KR101692360B1

KR101692360B1 - 선단지지관이 구비된 phc말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법

Info

Publication number: KR101692360B1
Application number: KR1020160002124A
Authority: KR
Inventors: 백종환
Original assignee: 백종환
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-01-17

Abstract

천공홀에 잔류된 슬라임을 통과하여 지지층에 도달할 수 있어 선단지지력 확보가 용이하며 경타 등에 의한 소음, 진동이 발생하지 않는 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법에 관한 것이다. 상기 선단지지관이 구비
된 PHC말뚝은 분사기를 이용하여 천공홀에 잔류된 슬라임을 통과하여 지지층에 도달할 수 있어 선단지지력 확보가 용이하며 경타 등에 의한 소음, 진동이 발생하지 않게 된다.

Description

선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법{PHC PILE WITH END SUPPORT PIPE AND THE PHC PILE CONSTRUCTION METHOD USING PILE INJECTION APPARATUS}

본 발명은 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 천공홀에 잔류된 슬라임을 통과하여 지지층에 도달할 수 있어 관입저항이 크게 감소되며 경타 등에 의한 소음, 진동이 발생하지 않는 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법에 관한 것이다.

종래 매입 말뚝의 선단지지력을 향상시키도록 특허 제0661123호로 보강판을 이용한 헤드확장 콘크리트파일이 소개되어 있다.

즉, 도 1a와 같이, PHC말뚝의 선단에 선단 확장 보강판을 부착해서 PHC말뚝의 선단면적을 확장하는 구성으로, 경타에 의해 압축된 슬라임과 접하는 선단면적이 증가하거나 슬라임을 통과해서 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층과 접하는 선단면적이 증가해서 PHC말뚝의 선단지지력이 향상될 수 있도록 한 것이다.

즉, 콘크리트파일(10)의 매입측 선단부에 내, 외경(Ø1,Ø2)을 감싸는 보강밴드(14)가 부착되어 있고, 이 보강밴드(14)에는 파일의 외경보다 큰 직경을 가지는 보강판(12)이 용접에 의해 장착되며, 이 보강판(12)의 내측에는 상기 콘크리트파일(10)의 내경(Ø1) 및 외경(Ø2) 측으로 돌출되는 폭(A)이 서로 동일하게 이루어질 수 있도록 중심공(B)을 형성하여 구성한 보강판을 이용한 헤드확장 콘크리트파일이 소개되어 있다.

하지만 선단 면적이 넓어진 만큼 관입에 따른 저항도 커지기 때문에 경타 시 PHC말뚝의 선단이 슬라임을 통과하지 못하고 압축된 슬라임의 상부에 놓이게 되고, PHC말뚝 경타 시 선단 확장 보강판이 슬라임을 통과해서 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층까지 도달하기 어렵기 때문에 실질적으로 선단지지력의 향상에는 한계가 있어 우수한 선단지지력을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 선단 확장 보강판이 천공홀 바닥에 형성되는 슬라임을 통과해서 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층까지 도달할 수 있도록 PHC말뚝을 매우 큰 에너지로 항타할 경우, 항타 시, 발생하는 소음과 진동이 커짐에 따라 민원이 발생하기 때문에 도심이나 축사가 인접한 농촌지역에서는 시공이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 선단 확장 보강판보다 넓게 천공된 천공홀에 PHC말뚝을 삽입하기 때문에 PHC말뚝의 외경과 천공홀 내경사이의 공간이 넓어 천공홀에 충전되는 시멘트 밀크의 양이 증가하므로 시공비가 상승하여 경제성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

이에 도 1b와 같은 선단지지력이 강화된 복합 말뚝이 소개된 바 있다.

