KR101447810B1 - Construction method of micro pile for skin friction column composed soil cement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로파일을 이용한 기초 파일 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 특히 마이크로파일의 둘레에 주면마찰 기둥을 형성시켜 기초 지지력과 수평 하중 저항능력을 향상시키도록 한 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖기 위한 마이크로파일의 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a foundation pile structure using a microfilm and a construction method thereof, and more particularly, to a pile-shaped friction pillar made of sile cement which is formed by forming a frictional pillar around a microfilm to improve a foundation supporting force and a horizontal load- The present invention relates to a method of constructing a microfilter.
일반적으로 건물은 기초 지반이 그 건물을 지지하기 위한 충분한 지지력을 가져야 한다. 기초 지반에 대한 지지력을 확보하기 위한 말뚝 시공의 한 방법으로 마이크로파일 공법이 사용된다.In general, buildings must have sufficient bearing capacity to support the foundation. A micro pile method is used as a method of pile construction to secure the bearing capacity to foundation ground.
마이크로파일 공법은 PHC파일 또는 강관파일 공법에 비해 상대적으로 구경이 300mm 이하로 작은 마이크로파일을 사용하는 공법이다. 따라서 이 공법은 협소한 장소나 제한적인 지역에서의 시공이 가능하고, 언더피닝(Under Pinning), 기초보강, 압축 및 인장력이 동시에 작용하는 타워, 굴뚝, 송전탑의 기초파일, 소음규제 지역의 구조물 기초파일 공사 등 여러 목적으로 사용된다.The micro-file method is a method of using a micro-file having a diameter of 300 mm or less relative to a PHC file or a steel pipe file method. Therefore, this method can be applied in narrow or limited area, and it is possible to construct under pinning, foundation reinforcement, tower, chimney, foundation file of transmission tower, It is used for various purposes such as file construction.
한편, 마이크로파일은 다른 파일에 비해 상대적으로 구경이 작으므로 수직방향으로 작용하는 압축 및 인장하중에는 우수한 저항능력을 갖고 있으나 수평 전단면이 작아 수평 방향의 하중에는 매우 취약한 구조적 특성을 지니고 있다. 특히, 외부케이싱이 불필요한 나선형 마이크로파일의 경우 샤프트의 직경으로만 수평하중을 전달하여야 함으로 수평하중의 저항능력이 매우 취약하다. 그럼에도 불구하고 나선형 마이크로파일은 1920년경 미국에서 시작되어 지금까지 꾸준하게 사용되어온 것은 시공의 편의성과 빠른 시공 속도 그리고 다양한 적용성 때문이다.On the other hand, micro pile has a relatively small diameter compared to other pile, so it has excellent resistance to compression and tensile load acting in the vertical direction, but has a structural characteristic that is weak in the horizontal direction due to its small horizontal cross section. Especially, in case of helical microfiles, which require no external casing, the horizontal load must be transmitted only to the diameter of the shaft, so that the resistance of the horizontal load is very weak. Nonetheless, spiral microfiles began in the United States around 1920 and have been used consistently because of the ease of construction, the fast construction speed and the wide range of applicability.
따라서 나선형 마이크로파일에 수평 하중의 저항 능력이 더 부가됨이 요구되는 실정이다.Therefore, it is required that the helical microfiles have more horizontal load resistance capability.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 제10-2010-0078632호로서 기초 콘크리트에 마이크로파일 삽입을 위한 홀을 천공하는 공정과; 기초 지반에 마이크로파일 삽입을 위한 홀을 천공하는 공정과; 천공된 홀로 마이크로파일을 삽입하는 공정과; 상기 기초 지반 이하까지 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 그라우팅(Grouting) 또는 충진(Filling)하는 공정과; 상기 기초 콘크리트의 천공된 홀 일부를 원주방향으로 확공하는 공정과; 너트를 체결하고 상기 기초 콘크리트의 홀을 시멘트 밀크 또는 몰탈로 충진하는 공정;을 포함하여 이루어지는 기존구조물과의 마이크로파일 결합 시공방법이 제시되어 있다.As a background of the present invention, Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2010-0078632 discloses a method for manufacturing a microfiber sheet, A step of drilling a hole for inserting a microfilm in a foundation ground; Inserting a micropile into the perforated hole; A step of grouting or filling cement milk or mortar to below the foundations; Expanding a part of the perforated hole of the foundation concrete in a circumferential direction; And a step of filling the holes of the foundation concrete with cement milk or mortar by tightening the nuts and bonding the micro-piles to the existing structures.
