KR101756937B1 - 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법 - Google Patents

Abstract

본원발명은 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 일시시예로 상세하게는 (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계와, (b)구동본체와 상기 구동본체의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일과 상기 가이드레일을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일을 회전시키는 회전구동장치로 구성되는 굴착장비에 지반을 굴착할 수 있는 파일부와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재가 결합된 굴착파일을 장착시키는 단계와, (c)상기 굴착장비를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치를 구동하는 방법으로 굴착파일의 파일부를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (d)상기 굴착파일이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재가 상기 파일부에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있도록 이동한 후 파일부를 인상하면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계 및, (f)상기 (e)단계 후 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원발명은 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 또 다른 실시예로 상세하게는 (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계와, (b)구동본체와 상기 구동본체의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일과 상기 가이드레일을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일을 회전시키는 회전구동장치로 구성되는 굴착장비에 지반을 굴착할 수 있는 파일부와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재가 결합된 굴착파일을 장착시키는 단계와, (c)상기 굴착장비를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치를 구동하는 방법으로 굴착파일의 파일부를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (d)상기 굴착파일이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재가 상기 파일부에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있도록 이동한 후 파일부를 인상하면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (f)상기 (e)단계 후 상기 겔 상태의 혼합 물질에 구조계산에 의해서 선정된 파일이 근입되어 안착되는 단계 및, (g)상기 (f)단계 후 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 굴착파일은 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 지반을 강화하기 위한 파일의 갯수를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 지반을 보강하기 위한 파일의 갯수를 줄일 수 있어 지반을 보강하는 시공비와 시공기간을 획기적으로 줄일 수 있다.

Description

다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법{ The pile foundation construction method that can build bulb of various type }

본 발명은 지반의 종류에 따라 효과적으로 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 고층 건축물이나 철근 콘크리트 구조물 등을 축조할 경우에는 그 기초를 견고히 하기 위하여 지반에 PHC 파일 또는 H형 빔을 박아서 매설하는 방법으로 기초공사를 시공하고 있으며, 상기 파일 등의 시공은 건축물 및 구조물 등을 축조하는데 있어서는 매우 중요한 공사이다. 상기 파일을 시공하는 방법으로는 타설시공법과 굴착시공법 등이 소개된 바 있다.

전자의 타설시공법은 크롤러주행 장치에 수직으로 설치한 리더(Leader)의 상부에 설치된 권양로우프를 이용하여 중량체의 해머를 상승시켰다가 낙하시켜 파일을 타발하여 삽입시키는 방법과 압축기의 압축공기를 이용하여 해머를 상승시켰다가 하강시키면서 파일을 타설하여 지반에 삽입시키 공법이다. 그리고, 후자의 굴착시공법은 파일연결부에 장착된 스크류 파일을 회전작동시켜 지반을 굴착하여 파일공을 형성시킨 다음 스크류 파일을 역회전시켜 굴착된 파일공에서 빼낸 다음 파일공에 파일을 삽입시키는 방법이다.

이러한 두 가지 방법 중에서 전자의 타설시공법은 소음 발생이 심하고, 먼지가 많이 발생하여 작업 환경을 저하시키므로 최근에는 굴착시공법인 많이 사용되는 추세이다. 그러나 이러한 굴착시공법은 단순히 천공장비에 스크류 파일을 장착하여 원형 기둥 형상의 굴착 홀만 생성할 수 있어 다양한 종류의 지반 형태를 반영하지 못하는 문제가 있다. 즉, 건축물을 시공하기 위하여 건축물이 시공되는 다양한 지반을 강화해야 하는데 일률적으로 원형기둥 형상의 굴착만 하여 파일을 형성하는 경우 지반을 강화하기 위한 시공비와 시공기간이 많이 소요되거나 과도하게 지반을 강화하여 시공비를 낭비하는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여 최근까지 이들의 성능개선을 위해 지반에 천공된 직경을 확장하는 다양한 종류의 도구들이 개발되어 제시되고 있는데 일례로 국내공개특허공보 제10-2007-0079197호 "기성말뚝 매입식 펄스방전 말뚝공법", 국내특허등록공보 제10-0951632호 "선단 그라우트 주입장치를 이용한 입상재 지반 압밀주입공법", 국내공개특허공보 특1985-0008512호 "분할 버킷형 회전 굴착 장치", 국내특허등록공보 제10-1077960호 "지중 확공부의 형상유지 기능을 갖는 천공경 확장드릴 및 그를 이용한 건설공사용 말뚝 및 인장부재 시공방법" 등이 있다. 그러나 상기와 같은 공법은 지반 천공시 발생되는 슬라임이 과도하게 발생되어 천공 때 마다 굴삭기로 천공홀에서 올라오는 슬라임을 제거하여야 하는 불편함이 있었다. 또한, 천공장치 및 주입하는 주입장치가 별개로 개발되어 있어 파일을 시공하는데 공정이 매우 번거로운 문제가 있고, 천공하면서 천공 홀의 토사를 모두 제거하고 그라우팅을 함으로 그라우팅재가 과도하게 들어가 경제적인 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 등록특허 제10-1441929호가 제시된 바 있으나 상기 특허는 단순히 천공하면서 생기 슬라임과 그라우팅재를 혼합하여 파일 형태로 만든 발명으로 안정적으로 설계상의 지지력을 충분히 발휘하지 못해 고층 빌딩이나 중요한 구조물의 기초로 활용할 수 없는 문제가 있다.

등록특허 제10-1441929호 공개특허 제10-2007-0079197호 등록특허 제10-0951632호 등록특허 제10-1077960호 공개특허 특1985-0008512호

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 지반을 강화하기 위한 파일의 개수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 굴착과 동시에 그라우팅을 할 수 있어 기초를 만들기 위한 공정을 최소화 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본원발명은 (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계와, (b)구동본체와 상기 구동본체의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일과 상기 가이드레일을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일을 회전시키는 회전구동장치로 구성되는 굴착장비에 지반을 굴착할 수 있는 파일부와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재가 결합된 굴착파일을 장착시키는 단계와, (c)상기 굴착장비를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치를 구동하는 방법으로 굴착파일의 파일부를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (d)상기 굴착파일이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재가 상기 파일부에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있도록 이동한 후 파일부를 인상하면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계 및, (f)상기 (e)단계 후 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법을 제공한다.

본원발명은 (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계와, (b)구동본체와 상기 구동본체의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일과 상기 가이드레일을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일을 회전시키는 회전구동장치로 구성되는 굴착장비에 지반을 굴착할 수 있는 파일부와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재가 결합된 굴착파일을 장착시키는 단계와, (c)상기 굴착장비를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치를 구동하는 방법으로 굴착파일의 파일부를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (d)상기 굴착파일이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재가 상기 파일부에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재가 상기 파일부의 내측에 있도록 이동한 후 파일부를 인상하면서 굴착파일 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (f)상기 (e)단계 후 상기 겔 상태의 혼합 물질에 구조계산에 의해서 선정된 파일이 근입되어 안착되는 단계 및, (g)상기 (f)단계 후 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법을 제공한다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 굴착파일은 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 지반을 강화하기 위한 파일의 갯수를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 지반을 보강하기 위한 파일의 갯수를 줄일 수 있어 지반을 보강하는 시공비와 시공기간을 획기적으로 줄일 수 있다.

