KR101454598B1

KR101454598B1 - 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법

Info

Publication number: KR101454598B1
Application number: KR1020140003487A
Authority: KR
Inventors: 황규원
Original assignee: 황규원
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-11-04
Anticipated expiration: 2034-01-10

Abstract

지반에 회전 관입시켜 헬리칼 말뚝을 시공하면서 교란된 주위 지반에 그라우팅재를 바로 주입시킬 수 있어 구조물 기초용 말뚝으로 활용이 가능한 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 시공방법에 관한 것으로서 상기 방법은 그라우팅재가 압입 분사됨에 따라 그라우팅홀이 보호될 수 있게 외주면에 그라우팅홀이 덮여지도록 설치된 보호캡이 설치된 중공관 형태의 샤프트와 상기 샤프트를 서로 연결볼트로 연결시키는 커플러를 포함하는 헬리칼 말뚝을 헬리칼 말뚝 시공장치를 이용하여 지반에 회전 관입 시키는 단계; 상기 헬리칼 말뚝 시공장치를 이용하여 샤프트 내부로 그라우팅재가 주입되어 그라우팅재가 그라우팅홀을 통해 헬리칼 말뚝의 회전날개부에 의하여 교란된 지반에 바로 압입 분사되도록 하여 경화시키는 단계; 및 샤프트 두부와 연결볼트로 체결되는 수직관과 수직관 외주면에 형성된 지압판을 포함하는 상부지압판을 상기 헬리칼 말뚝의 두부에 설치하는 단계;를 포함한다.

Description

그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법{HELIX PILE HEAD CONSTRUCTION METHOD WITH GROUTING-PROCESSING}

본 발명은 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지반에 회전 관입시켜 헬리칼 말뚝을 시공하면서 교란된 주위 지반에 그라우팅재를 바로 주입시킬 수 있어 구조물 기초용 말뚝으로 활용이 가능한 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부 정착 및 시공방법에 관한 것이다.

구조물 지지용 말뚝 또는 지반 보강용 말뚝의 시공방법의 하나로 직경이 비교적 작은 헬리칼 말뚝을 이용하는 방법이 있다.

도 1은 이러한 종래 헬리칼 말뚝(20)의 시공단면도를 도시한 것인데, 상기 헬리칼 말뚝은 통상 속이 빈 관 형태의 말뚝으로서 외주면에 나선형 회전날개부(21)가 다수 이격되어 헬리칼 말뚝(20)을 지반에 회전시켜 삽입시키는 방법으로 말뚝을 설치하게 된다.

헬리칼 말뚝(20)은 지반에 회전 관입 시킨 이후에는 헬리칼 말뚝(20) 두부를 지지판(미도시)에 정착너트(50)를 이용하여 정착시키는 방식으로 설치한다.

이에 상기 헬리칼 말뚝(20)의 제한적 길이(시공, 운반 등의 이유)에 의하여 서로 연결시켜야 할 경우에는 헬리칼 말뚝(20)의 연결단부가 서로 겹쳐져 삽입되도록 한 후에 상기 연결단부를 관통하는 연결볼트와 너트와 같은 체결부재(40)를 이용하는 것이 일반적이다.

또한, 상기 헬리칼 말뚝(20)은 일정한 직경을 가진 속이 빈 관 형태(샤프트)의 말뚝이므로 지표면으로부터 일정한 깊이(개략 5-10m)에서 크게 발생하는 휨 모멘트(수평저항력)에 대해 상당히 취약할 수밖에 없었다.

즉, 종래 헬리칼 말뚝(20)은 일정한 직경을 가진 관부재로서 전체 연장길이에 걸쳐 소구경 관의 형태로 시공되므로 특히 상부에 있어 작용하는 토압 등에 의한 수평저항력이 작다는 문제점이 있었다.

따라서 종래의 헬리칼 말뚝(20)은 통상 깊이가 깊은 기초용 파일로 사용되기 보다는 규모가 작은 구조물, 벽체 등의 지지용 앵커체 등 사용에 있어 제한이 클 수밖에 없었다.

