KR101583271B1

KR101583271B1 - 말뚝압입장치 및 압입말뚝공법

Info

Publication number: KR101583271B1
Application number: KR1020140025791A
Authority: KR
Inventors: 이승우; 이승환
Original assignee: (주)센구조연구소; 이승우; 이승환
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2016-01-07
Also published as: KR20150104277A; WO2015133720A1

Abstract

본 발명은 협소한 장소나 높이가 제한적인 지역에서 구조물의 지지력 증가 등을 목적으로 사용되는 마이크로파일 등을 대체하여 사용할 수 있는 것으로, 말뚝을 지반에 압입 시공할 때 유압잭의 급격한 낙하를 방지함과 동시에 말뚝의 변형을 방지할 수 있는 말뚝압입장치 및 압입말뚝공법에 대한 것이다.
본 발명의 말뚝압입장치는 말뚝을 지반에 삽입하기 위하여 지반 상부에 위치하는 콘크리트 기초에 형성된 말뚝 삽입공 및 상기 말뚝 삽입공 주변에 일단이 삽입되어 정착되는 복수의 앵커볼트; 상기 앵커볼트의 타단에 결합되는 것으로 외주면에 나사산이 형성된 강봉; 상기 말뚝 삽입공에 삽입되는 말뚝을 압입하기 위해 말뚝 상부에 설치되는 것으로, 복수의 관통공이 형성되어 상기 관통공에 상기 강봉이 관통되는 누름판; 및 상기 누름판 상부의 관통공 위치에 구비되는 것으로, 상기 강봉이 내부에 삽입 고정되어 누름판을 하부로 이동시키는 복수의 유압잭; 으로 구성되되, 상기 유압잭은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판을 가압하는 실린더부와 상기 실린더부의 후단에 위치하여 실린더부 전진시 강봉을 가압 고정하고, 실린더부 후퇴시 강봉의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부를 포함하여 구성된다.

Description

말뚝압입장치 및 압입말뚝공법{APPARATUS AND METHOD FOR PENETRATING PILE}

본 발명은 협소한 장소나 높이가 제한적인 지역에서 구조물의 지지력 증가 등을 목적으로 사용되는 마이크로파일 등을 대체하여 사용할 수 있는 것으로, 말뚝을 지반에 압입 시공할 때 유압잭의 급격한 낙하를 방지함과 동시에 말뚝의 변형을 방지할 수 있는 말뚝압입장치 및 압입말뚝공법에 대한 것이다.

압입 강관 말뚝은 구조물의 지지력 증가 또는 지반 침하 억제 등을 목적으로 사용되는 것으로, 기존 구조물의 기초를 보강하거나 작업 공간이 협소하여 키 높은 장비의 진입이 어려운 경우 강봉을 토막내어 이어 박는 강관 말뚝이다.

종래 강관 말뚝 시공방법의 하나로 특수유압잭을 이용하여 무진동·무소음으로 말뚝을 관입시키면서 말뚝의 이음개소를 줄일 수 있고 쉽게 활용이 가능한 공법이 있다(특허 제10-0792130호).

상기 등록특허에서는 누름판 중앙에 위치한 그립이 말뚝의 외주면을 잡은 상태에서 전진 유압잭에 유압을 주입하여 말뚝을 압입하는데, 그립이 유압잭의 압입력에 의해 말뚝의 측면을 조여 말뚝에 변형이 발생하는 단점이 있었다.

이에 본 발명의 출원인은 강관말뚝의 변형을 해소할 수 있는 기술을 출원하였다(특허출원 제10-2013-0002621호, 강관말뚝 압입장치 및 압입 강관말뚝 공법).

도 1 및 도 2는 선출원된 강관말뚝 압입장치를 도시하는 도면이고, 도 3은 상기 강관말뚝 압입장치를 구성하는 유압잭의 절개 사시도이다. 그리고 도 4는 기존 강관말뚝 압입장치의 작동 과정을 도시하는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 종래 선출원된 강관말뚝 압입장치는 콘크리트 기초(110)에 일단이 정착되는 앵커볼트(300), 앵커볼트(300)에 결합되는 강봉(40), 말뚝 삽입공(111)에 삽입된 강관말뚝(200)을 압입하기 위하여 강관말뚝(200) 상부에 설치되는 누름판(500), 누름판(500)을 가압하는 유압잭(60) 등으로 구성된다.