둘째, 본 발명은 유압자키 같이 일방향으로 움직이는 부재에 의하여 굴착부재를 파일부의 외측으로 손쉽게 돌출시켜 굴착되는 지반의 종류에 따라 굴착되는 홀의 직경을 손쉽게 크게 할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 본 발명은 굴착시 발생되는 슬라임이 거의 없어 슬라임의 제거공정이 필요치 않을 뿐만 아니라 그라우팅액이 토사와 혼합되어 굴착시 그라우팅하는 재료가 적게 들어 파일의 시공기간 및 시공비를 절약할 수 있는 발명이다. 또한, 토사와 그라우팅액이 혼합된 겔 상태의 물질에 강관 또는 PHC파일 등이 삽입되어 기초를 이룸으로써 고층빌딩이나 중요한 구조물의 기초로 사용가능하게 한 발명이다.

도1 내지 도6은 본원발명의 말뚝기초 시공방법에 관한 일실시예를 나타내는순서도이다.
도7은 도6에 파일이 삽입되는 것으로 본원발명의 말뚝기초 시공방법에 관한 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도8은 본원발명의 굴착파일에 관한 사시도이다.
도9 내지 도11은 본원발명의 굴착파일에서 굴착부재가 돌출되는 것을 나타내는 도면이다.
도12는 회전홈(341)에 의해서 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 다양한 각도로 형성되는 것을 보여주는 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법의 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.

도1 내지 도6은 본원발명의 말뚝기초 시공방법에 관한 일실시예를 나타내는순서도이다.

도8은 본원발명의 굴착파일에 관한 사시도이고, 도9 내지 도11은 본원발명의 굴착파일에서 굴착부재가 돌출되는 것을 나타내는 도면이다.

도12는 회전홈(341)에 의해서 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 다양한 각도로 형성되는 것을 보여주는 도면이다.

본원발명은 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 일실시예로 상세하게는 (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계와, (b)구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(3)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 지반을 굴착할 수 있는 파일부(300)와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재(400)가 결합된 굴착파일(20)을 장착시키는 단계와, (c)상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (d)상기 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계 및, (f)상기 (e)단계 후 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본원발명은 (a)단계 내지 (f)단계로 구성되는 것으로 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 효과적으로 지반을 강화할 수 있는 발명으로 파일의 시공기간 및 시공비를 절약할 수 있는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 고층 건축물이나 철근 콘크리트 구조물 등을 축조할 경우에는 그 기초를 견고히 하기 위하여 지반에 PHC 파일 또는 H형 빔을 박아서 매설하는 방법으로 기초공사를 시공하고 있으며, 상기 파일 등의 시공은 건축물 및 구조물 등을 축조하는데 있어서는 매우 중요한 공사이다. 상기 파일을 시공하는 방법으로는 타설시공법과 굴착시공법 등이 소개된 바 있다.

전자의 타설시공법은 크롤러주행 장치에 수직으로 설치한 리더(Leader)의 상부에 설치된 권양로우프를 이용하여 중량체의 해머를 상승시켰다가 낙하시켜 파일을 타발하여 삽입시키는 방법과 압축기의 압축공기를 이용하여 해머를 상승시켰다가 하강시키면서 파일을 타설하여 지반에 삽입시키 공법이다. 그리고, 후자의 굴착시공법은 파일연결부에 장착된 스크류 파일을 회전작동시켜 지반을 굴착하여 파일공을 형성시킨 다음 스크류 파일을 역회전시켜 굴착된 파일공에서 빼낸 다음 파일공에 파일을 삽입시키는 방법이다.

이러한 두 가지 방법 중에서 전자의 타설시공법은 소음 발생이 심하고, 먼지가 많이 발생하여 작업 환경을 저하시키므로 최근에는 굴착시공법인 많이 사용되는 추세이다. 그러나 이러한 굴착시공법은 단순히 천공장비에 스크류 파일을 장착하여 원형 기둥 형상의 굴착 홀만 생성할 수 있어 다양한 종류의 지반 형태를 반영하지 못하는 문제가 있다. 즉, 건축물을 시공하기 위하여 건축물이 시공되는 다양한 지반을 강화해야 하는데 일률적으로 원형기둥 형상의 굴착만 하여 파일을 형성하는 경우 지반을 강화하기 위한 시공비와 시공기간이 많이 소요되거나 과도하게 지반을 강화하여 시공비를 낭비하는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여 최근까지 이들의 성능개선을 위해 지반에 천공된 직경을 확장하는 다양한 종류의 도구들이 개발되어 제시되고 있는데 일례로 국내공개특허공보 제10-2007-0079197호 "기성말뚝 매입식 펄스방전 말뚝공법", 국내특허등록공보 제10-0951632호 "선단 그라우트 주입장치를 이용한 입상재 지반 압밀주입공법", 국내공개특허공보 특1985-0008512호 "분할 버킷형 회전 굴착 장치", 국내특허등록공보 제10-1077960호 "지중 확공부의 형상유지 기능을 갖는 천공경 확장드릴 및 그를 이용한 건설공사용 말뚝 및 인장부재 시공방법" 등이 있다. 그러나 상기와 같은 공법은 지반 천공시 발생되는 슬라임이 과도하게 발생되어 천공 때 마다 굴삭기로 천공홀에서 올라오는 슬라임을 제거하여야 하는 불편함이 있었다. 또한, 천공장치 및 주입하는 주입장치가 별개로 개발되어 있어 파일을 시공하는데 공정이 매우 번거로운 문제가 있고, 천공하면서 천공 홀의 토사를 모두 제거하고 그라우팅을 함으로 그라우팅재가 과도하게 들어가 경제적인 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 등록특허 제10-1441929호가 제시된 바 있으나 상기 특허는 단순히 천공하면서 생기 슬라임과 그라우팅재를 혼합하여 파일 형태로 만든 발명으로 안정적으로 설계상의 지지력을 충분히 발휘하지 못해 고층 빌딩이나 중요한 구조물의 기초로 활용할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 지반을 강화하기 위한 파일의 개수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 굴착과 동시에 그라우팅을 할 수 있어 기초를 만들기 위한 공정을 최소화 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 굴착파일은 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 지반을 강화하기 위한 파일의 갯수를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 지반을 보강하기 위한 파일의 갯수를 줄일 수 있어 지반을 보강하는 시공비와 시공기간을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 유압자키 같이 일방향으로 움직이는 부재에 의하여 굴착부재를 파일부의 외측으로 손쉽게 돌출시켜 굴착되는 지반의 종류에 따라 굴착되는 홀의 직경을 손쉽게 크게 할 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 굴착시 발생되는 슬라임이 거의 없어 슬라임의 제거공정이 필요치 않을 뿐만 아니라 그라우팅액이 토사와 혼합되어 굴착시 그라우팅하는 재료가 적게 들어 파일의 시공기간 및 시공비를 절약할 수 있는 발명이다. 또한, 토사와 그라우팅액이 혼합된 겔 상태의 물질에 강관 또는 PHC파일 등이 삽입되어 기초를 이룸으로써 고층빌딩이나 중요한 구조물의 기초로 사용가능하게 한 발명이다.

(a)단계는 설계에 의해서 말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계이다. 즉, (a)단계는 말뚝기초를 시공하여 기초를 만드는 지반에 설계에 맞게 말뚝기초가 정확하게 시공될 수 있도록 말뚝기초가 시공될 위치를 정확하게 측량하여 표시하는 단계이다.

