KR101921099B1 - 내진용 파일보강 구조 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부구조물 하측 지반의 지지력을 전혀 손상시키지 아니하고, 설치가 용이하며, 동시에 부식이 방지되어 장기적으로 구조적 안정성을 확보할 수 있는 내진용 파일보강 구조로서, 지반에 설치되는 상부구조물; 상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물의 하측을 지지하는 파일들; 하부가 상기 파일의 측면에 힌지 결합되는 경사부재들;을 포함하고, 상기 경사부재들은 상기 파일이 지반에 삽입된 후 상기 경사부재의 측면이 굴착되면서 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 상부구조물의 하측을 경사지게 지지함으로써 지진에 대한 저항력이 증가되는 것을 특징으로 한다.

Description

내진용 파일보강 구조 및 그 시공방법{PILE REINFORCE STRUCTURE FOR VIBRATION PROOF}

본 발명은 내진용 파일보강 구조 및 그 시공방법, 상세하게는 파일과 파일에 지지되는 상부구조물 사이에 경사부재를 설치함으로써 지진 저향력이 증가되는 내진용 파일보강 구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

교량, 댐, 아파트, 빌딩 등과 같은 대형 구조물의 경우 통상 지반에 삽입 설치되는 파일에 의해 지지된다. 이러한 파일은 상부구조물을 수직으로 지지할 뿐 지진과 같은 수평력에 대한 지지력이 취약하다.

이러한 문제점을 해결하고자 파일과 상부구조물 사이에 경사방향으로 경사부재를 설치하는 기술이 개시되어 있다.

일례로 본 출원인이 선출원한 등록특허공보 제10-1738556호인 '크로스바를 포함한 기초구조물 시공방법'(도 1 참조)이 개시되어 있다. 이 종래기술은 지지파일(100)과 상기 지지파일 상부에 결합되는 기초슬래브(S)를 설치하여 기초구조물을 시공하는 기초구조물 시공방법으로서, 복수의 지지파일(100)을 서로 일정간격 이격되도록 지중에 설치하되, 각각의 지지파일은 일정간격 이격되도록 결합된 3개의 결합밴드(위부터 아래방향으로 제1 결합밴드(110), 제2 결합 밴드(120), 제3 결합밴드(130)라 한다.), 일단이 상기 제2결합밴드에 힌지결합되고 타단이 상기 기초슬래브의 철근과 결합되는 제1 크로스바(200), 및 일단이 상기 제3 결합밴드에 힌지결합되고 타단이 이웃하는 지지파일의 상기 제1 결합밴드와 결합되는 제2 크로스바(300)를 포함하고, 이때 상기 제2 결합밴드에 힌지결합된 상기 제1 크로스바 및 상기 제3 결합밴드에 힌지결합된 상기 제2 크로스바는 상기 지지파일 측으로 접힌 상태로 지중에 설치되는 지지파일 설치단계; 복수의 상기 지지파일 상부에 기초슬래브를 위한 철근을 배근하되, 상기 제1 크로스바 및 상기 제2 크로스바는 힌지 회동에 의하여 상기 철근의 배근을 간섭하지 않도록 조절되는 철근배근단계; 및 상기 제1 크로스바가 힌지 회동하여 상기 제1 크로스바의 타단이 상기 기초슬래브의 철근으로 이동하여 상기 기초슬래브의 철근과 결합하고, 상기 제2 크로스바가 힌지 회동하여 상기 제2 크로스바의 타단이 이웃하는 지지파일의 상기 제1 결합밴드와 결합하여 복수의 상기 지지파일의 상부를 보강하는 지지파일보강단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 크로스바를 포함하는 기초구조물 시공방법(청구항 1 참조)으로서, 지지파일 간 크로스바의 설치 및, 지지파일과 기초슬래브의 추가적인 연결을 통하여 지지력을 증대시키는 것을 그 목적으로 하고 있다.