즉, 슈판이 구비되고, 상기 슈판에 결합되어 긴장되는 PC강선이 구비되며, 상기 PC강선에 콘크리트가 타설되어 양생되는 PHC말뚝과;

상기 PHC말뚝의 슈판에 고정되어 경타에 의해 천공홀에 잔류한 슬라임을 통과해서 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 안착되어 선단지지력을 강화하도록 PHC말뚝의 중공부 직경보다 작으며 보강부재가 내측에 형성된 지지층 관입용 삽입관을 포함하여 구성되며, 상기 지지층 관입용 삽입관의 상단부와 슈판에 고정되어 지지층 관입용 삽입관을 보강하는 보강부재를 포함하여,

PHC말뚝의 선단에 지지층 관입용 삽입관을 부착하여 천공홀에 삽입한 후, 경타 시, 관입에 따른 저항이 줄어듬에 따라,

지지층 관입용 삽입관이 천공홀에 잔류한 슬라임을 통과해서 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 용이하게 도달하도록 함으로써,

작은 경타 에너지와 적은 타격 회수에 의해 소음과 진동의 발생을 최소화하여 도심지에서도 용이하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라 공기를 줄일 수 있는 선단지지력이 강화된 복합 말뚝이 소개되어 있다.

이때 PHC말뚝의 선단에 형성된 지지층 관입용삽입관이 PHC말뚝의 외경보다 작거게 형성되므로 천공홀 내경과 PHC말뚝의 외경 사이의 공간이 좁아 천공홀에 충전되는 시멘트 밀크의 양이 줄어들게 되는 장점도 있게 된다.

결국 종래 PHC말뚝에 있어 지지층 관입용 삽입관이 천공홀에 잔류한 슬라임과 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 용이하게 도달시키려는 경우 현장에서 PHC말뚝의 두부 경타방법을 이용하고 있는데 이때 슬러지 관입저항 문제 및 소음과 진동 발생 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 기술은 달리 소개되지 않았다.

이에 본 발명은 PHC말뚝의 하부에 선단지지력을 충분히 확보하면서도 분사기에 의하여 천공홀에 잔류한 교란된 슬라임을 액상화 시켜 천공홀 하부의 지지층에 관입저항이 최소화되어 도달되도록 함으로서 소음과 진동의 발생을 최소화할 수 있는 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 PHC말뚝의 하부에는 선단지지확장재가 형성된 선단지지관을 이용하여 상기 지지층에 보다 효과적으로 지지될 수 있도록 하되, 교란되어 액상화된 슬라임 및 이물질등이 선단지지관의 선단에서 천공홀로 이동될 수 있도록 함으로서 보다 효과적인 지지층 지지가 가능한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은

첫째, 상기 선단지지관이 천공홀 하부(바닥)에 잔류하는 반고체 또는 고체의 슬라임을 용이하게 통과하기 위해 천공홀에 PHC말뚝을 삽입한 후 선단지지면이 슬라임 상부에 위치하도록 한 상태에서 고압의 그라우트 분사기에 의한 그라우트에 의하여 슬라임을 교란시켜 액상화되도록 함으로서 PHC 말뚝의 자중으로 천공홀 하부의 지지층에 용이하게 도달하여 지지될 수 있도록 하게 된다.

둘째, PHC말뚝의 하부에 강관인 선단지지관을 서로 연결시키게 된다. 이러한 선단지지관의 최하단은 두께가 증가된 선단지지확장재가 형성되도록 하고 이러한 선단지지확장재에는 절개홈(선단지지확장재 저면으로부터 상방으로 형성된 개구홀)이 형성되도록 하게 된다.

이에 상기 절개홈은 선단지지확장재 저면을 따라 다수가 서로 이격되어 선단지지관 내측으로 연장되도록 형성된 방사형홈과 방사형홈을 원주방향으로 관통하는 원주방향홈으로 형성시키고 있음을 알 수 있으며, 방사형홈과 원주방향홈은 저면이 모두 개방되도록 하였다.

이로서 상기 절개홈에 슬라임, 미세한 골재나 흙등 이물질과 액상화된 슬라임이 그라우트와 함께 이동되어 지지층 상면에 선단지지관이 보다 확실하게 지지층 상면에 지지될 수 있도록 하게 된다.

본 발명에 의한 분사기가 구비된 PHC말뚝 및 그 시공방법은 선단지지관을 사용함으로서 PHC말뚝의 선단지지력과 주변 마찰력을 충분히 활용하여 보다 경제적인 PHC말뚝 시공이 가능하게 된다.

또한, 분사기에 의하여 슬라임등을 액상화 시키게 되므로 PHC말뚝을 현장에서 간단하게 지지층까지 도달시킬 수 있게 된다.

