KR101884998B1 - 팽이형 파일 및 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법 - Google Patents

팽이형 파일 및 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법 Download PDF

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Abstract

팽이형 파일이 개시된다. 상기 팽이형 파일은 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형의 팽이부; 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형의 파일 본체부; 상기 팽이부의 상단부에 위치한 테두리부의 가장자리로부터 상기 파일 본체부의 하단부 방향으로 수직하게 연장되어 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있고, 상기 팽이부 및 파일 본체부의 사방에 배치되어 있는 측벽부를 포함하고, 상기 측벽부를 포함하는 다수의 팽이형 파일을 연약 지반에 설치할 때 상기 측벽부는 이웃하는 팽이형 파일의 측벽부와 맞대어지는 것을 특징으로 한다.

Description

팽이형 파일 및 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법{TOP TYPED PILE COMPRISING AND TOP-BASE CONSTRUCTION METHOD OF SOFT GROUND}
본 발명은 팽이형 파일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공이 용이한 팽이형 파일에 관한 것이다.
일반적으로 공장제작 콘크리트 팽이형 파일을 이용한 기초공법은 구조물의 기초지반표면에 팽이형상의 콘크리트 파일을 부설하는 공법으로 연약지반에서 기초의 일부로 많이 사용되고 있는데, 지반에 대한 보강효과를 가짐과 동시에 하중을 분산시켜 지반에 전달함으로써, 기초부분과 그 부근지반을 개량하는 경우와 유사한 효과를 나타낸다.
이 공법은 기초지반표면에 파일의 위치확보도 겸한 정방형으로 된 위치철근을 깔고 그 위에 팽이형 콘크리트 파일을 나란히 부설한 후, 파일을 걸기 위해 묻어둔 철근고리에 연결철근을 또 다시 정방형으로 결속하며, 파일의 하부공간은 쇄석으로 충진시키고 충분히 다짐한다.
한편, 상기한 연약지반에 사용되는 콘크리트 팽이형 파일은 원형의 상면을 구비함과 동시에 상기 상면의 중앙에는 인양용 고리가 돌출 형성된 팽이부와 상기 팽이부의 중앙 하부에 길게 연장 설치된 파일본체부와 상기 파일본체부의 하부에 연장 형성되어 원추형 저면을 갖는 파일선단부로 이루어진 구조이다.
상기한 바와 같은 구조로 이루어진 종래의 공장제작 콘크리트 팽이형 파일 및 현장타설 팽이형 파일은 원추형상의 팽이부와 파일본체부가 약 45ㅀ의 경사면을 이룸으로써 상부에서 하부에 작용하는 상재하중을 지반의 사방으로 분산시킴으로 인하여 매우 높은 지반보강 효과가 있다.
현재 이용되고 있는 공장제작 및 현장타설 팽이형 파일을 이용한 지반 보강 방법은, 팽이형 파일을 연결하기 위해 상하부에 철근을 사용한다. 즉, 철근을 이용해서 팽이형 파일들을 연결하게 되는데, 팽이형 파일의 설치를 위해 철근을 배근하는 과정을 거쳐야 하므로 연약지반의 팽이형 파일 기초를 시공하는 기간이 길어지는 단점이 있고, 공사비도 증가하는 문제가 있다.
또한, 철근 상에 팽이형 파일을 설치하면서 수직 및 수평도를 맞추는 과정에 어려움이 있다.
한편, 다수의 팽이형 파일을 연약지반 상에 설치한 상태에서 팽이형 파일들 사이에 채움재, 예를 들면, 쇄석을 채우게 되는데, 이때 팽이형 파일들 사이의 공간은 모두 소통되어 있으므로 밀실하게 쇄석을 다짐하여 채우기가 어려워 팽이형 파일들 사이에 느슨하게 채워진 쇄석은 팽이형 파일 기초 시공 과정 또는 시공 후에 쇄석이 일방향으로 이동하는 문제가 발생하며, 이는 팽이형 파일 기초의 일부가 침하되는 문제로 이어지게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 연약지반 상에 쉽게 자립할 수 있고, 팽이형 파일들의 수직 및 수평도를 일률적으로 맞추는 작업이 쉽고, 서로 연결된 팽이형 파일들 사이에 채워지는 채움재의 밀실한 다짐과 채움재의 이동 방지에 따른 기초지반의 침하 발생을 최소화하고, 접지면적 증가 및 하중 분산이 증대될 수 있고, 팽이형 파일 기초 시공에 소요되는 기간 단축 및 공사비가 절감될 수 있도록 한 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일은 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형의 팽이부; 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형의 파일 본체부; 상기 팽이부의 상단부에 위치한 테두리부의 가장자리로부터 상기 파일 본체부의 하단부 방향으로 수직하게 연장되어 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있고, 상기 팽이부 및 파일 본체부의 사방에 배치되어 있는 측벽부를 포함하고, 상기 측벽부를 포함하는 다수의 팽이형 파일을 연약 지반에 설치할 때 상기 측벽부는 이웃하는 팽이형 파일의 측벽부와 맞대어지는 것을 특징으로 한다.
