KR101488971B1 - Supporting pile with double steel pipe and construction method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 지지파일은, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반에 형성된 굴착공 내부에 항타 관입으로 설치되며 시멘트계 충진물이 상기 굴착공 내부에 충진 및 경화되어 상기 지반에 지지 고정되게 시공되는 지지파일로서, 내부에 공동부가 형성된 관 형상으로 구비되는 파일체; 상기 파일체의 하측에 길이 방향을 따라 형성되며 소정의 직경을 갖는 외측강관과, 상기 외측강관 보다 작은 직경으로 구비되어 외측강관의 내부에 간격을 두고 설치되는 내측강관으로 이루어지고, 상기 내측강관의 내부와 외측강관과 내측강관 사이에는 개방된 공간이 형성되어 지반 관입시 상기 공간으로 토사의 유입을 이루도록 하는 이중강관; 및 상기 파일체의 하단과 상기 이중강관의 상단 사이에 개재되고 중심부에는 중공 홀이 형성되며 상기 이중강관으로부터 전달되는 응력을 분산시키는 연결판; 을 포함한다.
본 발명에 의하면, 지지지반에 항타 관입되는 하단부가 내ㆍ외측강관으로 이루어진 이중강관으로 구비됨으로써, 내측강관의 내부 및 내ㆍ외측강관의 사이 공간에 의해 폐색 효과가 이중으로 극대화되어 지지파일의 하단부가 지지지반에 견고하게 고정될 수 있고, 이중강관의 좁은 하단 면적으로 인해 단단한 지반에도 용이하게 지지파일을 항타 관입 시공할 수 있으며, 이중강관의 하단면의 형상이 지지지반의 표면 형상에 대응되게 구비되어 항타 관입시에 지지파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있고, 파일체 내부에서 이중강관 내부에 걸쳐 위치되는 보강체가 구비되어 파일체와 이중강관의 결합강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이중강관의 외주면에 구비된 회전날개부를 통해 일정 깊이로 항타 관입하여 관입 저항이 커진 상태에서는 지지파일을 회전시킴으로써 추가적으로 회전 관입할 수 있으므로 시공에 필요한 공수 및 시공 소음도 줄일 수 있다.The present invention relates to a support pile having a lower end made of a double steel pipe and a method of constructing the support pile. The support pile according to the present invention is characterized in that, in order to secure the support stability in drying a building structure or civil structure, A pile member provided in the form of a tube having a cavity formed therein, the cement based filler being filled and cured in the excavation hole to be supported and fixed on the ground; An outer steel pipe formed along the longitudinal direction at a lower side of the pile body and having a predetermined diameter and an inner steel pipe provided at a smaller diameter than the outer steel pipe and spaced apart from the inside of the outer steel pipe, A dual steel pipe for forming an open space between the inner and outer steel pipes and the inner steel pipe to allow the introduction of the gravel into the space when the ground is penetrated; A connecting plate interposed between a lower end of the pile body and an upper end of the double steel pipe and having a hollow hole formed at the center thereof to disperse stress transmitted from the double steel pipe; .
According to the present invention, since the double bottomed steel pipe having the lower end portion penetrated into the supporting ground is composed of the inner and outer steel pipes, the closure effect is maximized by the inner space of the inner steel pipe and the space between the inner and outer steel pipes, The support piles can be easily inserted into the hard pavement due to the narrow bottom area of the double steel pipe and the shape of the lower end surface of the steel pipe can be fixed to the support pavement And a reinforcing member disposed in the inside of the pile body in the inside of the pile body to improve the bonding strength between the pile body and the double steel pipe, In a state in which penetration resistance penetrates into a certain depth through a rotating blade provided on the outer peripheral surface of the support member By rotating the work, it is possible to further penetrate the rotation, so that the air flow and construction noise required for the construction can be reduced.
Description
본 발명은 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지지파일의 하단부 지지력을 크게 향상시킬 수 있고, 단단한 지반에도 용이하게 항타 관입 시공할 수 있으며, 지지지반의 표면이 기울어진 경우에도 지지파일이 기울어지지 않게 시공할 수 있고, 지지파일의 시공에 필요한 공수 및 소음도 줄일 수 있는 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일 및 이의 시공방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a support pile having a lower end portion made of a double steel pipe and a method of manufacturing the support pile. More particularly, the present invention can greatly improve the support force of the lower end portion of the support pile, And a lower end portion of which is lowered to reduce the number of holes and noise required for installation of the support pile, and a method of installing the support pile.
일반적으로 건축구조물이나 토목구조물을 지반 상에 건조할 때, 지반이 연약하거나 건축구조물이나 토목구조물의 하중이 큰 경우에는 하중에 대한 충분한 지지력 확보를 위해 콘크리트 등으로 이루어진 지지파일이 사용된다.In general, when the building structure or civil structure is dried on the ground, when the ground is weak or the load of the building structure or the civil structure is large, a support file made of concrete or the like is used for securing a sufficient supporting force against the load.
종래의 지지파일(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 공동부가 형성된 콘크리트 원형관으로 이루어지는데, 이러한 지지파일(10)을 건축구조물이나 토목구조물의 건조 예정 지반(BG)에 형성한 굴착공(20)에 삽입한 후, 굴착공(20)에 소일시멘트(soil cement)와 같은 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진 양생시키는 방식으로 시공된다.As shown in FIG. 1, the
그러나 이러한 종래의 지지파일(10)은 굴착공(20)을 형성하는 굴착 작업시에 생성되어 굴착공(20)의 바닥면에 존재하는 슬라임(SM)에 의해 그 하단부의 지지력이 충분히 확보되기 어렵고, 지하수위가 높은 경우에는 시공 중에 지지파일(10)이 부력에 의해 떠오르거나 기울어지는 경우가 발생하여, 지지파일(10)의 위치를 측량, 확인하는 과정을 추가적으로 거쳐야 하는 작업 공정상의 불편함이 있다.However, such a
이러한 문제점을 보완하기 위해, 지지파일(10)을 굴착공(20)에 삽입한 후, 타격 공법을 이용해 굴착공(20)의 바닥면에 박아 넣는 항타 관입 방식으로 하단부의 지지력을 확보한 후, 굴착공(20)에 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진 양생시키는 시공이 이루어지고 있다.In order to solve such a problem, after the
그러나 종래의 지지파일(10) 중 PHC 파일은 하단 면적이 넓어 단단한 지반에 시공하는 경우에는 항타 관입이 난해하며, 항타 관입 시공시의 공수도 많이 소요되고, 시공 소음으로 인한 민원 발생도 많은 문제점이 있다.However, when the PHC file of the
이러한 문제점을 무마하기 위해 지지파일(10)을 충분히 항타 관입하지 않고 시공하게 되면, 지지파일(10)의 하단부 지지력을 안정적으로 확보할 수 없는 단점이 있다.In order to avoid such a problem, there is a disadvantage in that it is not possible to stably secure the lower end supporting force of the
그리고 종래의 지지파일(10) 중 개단형(open section type) 파일인 단순한 강관 파일은 하단 면적이 너무 좁아 항타 관입 시공시에 충분한 주의를 기울이지 않으면 일부분에 응력이 집중되면서 파일이 손상될 수 있는 문제점이 있다.A simple steel pipe file, which is an open section type file among the
게다가 이러한 강관 파일은 항타 관입시에 지반과 파일 내면 간의 마찰력으로 인한 폐색 효과로써 지지파일의 하단부 지지력 상승을 기대할 수 있으나, 파일의 하단부 내부 공간이 넓음으로 인해 파일 내면 간의 거리가 멀어서 내부의 흙이 다져지는 폐색 효과로 인한 하단부 지지력 상승이 제한적인 단점이 있다.In addition, such a steel pipe file can be expected to increase the bearing capacity of the lower end of the support file due to the clogging effect due to the frictional force between the ground and the inner surface of the file at the time of hovering. However, since the inner space of the lower end of the file is wide, There is a disadvantage in that the increase of the bearing capacity of the lower end due to the clogging effect is limited.
