KR102123666B1 - 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구 및 이를 이용한 임플란트식 파일공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구 및 이를 이용한 임플란트식 파일공법에 관한 것으로서, 건축기초시스템 시공시 신축 구조물의 기초 슬래브에 매설, 이식하는 파일 설치구에 있어서, 파일을 삽입할 수 있는 파이프 형상의 파일가이드관; 상기 파일가이드관의 상단에 결합되는 상부플랜지 및 하단에 결합되는 하부플랜지; 상기 상부플랜지를 관통하여 결합되고 파일 압입시 유압실린더의 반력을 지지하는 반력봉과 나사 결합될 수 있도록 내주면에 암나사산이 형성된 복수개의 반력봉 연결너트; 및 일단이 상기 반력봉 연결너트에 체결되고, 타단이 상기 하부플랜지에 체결되는 반력봉 지지볼트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구 및 이를 이용한 임플란트식 파일공법 대해 개시한다.

Description

건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구 및 이를 이용한 임플란트식 파일공법{Implant pile installer in architecture foundation system and a universal implant pile method}

본 발명은 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구 및 이를 이용한 임플란트식 파일공법에 관한 것으로, 건축물 자중 등의 반력을 이용하여 기초시스템을 형성하는 것으로서, 보다 상세하게는 건축물의 기초시스템을 시공하는 단계에서 신축 구조물의 기초 슬래브에 미리 매설, 이식하여 추후 파일 기초를 형성하거나 건물의 부동침하로 인한 변형을 복원할 시 그리고 증축 또는 리모델링시 사용되는 파일을 압입할 수 있게 하는 임플란트식 파일 설치구 및 그 설치구를 이용한 임플란트식 파일공법에 관한 것이다.

최근 노후 건물 증가와 함께 기존 건축물에 대하여 요구되는 다양한 기능을 향상시켜 사회적, 물리적 수명을 연장할 수 있는 증축, 리모델링 시공이 활발하게 진행되고 있다.

특히, 지하층을 추가로 증축하기 위해서는 지반이 구조물의 자중을 지지할 수 있도록 보강되어야 하나, 확실한 지반보강공법이 없었기 때문에 구조물 시공 전에 실시하는 종래의 지반보강공법을 활용할 수밖에 없었다.

종래의 지반보강공법으로는 마이크로파일공법 등이 있는데, 이러한 종래의 지반보강공법의 경우 구조물 내부에 진입할 수 있는 장비 규모에 제한이 있기 때문에 보강깊이가 제한적이었고, 무엇보다도 보강된 지반의 지내력을 확인할 수 없다는 문제가 있었다.

이러한 종래 지반보강공법을 대체하여 대한민국 등록특허 10-0621669 "압입체를 이용한 구조물 인상 및 기초보강공법"이 제시된 바 있다.

도 1은 종래 압입체를 이용한 구조물 인상 및 기초보강공법을 나타내는 개념도이다.

이 공법은 현장 작업여건이 매우 나쁜 경우 또는 장비를 이용한 기초공사가 어려운 경우에 파일 압입이 가능하면서도, 연약지반에 시공되어 부등침하가 발생된 구조물에 대한 기초보강 및 인상을 통해서 구조물의 기능을 회복시킬 수 있으며, 보수 또는 보강이 필요한 구조물을 완전 철거 내지는 해체하지 않고 최소한의 필요한 부분만 인상하여 조치할 수 있는 파일 압입 시공방법 및 기초보강을 겸할 수 있는 공법이다.

즉, 도시된 바와 같이 먼저, 반력지지체(200)를 설치하기 위하여 구조물(100) 저판(110)에 반력홀(120)을 천공시킨 후, 반력홀(120)에 철근 또는 강봉과 같은 반력구(210)의 하단을 관입시켜 구조물 저판 하부에 정착시키고, 반력구(210) 상단에는 구조물(100) 내부에 위치한 원형 판재형태의 상단지지체(220)를 설치하여, 인위적으로 반력지지체(200;210,220)를 구조물에 설치시키고, 상단지지체(220) 하부에는 반력홀(120)과 같이 소정의 깊이로 천공된 압입홀(130)에 강관과 같은 파일 형태의 압입체(300)를 세팅하여, 압입체(300)와 상단지지체 사이에 유압실린더를 포함한 압입수단(400)을 작동시켜, 압입체(300)를 구조물(100) 하부에 압입시킨 후, 압입된 압입체(300) 상부와 구조물 상판 사이에 유압실린더를 포함한 인상수단을 설치하여 결국, 상기 인상수단에 의한 침하된 구조물의 인상이 가능하도록 하였다.