또한, 선단지지관의 선단지지확장재에 형성된 절개홈은 그라우트, 이물질, 액상화된 슬라임 이동통로로서 선단지지관의 내부와 외부가 폐색되지 않게 하여, 선단지지확장재가 구비된 선단지지관의 내, 외부의 그라우트가 균질하게 경화될 수 있어 PHC말뚝의 선단지지력을 효율적으로 보강할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 경타방법으로 시공되는 보강판을 이용한 헤드확장 콘크리트파일의 구성사시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝의 구성사시도,
도 3a, 및 도 3b는 본 발명의 분사기를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝의 관입 예시도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 및 분사기를 이용한 시공방법의 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100) ]

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)의 구성사시도이다.

상기 선단지지관이 구비된 PHC말뚝(100)은 도 2a와 같이, PHC말뚝부(110), 슬라임통과용 절개홈(122)이 구비된 선단지지관(120)을 포함하여 구성된다.

상기 PCH말뚝부(110, 프리텐션 방식의 원심력 고강도 콘크리트 말뚝)는 시공과정에서 천공홀(300)에 잔류하는 슬라임(310)을 통과하여 지지층에 도달하기 위하여 PHC말뚝부(110)의 두부를 경타하는 과정에서 소음 및 진동이 문제가 되며, 경타함에 있어 운동에너지가 선단부에 효과적으로 전달되지 않게 되는 문제점이 있게 된다.

이에 본 발명은 강관인 선단지지관(120)을 PCH말뚝부(110)의 하단에 추가로 연결시키게 된다.

예컨대, 도 2a와 같이 PCH말뚝부(110)의 선단부에는 보강밴드(111, 강재로 제작됨)가 일체로 형성되어 있으므로, 강관인 선단지지관(120)의 상면에 형성된 연결밴드(125)와 상기 보강밴드(111)를 서로 용접 등에 의하여 일체화시키고,

연결밴드와 보강밴드 연결부위에 있어 선단지지관(120)의 내측면에 보강판(121)을 추가로 형성시키고 있음을 알 수 있다.

물론 PCH말뚝부(110)의 PC강재(미도시)를 이용하여 PHC말뚝부와 강관인 선단지지관(120)을 서로 일체화시키는 등 다른 연결방법을 사용해도 상관은 없다.

이러한 선단지지관(120)은 PCH말뚝부(110)의 선단지지력을 충분히 확보하는 역할을 하면서 천공홀(300)에 잔류된 슬라임(310)을 통과하여 단단한 지지층(G1)에 PHC말뚝(100)이 도달되어 지지되도록 하는 기능을 가지게 된다.

이에 상기 선단지지력을 충분히 확보하는 역할은 PHC말뚝부(110)과 동일한 직경을 가지는 강관인 선단지지관(120)을 이용하는 것이 매우 유리하게 되므로 본 발명은 특히 동일한 직경을 가진 강관인 선단지지관(120)을 PHC말뚝부(110)와 서로 일체화시키고 있음을 알 수 있다.

이때 선단지지관(120)의 하단 외주면에는 선단지지관의 직경 확장 효과를 위하여 선단지지확장재(123)를 형성시키게 된다.

이는 도 2b와 같이 선단지지관(120)의 하단 두께를 증가시키는 방식으로 형성시키게 되는데,

선단지지관 하단의 외부만 두께가 커지도록 보강밴드를 부착하는 방식,

선단지지관 하단의 외부와 내부 두께가 모두 커지도록 보강밴드를 부착하는 방식,

선단지지관 하단의 외부와 내부 두께가 모두 커지도록 상기 하단을 일체형블록으로 형성시키는 방식을 이용할 수 있다.

나아가 상기 선단지지관(120)의 하단 두께를 증가시키는 방식으로 형성된 선단지지관은 절개홈(122) 형성에 따른 선단지지관 하부 보강 역할도 하게 된다.

즉, 선단지지관(120)은 분사기(200)에 의하여 천공홀 선단의 슬라임(310)을 통과시키기 때문에 도 2a와 같이 상기 선단지지관(120)의 하단부 두께를 두껍게 형성시킨 선단지지확장재(123)에 사각단면의 절개홈(122)을 형성시켜, 절개홈(122)에 의하여 선단지지관 내부에 분사기(200)에 의하여 액상화된 슬라임이 배출될 수 있도록 하게 된다.

