KR102008413B1

KR102008413B1 - 부력저항파일의 시공 방법

Info

Publication number: KR102008413B1
Application number: KR1020180050749A
Authority: KR
Inventors: 송기용
Original assignee: 이엑스티 주식회사
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2019-10-21

Abstract

본 발명은 지반 토사가 이완된 이완토사체에 직접 부력저항부재를 근입한 후 양생하여 지반 성능이 개선된 지반개량체를 형성함과 동시에 지반개량체 내에 정착된 부력저항부재의 지지플레이트가 인발 저항성을 확보할 수 있어, 시공이 용이하고 경제적이면서 인발 저항성이 우수한 부력저항파일의 시공 방법에 대한 것이다.
본 발명은 (a) 지반의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반까지 지반 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔화시켜 이완토사체를 형성하는 단계; (b) 상단에 수직 절곡된 절곡부가 형성된 복수의 주근 외부에 띠철근을 결합한 철근망인 지지체의 하단에 지지플레이트가 결합된 부력저항부재를 준비한 후 상부에 결합플레이트가 구비된 근입용 강관을 상기 철근망의 내부에 삽입하여 철근망의 절곡부를 고정지그에 의해 결합플레이트의 하부에 고정 결합하고, 상기 근입용 강관의 일단을 근입장비의 어태치먼트에 결합하는 단계; (c) 상기 근입장비를 이용하여 근입용 강관을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재를 상부가 지반 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체 내에 근입한 후 어태치먼트를 분리하는 단계; 및 (d) 상기 이완토사체를 양생하여 부력저항부재를 고정하는 단계; 를 포함하여 구성된다.

Description

부력저항파일의 시공 방법{Construction method of buoyancy-resistant pile}

본 발명은 지반 토사가 이완된 이완토사체에 직접 부력저항부재를 근입한 후 양생하여 지반 성능이 개선된 지반개량체를 형성함과 동시에 지반개량체 내에 정착된 부력저항부재의 지지플레이트가 인발 저항성을 확보할 수 있어, 시공이 용이하고 경제적이면서도 인발 저항성이 우수한 부력저항파일의 시공 방법에 대한 것이다.

지하 구조물 구축시 지하수에 의한 부력으로 구조물이 부상(浮上)하는 것을 방지하기 위해 인발 저항이 가능한 앵커를 주로 사용한다.

앵커는 포스트 텐셔닝 기법의 일종으로, 구조물의 안정적인 지지를 위해 옹벽, 각종 댐이나 고층 구조물의 기초, 교량의 기초 등 다양한 분야에 적용되고 있다(등록실용신안 제20-0276456호 등).

이러한 앵커는 지반에 매립되어 인장력을 지반으로 전달하도록 구성되는데, 일반적인 앵커의 시공 과정은 다음과 같은 순서로 진행된다.

먼저, 지반에 천공홀을 천공하고, 천공홀 내에 앵커체를 근입한 다음 천공홀 내부에 그라우팅재를 주입한다. 그리고 슬라임(slime)을 처리한 후 상부 슬리브를 설치하고, 앵커 상부를 방수 처리한 다음 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 기초저판을 시공한다. 이후 앵커체를 긴장시킨 상태에서 웨지 등으로 앵커체를 정착하여 앵커 시공을 완료한다.

그러나 상기와 같은 종래의 앵커 시공 방법은 슬라임 처리 공정이 필요하고, 엥커 헤드부를 방수 처리하기 위한 별도의 방수 공정이 추가되어 시공 과정이 복잡하고, 공기가 오래 걸리며 공사비가 고가라는 단점이 있다.

