KR101980820B1

KR101980820B1 - 보강 교각용 파일 설치 공법

Info

Publication number: KR101980820B1
Application number: KR1020180069155A
Authority: KR
Inventors: 송기용; 송근석; 송기원; 박철우
Original assignee: 송기용; 송근석; 송기원; 박철우
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2019-08-28

Abstract

본 발명의 보강 교각용 파일 설치 공법은, 굴착공(20)을 천공하면서 해당 굴착공(20)에 케이싱(50)을 관입하는 공정(S10); 상기 굴착공(20)의 굴착 심도를 복수의 짧은 단위 길이로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 준비하며, 준비된 하나의 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50) 안으로 소정 깊이까지 삽입하고 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S20); 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태의 상기 분절 기초 파일(101)의 상단 외측면에, 상기 케이싱(50) 상면에 걸치기 위한 임시 걸침 장치(200)를 부착하는 공정(S30); 상기 임시 걸침 장치(200)를 통해 상기 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50)에 걸쳐놓고, 걸쳐진 분절 기초 파일(101) 위에 다른 하나의 분절 기초 파일(102)을 올려 맞대어 용접으로 연결하는 공정(S40); 용접 후 임시 걸침 장치(200)를 제거하고, 용접 연결된 분절 기초 파일(101, 102)을 다시 상기 케이싱(50) 안으로 더 삽입하여 가장 위쪽의 분절 기초 파일(102)의 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S50); 상기 공정(S30) 내지 공정(S50)을 반복 수행하여 상기 굴착공(20)의 바닥까지 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)들이 연결된 형태의 기초 파일(100)의 삽입을 완료하는 공정(S60); 을 포함한다.

Description

보강 교각용 파일 설치 공법{PILE INSTALLATION METHOD FOR REINFORCING PIER}

본 발명은 기존 교각 옆에 보강용 교각을 시공할 때, 교량 상판으로 인한 높이 제한을 극복하고, 말뚝 기초용 파일을, 지반에 천공한 굴착공에 쉽게 도입하여 매립할 수 있도록 한 보강 교각용 파일 설치 공법에 관한 것이다.

노후 교량에서의 교각의 보강은, 기존의 교각의 둘레를 콘크리트나 구조물로 보강하는 것이 일반적이다(특허문헌 1 내지 2 참조).

그러나 기존의 교각 자체를 보강하는 것에 기술적으로 문제가 있거나 보강 효과가 미미하다고 판단되는 상황하에서는 기존의 교각 옆에 새로운 보강 교각을 시공하는 방법을 사용하기도 한다.

도 1에 간략하게 도시된 바와 같이, 기존 교각(4) 옆에 보강 교각을 시공할 때에는, 일반적인 교각의 시공과 동일하게 지반에 기초 파일(6)을 박고, 그 기초 파일(6)을 이용하여 콘크리트 교각 기둥을 완성하게 된다.

그런데 교량 상판(2)이 이미 존재하는 상태에서 기초 파일(6)을 때에는, 교량 상판(2)의 높이에 비해 기초 파일(6)의 길이가 너무 길어서 교량 상판(2)에 방해를 받기 때문에, 일반적인 시공방법으로는 기초 파일(6)을 박는 공사의 진행이 어렵다.

예를 들어, 도 1에서, 지표로부터 교량 상판(2)까지의 높이(H)가 약 6미터이고, 지층 구조가 지표로부터 토사 약 17미터, 풍화암 약 4미터, 연암 약 5미터이며, 굴착 심도가 약 22미터, 케이싱 관입 깊이가 약 18미터라고 하면, 기초 파일(6)의 길이는 최소한 22미터 이상이 된다. 따라서, 지표로부터 교량 상판(2)까지의 높이(H)인 약 6미터의 여유 공간으로는 기초 파일(6)을 진입시킬 수가 없다.

이에 따라, 공사 현장에서는, 기초 파일(6)을 교량 상판(2)까지의 높이(H)보다 짧게 자른 후, 굴착공에 진입시키면서 용접에 의해 이어 붙이는 방법으로 시공하였다.

요컨대, 짧게 자른 하나의 기초 파일을 굴착공에 진입시키고 나서, 그 위에 다른 하나의 기초 파일을 이어 붙이기 위해서는, 굴착공에 진입해 있는 기초 파일이 굴착공 안으로 떨어지지 않게 붙들어 유지한 상태에서, 그 위에 다른 하나의 기초 파일을 맞대어 올려놓고, 맞대어진 둘레를 용접에 의해 접합하여야 한다.

