KR101705256B1

KR101705256B1 - 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법

Info

Publication number: KR101705256B1
Application number: KR1020160036988A
Authority: KR
Inventors: 김인호
Original assignee: 김인호
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-02-10

Abstract

지반에 회전 삽입시켜 시공되는 헬리칼 말뚝오거를 이용하여 지반을 회전 교란시키고, 삽입파일을 헬리칼 말뚝오거 내부로 삽입한 후 견질지지층에 지지되도록 한 상태에서, 삽입파일 주위의 교란된 지반에 헬리칼 말뚝오거에 설치된 주입관을 통해 그라우팅재를 분사 시켜 파일을 시공하는 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법에 관한 것이다.

Description

분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법{PILE CONSTRUCTION METHOD USING HELIX AUGER AND PILE GROUTING}

본 발명은 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지반에 회전 삽입시켜 시공되는 헬리칼 오거를 이용하여 지반을 회전 교란시키고, 삽입파일(마이크로 파일)을 헬리칼 오거와 일체로 함께 견질지지층에 지지되도록 한 상태에서, 삽입파일 주위의 교란된 지반에 헬리칼 오거 내부로 삽입 설치된 주입관을 통해 그라우팅재를 분사 시켜 파일을 시공하는 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법에 관한 것이다.

구조물 지지용 말뚝 또는 지반 보강용 말뚝의 시공방법의 하나로 직경이 비교적 작은 헬리칼 말뚝을 이용하는 방법이 있다.

도 1a는 종래 헬리칼 말뚝(20)의 시공단면도를 도시한 것인데(특허 제 10-1436307호), 상기 헬리칼 말뚝은 통상 속이 빈 관 형태의 말뚝으로서 외주면에 나선형 회전날개부(21)가 다수 이격되어 헬리칼 말뚝(20)을 지반에 회전시켜 삽입시키는 방법으로 말뚝을 설치하게 된다.

이와 같은 헬리칼 말뚝(20)은 지반에 회전 삽입시킨 이후에는 헬리칼 말뚝(20) 두부를 지지판(미도시)에 정착너트(50)를 이용하여 정착시키는 방식으로 설치한다.

이때 헬리칼 말뚝(20)의 제한적 길이(시공, 운반 등의 이유)에 의하여 서로 연결시켜야 할 경우에는 헬리칼 말뚝(20)의 연결단부가 서로 겹쳐져 삽입되도록 한 후에 상기 연결단부를 관통하는 볼트와 너트와 같은 체결부재(40)를 이용하게 된다.

이러한 종래 헬리칼 말뚝(20)은 구조물의 하중을 지반에 전달하는 말뚝으로서 지반에 회전날개부(21)에 의하여 지반에 회전시켜 삽입시킨 후 영구 매립되도록 시공하는 것이 통상적이다.

이에 종래 헬리칼 말뚝(20)은 지반에 회전 삽입시키는 과정에 있어 지반의 삽입 저항이 커지기 때문에 상대적으로 직경이 크지 않은 소구경 말뚝으로 많이 이용되며 인발저항도 가능하며 공벽유지를 위한 케이싱을 사용하지 않아도 되는 장점이 있게 된다.

하지만 이러한 헬리칼 말뚝(20)은 회전날개부를 어떻게 형성시키는 가에 따라 회선 삽입의 효율에 있어 차이가 있으며 이에 회전날개부의 형상 및 그 형성방법의 예를 도시한 것이 도 1b 및 도 1c이다.(특허 제 10-1436307호)

즉, 도 1b에 의하면 헬리칼 말뚝의 회전날개부(11)는 링형 회전날개부 일부를 절단하여 상하로 절단단면이 상하방향으로 이격되도록 하여 헬리칼 말뚝의 외주면에 형성되어, 헬리칼 말뚝 회전 시 절단단면(A)이 회전하면서 지반(G)을 전단 파괴시켜 가면서 회전 삽입되도록 하고 있음을 알 수 있다.