이에 본 발명은 시공성이 매우 뛰어난 헬리칼 말뚝 본래의 장점에 더하여 충분한 지지력 확보를 위하여 헬리칼 말뚝을 지반에 시공함과 더불어 그라우팅재를 헬리칼 말뚝 자체를 통해 주위 지반에 주입시킬 수 있도록 함으로서 헬리칼 말뚝의 사용성을 획기적으로 증진시켜 구조물 기초용 말뚝으로도 충분히 사용할 수 있을 정도로 효율적이고 시공성도 뛰어난 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 헬리칼 말뚝은 제작, 운반에 있어 일정한 길이를 가진 관부재(샤프트)를 서로 연결하여 시공하게 된다.

이에 샤프트 내부로 그라우팅재를 직접 주입시킬 수 있도록 샤프트에는 그라우팅홀이 형성되도록 한 것을 이용하게 된다.

또한 그라우팅재는 샤프트를 회전 관입시킴과 더불어 샤프트 내부를 경유하여 교란된 지반에 압입 분사 될 수 있도록 하게 된다.

또한 상기 그라우팅홀은 샤프트에 외주면에 장착된 보호캡에 의하여 그라우팅재 분사를 원활하게 한다.

둘째, 상기 샤프트의 회전 관입은 파일드라이버와 샤프트고정장치 및 그라우팅을 위한 쇼벨을 조합시킨 헬리칼 말뚝 시공장치를 이용하여 헬리칼 말뚝의 회전 관입과 그라우팅이 함께 일괄작업으로 이루어질 수 있도록 하였다.

셋째, 헬리칼 말뚝의 두부는 건축물 신축, 증축에 따라 두부캡과 상부지압판으로 구성된 상부지압판을 이용하되 샤프트의 두부에 간단하게 삽입하여 연결볼트에 의하여 설치될 수 있도록 함으로서 헬리칼 말뚝의 특성을 이용한 구조물 기초와의 일체성을 효율적으로 확보할 수 있도록 하게 된다.

이를 위하여 본 발명은

(a) 그라우팅재가 압입 분사됨에 따라 그라우팅홀이 개방된 상태가 유지되도록 외주면에 그라우팅홀이 덮여지도록 설치된 보호캡이 설치된 중공관 형태의 샤프트와 상기 샤프트를 서로 연결볼트로 연결시키는 커플러를 포함하는 헬리칼 말뚝을 헬리칼 말뚝 시공장치를 이용하여 지반에 회전 관입 시키는 단계; (b) 상기 헬리칼 말뚝 시공장치를 이용하여 샤프트 내부로 그라우팅재가 주입되어 그라우팅재가 그라우팅홀을 통해 헬리칼 말뚝의 회전날개부에 의하여 교란된 지반에 바로 압입 분사되도록 하여 경화시키는 단계; 및 (c) 샤프트 두부와 연결볼트로 체결되는 수직관과 수직관 외주면에 형성된 지압판을 포함하는 상부지압판을 상기 헬리칼 말뚝의 두부에 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의한 헬리칼 말뚝을 지반에 회전 관입시킨 후 시간이 경과하면 지반의 교란도가 감소되어 그라우팅재를 압입 분사시켜도 지반에 그라우팅재가 제대로 주입되지 않는 경우가 많다.

즉, 헬리칼 말뚝은 별도로 천공홀을 시공하지 않기 때문에 지지력확보를 위한 그라우팅이 매우 어렵지만 본 발명은 이러한 헬리칼 말뚝의 시공에 있어 그라우팅 공정 도입의 문제점을 간단히 해결 할 수 있도록 함으로서 효율적이고 경제적인 헬리칼 말뚝 시공이 가능하게 된다.

또한 건축물 기초 신축, 증축 시에 알맞은 헬리칼 말뚝의 두부정착에 의하여 효율적인 헬리칼 말뚝 시공이 가능하도록 하게 된다.

헬리칼 말뚝의 회전 관입과 그라우팅 작업이 일괄적으로 이루어질 수 있어 별도의 작업을 인한 작업성 저하에 따른 경제성이 떨어지지 않도록 함으로서 건축물 기초말뚝으로서 이용될 수 있도록 하게 된다.

