KR101584054B1 - 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 지하구조물 시공시 부력에 저항하기 위하여 복합형 마이크로파일 하단에 확장 내하체를 설치하고 상부에는 프리텐션(선인장)을 가하기 위한 프리텐션용 너트와 플레이트가 설치되어 프리텐션에 의해 확장 내하체가 먼저 벌어지면서 천공홀 내벽에 강하게 압착되면서 부력에 저항할 수 있는 부력 앵커의 역할을 할 수 있으며, 추후 상부구조물 시공에 의한 압축하중을 견딜 수 있는 것이다.
이는 지면을 천공하여 정착장의 길이가 확보되게 천공홀을 천공하는 천공단계와;
상기 천공홀 내부에 삽입 설치하며 원통형의 몸체를 다수 개로 분할하고 내부에 역방향 쐐기 형태의 경사홈을 가지면 외면에 마찰 돌기를 갖는 확장 내하체를 형성하고, 확장 내하체의 경사홈 내에 외면이 역방향 쐐기 형태의 경사면을 가지면 하측 면에 경사홈을 갖는 확장쐐기를 결합한 후 강봉을 체결하고, 그 선단에 보호플레이트가 형성된 확장형 앵커체 삽입단계와;
상기 천공홀의 외부로 드러난 강봉에 프리텐션 플레이트를 체결하고 천공홀의 상면에 밀착 결합한 후 프리텐션 너트를 체결하며, 강봉의 상단에 인장용 마이크로파일 플레이트와 너트를 설치하고, 프리텐션 플레이트의 상면에 프리텐션 받침를 체결한 후 유압잭을 설치하는 프리텐션 준비단계와;
상기 유압잭을 이용하여 인장을 실시하면, 확장 쐐기의 경사면이 확장 내하체의 내부 경사면을 따라 이동하면서 확장 내하체를 외부로 벌어지면서 천공홀의 내벽에 박혀 확장이 이루어진 후, 강봉 하단에 설치된 보호 플레이트가 확장 내하체의 하부를 밀어올려 외부로 벌어지게 한 후 프리텐션 너트를 조여 프리텐션 플레이트를 지면에 밀착하는 프리텐션 적용단계와;
상기 프리텐션이 이루어진 후 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트를 해체한 후, 인장기와 프리텐션 받침을 제거하고 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트 압축용 너트를 프리텐션 플레이트 및 프리텐션 너트와 이격된 상태로 재조립한 후에 천공홀 내부에 삽입된 그라우트 호스를 통해 그라우트를 주입하는 그라우팅 단계와;
상기 그라우트 주입을 완료한 후에 강봉의 상면에 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트 압축용 너트가 이격된 상태로 남아 있는 상태에서 콘크리트를 타설하여 압축과 인장력을 받을 수 있도록 하는 기초 콘크리트 타설단계로 시공하는 것을 특징으로 한다.

Description

압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법{Micropile construction method for pretention}

본 발명은 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 지하구조물 시공시 부력에 저항하기 위하여 복합형 마이크로파일 하단에 확장 내하체를 설치하고 상부에는 프리텐션(선인장)을 가하기 위한 프리텐션용 너트와 플레이트가 설치되어 프리텐션에 의해 확장 내하체가 먼저 벌어지면서 천공홀 내벽에 강하게 압착되면서 부력에 저항할 수 있는 부력 앵커의 역할을 할 수 있으며, 추후 상부구조물 시공에 의한 압축하중을 견딜 수 있는 마이크로 파일 역할을 수행할 수 있는 복합형 마이크로파일 시스템이다.

일반적으로 신설되는 건물이나 구조물 시공시 대형장비 진입에 제약을 받지 않으므로 기성말뚝이 많이 사용되어 지며, 지층조건이나 구조물의 하중에 따라 지내력기초나 파일기초로 상부의 구조물을 지지하게 된다.

구조물에 접한 지층조건이 양호하여 지지력이 충분히 확보될 경우에는 지내력 기초로 그 위에 직접 기초공사를 수행할 수 있지만, 그렇지 못한 지층조건인 경우에는 지지력 확보 및 지반 침하를 방지하기 위해 파일을 시공하게 된다.

이때 사용되는 파일은 그 재질에 따라 강관 파일, PHC 파일 등으로 구분되고, 주로 관형 형태의 파일이 일반적으로 사용된다.

