하중에 대해 최적화하여 선택적으로 시공되는 것으로, 실질적 용지 면적은 시공되는 시설물에 따라 최적의 콤팩트 형상을 유지할 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 제2 실시 예에 의한 지주기초구조물의 시공단계를 보인 작업 상태도.
먼저 제1 실시 예에 의한 시공단계를 생략 도시되었으나, 이는 제2 실시 예에 의한 시공단계와 동일한 이유로 생략하였다.
우선 폴리건 블록기초(100)가 설치될 수 있을 정도의 지반을 굴착하여 굴착 공간(A)을 형성하게 된다. 이러한 굴착 공간(A)은 프리캐스트 제작된 폴리건 블록기초(100)의 상면이 지표면 상에 노출되지 않도록 하는 깊이만큼 굴착되면 된다.
다음으로 굴착된 공간(A)에 프리캐스트 제작된 폴리건 블록기초(100)를 삽입 시공한다.
다음으로 폴리건 블록기초(100)의 가장자리에 구비된 다수개의 슬리브파이프(240)를 관통하여 강관(210)을 삽입시킨 상태에서 소형 항타기를 이용하여 지반에 항타하여 고정시킨다.
이때 압입 시공이 완료된 강관(210)의 상단은 슬리브파이프(240)의 상단과 동일한 높이를 유지하게 된다.
이렇게 강관(210)의 입입 시공이 완료되면, 강관(210)의 두부 즉, 블록아웃부(410)에 인서트되어 있는 보강철근(420)을 배근시킨다.
다음으로 강관(210)과 슬리브파이프(240)의 사이 틈새에 그라우팅(235)을 채우고, 강관(210)의 내부에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 양생 및 경화과정을 거치면서 마이크로파일(200)과 파일두부강결부(400)의 시공을 완료하게 된다.
다음으로 폴리건 블록기초(100)의 중앙 상부로 돌출되게 인서트되어 있는 케이스파이프(360)를 향해 지주(50)의 하단을 삽입시키고, 지주(50)의 중공케이스플레이트(380)의 볼트홀을 관통한 앵커볼트(310)를 너트(340) 체결하여 연결하며, 필요에 따라 지주(50)와 지주(50)의 내부로 삽입된 인케이스파이프(360)를 관통하여 고정볼트(390)를 너트 체결하여 보강 연결시켜, 폴리건 블록기초(100)와 지주(50)를 연결하여 지주강결부(300)를 시공 완료하게 된다.
이렇게 지주기초구조물의 시공이 완료되면 주변에 성토된 흙을 사용하여 지주기초구조물의 주변을 메워 마감하게 된다.
도 10은 본 발명에 의한 제3 실시 예에 의한 지주기초구조물의 시공단계를 보인 작업 상태도.
제3 실시 예에 의한 시공단계 역시 전술한 제1 및 제2 실시 예와 크게 구별되지 않는다.
우선 지반을 굴착하여 굴착 공간(A)을 형성하게 된다.
다음으로 굴착된 공간(A)에 프리캐스트 제작된 폴리건 블록기초(100)를 삽입 시공한다.
다음으로 폴리건 블록기초(100)의 중앙부에 구비된 슬리브파이프(240)를 관통하여 강관(210)을 삽입시킨 상태에서 소형 항타기를 이용하여 지반에 항타하여 고정시킨다.
이때 압입 시공이 완료된 강관(210)의 상단은 지주(50)의 하단부가 삽입 안착될 수 있게 폴리건 블록기초(100)의 상부로 일정 높이 돌출하여 위치되도록 유지한다.
다음으로 강관(210)과 슬리브파이프(240)의 사이 틈새에 그라우팅(235)을 채우고, 강관(210)의 내부에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 양생 및 경화과정을 거치면서 마이크로파일(200)의 시공을 완료하게 된다.
다음으로 폴리건 블록기초(100)의 중앙 상부로 돌출된 강관(210)의 상단을 향해 지주(50)의 하단을 삽입시키고, 지주(50)의 중공케이스플레이트(380)의 볼트홀을 관통한 앵커볼트(310)를 너트(340) 체결하여 연결하고, 필요에 따라 지주(50)와 지주(50)의 내부로 삽입된 인케이스파이프(360)를 관통하여 고정볼트(390)를 너트 체결하여 보강 연결시켜, 폴리건 블록기초(100)와 지주(50)를 연결하여 지주강결부(300)를 시공 완료하게 된다.