도 1은 종래 헬리칼 말뚝의 시공도,
도 2a. 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 헬리칼 말뚝과 시공장치 구성도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 헬리칼 말뚝의 두부정착도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 헬리칼 그라우팅 말뚝 시공방법 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 본 발명의 헬리칼 말뚝(100)과 헬리칼 말뚝 시공장치(200) 구성도 ]

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 헬리칼 말뚝(100)의 구성사시도, 시공사시도 및 헬리칼 말뚝 시공장치(200) 구성도를 도시한 것이다.

상기 헬리칼 말뚝(100)은 도 2a와 같이 샤프트(110), 회전날개부(120), 커플러(130), 연결볼트(140), 그라우팅홀(150) 및 보호캡(160)을 포함하는 관 형태의 말뚝이다.

먼저 상기 샤프트(110)는 일정한 길이(L)를 가진 중공관(예컨대 원형관) 부재로서 복수개의 샤프트를 서로 커플러(130)로 연결해 가면서 지반(G)에 회전 관입시키게 된다.

이때 상기 커플러(130)는 연결될 샤프트(110) 연결 부위가 내삽되어 연결볼트(140)를 커플러와 샤프트를 관통시키는 방식으로 서로 체결되는 방식을 사용하게 된다.

이와 같이 서로 연결된 샤프트(110)는 지반에 회전 관입될 수 있도록 최하단 샤프트에는 외주면에 나선형 회전날개부(120)가 형성되어 결국 샤프트(110)를 두부 쪽에서 회전시켜 지반에 연결된 샤프트(110)들이 회전 관입된다.

이러한 헬리칼 말뚝(100)의 시공은 달리 지반에 천공홀을 형성시키지 않고 헬리칼 말뚝을 시공하게 되며 회전날개부(120)에 의하여 샤프트 주위 지반은 시공초기 교란된다.

이러한 헬리칼 말뚝(100)은 지반에 회전 관입시키는 것만으로 그 시공이 완료되는 경우가 많은데 이와 같이 시공하게 되면 간단하기는 하지만 헬리칼 말뚝의 시공길이가 길어질수록 좌굴의 문제(직경이 크지 않은 관부재이기 때문)때문에 건축물 기초용 말뚝으로서 사용하기에는 어렵다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 시공초기 교란된 주위 지반에 그라우팅재(300)가 압입 분사 될 수 있도록 최하단 샤프트(110)에는 그라우팅홀(150)을 형성시키게 되며 이러한 그라우팅홀(150)에는 보호캡(160)이 덮여지도록 설치된다.

즉, 회전 압입 시에는 보호캡(160)에 의하여 보호되어진 그라우팅홀이 토사등의 이물질이 들어가 막히지 않도록 하고, 그라우팅재(300)분사 시에 샤프트 외부로 원활히 분사되도록 한다.

상기 그라우팅홀(150)은 샤프트(110)를 관통하도록 형성시킨 것으로서 특히 커플러(130) 연결부위에 인접한 위치에는 형성시켜 샤프트(110) 연결부위가 양생된 그라우팅재(300)에 의하여 보강될 수 있도록 하게 된다.

헬리칼 말뚝(100)이 소정의 깊이로 지반(G)에 회전 관입되면 도 2b와 같이 그라우팅재(300)에 샤프트 내부로 압입 공급되면서 그라우팅홀(150)을 통해 주위 지반에 압입 분사된다.

이때 상기 그라우팅재(300)는 헬리칼 말뚝(100)이 지반에 회전 관입과 동시에 일괄적으로 작업(교란된 지반의 보강작업)이 이루어짐에 따라 교란된 지반에 보다 효율적으로 그라우팅작업이 진행 될 수 있게 된다.

이를 위해 헬리칼 말뚝(100)을 회전 관입시킨 이후 바로 그라우팅재(300) 분사가 가능하도록 하는 헬리칼 말뚝 시공장치(200)를 이용하게 된다.

상기 헬리칼 말뚝 시공장치(200)는 도 2c와 같이 파일드라이버(210), 샤프트고정장치(220) 및 쇼벨(230)을 포함한다.

도 2b와 같이, 상기 파일드라이버(210)는 헬리칼 말뚝(100)의 샤프트를 회전시키기 위한 장치로서 구동력은 백호등 현장에 상주하는 장비를 이용하여 헬리칼 말뚝(100)이 회전될 수 있는 회전력을 공급하게 된다.

