KR101952704B1 - 헬리컬 파일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헬리컬 파일에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라우트재를 파일 내부로 유입시켜 토사 공간으로 침투시킬 수 있는 헬리컬 파일에 대한 것이다.
본 발명에 따른 헬리컬 파일은 중공의 선단부파일과, 복수의 나선형의 회전날과, 적어도 1개 이상의 연결파일 및 적어도 1개 이상의 커플링수단을 포함한다. 상기 선단부파일은 하단부에 분출공이 형성되고, 상기 하단부의 끝단은 경사진 날로 형성되고, 상기 끝단에서 내부로 흙이 유입되는 것을 방지하도록 상기 끝단과 상기 분출공의 사이의 내경에 차단막이 형성된다. 상기 회전날은 상기 선단부파일의 상기 하단부에 결합된다. 상기 연결파일은 상기 선단부파일의 길이를 연장시키기 위하여 상기 선단부파일과 직경이 동일하고 중공이다. 상기 커플링수단은 일단은 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부의 외주면에 고정결합되고 타단은 상기 연결파일의 하부를 착탈할 수 있게 고정결합시킨다.
본 발명에 의하면 선단부파일의 하단에 날이 형성되므로 단단한 지반의 경우에도 용이하게 굴삭이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 중공의 선단부파일의 하단부에 분출공이 형성되므로 선단부파일의 내부로 그라우트재를 주입하여 지반에 충진시킬 수 있다. 그래서 지반에 그라우트재를 용이하게 충진시킬 수 있다.