이렇게 지주기초구조물의 시공이 완료되면 주변에 성토된 흙을 사용하여 지주기초구조물의 주변을 메워 마감하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 : 지주기초구조물 20: 확대기초
30: 페데스탈 35: 앵커볼트
36: 너트 40: 베이스플레이트
45: 스티프터 50: 지주
60: 도로 시설물(안내표지판) 70: 피어기초
100: 폴리건 블럭기초 200: 마이크로파일
210: 강관 220: 선단슈
225: 확장형 콘선단슈 230: 속채움 콘크리트
235: 그라우팅 240: 슬리브파이프
250: 관통홀 260: 소일(Soil)그라우팅
270: 확장형날개판 300: 지주강결부
310: 앵커볼트 320: 스터드너트
330: (전면적) 베이스플레이트 340: 너트
350: 스티프너 360: 인케이스파이프
370: 인서트플레이트 380: 중공베이스플레이트
390: 고정볼트 400: 파일두부강결부
410: 블록아웃부 420: 보강철근
A: 굴착공간

Claims (8)

  1. 평면상으로 다각형 모양을 이루며, 상부면 주변부에는 서로 등 간격을 유지하는 다수개의 블록아웃부(410)가 구비되고, 상기 각 블록아웃부(410)의 저면으로부터 관통 구조를 이루도록 다수개의 슬리브파이프(240)가 매입 설치되는 프리캐스트 폴리건 블록기초(100);
    상기 각 슬리브파이프(240)의 내부로 삽입된 강관(210)의 선단을 지반에 압입시킨 상태에서, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 구성되는 다수개의 마이크로파일(200); 및
    상기 폴리건 블록기초(100)의 중앙 상부에 지주(50)의 하단을 연결하는 지주강결부(300);
    를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지반에 압입되는 강관(210)의 일정구간에는, 강관(210)의 내부에 채워지는 속채움 콘크리트(230)가 관통하여 강관(210)의 외부로 확산 경화되도록, 다수개의 관통홀(250)이 구비된 것을 특징으로 하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 지반에 압입되는 강관(210)의 선단부에는 근입 저항을 저감시키는 콘선단슈(225)가 구비되며, 강관(210)의 주변부에는 단면 강성을 증대시키는 확장형날개판(270)이 구비된 것을 특징으로 하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 지주강결부(300)는,
    지주(50)의 하단에 구성된 중공베이스플레이트(380)와 연결되는 다수개의 앵커볼트(310);
    상기 다수개의 앵커볼트(310)의 하단에 둘레부가 결합되는 인서트플레이트(370); 및
    상기 인서트플레이트(370)에 하단부가 결합되며, 폴리건 블록기초(100)의 상부면에 올려진 지주(50)의 하단 내부로 삽입되게, 상단부가 폴리건 블록기초(100)의 상부로 돌출 형성되는 인케이스파이프(360);
    를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 지주강결부(300)는,
    지주(50)의 하단에 구성된 베이스플레이트(330)와 결합되게 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 미리 매입 설치되며, 폴리건 블록기초(100)에 매입된 하단에는 인발력 저항을 강하시키기 위한 스터드너트(320)가 구비되는 다수개의 앵커볼트(310)를 포함하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 각 블록아웃부(410)에는 마이크로파일(200)의 두부를 폴리건 블록기초(100)와 연결하는 파일두부강결부(400)를 포함하며,
    상기 파일두부강결부(400)는, 폴리건 블록기초(100)의 제작 시 일단이 블록아웃부(410)의 측면에 매입 설치되고 타단이 서로 중첩되어 배근되는 다수개의 보강철근(420)을 포함하며, 상기 강관(210)의 내부공간에 채워지는 속채움 콘크리트(230)가 상기 보강철근(420)을 포함한 블록아웃부(410)에 채워져 구성된 것을 특징으로 하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  7. 평면상으로 다각형 모양을 이루며, 지주가 올려지는 상부면 중앙으로부터 관통 구조를 이루도록 슬리브파이프(240)가 매입 설치되는 프리캐스트 폴리건 블록기초(100);
    상기 슬리브파이프(240)의 내부로 삽입된 강관(210)의 두부가 폴리건 블록기초(100)의 상부로 돌출되게 강관(210)의 선단을 지반에 압입시킨 상태에서, 슬리브파이프(240)와 강관(210)의 사이 공간에 그라우팅(235)을 채우고 강관(210)의 내부공간에 속채움 콘크리트(230)를 채워서 구성되는 마이크로파일(200); 및
    상기 폴리건 블록기초(100)와 상기 폴리건 블록기초(100)의 상부로 돌출된 강관(210)에 지주(50)의 하단을 연결하는 지주강결부(300);
    를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 폴리건 구조의 블록기초와 마이크로파일을 이용한 도로 시설물용 지주기초구조물.
  8. 도로 시설물용 지주기초구조물의 시공방법에 있어서,
    지반이 굴착되는 단계;
    굴착된 부분에 프리캐스트 제작된 폴리건 블록기초(100)를 삽입하는 단계;
    폴리건 블록기초(100)에 구비된 슬리브파이프(240)에 삽입된 강관(210)의 선단부를 지반에 압입 시공하는 단계;
    강관(210)과 슬리브파이프(240)의 사이 틈새에 그라우팅(235)을 채우고 상기 강관(210)의 내부에는 속채움 콘크리트(230)를 채워서 양생 및 경화과정을 거처 마이크로파일(200)의 시공을 완료하는 단계;
    폴리건 블록기초(100)의 중앙 상부에 올려진 지주(50)의 하단을 고정시켜 지주강결부(300)의 시공을 완료하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 시설물 지주 기초구조물의 시공방법.
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