또한, 종래의 지지파일(10)은 제조시에 변형을 가하지 않는 이상 그 하단면이 평평하게 구비되므로, 단단한 지지지반의 표면이 기울어진 경우에는 항타 관입시에 지지파일(10)의 하단 일측에 응력이 집중되면서 토크가 발생하여 지지파일이 기울어지는 등 이처럼 표면이 기울어진 단단한 지지지반에 시공하는 것이 난해하다.Since the lower end surface of the
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 개단 파일의 폐색 효과를 극대화시킬 수 있고, 파일의 하단 면적을 줄이면서도 시공시에 손상되지 않도록 충분한 내구성을 확보할 수 있는 구조를 가지며, 일정 깊이로 항타 관입하여 관입 저항이 커진 상태에서도 용이하게 더 관입할 수 있는 지지파일 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention has a structure capable of maximizing the clogging effect of the open-ended file, ensuring sufficient durability so as not to be damaged at the time of construction while reducing the bottom area of the file, Which can be easily penetrated even when the intrusion resistance is increased, and a method of constructing the support file.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반에 형성된 굴착공 내부에 항타 관입으로 설치되며 시멘트계 충진물이 상기 굴착공 내부에 충진 및 경화되어 상기 지반에 지지 고정되게 시공되는 지지파일에 있어서, 내부에 공동부가 형성된 관 형상으로 구비되는 파일체; 상기 파일체의 하측에 길이 방향을 따라 형성되며 파일체의 외경과 동일한 외경을 갖는 외측강관과, 상기 외측강관 보다 작은 직경으로 구비되어 외측강관의 내부에 간격을 두고 설치되는 내측강관으로 이루어지고, 상기 내측강관의 내부와 외측강관과 내측강관 사이에는 지반 관입시 토사의 유입을 이루도록 개방된 공간을 형성한 이중강관; 및 상기 파일체의 하단과 상기 이중강관의 상단 사이에 설치되고 외경은 상기 파일체의 외경 및 외측강관의 외경과 동일하고 중심부에는 파일체의 공동부와 동일하거나 큰 중공 홀이 형성되어 상기 이중강관으로부터 전달되는 응력을 분산시키는 연결판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 지지파일은, 상기 내측강관이나 상기 연결판 또는 연결판의 연결부분에 내측 방향으로 돌출되게 고정 설치되는 하나 이상의 지지부재; 및 상기 지지부재에 형성된 복수의 지지홀에 설치되며, 시공시에 상기 파일체와 상기 이중강관의 결합강도를 향상시킬 수 있도록 상기 공동부의 하부에서 상기 내측강관의 상부에 걸쳐 위치되는 보강체; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 내측강관은, 시공시에 굴착공 내부의 시멘트계 충진물이 상기 내측강관의 하단을 통해 상기 보강체로 유입되는 것을 차단하도록 상기 내측강관의 내주면에 형성되는 차폐판; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지파일은, 상기 외측강관의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어 상기 지반에 대한 상기 이중강관의 부착력을 향상시키고 상기 지지파일이 회전됨에 따라 상기 이중강관을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입시키는 하나 이상의 회전날개부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, in order to secure the stability of the support during the drying of the building structure or the civil engineering structure, the cement-based filling material is filled in the excavation hole formed in the ground, A support structure for supporting and fixing a support structure, the support structure comprising: An outer steel pipe formed along the longitudinal direction at the lower side of the pile body and having an outer diameter equal to the outer diameter of the pile body; and an inner steel pipe provided at a smaller diameter than the outer steel pipe and spaced apart from the inside of the outer steel pipe, A double steel pipe formed between the inside of the inner steel pipe, the outer steel pipe and the inner steel pipe to form an open space for the inflow of the gravel upon penetration of the ground; And an outer diameter of the pile body is equal to an outer diameter of the pile body and an outer diameter of the outer steel tube, and a hollow hole having the same or larger than the cavity of the pile body is formed at the center of the pile body, A connecting plate for dispersing stress transmitted from the connecting plate; And a control unit.
Wherein the support file includes at least one support member fixedly installed to protrude inward in a connecting portion of the inner steel pipe or the connecting plate or the connecting plate; And a reinforcing member which is installed in a plurality of support holes formed in the support member and is positioned from a lower portion of the hollow portion to an upper portion of the inner steel pipe so as to improve a coupling strength between the pile member and the double steel pipe at the time of construction; And further comprising:
Wherein the inner steel pipe is formed on an inner circumferential surface of the inner steel pipe so as to prevent the cement based filler inside the excavation hole from flowing into the reinforcement through the lower end of the inner steel pipe at the time of construction; Further comprising:
The support file is provided on the outer circumferential surface of the outer steel pipe so as to improve the adhesion of the double steel pipe to the ground and to pierce the double steel pipe into the bottom surface of the excavation hole as the support pile rotates The rotating wing portion; And further comprising:
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이러한 본 발명의 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일 및 이의 시공방법에 의하면, 지지지반에 항타 관입되는 하단부가 내ㆍ외측강관으로 이루어진 이중강관으로 구비됨으로써, 내측강관의 내부 공간 및 내ㆍ외측강관의 사이 내부 공간에서 각각 흙이 다져지는 폐색 효과가 발생하여, 지지파일 하단부에서의 폐색 효과가 이중으로 극대화되므로 지지파일의 하단부가 지지지반에 견고하게 고정될 수 있다.According to the support file having the lower end of the present invention as a double steel pipe and the method of constructing the same, it is possible to provide a support pipe having a double bottomed steel pipe, So that the lower end portion of the support pile can be firmly fixed to the supporting ground since the clogging effect at the lower end portion of the support pile is maximized.
그리고 종래의 PHC 파일에 비해 상대적으로 좁은 이중강관의 하단 면적으로 인해 단단한 지반에도 용이하게 지지파일을 항타 관입 시공할 수 있으며, 종래의 단순한 강관 파일에 비해서는 소정의 간격을 두고 배치된 이중 강관의 하단 면적이 시공시에 지지력을 발휘하면서 응력 집중으로 인한 파일 하단 손상이 효과적으로 방지될 수 있다.Also, due to the lower area of the dual steel pipe, which is relatively narrower than the conventional PHC file, it is possible to easily insert the support file into the hard ground, The bottom area can effectively prevent damage to the bottom of the file due to stress concentration while exerting a supporting force at the time of construction.
또한, 이중강관의 하단면의 형상이 지지지반의 표면 형상에 대응되게 구비됨으로써, 항타 관입시에 지지파일의 하단 일측에 응력이 집중되면서 토크가 발생하는 것을 차단하여, 항타 관입시에 지지파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the shape of the lower end surface of the double steel pipe is provided corresponding to the surface shape of the support ground, stress is concentrated on one side of the lower end of the support pile at the time of hovering, thereby preventing occurrence of torque, It is possible to prevent inclination.
게다가, 지지파일이 파일체의 하단에 연결판과 이중강관이 결합된 형태로 구현되더라도, 파일체 내부에서 이중강관 내부에 걸쳐 위치되는 보강체가 구비되어 파일체, 연결판 및 이중강관의 결합강도를 향상시켜 충분한 내구성을 확보할 수 있다.In addition, even if the support file is implemented in a form in which the connecting plate and the double steel tube are combined at the lower end of the filament body, the reinforcing body located in the inside of the double steel tube is provided inside the filament body so that the joining strength between the filament body, And sufficient durability can be ensured.
뿐만 아니라, 이중강관의 외주면에 구비된 회전날개부를 통해 일정 깊이로 항타 관입하여 관입 저항이 커진 상태에서는 지지파일을 회전시킴으로써 회전 관입할 수 있으므로 시공에 필요한 공수 및 시공 소음도 줄일 수 있다.In addition, in the state where the penetration resistance penetrates through the rotary blade part provided on the outer circumferential surface of the double steel pipe and the penetration resistance is increased, the rotation of the support pile can be performed, thereby reducing the airflow required for installation and construction noise.
