KR102131534B1 - 파일보강체, 파일구조물 및, 파일구조물의 시공방법 - Google Patents

파일보강체, 파일구조물 및, 파일구조물의 시공방법 Download PDF

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KR102131534B1 KR1020180151869A KR20180151869A KR102131534B1 KR 102131534 B1 KR102131534 B1 KR 102131534B1 KR 1020180151869 A KR1020180151869 A KR 1020180151869A KR 20180151869 A KR20180151869 A KR 20180151869A KR 102131534 B1 KR102131534 B1 KR 102131534B1
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Abstract

본 발명은 내부가 중공된 보강본체부; 상기 보강본체부의 외주면에서 외측방향으로 연장 형성되고, 적어도 횡방향 하중에 저항하는 보강날개부; 및, 상기 보강본체부의 내주면 보다 내측방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 보강본체부와 상기 보강본체부의 내부에 배치되는 파일의 사이에 이격공간을 유지하는 간격유지부;를 포함하는 파일보강체를 제공한다.

Description

파일보강체, 파일구조물 및, 파일구조물의 시공방법{FILE REINFORCEMENT APPARATUS AND FILE STRUCTURE AND METHOD OF THE FILE STRUCTURE}
본 발명은 수평지지력을 향상시킨 파일보강체, 파일구조물 및, 파일구조물의 시공방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.
파일은 건축물, 교량기초, 플랜트 등에서 상부하중을 지반으로 전달하는 역할을 한다.
파일로는 원형 강관 또는 원형 콘크리트 파일을 주로 사용한다.
파일에는 연직하중 뿐만 아니라 수평하중이 작용하며 이 중 수평하중은 주로 상부구조물에 작용하는 풍하중, 지진하중에 의하여 발생한다.
특히, 최근 지진이 빈번히 발생하여 지진하중에 대한 안전성을 확보하는 내진설계가 강화되는 추세이므로 이를 위하여 수평하중에 대한 충분한 저항성능 확보가 중요하다.
지반에 매립된 파일의 상부에 수평하중이 작용하면 파일은 변형한다. 이때, 파일은 수평하중에 대해 상부지반의 지반강도와 파일의 강도에 의하여 저항한다.
파일을 시공하는 현장에는 대부분 상부지반의 강도가 약한 경우가 많은데 지반의 강도나 파일의 강도가 충분하지 않아서 허용 수평변위 이상의 변위가 예상되면 파일의 수평지지력을 증가시키거나 파일의 개수를 증가시켜야 한다.
종래에는, 파일의 수평지지력을 증가시키는 방법으로 파일의 직경을 증가시켜서 파일의 지반과의 접촉면적을 증가시켜 파일의 수평지지력을 증가시키는 방식이 적용되었으나, 파일의 길이 전체에 대해 직경이 증가되면서 파일의 재료비가 증가하면서 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 충분한 수평지지력을 확보하면서 경제성을 향상시킬 수 있는 파일구조물의 개발이 절실해지고 있다.
KR 10-0582891 B1
본 발명은 일 측면으로서, 충분한 수평지지력을 확보하면서 경제성을 향상시킬 수 있는 파일보강체, 파일구조물 및, 파일구조물의 시공방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부가 중공된 보강본체부; 상기 보강본체부의 외주면에서 외측방향으로 연장 형성되고, 적어도 횡방향 하중에 저항하는 보강날개부; 및, 상기 보강본체부의 내주면 보다 내측방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 보강본체부와 상기 보강본체부의 내부에 배치되는 파일의 사이에 이격공간을 유지하는 간격유지부;를 포함하고, 상기 간격유지부는, 상기 보강날개부에서 연장 형성되고, 상기 보강본체부의 가이드홀을 관통하여 상기 보강본체부의 내주면 보다 돌출되고, 상기 간격유지부는, 상기 보강날개부에 높이방향으로 적어도 2개 이상이 이격 형성되고, 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하는 직각삼각형 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파일보강체를 제공한다.
바람직하게, 상기 보강날개부는 상기 보강본체부의 상단에서 일정간격으로 이격된 지점에서 하측방향으로 연장 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 보강날개부는 지반에 근입이 용이하도록 하단부분에는 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하는 단면증가영역이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 보강날개부가 상기 보강본체부의 외주면으로부터 외측 둘레방향으로 돌출되는 최대돌출길이는 상기 파일의 직경의 0.2 ~ 0.4 배의 범위로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 간격유지부는, 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가되는 가이드영역이 형성되고, 상기 가이드영역의 하단부분은 상기 보강본체부의 내주면의 내측으로 내입되도록 배치되거나, 적어도 보강본체부의 내주면과 동등한 라인에 배치될 수 있다.
