KR101672359B1 - 지반 보강용 앙카 파일 시공방법 - Google Patents
지반 보강용 앙카 파일 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 관한 것으로, 헬리칼 앙카 파일에 의하면 헬리칼 앙카 파일과 샤프트 앙카 파일이 제1 연결헤드와 제2 연결헤드에 의하여 일체로 회전 가능하면서 분리 가능한 상태로 연결됨과 아울러 하단 헬릭스의 외경이 상단 헬릭스의 외경보다 크게 구성되어 흙막이 공사후 지반을 굴착하지 않고서도 샤프트 앙카 파일을 분리 및 인출하여 탈거할 수 있어 샤프트 앙카 파일이 흙막이 공사시 엄지말뚝의 근입과 버팀보의 설치 작업에 지장을 주지 않게 되며, 흙막이 공사시 대형 장비를 사용할 수 있게 되어 흙막이 공사를 신속하게 진행할 수 있고, 굴착공의 바닥면에 대한 하단 헬릭스의 투영 면적이 상대적으로 넓어지게 되어 헬리칼 앙카 파일이 안정적으로 유지되며, 헬리칼 앙카 파일에 연결되어 근입되는 샤프트 앙카 파일도 안정적으로 유지되고, 추후 그라우팅하였을 때, 헬리칼 앙카 파일의 하단에서 상대적으로 외경이 큰 하단 헬릭스가 그라우팅재에 매립된 상태로 되므로 파일이 안정적으로 유지되며 파일 지지력이 증대되며, 샤프트 앙카 파일을 절단하지 않고서도 헬리칼 앙카 파일로부터 분리 및 인출하여 탈거하여 재사용이 가능하게 되어 지반 보강 공사비용을 절감할 수 있고, 상단 헬릭스가 그라우팅재의 하향 유동에 지장을 주지 않게 되어 그라우팅재의 하향 유동이 원활하게 이루어지게 되고, 효과적인 그라우팅이 이루어지게 되도록 한 것이다.
Description
본 발명은 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 파일 지지력을 상승시키고, 원가를 절감하며, 시공이 경제적이고, 마지막 파일의 탈거가 용이하기 하여 앙카 파일 시공후 진행되는 흙막이 공사를 편리하게 진행할 수 있도록 한 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물이나 토목구조물의 하중을 지지하는 기초를 시공함에 있어서 지반에 파일(pile)을 근입하게 되는데, 예로부터 파일에 타격을 가하는 타격방법과 파일에 압입력을 가하는 압입방법이 사용되어 왔다.
그러나 이러한 타격방법과 압입방법은 시공시 소음과 진동에 의하여 안전상의 문제와 환경상의 문제가 지적되면서 회전압입 방식이 개발되어 사용되고 있다.
회전압입방식은 헬리칼 앙카 파일(helical anchor pile)이 사용된다. 헬리칼 앙카 파일은 파이프 형태로 된 헬리칼 앙카 파일 본체와, 헬리칼 앙카 파일 본체의 외주면에 형성된 복수개의 헬릭스(helix)를 포함하여 구성된다.
도한 헬리칼 앙카 파일은 오거 드릴 머신(auger drill machine)과 같은 대형 장비를 사용하지 않고 백호우(backhoe)의 붐 선단에 설치한 유압회전장치에 결합하여 회전시키게 된다.
따라서 헬리칼 앙카 파일을 회전시키기 위한 장비의 높이를 무한정 높게 할 수 없으므로 헬리칼 앙카 파일의 길이를 3m정도로 구성하며, 필요한 근입 깊이가 헬리칼 앙카 파일의 길이보다 깊은 경우에는 헬리칼 앙카 파일의 상단에 하나 또는 그 이상의 샤프트 앙카 파일을 연결하여 근입하도록 하고 있다.
통상적인 헬리칼 앙카 파일 시공방법은 헬리칼 앙카 파일 근입 단계, 샤프트 파일(헬릭스가 없는 단순 파이프 형태의 파일)의 연결 및 근입 단계, 그라우팅 단계, 두부(頭部) 정리 단계, 및 동재하시험 단계를 거치게 되며, 특성화된 유압회전장치와 백호우의 결합으로 시공이 간편하고, 일체화된 파일 시공으로 공기를 250m/day로 단축할 수 있으며, 시공품질이 우수하고, 비배토(非排土), 무소음, 무진동 공법으로 시공안전성과 환경개선, 시공 현장에서의 민원 및 분쟁 해소 등의 장점은 물론 연약지반 시공시 지반교란을 최소화하며 경사각도에서도 시공이 가능하다는 장점이 있다.
종래 헬리칼 앙카 파일과 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1447079호(2014.07.28. 등록) "좌굴 방지 구조의 헬리컬 파일 및 그 시공방법"(이하, '선행기술 1'이라 함)과 대한민국 등록특허 제10-1447080호(2014.09.6. 등록) "비틀림 손상 방지 및 좌굴 방지 구조의 헬리컬 파일 및 그 시공방법"(이하, '선행기술 2'라 함)이 개시되어 있다.
상기 선행기술 1, 2의 헬리컬 파일은 중공의 축부재로 이루어진 파일본체와, 판 부재가 꼬여진 형태로 파일본체의 하단 외면에 감겨져 구비되는 회전날개를 포함하는 구조를 가진다.
그러나 상기 선행기술 1, 2의 헬리컬 파일은 회전날개가 파일본체의 하단부에 일정 높이 간격을 두고 2개씩 설치되어 있는데 그 외경이 동일하게 구성되어 있다.
이와 같이 2개의 회전날개가 상하로 일정 높이 간격을 두고 설치되어 있는 경우, 최초 하부에 위치한 회전날개가 지반을 굴착하게 되고, 상부의 회전날개는 하부의 회전날개에 의해 굴착된 지반토사를 다시 한 번 굴착하게 되는 것으로, 회전날개가 파일본체의 하단에 집중하여 설치되어 있기 때문에 굴착 효율이 저하되고 별도의 좌굴방지수단 또는 비틀림방지수단을 구비하여야 하므로 구조가 복잡하고, 시공효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 출원인은 이러한 문제점을 해결할 수 있도록 하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1552139호(2015.09.04. 등록) "헬리칼 앙카 파일"(이하, '선행기술 3'이라 함)을 개발하여 사용해 왔다.
