KR101714464B1

KR101714464B1 - 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101714464B1
Application number: KR1020160070966A
Authority: KR
Inventors: 이강수
Original assignee: 이강수; 주식회사 지오이엔비
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-04-04
Anticipated expiration: 2036-06-08

Abstract

마이크로 파일에 있어 단일강관 또는 이중강관을 이용하여 지표면 구간의 하중 저항성능을 증진시킬 수 있고 확대기초와의 일체성 확보가 용이하여 보다 경제적인 시공이 가능한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법이 개시된다.

Description

두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법{COMPOSITE PILE AND THE CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로서 마이크로 파일에 있어 단일강관 또는 이중강관을 이용하여 지표면 구간의 하중 저항성능을 증진시킬 수 있고 확대기초와의 일체성 확보가 용이하여 보다 경제적인 시공이 가능한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 파일두부보강장치를 도시한 것이다(대한민국 특허 제 10-1027788: PHC 파일의 두부보강 구조물).

즉, 심부에 공동(11)이 형성되고, 방사상으로 다수의 긴장재(12)가 설치된 PHC 파일의 두부보강 구조물에 있어서, 상기 긴장재(12)의 사이 영역에 관통공(13)이 형성된 PHC 파일의 본체(10); 관통공(13)을 관통하여 외측 및 내측의 상부로 연장되어, 본체(10)와 일체로 거동하도록 U자형 구조로 설치된 보강철근(20); 긴장재(12) 및 보강철근(20)과 일체로 형성된 확대기초;를 포함하는 PHC 파일의 두부보강 구조물이 개시되어 있다.

즉, U자형 구조로 설치된 보강철근(20)은 두부보강장치로서 다수의 철근조립체로 설치되도록 하되 PHC 파일의 본체(10)와의 연결을 PHC 파일의 상단에 형성시킨 관통공(13)에 철근조립체의 일부 보강철근이 관통되도록 한 후, 채움콘크리트(C)에 의하여 두부보강장치를 PHC 파일의 본체(10)과 일체화되도록 한 것임을 알 수 있다.

하지만 이러한 두부보강장치는 PHC 파일과 같은 콘크리트 파일에 적용하기 위한 것으로서 마이크로 파일과 같은 강봉에 적용하는 예는 달리 개시하고 있지 못하고 있음을 알 수 있다.

도 1b는 종래 선단지지력 및 주면마찰력 확보가 가능한 복합파일의 시공단면도이다(대한민국 특허 제 10-1413593호: 선단지지력 및 주면마찰력 확보가 가능한 복합파일의 시공방법.)

즉, 지반에 형성된 천공홀(50) 내부에 삽입되도록 설치되며 선단부에 선단지지판(31)이 형성된 강관(30); 상기 강관(30)의 선단지지판(31) 상면에 지지되도록 설치된 정착장치(20)와 선단지지판(31)을 관통하여 강관(30) 및 천공홀(50) 내부에 배치되도록 세팅된 소구경 파일체(10); 및 상기 천공홀(50)과 강관(30) 내부에 소구경 파일체(10)가 매립되도록 주입된 그라우팅재(40);를 포함하여, 상기 정착장치(20)와 강관(30)에 형성시킨 선단지지판(31)에 의한 선단부 폐쇄효과 및 정착장치(20)의 하부에 형성된 그라우팅재(40)에 의하여, 소구경 파일체(10)가 상기 강관에 의한 선단지지력을 확보할 수 있도록 한 것이다.

즉, 종래 강봉을 사용하는 마이크로 파일과 소구경 강관파일의 장점을 살린 복합파일(강관과 마이크로파일의 합성)을 제공함으로서 특히 지반에 잔류시킨 케이싱과 강봉을 사용하는 마이크로 파일과 같이 강재의 이중사용을 전제로 하는 설계와 대비하여 보다 경제적인 소구경 파일체 시공이 가능하게 되며 나아가 본 발명은 선단지지력을 확보할 수 있는 만큼 주면마찰력 확보를 위해 필요한 소구경 파일체 설치량을 획기적으로 줄일 수 있도록 한 것이다.

하지만 역시 복합파일에 있어서 확대기초와의 최적화된 두부보강장치는 달리 개시하고 있지 않음을 알 수 있다.

나아가 도 1c는 종래 복합파일에 있어 이중관을 이용하는 예가 소개되어 있다(일본 등록특허 제 4617315호: 마이크로 파일 및 그 시공방법).

즉, 마이크로파일(61)은 내부관(62) 내부에 간격재(63)를 이용하여 내부관(62) 중앙에 배치되도록 하고 있으며,

특히 기초(70) 부근의 마이크로파일(61) 상단에는 외부관(64)을 더 배치함으로서 지표면 근처에 작용하는 휨 모멘트에 대한 저항성능을 충분히 확보하도록 한 것임을 알 수 있다.

하지만 이러한 종래 복합파일 형태로 시공되는 마이크로 파일들은 각각의 구성을 별개로 시공하는 과정을 거치게 되어 작업성이나 시공성에 있어 한계가 있을 수밖에 없다는 문제점이 있었다. 또한 기초 부근에 설치된 외부관(64)은 내부관과의 연결장치가 없어 내부관(62)과 일체로 형성된 파일체로 보기에는 무리가 있다는 한계가 있었다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 마이크로파일을 이용하되 확대기초의 일체화를 위하여 사용되는 최적화된 두부보강장치를 제공할 수 있는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은 마이크로 파일의 연장길이에 따른 강관을 단일 강관 또는 이중강관 형태로 임의로 적용할 수 있도록 하되 이중강관의 경우 외부관과 내부관의 간단한 연결장치를 제공할 수 있도록 하여 선단지지력(P1)과 복합파일과 주위지반과의 마찰력(T), 외부강관 하단의 선단지지력(P2)으로 하중을 효과적으로 지지할 수 있는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은 이중강관의 경우 선단지지력을 확보하기 위한 외부관과 내부관의 연결부위에 있어 하중저항을 최소화시켜 보다 안정적인 복합파일 시공이 가능한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 예컨대, 천공홀에 시공된 이중강관으로서, 서로 연결된 상부강관체와 하부강관체 내부에 삽입되어 지지층까지 선단이 연장되며 두부가 지표면 상방으로 노출된 마이크로파일; 및 상기 이중강관 상단에 설치되는 두부보강장치;를 포함하되, 상기 두부보강장치는 하단이 상기 이중강관의 상단에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 이중강관 내부로 연장되도록 절곡되는 갈고리 형태로 형성되며, 상단이 마이크로파일의 두부에 형성된 정착플레이트의 상면에 걸려지도록 수평절곡된 두부보강철근으로서, 상기 두부보강철근은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근의 상단을 정착플레이트의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시킬 수 있도록 하며, 상기 상부강관체와 하부강관체는 이중강관으로서 외부강관과 내부강관을 일체화시켜 형성시킨 것으로서, 상기 외부강관)과 내부강관은 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관과 내부강관 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관이 서로 일체화되어 형성되며, 상기 외부강관의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 것으로서, 상단관통홀(H)이 상기 상부강관체에 연통되도록 형성시키게 된다.

