KR102054157B1 - Micropile with Stress Constraining Member, Micropile Foundation improved Frictional Resistance and Construction Methods thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일과 마찰 저항이 향상된 마이크로 파일 기초 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외주면에 트레드가 형성된 파일 본체에 암반층의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구가 구비되며, 응력 구속구는 몸체부의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면이 일체로 마련된 지압 플랜지가 일체로 형성되어 상부에서 재하되는 외부 하중을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀에 구비되는 그라우트재로 전달하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일과 마찰 저항이 향상된 마이크로 파일 기초 및 그 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micropile having a stress restrictor and a micropile foundation having improved frictional resistance and a construction method thereof. More particularly, the present invention relates to a micropile having a frictional resistance and a construction method thereof. The stress restraint is provided, and the stress restraint is formed on the outer circumferential surface of the body by integrally forming an acupressure flange integrally provided with an inclined downwardly inclined inclined surface so as to be provided in the drilled hole by converting the external load loaded from the upper portion in the horizontal direction. The present invention relates to a micropile having a stress restrictor for transferring to a grout material, a micropile foundation with improved frictional resistance, and a construction method thereof.
각종 구조물의 기초를 시공하기 위하여 토사층이나 암반층을 오거로 천공하여 파일을 매립하거나, 파일을 상부에서 직접 항타하는 방식으로 각종 파일을 구비하는 파일 공법이 알려져 있다. 이러한 파일 공법은 종류에 따라 S.I.P(Soil-cement Injected Precast Pile)공법, S.I.P(Special Auger & Injected Precast Pile)공법, C.I.P(Cast-In Place Pile)공법, P.R.C(Precast Reinforced Concrete)공법, P.R.D(Percussion Rotary Drill)공법, S.G.R(Space Grouting Rocket)공법, J.S.P(Jumbo Special Pile Pattern)공법 및 마이크로 파일(MicroPile)공법 등이 있다.In order to construct the foundation of various structures, a pile construction method is known in which a pile is provided by drilling a soil layer or a rock layer into an auger to fill a pile, or directly driving a pile from the top. Depending on the type of the file method, SIP (Soil-cement Injected Precast Pile), SIP (Special Auger & Injected Precast Pile), CIP (Cast-In Place Pile), PRC (Precast Reinforced Concrete), PRD (Percussion) Rotary Drill method, SGR (Space Grouting Rocket) method, JSP (Jumbo Special Pile Pattern) method and MicroPile method.
이들 공법 중에서 상기 마이크로 파일 공법이란 소규모 천공장비를 이용하여 암반층과 같은 지지층까지 소정의 깊이로 천공홀을 형성한 후, 직경 300mm 이하의 비변위 말뚝을 구비하여 천공홀의 내부를 그라우팅하는 공법을 의미한다.Among these methods, the micro pile method means a method of grouting the inside of a hole by using a small drilling machine to form a hole at a predetermined depth up to a support layer such as a rock layer, and having a non-displacement pile having a diameter of 300 mm or less. .
이때 마이크로 파일(MicroPile)은 지지층에 근입된 상태에서 그라운드 앵커와 비슷한 방식으로 하중을 지지한다. 구체적으로 강재가 지지하는 외부하중은 그라우트와 지반의 마찰 저항력으로 전환됨으로써 지반에 하중을 전달한다. 이때, 토사층과 같은 연약층과 그라우트 간의 마찰 저항력과 선단 지지력은 무시할 정도로 미약한 것으로 가정할 수 있다.At this time, the micropile supports the load in a manner similar to the ground anchor in a state in which the support layer is indented. Specifically, the external load supported by the steel transfers the load to the ground by converting the grout into the frictional resistance of the ground. In this case, it can be assumed that the frictional resistance between the soft layer such as the soil layer and the grout and the end support force are negligible.
상기 마이크로 파일 공법은 주변 구조물이나 지반 그리고 환경에 최소한의 영향을 주면서 시공하는 공법으로, 시공이나 진동이 작고 무엇보다 소규모 장비를 이용하므로 접근하기 어려운 협소한 공간에서 시공이 용이한 장점이 있다.The micro pile method is a construction method with minimal impact on surrounding structures, ground, and environment, and has an advantage of easy construction in a narrow space that is difficult to access because construction or vibration is small and, above all, using small-scale equipment.
한편, 이러한 마이크로 파일 공법을 일부 개량한 선행기술문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0089127호의 "응력 분산형 마이크로파일"(2009. 8. 21. 공개, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)이 제안된바 있다.On the other hand, as a prior art document that partially improved the micro file method, "Stress distributed micro pile" of the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0089127 (published Aug. 21, 2009, hereinafter referred to as 'prior art document 1') ) Has been proposed.
