KR101896628B1 - 소구경 파일 조립체 및 이를 이용한 소구경 파일 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초 지반에 사용되는 소구경 파일 조립체 및 이를 사용하는 소구경 파일 시공방법에 관한 것으로서, 소구경 파일 조립체는, 양단에 수나사가 마련되며, 외주면에 형성되는 제1센터링부를 포함하는 복수의 소구경 파일; 상기 복수의 소구경 파일을 연결하고, 외주면에 형성되며 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부에 대응하는 지름을 갖는 제2센터링부를 포함하는 커플러; 상기 복수의 소구경 파일 중 최하단의 소구경 파일의 선단에 결합되며, 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부에 대응하는 지름을 갖는 제3센터링부를 포함하는 선단 지지부재; 및 상기 복수의 소구경 파일의 길이 방향으로 나란하게 설치되는 그라우팅 호스;를 포함하며, 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부, 상기 커플러의 제2센터링부, 및 상기 선단 지지부재의 제3센터링부 각각에는 상기 그라우팅 호스가 통과하는 개구부가 마련된다.

Description

소구경 파일 조립체 및 이를 이용한 소구경 파일 시공방법{Micro pile assembly and micro pile constructing method using the same}

본 발명은 소구경 파일 조립체 및 이를 이용한 소구경 파일 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지지층의 근입 길이를 축소할 수 있으며 그라우팅 호스의 설치가 용이한 소구경 파일 조립체 및 이를 이용한 소구경 파일 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소구경 파일 또는 마이크로 파일(micro pile)은 지름이 작은 말뚝, 예를 들면, 지름이 약 100mm 이하인 말뚝으로서, 신축 구조물의 기초 공사, 기존 구조물의 기초 보강, 연약 지반의 기초 보강용, 기존 구조물의 내진 보강 파일 등으로 널리 사용되고 있다.

소구경 파일은 일반적인 관형 파일에 비해 소형 장비를 이용한 소구경 천공으로 큰 하중을 지지할 수 있고, 지름이 작아 어떤 종류의 지반에서도 천공작업이 가능하며, 수직과 수평 사이의 어느 각도로나 시공을 할 수 있다는 점에 장점이 있다. 특히, 기존 건물의 증, 개축시에 기초 보강 공사가 필요한 경우, 대형 굴착 장비를 사용할 수 없는 협소한 지역에 기초 보강 공사를 할 경우에는 소구경 파일을 사용한다.

소구경 파일 및 이를 이용한 시공방법에 관련된 기술이 대한민국 등록특허 제10-1499341호(발명의 명칭; 할로우 바를 이용한 소구경 말뚝 및 그 시공방법, 공고일; 2015년03월05일)(특허 문헌 1)에 개시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 특허 문헌 1에 개시된 소구경 말뚝(100)은 전체 길이에 걸쳐 길이 방향으로 중공이 형성되고 외주면에는 나선형 돌기가 형성된 복수의 할로우 바(110)와 복수의 할로우 바(110) 중 가장 아래쪽에 위치하는 할로우 바(110)의 선단에 결합되는 드릴 비트(120), 복수의 할로우 바(110)를 서로 연결하는 교반날개 부착 커플러(130), 및 복수의 할로우 바(110) 중 지반 위로 노출되는 할로우 바(110)의 두부에 나사 결합되어 천공 구멍(101)을 밀폐시키는 천공홀 밀폐장치(140)를 포함한다.

드릴 비트(120)는 지반에 천공 구멍(101)을 형성하는 것으로서, 내부에는 물과 그라우트를 토출하기 위한 토출공이 형성되어 있다. 드릴 비트(120)의 토출공은 복수의 할로우 바(110)의 중공과 연통되어 있어, 할로우 바(110)의 중공과 드릴 비트(120)의 토출공을 통해 드릴 비트(120)로 형성한 천공 구멍(101)에 그라우트를 충진할 수 있다.

도 1에 개시된 소구경 말뚝(100)은 천공 작업과 소구경 파일의 삽입 작업을 동시에 할 수 있으며, 천공 구멍에 삽입되는 케이싱이 필요 없다는 점에서 이점이 있다.

그러나 특허 문헌 1의 소구경 파일 시공방법은 천공 구멍의 바닥, 즉 드릴 비트가 설치된 부분에 천공 구멍의 지름보다 확대된 구근을 형성하는 것이므로, 연약층에 소구경 파일을 시공하는 경우에는 유효하나, 소구경 파일의 선단을 암반과 같은 단단한 지지층에 고정하는 경우에는 암반에 확대된 구근을 형성하는 것이 어렵다는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 1의 소구경 파일 시공방법은 케이싱을 사용하지 않으므로 좌굴의 문제가 발생할 수 있으며, 수평력에 취약하여 수평력을 받는 구조물에 사용할 수 없다. 특히, 파일의 지름(d)에 비해 파일의 길이(L)가 긴 경우에는 파일이 지지할 수 있는 지지하중이 감소한다. 파일의 지름과 파일의 길이에 따른 지지하중의 감소는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

여기서, μ는 장경비에 의한 파일의 허용응력 감소율(%)을 나타내며, L/d는 장경비, n은 허용응력을 감소시키지 않아도 되는 L/d의 상한 값을 나타낸다.

또한, 특허 문헌 1의 소구경 파일 시공방법은 드릴 비트를 소구경 파일과 함께 묻게 되므로, 가격이 비싼 드릴 비트를 한 번만 사용하고 버려야 한다는 점에서 시공 비용이 높아질 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 소구경 파일의 선단 지지력을 증대시키거나 또는 지지층의 근입 길이를 줄일 수 있으며, 천공 구멍에 그라우팅 호스를 삽입하는 작업이 용이한 소구경 파일 조립체 및 이를 이용한 소구경 파일 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르는 소구경 파일 조립체는,

양단에 수나사가 마련되며, 외주면에 형성되는 제1센터링부를 포함하는 복수의 소구경 파일;

상기 복수의 소구경 파일을 연결하고, 외주면에 형성되며 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부에 대응하는 지름을 갖는 제2센터링부를 포함하는 커플러;

상기 복수의 소구경 파일 중 최하단의 소구경 파일의 선단에 결합되며, 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부에 대응하는 지름을 갖는 제3센터링부를 포함하는 선단 지지부재; 및