삭제

본 발명에 의한 복합파일은 단일강관 또는 이중강관에 있어서도 두부보강장치의 상단은 마이크로파일 상단의 정착플레이트에 장력을 주면서 간단하게 장착시킬 수 있고, 하단은 채움콘크리트에 매립되도록 하여 소요의 정착길이를 최소화시킬 수 있어 보다 효율적이고 경제적인 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 의한 복합파일에 의하여 지표면 근처의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항하면서, 기초와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있도록 있도록 하되, 마이크로 파일의 연장길이에 따라 선택적인 강관 채택이 가능하여 보다 효율적인 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 의한 이중강관의 경우 외부관과 내부관의 단차진 연결부위에 있어 하중저항을 최소화시켜 보다 안정적인 복합파일 시공이 가능한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 파일두부보강장치 예시도,
도 1b는 종래 선단지지력 및 주면마찰력 확보가 가능한 복합파일의 시공단면도
도 1c는 종래 이중관 형태의 복합파일 시공단면도,
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f 및 도 2g는 본 발명의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일의 두부보강장치 설치상태도 및 상단캡)의 설치도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시예 1,2,3에 의한 복합파일의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일의 시공단면도,
도 3d는 본 발명의 하단 강관연결장치의 예시도,
도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예 1,2,3에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 시공방법 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 두부보강장치 ]

도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)의 두부보강장치 설치상태도를 도시한 것으로서 간단하게 두부보강철근을 사용하는 것만으로 복합파일의 두부보강장치 설치가 가능하다는 것을 특징으로 하게 된다.

먼저 도 2a를 기준으로 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)에 설치된 두부보강장치를 살펴보면

먼저, 상기 마이크로파일(110)은 상단이 상부강관체를 구성하는 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)로 서로 일체화되어 있음을 알 수 있다.

이러한 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)는 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이에 다수가 서로 이격되도록 하여 설치됨을 알 수 있다.

또한 상기 마이크로파일(110)의 두부는 확대기초(300)로 지표면으로부터 상방으로 연장 돌출되도록 하되 원판 형태의 정착플레이트(150)를 관통하여 정착너트에 의하여 체결 고정되어 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 두부보강장치는 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)이 이용되고 있음을 알 수 있다.

이러한 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130)과 내부강관(140)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 내부강관(140) 내부로 연장되어 상방으로 절곡되는 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되어 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화(강결)됨으로서 두부보강철근(210)의 정착길이를 감소시키는 역할을 하게 되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 용접에 의하여 완전히 일체화시킬 수 있도록 함으로서 작용하중에 이탈 등에 의한 하자가 발생하지 않도록 하게 된다.

이때 상기 두부보강철근(210)은 도 2a에서는 외부강관(130)의 외주면을 따라 다수개가 서로 이격되어 설치되도록 하되 4개가 서로 대향되도록 배치되어 있고 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)는 두부보강철근(210) 사이사이에 배치되도록 하고 있어 서로 간섭되지 않도록 하게 됨을 알 수 있다.

상기 두부보강철근(210)의 상단은 최종 확대기초(300)에 매립되도록 하여 두부보강장치는 다수개의 두부보강철근(210)을 이용하는 것만으로 하중 전달 및 강결 설치 및 정착길이 감소가 가능하게 되어 매우 경제적인 복합파일에 있어 두부보강장치로 설치 가능함을 알 수 있다.

다음으로 도 2b를 기준으로 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)을 살펴보면 상기 마이크로파일(110)은 역시 상단이 상부강관체를 구성하는 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)로 서로 일체화되어 있음을 역시 알 수 있다.

이러한 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)는 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이에 다수가 서로 이격되도록 하여 설치됨을 알 수 있으며,

또한 상기 마이크로파일(110)의 두부는 확대기초(300)로 지표면으로부터 상방으로 연장 돌출되도록 하되 원판 형태의 정착플레이트(150)를 관통하여 정착너트에 의하여 체결 고정되어 있음을 역시 알 수 있다.

이에 본 발명의 두부보강장치는 상단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)이 이용되고 있음을 알 수 있으며 하단은 수평으로 절곡되어 내부강관의 내부로 연장되도록 함에 도 2a와 차이가 있게 된다.

즉, 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130)과 내부강관(140)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 내부강관(140) 내부로 수평 연장되도록 절곡되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평 절곡되어 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)의 하단은 내부강관(140)의 내측면에 고정볼트(220)로 고정되도록 하고 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화(강결)됨으로서 역시 두부보강철근(210)의 정착길이를 감소시키는 역할을 하게 되고, 하단이 강결된 상태에서 일정한 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 용접에 의하여 완전히 일체화시킬 수 있도록 하여 작용하중에 이탈등에 의한 하자가 발생하지 않도록 하게 된다.

이때 상기 두부보강철근(210)은 역시 외부강관(130)의 외주면을 따라 다수개가 서로 이격되어 설치되도록 하되 서로 대향되도록 배치되도록 하고 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)는 두부보강철근(210) 사이사이에 배치되도록 하여 서로 간섭되지 않도록 함은 도 2a와 동일하다.

이로서 두부보강철근(210)의 상단은 최종 확대기초(300)에 매립되도록 하여 두부보강장치는 다수개의 두부보강철근(210)과 고정볼트(220)를 이용하는 것만으로 역시 하중 전달 및 강결 설치 및 정착길이 감소가 가능하여 매우 경제적으로 간단 설치 가능하게 된다.

다음으로 도 2c를 기준으로 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)을 살펴보면 역시 상기 마이크로파일(110)은 상단이 상부강관체를 구성하는 외부강관과 내부강관이 서로 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)로 서로 일체화되어 있음을 알 수 있다.

이러한 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130), 내부강관(140) 및 두부보강밴드(160)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 내부강관(140) 내부로 상방 연장되도록 절곡되어 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 두부보강밴드(160)는 복합파일(100)의 상단을 보강하는 역할을 하면서 상단관통홀(H)을 형성시킴에 따른 단면손실을 방지하는 기능을 가지게 된다.