(b)단계는 말뚝기초를 시공하기 위하여 굴착장비(10)에 굴착파일(20)을 장착하는 단계로 상세하게는 구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(3)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 지반을 굴착할 수 있는 파일부(300)와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재(400)가 결합된 굴착파일(20)을 장착시키는 단계이다.

굴착장비(10)는 구동본체(1)와 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(3)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되어 있다. 또한, 굴착파일(20)은 파일부(300)와 굴착부재(400)로 구성되는 것으로 상세하게는 회전구동장치(4)의 하부에 설치되는 것으로 중앙 일측에 상기 회전구동장치(4)의 회전체(5)가 삽입되는 제1관통공(110)이 뚫려 있는 이송부몸체(100)와, 일단이 상기 이송부몸체(100)의 하부면 일측에 결합되고 타단이 길이방향을 따라 움직이는 이송부재(200)와, 상면 일측에 상기 이송부재(200)의 타단이 삽입되는 제2관통공(311)이 뚫려 있는 판 형상으로 상기 회전체(5)가 상면 일측에 결합되는 상부판(310)과 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 제1회전파일(320)과 상기 제1회전파일(320)의 직경보다 작고 상기 제1회전파일(320)보다 일정길이 긴 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 제1회전파일(320)의 중공을 관통하여 상기 상부판(320)의 하면에 결합되는 제2회전파일(330)과 지반을 굴착하기 위한 비트부재로 일단이 상기 제2회전파일(330)의 타단에 결합되는 굴착용 비트(340)로 구성되는 파일부(300) 및, 막대 형상의 부재로 일단이 상기 이송부재(200)의 타단에 결합되어 상기 이송부재(200)의 운동에 따라 일단이 상기 제2관통공(311)에서 왕복운동하는 제1부재(410)와 막대 형상의 부재로 일단이 상기 제1부재(410)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제2부재(420)로 구성되는 것으로 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에서 움직이는 굴착부재(400)로 구성된다.

이송부몸체(100)는 회전구동장치(4)의 하부에 설치되는 것으로 중앙 일측에 상기 회전구동장치(4)의 회전체(5)가 삽입되는 제1관통공(110)이 뚫려 있는 부재이다. 이송부몸체(100)는 회전구동장치(4)의 하부에 회전체(5)의 회전에 관계 없이 회전구동장치(4)의 하부에 고정되독 설치되는 부재이다. 제1관통공(110)은 회전체(5)가 이송부몸체(100)에 간섭되지 않고 용이하게 회전될 수 있도록 형성된 구멍이다. 이송부몸체(100)는 다양한 형상일 수 있으나 단면이 원형 형상일 수 있다. 이송부몸체(100)는 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있다.

이송부재(200)는 일단이 상기 이송부몸체(100)의 하부면 일측에 결합되고 타단이 길이방향을 따라 움직이는 부재이다. 이송부재(200)는 외부에서 오는 신호를 받아 굴착부재가 제1회전파일 외측으로 돌출되도록 하여 굴착되는 홀의 직경을 크게 형성시키는 부재이다. 이송부재(200)는 타단이 길이방향을 따라 움직일 수 있으면 다양한 부재가가 사용될 수 있는데 일례로 유압자키, 유압실린더 등이 사용될 수 있다.

파일부(300)는 회전체(5)에 결합되어 회전체의 회전에 따라 지반에 회전하면서 지반을 굴착하는 것으로 상부판(310), 제1회전파일(320), 제2회전파일(330) 및 굴착용 비트(340)로 구성된다.

상부판(310)은 상면 일측에 상기 이송부재(200)의 타단이 삽입되는 제2관통공(311)이 뚫려 있는 판 형상으로 상기 회전체(5)가 상면 일측에 결합되는 부재이다. 상부판(310)은 파일부의 상면에 해당하는 구성으로 이송부재의 갯수에 따라 제2관통공이 다수개 뚫려 있을 수 있다. 상부판(310)은 회전체가 결합되는 부분에 그라우팅액이 분사될 수 있도록 그라우팅액 또는 그라우팅관이 통과되는 중공이 뚫려 있을 수 있다. 제1회전파일(320)은 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 부재이다. 제1회전파일(320)은 파일부(300)의 외측구성에 해당하는 것으로 외주면에 스크류 날개가 추가로 더 결합되어 굴착을 좀 더 용이하게 할 수 있다. 제2회전파일(330)은 제1회전파일(320)의 직경보다 작고 제1회전파일(320)보다 일정길이 긴 관 형상의 기둥부재로 일단이 제1회전파일(320)의 중공을 관통하여 상기 상부판(320)의 하면에 결합되는 부재이다. 제2회전파일(330)은 그라우팅액이 분사될 수 있도록 그라우팅액 또는 그라우팅관이 통과되는 중공이 뚫려 있을 수 있다. 상부판(310), 제1회전파일(320) 및 제2회전파일(330)은 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 제작의 편의성을 위하여 동일한 재료가 사용될 수 있다. 또한, 상부판(310), 제1회전파일(320) 및 제2회전파일(330)은 제작의 편의성을 위하여 일체로 제작될 수 있다.

굴착용 비트(340)는 지반을 굴착하기 위한 비트부재로 일단이 상기 제2회전파일(330)의 타단에 결합되는 부재이다. 굴착용 비트(340)는 파일부가 회전되어 지반을 굴착할 때 직접적으로 지반을 굴착하는 부재로 지반을 굴착하기 위한 통상적인 부재이다. 굴착용 비트(340)는 굴착되는 지반에 그라우팅액이 분사될 수 있도록 그라우팅액 또는 그라우팅관이 통과되는 중공이 뚫려 있을 수 있다.

굴착용 비트(340)의 일단은 상기 제2회전파일(330)과의 결합부분에서부터 외측으로 굴착되는 방향을 따라 경사지게 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면 일측에 제2부재(420)와 제1부재(410)의 결합부분인 힌지 부분이 걸려 상기 제2부재(420)가 일정각도로 회전되어 고정되도록 하는 회전홈(341)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 회전홈(341)은 제2부재(420)와 제1부재(410)의 결합부분인 힌지 부분이 걸려 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 일정각도를 유지할 수 있도록 하여 설계상의 구근 모양을 형성할 수 있다. 회전홈(341)은 굴착되는 지층의 종류에 따라 구근의 모양을 다양하게 형성할 수 있도록 제1회전파일(320)의 외측으로 돌출되는 제2부재(420)의 각도를 조정할 수 있는 홈이다. 회전홈(341)은 굴착용 비트(340)의 일단에 4개가 설치되되, 4개의 상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 동일한 각도 또는 각기 다른 각도로 유지하도록 형성될 수 있다. 일례로 회전홈이 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 동일한 각도로 형성된 경우 파일부로 굴착된 구멍에 있어서 제2부재가 돌출된 길이만큼의 직선형 구멍이 형성될 수 있다. 또 다른 실시예로 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 각기 다른 각도로 형성된 경우 파일부로 굴착된 구멍에 있어서 제2부재가 제1회전파일(320)의 외측면에 방사성으로 돌출되어 있어 돌출된 모양으로 형성된 구형 구멍이 형성될 수 있다.

