KR101440470B1 - 선단부에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 매입 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선단부에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 매입 공법에 관한 것으로, 말뚝 매입을 위한 천공시 슬라임이 잔존하여 선단 지지력이 약화되는 문제점을 개선하기 위해 말뚝의 선단에 슬라임 처리 장치를 부착함으로써 슬라임을 효과적으로 처리할 수 있는 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 매입 공법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 선단부에 존재하는 슬라임의 효과적인 제거가 가능하므로 선단부가 지지층에 견고하게 밀착 및 고착될 수 있다. 따라서 별도의 항타 작업 없이도 도심지나 축사가 인접한 지역에서도 시공이 가능하고, 항타가 필요한 경우에는 적은 항타 에너지와 타격 횟수로도 말뚝을 설계 심도까지 타입할 수 있어 공사비용과 시간을 줄일 수 있고 지지층에 안착됨으로써 말뚝의 선단 지지력이 증대되어 안정적인 지지구조를 형성할 수 있는 장점이 있다.

Description

선단부에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 매입 공법{Pile with slime removing device in the bottom end and piling method using the same}

본 발명은 선단부에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 매입 공법에 관한 것으로, 말뚝 매입을 위한 천공시 슬라임이 잔존하여 선단 지지력이 약화되는 문제점을 개선하기 위해 말뚝의 선단에 슬라임 처리 장치를 부착함으로써 슬라임을 효과적으로 처리할 수 있는 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 매입 공법에 관한 것이다.

일반적으로 말뚝 기초 시공 방법은 말뚝을 공장에서 제작하여 사용하는 기성 말뚝 공법과 현장에서 말뚝을 직접 시공하고 제작하는 현장 타설 말뚝 공법으로 분류된다. 이 중에서 기성 말뚝 공법은 말뚝을 지반에 직접 항타하여 설치하는 항타 말뚝 공법과 지반에 천공홀을 굴착한 후 시멘트 밀크를 주입한 천공홀에 말뚝을 매입하는 매입 말뚝 공법으로 나눌 수 있다. 이러한 다양한 시공방법은 각 시공현장의 상황이나 용도에 따라 적절하게 선택된다.

상기 항타 말뚝 공법은 말뚝을 직접 타격하는 방식과 선굴착 후 직타하는 방식으로 나뉘는데 주변 지반이 단단하게 다짐되어 지지력이 강해지는 장점은 있으나, 강한 타격으로 인해 발생하는 소음 및 진동이 커서 도심지와 축사가 인접한 곳에서는 그 사용이 제한되는 등의 단점이 있다. 따라서, 이와 같은 소음, 진동의 문제를 줄이기 위하여 매입 말뚝 공법이 사용되는데, 매입 말뚝 공법은 항타 말뚝 공법에 비해 말뚝의 관입이 용이한 반면 천공홀을 굴착하는 동안 발생하는 천공홀 저면의 슬라임으로 인해 말뚝의 선단 지지력이 작다는 단점을 갖고 있으므로 경제성 확보를 위해서는 말뚝의 선단 지지력이 우수하도록 시공하는 것이 중요하다.

이러한 매입 말뚝 공법의 한 예로 PHC 말뚝을 이용한 SIP(soil cement injected precast pile)공법이 있는데, SIP 공법은 오거(auger) 등 굴착 장비를 이용해서 지지층까지 선굴착하여 천공홀을 형성하고, 천공홀에 시멘트 밀크를 주입한 후 말뚝을 삽입하고 해머로 경타 처리하고 양생함으로써 시공이 완료된다.

여기서 상기 오거를 통한 천공홀의 형성 시 천공홀의 하부 바닥에 슬라임이 잔류되고 또한 슬라임 하부의 지지층 또한 일정깊이까지 느슨해져서 PHC 말뚝의 선단 지지력이 저하되는 문제점이 있다.

한편 SIP 공법에서 이러한 선단 지지력 저하 문제를 개선하기 위해 대한민국 등록특허 제0661123호와 같이 PHC 말뚝의 선단에 선단 확장 보강판을 부착하여 말뚝의 선단면적을 확장한 상태로 말뚝을 시공하는 공법이 개발되었다.