도 1은 종래의 지지파일의 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 A-A의 단면도,
도 4a 내지 도 4d는 하단부가 단일강관으로 구비된 지지파일과 본 발명의 제1실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일을 3D 구조 해석을 통해 비교 분석한 결과,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 있어서, 이중강관의 하단이 지지지반의 기울기에 대응되도록 기울어지게 구비된 지지파일의 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 있어서, 이중강관의 내구성을 향상시키는 보강리브를 대신하여 내ㆍ외측강관 사이에 콘크리트 충진재가 구비된 변형 실시예를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 단면도,
도 9는 도 8에 도시된 B-B의 단면도,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 단면도,
도 12는 도 11에 도시된 C-C의 단면도,
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일에 있어서, 지지부재의 설치 위치가 상이한 변형된 형태를 보여주는 단면도,
도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일에 있어서, 내측강관에 차폐판이 구비된 변형된 형태의 시공 상태를 도시한 단면도,
도 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 단면도,
도 17은 도 15에 도시된 D-D의 단면도,
도 18은 본 발명의 제4실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 19는 본 발명의 제1실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공방법을 도시한 순서도,
도 20a 내지 도 20e는 본 발명의 제1실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공방법을 설명하기 위한 도면들,
도 21은 본 발명의 제2실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공방법을 도시한 순서도,
도 22a 내지 도 22g는 본 발명의 본 발명의 제2실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공방법을 설명하기 위한 도면들,
도 23은 본 발명의 제3실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공방법을 도시한 순서도,
도 24a 내지 도 24g는 본 발명의 본 발명의 제3실시예에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일의 시공방법을 설명하기 위한 도면들이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a sectional view showing a state in which a conventional support file is installed,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a support file in which a lower end portion according to a first embodiment of the present invention is provided with a double steel pipe,
Figure 3 is a cross-sectional view of AA shown in Figure 2,
FIGS. 4A to 4D illustrate the results of a 3D structure analysis of a support file having a lower end portion as a single steel pipe and a support file having a lower end portion as a double steel pipe according to the first embodiment of the present invention,
5 is a sectional view showing a state in which a support pile having a lower end portion is formed as a double steel pipe according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a sectional view showing a state in which a support pillar provided at an inclined lower end of a double steel pipe corresponds to a slope of a support ground, according to a first embodiment of the present invention;
7 is a sectional view showing a modified embodiment in which a concrete filler is provided between inner and outer steel pipes instead of reinforcing ribs for improving the durability of the double steel pipes according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a cross-sectional view of a support file in which a lower end portion is provided as a double steel pipe according to a second embodiment of the present invention;
9 is a sectional view of BB shown in Fig. 8,
FIG. 10 is a sectional view showing a state in which a support pile having a lower end portion is formed as a double steel pipe according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 11 is a cross-sectional view of a support file having a lower end in a double steel pipe according to a third embodiment of the present invention, FIG.
12 is a cross-sectional view of CC shown in Fig. 11,
FIG. 13 is a sectional view showing a state in which a support pile having a lower end portion is formed as a double steel pipe according to a third embodiment of the present invention,
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a support file in which a lower end portion is provided as a double steel pipe according to a third embodiment of the present invention,
FIG. 15 is a sectional view of a support file having a lower end portion as a double steel pipe according to a third embodiment of the present invention, in a deformed state in which a shielding plate is provided on an inner steel pipe,
FIG. 16 is a cross-sectional view of a support file having a lower end in a double steel tube according to a fourth embodiment of the present invention; FIG.
17 is a cross-sectional view of DD shown in Fig. 15,
FIG. 18 is a sectional view showing a state in which a support pile having a lower end portion is formed as a double steel pipe according to a fourth embodiment of the present invention,
19 is a flowchart showing a method of constructing a support pile having a lower end portion as a double steel pipe according to the first embodiment of the present invention;
FIGS. 20A to 20E are views for explaining a method of constructing a support file in which a lower end according to the first embodiment of the present invention is provided as a double steel pipe,
FIG. 21 is a flowchart showing a method of constructing a support file having a lower end portion as a double steel pipe according to a second embodiment of the present invention; FIG.
FIGS. 22A to 22G are views for explaining a method of constructing a support pile having a lower end portion as a double steel pipe according to a second embodiment of the present invention,
23 is a flowchart showing a method of constructing a support file having a lower end portion as a double steel pipe according to a third embodiment of the present invention;
24A to 24G are views for explaining a method of constructing a support pile having a lower end portion as a double steel pipe according to a third embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art will be able to easily carry out the present invention . The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일(이하, 줄여서 '지지파일'이라 함) 및 이의 시공방법은, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 건축구조물 또는 토목구조물 건조 예정 지반에 형성된 굴착공 내부에 위치된 상태로 항타 관입되며, 그 외주면을 감싸도록 시멘트계 충진물을 충진 및 양생함으로써 지반에 견고하게 설치되는 말뚝 및 이의 시공방법이다.The support file (hereinafter, abbreviated as 'support file') having the lower end according to the present invention as a double steel pipe (hereinafter, referred to as 'support file') and its construction method are to be constructed in order to secure the support stability in the case of building structure or civil structure The pile is installed in the excavation hole formed in the ground, and the cement filling material is filled and cured so as to surround the outer circumference of the pile.
여기서, 지반이란 건축구조물 또는 토목구조물의 건조를 위해 터파기를 한 후 드러난 지면 및 지중을 의미하며, 이하의 설명에서 지지지반이란 지중에 위치하는 강도가 높은 부분으로써 말뚝의 하단부에 대해 높은 지지력을 발생하여 말뚝을 지지하는 부분을 일컫는다.Here, the term "ground" refers to the ground and the ground exposed after the earthquake for the drying of the building structure or the civil engineering structure. In the following description, the support ground means a portion having high strength located in the ground, And the supporting part of the pile.
그리고 이하의 지지파일에 대한 4개의 실시예와 지지파일의 시공방법에 대한 2개의 실시예를 설명하기 위한 도면에 있어서, 서로 다른 실시예라 하더라도 실질적으로 동일한 형상 및 기능을 가진 구성요소는 동일한 도면부호를 사용하고, 그에 대한 중복된 설명은 생략하였음을 밝혀둔다.In the drawings for explaining the four embodiments of the support file and the two embodiments of the support file construction method, components having substantially the same shape and function, even in different embodiments, , And the duplicate description thereof is omitted.
