KR101664368B1

KR101664368B1 - 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법

Info

Publication number: KR101664368B1
Application number: KR1020160051754A
Authority: KR
Inventors: 박을재
Original assignee: 박을재
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-10-24

Abstract

본 발명은 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶고, 철근망과 지오튜브를 건입한 후 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 일정 길이 이상 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설하여, 강관케이싱을 일정 높이로 인발한 후 지상에 노출된 두부정리부위를 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시하는 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 상기 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 제1단계; 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하는 제2단계; 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착하는 제3단계; 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작하는 제4단계; 상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입하는 제5단계; 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는 제6단계; 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 일정 길이 이상 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설하는 제7단계; 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발하는 제8단계; 및 상기 제7단계에서 지상에 노출된 두부정리부위를 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시하는 제9단계;로 이루어진다.

Description

지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법{A CAST-IN PLACE PILE ARRANGEMENT METHOD FOR HEAD OF CONCRETE PILE EXPOSED TO OUTSIDE USING GEO TUBE}

본 발명은 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶고, 철근망과 지오튜브를 건입한 후 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 일정 길이 이상 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설하여, 강관케이싱을 일정 높이로 인발한 후 지상에 노출된 두부정리부위를 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시하는 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법에 관한 것이다.

철도 도로 건설공사에서 발생하는 교량의 기초공사는 기반암위에 직접 콘크리트를 타설하여 기초를 설치하는 직접기초공법과 기반암까지 파일을 박아서 설치하는 파일기초공법이 적용되고 있다.

기초공사는 직접공사비 외 지하수 용출지역에서는 차수벽공사, 연약지반에서는 토류벽공사가 필요하여 많은 공사비와 공사기간이 필요하다.

보조공사인 차수벽 토류벽공사와 직접목적물인 확대기초 공사비를 절감하고 공사기간을 단축하기 위해서 단일말뚝(현장타설말뚝)공법 적용이 확대되어가는 추세이다.

현장타설말뚝공법은 강관 케이싱을 계획심도까지 항타하여 근입시킨 다음 상기 케이싱 내부를 굴착 후 철근망을 건입하고 트레미관을 이용하여 수중콘크리트를 타설하여 현장에서 말뚝을 조성하는 인발형 공법과, 강관 케이싱을 영구부재로 삼아 강관케이싱을 암반층 상면까지 안착시킨 다음 케이싱 내부를 굴착 후 철근망을 건입하고 트레미관을 이용하여 수중콘크리트를 타설하여 말뚝을 조성하는 매입형 공법과, 상기 강관케이싱을 계획심도까지 항타하여 근입시킨 다음 지오 튜브(Geo tube)를 계획심도 설치하고 철근망을 건입 후 트레미관을 이용하여 수중콘크리트를 타설하여 현장에서 말뚝을 조성하는 지오튜브(Geo tube) 공법이 있다.

위 공법 모두 트레미관을 이용하여 수중콘크리트를 타설하는 공법으로 말뚝 상단에 laitance층이 상당히 쌓여서 콘크리트 타설 양생 후 제거하고 후속공정을 진행하게 되는데 이 작업을 "두부정리"라 한다.

일반적으로 트레미관을 이용하여 수중 콘크리트 타설방법은 트레미관 하단이 타설된 콘크리트 속에 2m 이상 묻힌 상태를 유지하며 콘크리트를 타설하기 때문에 최상층은 입자가 적은 토사층, 중간층은 가벼운 시멘트 분말층, 하층은 자갈이 부족하여 기준강도에 미달하는 콘크리트층으로 구성된 laitance층이 생성된다.

상기 laitance층은 강도가 부족한 콘크리트이므로 구조물로 사용 할 수 없기 때문에 완전히 제거 한 후에 후속공정을 진행하여야 한다.