이에 두부보강철근(210)은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화(강결)됨으로서 두부보강철근(210)의 정착길이를 감소시키는 역할을 하게 되고, 하단이 강결된 상태에서 일정한 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 용접에 의하여 완전히 일체화시킬 수 있도록 하여 작용하중에 이탈 등에 의한 하자가 발생하지 않도록 하게 됨은 동일하다.

이때 상기 두부보강철근(210)은 도 2c에서는 외부강관(130)의 외주면을 따라 다수개가 서로 이격되어 설치되도록 하되 4개가 서로 대향되도록 배치되어 있고 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)는 두부보강철근(210) 사이사이에 배치되도록 하고 있어 서로 간섭되지 않도록 하게 됨을 알 수 있다.

상기 두부보강철근(210)의 상단은 최종 확대기초(300)에 매립되도록 하여 두부보강장치는 다수개의 두부보강철근(210) 및 두부보강밴드(160)를 이용하는 것만으로 하중 전달 및 강결 설치 및 정착길이 감소가 가능하여 매우 경제적으로 설치 가능함을 알 수 있다.

다음으로 도 2d를 기준으로 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)을 살펴보면 상기 마이크로파일(110)은 역시 상단이 상부강관체를 구성하는 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)로 서로 일체화되어 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 두부보강장치는 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)이 이용되고 있음을 알 수 있으며 특히 두부보강철근(210)을 상단 강관연결장치(120)에 걸어 설치하도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 공간으로 수직 삽입되어 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)의 하부에 걸려지도록 상방 연장되도록 절곡되는 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 상단 강관연결장치(120)인 수직빔은 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 후술되는 도 2e와 대비하여 다소 짧게 형성되도록 하여 손쉽게 두부보강철근을 상단 강관연결장치(120)의 하부에 걸려지도록 함이 바람직하다.

이때 상기 두부보강철근(210)은 도 2d에서는 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 공간에 다수개가 서로 이격되어 설치되도록 하되 4개가 서로 대향되도록 배치되어 있는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)에 각각 걸려지도록 배치되어 있음을 알 수 있다.

상기 두부보강철근(210)의 상단은 최종 확대기초(300)에 매립되도록 하여 두부보강장치는 다수개의 두부보강철근(210)을 이용하는 것만으로 하중 전달 및 강결 설치 및 정착길이 감소가 가능하여 매우 경제적으로 설치 가능함을 알 수 있다.

다음으로 도 2e를 기준으로 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)을 살펴보면 상기 마이크로파일(110)은 역시 상단이 상부강관체를 구성하는 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)로 서로 일체화되어 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 두부보강장치는 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)이 이용되고 있음을 알 수 있으며 특히 두부보강철근(210)을 상단캡(230)을 이용하여 설치하도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130)의 외주면에 서로 이격되어 설치된 상단캡(230)의 하부로부터 삽입되어 상단캡 내부에 걸려 상방 연장되도록 절곡되어 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되어 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)은 달리 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화되지 않지만 상단캡(230)에 정착시켜 두부보강철근(210)의 정착길이를 감소시키는 역할을 하게 되고, 하단이 걸려진 상태에서 일정한 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 용접에 의하여 완전히 일체화시킬 수 있도록 하여 작용하중에 이탈 등에 의한 하자가 발생하지 않도록 하게 됨은 동일하다.

이때 상기 두부보강철근(210)은 도 2e에서는 외부강관(130)의 외주면에 다수개가 서로 이격되어 설치되도록 하되 4개가 서로 대향되도록 배치되어 있음을 알 수 있다.

상기 두부보강철근(210)의 상단은 역시 최종 확대기초(300)에 매립되도록 하여 두부보강장치는 다수개의 두부보강철근(210)과 상단캡(230)을 이용하는 것만으로 하중 전달 및 강결 설치 및 정착길이 감소가 가능하여 매우 경제적으로 설치 가능함을 알 수 있다.

다음으로 도 2f를 기준으로 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)을 살펴보면 상기 마이크로파일(110)은 역시 상단이 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)로 서로 일체화되어 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 두부보강장치는 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)이 이용되고 있음을 알 수 있으며 특히 두부보강철근(210)을 상단캡(230)을 이용하여 설치하도록 하고 있음을 알 수 있음은 도 2e와 동일하다. 단지 도 2e와 대비하여 외부강관(130)에 앞서 살펴본 두부보강밴드(160)가 더 형성되고, 이러한 두부보강밴드(160)에 상단캡(230)이 설치되어 있다는 점에 차이가 있다.

이에 두부보강철근(210)의 하단은 두부보강밴드(160)의 외주면에 서로 이격되어 설치된 상단캡(230)의 하부로부터 삽입되어 상단캡 내부에 걸려 상방 연장되도록 절곡되어 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되어 있음을 알 수 있다.

이때 상기 두부보강철근(210)은 도 2f에서는 외부강관(130)의 외주면에 형성된 상단캡(230)에 4개가 서로 대향되도록 배치되어 있음을 알 수 있으며,

상기 두부보강철근(210)의 상단은 역시 최종 확대기초(300)에 매립되도록 하여 두부보강장치는 다수개의 두부보강철근(210)을 이용하는 것만으로 하중 전달 및 강결 설치 및 정착길이 감소가 가능하여 매우 경제적으로 설치 가능함을 알 수 있다.

도 2g는 특히 상단캡(230)의 설치형태를 도시한 것이다.

즉, 상기 상단캡(230)은 좌측부터 단일강관의 외주면에 설치될 수도 있고, 단일강관의 외주면에 설치하되 보강편으로 보강되도록 할 수도 있고, 이중강관 즉 외부강관과 내부강관 사이에 보강편으로 보강되도록 할 수도 있고, 이중강관 즉 외부강관의 외주면에 형성되도록 할 수 도 있음을 알 수 있다.

[ 본 발명의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100) ]

도 3a, 도 3b, 도 3c는 본 발명의 복합파일(100)의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)의 시공단면도, 도 3d는 하단 강관연결장치(170)의 예시도이다.

본 발명에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)은 실시예 1,2,3으로 구분하여 설명하면 다음과 같다.

[ 실시예 1: 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)]

도 3a와 같이 실시예 1에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)은상부강관체(180)와 하부강관체(190)를 서로 연결하여 마이크로파일(110)을 시공하게 된다. 포함하여 구성된다.