그러나 기 사용 중이던 건물이나 구조물의 증축시 기초보강 공사로 대형 장비의 진입이 불가능한 지역에 대한 기초보강 공사를 할 경우에는 소형 장비로 시공하는 소구경 파일(직경 300 이하)로 보강을 하게 되는데 이때 마이크로 파일을 사용하게 된다.

상기 마이크로 파일은 지중에 천공된 파일공에 삽입(토사층)되는 케이싱, 상기 케이싱 내부에 삽입되는 파일체, 상기 케이싱 내부에 충진되는 그라우트재에 의해 형성되는 그라우팅층으로 구성된다.

한편, 상기 마이크로 파일의 지지력은 지반과 닿는 선단부의 선단지지력과 마이크로 파일의 외주면과 지반의 내벽 간에 발생하는 마찰력에 의해 그 크기가 결정된다.

그런데 상기 마이크로 파일은 선단부의 단면적이 매우 좁은 원통 형태로 형성되는 관계로, 선단부의 선단지지력은 그리 크지 않다. 즉, 건물이나 구조물에 의한 압축하중이 마이크로 파일에 가해지게 되면, 선단부에 하중이 집중되어 마이크로 파일이 지반을 파고들어 침하가 발생 될 수 있다.

또한, 반대로, 마이크로 파일에 상부 방향으로 인장하중이 가해질 경우에는 밋밋한 마이크로 파일의 외주면과 지반 내벽과의 마찰력이 약해 결국 마이크로 파일이 상측으로 부상하거나 뽑히는 문제가 발생 될 수 있다.

즉, 마이크로 파일 공법은 파일체와 그라우팅재와의 마찰력 및 그라우팅재와 기반암과의 마찰력을 이용할 뿐이어서, 파일체와 기반암과의 마찰력을 증가시키기 위해서는 파일체의 크기를 키우거나 파일체의 개수를 증가시켜야 하므로, 마찰력을 증가시키는 데에 많은 비용과 시간이 소요된다고 하는 문제점이 있었으며 더욱이 압축하중과 인장력 모두에 대한 해결방안이 없어서 부력앵커와 마이크로파일 필요시 각각 시공해야 하므로 비용과 공기가 늘어나는 단점이 있었다.

다시 말하면, 구조물에 작용하는 압축하중과 지하수에 의해 발생되는 부력에 의한 인장력을 시공 과정에 따라 동시에 역할을 수행할 수 있는 복합형 마이크로파일을 설치하여 기존의 두 개의 공법을 통합하여 시공성과 공기, 비용을 줄인 공법을 개발하게 된 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허등록 제1426066호인 '기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일 및 이를 이용한 구조물 기초 보강 공법'이 개시되어 있다.

상기 선등록 특허의 구성은, 기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일은, 1개 이상의 강봉(11) 및 상기 강봉의 둘레부에 결합되는 하나 이상의 센트럴라이저(12)로 이루어지는 강봉 조립체(10)와; 상기 강봉 조립체의 두부에 설치되는 록너트(20)와; 상기 강봉 조립체의 선단부에 조립되어 지중의 파일공(1) 공저에 설치되며 확장형 쐐기에 의해 상기 파일공의 공저에 정착되는 선단 정착구(30)를 포함하고, 상기 선단 정착구는 상기 강봉 조립체의 저부에 커플러(35)로 연결되는 정착봉(31), 상기 정착봉보다 큰 외경이면서 선단부로 가면서 외경이 커지는 경사부(32a)가 구비되고 선단 외주면에 지중에 정착되는 다수의 스파이크(32b)가 형성되어 이루어지고 상기 정착봉의 선단부에 상기 정착봉이 전후진 가능하도록 연결되는 정착유도헤드(32), 상기 정착봉의 둘레부에 결합되어 상기 정착봉과 함께 회전하는 누름판(33), 상기 정착유도헤드의 둘레부에 원주방향을 따라 배열되면서 밴드에 의해 결합되며 상기 누름판에 의해 상기 정착유도헤드의 경사부를 타고 전진하면서 확장되어 지중에 정착되는 2개 이상의 확장형 쐐기(34)를 포함하고, 상기 정착봉은 외주면에 나사선이 형성된 나사선 철근이며, 상기 정착유도헤드는 내경에 나사선이 형성되어 상기 정착봉이 회전에 의해 전진 또는 후진하도록 구성된다.