상기 복수의 소구경 파일의 길이 방향으로 나란하게 설치되는 그라우팅 호스;를 포함하며,

상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부, 상기 커플러의 제2센터링부, 및 상기 선단 지지부재의 제3센터링부 각각에는 상기 그라우팅 호스가 통과하는 개구부가 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 소구경 파일은 강관, 나사 봉(thread bar), 또는 나사 강관(thread steel pipe) 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 이때, 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부는 상기 나사 봉 또는 나사 강관에 나사 체결되는 센터링 부재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부, 상기 커플러의 제2센터링부, 및 상기 선단 지지부재의 제3센터링부 각각의 개구부에는 상기 그라우팅 호스가 빠지는 것을 방지하는 호스빠짐 방지부재가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 측면은,

상술한 특징 중 어느 하나의 특징을 갖는 소구경 파일 조립체를 이용하는 소구경 파일 시공방법에 있어서,

상기 소구경 파일 시공방법은,

기초 지반의 연약층을 관통하고 지지층의 소정 깊이까지 천공 구멍을 형성하며, 상기 연약층에는 케이싱을 설치하는 단계;

상기 천공 구멍에 상기 소구경 파일 조립체를 삽입하는 단계; 및

상기 소구경 파일 조립체의 그라우팅 호스를 통해 상기 천공 구멍에 그라우트를 충진하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 시공방법을 제공할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 의하면, 소구경 파일 조립체의 선단에 소구경 파일의 지름보다 큰 지름을 갖는 선단 지지부재가 설치되므로 소구경 파일의 선단 지지력을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체 및 이를 사용하는 소구경 파일 시공방법은 지지층의 천공 구멍에 근입된 소구경 파일에 의해 지지되는 종래 기술에 의한 소구경 파일 시공방법보다 지지층의 근입 길이를 줄일 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 딱딱한 지지층에 형성되는 천공 구멍의 깊이를 줄일 수 있으므로, 시공 비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 의하면, 한 개의 소구경 파일을 연결한 후 연결한 커플링의 개구부의 외주면에 마련된 입구를 통해 개구부에 그라우팅 호스를 고정할 수 있으므로, 소구경 파일 조립체의 조립시 그라우팅 호스의 꼬임이 발생하지 않는다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체는 소구경 파일로 나사 봉 또는 나사 강관을 사용할 수 있으며, 소구경 파일을 천공 구멍의 중심에 위치시키는 센터링 부재가 나사 봉 또는 나사 강관에 나사 체결된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체는 기초 작업 현장에서 천공 구멍의 상태 등 필요에 따라 나사 봉 또는 나사 강관에 체결되는 센터링 부재의 개수와 위치를 적절하게 조절할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 할로우 바를 이용한 소구경 말뚝이 지반에 설치된 상태를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체를 나타내는 사시도;
도 3은 도 2의 소구경 파일 조립체의 분해 사시도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 커플러의 일 예를 나타내는 사시도;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 커플러의 다른 예를 나타내는 평면도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 선단 지지부재의 일 예를 나타내는 사시도;
도 7a 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 제1센터링부의 다른 예를 나타내는 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 소구경 파일의 다른 예를 나타내는 사시도;
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법을 나타내는 도면;
도 12a 및 도 12b는 그라우트를 가압하는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법을 나타내는 도면;
도 13a 및 도 13b는 팩을 이용하여 가압하는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법을 나타낸 도면;이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 소구경 파일 조립체 및 이를 이용한 소구경 파일 시공방법의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 소구경 파일 조립체의 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 커플러의 일 예를 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)는 복수의 소구경 파일(10), 커플러(20), 선단 지지부재(30), 및 그라우팅 호스(40)를 포함할 수 있다.

소구경 파일(10)은 지름이 작은 강봉 또는 강관, 예를 들면, 지름이 100mm 이하인 강봉 또는 강관으로 형성되며, 소구경 파일(10)의 양단에는 커플러(20)을 결합할 수 있도록 일정 범위의 수나사(11)가 마련된다. 또한, 소구경 파일(10)의 외주면에는 동심 상으로 제1센터링부(13)가 형성된다. 제1센터링부(13)는 소구경 파일(10)을 천공 구멍에 삽입하였을 때, 소구경 파일(10)이 천공 구멍의 중심에 위치하도록 하는 역할을 한다. 또한, 제1센터링부(13)는 소구경 파일(10)과 천공 구멍에 채워지는 그라우트(도 11c의 220 참조)의 결합을 강화하여 소구경 파일(10)이 천공 구멍에 주입된 그라우트에 대해 수직방향으로 빠지는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 제1센터링부(13)는 소구경 파일(10)의 지름보다 큰 지름을 가지며, 소구경 파일(10)이 삽입되는 천공 구멍의 지름보다 작은 지름으로 형성된다. 예를 들면, 제1센터링부(13)는 환 형상 또는 도넛 형상으로 형성되며, 소구경 파일(10)의 외주면에 용접으로 고정될 수 있다.

다른 예로는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1센터링부(13')는 환 형상의 판을 2개의 곡면 판(13-1,13-2)으로 절단하고, 이 2개의 곡면 판(13-1,13-2)을 소구경 파일(10)의 길이방향을 따라 상하로 이격되게 설치할 수 있다. 이때, 그라우팅 호스(40)가 통과하는 개구(14)가 형성될 수 있도록 2개의 곡면 판(13-1,13-2)의 일단은 일정 간격 이격되도록 하고, 타단은 일정 길이 겹치도록 설치할 수 있다. 2개의 곡면 판(13-1,13-2)은 소구경 파일(10)에 용접으로 고정할 수 있다. 이와 같이 제1센터링부(13')를 2개의 곡면 판(13-1,13-2)으로 형성하면, 2개의 곡면 판(13-1,13-2) 사이로 그라우트가 이동할 수 있으므로 그라우트 충진이 원활하다.