아울러 앵커체는 시공 초기에는 긴장력을 유지할 수 있으나, 장기간 긴장에 의해 시간이 지남에 따라 인발구조체에 크리프(creep) 변형이 발생하여 긴장력이 감소될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 회전장비 없이 지반에 쉽게 부력저항파일을 시공할 수 있는 부력저항파일의 시공 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 슬라임 처리 공정, 슬리브 설치 공정 등을 생략할 수 있어 시공 공정이 간단하여 경제적이면서도 공기 단축이 가능하고, 우수한 인발 저항성을 획득할 수 있는 부력저항파일의 시공 방법을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 지반의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반까지 지반 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔(gel)화시켜 이완토사체를 형성하는 단계; (b) 상단에 수직 절곡된 절곡부가 형성된 복수의 주근 외부에 띠철근을 결합한 철근망인 지지체의 하단에 지지플레이트가 결합된 부력저항부재를 준비한 후 상부에 결합플레이트가 구비된 근입용 강관을 상기 철근망의 내부에 삽입하여 철근망의 절곡부를 고정지그에 의해 결합플레이트의 하부에 고정 결합하고, 상기 근입용 강관의 일단을 근입장비의 어태치먼트에 결합하는 단계; (c) 상기 근입장비를 이용하여 근입용 강관을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재를 상부가 지반 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체 내에 근입한 후 어태치먼트를 분리하는 단계; 및 (d) 상기 이완토사체를 양생하여 부력저항부재를 고정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 지반의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반까지 지반 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔(gel)화시켜 이완토사체를 형성하는 단계; (b) 상단에 수직 절곡된 절곡부가 형성된 복수의 주근 외부에 띠철근을 결합한 철근망인 지지체의 하단에 지지플레이트가 결합된 부력저항부재를 준비한 후, 상기 지지플레이트의 상면을 지지하는 상부걸림플레이트 및 상기 지지플레이트의 중앙에 형성된 장방형의 유동공에 삽입 가능한 장방형으로 형성되는 하부걸림플레이트가 외주면에 구비된 근입용 강관을 상기 철근망의 내부에 삽입하여 하부걸림플레이트를 유동공에 삽입한 후 근입용 강관을 90° 회전시켜 하부걸림플레이트가 지지플레이트의 하면을 지지하도록 고정 결합하고, 상기 근입용 강관의 일단을 근입장비의 어태치먼트에 결합하는 단계; (c) 상기 근입장비를 이용하여 근입용 강관을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재를 상부가 지반 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체 내에 근입한 후 어태치먼트를 분리하는 단계; 및 (d) 상기 이완토사체를 양생하여 부력저항부재를 고정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법을 제공한다.

삭제

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계에서, 상기 이완토사체의 상부에는 원통 형상의 가이드관 및 상기 가이드관의 측면에 결합되어 이완토사체 주변의 지반 상부에 거치되는 복수의 지지대로 구성되는 가이드 부재를 이완토사체의 상부에 설치한 후, 상기 부력저항부재를 가이드관을 통해 이완토사체 내부로 근입하는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가이드관의 하부는 이완토사체의 내부 일정 깊이까지 연장 형성되고, 상기 가이드관의 하부 외측에는 이완토사체의 외부 지반벽에 지지되는 지지대가 구비되는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법을 제공한다.

삭제

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 지반 굴착시 발생하는 토사를 바로 겔화제와 교반하므로 슬라임 발생이 거의 없어 슬라임 제거 공정이 불필요하고, 지반 내 토사가 겔화되어 일시적으로 이완된 상태가 되므로 회전장비 없이도 지반에 부력저항부재를 매우 쉽게 근입할 수 있다. 따라서 소요 시공 시간을 크게 단축할 수 있고, 시공비를 절약할 수 있어 경제적이다.

둘째, 지반에 천공홀을 형성하지 않으므로 공벽 보호를 위한 가이드케이싱이 필요 없고, 부력저항부재를 나중에 근입하므로 슬리브를 설치할 필요도 없어 공정이 간단하다. 따라서 시공이 용이하고 경제적이다.

셋째, 토사가 이완된 이완토사체에 직접 부력저항부재를 근입한 후 양생하여 지반 성능이 개선된 지반개량체를 형성할 수 있으므로, 별도의 그라우팅 공정이 필요 없어 편리하다.

넷째, 지반개량체 내에 부력저항부재의 지지플레이트가 정착되므로 우수한 인발 저항성을 획득할 수 있다.