그러나 기존 공법의 경우 구조물의 기둥 주위의 바닥 기초 슬래브에 압입홀과 반력홀을 여러 개 천공해야 하는데, 이런 경우 내부에 배근된 철근들이 절단되는 경우가 많다.

그래서 기존 구조물의 바닥 기초 슬래브의 강도가 오히려 약해지고, 이로 인해 증축시 기존 구조물의 지지력을 오히려 약화시킬 위험이 있다. 또 이를 방지하려면 별도로 보강해야 하는 번거로움이 발생하게 되었다.

- 대한민국 등록특허 10-1743758(2017.5.30.) "기초블록을 이용한 수직 하향 증축 공법" - 대한민국 등록특허 10-1212240(2012.12.7.) "리모델링 구조물의 지하 하향 증축 구조 및 공법" - 대한민국 등록특허 10-1127931(2012.3.12.) "압입체를 이용한 구조물의 지하층 증축공법"

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구조물을 신축할 때 건축기초시스템을 시공하는 단계에서 미리 신축구조물의 기초 슬래브에 매설, 이식함으로써, 추후 파일 기초를 형성하거나 건물의 부동침하로 인한 변형을 복원할 시 그리고 증축 또는 리모델링을 위하여 파일을 압입할 수 있는 파일가이드관과 유압잭의 반력을 지지하는 반력봉을 설치할 수 있는 반력봉 연결너트가 일체화된 구조를 가지는 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 건축기초시스템을 시공하는 단계에서 미리 매설, 이식된 임플란트식 파일 설치구를 사용하여 파일기초 형성, 부동침하로 인한 변형 복원, 증축이나 리모델링을 위해 파일을 압입, 시공하는 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구를 이용한 파일공법을 제공하는 것이다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구에 관한 것으로서, 건축기초시스템 시공시 신축 구조물의 기초 슬래브에 매설, 이식하는 파일 설치구에 있어서, 파일을 삽입할 수 있는 파이프 형상의 파일가이드관; 상기 파일가이드관의 상단에 결합되는 상부플랜지 및 하단에 결합되는 하부플랜지; 상기 상부플랜지를 관통하여 결합되고 파일 압입시 유압실린더의 반력을 지지하는 반력봉과 나사 결합될 수 있도록 내주면에 암나사산이 형성된 복수개의 반력봉 연결너트; 및 일단이 상기 반력봉 연결너트에 체결되고, 타단이 상기 하부플랜지에 체결되는 반력봉 지지볼트;를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 반력봉 지지볼트의 하단은 상기 하부플랜지에 고정너트로 체결될 수 있다.

그리고 상기 파일가이드관의 외주면에는 기초 슬래브에 배근된 기초 슬래브용 철근과 연결할 수 있도록 커넥팅 철근이 돌출 형성될 수 있다.