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바람직하게, 상기 보강날개부의 상단에 설치되어, 지반 상면과의 접지력을 증가시키는 상부확대부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 상부확대부의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부;를 더 포함할 수 있다..
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 지반에 근입되는 파일; 상기 파일을 둘러싸도록 지반에 근입되는 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 파일보강체; 및, 상기 파일 및, 상기 파일보강체 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 매립되는 확대매트;를 포함하는 파일구조물을 제공한다.
바람직하게, 상기 파일보강체의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부가 상기 확대매트에 매립되어 일체화될 수 있다.
바람직하게, 적어도 상기 파일과 상기 파일보강체의 사이의 이격공간에 타설되어 상기 파일과 상기 파일보강체를 일체화시키는 그라우트부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 파일의 상측영역 및, 상기 보강본체부의 상측영역은 각각 지반의 상측으로 돌출되어 상기 확대매트에 매립되고, 상기 보강본체부의 상측영역이 상기 파일의 상측영역 보다 상대적으로 더 돌출 형성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 지반에 파일을 근입시키는 파일설치단계; 상기 파일을 둘러싸도록 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 파일보강체를 지반에 근입시키는 파일보강체 설치단계; 상기 파일 및, 상기 파일보강체 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 확대매트에 매립되도록 확대매트를 설치하는 확대매트 설치단계;를 포함하는 파일구조물의 시공방법을 제공한다.
이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 충분한 수평지지력을 확보하면서 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일보강체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 파일보강체의 정면도이다.
도 3a는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 방향 단면도이다.
도 3b는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 파일구조물의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 파일구조물의 시공방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파일보강체(20)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파일보강체(20)는 보강본체부(100), 보강날개부(200) 및, 간격유지부(300)를 포함하고, 추가적으로 상부확대부(400), 전단보강부(500)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 파일구조물은 내부가 중공된 보강본체부(100)와, 상기 보강본체부(100)의 외주면에서 외측방향으로 연장 형성되고, 적어도 횡방향 하중에 저항하는 보강날개부(200) 및, 상기 보강본체부(100)의 내주면 보다 내측방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 보강본체부(100)와 상기 보강본체부(100)의 내부에 배치되는 파일(10)의 사이에 이격공간(S)을 유지하는 간격유지부(300)를 포함할 수 잇다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 파일보강체(20)는 파일(10)의 상측에 설치되어, 적어도 지반(H)에 대한 수평지지력을 증가시킬 수 있다.
파일보강체(20)는 파일(10)이 근입되는 지반(H)의 상측에 배치되고, 파일(10)에 비해 횡방향 단면적을 증가시켜 지반(H)에 대한 수평지지력을 증가시킬 수 있다.
보강본체부(100)는 내부에 파일(10)이 배치 가능하도록 내부가 중공된 관상부재로 구성될 수 있다.
일례로, 보강본체부(100)는 내부가 중공된 원형의 단면을 강관으로 구성될 수 있고, 원형강관으로 구성된 보강본체부(100)가 원형의 단면을 가지는 PHC 파일(10)의 상측을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
다른 일례로, 도시되지는 않았으나, 보강본체부(100)가 사각단면을 가지는 강관으로 구성되고, 사각강관으로 구성된 보강본체부(100)가 사각형의 단면을 가지는 PHC 파일(10)의 상측을 둘러싸도록 배치될 수 있음은 물론이다.
보강본체부(100)는 파일(10)의 상측영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
보강본체부(100)는 파일(10)이 근입되는 지반(H)의 상측영역에 배치될 수 있고, 파일(10)에 비해 직경을 확경시켜 지반(H)에 대한 수평지지력을 증가시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 파일보강체(20)의 정면도이고, 도 3a는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 방향 단면도이며, 도 3b는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면도이다.
도 3a 및, 도 3b를 참조하면, 파일(10)은 간격유지부(300)에 의해 보강본체부(100)의 내주면에서 일정한 거리로 이격되도록 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 보강본체부(100)에는 간격유지부(300)가 관통하는 복수 개의 가이드홀(110)이 둘레방향으로 이격하여 형성될 수 있다.