먼저 상기 마이크로파일(110)은 외주면에 슬레드(나사부)가 형성된 구조용 강봉이다. 이러한 구조용 강봉은 일정한 길이로 제작된 것을 커플러를 이용하여 서로 연결시켜 원하는 길이로 준비하게 된다.

이에 도 3a와 같이 지반에 미리 형성시킨 천공홀(미도시)은 토사층(G1,연약층)을 관통하여 지지층(G2, 암반층)까지 연장되어 있음을 있다.

이에 마이크로파일(110)은 선단부가 지지층(G2) 내부까지 연장되도록 그 연장길이를 정하면 되고, 이로서 마이크로파일(110)은 지지층(G2)에 하중을 효과적으로 전달하는 역할을 하게 있게 된다.

또한 마이크로파일(110)의 두부에는 두부보강장치로서 간단하게 두부보강철근(210)의 하단이 상부강관체(180)의 상단에 형성된 수평관통홀(H)에 걸려지도록 하고, 상단이 정착플레이트(150) 상면에 걸려 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이러한 두부보강철근(210)은 확대기초(300)에 매립되어 확대기초(300)와 복합파일(100)의 구조적 일체성을 확보하면서 마이크로파일(110)의 두부를 효과적으로 보강하는 역할을 하게 된다.

다음으로 상기 상부강관체(180)와 하부강관체(190)는 천공홀의 직경에 대응하는 직경으로 형성된 강관을 이용하게 되고, 특히 복합파일에 있어 마이크로파일(110)이 짧게 시공될 필요가 있는 경우에 유용하며 단일강관으로 설치된다.

이에 도 3a에 의하면 하부강관체(190)의 하단은 지지층(G2)의 내부까지 연장되도록 시공되고 있음을 알 수 있으나 지지층(G2) 상면에 위치해도 상관은 없고, 상부강관체(180)의 상단은 확대기초(300)에 매립되도록 설치되고 있음을 알 수 있어 하중지지에 매우 효과적이게 된다.

또한, 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀, 서로 연결된 상부강관체(180)와 하부강관체(190) 내부로 주입되어 경화됨으로서 본 발명의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)의 시공이 이루어지고 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 실시예 1에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)은 마이크로파일(110)과 상부강관체(180)와 하부강관체(190)에 의한 선단지지력(P1)과 상부강관체(180)와 하부강관체(190)와 주위지반과의 마찰력(T)으로 하중을 효과적으로 지지할 수 있도록 하되 두부보강장치로서 두부보강철근(210)으로 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.

[ 실시예 2: 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)]

도 3b와 같이 실시예 2에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)은 역시 마이크로파일(110), 상부강관체(180)와 하부강관체(190)를 서로 연결하여 마이크로파일(110)을 시공하는 것은 실시예 1과 동일하며, 상부강관체(180)와 하부강관체(190)가 이중강관으로 형성되도록 함에 차이가 있다. 이때 상기 상부강관체(180)와 하부강관체(190) 각각은 외부강관(130), 내부강관(140)을 포함하여 구성된다.

즉, 상부강관체(180)의 경우 외부강관(130)과 내부강관(140)은 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 있음을 알 수 있다.

또한 하부강관체(190)의 경우 외부강관(130)과 내부강관(140)은 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성되도록 함을 알 수 있다.

특히 복합파일에 있어 마이크로파일(110)이 짧게 시공되는 경우에 이용하는 경우로서 지표면 근처에서의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있도록 이중강관으로 설치되고 있음을 알 수 있다.

먼저 상기 마이크로파일(110)은 실시예 1과 다르지 않으며 외주면에 슬레드(나사부)가 형성된 구조용 강봉이다. 이러한 구조용 강봉은 일정한 길이로 제작된 것을 커플러를 이용하여 서로 연결시켜 원하는 길이로 준비하게 된다.

이에 도 3b와 같이 지반에 미리 형성시킨 천공홀(미도시)은 토사층(G1)을 관통하여 지지층(G2)까지 역시 연장되어 있음을 있다.

이에 마이크로파일(110)의 선단부가 지지층(G2) 내부까지 연장되도록 연장길이를 정하면 되고, 이에 마이크로파일(110)은 지지층(G2)에 하중을 효과적으로 전달하는 역할을 하게 있게 된다.

또한 마이크로파일(110)의 두부에는 두부보강장치로서 간단하게 도 2a에 의한 두부보강철근(210)의 하단이 상부강관체의 외부강관(130)과 내부강관(140)을 연통하는 수평관통홀(H)에 걸려지도록 하고, 상단이 정착플레이트(150) 상면에 걸려 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이러한 두부보강철근(210)은 확대기초(300)에 매립되어 확대기초(300)와 복합파일(100)의 구조적 일체성을 확보하면서 마이크로파일(110)의 두부를 효과적으로 보강하는 역할을 하게 됨은 동일하다.

이에 도 3b에 의하면 외부강관(130)과 내부강관(140)의 선단지지부(E)는 지지층(G2)의 내부까지 연장되도록 시공되고 있음을 알 수 있으며, 상단은 확대기초(300)에 매립되도록 설치되고 있음을 알 수 있다.

또한, 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 내부강관(140) 내부 및 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 공간 내부로 주입되어 경화됨으로서 본 발명의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)의 시공이 이루어지고 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 실시예 2에 의한 복합파일(100)은 마이크로파일(110)에 의한 선단지지력(P1), 외부강관과 주위지반과의 마찰력(T), 상부강관체(180)와 하부강관체(190)에 의한 하단의 선단지지력(P2)으로 하중을 효과적으로 지지하여, 지표면 근처의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항하면서, 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있으며, 두부보강장치로서 두부보강철근(210)으로 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.

[ 실시예 3: 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)]

도 3c와 같이 실시예 3에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)은 실시예 1과 실시예 2와는 달리 복합파일을 길게 시공할 필요한 경우에 유용한 것으로서, 상부강관체(180)와 하부강관체(190)를 서로 연결하여 마이크로파일(110)을 시공하게 된다.

먼저 상부강관체(180)는 외부강관(130), 내부강관(140) 및 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)와 하단 강관연결장치(170)를 포함하여 구성된다.

이에 상기 외부강관(130)과 내부강관(140)은 수직빔 형태의 상단 및 하단 강관연결장치(120,170)에 의하여 상단과 하단이 일체화되고, 상기 하단 강관연결장치(170)가 하방으로 연장 노출되어 후술되는 하부강관체(190)와 상부강관체(180)이 하단 강관연결장치(170)에 의하여 연결되도록 하게 되며, 이중강관 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.