도 1은 부력저항부재를 도시하는 사시도.
도 2는 부력저항부재의 근입 과정을 도시하는 도면.
도 3은 지지체가 철근망인 부력저항부재가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 4는 고정지그에 의한 부력저항부재와 어태치먼트의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 5는 부력저항부재를 고정지그에 체결하는 과정을 도시하는 평면도.
도 6은 근입용 강관에 의한 부력저항부재의 근입 과정을 도시하는 도면.
도 7은 부력저항부재와 근입용 강관의 결합 관계에 대한 실시예를 도시하는 사시도.
도 8은 부력저항부재와 근입용 강관의 결합 관계에 대한 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 9는 근입용 강관의 상하부걸림플레이트와 부력저항부재의 지지플레이트 사이의 결합 과정을 도시하는 평면도.
도 10은 근입용 강관과 지지플레이트의 결합 상태를 도시하는 측면도.
도 11은 가이드 부재를 도시하는 사시도.
도 12는 가이드 부재의 설치 상태를 도시하는 단면도.
도 13은 부력저항부재의 절곡부가 가이드 부재에 거치된 상태를 도시하는 단면도.
도 14는 지지체가 강관 파일인 부력저항부재가 설치된 상태를 도시하는 단면도.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 부력저항부재를 도시하는 사시도이고, 도 2는 부력저항부재의 근입 과정을 도시하는 도면이며, 도 3은 지지체가 철근망인 부력저항부재가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.

본 발명 부력저항파일의 시공 방법은 (a) 지반(1)의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반(1)까지 지반(1) 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔(gel)화시켜 이완토사체(11)를 형성하는 단계; (b) 상단에 수직 절곡된 절곡부(413)가 형성된 복수의 주근(411) 외부에 띠철근(412)을 결합한 철근망(41)인 지지체의 하단에 지지플레이트(42)가 결합된 부력저항부재(4)를 준비한 후, 상부에 결합플레이트(51)가 구비된 근입용 강관(5)을 상기 철근망(41)의 내부에 삽입하여 철근망(41)의 절곡부(413)를 고정지그(52)에 의해 결합플레이트(51)의 하부에 고정 결합하고, 상기 근입용 강관(5)의 일단을 근입장비(3)의 어태치먼트(31)에 결합하는 단계; (c) 상기 근입장비(3)를 이용하여 근입용 강관(5)을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재(4)를 상부가 지반(1) 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체(11) 내에 근입한 후 어태치먼트(31)를 분리하는 단계; 및 (d) 상기 이완토사체(11)를 양생하여 부력저항부재(4)를 고정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 시공이 용이하고 경제적이면서도 인발 저항성이 우수한 부력저항파일의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서는 먼저 (a) 지반(1)의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반(1)까지 지반(1) 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔(gel)화시켜 이완토사체(11)를 형성한다.

본 발명에서는 지반(1) 굴착시 발생하는 토사를 바로 겔화제와 교반하므로 슬라임 발생이 거의 없어 슬라임 제거 공정이 불필요하다.

아울러 지반(1) 내 토사가 겔화되어 일시적으로 이완된 상태가 되므로 후술할 (c) 단계에서 지반(1)에 부력저항부재(4)를 매우 쉽게 근입할 수 있다.

즉, 별도의 회전장비 없이도 백호 등의 장비를 이용하여 간단하게 부력저항부재(4)를 근입할 수 있다.

이에 소요 시공 시간을 크게 단축할 수 있고, 시공비를 절약할 수 있어 경제적이다.

뿐만 아니라 지반(1)에 천공홀을 형성하지 않으므로 공벽 보호를 위한 가이드케이싱이 필요 없고, 부력저항부재(4)를 나중에 근입하므로 슬리브를 설치할 필요도 없어 공정이 간단하다.

상기 (a) 단계에서 교반장비(미도시)는 하단에 구비된 굴착비트 및 교반날개에 의해 지반(1)을 굴착함과 동시에 겔화제를 분사하여 굴착 토사와 교반함으로써 이완토사체(11)를 형성한다.

이때, 겔화제와 토사의 교반시 토사의 컨시스턴시(consistency)가 증가되므로, 토사가 일시적으로 액상 한계(liquid limit)를 넘어 유동성이 큰 액상의 상태가 되어 부력저항부재(4)의 근입을 용이하게 할 수 있다.

또한, 굴착 토사의 배출이 없으므로 공벽 이완이 없어 주면마찰력 확보가 용이하고 주변 지하 수위에 변화가 없다.

상기 겔화제는 무기결합재 35~60중량%, 물 20~45중량% 및 분산제 0.15~7중량%를 포함하여 구성할 수 있다.

일반적으로 토사의 컨시스턴시는 함수량과 직접적으로 관련이 있다.