또한, 기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일을 이용한 구조물 기초 보강 공법은, 지중에토사층과 암반층에 걸쳐 파일공을 천공하고 토사층에 케이싱을 설치하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 천공된 파일공 내부에 기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일을 삽입하는 제2단계와; 상기 제2단계 이후 상기 파일공 내부를 그라우팅함과 아울러 상기 기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일의 선단정착봉을 전진시켜 상기 확장형 쐐기가 확장에 의해 지중에 정착되도록 하는 제3단계와; 상기 기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일의 강봉조립체의 두부를 정리하는 제4단계와; 상기 기계적 기능에 의한 선단정착 복합형 마이크로 파일의 두부에 기초 콘크리트를 타설하는 제5단계로 이루어진다.

상기 선등록 발명의 선단정착 복합형 마이크로 파일의 작동 상태를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

지상에서 강봉 조립체(10)[또는 강봉(11)]을 일방향으로 돌리면 커플러(35)로 연결된 정착봉(31)이 동방향으로 회전하고 정착유도헤드(32)가 파일공(1)의 공저에 박힌 상태이기 때문에 정착유도헤드(32)가 회전하지 않는 상태에서 정착봉(31)만 회전하게 되므로 정착봉(31)이 정착유도헤드(32) 안으로 삽입되면서 하강한다. 따라서, 누름판(33)이 함께 하강하게 되고 누름판(33)의 하강에 의해 확장형 쐐기(34)들이 하강한다.

확장형 쐐기(34)들은 경사부(34a,32a)에 의해 하강함과 아울러 옆으로 벌어지면서 확장되어 초기 보다 큰 외경(단면적)을 형성함으로써 큰 지압력에 의한 큰 저항력을 발생하고 파일공(1) 둘레부의 지반속으로 정착됨으로써 더욱 큰 정착력을 발생한다.

상기와 같은 종래 발명은 강봉의 회전력에 의해 누름판을 하강시키면서 확장형쐐기를 외부로 벌어지게 하는 구조이나, 회전력에 한계가 있어 안정적인 확장이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

특히 시공시 설치된 강봉에 인장력을 도입할 수 없기 때문에 부력에 효과적인 대응을 할 수 없으며, 강봉에 인장이 이루어지지 않은 상태에서 기초 콘크리트 타설시 부력에 의해 강봉의 신장량의 영향으로 기초구조물에 변위가 발생하여 구조적으로 문제를 제공하게 된다.

또한 부력앵커공법으로 강연선을 이용한 앵커공법이 일반적으로 시공되고 있으나 기초콘크리트 타설 후 인장력 도입을 하게 되는데 인장을 위한 블록 아웃부에서 철근의 단절과 블럭 아웃부에서 지하수의 유출이 발생하여 문제가 되어왔다.

본 발명은 상기와 같은 여러 가지의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로 그 목적은 강봉의 인장력에 의해 강봉 하단에 설치된 확장 내하체의 상부가 먼저 벌어지면서 천공홀 내벽에 압착되어 프리텐션이 이루어지고 강봉의 선단에 설치된 프리텐션 플레이트를 프리텐션 너트로 고정하므로, 프리텐션을 통해 지하 부력에 저항할 수 있는 부력 앵커의 역할을 할 수 있으며, 프리텐션이 이루어진 상태에서 기초 콘크리트를 타설 후에는 기초 콘크리트와 함께 묻혀 구조물의 견고하게 지지하는 파일 역할을 하는 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명은 확장형 내하체로 인한 정착장 길이가 감소하고, 기초 콘크리트 타설 전에 인장력 도입을 하므로 인장을 하기 위한 기초부에 블록 아웃부가 필요치 않기 때문에 구조적으로도 많은 장점을 갖는 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지면을 천공하여 정착장의 길이가 확보되게 천공홀을 천공하는 천공단계와;

상기 천공홀 내부에 삽입 설치하며 원통형의 몸체를 다수 개로 분할하고 내부에 역방향 쐐기 형태의 경사홈을 가지면 외면에 마찰 돌기를 갖는 확장 내하체를 형성하고, 확장 내하체의 경사홈 내에 외면이 역방향 쐐기 형태의 경사면을 가지면 하측 면에 경사홈을 갖는 확장쐐기를 결합한 후 강봉을 체결하고, 그 선단에 보호플레이트가 형성된 확장형 앵커체 삽입단계와;