상기 선행기술 3의 헬리칼 앙카 파일은 헬리칼 앙카 파일 본체의 하단과 중단 및 상단에 각각 하나씩 3개의 헬릭스를 구비한 것으로, 하단 헬릭스의 외경(예컨대, 24mm)이 가장 작고, 상단 헬릭스의 외경(예컨대, 300mm)이 가장 크며, 중단 헬릭스의 외경(예컨대, 270mm)이 중간 크기로 이루어져 있어, 최초 외경이 가장 작은 하단 헬릭스가 지반을 굴착해가면 이어서 중간 크기의 외경을 가지는 중단 헬릭스가 하단 헬릭스에 의하여 굴착된 지반토사와 함께 하단 헬릭스에 의하여 굴착되지 않은 지반을 굴착하며, 상단 헬릭스가 하단 및 중단 헬릭스에 의하여 굴착된 지반토사와 함께 하단 및 중단 헬릭스에 의하여 굴착되지 않은 지반을 최종적으로 굴착하게 되는 것이다.
그러나 본 출원인이 상기 선행기술 3을 현장에 투입하여 사용해본 결과, 외경이 가장 작은 하단 헬릭스가 최초로 지반을 굴착하고, 중단 헬릭스가 하단 헬릭스에 의하여 굴착된 지반토사와 함께 하단 헬릭스에 의하여 굴착되지 않은 지반을 다시 굴착하며, 상단 헬릭스가 하단 및 중단 헬릭스에 의하여 굴착된 지반토사와 하단 및 중단 헬릭스에 의하여 굴착되지 않은 지반을 다시 굴착하게 되는바, 상단 헬릭스의 외경이 가장 크기 때문에 굴착공과 파일 사이에 그라우팅재를 주입할 때, 상단 헬릭스의 외주부가 굴착공의 내주면에 접하는 상태이므로 그라우팅재의 하향 유동을 방해하게 되어 그라우팅재의 주입이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.
또한 하단 헬릭스의 외경이 가장 작기 때문에 굴착공의 바닥면에 대한 하단 헬릭스의 투명면적이 작아서 파일의 안정성이 저하되고, 그라우팅과 하단 헬릭스의 결합면적도 작아서 파일의 하단에서의 파일과 그라우팅재의 결합력이 저하되어 파일 지지력이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 지하 1층 내지 2층 규모의 건축물을 시공함에 있어서는 헬리칼 앙카 파일과 샤프트 앙카 파일을 결합하여 헬리칼 앙카 파일의 하단이 지하 6 내지 8미터에 위치하도록 근입한 다음, 흙막이 공사를 진행하고, 지하 1층 또는 지하 2층의 바닥 깊이까지 굴착한 다음, 헬리칼 앙카 파일로부터 샤프트 앙카 파일을 분리하여 헬리칼 앙카 파일은 지중에 근입된 상태로 두고, 샤프트 앙카 파일은 탈거하여야 하는바, 상기 선행기술 3은 헬리칼 앙카 파일의 상단과 샤프트 앙카 파일의 하단이 용접에 의하여 결합된 상태로 시공되기 때문에 지하 1층 또는 지하 2층의 바닥 깊이까지 굴착하기 전까지는 샤프트 앙카 파일을 제거할 수 없으므로 헬리칼 앙카 파일 및 샤프트 앙카 파일의 근입 후, 흙막이 공사를 진행하는 과정에서 샤프트 앙카 파일이 작업에 간섭을 일으키게 되어 흙막이 공사가 매우 번거롭고 공기가 지연되는 문제점이 있다.
특히, 샤프트 앙카 파일이 근입되어 있는 상태에서 흙막이 공사를 함에 있어서 엄지말뚝을 근입하기 위하여 대형장비를 사용할 경우에는 샤프트 앙카 파일의 간섭에 의하여 엄지말뚝의 근입 작업과 버팀보(Strut)의 설치 작업이 어렵게 되고, 소형장비를 사용할 경우 엄지말뚝을 근입하는 작업과 버팀보의 설치 작업이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있게 된다.