또한 도 1c에 의하면, 헬리칼 말뚝(20)의 회전날개부(12)는 도 1b에 의한 회전날개부(11)와 달리 링형 회전날개부를 반으로 절단하고 2개의 반원형 회전날개부(12)를 상하로 절단단면이 경사지게 이격되도록 배치하여 헬리칼 말뚝 회전 시 절단단면이 (A1)회전하면서 지반(G)을 전단 파괴시켜 가면서 회전 삽입되도록 하되, 절단단면부(A1)가 2개의 절단단면부(A11,A12)로 구분되도록 하여 당초 절단단면부(A1)보다 작은 절단 단면적을 가지도록 서로 각을 이루면서 회전 삽입 효율을 증대시키고 있음을 알 수 있으며, 직진성을 확보하기 위한 보조수단이 관 형태의 포인터(13)를 추가로 형성시키고 있음을 알 수 있다.

결국, 종래 헬리칼 말뚝은 연장길이에 제한에 따른 연결문제, 직진성 확보, 회전 삽입을 위한 회전날개부의 형상에 따른 효율성이 매우 중요한 요인이 됨을 알 수 있다.

나아가 도 1d에 의하면 종래 헬리칼 말뚝(10)에 있어 복합고결재를 이용하는 예를 살펴볼 수 있다.(특허 제 10-1436307호)

지반에 회전날개부(11,12)를 구비한 헬리칼 말뚝(20)을 회전 삽입시키고, 상기 회전 삽입에 의하여 교란된 지반에 복합고결재(30)를 주입하는 단계를 포함하여, 상기 복합고결재에 의하여 헬리칼 말뚝의 주위에 교란된 지반이 경화되도록 하며, 상기 복합고결재를 지표면으로부터 주입하기 위하여 있어 지표면 부근의 교란된 지반이 붕괴되지 않도록 원통형의 가이드부(40)를 지표면 부근의 교란된 지반에 삽입시킨 후 복합고결재가 주입되도록 하고 있음을 알 수 있다.

하지만 이러한 방법은 헬리칼 말뚝(20)의 회전날개부(11,12) 위쪽의 지표면에서 교란된 지반에 직접 고압으로 복합고결재(40)를 주입하는 방식으로 헬리칼 말뚝(20)을 영구말뚝으로 매입시키는 방식을 전제로 한 것이고 가이드부(40)를 설치해야 하는 등 시공성에 있어 다소 제한이 있었다.

이에 본 발명은 종래 헬리칼 말뚝의 회전 삽입에 의한 지반 교란 효과를 이용하되, 별도의 케이싱 없이 삽입파일(마이크로 파일)을 헬리칼 말뚝오거와 함께 견지지지층까지 도달 시킨 후, 헬리칼 말뚝오거 내부로 주입관을 이용하여 삽입파일 주위의 교란된 지반에 그라우팅재를 압입시켜 주입하여 삽입파일 주위에 확장된 파일을 시공할 수 있는 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한, 헬리칼 말뚝오거의 회전날개부 제작비용을 절감하여 회전 압입도 용이하면서도 보다 경제적인 헬리칼 말뚝오거 제작이 가능한 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 헬리칼 말뚝오거 내부로 함께 삽입 설치되는 삽입파일은 선단이 결질지지층에 효과적으로 지지될 수 있도록 함으로서 보다 안정적이고 효과적인 하중 지지가 가능한 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

이에 본 발명은 종래 헬리칼 말뚝을 헬리컬 오거로 이용(헬리칼 말뚝오거)하여 지반에 회전 삽입된 헬리칼 말뚝오거를 케이싱 삼아 분리식 선단부를 이용하여 함께 삽입파일을 삽입하여 선단부가 지지층에 도달하도록 하고, 삽입파일을 영구 매입 시킨 상태에서 분리식 선단부를 간단하게 분리한 후, 헬리칼 말뚝오거를 역회전시켜 인발시킨 후, 이 과정에서 교란된 지반에 삽입파일 주위에 헬리칼 말뚝오거를 통해 삽입된 주입관을 이하여 그라우팅재를 압입 주입하여 주입하여 마이크로 말뚝이 지중에 그라우팅재와 함께 일체화되도록 하게 된다.