가이드홀(110)은 보강본체부(100)의 높이방향으로 길게 형성된 직사각형 형상의 홀로 구성될 수 있다.
보강본체부(100)에는 상측영역에 4개의 가이드홀(110)이 90도 간격으로 이격 형성되고, 하측영역에 4개의 가이드홀(110)이 90도 간격으로 이격하여 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 보강날개부(200)는 보강본체부(100)의 외측방향으로 연장 형성되면서 지반(H) 등에서 가해지는 횡방향 하중에 저항하는 역할을 한다.
보강날개부(200)는 보강본체부(100)의 외주면에서 둘레방향으로 연장 형성되면서 파일보강체(20)의 지반(H)에 대한 수평지지력을 증가시킬 수 있다.
보강날개부(200)는 보강본체부(100)의 외주면에 둘레방향으로 이격하여 설치될 수 있다. 이에 따라, 다양한 방향에서 작용하는 횡방향 하중에 저항할 수 있다.
일례로, 보강날개부(200)는 보강본체부(100)의 외주면을 따라 90 도의 간격으로 4개가 배치될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 보강날개부(200)의 수와 배치간격은 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2를 참조하면, 간격유지부(300)는 보강본체부(100)의 내주면에 배치되어, 보강본체부(100)의 내부에 파일(10)을 배치시 가이드하는 역할을 한다.
도 3a를 참조하면, 간격유지부(300)는 보강본체부(100)의 내부에 배치되는 파일(10)을 가이드하도록 상기 보강본체부(100)의 내주면 보다 내측방향으로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 간격유지부(300)는 보강본체부(100)와 파일(10)의 사이에 이격공간(S)을 확보하는 역할을 한다.
간격유지부(300)에 의해 보강본체부(100)의 내주면과 파일(10)의 외주면의 사이에는 이격공간(S)이 형성될 수 있다.
간격유지부(300)는 보강본체부(100)의 내부에 파일(10)을 배치시, 파일(10)이 보강본체부(100)의 내주면과 접촉되면서 손상되는 것을 방지하고, 보강본체부(100)와 파일(10) 사이에 이격공간(S)을 확보하는 역할을 한다.
도 3a를 참조하면, 간격유지부(300)는 보강본체부(100)의 내주면 보다 돌출되고, 복수 개가 둘레방향으로 이격하여 배치될 수 있다.
일례로, 간격유지부(300)는 보강본체부(100)의 동일한 높이에 4개의 간격유지부(300)가 배치되고, 보강본체부(100)의 내주면에서 둘레방향으로 90도의 각도를 이루면서 내측으로 돌출 형성될 수 있다.
도 1 및, 도 2를 참조하면, 보강날개부(200)는 상기 보강본체부(100)의 상단에서 일정간격으로 이격된 지점에서 하측방향으로 연장 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 파일보강체(20)는 보강날개부(200)를 보강본체부(100)의 상단에서 이격된 지점에서 하측으로 연장 형성함으로써, 파일보강체(20)를 지반에 항타시 보강본체부(100)의 상단부분이 항타되고, 보강날개부(200)는 항타되지 않도록 하여 보강날개부(200)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
보강날개부(200)는 지반(H)에 근입이 용이하도록 하단부분에는 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하는 단면증가영역이 형성될 수 있다.
보강날개부(200)는 하단부분에는 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하도록 구성될 수 있다.
보강날개부(200)는 하단부분에 단면증가영역을 형성함으로써, 보강날개부(200)가 지반(H)으로 용이하게 근입될 수 있다.
일례로, 보강날개부(200)의 하단부분에는 테이퍼부분으로 구성된 단면증가영역이 형성될 수 있고, 보강날개부(200)는 테이퍼부분을 포함하여 사다리꼴 형상으로 구성될 수 있다.
보강날개부(200)가 상기 보강본체부(100)의 외주면으로부터 외측 둘레방향으로 돌출되는 최대돌출길이는 상기 파일(10)의 직경의 0.2 ~ 0.4 배의 범위로 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 간격유지부(300)는, 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가되는 가이드영역이 형성되고, 상기 가이드영역의 하단부분은 상기 보강본체부(100)의 내주면의 내측으로 내입되도록 배치되거나, 적어도 보강본체부(100)의 내주면과 동등한 라인에 배치될 수 있다.