이하, 첨부된 도 2 내지 5를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 5, the structure and effect of the support file according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일은 파일체(100), 연결판(200) 및 이중강관(300)을 포함하여 이루어진다.The supporting file according to the first embodiment of the present invention includes a
상기 파일체(100)는 내부에 공동부(110)가 형성된 관 형상으로 구비되는데, 구체적으로 PHC 파일이나 강관 파일과 같은 기성 파일 등이 적용될 수 있다.The
상기 연결판(200)은 중심부에 중공홀(210)이 형성되며 소정의 두께를 가진 판 형상으로 구비되며, 파일체(100)의 하단과 이중강관(300)의 상단 사이에 개재되어 이중강관(300)으로부터 전달되는 응력을 분산시킴으로써 응력 집중에 의한 변형 발생을 최소화하는 역할을 한다.The connecting
이러한 연결판(200)은 도면에 도시된 바와 같이, 내ㆍ외측강관(320, 310)의 사이 공간의 평면 형상에 대응되는 형상과 크기로 구비될 수 있고, 후술되는 제3실시예의 도면에 도시된 바와 같이, 파일체(100)의 하면 형상에 대응되는 형상과 크기로 구비될 수도 있으며, 이러한 구속 조건 없이 자유로운 형상과 크기로 구비될 수도 있다.As shown in the figure, the connecting
그러나 후술되는 제3실시예와 같이 지지부재(400)에 대한 내구성 증가 등과 같은 특별한 목적이 없는 이상, 내ㆍ외측강관(320, 310)의 사이 공간의 평면 형상에 대응되는 형상과 크기로 구비되는 것이 연결판(200)의 불필요한 부분을 최소화할 수 있으므로, 가장 경제적이라 할 수 있다.However, as in the third embodiment described later, the inner and
상기 이중강관(300)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 직경을 가진 외측강관(310), 이 외측강관(310)보다 작은 직경으로 구비되어 외측강관(310)의 내부에 일정 간격을 두고 설치되는 내측강관(320) 및 복수의 보강리브(330)로 이루어지며, 파일체(100)의 길이방향을 따라 연결판(200)의 하면에 고정된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
이와 같은 이중강관(300)은 PHC 파일에 비해서는 지지파일의 하단 면적을 크게 줄임으로써, 지지파일이 단단한 지반(BG)에도 용이하게 항타 관입 시공될 수 있게 하고, 단순한 강관 파일에 비해서는 소정의 간격을 두고 외측강관(310)의 하면과 내측강관(320)의 하면이 배치되어 지지파일을 분산 지지하게 구비됨으로써 시공시의 응력 집중에 의한 지지파일 하단의 손상을 방지한다.Such a
그리고 상기 보강리브(330)는 외측강관(310)과 내측강관(320)을 연결하는 플레이트 형태로 구비되며, 이중강관(300)의 내구성을 향상시키는 역할을 수행한다. 그러나 이러한 보강리브(330)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 있어서 필수적인 구성도 아님을 밝혀둔다.The reinforcing
만약, 지지파일의 하단부를 이중강관(300)이 아닌 단일강관으로 구비한 경우에는, 전술한 단순한 강관 파일과 같이 시공시의 응력 집중에 의해 단일 강관으로 이루어진 지지파일의 하단이 손상되기 쉽고, 전달 응력을 분산시키는 연결판(200)도 더 강도 높은 부재로 구비해야 할 뿐만 아니라, 폐색 효과도 약하게 구현되어 고지지력 확보도 더 미흡하므로, 지지파일의 하단부는 이중강관으로 구현되는 것이 바람직하다.In the case where the lower end of the support pile is provided as a single steel pipe rather than the
이와 관련하여, 도 4a 내지 도 4d는 지지파일의 하단부가 단일강관으로 구비되는 경우와 이중강관(300)으로 구비되는 경우를 3D 구조 해석을 통해 비교 분석한 결과로써, 파일체(100)인 PHC 파일의 하중에 해당하는 동일한 하중을 인가한 경우에 지지파일 하단부의 단일강관이나 이중강관(300) 및 연결판(200)에 대한 구조 해석 결과이다.4A to 4D illustrate a case where the lower end of the support pile is provided as a single steel pipe and the case where the support pipe is provided as a
이 3D 구조 해석에 있어서, 하단부가 단일강관으로 구비되는 지지파일은 400mm의 외경, 270mm의 내경 및 65mm의 두께를 갖는 PHC 파일의 하단부에 400mm의 외경 및 12mm의 두께를 갖는 SKK490재질의 단일강관을 적용한 것이며, 하단부가 이중강관(300)으로 구비되는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일은 파일체(100)로써 400mm의 외경, 270mm의 내경 및 65mm의 두께를 갖는 PHC 파일을 적용하고 이중강관(300)은 400mm의 외경 및 12mm의 두께를 갖는 외측강관(310)과 318.5mm의 외경 및 9mm의 두께를 갖는 내측강관(320)으로 이루어진 SKK490재질의 이중강관(300)을 적용한 것이다. 그리고 연결판(200)은 각각 비교적 얇은 5mm의 두께를 갖는 SKK400 재질의 것을 적용한 것이다.In this 3D structure analysis, the supporting pile having the lower end portion as a single steel pipe is made of a single steel pipe of SKK490 having an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 270 mm, and an outer diameter of 400 mm and a thickness of 12 mm at the lower end of the PHC pile having a thickness of 65 mm And a lower end portion of which is a
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 하단부가 단일강관으로 구비되는 지지파일은 연결판(200)과 단일강관의 연결부분에 응력이 매우 집중되는 것을 확인할 수 있으며, Von Mises 응력은 단일강관에 최대 290.3MPa, 연결판(200)에 최대 149MPa로 측정된 반면, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 하단부가 이중강관(300)으로 구비되는 지지파일은 응력이 분산되면서 이중강관(300)의 Von Mises 응력이 161.7MPa로 앞선 경우에 비해 44% 감소, 연결판(200)의 Von Mises 응력이 125MPa로 16% 감소한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 4A and 4B, it can be seen that stress is very concentrated at the connecting portion between the connecting
이어서, 두 경우에 있어서 응력 집중에 의한 변형으로 발생하는 연결판(200)의 각 변위를 분석한 결과, 하단부가 단일강관으로 구비되는 지지파일의 연결판은 1/591의 각변위(부등침하)가 측정된 반면, 하단부가 이중강관(300)으로 구비되는 지지파일의 연결판(200)은 1/2057의 훨씬 미소한 각변위가 측정되어 하단부가 이중강관(300)으로 구비되는 지지파일이 연결판(200)의 변형도 훨씬 줄어드는 것을 확인할 수 있다.As a result of analyzing the angular displacement of the connecting
한편, 상술한 바와 같은 파일체(100)와 이중강관(300)은 기성품과는 별도의 사이즈로 제작되어 적용될 수도 있으나, 기성 PHC 파일이나 강관을 조합 적용할 수도 있다. 아래의 표는 본 발명의 제1실시예에 있어서, 기성 PHC와 강관을 조합하여 적용해 본 예이며, 그 조합이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the
(339.7~318.5)300, 267.4
(339.7-318.5)
(457.2, 406.4)400, 355.6
(457.2, 406.4)
(267.4)318.5, 323.8, 339.7,
(267.4)
(558.8, 508)500, 457.2
(558.8, 508)
(609.6)600, 558.8
(609.6)
(711.2)700, 609.6
(711.2)
(500)609.6, 558.5,
(500)
(812.8)800, 711.2
(812.8)
(914.4)900, 812.8
(914.4)
(1016)1000, 914.4
(1016)
(900)1016, 1000,
(900)
특히, 표 1에서 외측강관(310)의 괄호로 표기된 수치는 도면에 도시된 바와 는 달리 외측강관(310)의 직경이 파일체(100)의 외경보다 큰 경우로써, 이와 같은 조합도 적용 가능하다는 것을 보여주고, 내측강관(320)의 괄호로 표기된 수치는 도면에 도시된 바와는 달리 내측강관(320)의 직경이 파일체(100)의 내경보다 작거나 같은 경우로써, 이와 같은 조합도 적용 가능하다는 것을 보여준다.Particularly, in Table 1, the numerical values indicated by the parentheses of the
한편, 내ㆍ외측강관(320, 310)의 두께는 파일체(100)와 이중강관(300)의 사이즈 및 시공 조건 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.On the other hand, the thickness of the inner and
본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 시공 상태를 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 파일체(100)의 하측에 길이 방향을 따라 소정의 직경을 가지고 형성되는 외측강관(310)과, 상기 외측강관(310) 보다 작은 직경으로 구비되어 외측강관(310)의 내부에 간격을 두고 설치되는 내측강관(320)으로 이루어지고, 상기 내측강관(320)의 내부와 외측강관(310)과 내측강관(320) 사이에는 하부가 개방된 공간이 형성된다.
이러한 구성의 상기 이중강관(300)이 굴착공(20)의 바닥면에서 지지지반(BG')까지 항타 관입되면, 내측강관(320)의 내부 공간 및 내ㆍ외측강관(320, 310)의 사이 내부 공간에서 동시에 각각 흙이 다져지는 폐색 효과가 발생하여, 지지파일 하단부에서의 폐색 효과가 이중으로 극대화되며, 이에 따라 지지파일의 하단부를 이루는 이중강관(300) 전체가 파일체(100)를 통해 인가되는 하중에 대해 일체 거동하면서 지지지반(BG')에 견고하게 고정될 수 있다.As shown in FIG. 5, the support pipe according to the first embodiment of the present invention includes an
When the
즉, 이중강관(300)의 내부로 흙이 삽입 이동함에 따라, 단일강관에 비해 내부에서 발생하는 폐색 효과의 발현 시점이 빠르며, 이중강관(300)의 내부에서 내ㆍ외측강관(320, 310)의 내주면들과 흙과의 마찰저항이 크게 발현되는 구조적 특징으로 인해 지지력이 극대화되는 것이다.That is, as the soil moves into the inside of the
한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일에 있어서, 이중강관(300')을 이루는 내ㆍ외측강관(320', 310')은, 도 6에 도시된 바와 같이, 굴착공(20)의 하측에 위치한 지지지반(BG')의 표면 기울기에 대응되도록 내ㆍ외측강관(320', 310')의 일측부 길이와 타측부 길이가 서로 다르게, 그 하면이 기울어지게 구비될 수도 있다.6, the inner and outer steel pipes 320 'and 310' constituting the double steel pipe 300 'are formed in the same shape as the
이처럼 지지지반(BG')의 표면이 기울어진 경우, 지지파일을 항타 관입시에 지지파일의 하단 일측에 응력이 집중되면서 지지파일의 하단이 변형, 파손되고 토크가 발생하며, 이에 따라 지지파일이 기울어지는 위험한 상황이 발생할 수 있는데, 도 6에 도시된 바와 같이 내ㆍ외측강관(320', 310')의 하면 형상이 지지지반(BG')의 표면 형상에 대응되게 구비되면, 이러한 지지파일 하단의 변형, 파손 및 토크 발생이 차단되어 항타 관입시에 지지파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있다.When the surface of the support ground BG 'is inclined as described above, the stress is concentrated on the lower end of the support pile at the time of hitting the support pile, so that the lower end of the support pile is deformed and broken and a torque is generated. As shown in FIG. 6, if the bottom surfaces of the inner and outer steel pipes 320 'and 310' are provided so as to correspond to the surface shape of the supporting ground BG ' It is possible to prevent deformation, breakage, and torque of the support pile from being tilted at the time of pendant propulsion.