상기 선행기술문헌 1은 도 1a에 도시된 바와 같이 나사산이 형성된 트레드바(1)를 구비하면서도 일정 간격마다 응력분산 플랜지(2)를 트레드바(1)에 나사 결합함으로써, 상기 응력분산 플랜지(2)에 의하여 외부 하중이 지반(4)으로 보다 효과적으로 전달될 수 있도록 개발되었다. The
그러나, 선행기술문헌 1의 응력분산 플랜지(2)는 그 형상이 하부를 향하여 넓어지도록 경사면이 형성되고, 하부에는 평면이 형성됨으로써 외부 하중이 보다 효과적으로 분산되고, 그라우트(3)와 트레드바(1) 간의 맞물림 표면적 증가에 따라 마찰력의 향상을 기대할 수는 있었으나, 평면에 의하여 하방으로만 외부 하중을 전달함으로써, 오히려 지지력 확보에 중요한 그라우트(3)와 지반(4)의 마찰 저항력 형성에 주요한 변수로 작용되는 수평 방향하중이 효과적으로 유도되지 못하는 한계가 있었다.However, the
또한, 선행기술문헌 1의 응력분산 플랜지(2)에는 추후 그라우트(3)를 주입하기 위하여 주입호스 관통공을 별도로 형성하여 시공하여야 하는 번거로움과 호스를 주입하는 과정에 발생되는 비효율성이 야기되었다.In addition, in the
또 다른 선행기술문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1444225호의 "마이크로파일"(2014. 9. 18. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)이 제안된바 있다.Another prior art document has been proposed a "microfile" of the Republic of Korea Patent No. 10-1444225 (registered September 18, 2014, referred to as "
상기 선행기술문헌 2는 도 1b에 도시된 바와 같이 커플러를 매개로 복수의 트레드바(1)를 연결하여 심도에 대한 적용성을 확보하면서도 천공홀 내측에 구비되는 트레드바(1)의 중심 확보를 위하여 일정 간격마다 중심간격재(5)를 구비하고, 선단 지지력 확보가 어려운 마이크로 파일의 단점을 극복하기 위하여 트레드바(1)의 선단부에 선단지지구(6)를 추가적으로 구비함으로써 지지층에 대한 외부 하중의 지지력을 보강하고자 하였다.The
그러나, 상기 중심간격재(5)는 그라우트(3)를 주입할 수 있도록 외주면에 함몰된 관통홀(5a)이 형성됨에 따라 외부 하중을 그라우트(3)로 효과적으로 전달하는것에 한계가 있었으며, 선단지지구(6)는 단순히 지지층의 상부에 위치함에 따라 지지력 확보에 중요한 그라우트(3)와 지반(4)의 마찰 저항력 형성에는 별다른 기능을 발휘하지 못하는 한계가 있었다.However, since the through-
또한, 선행기술문헌 2도 선행기술문헌 1과 마찬가지로 중심간격재(5)에 형성된 관통홀(5a)을 별도로 형성함에 따른 시공상의 번거로움과 호스를 주입하는 과정에 발생되는 비효율성이 여전히 잔존하였다.In addition,
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 외부 하중이 수평방향으로 효과적으로 전환될 수 있도록 함으로써 그라우트와 암반층의 마찰 저항력을 보다 향상시킬 수 있으며, 천공홀에 파일을 구비하는 과정에서 발생되는 암반층과의 간섭 문제를 해소할 수 있고, 파일을 구비한 후 그라우트를 주입하는 과정에서도 시공성이 확보되며, 토사층의 깊이나 암반층 특성에 따라 파일에 결합되는 응력 구속구의 형상과 배치를 용이하게 변경할 수 있는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일과 마찰 저항이 향상된 마이크로 파일 기초 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, it is possible to improve the frictional resistance of the grout and the rock layer by allowing the external load to be effectively converted in the horizontal direction, which is generated during the process of providing a pile in the hole The problem of interference with the rock layer can be solved, and the workability is secured in the process of injecting grout after the pile is provided, and the shape and arrangement of the stress restraints coupled to the pile can be easily changed according to the depth of the soil layer or the characteristics of the rock layer. It is an object of the present invention to provide a micropile equipped with a stress constrainer and a micropile foundation with improved frictional resistance and a construction method thereof.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일(MP)은, 외주면에 트레드(11)가 형성된 파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구(20)가 구비되며, 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되되, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되어 상부에서 재하되는 외부 하중을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀(H)에 구비되는 그라우트재(GR)로 전달할 수 있도록 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되며, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)이 구비되고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)가 결합되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, at least one micropile (MP) provided with the stress restraint of the present invention is located on the pile
또한, 상기 파일 본체(10)에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시킬 수 있다.In addition, a
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또한, 상기 응력 구속구(20)의 몸체부(21)에 일체로 형성되는 나선형 구조의 지압 플랜지(23)는 하나의 피치(pitch)를 구성하도록 형성될 수 있다.In addition, the
또한, 파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비되어 지압 플랜지(23)의 피치(pitch)가 연속되도록 형성되고, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시킬 수 있다.In addition, the pile
또한, 파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비되고, 상기 응력 구속구(20)들 사이에는 실린더형 스페이서(40)가 구비되며, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시킬 수 있다.In addition, the
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그리고 파일 본체(10)의 최상부에 구비되는 응력 구속구(20)는 지압 플랜지(23)의 상단이 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치할 수 있다.The
한편, 본 발명의 지반(G)에 형성된 천공홀(H)의 내부에 마이크로 파일(MP)이 구비되고 상기 천공홀(H)에 그라우트재(GR)가 주입되어 형성되는 마이크로 파일 기초(F)는, 상기 마이크로 파일(MP)은 외주면에 트레드(11)가 형성된 파일 본체(10)에 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구(20)가 구비되며, 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되되, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되어 상부에서 재하되는 외부 하중을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀(H)에 구비되는 그라우트재(GR)로 전달되어 그라우트재(GR)와 암반층(G2) 사이의 마찰 저항력이 향상되도록 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되며, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)이 구비되고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)가 결합되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the micro pile (F) is provided in the interior of the drilling hole (H) formed in the ground (G) of the present invention and the grout material (GR) is injected into the drilling hole (H) is formed. The micro pile (MP) is provided with at least one
한편, 본 발명의 마이크로 파일 기초(F)의 시공방법(FM)은, 지반(G)의 토사층(G1)을 관통하여 암반층(G2)에 이르도록 일정 깊이로 천공홀(H)을 형성하는 천공홀 형성단계(S10); 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되고, 상기 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되는 적어도 하나의 응력 구속구(20)를 이용하여, 상기 관통공(22)에 파일 본체(10)를 관통시키는 응력 구속구 구비단계(S21); 상기 응력 구속구(20)를 암반층(G2)의 높이에 대응되도록 위치시키는 응력 구속구 위치 결정단계(S22); 및 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)을 구비하고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)를 결합하는 응력 구속구 구속단계(S23);를 포함하여 마이크로 파일(MP)을 형성하는 마이크로 파일 형성단계(S20); 상기 천공홀(H)에 마이크로 파일(MP)을 삽입하는 마이크로 파일 삽입단계(S30); 및 상기 천공홀(H)에 그라우트재(GR)를 주입하여 양생하는 그라우트재 주입단계(S40);를 포함할 수 있다.On the other hand, the construction method FM of the micro pile foundation F of this invention penetrates through the soil layer G1 of the ground G, and forms the hole H to a predetermined depth so that it may reach the rock layer G2. Hole forming step (S10); A through
또한, 상기 천공홀 형성단계(S10)는, 지반(G)의 일정 위치에 케이싱(CS)을 하부로 관입하는 케이싱 관입단계(S11); 및 천공장치를 이용하여 케이싱(CS)의 내부를 천공하는 천공단계(S12);를 포함할 수 있다.In addition, the drilling hole forming step (S10), the casing intrusion step (S11) for injecting the casing (CS) to a lower position on the ground (G); And a drilling step (S12) of drilling the inside of the casing (CS) using the drilling mill.