상기 파일드라이버(210)와 헬리칼 말뚝(100)의 샤프트(110)는 샤프트고정장치(220)에 의하여 서로 소켓식으로 연결되며, 이러한 샤프트고정장치(220)는 연결볼트에 의하여 서로 간단하게 체결될 수 있도록 하게 된다.

이때 헬리칼 말뚝(100)의 회전 관입이 일정깊이까지 진행되면 바로 샤프트(110) 내부로 그라우팅재(300)를 공급해야 하는데 그라우팅재(300)는 미리 믹서기와 그라우팅 펌프를 통해 공급되도록 하되 샤프트(110) 내부로 직접 공급할 수 있도록 쇼벨(230)을 이용하게 된다.

이러한 쇼벨(230)은 주입홀을 통해 내부로 그라우팅재(300)가 주입되면 연결된 샤프트(110)로 주입된 그라우팅재를 바로 공급할 수 있도록 하는 것으로서, 파일드라이버(210)와 샤프트(110) 사이에 설치되어 파일드라이버의 회전력 역시 그대로 샤프트(110)로 전달하는 역할을 하게 된다.

이에 쇼벨(230)의 상단부는 연결볼트에 의하여 파일드라이버와 연결되고 샤프트고정장치와는 삽입블록에 의하여 서로 연결되도록 하고 있음을 알 수 있다.

[ 본 발명의 헬리칼 말뚝의 두부정착의 실시예 ]

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 본 발명의 헬리칼 말뚝(100)의 두부정착도들을 도시한 것이다.

먼저, 헬리칼 말뚝(100)은 지반에 회전 관입된 상태에서 그라우팅재(300)가 헬리칼 말뚝 시공장치(200)가 이용되어 주입됨으로서 주위 지반에 분사되어 교란된 지반(G)에 주입된다.

이에 상기 지반(G)에 주입된 그라우팅재(300)가 양생되면 헬리칼 말뚝(100)은 지반에 일단 시공 완료되는데 그 두부는 건축물의 신축 기초(500)에 정착시켜 결국 헬리칼 말뚝(100)을 통해 건축물의 하중이 전달되어 지지력을 충분히 확보할 수 있도록 하게 된다.

말하자면 헬리칼 말뚝(100)의 내부와 주변 지반을 그라우팅재(300)로 보강하여 헬리칼 말뚝의 좌굴문제를 해결하면서도 주위 지반의 보강에 의하여 신축 기초로부터 전달되는 하중을 효과적으로 지반에 저항하도록 하면서 헬리칼 말뚝의 두부 부위 및 지표면 부위의 수평력 및 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있게 된다.

이는 헬리칼 말뚝(100)과 신축 기초(500)의 일체성이 중요한데 이를 위해 헬리칼 말뚝(100)의 두부에는 상부지압판(400)이 설치된다.

이러한 상부지압판(400)은 헬리칼 말뚝(100)의 두부와 건축물의 신축 기초(500)를 서로 일체화시키기 위해 사용된다.

이때 특히 헬리칼 말뚝(100)에 적합한 상부지압판(400)이 이용되며, 상기 상부지압판(400)은 헬리칼 말뚝(100)의 샤프트(110)가 삽입되는 수직관(410) 및 상기 수직판 하부주위에 형성된 지압판(420)을 포함하여 구성된다.

상기 수직관(410)에는 관통홀(411)이 형성되어 연결볼트가 삽입된 샤프트의 관통홀을 관통하여 체결되도록 함으로서 헬리칼 말뚝(100)의 샤프트 두부가 상부지압판(400)에 연결볼트에 의하여 간단하게 체결되어 연결시키게 된다.

이러한 상부지압판(400)과 헬리칼 말뚝의 연결은 체결방식 뿐만 아니라 용접 및 연결볼트에 의한 체결방식을 조합해도 상관은 없다.

도 3a를 기준으로 살펴보면 건축물의 신축 기초(500)를 신축하는 경우에 있어서 상부지압판(400)이 헬리칼 말뚝(100)의 두부에 설치된 상태를 도시한 것이다.