다른 예로는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1센터링부(13")는 환 형상의 판을 2개의 곡면 판(13-1,13-2)으로 절단하고, 이 2개의 곡면 판(13-1,13-2)을 소구경 파일(10)의 길이방향을 따라 대략 나선 형상으로 설치할 수 있다. 따라서, 제1곡면 판(13-1)의 일단은 상측을 향하고 제2곡면 판(13-2)의 일단은 하측을 향하며, 제1곡면 판(13-1)의 타단과 제2곡면 판(13-2)의 타단은 서로 겹치도록 설치된다. 이때, 그라우팅 호스(40)가 통과하는 개구(14)가 형성될 수 있도록 제1곡면 판(13-1)과 제2곡면 판(13-2)의 일단은 일정 간격 이격되도록 설치할 수 있다. 제1 및 제2곡면 판(13-1,13-2)은 소구경 파일(10)에 용접으로 고정할 수 있다.

또 다른 예로는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1센터링부(13'")는 환 형상의 판을 2개의 곡면 판(13-1,13-2)으로 절단하고, 이 2개의 곡면 판(13-1,13-2)을 볼트(13-3)로 결합하여 소구경 파일(10)에 고정할 수 있다. 이때, 한 개의 곡면 판(13-1)에는 제1센터링부(13')가 소구경 파일(10)을 따라 이동하는 것을 방지하는 고정 나사(13-4)가 마련될 수 있으며, 다른 곡면 판(13-2)에는 그라우팅 호스가 통과하는 개구(14)가 마련될 수 있다.

도 2 및 도 3에는 소구경 파일(10)에 한 개의 제1센터링부(13)가 설치된 경우가 도시되어 있으나, 제1센터링부(13)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 소구경 파일(10)의 길이에 따라 필요한 경우 2개 이상의 제1센터링부(13)를 소구경 파일(10)의 길이 방향으로 일정 간격으로 설치할 수 있다. 소구경 파일(10)에 한 개의 제1센터링부(13)를 설치하는 경우에는 제1센터링부(13)는 소구경 파일(10)의 길이 방향의 중앙에 설치할 수 있다.

소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)에는 그라우팅 호스(40)가 설치되는 개구부(14)가 마련된다. 개구부(14)는 제1센터링부(13)를 소구경 파일(10)의 길이 방향으로 관통하도록 형성되며, 설치되는 그라우팅 호스(40)의 지름 및 개수에 따라 적절한 크기로 형성될 수 있다. 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)의 개구부(14)에는 필요한 경우 호스 빠짐 방지부재가 설치될 수 있다. 호스 빠짐 방지부재에 대해서는 후술한다. 또한, 필요한 경우, 소구경 파일(13)의 제1센터링부(13)에는 그라우트가 통과할 수 있도록 적어도 한 개의 관통공(미도시)이 형성될 수 있다.

커플러(20)은 2개의 소구경 파일(10)을 연결하는 것으로서, 커플러(20)의 외주면에는 제2센터링부(23)가 형성된다. 도 2에는 한 개의 커플러(20)에 의해 2개의 소구경 파일(10)이 연결된 경우를 도시하고 있으나, 천공 구멍의 깊이가 깊은 경우에는 2개 이상의 커플러(20)을 사용하여 3개 이상의 소구경 파일(10)을 연결할 수 있다.

커플러(20)의 양단에는 소구경 파일(10)의 수나사(11)가 체결되는 제1암나사(21)와 제2암나사(22)가 마련된다. 따라서, 제1암나사(21)에 소구경 파일(10)의 수나사(11)를 체결하고, 제2암나사(22)에 다른 소구경 파일(10)의 수나사(11)를 체결하면, 2개의 소구경 파일(10)이 커플러(20)에 의해 한 개의 몸체로 연결된다.

커플러(20)의 외주면에 커플러(20)의 길이 방향으로 대략 중앙에는 제2센터링부(23)가 형성된다. 예를 들면, 제2센터링부(23)는 환 형상 또는 도넛 형상으로 형성되며, 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)에 대응하는 지름을 갖는다. 예를 들면, 제2센터링부(23)의 바깥지름은 제1센터링부(13)의 바깥지름과 동일하게 형성할 수 있다.

커플러(20)의 제2센터링부(23)에는 그라우팅 호스(40)가 설치되는 개구부(24)가 마련된다. 커플러(20)의 개구부(24)는 제2센터링부(23)를 커플러(20)의 길이 방향으로 관통하도록 형성되며, 설치되는 그라우팅 호스(40)의 지름 및 개수에 따라 적절한 크기로 형성될 수 있다. 커플러(20)의 개구부(24)는 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)의 개구부(14)와 동일한 크기와 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 커플러(20)의 제2센터링부(23)에는 그라우트가 통과할 수 있도록 적어도 한 개의 관통공(미도시)이 형성될 수 있다.

또한, 커플러(20)의 개구부(24)의 입구에는 그라우팅 호스(40)가 개구부(24)에서 빠지는 것을 방지하기 위한 호스 빠짐 방지부재(50)가 마련될 수 있다. 호스 빠짐 방지부재(50)는 그라우팅 호스(40)가 제2센터링부(23)의 개구부(24)에서 빠지는 것을 방지할 수 있는 한 다양한 구조 또는 형태로 형성될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 커플러의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

도 5a에는 커플러(20)의 개구부(24)의 입구에 호스 빠짐 방지부재(50)로서 호스 차단바(51)가 설치된 경우가 도시되어 있다. 도 5a를 참조하면, 커플러(20)의 개구부(24)의 입구 양측에는 관통홀(52)(또는, 홈)이 형성되며, 이 2개의 관통홀(52)에는 ㄷ자 형상의 호스 차단바(51)가 고정된다. 다른 예로는, 2개의 관통홀(52)에 철사를 삽입하여 개구부(24)의 입구를 막을 수 있다. 그러면, 커플러(20)으로 연결된 소구경 파일(10)을 핸들링할 때, 커플러(20)의 개구부(24)에 위치하는 그라우팅 호스(40)가 개구부(24)의 입구를 통해 빠져 소구경 파일(10)과 분리되는 경우는 발생하지 않는다. 도 5a의 경우에는 한 개의 그라우팅 호스(40)가 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)에 설치된 경우를 도시하고 있으나, 2개 이상의 그라우팅 호스(40)가 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)에 설치된 경우에도 상술한 바와 같이 개구부(24)의 입구를 호스 차단바(51)로 차단할 수 있다.

