KR101415248B1

KR101415248B1 - 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법

Info

Publication number: KR101415248B1
Application number: KR1020120060038A
Authority: KR
Inventors: 김인호
Original assignee: 김인호
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2014-07-04
Also published as: KR20130136323A

Abstract

플라스틱 등의 미리 만들어진 팽이말뚝을 지반에 먼저 설치한 후 콘크리트(채움재)를 타설하는 종래 팽이말뚝을 시공방법에 벗어나 지반에 팽이말뚝 형상을 팽이말뚝 스탬프를 이용하여 미리 직접 형성시키고 지반에 콘크리트를 타설함으로서 보다 신속하고 경제적으로 팽이말뚝을 시공할 수 있는 팽이말뚝 시공방법이 개시되며 상기 팽이말뚝 시공방법은 팽이부를 포함하는 팽이말뚝 스탬프를 이용하여 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 형성시키는 단계; 및 상기 빈 공간에 기초용 채움재를 채워 넣는 단계를 포함한다.

Description

팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법{SPIN PILE CONSTRUCTION METHOD USING SPIN PILE STAMP}

본 발명은 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 플라스틱 등의 미리 만들어진 팽이말뚝을 지반에 먼저 설치한 후 콘크리트(채움재)를 타설하는 종래 팽이말뚝을 시공방법에 벗어나 지반에 팽이말뚝 형상을 팽이말뚝 스탬프를 이용하여 미리 직접 형성시키고 지반에 콘크리트를 타설함으로서 보다 신속하고 경제적으로 팽이말뚝을 시공할 수 있는 팽이말뚝 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 현장타설형 팽이말뚝(10) 및 시공단면도를 도시한 것이다.

먼저 상기 팽이말뚝(10)은 도 1a와 같이 전체적으로 팽이 형태로 제작되는데 콘크리트를 포함하는 여러 재질로 제작된다.

구체적으로 살펴보면 하부가 폐쇄된 쐐기형 선단부(11)가 하단에 형성되는 말뚝부(12)와 상기 말뚝부 상단으로부터 확장 연장된 원추부(13)와 상기 원추부(13) 상단의 원관부(14)로 크게 구성되도록 한다.

이때 운반, 시공상의 문제 때문에 상기 말뚝부(12)의 높이는 25cm 정도로 비교적 짧게 형성되도록 하게 되며, 원추부와 원관부 전체의 높이도 25cm 정도로 형성되도록 하는 것이 일반적이다.

이에 팽이말뚝(10)을 현장에 운반한 후 상기 말뚝부(12)가 지반(A)에 삽입되도록 하여 먼저 설치하게 된다.

이때, 팽이말뚝(10)을 병렬로 서로 연결되도록 하여 다수를 서로 연결시키게 된다.

도 1b는 종래 팽이말뚝(10)을 서로 병렬로 접하도록 설치된 상태를 도시한 것이다.

이때 먼저 위에서 살펴본 팽이말뚝(10)을 그 원관부(14)의 측면이 서로 접하여 병렬로 설치되도록 하는데 통상은 와이어를 이용하여 팽이말뚝의 원관부(14) 상단 측면부를 서로 연결시켜 주게 된다.

하지만 이러한 연결 상태는 다소 불안정하므로 미리 가로철근(51)과 세로철근(52)으로 구성된 격자철근망(50)을 팽이말뚝(10) 중간정도에 설치하고 나서 그 격자 안에 각각의 팽이말뚝(10)이 삽입되도록 설치하기도 하며

각각의 팽이말뚝(10)의 센터 중심을 맞추어 주기 위한 가로 상부중심철근(61)과 세로 상부중심철근(62)로 구성된 상부중심철근망(60)을 추가로 이용하기도 한다.

다음으로는 팽이말뚝(10) 내부에 콘트리트 또는 모르타르를 포함하는 채움재(20)가 타설되어 일체되도록 한다. 상기 채움재(20)도 또한 운반 문제 때문에 현장에서 채워지도록 하는 것이 일반적이다.