물론, 지지지반(BG')의 표면이 일정한 기울기를 갖는 경우가 아니라 오목한 형태나 볼록한 형태로 확인되는 경우에는 그에 대응되도록 내ㆍ외측강관(320', 310')의 길이가 서로 다르게 구현될 수도 있다.Of course, when the surface of the supporting ground BG 'is not a uniform slope but is concave or convex, the lengths of the inner and outer steel pipes 320' and 310 'may be different from each other have.
또한, 사질토 지반과 점성토 지반과 같이 그 반력 양상이 크게 상이한 경우에도 내ㆍ외측강관(320', 310')의 길이 조절을 통해 시공시에 지지파일이 기울어지는 것을 방지할 수도 있다.Also, even when the reaction force patterns of sandy soil and clayey soils are greatly different, it is possible to prevent the support file from being inclined at the time of construction by adjusting the lengths of the inner and outer steel pipes 320 'and 310'.
본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일은, 이중강관(300)의 내구성을 향상시키는 구성요소로서 플레이트 형태의 보강리브(330)가 구비되었으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 보강리브(330)를 대신하여 외측강관(310)과 내측강관(320) 사이에 콘크리트 충진재(341)가 충진된 상태로 경화되어 이중강관(300)의 내구성을 향상시키도록 구현될 수도 있다.The support pile according to the first embodiment of the present invention is provided with a plate-like reinforcing
상기 지지파일은 이렇게 콘크리트 충진재(341)가 충진 및 경화될 수 있도록 내ㆍ외측강관(320, 310)의 사이에 충진벽(340)이 구비될 수 있다. 도 7에서는 이러한 충진벽(340)이 이중강관(300)의 중심부에 구비되었으나, 이보다 상측 또는 하측에 구비될 수도 있다.The supporting pile may be provided with a filling
이하, 도 8 내지 도 10를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일은 이중강관(300'')을 이루는 내측강관(320'')의 형상 및 제1ㆍ제2보강부재(311, 321)의 구성을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일과 그 구성이 유사하다. 따라서 이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일의 내측강관(320'')의 형상 및 제1ㆍ제2보강부재(311, 321)의 구성을 중심으로 설명한다.Hereinafter, the structure and effect of the support file according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 10. FIG. The support pile according to the second embodiment of the present invention is formed so that the shape of the
상기 내측강관(320'')은 완전한 관의 형상이 아닌 90°간격으로 일부가 개방된 관 형상으로 구비된다. 이러한 내측강관(320'')은 그 상단이 연결판(200)에 고정되며, 내구성 향상을 위해 외측강관(310'')과 연결하는 보강리브(330)가 구비될 수 있다.The inner steel pipe 320 '' is provided not in the shape of a complete pipe but in a tubular shape partly opened at intervals of 90 °. The upper end of the inner steel pipe 320 '' is fixed to the connecting
이와 같이, 본 발명에 있어서 외측강관(310'')과 내측강관(320'')은 전형적인 완전한 관 형상의 부재로 한정되는 것은 아니며, 다수의 홀이 존재하거나 개방된 부분이 존재하는 관 형상의 부재도 자유롭게 적용될 수 있다.Thus, in the present invention, the
상기 제1보강부재(311)는 날개 형상으로 구비되어 외측강관(310'')의 외주면에 고정되고, 상기 제2보강부재(321)는 돌출된 철근 형태로 구비되어 내측강관(320'')의 내주면에 고정된다.The first reinforcing
상기 제1ㆍ제2보강부재(311, 321)는 그 시공 상태 도면인 도 10에 도시된 바와 같이, 시멘트계 충진물(30)이 경화되어 형성되는 시멘트계 충진부와 내ㆍ외측강관(320'', 310'')의 사이에서 슬립이 발생하는 것을 방지하면서 지지파일의 하단 지지력을 더욱 향상시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 10, the first and second reinforcing
그러나 제1ㆍ제2보강부재(311, 321)의 형상이 날개 형상이나 철근 형상으로 한정되는 것은 아니며, 슬립 발생을 방지할 수 있는 다양한 돌출된 형상이 적용될 수 있고, 그 설치 개수 및 간격도 자유롭게 적용될 수 있다.However, the shapes of the first and second reinforcing
예를 들어, 상기 제2보강부재(321)는 도 9에 도시된 바와 같이 90°미만의 간격으로 분리된 철근 형태로 네 개가 구비되지 않고, 360°로 연결된 원형의 철근 형태로 하나만 구비될 수도 있다. 또한, 상기 제2보강부재(321)는 육면체 형태로도 구비될 수 있으며, T형강, ㄷ형강 등이 다양하게 적용될 수도 있다.For example, as shown in FIG. 9, the second reinforcing
이러한 제1ㆍ제2보강부재(311, 321)는 지지파일 시공시에 이중강관(300'')의 관입을 방해하지 않도록 이중강관(300'')의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the first and second reinforcing
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일은 도 10에 도시된 바와 같이, 제1ㆍ제2보강부재(311, 321)가 위치한 굴착공(20')의 하부에는 고강도 시멘트계 충진물(31)을 먼저 충진함으로써, 지지파일의 하단 지지력을 더욱 극대화시키는 형태로 시공될 수 있다.10, the support pile according to the second embodiment of the present invention is provided with a high-strength cement-based filler 31 (see FIG. 10) on the lower part of the excavation hole 20 'where the first and
이하, 도 11 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일은 연결판(200')의 형상 및 복수의 지지부재(400)와 보강체(500)의 구성을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일과 그 구성이 유사하다. 따라서 이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 연결판(200')의 형상 및 복수의 지지부재(400)와 보강체(500)의 구성을 중심으로 설명한다.Hereinafter, the structure and effect of the support file according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 11 to 15. Fig. The support pile according to the third embodiment of the present invention has the same structure as that of the
상기 연결판(200')은 파일체(100)의 하면 형상에 대응되는 형상 및 크기로 구비되는데, 이는 연결판(200')과 이중강관(300)에 대한 지지부재(400)의 연결 강도를 향상시키기 위함이다.The connecting plate 200 'has a shape and size corresponding to the bottom shape of the
상기 복수의 지지부재(400)는 연결판(200)과 내측강관(320)의 연결부분에 지지파일의 내측 방향으로 돌출되게 고정 설치되며, 도 12에 도시된 바와 같이, 각각 지지홀(410)이 형성되어 지지홀(410)에 삽입되는 보강체(500)의 보강막대(510)를 지지함으로써, 보강체(500)를 파일체(100)의 내부에서 이중강관(300)의 내부에 걸쳐 위치시키는 역할을 한다.The plurality of
이러한 복수의 지지부재(400)는 연결판(200)과 내측강관(320)의 연결부분에 고정 설치됨으로써, 연결판(200')에 대한 이중강관(300)의 결합 강도를 향상시키고, 연결판(200')과 이중강관(300)에 각각 이중으로 견고하게 고정될 수 있다.The plurality of
본 발명의 제3실시예에 있어서, 상기 지지부재(400)는 90°간격으로 4개가 구비되었으나, 그 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 그 형상 또한 도 12에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니다. 특히, 보강체(500)의 형상에 따라서 지지부재(400)의 구비 형상 및 개수는 다양하게 변형될 수 있다.In the third embodiment of the present invention, four
상기 보강체(500)는 파일체(100)와 이중강관(300)의 결합강도를 향상시킬 수 있도록 시공시에 지지부재(400)에 의해 지지되어 공동부(110)의 하부에서 내측강관(320)의 상부에 걸쳐 위치된다. The reinforcing
이 보강체(500)는 시멘트계 충진물(30)이 충진된 굴착공(20)에 지지파일이 삽입되면 내측강관(320)의 내부와 공동부(110)로 유입되는 시멘트계 충진물(30)에 함침되고, 시멘트계 충진물(30)이 경화됨에 따라 철근과 같은 역할을 하면서 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)이 일체 거동할 수 있도록 그 결합 강도를 크게 향상시킨다.The
