KR101681898B1 - 로터리 파일 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 파일 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 파일을 구성하는 강관의 길이방향 이음을 견고하고 용이하게 할 수 있어 시공이 용이하고 시공시 이음부가 파단될 가능성이 낮다는 특징을 갖는다.
상기 로터리 파일은, 선단이 뾰족한 관형으로 이루어지는 것으로서, 외주면을 따라 형성되는 나선날개 다수 개와 후단부 외면에서 돌출되는 돌출키를 구비하는 선단파일; 상기 선단파일의 상부에서 선단파일과 동일한 직경의 관형으로 이루어지는 것으로서, 선·후단부 외면에서 돌출되는 돌출키를 구비하는 연장파일; 및 내경이 상기 선단파일의 외경과 일치하는 짧은 관형으로 이루어져 선단파일의 후단부 및 연장파일의 선단부를 감싸는 것으로서, 선·후단부에 각각 관의 말단면에서 이격된 위치에서부터 관의 말단면까지 길게 형성되는 슬릿과 상기 슬릿의 시작부분과 연통하며 돌출키가 삽입되는 돌출키홈을 구비하는 연결케이싱;을 포함하여 이루어진다.

Description

로터리 파일 및 그 시공방법{Rotary pile and construction method using the same}

본 발명은 로터리 파일 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파일을 구성하는 강관의 길이방향 이음을 견고하고 용이하게 할 수 있어 시공이 용이하고 시공시 이음부가 파단될 가능성이 낮은 로터리 파일 및 그 시공방법에 관한 것이다.

연약지반에 대형 구조물을 구축하기 위해서는 구조물에 대한 지지력을 확보할 수 있도록 말뚝이 시공된다. 강관 말뚝은 이러한 말뚝 중의 하나로서, 드라이버로 지반을 일정 깊이 천공한 다음 강관을 상단부로부터 항타하여 지중에 설치되거나, 별도의 천공작업을 하지 않고 강관을 직접 회전시키면서 근입함으로써 설치될 수 있다.

강관의 근입 깊이는 지반의 상태 및 구조물의 규모에 따라 매우 깊은 깊이에까지 근입하여야 할 필요가 있는데, 한 번에 근입 깊이와 동일한 길이를 가지는 강관을 근입하는 것은 쉽지 않으므로 짧은 강관을 근입하면서 이음해가는 방법을 사용한다.

도 1에 도시되어 있는 등록번호 10-1467142의 '가압 그라우팅이 가능한 강관 말뚝 및 그 관입 장치 그리고 이를 이용한 말뚝의 시공방법'은 강관을 직접 회전시키면서 근입하여 말뚝을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 상기 종래기술에서는 강관의 단부에 형성되는 연결용 중공나사축(14)과 다각너트(125, 162)를 이용하여 강관을 이음한다.

그러나 상기 종래기술에서 사용되는 다각너트는 강관의 외면에서 돌출되므로 강관을 회전시킬 때 천공면과 계속해서 마찰하게 되고, 이에 따라 다각너트가 조여지는 방향으로 계속해서 힘을 받게 되어 이음부가 파단되어 버리는 문제가 발생하게 된다.

KR 10-1467142 B1 KR 10-1238124 B1

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로터리 파일을 구성하는 강관들 간의 길이방향 이음을 견고하게 할 수 있어, 강관을 근입시키면서 이음부가 계속해서 천공면과 마찰하더라도 쉽게 파단되지 않는 로터리 파일 및 그 시공방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 선단이 뾰족한 관형으로 이루어지는 것으로서, 외주면을 따라 형성되는 나선날개 다수 개와 후단부 외면에서 돌출되는 돌출키를 구비하는 선단파일; 상기 선단파일의 상부에서 선단파일과 동일한 직경의 관형으로 이루어지는 것으로서, 선·후단부 외면에서 돌출되는 돌출키를 구비하는 연장파일; 및 내경이 상기 선단파일의 외경과 일치하는 짧은 관형으로 이루어져 선단파일의 후단부 및 연장파일의 선단부를 감싸는 것으로서, 선·후단부에 각각 관의 말단면에서 이격된 위치에서부터 관의 말단면까지 길게 형성되는 슬릿과 상기 슬릿의 시작부분과 연통하며 돌출키가 삽입되는 돌출키홈을 구비하는 연결케이싱;을 포함하여 이루어지되, 상기 슬릿에는 고정편이 삽입되고, 상기 고정편은 볼트에 의해 선단파일 또는 연장파일에 접합되는 것을 특징으로 하는 로터리 파일이 제공된다.