그러나 상기 종래기술은 제1 크로스바(200)와 제2 크로스바(300)의 설치는 기초슬래브(S)의 하측 지반이 제거된 상태에서만 가능하여, 상부구조물에 대한 지반의 수직 및 수평 지지력이 저하되는 문제점이 있다. 또한 제1 크로스바(200)와 제2 크로스바(300)를 모두 결합한 후 지반을 흙으로 되메운다 하더라도 복잡한 제1 크로스바(200)와 제2 크로스바(300)로 인하여 다짐이 용이하지 아니하고 따라서 원지반과 같은 지지력을 확보하기 어려운 문제점이 있다. 또한 제1 크로스바(200)와 제2 크로스바(300)가 결합되는 제1 결합밴드(110), 제2 결합 밴드(120), 제3 결합밴드(130)가 지중에 노출되어 부식되게 되어 장기적으로 구조적인 문제점을 발생시킬 수 있다.

따라서 상부구조물 하측 지반의 지지력을 손상시키지 아니하고, 설치가 용이하며, 동시에 부식이 방지되어 장기적으로 구조적 안정성을 확보할 수 있는 기술의 개발이 요청되고 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1738556

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 상부구조물 하측 지반의 지지력을 전혀 손상시키지 아니하고, 설치가 용이하며, 동시에 부식이 방지되어 장기적으로 구조적 안정성을 확보할 수 있는 내진용 파일보강 구조 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조는, 지반에 설치되는 상부구조물; 상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물의 하측을 지지하는 파일들; 하부가 상기 파일의 측면에 힌지 결합되는 경사부재들;을 포함하고, 상기 경사부재들은 상기 파일이 지반에 삽입된 후 상기 경사부재의 측면이 굴착되면서 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 상부구조물의 하측을 경사지게 지지함으로써 지진에 대한 저항력이 증가되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 파일의 측면에는 연직방향으로 요홈이 형성되고, 상기 경사부재는 상기 요홈에 삽입된 상태에서 상기 지반에 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 지반에 설치되는 상부구조물; 상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물의 하측을 지지하는 파일들; 상기 파일의 상부를 씌우는 파일보강부재; 하부가 상기 파일보강부재의 측면에 힌지 결합되는 경사부재들;을 포함하고, 상기 경사부재는 상기 파일이 지반에 삽입된 후 상기 경사부재의 측면이 굴착되면서 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 상부구조물의 하측을 경사지게 지지함으로써 지진에 대한 저항력이 증가되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 파일보강부재의 측면에는 연직방향으로 요홈이 형성되고, 상기 경사부재는 상기 요홈에 삽입된 상태에서 상기 지반에 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경사부재의 상측에서 하측까지 연장되는 그라우팅 주입로가 구비되고, 상기 경사부재가 회전한 후 상기 그라우팅 주입로를 통해 그라우트를 주입하여 상기 힌지 주변이 그라우팅되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 그라우팅 주입로는 상기 경사부재의 내부에 형성된 통로이거나, 또는 상기 경사부재에 결합된 주입호스 내부의 통로인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 힌지의 상측과 하측의 상기 파일과 상기 경사부재에 결합되어 상기 힌지를 밀폐하는 밀폐부재가 구비되고, 상기 그라우트는 상기 그라우팅 주입로를 통해 상기 밀폐부재 내부에 충진됨으로써 상기 힌지를 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경사부재의 측면의 굴착은 상기 경사부재들의 측면에 스크류굴착기를 연직으로 상기 힌지위치까지 삽입한 후 상기 스크류굴착기를 그 하단을 중심으로 경사지게 회전시킴에 의해 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경사부재들에서 하측으로 일정 간격 이격되어 상기 파일의 측면에 힌지 결합되는 제2경사부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조 시공방법은, 지반에 상기 경사부재들이 힌지 결합된 파일을 지반에 삽입하는 단계; 상기 경사부재들의 측면을 굴착하면서 상기 경사부재들을 힌지를 중심으로 회전시키는 단계; 상기 파일과 상기 경사부재들의 상측에 결합되도록 상기 상부구조물을 시공하는 단계; 순으로 시행하고, 상기 경사부재들을 힌지를 중심으로 회전시키는 단계는, 상기 경사부재들의 측면에 스크류굴착기를 연직으로 상기 힌지위치까지 삽입한 후 상기 스크류굴착기를 그 하단을 중심으로 경사지게 회전시킴과 동시에 상기 경사부재를 뒤따라 회전시킴으로써 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 스크류굴착기의 양측에는 상기 스크류굴착기가 회전하는 면과 나란하게 설치되는 한 쌍의 가이드가 구비되어 스크류굴착기 양측의 토사가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 상부구조물 하측 지반의 지지력을 전혀 손상시키지 아니하고, 설치가 용이하며, 동시에 부식이 방지되어 장기적으로 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은, 종래기술의 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조가 상부구조물의 하측에 설치된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3a는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 요홈이 형성된 파일과 형성되지 않은 파일에 경사부재가 결합된 모습을 보여주는 도면들과, 다양한 힌지들의 모습을 보여주는 도면들이다.
도 3b는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 경사부재가 펼쳐진 모습을 보여주는 도면이다.
도 3c, 3d는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 경사부재에 주입호스가 결합된 모습을 보여주는 도면이다.
도 3e, 3f는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 파일의 하부의 직경이 축소된 모습을 보여주는 도면이다.
도 3g는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 파일의 상부에 요홈이 형성되거나 형성되지 아니한 파일보강부재가 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 3h는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 경사부재가 펼쳐진 모습을 보여주는 도면이다.
도 3i, 3j는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 경사부재의 하측에 제2경사부재가 설치된 펼쳐진 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 밀폐부재가 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 5a는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 스크류굴착기의 측면도 및 단면도이다.
도 5b는, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조에서 경사부재를 경사지게 시공하는 모습을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하 도면 2 내지 5를 참조하여 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조를 상세히 설명한다.