그리고 상기 유압잭(60)은 누름판(500)을 가압하는 피스톤부(610), 피스톤부(610)를 하부로 전진시키는 전진 유압부(620), 피스톤부(610)를 상부로 후진시키는 후진 유압부(630) 및 피스톤부(610)의 후단에 위치하여 전진 유압부(620) 작동시 강봉(40)을 가압 고정하고 후진 유압부(630) 작동 후 강봉(40)의 가압 고정을 해제하는 웨지부(640)로 구성된다.

그러나 도 4를 참조하여 알 수 있듯이 선출원된 기존 강관말뚝 압입장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 강관말뚝 압입장치를 이용하여 강관 말뚝을 시공하기 위해서는 우선 도 4의 (a)와 같이, 누름판(500) 상면에 유압잭(60)을 위치시킨다.

그리고 도 4의 (b)와 같이, 전진 유압부(620)에 오일(O)을 주입하면 피스톤부(610)가 하부로 전진하여 누름판(500)을 가압한다. 이때, 유압잭(60)은 전진 유압부(620)에 오일(O) 유입시 웨지부(640)와 강봉(40) 사이의 슬립에 의한 체결력 저하를 막기 위해 웨지부(640) 상단에 스프링(S)이 구비된다. 이에 따라 (b) 단계에서는 스프링(S)이 웨지부(640)를 하부로 가압하여 웨지부(640)와 강봉(40)의 체결력이 증대된다. 따라서 상기 기술에서는 웨지부(640)와 강봉(40)의 슬립을 막기 위해 스프링(S) 및 스프링 수납 공간이 필요하여 유압잭(60)의 크기가 증가한다.

이후 도 4의 (c)와 같이, 후진 유압부(630) 작동으로 피스톤부(610)를 상승 후진시키는 경우에도 스프링(S)의 가압이 지속되어 웨지부(640)가 강봉(40)을 계속하여 가압 고정하는 상태가 일정 기간 유지된다.

따라서 상부는 고정되고 피스톤부(610)는 상향 후진하므로 유압잭(60)이 공중에 떠 있다가, 도 4의 (d)에서와 같이 유압잭(60)의 자중이 웨지부(640)의 체결력보다 커지는 순간 웨지부(640)의 강봉(40) 고정이 해제되면서 유압잭(60)이 누름판(500) 위로 자유낙하하게 된다. 이 경우 급작스런 소음이 발생하고 충격력에 의하여 유압잭(60)이 손상될 우려가 있다.

이에 따라 종래에는 유압잭(60)의 갑작스런 낙하로 인한 파손을 막기 위해 유압잭(60)의 피스톤부(610) 하부에 플레이트(PL)를 덧대기도 하였다.

본 발명은 말뚝을 지반에 압입 시공하는 말뚝압입장치에 있어서 유압잭의 급격한 낙하를 방지할 수 있는 말뚝압입장치 및 압입말뚝공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 말뚝의 압입시 말뚝 상면에서 압력을 가함으로써 말뚝의 변형을 방지할 수 있는 말뚝압입장치 및 압입말뚝공법을 제공하고자 한다.

아울러 본 발명은 종래 스프링에 의하지 않고, 강봉과 웨지부의 가압 고정이 용이한 말뚝압입장치 및 압입말뚝공법을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 말뚝을 지반에 삽입하기 위하여 지반 상부에 위치하는 콘크리트 기초에 형성된 말뚝 삽입공 및 상기 말뚝 삽입공 주변에 일단이 삽입되어 정착되는 복수의 앵커볼트; 상기 앵커볼트의 타단에 결합되는 것으로 외주면에 나사산이 형성된 강봉; 상기 말뚝 삽입공에 삽입되는 말뚝을 압입하기 위해 말뚝 상부에 설치되는 것으로, 복수의 관통공이 형성되어 상기 관통공에 상기 강봉이 관통되는 누름판; 및 상기 누름판 상부의 관통공 위치에 구비되는 것으로, 상기 강봉이 내부에 삽입 고정되어 누름판을 하부로 이동시키는 복수의 유압잭; 으로 구성되되, 상기 유압잭은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판을 가압하는 실린더부, 상기 실린더부를 하부로 전진시키는 전진 유압부, 상기 실린더부를 상부로 후진시키는 후진 유압부 및 상기 실린더부의 후단에 위치하여 전진 유압부 작동에 의해 실린더부 전진시 강봉을 가압 고정하고, 후진 유압부 작동에 의해 실린더부 후퇴시 강봉의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝압입장치를 제공한다.