굴착부재(400)는 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에서 움직여 설계에 따라 일정 깊이에 있는 굴착 홀의 직경을 크게 하기 위한 것으로 제1부재(410)와 제2부재(420)로 구성되어 있다. 제1부재(410)는 막대 형상의 부재로 일단이 상기 이송부재(200)의 타단에 결합되어 상기 이송부재(200)의 운동에 따라 일단이 상기 제2관통공(311)에서 왕복운동하는 부재이다. 제1부재(410)는 이송부재(200)에 결합되어 이송부재(200)의 운동에 따라 직선 왕동운동을 할 수 있으면 다양한 형상의 부대가 사용될 수 있다. 제2부재(420)는 막대 형상의 부재로 일단이 상기 제1부재(410)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 부재이다. 제2부재(420)는 제1부재에 힌지 결합되는 부재로 이송부재의 직선 운동에 따라 타단이 움직여 굴착용 비트(340)에 부딪힌 후 타단이 제1회전파일의 외측으로 일정길이 돌출될 수 있도록 일단을 중심으로 회전되는 부재이다. 제2부재(420)는 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이 돌출되도록 하여 굴착되는 홀의 직경을 크게 하는 역할을 한다.

제1부재(410)와 제2부재(420)는 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 제작의 편의성을 위하여 같은 재료가 사용될 수 있다.

본원발명은 굴착용 비트(340)가 제1회전파일(320)의 직경과 동일한 크기의 직경으로 구성되고, 막대형상의 굴착용 비트로 상면 일측이 제2부재(420)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제3부재(430)를 더 포함하여 구성되되, 제3부재(430)는 상기 파일부(300)가 지반에 관입될 때 양단이 상기 제1회전파일(320)의 타단과 상기 굴착용 비트(340)의 일단 일측에 맞닿아 굴착시 굴착되는 토사가 파일부(300) 내부로 침투되는 것을 방지하고, 설계에 따라 일정 깊이에 있는 굴착 홀의 직경을 크게 할 경우 상기 제2부재(420)의 움직임에 따라 상기 제3부재(430)는 일단이 상기 굴착 홀의 내면에 맞닿아 굴착된 홀의 직경을 보다 크게 형성시킬 수 있다.

제3부재(430)는 굴착시 사용될 수 있는 비트 부재로 파일부가 지반을 굴착할 때는 제1회전파일과 굴착용 비트 사이에 설치되어 굴착되는 토사가 파일부 내부로 침투하는 것을 방지하는 부재이다. 또한, 제3부재(430)는 파일부에 의해서 굴착된 홀의 직경을 크게 할 경우 굴착 홀의 내면에 맞닿아 굴착된 홀의 직경을 보다 크게 형성시키는 부재이다.

본원발명은 회전구동장치(4)와 이송부재(200)에 연결되어 각 구성을 제어하는 제어부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(500)는 굴착장비(10) 또는 현장 일측에 설치되어 지반을 굴착할 때 회전구동장치(4)의 회전과 이송부재(200)의 직선운동을 제어할 수 있다. 제어부(500)는 각 장비를 제어하여 굴착되는 홀의 형태 즉 구근의 형태를 지반의 형태에 최적화되도록 다양하게 형성시킬 수 있다.

본원발명은 회전체(5), 제2회전파일(330), 굴착용 비트(340)는 내부에 중공이 일직선상에 놓이도록 형성되어 있고, 회전구동장치(4)의 일측에 결합되는 그라우팅관(31)과 상기 그라우팅관(31)이 일측에 결합되어 그라우팅액이 상기 그라우팅관(31)을 통해 파일부(300)로 분사되도록 펌핑시키는 그라우팅펌핑기(32)로 구성되는 그라우팅부(30)를 더 포함하여 구성되되, 그라우팅부(30)는 지반이 굴착될 때 그라우팅액이 굴착 홀에 분사되도록 하여 굴착된 토사와 그라우팅액이 혼합되어 겔 상태를 이루도록 할 수 있다.

그라우팅부(30)는 지반 굴착시 굴착되는 홀의 상태를 겔 상태로 만들기 위하여 그라우팅액을 지반으로 분사하는 구성이다. 그라우팅관(31)은 회전구동장치(4) 일측에 결합되거나 회전체(5), 제2회전파일(330), 굴착용 비트(340)의 중공 속으로 관입되도록 하여 지반에 그라우팅액을 분사하도록 할 수 있다. 그라우팅관(31)은 일측에 압력계가 설치되어 있어 분사되는 그라우팅액의 압력을 조정할 수 있다.

(c)단계는 굴착장비(10)를 측량된 지점으로 이동 후 굴착파일(20)을 이용하여 지지층까지 굴착하되 그라우팅액을 분사하여 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계로서 상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다.

상세하게는 (c)단계는 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에 상기 굴착부재(400)가 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. 즉, (c)단계는 상기 (a)단계에서 측량된 지점을 굴착하면서 그라우팅액을 분사하여 굴착시 발생되는 토사와 그라우팅액이 혼합되어 겔(gel) 상태를 만드는 단계이다. 또한, (c)단계는 설계상 요구되는 겔 상태를 만들기 위하여 측량된 지점을 반복적으로 굴착장비를 회전하여 굴착하면서 그라우팅액을 분사하는 단계이다. (c)단계에서 토사와 그라우팅액이 혼합되어 만들어지는 겔 상태는 파일이 삽입될 때 파일이 용이하게 근입되어 안착되도록 하는 상태이다.

(d)단계 및 (e)단계는 굴착파일(20)을 인상하면서 굴착된 홀의 직경을 확장하여야 하는 지층에서 굴착된 홀을 확장하는 단계로서 지반에 따라 다양한 형태의 구근을 만들 수 있는 단계이다.

(d)단계는 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. (d)단계는 다양한 방법으로 굴착된 홀의 직경을 확장할 수 있는데 일례로 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이 돌출시킨 후 파일부(300)를 회전시켜 굴착된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. (d)단계는 말뚝기초의 선단지지력을 확보하기 위하여 지지층에서 파일부로 굴착하여 형성된 홀보다 구멍의 크기를 크게 형성시키는 단계이다.

(e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. 상세하게 (e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 굴착부재(400)가 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이에 있도록 한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다.

또한, 지반에 따라 다양한 형태의 구근을 만들 수 있도록 (e)단계에서 다양한 실시예가 추가될 수 있다. (e)단계의 또 다른 실시예로 (e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만들되, 굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 일정깊이에서 굴착된 홀의 입구까지 파일부(300)가 인상될 때마다 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 밖으로 일정길이씩 돌출되도록 하면서 파일부(300)를 회전시키는 단계이다. 상세하게 (e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 굴착부재(400)가 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이에 있도록 한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만들되, 굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 일정깊이에서 굴착된 홀의 입구까지 파일부(300)가 인상될 때마다 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이씩 돌출되도록 하면서 파일부(300)를 회전시키는 단계이다. (e)단계는 말뚝기초의 지지력을 확보하기 위하여 굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 하는 단계이다.

상기 (c)단계 내지 (e)단계에서 그라우팅액이 분사되면서 토사와 혼합되어 홀의 내부를 겔 상태로 만들 때 그라우팅액이 고압으로 분사됨으로 인해 그라우팅액이 굴착된 홀의 외부로 흘러 들어가 형성되는 구근의 직경이 (c)단계 내지 (e)단계에서 굴착된 홀의 크기보다 더 커지게 될 수 있다. 또한, 상기 (c)단계 내지 (e)단계에서 그라우팅액이 분사되면서 토사와 혼합되어 홀의 내부를 겔 상태로 만든 경우 내부의 압에 의해서 그라우팅액이 굴착된 홀의 외부로 흘러 들어가 (c)단계 내지 (e)단계에서 굴착된 홀의 크기보다 더 커지게 될 수 있다.