그러나 종래에는, 굴착공에 진입해 있는 기초 파일을 붙들어 유지하기 위한 공법에 대한 연구가 부족하여, 공사 현장에서 주먹구구식으로 붙들어서 용접을 수행하여야 하였다.

이 때문에, 종래에는 기초 파일의 연결 용접이 불안정하고 용접 품질이 떨어지며, 기초 파일의 매립 공사 기간이 늘어날 수밖에 없었다.

대한민국 등록특허 제10-0667247호 공보 대한민국 공개실용신안 제20-2010-0010672호 공보

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명은, 교량 상판으로 인한 높이 제한을 극복하고, 지반에 천공한 굴착공에 기초 파일을 쉽게 도입하고 안정적으로 이어붙여 매립할 수 있도록 하는 보강 교각용 파일 설치 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법은, 교량 상판(2) 아래의 지표로부터 지하 암반으로 굴착공(20)을 천공하면서 해당 굴착공(20)에 케이싱(50)을 관입하는 공정(S10); 상기 굴착공(20)의 굴착 심도를 복수의 짧은 단위 길이로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 준비하며, 준비된 하나의 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50) 안으로 소정 깊이까지 삽입하고 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S20); 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태의 상기 분절 기초 파일(101)의 상단 외측면에, 상기 케이싱(50) 상면에 걸치기 위한 임시 걸침 장치(200)를 부착하는 공정(S30); 상기 임시 걸침 장치(200)를 통해 상기 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50)에 걸쳐놓고, 걸쳐진 분절 기초 파일(101) 위에 다른 하나의 분절 기초 파일(102)을 올려 맞대어 용접으로 연결하는 공정(S40); 용접 후 임시 걸침 장치(200)를 제거하고, 용접 연결된 분절 기초 파일(101, 102)을 다시 상기 케이싱(50) 안으로 더 삽입하여 가장 위쪽의 분절 기초 파일(102)의 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S50); 상기 공정(S30) 내지 공정(S50)을 반복 수행하여 상기 굴착공(20)의 바닥까지 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)들이 연결된 형태의 기초 파일(100)의 삽입을 완료하는 공정(S60); 을 포함한다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 공정(S30)에서, 상기 각 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)에 대한 상기 임시 걸침 장치(200)의 부착은, 상기 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 상기 케이싱(50) 안으로 진입시키기 전에 미리 부착해 둘 수도 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 공정(S10)은, 상기 케이싱(50)의 설계 관입 깊이를 복수의 짧은 단위 길이로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 케이싱(51, 52, 53,...)을 준비하며, 굴착 공구를 이용하여 굴착을 진행함과 함께 상기 복수의 분절 케이싱(51, 52, 53,...)을 차례로 이어붙이면서 지하 암반층까지 관입하는 공정(S100); 상기 지하 암반층 아래로 굴착공(20)을 추가로 천공하는 공정(S110); 을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 공정(S60) 이후, 상기 암반층에 형성된 굴착공(20)과 상기 기초 파일(100) 사이에 콘크리트(22)를 주입하여 대략 암반층 상단까지 채워넣는 공정(S70); 상기 케이싱(50)을 인발하여 제거하고, 케이싱(50)이 제거된 굴착공(20)과 상기 기초 파일(100) 사이를 되메우기 하는 공정(S80); 을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 임시 걸침 장치(200)는, 상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이의 복수의 걸침용 봉(202)을 상기 기초 파일(100)의 상단 외측면에 반지름 방향으로 배열하여 용접 접합하여 구성되며, 상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 걸침용 봉(202)의 뿌리 부위를 절단하는 것으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 임시 걸침 장치(200)는, 상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이의 복수의 걸침용 봉(204)을 상기 기초 파일(100)의 상단 외측면의 좌우 양측에 2개씩 나란하게 배열하여 용접에 의해 접합하여 구성되며, 상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 걸침용 봉(204)의 뿌리 부위를 절단하는 것으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 기초 파일(100)은, H-형강(100a)으로 이루어지고, 상기 임시 걸침 장치(200)는, 상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이의 복수의 걸침용 봉(206)을 상기 H-형강(100a)의 양측 플랜지 면에 각각 2개씩 나란하게 배열하여 용접에 의해 접착하여 구성되며, 상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 걸침용 봉(206)의 뿌리 부위를 절단하는 것으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 임시 걸침 장치(200)는, 상기 기초 파일(100)의 외측 둘레에 채울 수 있는 2개의 반원형의 띠 형상 부재(210)를 구비하여, 상기 2개의 띠 형상 부재(210)의 마주보는 일단부는 힌지(220)에 의해 회동 가능하게 연결하고, 상기 2개의 띠 형상 부재(210)의 마주보는 타단부에는 잠금 및 해제 가능한 체결구(230)를 설치하며, 상기 2개의 띠 형상 부재(210)의 외측면에는 서로 반대방향으로 연장되어 상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 걸침 프레임(250)이 부착된 구성을 가지며, 상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 체결구(230)를 해제하여 상기 띠 형상 부재(210)를 벗겨내는 것으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 보강 교각용 파일 설치 공법에 있어서, 상기 임시 걸침 장치(200)는, 상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이를 가지고 상기 기초 파일(100)의 외측 둘레에 채울 수 있는 반원형의 밀착 홈(262)이 형성되어 있는 2개의 걸침판(260)을 구비하고, 밀착 홈(262)의 양측에 반대측 걸침판(260)과 서로 마주보는 플랜지(270)가 형성되며, 상기 2개의 걸침판(260)의 플랜지(270)들을 서로 맞대어 체결구(272, 276)에 의해 체결하는 구성을 가지며, 상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 체결구(272, 276)를 해제하여 상기 걸침판(260)을 벗겨내는 것으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 분절 기초 파일의 상단 외측면에 임시 걸침 장치를 부착하여 케이싱에 쉽게 걸쳐놓을 수 있고, 또한 그 위에 다른 하나의 분절 기초 파일을 쉽고 정확하게 올려 정밀한 용접이 가능해진다.