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그리고 상기 응력 구속구 위치 결정단계(S22)는, 최상부에 구비되는 응력 구속구(20)에 형성된 지압 플랜지(23)의 상단이 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치할 수 있다.The stress restraint positioning step S22 may be positioned such that an upper end of the
파일 본체에는 암반층의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구가 구비되며, 상기 응력 구속구는 지압 플랜지의 외주면에 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면이 일체로 마련되어 상부에서 재하되는 외부 하중이 수평방향으로 효과적으로 전환될 수 있도록 함으로써 그라우트와 암반층의 마찰 저항력을 보다 향상시킬 수 있다.The pile body is provided with at least one stress restraint to be positioned corresponding to the height of the rock layer, wherein the stress restraint is integrally provided with an inclined pressure inclined surface which is inclined inward downward to the outer circumferential surface of the acupressure flange and has an external load loaded thereon horizontally. By effectively turning in the direction, the frictional resistance of the grout and the rock layer can be further improved.
또한, 상기 응력 구속구의 지압 플랜지는 몸체의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성됨으로써 천공홀에 마이크로 파일을 구비하는 과정에서 회전하여 삽입하는 것이 가능하므로 천공홀의 내주면의 간섭 문제를 해소할 수 있다.In addition, the azimuth flange of the stress constraint sphere is formed along the outer circumferential surface of the body, it is formed in a spiral structure by gradually changing the position in the vertical direction, so that it is possible to rotate and insert in the process of providing a micro pile in the drilling hole The interference problem of the inner circumferential surface of the hole can be solved.
또한, 지압 플랜지의 나선형 구조를 따라 그라우트재가 용이하게 주입될 수 있으므로 파일을 구비한 후 그라우트재를 주입하는 과정에서 별도의 주입홀을 형성하지 않아도 되는 이점이 있다.In addition, since the grout material can be easily injected along the spiral structure of the acupressure flange, there is an advantage that a separate injection hole is not required in the process of injecting the grout material after the pile is provided.
나아가, 토사층의 깊이나 암반층 특성에 따라 상기 응력 구속구의 형상이나 배치를 다양하게 형성할 수 있으므로 시공여건에 따른 유연한 적용이 가능하다.Furthermore, since the shape or arrangement of the stress restraint sphere can be variously formed according to the depth of the soil layer or the rock layer characteristics, it is possible to apply flexibly according to the construction conditions.
뿐만 아니라, 복수의 응력 구속구를 연속적으로 구비하여, 각각의 지압 플랜지의 피치(pitch)가 연속되도록 형성함으로써 외부 하중을 보다 안정적이고 균등하게 수평방향으로 전환할 수 있다.In addition, a plurality of stress restraints are continuously provided to form a continuous pitch of the respective acupressure flanges so that the external load can be converted to the horizontal direction more stably and evenly.
이때, 상기 지압 플랜지의 피치가 연속되도록 복수의 응력 구속구를 구비한 경우에는 천공단계에서 천공장치의 오거로서 활용할 수 있어 시공오차를 줄이고 시공성을 확보할 수 있다.In this case, when a plurality of stress restraints are provided such that the pitch of the acupressure flange is continuous, it can be utilized as auger of the drilling device in the drilling step, thereby reducing construction errors and securing construction properties.
그리고 파일 본체의 최상부에 구비되는 응력 구속구의 지압 플랜지 상단을 암반층이 시작되는 높이에 대응되도록 위치시킴으로써 응력 구속되는 정착장의 길이를 최대화할 수 있어 최적의 마찰 저항력을 형성할 수 있다.In addition, by placing the upper end of the acupressure flange of the stress restraint provided on the top of the pile body so as to correspond to the height at which the rock layer starts, the length of the stress restrained anchorage may be maximized, thereby forming an optimum frictional resistance.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 마이크로 파일을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 파일을 이용한 기초를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 응력 구속구를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 파일을 이용한 기초를 도시한 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 응력 구속구를 구비한 마이크로 파일을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이크로 기초 파일의 시공방법을 도시한 블록도.1a and 1b show a microfile according to the prior art;
Figure 2 is a perspective view showing a micro pile provided with a stress constraint in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the basis using a micro pile according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a micro pile provided with a stress constraint according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a stress constraint according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a basis using a micro pile according to another embodiment of the present invention.
7 and 8 are perspective views illustrating a micropile having a plurality of stress restraints according to various embodiments of the present disclosure.
9 is a block diagram illustrating a construction method of a pike-based pile according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일(MP)과 마찰 저항이 향상된 마이크로 파일 기초(F) 및 그 시공방법(FM)의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 바탕으로 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter will be described in detail with reference to the drawings a preferred embodiment of the micro pile (MP) with a stress restraint of the present invention and the micro pile base (F) with improved frictional resistance and its construction method (FM).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일(MP)을 도시한 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 마이크로 파일(MP)은 외주면에 트레드(11)가 형성된 파일 본체(10)와 몸체부(21)의 중심에 상기 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되어 결속되는 응력 구속구(20)를 포함한다.Figure 2 is a perspective view showing a micro pile (MP) provided with a stress constraint according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the micro pile MP of the present invention has a through hole to allow the pile
상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 형성된 관통공(22)을 매개로 파일 본체(10)에 결속되되, 관통공(22)의 내주면에 트레트가 형성되어 상기 파일 본체(10)의 트레드(11)와 나사 결합되는 것이 바람직하며, 후술할 구속 너트(30)에 의하여 결속될 수도 있다.The
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 응력 구속구(20)의 몸체부(21)는 지반(G)에 형성된 천공홀(H)의 내경에 대응되는 크기의 직경으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 천공홀(H)의 내부에 근입되는 파일 본체(10)에 적어도 하나의 응력 구속구(20)가 결속됨에 있어서, 지반(G)의 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
일반적으로 마이크로 파일(MP)은 외부 하중을 지지함에 있어서, 상기 외부 하중을 후술할 그라우트재(GR)와 지반(G)의 마찰 저항력으로 전환함으로써 지반(G)에 하중을 전달한다. 이때, 상기 응력 구속구(20)는 단순히 마이크로 파일(MP)의 외주면에 돌출부를 형성하여 마이크로 파일(MP)과 그라우트재(GR)의 맞물림에 의해 마찰 저항력을 높이기 위한 것이거나, 상부 응력을 단순 분산하기 위한 것이 아니라, 상부에서 그라우트재(GR)와 주변 지반(G)의 접촉면 사이에 작용하는 주면 마찰력의 크기 자체를 증가시키는 역할을 수행한다.In general, the micro pile MP transfers the load to the ground G by converting the external load into friction resistance between the grout material GR and the ground G, which will be described later. At this time, the
구체적으로, 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성된다. 상기 응력 구속구(20)의 지압 플랜지(23)는 상부에서 재하되는 외부 하중을 바탕으로 압축력을 받아 지반(G)과 그라우트재(GR)를 하향으로 가압한다. 이때, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되므로, 상부에서 재하되는 외부 하중에 의한 압축력을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀(H)에 구비되는 그라우트재(GR)로 전달한다. 이로써, 상기 응력 구속구(20) 주변의 그라우트재(GR)와 주변 지반(G)을 수직 및 수평 방향으로 구속하게 되며, 마찰 저항력이 발휘되는 정착장에서 응력 구속에 의해 마찰력이 증가된다.Specifically, the
일 실시형태에 따른 마이크로 파일(MP)을 기반으로 구체적인 산술값에 근거하여 본 발명의 기술적 효과를 설명한다.The technical effect of the present invention will be described based on a specific arithmetic value based on the micropile MP according to an embodiment.
