KR101816006B1

KR101816006B1 - 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR101816006B1
Application number: KR1020150146746A
Authority: KR
Inventors: 도종남; 남문석; 김홍종
Original assignee: 한국도로공사
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2018-02-21
Also published as: KR20170046424A

Abstract

본 발명은 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치에 관한 것으로, 본 발명은 지반에 굴착된 굴착홀의 내벽과 상기 굴착홀에 삽입되는 말뚝의 외면 사이에 기포팽창형 주면고정액이 주입되어 상기 굴착홀의 하부에서 경화된 제1 주면고정경화재; 및 상기 굴착홀의 내벽과 상기 굴착홀에 삽입된 말뚝의 외면 사이에 마감형 주면고정액이 주입되어 상기 굴착홀의 상부에서 경화된 제2 주면고정경화재;를 포함하며, 상기 기포팽창형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함한다. 본 발명에 따르면, 지반에 매입된 말뚝의 수평저항력을 높이고, 굴착으로 이완된 굴착홀의 내벽을 조밀하게 강화시킴과 아울러 일수현상을 최소화한다.

Description

매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치{METHOD FOR SUPPORTING AN AUGERED PILE AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 말뚝은 교량 등의 토목구조물이나 건축물의 하중을 지반으로 전달하기 위해 토목구조물이나 건축물의 기초 슬래브 아래의 지반에 매입되어 지반을 강화한다. 말뚝의 종류로는 강관 말뚝, 피에이치씨(PHC, Pretensioned spun high strength concrete) 말뚝, 복합말뚝, 등이 있다.

또한, 말뚝을 지반에 매입하는 시공방법으로, 항타공법, 매입말뚝공법, 현장타설공법 등이 있다. 항타공법의 경우 시공이 간단하나 시공시 소음 진동이 많이 발생되어 소음 및 진동에 대한 규제가 시행되면서 시공이 대폭 줄고 있다. 매입말뚝공법은 항타공법의 시공시 발생되는 소음 진동의 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 소음 및 진동에 대한 규제가 시행되면서 시공이 급증하고 있다. 매입말뚝공법은 주로 에스아이피(SIP:Soil-cement injected precast pile) 공법, 에스디에이(SDA: seperated doughnut auger)공법이 이용되고 있다.

도 1은 최종 경타를 실시하는 에스아이피 공법의 일예를 순서적으로 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 최종 경타를 실시하는 에스아이피 공법의 일예는, 먼저, 굴착기의 오거(10)로 지반을 굴착하여 설정된 깊이로 굴착홀(H)을 형성(도 1의 a, b 참조)하되, 굴착홀(H)의 내경이 말뚝 외경보다 10cm 정도 크게 형성한다. 이어, 굴착홀(H)에 주면고정액(일명, 시멘트풀이라고도 함)(L1)을 주입하고, 굴착기의 오거(10)를 굴착홀(H)에서 회수한다(도 1의 c, d 참조). 주면고정액(L1)이 주입된 굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입하고(도 1의 e 참조), 해머(20)로 말뚝(P)을 최종 경타한다. 이 공법에서는 말뚝(P)의 아래 끝(선단)의 최종 깊이가 지지력을 결정하는데 중요한 역할을 한다.

도 2는 최종 경타를 실시할 수 없어 최종 경타가 없는 에스아이피 공법의 일예를 순서적으로 도시한 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 최종 경타가 없는 에스아이피 공법의 일예는, 굴착기의 오거(10)로 지반을 굴착하여 설정된 깊이로 굴착홀(H)을 형성(도 2의 a, b 참조)하되, 굴착홀(H)의 내경이 말뚝 외경보다 10cm 정도 크게 형성한다. 이어, 굴착기의 오거(10)에 구비된 중공부를 통해 선단고정액(L2)을 굴착홀(H)에 주입함과 함께 오거(10)를 인발하면서, 선단고정액(L2)이 굴착홀(H)의 바닥부터 설정된 높이까지 선단고정액을 주입한다(도 2의 c 참조). 이어, 굴착기 오거(10)의 중공부를 통해 주면고정액(L1)을 주입하면서 굴착기 오거(10)를 계속 인발하여 주면고정액(L1)을 설정된 높이까지 주입한 후 굴착기 오거(10)를 굴착홀(H)에서 회수한다(도 2의 d 참조). 그리고 말뚝(P)을 굴착홀(H)에 삽입하되, 굴착홀(H)의 바닥으로부터 설정된 거리를 두고 삽입한다(도 2의 e, f 참조).