따라서, 교량 상판으로 인한 높이 제한을 극복하고, 지반에 천공한 굴착공에 기초 파일을 쉽게 도입하고 안정적으로 이어붙여 매립할 수 있으므로, 작업이 용이하고 공사 기간을 단축할 수가 있다.

도 1은, 보강 교각을 위한 기초 파일의 매립 상태를 설명하기 위한 간략화 도면이다.
도 2는, 케이싱 관입을 위한 굴착공을 천공하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 도 2에서 천공한 굴착공 안에 분절 케이싱 관입을 관입한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3의 공정 이후, 굴착공을 더 깊이 천공하는 상태를 나타내는 도면이다
도 5는, 도 4의 공정 이후, 하나의 분절 케이싱 위에 다른 하나의 분절 케이싱을 연결하여 관입한 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 5의 공정 이후, 암반층까지 굴착공을 천공한 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6의 공정 이후, 분절 케이싱을 더 연결하여 암반층까지 케이싱을 관입한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 7의 공정 이후, 암반층 아래로 굴착공을 추가로 천공하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 8의 공정 이후, 케이싱 및 굴착공 안에 분절 기초 파일을 삽입하는 공정(S20)을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9의 공정 이후, 분절 기초 파일에 임시 걸침 장치를 부착하는 공정(S30)을 나타내는 도면이다.
도 11은, 도 10의 공정 이후, 임시 걸침 장치를 이용하여 분절 기초 파일을 케이싱에 걸쳐 놓는 공정(S40)을 나타내는 도면이다.
도 12는, 도 11에서 케이싱에 걸친 분절 기초 파일 위에 다른 하나의 분절 기초 파일을 올려놓고 맞대어 용접하는 공정(S40)을 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 12의 공정 이후, 임시 걸침 장치를 제거하는 공정(S50)을 나타내는 도면이다.
도 14는, 도 13의 공정 이후, 임시 걸침 장치가 제거된 기초 파일을 케이싱 및 출착공 안으로 삽입하는 공정(S50)을 나타내는 도면이다.
도 15는, 굴착공 바닥까지 기초 파일을 완전히 삽입하는 공정(S60)과, 그 이후 굴착공과 기초 파일 사이에 콘크리트를 주입하여 채워넣는 공정(S70)을 나타내는 도면이다.
도 16은, 도 15의 공정 이후, 케이싱을 인발하여 제거한 다음, 케이싱이 제거된 굴착공과 기초 파일 사이에 되메우기를 한 상태를 나타내는 도면이다.
도 17은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임시 걸침 장치를 나타내는 도면이다.
도 18은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 임시 걸침 장치를 나타내는 도면이다.
도 19는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 임시 걸침 장치를 나타내는 도면이다.
도 20은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 임시 걸침 장치를 나타내는 도면이다.
도 21은, 도 20의 임시 걸침 장치를 해제한 상태를 나타내는 도면이다.
도 22는, 본 발명의 제5 실시예에 따른 임시 걸침 장치를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예를 자세하게 설명한다.

(공정 S100 : 굴착공 굴착 및 케이싱 관입 공정)

도 2 내지 도 8에는, 교량 상판(2) 아래의 지표로부터 지하 암반으로 굴착공(20)을 천공하면서 해당 굴착공(20)에 케이싱(50)을 관입하는 공정(S10)이 차례로 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 교량 상판(2) 아래에 보강 교각을 설치할 지점에서 굴착 장비(8a)와 굴착 공구(10)를 사용하여 지표로부터 굴착공(20)을 천공한다.