구체적으로 살펴보면,

분사기(200)는 그라우팅분사기(210)와 압축공기분사기(220)로 구분되는데 특히 그라우팅분사기(210)에 의한 그라우트(G2)는 고압으로 분사되면서 천공홀 내부 선단의 슬라임(310)을 교란시켜 액상화(슬라임과 그라우트가 서로 혼합된 것)시키게 된다. 이에 PHC말뚝부(110)의 선단지지관(120)이 상기 슬라임(310)을 효과적으로 통과할 수 있도록 하게 된다.

물론 지지층(G1)과 천공홀 선단 사이의 지반이 일정한 두께로 존재하는 경우 고압으로 분사된 그라우트에 의하여 역시 슬라임, 지반과 그라우트가 혼합되도록 함으로서 액상화된 지반으로 형성시키면 된다.

이로서 선단지지관(120)은 지지층에 도달할 때까지의 슬라임(310)에 의한 관입저항을 현저하게 감소시킬 수 있고, 이에 따라 PHC말뚝(100)을 보다 작은 운동에너지로 PHC말뚝(100)을 지지층(G1)에 도달시킬 수 있게 된다.

이때 PHC 말뚝의 살짝 경타시켜 지지층(G1) 표면에 보다 확실하게 접할 수 있도록 함과 더불어 이 과정에서 절개홈(122)을 통하여 액상화된 슬라임(310)이 선단지지관(120) 내측 및 외측(선단지지관과 천공홀 사이공간)으로 이동하게 되며 시간이 지잠에 따라 경화되어 결국 선단지지관(120)과 경화된 슬라임(310)은 서로 일체화되고 지지층(G1)에 있어 확장된 구근 역할을 할 수 있게 된다.

이때 상기 절개홈(122)은 도 2b와 같이 선단지지확장재(123) 저면을 따라 다수가 서로 이격되어 선단지지관 내측으로 연장되도록 형성된 방사형홈(122a)과 방사형홈(122a)을 원주방향으로 관통하는 원주방향홈(122b)으로 형성시키고 있음을 알 수 있으며, 방사형홈(122a)과 원주방향홈(122b)은 저면이 모두 개방되어 있음을 알 수 있다.

이에 방사형홈(122a)은 선단지지관(120)을 따라 다수가 형성되어 액상화된 슬라임이 이동할 수 있도록 하고 방사형홈(122a) 중간에서 원주방향홈(122b)으로 액상화된 슬라임이 역시 이동할 수 있도록 하게 된다.

[ 분사기(200)를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝의 관입]

도 3a, 및 도 3b는 본 발명의 분사기를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝의 관입 예시도를 도시한 것이다.

본 발명은 도 3a와 같이, 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)을 천공홀(300)에 삽입하고 내부 선단의 슬라임(310)을 통과하여 지지층(G1)에 선단지지관(120)이 도달되어 지지되도록 하게 된다.

이를 위해서 본 발명은 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)이 슬라임을 용이하게 통과시키기 위하여 분사기(200)를 이용하게 된다.

이러한 분사기(200)는 그라우트분사기(210) 및 압축공기분사기(220)를 포함하게 된다. 이때 압축공기 분사기(220)와 그라우트 분사기(210)는 함께 사용이 가능하며 특히 그라우트분사기(210)에 의하여 분사된 그라우트(G2)를 이용하여 천공홀(300)의 선단에 형성되어 있는 슬라임(310)을 교란시켜 액상화시키고,

교란되어 액상화된 슬라임(310)과 역시 고압 분사된 그라우트에 의하여 지지층(G1)의 상부의 교란되어 액상화된 지반(320)을 선단지지관(120)이 통과하게 되면,

PHC말뚝을 살짝 경타하여 지지층 표면에 잔존하는 액상화된 지반, 슬라임을 최종 파쇄시키면서 선단지지관(120)에 형성된 절개홈(122)을 이용하여 액상화된 슬라임, 지반을 천공홀로 이동시켜 지지층(G1)의 상면에 보다 확실하게 접하도록 하게 된다.