따라서 파일의 안정성과 파일 지지력이 우수하고, 근입 후 지반 굴착 전에 샤프트 앙카 파일을 분리하여 탈거할 수 있게 하여 흙막이 공사를 위한 엄지말뚝의 근입과 버팀보의 설치 작업을 신속, 간편하게 진행할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 파일의 안정성과 파일 지지력이 향상되고, 파일 근입 후 지반 굴착 전에 샤프트 앙카 파일을 분리, 탈거함으로써 흙막이 공사를 위한 엄지말뚝의 근입 및 버팀보의 설치 작업에 지장을 주지 않아 흙막이 공사를 신속, 간편하게 진행할 수 있도록 한 지반 보강용 앙카 파일 시공방법을 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 헬리칼 앙카 파일과; 상기 헬리칼 앙카 파일의 상단에 연결되는 샤프트 앙카 파일; 로 구성되며, 상기 헬리칼 앙카 파일은 원형 파이프로 이루어진 헬리칼 앙카 파일 본체와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 상단에 구비된 제1 연결헤드와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 하단에 형성된 천공헤드부와, 상기 제1 연결헤드의 상측에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 외주면에 결합된 하단 헬릭스와, 상기 하단 헬릭스에서 상방으로 이격된 위치에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 외주면에 결합된 상단 헬릭스를 포함하고, 상기 샤프트 앙카 파일은 원형 파이프로 이루어진 샤프트 앙카 파일 본체와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 상단에 구비된 제2 연결헤드 및, 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 하단에 구비된 제3 연결헤드를 포함하며, 상기 제1 연결헤드는 하단에 형성되어 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부와, 상단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일의 제3 연결헤드가 삽입되는 상단삽입부와, 상기 하단삽입부와 상단삽입부 사이에 형성되는 격벽 및, 상기 격벽의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공을 포함하고, 상기 제2 연결헤드는 하단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부와, 상단에 형성되어 다른 샤프트 앙카 파일의 제3 연결헤드가 삽입되는 상단삽입부와, 상기 하단삽입부와 상단삽입부 사이에 형성되는 구획벽 및, 상기 구획벽의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공을 포함하며, 상기 제3 연결헤드는 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 하단에 삽입, 결합되는 상단결합부와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 하단에서 돌출되며 상기 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 상단삽입부에 삽입되는 돌출부와, 상기 돌출부의 하면에서 정사각 단면으로 돌출 형성되어 상기 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 결합공에 삽입되는 결합돌기 및, 상기 돌출부의 하단과 결합돌기의 상단 사이에 형성되어 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 격벽의 상단에 걸리는 걸림턱을 포함하고, 상기 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 외주면에는 각각 서로 반대쪽에 위치하는 한 쌍의 상대회전방지돌기가 돌출 형성되며, 상기 제1 연결헤드의 상단삽입부와 상기 제2 연결헤드의 상단연결부 및 제3 연결헤드의 돌출부에는 각각 볼트관통공이 형성되고, 상기 하단 헬릭스는 1턴의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부가 형성되며, 상기 상단 헬릭스는 1턴의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부가 형성되고, 상기 하단 헬릭스의 외경은 상단 헬릭스의 외경보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 지반 보강용 앙카 파일을 제공한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 헬리칼 앙카 파일과; 상기 헬리칼 앙카 파일의 상단에 연결되는 샤프트 앙카 파일; 로 구성되며, 상기 헬리칼 앙카 파일은 원형 파이프로 이루어진 헬리칼 앙카 파일 본체와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 상단에 구비된 제1 연결헤드와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 하단에 형성된 천공헤드부와, 상기 제1 연결헤드의 상측에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 외주면에 결합된 하단 헬릭스와, 상기 하단 헬릭스에서 상방으로 이격된 위치에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 외주면에 결합된 상단 헬릭스를 포함하고, 상기 샤프트 앙카 파일은 원형 파이프로 이루어진 샤프트 앙카 파일 본체와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 상단에 구비된 제2 연결헤드 및, 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 하단에 구비된 제3 연결헤드를 포함하며, 상기 제1 연결헤드는 하단에 형성되어 상기 헬리칼 앙카 파일 본체의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부와, 상단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일의 제3 연결헤드가 삽입되는 상단삽입부와, 상기 하단삽입부와 상단삽입부 사이에 형성되는 격벽 및, 상기 격벽의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공을 포함하고, 상기 제2 연결헤드는 하단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부와, 상단에 형성되어 다른 샤프트 앙카 파일의 제3 연결헤드가 삽입되는 상단삽입부와, 상기 하단삽입부와 상단삽입부 사이에 형성되는 구획벽 및, 상기 구획벽의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공을 포함하며, 상기 제3 연결헤드는 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 하단에 삽입, 결합되는 상단결합부와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체의 하단에서 돌출되며 상기 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 상단삽입부에 삽입되는 돌출부와, 상기 돌출부의 하면에서 정사각 단면으로 돌출 형성되어 상기 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 결합공에 삽입되는 결합돌기 및, 상기 돌출부의 하단과 결합돌기의 상단 사이에 형성되어 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 격벽의 상단에 걸리는 걸림턱을 포함하고, 상기 제1 연결헤드와 제2 연결헤드의 외주면에는 각각 서로 반대쪽에 위치하는 한 쌍의 상대회전방지돌기가 돌출 형성되며, 상기 제1 연결헤드의 상단삽입부와 상기 제2 연결헤드의 상단연결부 및 제3 연결헤드의 돌출부에는 각각 볼트관통공이 형성되고, 상기 하단 헬릭스는 1턴의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부가 형성되며, 상기 상단 헬릭스는 1턴의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부가 형성되고, 상기 하단 헬릭스의 외경은 상단 헬릭스의 외경보다 크게 형성되는 지반 보강용 앙카 파일을 준비하여, 헬리칼 앙카 파일을 회전시켜 지반을 굴착하여 상기 헬리칼 앙카 파일을 지반에 근입하는 제1 단계와; 상기 헬리칼 앙카 파일의 상단에 샤프트 앙카 파일을 연결하여 지반을 굴착하여 상기 헬리칼 앙카 파일과 샤프트 앙카 파일을 지반에 근입하는 제2 단계; 및 지반에 근입된 상기 샤프트 앙카 파일을 상부로 당겨서 지반에 근입된 상기 헬리칼 앙카 파일로부터 상기 샤프트 앙카 파일을 분리하여 인출, 탈거하는 제3 단계;를 포함하여 이루어지며, 제1 단계에서는, 백호우의 붐에 장착된 유압회전장치의 파일결합부에 상기 헬리칼 앙카 파일의 제1 연결헤드를 연결한 상태에서 유압회전장치에 의하여 헬리칼 앙카 파일을 회전시킴과 동시에 백호우를 조작하여 붐에 장착된 유압회전장치를 서서히 하강시키면, 헬리칼 앙카 파일이 회전력과 하향 가압력에 의하여 지반에 굴착공을 굴착하도록 한다. 지반의 굴착은 하단 헬릭스의 절삭날에 의한 지반절삭에 의하여 이루어지도록 하며, 제2 단계에서는, 헬리칼 앙카 파일에 의하여 지반이 굴착됨에 따라 헬리칼 앙카 파일의 제1 연결헤드가 지면에 근접하게 되면, 제1 연결헤드로부터 유압회전장치의 파일결합부를 분리하고, 백호우를 조작하여 붐에 장착된 유압회전장치를 초기 위치로 상승시킨 다음, 샤프트 앙카 파일의 상단의 제2 연결헤드를 유압회전장치의 파일결합부에 결합함과 아울러 샤프트 앙카 파일의 하단을 헬리칼 앙카 파일의 상단에 연결하고, 제3 단계에서는, 백호우를 조작하여 유압회전장치가 장착된 붐을 상승시키는 것에 의하여 유압회전장치의 파일결합부에 결합된 샤프트 앙카 파일이 상방으로 당겨지게 함으로써 헬리칼 앙카 파일의 상단에 연결된 샤프트 앙카 파일이 헬리칼 앙카 파일로부터 분리되어 굴착공으로부터 인출함을 특징으로 하는 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 의하면, 헬리칼 앙카 파일에 의하면 헬리칼 앙카 파일과 샤프트 앙카 파일이 제1 연결헤드와 제2 연결헤드에 의하여 일체로 회전 가능하면서 분리 가능한 상태로 연결되기 때문에 흙막이 공사후 지반을 굴착하지 않고서도 샤프트 앙카 파일을 분리 및 인출하여 탈거할 수 있어 샤프트 앙카 파일이 흙막이 공사시 엄지말뚝의 근입과 버팀보의 설치 작업에 지장을 주지 않게 되며, 흙막이 공사시 대형 장비를 사용할 수 있게 되어 흙막이 공사를 신속하게 진행할 수 있게 된다.