굴착 장비(8a)는, 만일 교량 상판(2)의 높이가 6미터일 경우에는, 그보다 전고가 낮은 소형의 굴착 장비(8a)를 사용한다.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 굴착공(20)에 케이싱(50)을 관입한다.

여기서, 상기 케이싱(50)은, 교량 상판(2)의 높이 제한에 따른 굴착 장비(8a)의 유효한 취급 길이를 고려하여 길이가 짧은 형태의 케이싱(50)을 사용한다.

예를 들어,, 상기 케이싱(50)의 설계 관입 깊이(예; 18미터)를 복수의 짧은 단위 길이(예; 3미터)로 나누고, 나누어진 단위 길이(예; 3미터)에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 케이싱(51, 52, 53,...)(도 3 내지 도 9 참조)을 미리 준비한다.

도 2에서의 굴착공(20)의 깊이는, 위와 같은 분절 케이싱(51)의 길이에 알맞은 깊이로 굴착하는 것이다.

즉, 굴착 공구(10)를 이용하여 지반의 굴착을 진행함과 함께, 복수의 분절 케이싱(51, 52, 53,...)을 차례로 이어붙이면서 지하 암반층까지 관입한다(세부 공정(S100) - 도 3 내지 도 7의 공정).

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 처음에 천공한 굴착공(20)에 하나의 분절 케이싱(51)을 관입하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 관입된 분절 케이싱(51) 아래로 더 깊이 굴착하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 분절 케이싱(51)의 상단에 다른 하나의 분절 케이싱(52)을 용접으로 접합하여 일체화한 다음, 일체화된 분절 케이싱(51, 52)을 관입하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 분절 케이싱(51, 52) 아래로 더 깊이 굴착하며, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부의 분절 케이싱(52) 상단에 또 다른 하나의 분절 케이싱(53)을 용접으로 접합하여 일체화한 후, 일체화된 분절 케이싱(51, 52, 53)을 관입한다.

이처럼, 분절 케이싱(51, 52, 53,...)을 차례로 이어 붙이면서 굴착하는 공정을 반복 수행하여 풍화암에 이르기까지(즉, 케이싱 설계 관입 깊이까지) 케이싱(50)의 관입을 완료한다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 지하 암반층 아래로 더 깊이 굴착공(20)을 추가로 천공한다(세부 공정(S110)).

굴착공(20)은 풍화암 층을 지나 연암 층까지 굴착한다. 이렇게 하면, 후술하는 기초 파일(100)의 지지력이 향상된다.

(공정 S20 ~ S60: 기초 파일(100) 삽입 공정)

다음으로, 도 9 내지 도 15에는, 기초 파일(100)을 삽입하는 공정이 차례로 도시되어 있다.

앞에 설명한 공정에서, 굴착공(20)의 천공과 케이싱(50)의 관입이 완료되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 케이싱(50)이 지표로부터 풍화암까지(케이싱 설계 관입 깊이까지) 관입 되고, 그 아래의 암반에 굴착공(20)이 추가로 더 천공된 상태가 된다.

기초 파일(100)은, 교량 상판(2)의 높이(예; 6미터) 제한에 따른 유효한 취급 길이를 고려하여, 길이가 짧은 형태로 미리 준비한다.

즉, 굴착공(20)의 굴착 심도(예; 22미터)를 복수의 짧은 단위 길이(예; 5.5미터)로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이(즉, 5.5미터)를 가지는 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 준비한다.

이렇게 하여 준비된 분절 기초 파일(101, 102, 103,...) 중에서 하나의 분절 기초 파일(101)을 가져다가, 도 9에 도시된 바와 같이, 케이싱(50) 안으로 소정 깊이까지 삽입한다. 삽입 마지막 시점에서 분절 기초 파일(101)의 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하여 멈춘다(공정(S20)).

이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태의 분절 기초 파일(101)의 상단 외측면에, 케이싱(50) 상면에 걸치기 위한 임시 걸침 장치(200)를 부착한다(공정(S30)).

임시 걸침 장치(200)는, 케이싱(50) 상면에 걸칠 수 있는 충분한 길이를 가지도록 한다. 이러한 임시 걸침 장치(200)는, 예를 들어, 봉이나 판을 분절 기초 파일(101) 외측면에 용접 접합하거나 체결하여 일체화하는 방법으로 부착한다.