상기 천공홀의 외부로 드러난 강봉에 프리텐션 플레이트를 체결하고 천공홀의 상면에 밀착 결합한 후 프리텐션 너트를 체결하며, 강봉의 상단에 인장용 마이크로파일 플레이트와 너트를 설치하고, 프리텐션 플레이트의 상면에 프리텐션 받침를 체결한 후 유압잭을 설치하는 프리텐션 준비단계와;

상기 유압잭을 이용하여 인장을 실시하면, 확장 쐐기의 경사면이 확장 내하체의 내부 경사면을 따라 이동하면서 확장 내하체를 외부로 벌어지면서 천공홀의 내벽에 박혀 확장이 이루어진 후, 강봉 하단에 설치된 보호 플레이트가 확장 내하체의 하부를 밀어올려 외부로 벌어지게 한 후 프리텐션 너트를 조여 프리텐션 플레이트를 지면에 밀착하는 프리텐션 적용단계와;
상기 프리텐션이 이루어진 후 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트를 해체한 후, 인장기와 프리텐션 받침을 제거하고 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트 압축용 너트를 프리텐션 플레이트 및 프리텐션 너트와 이격된 상태로 재조립한 후에 천공홀 내부에 삽입된 그라우트 호스를 통해 그라우트를 주입하는 그라우팅 단계와;
상기 그라우트 주입을 완료한 후에 강봉의 상면에 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트 압축용 너트가 이격된 상태로 남아 있는 상태에서 콘크리트를 타설하여 압축과 인장력을 받을 수 있도록 하는 기초 콘크리트 타설단계로 시공하는 것을 특징으로 한다.

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상기와 같은 본 발명은 강봉의 하단에 설치된 확장 내하체의 인장력에 의해 상부가 먼저 벌어지면서 천공홀 내벽에 강하게 압착되면서 프리텐션이 이루어지므로 앵커의 역할을 할 수 있으며 동시에 기초 지반 위에 프리텐션 볼트와 너트가 함께 고정되어 강봉에 가해진 응력을 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 인장력 도입 후 설치되어진 마이크로 파일 플레이트와 인장용 너트를 기초콘크리트에 묻어 마이크로파일의 두부 역할을 하게 함으로써 기초 콘크리트 구조물에 작업을 간소화하고 비용도 절감하는 앵커와 파일의 역할을 동시에 할 수 있는 효과가 있다.

특히, 기존의 부력앵커공법 사용시 문제가 되어왔던 블록 아웃부에서 철근의 단절 및 지하수의 유출과 정착장 길이의 감소의 효과를 볼 수 있으며, 설치된 강봉 구조를 마이크로파일로도 사용함으로써 하나의 강봉으로 앵커공법과 마이크로 파일공법을 동시에 복합적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 선등록 특허의 전체 구성을 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 시공순서를 나타낸 순서도
도 3은 본 발명의 천공단계를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 확장형 앵커체의 구성을 나타낸 확대 단면도
도 5는 본 발명의 확장형 앵커체의 삽입단계를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 확장형 앵커체의 다른 구성을 나타낸 확대 단면도
도 7은 본 발명의 고정용 밴드의 제거용 끈을 제거한 상태를 나타낸 단면도
도 8은 본 발명의 프리텐션 준비단계를 나타낸 단면도
도 9~11은 본 발명의 프리텐션 적용단계를 나타낸 단면도
도 12~13은 본 발명의 그라우팅을 나타낸 단면도
도 14는 본 발명의 기초 콘크리트 타설 단계를 나타낸 단면도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 2는 본 발명의 시공순서를 나타낸 순서도이고, 도 3 이하는 본 발명의 시공 단계별 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법은, 천공 단계(S10)와, 확장형 앵커체 삽입단계(S20)와, 프리텐션 준비단계(S30)와, 프리텐션 적용단계(S40)와, 그라우팅 단계(S50)와, 기초 콘크리트 타설단계(S60)로 이루어진다.

상기 천공 단계(S10)는,

첨부된 도면 도 3과 같이 천공 커터를 회전시켜 지반의 표면으로부터 토사층(50) 또는 암반층(60)을 관통하여 도달하는 정해진 깊이만큼 천공홀(70)을 천공한다.