이를 위해 본 발명은

(a) 중공관 외주면에 형성된 회전날개부를 포함하는 헬리칼 말뚝오거를 제작한 후, 상기 중공관 선단부에 일체로 분리식 선단부를 체결시킴과 더불어 상기 중공관 내부에 삽입파일이 하방 삽입되어 삽입파일 선단부가 분리식 선단부에 일체화되도록 하여 상기 중공관이 케이싱 역할을 하여 삽입파일도 함께 지반에 회전 압입되어 견질지지층(G1)까지 도달될 수 있도록 하는 단계; (b) 상기 삽입파일을 회전시켜 분리식 선단부(210)와 함께 헬리칼 말뚝오거(100)의 선단부로부터 삽입파일과 함께 분리식 선단부를 분리시키는 단계; 및 (c) 상기 중공관 내부로 주입관을 통하여 삽입파일 주위에 그라우팅재를 압입 주입하면서 헬리칼 말뚝오거를 상방으로 인발 시키는 단계;를 포함하며, 상기 (b) 단계의 분리식 선단부의 분리는, 분리식 선단부를 소켓구체로 형성되도록 하여 삽입파일의 선단부가 중앙체결부(B1)에 회전 체결되어 일체로 세팅되며, 상기 분리식 선단부는 외주면에 외주체결부(B2)가 형성되어 상기 외주면이 중공관의 선단부 내주면(D)에 회전 체결되며, 상기 분리식 선단부를 일방향으로 중공관의 선단부에 체결시킨 후, 상기 삽입파일의 선단부를 분리식 선단부의 중앙체결부(B1)에 일방향과 역방향으로 체결을 완료시켜, 상기 체결 완료된 삽입파일을 역방향으로 계속 회전시켜 분리식 선단부가 삽입파일의 선단부로부터 하방으로 회전하면서 분리될 수 있도록 하며, 상기 (b) 단계에서, 상기 분리식 선단부와 함께 헬리칼 말뚝오거의 선단부로부터 분리된 삽입파일은 (c) 단계에서, 헬리칼 말뚝오거에 설치된 주입관을 통해 교란된 지반으로 압입 주입된 그라우팅재와 믹싱되어 경화되도록 하여 삽입파일 주위에 확장 파일(P)이 형성되도록 하되, 상기 분리식 선단부에 형성된 회전날개부가 확장 파일(P)의 선단부에 매립되도록 하는 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법을 제공하게 된다.

또한 바람직하게는

상기 (a) 단계의 회전날개부는

원형강재판을 절반으로 절단하여 반원형 회전날개부를 형성시키되, 상기 반원형 회전날개부의 절단면 중앙부로부터 돌출되도록 원호 형태의 돌출걸림부를 형성시키고, 이때 상기 돌출걸림부에는 타원형 걸림홈이 관통 형성되도록 하여, 상기 타원형 걸림홈은 타원형으로 형성되어 있어 무게에 의하여 중공관 외주면에 경사지게 배치될 수 있도록 하게 된다.

삭제

본 발명에 의한 헬리칼 말뚝오거는 삽입파일(마이크로 파일)의 케이싱 역할을 하면서, 인발시켜 재사용이 가능하여 보다 효율적이고 경제적인 말뚝 시공이 가능하게 된다.