두부정리 길이는 말뚝의 심도가 깊으면 길어지는데 콘크리트가 분출되는 트레미관 하단 위의 콘크리트는 설계기준강도 이하의 강도를 발휘하는 경우가 많다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 인발형 공법은 콘크리트를 지면까지만 타설이 가능하기 때문에 두부정리를 지하에서 함으로 인해 지하수 용출지역이나 연약지반 같은 터파기 굴착사면의 안정이 확보되지 않은 지역에서는 별도의 토류벽 또는 차수벽을 설치하고 터파기 후 두부정리를 실시해야하므로 토류벽 또는 차수벽 등 보조공사비가 많이 소요 되므로 비경제적이다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이 지하수가 용출되지 않고 양호한 토질 지역에서는 두부정리 깊이 이상 터파기를 실시하고, 두부정리 후 후속공정을 일부 실시 후 되메우기를 실시해야하므로 공사기간이 많이 소요되고, 터파기 되메우기용 추가장비가 필요하므로 비경제적이고 비효율적이다.

한국등록특허공보 제0618597호 한국등록특허공보 제1281601호 한국공개특허 제2009-0099937호 한국등록특허공보 제0148437호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 지상에서 철근망 조립 할 때 설치한 지오튜브(Geo tube)를 두부정리 부위 길이까지 설치한 후, 지오튜브, 철근망, 스페이서, 및 부상방지장치를 유기적으로 결합시켜 강관케이싱을 인발할 경우에도 거푸집 역할을 하는 지오튜브에 의해 콘크리트의 부적합한 흐트러짐을 방지할 수 있어 지상에서도 두부 정리가 가능하도록 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공할 수 있는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 일정 길이 이상(최소 2m이상) 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설하여 두부정리 작업 전에 일정한 간격으로 콘크리트의 강도를 검사하고 두부정리 높이를 최종 결정하여 부적합한 콘크리트를 완전히 제거할 수 있는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 현장타설말뚝의 두부정리 부위를 콘크리트 양생 중에 그 성형을 도와주는 역할을 하는 것으로, 두부정리 높이만큼 추가성토를 하여 콘크리트 양생 완료 후 추가성토 제거하고 두부정리를 실시하는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 상기 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 제1단계; 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하는 제2단계; 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착하는 제3단계; 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작하는 제4단계; 상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입하는 제5단계; 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는 제6단계; 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 일정 길이 이상 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설하는 제7단계; 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발하는 제8단계; 및 상기 제7단계에서 지상에 노출된 두부정리부위를 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시하는 제9단계;로 이루어진다.

본 발명은 부상방지장치를 풍화암층과 연암층를 고려하여 마찰력과 선단지지력을 고려하여 로프의 길이 조절하여 지오튜브의 하단 끝부분에 연결하는 단계; 부상방지장치가 연결된 지오튜브를 상기 강관케이싱 내에 길이방향으로 삽입하는 단계;를 더 포함한다.

상기 제6단계에서 상기 철근망은 외주면에 소정의 간격마다 스페이서를 교호적으로 고정 설치하고, 선단부의 외주면 측 철근을 내측으로 구부려 지오튜브 내에 철근근입시 지오튜브가 걸리거나 걸리어 찢기는 것을 방지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 상기 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 제1단계; 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하는 제2단계; 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착하는 제3단계; 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작하는 제4단계; 상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입하는 제5단계; 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는 제6단계; 현장타설말뚝의 두부정리 부위의 콘크리트 양생 중 성형을 도와주는 역할을 하기 위해, 두부정리 높이 만큼 추가성토하는 제7단계; 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 추가성토 지점까지 콘크리트를 타설하는 제8단계; 상기 제8단계에서 콘크리트 양생 완료 후 추가성토 제거하고 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발한 후, 두부정리를 실시하는 제9단계;로 이루어진다.

상기 제6단계는 상기 지오튜브의 끝단에 링 또는 고리 형태로 이루어지며 일정 간격으로 복수 개 설치되는 로프걸이와, 상기 로프걸이에 대응되며 일단이 연결되며 길이 조절이 가능한 로프와, 상기 로프의 타단에 매달리어 지오튜브가 부상하는 것을 방지하는 부상방지추를 포함하는 부상방지장치;를 더 포함시키는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 매입형 공법에서 일회용 거푸집으로 사용되는 고가의 강관을 지오튜브(Geo tube)로 대체하여 공사비를 절감하고 기능은 동일하게 발휘 할 수 있어 경제성, 품질 확보, 시공성이 양호하다.