삭제

아울러 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 말뚝을 압입하여 지반에 삽입하기 위한 것으로, (a) 콘크리트 기초에 말뚝 삽입공을 형성하는 한편, 상기 말뚝 삽입공 주변에 다수의 앵커볼트구멍을 설치하는 단계; (b) 상기 앵커볼트구멍에 앵커볼트의 일단을 삽입하여 정착하는 단계; (c) 상기 각 앵커볼트의 타단에 외주면에 나사산이 형성된 강봉의 일단을 결합하는 한편, 상기 말뚝 삽입공에 말뚝을 삽입하는 단계; (d) 상기 말뚝을 상부에서 압입하기 위해 상기 강봉이 관통되는 복수의 관통공이 형성된 누름판의 관통공에 상기 강봉의 타단을 삽입하여 상기 누름판을 말뚝 상부에 위치시키는 단계; (e) 상기 강봉의 타단에 유압잭을 삽입하여 누름판의 상부에 위치시키는 단계; 및 (f) 상기 유압잭에 유압을 가하여 누름판을 하부로 이동시킴으로써 상기 말뚝을 지반에 삽입하는 단계; 를 포함하되, 상기 유압잭은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판을 가압하는 실린더부, 상기 실린더부를 하부로 전진시키는 전진 유압부, 상기 실린더부를 상부로 후진시키는 후진 유압부 및 상기 실린더부의 후단에 위치하여 전진 유압부 작동에 의해 실린더부 전진시 강봉을 가압 고정하고, 후진 유압부 작동에 의해 실린더부 후퇴시 강봉의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부를 포함하여 구성되어, 상기 (f) 단계는 상기 웨지부로 상기 강봉을 고정함과 동시에 실린더부를 하부로 전진시켜 누름판을 하부로 가압하는 (f-1) 단계와, 일정 거리 전진 후 상기 실린더부를 후진시킴과 동시에 상기 웨지부를 강봉으로부터 고정 해제하여 상기 유압잭을 하부로 이동시키는 (f-2) 단계를 반복하여 상기 말뚝을 지반으로 압입하는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (f) 단계 후 누름판과 유압잭을 강봉으로부터 분리 해체하는 (g) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (g) 단계 후 상기 지반에 압입된 말뚝 상단에 다른 말뚝을 이음하고, (d) 내지 (g) 단계를 반복하여 말뚝을 연속적으로 지반에 압입하는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (g) 단계에서 말뚝의 압입이 완료된 후 말뚝의 상부로 돌출된 부분을 절단하는 (h) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a) 단계에서 말뚝 삽입공은 콘크리트 기초를 보링하여 형성하고, 상기 (h) 단계 후 앵커볼트에 대응되는 구멍이 형성된 베이스 플레이트를 상기 앵커볼트 상부에 끼워 넣고, 너트로 체결하는 (i-1) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a) 단계에서 말뚝 삽입공은 외주면에 복수의 전단연결재가 결합된 강관슬리브를 콘크리트 기초 내에 매립하여 형성하고, 상기 (h) 단계 후 말뚝 상부와 강관슬리브 내주면을 용접하여 결합하는 (i-2) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법을 제공한다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 강관말뚝 등 말뚝을 지반에 압입 시공하는 말뚝압입장치에서, 웨지부 후단의 스프링을 제거하고 외주변에 나사산이 형성된 강봉과 내면에 나사산이 형성된 웨지부를 나사산을 따라 상호 결합하여 강봉의 가압 고정이 용이하도록 하였다. 따라서 유압잭의 급격한 낙하를 방지하고, 스프링 및 스프링 수납 공간이 필요 없어 유압잭의 부피를 줄일 수 있다.

둘째, 말뚝의 압입시 유압잭이 말뚝의 측면이 아닌 말뚝의 상면에서 누름판에 압력을 가하여 말뚝을 압입함으로써 말뚝의 변형을 방지할 수 있다. 따라서 말뚝의 변형으로 인한 말뚝의 불균등 응력 분포 및 내력 저하를 방지할 수 있다.

셋째, 말뚝의 압입시 이음개소를 최소화하면서도 무소음·무진동 시공이 가능하다.