즉, 외부강관(130)과 내부강관(140)은 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 있음을 알 수 있으며, 내부강관의 연장길이가 외부강관보다 더 연장되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.

이때 외부강관(130)의 하단은 내부강관 외주면 쪽으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단 외주면에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 역시 형성되도록 함을 알 수 있다.

특히 복합파일에 있어 마이크로파일(110)이 길게 시공되는 경우에 이용하는 경우로서 지표면 근처에서의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있도록 이중강관으로 설치되고 있음을 알 수 있다.

나아가 하단 강관연결장치(170)는 상기 선단지지부(E)의 저면과 외부강관보다 더 연장된 내부강관의 하단 외주면에 역시 수직빔 형태로 하방 연장 설치되도록 하되 내부강관의 선단보다 더 하방으로 연장 돌출되도록 형성됨을 알 수 있다.

다음으로 상기 하부강관체(190)는 상기 상부강관체(180)의 내부강관(140)과 동일한 직경으로 형성된 단일강관이 이용된다.

이에 하부강관체(190)는 상면이 내부강관(140)의 저면에 접하도록 하여 하단 강관연결장치(170)에 의하여 하부강관체(190)와 내부강관(140) 연결부위가 감싸지도록 하게 된다.

이에 상기 연결부위는 하단 강관연결장치(170) 내측면에 형성된 용접홈에 의하여 서로 용접에 의한 연결이 가능하도록 하게 된다.

이때 하단 강관연결장치(170)는 천공홀에 삽입 설치될 때 지반의 시공저항을 줄이기 위하여 선단부가 쐐기 형태등으로 테이퍼링 처리되도록 하거나, 철근, 봉부재를 이용하여 곡선부로 처리되도록 하는 것이 시공상 바람직하다.

즉, 도 3d와 같이, 상기 하단 강관연결장치(170)는 수직빔 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시키거나, 삼가편 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시키거나, 원형링 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시키거나, 상광하협의 링 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시킬 수 있다.

다음으로 역시 상기 마이크로파일(110)은 실시예 1,2와 다르지 않으며 외주면에 슬레드(나사부)가 형성된 구조용 강봉이다. 이러한 구조용 강봉은 일정한 길이로 제작된 것을 커플러를 이용하여 서로 연결시켜 원하는 길이로 준비하게 된다.

이에 도 3c와 같이 지반에 미리 형성시킨 천공홀(미도시)은 토사층(G1)을 관통하여 지지층(G2)까지 역시 연장되어 있음을 있다.

또한 마이크로파일(110)의 두부에는 두부보강장치로서 간단하게 도 2a에 의한 두부보강철근(210)의 하단이 상부강관체(180)의 외부강관(130)과 내부강관(140)을 연통하는 수평관통홀(H)에 걸려지도록 하고, 상단이 정착플레이트(150) 상면에 걸려 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 도 3c에 의하면 하부강관체(190)는 지지층(G2) 상면까지 연장되어 있음을 알 수 있으나 내부로 연장되도록 해도 상관은 없다. 이에 하부강관체(190)와 연결된 상부강관체(180)의 두부는 지표면 상부로 돌출되도록 하게 된다.

이때, 상부강관체(180)와 하부강관체(190)를 연결하는 하단 강관연결장치(170)의 선단지지부(E)는 토사층(G1)에 위치하도록 시공되고 있음을 알 수 있으며, 상단은 확대기초(300)에 매립되도록 설치되고 있음을 알 수 있다.

또한, 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 하부강관체(190) 내부, 상부강관체(180)의 내부공간, 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 공간 내부로 주입되어 경화됨으로서 본 발명의 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)의 시공이 이루어지고 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 실시예 3에 의한 복합파일(100)은 마이크로파일(110)에 의한 선단지지력(P1), 상단강관체 및 하단강관체와 주위지반과의 마찰력(T), 하단강관체의 선단지지력(P2), 하단 강관연결장치(170)의 선단지지부(E)의 선단지지력(P2)으로 하중을 효과적으로 지지하여, 지표면 근처의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항하면서, 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있으며, 두부보강장치로서 두부보강철근(210)으로 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.

[ 두부보강된 마이크로파일(110)을 이용한 복합파일(100) 시공방법 ]

도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b, 도 6a 및 도 6b는 두부보강된 마이크로파일(110)을 이용한 복합파일(100) 시공방법의 순서도를 도시한 것이다. 이는 앞서 살펴본 복합파일(100)의 실시예 1,2,3에 따른 것이다.

[ 실시예 1에 의한 두부보강된 마이크로파일(110)을 이용한 복합파일(100) 시공방법]

먼저, 실시예 1에 의한 복합파일 시공방법은 도 4a와 같이,

마이크로파일(110)이 삽입될 수 있도록 천공홀(H1)을 토사층(G1,연약층)에 형성시키되 지지층(G2, 암반층)까지 드릴비트등을 이용하여 천공홀(H2)을 형성시키게 된다.

다음으로는 상면 및 저면이 개방된 하부강관체(190)를 상기 천공홀(H1)에 삽입하여 선단부가 지지층(G2)의 천공홀(H2) 내부까지 도달하도록 하게 된다. 이때 상기 하부강관체(190)에는 길이 연장을 위하여 상부강관체(180)를 연결시켜 가면서 시공하게 되며 상기 하부강관체와 상부강관체는 단일강관으로 형성되고 있음을 알 수 있다.

천공홀(H1)과 천공홀(H2)은 상부 및 하부강관체를 삽입할 수 있을 정도로 형성시키면 되고, 기계적 압입으로 삽입이 가능하도록 하면 된다.

또한 하부강관체(190)의 선단은 지지층(G2) 상면 또는 내부까지 연장되도록 하면 되고 도 4a에서는 지지층(G2) 상면까지 연장되도록 도시되어 있다.

다음으로는 마이크로파일(110)을 외부강관(130) 내부에 삽입하여 마이크로파일(110)의 선단이 천공홀(H2)까지 연장되도록 함과 더불어 두부는 지표면으로부터 상단으로 돌출되도록 하되 주입관(미도시)도 천공홀(H2) 내부로 연장되도록 하게 된다.

다음으로는 도 4b와 같이, 주입관을 통해 주입된 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 외부강관(130) 내부로 주입되도록 하게 된다. 이때 그라우팅재(G)는 두부보강장치로서 두부보강철근이 설치될 수 있도록 외부강관에 형성된 수평관통홀(H)은 노출되도록 주입시킨다.