상기 측벽부는 일부분이 상기 팽이형 파일의 길이방향으로 개방될 수 있다.
일 예로, 상기 측벽부는, 상기 테두리부의 가장자리로부터 상기 팽이부의 하단부를 향해 연장된 수직변, 상기 수직변에 수직하고 지면에 평행하는 수평변, 및 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있는 접한변을 포함하는 제1 벽판; 상기 제1 벽판과 동일 형상을 이루고 있고, 상기 팽이부 및 파일 본체부에 접하여서 상기 제1 벽판과 일정거리 이격되어 있는 제2 벽판; 및 상기 제1 벽판 및 제2 벽판의 사이에 배치되어 있고, 상기 테두리부의 하부로부터 상기 파일 본체부의 하단부까지 길이의 일부 또는 전부를 개방하는 개방부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 팽이형 파일은 측벽부의 하단부의 끝의 모서리가 소정의 높이로 개방되는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라, 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법이 개시되고, 이러한 방법은, 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형의 팽이부, 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형의 파일 본체부, 상기 팽이부의 평면을 형성하는 테두리부의 가장자리로부터 상기 파일 본체부의 하단부 방향으로 수직하게 연장되어 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있고 상기 팽이부 및 파일 본체부의 사방에 배치되어 있는 측벽부를 포함하는 팽이형 파일을 다수 준비하는 단계; 각각의 팽이형 파일의 측벽부를 서로 맞대어 다수의 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결하는 단계; 및 서로 연결된 팽이형 파일 각각의 내부공간 및 서로 연결된 팽이형 파일들의 외측에 채움재를 채우고 다짐하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 측벽부를 포함하는 팽이형 파일을 준비하는 단계에서 준비되는 팽이형 파일의 측벽부는 테두리부의 하부로부터 상기 파일 본체부의 하단부까지 길이의 일부 또는 전부를 개방하는 개방부를 포함하고, 상기 다수의 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결하는 단계에서 각각의 팽이형 파일의 측벽부에 형성된 상기 개방부가 서로 소통되도록 각각의 측벽부를 맞대어 연결하고, 상기 채움재를 채우고 다짐하는 단계에서 채움재를 팽이형 파일의 내부로 채울 때 채움재가 상기 개방부를 통해 서로 맞대어진 각각의 측벽부 내에 채워질 수 있는 양으로 채움재를 팽이형 파일 내에 투입할 수 있다.
상기 측벽부를 포함하는 팽이형 파일을 준비하는 단계에서 준비되는 팽이형 파일의 측벽부는 측벽부의 하단부의 끝의 모서리가 소정의 높이로 개방될 수 있다.
본 발명에 따른 팽이형 파일 및 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법에 의하면, 연약지반 상에 쉽게 자립할 수 있고, 팽이형 파일들의 수직 및 수평도를 일률적으로 맞추는 작업이 쉽고, 서로 연결된 팽이형 파일들 사이에 채워지는 채움재의 밀실한 다짐과 채움재의 이동 방지에 따른 기초지반의 침하 발생을 최소화하고, 접지면적 증가 및 하중 분산이 증대될 수 있고, 팽이형 파일 기초 시공에 소요되는 기간 단축 및 공사비가 절감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 팽이형 파일의 평면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 팽이형 파일의 측면을 나타낸 도면이다.
도 4a는 도 1에 도시된 팽이형 파일이 네트워크 구조를 이루도록 다수 연결된 상태를 팽이형 파일의 평면에서 바라본 도면이다.
도 4b는 도 1에 도시된 팽이형 파일이 네트워크 구조를 이루도록 다수 연결된 상태를 팽이형 파일의 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 팽이형 파일의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팽이형 파일을 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 팽이형 파일 및 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 팽이형 파일의 평면을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 팽이형 파일의 측면을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일은 팽이부(110), 파일 본체부(120) 및 측벽부(130)를 포함한다.