넷째, 기초공사를 선행하고 상부 골조공사를 진행하는 과정에서 눈비와 추위에 노출되지 않고도 여유롭게 말뚝공사를 시행할 수 있어, 공사비와 공기를 절감할 수 있다.

도 1은 기존 강관말뚝 압입장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 기존 강관말뚝 압입장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 기존 강관말뚝 압입장치를 구성하는 유압잭의 절개 사시도이다.
도 4는 기존 강관말뚝 압입장치의 작동 과정을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명 말뚝압입장치 일부를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명 말뚝압입장치를 구성하는 유압잭의 절개 사시도이다.
도 7은 말뚝과 누름판의 결합 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명 말뚝압입장치의 작동 과정을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명 말뚝압입장치를 이용하여 기존 구조물에 말뚝을 설치하는 공정을 도시하는 도면이다.
도 10은 말뚝과 베이스 플레이트의 결합관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 강관슬리브 내부에 위치된 말뚝을 도시하는 단면도이다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명 말뚝압입장치 일부를 도시하는 도면이고, 도 6은 본 발명 말뚝압입장치를 구성하는 유압잭의 절개 사시도이며, 도 7은 말뚝과 누름판의 결합 관계를 도시하는 도면이다. 그리고 도 8은 본 발명 말뚝압입장치의 작동 과정을 도시하는 도면이다.

도 5 내지 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 말뚝압입장치는 말뚝(200)을 지반(100)에 삽입하기 위하여 지반(100) 상부에 위치하는 콘크리트 기초(110)에 형성된 말뚝 삽입공(111) 및 상기 말뚝 삽입공(111) 주변에 일단이 삽입되어 정착되는 복수의 앵커볼트(300); 상기 앵커볼트(300)의 타단에 결합되는 것으로 외주면에 나사산이 형성된 강봉(400); 상기 말뚝 삽입공(111)에 삽입되는 말뚝(200)을 압입하기 위해 말뚝(200) 상부에 설치되는 것으로, 복수의 관통공(501)이 형성되어 상기 관통공(501)에 상기 강봉(400)이 관통되는 누름판(500); 및 상기 누름판(500) 상부의 관통공(501) 위치에 구비되는 것으로, 상기 강봉(400)이 내부에 삽입 고정되어 누름판(500)을 하부로 이동시키는 복수의 유압잭(600); 으로 구성되되, 상기 유압잭(600)은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판(500)을 가압하는 실린더부(610), 상기 실린더부(610)를 하부로 전진시키는 전진 유압부(620), 상기 실린더부(610)를 상부로 후진시키는 후진 유압부(630) 및 상기 실린더부(610)의 후단에 위치하여 전진 유압부(620) 작동에 의해 실린더부(610) 전진시 강봉(400)을 가압 고정하고, 후진 유압부(630) 작동에 의해 실린더부(610) 후퇴시 강봉(400)의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉(400)의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부(640)를 포함하여 구성된다.

본 발명은 강관말뚝을 비롯하여 H 파일 등 말뚝(200)을 지반에 압입 시공하는 말뚝압입장치에 대한 것이다.

상기 말뚝 삽입공(111)은 지반(100) 상부 콘크리트 기초(110)에 형성된다.

기존 구조물은 말뚝(200)보다 다소 지름이 큰 말뚝 삽입공(111)을 보링하여 말뚝 삽입공(111)을 형성하고, 신축 구조물은 말뚝을 박고자 하는 위치의 콘크리트 기초(110)에 외주면에 전단 연결재(shear connector)가 구비된 강관슬리브(900)를 묻어 말뚝 삽입공(111)을 형성할 수 있다.

상기 앵커볼트(300)는 말뚝 삽입공(111) 주변에 위치되며, 바람직하게는 말뚝 삽입공(111) 주변에 등간격으로 4개소 위치시킨다.

기존 구조물은 콘크리트 기초(110)에 앵커볼트(300)를 삽입할 구멍을 보링하고, 상기 구멍에 앵커볼트(300)의 일단을 삽입한 후 충전재를 주입하고 양생시켜 앵커볼트(300)를 정착시킨다.

상기 강봉(400)은 앵커볼트(300)의 타단에 결합되는 것으로 외주면에 나사산이 형성된다.