도 3은 에스디에이공법의 일예를 순서적으로 도시한 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 에스디에이 공법의 일예는, 먼저, 굴착기의 오거(10)로 지면을 굴착하면서 오거(10)의 외부를 감싸는 케이싱(30)을 회전시키면서 지반에 삽입하여 설정된 깊이로 굴착홀(H)을 형성한다(도 3의 a, b 참조). 이어, 오거(10)를 인발하면서 오거(10)에 구비된 중공부를 통해 굴착홀(H), 즉 케이싱(30)의 내부에 주면고정액(L1)을 설정된 높이로 주입하고, 오거(10)를 케이싱(30)으로부터 회수한다(도 3의 e 참조). 주면고정액(L1)이 주입된 케이싱(30)의 내부에 말뚝(P)을 삽입하고(도 3의 d 참조), 케이싱(30)을 굴착홀(H)로부터 인발하고(도 3의 e 참조) 말뚝(P)을 압입 또는 경타한다(도 3의 f 참조).

그러나, 상기한 바와 같은 공법들은 주면고정액(L1)을 굴착홀(H)에 주입한 상태에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 주입한 주면고정액(L1)이 굴착공(H)의 공극사이로 빠져나가는 일수현상이 빈번하게 발생되어 지면으로부터 일정 깊이로 굴착홀(H)내의 주면고정액(L1)의 액면이 낮아져 말뚝(P)의 상단부에 대응되는 굴착홀(H)의 상부에 주면고정액(L1)이 밀실하게 채워지지 못하게 된다. 이로 인하여, 지반에 매입된 말뚝(P)에 수평력이 작용할 경우 대부분의 수평력을 말뚝(P)의 상부에서 저항하여야 하나 굴착홀(H)의 상부에 주면고정액(L1)이 밀실하게 채워지지 못하게 되어 말뚝(P)의 수평저항력이 현격히 저하될 수 있다.

한편, 주면고정액(L1)을 굴착홀(H)에 주입한 상태에서 일수현상으로 주면고정액(L1)의 상측 액면이 낮아진 경우 주면고정액(L1)을 반복해서 충전할 수 있으나 장비를 반복적으로 이동해야 하므로 작업 공정이 쉽지 않고 반복적으로 주면고정액(L1)을 충전하여야 하므로 시공 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 지반에 매입된 말뚝의 수평저항력을 높이는 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 굴착으로 이완된 굴착홀의 내벽을 조밀하게 강화시킴과 아울러 일수현상을 최소화하는 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 지반을 굴착하여 굴착홀을 형성하는 단계; 상기 굴착홀에 기포팽창형 주면고정액을 주입하는 단계; 상기 말뚝을 굴착홀에 삽입하는 단계; 상기 굴착홀에 마감형 주면고정액을 주입하는 단계;를 포함하며, 상기 기포팽창형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함하며, 상기 마감형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린, 알루민산나트륨을 포함하는 매립말뚝 주면고정방법이 제공된다.

또한, 지반을 굴착하여 굴착홀을 형성하는 단계; 상기 굴착홀에 기포팽창형 주면고정액을 주입하는 단계; 상기 말뚝을 굴착홀에 삽입하는 단계; 상기 굴착홀에 마감형 주면고정액을 주입하는 단계;를 포함하며, 상기 기포팽창형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함하며, 상기 마감형 주면고정액은 발포우레탄을 포함하는 매립말뚝 주면고정방법이 제공된다.