상기 공정(S30)에서, 각 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)에 대한 임시 걸침 장치(200)의 부착은, 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 케이싱(50) 안으로 진입시키기 전에, 미리 부착해 둘 수도 있다.

이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 부착된 임시 걸침 장치(200)를 통해 분절 기초 파일(101)을 케이싱(50) 상면에 걸쳐놓는다. 이처럼 임시 걸침 장치(200)를 통해 분절 기초 파일(101)을 케이싱(50)에 걸쳐놓으면, 운반 장비(8b)가 들고 있지 않더라도 분절 기초 파일(101)이 굴착공(20) 안으로 떨어지는 것이 방지되므로, 다른 분절 기초 파일(102)을 연결할 수 있게 된다. 또한, 안정된 지지 상태를 유지할 수 있으므로, 분절 기초 파일(102)을 용접 연결할 때, 작업이 용이하고 정밀한 용접을 수행할 수 있다.

도 12와 같이, 케이싱(50)에 걸쳐진 분절 기초 파일(101) 위에, 다른 하나의 분절 기초 파일(102)을 올려 맞대고, 맞대어진 부분을 용접으로 접합하여 일체화한다(공정(S40)).

도 13에 도시된 바와 같이, 두 분절 기초 파일(101, 102)을 용접 연결한 다음에는, 운반 장비(8b)로 약간 들어올린 다음, 임시 걸침 장치(200)를 제거한다.

또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 임시 걸침 장치(200)가 제거된 분절 기초 파일(101, 102)은, 다시 케이싱(50) 안으로 더 삽입하며, 삽입 마지막 시점에서 가장 위쪽의 분절 기초 파일(102)의 상단부가 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하도록 하여 멈춘다(공정(S50)).

위와 같이, 상기 공정(S30) 내지 공정(S50)을 반복 수행하여, 즉, 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 계속하여 연결해 가면서, 굴착공(20)의 바닥까지 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)들을 연결한 형태의 기초 파일(100)의 삽입을 완료한다(공정(S60)).

위와 같이 하면, 도 15에 도시된 바와 같이, 케이싱(50)과 굴착공(20)의 안쪽에, 굴착 심도까지, 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)들을 연결한 형태의 기초 파일(100)이 삽입된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 공법에 의하면, 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)의 상단 외측면에 임시 걸침 장치를 부착하여 케이싱(50)에 쉽고 안정적으로 지지해 놓을 수 있고, 또한 그 위에 다른 하나의 분절 기초 파일을 더 쉽고 정확하게 올려 놓고 정밀한 용접이 가능해진다.

이처럼, 본 발명의 공법에 의하면, 교량 상판으로 인한 높이 제한을 극복하고, 지반에 천공한 굴착공(20)에 기초 파일(100)을 쉽게 도입하고 안정적으로 이어붙여 매립할 수 있으므로, 작업이 용이하고 공사 기간을 단축할 수가 있다.

(공정 S70 ~ S80: 기초 파일(100) 매립 공정)

도 15 내지 도 16은, 기초 파일(100)의 삽입을 완료한 후, 기초 파일(100)을 매립하고 케이싱(50)을 인발하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 앞선 공정(공정(S60))을 통해, 굴착공(20) 바닥까지 기초 파일(100)을 완전히 삽입 완료한 다음에는, 굴착공(20)과 기초 파일(100) 사이에 콘크리트(22)를 주입하여 대략 암반층 상단까지 채워넣는다(공정(S70)).

이와 같이, 콘크리트를 통해 암반층에 기초 파일(100)을 매립함으로써, 굴착공(20)의 붕괴 방지와 함께 기초 파일(100)의 지지력을 증대시킬 수 있다.

대략 암반층 상단까지 콘크리트를 채워넣은 다음에는, 도 16에 도시된 바와 같이, 케이싱(50)을 인발하여 제거하고, 케이싱(50)이 제거된 굴착공(20)과 기초 파일(100) 사이를 되메우기 한다(공정(S80)).

되메우기 공정에서는, 케이싱(50)과 기초 파일(100) 사이에 토사, 자갈 등의 되메우기 재료(24)를 조금씩 채우고, 그 채운 만큼씩 케이싱(50)을 인발 하는 방법이 바람직하다.

이와 같이 하여, 기초 파일(100)의 매립이 완료된 이후에는, 기존의 공법과 동일하게, 기초 파일(100)을 바탕으로 교각을 구축한다.

(임시 걸침 장치(200)의 제1 실시예)

도 17에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임시 걸침 장치(200)가 도시되어 있다.