또한 헬리칼 말뚝오거의 회전날개부를 보다 경제적으로 제작할 수 있어 시공성 및 경제성을 더욱 효과적으로 확보할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 삽입파일은 선단부가 견질지지층에 도달할 수 있도록 쐐기형으로 형성되도록 보다 효과적인 하중지지가 가능한 말뚝 시공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 헬리칼 말뚝의 시공사시도,
도 1b는 종래 헬리칼 말뚝의 회전날개부 작용사시도,
도 1c는 종래 복합고결재를 이용한 헬리칼 말뚝의 시공도,
도 1d는 종래 헬리칼 말뚝에 있어 복합고결재를 이용하는 시공예시도,
도 2a는 본 발명의 헬리칼 말뚝오거의 구성사시도,
도 2b는 본 발명의 삽입파일과 헬리칼 말뚝오거의 결합구성도,
도 2c 및 도 2d는 헬리칼 말뚝오거와 분리식 선단부의 결합구성도 및 그라우팅재의 시공도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 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.

[ 본 발명의 헬리칼 말뚝오거(100)와 삽입파일(200) ]

도 2a는 본 발명의 헬리칼 말뚝오거(100)의 구성사시도를 도시한 것이고, 도 2b는 삽입파일(200)과 헬리칼 말뚝오거(100)의 결합구성도, 도 2c 및 도 2d는 헬리칼 말뚝오거(100)와 분리식 선단부(210)의 결합구성도 및 그라우팅재 시공구성도를 도시한 것이다.

먼저 도 2a와 같이 본 발명의 헬리칼 말뚝오거(100)는 중공관(110) 및 회전날개부(120)를 포함하여 구성된다.

이러한 헬리칼 말뚝오거(100)는 회전수단으로 일방향(예컨대 시계방향)으로 회전하면서 지반에 삽입되어 말뚝이 시공될 지반을 교란시키면서, 내부로 삽입파일(200)이 삽입 될 수 있도록 하여 삽입파일(200)의 케이싱(Casing) 역할을 하도록 하고, 최종 삽입파일(200)이 세팅되면 역회전되어 인발시켜 재사용이 가능하도록 하게 된다.

이에 상기 중공관(110)은 도 2a와 같이 후술되는 삽입파일(200)이 삽입될 수 있을 정도의 직경을 가진 강재 중공관을 이용하면 되고, 일정한 연장길이를 가지게 되어 필요시 통상의 다양한 연결수단을 이용하면 된다. 예컨대 도 1a와 같은 연결단부를 관통하는 볼트와 너트와 같은 체결부재(40)등을 이용하면 된다.

상기 회전날개부(120)는 중공관(110) 외주면에 다수가 서로 상,하로 이격되어 형성되는 것으로서 회전날개부가 회전하면서 지반을 전단 파괴시켜 헬리칼 말뚝오거(100)가 지반에 회전 삽입되도록 하게 된다.

이러한 회전날개부(120)는 도 1b와 도 1c와 같은 다양한 방법으로 형성시킬 수 있지만 본 발명에 의한 회전날개부(120) 제작방법을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 도 2a와 같이 먼저, 일정한 두께를 가진 원형강재판을 구비하고, 절반으로 절단하여 반원형 회전날개부(121)를 형성시키되,

반원형 회전날개부의 절단면 중앙부로부터 돌출되도록 원호 형태의 돌출걸림부(122)를 형성시키게 된다.

이때 상기 돌출걸림부(122)에는 타원형 걸림홈(123)이 관통 형성되도록 하게 된다.

이에 상기 타원형 걸림홈(123)은 도 2a 및 도 2b와 같이 중공관(110)에 삽입됨에 있어 타원형으로 형성되어 있어 무게에 의하여 자연스럽게 중공관(110) 외주면에 경사지게 배치시킬 수 있게 된다.

이로서 2개의 타원형 걸림홈(123)이 형성된 반원형 회전날개부(121)를 상하로 절단단면(A)이 서로 경사지게 이격되도록 배치되도록 하게 되면 효율적으로 회전날개부(120)를 제작 및 설치 할 수 있으면서도 절단단면(A)이 회전하면서 지반(G)을 전단 파괴시켜 헬리칼 말뚝오거(100)의 회전 삽입이 가능하도록 할 수 있게 된다.