상기 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 기초재료에 상기 기초재료의 시멘트의 중량비의 1%에 해당되는 석고를 배합하여 제1 조성물을 만들고, 제1 조성물 중량비의 5%의 과산화수소를 제1 조성물에 배합하여 제2 조성물을 만들고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 글리세린을 제2 조성물에 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 지반에 굴착된 굴착홀의 내벽과 상기 굴착홀에 삽입되는 말뚝의 외면 사이에 기포팽창형 주면고정액이 주입되어 상기 굴착홀의 하부에서 경화된 제1 주면고정경화재; 및 상기 굴착홀의 내벽과 상기 굴착홀에 삽입된 말뚝의 외면 사이에 마감형 주면고정액이 주입되어 상기 굴착홀의 상부에서 경화된 제2 주면고정경화재;를 포함하며, 상기 기포팽창형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함하는 매입말뚝 주면고정장치가 제공된다.

상기 마감형 주면고정액은 상기 기포팽창형 주면고정액에 알루민산나트륨을 더 포함한 것이 바람직하다.

상기 기포팽창형 주면고정액은 굴착홀의 바닥으로부터 지면 0.9~1.1m 전까지 채워지고, 상기 마감형 주면고정액은 지면으로부터 0.9~1.1m까지 채워진 것이 바람직하다.

상기 마감형 주면고정액은 발포우레탄을 포함할 수도 있다.

상기 마감형 주면고정액이 발포우레탄을 포함할 경우 상기 기포팽창형 주면고정액은 굴착홀의 바닥으로부터 지면 0.4~0.6m 전까지 채워지고, 상기 마감형 주면고정액은 지면으로부터 0.4~0.6m까지 채워진 것이 바람직하다.

본 발명은 말뚝이 굴착홀에 삽입된 상태에서 말뚝의 외주면과 굴착홀의 내벽 사이에 기포팽창형 주면고정액이 주입되어 경화된 제1 주면고정경화재에 의해 말뚝의 하부가 지지되고, 말뚝의 외주면과 굴착홀의 내벽 사이에 마감형 주면고정액이 주입되어 경화된 제2 주면고정경화재에 의해 말뚝의 상부가 지지된다. 이로 인하여, 굴착홀에 삽입된 말뚝이 견고하게 지지된다.

또한, 본 발명은 말뚝이 삽입된 굴착홀에 기포팽창형 주면고정액을 주입하게 되어 기포팽창형 주면고정액의 기초재료인 물과 시멘트가 경화되면서 굴착홀에 삽입된 말뚝을 지지하게 됨과 아울러 석고 성분에 의해 팽창성이 증대되어 굴착홀의 내벽을 가압하는 가압력이 커져 내벽을 조밀하게 하고 글리세린 성분에 의해 건조수축이 최소화되고 점착력을 증가시키게 되므로 말뚝의 주변 지반을 강화시키고 말뚝과 주변의 부착강도를 높이게 되어 말뚝의 지지력을 높이게 됨과 아울러 수평저항력을 높이게 된다.

또한, 본 발명은 마감형 주면고정액이 말뚝이 삽입된 굴착홀의 내부에 주입된 기포팽창형 주면고정액보다 경화가 빨리 이루어지면서 굴착홀의 입구를 밀폐시키게 되므로 기포팽창형 주면고정액이 굴착홀의 입구측으로 팽창하는 것을 방지하고 기포팽창형 주면고정액이 굴착홀의 내벽으로 팽창하는 것을 촉진시켜 굴착홀의 내벽을 효과적으로 가압하여 굴착홀의 주변을 효과적으로 다지게 된다. 아울러, 마감형 주면고정액이 말뚝이 삽입된 굴착홀의 내부에 주입된 기포팽창형 주면고정액보다 경화가 빨리 이루어지면서 굴착홀의 입구를 밀폐시키게 되므로 기포팽창형 주면고정액이 굴착홀의 입구를 통해 누출되는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 일수현상을 최소화하여 기포팽창형 주면고정액의 유실을 최소화함에 의해 주입량을 감소시키게 된다.