(f)단계는 상기 (e)단계 후 양생하는 단계이다. 양생은 현장 시방서에 맞게 양생을 하여야 한다.

도1 내지 도7은 본원발명의 말뚝기초 시공방법에 관한 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도8은 본원발명의 굴착파일에 관한 사시도이고, 도9 내지 도11은 본원발명의 굴착파일에서 굴착부재가 돌출되는 것을 나타내는 도면이다.

도12는 회전홈(341)에 의해서 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 다양한 각도로 형성되는 것을 보여주는 도면이다.

본원발명은 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 또 다른 실시예로 상세하게는 (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계와, (b)구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(3)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 지반을 굴착할 수 있는 파일부(300)와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재(400)가 결합된 굴착파일(20)을 장착시키는 단계와, (c)상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (d)상기 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계와, (f)상기 (e)단계 후 상기 겔 상태의 혼합 물질에 구조계산에 의해서 선정된 파일이 근입되어 안착되는 단계 및, (g)상기 (f)단계 후 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본원발명은 (a)단계 내지 (g)단계로 구성되는 것으로 지반의 종류에 따라 지지력을 최대로 확보할 수 있는 다양한 모양의 구근을 형성시킬 수 있어 효과적으로 지반을 강화할 수 있는 발명으로 파일의 시공기간 및 시공비를 절약할 수 있는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에서 설명하고 있는 말뚝기초 시공방법은 상기 위에서 설명한 말뚝기초 시공방법과 같은 특징을 갖는 발명이다.

(a)단계는 설계에 의해서 말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계이다. 즉, (a)단계는 말뚝기초를 시공하여 기초를 만드는 지반에 설계에 맞게 말뚝기초가 정확하게 시공될 수 있도록 말뚝기초가 시공될 위치를 정확하게 측량하여 표시하는 단계이다.

(b)단계는 말뚝기초를 시공하기 위하여 굴착장비(10)에 굴착파일(20)을 장착하는 단계로 상세하게는 구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(3)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 지반을 굴착할 수 있는 파일부(300)와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재(400)가 결합된 굴착파일(20)을 장착시키는 단계이다.

굴착장비(10)는 구동본체(1)와 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(3)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되어 있다. 또한, 굴착파일(20)은 파일부(300)와 굴착부재(400)로 구성되는 것으로 상세하게는 회전구동장치(4)의 하부에 설치되는 것으로 중앙 일측에 상기 회전구동장치(4)의 회전체(5)가 삽입되는 제1관통공(110)이 뚫려 있는 이송부몸체(100)와, 일단이 상기 이송부몸체(100)의 하부면 일측에 결합되고 타단이 길이방향을 따라 움직이는 이송부재(200)와, 상면 일측에 상기 이송부재(200)의 타단이 삽입되는 제2관통공(311)이 뚫려 있는 판 형상으로 상기 회전체(5)가 상면 일측에 결합되는 상부판(310)과 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 제1회전파일(320)과 상기 제1회전파일(320)의 직경보다 작고 상기 제1회전파일(320)보다 일정길이 긴 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 제1회전파일(320)의 중공을 관통하여 상기 상부판(320)의 하면에 결합되는 제2회전파일(330)과 지반을 굴착하기 위한 비트부재로 일단이 상기 제2회전파일(330)의 타단에 결합되는 굴착용 비트(340)로 구성되는 파일부(300) 및, 막대 형상의 부재로 일단이 상기 이송부재(200)의 타단에 결합되어 상기 이송부재(200)의 운동에 따라 일단이 상기 제2관통공(311)에서 왕복운동하는 제1부재(410)와 막대 형상의 부재로 일단이 상기 제1부재(410)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제2부재(420)로 구성되는 것으로 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에서 움직이는 굴착부재(400)로 구성된다.

이송부몸체(100)는 회전구동장치(4)의 하부에 설치되는 것으로 중앙 일측에 상기 회전구동장치(4)의 회전체(5)가 삽입되는 제1관통공(110)이 뚫려 있는 부재이다. 이송부몸체(100)는 회전구동장치(4)의 하부에 회전체(5)의 회전에 관계 없이 회전구동장치(4)의 하부에 고정되독 설치되는 부재이다. 제1관통공(110)은 회전체(5)가 이송부몸체(100)에 간섭되지 않고 용이하게 회전될 수 있도록 형성된 구멍이다. 이송부몸체(100)는 다양한 형상일 수 있으나 단면이 원형 형상일 수 있다. 이송부몸체(100)는 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있다.

이송부재(200)는 일단이 상기 이송부몸체(100)의 하부면 일측에 결합되고 타단이 길이방향을 따라 움직이는 부재이다. 이송부재(200)는 외부에서 오는 신호를 받아 굴착부재가 제1회전파일 외측으로 돌출되도록 하여 굴착되는 홀의 직경을 크게 형성시키는 부재이다. 이송부재(200)는 타단이 길이방향을 따라 움직일 수 있으면 다양한 부재가가 사용될 수 있는데 일례로 유압자키, 유압실린더 등이 사용될 수 있다.

파일부(300)는 회전체(5)에 결합되어 회전체의 회전에 따라 지반에 회전하면서 지반을 굴착하는 것으로 상부판(310), 제1회전파일(320), 제2회전파일(330) 및 굴착용 비트(340)로 구성된다.

상부판(310)은 상면 일측에 상기 이송부재(200)의 타단이 삽입되는 제2관통공(311)이 뚫려 있는 판 형상으로 상기 회전체(5)가 상면 일측에 결합되는 부재이다. 상부판(310)은 파일부의 상면에 해당하는 구성으로 이송부재의 갯수에 따라 제2관통공이 다수개 뚫려 있을 수 있다. 상부판(310)은 회전체가 결합되는 부분에 그라우팅액이 분사될 수 있도록 그라우팅액 또는 그라우팅관이 통과되는 중공이 뚫려 있을 수 있다. 제1회전파일(320)은 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 부재이다. 제1회전파일(320)은 파일부(300)의 외측구성에 해당하는 것으로 외주면에 스크류 날개가 추가로 더 결합되어 굴착을 좀 더 용이하게 할 수 있다. 제2회전파일(330)은 제1회전파일(320)의 직경보다 작고 제1회전파일(320)보다 일정길이 긴 관 형상의 기둥부재로 일단이 제1회전파일(320)의 중공을 관통하여 상기 상부판(320)의 하면에 결합되는 부재이다. 제2회전파일(330)은 그라우팅액이 분사될 수 있도록 그라우팅액 또는 그라우팅관이 통과되는 중공이 뚫려 있을 수 있다. 상부판(310), 제1회전파일(320) 및 제2회전파일(330)은 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 제작의 편의성을 위하여 동일한 재료가 사용될 수 있다. 또한, 상부판(310), 제1회전파일(320) 및 제2회전파일(330)은 제작의 편의성을 위하여 일체로 제작될 수 있다.

굴착용 비트(340)는 지반을 굴착하기 위한 비트부재로 일단이 상기 제2회전파일(330)의 타단에 결합되는 부재이다. 굴착용 비트(340)는 파일부가 회전되어 지반을 굴착할 때 직접적으로 지반을 굴착하는 부재로 지반을 굴착하기 위한 통상적인 부재이다. 굴착용 비트(340)는 굴착되는 지반에 그라우팅액이 분사될 수 있도록 그라우팅액 또는 그라우팅관이 통과되는 중공이 뚫려 있을 수 있다.