본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조는, 지반에 설치되는 상부구조물(10); 상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물(10)의 하측을 지지하는 파일(20)들; 하부가 상기 파일(20)의 측면에 힌지 결합되는 경사부재(30)들;을 포함할 수 있다.

상부구조물(10)은 댐, 교량, 아파트, 빌딩 등 규모가 크고 중량이 무거운 구조물뿐만 아니라, 소규모 주택 등일 수 있다.

파일(20)들은 지반에 삽입 설치되어 상부구조물(10)을 지지할 수 있다. 파일(20)들은 지반을 오거 등으로 굴착한 후 삽입하거나, 오거로 굴착하여 삽입한 후 추가 항타할 수 있다. 또한 때로는 파일(20)을 항타만으로 삽입할 수도 있다. 파일(20)들은 구조물의 자중과 같은 수직력과 함께 지진하중과 같은 수평력 즉, 전단력을 지지할 수 있다.

파일(20)은 강관 파일, 철근콘크리트 파일, 프리스트레스트콘크리트(PSC) 파일 등 어느 것도 가능하다. 또한, 파일(20)의 단면은 원형, 사각형, H형 등이 가능하다.

경사부재(30)들은 파일(20)의 측면에 힌지 결합될 수 있다. 경사부재(30)들은 파일(20)의 상측에서 일정 거리 하부에 힌지 결합될 수 있다. 경사부재(30)들은 파일(20)이 지반에 삽입된 후 경사부재(30)의 측면이 굴착되면서 힌지를 중심으로 회전하여 상부구조물(10)의 하측을 경사지게 지지함으로써 지진에 대한 저항력이 증가될 수 있다. 즉, 경사부재(30)들은 파일(20)이 삽입되는 동안에는 파일(20)과 나란하게 즉, 접힌 상태에서 삽입된 후, 경사부재(30)의 측면이 굴착되면서 힌지를 중심으로 회전하여 상부구조물(10)의 하측을 경사지게 지지할 수 있다. 즉, 경사부재(30)는 파일(20) 및 상부구조물(10)과 함께 트러스 구조를 형성함으로써 지진 등과 같은 수평하중에 대한 저항력이 현저히 증가될 수 있다.

도 3a를 참조하면, 파일(20)의 측면에 결합되는 힌지는, 파일(20)에 직접 형성하거나, 파일에 밴드를 결합하고 밴드에 형성할 수 있다. 밴드에 힌지를 형성하는 경우 사용하고자 하는 파일(20)에 용이하게 결합할 수 있다.

경사부재(30)의 단면은 사각형, 원형, 육각형, H형 등 어느 것도 가능하다. 또한 경사부재(30)는 속이 빈 관 형상이거나 속이 찬 봉 형상일 수 있다.