본 발명은 웨지부(640) 후단의 스프링을 제거하고 강봉(400)에 나사산을 형성하여 강봉(400)의 나사산과 웨지부(640) 내면의 나사산으로 결합으로 강봉(400)을 쉽게 가압 고정할 수 있고, 유압잭(600)의 급격한 낙하를 방지하며, 스프링 및 스프링 수납 공간이 필요 없어 유압잭(600)의 부피를 줄일 수 있다.

상기 나사산은 연속적인 나사산 뿐 아니라 복수의 환형 돌출부가 강봉(400) 외주면을 따라 불연속적으로 돌출 형성된 경우도 포함한다.

앵커볼트(300)와 강봉(400)은 앵커볼트(300) 외주면과 강봉(400) 일단에 형성된 나사산을 양 단부 내측에 나사산이 형성된 커플러(700)로 연결하여 결합할 수 있다.

상기 누름판(500)은 말뚝 삽입공(111)에 삽입되는 말뚝(200)을 압입하기 위해 말뚝(200) 상부에 설치되는 것으로, 강봉(400)이 관통되는 복수의 관통공(501)이 형성된다.

따라서 상기 누름판(500)은 말뚝(200) 상부에 하부면이 접하도록 위치되고, 지반(100)에 일단이 정착된 앵커볼트(300) 타단에 결합된 강봉(400)이 누름판(500)의 관통공(501)을 관통한다.

유압잭(600)이 상부에서 압력을 가하여 누름판(500)을 하부로 가압하면 상부 압력에 의하여 말뚝(200)이 지반(100)에 삽입된다.

한편, 도 7에서와 같이, 누름판(500)의 중앙에는 통공(502)이 형성될 수 있다. 통공(502)은 말뚝(200)의 시공 후 재하시험을 할 때, 말뚝(200) 내부에 결합된 스트레인게이지 선을 외부로 뽑기 위한 구성이다.

그리고 누름판(500)의 하면 중앙부에는 강관 고정링(503)이 형성될 수 있으며, 강관 고정링(503)은 말뚝(200) 상단 내측에 삽입되어 말뚝(200)의 위치를 고정한다.

상기 유압잭(600)은 누름판(500) 상부의 관통공(501) 위치에 구비되는 것으로, 상기 강봉(400)이 내부에 삽입 고정되어 누름판(500)을 하부로 이동시킨다.

상기 유압잭(600)은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판(500)을 가압하는 실린더부(610)와 상기 실린더부(610)의 후단에 위치하여 실린더부(610) 전진시 강봉(400)을 가압 고정하고, 실린더부(610) 후퇴시 강봉(400)의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉(400)의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부(640)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 유압잭(600)은 상기 실린더부(610)를 하부로 전진시키는 전진 유압부(620) 및 상기 실린더부(610)를 상부로 후진시키는 후진 유압부(630)가 구비되어, 상기 전진 유압부(620) 작동시 웨지부(640)가 상기 강봉(400)을 가압 고정하고, 상기 후진 유압부(630) 작동 후 웨지부(640)가 상기 강봉(400)의 가압 고정을 해제하는 것을 특징으로 한다.

따라서 유압잭(600)의 웨지부(640)가 강봉(400)을 가압 고정한 상태에서 실린더부(610)가 누름판(500)을 하부로 가압하여 말뚝(200)을 삽입하므로, 말뚝(200)의 변형을 방지할 수 있다.

상기 유압잭(600)의 작동 원리를 도 8을 참조하여 설명한다.

우선, 누름판(500) 상부에 유압잭(600)을 위치시킨다(도 8의 (a)). 상기 웨지부(640)의 웨지(642) 내주면에 형성된 나사산과 강봉(400)의 외주면에 형성된 나사산은 상호 맞물려 고정된다.

그리고 전진 유압부(620)에 오일(O)을 주입하면, 오일(O)의 압력에 의하여 실린더부(610)를 하부로 전진시켜 누름판(500)을 가압하여 말뚝(200)을 지반(100)으로 삽입한다(도 8의 (b)).

다음으로, 말뚝(200)이 소정의 길이만큼 관입되면, 후진 유압부(630)에 오일(O)을 주입하여 실린더부(610)를 후진시킴과 동시에 웨지(642)의 그립을 해제하여 강봉(400)의 고정을 해제한다. 이후, 상기 유압잭(600)을 강봉(400) 하부로 이동시키는 과정을 반복하여 말뚝(200)을 지반(100)으로 삽입한다.