이러한 방식을 이용하게 되면 반원형 회전날개부(121)를 중공관(110) 외주면에 초기 세팅이 용이하게 되므로 용접 등에 의한 고정작업의 품질관리가 가능하게 되는 장점이 있게 된다.

나아가 미도시 하였지만 상기 타원형 걸림홈(123)이 형성된 반원형 회전날개부(121) 형성 시, 남은 반원형 회전날개부(124)도 함께 상하로 절단단면이 서로 경사지게 이격되도록 배치하여 회전날개부(120)를 형성시켜도 상관은 없다.

이로서 본 발명에 의한 회전날개부(120)는 원형 강재판을 가공하여 형성시키기도 용이하고 버려지는 부분이 거의 발생하지 않아 매우 효율적이게 되며 크기 및 설치개수는 헬리칼 오거의 연장길이 및 지반조건에 맞추어 변경하면 된다.

이로서 본 발명은 종래 헬리칼 말뚝을 헬리칼 오거로 이용하고 있음을 알 수 있다.

다음으로 도 2b 및 도 2c와 같이 삽입파일(200)과 헬리칼 말뚝오거(100)의 결합구성을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 삽입파일(200)은 분리식 선단부(210)를 이용하여 헬리칼 말뚝오거(100)의 선단부에 체결되도록 하게 되며 마이크로 파일을 이용할 수 있다.

이에 삽입파일(200)은 선단부에 슬레드와 같은 나사체결부가 형성되어 있게 되고, 이러한 나사체결부는 분리식 선단부(210)에 회전 체결되도록 하게 된다.

이때 상기 분리식 선단부(210)는 도 2c와 같이 소켓구체로 형성되도록 하여 중앙체결부(B1) 형성되어 있어 삽입파일(200)의 선단부가 예컨대 시계방향으로 회전 체결시켜 일체로 세팅되도록 하며, 원형 강봉 형태로 기성제품을 이용하면 된다.

이에 분리식 선단부(210)는 외주면에 외주체결부(B2)가 더 형성되어 외주면이 중공관(110)의 선단부 내주면(D)에 회전 체결되도록 하게 된다.

이에 도 2c와 같이 상기 분리식 선단부(210)를 일방향(예컨대, 반시계 방향)으로 중공관의 선단부에 체결시킨 후, 마이므로 파일(200)의 선단부를 분리식 선단부(210)의 중앙체결부(B1)에 일방향과 역방향(시계방향)으로 체결을 완료시키게 된다.

이에 체결 완료된 삽입파일(200)을 역방향(시계방향)으로 계속 회전시키게 되면 분리식 선단부(210)는 삽입파일(200)의 선단부로부터 하방으로 회전하면서 분리될 수 있도록 하게 된다.

결국, 본 발명은 헬리칼 말뚝오거(100)에 분리식 선단부(210)를 이용하여 마이이크로 파일(200)을 일체로 헬리칼 말뚝오거(100)와 삽입파일(200)을 회전 압입시키게 되는데, 이때 상기 분리식 선단부(210) 외주면에는 회전 압입에 저항을 감소시키기 위하여 회전날개부를 더 형성시키는 것이 바람직하다. 이러한 회전날개부는 분리식 선단부의 크기를 고려하여 도 1b와 같은 회전날개부를 이용하는 것이 바람직하다.

삭제

이에 마이이크로 파일(200)을 일체로 헬리칼 말뚝오거(100)와 삽입파일(200)을 회전 압입시킨 후, 삽입파일(200)과 분리식 선단부(210)를 함께 헬리칼 말뚝오거(100)로부터 분리시키고, 헬리칼 말뚝오거(100)만을 인발 될 수 있도록 하게 되면 헬리칼 말뚝오거(100)가 견질지지층에 지지되도록 하면서 헬리칼 말뚝오거(100)를 회수할 수 있게 된다.

이때 도 2d와 같이, 상기 견질지지층에 지지되도록 설치된 삽입파일(200)은 그라우팅재(220)로 교란된 지반과 일체로 경화되도록 하게 된다.