이하 설명의 편의를 위해 파일(20)과 경사부재(30)의 단면은 원형인 것에 대하여 설명을 진행한다.

파일(20)의 상부 측면에는 경사부재(30)가 삽입될 수 있는 연직방향의 요홈(24)이 형성될 수 있다. 요홈(24)의 크기는 경사부재(30) 전체가 삽입되거나, 일부가 삽입될 수 있다. 파일(20)의 단면적은 요홈(24)을 고려하여 산정하게 된다. 즉, 파일(20)의 직경을 증가시켜 요홈(24)을 형성한 후의 단면적이 설계조건에 부합되게 할 수 있다. 파일(20)의 길이방향의 직경은 상부는 요홈(24)을 고려하여 크게하고, 요홈(24)이 없는 하부는 직경을 작게할 수 있다. 또한 요홈(24)이 형성되지 않은 하부를 요홈(24)이 형성된 상부와 동일하게 크게 형성할 수 있다. 이 경우 하부는 불필요하게 단면이 증가되는 문제점이 있으나 구조적으로 여유의 안정성을 확보할 수 있다.

경사부재(30)에는 상측에서 하측까지 연장되는 그라우팅 주입로가 구비될 수 있다. 경사부재(30)가 회전하여 설치된 후 그라우팅 주입로를 통해 그라우트를 주입함으로써 힌지 주변을 그라우팅할 수 있다. 이는 힌지 부분을 지반에서 분리하여 부식을 방지함으로써 장기적인 구조적 안정성을 증대시킬 수 있다.

그라우팅 주입로는 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 즉, 경사부재(30)가 관 형상인 경우 관 내부의 통로가 그라우팅 주입로로 사용되거나, 관 내부의 통로에 별도의 주입호스(32)를 설치하고 주입호스(32)의 내부 통로가 그라우팅 주입로로 사용할 수 있다. 또한 경사부재(30)의 외측에 별도의 주입호스(32)를 결합하고, 이 주입호스(32) 내부의 통로가 그라우팅 주입로로 사용될 수 있다. 어느 경우이건 그라우팅 주입로의 하단은 힌지 근처에 위치되는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 힌지의 상측과 하측의 파일(20)과 경사부재(30)에 결합되어 힌지를 밀폐하는 밀폐부재(40)가 구비될 수 있다. 즉, 밀폐부재(40)는 힌지 상측과 하측의 파일(20)의 둘레를 밴드 등으로 결합하고, 동시에 경사부재(30)의 하부에 밴드 등으로 결합되는 유연한 합성수지 등으로 형성될 수 있다. 유연한 밀폐부재(40)는 경사부재(30)의 회전을 용이하게 수용하면서, 그라우트가 잘 충진되게 하고, 동시에 지반과 그라우트가 완전히 분리되게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예에서 전술한 실시예와 동일한 부분은 설명이 생략될 수 있다. 설명이 생략된 부분은 전술한 설명이 유추 적용될 수 있다.

본 실시예의 내진용 파일보강 구조는, 지반에 설치되는 상부구조물(10); 상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물(10)의 하측을 지지하는 파일(20)들; 상기 파일(20)의 상부를 씌우는 파일보강부재(22); 하부가 상기 파일보강부재(22)의 측면에 힌지 결합되는 경사부재(30)들;을 포함할 수 있다.

본 실시예에서도 파일(20)과 경사부재(30)가 원형인 것에 대하여 설명을 진행한다.

본 실시예는 전술한 실시예에 비해 파일보강부재(22)를 더 포함할 수 있다. 파일보강부재(22)는 강재 등으로 형성될 수 있다. 파일보강부재(22)는 상부가 개방된 원통, 또는 상부가 폐쇄된 원통, 또는 상부의 테두리 일부만 폐쇄된 원통 형상일 수 있다.

파일보강부재(22)는 파일(20)이 먼저 제작된 후 시공현장 등에서 파일(20)에 씌워져 설치될 수 있다. 이 경우 파일보강부재(22)는 파일(20)의 외측에 잘 밀착되게 형성함으로써 별도의 결합이 필요하지 아니하게 할 수 있다. 또한 파일(20)과 파일보강부재(22)의 사이에 그라우트가 가압 주입되어 더 견고하게 결합되게 할 수 있다. 또한 파일(20)과 파일보강부재(22)의 사이가 적절이 이격되게 형성하고 그라우트를 주입할 수 있다. 이 경우 파일(20)의 외측와 파일보강부재(22)의 내측에 요철을 형성하여 상호 견고히 결합되게 할 수 있다.