팽이부(110)는 속이 빈 중공 형상이며, 아래로 좁아지는 뿔 형상을 갖는다. 일 예로, 팽이부(110)는 팽이부(110)의 상단부에 위치한 테두리부(111) 및 테두리부(111)로부터 아래로 좁아지는 뿔 형상의 테이퍼부(112)로 구분될 수 있다. 여기서, 팽이형 파일을 평면으로 볼 때 테두리부(111)는 둥근 원 형태를 갖는다. 이러한 테두리부(111)의 원 형태는 예시적인 것이고, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 십이각형, 십오각형 및 십팔각형과 같은 다각형 형태를 가질 수도 있다.
파일 본체부(120)는 팽이부(110)의 하부, 즉 팽이부(110)의 테이퍼부(112) 하단부로부터 아래로 좁아지도록 연장되어 역시 속이 빈 중공형의 뿔 형상을 갖는다. 이러한 파일 본체부(120)의 아래로 좁아지는 형태는 예시적인 것에 불과하며, 아래로 좁아지지 않는 원통 형상으로 구비될 수도 있다.
측벽부(130)는 상기 팽이부(110)의 상단부에 위치한 테두리부(111)의 가장자리로부터 파일 본체부(120)의 하단부 방향으로 연장되어 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)의 외면에 접하여 있고, 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)의 사방에 배치된다. 즉, 측벽부(130)는 4개이고, 이때 서로 마주하는 각각의 측벽부(130)는 서로 대칭되도록 배치된다.
한편 각각의 측벽부(130)는 팽이형 파일의 길이방향으로 개방된 형태로 구비될 수 있다. 일 예로, 측벽부(130)는 제1 벽판(131), 제2 벽판(132), 밑판(133) 및 개방부(134)를 포함할 수 있다.
제1 벽판(131)은 팽이부(110)의 테두리부(111)의 가장자리로부터 파일 본체부(120)의 하단부 방향으로 연장된 수직변(131a), 상기 수직변(131a)에 수직하고 지면에 평행하는 수평변(131b), 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)의 외면에 접하여 있는 접한변(131c)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 벽판(131)은 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)의 외면에 접하도록 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)와 일체로 형성되는 플레이트 형태일 수 있다. 이러한 제1 벽판(131)의 형상에는 특별한 제한은 없으며, 일 예로, 수직변(131a)을 정면으로 하여 볼 때 팽이형 파일의 팽이 형상의 일부 형상, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 아래로 점차 좁아지는 형상일 수 있다. 다른 예로, 도시하지는 않았지만 팽이부(110)의 테두리부(111)의 가장자리로부터 파일 본체부(120)의 하단부 방향으로 일자로 뻗은 평평한 판 형상일 수도 있다.
제2 벽판(132)은 제1 벽판(131)과 동일 형상을 이루고 있다. 즉, 제2 벽판(132) 역시 수직변(132a), 수평변(132b) 및 접한변(132c)을 포함할 수 있다. 이러한 제2 벽판(132) 역시 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)의 외면에 접하도록 팽이부(110) 및 파일 본체부(120)와 일체로 형성되는 플레이트 형태이다. 제2 벽판(132)은 제1 벽판(131)과 일정거리 이격되어 배치된다. 이러한 제2 벽판(132)이 제1 벽판(131)과 동일하게 아래로 점차 좁아지는 형상인 경우 도 1에 도시된 바와 같이 제1 벽판(131)과 조합되는 형상이 팽이형 파일의 단면 형상과 유사한 형상을 가질 수 있다.
밑판(133)은 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 하단부에 연결되어 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 하단부를 밀폐할 수 있다.
개방부(134)는 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 사이에 배치된다. 즉, 개방부(134)는 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 사이공간을 개방한다. 이때, 개방부(134)는 팽이부(110)의 테두리부(111)의 하부로부터 파일 본체부(120)의 하단부까지의 길이의 일부 또는 전부를 개방할 수 있다. 일 예로, 개방부(134)는 제1 개구(134a) 및 제2 개구(134b)를 포함할 수 있고, 이러한 경우 도 1에 도시된 바와 같이 제1 개구(134a)는 팽이부(110)에 배치되어 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132) 사이에서 팽이부(110)의 일부를 개방할 수 있고, 제2 개구(134b)는 파일 본체부(120)에 배치되어 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132) 사이에서 파일 본체부(120)의 일부를 개방할 수 있다.