이때 PHC말뚝 두부의 상기 경타는 지지층 표면의 액상화된 슬라임 또는 지반을 파쇄시키기 위한 것이므로 달리 소음 및 진동에 큰 영향을 끼치지 않게 된다.

이때 상기 그라우트 분사기(210)는 선단에 분사노즐(211)이 형성된 분사관(212)을 포함하여 구성되며, 상기 분사관은 이중관 즉 외관(212a)이 선단지지관(120) 내측으로 연장되어 있고, 외관 내부에 삽입된 내관(212b)을 통해 연장길이를 조정해 가면서 고압의 그라우트(G2)를 분사노즐을 통해 슬라임(310) 및 지반(320)을 교란 및 액상화시킬 수 있도록 하게 된다.

상기 내관(212b)에 분사노즐(211)이 장착되며, 도 3a와 같이 상기 내관(212b)은 유압 등을 이용하여 길이가 연장(자동차 안테나가 외부로 뽑혀지면서 연장되도록 하는 방식과 동일)되도록 할 수 있고, 외관(212a)은 내관을 보호하는 역할을 하게 된다. 즉, 내관은 연장길이가 변하는 과정에서 이물질이 침투하여 고장의 원인이 되므로 외관으로 이물질 등이 접근되지 않도록 하고, 시공 시 충격 등에 의한 파손을 방지할 수 있도록 하게 된다.

상기 압축공기 분사기(220)는 선단에 역시 분사노즐(221)이 형성된 분사관(222)을 포함하여 구성되며, 상기 분사관은 이중관 즉 외관(222a)이 선단지지관(120) 내측으로 연장되어 있고, 외관 내부에 삽입된 내관(222b)을 통해 연장길이를 조정해 가면서 고압의 압축공기를 분사노즐을 통해 슬라임(310) 및 지반(320)을 교란시키게 된다.

상기 내관(222b)에 분사노즐(211)이 장착되며, 도 3b와 같이 상기 내관(212b)은 유압등을 이용하여 길이가 연장(역시 자동차 안테나가 외부로 뽑혀지면서 연장되도록 하는 방식과 유사)되도록 할 수 있고, 외관(222a)은 내관을 보호하는 역할을 하게 된다. 즉, 내관은 연장길이가 변하는 과정에서 이물질이 침투하여 고장의 원인이 되므로 외관으로 이물질등이 접근되지 않도록 하고, 시공 시 충격 등에 의한 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 있어 압축공기분사기(220)와 그라우트분사기(210)를 함께 또는 그라우트분사기(220)만을 이용하여 슬라임(310)을 교란시켜 액상화시킬 수 있게 된다.

이때 압축공기분사기(220)와 그라우트분사기(210)를 함께 사용하는 경우는 지반 및 슬라임(310)의 교란이 어려운 경우 압축공기 분사기(220)를 통해 슬라임과 지반의 교란이 용이하도록 한 것이라 할 수 있다.

[ 분사기(200)를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 시공방법 ]

본 발명의 분사기(200)를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 시공방법은 실시예 1과 실시예 2로 구분되는데, 실시예 1은 선단지지관이 구비된 PHC말뚝을 천공홀에 먼저 삽입한 후, 천공홀의 슬라임 및 지반을 먼저 교란시켜 액상화시키는 경우이며, 실시예 2는 천공홀의 슬라임과 지반을 먼저 분사기(200)를 이용하여 교란시켜 액상화시킨 후, PHC말뚝(100)을 삽입하는 것이라 할 수 있다.

[실시예 1]

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 분사기(200)를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝(100) 시공방법의 순서도를 도시한 것이다.

먼저 도 4a와 같이 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)을 구비하게 된다.

이러한 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)은 도 2a와 같이 PHC말뚝부(110)의 하단에 선단지지관(120)이 연결되어 일체화되어 있으며,

상기 선단지지관(120)의 저면에는 선단지지확장재(123)가 형성되어 있고,

상기 선단지지확장재(123)에는 사각단면의 절개홈(122)을 형성되어 있음을 알 수 있다.