즉, 먼저 지반(G)에 헬리칼 말뚝(100)이 회전 관입된 상태에서 그라우팅재(300)가 헬리칼 말뚝(100)을 통해 주위 지반에 분사되어 압입되어 양생된다.

이에 상기 헬리칼 말뚝(100)의 두부에 연결볼트를 이용하여 상부지압판(400)을 설치하고, 기초용 철근을 배근한 다음, 기초 콘크리트(C)를 타설하여 신축 기초(500)를 시공함으로서 헬리칼 말뚝(100)과 신축 기초(500)를 서로 일체화 시공할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

도 3b와 도 3c는 건축물의 증축 시 반력체를 이용하여 기존 기초에 헬리칼 말뚝(100)이 관입되도록 시공한 후, 상부지압판으로 기존 기초(600)에 일체화시키는 경우라 할 수 있다.

먼저, 도 3b의 경우에는 기존 기초(600)깊이가 비교적 깊지 않아 먼저 기존 기초(600)에 천공홀(610, 상광하협의 수직홀)을 천공시키고,

반력체를 구성하는 앵커볼트(620, 수직봉 형태)의 하단에 하부정착구(630)가 기존 기초(600) 천공홀(610) 주변 저면에 지지되도록 하고,

상기 천공홀(610) 내부에 천공홀지지관(640, 강관)을 별도로 설치하여 앵커볼트(620)의 하단 지지의 안정성을 확보하도록 한 후에,

회전 관입 시공된 헬리칼 말뚝(100)의 두부에 앞서 살펴본 상부지압판(400)을 설치하게 된다.

이에 상기 상부지압판(400)의 수직관(410)에 형성시킨 관통홀에 앵커볼트가 관통하도록 한 후 정착너트로 상부지압판(400)에 앵커볼트(620)의 상단이 정착되도록 하게 된다.

이에 상기 천공홀(610)을 무수축 콘크리트등 충진재로 마감시켜 최종 기존 기초(600)와 헬리칼 말뚝(100)을 서로 일체화시키고 있음을 알 수 있다.

이때 상기 하부정착구(630)는 서로 마주보는 양 정착판(631)과 상기 양 정착판(631)에 사이에 고정된 중공볼트(632)를 포함하며, 상기 중공볼트(632)에 앵커볼트의 하단이 삽입 체결되도록 하여 형성시키게 된다.

이에 상기 천공홀(610)에 설치된 앵커볼트(620), 하부정착부(630), 천공홀지지관(640)을 본 발명은 반력체라 하고, 상기 반력체는 지반에 시공된 헬리칼 말뚝(100)의 지지력을 이용하여 기존 기초(600)의 보수 또는 보강에 이용하게 된다.

이러한 보수 또는 보강이 완료된 이후에 헬리칼 말뚝의 상부지압판(400)의 지압판(420)을 앵커볼틔아 상단이 관통되도록 하여 너트로 체결시킨 후, 충진재로 마감시키게 된다.

다음으로, 도 3c의 경우에는 기존 기초(600)깊이가 비교적 깊어 앵커볼트(620)의 하단의 하부정착구(630)를 기존 기초(600) 저면에 지지되도록 하기 용이하지 않은 경우에 상기 기존 기초(600)의 천공홀(610) 개략 중간 내측면에 지지홈(650)을 별도로 형성시키고, 상기 하부정착구(630)가 지지홈(650)에 삽입되어 지지되도록 하는 경우라 할 수 있다.

이에 역시 먼저 기존 기초(600)에 천공홀(610)을 천공시키고,

미도시된 반력체를 구성하는 앵커볼트(620)의 하단에 하부정착구(630)가 기존 기초(600) 천공홀(610) 내주면에 먼저 형성된 지지홈(650)에 삽입되어 지지되도록 하고,

상기 천공홀(610) 내부에 천공홀지지관(640)을 설치하여 앵커볼트(620)의 하단 지지의 안정성을 확보하도록 한 후, 회전 관입 시공된 헬리칼 말뚝(100)의 두부에 상부지압판(400)을 설치하게 된다.

이에 역시 상기 상부지압판(400)에 형성시킨 관통홀에 앵커볼트가 관통하도록 한 후 정착너트로 상부지압판(400)에 앵커볼트(620)의 상단이 정착되도록 하게 된다.