도 17을 참조하면, 임시 걸침 장치(200)는, 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이를 가지는 복수의 걸침용 봉(202)을, 기초 파일(100)의 상단 외측면에 반지름 방향으로 배열하여 용접 접합하여 일체화한 구성으로 이루어진다.

이는 기초 파일(100)이 원형 강관이거나 PHC 파일(prestressed high-strength concrete pile) 등, 단면이 원형인 기초 파일에 적합한 하나의 형태이다.

PHC 파일일 경우, 걸침용 봉(202)은 PHC 파일의 단부를 형성하고 있는 플랜지(105)에 용접으로 접합한다.

기초 파일(100)은, 이러한 방사상의 걸침용 봉(202)에 의해 케이싱(50)의 상단에 걸쳐 안정적으로 지지 된다.

기초 파일(100)로부터의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 걸침용 봉(202)의 뿌리 부위를 용접토치 등에 의해 절단하는 것으로써 쉽게 수행할 수 있다.

(임시 걸침 장치(200)의 제2 실시예)

도 18에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 임시 걸침 장치(200)가 도시되어 있다.

도 18을 참조하면, 임시 걸침 장치(200)는, 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이를 가지는 복수의 걸침용 봉(204)을, 기초 파일(100)의 상단 외측면의 좌우 양측에 2개씩 나란하게 배열하여 용접에 의해 접합한 구성으로 이루어진다.

이는 기초 파일(100)이 원형 강관이거나 PHC 파일 등, 단면이 원형인 기초 파일에 적합한 다른 하나의 형태이다.

기초 파일(100)은, 이러한 평행한 4개의 걸침용 봉(204)에 의해 케이싱(50)의 상단에 걸쳐 안정적으로 지지 된다.

기초 파일(100)로부터의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 걸침용 봉(204)의 뿌리 부위를 용접토치 등에 의해 절단하는 것으로써 쉽게 수행할 수 있다.

(임시 걸침 장치(200)의 제3 실시예)

도 19에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 임시 걸침 장치(200)가 도시되어 있다.

도 19를 참조하면, 기초 파일(100)이 H-형강(100a)일 경우, 임시 걸침 장치(200)는, 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이의 복수의 걸침용 봉(206)을, H-형강(100a)의 양측 플랜지 면에 각각 2개씩 나란하게 배열하여 용접에 의해 접착하여 구성된다.

H-형강(100a)으로 이루어진 기초 파일(100)은, 이러한 평행한 4개의 걸침용 봉(206)에 의해 케이싱(50)의 상단에 걸쳐 안정적으로 지지 된다.

기초 파일(100)로부터의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 걸침용 봉(206)의 뿌리 부위를 용접토치 등에 의해 절단하는 것으로써 쉽게 수행할 수 있다.

(임시 걸침 장치(200)의 제4 실시예)

도 20 내지 도 21에는. 본 발명의 제4 실시예에 따른 임시 걸침 장치(200)가 도시되어 있다.

이는 기초 파일(100)이 원형 강관이거나 PHC 파일일 경우에 적합한 또 다른 하나의 형태이다.

도 20 내지 21을 참조하면, 임시 걸침 장치(200)는, 기초 파일(100)의 외측 둘레에 채울 수 있는 2개의 반원형의 띠 형상 부재(210)를 구비한다.

또한, 2개의 띠 형상 부재(210)의 마주보는 일단부는 힌지(220)에 의해 회동 가능하게 연결되고, 2개의 띠 형상 부재(210)의 마주보는 타단부에는 잠금 및 해제 가능한 체결구(230)가 설치된다.

그리고 2개의 띠 형상 부재(210)의 외측면에는, 케이싱(50)의 상면에 걸쳐지도록 서로 반대방향으로 연장되는 걸침 프레임(250)이 부착된다.

힌지(220)는, 한쪽의 띠 형상 부재(210)에 힌지 브래킷(222)을 부착하고, 반대쪽의 띠 형상 부재(210)에 힌지 축(224)을 부착하여 서로 힌지 연결한 형태로 이루어질 수 있다.

체결구(230)는, 한쪽의 띠 형상 부재(210)에 브래킷(232)을 부착하고, 그 브래킷(232)에 체결 볼트(234)를 회동 가능하게 결합하며, 반대쪽의 띠 형상 부재(210)에는 걸침판(236)을 부착하고, 그 걸침판(236)에 상기 체결 볼트(234)가 출입 가능한 삽입 홈(238)을 형성하여, 체결 볼트(234)를 걸침판(236)의 삽입 홈(238)에 끼우고 너트(240)로 체결하도록 구성할 수 있다.

체결구(230)의 체결에 의해 2개의 띠 형상 부재(210)가 안쪽으로 회동하여 기초 파일(100)을 압박함으로써 지탱된다.