상기 유압잭(600)은 공지의 유압잭을 적용하며, 도 6에서 상기 실린더부(610)는 튜브(611), 피스톤 로드(612), 피스톤 로드 가이드(613), 실린더부 커버(614)를 포함하여 구성되고, 웨지부(640)는 웨지 케이스(641), 웨지(642), 웨지 가압수단(643), 웨지부 커버(644)를 포함하여 구성되었다.

아울러 본 발명은 상기 말뚝압입장치를 이용하는 것으로, 말뚝(200)을 압입하여 지반(100)에 삽입하기 위한 압입말뚝공법을 포함한다.

본 발명의 압입말뚝공법은 (a) 콘크리트 기초(110)에 말뚝 삽입공(111)을 형성하는 한편, 상기 말뚝 삽입공(111) 주변에 다수의 앵커볼트구멍을 설치하는 단계; (b) 상기 앵커볼트구멍에 앵커볼트(300)의 일단을 삽입하여 정착하는 단계; (c) 상기 각 앵커볼트(300)의 타단에 외주면에 나사산이 형성된 강봉(400)의 일단을 결합하는 한편, 상기 말뚝 삽입공(111)에 말뚝(200)을 삽입하는 단계; (d) 상기 말뚝(200)을 상부에서 압입하기 위해 상기 강봉(400)이 관통되는 복수의 관통공(501)이 형성된 누름판(500)의 관통공(501)에 상기 강봉(400)의 타단을 삽입하여 상기 누름판(500)을 말뚝(200) 상부에 위치시키는 단계; (e) 상기 강봉(400)의 타단에 유압잭(600)을 삽입하여 누름판(500)의 상부에 위치시키는 단계; 및 (f) 상기 유압잭(600)에 유압을 가하여 누름판(500)을 하부로 이동시킴으로써 상기 말뚝(200)을 지반(100)에 삽입하는 단계; 를 포함하여 구성된다.

상기 압입말뚝공법의 각 구성 중 앞서 말뚝압입장치에서 설명한 것과 중복되는 것은 말뚝압입장치의 구성과 동일하다.

아울러 본 발명의 압입말뚝공법에서 상기 유압잭(600)은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판(500)을 가압하는 실린더부(610), 상기 실린더부(610)를 하부로 전진시키는 전진 유압부(620), 상기 실린더부(610)를 상부로 후진시키는 후진 유압부(630) 및 상기 실린더부(610)의 후단에 위치하여 전진 유압부(620) 작동에 의해 실린더부(610) 전진시 강봉(400)을 가압 고정하고, 후진 유압부(630) 작동에 의해 실린더부(610) 후퇴시 강봉(400)의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉(400)의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부(640)를 포함하여 구성되어, 상기 (f) 단계는 상기 웨지부(640)로 상기 강봉(400)을 고정함과 동시에 실린더부(610)를 하부로 전진시켜 누름판(500)을 하부로 가압하는 (f-1) 단계와, 일정 거리 전진 후 상기 실린더부(610)를 후진시킴과 동시에 상기 웨지부(640)를 강봉(400)으로부터 고정 해제하여 상기 유압잭(600)을 하부로 이동시키는 (f-2) 단계를 반복하여 상기 말뚝(200)을 지반(100)으로 압입하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 압입말뚝공법에서는 상기 (f-1) 단계와 (f-2) 단계를 반복 실시함으로써, 누름판(500)과 유압잭(600)이 강봉(400)의 길이 방향을 따라 강봉(400) 하부로 이동하면서 말뚝(200)을 지반(100)에 관입한다.

그리고 상기 (f) 단계 후에는 누름판(500)과 유압잭(600)을 강봉(400)으로부터 분리 해체하는 (g) 단계가 실시될 수 있다.

또한, 상기 (g) 단계 후에는 지반(100)에 압입된 말뚝(200) 상단에 다른 말뚝(200)을 이음하고 (d) 내지 (g) 단계를 반복하여 말뚝(200)을 연속적으로 지반(100)에 압입할 수 있다.

이때, 상하 말뚝(200)은 용접, 기계적 이음 등의 방법으로 이음한다.

나아가 상기 (g) 단계에서 말뚝(200)이 소정의 길이만큼 지반(100)에 삽입되면, 말뚝(200)의 삽입을 완료한 다음 유압잭(600)을 해체하고, 커플러(700)로부터 강봉(400)을 돌려 회수한다. 그리고 콘크리트 기초(110) 상부로 돌출된 말뚝(200) 부분을 절단하고, 필요하면 말뚝 삽입공(111)과 말뚝(200) 사이의 빈 공간에 충전재를 주입한다.