상기 배경기술에서는 건축물이 받는 하중(인발응력 및 압축응력)의 전달응력방향을 변환시켜 안전한 하중전달을 가능하게 하는 기존 구조물과의 마이크로파일 결합 시공방법을 가능하게 한다. 그러나 상기 배경기술은 천공된 천공홀과 마이크로파일의 사이에 그라우팅재가 충전되는 공정이므로 수평하중의 저항을 키우기 위해서는 천공홀의 직경을 키울 수밖에 없다. 따라서 이 경우 그라우팅재의 소모가 많아져 시공비를 상승시키게 된다.In the background art, it is possible to construct a micro-pile joint construction with an existing structure that can transfer a load reliably by changing the direction of stress of a load (pull stress and compressive stress) received by a building. However, in the background art, since the grouting material is charged between the perforated hole and the micro pile, it is necessary to increase the diameter of the perforation hole in order to increase the resistance of the horizontal load. Therefore, in this case, the consumption of the grouting material is increased and the construction cost is increased.
본 발명은 마이크로파일의 둘레에 주면마찰 기둥을 형성시켜 기초 지지력과 수평 하중 저항능력을 향상시키도록 한 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖기 위한 마이크로파일의 시공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method of constructing a micro pile having a main surface friction pillar made of a soil cement which is formed to form a friction pillar on a circumference of a micro pile to improve a basic supporting force and a horizontal load resistance ability.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖기 위한 마이크로파일의 시공 방법은,According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a micro pile having a main surface friction pillar made of soil cement,
(a) 지면에 마이크로파일 보다 상대적으로 큰 단면적과 일정 깊이를 갖도록 굴착홈을 굴착시켜 놓는 단계와;(a) excavating the excavation groove to have a relatively large cross-sectional area and a certain depth on the ground than the microfilm;
(b) 굴착홈에 그라우트재를 담아두는 단계;(b) placing the grout material in the excavation groove;
(c) 굴착홈에 외주면에 한개 이상의 교반날개를 갖는 마이크로파일을 인입시킨 후 지지층에 도달할 때까지 회전 관입시켜 마이크로파일의 둘레로 그라우트재와 지층의 소일이 혼합되어 나타나는 소일시멘트 기둥을 형성시키는 단계;
(d) 관입 완료된 마이크로파일의 내부에 그라우트재를 충진하여 코어기둥을 형성시키는 단계; 를 포함하며,
상기 (c) 단계에서 마이크로파일을 지면에서 일정 높이만큼 솟아 올라있도록 관입하고,
상기 (d) 단계 이후에 마이크로파일을 관입함에 따라 비어있게 되는 굴착홈에 현장 콘크리트를 더 채워넣은 후 양생하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.(c) A microfilter having at least one stirring blade on the outer circumferential surface is drawn into the excavation groove, and then rotated until it reaches the support layer to form a sill cement column in which the grout material and the soil layer are mixed around the micropile step;
(d) forming a core column by filling a grout material in the intact microfiber; / RTI >
In the step (c), the microfilm is introduced so as to rise at a predetermined height from the ground,
And further filling the site concrete with the excavated groove that becomes vacant after penetrating the micro file after the step (d) and then curing the site concrete.
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또한, 마이크로파일은 관입 깊이의 증가에 따라 연결수단를 통해 상호 연결되어 관입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the microfiles are characterized by being interconnected through the connecting means as they increase in penetration depth.
본 발명의 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖기 위한 마이크로파일의 시공 방법에 따르면, 마이크로파일의 둘레에 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 형성시켜 기초 지지력과 수평 하중 저항능력이 향상된다.According to the method of constructing the micro pile having the main surface friction pillar made of the soil cement of the present invention, the basic supporting force and the horizontal load resistance ability are improved by forming the main surface friction pillar made of the soil cement around the micro pile.
또한, 마이크로파일의 교반날개에 의해 교란된 소일속에 그라우트재를 채워서 주면마찰 기둥이 형성됨으로써 기둥의 부피에 비해 그라우트재의 사용량을 줄일 수 있다.In addition, when grouting material is filled in the disturbed soil by the stirring blade of the microfilter, the frictional column is formed, so that the amount of grout material used can be reduced compared to the volume of the column.
또한, 굴착홈에 미리 채워넣어진 상태에서 마이크로파일의 회전관입으로 주면마찰 기둥이 형성되므로 공법이 간단해지는 이점을 갖는다.In addition, since the friction pillar is formed by the rotation of the micro pile in the state of being pre-filled in the excavation groove, there is an advantage that the method is simplified.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖는 기초 파일 구조물의 시공 상태도.
도 2는 본 발명에 적용되는 마이크로파일의 다양한 형태를 예시한 정면도.
도 3은 마이크로파일의 다양한 연결 형태를 예시한 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖는 기초 파일 구조물의 시공공정도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a construction state of a foundation pile structure having a main surface friction pillar made of soil cement according to the present invention. FIG.