띠 형상 부재(210)의 지탱력을 증대시키기 위해, 띠 형상 부재(210) 내면이나 기초 파일(100)의 외면에, 예를 들어, 고무, 섬유, 펠트 등으로 이루어진 마찰 밴드를 미리 부착해 둘 수 있다.

이러한 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 체결구(230)를 해제하여 기초 파일(100)로부터 띠 형상 부재(210)를 벗겨내는 것으로써 이루어진다.

(임시 걸침 장치(200)의 제5 실시예)

도 22에는. 본 발명의 제5 실시예에 따른 임시 걸침 장치(200)가 도시되어 있다.

이는 기초 파일(100)이 원형 강관이거나 PHC 파일 등, 단면이 원형인 기초 파일에 적합한 또 다른 하나의 형태이다.

도 22를 참조하면, 임시 걸침 장치(200)는, 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이를 가지고 기초 파일(100)의 외측 둘레에 채울 수 있는 반원형의 밀착 홈(262)이 형성되어 있는 2개의 걸침판(260)을 구비한다.

밀착 홈(262)의 양측에는, 반대측 걸침판(260)과 서로 마주보는 플랜지(270)가 형성되며, 2개의 걸침판(260)의 플랜지(270)들을 서로 맞대어 체결구(272, 276)에 의해 체결하는 구성을 가진다.

체결구(272, 276)는, 한쪽의 플랜지(270)에 볼트(272)를 스터드 형태로 박아 두고, 반대측 플랜지(270)에는 구멍(274)을 형성하여, 이 구멍(274)에 볼트(272)를 관통시켜 너트(276)로 체결하도록 구성하여도 좋다.

2개의 걸침판(260)의 밀착 홈(262)을, 기초 파일(100)의 반대측에서 마주보기 끼운 다음, 체결구(272, 276)에 의해 플랜지(270)를 체결하면, 걸침판(260)의 밀착 홈(262)이 기초 파일(100)을 압박함으로써 지탱된다.

걸침판(260)의 지탱력을 증대시키기 위해, 걸침판(260)의 밀착 홈(262)의 내면이나 기초 파일(100)의 외면에, 예를 들어, 고무, 섬유, 펠트 등으로 이루어진 마찰 밴드를 미리 부착해 둘 수 있다.

이러한 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 체결구(272, 276)를 풀어 기초 파일(100)로부터 걸침판(260)을 벗겨내는 것으로써 이루어진다.

2 : 교량 상판
4 : 기존 교각
6 : 기초 파일
8a : 굴착 장비
8b : 운반 장비
10 : 토사용 굴착 공구
12 : 암반용 천공 공구
20 : 굴착공
22 : 콘크리트
24 : 되메우기 토사
50, 51, 52, 53 : 케이싱
100, 101, 102, 103 : 기초 파일
102 : 플랜지
100a : H-형강
200 : 임시 걸침 장치
202, 204, 206 : 걸침용 봉
210 : 밴드 부재
220 : 힌지
222 : 힌지 브래킷
224 : 힌지 축
230 : 체결구
232 : 브래킷
234 : 체결 볼트
236 : 걸침 판
238 : 삽입 홈
240 : 너트
250 : 걸침 프레임
260 : 걸침 판
262 : 밀착 홈
270 : 플랜지
272 : 볼트
274 : 너트