Description

헬리컬 파일{Helical Pile}
본 발명은 헬리컬 파일에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라우트재를 파일 내부로 유입시켜 토사 공간으로 침투시킬 수 있는 헬리컬 파일에 대한 것이다.
헬리컬 파일은 구조물 지지용 말 뚝 또는 지반 보강용 말뚝으로 사용된다. 도 8은 등록특허 제10-1675884호에 개시된 종래의 헬리컬 파일을 사용하여 지반을 보강하는 시공단면도이다. 종래에는 속이 빈 선단부파일(111)에 복수개의 연결파일(112, 113)을 결합시켜 선단부파일(111)의 외주면에 결합된 회전날개(122)로 지반을 굴삭한 다음 헬리컬 파일과 지반 사이의 빈공간으로 그라우트재를 충진시켜 지반을 보강하였다.
도 8에 도시된 종래의 헬리컬 파일은 선단부파일(111)의 외주면에 결합된 회전날개(122)만을 사용하여 지반을 굴삭하므로 단단한 지반의 경우 굴삭이 용이하지 아니하여 굴삭을 제대로 하지 못한다는 문제점이 있었다.
또한, 본 출원은 헬리컬 파일의 외부로 그라우트재를 충진시켜 지반을 보강하였다. 이 경우 그라우트재가 지반에 제대로 주입되지 아니하여 지반 보강이 부실해진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 지반을 용이하게 굴삭할 수 있는 헬리컬 파일을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 그라우트재를 지반에 제대로 주입시킬 수 있는 헬러컬 파일을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 헬리컬 파일은 중공의 선단부파일과, 복수의 나선형의 회전날과, 적어도 1개 이상의 연결파일 및 적어도 1개 이상의 커플링수단을 포함한다. 상기 선단부파일은 하단부에 분출공이 형성되고, 상기 하단부의 끝단은 경사진 날로 형성되고, 상기 끝단에서 내부로 흙이 유입되는 것을 방지하도록 상기 끝단과 상기 분출공의 사이의 내경에 차단막이 형성된다. 상기 회전날은 상기 선단부파일의 상기 하단부에 결합된다. 상기 연결파일은 상기 선단부파일의 길이를 연장시키기 위하여 상기 선단부파일과 직경이 동일하고 중공이다. 상기 커플링수단은 일단은 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부의 외주면에 고정결합되고 타단은 상기 연결파일의 하부를 착탈할 수 있게 고정결합시킨다.
또한, 상기의 헬리컬 파일에 있어서, 상기 커플링수단은 커플링파이프 및 키부재를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 커플링파이프는 일단은 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부의 외주면에 고정결합되고, 타단은 상기 연결파일의 하부가 삽입된다. 상기 키부재는 상기 연결파일의 내주면에 돌출되지 않도록 상기 커플링파이프의 타단에서 상기 연결파일의 하부까지 삽입되어 상기 선단부파일에 대한 상기 연결파일의 회전을 고정시킨다.
또한, 상기의 헬리컬 파일에 있어서, 상기 커플링파이프의 타단은 내주면에 나사산이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 연결파일의 하부는 외주면에 상기 커플링파이프의 타단의 나사산에 결합될 수 있는 나사산이 형성된다.
또한, 상기의 헬리컬 파일에 있어서, 상기 커플링파이프의 일단은 내주면에 나사산이 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부의 외주면에 상기 커플링파이프의 일단의 나사산에 결합될 수 있는 나사산이 형성된다. 그리고 상기 연결파일의 내주면에 돌출되지 않도록 상기 커플링파이프의 일단에서 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부까지 삽입되는 키부재를 더 구비한다.
또한, 상기의 헬리컬 파일에 있어서, 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부는 축방향으로 형성된 돌기와 홈이 원주방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 연결파일의 하부는 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부에 형성된 돌기와 홈에 형합하도록 원주방향을 따라 돌기와 홈이 형성된다.
본 발명에 의하면 선단부파일의 하단에 날이 형성되므로 단단한 지반의 경우에도 용이하게 굴삭이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 중공의 선단부파일의 하단부에 분출공이 형성되므로 선단부파일의 내부로 그라우트재를 주입하여 지반에 충진시킬 수 있다. 그래서 지반에 그라우트재를 용이하게 충진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 일 실시예의 단면도,
도 2는 도 1의 실시예에 적용된 회전날의 단면도,
도 3은 도 1의 실시예를 사용하여 그라우트재를 지반에 충진시키는 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 다른 실시예의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 또 다른 실시예의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 또 다른 실시예의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 또 다른 실시예의 단면도,
도 8은 종래의 헬리컬 파일의 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 헬리컬 파일의 일 실시예는 선단부파일(10)과, 회전날(20)과, 연결파일(30) 및 커플링수단(40)을 포함한다.
선단부파일(10)은 속이 빈 중공의 파이프로 형성되며, 하단부의 끝단은 경사진 날(13)이 형성되도록 사선으로 절단되어 있다. 그리고 하단부에는 분출공(11)이 형성되고, 끝단에서 내부로 흙이 유입되는 것을 방지하도록 분출공(11)과 끝단 사이에서 내경에 차단막(15)이 형성된다.
회전날(20)은 나선형으로 형성되어 선단부파일(10)의 하단부에 복수 개가 결합된다.
연결파일(30)은 선단부파일(10)의 길이를 연장시키는 역할을 하며, 이를 위하여 선단부파일(10)과 직경이 동일하고 중공으로 형성된다. 연결파일(30)은 필요에 따라 1개 이상 사용될 수 있다.
커플링수단(40)은 선단부파일(10)과 연결파일(30)을 결합시키거나 또는 연결파일(30) 들을 서로 결합시켜 준다. 이를 위해서 커플링수단(40)은 커플링파이프(41) 및 키부재(45)를 구비한다.
커플링파이프(41)는 일단(41a)은 선단부파일(10)의 상부의 외주면에 고정결합되고, 타단(41b)은 연결파일(30)의 하부가 삽입된다. 이때 일단(41a)은 선단부파일(10)에 용접되어 결합된다. 물론 연결파일(30)과 연결파일(30)을 결합시킬 때에는 커플링파이프(41)의 일단(41a)은 연결파일(30)의 상단의 외주면에 용접결합된다.
키부재(45)는 연결파일(30)의 내주면에 돌출되지 않도록 커플링파이프(41)의 타단(41b)에서 연결파일(30)의 하부까지 삽입된다. 이를 위해서 커플링파이프(41) 및 연결파일(30)에는 키부재(45)가 삽입될 수 있는 관통공이 형성되며, 키부재(45)는 나사로 형성되어 커플링파이프(41) 및 연결파일(30)에 결합될 수 있다. 키부재(45)가 삽입되면 연결파일(30)과 선단부파일(10)은 일체로 되어 연결파일(30)을 회전시키면 선단부파일(10)이 연결파일(30)과 함께 회전한다.
여기서 선단부파일(10) 및 연결파일(30)은 그 외경이 159mm, 160mm, 165mm, 170mm이고 두께는 8mm, 9mm로 제작될 수 있다. 이는 아래에서 설명하는 다른 실시예의 헬리컬 파일의 경우에도 동일하다.
본 실시예를 사용하여 헬리컬 파일의 시공방법은 먼저 선단부파일(10)을 파일드라이버(미도시)에 장착한 후 회전시켜 지반을 굴삭한다. 이때 선단부파일(10)은 끝단에 날(13)이 형성되어 있을 뿐만 아니라 단부에 복수의 회전날(20)이 결합되어 있으므로 지반을 용이하게 굴삭할 수 있다. 그리고 지반을 더 깊이 굴삭하기 위해서는 커플링수단(40)을 사용하여 1개 또는 복수 개의 연결파일(30)을 결합시켜 굴삭한다. 키부재(45)가 커플링파이프(41) 및 연결파일(30)에 결합되므로 선단부파일(10) 및 연결파일(30) 들은 일체로 회전할 수 있다.
굴삭이 완료되면 중공의 선단부파일(10) 및 연결파일(30) 내부로 그라우트재(50)을 충진시킨다. 그리고 연결파일(30) 및 선단부파일(10) 내에서 그라우트재(50)를 가압시키면 그라우트재(50)는 분출공(11)을 통하여 지반으로 분출되어 지반을 보강시킬 수 있다. 본 실시예의 경우 키부재(45)가 연결파일(30)의 내부로 돌출되지 않는다. 그래서 스토퍼(51)를 연결파일(30)의 내부에 삽입시켜 그라우트재(50)를 가입시킬 수 있다. 그러면 그라우트재(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 분출공(11)을 통하여 헬리컬 파일의 외부로 분출되어 지반 내부에 삽입된다. 따라서 그라우트재(50)를 지반의 내부에 효율적으로 주입시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 다른 실시예이다. 도 4의 실시예의 경우 커플링파이프(41)는 타단(41b)의 내부에 나사산이 형성되고, 커플링파이프(41)의 타단(41b)에 삽입되는 연결파일(30)의 일단은 외주면에 나사산이 형성된다. 그래서 연결파일(30)은 커플링파이프(41)에 삽입되어 나사결합된다. 그리고 연결파일(30)과 커플링파이프(41)의 나사결합이 풀리지 않도록 키부재(45)가 커플링파이프(41)에 삽입된다.
도 5는 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 또 다른 실시예이다. 도 5의 실시예의 경우 커플링파이프(41)는 일단(41a)의 내부에도 나사산이 형성되고, 커플링파이프(41)의 일단(41a)과 결합되는 선단부파일(10) 또는 연결파일(30)의 상단의 외주면에도 나사결합된다. 또한, 커플링파이프(41)의 일단(41a)과 선단부파일(10) 또는 연결파일(30)의 나사결합이 풀리지 않도록 키부재(45)가 삽입된다. 이 경우에도 커플링파이프(41)의 일단(41a)과 선단부파일(10) 또는 연결파일(30)은 용접으로 결합될 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 또 다른 실시예이다. 본 실시예의 경우 선단부파일(10)과 연결파일(30) 또는 연결파일(30)과 연결파일(30)이 커플링파이프(41)에 의하여 결합되는 부위의 강도를 보강하기 위한 실시예이다.
이를 위하여 본 실시예의 경우 커플링파이프(41)이 결합되는 선단부파일(10)의 상단(10a), 연결파일(30)의 일단(30a)과 타단(30b)의 외주면에는 그 두께를 보강하기 위하여 보강부재(A)가 결합된다. 그래서 커플링파이프(41)가 결합되는 부위의 두께가 보강된다.
도 7은 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 또 다른 실시예이다. 본 실시예의 경우 커플링파이프(41)에 의하여 연결되는 선단부파일(10)과 연결파일(30) 또는 연결파일(30)과 연결파일(30)이 연결부위가 서로 형합하도록 요철되어 있다. 즉 선단부파일(10)의 상단(10a)은 축방향으로 형성된 돌기(10a_1) 및 홈(10a_2)이 원주방향을 따라 형성된다. 그리고 커플링파이프(41)에 의하여 연결되는 연결파일(30)의 일단(30a)은 원주방향을 따라 선단부파일(10)의 홈(10a_2)에 삽입되는 돌기(30a_1)와 선단부파일(10)의 돌기(10a_1)가 삽입되는 홈(30a_2)이 형성된다. 물론 연결파일(20)의 타단(30b)에도 원주방향을 따라 돌기(30b_1) 및 홈(30b_2)이 형성된다.
이 경우 선단부파일(10) 및 연결파일(30) 또는 연결파일(30)과 연결파일(30)이 서로 형합하여 접촉하므로 그 회전이 방지될 수 있다.
10 : 선단부파일 11 : 분출공
13 : 날 15 : 차단막
20 : 회전날 30 : 연결파일
40 : 커플링수단 41 : 커플링파이프
45 : 키부재