도 1은 최종 경타를 실시하는 에스아이피 공법의 일예를 순서적으로 각각 도시한 단면도,
도 2는 최종 경타가 없는 에스아이피 공법의 일예를 순서적으로 각각 도시한 단면도,
도 3은 에스디에이공법의 일예를 순서적으로 각각 도시한 단면도,
도 4는 말뚝이 삽입된 굴착홀에 주입된 주면고정액의 일수현상을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제1 실시예를 도시한 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제1 실시예의 시공순서를 각각 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제2 실시예를 도시한 순서도,
도 8은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제2 실시예의 시공순서를 각각 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정장치의 일실시예를 도시한 정면도,
도 10은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정장치의 일실시예를 구성하는 제2 주면고정경화재의 다른 실시예가 구비된 매입말뚝 주면고정장치의 정면도.

이하, 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다. 도 6은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제1 실시예를 시공순서로 나타낸 것이다.

도 5, 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제1 실시예는, 먼저, 지반을 굴착하여 굴착홀(H)을 형성하는 단계(S1)가 진행된다. 이때, 굴착기의 오거(10)로 지반을 굴착하여 설정된 깊이로 굴착홀(H)을 형성한다(도 6의 a 참조). 굴착홀(H)의 내경이 말뚝(P) 외경보다 10cm 정도 크게 형성한다.

지반에 굴착홀(H)을 형성한 후 굴착홀(H)에 기포팽창형 주면고정액(La)을 주입하는 단계(S2)가 진행된다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 굴착기의 오거(10)를 굴착홀(H)에서 인발하면서 오거(10)에 구비된 중공부를 통해 굴착홀(H)에 주입한다(도 6의 b 참조). 기포팽창형 주면고정액(La)은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함한다. 기포팽창형 주면고정액(La)의 일실시예로, 기포팽창형 주면고정액(La)은 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 기초재료를 만든 후 기초재료의 시멘트의 중량비의 1%에 해당되는 석고를 기초재료에 배합하여 제1 조성물을 만들고, 제1 조성물 중량비의 5%의 과산화수소를 제1 조성물에 배합하여 제2 조성물을 만들고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 글리세린을 제2 조성물에 배합하여 제조한다.

굴착홀(H)에 기포팽창형 주면고정액(La)을 주입한 후 말뚝(P)을 굴착홀(H)에 삽입하는 단계(S3)가 진행된다(도 6의 c 참조). 굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입하고 해머로 말뚝(P)을 경타할 수도 있다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 말뚝(P)을 굴착홀(H)에 삽입한 상태에서 굴착홀(H)의 지면 입구까지 채워지도록 굴착홀(H)에 주입된다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 굴착홀(H)에 말뚝을 삽입한 상태에서 굴착홀(H)의 바닥으로부터 지면 0.9~1.1m 전까지 채워지는 것이 바람직하다(도 6의 d 참조).

굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입한 후 굴착홀(H)에 마감형 주면고정액(Lb)을 주입하는 단계(S4)가 진행된다(도 6의 e 참조). 마감형 주면고정액(Lb)은 굴착홀(H)의 입구까지, 즉 지면과 동일 액면을 갖도록 주입한다. 마감형 주면고정액(Lb)은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린, 알루민산나트륨을 포함하는 것이 바람직하다. 마감형 주면고정액(Lb)의 실시예로, 마감형 주면고정액(Lb)은 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 기초재료를 만든 후 기초재료의 시멘트의 중량비의 1%에 해당되는 석고를 기초재료에 배합하여 제1 조성물을 만들고, 제1 조성물 중량비의 5%의 과산화수소를 제1 조성물에 배합하여 제2 조성물을 만들고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 글리세린을 제2 조성물에 배합하여 제조하고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 알루민산나트륨을 제2 조성물에 배합하여 제조한다. 즉, 기포팽창형 주면고정액(La)의 중량비 1%의 알루민산나트륨을 기포팽창형 주면고정액(La)에 배합하여 제조한다.

본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제1 실시예를 경타없는 에스아이피 공법과 에스디에이 공법에도 각각 적용할 수 있다.