도 5b에는 호스 빠짐 방지부재(50)로서 커플러(20)의 개구부(24)의 입구(53)의 폭(w)을 그라우팅 호스(40)의 지름(d)보다 작게 형성한 경우를 도시하고 있다. 도 5b를 참조하면, 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)의 입구(53)의 폭(w)은 그라우팅 호스(40)의 바깥지름(d)보다 좁고, 개구부(24)의 내부의 폭은 그라우팅 호스(40)의 바깥지름(d)보다 큰 치수로 형성된다. 이때, 그라우팅 호스(40)는 고무와 같은 탄성이 있는 재질로 형성되어 있으므로, 그라우팅 호스(40)는 개구부(24)의 입구(53)를 통해 개구부(24)의 내부로 삽입될 수 있다. 이와 같이, 개구부(24)의 입구(53)의 폭(w)을 그라우팅 호스(40)의 바깥지름(d)보다 작게 하면, 그라우팅 호스(40)가 개구부(24)에서 빠지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 5b의 경우에는 한 개의 그라우팅 호스(40)가 커플러(20)의 개구부(24)에 설치된 경우를 도시하고 있으나, 2개 이상의 그라우팅 호스(40)가 커플러(20)의 개구부(24)에 설치된 경우에도 상술한 바와 같이 개구부(24)의 입구(53)를 그라우팅 호스(40)의 바깥지름보다 작게 하면 그라우팅 호스(40)가 개구부(24)에서 빠져 소구경 파일(10)과 분리되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 커플러(20)의 외주면 양단, 즉 제2센터링부(23)의 좌우에는 커플러(20)와 소구경 파일(10)의 나사 체결을 용이하게 하기 위해 정육각형으로 형성되는 체결부(25,27)가 마련될 수 있다. 도 4에서는 체결부(25,27)를 정육각형으로 형성하였으나, 체결부(25,27)는 사각형으로 형성할 수도 있다. 또한, 도 4에서는 체결부(25,27)를 제2센터링부(23)의 좌우로 커플러(20)의 양단에 2개 설치한 경우를 도시하고 있으나, 체결부(25,27)는 커플러(20)의 일단에만 한 개 마련할 수도 있다.

또한, 커플러(20)에는 커플러(20)와 소구경 파일(10)의 나사 체결이 풀리는 것을 방지하기 위한 풀림방지부를 더 포함할 수 있다.

도 4에는 풀림방지부로 나사(29)를 사용한 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 커플러(20)의 제1암나사(21)와 제2암나사(22)의 길이 방향으로 대략 중앙에는 커플러(20)를 반경 방향으로 관통하는 관통공(26,28)이 형성되고, 관통공(26,28)의 내부에는 암나사가 마련될 수 있다. 제1암나사(21)에 소구경 파일(10)의 수나사(11)를 체결한 후, 제1암나사(21)의 관통공(26)에 고정 나사(29)를 체결하면, 커플러(20)의 제1암나사(21)가 소구경 파일(10)에서 풀리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 커플러(20)의 제2암나사(22)에 다른 소구경 파일(10)의 수나사(11)를 체결한 후, 제2암나사(22)의 관통공(28)에 고정 나사(29)를 체결하면, 커플러(20)의 제2암나사(22)가 소구경 파일(10)에서 풀리는 것을 방지할 수 있다. 도 4에서는 커플러(20)의 풀림방지부로 나사를 사용한 경우를 도시하고 있으나, 풀림방지부가 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 예로서, 풀림방지부는 잠금 너트를 사용할 수 있다. 구체적으로, 소구경 파일(10)의 수나사(11)에 잠금 너트(미도시)를 체결하여, 잠금 너트가 소구경 파일(10)의 수나사(11) 끝단에 위치하도록 한 후, 소구경 파일(10)의 수나사(11)에 커플러(20)의 제1암나사(21)를 체결한다. 그 후, 잠금 너트를 이동시켜 커플러(20)의 제1암나사(21)가 마련된 일단과 밀착시키면 소구경 파일(10)과 커플러(20)가 풀리는 것을 방지할 수 있다.

선단 지지부재(30)는 선단 지지력을 증대시키기 위한 것으로서, 복수의 소구경 파일(10) 중 최하단의 소구경 파일(10)의 선단에 결합된다. 예를 들면, 소구경 파일 조립체(1)가 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 소구경 파일(10)을 포함하는 경우에는, 천공 구멍에 삽입되는 소구경 파일 조립체(1)의 가장 아래에 있는 소구경 파일(10)의 선단에 선단 지지부재(30)가 설치된다. 선단 지지부재(30)는 단단한 암석층과 같은 지지층의 천공 구멍에 삽입되어 소구경 파일 조립체(1)를 지지하는 역할을 한다.

선단 지지부재(30)는 원형 단면을 갖는 환봉 형상으로 형성되며, 상단에는 소구경 파일(10)의 수나사(11)와 나사 결합될 수 있는 암나사(31)가 마련된다. 선단 지지부재(30)의 하단(32)은 막힌 구조이다. 선단 지지부재(30)는 지지층의 천공 구멍의 깊이에 대응하는 길이로 형성할 수 있다. 다른 예로서, 선단 지지부재(30)로 상술한 커플러(20)를 사용할 수 있다. 이 경우, 커플러(20)가 충분한 선단 지지력을 발휘할 수 있을 정도의 길이를 갖는다.

선단 지지부재(30)의 외주면에는 동심 상으로 제3센터링부(33)가 마련된다. 예를 들면, 제3센터링부(33)는 환 형상 또는 도넛 형상으로 형성되며, 선단 지지부재(30)의 지름보다 큰 지름, 즉 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)에 대응하는 지름을 갖는다. 예를 들면, 제3센터링부(33)의 바깥지름은 제1센터링부(13)의 바깥지름과 동일하게 형성할 수 있다. 또한, 필요한 경우, 선단 지지부재(30)의 제3센터링부(33)에는 그라우트가 통과할 수 있도록 적어도 한 개의 관통공(미도시)이 형성될 수 있다.