그러나 선단 확장 보강판이 부착된 PHC 말뚝을 시공할 경우에는 경타에 의해 압축된 슬라임과 접하는 선단 면적이 증가하거나 슬라임을 관통해서 슬라임 저면의 지지층에 접하는 선단 면적이 증가해서 선단 지지력이 일부 향상될 수 있으나, 선단 면적이 넓어진 만큼 관입에 따른 저항도 커지기 때문에 경타를 하는 경우에는 말뚝의 선단이 슬라임을 관통하지 못하고 슬라임의 상부에 놓여지게 되고, 말뚝을 항타하더라도 선단확장 보강판이 슬라임과 슬라임 하부의 느슨해진 지지층을 뚫고 단단한 지지층까지 도달하지 못하기 때문에 실질적으로 선단 지지력의 향상에는 한계가 있어 우수한 선단 지지력을 얻을 수 없는 문제점이 있다. 또한 선단 확장 보강판이 천공홀 바닥에 형성되는 슬라임과 슬라임 하부의 느슨해진 지지층을 뚫고 단단한 지지층까지 도달할 수 있도록 말뚝을 매우 큰 에너지로 항타할 경우에는 말뚝을 보다 강하고 많은 횟수로 항타해야 하기 때문에 항타 시 발생하는 소음과 진동에 의해 민원이 발생하여 도심이나 축사가 인접한 지역에서는 시공이 어려우며 시공에 따른 비용이나 시간도 증가하는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록 특허 제1039554호에서는 풍화암층이 형성된 지중에 설치되는 말뚝의 지지력을 강화하기 위하여 현장타설말뚝과 매입말뚝을 결합한 혼합말뚝에 관하여 제안하고 있다. 상기 특허에 개시된 혼합말뚝은 하부는 높은 지지력 확보가 용이한 현장타설말뚝을 타설하고 상부는 시공성과 경제성이 양호한 PHC 말뚝 또는 강관 말뚝과 같은 기성 제품의 매입말뚝을 설치함으로써 IGM 지반 이론에 기초한 현장타설말뚝의 지지력이 개선될 수 있고 동시에 기성제품을 사용함으로써 시공성 및 경제성이 향상될 수 있는 특징이 있다. 그러나, 상기 특허에 제안된 기술은 풍화암층까지 천공해야 하므로 천공에 따른 에너지가 과다하게 소모되고, 현장타설말뚝과 기성말뚝을 결합하는 과정이 복잡하며, 결합된 혼합말뚝을 현장에서 시공해야 하므로 실질적으로 시공이 그리 간단하지 않은 문제가 있다. 또한, 하부 현장타설말뚝에는 콘크리트를 채워 현장타설말뚝과 기성말뚝을 결합시키고 상부 매입말뚝 부분은 시멘트 밀크를 충전시켜 양생하는 과정을 사용하므로 시공 관리가 복잡하고 불편한 점이 있었다. 또한, 천공후에 말뚝의 선단 하부에는 여전히 슬라임이 잔존하므로 슬라임으로 인한 선단 지지력의 저하 문제는 여전히 해결되지 않은 문제로 남아 있다.

현장타설말뚝이나 매입말뚝의 선단에는 공벽에서 떨어진 흙이나, 선단부 이완으로 발생한 토사, 석분, 공내 오탁수의 침강으로 인한 침강물 등 다량의 슬라임(11)이 존재한다.(도 1 참조) 이러한 선단부 슬라임(11)은 말뚝(10)의 선단 지지력을 약화시키는 요인이 되므로 이를 제거하기 위하여 다양한 방법들이 현장에서 이용되고 있다. 이러한 방법 중에서 가장 일반적인 방법으로는 말뚝의 두부를 항타하여 선단부의 밀착도를 향상시키는 방법, 선단부에 강관 등 중공형의 말뚝을 이용하여 관입성을 높이는 방법, 펌프를 통한 석션(suction)이나 에어 블로윙(air blowing)을 이용하여 슬라임을 외부로 제거하는 방법 등이 활용되고 있다.

그러나, 상기 방법들은 일시적인 방법에 불과하고 슬라임이 완전히 제거될 수 있는 방법이 아니므로 여전히 현장에서는 이러한 슬라임의 문제를 안고 시공이 실시되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 및 한계를 극복하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1과제는 말뚝의 선단에 슬라임 처리 장치를 부착하여 말뚝 매입시 회전에 의해 선단의 슬라임을 분산 및 충전재와 혼합함으로써 슬라임을 효과적으로 제거 및 처리할 수 있는 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2과제는 상기 선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝을 이용한 말뚝 매입 공법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 제1과제를 달성하기 위하여 본 발명은

선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝으로서,

상기 슬라임 처리 장치는 말뚝 선단부 기주에 부착되고 말뚝 선단 하부의 슬라임을 교반할 수 있는 믹싱 팁(mixing tip)이 부착된 것을 특징으로 하는 선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝을 제공한다.