2 is a front view illustrating various types of microfiles applicable to the present invention;
3 is a cross-sectional view illustrating various connection types of micro files;
4 and 5 are views showing a construction process of a foundation pile structure having a main surface friction pillar made of soil cement according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
도 1과 같이 본 발명에 따른 기초 파일 구조물(10)은 굴착홈(2)내로 관입되어 있는 하나 이상의 마이크로파일(20), 마이크로파일(20)의 둘레에 형성되어 있는 소일시멘트 기둥(16)으로 이루어져 있다.1, the
마이크로파일(20)은 중공형의 강관으로 제작되어 있다. 마이크로파일(20)은 외주면에 회전 관입이 이루어지도록 교반날개(201)를 갖는다. 교반날개(201)는 마이크로파일(20)에 1개소 이상 설치될 수 있다. 예로 도 2(가)와 같이, 교반날개(201)는 마이크로파일(20)의 선단에 1개 그리고 중앙에 1개가 설치될 수 있다. 이때 교반날개(201)는 마이크로파일(20)의 회전 관입시 그 주변의 지반을 교란시키는 것으로, 예로 도시된 바와 같이 나선형이 될 수 있다. 교반날개(201)는 도시된 형태나 설명된 것에 한정되는 것은 아니다. 또한 교반날개(201)는 도 2(나)와 같이 일정 간격마다 설치되거나 도 2(다)와 같이 1개소에 360도 이상으로 선회되어 있는 나선구조를 가질 수 있다. 이때 마이크로파일(20)의 하단에는 하나 이상의 토출공(202)을 갖는다.The
마이크로파일(20)은 관입 깊이 또는 제작된 길이에 따라 복수 개로 구성된다. 선단 지지형으로 사용되는 경우 마이크로파일(20)은 선단이 뾰족하게 구성된 폐쇄형으로 제작된다. 이때 상호 이웃한 마이크로파일(20)(20) 간의 연결은 연결핀이나 연결볼트(210) 또는 커플러(212) 등의 연결수단을 통해 이루어질 수 있다. 이때 마이크로파일(20)의 각 상단부에는 예로 도 4의 회전장치(220)에 연결되는 구조를 갖는다.The
소일시멘트 기둥(16)은 도 4와 같이 굴착홈(2)에 채워넣어진 그라우트재(5)가 마이크로파일(20)의 회전 관입으로 이루어진 것이다. 즉, 소일시멘트 기둥(16)은 마이크로파일(20)의 회전 관입시 굴착홈(2)에 채워넣어진 그라우트재가 마이크로파일(20)의 교반날개(201)에 유도되어 지층으로 인입되어가면서 교란된 소일과 혼합되어 구조물을 이룬다.As shown in FIG. 4, the
여기서, 마이크로파일(20)의 내부에는 그라우트재로 충전 경화되어 있는 코어(15)가 더 포함될 수 있다.The
이와 같은 기초 파일 구조물을 갖기 위한 시공 방법을 설명한다.A construction method for having such a foundation pile structure will be described.
먼저, 도 4(가)와 같이 지면(1)에 마이크로파일(20) 보다 상대적으로 큰 단면적과 일정 깊이(h)를 갖도록 굴착홈(2)을 굴착시켜 놓는다. 이때 굴착홈(2)은 기초콘크리트가 타설되는 기초 면적 내에 다수 개로 시공된다. 굴착홈(2)은 굴착 장비로 시공될 수 있다.First, as shown in FIG. 4 (A), the
다음, 도 4(나)와 같이 굴착홈(2)에 그라우트재(5)를 채워넣는다. 그라우트재는 예로 시멘트 밀크 또는 몰탈이 될 수 있다. 그라우트재(5)의 채움량은 굴착홈(2)의 체적에 따라 다르지만 소일시멘트 기둥(16)을 형성시키기에 충분하도록 한다. 본 실시 예에서 굴착홈(2)은 원형 단면을 가지나 이러한 단면 구조에 한정되는 것은 아니다.Next, as shown in Fig. 4 (B), the
그 다음, 도 2(다)와 같이 굴착홈(2)에 외주면으로 한개 이상의 교반날개(201)를 갖는 마이크로파일(20)을 인입시킨 후 지지층에 도달할 때까지 회전 관입시켜 마이크로파일(20)의 둘레로 그라우트재와 지층의 소일이 혼합되어 나타나는 소일시멘트 기둥(16)을 형성시키는 단계를 갖는다. 이때 마이크로파일(20)의 외주면과 접하는 지층에서는 표면 마찰력과 교반날개(201)에 의해 교란이 일어난다.Thereafter, as shown in FIG. 2 (C), the
또한 굴착홈(2)에 채워넣어진 그라우트재가 마이크로파일(20)의 교반날개(201)에 유도되어 지층으로 화살표(K)방향으로 인입되어가면서 교란된 소일과 혼합된다. 이와 동시에 굴착홈(2)에 채워진 크라우트재는 점차로 줄어든다.The grout material filled in the
이때 도 3과 같이 마이크로파일(20)은 관입 깊이의 증가에 따라 예로, 도 3과 같이 커플러(212)를 통해 상호 연결되어 관입이 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the
또한 도 5(가)와 같이 마이크로파일(20)을 지면(1)에서 일정 높이만큼 솟아 올라있도록 관입이 결정된다. 이는 마이크로파일(20)의 상부측 두부가 기초콘크리트(8)에 매설될 수 있도록 하기 위함이다.5 (a), the intrusion is determined so that the