위의 제1 실시예에서, 기포팽창형 주면고정액(La)이 경화되어 굴착홀(H)의 내벽과 말뚝(P)의 외주면 사이에 채워져 말뚝(P)의 하부를 지지하게 되고, 마감형 주면고정액(Lb)이 경화되어 말뚝(P)의 상부를 지지하게 된다. 기포팽창형 주면고정액(La)을 굴착홀(H)에 주입하게 되면 기포팽창형 주면고정액(La)의 기초재료인 물과 시멘트가 경화되면서 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)을 지지하게 됨과 아울러 석고 성분에 의해 팽창성이 증대되어 굴착홀(H)의 내벽을 가압하는 가압력이 커져 내벽을 조밀하게 하고 글리세린 성분에 의해 건조 수축이 최소화되고 점착력을 증가시킨다. 또한, 마감형 주면고정액(Lb)이 기포팽창형 주면고정액(La)에 알루민산나트륨을 더 포함하게 되므로 주면고정액인 물과 시멘트의 기초재료의 경화를 촉진시켜 굴착홀(H)의 하부에 주입된 기포팽창형 주면고정액(La)보다 경화가 빨리 이루어져 굴착홀(H)의 입구 부분, 즉 상부부분을 막아 밀폐시켜 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 입구측으로 팽창을 방지하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제2 실시예를 도시한 순서도이다. 도 8은 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제2 실시예를 시공순서로 나타낸 것이다.

도 7, 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제2 실시예는, 먼저, 지반을 굴착하여 굴착홀(H)을 형성하는 단계(S11)가 진행된다. 이때, 굴착기의 오거(10)로 지반을 굴착하여 설정된 깊이로 굴착홀(H)을 형성한다(도 8의 a 참조). 굴착홀(H)의 내경이 말뚝(P)의 외경보다 10cm 정도 크게 형성한다.

지반에 굴착홀(H)을 형성한 후 굴착홀(H)에 기포팽창형 주면고정액(La)을 주입하는 단계(S12)가 진행된다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 굴착기의 오거(10)를 굴착홀(H)에서 인발하면서 오거(10)에 구비된 중공부를 통해 굴착홀(H)에 주입한다(도 8의 b 참조). 기포팽창형 주면고정액(La)은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함한다. 기포팽창형 주면고정액(La)의 일실시예로, 기포팽창형 주면고정액(La)은 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 기초재료를 만든 후 기초재료의 시멘트의 중량비의 1%에 해당되는 석고를 기초재료에 배합하여 제1 조성물을 만들고, 제1 조성물 중량비의 5%의 과산화수소를 제1 조성물에 배합하여 제2 조성물을 만들고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 글리세린을 제2 조성물에 배합하여 제조한다.

굴착홀(H)에 기포팽창형 주면고정액(La)을 주입한 후 말뚝(P)을 굴착홀(H)에 삽입하는 단계(S13)가 진행된다(도 8의 c 참조). 굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입하고 해머로 말뚝(P)을 경타할 수도 있다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 말뚝(P)을 굴착홀(H)에 삽입한 상태에서 굴착홀(H)의 지면 입구까지 채워지도록 굴착홀(H)에 주입된다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입한 상태에서 굴착홀(H)의 바닥으로부터 지면 0.4~0.6m 전까지 채워지는 것이 바람직하다(도 8의 d 참조).

굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입한 후 굴착홀(H)에 마감형 주면고정액(Lc)을 주입하는 단계(S14)가 진행된다(도 8의 e 참조). 마감형 주면고정액(Lc)은 굴착홀(H)의 입구까지, 즉 지면과 동일 액면을 갖도록 주입한다. 마감형 주면고정액(Lc)은 발포우레탄을 포함한다.

본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법의 제2 실시예를 경타 없는 에스아이피 공법과 에스디에이 공법에도 각각 적용할 수 있다.