또한 발명의 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 의하면, 헬리칼 앙카 파일의 하단 헬릭스의 외경이 상단 헬릭스의 외경보다 크게 구성되어 있어 굴착공의 바닥면에 대한 하단 헬릭스의 투영 면적이 상대적으로 넓어지게 되어 헬리칼 앙카 파일이 안정적으로 유지되며, 헬리칼 앙카 파일에 연결되어 근입되는 샤프트 앙카 파일도 안정적으로 유지될 수 있게 된다.
또한 본 발명의 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 의하면, 하단 헬릭스의 외경이 상단 헬릭스의 외경보다 크게 형성되어 있으므로 추후 그라우팅하였을 때, 헬리칼 앙카 파일의 하단에서 상대적으로 외경이 큰 하단 헬릭스가 그라우팅재에 매립된 상태로 되므로 파일이 안정적으로 유지되며 파일 지지력이 증대된다.
또한 발명의 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 의하면, 샤프트 앙카 파일을 절단하지 않고서도 헬리칼 앙카 파일로부터 분리 및 인출하여 탈거하여 재사용이 가능하게 되어 지반 보강 공사비용을 절감할 수 있으며, 하단 헬릭스의 외경이 상단 헬릭스의 외경보다 크게 구성되어 굴착된 굴착공의 내경이 하단 헬릭스의 외경에 대응됨과 아울러 상당 헬릭스의 외경보다 크게 되어 상단 헬릭스의 외주부가 굴착공의 내주면에서 이격된 상태로 되어 그라우팅재를 주입하는 과정에서 상단 헬릭스가 그라우팅재의 하향 유동에 지장을 주지 않게 되어 그라우팅재의 하향 유동이 원활하게 이루어지게 되고, 효과적인 그라우팅이 이루어지게 된다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1 및 도 2는 헬리칼 앙카 파일의 방향을 달리하여 본 사시도,
도 3은 헬리칼 앙카 파일의 하단 헬릭스와 상단 헬릭스를 보인 평면도,
도 4는 헬리칼 앙카 파일의 분해 사시도,
도 5는 샤프트 앙카 파일을 보인 사시도,
도 6은 샤프트 앙카 파일의 분해 사시도,
도 7은 헬리칼 앙카 파일과 샤프트 앙카 파일 상단의 제1 및 제2 연결헤드와, 샤프트 앙카 파일 하단의 제3 연결헤드를 보인 부분 절개 사시도,
도 8은 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법의 바람직한 실시예를 보인 단면도이다.
도 1 및 도 2는 헬리칼 앙카 파일의 방향을 달리하여 본 사시도,
도 3은 헬리칼 앙카 파일의 하단 헬릭스와 상단 헬릭스를 보인 평면도,
도 4는 헬리칼 앙카 파일의 분해 사시도,
도 5는 샤프트 앙카 파일을 보인 사시도,
도 6은 샤프트 앙카 파일의 분해 사시도,
도 7은 헬리칼 앙카 파일과 샤프트 앙카 파일 상단의 제1 및 제2 연결헤드와, 샤프트 앙카 파일 하단의 제3 연결헤드를 보인 부분 절개 사시도,
도 8은 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법의 바람직한 실시예를 보인 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일 및 그 시공방법을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
먼저, 지반 보강용 앙카 파일에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 지반 보강용 앙카 파일은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 헬리칼 앙카 파일(100)과; 상기 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 연결되는 샤프트 앙카 파일(200); 으로 구성된다.
상기 헬리칼 앙카 파일(100)은 원형 파이프로 이루어진 헬리칼 앙카 파일 본체(110)와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 상단에 구비된 제1 연결헤드(120)와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 하단에 형성된 천공헤드부(130)와, 상기 제1 연결헤드(120)의 상측에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 외주면에 결합된 하단 헬릭스(140)와, 상기 하단 헬릭스(140)에서 상방으로 이격된 위치에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 외주면에 결합된 상단 헬릭스(150)를 포함하여 구성된다.
상기 샤프트 앙카 파일(200)은 원형 파이프로 이루어진 샤프트 앙카 파일 본체(210)와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 상단에 구비된 제2 연결헤드(220) 및, 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에 구비된 제3 연결헤드(230)를 포함하여 구성된다.
상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)와 샤프트 앙카 파일 본체(210)는 강철 파이프를 적당한 길이로 절단하여 사용할 수 있다.
상기 제1 연결헤드(120)는 하단에 형성되어 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부(121)와, 상단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)가 삽입되는 상단삽입부(122)와, 상기 하단삽입부(121)와 상단삽입부(122) 사이에 형성되는 격벽(123) 및, 상기 격벽(123)의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공(124)을 포함한다.