이로서, 상기 헬리칼 말뚝오거(100)를 인발하기 전에 주입관(230)을 내부에 삽입시키는 방식으로 주입관(230)을 통해 그라우팅재(220)를 삽입파일(200) 주위에 압입 분사시키면서 서서히 위로 인발 시키게 되면 교란된 지반(G2)에 그라우팅재(220)가 믹싱되면서 경화되어 삽입파일(200) 전체 연장에 걸쳐 주변의 지반과 삽입파일(200)이 일체화된 파일 시공이 가능하게 된다.

[ 본 발명의 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법 ]

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거(100)를 이용한 파일 시공방법의 순서도를 도시한 것이다.

먼저, 도 3a와 같이 지반(G)에 앞서 살펴본 헬리칼 말뚝오거(100)의 선단부에 앞서 살펴본 분리식 선단부(210)를 장착하고, 상기 분리식 선단부(210)에 삽입파일(200)을 장착시키게 된다.

이에 헬리칼 말뚝오거(100)와 분리식 선단부(210)에 의하여 일체화된 삽입파일(200)을 견질지지층(G1)에 지지되도록 회전 압입시키게 된다. 이는 결국 분리식 선단부(210)가 먼저 견질지지층(G1)이 도달하게 될 것이다.

이러한 헬리칼 말뚝오거(100)는 중공관(110) 외주면에 회전날개부(120)가 선단부에 형성되어 있음을 알 수 있으며 분리식 선단부(210)에도 회전날개부(120)가 형성되어 있으므로 효과적으로 견질지지층(G1)에 도달하게 되며 헬리칼 말뚝오거(100)의 중공관이 삽입파일의 케이싱 역할을 하게 된다.

이에 이러한 헬리칼 말뚝오거(100)의 회전 삽입시키면서 자연스럽게 삽입파일(200)도 함께 회전 삽입 시킬 수 있게 되며, 교란된 지반(G2)이 1차적으로 형성되어 추후 그라우팅재(220)의 압입 주입이 용이하게 된다.

다음으로는 도 3b와 같이, 헬리칼 말뚝오거(100)의 중공관(110) 내부의 삽입파일(200)의 두부를 회전시키는 방식으로 삽입파일(200)을 헬리칼 말뚝오거(100)의 중공관(110)의 선단부로부터 분리시키게 된다.

이를 위해 삽입파일(200)이 견질지지층에 도달했다고 판단되는 시점에 약간 역회전시켜 상기 분리 가능한 공간을 확보할 수 있도록 하면 된다.

이에 분리식 선단부(210)가 분리되면 헬리칼 말뚝오거(100)의 중공관(110) 내부로 주입관(230)을 삽입하여 주입관의 선단부가 중공관(110) 저면 아래쪽 측방으로 향할 수 있도록 하여 그라우팅재(220)가 압입 주입될 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 도 3c와 같이, 헬리칼 말뚝오거(100)는 역회전 시키면서 서서히 인발시켜 교란된 지반을 다시 한번 교란 시켜 가면서 주입관(230)을 통해 그라우팅재(220)의 압입 분사 시키게 된다. 이에 보다 넓은 영역으로 그라우팅재(220)가 분산되도록 하는 효과를 가지게 된다.

이때 미도시한 트레미관 또는 팩커를 사용하는 방식도 이용할 수 있으므로 이는 다단으로 삽입파일(200)의 선단부로부터 그라우팅재의 압입 주입이 이루어지도록 하여 최종 삽입파일(200) 주위에 교란된 지반에 그라우팅재(220)가 주입되어 경화되면 최종 삽입파일(200)은 영구적인 말뚝 형태로 지반에 남아 있어 전달되는 하중을 지반에 분산시키고, 경화된 그라우팅재(220)는 파일의 지지면적을 넓히는 효과(P:확장파일)가 있어 파일 1개당 지지성능을 높일 수 있게 된다.