또한, 상기 본 발명의 제2과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

(1) 구조물이 축조될 지반을 굴착장비로 굴착하여 지지층까지 천공홀을 형성하는 단계(S100);

(2) 상기 형성된 천공홀에 충전재를 충전하는 단계(S110);

(3) 상기 본 발명에 따른 선단에 슬라임 교반 장치를 구비한 말뚝을 충전재가 충전되어 있는 천공홀에 삽입하는 단계(S120);

(4) 상기 말뚝을 회전, 진동 또는 퍼쿠션(percussion)시켜 선단부의 슬라임을 분산시키고 이를 상기 충전재와 혼합하는 단계(S130); 및

(5) 상기 천공홀에 충전된 충전재를 경화시키는 단계(S140)

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝 매입 공법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 말뚝의 선단에 부착되어 합성되는 선단 슬라임 처리 장치에 의해 선단에 존재하는 슬라임이 효과적으로 분산되어 충전재와 함께 혼합 및 경화될 수 있다. 이 때 충전재가 슬라임에 의해 희석될 수 있는 문제는 충전재의 농도 조절과 부착력 조절에 의해 해결될 수 있다. 따라서 선단부에 존재하는 슬라임의 효과적인 제거로 인해 선단부가 지지층에 견고하게 밀착 및 고착될 수 있다. 따라서 별도의 항타 작업 없이도 도심지나 축사가 인접한 지역에서도 시공이 가능하다. 또한, 항타가 필요한 경우에는 적은 항타 에너지와 타격 횟수로도 말뚝을 설계 심도까지 타입할 수 있어 공사비용과 시간을 줄일 수 있고, 항타에 의해 지지층에 안착됨으로써 말뚝의 선단 지지력이 증대되어 안정적인 지지구조를 형성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 기존 말뚝 매입 공법에 있어서 말뚝 선단에 슬라임이 잔존하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 슬라임 처리 장치(스크류 형태)를 구비한 말뚝의 선단부를 나타낸 예시도(a) 및 그 단면도(b)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 슬라임 처리 장치(십자 형태)를 구비한 말뚝의 선단부를 나타낸 예시도(a) 및 그 단면도(b)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 슬라임 처리 장치(삼발이 형태)를 구비한 말뚝의 선단부를 나타낸 예시도(a) 및 그 단면도(b)이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 슬라임 처리 장치가 구비된 말뚝 지지층에 밀착된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝을 이용한 말뚝 매입 공법의 시공과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝을 이용한 매입 공법의 시공과정을 나타낸 예시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝에 있어서, 상기 슬라임 처리 장치는 말뚝 선단부 기주에 부착되고 말뚝 선단 하부의 슬라임을 교반할 수 있는 믹싱 팁(mixing tip)이 부착된 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 선단에 부착되는 슬라임 교반용 믹싱 팁은 선단에 잔존하는 슬라임을 분산시켜 충전재와 혼합시키는 역할을 하는 장치로서, 다양한 형태로 이용될 수 있다.

이러한 슬라임 교반용 믹싱 팁의 일 예로서는 말뚝 선단부 기주(20)에 스크큐 형태로 부착된 것을 들 수 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 기존 강관 말뚝의 선단 또는 PHC 말뚝선단부에 구비된 보강판에 용접식 또는 볼트 연결식의 방법으로 스크류 형태의 믹싱 팁(21)을 결합할 수 있다. 이 때 스크류 형태의 믹싱 팁 장치(21)는 말뚝을 회전시킴에 따라 스크류 날개(22)를 통해 맨 아래쪽의 슬라임을 끌어올려 분산시키며, 끌어올려진 슬라임은 콘크리트 등 충전재와 혼합되어 소일 시멘트(soil cement) 형태로 경화된다. 스크류의 최말단은 막힌 형태인 것도 가능하고 가운데 중공을 가진 형태인 것도 가능하며, 도 2에 나타낸 것과 같이 맨 끝이 콘(cone) 형태로 좁아지는 형태인 것도 가능하다. 가운데 중공을 가진 형태 및 콘 형태로 좁아지는 형태는 향후 말뚝 두부를 경타할 경우 지반으로의 관입성이 더욱 좋아질 수 있다. 이 때 스크류 형태의 믹싱 팁은 향후 충전재 경화가 일어날 때 그대로 지반에 밀착한 상태로 고정되며, 별도로 제거될 필요는 없다.