이에 주입된 그라우팅재(G)가 경화됨으로서 본 발명의 복합파일(100)의 시공이 이루어지고 있음을 알 수 있다.

다음으로는 상기 마이크로파일(110)의 두부에 원판 형태의 정착플레이트(150)를 관통하여 정착너트에 의하여 체결 고정시키게 된다.

이에 본 발명의 두부보강장치인 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)을 설치하게 된다. 이는 앞서 살펴본 도 2a 내지 도 2g에 의한 두부보강철근(210)을 이용하면 되는데

도 4b에서는 두부보강철근(210)의 하단이 외부강관(130)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 외부강관(130) 내부로 연장되어 상방으로 절곡되는 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평 절곡된 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)은 확대기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화(강결)됨으로서 두부보강철근(210)의 정착길이를 감소시키는 역할을 하게 되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 용접에 의하여 완전히 일체화시킬 수 있도록 함으로서 작용하중에 이탈 등에 의한 하자가 발생하지 않도록 하게 된다.

다음으로 마이크로파일(110)의 두부가 매립되도록 기초철근을 배근한 후, 확장기초콘크리트를 타설하여 확장기초(300)를 시공하게 된다.

이에 본 발명의 실시예 1에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)시공방법은 도 3a와 같이, 마이크로파일(110)과 상부강관체(180) 및 하부강관체(190) 의한 선단지지력(P1)과 외부파일과 주위지반과의 마찰력(T)으로 하중을 효과적으로 지지할 수 있도록 하되 두부보강장치로서 두부보강철근(210)만으로 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.

[ 실시예 2에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100) 시공방법]

다음으로, 실시예 2에 의한 복합파일 시공방법은 도 5a와 같이,

역시 마이크로파일(110)이 삽입될 수 있도록 천공홀(H1)을 형성시키되 지지층(G2)까지 드릴비트등을 이용하여 천공홀(H2)을 형성시키게 된다.

다음으로는 상부강관체(180)를 도 3b와 같이 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되도록 형성되도록 하되,

상기 외부강관(130)의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 이중강관을 상기 천공홀(H1)에 삽입하여 선단지지부(E)가 지지층(G2)의 천공홀(H2) 상부 또는 내부까지 도달하도록 하게 된다. 이때 연장길이를 감안하여 하부강관체(190)를 상부강관체(180)에 연결해 가면서 시공하게 된다.

다음으로는 마이크로파일(110)을 상단 강관연결장치(170)에 의하여 일체화된 이중강관 내부에 삽입하여 마이크로파일(110)의 선단이 천공홀(H2)까지 연장되도록 함과 더불어 두부는 지표면으로부터 상단으로 돌출되도록 하되 주입관(미도시)도 천공홀(H2) 내부로 연장되도록 하게 된다.

다음으로는 도 5b와 같이, 주입관을 통해 주입된 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 이중강관 내부(내부강관 내부와 외부강관과 내부강관 사이 공간포함)로 주입되도록 하게 된다. 이때 그라우팅재(G)는 두부보강장치로서 두부보강철근이 설치될 수 있도록 이중강관에 형성된 수평관통홀(H)은 노출되도록 주입시키게 된다.

다음으로는 상기 마이크로파일(110)의 두부에 원판 형태의 정착플레이트(150)를 관통하여 정착너트에 의하여 체결 고정시키게 된다. 이에 본 발명의 두부보강장치인 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)을 설치하게 된다. 이는 역시 앞서 살펴본 도 2a 내지 도 2g에 의한 두부보강철근(210)을 이용하면 되는데

도 5b에서는 두부보강철근(210)의 하단이 외부강관(130)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 외부강관(130) 내부로 연장되어 상방으로 절곡되는 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡된 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.

이에 두부보강철근(210)은 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화(강결)됨으로서 두부보강철근(210)의 정착길이를 감소시키는 역할을 하게 되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 용접에 의하여 완전히 일체화시킬 수 있도록 함으로서 작용하중에 이탈 등에 의한 하자가 발생하지 않도록 하게 됨은 동일하다.

다음으로 마이크로파일(110)의 두부가 매립되도록 기초철근(미도시)을 배근한 후, 확장기초콘크리트를 타설하여 확장기초(300)를 시공하게 된다.

이에 본 발명의 실시예 2에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)시공방법은 도 3b와 같이 마이크로파일(110)에 의한 선단지지력(P1), 상부강관체와 하부강관체와 주위지반과의 마찰력(T), 상부강관체와 하부강관체 하단의 선단지지력(P2)으로 하중을 효과적으로 지지하여, 지표면 근처의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항하면서, 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있으며, 두부보강장치로서 두부보강철근(210)만으로 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다.

[ 실시예 3에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100) 시공방법]

다음으로, 실시예 3에 의한 복합파일 시공방법은,

이에 먼저 도 6a와 같이, 앞서 살펴본 하부강관체(190)에 상부강관체(180)를 연결시키면서 하부강관체(190)가 천공홀(H1)을 지나 지지층(G2)에 형성시킨 천공홀(H2)까지 도달하도록 삽입시키게 된다.

즉, 도 3c와 같이 상기 상부강관체(180)의 외부강관(130)과 내부강관(140)은 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)에 의하여 상단이 일체화되고, 하단 강관연결장치(170)가 하방으로 노출되어 후술되는 하부강관체(190)와 연결되도록 하게 되어 이중강관 형태로 형성된 것이고, 상기 하부강관체는 단일강관 형태로 형성된 것임은 살펴본 바와 같다.

이때 상기 하부강관체(190)와 상부강관체(180)의 연결은 하부강관체(190)의 상면이 내부강관(140)의 저면에 접하도록 하여 하단 강관연결장치(170)에 의하여 하부강관체(190)와 내부강관(140) 연결부위가 감싸지도록 하되 하단 강관연결장치(170) 내측면에 형성된 용접홈에 의하여 서로 용접에 의한 연결이 가능함은 살펴본 바와 같다.

이로서 복합파일의 상부강관체(180)의 두부는 지표면 상방으로 돌출 되도록 세팅되어 있음을 알 수 있다.

다음으로는 마이크로파일(110)을 서로 일체화된 상부강관체(180)와 하부강관체(190) 내부로 삽입하여 마이크로파일(110)의 선단이 천공홀(H2)까지 연장되도록 함과 더불어 두부는 지표면으로부터 상방으로 돌출되도록 하되 주입관(미도시)도 천공홀(H2) 내부로 연장되도록 하게 된다.