위의 제2 실시예에서, 기포팽창형 주면고정액(La)이 경화되어 굴착홀(H)의 내벽과 말뚝(P)의 외주면 사이에 채워져 말뚝(P)의 하부를 지지하게 되고, 발포우레판이 경화되어 굴착홀(H)의 내벽과 말뚝(P)의 외주면 사이에 채워져 말뚝(P)의 상부를 지지하게 된다. 기포팽창형 주면고정액(La)을 굴착홀(H)에 주입하게 되면 기포팽창형 주면고정액(La)의 기초재료인 물과 시멘트가 경화되면서 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)을 지지하게 됨과 아울러 석고 성분에 의해 팽창성이 증대되어 굴착홀(H)의 내벽을 가압하는 가압력이 커져 내벽을 조밀하게 하고 글리세린 성분에 의해 건조 수축이 최소화되고 점착력을 증가시킨다. 또한, 발포우레탄이 굴착홀(H)의 입구 부분, 즉 상부부분을 막아 밀폐시켜 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 입구측으로 팽창하는 것을 방지하고 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 내벽으로 팽창하는 것을 촉진시키게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정장치의 제1 실시예를 도시한 단면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정장치의 제1 실시예는, 제1 주면고정경화재(100), 제2 주면고정경화재(200)를 포함한다.

제1 주면고정경화재(100)는 지반에 굴착된 굴착홀(H)의 내벽과 굴착홀(H)에 삽입되는 말뚝(P)의 외면 사이에 기포팽창형 주면고정액(La)이 주입되어 굴착홀(H)에서 경화된 것이다. 제1 주면고정경화재(100)는 굴착홀(H)의 바닥면에서부터 일정 높이까지 위치하며, 말뚝(P)을 지반에 견고하게 지지하게 된다. 굴착홀(H)의 내경은 말뚝(P)의 외경보다 10cm 정도 크게 굴착하는 것이 바람직하다. 말뚝(P)은 강관 말뚝, 피에치씨 말뚝, 복합 말뚝, 등이 될 수 있다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함하는 것이 바람직하다. 기포팽창형 주면고정액(La)의 일실시예로, 기포팽창형 주면고정액(La)은 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 기초재료를 만든 후 기초재료의 시멘트의 중량비의 1%에 해당되는 석고를 기초재료에 배합하여 제1 조성물을 만들고, 제1 조성물 중량비의 5%의 과산화수소를 제1 조성물에 배합하여 제2 조성물을 만들고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 글리세린을 제2 조성물에 배합하여 제조한다. 기포팽창형 주면고정액(La)은 굴착홀(H)의 바닥으로부터 지면 0.9~1.1m 전까지 채워지는 것이 바람직하다. 기포팽창형 주면고정액(La)을 굴착홀(H)에 주입하게 되면 기포팽창형 주면고정액(La)의 기초재료인 물과 시멘트가 경화되면서 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)을 지지하게 됨과 아울러 석고 성분에 의해 팽창성이 증대되어 굴착홀(H)의 내벽을 가압하는 가압력이 커져 내벽을 조밀하게 하고 글리세린 성분에 의해 건조 수축이 최소화되고 점착력을 증가시킨다. 이와 같이, 제1 주면고정경화재(100)는 굴착홀(H)의 내벽을 가압하여 조밀하게 하고 점착력을 증가시키면서 경화되어 말뚝(P)의 하부를 지지하게 된다.