상기 제2 연결헤드(220)는 하단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부(221)와, 상단에 형성되어 다른 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)가 삽입되는 상단삽입부(222)와, 상기 하단삽입부(221)와 상단삽입부(222) 사이에 형성되는 구획벽(223) 및, 상기 구획벽(223)의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공(224)을 포함한다.
상기 제3 연결헤드(230)는 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에 삽입, 결합되는 상단결합부(231)와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에서 돌출되며 상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 상단삽입부(122, 222)에 삽입되는 돌출부(232)와, 상기 돌출부(232)의 하면에서 정사각 단면으로 돌출 형성되어 상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 결합공(124, 224)에 삽입되는 결합돌기(233) 및, 상기 돌출부(232)의 하단과 결합돌기(233)의 상단 사이에 형성되어 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 격벽(123, 223)의 상단에 걸리는 걸림턱(234)을 포함하여 구성된다.
상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220) 및 제3 연결헤드(230)는 각각 일반 주조 또는 다이캐스팅 방법으로 성형되며, 이 과정에서 금형에 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 상단과 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 상단 및 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단을 금형에 인서트함으로써 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220) 및 제3 연결헤드(230)가 성형되는 과정에서 헬리칼 앙카 파일 본체(110)와 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 상단이 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 하단에 형성된 하단삽입부(121, 221)가 삽입되며, 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에 상단결합부(231)가 삽입된 상태로 각각 일체로 결합되도록 할 수 있다.
상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 외주면에는 각각 서로 반대쪽에 위치하는 한 쌍의 상대회전방지돌기(125, 225)가 돌출 형성된다.
상기 상대회전방지돌기(125, 225)는 헬리칼 앙카 파일(100)을 백호우에 장착된 유압회전장치(미도시)에 연결하였을 때 유압회전장치의 파일결합부(미도시)에 맞물려서 헛돌지 않고 유압회전장치의 회전력이 효과적으로 전달되도록 하기 위한 것이다.
즉, 백호우에 장착되는 유압회전장치에는 회전축의 하단에 제1 연결헤드(120) 또는 제2 연결헤드(220)를 연결하는 연결부(미도시)가 구비되며, 이 연결부에는 상기 상대회전방지돌기(125, 225)에 대응하는 상대회전방지홈(미도시)이 형성되어 있는바, 상기 상대회전방지돌기(125, 225)가 상대회전방지홈의 맞물림에 의하여 유압회전장치에 제1 연결헤드(120) 또는 제2 연결헤드(220)를 연결하였을 때 헛돌지 않고 유압회전장치의 회전력이 헬리칼 앙카 파일(100) 또는 샤프트 앙카 파일(200)에 손실 없이 전달되는 것이다.
상기 제1 연결헤드(120)의 상단삽입부(122)와 상기 제2 연결헤드(220)의 상단연결부(222) 및 제3 연결헤드(230)의 돌출부(232)에는 각각 볼트관통공(126, 226, 235)이 형성된다.
상기 볼트관통공(126, 226, 235)은 헬리칼 앙카 파일(100)과 복수개의 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하여 근입함과 아울러 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200), 샤프트 앙카 파일(200)들을 연결하여 근입된 상태로 지중에 매설되도록 하는 경우에 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하거나, 샤프트 앙카 파일(200)들끼리 연결하기 위한 것이다.
즉, 통상적으로 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)의 길이는 3m로 제작되며, 필요한 근입장에 따라서 1개의 헬리칼 앙카 파일(100)과 1개 또는 2 이상의 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하여 근입하게 되는데, 이때 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)와 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)의 볼트관통공(126, 235)에 볼트(B)를 관통시키고 볼트(B)의 돌출단부에 너트(N)를 체결하여 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)이 연결되도록 하고, 샤프트 앙카 파일(200)의 제2 연결헤드(220)와 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)의 볼트관통공(226, 235)에 볼트(B)를 관통시키고 볼트(B)의 돌출단부에 너트(N)를 체결하여 샤프트 앙카 파일(200)들끼리 연결되도록 할 수 있다.
상기 천공헤드부(130)는 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 하단부를 경사지게 절단하는 것에 의하여 형성된다.
상기 하단 헬릭스(140)는 1턴(turn)의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부(141)가 형성된다.
상기 상단 헬릭스(150)는 1턴(turn)의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부(151)가 형성된다.
상기 하단 헬릭스(140)의 외경은 상단 헬릭스(150)의 외경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
예컨대, 하단 헬릭스(140)의 외경(D)을 350mm로 할 경우 상단 헬릭스(150)의 외경(d)을 250~300mm로 할 수 있다.
이에 따라 상대적으로 외경(D)이 큰 하단 헬릭스(140)가 지반을 굴착하는 기능을 수행하게 되고, 상대적으로 외경(d)이 작은 상단 헬릭스(150)는 하단 헬릭스(140)를 뒤따르면서 하단 헬릭스(140)에 의하여 굴착된 지반토사를 정리하는 기능을 수행하게 된다.
또한 하단 헬릭스(140)의 외경(D)이 상단 헬릭스(150)의 외경(d)보다 크게 구성되어 있으므로 굴착공의 바닥면에 대한 하단 헬릭스(140)의 투영 면적이 상대적으로 넓어지게 되어 헬리칼 앙카 파일(100)이 안정적으로 유지되며, 헬리칼 앙카 파일(100)에 연결되어 근입되는 샤프트 앙카 파일(200)도 안정적으로 유지될 수 있게 된다.
또한 하단 헬릭스(140)의 외경(D)이 상단 헬릭스(150)의 외경(d)보다 크게 형성되어 있으므로 추후 그라우팅하였을 때, 헬리칼 앙카 파일(100)의 하단에서 상대적으로 외경(D)이 큰 하단 헬릭스(140)가 그라우팅재에 매립된 상태로 되므로 파일이 안정적으로 유지되며 파일 지지력이 증대된다.