상기 천공홀(70)은 수직으로 형성하는 것이 기본이나 경우에 따라서는 경사지게 천공될 수도 있다.

그런 다음, 토사층(50)인 경우 토사가 천공홀(70)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 케이싱 파이프(71)를 삽입한다. 이때, 상기 케이싱 파이프(71)의 하단은 토사층(50)의 끝단까지 도달하며 암반층(60)에는 삽입되지 않는다.

상기 확장형 앵커체 삽입단계(S20)는,

상기 확장형 앵커체(200)는 첨부된 도면 4과 같이 다수 개로 내부 상측에 역방향 쐐기 형태의 삽입홈(211)을 갖는 확장 내하체(210)와, 내부를 관통하는 강봉 삽입공(221)을 형성하고 외주면이 역방향 쐐기 형태의 경사면(222)을 갖는 확장 쐐기(220)와, 확장 쐐기(220)의 강봉 상입공(221)에 삽입 설치되는 강봉(230)과, 상기 확장 내하체(210)의 상측 외주면에 설치되는 고정용 밴드(240)와, 강봉(230)의 하단에 설치되는 보호플레이트(245)로 이루어진다.

상기 확장 내하체(210)는 다수 개로 분할 원통형 몸체의 내부에 상측은 좁고 하측은 넓은 역방향 쐐기 형태의 경사면을 갖는 삽입홈(211)을 형성하고, 삽입홈(211)의 하측 면 중앙에 강봉(230)이 삽입되는 삽입공(213)을 관통되게 형성하고, 삽입공(213)의 하측에 경사홈(215)을 형성한다.

그리고 상기 확장 내하체(210)의 외면 전체 면에 마찰 돌기를 형성한다. 상기 마찰 돌기는 외부로 돌출된 톱니나사(214) 형태로 형성하여 천공홀(70)의 내벽과 마찰력을 증대하게 된다.

상기 확장 내하체(210)의 상측 외주면에는 분할된 몸체를 조여주는 고무 재질의 고정용 밴드(240)를 체결하고, 고정용 밴드(240)의 한쪽에 고정용 밴드(240)를 제거하는 제거용 끈(241)을 길게 형성한다.

상기 확장 쐐기(220)는 외주면이 역방향 쐐기 형태의 경사면(222)을 가지며 상면 중앙에 내부를 관통하는 강봉 삽입공(221)을 형성하고, 강봉 삽입공(221)의 내주 면에는 강봉(230)의 체결을 용이하게 하기 위하여 강봉(230)의 외주면에 형성된 나사산(231)과 동일한 나사산(223)을 형성한다.

상기 강봉(230)은 외면에 부식을 방지하도록 에폭시 처리하거나 도금 처리하여 사용한다.

상기 확장 쐐기(220)의 강봉 삽입공(221)에는 강봉(230)을 체결하며, 강봉(230)의 하단에 원뿔 형태이면서 강봉(230) 보다 지름이 넓은 보호 플레이트(245)를 나사 결합한다.

상기 보호 플레이트(245)의 상면 중앙에 내부를 관통하는 구멍(246)을 형성하고, 구멍(246)의 내주면에 나사산(247)을 형성한다.

상기와 같은 확장형 앵커체(200)를 첨부된 도면 도 5와 같이 천공홀(70) 내부에 삽입 설치하면, 확장 내하체(210)의 외면에 설치된 고정용 밴드(240)가 3개로 분할된 확장 내하체(210)를 잡아주므로 천공홀(70)의 내부로 삽입 도중에 확장 내하체(210)가 외부로 이탈되는 것을 차단한다.

이와 동시에, 확장 내하체(210)의 선단에 위치한 원뿔 형태의 보호 플레이트(245)가 천공홀(70)의 내부에 있는 이물질이 확장 내하체(210)에 영향이 미치지 못하도록 차단하게 되므로 확장형 앵커체(200)의 삽입이 용이하게 된다.

상기 천공홀(70)에 내부에 삽입된 확장형 앵커체(200)의 강봉(230) 상단부는 천공홀(70)의 외부 바깥으로 드러나고 되고, 강봉(230)의 하측에 설치된 확장 내하체(210)는 천공홀(70)의 암반층(60) 내에 위치한 상태가 된다.