삭제

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 로터리 파일을 시공하는 방법에 있어서, a) 선단파일을 회전시키면서 근입하는 단계; b) 상기 선단파일의 후단부에 연결케이싱을 끼우되, 선단파일의 돌출키가 연결케이싱 선단부의 슬릿을 지나 돌출키홈에 삽입되도록 한 후, 연결케이싱 선단부의 슬릿에 고정편을 삽입하는 단계; c) 상기 연결케이싱의 후단부에 연장파일을 끼우되, 연장파일 선단부의 돌출키가 연결케이싱 후단부의 슬릿을 지나 돌출키홈에 삽입되도록 한 후, 연결케이상 후단부의 슬릿에 고정편을 삽입하는 단계; 및 d) 연장파일을 회전시키면서 선단파일과 연장파일을 근입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 파일의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의한 로터리 파일은 선단파일과 연장파일의 이음부를 감싸는 연결케이싱에 슬릿 및 돌출키홈을 형성하고 상기 돌출키홈에 선단파일 또는 연장파일의 돌출키를 삽입하는 것으로 선단파일과 연장파일을 이음할 수 있으므로 이음작업을 용이하게 할 수 있다.

그리고 상기 돌출키는 선단파일 및 연장파일의 외면에서 돌출되어 로터리 파일의 근입시 로터리 파일이 회전하는 방향과 직각을 이루기 때문에 연장파일의 회전력을 선단파일로 확실하게 전달하면서도 회전력에 의해 쉽게 파단되지 않는다.

도 1은 종래의 강관 말뚝에 관한 설명도이다.
도 2는 본 발명에 의한 로터리 파일의 분해 입면도이다.
도 3은 상기 로터리 파일의 결합 입면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 로터리 파일의 시공방법을 차례대로 설명하는 설명도이다.
도 5는 상기 로터리 파일의 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.

본 발명은 로터리 파일 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 파일의 근입 과정 중 파일들 간의 이음을 견고하게 할 수 있어 파일의 회전시킴에 의해 이음부가 파단되지 않고, 이음 방법 또한 용이하다는 특징을 갖는다.

도 2에는 본 발명에 의한 로터리 파일(1)의 분해 입면도가 도시되어 있고, 도 3에는 상기 로터리 파일의 결합 입면도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 로터리 파일(1)은, 선단파일(10), 연장파일(20) 및 연결케이싱(30)을 포함하여 이루어진다.

선단파일(10)은, 상기 로터리 파일(1)을 시공할 때 가장 먼저 근입되는 부분으로 선단이 뾰족한 관형으로 형성되고, 외주면을 따라 다수 개의 나선날개(12)를 구비한다. 뾰족한 선단부는 파일이 지반을 쉽게 천공할 수 있도록 하고, 나선날개(12)는 볼트의 나사산과 같이 파일의 회전방향 운동을 상하방향 운동으로 전환시켜 파일에 큰 가압력을 가하지 않더라도 파일이 지반면의 하부로 관입될 수 있도록 한다.

그리고 상기 선단파일(10)의 후단부 외면에는 돌출키(11)가 돌출 형성된다.

상기 연장파일(20)은 선단파일(10)과 동일한 직경의 관형으로 형성되어 선단파일(10)의 후단부에 이음되는 것으로, 파일이 관입되어야 할 깊이에 따라 1개 또는 다수 개가 형성될 수 있다.

연장파일(20)의 선·후단부 외면에는 선단파일(10)에서와 같은 돌출키(21)가 돌출 형성된다.

연결케이싱(30)은 내경이 상기 선단파일(10) 및 연장파일(20)의 외경과 일치하는 짧은 관형으로 이루어져 선단파일(10)과 연장파일(20)의 이음부를 감싼다. 상기 연결케이싱(30)의 선·후단부에는, 각각 관의 말단면에서 이격된 위치에서부터 관의 말단면까지 길게 형성되는 슬릿(31)과 상기 슬릿(31)의 시작부분과 연통하는 돌출키홈(32)이 형성된다.