선단 지지부재(30)의 제3센터링부(33)에는 그라우팅 호스(40)가 설치되는 개구부(34)가 마련된다. 선단 지지부재(30)의 개구부(34)는 제3센터링부(33)를 선단 지지부재(30)의 길이 방향으로 관통하도록 형성되며, 설치되는 그라우팅 호스(40)의 지름 및 개수에 따라 적절한 크기로 형성될 수 있다. 선단 지지부재(30)의 개구부(34)는 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)의 개구부(14) 또는 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)와 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 선단 지지부재(30)의 제3센터링부(33)의 개구부(34)의 입구에는 그라우팅 호스(40)가 개구부(34)에서 빠지는 것을 방지하기 위한 호스 빠짐 방지부재가 마련될 수 있다. 호스 빠짐 방지부재는 그라우팅 호스(40)가 제3센터링부(33)의 개구부(34)에서 빠지는 것을 방지할 수 있는 한 다양한 구조 또는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 선단 지지부재(30)의 제3센터링부(33)의 개구부(34)의 호스 빠짐 방지부재는 도 5a 및 5b에 도시된 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)의 호스 빠짐 방지부재(50)와 동일하거나 유사하게 형성할 수 있다.

제3센터링부(33)는 선단 지지부재(30)의 길이 방향으로 임의의 위치에 설치될 수 있다. 예를 들면, 제3센터링부(33)는 선단 지지부재(30)의 대략 중앙 부근, 상단 부근, 또는 하단 부근에 설치될 수 있다. 도 6에는 제3센터링부(33)가 선단 지지부재(30)의 중앙 부근에 마련된 경우를 도시하고 있다. 제3센터링부(33)는 선단 지지부재(30)의 길이 방향으로 선단 지지력을 최대로 할 수 있는 곳에 설치될 수 있다. 여기서, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)에 사용되는 선단 지지부재의 일 예를 나타내는 사시도이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 선단 지지부재(30)의 상단의 외주면, 즉 제3센터링부(33)의 상측에는 선단 지지부재(30)와 소구경 파일(10)의 나사 체결을 용이하게 하기 위해 정육각형으로 형성되는 체결부(35)가 마련될 수 있다. 도 6에서는 체결부(35)를 정육각형으로 형성하였으나, 체결부(35)는 사각형으로 형성할 수도 있다. 또한, 도 6에서는 체결부(35)를 제3센터링부(33)의 상측에 마련한 경우를 도시하고 있으나, 체결부(35)는 제3센터링부(33)의 하측에 마련할 수도 있다.

또한, 선단 지지부재(30)에는 선단 지지부재(30)와 소구경 파일(10)의 나사 체결이 풀리는 것을 방지하기 위한 풀림방지부를 더 포함할 수 있다.

도 6에는 풀림방지부로 나사를 사용한 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 선단 지지부재(30)의 암나사(31)의 길이 방향으로 대략 중앙에는 선단 지지부재(30)를 반경 방향으로 관통하는 관통공(36)이 형성되고, 관통공(36)의 내면에는 암나사가 마련될 수 있다. 선단 지지부재(30)의 암나사(31)에 소구경 파일(10)의 수나사(11)를 체결한 후, 암나사(31)의 관통공(36)에 고정 나사 또는 고정 볼트(39)를 체결하면, 선단 지지부재(30)가 소구경 파일(10)에서 풀리는 것을 방지할 수 있다. 도 6에서는 선단 지지부재(30)의 풀림방지부로 나사 또는 볼트(39)를 사용한 경우를 도시하고 있으나, 풀림방지부가 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 예로서, 풀림방지부는 잠금 너트를 사용할 수 있다. 구체적으로, 소구경 파일(10)의 수나사(11)에 잠금 너트(미도시)를 체결하여, 잠금 너트가 소구경 파일(10)의 수나사(11) 끝단에 위치하도록 한 후, 소구경 파일(10)의 수나사(11)에 선단 지지부재(30)의 암나사(31)를 체결한다. 그 후, 잠금 너트를 이동시켜 선단 지지부재(30)의 암나사(31)가 마련된 일단과 밀착시키면 선단 지지부재(30)와 소구경 파일(10)이 풀리는 것을 방지할 수 있다.

선단 지지부재(30)는 소구경 파일(10)보다 큰 지름을 가지며, 또한, 선단 지지부재(30)에는 선단 지지부재(30)보다 큰 지름을 갖는 제3센터링부(33)가 마련되어 있으므로, 선단 지지부재(30)를 지지층의 천공 구멍에 삽입하여 소구경 파일 조립체(1)를 지지하면 소구경 파일을 지지층의 천공 구멍에 삽입하여 지지하는 종래 기술에 비해 선단 지지력을 증가시킬 수 있다.

그라우팅 호스(40)는 천공 구멍에 그라우트를 충진하기 위한 것으로서, 복수의 소구경 파일(10)과 나란하게 소구경 파일(10)의 길이 방향으로 설치된다. 그라우팅 호스(40)는 복수의 소구경 파일(10) 각각의 제1센터링부(13)에 마련된 개구부(14), 커플러(20)의 제2센터링부(23)에 마련된 개구부(24), 및 선단 지지부재(30)의 제3센터링부(33)에 마련된 개구부(34)에 의해 소구경 파일(10)에 고정될 수 있다. 또한, 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)의 개구부(13) 및 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)는 외주면이 개방된 형태로 형성되어 있기 때문에, 커플러(20)로 2개의 소구경 파일(10)을 결합한 후, 그라우팅 호스(40)를 외주면의 입구를 통해 개구부(14,24)에 삽입할 수 있다. 따라서, 커플러(20)로 2개의 소구경 파일(10)을 연결할 때, 그라우팅 호스(40)가 꼬이는 일은 발생하지 않는다. 따라서, 그라우팅 호스(40)는 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)의 개구부(13), 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24), 및 선단 지지부재(30)의 제3센터링부(33)의 개구부(34)를 통과하도록 설치된다. 커플러(20)의 개구부(24)와 선단 지지부재(30)의 개구부(34)에 호스 빠짐 방지부재(50)가 마련된 경우에는, 그라우팅 호스(40)는 개구부(24,34)에서 빠지지 않도록 호스 빠짐 방지부재(50)에 의해 고정된다.

소구경 파일(10)로 강관을 사용하는 경우에는 강관의 가운데에 마련된 중공으로 그라우트를 충진할 수 있으므로 상술한 그라우팅 호스(40)를 사용하지 않을 수 있다.