이하, 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법을 보인 것이다.
본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법은 헬리칼 앙카 파일(100)을 회전시켜 지반을 굴착하여 상기 헬리칼 앙카 파일(100)을 지반에 근입하는 제1 단계와; 상기 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하여 지반을 굴착하여 상기 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)을 지반에 근입하는 제2 단계; 및 지반에 근입된 상기 샤프트 앙카 파일(200)을 상부로 당겨서 지반에 근입된 상기 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 상기 샤프트 앙카 파일(200)을 분리하여 인출, 탈거하는 제3 단계;를 포함하여 이루어진다.
제1 단계에서는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 백호우의 붐에 장착된 유압회전장치의 파일결합부(미도시)에 상기 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)를 연결한 상태에서 유압회전장치에 의하여 헬리칼 앙카 파일(100)을 회전시킴과 동시에 백호우를 조작하여 붐에 장착된 유압회전장치를 서서히 하강시키면, 헬리칼 앙카 파일(100)이 회전력과 하향 가압력에 의하여 지반에 굴착공(H)을 굴착하도록 한다. 지반의 굴착은 하단 헬릭스(140)의 절삭날(141)에 의한 지반절삭에 의하여 이루어지도록 한다.
이때, 상기 제1 연결헤드(120)의 상대회전방지돌기(125)가 유압회전장치의 파일결합부(미도시)에 맞물려서 헛돌지 않고 유압회전장치의 회전력이 헬리칼 앙카 파일(100)에 효과적으로 전달되어 원활한 굴착이 이루어지게 된다.
이러한 굴착공(H)의 굴착 과정은 절삭날(141)에 의하여 절삭된 지반토사(S)는 지상으로 배출되지 않고 굴착공(H) 내에 잔류하는 비배토(非排土) 방식으로 이루어진다.
제2 단계에서는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 헬리칼 앙카 파일(100)에 의하여 지반이 굴착됨에 따라 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단부, 즉 제1 연결헤드(120)가 지면에 근접하게 되면, 제1 연결헤드(120)로부터 유압회전장치의 파일결합부(미도시)를 분리하고, 백호우를 조작하여 붐에 장착된 유압회전장치를 초기 위치로 상승시킨 다음, 샤프트 앙카 파일(200)의 상단의 제2 연결헤드(220)를 유압회전장치의 파일결합부에 결합함과 아울러 샤프트 앙카 파일(200)의 하단을 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 연결한다.
제1 연결헤드(120)와 제3 연결헤드(230)의 연결은 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)와 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)에 의하여 이루어진다.
즉, 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)의 상단삽입부(122)를 통해 샤프트 앙카 파일(200)의 하단의 제3 연결헤드(230)의 돌출부(232)와 결합돌기(233)를 삽입하면, 돌출부(232)는 제1 연결헤드(120)의 상단삽입부(122)에 삽입되고 결합돌기(233)는 결합공(124)에 삽입됨과 아울러 걸림턱(234)이 격벽(123)에 걸린 상태로 된다.
이때, 결합공(124)과 결합돌기(233)는 정사각 단면으로 형성되어 있으므로 제1 연결헤드(120)와 제3 연결헤드(230)가 서로 헛도는 일이 없게 되고, 결과적으로 유압회전장치의 회전력이 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)와 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)를 통해 헬리칼 앙카 파일(100)에 전달되어 상술한 바와 같은 헬리칼 앙카 파일(100)에 의한 지반 굴착이 이루어지게 된다.
한편, 1개의 헬리칼 앙카 파일(100)과 1개의 샤프트 앙카 파일(200)에 의하여 원하는 근입장을 얻을 수 있는 경우에는 바로 제3 단계로 진행하고, 원하는 근입장을 얻을 수 없는 경우에는 헬리칼 앙카 파일(100)에 연결된 샤프트 앙카 파일(200)의 상단에 다른 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하고, 이 다른 샤프트 앙카 파일(200)을 유압회전장치의 파일결합부에 결합하여 회전시킴으로써 지반 굴착 및 근입이 이루어지도록 한다.
또한 2개 이상의 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하여 굴착 및 근입한 경우에는 샤프트 앙카 파일(200)의 제2 연결헤드(220)의 상단삽입부(222)를 통해 샤프트 앙카 파일(200)의 하단의 제3 연결헤드(230)의 돌출부(232)와 결합돌기(233)를 삽입하면, 돌출부(232)는 제2 연결헤드(220)의 상단삽입부(222)에 삽입되고 결합돌기(233)는 결합공(224)에 삽입됨과 아울러 걸림턱(234)이 격벽(223)에 걸린 상태로 되도록 함과 아울러 제2 연결헤드(220)와 제3 연결헤드(230)의 볼트관통공(226, 235)에 볼트(B)를 관통시키고 볼트(B)의 돌출단부에 너트(N)를 체결함으로써 2개 이상의 샤프트 앙카 파일(200)을 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 분리하여 인출, 탈거할 수 있도록 한다.
이때, 결합공(224)과 결합돌기(233)는 정사각 단면으로 형성되어 있으므로 제2 연결헤드(220)와 제3 연결헤드(230)가 서로 헛도는 일이 없게 되고, 결과적으로 유압회전장치의 회전력이 상측의 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)와 하측의 샤프트 앙카 파일(200)의 제2 연결헤드(220)를 통해 하측의 샤프트 앙카 파일(200)에 전달됨과 아울러 하측의 샤프트 앙카 파일(200)에 연결된 헬리칼 앙카 파일(100)에 전달되어 상술한 바와 같은 헬리칼 앙카 파일(100)에 의한 지반 굴착이 이루어지게 된다.
제3 단계에서는, 백호우를 조작하여 유압회전장치가 장착된 붐을 상승시키는 것에 의하여 유압회전장치의 파일결합부에 결합된 샤프트 앙카 파일(200)이 상방으로 당겨지게 함으로써 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 연결된 샤프트 앙카 파일(200)이 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 분리되어 굴착공(H)로부터 인출한다[도 8의 (c) 참조].