여기서, 팽이형 파일은 그 재질이 폴리에틸렌수지(PE : polyethylene), 폴리스티렌수지(PS : polystyrene), ABS 수지(ABS : acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 발포폴리스티렌(EPS : Expandable Poly-Styrene), 함석류, 알루미늄, 철판, 철선, 금속류, 비금속류, 목재류, 재생 PE 및 재생 PP 등으로 구성된다.
또한, 팽이형 파일의 내측 중공부에는 채움재가 채워지게 되는데, 이러한 채움재는 중량자재, 재활용자재, 자연산자재 및 경량자재 중 적어도 어느 하나 이상이 채워지는 것이 일반적이다. 상기 중량자재는 레미콘, 몰탈, 쇄석 그라우트재 및 혼화재 중 적어도 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다. 상기 재활용자재는 슬래그, 재사용골재 및 톱밥 그라우트재 중 적어도 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 자연산자재는 토사, 자갈, 모래 및 소일시멘트 중 적어도 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 경량자재는 발포폴리스티렌(EPS : Expandable Poly-Styrene) 블록 및 발포폴리스티렌(EPS : Expandable Poly-Styrene) 경량골재 중 적어도 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다.
도 4a는 도 1에 도시된 팽이형 파일이 네트워크 구조를 이루도록 다수 연결된 상태를 팽이형 파일의 평면에서 바라본 도면이고, 도 4b는 도 1에 도시된 팽이형 파일이 네트워크 구조를 이루도록 다수 연결된 상태를 팽이형 파일의 측면에서 바라본 도면이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명의 팽이형 파일은 네트워크 구조를 이루도록 다수 연결된다. 이때, 팽이형 파일 간의 각각의 측벽부(130)는 서로 맞대어져서 연결되며, 측벽부(130)에 의해 각각의 팽이형 파일은 쉽게 세워질 수 있다. 팽이형 파일 간의 각각의 측벽부(130)가 맞대어져서 연결되면 각각의 측벽부(130)의 개방부(134)는 서로 소통된다. 즉, 각각의 측벽부(130)의 개방부(134)는 서로 마주하여 소통되며, 이에 의해 각각의 팽이형 파일의 내부공간도 서로 소통된다. 따라서, 서로 이웃하는 어느 하나의 팽이형 파일의 내부공간으로 채움재, 예를 들면, 레미콘이 채워지면 서로 소통된 각각의 개방부(134)를 통해 어느 하나의 팽이형 파일에 채워진 레미콘은 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130)의 사이 및 이웃하는 팽이형 파일의 내부공간의 일부에도 채워질 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 4c와 같은 상태로 팽이형 파일들이 연결된 상태에서 팽이형 파일들의 외측에는 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130)의 외측 영역에는 각각의 측벽부(130)에 의해 막혀있는 채움재가둠공간(140)을 형성하는 형태가 되며, 채움재가둠공간(140)은 서로 연결된 팽이형 파일 간의 외측에 다수 배치되는 형태가 된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법은, 팽이형 파일을 다수 준비하는 단계(S110); 각각의 팽이형 파일의 측벽부를 서로 맞대어 다수의 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결하는 단계(S120); 서로 연결된 팽이형 파일 각각의 내부공간 및 서로 연결된 팽이형 파일들의 외측에 채움재을 채우고 다짐하는 단계(S130)를 포함한다. 여기서, 상기 채움재는 레미콘 또는 쇄석일 수 있다.
S110 단계에서 준비되는 팽이형 파일은 위에서 설명한 것과 같이 측벽부(130)는 제1 벽판(131), 제2 벽판(132) 및 개방부(134)를 포함하는 측벽부(130)를 갖는 팽이형 파일이다.
S120 단계에서 각각의 팽이형 파일의 측벽부(130)를 서로 맞대어 다수의 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결할 때 각각의 팽이형 파일의 측벽부에 형성된 상기 개방부가 서로 소통되도록 각각의 측벽부를 맞대어 연결한다. 이러한 상태는 도 4a 및 도 4b에 도시된 상태와 같다. 이때, 도 4a 및 도 4b를 참조한 설명에서와 같이 측벽부(130)에 의해 각각의 팽이형 파일은 쉽게 세워질 수 있고, 각각의 팽이형 파일의 측벽부(130)의 개방부(134)는 서로 마주하여 소통되며, 이에 의해 각각의 팽이형 파일의 내부공간도 서로 소통된다.