또한 본 발명은 인발형 공법에서 필요한 토류벽, 차수벽, 터파기 공사를 배제할 수 있어 공사비를 절감하고 공사기간을 단축 할 수 있으며, 이러한 토류벽, 차수벽, 터파기 공사용 장비도 필요 없으므로 안전한 작업장이 형성되어 사고를 예방 할 수 있다.

또한 본 발명은 지상에 두부정리부위를 노출시켜 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시함으로써 편리하게 현장타설말뚝의 품질을 확보 할 수 있다.

도 1은 종래 발명에 따른 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 것을 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 발명의 다른예에 따른 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A 절단면을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 스페이서에 의해 결속선 고정 모습을 상세히 보여주는 도면이다.
도 6a,b는 본 발명의 일실시예에 따라 지오튜브를 사용하거나 사용안하면서, 성토 후 두부정리 완료한 다음에 절토 및 운반하는 것을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 부상방지장치를 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따라 현장타설 콘크리트말뚝용 지오튜브 봉합 방법의 각 단계별 구성 중 현장타설을 위해 운반하기 전의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 강관케이싱(20), 지오튜브(60), 철근망(70), 스페이서(100), 부상방지장치(110) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 강관케이싱(20), 철근망(70)과 말뚝에 사용되는 콘크리트 등은 공지된 기술로서 종래기술에서 자세히 언급되어 있으므로 본 발명에서는 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 지오튜브(60)는 주로 종래 토목시공에서 일반적으로 사용되고 있는 재질로서 포설이 용이하고 고강도의 기능을 갖는 PET. PP를 사용하여 주로 제작하나, 함석, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로서도 사용 가능하다.

또한 지오튜브(60)는 그 크기를 다양하게 제작하여 강관케이싱(20)의 길이에 따라 결합하여 구성되며, 그 단면형상이 원형관, 파형관, 나선관, 평활관, 주름관 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 시공성이나 콘크리트기둥의 단면적을 고려할 때 원형관 형상이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지상에서 철근망 조립 할 때 설치한 지오튜브(60)를 두부정리 부위 길이까지 설치하여 상기 지오튜브를 거푸집으로 사용하고, 두부정리 부위의 콘크리트를 지상까지 시공하여 두부정리 작업을 지상에서 보조공법의 필요없이 실시하기 위하여, 상기 철근망 조립 후 철근망 주위에 필요한 길이만큼 지오튜브(60)를 설치한다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 강관케이싱을 인발 할 때 함께 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(60) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서(100)를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶거나 상기 지오튜브(60)의 하단에 부상방지장치(110)를 설치한다.

본 발명의 일실시예로서 상기 부상방지장치(110)에 센서를 부착하여 강관케이싱을 인발하면서 발생하기 쉬운 부상방지장치(110)의 기울어짐 등을 측정하여 인발 속도를 조정할 수도 있다. 여기에서 상기 센서는 지오튜브의 원형관, 파형관, 나선관, 평활관, 주름관 형태에 따라 특정 상수값을 사용할 수 있다.

상기 지오튜브(60)가 설치된 철근망을 건입할 때 결속선으로 고정된 상기 지오튜브가 함께 건입된다.

이렇게 강관케이싱(20)이 인발된 콘크리트 기둥은 지오튜브(60)가 외벽을 감싸 거푸집의 역할을 하여 콘크리트 외부를 보호하게 되므로, 공사비를 절감하고 기능은 동일하게 발휘 할 수 있어 경제성, 품질 확보, 시공성이 양호해진다.

또한 인장강도가 충분한 지오튜브(60)를 거푸집으로 사용하므로 콘크리트가 양생되기 전 상기 강관케이싱을 인발하면서 발생하기 쉬운 말뚝의 기울어짐을 방지한다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서, 지오튜브(60)는 현장타설말뚝의 두부정리 부위를 콘크리트 양생 중에 그 성형을 도와주는 역할을 하는 것으로, 두부정리 높이 만큼 추가성토를 하여 콘크리트 양생 완료 후 추가성토 제거하고 두부정리를 실시하는 방법으로 변형 될 수 있다.