또한 상기 천공홀(610)을 무수축 콘크리트등 충진재로 마감시켜 최종 기존 기초(600)와 헬리칼 말뚝(100)을 서로 일체화시키고 있음을 알 수 있다.

이에 상기 천공홀(610)에 설치된 앵커볼트(620), 하부정착부(630), 천공홀지지관(640), 지지홈(650)을 본 발명은 반력체라 하고, 상기 반력체는 지반에 시공된 헬리칼 말뚝(100)의 지지력을 이용하여 기존 기초(600)의 보수 또는 보강에 이용하게 된다.

[ 본 발명의 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 시공방법 ]

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 시공방법의 순서도이다. 여기서 그라우팅 겸용의 의미는 헬리칼 말뚝과 그라우팅재 시공이 일괄작업으로 이루어진다는 의미이다.

또한 상기 시공방법은 건축물 신축 기초(500)를 시공하는 경우를 기준으로 살펴본다.

먼저 도 4a와 같이 그라우팅재(300) 주입을 위하여 앞서 살펴본 헬리칼 말뚝 시공장치(200)를 준비하고, 일정한 깊이로 시공할 수 있도록 헬리칼 말뚝(100)을 준비하게 된다.

복수개의 샤프트(110)와 커플러(120)를 준비하고, 연결시켜 가면서 헬리칼 말뚝 시공장치(200)를 이용하여 헬리칼 말뚝(100)을 지반에 회전 관입시키게 된다. 헬리칼 말뚝(100)이 지반의 견질지지층까지 도달 할정도의 일정 깊이까지 회전 관입시키면 된다.

이때 샤프트를 연결하기 이전에 그라우팅재(300)를 바로 교란된 지반으로 압입 분사시키게 되는데 앞서 살펴본 헬리칼 말뚝 시공장치(200)를 이용하여 헬리칼 말뚝(100)의 샤프트(110) 내부로 그라우팅재(300)를 바로 공급하여 헬리칼 말뚝의 주위 지반에 그라우팅재(300)를 압입 분사시키면 된다.

도 4b에 의하면 샤프트(110)가 연결되도록 하여 더 깊은 깊이로 헬리칼 말뚝(100)이 시공되고 있음을 알 수 있으며, 샤프트 연결부위에 있어서는 그라우팅홀(150)에 의하여 분사된 그라우팅재에 의하여 상기 연결부위를 보강할 수 있도록 하게 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명은 회전날개부에 의하여 교란된 지반이 안정화가 이루어지기 전에 일정깊이로 헬리칼 말뚝을 회전 관입시킨 후 바로 그라우팅재를 압입 분사하고, 특히 샤프트 연결부위에는 그라우팅홀을 통한 그라우팅재의 압입 분사가 이루어지도록 하게 된다.

이에 도 4c와 같이 그라우팅재(300)이 압입 분사가 완료되면 상부지압판(400)을 커팅된 헬리칼 말뚝(100) 두부에 연결볼트를 이용하여 상부지압판(400)을 설치하게 된다.

다음으로는 기초 철근을 배근하고 기초 콘크리트를 타설하여 최종 신축된 기초를 시공하게 되며, 기초 내부에 상부지압판(400)에 의하여 기초와 헬리칼 말뚝이 서로 일체화된다.

물론 앞서 살펴본 것과 같이 그라우팅재(300)이 압입 분사가 완료된 이후, 도 3b 및 도 3c와 같이 건축물의 증축용으로 상부지압판을 설치할 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

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.