파일보강부재(22)는 파일(20)이 제작될 때 씌워져 함께 제작될 수 있다. 즉 파일보강부재(22)를 파일(20) 제작틀에 설치하여 파일(20)의 제작과 동시에 파일보강부재(22)가 파일(20)과 일체로 제작될 수 있다. 이 경우 파일(20)과 파일보강부재(22)의 일체성이 확보됨으로써 구조적 안정성이 증대될 수 있다.

파일보강보재는 큰 수직하중과 큰 수평하중이 작용하는 파일(20)의 상부를 보강함으로써, 파일(20)의 단면적을 줄이거나, 설치하는 파일(20)의 개수를 감소시킬 수 있다.

파일보강부재(22)의 하부에 경사부재(30)가 힌지 결합될 수 있다. 파일보강부재(22)가 파일(20)이 제작될 때 씌워져 함께 제작되는 경우, 경사부재(30)는 추후에 결합될 수 있다. 파일보강부재(22)가 파일(20)이 제작된 후 씌워지는 경우, 경사부재(30)는 파일보강부재(22)에 결합된 상태에서 현장 등에서 파일(20)에 씌울 수 있다.

파일보강부재(22)의 측면에는 경사부재(30)가 삽입될 수 있는 연직방향으로 요홈(24)이 형성될 수 있다.

파일보강부재(22)가 파일(20)의 제작 후 시공현장 등에서 씌워지는 경우, 파일보강부재(22)의 요홈(24)의 내측이 파일(20)의 외측에 접하는 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 파일(20)과 파일보강부재(22)의 사이에는 그라우트가 주입되어 결합될 수 있다. 또한 파일보강부재(22)의 하부는 파일(20)의 외측면에 잘 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한 파일보강부재(22) 하측의 내면에는 고무 등의 밀폐부재(40)가 구비되고, 외측에는 밴드 등이 설치될 수 있다.

그 외 설명되지 아니한 경사부재(30), 요홈(24), 그라우팅 주입로, 밀폐부재(40) 등은 전술한 실시예를 참조한다.

도 3i, 3j를 참조하면, 상기 경사부재(30)들에서 하측으로 일정 간격 이격되어 파일(20)의 측면에 힌지 결합되는 제2경사부재(31)들을 더 포함할 수 있다. 즉, 파일(20)이 설치되는 간격, 파일(20)의 깊이, 예상 지진의 크기 등을 고려하여 제2경사부재(31)를을 더 설치함으로써 내진 저항력을 현저히 증가시킬 수 있다. 제2경사부재(31)들은 경사부재(30)들의 사이사이에 설치될 수 있다. 또한, 제2경사부재(31)들은 상부구조물(10)의 하측에 결합되거나, 또는 인접한 파일(20)에 결합될 수 있다.

이하, 본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조 시공방법을 상세히 설명한다. 본 실시예에서 전술한 실시예와 동일한 부분은 설명이 생략될 수 있다. 설명이 생략된 부분은 전술한 설명이 유추 적용될 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 내진용 파일보강 구조 시공방법은, 지반에 상기 경사부재(30)들이 힌지 결합된 파일(20)을 지반에 삽입하는 단계; 상기 경사부재(30)들의 측면을 굴착하면서 상기 경사부재(30)들을 힌지를 중심으로 회전시키는 단계; 상기 파일(20)과 상기 경사부재(30)들의 상측에 결합되도록 상기 상부구조물(10)을 시공하는 단계; 순으로 시행할 수 있다.