다른 예로서, 복수의 소구경 파일은 나사 봉(thread bar)(10')으로 형성할 수 있다. 나사 봉(10')은 환봉의 외주면에 전체 길이에 걸쳐서 수나사가 형성된 것을 말한다. 소구경 파일로 나사 봉(10')을 사용하는 경우에는 제1센터링부는 도 8에 도시된 바와 같이 나사 봉(10')에 나사 체결되는 센터링 부재(60)로 형성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체에 사용되는 소구경 파일을 나타내는 사시도이다.

도 10을 참조하면, 센터링 부재(60)는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 내면에는 나사 봉(10')의 외주면에 형성된 수나사(11')와 나사 결합될 수 있는 암나사(61)가 마련된다.

센터링 부재(60)의 외주면에는 동심 상으로 제1센터링부(63)가 마련된다. 예를 들면, 제1센터링부(63)는 환 형상 또는 도넛 형상으로 형성되며, 센터링 부재(60)의 지름보다 큰 지름, 즉 천공 구멍의 지름에 대응하는 지름을 갖는다. 제1센터링부(63)는 센터링 부재(60)의 길이 방향으로 대략 중앙에 설치될 수 있다.

센터링 부재(60)의 제1센터링부(63)에는 그라우팅 호스(40)가 설치되는 개구부(64)가 마련된다. 센터링 부재(60)의 제1센터링부(63)의 개구부(64)는 제1센터링부(63)를 센터링 부재(60)의 길이 방향으로 관통하도록 형성되며, 설치되는 그라우팅 호스(40)의 지름 및 개수에 따라 적절한 크기로 형성될 수 있다. 센터링 부재(60)의 제1센터링부(63)의 개구부(64)는 상술한 실시예의 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13)의 개구부(14)와 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있다.

필요한 경우, 센터링 부재(60)의 제1센터링부(63)의 개구부(64)의 입구에는 그라우팅 호스(40)가 개구부에서 빠지는 것을 방지하기 위한 호스 빠짐 방지부재가 마련될 수 있다. 호스 빠짐 방지부재는 그라우팅 호스(40)가 제1센터링부(63)의 개구부(64)에서 빠지는 것을 방지할 수 있는 한 다양한 구조 또는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 센터링 부재(60)의 제1센터링부(63)의 개구부(64)의 호스 빠짐 방지부재는 도 5a 및 5b에 도시된 커플러(20)의 제2센터링부(23)의 개구부(24)에 마련된 호스 빠짐 방지부재(50)와 동일하거나 유사하게 형성할 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 센터링 부재(60)의 상단의 외주면, 즉 제1센터링부(63)의 상측에는 센터링 부재(60)와 소구경 파일(10')의 나사 체결을 용이하게 하기 위해 정육각형으로 형성되는 체결부(65)가 마련될 수 있다. 도 10에서는 체결부(65)를 정육각형으로 형성하였으나, 체결부(65)는 사각형으로 형성할 수도 있다. 또한, 도 10에서는 체결부(65)를 센터링 부재(60)의 상측에 마련한 경우를 도시하고 있으나, 체결부(65)는 제1센터링부(63)의 하측 또는 양측 모두에 설치할 수도 있다.

또한, 센터링 부재(60)에는 소구경 파일(10')과의 나사 체결이 풀리는 것을 방지하기 위한 풀림방지부를 더 포함할 수 있다.

도 10에는 풀림방지부로 나사를 사용한 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 센터링 부재(60)의 일단과 제1센터링부(63)의 사이의 대략 중앙에는 센터링 부재(60)를 반경 방향으로 관통하는 관통공(66)이 형성되고, 관통공(66)의 내면에는 암나사가 마련될 수 있다. 센터링 부재(60)를 소구경 파일인 나사 봉(10')에 체결한 후, 센터링 부재(60)의 관통공(66)에 고정 나사(미도시)를 체결하면, 센터링 부재(60)가 소구경 파일(10')에서 풀리는 것을 방지할 수 있다. 도 10에서는 센터링 부재(60)의 풀림방지부로 나사를 사용한 경우를 도시하고 있으나, 풀림방지부가 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 예로서, 풀림방지부는 잠금 너트를 사용할 수 있다. 구체적으로, 나사 봉(10')에 센터링 부재(60)를 체결하여, 센터링 부재(60)가 나사 봉(10')의 대략 중앙에 위치하도록 한 후, 나사 봉(10')의 양단에서 2개의 잠금 너트를 체결한다. 그 후, 2개의 잠금 너트를 이동시켜 센터링 부재(60)의 양단과 밀착시키면 센터링 부재(60)가 나사 봉(10')에서 풀리는 것을 방지할 수 있다.

도 10에서는 나사 봉(10')에 한 개의 센터링 부재(60)가 설치된 경우를 도시하고 설명하였으나, 나사 봉(10')에 설치되는 센터링 부재(60)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 도시하지는 않았으나, 나사 봉(10')의 길이에 따라 2개 이상의 센터링 부재(60)가 설치될 수도 있다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이 소구경 파일로 나사 봉(10')을 사용하는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이 커플러(20)의 제1암나사(21)와 제2암나사(22)가 서로 연통하도록 형성하면, 센터링 부재(60), 커플러(20), 및 선단 지지부재(30)를 공용할 수 있다. 예를 들면, 커플러(20)를 제작하고 이를 센터링 부재(60)와 선단 지지부재(30)의 용도로 사용할 수 있다. 따라서, 별도로 센터링 부재(60)와 선단 지지부재(30)를 제작할 필요가 없으므로, 소구경 파일 조립체(1)의 제작 부품의 개수를 줄일 수 있으므로 생산성이 향상되고 원가를 절감할 수 있다.

또한, 소구경 파일로 나사 봉(10')을 사용할 경우 센터링 부재(60)의 위치를 자유롭게 조정할 수 있으므로, 필요에 따라 지지력을 줄이거나 늘일 수 있으므로 제작을 단순화할 수 있다.

이상에서는 소구경 파일로 나사 봉(10')을 사용한 경우에 대해 설명하였으나, 소구경 파일로 강관의 외주면에 전체 길이에 걸쳐 수나사가 형성된 나사 강관(thread steel pipe)을 사용할 수도 있다. 이 경우에는 나사 강관의 중앙에 중공이 형성된 것 외에는 상술한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 11a 내지 도 11d를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법에 대해 설명한다.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법을 나타내는 도면이다.