다음으로는 팽이말뚝(10) 원추부(13) 주위에 쇄석(30)을 채워 넣고 팽이말뚝(10) 상부에 기초철근을 배근하고 기초콘크리트(40)를 형성시키게 된다.

이때 상기 기초콘크리트(40)와 충진재(20)의 일체화를 증진시키기 위하여 반원형의 연결철근(15)이 충진재(20) 상면으로부터 돌출되도록 하게 된다.

또한, 상기 원관부(14)와 원추부(13)는 일체로 제작하되, 선단부(11)가 형성된 하단부(12)와 서로 분리하여 팽이말뚝을 제작하는 경우도 소개되어 있다.

이에 종래 팽이말뚝에 의한 지반보강방법은 기초콘크리트 하부의 지반을 팽이말뚝에 의하여 보강하는 방법이라 할 수 있다.

도 1c는 종래 팽이말뚝(10)을 지반에 병렬로 배치하고 서로를 연결시킨 상태의 사진인데 이러한 팽이말뚝(10)의 운반 및 배치는 인력에 의한 작업으로 진행되기 때문에 절대공기가 소요될 수밖에 없어 효율성이 낮을 수밖에 없음을 알 수 있다.

또한 팽이말뚝은 지반에 자립되도록 설치하고 팽이말뚝 사이사이 공간에 잡석 또는 쇄석을 채워 넣는 정도로 시공될 뿐이므로 사실상 팽이말뚝이 설치되는 지반의 다짐효과는 거의 기대할 수 없다는 문제가 있다.

나아가 팽이말뚝은 콘크리트로 미리 제작된 프리캐스트 제품을 이용할 수도 있지만 운반의 문제 및 시공 상의 문제 때문에 플라스틱 재질로 팽이말뚝의 형상으로 내부를 빈 공간으로 제작하고, 지반 설치 후 콘크리트와 같은 충진재를 채워 넣어 결국 플라스틱 재질로 팽이말뚝을 거푸집으로 이용하는 방법을 주로 이용하게 된다.

하지만 상기 플라스틱 재질로 제작된 팽이말뚝은 최종 지반에 영구 매립되므로 사실상 환경 친화적인 공법이라 할 수는 없다는 단점이 있음을 알 수 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

본 발명의 목적은 플라스틱 등 여러 재질로 제작된 종래 팽이말뚝을 사용하지 않고서도 팽이말뚝 효과를 가질 수 있고, 특히 상기 종래 팽이말뚝을 사용하지 않기 때문에 팽이말뚝을 지반에 영구매립 시키지 않아 보다 환경 친화적인 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 팽이말뚝을 시공하기 위한 인력을 최소화할 수 있어 보다 신속하고 경제적으로 팽이말뚝을 시공할 수 있는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 팽이말뚝을 시공함에도 지반다짐을 병행할 수 있도록 함으로서 보다 효과적인 팽이말뚝에 의한 지반보강이 가능한 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 팽이말뚝 스탬프를 이용한다. 즉 종래 플라스틱 재질로 제작된 팽이말뚝이 팽이말뚝 형상의 말뚝 형상을 형성시키기 위한 거푸집의 역할을 하는 것이므로 본 발명은 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 팽이말뚝 스탬프를 이용하여 미리 형성시키고 상기 빈 공간에 채움재 즉 콘크리트 등을 채워 넣어 팽이말뚝을 시공할 수 있도록 하였다.

둘째, 상기 팽이말뚝 스탬프는 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 찍어내기 위한 것으로서 바이브레이터를 이용하여 지반에 압입시키는 방식으로 시공하도록 함으로서 팽이말뚝 스탬프에 의한 지반 다짐효과를 가질 수 있도록 하여 보다 효과적인 지반보강이 가능하도록 하였다.

이를 위하여 본 발명은

팽이부를 포함하는 팽이말뚝 스탬프를 이용하여 지반에 직접 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)을 형성시키고 상기 팽이말뚝 스탬프를 인발 시키는 단계; 및 상기 빈 공간(S)에 팽이말뚝용 채움재를 채워 넣는 단계를 포함하는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법을 제공하며, 상기 팽이말뚝 스탬프을 이용하여 팽이말뚝을 시공해야 지반 전체에 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)을 연속 형성시킨 후, 팽이말뚝용 채움재를 상기 빈 공간(S)에 채워 넣게 된다.