굴착용 비트(340)의 일단은 상기 제2회전파일(330)과의 결합부분에서부터 외측으로 굴착되는 방향을 따라 경사지게 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면 일측에 제2부재(420)와 제1부재(410)의 결합부분인 힌지 부분이 걸려 상기 제2부재(420)가 일정각도로 회전되어 고정되도록 하는 회전홈(341)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 회전홈(341)은 제2부재(420)와 제1부재(410)의 결합부분인 힌지 부분이 걸려 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 일정각도를 유지할 수 있도록 하여 설계상의 구근 모양을 형성할 수 있다. 회전홈(341)은 굴착되는 지층의 종류에 따라 구근의 모양을 다양하게 형성할 수 있도록 제1회전파일(320)의 외측으로 돌출되는 제2부재(420)의 각도를 조정할 수 있는 홈이다. 회전홈(341)은 굴착용 비트(340)의 일단에 4개가 설치되되, 4개의 상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 동일한 각도 또는 각기 다른 각도로 유지하도록 형성될 수 있다. 일례로 회전홈이 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 동일한 각도로 형성된 경우 파일부로 굴착된 구멍에 있어서 제2부재가 돌출된 길이만큼의 직선형 구멍이 형성될 수 있다. 또 다른 실시예로 제2부재(420)가 제1회전파일(320)의 길이방향과 각기 다른 각도로 형성된 경우 파일부로 굴착된 구멍에 있어서 제2부재가 제1회전파일(320)의 외측면에 방사성으로 돌출되어 있어 돌출된 모양으로 형성된 구형 구멍이 형성될 수 있다.

굴착부재(400)는 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에서 움직여 설계에 따라 일정 깊이에 있는 굴착 홀의 직경을 크게 하기 위한 것으로 제1부재(410)와 제2부재(420)로 구성되어 있다. 제1부재(410)는 막대 형상의 부재로 일단이 상기 이송부재(200)의 타단에 결합되어 상기 이송부재(200)의 운동에 따라 일단이 상기 제2관통공(311)에서 왕복운동하는 부재이다. 제1부재(410)는 이송부재(200)에 결합되어 이송부재(200)의 운동에 따라 직선 왕동운동을 할 수 있으면 다양한 형상의 부대가 사용될 수 있다. 제2부재(420)는 막대 형상의 부재로 일단이 상기 제1부재(410)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 부재이다. 제2부재(420)는 제1부재에 힌지 결합되는 부재로 이송부재의 직선 운동에 따라 타단이 움직여 굴착용 비트(340)에 부딪힌 후 타단이 제1회전파일의 외측으로 일정길이 돌출될 수 있도록 일단을 중심으로 회전되는 부재이다. 제2부재(420)는 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이 돌출되도록 하여 굴착되는 홀의 직경을 크게 하는 역할을 한다.

제1부재(410)와 제2부재(420)는 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있는데 제작의 편의성을 위하여 같은 재료가 사용될 수 있다.

본원발명은 굴착용 비트(340)가 제1회전파일(320)의 직경과 동일한 크기의 직경으로 구성되고, 막대형상의 굴착용 비트로 상면 일측이 제2부재(420)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제3부재(430)를 더 포함하여 구성되되, 제3부재(430)는 상기 파일부(300)가 지반에 관입될 때 양단이 상기 제1회전파일(320)의 타단과 상기 굴착용 비트(340)의 일단 일측에 맞닿아 굴착시 굴착되는 토사가 파일부(300) 내부로 침투되는 것을 방지하고, 설계에 따라 일정 깊이에 있는 굴착 홀의 직경을 크게 할 경우 상기 제2부재(420)의 움직임에 따라 상기 제3부재(430)는 일단이 상기 굴착 홀의 내면에 맞닿아 굴착된 홀의 직경을 보다 크게 형성시킬 수 있다.

제3부재(430)는 굴착시 사용될 수 있는 비트 부재로 파일부가 지반을 굴착할 때는 제1회전파일과 굴착용 비트 사이에 설치되어 굴착되는 토사가 파일부 내부로 침투하는 것을 방지하는 부재이다. 또한, 제3부재(430)는 파일부에 의해서 굴착된 홀의 직경을 크게 할 경우 굴착 홀의 내면에 맞닿아 굴착된 홀의 직경을 보다 크게 형성시키는 부재이다.

본원발명은 회전구동장치(4)와 이송부재(200)에 연결되어 각 구성을 제어하는 제어부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(500)는 굴착장비(10) 또는 현장 일측에 설치되어 지반을 굴착할 때 회전구동장치(4)의 회전과 이송부재(200)의 직선운동을 제어할 수 있다. 제어부(500)는 각 장비를 제어하여 굴착되는 홀의 형태 즉 구근의 형태를 지반의 형태에 최적화되도록 다양하게 형성시킬 수 있다.

본원발명은 회전체(5), 제2회전파일(330), 굴착용 비트(340)는 내부에 중공이 일직선상에 놓이도록 형성되어 있고, 회전구동장치(4)의 일측에 결합되는 그라우팅관(31)과 상기 그라우팅관(31)이 일측에 결합되어 그라우팅액이 상기 그라우팅관(31)을 통해 파일부(300)로 분사되도록 펌핑시키는 그라우팅펌핑기(32)로 구성되는 그라우팅부(30)를 더 포함하여 구성되되, 그라우팅부(30)는 지반이 굴착될 때 그라우팅액이 굴착 홀에 분사되도록 하여 굴착된 토사와 그라우팅액이 혼합되어 겔 상태를 이루도록 할 수 있다.

그라우팅부(30)는 지반 굴착시 굴착되는 홀의 상태를 겔 상태로 만들기 위하여 그라우팅액을 지반으로 분사하는 구성이다. 그라우팅관(31)은 회전구동장치(4) 일측에 결합되거나 회전체(5), 제2회전파일(330), 굴착용 비트(340)의 중공 속으로 관입되도록 하여 지반에 그라우팅액을 분사하도록 할 수 있다. 그라우팅관(31)은 일측에 압력계가 설치되어 있어 분사되는 그라우팅액의 압력을 조정할 수 있다.

(c)단계는 굴착장비(10)를 측량된 지점으로 이동 후 굴착파일(20)을 이용하여 지지층까지 굴착하되 그라우팅액을 분사하여 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계로서 상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다.

상세하게는 (c)단계는 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에 상기 굴착부재(400)가 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. 즉, (c)단계는 상기 (a)단계에서 측량된 지점을 굴착하면서 그라우팅액을 분사하여 굴착시 발생되는 토사와 그라우팅액이 혼합되어 겔(gel) 상태를 만드는 단계이다. 또한, (c)단계는 설계상 요구되는 겔 상태를 만들기 위하여 측량된 지점을 반복적으로 굴착장비를 회전하여 굴착하면서 그라우팅액을 분사하는 단계이다. (c)단계에서 토사와 그라우팅액이 혼합되어 만들어지는 겔 상태는 파일이 삽입될 때 파일이 용이하게 근입되어 안착되도록 하는 상태이다.

(d)단계 및 (e)단계는 굴착파일(20)을 인상하면서 굴착된 홀의 직경을 확장하여야 하는 지층에서 굴착된 홀을 확장하는 단계로서 지반에 따라 다양한 형태의 구근을 만들 수 있는 단계이다.

(d)단계는 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. (d)단계는 다양한 방법으로 굴착된 홀의 직경을 확장할 수 있는데 일례로 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이 돌출시킨 후 파일부(300)를 회전시켜 굴착된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. (d)단계는 말뚝기초의 선단지지력을 확보하기 위하여 지지층에서 파일부로 굴착하여 형성된 홀보다 구멍의 크기를 크게 형성시키는 단계이다.