상기 표 1에서 확인할 수 있듯 암반층(G2)으로 가정할 수 있는 연암은 극한주면마찰저항의 범위에 의하여 전단응력의 크기는 1~1.5MPa의 범위로 산출된다.As can be seen in Table 1, the soft rock that can be assumed to be the rock layer G2 is calculated in the range of 1 to 1.5 MPa in the magnitude of shear stress due to the range of the extreme principal friction resistance.
다만, 천공홀(H)의 내부 수평 구속압을 기대하기는 어려우므로, 표 2의 모어(Mohr) 응력원(ⓐ 영역)에서 확인되듯 일반적인 마이크로 파일로서 별도의 응력 구속을 설계하지 않는 경우, 수평 구속압에 의한 전단 응력 향상은 무시할 수 있다.However, it is difficult to expect the internal horizontal restraint pressure of the drilling hole H. Therefore, as shown in the Mohr stress source (ⓐ region) of Table 2, the horizontal restraint pressure is not designed as a general micro pile as a separate stress restraint. The improvement of shear stress due to this can be ignored.
따라서, 수평 구속압에 의한 전단 응력 향상치를 무시할 경우에 연암의 전단 응력(τ)은 1MPa이고, 실무적으로는 보다 안전 측으로 0.7~1MPa을 사용할 수 있다.Therefore, when ignoring the shear stress improvement value due to the horizontal restraint pressure, the shear stress τ of the soft rock is 1 MPa, and in practice, 0.7 to 1 MPa can be used on the safer side.
이때, 본 발명의 마이크로 파일(MP)에 의하면 풍화암이나, 연암과 같은 암반층(G2)에 대응되는 위치에 응력 구속구(20)를 설치하므로 마이크로 파일(MP)에 축력이 작용시 이러한 하향 축력에 의하여 응력 구속구(20)가 주변 암반층(G2)을 보다 효과적으로 구속하게 된다. 만약 마이크로 파일(MP)을 둘러싸고 있는 그라우트재(GR)를 콘크리트로 가정하는 경우 콘크리트에 작용하는 지압력은 콘크리트의 허용압축응력 또는 허용지압응력으로 가정할 수 있으며, 콘크리트에 작용하는 지압력은 0.25fck이다.At this time, according to the micropile MP of the present invention, since the
한편, 본 발명의 응력 구속구(20)에 형성된 지압 플랜지(23)의 가압 경사면(24)을 절단한 상태에서 형성되는 각도가 45°인 것으로 가정하면, fck = 24MPa로 가정했을 때 45°면에는 q = 6MPa의 응력이 작용한다.On the other hand, assuming that the angle formed in the state in which the pressure inclined
이를 모어 응력원에 도시하면 상기 표 3의 모어(Mohr) 응력원(ⓑ 영역)에서 확인되듯 σ3'= 4.2MPa, σ1'= 6.2MPa인 응력 상태가 된다.As shown in the mower stress source, as shown in the Mohr stress source (ⓑ region) of Table 3, the result is a stress state with σ 3 '= 4.2 MPa and σ 1 ' = 6.2 MPa.
이로써, 상기 표 4의 모어(Mohr) 응력원(ⓒ 영역)에서와 같이 응력 구속구(20) 하부의 수직 응력으로 인한 응력 구속에 의해 마찰 저항이 향상되는 마찰력 향상 구간에서는 τmax,c = 3.6MPa의 최대 마찰력을 기대할 수 있다.Thus, τ max, c = 3.6 in the frictional force improvement section in which the frictional resistance is improved by the stress restraint due to the vertical stress in the lower part of the
다만, 표 1에서 나타낸 바와 같이 지반(G)의 암반층(G2)의 종류에 따라 극한주면마찰 저항력에 차이가 있으므로, 안전 측을 적용하여 각 지반(G)별 설계 최대 마찰력은 달리 적용될 것이다. 즉, 콘크리트 허용압축응력에 의해 산정된 최대 마찰력은 3.6MPa이지만 연암의 경우 극한주면마찰 저항력이 1.5MPa이므로 설계 최대 마찰력(τmax)은 1.5MPa이 된다. 마찬가지로 풍화암은 1.0MPa, 경암은 2.5MPa이다. E따라서, 기존 실무에서 적용되는 암반층의 극한주면마찰력이 각각 풍화암은 0.4~0.6MPa, 연암은 0.7MPa~1.0MPa인 것을 고려하면, 본 발명의 적용시 응력 구속에 의해 훨씬 큰 마찰 저항을 기대할 수 있으므로 지지력의 향상이 가능하다.However, as shown in Table 1, since there is a difference in the ultimate circumferential frictional resistance depending on the type of rock layer (G2) of the ground (G), the design maximum frictional force for each ground (G) by applying the safety side will be applied differently. That is, the maximum frictional force calculated by the allowable concrete compressive stress is 3.6MPa, but in the case of soft rock, the ultimate circumferential frictional resistance is 1.5MPa, so the design maximum frictional force (τ max) is 1.5MPa. Similarly, weathered rock is 1.0 MPa and hard rock is 2.5 MPa. E Therefore, considering that the extreme principal friction of the rock layer applied in the existing practice is 0.4 ~ 0.6MPa for weathered rock and 0.7MPa ~ 1.0MPa for soft rock, respectively, much greater frictional resistance can be expected by stress constraint when applying the present invention. Therefore, the bearing capacity can be improved.