선단파일(10)과 연장파일(20)의 돌출키(11, 21), 그리고 연결케이싱(30)의 슬릿(31) 및 돌출키홈(32)은 선단파일(10)과 연장파일(20)을 길이방향으로 이음하는 데 사용되어 연장파일(20)의 회전력이 선단파일(10)에 전달될 수 있도록 한다.

연결케이싱(30)은 선단파일(10) 및 연장파일(20)에 끼워지므로 그 내경을 선단파일(10) 등의 외경과 완전히 동일하게 하지 않고 약간 크게 형성하는 것이 바람직하다.

슬릿(31) 및 돌출키홈(32)의 구체적인 역할에 대해서는, 본 발명에 의한 로터리 파일(1)을 시공하는 방법에 대하여 설명하면서 함께 설명하도록 한다.

도 4에는 본 발명에 의한 로터리 파일(1)의 시공방법에 관한 설명도가 순서대로 도시되어 있다.

본 발명에 의한 로터리 파일(1)의 시공방법은, a) 선단파일(10)을 회전시키면서 근입하는 단계; b) 상기 선단파일(10)의 후단부에 연결케이싱(30)을 끼우되, 선단파일(10)의 돌출키(11)가 연결케이싱(30) 선단부의 슬릿(31)을 지나 돌출키홈(32)에 삽입되도록 하는 단계; c) 상기 연결케이싱(30)의 후단부에 연장파일(20)을 끼우되, 연장파일(20) 선단부의 돌출키(21)가 연결케이싱(30) 후단부의 슬릿(31)을 지나 돌출키홈(32)에 삽입되도록 하는 단계; 및 d) 연장파일(20)을 회전시키면서 선단파일(10)과 연장파일(20)을 근입하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이하에서는 상기한 로터리 파일(1)의 시공방법에 대하여 단계별로 자세하게 설명한다.

a) 선단파일(10) 근입단계(도 4의 (a));

계획한 위치에 선단파일(10)을 회전시키면서 근입한다. 상기한 것과 같이 선단파일(10)의 선단은 뾰족하게 형성되고 외주면에는 나선날개(12)가 형성되기 때문에 선단파일(10)을 용이하게 근입할 수 있다.

본 단계에서는 선단파일(10)의 전 길이를 지반에 관입시키지 않고 돌출키(11)가 구비되어 있는 후단부는 미관입되도록 하여 후속 단계가 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

b) 선단파일(10) 후단부에의 연결케이싱(30) 끼움 단계(도 4의 (b));

연결케이싱(30) 선단부의 슬릿(31) 및 돌출키홈(32)을 선단파일(10)의 돌출키(11)가 차례대로 지나도록 하면서 연결케이싱(30)을 선단파일(10)의 후단부에 끼운다.

선단파일(10) 후단부에는 돌출키(11)가 돌출 형성되지만 연결케이싱(30)에는 그 길이방향으로 긴 슬릿(31)이 형성되어 있기 때문에 돌출키(11)가 연결케이싱(30)의 단면과 간섭하지 않아 연결케이싱(30)을 선단파일(10)에 끼우는 것이 가능하다.

돌출키(11)가 슬릿(31)의 시작부분에 위치할 때까지 연결케이싱(30)을 끼운 후에는 연결케이싱(30)을 회전시켜 돌출키(11)가 돌출키홈(32)에 삽입되도록 한다. 이에 따라, 선단파일(10)의 길이방향으로 연결케이싱(30)이 움직이는 것을 방지할 수 있다.

c) 연결케이싱(30) 후단부에의 연장파일(20) 끼움 단계(도 4의 (c));

연결케이싱(30) 후단부의 슬릿(31) 및 돌출키홈(32)을 연장파일(20) 선단부의 돌출키(21)가 차례대로 지나도록 하면서 연결케이싱(30)의 후단부에 연장파일(20)의 선단부를 끼운다.