또한 상기 팽이말뚝 스탬프는 팽이부 상부에 상판을 일체로 형성시키고, 상기 상판에 바이브레이터를 포함하는 스탬핑 수단을 이용하여 팽이말뚝 스탬프를 지반에 압입시켜 상기 팽이말뚝 형상의 빈 공간이 형성되면서 상기 빈 공간의 주위 지반이 다짐될 수 있도록 하는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법을 제공한다.

본 발명에 의한 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법은

첫째 현장타설 콘크리트 방식에 의한 팽이말뚝 시공방법이면서도 종래와 같이 플라스틱 재질로 제작된 팽이말뚝 다수를 일일이 설치하지 않고 팽이말뚝 스탬프를 스탬핑 장비를 이용하여 기계적으로 시공하도록 함으로서 보다 신속하고 경제적인 팽이말뚝 시공이 가능하게 된다.

둘째, 종래 팽이말뚝의 효과를 그대로 가지면서도 플라스틱 재질로 제작된 팽이말뚝 자체를 이용하지 않기 때문에 경제성이 뛰어나면 플라스틱 재질로 제작된 팽이말뚝을 지반에 영구 매립시키지 않아 보다 친환경적인 팽이말뚝 시공이 가능하게 된다.

셋째, 상기 팽이말뚝 스탬프는 기계화되고 현장에 상주하고 있는 장비를 이용하여 압입 시공할 수 있어 종래 팽이말뚝 시공방법과 달리 지반다짐 효과를 가질 수 있고, 공사소음에 의한 민원 발생 여지도 없어 작업성 및 시공성이 매우 뛰어난 팽이말뚝 시공이 가능하게 된다.

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.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 팽이말뚝의 사시도 및 시공단면도, 시공사시도 및 시공사진
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 팽이말뚝 스탬프의 사시도, 팽이말뚝 스탬프 시공도들,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 팽이말뚝 스탬프의 시공순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 식을 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.

[ 팽이말뚝 스탬프(100)과 스탬핑 수단(200) ]

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 팽이말뚝 스탬프(100)의 사시도 및 스탬핑 수단의 시공도이다.

상기 도 2a와 같이 팽이말뚝 스탬프(100)은 강재 등으로 제작되도록 하되 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 형성시키기 위한 스탬프(STAMP)의 역할을 하게 된다.

예컨대, 팽이말뚝 형상의 팽이부(110)와 상기 팽이부(110) 상단에 일체로 형성된 상판(120)으로 구성된다.

상기 팽이부(110)는 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간 다수를 한꺼번에 형성시키기 위하여 팽이부가 다수 일체로 형성되도록 하되 각각의 팽이부는 종래 팽이말뚝과 동일한 형상으로 형성시킬 수 있다.

예컨대, 말뚝부(111)와 상기 말뚝부 상단으로부터 확장 연장된 원추부(112)로 구성시키되 원추부(112) 상단 측면이 서로 일체로 연결 형성되도록 한 것을 이용하면 된다.

이때 도 2c와 같이 상기 말뚝부(111)와 원추부(112)의 외주면을 따라 서로 이격되어 상하 방향으로 연장된 요철부(113)가 상하방향으로 형성되어 있어 스탬핑 시 요철부에 의하여 팽이말뚝 형상으로 형성된 지반에 줄눈 공간(310)이 형성되도록 하여 이러한 줄눈 공간(310)은 윤활통로 역할을 함으로서 팽이부가 보다 효과적으로 인발될 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

상기 상판(120)은 도 2a와 같이 팽이부(110) 상단에 소정의 두께로 형성된 수평판 형태로 형성되는 것으로 팽이부(110)와 일체로 형성되며 직사각형 판재 형태로 형성되도록 함을 알 수 있다.

이러한 상판(120)은 도 2b와 같이 스탬핑 수단(200)에 의한 외력을 팽이부(110)에 전달하여 팽이부(110)가 지반(300)에 스탬핑 되도록 하는 역할을 하게 된다.