또한 헬리칼 말뚝오거(100)는 회수하여 재사용이 가능하며, 인발 시 교란된 지반을 다시 교란시키는 효과에 의하여 그라우팅재(220)의 압입 분사가 매우 용이해지게 되며 삽입파일(200)을 견질지지층(G1)까지 신속하게 도달시킬 수 있어 파일의 하중 지지능력은 매우 증진될 수 있음을 알 수 있다.

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: 헬리칼 말뚝오거 110: 중공관
120: 회전날개부 121,124: 반원형 회전날개부
122: 돌출걸림부 123: 타원형 걸림홈
200: 삽입파일 210: 분리식 선단부
220: 그라우팅재 230: 주입관
G: 지반 G1: 견질지지층 G2: 교란된 지반

Claims

(a) 중공관(110) 외주면에 형성된 회전날개부(120)를 포함하는 헬리칼 말뚝오거(100)를 제작한 후, 상기 중공관 선단부에 일체로 분리식 선단부(210)를 체결시킴과 더불어 상기 중공관(110) 내부에 삽입파일(200)이 하방 삽입되어 삽입파일 선단부가 분리식 선단부(210)에 일체화되도록 하여 상기 중공관(110)이 케이싱 역할을 하여 삽입파일(200)도 함께 지반에 회전 압입되어 견질지지층(G1)까지 도달될 수 있도록 하는 단계;
(b) 상기 삽입파일(200)을 회전시켜 분리식 선단부(210)와 함께 헬리칼 말뚝오거(100)의 선단부로부터 삽입파일(200)과 함께 분리식 선단부(210)를 분리시키는 단계; 및
(c) 상기 중공관(110) 내부로 주입관(230)을 통하여 삽입파일 주위에 그라우팅재를 압입 주입하면서 헬리칼 말뚝오거(100)를 상방으로 인발 시키는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계의 분리식 선단부(210)의 분리는, 분리식 선단부(210)를 소켓구체로 형성되도록 하여 삽입파일(200)의 선단부가 중앙체결부(B1)에 회전 체결되어 일체로 세팅되며, 상기 분리식 선단부(210)는 외주면에 외주체결부(B2)가 형성되어 상기 외주면이 중공관(110)의 선단부 내주면(D)에 회전 체결되며, 상기 분리식 선단부(210)를 일방향으로 중공관(110)의 선단부에 체결시킨 후, 상기 삽입파일(200)의 선단부를 분리식 선단부(210)의 중앙체결부(B1)에 일방향과 역방향으로 체결을 완료시켜, 상기 체결 완료된 삽입파일(200)을 역방향으로 계속 회전시켜 분리식 선단부(210)가 삽입파일(200)의 선단부로부터 하방으로 회전하면서 분리될 수 있도록 하며,
상기 (b) 단계에서, 상기 분리식 선단부(210)와 함께 헬리칼 말뚝오거의 선단부로부터 분리된 삽입파일(200)은 (c) 단계에서, 헬리칼 말뚝오거에 설치된 주입관(230)을 통해 교란된 지반으로 압입 주입된 그라우팅재(220)와 믹싱되어 경화되도록 하여 삽입파일(200) 주위에 확장 파일(P)이 형성되도록 하되,
상기 분리식 선단부(210)에 형성된 회전날개부(120)가 확장 파일(P)의 선단부에 매립되도록 하는 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 회전날개부(120)는
원형강재판을 절반으로 절단하여 반원형 회전날개부(121)를 형성시키되, 상기 반원형 회전날개부의 절단면 중앙부로부터 돌출되도록 원호 형태의 돌출걸림부(122)를 형성시키고, 이때 상기 돌출걸림부(122)에는 타원형 걸림홈(123)이 관통 형성되도록 하여, 상기 타원형 걸림홈(123)은 타원형으로 형성되어 있어 무게에 의하여 중공관(110) 외주면에 경사지게 배치될 수 있도록 하는 분리식 선단부를 구비한 헬리칼 말뚝오거를 이용한 파일 시공방법.
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