지반에 경사부재(30)들이 힌지 결합된 파일(20)을 지반에 삽입하는 단계는, 지반을 오거 등으로 굴착한 후 경사부재(30)가 파일(20)과 나란히 위치된 상태에서 삽입하는 단계이다. 이 단계에서 파일(20) 삽입 후 가볍게 파일(20)을 항타할 수 있다. 또한 파일(20)의 하단에 모르타르 등을 충진할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 경사부재(30)들의 측면을 굴착하면서 경사부재(30)들을 힌지를 중심으로 회전시키는 단계는, 경사부재(30)들의 측면에 스크류굴착기(50)를 연직으로 힌지 위치까지 삽입한 후 스크류굴착기(50)를 그 하단을 중심으로 경사지게 회전시킴과 동시에 경사부재(30)를 뒤따라 회전시킴으로써 수행할 수 있다. 이 단계에서 회전한 경사부재(30)의 상측에 토사 등을 충진하고 지반을 다짐할 수 있다.

또한, 상기 회전 후 스크류굴착기(50)를 인출하고, 전술한 바와 같이 그라우트 주입로를 통해 힌지 주변을 그라우팅할 수 있다.

도 5a를 참조하면, 상기 스크류굴착기(50)는 나선 형상의 스크류(52)와 스크류(52)의 일측을 덮는 호 형상 또는 ㄷ자 형상의 덮개판(54)을 포함할 수 있다.

스크류굴착기(50)는 덮개판(54)을 경사부재(30)에 접하는 쪽에 위치시킨 후 연직방향으로 삽입한다. 이후 경사부재(30)와 함께 스크류굴착기(50)를 회전시킴으로써 경사부재(30)를 경사지게 펼칠 수 있다. 상기 덮개판(54)은 불필요한 쪽의 토사가 유입되지 않게 하고, 동시에 경사부재(30)와 스크류(52)가 닿지 않게 함으로써 경사부재(30)를 잘 보호할 수 있다. 즉, 경사부재(30)의 경우 부식 방지를 위해 코팅되거나 방식처리될 수 있는데, 이러한 코팅이나 방식처리의 훼손이 방지될 수 있다. 경사부재(30)가 필요한 각도로 완전히 회전한 후 스크류굴착기(50)는 인출하게 된다.

또한, 스크류굴착기(50)의 덮개판(54)에는 가이드관(56)이 설치될 수 있다. 이 가이드관(56)은 경사부재(30)의 회전이 완료된 후 그라우트 주입관을 삽입하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 가이드관(56) 속으로 주입관을 삽입한 후 주입관을 잔존시킨 상태에서 스크류굴착기(50)만 인출한다. 이후 주입관을 통해 지반으로 그라우트를 주입함으로써 굴착시 발생한 공극부와 주변의 이완된 지반 등을 보강할 수 있다. 주입된 그라우트는 굴착 과정에 이완된 지반을 복구할 뿐 아니라, 당초에 연약했던 지반을 보강할 수 있다. 또한, 기둥 주변에 충진된 그라우트는 지반 액상화 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 주입관의 주입공은 하측 단부에만 형성하거나 상하를 따라 복수개 형성할 수 있다. 또한, 주입관은 주입을 하면서 상부로 인출할 수도 있다.

본 실시예에서는 주입관을 가이드관(56)을 통해서 추가로 삽입하였으나, 전술한 예에서의 주입호스(32)를 이용할 수도 있다. 즉, 경사부재(30)에 결합된 주입호스(32)의 결합 방식을 적절히 선택한다면 힌지 주변에 그라우트를 주입한 후 적절히 상측으로 인출하면서 지반에 그라우트를 주입할 수 있다. 또한, 경사부재(30) 내부의 통로가 형성된 경우 이를 사용하는 것도 가능하다.

상기 덮개판(54)의 하단은 상기 스크류(52)의 하단에 회전가능하게 결합될 수 있다. 즉, 스크류(52)의 축의 하단에 회전 가능한 링이 설치되고 이 링에 덮개판(54)이 결합될 수 있다. 이는 길이가 긴 덮개판(54)이 스크류(52)와 잘 일체화 되게 할 수 있다. 따라서 스크류굴착기(50)를 회전하면서 지반에 삽입하는 경우 덮개판(54)은 스크류(52)를 따라 삽입된다. 동시에 스크류굴착기(50)를 경사지게 회전시키는 경우 덮개판(54)도 스크류(52)와 함께 회전하면서 덮개판(54) 외측의 토사는 유입되게 않게 하면서 경사지는 방향 쪽의 토사만 유입되게 함으로써 용이하게 기울일 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 상부구조물
20: 파일
22: 파일보강부재
24: 요홈
30: 경사부재
31: 제2경사부재
32: 주입호스
40: 밀폐부재
50: 스크류굴착기
52: 스크류
54: 덮개판
56: 가이드관