상기 슬라임 교반용 믹싱 팁의 또 다른 예로서는 말뚝 선단부 기주에 십자 형태로 부착된 것을 들 수 있다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 기존 강관 말뚝의 선단 또는 PHC 말뚝선단부에 구비된 보강판에 용접식 또는 볼트 연결식의 방법으로 십자 형태의 믹싱 팁(30)을 부착할 수 있다. 다른 방법으로는 PHC 말뚝이나 강관 말뚝의 중공부 하부에 십자 형태로 보강재(31)를 부착한 후 여기에 십자 형태의 믹싱 팁을 부착하는 것도 가능하다. 이 때 십자 형태의 보강재(31) 및 십자형 믹싱 팁(30)은 향후 선단 부분의 충전재 경화가 일어날 때 충전재 속에 혼합된 상태로 경화가 일어나며 별도로 제거될 필요는 없다. 또한, 상기 십자 형태는 반드시 십자 형태인 것만을 의미하는 것은 아니며, 별모양, 원형, 사각형 등 다양한 변형 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

상기 슬라임 교반용 믹싱 팁의 또 다른 예로서는 말뚝 선단부 기주에 삼발이 형태로 부착된 것을 들 수 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 기존 강관 말뚝의 선단 또는 PHC 말뚝선단부에 구비된 보강판에 용접식 또는 볼트 연결식의 방법으로 삼발이 형태의 믹싱 팁(40)을 부착할 수 있다. 삼발이 형태의 믹싱 팁은 그 수에 있어서 제한은 두지 않으나 슬라임을 가장 효과적으로 교반시킬 수 있는 발 3~4개 정도가 적합하며, 각 삼발이의 발 끝은 말뚝 중공의 중심으로부터 각각 거리가 다르게 설계되어 선단의 슬라임이 남김없이 교반될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 때 상기 삼발이 형태의 믹싱 팁은 향후 선단 부분의 충전재 경화가 일어날 때 충전재 속에 혼합된 상태로 경화가 일어나며 별도로 제거될 필요는 없다.

선단 슬라임 교반 장치의 형태는 상기 세 가지 경우를 예로 들었으나, 본 발명의 범위가 여기에만 한정되는 것은 아니고 다양한 형태로 변형이 가능하다. 예를 들어 말뚝 선단의 외부에 돌기를 형성시켜 슬라임을 교반하는 형태, 말뚝 선단의 외부에 띠를 부착시켜 슬라임을 교반하는 형태, 선단 외부에 철판을 부착하여 슬라임을 교반하는 형태 등 다양한 응용이 가능하다. 또한, 말뚝 선단은 단일 두께인 것을 사용할 수도 있으나, 선단 방향으로 두께가 감소되는 다중 두께의 선단을 사용할 수도 있다. 또한 PHC 말뚝과 강관 말뚝의 혼합 말뚝의 경우에는 선단 슬라임 교반 장치가 부착된 강관 말뚝의 외경이 PHC 말뚝의 외경과 같아도 되고, 작거나 큰 것도 포함한다. 또한, 말뚝 선단의 경우 중간 중간에 구멍이 뚫려 있는 다공형으로 설계되어 충전재가 말뚝의 내부 및 외부를 통하게 함으로써 지지력을 강화할 수도 있다. 또한, 선단 말뚝의 단면은 원형인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 관입성이 좋은 형태, 예를 들어 사각형, 삼각형, 타원형, 다각형 등 다양한 변형이 가능하며 이 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 말뚝의 회전에 의해 슬라임이 교반되어 충전재와 혼합될 경우 충전재(그라우트재)는 그 결합력이 약화될 수 있는데, 이러한 문제는 충전재의 농도를 변화시키거나 말뚝과의 접착력이 강화된 충전재를 사용하는 방법, 또는 말뚝의 일정 높이 구간은 프라이머(primer)를 말뚝의 표면에 도포하는 방법 등을 사용하여 접착성을 높임으로써 해결될 수 있다. 이 때 말뚝의 상부에는 하부와 동일한 충전재를 사용할 수도 있으나 경제성을 감안하여 부착력이 동일하지 않은 이종의 충전재, 예를 들어 선단지지력 강화용 충전재 및 주면마찰력 강화용 충전재를 별도로 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에서는 위와 같은 선단부에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝을 BMS 말뚝(Bottom slime Mixing Shoe Pile)으로 명명한다.