또 상기 상부플랜지의 상부면에는 상기 상부플랜지 및 파일가이드관의 노출 및 타설하는 콘크리트의 유입을 방지하도록 방지캡이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예를 따른 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구를 이용한 파일공법은, 파일을 삽입할 수 있는 파이프 형상의 파일가이드관과, 상기 파일가이드관의 상단에 결합되는 상부플랜지 및 하단에 결합되는 하부플랜지와, 상기 상부플랜지를 관통하여 결합되고 파일 압입시 유압잭의 반력을 지지하는 반력봉과 나사 결합될 수 있도록 내주면에 암나사산이 형성된 복수개의 반력봉 연결너트와, 일단이 상기 반력봉 연결너트에 체결되고 타단이 상기 하부플랜지에 체결되는 복수개의 반력봉 지지볼트를 포함하여 이루어지는 임플란트식 파일 설치구를 기초 슬래브 성형공간에 배치하는 배치단계; 기초 슬래브 성형공간에 기초 슬래브용 철근을 배근하고, 상기 파일가이드관과 접합시키는 배근단계; 배근된 기초 슬래브 성형공간에 콘크리트를 타설하고 양생하여 임플란트식 파일 설치구를 기초 슬래브에 매설, 이식시키는 이식단계; 상기 반력봉 연결너트에 각각 반력봉을 체결하고, 각 반력봉의 상단에 반력판을 결합시키는 반력틀 조립단계; 상기 파일가이드관에 파일을 삽입하고, 상기 반력판과 파일 사이에 유압잭을 설치하여 파일을 압입하는 압입단계; 및 압입이 완료된 파일의 상단과 상기 파일가이드관의 상단을 결합시키는 정착단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 배근단계에서, 상기 파일가이드관의 외주면에 형성된 커넥팅 철근을 기초 슬래브에 배근된 기초 슬래브용 철근과 용접 또는 커플러에 의해 상호 접합할 수 있다.

그리고 상기 배근단계와 이식단계 사이에는, 상기 상부플랜지의 상부면에 상기 상부플랜지 및 파일가이드관의 노출 및 타설하는 콘크리트의 유입을 방지하도록 방지캡을 덮는 캡핑단계가 더 포함될 수 있다.

또 상기 반력틀 조립단계에서, 상기 반력판 대신 상기 방지캡을 사용할 수 있다.

한편, 상기 정착단계 다음에, 상기 반력봉 연결너트에 보강봉을 체결하고, 상기 보강봉과 파일의 상단 사이를 보강판으로 연결, 고정하는 보강단계가 더 포함될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 구조물 신축시 기초 슬래브에 미리 임플란트식 파일 설치구를 매설, 이식해 놓기 때문에 추후 파일 기초를 형성하거나 건물의 부동침하로 인한 변형을 복원할 시 그리고 증축이나 리모델링시 별도로 기초 슬래브를 천공할 필요가 없다. 따라서, 기존에 기초 슬래브에 배근된 철근이 절단되지 않기 때문에 기존 구조물에 전혀 손상을 주지 않고 강도 저하를 방지할 수 있다.

그리고 매설, 이식된 파일가이드관이 압입되는 파일의 수직도, 직진도를 가이드하기 때문에 파일의 수직도와 직진도가 보장된다.

또 이러한 임플란트식 파일 설치구는 간단한 구조를 가지며 대량 제작이 쉽기 때문에 실제 신축시 추가되는 비용은 전체 공사비에 비해 경미한 수준이어서 매우 효과적이다.

뿐만 아니라, 간단한 구조를 가지므로 시공 현장에서 작업자들이 시공상황에 맞게 쉽게 제작 및 설치도 할 수 있어서 매우 효율적이다.

도 1은 종래 압입체를 이용한 구조물 인상 및 기초보강공법을 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구의 외관을 나타내는 사시도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 분해사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 예시도
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 또 다른 실시 예를 따라 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구를 이용한 임플란트식 파일공법에 의한 시공상태도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 건축기초시스템을 시공함에 있어서, 신축 구조물의 기초 슬래브에 콘크리트를 타설하기 전에 매설하고 이식함으로써 이후 파일 기초를 형성하거나 건물의 부동침하로 인한 변형을 복원할 시 그리고 증축이나 리모델링을 할 때 기초 슬래브에 천공할 필요없이 바로 파일을 압입할 수 있는 임플란트식 파일 설치구 및 이를 이용한 파일 공법에 관한 것이다.

먼저, 도 2, 3을 참조하여 본 발명에 따른 임플란트식 파일 설치구의 일 실시 예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 분해사시도를 나타낸다.