이에 상기 팽이부(110)와 상판(120)은 주물 형태로 서로 일체화된 것을 이용하되 재질은 강재로 제작하는 것이 바람직할 것이다.

상기 스탬핑 수단(200)은 도 2b와 같이 팽이말뚝 스탬프(100)이 지반(300)에 박혀지도록 외력을 가해주기 위한 장치이다.

물론 팽이말뚝 스탬프(100)의 상판(120)을 가격시켜 팽이말뚝 스탬프(100)을 지반에 스탬핑 시킬 수 도 있지만 이럴 경우 소음이 커지게 되고 팽이말뚝 스탬프(100)가 파손될 가능성이 크다.

이에 팽이말뚝 스탬프(100)의 상판에 바이브레이터(210)를 안착시키고 상기 바이브레이터(210)에 유압을 공급하여 진동에 의하여 팽이말뚝 스탬프(100)이 지반에 압입되도록 하는 것이 바람직하다.

물론 상기 유압은 현장에 상주하고 있는 백호우등의 유압을 인입시켜 사용해도 되고 통상의 컴프레셔를 이용해도 상관은 없다.

통상 팽이말뚝은 지반에 매입 심도가 크지 않으므로 바이브레이터(210)만에 의해서도 충분히 팽이부(110)의 시공이 가능하게 된다.

이때 중요한 점은 바이브레이터(210)에 의한 팽이말뚝 스탬프(100)을 이용함으로서 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간 다수를 한꺼번에 신속하게 형성시킬 수 있고 지반 다짐 효과를 가질 수 있다는 점이다.

즉, 도 2b와 같이 상기 바이브레이터(210)에 의하여 빈 공간의 주위 지반에 다짐효과를 가하면서 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 형성시키기 때문에 상기 빈 공간이 쉽게 붕괴되지 않을뿐더러 지반다짐에 의하여 콘크리트가 타설된 빈 공간 주변이 이완되지 않아 시공품질이 매우 높다는 점이다.

도 2c는 본 발명의 팽이말뚝 스탬프(100)과 스탬핑 수단(200)에 의하여 다짐된 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간이 형성된 상태를 도시한 것이다.

즉, 지반(300)에 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)이 지반(300)에 연속적으로 형성되어 있음을 알 수 있으며 팽이부의 요철부의 형상에 따른 줄눈 공간(310)이 각각 형성되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 스탬핑 수단(200)은 인발하여 별도의 장소에 보관하여 재 사용이 가능하도록 하게 된다.

[ 팽이말뚝 스탬프 시공방법 ]

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 팽이말뚝 스탬프 시공방법을 순서대로 도시한 것이다.

먼저, 도 3a와 같이 팽이말뚝을 시공할 지반(300)을 터파기 하여 준비하게 된다. 팽이말뚝은 대부분 얕은 기초로서 지반을 콘크리트로 보강하기 위한 수단으로 사용되는 것이므로 결국 기초콘크리트 하부에 먼저 시공하게 된다.

다음으로는 예컨대 구조물(빌딩 등)이 시공되어야 지반에 앞서 살펴본 팽이말뚝 스탬프(100)를 반입하게 되며, 이러한 팽이말뚝 스탬프(100)의 크기는 제작, 운반 및 시공성을 고려하여 준비하면 되는데 도 3a에는 팽이부가 6개가 형성된 팽이말뚝 스탬프(100)를 이용하고 있음을 알 수 있다.

이러한 팽이말뚝 스탬프(100)은 예컨대 백호우에 인양용 와이어를 이용하여 터 파기된 지반에 안착시켜 수평을 맞춘 상태에서, 앞서 살펴본 스탬핑 수단(200)을 이용하여 지반에 팽이말뚝 스탬프(100)를 압입시키게 된다.

이러한 팽이말뚝 스탬프(100) 압입에 의하여 지반에는 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간 다수를 한꺼번에 형성시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.

이에 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 스탬핑 한 이후에 팽이말뚝 스탬프(100)를 인발시키고 인접한 지반에 다시 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간을 팽이말뚝 스탬프(100)와 바이브레이터(210)인 스탬핑 수단(200)을 이용하여 지반에 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)을 연속하여 형성시키게 된다.