함수량이 20중량% 미만인 경우 토사가 겔화되기 어렵고, 함수량이 45중량%를 초과하는 경우 양생(고결) 시간이 지연되거나 고결 후 토사의 강도가 떨어져 파일 주면마찰력이 감소되는 문제가 있다.

상기 무기결합재는 겔화된 토사가 다시 고결되도록 하는 역할을 한다.

상기 무기결합재가 35중량% 미만인 경우 양생 및 고결 후 강도 발현이 어렵고, 무기결합재가 60중량%를 초과하는 경우 함수량이 떨어져 토사 겔화가 어렵다.

상기 분산제는 교반에 의해 분쇄된 토사 입자가 다시 응집되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 분산제는 분산제로서의 기능을 하기 위해서 0.15중량% 이상 혼입되어야 하며, 7중량% 초과시 토사 고결 지연, 강도 저하의 문제가 발생한다.

상기 (b) 단계에서는 지지체의 하단에 지지플레이트(42)가 결합된 부력저항부재(4)를 준비하여 근입장비(3)의 어태치먼트(31)에 결합한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 부력저항부재(4)는 복수의 주근(411) 외부에 띠철근(412)을 결합한 철근망(41) 및 상기 철근망(41)의 주근(411) 하부에 결합되는 인발 저항 지지플레이트(42)로 구성 가능하다.

또는 후술할 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 부력저항부재(4)는 지지체인 강관 파일(41') 및 강관 파일(41') 하부에 결합되는 지지플레이트(42)로 구성할 수 있다.

상기 주근(411)은 일단을 지지플레이트(42)에 용접 결합할 수 있다. 또는 상기 주근(411)의 단부에 나사산을 형성하고 지지플레이트(42)에 탭가공하여 주근(411)을 직접 나사 결합함으로써 주근(411)을 지지플레이트(42)에 결합할 수 있다. 아울러 상기 주근(411)의 단부에 나사산을 형성하고 이를 지지플레이트(42)에 관통시켜 지지플레이트(42)의 상하부에서 너트를 결합함으로써 주근(411)을 지지플레이트(42)에 고정할 수도 있다.

그리고 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, (c) 상기 근입장비(3)를 이용하여 부력저항부재(4)를 상부가 지반(1) 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체(11) 내에 근입한 후 어태치먼트(31)를 분리하는 단계가 실시된다. 이후 (d) 상기 이완토사체(11)를 양생하여 부력저항부재(4)를 고정한다.

본 발명에서는 앵커체 삽입 후 천공홀 내부를 그라우팅하는 종래 기술과 달리 토사가 이완된 이완토사체(11)에 직접 부력저항부재(4)를 근입하므로, 별도의 그라우팅 공정이 필요 없다.

상기 이완토사체(11)는 경화되어 지반(1) 성능이 개선된 지반개량체(11')를 형성한다.

상기 지반개량체(11') 내에 부력저항부재(4)의 지지플레이트(42)가 정착되므로 우수한 인발 저항성을 획득할 수 있다.

특히, 부력저항부재(4)의 지지체는 상부하중에 의한 압축력을 지반(1)으로 전달할 뿐만 아니라 부력에 의한 인발 하중을 지지플레이트(42)에 전달하는 역할을 하여 양방향 지지가 가능하도록 한다.

상기 부력저항부재(4)의 지지체인 철근망(41) 또는 강관 파일(41') 등의 상부는 지반(1) 상부로 일정 길이 돌출되어 지반(1) 상부에 타설되는 기초저판의 콘크리트 내에 정착된다.

상기 (c) 단계에서 부력저항부재(4) 근입시, 지지플레이트(42) 하부의 이완토사체(11)에 과도한 저항이 발생하여 부력저항부재(4)의 근입이 곤란해지지 않도록 지지플레이트(42)의 중앙에 유동공(421)을 관통 형성할 수 있다.

도 1, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 상기 철근망(41)의 주근(411) 상단에는 수직 절곡된 절곡부(413)가 형성될 수 있다.

상기 절곡부(413)는 기초저판의 콘크리트 내에 견고하게 정착되어 하부 파일과 기초저판을 일체화한다.

도 4는 고정지그에 의한 부력저항부재와 어태치먼트의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 5는 부력저항부재를 고정지그에 체결하는 과정을 도시하는 평면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 (b) 단계에서, 상기 철근망(41)의 절곡부(413)는 고정지그(32)에 의해 어태치먼트(31)의 하부에 고정할 수 있다.