본 발명에 따른 임플란트식 파일 설치구는 파일가이드관(10), 상부플랜지(20), 하부플랜지(30), 반력봉 연결너트(40), 반력봉 지지볼트(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 파일가이드관(10)은 파이프 또는 실린더 형상으로 이루어지는 강관이다. 상기 파일가이드관(10)의 단면 형상은 원형 또는 다각형일 수 있다.

이때, 상기 파일가이드관(10)이 원형관 형상일 경우 내경은 증축이나 모델링시 압입하고자 하는 파일(pile)의 외경보다 커야 한다.

그리고 상기 파일가이드관(10)의 길이는 신축하고자 하는 기초 슬래브(S)의 두께와 동일하거나 짧아야 한다. 왜냐하면, 기초 슬래브(S)에 매설, 이식되어야 하기 때문이다.

다음으로 상부플랜지(20)와 하부플랜지(30)에 대해 설명한다.

상기 상부플랜지(20)는 상기 파일가이드관(10)의 상단에 결합되고, 하부플랜지(30)는 상기 파일가이드관(10)의 하단에 결합된다.

그리고 상기 상부플랜지(20)와 하부플랜지(30)의 중앙에 상부홀 및 하부홀이 각각 형성되고 상기 상부홀과 하부홀은 각각 상기 파일가이드관의 외경과 일치하도록 맞추어져 상호 용접으로 접합될 수 있다.

이때, 상기 상부플랜지(20)에는 상기 반력봉 연결너트(40)가 관통하도록 관통홀이 형성된다. 상기 관통홀은 상기 상부홀 주위에 방사상으로 복수개가 형성된다.

다음으로 반력봉 연결너트(40)는 파일 압입시 반력봉(110)과 체결되면서 상기 반력봉(110)을 지지하기 위한 것으로서, 원형관 형상으로 이루어지고 내주면에 암나사산이 형성된다.

여기서, 상기 반력봉 연결너트(40)는 상기 상부플랜지(20)의 관통홀에 삽입되어 결합, 고정된다. 그리고 상기 반력봉 연결너트(40)의 개수는 사용하고자 하는 반력봉(110)의 개수에 대응되도록 구비될 수 있다.

일반적으로는 상기 반력봉 연결너트는 도시된 바와 같이 4개를 사용할 수 있으나 지지하는 하중의 크기에 따라 6개, 8개, …, 16개, … N개를 사용할 수도 있다.

따라서, 상기 반력봉 연결너트(40)의 상부에는 상기 반력봉(110)이 나사 결합되어 체결되고, 하부에는 상기 반력봉 지지볼트(50)가 나사 결합되어 체결될 수 있다.

다음으로 상기 반력봉 지지볼트(50)에 대해 설명하고자 한다.

상기 반력봉 지지볼트(50)는 상기 반력봉(110)에 걸리는 반력에 의해 상기 상부플랜지(20)가 받는 하중을 지지할 수 있는 것으로서, 긴 봉 형상으로 이루어지고 외주면에 수나사산이 형성된다.

이러한 수나사산은 상기 반력봉 지지볼트(50)의 외주면 전체에 걸쳐 형성될 수도 있고, 양단에만 형성될 수도 있는데, 상기 반력봉 지지볼트(50)의 상단은 상기 반력봉 연결너트(40)와, 하단은 상기 하부플랜지(30)에 고정너트(60)로 체결될 수 있다.

이때, 상기 고정너트(60)는 상기 하부플랜지(30)를 기준으로 상측과 하측에 각각 체결되어 조여줄 수 있다.

한편, 상기 파일가이드관(10), 상부플랜지(20), 하부플랜지(30), 반력봉 연결너트(40) 및 반력봉 지지볼트(50)는 각각 스틸(steel) 재질로 이루어질 수 있다.

이와 같이 상기 파일가이드관(10), 상부플랜지(20), 하부플랜지(30), 반력봉 연결너트(40) 및 반력봉 지지볼트(50)는 공장에서 일체로 어셈블리 형태로 제작되어 신축 구조물의 기초 슬래브(S)를 만들기 위한 공간, 특히 기둥용 철근(미도시) 주위에 미리 설치하고, 배근한 후 콘크리트를 타설함으로써 기초 슬래브에 매설, 이식(implanted)될 수 있다.