이는, 간격유지부(300)의 하단부분이 보강본체부(100)의 내주면에서 돌출 형성되는 경우는 보강본체부(100)의 하측을 통해 보강본체부(100)의 내부로 파일(10)이 배치시 파일(10)의 상측영역이 간격유지부(300)의 하단부분에 걸리면서 시공성이 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
도 1 및, 도 2를 참조하면, 간격유지부(300)는, 상기 보강날개부(200)에서 연장 형성되고, 상기 보강본체부(100)의 가이드홀(110)을 관통하여 상기 보강본체부(100)의 내주면 보다 돌출될 수 있다.
바람직하게, 간격유지부(300)는 보강본체부(100)의 내주면에서 내측방향으로 돌출 보강본체부(100)의 두께의 0.5배 ~ 2.5 배의 범위로 돌출 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 간격유지부(300)는, 상기 보강날개부(200)에 높이방향으로 적어도 2개 이상이 이격 형성되고, 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가할 수 있다.
일례로, 도 1 및, 도 2를 참조하면, 간격유지부(300)는 보강날개부(200)의 높이방향 상측영역에 1개가 형성되고, 보강날개부(200)의 높이방향 하측영역에 1개가 형성될 수 있다.
물론, 보강날개부(200)의 높이방향으로 3개 이상의 보강날개부(200)가 이격하여 형성될 수 있음은 물론이다.
일례로, 간격유지부(300)는 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하는 직각삼각형 형상으로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 간격유지부(300)는 파일(10)을 안정적으로 가이드하기 위해, 직각부분을 제외한 직각삼각형의 모서리부분 중 상대적으로 각도가 작은 모서리부분이 하측에 배치될 수 있다.
직각부분을 제외한 직각삼각형의 모서리부분 중 중 상대적으로 각도가 큰 모서리부분이 파일(10) 방향으로 배치될 수 있다.
도 1 및, 도 2를 참조하면, 파일보강체(20)는 보강날개부(200)의 상단에 설치되어, 지반(H) 상면과의 접지력을 증가시키는 상부확대부(400)를 더 포함할 수 있다.
상부확대부(400)는 보강날개부(200)의 상단에 설치되어, 지반(H) 상면과 접촉되면서 지반(H)의 상면에 대한 접지력을 증가시킬 수 있다.
상부확대부(400)는 보강날개부(200)에 비해 횡방향 단면이 확경된 형상으로 구성될 수 있다.
상부확대부(400)는 보강날개부(200)에 비해 횡방향 단면이 확경된 형상으로 구성됨으로써, 파일보강체(20)에 종방향으로 작용하는 하중 중에서 파일보강체(20)를 지반(H)의 하측방향으로 이동시키는 하중에 대해 저항할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상부확대부(400)는 보강날개부(200)의 상단과, 보강본체부(100)의 외주면에 각각 용접 접합되도록 설치될 수 있다.
보강날개부(200)는 상측영역은 상부확대부(400)와 용접 접합되고, 측면부분은 보강본체부(100)의 외주면에 용접 접합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 파일보강체(20)는 용접 접합된 상부확대부(400), 보강날개부(200) 및, 보강본체부(100)가 일체로 거동할 수 있다.
보강날개부(200)에 횡방향 하중이 가해지는 경우, 보강날개부(200)가 접합된 보강본체부(100) 및, 상부확대부(400)가 보강날개부(200)의 횡방향 변형을 제한할 수 있다.
상부확대부(400)에 종방향 하중이 가해질 경우, 상부확대부(400)가 접합된 보강본체부(100) 및, 보강날개부(200)가 상부확대부(400)의 종방향 변형을 제한할 수 있다.
본 발명은 보강날개부(200)와 상부확대부(400)를 동시에 포함함으로써, 보강날개부(200)는 지반(H)에서 작용하는 횡방향의 하중을 보강하고, 상부확대부(400)는 지반(H)의 상면에 배치되어 지반(H)에서 작용하는 종방향의 하중을 보강함으로써, 파일보강체(20)이 지반(H)에 대한 지지력을 증가시킬 수 있다.
복수 개의 상부확대부(400)를 설치함으로써, 파일보강체(20)를 지반(H)에 항타하여 설치시 상부확대부(400)가 지반(H)의 상면에 도달시 상부확대부(400)가 지반(H)에 대한 저항력을 발생시켜 파일보강체(20)가 지반(H)의 내부로 과도하게 근입되는 것이 방지될 수 있다.