이는 상기 절곡부(413)를 어태치먼트(31)의 하부에 직접 결합하는 실시예에 대한 것이다.

상기 절곡부(413)는 기초저판의 콘크리트 내에 견고하게 정착되어 하부 파일과 기초저판을 일체화할 뿐 아니라 부력저항부재(4)를 양중하여 근입할 때 부력저항부재(4)가 어태치먼트(31)에 견고하게 고정되도록 한다.

즉, 상기 고정지그(32)는 철근망(41)의 주근(411) 내측에 고정한다.

이를 위하여 상기 고정지그(32)의 외주면에 주근(411)이 삽입되는 삽입공(321)을 복수 개 절개 형성하고, 각 삽입공(321)의 내측에 일측으로 꺾인 걸림공(322)을 형성한다.

이에 따라 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 삽입공(321)에 주근(411)을 삽입한 후 고정지그(32)를 회전시켜 절곡부(413)가 고정지그(32)에 걸리도록 한다.

상기 고정지그(32)에는 복수 개의 볼트 체결공(323)을 형성할 수 있으며, 상기 볼트 체결공(323)을 관통하는 볼트 또는 버클 등에 의해 어태치먼트(31)에 고정할 수 있다.

도 6은 근입용 강관에 의한 부력저항부재의 근입 과정을 도시하는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 (b) 단계에서, 상기 부력저항부재(4)의 철근망(41) 내부에는 근입용 강관(5)이 삽입되어 결합되고, 상기 근입용 강관(5)의 일단이 근입장비(3)의 어태치먼트(31)에 결합되며, 상기 (c) 단계에서, 상기 근입장비(3)로 근입용 강관(5)을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재(4)가 이완토사체(11) 내에 근입되도록 구성할 수 있다.

이는 상기 부력저항부재(4)를 직접 근입장비(3)의 어태치먼트(31)에 결합하지 않고 근입용 강관(5)을 이용하여 결합하는 실시예에 대한 것이다.

상기 (c) 단계에서 부력저항부재(4) 근입시, 이완토사체(11)의 저항에 의해 부력저항부재(4)의 근입이 용이하지 않거나 근입 중 철근망(41)의 철근이 좌굴될 가능성이 있는 경우가 있다.

따라서 근입용 강관(5)을 사용하여 장비의 압입력을 부력저항부재(4)에 안정적으로 전달함으로써, 부력저항부재(4)를 이완토사체(11) 내에 쉽게 근입하도록 할 수 있다.

상기 근입용 강관(5) 사용시 부력저항부재(4)의 수직도 조절에도 용이하다.

상기 근입용 강관(5)은 단위 길이로 제작하여 부력저항부재(4)의 길이에 따라 서로 핀 결합하여 사용 가능하다.

상기 근입용 강관(5)의 상단은 어태치먼트(31)의 하단에 핀 결합하여 회전이 용이하게 구성할 수 있다.

상기 근입용 강관(5) 구비시, (b) 단계에서는 어태치먼트(31)의 하부에 근입용 강관(5)을 결합하는 한편 이동 가능한 작업대차(미도시) 상부에 부력저항부재(4)를 눕혀서 거치한다. 그리고 작업대차를 수평 이동시켜 근입용 강관(5)을 부력저항부재(4) 내에 삽입하고 이들 부재의 상부 또는 하부를 상호 체결하여 고정한다.

상기 (c) 단계에서는 상기 부력저항부재(4)의 근입 완료 후 근입용 강관(5)을 제거할 수 있다.

파일 기초의 인장력이 부족한 경우 근입용 강관(5)을 이완토사체(11)가 경화된 지반개량체(11') 내에 영구 매립하여 기초 구조체로 활용할 수 있다.

다만, 경우에 따라 상기 근입용 강관(5)을 부력저항부재(4)의 근입을 위한 시공용으로만 사용하고, 시공 후 회수하여 반복 사용함으로써 경제성을 확보하도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다.

도 7은 부력저항부재와 근입용 강관의 결합 관계에 대한 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 (b) 단계에서, 상기 근입용 강관(5)의 상부에는 결합플레이트(51)가 구비되고, 상기 철근망(41)의 절곡부(413)가 고정지그(52)에 의해 결합플레이트(51)의 하부에 고정되도록 구성할 수 있다.