참고로 상기 반력봉 지지볼트도 도시된 바와 같이 4개를 사용할 수 있으나 지지하는 하중의 크기에 따라 6개, 8개, …, 16개, … N개를 사용할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시 예는 도 4와 같은 형상일 수 있다. 도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 예시도이다.

본 발명의 다른 실시 예는 도시된 바와 같이 상기 파일가이드관(10)의 외주면에 하나 이상의 커넥팅 철근(70)이 형성된 구조일 수 있다.

상기 커넥팅 철근(70)은 기초 슬래브(S)를 성형하기 위해 배근하는 기초 슬래브용 철근(B)과 상술한 임플란트식 파일 설치구를 연결하기 위한 것이다.

연결을 용이하게 하기 위해 상기 커넥팅 철근(70)은 배근되는 기초 슬래브용 철근(B)과 배치가 대응되도록 형성되어야 한다.

일반적으로 기초 슬래브용 철근(B)은 상부에 위치하는 상부철근과 하부에 위치하는 하부철근으로 배근되는데, 이때 상기 커넥팅 철근(70)은 상기 파일가이드관(10)의 외주면 상부와 하부에 각각 사방으로 돌출 형성되도록 공장에서 사전 제작할 수 있다.

이러한 상기 커넥팅 철근(70)과 기초 슬래브용 철근(B)은 상호 교차지점에 와이어를 사용하여 묶어서 결합시키거나 용접하는 방식으로 접합시킬 수 있다.

또는 별도의 커플러를 사용하여 서로 결합시킬 수 있을 것이다.

참고로 상기 커넥팅 철근(70)이 없는 경우 직접 용접으로 접합 가능하다. 즉, 배근된 철근을 일부 절단하고 상기 파일가이드관(10)과 용접으로 접합 가능한 것이다.

한편, 상기 상부플랜지(20)의 상부면에 타설하는 콘크리트의 타설면과 방지캡(80)의 상단면이 일치할 수 있도록 방지캡(80)이 더 구비될 수 있다.

상기 방지캡(80)은 상기 상부플랜지(20)에 방지캡 체결볼트(81)로 결합될 수 있다.

상기 방지캡(80)은 상기 상부플랜지(20) 및 파일가이드관(10)이 기초 슬래브(S)에 매설되었을 때, 외부로 노출되는 것을 방지한다.

뿐만 아니라 기초 슬래브 성형을 위해 콘크리트를 타설할 때 파일가이드관(10)의 내부로 콘크리트나 이물질의 유입을 차단한다.

상기 방지캡(80)의 재질은 합성수지를 사용할 수 있고, 후술하는 바와 같이 반력판(120) 대신으로 사용할 수 있도록 스틸로 이루어질 수도 있다.

이하에서는 도 5a 내지 5e를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예인 임플란트식 파일 설치구를 이용하여 파일을 압입하는 파일공법에 대해 설명하고자 한다.

도 5a는 배근단계를 나타내고, 도 5b는 이식단계를 나타내며, 도 5c는 조립단계를 나타내고, 도 5d는 압입단계를 나타내며, 도 5e는 정착단계를 나타낸다.

먼저, 배치단계는 상술한 임플란트식 파일 설치구를 신축 구조물의 기초 슬래브 성형공간에 설치하는 단계이다.

상기 임플란트식 파일 설치구의 구조는 앞서 설명한 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 기초 슬래브(S)의 임의의 위치에 배치할 수 있으나, 일반적으로 수직으로 세워진 기둥용 철근을 중심으로 방사상으로 배치할 수 있다.

다음 단계는 배근단계에 대해 설명한다.

도 5a에 도시된 바를 참조하면, 배근단계는 기초 슬래브 성형공간에 기초 슬래브용 철근을 배근하는 단계이다.

그리고 배근된 기초 슬래브용 철근(B)과 임플란트식 파일 설치구를 접합시키는 과정도 포함한다.