한편, 상기 지반(G)은 토사층과 같은 연약층(G1)과 그라우트재(GR) 간의 마찰 저항력과 선단 지지력은 무시할 정도로 미약한 것으로 가정할 수 있다. 따라서, 상기 응력 구속구(20)는 외부 하중을 그라우트재(GR)로 전달함에 있어서, 효과적인 하중 전달을 위하여 연약층(G1)이 아닌 응력 구속 효과를 기대할 수 있는 정착장으로서 암반층(G2)의 위치에 대응되도록 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the ground (G) can be assumed to be so weak as to neglect the frictional resistance between the soft layer (G1) such as soil layer and the grout material (GR) and the end support. Therefore, the
나아가, 파일 본체(10)의 최상부에 구비되는 응력 구속구(20)는 지압 플랜지(23)의 상단이 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치하는 것이 바람직하다.Furthermore, the
상기 파일 본체(10)에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시킬 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 추가적으로 상부에도 구속 너트(30)를 구비하여 상하로 구속시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 응력 구속구(20)의 몸체부(21)에 형성된 관통공(22)에는 별도의 트레드를 형성하지 않아도 된다.The
마찰력이 산정되지 않는 토사층(G1)은 응력 구속구(20)에 의해 응력을 구속하더라도 응력 구속 효과가 거의 발휘되지 않는 자유장 부분이므로, 정착장에서 마찰 저항 향상을 기대하기 어렵다. 따라서, 응력 구속구(20)는 지반(G)이 단단한 정착장 내에 위치하는 것이 바람직하므로, 지압 플랜지(23)의 상단을 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치함으로써, 마찰 저항 향상을 기대할 수 있다.The soil layer G1 in which the frictional force is not calculated is a free field portion in which the stress restraint effect is hardly exhibited even when the stress is restrained by the
한편, 다른 실시예로서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 응력 구속구(20)의 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 4 and 5 as another embodiment the
상기 지압 플랜지(23)가 전체적으로 나선형 구조로 형성됨에 따라 천공홀(H)에 마이크로 파일(MP)을 구비하는 과정에서 회전하여 삽입하는 것이 가능하므로 천공홀(H)의 내주면 사이에서 발생될 수 있는 간섭의 문제를 미연에 해소하고, 시공성을 확보할 수 있다.As the
또한, 추후 시공시 지압 플랜지(23)의 나선형 구조를 따라 그라우트재(GR)가 용이하게 주입될 수 있으므로 파일을 구비한 후 그라우트재(GR)를 주입하는 과정에서 별도의 주입홀을 형성하지 않아도 되는 제작 및 시공상의 이점이 있다.In addition, since the grout material (GR) can be easily injected along the spiral structure of the
나아가, 상기 응력 구속구(20)의 몸체부(21)에 일체로 형성되는 나선형 구조의 지압 플랜지(23)는 하나의 피치(pitch)를 구성하도록 형성될 수 있으며, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 그 높이만을 달리하여 360도로 지압 플랜지(23)가 형성되므로 특정방향으로 편심이 발생됨이 없이 외부 하중을 보다 안정적이고 균등하게 수평방향으로 전환할 수 있다.Furthermore, the
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 응력 구속구(20)를 연속적으로 구비하는 경우에는 상기 지압 플랜지(23)의 나선형 구조의 피치(pitch)가 연속적으로 형성될 수 있으므로, 상대적으로 지반(G)의 암반층(G2)의 극한주면마찰저항이 약한 경우에는 연속적인 나선형 구조를 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 실시형태에 따라서는 천공홀(H)의 천공단계에서 천공장치의 오거로서 활용할 수 있어 천공홀(H)과의 직경 차이에 따른 시공오차를 줄이고 시공성을 확보할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, when the plurality of
한편, 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비되어 지압 플랜지(23)의 피치(pitch)가 연속되도록 형성되는 실시형태에 있어서, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시킬 수 있다.On the other hand, in the embodiment in which a plurality of
이로써, 토사층(G1)의 깊이나 암반층(G2) 특성에 따라 상기 응력 구속구(20)의 형상이나 배치를 다양하게 형성할 수 있으므로 시공여건에 따른 유연한 적용이 가능한 이점이 있다.As a result, various shapes or arrangements of the
복수의 응력 구속구(20)가 구비되는 다른 실시형태로서, 도 8에 도시된 바와 같이 파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비되고, 상기 응력 구속구(20)들 사이에는 실린더형 스페이서(40)가 구비될 수 있다.As another embodiment in which a plurality of
즉, 상기 실린더형 스페이서(40)는 중심에 파일 본체(10)가 관통되는 구조로서, 암반층(G2)의 특성에 따라 응력 구속구(20)의 적정 간격이 설계된 경우에 상기 실린더형 스페이서(40)를 상하로 인접한 응력 구속구(20) 사이에 구비함으로써, 특정한 간격으로 응력 구속구(20)를 배치할 수 있다. 이때, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시킬 수 있다.That is, the
도 8에 도시된 바와 같이 상기 실린더형 스페이서(40)는 텔레스코핑 구조로 제작되어 그 길이가 유연하게 가변될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 특정된 길이에서 키결합 구조로 그 길이가 상대 고정되도록 제작될 수 있다.As shown in FIG. 8, the
한편, 상기 응력 구속구(20)의 지압 플랜지(23)가 나선형 구조를 이루도록 제작되는 경우 일부 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)로부터 상방 또는 하방으로 돌출되도록 형성될 수 있다.On the other hand, when the
따라서, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)를 구속 너트(30)를 구비하여 고정하는 경우에는 몸체부(21)로부터 돌출된 일부 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)을 추가적으로 구비하고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)가 결합될 수 있다. 이로써, 지압 플랜지(23)와 구속 너트(30)간에 간섭이 발생되는 것을 방지하고, 응력 구속구(20)의 안정적인 고정구조를 형성할 수 있다.Therefore, when fixing the
한편, 본 발명의 마이크로 파일 기초(F)는 지반(G)에 형성된 천공홀(H)의 내부에 상술한 마이크로 파일(MP)을 구비하고, 상기 천공홀(H)에 그라우트재(GR)를 주입하여 형성되는 것으로, 상기 마이크로 파일(MP)은 외주면에 트레드(11)가 형성된 파일 본체(10)에 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구(20)가 구비된다. 다만, 마이크로 파일(MP)의 실시형태에 관하여 중복되는 부분은 그 설명을 생략한다.On the other hand, the micro pile foundation F of the present invention includes the micro pile MP described above inside the boring hole H formed in the ground G, and the grout material GR is attached to the boring hole H. It is formed by injection, the micro pile (MP) is provided with at least one stress restraint (20) to be located in correspondence with the height of the rock layer (G2) in the
마이크로 파일(MP)에 대하여 상술한 바와 같이 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성된다. As described above with respect to the micro pile (MP), the through
이때, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되어 상부에서 재하되는 외부 하중을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀(H)에 구비되는 그라우트재(GR)로 전달되어 그라우트재(GR)와 암반층(G2) 사이의 마찰 저항력이 향상될 수 있다. 기술적 작용 효과와 관련해서는 표 4에 도시한 바와 같다.At this time, the outer circumferential surface of the
한편, 실시형태에 따라서는 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 응력 구속구(20)를 연속적으로 구비하는 경우에는 상기 지압 플랜지(23)의 나선형 구조의 피치(pitch)가 연속적으로 형성될 수 있으므로, 상대적으로 지반(G)의 암반층(G2)의 극한주면마찰저항이 약한 경우에는 연속적인 나선형 구조를 형성하여 충분한 마찰 저항력이 확보된 마이크로 파일 기초(F)를 제공할 수 있다. 이때, 시공과정에서 복수의 응력 구속구(20)를 연속적으로 구비함으로써, 천공홀(H)의 천공단계에서 천공장치의 오거로서 활용할 수 도 있으므로 천공홀(H)과의 직경 차이에 따른 시공오차를 줄이고 시공성을 확보할 수 있다.On the other hand, according to the embodiment, when the plurality of
한편, 본 발명의 마이크로 파일 기초(F)의 시공방법(FM)은 도 9에 도시된 바와 같이 천공홀 형성단계(S10), 마이크로 파일 형성단계(S20), 마이크로 파일 삽입단계(S30) 및 그라우트재 주입단계(S40)를 포함할 수 있다.On the other hand, the construction method (FM) of the micro pile foundation (F) of the present invention is a hole forming step (S10), micro pile forming step (S20), micro pile insertion step (S30) and grout as shown in FIG. It may include a re-injection step (S40).