이는 상기 부력저항부재(4)를 근입용 강관(5)의 상부에 고정하는 실시예에 대한 것이다.

이때, 상기 고정지그(52)는 철근망(41)의 주근(411) 내측에 고정된다.

상기 고정지그(52)의 외주면에는 주근(411)이 삽입되는 삽입공(521)이 복수 개 절개 형성되고, 각 삽입공(521)의 내측에는 일측으로 꺾인 걸림공(522)이 형성된다.

이에 따라 상기 삽입공(521)에 주근(411)을 삽입한 후 고정지그(52)를 회전시켜 절곡부(413)가 고정지그(52)의 상면에 걸리도록 한다.

상기 고정지그(52)에는 복수 개의 볼트 체결공을 형성할 수 있으며, 상기 볼트 체결공을 관통하는 볼트 또는 버클 등에 의해 결합플레이트(51)에 고정지그(52)를 고정할 수 있다.

상기 결합플레이트(51) 및 고정지그(52)는 부력저항부재(4)의 근입 완료 후에도 지반(1) 상부로 노출된다. 따라서 부력저항부재의 근입 완료 후 고정지그(52)의 고정을 해제하여 부력저항부재(4)로부터 근입용 강관(5)을 제거할 수 있다.

도 8은 부력저항부재와 근입용 강관의 결합 관계에 대한 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 (b) 단계에서, 상기 근입용 강관(5)의 하단은 지지플레이트(42)의 중앙에 형성된 유동공(421)을 관통하여 지지플레이트(42)에 결합되도록 구성할 수 있다.

상기 근입용 강관(5)은 길이를 짧게 형성하여 부력저항부재(4)의 상부에만 결합되도록 구성할 수 있다.

그러나 도 8과 같이, 근입용 강관(5)을 부력저항부재(4) 하부의 지지플레이트(42)까지 연장하여 근입용 강관(5)의 하단이 지지플레이트(42)의 유동공(421)에 삽입되도록 구성함으로써, 근입용 강관(5)의 수평 방향 유동을 방지하여 부력저항부재(4)와의 편심 발생을 방지하도록 구성하는 것이 보다 바람직하다.

이는 상기 근입용 강관(5)의 하단을 부력저항부재(4)의 지지플레이트(42)에 고정하는 경우에 대한 실시예이다.

이 경우, 근입용 강관(5)이 부력저항부재(4)의 내부에서 편심되게 위치하지 않도록 부력저항부재(4)의 철근망(41) 상부에 철근망(41)과 근입용 강관(5)의 간격을 유지하는 스페이서(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

도 9는 근입용 강관의 상하부걸림플레이트와 부력저항부재의 지지플레이트 사이의 결합 과정을 도시하는 평면도이고, 도 10은 근입용 강관과 지지플레이트의 결합 상태를 도시하는 측면도이다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 유동공(421)은 장방형이고, 상기 근입용 강관(5)의 외주면에는 지지플레이트(42)의 상하면을 각각 지지하는 상부걸림플레이트(53) 및 하부걸림플레이트(54)가 구비되되, 상기 하부걸림플레이트(54)는 상기 지지플레이트(42)의 유동공(421)에 삽입 가능한 장방형으로 형성되어, 하부걸림플레이트(54)를 유동공(421)에 삽입한 후 근입용 강관(5)을 90° 회전시켜 하부걸림플레이트(54)가 지지플레이트(42)의 하면을 지지하도록 구성할 수 있다.

상기 근입용 강관(5)의 하부를 부력저항부재(4)의 지지플레이트(42)에 고정하여 결합한 경우, 부력저항부재(4)의 하부는 이완토사체(11) 내부에 위치하므로 볼트 등으로 체결하면 분리가 불가능하다.

이에 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예는 부력저항부재(4)의 근입 완료 후 지지플레이트(42)에 고정된 근입용 강관(5)을 쉽게 제거하고자 하는 것으로, 근입용 강관(5)과 부력저항부재(4)의 고정 및 분리를 손쉽게 하기 위한 것이다.

이 경우, 상기 (b) 단계에서 근입용 강관(5)을 부력저항부재(4) 내부에 삽입할 때, 장방형의 유동공(421)과 장방형의 하부걸림플레이트(54)를 동일한 방향으로 맞춰 하부걸림플레이트(54)가 유동공(421)에 삽입되도록 한다(도 8 및 도 9의 (a)).