상기 b)단계에서와 같이, 돌출키홈(32)에 돌출키(21)가 삽입되면 연결케이싱(30)의 길이방향으로 연장파일(20)이 움직이는 것이 방지된다.

선단파일(10)과 연장파일(20)의 일체성을 보다 향상시켜줄 필요가 있는 경우, 상기 돌출키(11, 21) 및 돌출키홈(32)을 통해 선단파일(10)과 연장파일(20)을 일체화시키는 것 외에도, 추가적으로 연결케이싱(30)과 선단파일(10), 연장파일(20)을 용접하는 작업을 진행할 수 있다.

d) 선단파일(10) 및 연장파일(20) 근입단계(도 4의 (d));

선단파일(10)을 회전시키면서 선단파일(10) 및 연장파일(20)을 지반의 더 깊은 곳에까지 근입한다.

상기 b)단계 및 c)단계를 통해 선단파일(10)과 연장파일(20)은 서로 이음되었으므로 상부에 위치한 선단파일(10)을 회전시키면 선단파일(10)의 회전력이 연결케이싱(30)을 통해 연장파일(20)로 전달되어 선단파일(10)과 연장파일(20)이 함께 회전하면서 근입될 수 있다.

도 1에 도시된 종래기술에서 파일들 사이의 이음을, 단부 외주면을 따라 체결되는 다각너트로 하여 이음된 파일들을 회전시킬 때에 천공면과의 마찰에 의해 다각너트가 조여지는 방향으로 계속해서 힘을 받게 됨으로써 이음부가 파단되어 버리는 문제가 있었던 반면, 본 발명에 의한 로터리 파일(1)은 돌출키(11, 21)가 파일의 회전방향과 직각을 이루고 있어 연장파일(20)의 회전력을 선단파일(10)로 확실하게 전달하면서도 회전력에 의해 쉽게 파단되지 않는다.

상기 로터리 파일(1)이 회전하면서 돌출키홈(32)에서 돌출키(11, 21)가 빠져나오는 것을 방지할 수 있도록 상기 돌출키홈(32)들은 슬릿(31)을 기준으로 하여 서로 반대되는 방향을 향하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 돌출키(11, 21)는 선단파일(10)의 후단부와 연장파일(20)의 선·후단부에서 각각 쌍으로 형성될 수 있다. 이 경우, 도 5의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이 선단파일(10) 및 연장파일(20)의 지름보다 더 긴 길이를 가지는 막대(S)가 선단파일(10) 및 연장파일(20)에 관통되게 함으로써 막대의 양단부가 돌출키(11, 21)가 되도록 할 수 있다. 돌출키(11, 21)가 쌍으로 형성되면, 슬릿(31) 및 돌출키홈(32)도 연결케이싱(30)의 선·후단부에서 각각 쌍으로 형성되어야 함은 당연하다.

파일이 관입되어야 할 깊이에 따라 상기 연장파일(20)은 다수 개가 형성될 수 있으며, 연장파일(20)들 사이의 이음과정은 상기 b)단계 및 c)단계와 동일하다.

상기 슬릿(31)에는 고정편(40)이 삽입되고, 상기 고정편(40)은 볼트(50)에 의해 선단파일(10) 또는 연장파일(20)에 접합될 수 있다.

상기 고정편(40)은 슬릿(31)을 폐쇄하여, 선단파일(10)과 연장파일(20)을 이음한 후에 돌출키홈(32)에 삽입된 돌출키(11, 21)가 슬릿(31)으로 빠져나갈 가능성을 완전히 차단한다.

고정편(40)을 고정하는 볼트(50)는, 도 5의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이 선단파일(10) 또는 연장파일(20)의 볼트공(b)을 형성하여 고정편(40)을 관통한 볼트(50)가 상기 볼트공에 체결되도록 할 수도 있고, 도 5의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 선단파일(10) 또는 연장파일(20)의 한 직경 상에 관통공(p)을 형성하여 고정편(40)을 관통한 볼트(50)가 선단파일(10) 또는 연장파일(20)을 관통하여 체결되도록 할 수도 있다. 전자는 선단파일(10) 등을 관통하는 막대(S)의 양단부가 돌출키(11, 21)가 경우에 막대와 볼트(50)가 간섭하지 않도록 할 수 있고, 후자는 선단파일(10) 또는 연장파일(20)에 나사산을 가지는 볼트공을 형성하지 않고 단지 선단파일(10) 또는 연장파일(20)을 직경방향으로 뚫기만 하면 되므로 로터리 파일(1)을 구성하는 부재의 제작을 용이하게 할 수 있다.