기초 슬래브용 철근(B)은 상부와 하부에 이중으로 배열될 수 있고, 격자 형태로 배근된다. 일반적으로 각 기초 슬래브용 철근(B)의 간격은 20 ~ 30cm 정도로 배근된다.

만일, 상기 파일가이드관(10)의 외경이 상기 기초 슬래브용 철근(B) 간의 간격보다 작으면 기초 슬래브용 철근(B)을 절단할 필요는 없다. 그러나 상기 파일가이드관(10)의 외경이 간격보다 크면 배근되는 기초 슬래브용 철근(B)을 일부 절단하고 절단부를 상기 파일가이드관(10)의 외주면에 용접시켜 접합할 수 있다.

또는 상술한 바와 같이 상기 커넥팅 철근(70)과 절단부를 와이어로 연결하거나 용접 또는 커플러를 사용하여 연결할 수 있다.

참고로 상기 배근단계 다음에 상기 상부플랜지(20)의 상부면에 상기 방지캡(80)을 덮는 캡핑단계가 수행될 수 있다.

상기 방지캡(80)을 덮기 위해 상기 상부플랜지(20)와 상기 방지캡(80)은 방지캡 체결볼트(81)로 상호 체결할 수 있다. 이로 인해 다음 이식단계에서 타설하는 콘크리트가 상기 파일가이드관(10) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있고, 기초 슬래브(S)가 양생되었을 때 외부로 상부플랜지(20)와 파일가이드관(10) 등이 노출되는 것을 방지한다.

다음은 도 5b에 도시된 이식단계이다.

상기 이식단계는 기초 슬래브용 철근(B)이 배근된 기초 슬래브 성형공간에 콘크리트를 타설하고, 양생시켜 기초 슬래브(S)를 성형하면서, 상기 기초 슬래브(S) 내에 임플란트식 파일 설치구가 매설되게 하는 단계이다.

이때, 타설하는 콘크리트는 상기 방지캡(80)의 상단면과 타설면이 일치하도록 타설한다.

타설된 콘크리트가 양생되면 기초 슬래브(S) 내에 이식된 임플란트식 파일 설치구는 추후 증축이나 리모델링이 수행될 때까지 매설, 이식된 상태로 유지된다.

다음으로 도 5c에 도시된 반력틀 조립단계이다. 이 단계부터 실제 증축이나 리모델링을 위해 파일을 기초 슬래브(S)에 압입하기 위한 과정이 수행된다.

상기 반력틀(100)은 복수개의 반력봉(110)과 하나의 반력판(120) 및 고정너트(130)로 구성될 수 있다.

상기 반력봉(110)은 긴 봉 형상으로 이루어지고 외주면에 수나사산이 형성된 고장력 스터드 볼트일 수 있다.

그리고 상기 반력판(120)은 원형의 강판으로 이루어질 수 있고 상기 반력봉(110)이 체결될 수 있도록 체결홀이 형성된다.

우선, 상기 방지캡 체결볼트(81)를 풀어 상기 방지캡(80)을 해체한다.

그리고 상기 반력봉(110)을 상기 반력봉 연결너트(40)에 삽입, 체결하여 수직으로 설치한다. 그리고 상기 반력봉(110)의 상단에 상기 반력판(120)을 결합시켜 반력틀(100)을 조립한다.

이때, 고정너트(130)를 사용하여 상기 반력판(120)과 반력봉(110)을 체결할 수 있다.

따라서, 상기 반력판(120)과 상부플랜지(20) 사이에 파일 및 유압잭(200)을 수용할 공간이 형성된다.

참고로 상기 반력봉은 일반적으로 4개를 사용할 수 있으나 지지하는 하중에 따라 6개, 8개, …, 16개, … N개를 선택적으로 사용할 수도 있다.

다음은 도 5d와 같이 상기 파일가이드관(10)을 통해 파일을 압입하는 압입단계이다.

구체적으로 상기 파일가이드관(10)에 일정 길이의 파일(P)을 삽입하고, 삽입된 파일(P)의 상단과 상기 반력판(120) 사이에 유압잭(200)을 설치한다.