S130 단계에서 측벽부(130)를 통해 서로 연결된 각각의 팽이형 파일의 내부공간으로 채움재, 예를 들면, 레미콘을 채우게 되는데, 이때 레미콘이 상기 개방부를 통해 서로 맞대어진 각각의 측벽부 내에 채워질 수 있는 양으로 레미콘을 팽이형 파일 내에 투입한다. 도 4a 및 도 4b를 참조한 설명에서와 같이, 서로 이웃하는 어느 하나의 팽이형 파일의 내부공간으로 레미콘이 투입되면 서로 소통된 각각의 개방부(134)를 통해 어느 하나의 팽이형 파일에 채워진 레미콘은 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130)의 사이 및 이웃하는 팽이형 파일의 내부공간의 일부에도 채워진다.
또한, 서로 연결된 팽이형 파일들의 외측에 채움재, 예를 들면, 쇄석을 채우게 되면, 쇄석은 팽이형 파일 간의 연결구조에서 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130) 외측 영역, 즉 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 다수의 채움재가둠공간(140)에 쇄석이 채워진다. 각각의 채움재가둠공간(140)에 채워진 쇄석은 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130)에 의해 가두어져서 이동이 차단된다. 한편 이러한 상태는 채움재가둠공간(140)에 채워진 쇄석에 각각의 측벽부(130)가 매설되는 형태가 되므로 팽이형 파일들이 유동하지 않고 견고하게 지반에 지지될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약 지반의 팽이형 파일 기초 시공 방법을 이용하면 아래와 같은 장점을 갖는다.
첫째, 팽이형 파일은 수직변(131a) 및 수평변(131b)을 포함하는 측벽부(130)를 포함하고 있으므로 팽이형 파일을 연약 지반 상에 설치할 때 팽이형 파일은 사방의 측벽부(130)에 의해 쉽게 자립할 수 있다. 이는, 팽이형 파일을 자립시키기 위한 구조물, 예를 들면, 종방향 및 횡방향으로 교차하여 배근되는 철근 구조물이 생략될 수 있다. 이러한 구조물이 생략되는 경우 팽이형 파일 기초 시공과정에서 팽이형 파일을 자립시키기 위한 구조물의 설치 과정이 생략될 수 있으므로 연약지반의 팽이형 파일 기초 시공에 소요되는 기간이 단축되고, 공시비가 절감될 수 있다.
둘째, 팽이형 파일의 측벽부(130)에 의해 팽이형 파일이 연약 지반 상에 설치될때 팽이형 파일의 수평 및 수직도가 확보되므로 연약 지반 상에 다수의 팽이형 파일을 연결하여 설치할 때 팽이형 파일들의 수직 및 수평도를 일률적으로 맞추는 작업이 쉬워질 수 있다.
셋째, 각각의 팽이형 파일의 측벽부(130)가 서로 맞대어져셔 다수의 팽이형 파일이 네트워크 구조로 연결된 상태에서 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130)에 의해 팽이형 파일들 사이에는 채움재가둠공간(140)을 형성하는 형태가 되고 채움재가둠공간(140)에 채워지는 쇄석은 서로 맞대어진 각각의 측벽부(130)에 의해 이동이 차단된다. 따라서, 팽이형 파일들 사이에 채워지는 채움재의 밀실한 다짐과 채움재의 이동 방지에 따른 기초지반의 침하 발생을 최소화할 수 있다.
넷째, 채움재가둠공간(140)에 채움재, 예를 들면, 쇄석이 채워지면 연결된 팽이형 파일 각각의 측벽부(130)는 쇄석에 매설되는 형태가 되므로 팽이형 파일들이 유동하지 않고 견고하게 지반에 지지될 수 있다. 또한, 팽이형 파일을 연약 지반에 설치할 때 사방의 측벽부(130)에 의해 접지면적이 증가하고 하중이 분산이 증대되는 이점이 있다.