다음으로는 PHC말뚝 삽입을 위한 천공홀(300)을 지반(G)에 형성시키게 되며 이 과정에서 천공홀(300) 내부 선단에는 슬라임(310)이 형성되게 됨을 알 수 있다.

이러한 슬라임을 통과하여 PHC말뚝(100)의 선단지지관(120)이 천공홀 하부의 지지층(G1)까지 도달시키게 된다.

이에 앞서 살펴본 분사기(200)를 삽입지지관(120)이 형성된 PHC말뚝(100)의 내측에 설치하여 PHC말뚝(100)이 선단지지관(120)이 슬라임(310)의 상면과 접촉하지 않도록 세팅(인양장치 이용)시키게 된다.

이때 상기 분사기(200)는 앞서 살펴본 바와 같이, 압축공기 분사기(210)와 그라우트 분사기(220)를 모두 포함하고 있음을 알 수 있다.

다음으로는 도 4b와 같이, 예컨대 그라우트 분사기(210)를 작동시켜, 고압의 그라우트를 이용하여 슬라임(310)을 교란시키면서 액상화시키게 된다.

지지층(G1) 상부의 지반(320)도 그라우트 분사기(210)를 작동시켜, 고압의 그라우트를 이용하여 지반(320)을 교란시키면서 액상화시키게 된다.

이에 선단지지관(120)이 지지층(G1)에 가까워 지게 되면 PHC말뚝의 두부를 경타하여 액상화된 슬라임, 지반을 파쇄시키면서 절개홈을 통해 액상화된 슬라임, 지반(310,320)이 이동하도록 하게 된다.

이에 선단지지관(120)은 지지층(G1)에 보다 확실하게 접하도록 하면서 시간이 경과함에 따라 액상화된 슬라임, 지반(310,320)은 경화되어 선단지지관(120)과 일체화된다. 이로서 선단지지관(120)은 확장된 구근 역할을 하게 되어 선단지지력 확보에 매우 유리하게 된다.

이에 도 4c와 같이 그라우트분사기(210)를 그대로 이용하여 선단지지관의 내측 및 천공홀과 PHC말뚝 사이에 그라우트(G2)를 더 분사시켜 PHC말뚝의 내부 및 외부, 천공홀에 그라우트(G2)가 충진 되도록 하게 된다.

이에 그라우트 분사기(210)와 압축공기 분사기(220)를 상부로 인발하여 최종 회수하게 된다.

이로서 본 발명의 선단지지관이 구비된 PHC말뚝은 분사기(200)에 의하여 간단하게 지지층(G1)에 선단지지관이 지지되도록 할 수 있음과 동시에

선단지지력은 선단지지관(120)과 경화된 슬라임과 지반에 의하여 보다 확실한 확보할 수 있게 된다.

또한 선단지지관(120)과 천공홀(300) 내측면 사이에 주입된 그라우트(G2)에 의한 마찰력(PHC말뚝과 그라우트재 접촉면)도 역시 함께 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2는 실시예 1과 천공홀(300)의 슬라임과 지지층 상부의 지반을 먼저 교란 및 액상화시킨 후, 상기 천공홀(300)에 PHC말뚝(100)을 삽입 시키는 것에 차이가 있다.

이에 도시하지는 않았지만 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)을 구비하게 된다.

이에 앞서 살펴본 분사기(200)를 먼저 천공홀(300)에 삽입하여 슬라임(310)을 교란시키면서 액상화시키고, 나아가 지반(320)도 함께 액상화 시키게 된다.

예컨대 그라우트 분사기(210)를 작동시켜, 고압의 그라우트를 이용하여 슬라임(310)을 교란시키면서 액상화시키게 된다.

다음으로는 천공홀(300) 내부에 선단지지관(120)이 구비된 PHC말뚝(100)을 삽입시켜 선단지지관(120)의 저면이 액상화된 슬라임(310)과 접하면서 자중등에 의하여 슬라임과 액상화된 지반(320)을 통과하여 PHC말뚝(100)의 선단지지관(120)이 천공홀 하부의 지지층(G1)까지 도달시키게 된다.