도 9는 본 발명 말뚝압입장치를 이용하여 기존 구조물에 말뚝을 설치하는 공정을 도시하는 도면이고, 도 10은 말뚝과 베이스 플레이트의 결합관계를 도시하는 도면이다.

도 9 및 도 10은 기존 구조물에 강관 파일을 시공하는 경우에 대한 실시예이다.

기존 구조물에 말뚝을 삽입하기 위해서는 상기 (a) 단계에서 콘크리트 기초(110)를 보링하여 말뚝 삽입공(111)을 형성한 다음, 앵커볼트(300), 강봉(400), 누름판(500) 및 유압잭(600) 등을 위치시킨다(도 9의 (a) 내지 (b)).

그리고 유압잭(600)으로 누름판(500)을 가압하여 말뚝(200)을 지반(100)에 소정 길이만큼 압입한 다음, 유압잭(600) 등을 해체한다(도 9의 (c)).

이후, (h) 말뚝(200) 상부를 절단하고, 앵커볼트(300) 상부에 베이스 플레이트(800)를 끼워 넣고, 너트(N)로 체결하는 (i-1) 단계를 실시한다(도 9의 (d)).

이때, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(800)에는 앵커볼트(300)에 대응되는 구멍(802)이 형성된다. 상기 관통공(801) 내부에는 말뚝(200)이 위치되고 앵커볼트(300)는 구멍(802)을 관통하도록 위치된다.

상기 (i-1) 단계에서는 베이스 플레이트(800) 상부에서 너트(N)를 체결하여 시공을 완료할 수 있다.

도 11은 강관슬리브 내부에 위치된 말뚝을 도시하는 단면도이다.

신축 구조물은 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 (a) 단계에서 외주면에 복수의 전단연결재(901)가 결합된 강관슬리브(900)를 콘크리트 기초(110) 내에 매립하여 말뚝 삽입공(111)을 형성할 수 있다.

이 경우, 상기 (h) 단계 후에는 강재 말뚝(200) 상부와 강관슬리브(900) 내주면을 용접하여 결합하는 (i-2) 단계를 더 실시하여 시공을 완료할 수 있다.

100: 지반 110: 기초
111: 말뚝 삽입공 200: 말뚝
300: 앵커볼트 40, 400: 강봉
500: 누름판 501: 관통공
502: 통공 503: 강관 고정링
510: 아이볼트 60, 600: 유압잭
610: 실린더부 611: 튜브
612: 피스톤 로드 613: 피스톤 로드 가이드
614: 실린더부 커버 620: 전진 유압부
630: 후진 유압부 640: 웨지부
641: 웨지 케이스 642: 웨지
643: 웨지 가압수단 644: 웨지부 커버
700: 커플러 800: 베이스 플레이트
900: 강관슬리브 901: 전단연결재
N: 너트 O: 오일
PL: 플레이트 S: 스프링