우선, 상기 천공홀 형성단계(S10)는 지반(G)의 토사층(G1)을 관통하여 암반층(G2)에 이르도록 일정 깊이로 천공홀(H)을 형성하는 단계이다. 상기 천공홀 형성단계(S10)는 기초(F)를 형성하기 위하여 지반(G)의 일정 위치에 케이싱(CS)을 하부로 관입하는 케이싱 관입단계(S11)와 천공장치를 이용하여 케이싱(CS)의 내부를 천공하는 천공단계(S12)를 포함할 수 있다.First, the drilling hole forming step (S10) is a step of forming the drilling hole (H) to a predetermined depth to pass through the soil layer (G1) of the ground (G) to the rock layer (G2). The drilling hole forming step (S10) is a casing (CS) by using a casing penetration step (S11) and a drilling mill to inject a casing (CS) to a lower portion of the ground (G) to form a base (F). It may include a drilling step (S12) for drilling the inside of the.
일반적으로 상기 천공장치는 오거가 사용될 수 있으나, 실시형태에 따라서는 도 7a에 도시된 바와 같이 복수의 응력 구속구(20)를 연속적으로 구비함으로써 형성되는 상기 지압 플랜지(23)의 나선형 구조를 바탕으로 천공이 가능하도록 오거를 대체하여 사용할 수 있다.Generally, the fabricator may be an auger, but according to the embodiment, based on the spiral structure of the
이후 진행되는 마이크로 파일 형성단계(S20)는 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되는 적어도 하나의 응력 구속구(20)를 파일 본체(10)에 구비하여 마이크로 파일(MP)을 형성하는 단계이다. 한편, 상기 마이크로 파일 형성단계(S20)는 응력 구속구 구비단계(S21), 응력 구속구 위치 결정단계(S22) 및 응력 구속구 구속단계(S23)를 포함할 수 있다.After the micro pile forming step (S20) is carried out in the center of the
구체적으로, 상기 응력 구속구 구비단계(S21)는 응력 구속구(20)의 관통공(22)에 파일 본체(10)를 관통시키는 단계로서, 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 형성된 관통공(22)을 매개로 파일 본체(10)에 결속된다. 한편, 관통공(22)의 내주면에 트레트가 형성되어 상기 파일 본체(10)의 트레드(11)와 나사 결합되는 것이 바람직하며, 별도의 트레드를 형성하지 않고 후술할 구속 너트(30)에 의존하여 결속될 수도 있다.Specifically, the step of providing the stress restraint (S21) is a step of penetrating the
이후 진행되는 응력 구속구 위치 결정단계(S22)는 상기 응력 구속구(20)를 암반층(G2)의 높이에 대응되도록 위치시키는 단계이다. 더욱 바람직하게는 최상부에 구비되는 응력 구속구(20)에 형성된 지압 플랜지(23)의 상단이 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치할 수 있다.The stress restraint positioning step (S22) which is carried out afterwards is a step of positioning the
마찰력이 산정되지 않는 토사층(G1)은 응력 구속구(20)에 의해 응력을 구속하더라도 응력 구속 효과가 거의 발휘되지 않는 자유장 부분이므로, 정착장에서 마찰 저항 향상을 기대하기 어렵다. 따라서, 응력 구속구(20)는 지반(G)이 단단한 정착장 내에 위치하는 것이 바람직하므로, 지압 플랜지(23)의 상단을 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치시켜 마찰 저항 향상을 기대할 수 있게 된다.The soil layer G1 in which the frictional force is not calculated is a free field portion in which the stress restraint effect is hardly exhibited even when the stress is restrained by the
실시 형태에 따라서는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비될 수 있다. 상기 응력 구속구(20)는 연속적으로 피치가 형성되도록 배치될 수 있으며, 상기 응력 구속구(20)들 사이에는 실린더형 스페이서(40)가 구비되어 일정 간격 이격 배치될 수도 있다. In some embodiments, the plurality of
상기 실린더형 스페이서(40)는 텔레스코핑 구조로 제작되어 그 길이가 유연하게 가변될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 특정된 길이로 실린더형 스페이서(40)의 길이를 조절한 후, 키결합 구조로 그 길이가 상대 길이를 고정시키고, 이를 파일 본체(10)가 관통되도록 구비할 수 있다.The
또한, 상기 응력 구속구 구속단계(S23)는 상기 응력 구속구(20)의 하부에 구속 너트(30)를 결합하는 단계이다. 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)이 구비되고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)가 결합될 수도 있다.In addition, the stress restraint restraining step S23 is a step of coupling the
한편, 상기 마이크로 파일 삽입단계(S30)는 상기 천공홀(H)에 마이크로 파일(MP)을 삽입하는 단계이다. 이때, 상기 응력 구속구(20)의 지압 플랜지(23)가 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되는 경우, 천공홀(H)에 마이크로 파일(MP)을 구비하는 과정에서 회전하여 삽입하는 것이 가능하므로 천공홀(H)의 내주면의 간섭 문제를 해소할 수 있다.On the other hand, the micro file insertion step (S30) is a step of inserting the micro file (MP) in the drilling hole (H). At this time, when the
이후 진행되는 그라우트재 주입단계(S40)는 상기 천공홀(H)에 그라우트재(GR)를 주입하여 양생하는 단계이다. 이때, 지압 플랜지(23)가 나선형 구조로 형성되는 경우, 나선형 구조를 따라 그라우트재(GR)가 용이하게 주입될 수 있으므로 마이크로 파일(MP)을 구비한 후 그라우트재(GR)를 주입하는 과정에서 별도의 주입홀을 형성하지 않아도 되는 시공 및 제작상의 이점이 있다.The grout material injection step (S40) is carried out after the step of curing by injecting the grout material (GR) into the hole (H). At this time, when the
이상에서 설명한 본 발명에 따른 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일(MP)과 마찰 저항이 향상된 마이크로 파일 기초(F) 및 그 시공방법(FM), 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The micro pile (MP) equipped with the stress restraint according to the present invention described above, the micro pile base (F) with improved frictional resistance and its construction method (FM), the person skilled in the art It will be appreciated that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the foregoing description, and the meanings of the claims and All changes or modifications derived from the scope and equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
MP:마이크로 파일 10:파일 본체
11:트레드 20:응력 구속구
21:몸체부 22:관통공
23:지압 플랜지 24:가압 경사면
30:구속 너트 40:실린더형 스페이서
50:받침링 51:플랜지 안착홈
F:기초 GR:그라우트재
G:지반 H:천공홀
G1:토사층 G2:암반층
FM:마이크로 파일 기초 시공방법
S10:천공홀 형성단계 S11:케이싱 관입단계
S12:천공단계 S20:마이크로 파일 형성단계
S21:응력 구속구 구비단계 S22:응력 구속구 위치 결정단계
S23:응력 구속구 구속단계 S30:마이크로 파일 삽입단계
S40:그라우트재 주입단계MP: Micro file 10: The file body
11: Tread 20: Stress Restraint
21: body part 22: through hole
23: Acupressure flange 24: Pressure inclined surface
30: Retaining nut 40: Cylinder type spacer