Claims (5)

  1. 하단부에 분출공이 형성되고, 상기 하단부의 끝단은 경사진 날로 형성되고, 상기 끝단에서 내부로 흙이 유입되는 것을 방지하도록 상기 끝단과 상기 분출공의 사이의 내경에 차단막이 형성된 중공의 선단부파일과,
    상기 선단부파일의 상기 하단부에 결합된 복수의 나선형의 회전날과,
    상기 선단부파일의 길이를 연장시키기 위하여 상기 선단부파일과 직경이 동일하고 중공인 적어도 1개 이상의 연결파일과,
    일단은 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부의 외주면에 고정결합되고, 타단은 상기 연결파일의 하부가 삽입되는 커플링파이프와, 상기 연결파일의 내주면에 돌출되지 않도록 상기 커플링파이프의 타단에서 상기 연결파일의 하부까지 삽입되어 상기 선단부파일에 대한 상기 연결파일의 회전을 고정시키는 키부재를 구비하여 적어도 1개 이상의 커플링수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커플링파이프의 타단은 내주면에 나사산이 형성되고,
    상기 연결파일의 하부는 외주면에 상기 커플링파이프의 타단의 나사산에 결합될 수 있는 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커플링파이프의 일단은 내주면에 나사산이 형성되고,
    상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부의 외주면에 상기 커플링파이프의 일단의 나사산에 결합될 수 있는 나사산이 형성되며,
    상기 연결파일의 내주면에 돌출되지 않도록 상기 커플링파이프의 일단에서 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부까지 삽입되는 키부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부는 축방향으로 형성된 돌기와 홈이 원주방향을 따라 형성되며,
    상기 연결파일의 하부는 상기 선단부파일의 상부 또는 상기 연결파일의 상부에 형성된 돌기와 홈에 형합하도록 원주방향을 따라 돌기와 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
  5. 삭제
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Effective date: 20190117

S901 Examination by remand of revocation
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