Claims

교량 상판(2) 아래의 지표로부터 지하 암반으로 굴착공(20)을 천공하면서 해당 굴착공(20)에 케이싱(50)을 관입하는 공정(S10);
상기 굴착공(20)의 굴착 심도를 복수의 짧은 단위 길이로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 준비하며, 준비된 하나의 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50) 안으로 소정 깊이까지 삽입하고 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S20);
상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태의 상기 분절 기초 파일(101)의 상단 외측면에, 상기 케이싱(50) 상면에 걸치기 위한 임시 걸침 장치(200)를 부착하는 공정(S30);
상기 임시 걸침 장치(200)를 통해 상기 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50)에 걸쳐놓고, 걸쳐진 분절 기초 파일(101) 위에 다른 하나의 분절 기초 파일(102)을 올려 맞대어 용접으로 연결하는 공정(S40);
용접 후 임시 걸침 장치(200)를 제거하고, 용접 연결된 분절 기초 파일(101, 102)을 다시 상기 케이싱(50) 안으로 더 삽입하여 가장 위쪽의 분절 기초 파일(102)의 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S50);
상기 공정(S30) 내지 공정(S50)을 반복 수행하여 상기 굴착공(20)의 바닥까지 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)들이 연결된 형태의 기초 파일(100)의 삽입을 완료하는 공정(S60); 을 포함하며,
상기 임시 걸침 장치(200)는,
상기 기초 파일(100)의 외측 둘레에 채울 수 있는 2개의 반원형의 띠 형상 부재(210)를 구비하여, 상기 2개의 띠 형상 부재(210)의 마주보는 일단부는 힌지(220)에 의해 회동 가능하게 연결하고, 상기 2개의 띠 형상 부재(210)의 마주보는 타단부에는 잠금 및 해제 가능한 체결구(230)를 설치하며, 상기 2개의 띠 형상 부재(210)의 외측면에는 서로 반대방향으로 연장되어 상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 걸침 프레임(250)이 부착된 구성을 가지며,
상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 체결구(230)를 해제하여 상기 띠 형상 부재(210)를 벗겨내는 것으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강 교각용 파일 설치 공법.
교량 상판(2) 아래의 지표로부터 지하 암반으로 굴착공(20)을 천공하면서 해당 굴착공(20)에 케이싱(50)을 관입하는 공정(S10);
상기 굴착공(20)의 굴착 심도를 복수의 짧은 단위 길이로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 준비하며, 준비된 하나의 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50) 안으로 소정 깊이까지 삽입하고 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S20);
상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태의 상기 분절 기초 파일(101)의 상단 외측면에, 상기 케이싱(50) 상면에 걸치기 위한 임시 걸침 장치(200)를 부착하는 공정(S30);
상기 임시 걸침 장치(200)를 통해 상기 분절 기초 파일(101)을 상기 케이싱(50)에 걸쳐놓고, 걸쳐진 분절 기초 파일(101) 위에 다른 하나의 분절 기초 파일(102)을 올려 맞대어 용접으로 연결하는 공정(S40);
용접 후 임시 걸침 장치(200)를 제거하고, 용접 연결된 분절 기초 파일(101, 102)을 다시 상기 케이싱(50) 안으로 더 삽입하여 가장 위쪽의 분절 기초 파일(102)의 상단부가 상기 케이싱(50) 위로 약간 더 나온 상태를 유지하는 공정(S50);
상기 공정(S30) 내지 공정(S50)을 반복 수행하여 상기 굴착공(20)의 바닥까지 복수의 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)들이 연결된 형태의 기초 파일(100)의 삽입을 완료하는 공정(S60); 을 포함하며,
상기 임시 걸침 장치(200)는,
상기 케이싱(50)의 상면에 걸칠 수 있는 길이를 가지고 상기 기초 파일(100)의 외측 둘레에 채울 수 있는 반원형의 밀착 홈(262)이 형성되어 있는 2개의 걸침판(260)을 구비하고, 밀착 홈(262)의 양측에 반대측 걸침판(260)과 서로 마주보는 플랜지(270)가 형성되며, 상기 2개의 걸침판(260)의 플랜지(270)들을 서로 맞대어 체결구(272, 276)에 의해 체결하는 구성을 가지며,
상기 공정(S50)에서의 임시 걸침 장치(200)의 제거는, 상기 체결구(272, 276)를 해제하여 상기 걸침판(260)을 벗겨내는 것으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강 교각용 파일 설치 공법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공정(S30)에서, 상기 각 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)에 대한 상기 임시 걸침 장치(200)의 부착은, 상기 분절 기초 파일(101, 102, 103,...)을 상기 케이싱(50) 안으로 진입시키기 전에 미리 부착해 두는 것을 특징으로 하는 보강 교각용 파일 설치 공법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공정(S10)은,
상기 케이싱(50)의 설계 관입 깊이를 복수의 짧은 단위 길이로 나누고, 나누어진 단위 길이에 대응하는 길이를 가지는 복수의 분절 케이싱(51, 52, 53,...)을 준비하며, 굴착 공구를 이용하여 굴착을 진행함과 함께 상기 복수의 분절 케이싱(51, 52, 53,...)을 차례로 이어붙이면서 지하 암반층까지 관입하는 공정(S100);
상기 지하 암반층 아래로 굴착공(20)을 추가로 천공하는 공정(S110); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 교각용 파일 설치 공법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공정(S60) 이후,
상기 암반에 형성된 굴착공(20)과 상기 기초 파일(100) 사이에 콘크리트(22)를 주입하여 대략 암반층 상단까지 채워넣는 공정(S70); 및
상기 케이싱(50)을 인발하여 제거하고, 케이싱(50)이 제거된 굴착공(20)과 상기 기초 파일(100) 사이를 되메우기 하는 공정(S80); 을 수행하는 것을 특징으로 하는 보강 교각용 파일 설치 공법.
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