도 1 및, 도 2를 참조하면, 파일보강체(20)는 상기 상부확대부(400)의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부(500)를 더 포함할 수 있다.
전단보강부(500)는 상부확대부(400)의 상측에서 연장 형성되는 스터드볼트로 형성될 수 있다.
전단보강부(500)는 강재 등으로 구성된 스터드볼트가 확대매트(30)에 매립되면서 콘크리트가 타설된 확대매트(30)와 강합성될 수 있다.
다음으로, 도면을 참조하여 파일구조물에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파일구조물은 파일(10), 파일보강체(20) 및 확대매트(30)를 포함하고, 추가적으로 그라우트부(G)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 파일구조물은 지반(H)에 근입되는 파일(10)과, 상기 파일(10)을 둘러싸도록 지반(H)에 근입되는 파일보강체(20) 및, 상기 파일(10) 및, 상기 파일보강체(20) 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 매립되는 확대매트(30)를 포함할 수 있다.
파일(10)은 지반(H)을 천공한 상태에서 천공된 구멍에 삽입하여 지반(H)에 근입시키거나, 항타설비 등을 활용하여 파일(10)의 상단을 항타하여 지반(H)에 근입시킬 수 있다.
일례로, 파일(10)은 원형의 단면을 가지는 PHC 파일(10)로 구성되고, 파일(10)을 둘러싸는 파일보강체(20)의 보강본체부(100)는 원형의 단면을 가지는 강관으로 구성될 수 있다.
파일보강체(20)는 파일(10)을 둘러싸도록 지반(H)에 근입될 수 있다.
파일보강체(20)의 내부에 파일(10)의 배치된 상태에서, 보강본체부(100)의 하단을 지반(H)의 상면에 접하게 배치하고, 보강본체부(100)의 상단을 항타설비 등으로 항타하여 파일보강체(20)를 지반(H)으로 근입시킬 수 있다.
파일보강체(20)는 파일(10)의 상측영역을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
확대매트(30)는 파일(10)의 상측영역을 확장시켜, 상부구조물의 연직하중, 수평하중 등 상부하중을 하부지반(H)으로 전달하여 과도한 처짐이나 수평변위가 발생하는 것을 억제하는 역할을 한다.
일례로, 확대매트(30)는 복수 개의 파일(10)이 연결 설치되는 콘크리트 확대매트(30)로 구성될 수 있다.
확대매트(30)에는 파일보강체(20)는 파일(10) 또는 파일보강체(20) 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 매립되면서 서로 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 파일보강체(20)의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부(500)가 상기 확대매트(30)에 매립되어 일체화될 수 있다.
일례로, 파일보강체(20)의 상부확대부(400)의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부(500)가 상기 확대매트(30)에 매립되어 일체화될 수 있다.
파일구조물은 적어도 상기 파일(10)과 상기 파일보강체(20)의 사이의 이격공간(S)에 타설되어 상기 파일(10)과 상기 파일보강체(20)를 일체화시키는 그라우트부(G)를 더 포함할 수 있다.
보강본체부(100)의 상측영역과 파일(10)의 상측영역의 사이에 그라우트가 타설되고, 그라우트가 경화되면서 보강본체부(100) 상측영역과 파일(10)의 상측영역이 일체화될 수 있다.
그라우트는 시멘트몰탈, 시멘트밀크 등으로 구성될 수 있다.
이때, 보강본체부(100)의 내주면에서 돌출 형성되는 간격유지부(300)는 그라우트에 매립되어 그라우트와 보강본체부(100)의 내주면과 분리되는 것에 저항하는 저항체의 역할을 할 수 있다.
일례로, 지반(H)을 천공한 후 파일(10)을 지반(H)에 근입시켜 시공하였을 경우는, 파일(10)과 파일보강체(20)의 사이의 이격공간(S)에 그라우트를 타설하여 그라우트부(G)를 형성할 수 있다.
다른 일례로, 파일(10)을 지반(H)에 항타하여 시공하였을 경우, 파일(10)과 파일보강체(20)의 사이의 이격공간(S)에는 지반(H)이 유입될 수 있다.