이를 위해, 상기 보강체(500)는 네 개의 보강막대(510)와 다수의 연결막대(520)를 포함하여, 하나의 철근망 형태로 구비된다.To this end, the reinforcing
네 개의 보강막대(510)는 지지파일의 길이 방향으로 위치되어 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)의 결합 강도를 실질적으로 향상시키는 역할을 하고, 다수의 연결막대(520)는 네 개의 보강막대(510)를 서로 연결 고정한다.The four reinforcing
여기서 상기 보강막대(510)는 그 상단부와 파일체(100) 내주면의 간격 및 그 하단부와 내측강관(320) 내주면의 간격이 소정의 거리 이상 확보되도록 도 10에 도시된 바와 같이, 휘어진 굴곡부(511)가 중심부에 구비된다.As shown in FIG. 10, the reinforcing
만약, 보강막대(510)의 상단부와 파일체(100) 내주면의 간격이나 보강막대(510)의 하단부와 내측강관(320) 내주면의 간격이 소정의 거리 이상 확보되지 않을 경우, 내측강관(320)의 내부와 공동부(110)로 시멘트계 충진물(30)이 유입될 때에, 시멘트계 충진물(30)의 유입 경로가 충분히 확보되지 않아 빈틈이 발생할 수 있고, 이러한 빈틈은 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)의 결합 강도 저하와 연결된다.If the distance between the upper end of the reinforcing
상기 보강막대(510)의 굴곡부(511)는 이러한 빈틈이 발생하지 않도록 시멘트계 충진물(30)의 유입 경로를 충분히 확보하는 역할을 하는 것이다.The
또한, 이러한 보강막대(510)의 굴곡부(511)는 보강체(500)가 지지부재(400)에 설치될 때, 지지부재(400)에 대한 보강체(500)의 위치를 안내하는 일종의 스토퍼 역할도 수행하게 된다. 즉, 보강막대(510)의 굴곡부(511)까지 보강막대(510)가 지지부재(400)의 지지홀(410)에 삽입되면, 굴곡부(511)에 걸려 보강막대(510)가 더 이상 삽입되지 못하고, 자중에 의해 보강체(500)의 위치가 고정된다.The
본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 시공 상태를 살펴보면, 도 13에 도시된 바와 같이, 보강체(500)를 함침시키는 형태로 지지파일 내부로 유입된 시멘트계 충진물(30)이 경화되면서 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)의 결합 강도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 13, when the cement based
여기서, 지지파일이 항타 관입 시공되더라도 보강체(500)의 하단이 굴착공(20)의 바닥면에 닿지 않도록 보강체(500)를 적절한 길이로 구비할 필요가 있다.Here, it is necessary to provide the
한편, 본 발명의 제3실시예에 있어서, 복수의 지지부재(400)는 연결판(200)과 내측강관(320)의 연결부분에 고정되었으나, 그 고정 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 지지부재(400')는 내측강관(320)의 내주면에만 고정 설치될 수도 있고, 연결판(200)에만 고정 설치될 수도 있다.In the third embodiment of the present invention, the plurality of
이 경우, 복수의 지지부재(400')에 대한 보강체(500)의 위치를 안내하는 스토퍼 역할을 하는 별도의 걸림부재(512)가 보강막대(510)에 구비될 수도 있다.In this case, the reinforcing
또 한편, 상기 보강체(500)는 반드시 보강막대(510)와 지지부재(400)로써 철근망 형태로 이루어질 필요는 없으며, 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)의 결합 강도를 향상시키는 기능에 충실한 다양한 형상 및 소재의 부재가 자유롭게 적용될 수 있다.The
뿐만 아니라, 상기 보강체(500)를 이루는 보강막대(510)의 개수는 네 개로 한정되지 않으며, 지지부재(400)에 의해 지지되지 않는 보강막대(510)가 존재하도록 다수의 보강막대(510)가 구비될 수도 있다.In addition, the number of the reinforcing
그리고 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일은 보강체(500)가 내부에 설치된 상태로 제작될 수도 있고, 보강체(500)의 설치는 시공 현장에서 이루어지는 형태로 제작될 수도 있다.In addition, the support pile according to the third embodiment of the present invention may be manufactured with the reinforcing
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 변형된 실시예로써, 도 15에 도시된 바와 같이, 내측강관(320)에는 지지파일 시공시에 시멘트계 충진물(30)이 내측강관(320)의 하단을 통해 보강체(500)로 유입되는 것을 차단하는 차폐판(322)이 구비될 수 있다.15, a cement-based
상기 차폐판(322)는 지지파일의 시공시에 굴착공(20)의 바닥면에 존재하는 슬라임(SM)과 같은 불순물이 포함된 시멘트계 충진물(30)이 보강체(500)로 유입되는 것을 차단함으로써, 추후에 지지파일의 내부에 별도로 충진되는 불순물이 없는 콘크리트 충진물(40)이 보강체(500)를 함침시키고 경화되어, 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)의 결합 강도를 증가시키는 보강체(500)의 역할을 극대화시킨다.The shielding
이하, 도 16 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일은 파일체(100'), 보강판(140), 연결판(200''), 지지판(220) 및 회전날개부(600)의 구성을 제외한 이중강관(300)의 구성은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일과 유사하다. 따라서 이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일의 파일체(100'), 보강판(140), 연결판(200''), 지지판(220) 및 회전날개부(600)를 중심으로 설명한다.Hereinafter, the structure and effect of the support file according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 16 to 18. Fig. The supporting pile according to the fourth embodiment of the present invention includes a pile body 100 ', a reinforcing
전술된 제1ㆍ제2ㆍ제3실시예에 있어서, 상기 파일체(100)가 모두 PHC 파일이었다면, 제4실시예에 따른 지지파일의 파일체(100')는 강관 파일이다.In the first, second, and third embodiments described above, if the
이 강관 파일로 구비되는 파일체(100')의 하측에 연결판(200'')과 이중강관(300)의 결합체가 용접 결합되어 지지파일이 형성된다. 이때, 그 연결부분에는 결합 강도를 향상시킬 수 있는 보강판(140)이 더 구비될 수 있다.A combined body of the connecting plate 200 '' and the
그리고 상기 연결판(200'')의 상면에는 원통 형상의 지지판(220)이 구비되는데, 이 지지판(220)은 연결판(200'')의 상면과 파일체(100')의 내면 사이가 시멘트계 충진물(30)로 완전히 채워질 수 있도록 시멘트계 충진물(30)을 수용하는 역할을 한다.On the upper surface of the connection plate 200 '', a
본 발명의 제4실시예의 경우, 이렇게 연결판(200'')의 상면과 파일체(100')의 내면 사이에 시멘트계 충진물(30)이 완전히 채워진 경우가 그렇지 않은 경우보다 응력 전달에 유리하여 연결판(200'')에 인가되는 응력을 효과적으로 분산시킬 수 있기 때문이다.In the case of the fourth embodiment of the present invention, the case in which the
상기 회전날개부(600)는 외측강관(310)의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어 지반(BG)에 대한 이중강관(300)의 부착력을 향상시킴과 동시에, 시공 상태 도면인 도 18에 도시된 바와 같이, 지지파일이 회전됨에 따라 이중강관(300)을 굴착공(20')의 바닥면, 지지지반(BG')에 회전 관입시키는 역할을 한다.The
이러한 회전날개부(600)로 인해 지지파일을 1차로 항타 관입시킨 후, 관입 저항이 커진 상태에서는 지지파일을 회전시킴으로써 2차로 회전 관입할 수 있으므로, 시공에 필요한 공수 및 시공 소음을 줄일 수 있다.Since the
이렇게 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일은 1차 항타 관입 시공 후, 추가로 2차 회전 관입 시공되므로, 회전날개부(600)는 지지파일의 항타 관입 시공시에는 이중강관(300)의 관입을 방해하지 않도록 도 16에 도시된 바와 같이, 외측강관(310)의 중심부 정도에 설치되는 것이 바람직하다.Since the support pile according to the fourth embodiment of the present invention is constructed so as to be additionally subjected to the second rotary penetration after the primary hull penetration construction, It is preferable to install it at the center portion of the
본 발명의 제4실시예에 있어서, 상기 회전날개부(600)는 360°의 스크류 형상으로 1개가 형성되었으나, 그 형상이나 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 180°의 스크류 형상으로 서로 엇갈리게 4개가 형성될 수도 있다.