이에 그라우트분사기(210)를 그대로 이용하여 선단지지관의 내측 및 천공홀과 PHC말뚝 사이에 그라우트(G2)를 더 분사시켜 PHC말뚝의 내부 및 외부, 천공홀에 그라우트(G2)가 충진 되도록 하게 된다.

역시 선단지지력은 선단지지관(120)과 경화된 슬라임과 지반에 의하여 보다 확실한 확보할 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: PHC말뚝
110: PCH말뚝부
120: 선단지지관
122: 절개홈 123: 선단지지확장재
200: 분사기
220: 압축공기 분사기
221: 분사노즐 222: 분사관
222a: 외관 222b: 내관
210: 그라우트 분사기
211: 분사노즐 212: 분사관
212a: 외관 212b: 내관
300: 천공홀 310: 슬라임
지반: G, G1: 지지층, G2: 그라우트

Claims

하단 외주면의 두께가 증가되도록 형성되는 것으로서 절개홈(122)이 저면에 형성된 선단지지확장재(123)가 형성되어 PHC말뚝부(110)의 하부에 일체로 형성된 선단지지관(120); 및
상기 PHC말뚝부(110) 내부로 선단지지관(120)의 선단까지 연장되도록 설치되어 고압으로 분사시킨 그라우트에 의하여 천공홀의 슬라임을 교란시켜 액상화시키는 그라우트분사기(210);를 포함하여,
PHC말뚝이 슬라임을 통과하여 지지층(G1)에 도달하도록 하되, 도달과정에서 선단지지확장재(123)의 저면으로부터 형성된 절개홈(122)으로 액상화된 슬라임이 이동할 수 있도록 하며,
상기 PHC말뚝부(110) 내부로 선단지지관(120)의 선단까지 연장되어 고압으로 분사시킨 압축공기에 의하여 천공홀의 슬라임을 교란시키는 압축공기분사기(220)가 설치되도록 하되,
상기 그라우트 분사기(210)는 선단에 분사노즐(211)이 형성된 분사관(212)을 포함하도록 구성되며, 상기 분사관은 이중관 즉 외관(212a)이 선단지지관(120) 내측으로 연장되어 있고, 외관 내부에 삽입된 내관(212b)을 통해 연장길이를 조정해 가면서 고압의 그라우트(G2)를 분사노즐을 통해 슬라임(310)을 교란 및 액상화시키며, 상기 압축공기 분사기(220)는 선단에 분사노즐(221)이 형성된 분사관(222)을 포함하도록 구성되며, 상기 분사관은 이중관 즉 외관(222a)이 선단지지관(120) 내측으로 연장되어 있고, 외관 내부에 삽입된 내관(222b)을 통해 연장길이를 조정해 가면서 고압의 압축공기를 분사노즐을 통해 슬라임(310)을 교란시키는 선단지지관이 구비된 PHC말뚝.
제 1항에 있어서,
상기 선단지지관(120)은 PHC말뚝부(110)와 직경이 동일한 강관으로서 하단 외주면의 두께가 증가되도록 형성된 선단지지확장재(123)가 형성된 것을 이용하는 선단지지관이 구비된 PHC말뚝.
제 1항에 있어서,
상기 절개홈(122)은 선단지지확장재(123) 저면을 따라 다수가 서로 이격되어 선단지지관 내측으로 연장되도록 형성된 방사형홈(122a)과 방사형홈(122a)을 원주방향으로 관통하는 원주방향홈(122b)으로 형성되며 상기 방사형홈(122a)과 원주방향홈(122b)은 저면이 모두 개방되도록 형성된 선단지지관이 구비된 PHC말뚝.
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(a) 하단 외주면의 두께가 증가되도록 형성되는 것으로서 절개홈(122)이 저면에 형성된 선단지지확장재(123)가 형성된 선단지지관(120)을 PHC말뚝부(110)의 하부에 일체로 형성시킨 후, 천공홀(300)에 삽입하는 단계;
(b) 상기 PHC말뚝부(110) 내부로 선단지지관(120)의 선단까지 연장되도록 그라우트분사기(210)를 설치하여 고압으로 분사시킨 그라우트에 의하여 천공홀의 슬라임을 교란시켜 액상화 시키는 단계; 및
(c) PHC말뚝의 선단지지관(120)이 액상화된 슬라임(310)을 통과하여 지지층(G1)에 도달하도록 하는 단계;를 포함하며,