제2 주면고정경화재(200)의 일실시예로, 제2 주면고정경화재(200)는 굴착홀(H)의 내벽과 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)의 외면 사이에 마감형 주면고정액(Lb)(Lc)이 주입되어 굴착홀(H)의 상부에서 경화된 것이다. 마감형 주면고정액(Lb)(Lc)은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린, 알루민산나트륨을 포함하는 것이 바람직하다. 마감형 주면고정액(Lb)의 실시예로, 마감형 주면고정액(Lb)은 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 기초재료를 만든 후 기초재료의 시멘트의 중량비의 1%에 해당되는 석고를 기초재료에 배합하여 제1 조성물을 만들고, 제1 조성물 중량비의 5%의 과산화수소를 제1 조성물에 배합하여 제2 조성물을 만들고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 글리세린을 제2 조성물에 배합하여 제조하고, 제2 조성물의 중량비의 1%의 알루민산나트륨을 제2 조성물에 배합하여 제조한다. 즉, 기포팽창형 주면고정액(La)의 중량비 1%의 알루민산나트륨을 기포팽창형 주면고정액(La)에 배합하여 제조한다. 마감형 주면고정액(Lb)은 지면으로부터 0.9~1.1m까지 채워진다. 마감형 주면고정액(Lb)이 기포팽창형 주면고정액(La)에 알루민산나트륨을 더 포함하게 되므로 주면고정액인 물과 시멘트의 기초재료의 경화를 촉진시켜 굴착홀(H)의 하부에 주입된 기포팽창형 주면고정액(La)보다 경화가 빨리 이루어져 굴착홀(H)의 입구 부분, 즉 상부부분을 막아 밀폐시켜 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 입구측으로 팽창을 방지하게 된다. 마감형 주면고정액(Lb)이 경화되어 굴착홀(H)의 내벽과 말뚝(P)의 외주면 사이에 채워져 말뚝(P)의 상부를 지지하게 된다.

제2 주면고정경화재의 다른 실시예로, 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 주면고정경화재(200')는 굴착홀(H)의 내벽과 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)의 외면 사이에 마감형 주면고정액(Lc)이 주입되어 굴착홀(H)의 상부에서 경화된 것이며, 마감형 주면고정액(Lc)은 발포우레탄이 경화된 것이다. 이때, 기포팽창형 주면고정액(La)은 굴착홀(H)의 바닥으로부터 지면 0.4~0.6m 전까지 채워지고, 마감형 주면고정액(Lc)은 지면으로부터 0.4~0.6m까지 채워진 것이 바람직하다. 발포우레탄은 말뚝(P)의 상부 외주면과 굴착홀(H)의 상부 내벽 사이에 경화되어 말뚝(P)의 상부부분을 지지하게 된다. 또한, 발포우레탄이 굴착홀(H)의 입구 부분, 즉 상부부분을 막아 밀폐시켜 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 입구측으로 팽창하는 것을 방지하고 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 내벽으로 팽창하는 것을 촉진시키게 된다.

이하, 본 발명에 따른 매입말뚝 주면고정방법 및 그 장치에 대한 작용과 효과를 설명한다.

본 발명은 말뚝(P)이 굴착홀(H)에 삽입된 상태에서 말뚝(P)의 외주면과 굴착홀(H)의 내벽 사이에 기포팽창형 주면고정액(La)이 주입되어 경화된 제1 주면고정경화재(100)에 의해 말뚝(P)의 하부가 지지되고, 말뚝(P)의 외주면과 굴착홀(H)의 내벽 사이에 마감형 주면고정액(Lb)(Lc)이 주입되어 경화된 제2 주면고정경화재(200)(200')에 의해 말뚝(P)의 상부가 지지된다. 이로 인하여, 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)이 견고하게 지지된다.

또한, 본 발명은 말뚝(P)이 삽입된 굴착홀(H)에 기포팽창형 주면고정액(La)을 주입하게 되어 기포팽창형 주면고정액(La)의 기초재료인 물과 시멘트가 경화되면서 굴착홀(H)에 삽입된 말뚝(P)을 지지하게 됨과 아울러 석고 성분에 의해 팽창성이 증대되어 굴착홀(H)의 내벽을 가압하는 가압력이 커져 내벽을 조밀하게 하고 글리세린 성분에 의해 건조 수축이 최소화되고 점착력을 증가시키게 되므로 말뚝(P)의 주변 지반을 강화시키고 말뚝(P)과 주변의 부착강도를 높이게 되어 말뚝(P)의 지지력을 높이게 됨과 아울러 수평저항력을 높이게 된다.