50: support ring 51: flange seating groove
F: Foundation GR: grout materials
G: Ground H: Hole
G1: Soil layer G2: Rock bed
FM: micro pile basic construction method
S10: drilling hole forming step S11: casing penetration step
S12: drilling step S20: micro pile forming step
S21: step for providing the stress restraint step S22: step for determining the stress restraint point
S23: step of restraint of stress constraint S30: step of inserting micro file
S40: grout material injection step
Claims (13)
외주면에 트레드(11)가 형성된 파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구(20)가 구비되며, 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되되, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되어 상부에서 재하되는 외부 하중을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀(H)에 구비되는 그라우트재(GR)로 전달할 수 있도록 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되며, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)이 구비되고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)가 결합되는 것을 특징으로 하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일.
The present invention relates to a micro pile (MP) embedded in the inside of the drilling hole H formed in the ground (G)
The pile body 10 having the tread 11 formed on an outer circumferential surface thereof is provided with at least one stress restraint 20 so as to correspond to the height of the rock layer G2, and the stress restraint 20 has a body portion 21. The through hole 22 is formed so that the pile body 10 penetrates at the center thereof, and the acupressure flange 23 is integrally formed along the outer circumferential surface of the body portion 21, and on the outer circumferential surface of the acupressure flange 23. The pressure inclined surface 24 which is inclined in a straight downward direction is integrally formed so as to be transferred to the grout material GR provided in the drilling hole H by converting the external load loaded from the upper portion in the horizontal direction. 23 is formed along the outer circumferential surface of the body portion 21, it is formed in a spiral structure by gradually changing the position in the vertical direction, and of the stress restraint 20 provided at the lower end of the pile body 10 The lower portion protrudes downward from the body portion 21 A support ring 50 having a flange seating groove 51 is provided to accommodate the flange 23, and a stress restraint member is provided in which a restraining nut 30 is coupled to a lower portion of the support ring 50. Micro files.
상기 파일 본체(10)에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시키는 것을 특징으로 하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일.
The method of claim 1,
The micro pile provided with the stress restrainer, characterized in that the restraint nut (30) is coupled to the lower portion of the stress restraint (20) provided in the pile body (10) to restrain the position of the stress restraint (20).
상기 응력 구속구(20)의 몸체부(21)에 일체로 형성되는 나선형 구조의 지압 플랜지(23)는 하나의 피치(pitch)를 구성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일.
The method of claim 1,
The micro pile provided with the stress restrainer, characterized in that the acupressure flange 23 of the spiral structure integrally formed in the body portion 21 of the stress restraint 20 is configured to constitute a pitch. .
파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비되어 지압 플랜지(23)의 피치(pitch)가 연속되도록 형성되고, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시키는 것을 특징으로 하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일.
The method of claim 4, wherein
The pile main body 10 is provided with a plurality of stress restraints 20 so as to correspond to the height of the rock layer G2, so that the pitch of the acupressure flange 23 is continuous, and the pile main body 10 is provided. The micro file with the stress restrainer, characterized in that the restraint nut (30) is coupled to the lower portion of the stress restraint (20) provided at the bottom of the restraint to restrain the position of the stress restraint (20).
파일 본체(10)에는 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 복수의 응력 구속구(20)가 구비되고, 상기 응력 구속구(20)들 사이에는 실린더형 스페이서(40)가 구비되며, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 구속 너트(30)가 결합되어 응력 구속구(20)의 위치를 구속시키는 것을 특징으로 하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일.
The method of claim 4, wherein
The pile body 10 is provided with a plurality of stress restraints 20 so as to correspond to the height of the rock layer G2, and a cylindrical spacer 40 is provided between the stress restraints 20. The micro pile provided with the stress restrainer, characterized in that the restraint nut 30 is coupled to the lower portion of the stress restraint 20 provided at the bottom of the pile body 10 to restrain the position of the stress restraint 20. .
파일 본체(10)의 최상부에 구비되는 응력 구속구(20)는 지압 플랜지(23)의 상단이 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 응력 구속구가 구비된 마이크로 파일.