그리고 외부에서 유압을 공급하여 상기 유압잭(200)을 작동시키면 상기 파일(P)이 상기 파일가이드관(10)을 통해 하측의 지반으로 강제 압입된다.

즉, 상기 반력판(120)의 반력에 의해 상기 파일(P)은 하측으로 압입되어 기초 슬래브(s)의 하측에 위치한 지반을 뚫고 내려가게 된다.

이때, 상기 파일가이드관(10)이 상기 파일(P)의 직진도 및 수직도를 안내하므로 기존에 비해 직진도와 수직도가 우수하다.

상기 파일(P)은 다양한 형상을 모두 사용할 수 있음은 당연하다. 즉, 강관 형상, I빔 또는 H빔 형상, 강봉 형상, 다각형관 형상 등 상기 파일가이드관(10)에 삽입이 되면 모두 가능할 것이다.

하나의 파일(P) 압입이 완료되면 다른 파일(P)을 다시 거치하고 두 파일(P)의 접촉부분을 용접하여 접합시킬 수 있다. 그리고 다시 상기 유압잭(200)을 작동시켜 동일하게 압입을 수행한다.

또 다르게 파일(P) 단부에 나사산을 형성시켜 서로 나사 결합하는 방식으로 계속 연결한 후 압입을 수행할 수도 있다. 즉, 어느 하나의 파일에는 암나사산을 형성시키고, 다른 하나의 파일에는 수나사산을 형성시켜 상호 체결하는 방식으로 상기 파일을 연장할 수 있다.

한편, 바람직한 것은 상기 반력판(120)을 별도로 준비할 수 있지만, 본 발명에서 상기 방지캡(80)을 전용할 수 있다. 즉, 상기 방지캡(80)의 재질이나 규격을 반력판으로 사용할 수 있도록 설계하여, 상기 방지캡(80)으로 사용하다가 증축이나 리모델링시 해체하여 상기 반력판(120)으로 사용할 수 있다.

이때는 상기 방지캡(80)에 형성되어 상기 방지캡 체결볼트(81)로 체결하는 체결홀에 상기 반력봉(110)을 체결시킬 수 있을 것이다.

이와 같이 상기 파일가이드관(10)에 의해 미리 기초 슬래브가 천공된 상태이므로 종래와 같이 구조물의 기초 슬래브(s)에 구멍을 뚫고 철근을 절단할 필요까지 없는 장점이 있다.

다음으로 정착단계는 도 5e와 같이 상기 파일의 압입이 완료되면 마지막으로 압입된 상기 파일(P)의 상단과 상기 파일가이드관(10)의 상단을 결합시켜 일체화하는 단계이다.

즉, 상기 압입된 파일(P)을 상기 파일가이드관(10)과 결합시킴으로써 하측 지반에 압입된 파일(P)이 지반 굴착 이후에도 기초 슬래브(S) 전체를 지지할 수 있게 한다.

상기 파일가이드관(10)과 파일(P)은 상호 용접으로 결합시킬 수 있다.

그런데 상기 정착단계에 더하여 보강단계가 더 포함될 수 있다.

상기 보강단계는 상기 파일가이드관(10)과 파일의 결합력을 보강하기 위한 것으로서, 보강봉(310)과 보강판(320)이 사용될 수 있다.

상기 보강봉(310)은 파일 압입이 완료된 후 상기 반력봉(110)을 제거한 상기 반력봉 연결너트(40) 내에 별도로 삽입, 체결할 수 있는 상대적으로 짧은 길이의 봉이다.

그리고 상기 보강판(320)은 사각판재 형상으로 이루어지고 상기 보강봉(310)과 파일가이드관(10) 사이에 배치되어 상기 보강봉(310)과 파일가이드관(10)을 추가로 결합시킨다.

이를 위해 상기 보강판(320)의 일측은 상기 보강봉(310)과 용접으로 결합되고, 타측은 상기 파일가이드관(10)과 용접할 수 있다.