(e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다. 상세하게 (e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 굴착부재(400)가 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이에 있도록 한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이다.

또한, 지반에 따라 다양한 형태의 구근을 만들 수 있도록 (e)단계에서 다양한 실시예가 추가될 수 있다. (e)단계의 또 다른 실시예로 (e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만들되, 굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 일정깊이에서 굴착된 홀의 입구까지 파일부(300)가 인상될 때마다 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 밖으로 일정길이씩 돌출되도록 하면서 파일부(300)를 회전시키는 단계이다. 상세하게 (e)단계는 상기 (d)단계 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 굴착부재(400)가 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이에 있도록 한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만들되, 굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 일정깊이에서 굴착된 홀의 입구까지 파일부(300)가 인상될 때마다 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이씩 돌출되도록 하면서 파일부(300)를 회전시키는 단계이다. (e)단계는 말뚝기초의 지지력을 확보하기 위하여 굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 하는 단계이다.

상기 (c)단계 내지 (e)단계에서 그라우팅액이 분사되면서 토사와 혼합되어 홀의 내부를 겔 상태로 만들 때 그라우팅액이 고압으로 분사됨으로 인해 그라우팅액이 굴착된 홀의 외부로 흘러 들어가 형성되는 구근의 직경이 (c)단계 내지 (e)단계에서 굴착된 홀의 크기보다 더 커지게 될 수 있다. 또한, 상기 (c)단계 내지 (e)단계에서 그라우팅액이 분사되면서 토사와 혼합되어 홀의 내부를 겔 상태로 만든 경우 내부의 압에 의해서 그라우팅액이 굴착된 홀의 외부로 흘러 들어가 (c)단계 내지 (e)단계에서 굴착된 홀의 크기보다 더 커지게 될 수 있다.

(f)단계는 현장에 맞게 구조계산에 의해서 선정된 파일이 근입되어 안착되는 단계이다. 즉, (f)단계는 (e)단계에서 시공된 겔 상태의 혼합 물질에 구조계산에 의해서 선정된 파일이 근입되어 안착되는 단계이다. 일례로 겔 상태는 파일이 삽입될 때 파일의 자중에 의해서 용이하게 근입될 수 있는 상태이다. (f)단계는 안정적인 지내력을 확보하기 위해 파일이 삽입되는 단계로서 고층 구조물이나 중요한 구조물의 기초로 활용가능하도록 겔 상태의 혼합 물질에 파일이 근입되는 단계이다. 즉, 파일과 겔 상태의 혼합물질이 일체화 되어 상부에서 내려오는 하중을 효과적으로 지지할 수 있도록 파일이 겔 상태의 혼합물질에 근입되는 단계이다. 파일은 기초의 목적 및 현장에 맞게 구조계산에 의해서 선정된 파일로서 강관, PHC 등이 사용될 수 있다.

또한, (f)단계는 파일의 일단에 하중을 가해 겔 상태의 혼합 물질에 파일이 근입되어 안착되는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 기초를 시공하는 공기에 따라 파일의 근입을 신속히 하기 위하여 파일의 일단에 하중을 가해 좀 더 빨리 겔 상태의 혼합물질에 근입시킬 수 있다. 여기서 파일의 일단에 하중을 가하여 근입시키는 방법은 파일을 회전시키면서 근입시키거나, 진동장치를 이용하여 파일을 진동시키면서 근입시키거나, 파일의 일단을 타격시켜서 근입시키는 등 다양한 방법으로 파일의 일단에 하중을 가해서 근입시킬 수 있다.

(g)단계는 상기 (e1)단계 후 양생하는 단계이다. 즉, 겔 상태의 혼합물질에 파일이 근입되고 난 후 파일과 혼합물질이 일체화되도록 일정시간 양생하는 단계이다. 양생은 현장 시방서에 맞게 양생을 하여야 한다.

이상으로 본 발명에 따른 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법의 바람직한 실시 예를 설명하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.

1 : 구동본체 2 : 가이드레일
4 : 회전구동장치 5 : 회전체
10 : 굴착장비 20 : 굴착파일
30 : 그라우팅부
31 : 그라우팅관 32 : 그라우팅펌핑기
100 : 이송부몸체 110 : 제1관통공
200 : 이송부재
300 : 파일부
310 : 상부판 311 : 제2관통공
320 : 제1회전파일 330 : 제2회전파일
340 : 굴착용 비트 341 : 회전홈
400 : 굴착부재
410 : 제1부재 420 : 제2부재
430 : 제3부재

Claims (12)