한편, 도시하지는 않았지만 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일은 제1 벽판 및 제2 벽판의 사이에 위치하는 테두리부의 일부 영역은 절개되어 제거되는 형태로 제작될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 팽이형 파일의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 팽이형 파일은 측벽부(130)의 하단부의 끝의 모서리가 소정의 높이로 개방된다. 즉, 측벽부(130)는 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 하단부의 끝의 모서리 부분이 소정의 높이로 개방된다. 이는, 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 하단부의 끝의 모서리 부분의 일부를 절개하여 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 팽이형 파일은 연약지반 상에 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결할 때 연약지반이 단차가 형성된 평평하지 않은 면, 예를 들면, 돌출된 요철 또는 굴곡진 부분이 있는 연약지반 상에 팽이형 파일을 설치하는 것이 용이하다. 즉, 돌출된 요철 또는 굴곡진 부분에 측벽부(130)의 개방된 부분이 놓이도록 팽이형 파일을 위치시켜서 설치할 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 팽이형 파일은 측벽부(130)가 개방되지 않은 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이형 파일과 조합하여 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 평평하지 않은 연약지반 상에 팽이형 파일을 설치할 때 수평도의 조절이 용이해질 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팽이형 파일을 도시한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 팽이형 파일은 측벽부(130)의 제1 벽판(131) 및 제2 벽판(132)의 사이에 보조연결판(135)이 더 구비될 수도 있다. 보조연결판(135)은 팽이형 파일을 네트워크 구조로 다수 연결할 때 각각의 팽이형 파일의 측벽부가 용이하게 대응될 수 있게 할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 팽이형 파일로서,
    아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형의 팽이부;
    상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형의 파일 본체부; 및
    상기 팽이부의 상단부에 위치한 테두리부의 가장자리로부터 상기 파일 본체부의 하단부 방향으로 수직하게 연장되어 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있고, 상기 팽이부 및 파일 본체부의 사방에 배치되어 있는 측벽부를 포함하고,
    상기 측벽부를 포함하는 다수의 팽이형 파일을 연약 지반에 설치할 때 상기 측벽부는 이웃하는 팽이형 파일의 측벽부와 맞대어지며,
    상기 측벽부는,
    상기 테두리부의 가장자리로부터 상기 팽이부의 하단부를 향해 연장된 수직변, 상기 수직변에 수직하고 지면에 평행하는 수평변, 및 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있는 접한변을 포함하는 제1 벽판;
    상기 제1 벽판과 동일 형상을 이루고 있고, 상기 팽이부 및 파일 본체부에 접하여서 상기 제1 벽판과 일정거리 이격되어 있는 제2 벽판; 및
    상기 제1 벽판 및 제2 벽판의 사이에 배치되어 있고, 상기 테두리부의 하부로부터 상기 파일 본체부의 하단부까지 길이의 일부 또는 전부를 개방하는 개방부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    팽이형 파일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부는 일부분이 상기 팽이형 파일의 길이방향으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는,
    팽이형 파일.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측벽부는 측벽부의 하단부의 끝의 모서리가 소정의 높이로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는,
    팽이형 파일.
  4. 삭제
  5. 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형의 팽이부, 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형의 파일 본체부, 상기 팽이부의 평면을 형성하는 테두리부의 가장자리로부터 상기 파일 본체부의 하단부 방향으로 수직하게 연장되어 상기 팽이부 및 파일 본체부의 외면에 접하여 있고 상기 팽이부 및 파일 본체부의 사방에 배치되어 있는 측벽부를 포함하는 팽이형 파일을 다수 준비하는 단계;
    각각의 팽이형 파일의 측벽부를 서로 맞대어 다수의 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결하는 단계; 및
    서로 연결된 팽이형 파일 각각의 내부공간 및 서로 연결된 팽이형 파일들의 외측에 채움재를 채우고 다짐하는 단계를 포함하고,
    상기 측벽부를 포함하는 팽이형 파일을 준비하는 단계에서 준비되는 팽이형 파일의 측벽부는 테두리부의 하부로부터 상기 파일 본체부의 하단부까지 길이의 일부 또는 전부를 개방하는 개방부를 포함하고,
    상기 다수의 팽이형 파일을 네트워크 구조로 연결하는 단계에서 각각의 팽이형 파일의 측벽부에 형성된 상기 개방부가 서로 소통되도록 각각의 측벽부를 맞대어 연결하고,
    상기 채움재를 채우고 다짐하는 단계에서 채움재를 팽이형 파일의 내부로 채울 때 채움재가 상기 개방부를 통해 서로 맞대어진 각각의 측벽부 내에 채워질 수 있는 양으로 채움재를 팽이형 파일 내에 투입하는 것을 특징으로 하는,
    연약 지반의 팽이형 파일 기초 시공 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 측벽부를 포함하는 팽이형 파일을 준비하는 단계에서 준비되는 팽이형 파일의 측벽부는 측벽부의 하단부의 끝의 모서리가 소정의 높이로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는,
    연약 지반의 팽이형 파일 기초 시공 방법.
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