그 다음, 도 5(나)와 같이 관입 완료된 마이크로파일(20)의 내부 중공에 그라우트재를 충진하여 놓는다. 이때 그라우트재는 마이크로파일(20)의 선단부에 형성된 토출공(202)으로 그라우트재가 토출되어 선단 보강이 이루어지고 내부 중공은 그라우트재에 의해 코어기둥(15)이 시공되어 압축 강도 및 수평 강도를 향상시키게 된다.Next, as shown in Fig. 5 (B), the grout material is filled in the hollow of the
이후 굴착홈(2)에 그라우트재가 비어 있게 되면, 기초콘크리트 타설시 현장 콘크리트가 채워져 마이크로파일(20)의 상부를 보강하게 된다.When the grout ash is empty in the
이와 같이 본 공법에 따르면 마이크로파일(20)의 둘레로 그라우트재와 지층의 소일이 혼합되어 나타나는 소일시멘트 기둥(16)을 형성시켜 기초지반이 튼튼해지고 기초지반의 안전성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present method, the
또한,마이크로파일(20)의 회전 관입시 그라우트재가 자동으로 마이크로파일(20)의 둘레를 따라 침투되는 구조이므로 시공이 용이하게 이루어진다.Also, since the grout material is automatically penetrated along the periphery of the
또한, 소일과 그라우트재의 교반 혼합으로 소일시멘트 기둥(16)이 제작되어져 그라우트재의 사용량을 그만큼 줄일 수 있다.In addition, the soil-
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
15: 코어기둥
16: 소일시멘트 기둥
20: 마이크로파일
201: 교반날개15: core pillar
16: Soil cement column
20: micro file
201: stirring wing
Claims (5)
(b) 굴착홈(2)에 그라우트재(5)를 담아두는 단계;
(c) 굴착홈(2)에 외주면에 한개 이상의 교반날개(201)를 갖는 마이크로파일(20)을 인입시킨 후 지지층에 도달할 때까지 회전 관입시켜 마이크로파일(20)의 둘레로 그라우트재와 지층의 소일이 혼합되어 나타나는 소일시멘트 기둥(16)을 형성시키는 단계;
(d) 관입 완료된 마이크로파일(20)의 내부에 그라우트재를 충진하여 코어기둥(15)을 형성시키는 단계; 를 포함하며,
상기 (c) 단계에서 마이크로파일(20)을 지면(1)에서 일정 높이만큼 솟아 올라있도록 관입하고,
상기 (d) 단계 이후에 마이크로파일(20)을 관입함에 따라 비어있게 되는 굴착홈(2)에 현장 콘크리트를 더 채워넣은 후 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖기 위한 마이크로파일의 시공 방법.(a) excavating the excavation groove 2 so as to have a relatively large cross-sectional area and a predetermined depth h on the ground surface 1 than the micro-pile;
(b) placing the grout material (5) in the excavation groove (2);
(c) The micro pile 20 having one or more stirring blades 201 on its outer circumferential surface is drawn in the excavation groove 2, and then rotated until the micro pile 20 reaches the support layer, Forming a soil cement column (16) in which the soil of the soil cement is mixed;
(d) filling the grooved material inside the penetrated microfilm 20 to form a core column 15; / RTI >
In the step (c), the microfilm 20 penetrates the ground 1 so as to rise up to a certain height,
Further comprising filling the site concrete into the excavation groove (2) which becomes vacant by penetrating the micro pile (20) after the step (d) and then curing the site concrete. Method of construction of microfiles to have.
마이크로파일(20)은 관입 깊이의 증가에 따라 연결수단를 통해 상호 연결되어 관입되는 것을 특징으로 하는 소일시멘트로 이루어진 주면마찰 기둥을 갖기 위한 마이크로파일의 시공 방법.The method according to claim 1,
Wherein the microfiles (20) are interconnected through the connecting means as the depth of penetration increases. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
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