고정편(40)을 고정하는 볼트(50)는, 돌출키(11, 21)와 함께 로터리 파일(1)의 회전시 회전력을 전달하는 역할 또한 하게 된다.

본 발명에 의한 로터리 파일(1)은 상기와 같은 구성들 외에도, 그라우트재 토출공(H)을 더 구비하여 이를 통해 파일 외부 토사에 그라우트재를 주입함으로써 연약지반을 좀 더 견고하게 보강해줄 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 설명하였으나, 청구범위의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자가 본 발명을 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 청구범위의 기재에 따라 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

1 : 로터리 파일 10 : 선단파일
11 : 돌출키 12 : 나선날개
20 : 연장파일 21 : 돌출키
30 : 연결케이싱 31 : 슬릿
32 : 돌출키홈 40 : 고정편
50 : 볼트
H : 그라우트재 토출공

Claims (3)

1. 선단이 뾰족한 관형으로 이루어지는 것으로서, 외주면을 따라 형성되는 나선날개(12) 다수 개와 후단부 외면에서 돌출되는 돌출키(11)를 구비하는 선단파일(10);
   상기 선단파일(10)의 상부에서 선단파일(10)과 동일한 직경의 관형으로 이루어지는 것으로서, 선·후단부 외면에서 돌출되는 돌출키(21)를 구비하는 연장파일(20); 및
   내경이 상기 선단파일(10)의 외경과 일치하는 짧은 관형으로 이루어져 선단파일(10)의 후단부 및 연장파일(20)의 선단부를 감싸는 것으로서, 선·후단부에 각각 관의 말단면에서 이격된 위치에서부터 관의 말단면까지 길게 형성되는 슬릿(31)과 상기 슬릿(31)의 시작부분과 연통하며 돌출키(11, 21)가 삽입되는 돌출키홈(32)을 구비하는 연결케이싱(30);을 포함하여 이루어지되,
   상기 슬릿(31)에는 고정편(40)이 삽입되고, 상기 고정편(40)은 볼트(50)에 의해 선단파일(10) 또는 연장파일(20)에 접합되며,
   상기 볼트(50)의 나사부는, 선단파일(10) 또는 연장파일(20)에 형성된 볼트공에 체결되거나, 선단파일(10) 또는 연장파일(20)을 관통하여 너트에 체결되고,
   상기 연결케이싱(30)의 선·후단부에 각각 형성된 상기 슬릿(31)의 시작부분과 연통되게 구비된 돌출키홈(32)은 상기 슬릿(31)을 기준으로 서로 반대되는 방향을 향하도록 형성되며,
   상기 선단파일(10)의 소정 위치에는 그라우트재 토출공(H)이 구비되는 것을 특징으로 하는 로터리 파일.
   
2. 삭제
3. 제1항에 의한 로터리 파일(1)을 시공하는 방법에 있어서,
   a) 선단파일(10)을 회전시키면서 근입하는 단계;
   b) 상기 선단파일(10)의 후단부에 연결케이싱(30)을 끼우되, 선단파일(10)의 돌출키(11)가 연결케이싱(30) 선단부의 슬릿(31)을 지나 돌출키홈(32)에 삽입되도록 한 후, 연결케이싱(30) 선단부의 슬릿(31)에 고정편(40)을 삽입하는 단계;
   c) 상기 연결케이싱(30)의 후단부에 연장파일(20)을 끼우되, 연장파일(20) 선단부의 돌출키(21)가 연결케이싱(30) 후단부의 슬릿(31)을 지나 돌출키홈(32)에 삽입되도록 한 후, 연결케이싱(30) 후단부의 슬릿(31)에 고정편(40)을 삽입하는 단계; 및
   d) 연장파일(20)을 회전시키면서 선단파일(10)과 연장파일(20)을 근입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 파일의 시공방법.
   

Images