이때, 2개 이상의 샤프트 앙카 파일(200)이 연결된 경우에는 상측 샤프트 앙카 파일(200)과 하측 샤프트 앙카 파일(200)이 볼트(B)와 너트(N)에 의하여 결합되어 있으므로 상측 샤프트 앙카 파일(200)을 상방으로 당기는 것에 의하여 하측 샤프트 앙카 파일(200)도 함께 인출할 수 있게 된다.
제3 단계가 완료된 후에는 통상적인 흙막이를 위한 엄지말뚝의 근입과 버팀보의 설치 등의 과정을 거치게 되며, 지반을 굴착하여 지반에 근입되어 있는 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단이 노출되도록 한 다음, 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 외주면과 굴착공(H)의 내주면 사이에 그라우팅재를 주입하여 그라우팅 단계를 거치고, 헬리칼 앙카 파일(100)의 두부정리와 플레이트 설치 및 재하시험 단계를 거침으로써 시공이 완료되는 것인바, 이들 공정에 대해서는 구체적인 도시 및 설명을 생략한다.
실제 시공예를 들어 보면, 건물 또는 구조물의 지하층의 층고가 3~5미터인 경우, 헬리칼 앙카 파일(100)의 길이를 3미터로 제작하고, 샤프트 앙카 파일(200)의 길이를 지하층의 층고에 대응하는 3~5미터로 제작하여, 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)의 근입이 완료되면, 헬리칼 앙카 파일(100)의 하단은 지면에서 6~8미터 하부에 위치하게 되고, 샤프트 앙카 파일(200)은 지하층에 대응하는 위치에 있게 되는바, 굴착 및 근입이 완료된 후 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 샤프트 앙카 파일(200)을 분리하여 인출, 탈거하면, 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단은 지하층의 바닥에 대응하는 위치에 있게 된다.
이후 흙막이 공사와 지반 굴착 공사를 진행할 때 지하층의 층고에 대응하는 깊이만큼 굴착하게 되면, 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단부가 노출되므로 이후, 그라우팅, 파일 두부 정리, 플레이트 설치 및 재하시험 단계를 진행할 수 있게 되는 것이다.
이상과 같은 본 발명의 지반 보강용 앙카 파일 시공방법에 의하면, 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)이 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)에 의하여 일체로 회전 가능하면서 분리 가능한 상태로 연결되기 때문에 흙막이 공사후 지반을 굴착하지 않고서도 샤프트 앙카 파일(200)을 분리 및 인출하여 탈거할 수 있으므로 본 발명에 의한 지반 보강용 앙카 파일이 흙막이 공사시 엄지말뚝의 근입과 버팀보의 설치 작업에 지장을 주지 않게 되며, 흙막이 공사시 대형 장비를 사용할 수 있게 되어 흙막이 공사를 신속하게 진행할 수 있게 된다.
또한 샤프트 앙카 파일(200)을 절단하지 않고서도 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 분리 및 인출하여 탈거할 수 있으므로 샤프트 앙카 파일(200)의 재사용이 가능하게 되어 지반 보강 공사비용을 절감할 수 있게 된다.
또한 헬리칼 앙카 파일(100)에 의하여 지반을 굴착하는 과정에서 굴착공(H)의 내경(Dh)이 하단 헬릭스(140)의 외경(D)에 대응하는 직경으로 이루어지게 되는데 상단 헬릭스(150)의 외경(d)이 하단 헬릭스(140)의 외경(D)보다 상대적으로 작게 되고, 굴착공(H)의 직경은 하단 헬릭스(140)의 외경(D)에 대응하는 내경(Dh)으로 굴착되고, 굴착공(H)의 내경(Dh)이 상단 헬릭스(150)의 외경(d)보다 크게 형성되므로 상단 헬릭스(150)의 외주부가 굴착공(H)의 내주면에서 이격된 상태로 되어 그라우팅재를 주입하는 과정에서 상단 헬릭스(150)가 그라우팅재의 하향 유동에 지장을 주지 않게 되어 그라우팅재의 하향 유동이 원활하게 이루어지게 되고, 효과적인 그라우팅이 이루어지게 된다.