먼저, 천공 기계를 사용하여 기초 지반(200)에 천공 구멍(201)을 형성한다. 구체적으로, 도 11a에 도시된 바와 같이, 기초 지반(200)의 연약층(203)을 관통하여 지지층(205)에 소정 근입 깊이(L)로 천공 구멍을 형성한다. 지지층(205)의 천공 구멍(202)은 소구경 파일 조립체(1)가 설계 강도를 발휘할 수 있는 근입 깊이(L)로 형성된다. 천공 구멍(201)을 형성할 때, 케이싱(210)을 함께 근입한다. 이때, 케이싱(210)은 연약층(203) 구간에만 근입되고, 지지층(205)에는 근입되지 않는다. 즉, 케이싱(210)은 지지층(205)에 의하 지지되는 형태로 설치된다.

이어서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상술한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)를 천공 구멍(201)에 삽입한다. 이때, 소구경 파일 조립체(1)의 길이가 긴 경우에는 천공 구멍(201)에 소구경 파일(10)을 삽입하면서 조립을 수행할 수 있다. 예를 들면, 먼저 선단에 선단 지지부재(30)가 설치된 소구경 파일(10)을 천공 구멍(201)에 삽입하고 그 후단에 커플링(20)을 이용하여 다음 소구경 파일(10)을 연결한다. 커플링(20)에 의해 2개의 소구경 파일(10)의 연결이 완료되면, 커플링(20)의 개구부(24)에 그라우팅 호스(40)를 고정한다. 이와 같이 2개 이상의 소구경 파일(10)을 천공 구멍(201)에 삽입하면서 커플링(20)으로 연결하여 조립하고 개구부(24)에 그라우팅 호스(40)를 고정하면, 10m 이상으로 길이가 긴 소구경 파일 조립체(1)를 핸들링할 필요가 없으며, 그라우팅 호스(40)의 꼬임이 발생하지 않으므로 작업이 용이하다.

소구경 파일 조립체(1)의 삽입이 완료되면, 소구경 파일 조립체(1)의 선단에 설치된 선단 지지부재(30)는 지지층(205)에 형성된 천공 구멍(202)에 근입된다. 또한, 복수의 소구경 파일(10)의 제1센터링부(13) 및 커플러(20)의 제2센터링부(23)는 케이싱(210) 내부에 위치하여 소구경 파일(10)이 케이싱(210)의 중심에 위치하도록 한다.

다음으로, 도 11c에 도시된 바와 같이 그라우팅 호스(40)를 통해 그라우트를 주입하면, 천공 구멍(201)에 그라우트(220)를 충진할 수 있다.

상술한 실시예의 경우에는, 천공 구멍(201)에 케이싱(210)을 삽입한 상태로 그라우트를 충진하였으나, 천공 구멍(201)에서 케이싱(210)을 제거할 수도 있다.

예를 들면, 도 11d에 도시된 바와 같이, 케이싱(210)을 제거한 상태로 천공 구멍(201)에 그라우트를 충진하는 것이다. 이 경우, 천공 구멍(201)에 그라우트를 충진하면서, 그라우트(220)의 충진 높이에 따라 케이싱(210)을 인발할 수 있다. 그러면, 천공 구멍(201)이 무너지는 것을 방지하면서 천공 구멍(201)에 그라우트(220)를 충진할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)를 이용하여 그라우트를 충진할 때, 그라우트에 일정한 압력을 가하여 공급하거나 가압 팩을 사용할 수 있다. 그라우트에 가압을 하는 경우가 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있다.

도 12a 및 도 12b는 그라우트를 가압하는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법을 나타내는 도면이다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 가압을 하여 그라우트를 충진하는 경우에는 천공 구멍(201)의 상단을 차단하여 천공 구멍(201)을 밀폐시키는 밀폐부재(230)가 설치된다. 밀폐부재(230)에는 천공 구멍(201)의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기 호스(232)가 설치된다. 따라서, 그라우팅 호스(40)를 통해 일정한 압력으로 그라우트를 충진하면(화살표 G), 천공 구멍(201)의 공기는 공기 호스(232)를 통해 외부로 배출된다(화살표 A). 이때, 공기의 배출을 쉽게 하기 위해 제1센터링부(13), 커플러(20)의 제2센터링부(23), 및 선단지지부재(30)의 제3센터링부(33)에는 공기 배출공이 형성될 수 있다.

한편, 도 12a에서는 밀폐부재(230)가 천공 구멍(201)의 상단에 설치된 경우를 도시하고 있으나, 밀폐부재(230)의 설치위치는 이에 한정되지 않는다. 도 12a에 가상선으로 도시한 바와 같이, 필요한 경우에 밀폐부재(230)는 천공 구멍(201)의 내부에 임의의 위치에 설치될 수 있다.

그라우팅 호스(40)를 통해 일정한 압력으로 그라우트(220)를 충진하면, 도 12b에 도시된 바와 같이, 그라우트(220)가 천공 구멍(201)의 측벽의 내부로 침입하여 확장 구근(222)이 형성된다.

도시하지는 않았지만, 소구경 파일로 강관 또는 나사 강관을 사용하는 경우에는 강관 또는 나사 강관의 중공을 통해 가압된 그라우트를 공급할 수 있다. 이 경우에도, 공기의 배출을 쉽게 하기 위해 제1센터링부(13), 커플러(20)의 제2센터링부(23), 및 선단지지부재(30)의 제3센터링부(33)에는 공기 배출공이 형성될 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 팩을 이용하여 가압하는 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 시공방법을 나타낸 도면이다.

팩(250)을 이용하여 천공 구멍(201)의 내부를 가압하는 경우에는, 도 13a에 도시된 바와 같이 아래쪽의 소구경 파일(10)에 팩(250)을 설치한다. 팩(250)은 탄성이 있는 주머니 형태로 형성되어 내부에 그라우트(220)가 충진되면 팽창하여 천공 구멍(201)의 측벽을 가압하게 된다. 팩(250)에는 팩(250)의 내부에 그라우트(220)를 주입하는 제1그라우팅 호스(251)와 팩 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 호스(252)가 연결된다. 또한, 팩(250)의 외부에는 선단 지지부재(30)까지 연장되며, 팩(250)의 외부로 천공 구멍(201)에 그라우트(220)를 주입하는 제2그라우팅 호스(40)가 설치된다.