다음으로는 도 6b와 같이, 주입관을 통해 주입된 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 서로 일체화된 상부강관체(180,내부강관 내부와 외부강관과 내부강관 사이 공간포함)와 하부강관체(190) 내부로 주입되도록 하게 된다. 이때 그라우팅재(G)는 두부보강장치로서 두부보강철근이 설치될 수 있도록 이중강관에 형성된 수평관통홀(H)은 노출되도록 주입시키게 된다.

도 6b에서는 역시 두부보강철근(210)의 하단이 외부강관(130)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 외부강관(130) 내부로 연장되어 상방으로 절곡되는 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되도록 한 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.

이에 본 발명의 실시예 3에 의한 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일(100)시공방법은 도 3c와 같이 마이크로파일(110)에 의한 선단지지력(P1), 상부강관체 및 하부강관체과 주위지반과의 마찰력(T), 하부강관체의 선단지지력(P3) 및 하단 강관연결장치(170)의 선단지지부(E)의 선단지지력(P2)으로 하중을 효과적으로 지지하여, 지표면 근처의 토압, 지진력 등에 의한 휨 모멘트에 효과적으로 저항하면서, 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 알 수 있으며, 두부보강장치로서 두부보강철근(210)만으로 확대기초(300)와의 일체성을 효과적으로 확보할 수 있게 됨을 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: 복합파일 110: 마이크로파일
120: 상단 강관연결장치 130: 외부강관
140: 내부강관 150: 정착플레이트
160: 두부보강밴드 170: 하단 강관연결장치
180: 상부강관체 190: 하부강관체
210: 두부보강철근 220: 고정볼트
230: 상단캡 300: 확대기초
H1,H2: 천공홀 G1: 토사층
G2: 지지층