또한, 상기 확장 내하체(210)의 삽입홈(211) 상측 내부에 첨부된 도면 도 6과 같이 탄성 스프링(219)을 삽입 설치하여 사용할 수 있다.

상기 확장형 앵커체(200)는 다단으로 설치하여 삽입할 수 있다.

상기 프리텐션 준비단계(S30)는,

상기와 같이 확장형 앵커체(200)를 천공홀(70) 내부에 삽입 완료한 후에 고정용 밴드(240)의 제거용 끈(241)을 잡아당겨 확장 내하체(210)에서 분리한다.

이때, 고정용 밴드(240)의 탄성이 해제되어 첨부된 도면 도 7과 같이 확장 쐐기(220)가 상측으로 일정 거리 올라가면서 확장 내하체(210))를 외부로 밀어 확장 내하체(210))의 외주면이 천공홀(70) 내벽에 밀착된다.

이와 같은 상태에서 천공홀(70)의 외부로 드러난 강봉(230)에 프리텐션 플레이트(250)를 체결한 후에 천공홀(70)에 밀착한 후 프리텐션 너트(251)를 체결하여 프리텐션 플레이트(250)를 고정한다.

그런 다음, 천공홀(70)의 외부로 드러난 강봉(230)의 상단에는 첨부된 도면 도 8과 같이 압축용 너트(261)와 압축용 너트(261)의 상면에 설치되는 마이크로파일 플레이트(262)와 마이크로파일 플레이트(262)의 상면에 설치되는 인장용 너트(263)를 설치한다.

상기 천공홀(70)에 설치된 프리텐션 플레이트(250)의 상면에 프리텐션용 받침(264)을 설치하고 프리텐션용 받침(264)과 마이크로파일 플레이트(262)의 사이 공간에 유압잭인 인장기(265)를 설치한다.

본 발명은 천공홀(70)의 상면에 인장력을 가하기 위해 간단한 구조의 프리텐션 플레이트(250)와 프리텐션 너트(251)를 사용하므로 시공이 간편하면서 신속하게 이루어지는 장점이 있다.

상기 프리텐션 적용단계(S40)는,

상기 유압잭인 인장기(265)를 작동시키면, 첨부된 도면 도 9과 같이 인장기(265)가 마이크로파일 플레이트(262)를 상측으로 밀어올리게 된다.

이때, 상기 프리텐션 플레이트(250)는 프리텐션용 받침(264)에 의해 고정된 상태를 유지하게 되고, 첨부된 도면 도 10과 같이 인장력에 의해 강봉(230)에 늘음량의 발생으로 프리텐션 너트(251)만 상측으로 이동하게 된다.

그리고 확장 내하체(210)에 삽입된 확장 쐐기(220)가 경사면(211)을 따라 상측으로 이동하면서 확장 내하체(210)의 상부를 집중적으로 벌어지도록 하여 확장이 이루어진 후, 확장 내하체(210)의 외주 면에 형성된 톱니나사(214)가 천공홀(70)의 내벽에 박혀 프리텐션이 이루어진다.

이때, 상기 원뿔형 보호플레이트(245)의 경사진 상단이 확장 내하체(210)의 경사홈(215)을 파고들면서 상측으로 이동하게 되므로 확장 내하체(210)의 하면을 압박하여 외부로 벌어지게 한다.

이와 같이 프리텐션을 완료한 후에 인장기(265)가 고정된 상태에서 상측으로 올라간 프리텐션 너트(251)를 첨부된 도면 도 11과 같이 회전시켜 프리텐션 플레이트(250)의 상면에 밀착 고정한다.

상기와 같은 본 발명은 지중 내부 응력과 동일한 힘으로 프리텐션을 실시하므로 부력에 의한 앵커의 역할을 수행한다.

또한, 상기 프리텐션 너트(251)는 프리텐션 플레이트(250)의 상면 정중앙에 정확하게 위치하여 인장력이 프리텐션 플레이트(250)에 골고루 분산되어 도입된 인장 변위를 정확하게 유지할 수 있게 된다.

이와 같이 인장력을 도입 후 인장기(265)와 프리텐션용 받침(264)을 해체하기 위하여 인장용 너트(263)와 마이크로파일 플레이트(262)를 해체한 후에 인장기(265)와 프리텐션용 받침(264)을 제거한다.