이와 같은 상태에서, 제1그라우팅 호스(251)로는 팩(250)을 팽창시킬 수 있도록 일정한 압력으로 그라우트(220)가 충진되며, 제2그라우팅 호스(40)는 가압되지 않은 그라우트(220)가 천공 구멍(201)의 내부를 충진하도록 공급한다. 그러면, 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 그라우팅 호스(251)로 공급된 그라우트(220)에 의해 팩(250)이 충진되면서 팽창되어 천공 구멍(201)의 측벽을 가압하고, 제2그라우팅 호스(40)로 공급된 그라우트(220)는 천공 구멍(201)을 충진한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)에 의하면, 소구경 파일 조립체(1)의 선단에 소구경 파일(10)의 지름보다 큰 지름을 갖는 선단 지지부재(30)가 설치되므로 소구경 파일(10)의 선단 지지력을 증대시킬 수 있다. 따라서, 종래 기술에 의한 소구경 파일보다 지지층의 근입 길이를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)에 의하면, 복수의 소구경 파일(10)을 각각 연결한 후 각 커플링(20)의 개구부(24)에 그라우팅 호스(40)를 고정할 수 있으므로, 소구경 파일 조립체(1)의 조립시 그라우팅 호스(40)의 꼬임이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 소구경 파일 조립체(1)에 의하면, 소구경 파일로 나사 봉(10') 또는 나사 강관을 사용하는 경우에는 소구경 파일(10')을 천공 구멍(201)의 중심에 위치시키는 센터링 부재(60)의 위치를 임의로 정할 수 있으므로, 현장에서 천공 구멍(201)의 상태에 따라 소구경 파일(10')에 설치되는 센터링 부재(60)의 개수와 위치를 적절하게 조절할 수 있다는 이점이 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 소구경 파일 조립체 10; 소구경 파일
10'; 나사 봉 11; 수나사
13; 제1센터링부 14; 개구부
20; 커플러 21,22; 암나사
23; 제2센터링부 24; 개구부
25,27; 체결부 26,28; 관통공
29; 고정 나사 30; 선단 지지부재
31; 암나사 33; 제3센터링부
34; 개구부 35; 체결부
36; 관통공 40; 그라우팅 호스
50; 호스 빠짐 방지부재 51; 호스 차단바
52; 관통홀 53; 개구부 입구
60; 센터링 부재 61; 암나사
63; 제1센터링부 64; 개구부
65; 체결부 66; 관통공

Claims (6)

1. 양단에 수나사가 마련되며, 외주면에 형성되는 제1센터링부를 포함하는 복수의 소구경 파일;
   상기 복수의 소구경 파일을 연결하고, 외주면에 형성되며 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부에 대응하는 지름을 갖는 제2센터링부를 포함하는 커플러;
   상기 복수의 소구경 파일 중 최하단의 소구경 파일의 선단에 결합되며, 상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부에 대응하는 지름을 갖는 제3센터링부를 포함하는 선단 지지부재; 및
   상기 복수의 소구경 파일의 길이 방향으로 나란하게 설치되는 그라우팅 호스;를 포함하며,
   상기 커플러는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 내면에는 상기 복수의 소구경 파일의 수나사가 체결되는 암나사가 형성되고, 상기 제2센터링부는 상기 커플러의 외주면의 길이방향으로 중앙에 설치되며,
   상기 선단 지지부재는 바닥이 있는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 내면에는 상기 최하단의 소구경 파일의 선단의 수나사가 체결되는 암나사가 형성되고, 상기 제3센터링부는 상기 선단 지지부재의 외주면의 길이방향으로 중앙에 설치되며,
   상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부, 상기 커플러의 제2센터링부, 및 상기 선단 지지부재의 제3센터링부 각각에는 상기 그라우팅 호스가 통과하는 개구부가 마련되며,
   상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부, 상기 커플러의 제2센터링부, 및 상기 선단 지지부재의 제3센터링부 각각의 개구부에는 상기 그라우팅 호스가 상기 개구부에서 빠지는 것을 방지하는 호스빠짐 방지부재가 더 설치되며,
   상기 호스빠짐 방지부재는 상기 개구부의 입구를 가로막는 호스 차단바로 형성되는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 소구경 파일은 강관, 나사 봉(thread bar), 나사 강관(thread steel pipe) 중의 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 소구경 파일 조립체.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 소구경 파일의 제1센터링부는 상기 나사 봉 또는 상기 나사 강관에 나사 체결되는 센터링 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 조립체.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 개구부의 입구 양측에는 2개의 관통홀이 형성되며,
   상기 호스 차단바는 양단이 상기 2개의 관통홀에 삽입될 수 있도록 ㄷ자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 조립체.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항의 소구경 파일 조립체를 이용하는 소구경 파일 시공방법에 있어서,
   상기 소구경 파일 시공방법은,
   기초 지반의 연약층을 관통하고 지지층의 소정 깊이까지 천공 구멍을 형성하며, 상기 연약층에는 케이싱을 설치하는 단계;
   상기 천공 구멍에 상기 소구경 파일 조립체를 삽입하는 단계; 및
   상기 소구경 파일 조립체를 통해 상기 천공 구멍에 그라우트를 충진하는 단계;를 포함하며,
   상기 천공 구멍에 상기 소구경 파일 조립체를 삽입하는 단계에서는 상기 그라우팅 호스를 상기 소구경 파일의 제1센터링부, 상기 커플러의 제2센터링부, 및 상기 선단 지지부재의 제3센터링부의 각각의 개구부에 삽입하고, 상기 호스 차단바로 상기 그라우팅 호스를 상기 개구부에 고정한 상태로 상기 천공 구멍에 상기 소구경 파일 조립체를 삽입하는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 시공방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 천공 구멍에 그라우트를 충진하는 단계에서는,
   소정의 압력을 가하여 그라우트를 충진하거나, 가압 팩을 사용하여 그라우트를 충진하는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 시공방법.
   

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