이 경우, 이격공간(S)에 유입된 지반(H)의 적어도 일부를 제거한 후 그라우트부(G)가 타설되어 그라우트부(G)가 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 파일(10)의 상측영역 및, 상기 보강본체부(100)의 상측영역은 각각 지반(H)의 상측으로 돌출되어 상기 확대매트(30)에 매립되고, 상기 보강본체부(100)의 상측영역이 상기 파일(10)의 상측영역 보다 상대적으로 더 돌출 형성될 수 있다.
보강본체부(100)의 상측영역이 상기 파일(10)의 상측영역 보다 상대적으로 더 돌출 형성될 수 있다.
이 경우, 파일(10)의 내부로 그라우트가 유입되지 않도록 차단판(미도시)을 설치한 상태에서 보강본체부(100)의 내부로 그라우트를 타설하여 파일(10)과 상기 파일보강체(20)의 사이에 그라우트부(G)를 형성할 수 있다.
이 경우, 파일보강체(20)의 상측영역에서 내부공간 전체에 그라우트부(G)로 밀실하게 타설되면서 그라우트부(G)가 파일(10)의 상측영역을 덮도록 타설되면서 파일보강체(20)와 파일(10)이 보다 견고하게 일체화 될 수 있는 효과가 있다.
다른 일례로, 도시되지는 않았으나, 파일(10)의 상단이 보강본체부(100)의 상단보다 상대적으로 더 돌출 형성될 수 있다.
이 경우, 파일(10)의 상단에 별도의 차단판(미도시)을 설치할 필요없이 파일(10)과 상기 파일보강체(20)의 사이에 그라우트를 타설하여 그라우트부(G)를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 파일구조물에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 파일보강체(20)의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 파일보강체(20)의 세부구성은 이미 설명하였는바, 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
다음으로, 도면을 참조하여 파일구조물의 시공방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파일구조물의 시공방법은 파일설치단계, 파일보강체(20) 설치단계 및, 확대매트(30) 설치단계를 포함할 수 있다.
파일구조물의 시공방법은 지반(H)에 파일(10)을 근입시키는 파일설치단계와, 상기 파일(10)을 둘러싸도록 파일보강체(20)를 지반(H)에 근입시키는 파일보강체(20) 설치단계 및, 상기 파일(10) 및, 상기 파일보강체(20) 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 확대매트(30)에 매립되도록 확대매트(30)를 설치하는 확대매트(30) 설치단계를 포함할 수 있다.
보강본체부(100)는 지반(H)에 파일(10)이 근입 설치된 상태에서 파일(10)이 내부에 배치되도록 설치될 수 있다.
보강본체부(100)는 내부에 파일(10)의 배치된 상태에서 보강본체부(100)의 하단을 지반(H)의 상면에 접하게 배치한 상태에서 보강본체부(100)의 상단을 항타설비 등으로 항타하여 지반(H)으로 근입시킬 수 있다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 파일구조물의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5의 첫번째 도면을 참조하면, 파일설치단계에서는 지반(H)을 천공하여 파일(10)을 설치하거나, 항타설비 등을 활용하여 파일(10)을 지반(H)에 근입시킬 수 있다.
이때, 지반(H)에 근입된 상태에서 파일(10)의 상측영역의 일부는 지반(H)의 상측으로 돌출될 수 있다.
다음으로, 도 5의 두번째, 세번째 도면을 참조하면, 파일보강체(20) 설치단계에서는 지반(H)에 파일(10)이 근입 설치된 상태에서 파일보강체(20)를 지반(H)에 근입되면서 설치될 수 있다.
파일보강체(20)의 내부에 파일(10)의 배치된 상태에서, 보강본체부(100)의 하단을 지반(H)의 상면에 접하게 배치하고, 보강본체부(100)의 상단을 항타설비 등으로 항타하여 파일보강체(20)를 지반(H)으로 근입시킬 수 있다.
항타시, 돌출된 파일(10)의 상측영역은 파일보강체(20)의 보강본체부(100)의 중공된 부분에 배치될 수 있다.
파일보강체(20)의 항타가 종료시, 파일보강체(20)가 파일(10)의 상측영역을 둘러쌀 수 있다.
파일보강체(20)가 지반(H)에 근입된 상태에서 보강본체부(100)의 상측영역 일부는 지반(H)의 상측으로 돌출될 수 있다.