이러한 구조로 인해 압입된 파일(P)은 기초 슬래브(S)의 하중을 더 견고하게 지지할 수 있게 된다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 파일가이드관 20 : 상부플랜지
30 : 하부플랜지 40 : 반력봉 연결너트
50 : 반력봉 지지볼트 60 : 고정너트
70 : 커넥팅 철근
80 : 방지캡 81 : 방지캡 체결볼트
100 : 반력틀 110 : 반력봉
120 : 반력판 130 : 고정너트
200 : 유압잭
310 : 보강봉 320 : 보강판
S : 기초 슬래브 B : 기초 슬래브용 철근
P : 파일

Claims (9)

1. 건축기초시스템 시공시 신축 구조물의 기초 슬래브에 매설, 이식하는 파일 설치구에 있어서,
   파일을 삽입할 수 있는 파이프 형상의 외주면에 기초 슬래브용 철근과 연결할 수 있도록 커넥팅 철근이 돌출 형성되는 파일가이드관;
   상기 파일가이드관의 상단 및 하단에 결합되고 상단의 중앙에 상부홀 및 하단의 중앙에 하부홀이 각각 형성되고 상기 상부홀 및 하부홀이 상기 파일가이드관의 외경과 일치하도록 상호 용접 접합된 상부플랜지 및 하부플랜지;
   상기 상부플랜지를 관통하여 결합되고 상부에는 파일 압입시 유압실린더의 반력을 지지하는 반력봉과 나사 결합될 수 있고 하부에는 반력봉 지지볼트가 나사 결합될 수 있도록 내주면에 암나사산이 형성된 복수개의 반력봉 연결너트;
   일단이 반력봉 연결너트에 체결되고, 타단이 상기 하부플랜지에 고정너트로 체결되는 반력봉 지지볼트;
   타설하는 콘크리트의 유입을 방지하기 위해 타설하는 콘크리트의 타설면과 상단면이 일치할 수 있도록 방지캡 체결볼트로 상기 상부플랜지의 상부면에 결합되는 방지캡;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 파일을 삽입할 수 있는 파이프 형상의 파일가이드관과, 상기 파일가이드관의 상단에 결합되는 상부플랜지 및 하단에 결합되는 하부플랜지와, 상기 상부플랜지를 관통하여 결합되고 파일 압입시 유압잭의 반력을 지지하는 반력봉과 나사 결합될 수 있도록 내주면에 암나사산이 형성된 복수개의 반력봉 연결너트와, 일단이 상기 반력봉 연결너트에 체결되고 타단이 상기 하부플랜지에 체결되는 복수개의 반력봉 지지볼트를 포함하여 이루어지는 임플란트식 파일 설치구를 기초 슬래브 성형공간에 배치하는 배치단계;
   기초 슬래브 성형공간에 기초 슬래브용 철근을 배근하고, 배근된 상기 기초 슬래브용 철근과 상기 파일가이드관의 외주면에 형성된 커넥팅 철근을 상호 접합시키는 배근단계;
   타설하는 콘크리트의 유입을 방지하기 위해 타설하는 콘크리트의 타설면과 상단면이 일치할 수 있도록 방지캡 체결볼트로 상기 상부플랜지의 상부면에 결합되는 방지캡을 덮는 캡핑단계;
   배근된 기초 슬래브 성형공간에 방지캡의 상단면과 타설하는 콘크리트의 타설면과 일치하도록 콘크리트를 타설하고 양생하여 임플란트식 파일 설치구를 기초 슬래브에 매설, 이식시키는 이식단계;
   상기 반력봉 연결너트에 각각 반력봉을 체결하고, 각 반력봉의 상단에 반력판을 결합시키는 반력틀 조립단계;
   상기 파일가이드관에 파일을 삽입하고, 상기 반력판과 파일 사이에 유압잭을 설치하여 파일을 압입하는 압입단계;
   압입이 완료된 파일의 상단과 상기 파일가이드관의 상단을 결합시키는 정착단계;를 포함하여 이루어지는 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구를 이용한 임플란트식 파일공법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 반력틀 조립단계에서,
   상기 반력판 대신 상기 방지캡을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 건축기초시스템에 있어 임플란트식 파일 설치구를 이용한 임플란트식 파일공법.
9. 삭제

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