또한, 본 발명은 마감형 주면고정액(Lb)(Lc)이 말뚝(P)이 삽입된 굴착홀(H)의 내부에 주입된 기포팽창형 주면고정액(La)보다 경화가 빨리 이루어지면서 굴착홀(H)의 입구를 밀폐시키게 되므로 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 입구측으로 팽창하는 것을 방지하고 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 내벽으로 팽창하는 것을 촉진시켜 굴착홀(H)의 내벽을 효과적으로 가압하여 굴착홀(H)의 주변을 효과적으로 다지게 된다. 아울러, 마감형 주면고정액(Lb)(Lc)이 말뚝(P)이 삽입된 굴착홀(H)의 내부에 주입된 기포팽창형 주면고정액(La)보다 경화가 빨리 이루어지면서 굴착홀(H)의 입구를 밀폐시키게 되므로 기포팽창형 주면고정액(La)이 굴착홀(H)의 입구를 통해 누출되는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 일수현상을 최소화하여 기포팽창형 주면고정액(La)의 유실을 최소화함에 의해 주입량을 감소시키게 된다.

100; 제1 주면고정경화재 200; 제2 주면고정경화재
La; 기포팽창형 주면고정액 Lb,Lc; 마감형 주면고정액

Claims

지반을 굴착하여 굴착홀을 형성하는 단계;
상기 굴착홀에 기포팽창형 주면고정액을 주입하는 단계;
상기 굴착홀에 말뚝을 삽입하는 단계;
상기 굴착홀에 상기 기포팽창형 주면고정액보다 경화속도가 빠른 마감형 주면고정액을 주입하여 상기 기포팽창형 주면고정액보다 먼저 경화되면서 상기 굴착홀의 입구부분을 밀폐시키는 단계;를 포함하며,
상기 기포팽창형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함하며,
상기 마감형 주면고정액은 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린, 상기 물과 시멘트의 기초재료의 경화를 촉진시키는 알루민산나트륨을 포함하며,
상기 기포팽창형 주면고정액은 상기 굴착홀에 말뚝을 삽입한 상태에서 지면으로부터 0.9~1.1m전까지 채워지며, 상기 마감형 주면고정액은 상기 기포팽창형 주면고정액의 액면에서부터 지면까지 채워지는 것을 특징으로 하는 매입말뚝 주면고정방법.
제 1 항에 있어서, 상기 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 제1 배합물에 시멘트 중량비의 1%에 해당되는 석고를 배합한 제2 배합물에 제2 배합물 중량비의 5%의 과산화수소를 배합한 제3 배합물에 제3 배합물의 중량비의 1%의 글리세린을 배합한 것을 특징으로 하는 매입말뚝 주면고정방법.
지반을 굴착하여 굴착홀을 형성하는 단계;
상기 굴착홀에 기포팽창형 주면고정액을 주입하는 단계;
상기 굴착홀에 말뚝을 삽입하는 단계;
상기 굴착홀에 상기 기포팽창형 주면고정액보다 경화속도가 빠른 마감형 주면고정액을 주입하여 상기 기포팽창형 주면고정액보다 먼저 경화되면서 상기 굴착홀의 입구부분을 밀폐시키는 단계;를 포함하며,
상기 기포팽창형 주면고정액은, 물, 시멘트, 석고, 과산화수소, 글리세린을 포함하며,
상기 마감형 주면고정액은 발포우레탄을 포함하며,
상기 기포팽창형 주면고정액은 굴착홀의 바닥으로부터 지면 0.4~0.6m 전까지 채워지고, 상기 마감형 주면고정액은 상기 기포팽창형 주면고정액의 액면으로부터 지면까지 채워지는 것을 특징으로 하는 매입말뚝 주면고정방법.
제 3 항에 있어서, 상기 물(W)과 시멘트(C)의 성분비(W/C)가 0.85 ~ 1인 제1 배합물에 시멘트 중량비의 1%에 해당되는 석고를 배합한 제2 배합물에 제2 배합물 중량비의 5%의 과산화수소를 배합한 제3 배합물에 제3 배합물의 중량비의 1%의 글리세린을 배합한 것을 특징으로 하는 매입말뚝 주면고정방법.
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