Claims

천공홀에 시공된 이중강관으로서, 서로 연결된 상부강관체와 하부강관체 내부에 삽입되어 지지층까지 선단이 연장되며 두부가 지표면 상방으로 노출된 마이크로파일(110); 및 상기 이중강관 상단에 설치되는 두부보강장치;를 포함하되,
상기 두부보강장치는 하단이 상기 이중강관의 상단에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 이중강관 내부로 연장되도록 절곡되는 갈고리 형태로 형성되며, 상단이 마이크로파일의 두부에 형성된 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡된 두부보강철근(210)으로서,
상기 두부보강철근(210)은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근의 상단을 정착플레이트의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시킬 수 있도록 하며,
상기 상부강관체와 하부강관체는 이중강관으로서 외부강관과 내부강관을 일체화시켜 형성시킨 것으로서, 상기 외부강관(130)과 내부강관(140)은 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 형성되며, 상기 외부강관(130)의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 것으로서, 상단관통홀(H)이 상기 상부강관체에 연통되도록 형성되는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
제 1항에 있어서,
상기 상부강관체의 상단을 감싸는 두부보강밴드(160)가 더 형성되어, 상부강관체와 두부보강밴드(160)에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 두부보강철근의 하단이 상부강관체 내부로 연장되도록 하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
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천공홀에 시공된 이중강관으로서, 서로 연결된 상부강관체와 하부강관체 내부에 삽입되어 지지층까지 선단이 연장되며 두부가 지표면 상방으로 노출된 마이크로파일(110); 및 상기 이중강관 상단에 설치되는 두부보강장치;를 포함하되,
상기 두부보강장치는 하단이 상기 이중강관의 상단에 형성시킨 연통된 상단관통홀(H)을 관통하여 이중강관 내부로 연장되도록 절곡되는 갈고리 형태로 형성되며, 상단이 마이크로파일의 두부에 형성된 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡된 두부보강철근(210)으로서,
상기 두부보강철근(210)은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근의 상단을 정착플레이트의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시킬 수 있도록 하며,
상기 상부강관체와 하부강관체는 이중강관으로서 상부강관체(180)의 내부강관 저면에 단일강관인 하부강관체(190)를 하단 강관연결장치(170)를 이용하여 서로 연결시킨 것으로서,
상기 상부강관체는 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에 상단 강관연결장치(120)에 의하여 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되도록 한 것으로서 내부강관의 연장길이가 외부강관보다 더 연장되도록 형성되며, 상기 외부강관(130)의 하단은 내부강관 외주면 쪽으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단 외주면에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성되도록 하여 상단관통홀(H)이 상기 상부강관체의 상부강관체에 연통되도록 형성되는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
제 5항에 있어서,
상기 하단 강관연결장치(170)는 상기 선단지지부(E)의 저면과 외부강관보다 더 연장된 내부강관의 하단 외주면에 하방 연장 설치되도록 하되 내부강관의 선단보다 더 하방으로 연장 돌출되도록 형성되며,
상기 하부강관체(190)는 상면이 내부강관(140)의 저면에 접하도록 하여 하단 강관연결장치(170)에 의하여 하부강관체(190)와 내부강관(140) 연결부위가 감싸지도록 하여 서로 연결되도록 하며,
상기 하단 강관연결장치(170)는 수직빔 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시키거나, 삼가편 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시키거나, 원형링 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시키거나, 상광하협의 링 형태로 형성되도록 하여 상부강관체와 하부강관체를 서로 상,하로 연결시킬 수 있도록 하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
천공홀에 시공된 이중강관으로서, 서로 연결된 상부강관체와 하부강관체 내부에 삽입되어 지지층까지 선단이 연장되며 두부가 지표면 상방으로 노출된 마이크로파일(110); 및 상기 이중강관 상단에 설치되는 두부보강장치;를 포함하되,
상기 상부강관체는 이중강관으로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 상단 강관연결장치(120)가 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 형성되도록 하여 형성되며,
상기 두부보강장치는 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)으로서, 상기 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 공간으로 수직 삽입되어 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)의 하부에 걸려지도록 상방 연장되도록 절곡되는 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되도록 하되,
상기 두부보강철근은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근의 상단을 정착플레이트의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시킬 수 있도록 하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
제 7항에 있어서,
상기 외부강관(130)과 내부강관(140)은 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 형성되며, 상기 외부강관(130)의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 것으로서, 상단관통홀(H)이 상기 외부강관과 내부강관에 각각 연통되도록 형성되는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
제 7항에 있어서,
상기 이중강관인 상부강관체(180)의 저면에 단일강관인 하부강관체(190)를 하단 강관연결장치(170)를 이용하여 서로 연결시킨 것으로서,
상기 상부강관체는 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되도록 한 것으로서 내부강관의 연장길이가 외부강관보다 더 연장되도록 형성되며, 상기 외부강관(130)의 하단은 내부강관 외주면 쪽으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단 외주면에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성되도록 하며, 상기 하단 강관연결장치(170)는 상기 선단지지부(E)의 저면과 외부강관보다 더 연장된 내부강관의 하단 외주면에 하방 연장 설치되도록 하되 내부강관의 선단보다 더 하방으로 연장 돌출되도록 형성되며, 상기 하부강관체(190)는 상면이 내부강관(140)의 저면에 접하도록 하여 하단 강관연결장치(170)에 의하여 하부강관체(190)와 내부강관(140) 연결부위가 감싸지도록 하여 서로 연결되도록 하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
천공홀에 시공된 이중강관으로서, 서로 연결된 상부강관체와 하부강관체 내부에 삽입되어 지지층까지 선단이 연장되며 두부가 지표면 상방으로 노출된 마이크로파일(110); 및 상기 이중강관 상단에 설치되는 두부보강장치;를 포함하되,
상기 상부강관체의 이중강관은 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 상단 강관연결장치(120)이 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 형성되도록 하여 형성되며,
상기 두부보강장치는 상단과 하단이 절곡되어 갈고리 형태로 형성된 두부보강철근(210)을 이용하되, 두부보강철근(210)의 하단은 외부강관(130)의 외주면에 서로 이격되어 설치된 상단캡(230)의 하부로부터 삽입되어 상단캡 내부에 걸려 상방 연장되도록 절곡되어 갈고리 형태로 형성되어 있으며, 두부보강철근(210)의 상단은 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 수평절곡되도록 하되,
상기 두부보강철근은 그라우팅재(G) 또는 확장기초콘크리트에 의하여 하단이 매립 일체화되고, 하단이 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근의 상단을 정착플레이트의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시킬 수 있도록 하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
제 10항에 있어서,
상기 외부강관(130)과 내부강관(140)은 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되어 형성되며, 상기 외부강관(130)의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 것으로서, 상단관통홀(H)이 상기 외부강관과 내부강관에 각각 연통되도록 형성되는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
제 10항에 있어서,
상기 이중강관은 상부강관체(180)의 저면에 단일강관인 하부강관체(190)를 하단 강관연결장치(170)를 이용하여 서로 연결시킨 것으로서,
상기 상부강관체는 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에 상단 강관연결장치(120)가 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되도록 한 것으로서 내부강관의 연장길이가 외부강관보다 더 연장되도록 형성되며, 상기 외부강관(130)의 하단은 내부강관 외주면 쪽으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단 외주면에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성되도록 하며, 상기 하단 강관연결장치(170)는 상기 선단지지부(E)의 저면과 외부강관보다 더 연장된 내부강관의 하단 외주면에 하방 연장 설치되도록 하되 내부강관의 선단보다 더 하방으로 연장 돌출되도록 형성되며, 상기 하부강관체(190)는 상면이 내부강관(140)의 저면에 접하도록 하여 하단 강관연결장치(170)에 의하여 하부강관체(190)와 내부강관(140) 연결부위가 감싸지도록 하여 서로 연결되도록 하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일.
삭제
(a) 마이크로파일(110)이 삽입될 수 있도록 천공홀(H1)을 형성시키되 지지층(G2)까지 천공홀(H2)을 형성시키는 단계;
(b) 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 동일한 길이로서 내부강관이 외부강관 내부로 삽입될 수 있도록 하고 외부강관(130)과 내부강관(140) 사이의 상단 공간에는 수직빔 형태의 상단 강관연결장치(120)가 서로 이격되어 외부강관(130)과 내부강관(140)이 서로 일체화되도록 형성되도록 하되, 상기 외부강관(130)의 하단은 내측으로 수평 절곡되어 내부강관(140)의 하단에 일체화되어 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 이중강관을 상기 천공홀(H1)에 삽입하여 선단지지부(E)가 지지층(G2)의 천공홀(H2) 도달하도록 하는 단계;
(c) 마이크로파일(110)을 상단 강관연결장치(120)에 의하여 일체화된 이중강관 내부에 삽입하여 마이크로파일(110)의 선단이 천공홀(H2)까지 연장되도록 함과 더불어 두부는 지표면으로부터 상단으로 돌출되도록 하되 주입관도 천공홀(H2)까지 연장되도록 하는 단계;
(d) 주입관을 통해 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 선단지지부(E)가 수평으로 형성된 이중강관 내부(내부강관 내부와 외부강관과 내부강관 사이 공간포함)로 주입되어 경화되도록 하는 단계;
(e) 상기 마이크로파일(110)의 두부에 정착플레이트(150)를 설치하는 단계; 및
(f) 하단이 내부강관(140) 내부의 확대기초콘크리트에 의하여 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시키는 단계;를 포함하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 시공방법.
(a) 마이크로파일(110)이 삽입될 수 있도록 천공홀(H1)을 형성시키되 지지층(G2)까지 천공홀(H2)을 형성시키는 단계;
(b) 외부강관(130)과 내부강관(140)이 수직빔 형태의 상단 및 하단강관연결장치(120,170)에 의하여 상단 및 하단이 일체화된 이중강관인 상부강관체 하단에, 상기 외부강관보다 더 하방으로 연장된 내부강관의 저면에 단일강관인 하부강관체(190)를 연결시켜 상기 하부강관체(190)가 천공홀(H1)을 지나 지지층(G2)에 형성시킨 천공홀(H2)까지 도달하도록 삽입시키는 단계;
(c) 마이크로파일(110)을 서로 연결된 상부강관체와 하부강관체 내부에 삽입하여 마이크로파일(110)의 선단이 천공홀(H2)까지 연장되도록 함과 더불어 두부는 지표면으로부터 상단으로 돌출되도록 하되 주입관도 천공홀(H2) 내부로 연장되도록 하는 단계;
(d) 주입관을 통해 주입된 그라우팅재(G)가 지지층(G2)의 천공홀(H2), 서로 일체화된 상부강관체(내부강관 내부와 외부강관과 내부강관 사이 공간포함)와 하부강관체(190) 내부로 주입되어 경화되도록 하는 단계;
(e) 상기 마이크로파일(110)의 두부에 정착플레이트(150)를 설치하는 단계; 및
(f) 하단이 내부강관(140) 내부에 형성된 확대기초콘크리트에 의하여 강결된 상태에서 장력을 주면서 두부보강철근(210)의 상단을 정착플레이트(150)의 상면에 걸려지도록 하여 초기 세팅한 후, 상기 상단을 정착플레이트 상면에 일체화시키는 단계;를 포함하는 두부보강된 마이크로파일을 이용한 복합파일 시공방법.