그리고 근입용 강관(5)을 90° 회전시켜 상부걸림플레이트(53)는 지지플레이트(42)의 상면에 위치되도록 하고, 하부걸림플레이트(54)는 지지플레이트(42)의 하면에 걸리도록 한다(도 9의 (b) 및 도 10).

이에 따라 상기 (c) 단계에서, 부력저항부재(4)의 근입 완료 후 근입용 강관(5)을 다시 90° 회전시켜 하부걸림플레이트(54)가 유동공(421)을 빠져나오도록 한 후 근입용 강관(5)을 상부로 들어올려 회수할 수 있다.

상기 근입용 강관(5)이 회전 가능하도록 근입용 강관(5)과 어태치먼트(31) 또는 어태치먼트(31)와 근입장비(3)는 서로 회전 가능하게 결합하는 것이 바람직하다.

상기 상부걸림플레이트(53)는 하부걸림플레이트(54)와 동일한 크기로 형성할 수 있다.

그러나 상하부걸림플레이트(53, 54)를 지지플레이트(42)에 결합할 때 하부걸림플레이트(54)만 유동공(421)에 삽입될 수 있도록 상부걸림플레이트(53)의 크기는 유동공(421)의 크기보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

도 11은 가이드 부재를 도시하는 사시도이고, 도 12는 가이드 부재의 설치 상태를 도시하는 단면도이며, 도 13은 부력저항부재가 가이드 부재에 거치된 상태를 도시하는 단면도이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계에서, 상기 이완토사체(11)의 상부에는 원통 형상의 가이드관(61) 및 상기 가이드관(61)의 측면에 결합되어 이완토사체(11) 주변의 지반(1) 상부에 거치되는 복수의 지지대(62)로 구성되는 가이드 부재(6)를 이완토사체(11)의 상부에 설치한 후, 상기 부력저항부재(4)를 가이드관(61)을 통해 이완토사체(11) 내부로 근입할 수 있다.

본 발명은 상대적으로 직경이 큰 이완토사체(11) 내부에 부력저항부재(4)를 근입하는 것이다. 따라서 부력저항부재(4)의 수직도 및 중심 위치가 맞지 않을 경우, 부력저항부재(4)가 지반개량체(11')의 일측으로 치우쳐 부력저항부재(4) 주변 정착력이 균등하지 않고, 파일 기초 성능이 저하될 수 있다.

따라서 상기 부력저항부재(4)가 이완토사체(11)의 중앙에 정확하게 위치할 수 있도록 함과 동시에 부력저항부재(4)의 수직도를 맞출 수 있도록 가이드 부재(6)를 설치한다.

상기 가이드 부재(6)는 기초저판 내에 영구 매립될 수 있으나 상기 (c) 단계 이후 제거하여 전용하는 것이 바람직하다.

이를 위해 상기 가이드 부재(6)는 좌우로 분할 구성할 수 있다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 가이드관(61)의 상부에 철근망(41)의 절곡부(413)를 거치하여, 소요 위치에 근입된 부력저항부재(4)의 위치를 고정할 수도 있다.

상기 가이드관(61)의 하부는 이완토사체(11)의 내부 일정 깊이까지 연장 형성되고, 상기 가이드관(61)의 하부 외측에는 이완토사체(11)의 외부 지반벽에 지지되는 지지대(63)가 구비될 수 있다.

이에 따라 상기 지지대(63)에 의하여 가이드관(61)을 하부로 연장하여 이완되지 않은 지반 벽체에 지지함으로써, 부력저항부재(4) 근입 중 가이드 부재(6)가 움직이는 것을 방지할 수 있다.

상기 부력저항부재(4)의 상부가 이완토사체(11) 내에 완전히 묻혀 정착되도록 하기 위해, 상기 가이드관(61)의 이완토사체(11) 내부에 위치하는 부분 일측면은 케이지 또는 반원통형 등으로 형성하여 개방되도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 14는 지지체가 강관 파일인 부력저항부재가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.

상기 부력저항부재(4)를 구성하는 지지체는 강관 파일(41') 또는 헬리컬 파일로 구성할 수 있다.

도 14에는 지지체가 강관 파일(41')인 부력저항부재(4)가 도시된다.