상기 (a)단계의 PHC말뚝부(110) 내부로 선단지지관(120)의 선단까지 연장되어 고압으로 분사시킨 압축공기에 의하여 천공홀의 슬라임을 교란시키는 압축공기분사기(220)가 설치되며,
상기 (b)단계의 그라우트 분사기(210)는 선단에 분사노즐(211)이 형성된 분사관(212)을 포함하도록 구성되며, 상기 분사관은 이중관 즉 외관(212a)이 선단지지관(120) 내측으로 연장되어 있고, 외관 내부에 삽입된 내관(212b)을 통해 연장길이를 조정해 가면서 고압의 그라우트(G2)를 분사노즐을 통해 슬라임(310)을 교란 및 액상화시키며, 상기 압축공기 분사기(220)는 선단에 분사노즐(221)이 형성된 분사관(222)을 포함하도록 구성되며, 상기 분사관은 이중관 즉 외관(222a)이 선단지지관(120) 내측으로 연장되어 있고, 외관 내부에 삽입된 내관(222b)을 통해 연장길이를 조정해 가면서 고압의 압축공기를 분사노즐을 통해 슬라임(310)을 교란시키는 분사기를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 시공방법.
제 6항에 있어서,
상기 (a) 단계의 선단지지관(120)의 저면에 형성된 절개홈(122)은 선단지지확장재(123) 저면을 따라 다수가 서로 이격되어 선단지지관 내측으로 연장되도록 형성된 방사형홈(122a)과 방사형홈(122a)을 원주방향으로 관통하는 원주방향홈(122b)으로 형성되며 상기 방사형홈(122a)과 원주방향홈(122b)은 저면이 모두 개방되도록 형성되어,
상기 (c) 단계에서, 지지층(G1)에 도달된 PHC말뚝의 선단지지관(120) 내측으로부터 교란되어 액상화된 슬라임이 상기 절개홈(122)을 통해 이동할 수 있도록 하여 액상화된 슬라임이 경화되어 선단지지관(120)과 서로 일체화 되도록 하는 분사기를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 시공방법.
제 6항에 있어서,
상기 (b) 단계의 고압으로 분사시킨 그라우트는 지지층 상부의 지반(320)을 더 교란 및 액상화시켜 선단지지관(120)이 교란 및 액상화된 슬라임(310) 및 지반(320)을 통과하여 선단지지관(120)이 지지층에 도달하도록 하는 분사기를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 시공방법.
(a) 천공홀(300) 선단까지 연장되도록 그라우트분사기(210)를 설치하여 고압으로 분사시킨 그라우트에 의하여 천공홀의 슬라임(310)을 교란시켜 액상화 시키는 단계;
(b) 하단 외주면의 두께가 증가되도록 형성되는 것으로서 절개홈(122)이 저면에 형성된 선단지지확장재(123)가 형성된 선단지지관(120)을 PHC말뚝부(110)의 하부에 일체로 형성시킨 후, 천공홀(300)에 삽입하여 액상화된 슬라임(310)에 접하도록 하는 단계; 및
(c) PHC말뚝의 선단지지관(120)이 액상화된 슬라임을 통과하여 지지층(G1)에 도달하도록 하는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계의 선단지지관(120)의 저면에 형성된 절개홈(122)은 선단지지확장재(123) 저면을 따라 다수가 서로 이격되어 선단지지관 내측으로 연장되도록 형성된 방사형홈(122a)과 방사형홈(122a)을 원주방향으로 관통하는 원주방향홈(122b)으로 형성되며 상기 방사형홈(122a)과 원주방향홈(122b)은 저면이 모두 개방되도록 형성되어, 상기 (c) 단계에서, PHC말뚝을 경타하여 지지층(G1)에 도달된 PHC말뚝의 선단지지관(120) 내측으로부터 교란되어 액상화된 슬라임이 상기 절개홈(122)을 통해 이동되어, 액상화된 슬라임이 경화되어 선단지지관(120)과 서로 일체화 되도록 하는 분사기를 이용한 선단지지관이 구비된 PHC말뚝 시공방법.
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