100: 헬리칼 말뚝 110: 샤프트
120: 회전날개부 130: 커플러
140: 연결볼트 150: 그라우팅홀
160: 보호캡
200: 헬리칼 말뚝 시공장치 210: 파일드라이버
220: 샤프트고정장치 230: 쇼벨
300: 그라우팅재 400: 상부지압판
410: 수직관 420: 지압판
500: 신축 기초 600: 기존 기초
610: 천공홀 620 : 앵커볼트
630: 하부 정착구 640: 천공홀 지지관
650: 지지홈

Claims

(a) 외주면에 형성된 그라우팅홀(150)이 덮여지도록 설치된 보호캡(160)이 설치된 중공관 형태의 샤프트(110)와 상기 샤프트를 서로 연결볼트(140)로 연결시키는 커플러(130)를 포함하는 헬리칼 말뚝(100)을 헬리칼 말뚝 시공장치(200)를 이용하여 지반(G)에 회전 관입 시키는 단계;
(b) 상기 헬리칼 말뚝 시공장치(200)를 이용하여 샤프트 내부로 그라우팅재(300)가 주입되어 그라우팅재(300)가 그라우팅홀을 통해 헬리칼 말뚝의 회전날개부(120)에 의하여 교란된 지반에 바로 압입 분사되도록 하여 경화시키는 단계; 및
(c) 샤프트 두부와 연결볼트로 체결되는 수직관(410)과 수직관 외주면에 형성된 지압판(420)을 포함하는 상부지압판(400)을 상기 헬리칼 말뚝(100)의 두부에 설치하는 단계;를 포함하며, 상기 샤프트 연결부위에는 그라우팅홀을 통한 그라우팅재의 압입 분사가 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법.
제 1항에 있어서,
상기 헬리칼 말뚝 시공장치(200)는 헬리칼 말뚝과 연결볼트로 체결되는 샤프트고정장치(220), 상기 샤프트고정장치(220)와 연결되어 그라우팅재가 직접 공급되며, 파일드라이버(210)에 의하여 샤프트고정장치(220)와 함께 회전되는 쇼벨(230)을 포함하여 상기 헬리칼 말뚝의 회전과 동시에 그라우팅재(300)가 헬리칼 말뚝의 내부로 직접 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법.
제 1항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에 상부지압판(400)이 매립되도록 기초 콘크리트를 새로이 타설하여 헬리칼 말뚝과 신축 기초(600)가 일체로 거동하도록 하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 및 (b) 단계에 의하여 지반에 시공된 헬리칼 말뚝은 기존 기초(500)에 형성시킨 천공홀(510)을 통해 시공되도록 하되, 헬리칼 말뚝의 지지력을 이용하여 기존 기초(500)를 보수 또는 보강한 후, (c) 단계가 이루어지도록 하며,
상기 헬리칼 말뚝(100)의 지지력은 기존 기초(500)에 저면에 지지되도록 설치된 하부정착구(630)에 하부가 고정되며 상방으로 연장되어 천공홀 상방쪽으로 연장된 앵커볼트(620)와 상기 앵커볼트 내측면들에 접하도록 설치된 천공홀 지지관(640)을 포함하는 반력체를 이용하되,
상기 보수 또는 보강이 완료된 후, 앵커볼트에 연결된 상부지압판이 두부에 설치된 헬리칼 말뚝은 천공홀에 주입된 충진재에 의하여 마감되도록 하는 것을 특징으로 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 및 (b) 단계에 의하여 지반에 시공된 헬리칼 말뚝은 기존 기초(500)에 형성시킨 천공홀(510)을 통해 시공되도록 하되, 헬리칼 말뚝의 지지력을 이용하여 기존 기초(500)를 보수 또는 보강한 후, (c) 단계가 이루어지도록 하며,
상기 헬리칼 말뚝(100)의 지지력은 기존 기초(500)의 천공홀 내측면에 형성시킨 지지홈(650)에 삽입되어 지지되도록 설치된 하부정착구(630)에 하부가 고정되며 상방으로 연장되어 천공홀 상방쪽으로 연장된 앵커볼트(620)와 상기 앵커볼트 내측면들에 접하도록 설치된 천공홀 지지관(640)을 포함하는 반력체를 이용하되,
상기 보수 또는 보강이 완료된 후, 앵커볼트에 연결된 상부지압판이 두부에 설치된 헬리칼 말뚝은 천공홀에 주입된 충진재에 의하여 마감되도록 하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법.
제 5항에 있어서,
상기 하부정착구(630)는
서로 마주보는 양 정착판(631)과 상기 양 정착판(631)에 사이에 고정된 중공볼트(632)를 포함하며, 상기 중공볼트(632)에 앵커볼트의 하단이 삽입 체결되도록 하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 겸용 헬리칼 말뚝 두부정착방법.