이하 본 발명의 실시를 위한 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법에 대하여 자세히 설명한다.

먼저 말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 상기 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정한다.

그리고 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하고, 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착한다.

계속하여 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작한다.

상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입한다.

또한 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는다.

그리고 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 일정 길이 이상 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설한다.

계속하여 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발하는 데, 콘크리트 타설을 완료하면 콘크리트 상단에 마지막 케이싱은 고여 있는 물을 양수기로 배출시키고 케이싱 인발을 실시한다.

마지막으로 상기 단계에서 지상에 노출된 두부정리부위를 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시한다.

도 6 a,b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따라 말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 상기 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 제1단계; 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하는 제2단계; 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착하는 제3단계; 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작하는 제4단계; 상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입하는 제5단계; 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는 제6단계; 현장타설말뚝의 두부정리 부위의 콘크리트 양생 중 성형을 도와주는 역할을 하기 위해, 두부정리 높이 만큼 추가성토하는 제7단계; 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 추가성토 지점까지 콘크리트를 타설하는 제8단계; 상기 제8단계에서 콘크리트 양생 완료 후 추가성토 제거하고 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발한 후, 두부정리를 실시하는 제9단계;로 이루진다.

여기에서 본 발명의 다른 실시예로서 상기 제4단계 내지 제6단계를 제외하고 제7단계로 바로 진입하여 성토만으로 지오튜브와 유사한 효과를 발생시킬 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 상기 지오튜브(60)에 철근망(70)을 건입시 지오튜브(60)와 철근망(70) 사이의 공간 위치를 정확하게 잡아주고, 철근망(70)의 철근이음부, 철사 등에 의해 지오튜브(60)가 걸리거나, 걸리어 찢기는 것을 방지하기 위하여 철근망(70)에는 길이방향을 따라 외주면에 소정의 간격마다 스페이서(100)가 고정 설치된다.

특히, 상기 스페이서(100)는 강관케이싱(20)에 지오튜브(60) 삽입 후, 지오튜브(60)와 철근망(70)의 위치를 정확하게 잡아주므로, 철근망(70)이 지오튜브(60)내의 어느 한쪽에 치우지지 않도록 지오튜브(60)의 좌우측에 교호적으로 스페이서(100)를 설치한다. 이렇게 되면 철근망(70) 구조체가 지오튜브(60)에 직접 닿지 않고 이격시킨 상태가 유지되어 콘크리트 타설시 일정한 콘크리트의 피복두께를 유지할 수 있게 되므로 견고하고 내구성이 강한 콘크리트말뚝이 형성되게 된다.

상기 지오튜브(60)의 하단부 끝단이 풍화암 충의 높이로 맞추어지도록 로프의 길이를 조절하게 되는데, 지오튜브(60)의 그 하단부는 풍화암 층과 연암 층에 콘크리트가 타설되어 현장 타설 철근콘크리트말뚝의 지지력을 유지하게 된다. 여기서 풍화암 층과 연암 층의 높이는 지질조사 시에 시추를 통해 토사층, 자갈층, 풍화암 및 연암 층의 깊이와 타설된 강관케이싱(20)의 길이를 통해 그 높이를 알 수 있으므로 지지력을 유지하기 위한 로프의 길이를 조절할 수 있게 된다. 로프(114)는 그 길이를 필요에 따라 조절하여 제작할 수 있고, 그 재질은 와이어 로프, 테크노라사, 탄소섬유 중 어느 하나로 구성할 수 있다.

부상방지추(116)는 복수개의 로프(114) 끝단에 매달리게 되며, 그 재질이 철재 또는 납이고, 지오튜브(60)의 부력을 고려하여 중량을 결정하며, 그 단면형상이 원형, 마름모형, 콘형, 보스형 중 어느 하나의 형상으로 형성, 중량에 따라 하나 또는 복수 개 사용될 수 있다.