The method of claim 1,
The stress restraint 20 provided at the top of the pile body 10 has a micro pile with stress restraints, which is positioned such that the upper end of the acupressure flange 23 corresponds to the height at which the rock layer G2 starts. .
상기 마이크로 파일(MP)은 외주면에 트레드(11)가 형성된 파일 본체(10)에 암반층(G2)의 높이에 대응하여 위치하도록 적어도 하나의 응력 구속구(20)가 구비되며, 상기 응력 구속구(20)는 몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되되, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되어 상부에서 재하되는 외부 하중을 수평방향으로 전환함으로써 천공홀(H)에 구비되는 그라우트재(GR)로 전달되어 그라우트재(GR)와 암반층(G2) 사이의 마찰 저항력이 향상되도록 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되며, 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에는 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)이 구비되고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)가 결합되는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초.
The present invention relates to a micro pile foundation (F) in which a micro pile (MP) is provided inside a drilling hole (H) formed in the ground (G), and a grout material (GR) is injected into the drilling hole (H).
The micro pile MP is provided with at least one stress restraint 20 so as to correspond to the height of the rock layer G2 on the pile main body 10 having a tread 11 formed on an outer circumferential surface thereof. 20 is a through hole 22 is formed so that the pile body 10 penetrates in the center of the body portion 21, the acupressure flange 23 is integrally formed along the outer circumferential surface of the body portion 21, the acupressure The outer circumferential surface of the flange 23 is integrally provided with a pressurized inclined surface 24 inclined downwardly inward to be transferred to the grout material GR provided in the drilling hole H by converting the external load loaded from the upper portion in the horizontal direction. The frictional resistance between the grout material GR and the rock layer G2 is formed to be improved, and the acupressure flange 23 is formed along the outer circumferential surface of the body portion 21, and gradually changes in position in the vertical direction. Is formed in a structure, of the pile body 10 The lower portion of the stress restraint 20 provided at the end is provided with a support ring 50 formed with a flange seating groove 51 to accommodate the acupressure flange 23 protruding downward from the body portion 21, the support ring Micro pile foundation, characterized in that the restraint nut (30) is coupled to the lower portion of the (50).
지반(G)의 토사층(G1)을 관통하여 암반층(G2)에 이르도록 일정 깊이로 천공홀(H)을 형성하는 천공홀 형성단계(S10);
몸체부(21)의 중심에 파일 본체(10)가 관통되도록 관통공(22)이 형성되고, 몸체부(21)의 외주면을 따라 지압 플랜지(23)가 일체로 형성되며, 상기 지압 플랜지(23)의 외주면에는 내측 하향되게 직선 경사진 가압 경사면(24)이 일체로 마련되고, 상기 지압 플랜지(23)는 몸체부(21)의 외주면을 따라 형성되되, 상하방향으로도 점진적으로 위치를 달리하여 나선형 구조로 형성되는 적어도 하나의 응력 구속구(20)를 이용하여, 상기 관통공(22)에 파일 본체(10)를 관통시키는 응력 구속구 구비단계(S21); 상기 응력 구속구(20)를 암반층(G2)의 높이에 대응되도록 위치시키는 응력 구속구 위치 결정단계(S22); 및 상기 파일 본체(10)의 하단에 구비되는 응력 구속구(20)의 하부에 몸체부(21)로부터 하방 돌출된 지압 플랜지(23)가 수용되도록 플랜지 안착홈(51)이 형성된 받침링(50)을 구비하고, 상기 받침링(50)의 하부에 구속 너트(30)를 결합하는 응력 구속구 구속단계(S23);를 포함하여 마이크로 파일(MP)을 형성하는 마이크로 파일 형성단계(S20);
상기 천공홀(H)에 상기 마이크로 파일(MP)을 삽입하는 마이크로 파일 삽입단계(S30); 및
상기 천공홀(H)에 그라우트재(GR)를 주입하여 양생하는 그라우트재 주입단계(S40);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초 시공방법.
Regarding the construction method (FM) of the micro pile foundation (F),
A punching hole forming step (S10) of forming a punching hole (H) at a predetermined depth to penetrate the soil layer (G1) of the ground (G) to reach the rock layer (G2);
A through hole 22 is formed in the center of the body portion 21 so that the pile body 10 penetrates. Acupressure flange 23 is integrally formed along the outer circumferential surface of the body portion 21. On the outer circumferential surface of) is provided integrally inclined pressure inclined surface 24 to be inward downward, the acupressure flange 23 is formed along the outer circumferential surface of the body portion 21, gradually changing the position in the vertical direction A stress restraint providing step (S21) through which the pile main body (10) passes through the through hole (22) by using at least one stress restraint (20) formed in a helical structure; A stress restraint positioning step of positioning the stress restraint 20 to correspond to the height of the rock layer G2; And a support ring 50 having a flange seating groove 51 formed therein so that the acupressure flange 23 protruding downward from the body portion 21 is received at a lower portion of the stress restraint 20 provided at the lower end of the pile body 10. And a stress restrainer restraining step (S23) for coupling the restraining nut (30) to the lower portion of the support ring (50).
Micro file insertion step (S30) for inserting the micro file (MP) in the drilling hole (H); And
Grout material injection step (S40) for curing by injecting grout material (GR) into the hole (H);
Micro file basic construction method comprising a.
상기 천공홀 형성단계(S10)는,
지반(G)의 일정 위치에 케이싱(CS)을 하부로 관입하는 케이싱 관입단계(S11); 및
천공장치를 이용하여 케이싱(CS)의 내부를 천공하는 천공단계(S12);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초 시공방법.
The method of claim 10,
The drilling hole forming step (S10),
Casing intrusion step (S11) for injecting the casing (CS) to a lower position on the ground (G); And
Punching step (S12) for drilling the inside of the casing (CS) using the mill factory value;
Micro file basic construction method comprising a.
상기 응력 구속구 위치 결정단계(S22)는,
최상부에 구비되는 응력 구속구(20)에 형성된 지압 플랜지(23)의 상단이 암반층(G2)이 시작되는 높이에 대응되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초 시공방법.The method of claim 10,
The stress constraint positioning step (S22),
Micro pile foundation construction method characterized in that the upper end of the acupressure flange (23) formed in the stress restraint (20) provided in the uppermost position corresponding to the height of the rock layer (G2) start.
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KR1020190067930A KR102054157B1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Micropile with Stress Constraining Member, Micropile Foundation improved Frictional Resistance and Construction Methods thereof |
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