최종 스탬프 수단(200)은 빈 공간 형성 후 별도로 보관하여 재 사용이 가능하도록 관리하게 된다.

이로서 도 3b와 같이 팽이말뚝을 시공해야 지반 전체에 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)을 연속하여 형성되면 콘크리트를 포함하는 팽이말뚝용 채움재(400)를 타설하기 이전에 기초철근(520)을 격자 형태로 배근하도록 하게 된다.

이에 상기 기초철근(520)의 설치를 위한 스페이서 역할을 하는 연결재(510)를 말뚝부(111)에 의한 빈 공간에 먼저 수직으로 장착하고 상기 연결재(510)를 이용하여 기초철근(520)을 격자 형태로 배근시키게 된다.

이때 상기 연결재(510)는 다양한 형태로 제작된 것을 이용할 수 있는데 역 U형으로 형성되도록 하거나 Y형으로 형성되도록 한 것을 이용함으로서 효과적인 격자형 기초철근 배근이 용이하도록 하게 된다.

다음으로는 도 3c와 같이 상기 지반에 형성된 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)에 콘크리트를 포함하는 팽이말뚝용 채움재(400)를 타설하여 연결재(510)와 기초철근(520)이 매립되도록 하되 일정한 두께로 형성되도록 하게 된다.

이로서 팽이말뚝 형상의 빈 공간에 타설된 팽이말뚝용 채움재(400)에 의하여 팽이말뚝이 지반에 직접 형성되도록 함을 알 수 있으며, 이러한 팽이말뚝 들은 기초철근(520)에 의하여 일체화되면서 철근콘크리트로 시공되어 구조물 기초로서 역할을 하면서 구조물 기초 하부의 지반 다짐 효과에 의한 효과적인 지반보강이 가능하게 된다.

100: 팽이말뚝 스탬프
110: 팽이부
111: 말뚝부
112: 원추부
113: 요철부
120: 상판
200: 스탬핑 수단
210: 바이브레이터
300: 지반
310: 줄눈 공간
400: 팽이말뚝용 채움재
510: 연결재
520: 기초철근

Claims

복수개의 팽이부(110) 상부에 상판(120)을 일체로 형성시킨 팽이말뚝 스탬프(100)의 상기 상판(120)에 스탬핑 수단(200)을 이용하여 외력을 가하여 지반(300)에 직접 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)을 형성시킨 후 상기 팽이말뚝 스탬프(100)를 인발시키는 단계; 및
상기 빈 공간(S)에 팽이말뚝용 채움재(400)를 채워 넣는 단계;를 포함하되,
상기 팽이말뚝 스탬프(100)을 이용하여 팽이말뚝을 시공해야 지반 전체에 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)을 연속 형성시킨 후, 팽이말뚝용 채움재(400)를 상기 빈 공간(S)에 채워 넣는 것을 특징으로 하는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 스탬핑 수단(200)은 바이브레이터(210)를 이용하여 팽이말뚝 스탬프(100)를 지반(300)에 압입시킴으로서 팽이말뚝 형상의 빈 공간(S)의 주위 지반이 다짐될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 팽이부(110)는 말뚝부(111)와 상기 말뚝부 상단으로부터 확장 연장된 원추부(112)를 포함하여 구성되도록 하되, 상기 말뚝부와 원추부의 외주면을 따라 서로 이격되어 상하 방향으로 연장된 요철부(113)가 상하방향으로 형성되어 상기 요철부에 의하여 팽이말뚝 형상으로 형성된 지반에 줄눈 공간(310)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법.
제 2항에 있어서,
상기 팽이말뚝 스탬프(100)는 팽이부와 상판이 서로 일체로 제작된 강재인 팽이말뚝 스탬프를 이용하고, 상기 팽이말뚝용 채움재(400)는 콘크리트 또는 모르타르를 이용하되 상기 팽이말뚝용 채움재(400)는 팽이말뚝 스탬프 상부에 배근되는 기초철근(520)이 매립되도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 팽이말뚝 스탬프를 이용한 팽이말뚝 시공방법.