이하 도 8을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따라 지오튜브(150, 200)는 그 단면형상이 원형관, 파형관, 나선관, 평활관, 주름관 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 시공성이나 콘크리트기둥의 단면적을 고려할 때 원형관 형상이 바람직하다 하겠다.

보강판(300)은 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 이루어져, 상기 각 지오튜브(150, 200)의 맞대어진 일자형 절단면(230)의 윗면과 아랫면으로 밀착하여 덧대어지는 기판이다.

그리고 상기 지오튜브(150, 200)의 일자형 절단면(230)에 상기 한쌍의 보강판(300)을 지오튜브(150, 200) 절단면의 상면과 하면에 맞대어 상기 지오튜브(150, 200)의 절단면을 중심으로 하여 상ㆍ하면 보강판(300)과 연결되도록 재봉한다.

여기에서 재봉실(350)은 지오튜브(150, 200)나 보강판(300)과 유사한 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 지오튜브(150, 200)을 작업대위에 설치하고 접착제를 재봉된 보강판(300) 위로 일정 두께 적층하여 도포하여 접착제부(400)를 형성하며, 상기 접착제로는 원료의 주 사슬 중에 에폭시기가 있는 열경화성 수지 또는 에폭시 수지임이 바람직하다.

상기 지오튜브(150, 200)와 보강판(300)이 상호간 접착하도록 상온에서 양생하고 본 발명에서 요구하는 소정의 에폭시 수지의 물성이 발현될 때까지 노출면을 보호한다. 상기 접착제에 첨가되는 경화제로서 폴리아민이나 폴리아마이드 등을 쓰면 상온경화가 가능하다.

상술한 구성에 의하여 본 발명은 매입형 공법에서 일회용 거푸집으로 사용되는 고가의 강관을 지오튜브(60, 150, 200)로 대체하여 공사비를 절감하고 기능은 동일하게 발휘 할 수 있어 경제성, 품질 확보, 시공성이 양호하다.

또한 본 발명은 지오튜브(60, 150, 200)를 사용하여 인발형 공법에서 필요한 토류벽, 차수벽, 터파기 공사를 배제하여 공사비를 절감하고 공사기간을 단축 할 수 있으며 토류벽, 차수벽, 터파기 공사용 장비가 필요 없으므로 안전한 작업장이 형성되어 사고를 예방 할 수 있다.

또한 본 발명은 지오튜브(60, 150, 200)로 거푸집역할을 하게 하여 지상에 두부정리부위를 노출시켜 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시함으로써 현장타설말뚝의 품질을 확보 할 수 있다.

20 : 강관케이싱
60, 150, 200 : 지오튜브
70 : 철근망
100 : 스페이서
110 : 부상방지장치
112: 로프걸이
114 : 로프
116: 부상방지추
230 : 일자형 접속부
300 : 보강판
350 : 재봉실