Claims

말뚝(200)을 지반(100)에 삽입하기 위하여 지반(100) 상부에 위치하는 콘크리트 기초(110)에 형성된 말뚝 삽입공(111) 및 상기 말뚝 삽입공(111) 주변에 일단이 삽입되어 정착되는 복수의 앵커볼트(300);
상기 앵커볼트(300)의 타단에 결합되는 것으로 외주면에 나사산이 형성된 강봉(400);
상기 말뚝 삽입공(111)에 삽입되는 말뚝(200)을 압입하기 위해 말뚝(200) 상부에 설치되는 것으로, 복수의 관통공(501)이 형성되어 상기 관통공(501)에 상기 강봉(400)이 관통되는 누름판(500); 및
상기 누름판(500) 상부의 관통공(501) 위치에 구비되는 것으로, 상기 강봉(400)이 내부에 삽입 고정되어 누름판(500)을 하부로 이동시키는 복수의 유압잭(600); 으로 구성되되,
상기 유압잭(600)은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판(500)을 가압하는 실린더부(610), 상기 실린더부(610)를 하부로 전진시키는 전진 유압부(620), 상기 실린더부(610)를 상부로 후진시키는 후진 유압부(630) 및 상기 실린더부(610)의 후단에 위치하여 전진 유압부(620) 작동에 의해 실린더부(610) 전진시 강봉(400)을 가압 고정하고, 후진 유압부(630) 작동에 의해 실린더부(610) 후퇴시 강봉(400)의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉(400)의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부(640)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝압입장치.
삭제
말뚝(200)을 압입하여 지반(100)에 삽입하기 위한 것으로,
(a) 콘크리트 기초(110)에 말뚝 삽입공(111)을 형성하는 한편, 상기 말뚝 삽입공(111) 주변에 다수의 앵커볼트구멍을 설치하는 단계;
(b) 상기 앵커볼트구멍에 앵커볼트(300)의 일단을 삽입하여 정착하는 단계;
(c) 상기 각 앵커볼트(300)의 타단에 외주면에 나사산이 형성된 강봉(400)의 일단을 결합하는 한편, 상기 말뚝 삽입공(111)에 말뚝(200)을 삽입하는 단계;
(d) 상기 말뚝(200)을 상부에서 압입하기 위해 상기 강봉(400)이 관통되는 복수의 관통공(501)이 형성된 누름판(500)의 관통공(501)에 상기 강봉(400)의 타단을 삽입하여 상기 누름판(500)을 말뚝(200) 상부에 위치시키는 단계;
(e) 상기 강봉(400)의 타단에 유압잭(600)을 삽입하여 누름판(500)의 상부에 위치시키는 단계; 및
(f) 상기 유압잭(600)에 유압을 가하여 누름판(500)을 하부로 이동시킴으로써 상기 말뚝(200)을 지반(100)에 삽입하는 단계; 를 포함하되,
상기 유압잭(600)은 오일의 유입에 따라 하부로 전진하여 누름판(500)을 가압하는 실린더부(610), 상기 실린더부(610)를 하부로 전진시키는 전진 유압부(620), 상기 실린더부(610)를 상부로 후진시키는 후진 유압부(630) 및 상기 실린더부(610)의 후단에 위치하여 전진 유압부(620) 작동에 의해 실린더부(610) 전진시 강봉(400)을 가압 고정하고, 후진 유압부(630) 작동에 의해 실린더부(610) 후퇴시 강봉(400)의 가압 고정을 해제하는 것으로 가압면에 상기 강봉(400)의 나사산에 맞물려 걸리는 나사산이 형성된 웨지부(640)를 포함하여 구성되어,
상기 (f) 단계는 상기 웨지부(640)로 상기 강봉(400)을 고정함과 동시에 실린더부(610)를 하부로 전진시켜 누름판(500)을 하부로 가압하는 (f-1) 단계와, 일정 거리 전진 후 상기 실린더부(610)를 후진시킴과 동시에 상기 웨지부(640)를 강봉(400)으로부터 고정 해제하여 상기 유압잭(600)을 하부로 이동시키는 (f-2) 단계를 반복하여 상기 말뚝(200)을 지반(100)으로 압입하는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법.
제3항에서,
상기 (f) 단계 후 누름판(500)과 유압잭(600)을 강봉(400)으로부터 분리 해체하는 (g) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법.
제4항에서,
상기 (g) 단계 후 상기 지반(100)에 압입된 말뚝(200) 상단에 다른 말뚝(200)을 이음하고, (d) 내지 (g) 단계를 반복하여 말뚝(200)을 연속적으로 지반(100)에 압입하는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법.
제4항 또는 제5항에서,
상기 (g) 단계에서 말뚝(200)의 압입이 완료된 후 말뚝(200)의 상부로 돌출된 부분을 절단하는 (h) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법.
제6항에서,
상기 (a) 단계에서 말뚝 삽입공(111)은 콘크리트 기초(110)를 보링하여 형성하고,
상기 (h) 단계 후 앵커볼트(300)에 대응되는 구멍(802)이 형성된 베이스 플레이트(800)를 상기 앵커볼트(300) 상부에 끼워 넣고, 너트(N)로 체결하는 (i-1) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법.
제6항에서,
상기 (a) 단계에서 말뚝 삽입공(111)은 외주면에 복수의 전단연결재(901)가 결합된 강관슬리브(900)를 콘크리트 기초(110) 내에 매립하여 형성하고,
상기 (h) 단계 후 말뚝(200) 상부와 강관슬리브(900) 내주면을 용접하여 결합하는 (i-2) 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압입말뚝공법.