본 발명에 사용되는 상기 말뚝은 매입 말뚝으로 사용되는 임의의 말뚝은 제한없이 포함될 수 있으며, 구체적인 예로서는 PC 말뚝, PHC 말뚝, 강관 말뚝 또는 상기 말뚝의 혼합 말뚝 등이 예시될 수 있다. 바람직하게는 용접 또는 볼트 작업에 의해 선단 슬라임 처리 장치를 결합시키기 용이한 PHC 말뚝, 강관 말뚝 및 그 혼합말뚝이 선호된다.

이어서, 본 발명에 따른 상기 선단에 슬라임 교반 장치를 구비한 말뚝을 이용하여 말뚝을 시공하는 방법에 관하여 설명한다.

본 발명에 따른 말뚝 매입 공법은

(1) 구조물이 축조될 지반(100)을 굴착장비로 굴착하여 지지층(110)까지 천공홀(120)을 형성하는 단계(S100);

(2) 상기 형성된 천공홀(120)에 충전재(300)를 충전하는 단계(S110);

(3) 본 발명에 따른 상기 선단에 슬라임 교반 장치(410)를 구비한 말뚝(400)을 충전재(300)가 충전되어 있는 천공홀(120)에 삽입하는 단계(S120);

(4) 상기 말뚝(400)을 회전, 진동 또는 퍼쿠션(percussion)시켜 선단부의 슬라임(130)을 분산시키고 이를 상기 충전재(300)와 혼합하는 단계(S130); 및

(5) 상기 천공홀(120)에 충전된 충전재(300)를 경화시키는 단계(S140)

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 천공홀(120)을 형성하는 단계는 오거 장치(200)를 이용하여 지반을 수직으로 천공하는 것으로서 천공내 지반의 자립이 가능하면 케이싱 없이도 가능하나, 지반의 자립이 어려운 지역은 케이싱과 함께 천공하는 것이 바람직하다. 원하는 위치까지 천공이 완료되면 오거를 인발해내는데 이 때 토사는 오거를 따라서 외부로 제거된다.

이어서 천공에 의해 형성된 천공홀(120)에 충전재(그라우트재)(300)를 충전한다. 천공홀에 충전되는 충전재(300)는 일반 콘크리트 그라우트재나 시멘트 그라우트재도 제한없이 사용될 수 있으며, 특히 부착력이 강화된 충전재를 사용할 경우 슬라임 혼합으로 인한 부착력 저하의 문제를 상쇄할 수 있으므로 선호된다. 또한, 경제성을 위해서는 부착력이 큰 충전재, 예를 들어 선단지지력 강화용 충전재(310)를 선단지지용 충전재로 사용하고 부착력이 비교적 작은 충전재, 예를 들어 주면지지력 강화용 충전재(320)를 주면 지지용 충전재로 혼합 사용할 수도 있다.

다음으로 충전재(300)가 경화되기 전에 본 발명에 따른 상기 선단에 슬라임 교반 장치(410)를 구비한 말뚝(400)을 충전재(300)가 충전되어 있는 천공홀(120)에 삽입한다. 이 때에는 자중에 의해 말뚝의 하단이 굴착 선단부에 지지될 때까지 삽입한다.

이어서, 케이싱이 있을 경우에는 케이싱을 인발해 낸다.

이어서, 말뚝을 두부의 말뚝 회전 장치(미도시)를 이용하여 회전시거나, 진동 또는 퍼쿠션시킨다. 말뚝의 회전, 진동 또는 퍼쿠션에 의해 선단부의 슬라임(130)이 분산/제거되고 충전재와 혼합이 일어난다. 이 때 필요에 따라 말뚝 회전과 동시에 진동 및 퍼쿠션을 가하여 슬라임(130)의 분산 및 혼합이 더 용이하게 할 수 있다.

또한, 말뚝 회전을 시킬 때 회전과 동시에 또는 회전과 교대로 말뚝의 두부를 항타 또는 압입하여 말뚝이 천공홀 바닥에 더욱 밀착되거나 관입되어 안착되도록 할 수 있다. 이 때 또한, 진동과 퍼쿠션을 항타와 교대로 실시할 수 있다.