그런 다음, 첨부된 도면 도 12에서 보는 바와 같이 강봉(230) 상단에 인장용 너트(263)와 마이크로파일 플레이트(262)를 재조립한다.

상기 그라우팅 단계(S50)는,

첨부된 도면 도 13과 같이 그라우트 호스(260)를 통해 천공홀(70) 내부에 그라우트액(281)을 주입한다.

상기 그라우트액(281)은 암반층(60) 내의 확장형 앵커체(200)가 암반층(60)과 일체화되어 정착장을 형성하게 된다.

상기 그라우팅은 필요에 따라 인장 전에도 실시할 수 있다.

상기 기초 콘크리트 타설단계(S60)는,

상기와 같이 천공홀(70)의 내부에 그라우트를 주입한 후에 강봉(230)의 상면에 첨부된 도면 도 14와 같이 콘크리트를 타설하여 일정 높이의 기초 콘크리트(270)를 형성한다.

이때, 강봉(230)의 프리텐션 플레이트(250)와 프리텐션 너트(251) 및 공지의 압축용 너트(261)와 마이크로파일 플레이트(262) 및 인장용 너트(263)도 함께 콘크리트에 묻혀 강봉(230)에 가해진 응력을 유지하게 되므로 기초 콘크리트(270)의 구조물을 견고하게 지지하는 파일 역할을 하게 된다.

200:확장형 앵커체
210:확장 내하체 211:삽입홈
213,221:삽입공 214:톱니나사
220:확장쐐기 222:경사면
230:강봉 240:고정용 밴드
245:보호 플레이트

Claims (4)

1. 지면을 천공하여 정착장의 길이가 확보되게 천공홀을 천공하는 천공단계와;
   상기 천공홀 내부에 삽입 설치하며 원통형의 몸체를 다수 개로 분할하고 내부에 역방향 쐐기 형태의 경사홈을 가지면 외면에 마찰 돌기를 갖는 확장 내하체를 형성하고, 확장 내하체의 경사홈 내에 외면이 역방향 쐐기 형태의 경사면을 가지면 하측 면에 경사홈을 갖는 확장쐐기를 결합한 후 강봉을 체결하고, 그 선단에 보호플레이트가 형성된 확장형 앵커체 삽입단계와;
   상기 천공홀의 외부로 드러난 강봉에 프리텐션 플레이트를 체결하고 천공홀의 상면에 밀착 결합한 후 프리텐션 너트를 체결하며, 강봉의 상단에 인장용 마이크로파일 플레이트와 너트를 설치하고, 프리텐션 플레이트의 상면에 프리텐션 받침를 체결한 후 유압잭을 설치하는 프리텐션 준비단계와;
   상기 유압잭의 이용하여 인장을 실시하면, 확장 쐐기의 경사면이 확장 내하체의 내부 경사면을 따라 이동하면서 확장 내하체를 외부로 벌어지면서 천공홀의 내벽에 박혀 확장이 이루어진 후, 강봉 하단에 설치된 보호 플레이트가 확장 내하체의 하부를 밀어올려 외부로 벌어지게 한 후 프리텐션 너트를 조여 프리텐션 플레이트를 지면에 밀착하는 프리텐션 적용단계와;
   상기 프리텐션이 이루어진 후 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트를 해체한 후, 인장기와 프리텐션 받침을 제거하고 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트 압축용 너트를 프리텐션 플레이트 및 프리텐션 너트와 이격된 상태로 재조립한 후에 천공홀 내부에 삽입된 그라우트 호스를 통해 그라우트를 주입하는 그라우팅 단계와;
   상기 그라우트 주입을 완료한 후에 강봉의 상면에 인장용 너트와 마이크로파일 플레이트 압축용 너트가 이격된 상태로 남아 있는 상태에서 콘크리트를 타설하여 압축과 인장력을 받을 수 있도록 하는 기초 콘크리트 타설단계로 시공하는 것을 특징으로 하는 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 확장 내하체의 경사면 내부에 탄성 스프링이 체결된 것을 포함함을 특징으로 하는 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 보호플레이트는 원뿔형으로 형성한 것을 포함함을 특징으로 하는 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 확장 내하체의 마찰 돌기는 확장 내하체의 외면 전체 면에 톱니나사 형태로 형성된 것을 포함함을 특징으로 하는 압축과 인장력을 받는 복합형 프리텐션용 마이크로파일 시공방법.

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