1: 지반 11: 이완토사체
11': 지반개량체 3: 근입장비
31: 어태치먼트 32: 고정지그
321: 삽입공 322: 걸림공
323: 볼트 체결공 4: 부력저항부재
41: 철근망 41': 강관 파일
411: 주근 412: 띠철근
413: 절곡부 42: 지지플레이트
421: 유동공 5: 근입용 강관
51: 결합플레이트 52: 고정지그
521: 삽입공 522: 걸림공
53: 상부걸림플레이트 54: 하부걸림플레이트
6: 가이드 부재 61: 가이드관
62: 지지대 63: 지지대

Claims

(a) 지반(1)의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반(1)까지 지반(1) 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔(gel)화시켜 이완토사체(11)를 형성하는 단계;
(b) 상단에 수직 절곡된 절곡부(413)가 형성된 복수의 주근(411) 외부에 띠철근(412)을 결합한 철근망(41)인 지지체의 하단에 지지플레이트(42)가 결합된 부력저항부재(4)를 준비한 후, 상부에 결합플레이트(51)가 구비된 근입용 강관(5)을 상기 철근망(41)의 내부에 삽입하여 철근망(41)의 절곡부(413)를 고정지그(52)에 의해 결합플레이트(51)의 하부에 고정 결합하고, 상기 근입용 강관(5)의 일단을 근입장비(3)의 어태치먼트(31)에 결합하는 단계;
(c) 상기 근입장비(3)를 이용하여 근입용 강관(5)을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재(4)를 상부가 지반(1) 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체(11) 내에 근입한 후 어태치먼트(31)를 분리하는 단계; 및
(d) 상기 이완토사체(11)를 양생하여 부력저항부재(4)를 고정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법.
(a) 지반(1)의 파일 시공 지점에 교반장비를 회전 관입하여 지지 지반(1)까지 지반(1) 내 토사를 이완시키면서, 상기 교반장비로 겔화제를 분사하여 이완된 토사와 겔화제를 교반함으로써 토사를 겔(gel)화시켜 이완토사체(11)를 형성하는 단계;
(b) 상단에 수직 절곡된 절곡부(413)가 형성된 복수의 주근(411) 외부에 띠철근(412)을 결합한 철근망(41)인 지지체의 하단에 지지플레이트(42)가 결합된 부력저항부재(4)를 준비한 후, 상기 지지플레이트(42)의 상면을 지지하는 상부걸림플레이트(53) 및 상기 지지플레이트(42)의 중앙에 형성된 장방형의 유동공(421)에 삽입 가능한 장방형으로 형성되는 하부걸림플레이트(54)가 외주면에 구비된 근입용 강관(5)을 상기 철근망(41)의 내부에 삽입하여 하부걸림플레이트(54)를 유동공(421)에 삽입한 후 근입용 강관(5)을 90° 회전시켜 하부걸림플레이트(54)가 지지플레이트(42)의 하면을 지지하도록 고정 결합하고, 상기 근입용 강관(5)의 일단을 근입장비(3)의 어태치먼트(31)에 결합하는 단계;
(c) 상기 근입장비(3)를 이용하여 근입용 강관(5)을 겔화된 토사 내에 근입함으로써 부력저항부재(4)를 상부가 지반(1) 상부로 일정 길이 돌출되도록 상기 이완토사체(11) 내에 근입한 후 어태치먼트(31)를 분리하는 단계; 및
(d) 상기 이완토사체(11)를 양생하여 부력저항부재(4)를 고정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법.
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제1항 또는 제2항에서,
상기 (c) 단계에서, 상기 이완토사체(11)의 상부에는 원통 형상의 가이드관(61) 및 상기 가이드관(61)의 측면에 결합되어 이완토사체(11) 주변의 지반(1) 상부에 거치되는 복수의 지지대(62)로 구성되는 가이드 부재(6)를 이완토사체(11)의 상부에 설치한 후, 상기 부력저항부재(4)를 가이드관(61)을 통해 이완토사체(11) 내부로 근입하는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법.
제9항에서,
상기 가이드관(61)의 하부는 이완토사체(11)의 내부 일정 깊이까지 연장 형성되고, 상기 가이드관(61)의 하부 외측에는 이완토사체(11)의 외부 지반벽에 지지되는 지지대(63)가 구비되는 것을 특징으로 하는 부력저항파일의 시공 방법.
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