1. (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계;
   (b)구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(2)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 지반을 굴착할 수 있는 파일부(300)와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재(400)가 결합된 굴착파일(20)을 장착시키는 단계;
   (c)상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계;
   (d)상기 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계;
   (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계; 및,
   (f)상기 (e)단계 후 양생하는 단계로 이루어지되,
   상기 (b)단계는
   구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(2)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 회전구동장치(4)의 하부에 설치되는 것으로 중앙 일측에 상기 회전구동장치(4)의 회전체(5)가 삽입되는 제1관통공(110)이 뚫려 있는 이송부몸체(100)와, 일단이 상기 이송부몸체(100)의 하부면 일측에 결합되고 타단이 길이방향을 따라 움직이는 이송부재(200)와, 상면 일측에 상기 이송부재(200)의 타단이 삽입되는 제2관통공(311)이 뚫려 있는 판 형상으로 상기 회전체(5)가 상면 일측에 결합되는 상부판(310)과 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 제1회전파일(320)과 상기 제1회전파일(320)의 직경보다 작고 상기 제1회전파일(320)보다 일정길이 긴 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 제1회전파일(320)의 중공을 관통하여 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 제2회전파일(330)과 지반을 굴착하기 위한 비트부재로 일단이 상기 제2회전파일(330)의 타단에 결합되는 굴착용 비트(340)로 구성되는 파일부(300) 및, 막대 형상의 부재로 일단이 상기 이송부재(200)의 타단에 결합되어 상기 이송부재(200)의 운동에 따라 일단이 상기 제2관통공(311)에서 왕복운동하는 제1부재(410)와 막대 형상의 부재로 일단이 상기 제1부재(410)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제2부재(420)로 구성되는 것으로 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에서 움직이는 굴착부재(400)로 구성되는 굴착파일(20)을 장착시키는 단계이고,
   상기 (c)단계는
   상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에 상기 굴착부재(400)가 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이고,
   상기 (d)단계는
   상기 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이 돌출시킨 후 파일부(300)를 회전시켜 굴착된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이고,
   상기 (e)단계는
   상기 (d)단계 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 굴착부재(400)가 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이에 있도록 한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (e)단계는
   상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만들되,
   굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 일정깊이에서 굴착된 홀의 입구까지 파일부(300)가 인상될 때마다 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 밖으로 일정길이씩 돌출되도록 하면서 파일부(300)를 회전시키는 단계인 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 굴착용 비트(340)는 상기 제1회전파일(320)의 직경과 동일한 크기의 직경으로 구성되고,
   막대형상의 굴착용 비트로 상면 일측이 상기 제2부재(420)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제3부재(430)를 더 포함하여 구성되되,
   상기 제3부재(430)는 상기 파일부(300)가 지반에 관입될 때 양단이 상기 제1회전파일(320)의 타단과 상기 굴착용 비트(340)의 일단 일측에 맞닿아 굴착시 굴착되는 토사가 파일부(300) 내부로 침투되는 것을 방지하고,
   설계에 따라 일정 깊이에 있는 굴착 홀의 직경을 크게 할 경우 상기 제2부재(420)의 움직임에 따라 상기 제3부재(430)는 일단이 상기 굴착 홀의 내면에 맞닿아 굴착된 홀의 직경을 보다 크게 형성시키는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 굴착용 비트(340)의 일단은 상기 제2회전파일(330)과의 결합부분에서부터 외측으로 굴착되는 방향을 따라 경사지게 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면 일측에 상기 제2부재(420)와 상기 제1부재(410)의 결합부분인 힌지 부분이 걸려 상기 제2부재(420)가 일정각도로 회전되어 고정되도록 하는 회전홈(341)을 더 포함하여 구성되되,
   상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 일정각도를 유지할 수 있도록 하여 설계상의 구근 모양을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 회전홈(341)은 상기 굴착용 비트(340)의 일단에 4개가 설치되되,
   4개의 상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 각기 다른 각도로 유지하도록 형성되어 있는 것상기 회전홈(341)은 상기 굴착용 비트(340)의 일단에 4개가 설치되되,
   4개의 상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 동일한 각도 또는 각기 다른 각도로 유지하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
7. (a)말뚝기초가 시공될 위치를 측량하는 단계;
   (b)구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(2)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 지반을 굴착할 수 있는 파일부(300)와 천공된 홀의 직경을 확장할 수 있는 굴착부재(400)가 결합된 굴착파일(20)을 장착시키는 단계;
   (c)상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계;
   (d)상기 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)에 의해서 천공된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계;
   (e) 상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계;
   (f)상기 (e)단계 후 상기 겔 상태의 혼합 물질에 구조계산에 의해서 선정된 파일이 근입되어 안착되는 단계; 및,
   (g)상기 (f)단계 후 양생하는 단계로 이루어지되,
   상기 (b)단계는
   구동본체(1)와 상기 구동본체(1)의 높이 방향을 따라 연장되어 소정의 높이를 갖도록 구비되는 가이드레일(2)과 상기 가이드레일(2)을 따라 이동하는 것으로 결합된 굴착파일(20)을 회전시키는 회전구동장치(4)로 구성되는 굴착장비(10)에 회전구동장치(4)의 하부에 설치되는 것으로 중앙 일측에 상기 회전구동장치(4)의 회전체(5)가 삽입되는 제1관통공(110)이 뚫려 있는 이송부몸체(100)와, 일단이 상기 이송부몸체(100)의 하부면 일측에 결합되고 타단이 길이방향을 따라 움직이는 이송부재(200)와, 상면 일측에 상기 이송부재(200)의 타단이 삽입되는 제2관통공(311)이 뚫려 있는 판 형상으로 상기 회전체(5)가 상면 일측에 결합되는 상부판(310)과 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 제1회전파일(320)과 상기 제1회전파일(320)의 직경보다 작고 상기 제1회전파일(320)보다 일정길이 긴 관 형상의 기둥부재로 일단이 상기 제1회전파일(320)의 중공을 관통하여 상기 상부판(310)의 하면에 결합되는 제2회전파일(330)과 지반을 굴착하기 위한 비트부재로 일단이 상기 제2회전파일(330)의 타단에 결합되는 굴착용 비트(340)로 구성되는 파일부(300) 및, 막대 형상의 부재로 일단이 상기 이송부재(200)의 타단에 결합되어 상기 이송부재(200)의 운동에 따라 일단이 상기 제2관통공(311)에서 왕복운동하는 제1부재(410)와 막대 형상의 부재로 일단이 상기 제1부재(410)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제2부재(420)로 구성되는 것으로 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에서 움직이는 굴착부재(400)로 구성되는 굴착파일(20)을 장착시키는 단계이고,
   상기 (c)단계는
   상기 굴착장비(10)를 측량 지점으로 이동 후 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이의 공간에 상기 굴착부재(400)가 있는 상태에서 상기 회전구동장치(4)를 구동하는 방법으로 굴착파일(20)의 파일부(300)를 회전시켜 지지층에 도달되도록 굴착하되, 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되면서 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 굴착된 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이고,
   상기 (d)단계는
   상기 굴착파일(20)이 지지층에 도달 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 밖으로 일정길이 돌출시킨 후 파일부(300)를 회전시켜 굴착된 홀의 직경보다 크게 홀을 형성시키면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계이고,
   상기 (e)단계는
   상기 (d)단계 후 상기 이송부재(200)의 타단이 길이방향을 따라 움직이고 이에 따라 상기 굴착부재(400)가 상기 제1회전파일(320)과 상기 제2회전파일(330) 사이에 있도록 한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만드는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 (e)단계는
   상기 (d)단계 후 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 내측에 있도록 이동한 후 파일부(300)를 인상하면서 굴착파일(20) 단부의 중공을 통하여 그라우팅액이 토출되어 굴착시 발생되는 토사와 혼합시켜 홀의 내부를 겔 상태로 만들되,
   굴착된 홀의 입구 부분이 원뿔 형태로 확장되도록 일정깊이에서 굴착된 홀의 입구까지 파일부(300)가 인상될 때마다 상기 굴착부재(400)가 상기 파일부(300)의 밖으로 일정길이씩 돌출되도록 하면서 파일부(300)를 회전시키는 단계인 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 굴착용 비트(340)는 상기 제1회전파일(320)의 직경과 동일한 크기의 직경으로 구성되고,
    막대형상의 굴착용 비트로 상면 일측이 상기 제2부재(420)의 타단에 회전운동을 하도록 힌지 결합되어 있는 제3부재(430)를 더 포함하여 구성되되,
    상기 제3부재(430)는 상기 파일부(300)가 지반에 관입될 때 양단이 상기 제1회전파일(320)의 타단과 상기 굴착용 비트(340)의 일단 일측에 맞닿아 굴착시 굴착되는 토사가 파일부(300) 내부로 침투되는 것을 방지하고,
    설계에 따라 일정 깊이에 있는 굴착 홀의 직경을 크게 할 경우 상기 제2부재(420)의 움직임에 따라 상기 제3부재(430)는 일단이 상기 굴착 홀의 내면에 맞닿아 굴착된 홀의 직경을 보다 크게 형성시키는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
11. 제7항에 있어서,
    상기 굴착용 비트(340)의 일단은 상기 제2회전파일(330)과의 결합부분에서부터 외측으로 굴착되는 방향을 따라 경사지게 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면 일측에 상기 제2부재(420)와 상기 제1부재(410)의 결합부분인 힌지 부분이 걸려 상기 제2부재(420)가 일정각도로 회전되어 고정되도록 하는 회전홈(341)을 더 포함하여 구성되되,
    상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 일정각도를 유지할 수 있도록 하여 설계상의 구근 모양을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 회전홈(341)은 상기 굴착용 비트(340)의 일단에 4개가 설치되되,
    4개의 상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 각기 다른 각도로 유지하도록 형성되어 있는 것상기 회전홈(341)은 상기 굴착용 비트(340)의 일단에 4개가 설치되되,
    4개의 상기 회전홈(341)은 상기 제2부재(420)가 상기 제1회전파일(320)의 길이방향과 동일한 각도 또는 각기 다른 각도로 유지하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다양한 형상의 구근을 형성할 수 있는 말뚝기초 시공방법.

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