Claims (12)

1. 지반에 설치되는 상부구조물;
   상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물의 하측을 지지하는 파일들;
   하부가 상기 파일의 측면에 힌지 결합되는 경사부재들;을 포함하고,
   상기 경사부재들은 상기 파일이 지반에 삽입된 후 상기 경사부재의 측면이 굴착되면서 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 상부구조물의 하측을 경사지게 지지함으로써 지진에 대한 저항력이 증가되고,
   상기 경사부재의 측면의 굴착은 상기 경사부재들의 측면에 스크류굴착기를 연직으로 상기 힌지위치까지 삽입한 후 상기 스크류굴착기를 그 하단을 중심으로 경사지게 회전시킴에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 파일의 측면에는 연직방향으로 요홈이 형성되고, 상기 경사부재는 상기 요홈에 삽입된 상태에서 상기 지반에 삽입되는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
3. 지반에 설치되는 상부구조물;
   상기 지반에 연직으로 삽입 설치되어 상기 상부구조물의 하측을 지지하는 파일들;
   상기 파일의 상부를 씌우는 파일보강부재;
   하부가 상기 파일보강부재의 측면에 힌지 결합되는 경사부재들;을 포함하고,
   상기 경사부재는 상기 파일이 지반에 삽입된 후 상기 경사부재의 측면이 굴착되면서 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 상부구조물의 하측을 경사지게 지지함으로써 지진에 대한 저항력이 증가되고,
   상기 경사부재의 측면의 굴착은 상기 경사부재들의 측면에 스크류굴착기를 연직으로 상기 힌지위치까지 삽입한 후 상기 스크류굴착기를 그 하단을 중심으로 경사지게 회전시킴에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 파일보강부재의 측면에는 연직방향으로 요홈이 형성되고, 상기 경사부재는 상기 요홈에 삽입된 상태에서 상기 지반에 삽입되는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
5. 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 있어서,
   상기 경사부재의 상측에서 하측까지 연장되는 그라우팅 주입로가 구비되고,
   상기 경사부재가 회전한 후 상기 그라우팅 주입로를 통해 그라우트를 주입하여 상기 힌지 주변이 그라우팅되는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 그라우팅 주입로는 상기 경사부재의 내부에 형성된 통로이거나, 또는 상기 경사부재에 결합된 주입호스 내부의 통로인 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 힌지의 상측과 하측의 상기 파일과 상기 경사부재에 결합되어 상기 힌지를 밀폐하는 밀폐부재가 구비되고,
   상기 그라우트는 상기 그라우팅 주입로를 통해 상기 밀폐부재 내부에 충진됨으로써 상기 힌지를 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
8. 삭제
9. 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 있어서,
   상기 경사부재들에서 하측으로 일정 간격 이격되어 상기 파일의 측면에 힌지 결합되는 제2경사부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조.
   
10. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 내진용 파일보강 구조 시공방법에 있어서,
    지반에 상기 경사부재들이 힌지 결합된 파일을 지반에 삽입하는 단계;
    상기 경사부재들의 측면을 굴착하면서 상기 경사부재들을 힌지를 중심으로 회전시키는 단계;
    상기 파일과 상기 경사부재들의 상측에 결합되도록 상기 상부구조물을 시공하는 단계; 순으로 시행하고,
    상기 경사부재들을 힌지를 중심으로 회전시키는 단계는,
    상기 경사부재들의 측면에 스크류굴착기를 연직으로 상기 힌지위치까지 삽입한 후 상기 스크류굴착기를 그 하단을 중심으로 경사지게 회전시킴과 동시에 상기 경사부재를 뒤따라 회전시킴으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조 시공방법.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스크류굴착기는 나선 형상의 스크류와 상기 스크류의 일측을 덮는 호 형상 또는 ㄷ자 형상의 덮개판을 포함하는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조 시공방법.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 덮개판의 외측에 결합되는 가이드관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진용 파일보강 구조 시공방법.
    
    

Images