또한 본 발명의 헬리칼 앙카 파일(100)은 하단 헬릭스(140)와 상단 헬릭스(150)의 2개의 헬릭스를 구비하고 있으므로 하단, 중단 및 상단에 각각 헬릭스가 구비된 선행기술에 비하여 파일 원가를 절감할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 헬리칼 앙카 파일 110 : 헬리칼 앙카 파일 본체
120 : 제1 연결헤드 121 : 하단삽입부
122 : 상단삽입부 123 : 격벽
124 : 결합공 125 : 상대회전방지돌기
126 : 볼트관통공 130 : 천공헤드부
140 : 하단 헬릭스 150 : 상단 헬릭스
200 : 샤프트 앙카 파일 210 : 샤프트 앙카 파일 본체
220 : 제2 연결헤드 221 : 하단삽입부
222 : 상단삽입부 223 : 구획벽
224 : 결합공 225 : 상대회전방지돌기
226 : 볼트관통공 230 : 제3 연결헤드
231 : 상단결합부 232 : 돌출부
233 : 결합돌기 234 : 걸림턱
235 : 볼트관통공
120 : 제1 연결헤드 121 : 하단삽입부
122 : 상단삽입부 123 : 격벽
124 : 결합공 125 : 상대회전방지돌기
126 : 볼트관통공 130 : 천공헤드부
140 : 하단 헬릭스 150 : 상단 헬릭스
200 : 샤프트 앙카 파일 210 : 샤프트 앙카 파일 본체
220 : 제2 연결헤드 221 : 하단삽입부
222 : 상단삽입부 223 : 구획벽
224 : 결합공 225 : 상대회전방지돌기
226 : 볼트관통공 230 : 제3 연결헤드
231 : 상단결합부 232 : 돌출부
233 : 결합돌기 234 : 걸림턱
235 : 볼트관통공
Claims (2)
- 삭제
- 헬리칼 앙카 파일(100)과; 상기 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 연결되는 샤프트 앙카 파일(200); 로 구성되며, 상기 헬리칼 앙카 파일(100)은 원형 파이프로 이루어진 헬리칼 앙카 파일 본체(110)와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 상단에 구비된 제1 연결헤드(120)와, 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 하단에 형성된 천공헤드부(130)와, 상기 제1 연결헤드(120)의 상측에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 외주면에 결합된 하단 헬릭스(140)와, 상기 하단 헬릭스(140)에서 상방으로 이격된 위치에서 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 외주면에 결합된 상단 헬릭스(150)를 포함하고, 상기 샤프트 앙카 파일(200)은 원형 파이프로 이루어진 샤프트 앙카 파일 본체(210)와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 상단에 구비된 제2 연결헤드(220) 및, 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에 구비된 제3 연결헤드(230)를 포함하며, 상기 제1 연결헤드(120)는 하단에 형성되어 상기 헬리칼 앙카 파일 본체(110)의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부(121)와, 상단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)가 삽입되는 상단삽입부(122)와, 상기 하단삽입부(121)와 상단삽입부(122) 사이에 형성되는 격벽(123) 및, 상기 격벽(123)의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공(124)을 포함하고, 상기 제2 연결헤드(220)는 하단에 형성되어 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 상단이 삽입, 결합되는 하단삽입부(221)와, 상단에 형성되어 다른 샤프트 앙카 파일(200)의 제3 연결헤드(230)가 삽입되는 상단삽입부(222)와, 상기 하단삽입부(221)와 상단삽입부(222) 사이에 형성되는 구획벽(223) 및, 상기 구획벽(223)의 중앙에 정사각 단면으로 형성되는 결합공(224)을 포함하며, 상기 제3 연결헤드(230)는 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에 삽입, 결합되는 상단결합부(231)와, 상기 샤프트 앙카 파일 본체(210)의 하단에서 돌출되며 상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 상단삽입부(122, 222)에 삽입되는 돌출부(232)와, 상기 돌출부(232)의 하면에서 정사각 단면으로 돌출 형성되어 상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 결합공(124, 224)에 삽입되는 결합돌기(233) 및, 상기 돌출부(232)의 하단과 결합돌기(233)의 상단 사이에 형성되어 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 격벽(123, 223)의 상단에 걸리는 걸림턱(234)을 포함하고, 상기 제1 연결헤드(120)와 제2 연결헤드(220)의 외주면에는 각각 서로 반대쪽에 위치하는 한 쌍의 상대회전방지돌기(125, 225)가 돌출 형성되며, 상기 제1 연결헤드(120)의 상단삽입부(122)와 상기 제2 연결헤드(220)의 상단연결부(222) 및 제3 연결헤드(230)의 돌출부(232)에는 각각 볼트관통공(126, 226, 235)이 형성되고, 상기 하단 헬릭스(140)는 1턴(turn)의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부(141)가 형성되며, 상기 상단 헬릭스(150)는 1턴(turn)의 나선판체로 형성되며, 하단부에는 절삭날부(151)가 형성되고, 상기 하단 헬릭스(140)의 외경(D)은 상단 헬릭스(150)의 외경(d)보다 크게 형성되는 지반 보강용 앙카 파일을 준비하여, 헬리칼 앙카 파일(100)을 회전시켜 지반을 굴착하여 상기 헬리칼 앙카 파일(100)을 지반에 근입하는 제1 단계와; 상기 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 샤프트 앙카 파일(200)을 연결하여 지반을 굴착하여 상기 헬리칼 앙카 파일(100)과 샤프트 앙카 파일(200)을 지반에 근입하는 제2 단계; 및 지반에 근입된 상기 샤프트 앙카 파일(200)을 상부로 당겨서 지반에 근입된 상기 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 상기 샤프트 앙카 파일(200)을 분리하여 인출, 탈거하는 제3 단계;를 포함하여 이루어지며,
제1 단계에서는, 백호우의 붐에 장착된 유압회전장치의 파일결합부에 상기 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)를 연결한 상태에서 유압회전장치에 의하여 헬리칼 앙카 파일(100)을 회전시킴과 동시에 백호우를 조작하여 붐에 장착된 유압회전장치를 서서히 하강시키면, 헬리칼 앙카 파일(100)이 회전력과 하향 가압력에 의하여 지반에 굴착공(H)을 굴착하도록 하고, 지반의 굴착은 하단 헬릭스(140)의 절삭날(141)에 의한 지반절삭에 의하여 이루어지도록 하며,
제2 단계에서는, 헬리칼 앙카 파일(100)에 의하여 지반이 굴착됨에 따라 헬리칼 앙카 파일(100)의 제1 연결헤드(120)가 지면에 근접하게 되면, 제1 연결헤드(120)로부터 유압회전장치의 파일결합부를 분리하고, 백호우를 조작하여 붐에 장착된 유압회전장치를 초기 위치로 상승시킨 다음, 샤프트 앙카 파일(200)의 상단의 제2 연결헤드(220)를 유압회전장치의 파일결합부에 결합함과 아울러 샤프트 앙카 파일(200)의 하단을 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 연결하고,
제3 단계에서는, 백호우를 조작하여 유압회전장치가 장착된 붐을 상승시키는 것에 의하여 유압회전장치의 파일결합부에 결합된 샤프트 앙카 파일(200)이 상방으로 당겨지게 함으로써 헬리칼 앙카 파일(100)의 상단에 연결된 샤프트 앙카 파일(200)이 헬리칼 앙카 파일(100)로부터 분리되어 굴착공(H)로부터 인출함을 특징으로 하는 지반 보강용 앙카 파일의 시공방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020160035434A KR101672359B1 (ko) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 지반 보강용 앙카 파일 시공방법 |
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