이 경우 말뚝 회전시 말뚝 본체의 손상이 우려될 경우에는 말뚝을 회전시키지 않고 말뚝 중공에 회전 부재를 혼입하여 슬라임을 분산 및 혼합시킬 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

마지막으로 천공홀(120)에 충전된 충전재(300)를 양생시킴으로써 말뚝 시공이 완료된다. 이 때 천공홀(120)의 상부에는 하부와 동일한 재료의 충전재를 사용하는 것도 가능하나 경제성을 위해서 부착력이 차이가 있는 이종의 충전재를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 선단에 슬라임 처리 장치를 부착한 말뚝(400)은 말뚝 매입 공법에서 선단 하부에 잔존하는 슬라임(130)을 교반시켜 제거하고 이를 충전재와 혼합시킴에 의해 선단의 지지력 저하를 방지할 수 있다. 이에 따라 말뚝 선단은 관입성이 더욱 커질 수 있고 또한 지지층과의 밀착성이 더욱 강화될 수 있다. (도 5 및 도 7 참조)

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 말뚝 11 : 슬라임
20 : 말뚝 선단부 기주 21 : 스크류 형태의 믹싱 팁
22 : 스크류 날개 30 : 십자 형태의 믹싱 팁
31 : 보강재 40 : 삼발이 형태의 믹싱 팁
100 : 지반 110 : 지지층
120 : 천공홀 130 : 슬라임
200 : 스크류 오거 300 : 충전재
310 : 선단지지력 강화용 충전재 320 : 주면마찰력 강화용 충전재
400 : 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝
410 : 슬라임 교반장치 420 : 선단캡

Claims (15)

1. 선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝으로서,
   상기 슬라임 처리 장치는 말뚝 선단부 기주에 부착되고 말뚝 선단 하부의 슬라임을 교반할 수 있는 믹싱 팁(mixing tip)이 부착되어 있으며,
   상기 믹싱 팁은 상기 말뚝 선단부 기주에 3~4개의 발로 이루어진 삼발이 형태로 부착되고, 상기 삼발이 형태의 믹싱 팁은 각 삼발이의 발 끝이 중공의 중심으로부터 각각 거리가 다르게 설계되어 선단의 슬라임이 교반되도록 하며,
   상기 말뚝의 선단은 선단 방향으로 두께가 감소되는 다중 두께로 구성되고,
   상기 말뚝의 선단은 외주면 중간 중간에 구멍이 뚫려 있는 다공형으로 형성되어 충전재가 말뚝의 내부 및 외부를 통하게 하도록 구성되며,
   상기 말뚝은 PC 말뚝, PHC 말뚝, 강관 말뚝 또는 상기 말뚝들의 혼합 말뚝인
   것을 특징으로 하는 선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서, 상기 말뚝은 PHC 말뚝과 강관 말뚝의 혼합 말뚝으로서 선단 슬라임 교반 장치가 부착된 강관 말뚝의 외경이 PHC 말뚝의 외경과 같거나 작거나 큰 것을 특징으로 하는 선단에 슬라임 처리 장치를 구비한 말뚝.
    
12. (1) 구조물이 축조될 지반을 굴착장비로 굴착하여 지지층까지 천공홀을 형성하는 단계(S100);
    (2) 상기 형성된 천공홀에 충전재를 충전하되 선단지지력 강화용 충전재와 주면지지력 강화용 충전재를 분리하여 충전하는 단계(S110);
    (3) 청구항 1에 따른 선단에 슬라임 교반 장치를 구비한 말뚝을 충전재가 충전되어 있는 천공홀에 삽입하는 단계(S120);
    (4) 상기 말뚝을 회전, 진동 또는 퍼쿠션(percussion)시켜 선단부의 슬라임을 분산시키고 이를 상기 충전재와 혼합하는 단계(S130); 및
    (5) 상기 천공홀에 충전된 충전재를 경화시키는 단계(S140)
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝 매입 공법.
    
13. 청구항 12에 있어서, 상기 (4)단계에는 말뚝의 회전과 진동 및 퍼쿠션이 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 말뚝 매입 공법.
    
14. 청구항 12에 있어서, 상기 (4)단계에서 말뚝을 회전시키지 않고 말뚝 중공에 회전 부재를 혼입하여 선단의 슬라임을 분산 및 혼합하는 것을 특징으로 하는 말뚝 매입 공법.
    
15. 청구항 12에 있어서, 상기 (4)단계 이후 상기 말뚝의 두부를 항타 또는 압입하여 상기 말뚝이 천공홀 바닥에 밀착 또는 관입되어 안착될 수 있도록 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 매입 공법.

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