In the fourth embodiment of the present invention, one
이하, 도 19 내지 도 20e를 참조하여, 전술된 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법인, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 19 to 20E, a method of constructing the support file according to the first embodiment of the present invention, which is a method of constructing the support file according to the third embodiment of the present invention, will be described in detail.
먼저, 도 20a에 도시된 바와 같이, 보강체(500)를 공동부(110)에 삽입하여 보강막대(510)를 지지부재(400)의 지지홀(410)에 끼워 넣음으로써 보강체(500)를 지지파일의 내부에 설치한다(s110). 이때, 보강막대(510)의 굴곡부(511)가 더 이상 삽입되지 못하고 지지홀(410)에 걸림으로써, 지지부재(400)에 대한 보강체(500)의 설치 위치가 안내된다.20A, the
이렇게 지지파일에 대한 조립 작업을 진행하고, 이와 별도로 도 20b에 도시된 바와 같이, 지반(BG)에는 지지지반(BG')의 근처까지 굴착공(20)을 형성한다(s120). 이때, 굴착공(20)의 바닥면에는 지지파일의 하단부 지지력을 저하시킬 수 있는 슬라임(SM)이 존재하게 된다.As shown in FIG. 20B, a digging
그 다음, 도 20c에 도시된 바와 같이, 굴착공(20)의 내부에 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진한다(s130).Then, as shown in FIG. 20C, the cement based
이후, 도 20d에 도시된 바와 같이, 보강체(500)의 조립 작업이 완료된 지지파일을 굴착공(20)에 삽입하여 이중강관(300)의 하단을 굴착공(20)의 바닥면에 안착시킨다(s140).Then, as shown in FIG. 20D, the support pile having completed the assembling operation of the
그 후, 도 20e에 도시된 바와 같이, 파일체(100)의 상단을 타격하는 항타 시공으로써 이중강관(300)을 지지지반(BG')에 관입시키고(s150), 시멘트계 충진물(30)을 양생 경화시킴으로써 지지파일의 시공이 완료된다.Thereafter, as shown in FIG. 20E, the
본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 시공방법에 있어서, 굴착공(20)에 대한 시멘트계 충진물(30)의 충진 작업은 한 번에 모두 이루어졌으나, 굴착공(20) 하부에 고강도 시멘트계 충진물을 우선적으로 충진하고, 지지파일을 항타 시공한 후 추가로 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)이나 지지파일의 내부에 충진하는 형태로 시공이 이루어질 수도 있다.In the method of constructing the support pile according to the first embodiment of the present invention, the filling operation of the cement-based filling
이하, 도 21 내지 도 22g를 참조하여, 전술된 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법인, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of constructing the support file according to the second embodiment of the present invention, which is a method of constructing the support file according to the fourth embodiment of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. 21 to 22G.
먼저, 도 22a에 도시된 바와 같이, 서로 분리된 형태로 제작된 파일체(100') 및 연결판(200'')과 이중강관(300)의 결합체를 서로 연결 배치하고, 도 22b에 도시된 바와 같이, 연결 부분을 보강하기 위한 보강판(140)을 덧댄 상태로 파일체(100') 및 연결판(200'')과 이중강관(300)의 결합체를 서로 결합시킨다(s210).First, as shown in FIG. 22 (a), the pile body 100 'and the joint plate 200' ', which are manufactured separately from each other, and the combined assembly of the
이렇게 지지파일에 대한 결합 작업을 진행하고, 이와 별도로 도 22c에 도시된 바와 같이, 지반(BG)에는 지지지반(BG')의 근처까지 굴착공(20')을 형성한다(s220).As shown in FIG. 22C, a drilling hole 20 'is formed in the ground BG to the vicinity of the supporting ground BG' (S220).
그 다음, 도 22d에 도시된 바와 같이, 굴착공(20')의 내부에 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진한다(s230).Then, as shown in Fig. 22D, the cement based filling
이후, 도 22e에 도시된 바와 같이, 결합 작업이 완료된 지지파일을 굴착공(20')에 삽입하여 이중강관(300)의 하단을 굴착공(20')의 바닥면에 안착시킨다(s240).Thereafter, as shown in FIG. 22E, the supporting file in which the coupling operation is completed is inserted into the excavation hole 20 'to seat the lower end of the
다음, 도 22f에 도시된 바와 같이, 파일체(100')의 상단을 타격하는 항타 시공으로써 이중강관(300)을 지지지반(BG')에 소정의 깊이만큼(소정의 크기의 관입 저항이 발생할 때까지) 1차로 항타 관입시킨다(s250).Next, as shown in FIG. 22F, the
그 후, 도 22g에 도시된 바와 같이, 지지파일을 회전시킴으로써 이중강관(300)을 지지지반(BG')에 추가로 회전 관입시켜 관입 작업을 완료한 후(s260), 시멘트계 충진물(30)을 양생 경화시킴으로써 지지파일의 시공이 완료된다.Thereafter, as shown in FIG. 22G, after rotating the support file to further rotate the
이렇게 항타 관입 후 회전 관입을 통해 지지파일의 관입 시공을 진행할 경우, 관입 저항이 크지 않은 시공 초기에는 이중강관(300)을 지지지반(BG')에 신속하게 관입시킬 수 있고, 관입 저항이 커진 후에는 회전 관입을 통해 조용하면서도 용이하게 관입 시공을 완료할 수 있다.When the penetration of the support pile is proceeded through the penetration after the introduction of the hire, the
이하, 도 23 내지 도 24g를 참조하여, 전술된 본 발명의 제3실시예의 내측강관(320)에 차폐판(322)이 구비된 변형된 형태에 따른 지지파일을 시공하는 방법인, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 23 to 24G, there will be described a method for constructing a support file according to a modified form in which the
먼저, 도 24a에 도시된 바와 같이, 보강체(500)를 공동부(110)에 삽입하여 보강막대(510)를 지지부재(400)의 지지홀(410)에 끼워 넣음으로써 보강체(500)를 지지파일의 내부에 설치한다(s310). 이때, 보강막대(510)의 굴곡부(511)가 더 이상 삽입되지 못하고 지지홀(410)에 걸림으로써, 지지부재(400)에 대한 보강체(500)의 설치 위치가 안내된다.24A, the
이렇게 지지파일에 대한 조립 작업을 진행하고, 이와 별도로 도 24b에 도시된 바와 같이, 지반(BG)에는 지지지반(BG')의 근처까지 굴착공(20)을 형성한다(s320). 이때, 굴착공(20)의 바닥면에는 지지파일의 하단부 지지력을 저하시킬 수 있는 슬라임(SM)이 존재하게 된다.As shown in FIG. 24B, the digging
그 다음, 도 24c에 도시된 바와 같이, 굴착공(20)의 내부에 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진한다(s330).Then, as shown in FIG. 24C, the cement based
이후, 도 24d에 도시된 바와 같이, 보강체(500)의 조립 작업이 완료된 지지파일을 굴착공(20)에 삽입하여 이중강관(300)의 하단을 굴착공(20)의 바닥면에 안착시킨다(s340).24D, a supporting pile having completed the assembling operation of the reinforcing
다음, 도 24e에 도시된 바와 같이, 파일체(100)의 상단을 타격하는 항타 시공으로써 이중강관(300)을 지지지반(BG')에 관입시킨다(s350). 이때, 내측강관(320)의 내주면에 형성된 차폐판(322)이 슬라임(SM)과 같은 불순물을 포함하는 시멘트계 충진물(30)이 내측강관(320)의 하단으로부터 보강체(500)로 유입되는 것을 차단한다.Next, as shown in FIG. 24E, the
그 후, 지지파일의 내부에 콘크리트 충진물(40)을 충진하여(s360), 불순물을 포함하지 않는 콘크리트 충진물(40)이 보강체(500)를 함침시켜 경화됨으로써 파일체(100), 연결판(200') 및 이중강관(300)의 결합 강도를 증가시키는 보강체(500)의 역할을 극대화시키게 된다.Thereafter, the
한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 실시할 경우, 차폐판(322)에 의해 지지파일의 내부가 폐색된 상태이므로 어느 정도의 부력이 발생할 수 있는데, 이러한 문제점은 시공시에 통상의 기술자에게 자명한 적절한 조치를 추가함으로써 해결할 수 있다.Meanwhile, when the method of constructing the support pile according to the third embodiment of the present invention is performed, buoyancy may be generated to some extent because the inside of the support pile is blocked by the shielding