그 다음으로, 도 5의 네번째 도면을 참조하면, 보강본체부(100)의 상측영역과 파일(10)의 상측영역의 사이에 그라우트가 타설되고, 그라우트가 경화되면서 보강본체부(100) 상측영역과 파일(10)의 상측영역이 일체화될 수 있다.
그 다음으로, 도 5의 다섯번째 도면을 참조하면, 확대매트(30) 설치단계에서는 파일(10) 및, 상기 파일보강체(20) 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 확대매트(30)에 매립되도록 확대매트(30)를 설치할 수 있다.
확대매트(30)에는 파일보강체(20)는 파일(10) 또는 파일보강체(20) 중 적어도 어느 하나의 상단부분이 매립되면서 서로 연결될 수 있다.
확대매트(30)에는 파일보강체(20)의 전단보강부(500)가 매립되면서 서로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 파일구조물의 시공방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 파일보강체(20) 및, 파일구조물의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 파일보강체(20) 및, 파일구조물의 세부구성은 이미 설명하였는바, 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 파일
20: 파일보강체
30: 확대매트
100: 보강본체부
110: 가이드홀
200: 보강날개부
300: 간격유지부
400: 상부확대부
500: 전단보강부
G: 그라우트부
H: 지반
S: 이격공간

Claims (14)

  1. 내부가 중공된 보강본체부;
    상기 보강본체부의 외주면에서 외측방향으로 연장 형성되고, 적어도 횡방향 하중에 저항하는 보강날개부; 및,
    상기 보강본체부의 내주면 보다 내측방향으로 돌출되도록 형성되고, 상기 보강본체부와 상기 보강본체부의 내부에 배치되는 파일의 사이에 이격공간을 유지하는 간격유지부;를 포함하고,
    상기 간격유지부는,
    상기 보강날개부에서 연장 형성되고, 상기 보강본체부의 가이드홀을 관통하여 상기 보강본체부의 내주면 보다 돌출되고,
    상기 간격유지부는,
    상기 보강날개부에 높이방향으로 적어도 2개 이상이 이격 형성되고, 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하는 직각삼각형 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파일보강체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강날개부는 상기 보강본체부의 상단에서 일정간격으로 이격된 지점에서 하측방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 파일보강체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강날개부는 지반에 근입이 용이하도록 하단부분에는 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가하는 단면증가영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 파일보강체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보강날개부가 상기 보강본체부의 외주면으로부터 외측 둘레방향으로 돌출되는 최대돌출길이는 상기 파일의 직경의 0.2 ~ 0.4 배의 범위로 구비되는 파일보강체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 간격유지부는, 하측에서 상측으로 갈수록 단면이 증가되는 가이드영역이 형성되고,
    상기 가이드영역의 하단부분은 상기 보강본체부의 내주면의 내측으로 내입되도록 배치되거나, 적어도 보강본체부의 내주면과 동등한 라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 파일보강체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보강날개부의 상단에 설치되어, 지반 상면과의 접지력을 증가시키는 상부확대부;를 더 포함하는 파일보강체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부확대부의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부;를 더 포함하는 파일보강체.
  10. 지반에 근입되는 파일;
    상기 파일을 둘러싸도록 지반에 근입되는 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 파일보강체; 및,
    상기 파일 및, 상기 파일보강체 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 매립되는 확대매트;를 포함하는 파일구조물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 파일보강체의 상측에서 연장 형성되는 전단보강부가 상기 확대매트에 매립되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 파일구조물.
  12. 제10항에 있어서,
    적어도 상기 파일과 상기 파일보강체의 사이의 이격공간에 타설되어 상기 파일과 상기 파일보강체를 일체화시키는 그라우트부;를 더 포함하는 파일구조물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 파일의 상측영역 및, 상기 보강본체부의 상측영역은 각각 지반의 상측으로 돌출되어 상기 확대매트에 매립되고,
    상기 보강본체부의 상측영역이 상기 파일의 상측영역 보다 상대적으로 더 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 파일구조물.
  14. 지반에 파일을 근입시키는 파일설치단계;
    상기 파일을 둘러싸도록 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 파일보강체를 지반에 근입시키는 파일보강체 설치단계;
    상기 파일 및, 상기 파일보강체 중 적어도 어느 하나의 상측영역이 확대매트에 매립되도록 확대매트를 설치하는 확대매트 설치단계;를 포함하는 파일구조물의 시공방법.
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