Claims

말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 제1단계; 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하는 제2단계; 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착하는 제3단계; 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작하는 제4단계; 상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입하는 제5단계; 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는 제6단계; 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 일정 길이 이상 지상부에 두부정리부위가 노출되게 콘크리트를 타설하는 제7단계; 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발하는 제8단계; 및 상기 제7단계에서 지상에 노출된 두부정리부위를 일정한 간격으로 콘크리트 강도를 검사한 후 두부정리를 실시하는 제9단계;로 이루어지되, 상기 지오튜브들의 봉합을 위해, 상기 지오튜브들의 일자형 절단면에 상ㆍ하면 보강판을 맞대어 상기 지오튜브의 절단면을 중심으로 하여 상ㆍ하면 보강판과 연결되도록 재봉하고, 상기 재봉된 지오튜브들을 작업대위에 설치하고 접착제를 재봉된 보강판 위로 일정 두께 적층하여 도포하여 접착제부를 형성하며, 상기 보강판은 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 이루어져, 상기 각 지오튜브의 맞대어진 일자형 절단면의 윗면과 아랫면으로 밀착하여 덧대어지는 기판이고, 재봉실은 지오튜브나 보강판과 유사한 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질을 사용하며, 상기 접착제로는 원료의 주 사슬 중에 에폭시기가 있는 열경화성 수지 또는 에폭시 수지이고, 상기 지오튜브와 보강판이 상호간 접착하도록 상온에서 양생하고, 상기 접착제에 첨가되는 경화제로서 폴리아민이나 폴리아마이드를 사용하며, 상기 제6단계에서 부상방지장치를 풍화암층과 연암층를 고려하여 마찰력과 선단지지력을 고려하여 로프의 길이 조절하여 상기 지오튜브의 하단 끝부분에 연결하는 단계; 상기 부상방지장치가 연결된 상기 지오튜브를 상기 강관케이싱 내에 길이방향으로 삽입하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제6단계에서 상기 철근망은 외주면에 소정의 간격마다 스페이서를 교호적으로 고정 설치하고, 선단부의 외주면 측 철근을 내측으로 구부려 지오튜브 내에 철근근입시 지오튜브가 걸리거나 걸리어 찢기는 것을 방지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법.
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말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고, 지표면으로부터 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 제1단계; 지반에 소정의 직경 및 길이를 갖는 강관케이싱을 굴착기를 이용하여 소정의 깊이로 근입하는 제2단계; 상기 강관케이싱내의 지반을 소정의 깊이로 굴착하는 제3단계; 인장 강도가 일정치 이상인 지오튜브를 강관케이싱의 직경과 길이에 맞게 제작하는 제4단계; 상기 지오튜브내에 길이방향으로 소정의 크기로 이루어진 철근망을 소정의 깊이로 건입하는 제5단계; 상기 강관케이싱을 인발 할 때 함께 상기 지오튜브가 부상되는 현상을 방지하기 위하여 지오튜브(Geo tube) 하단에는 상기 지오튜브에 연결되어 형성되는 스페이서를 일정 간격으로 설치하여 상기 철근망과 결속선으로 고정하여 묶는 제6단계; 현장타설말뚝의 두부정리 부위의 콘크리트 양생 중 성형을 도와주는 역할을 하기 위해, 두부정리 높이 만큼 추가성토하는 제7단계; 상기 철근망과 지오튜브를 건입한 후 상기 철근망내 가운데에 트레미관을 설치하고, 상기 트레미관에 콘크리트를 타설하면서 추가성토 지점까지 콘크리트를 타설하는 제8단계; 상기 제8단계에서 콘크리트 양생 완료 후 추가성토 제거하고 상기 강관케이싱을 일정 높이로 인발한 후, 두부정리를 실시하는 제9단계;로 이루어지되, 상기 지오튜브들의 봉합을 위해, 상기 지오튜브들의 일자형 절단면에 상ㆍ하면 보강판을 맞대어 상기 지오튜브의 절단면을 중심으로 하여 상ㆍ하면 보강판과 연결되도록 재봉하고, 상기 재봉된 지오튜브들을 작업대위에 설치하고 접착제를 재봉된 보강판 위로 일정 두께 적층하여 도포하여 접착제부를 형성하며, 상기 보강판은 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 이루어져, 상기 각 지오튜브의 맞대어진 일자형 절단면의 윗면과 아랫면으로 밀착하여 덧대어지는 기판이고, 재봉실은 지오튜브나 보강판과 유사한 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질을 사용하며, 상기 접착제로는 원료의 주 사슬 중에 에폭시기가 있는 열경화성 수지 또는 에폭시 수지이고, 상기 지오튜브와 보강판이 상호간 접착하도록 상온에서 양생하고, 상기 접착제에 첨가되는 경화제로서 폴리아민이나 폴리아마이드를 사용하며, 상기 제6단계는 상기 지오튜브의 끝단에 링 또는 고리 형태로 이루어지며 일정 간격으로 복수 개 설치되는 로프걸이와, 상기 로프걸이에 대응되며 일단이 연결되며 길이 조절이 가능한 로프와, 상기 로프의 타단에 매달리어 지오튜브가 부상하는 것을 방지하는 부상방지추를 포함하는 부상방지장치;를 더 포함시키는 단계인 것을 특징으로 하는 지오튜브를 이용한 현장타설말뚝의 두부정리부위를 지상화하여 시공하는 방법.
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