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일 및 이의 시공방법에 의하면, 지지지반(BG)에 항타 관입되는 하단부가 내ㆍ외측강관(320, 310)으로 이루어진 이중강관(300)으로 구비됨으로써, 내측강관(320)의 내부 및 내ㆍ외측강관(320, 310)의 사이 공간에 의해 폐색 효과가 이중으로 극대화되어 지지파일의 하단부가 지지지반(BG)에 견고하게 고정될 수 있고, 이중강관(300)의 좁은 하단 면적으로 인해 단단한 지반(BG)에도 용이하게 지지파일을 항타 관입 시공할 수 있으며, 이중강관(300)의 하단면의 형상이 지지지반(BG')의 표면 형상에 대응되게 구비하여 항타 관입시에 지지파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있고, 파일체(100) 내부에서 이중강관(300) 내부에 걸쳐 위치되는 보강체(500)가 구비되어 파일체(100)와 이중강관(300)의 결합강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이중강관(300)의 외주면에 구비된 회전날개부(600)를 통해 일정 깊이로 항타 관입하여 관입 저항이 커진 상태에서는 지지파일을 회전시킴으로써 추가적으로 회전 관입할 수 있으므로 시공에 필요한 공수 및 시공 소음도 줄일 수 있다.As described above, according to the support pile having the lower end portion of the present invention as a double steel pipe and the method of constructing the same, a double steel pipe (320) having a lower end portion penetrating into the support base (BG) The inner space of the
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.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. Of course.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 100' : 파일체 110, 110' : 공동부
120 : 조인트판 130 : 보강밴드
140 : 보강판 200, 200', 200'' : 연결판
210, 210', 210'' : 중공홀 220 : 지지판
300, 300', 300'' : 이중강관 310, 310', 310'' : 외측강관
311 : 제1보강부재 320, 320', 320'' : 내측강관
321 : 제2보강부재 322 : 차폐판
330 : 보강리브 340 : 충진벽
341 : 콘크리트 충진재 400, 400' : 지지부재
410, 410' : 지지홀 500 : 보강체
510 : 보강막대 511 : 굴곡부
512 : 걸림부재 520 : 연결막대
600 : 회전날개부 20, 20' : 굴착공
30 : 시멘트계 충진물 31 : 고강도 시멘트계 충진물
40 : 콘크리트 충진물 BG : 지반
BG' : 지지지반 SM : 슬라임Description of the Related Art [0002]
100, 100 ':
120: joint plate 130: reinforcement band
140: reinforcing
210, 210 ', 210'': hollow hole 220:
300, 300 ', 300 ":
311: first reinforcing
321: second reinforcing member 322: shielding plate
330: reinforcing rib 340: filled wall
341:
410, 410 ': Support hole 500:
510: reinforcing rod 511: bend
512: latching member 520: connecting rod
600: rotating
30: Cement based filler 31: High-strength cement based filler
40: Concrete filler BG: Soil
BG ': supporting ground SM: slime
Claims (11)
내부에 공동부가 형성된 관 형상으로 구비되는 파일체;
상기 파일체의 하측에 길이 방향을 따라 형성되며 파일체의 외경과 동일한 외경을 갖는 외측강관과, 상기 외측강관 보다 작은 직경으로 구비되어 외측강관의 내부에 간격을 두고 설치되는 내측강관으로 이루어지고, 상기 내측강관의 내부와 외측강관과 내측강관 사이에는 지반 관입시 토사의 유입을 이루도록 개방된 공간을 형성한 이중강관; 및
상기 파일체의 하단과 상기 이중강관의 상단 사이에 설치되고 외경은 상기 파일체의 외경 및 외측강관의 외경과 동일하고 중심부에는 파일체의 공동부와 동일하거나 큰 중공 홀이 형성되어 상기 이중강관으로부터 전달되는 응력을 분산시키는 연결판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일.The support pile is installed in the excavation hole formed in the ground to secure the support stability when the building structure or the civil engineering structure is dried, and the cement filling material is filled and cured in the excavation hole to be fixed to the ground,
A pile body provided in a tubular shape having a cavity formed therein;
An outer steel pipe formed along the longitudinal direction at the lower side of the pile body and having an outer diameter equal to the outer diameter of the pile body; and an inner steel pipe provided at a smaller diameter than the outer steel pipe and spaced apart from the inside of the outer steel pipe, A double steel pipe formed between the inside of the inner steel pipe, the outer steel pipe and the inner steel pipe to form an open space for the inflow of the gravel upon penetration of the ground; And
A hollow hole is formed between the lower end of the pile body and the upper end of the double steel pipe and has an outer diameter equal to the outer diameter of the pile body and the outer diameter of the outer steel pipe, A connecting plate for dispersing the transmitted stress; And a lower end portion of the support pipe is formed as a double steel pipe.
상기 지지파일은,
상기 내측강관이나 상기 연결판 또는 연결판의 연결부분에 내측 방향으로 돌출되게 고정 설치되는 하나 이상의 지지부재; 및
상기 지지부재에 형성된 복수의 지지홀에 설치되며, 시공시에 상기 파일체와 상기 이중강관의 결합강도를 향상시킬 수 있도록 상기 공동부의 하부에서 상기 내측강관의 상부에 걸쳐 위치되는 보강체;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일.The method according to claim 1,
The support file includes:
At least one support member fixedly installed to protrude inward in a connecting portion of the inner steel pipe or the connecting plate or the connecting plate; And
A reinforcing body which is provided in a plurality of support holes formed in the support member and is positioned from a lower portion of the hollow portion to an upper portion of the inner steel pipe so as to improve a coupling strength between the pile body and the double steel pipe at the time of construction;
And a lower end of the support pipe is provided as a double steel pipe.
상기 내측강관은,
시공시에 굴착공 내부의 시멘트계 충진물이 상기 내측강관의 하단을 통해 상기 보강체로 유입되는 것을 차단하도록 상기 내측강관의 내주면에 형성되는 차폐판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일.The method of claim 3,
The inner steel pipe,
A shielding plate formed on an inner circumferential surface of the inner steel pipe so as to prevent the cement based filler inside the excavation hole from flowing into the reinforcement through the lower end of the inner steel pipe at the time of construction;
And a lower end portion of the support pipe is provided as a double steel pipe.
상기 지지파일은,
상기 외측강관의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어 상기 지반에 대한 상기 이중강관의 부착력을 향상시키고 상기 지지파일이 회전됨에 따라 상기 이중강관을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입시키는 하나 이상의 회전날개부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하단부가 이중강관으로 구비된 지지파일.The method according to claim 1,
The support file includes:
One or more rotary vanes provided in a screw shape on the outer circumferential surface of the outer steel pipe for enhancing the adhesion of the double steel pipe to the ground and rotating the double steel pipe to the bottom surface of the excavation hole as the support pile rotates;
And a lower end of the support pipe is provided as a double steel pipe.
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