KR102164654B1

KR102164654B1 - 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치

Info

Publication number: KR102164654B1
Application number: KR1020200080444A
Authority: KR
Inventors: 이성진; 이도건
Original assignee: 이성진; 한국건설시험연구소 주식회사; 이도건
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-10-12

Abstract

구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치는, 지반에 형성된 천공홀(3)에 삽입되고, 수나사가 형성된 마이크로파일(10); 마이크로파일(10)과 나사결합되어 마이크로파일(10)의 축방향으로 이동 가능한 이동링(20); 그 상면에서 마이크로파일(10)의 말단부(11)를 공회전 가능하게 지지하고 그 하면에서 천공홀(3)의 바닥과 면접촉하는 플레이트(31)와, 플레이트(31)에서 하방으로 돌출되어 천공홀(3) 바닥에 침투하는 쐐기(33)를 포함하는 선단지지부(30); 그 상단에서 이동링(20)과 힌지결합되는 상부링크(41)와, 그 하단에서 선단지지부(30)와 힌지결합되고 그 상단에서 상부링크(41)의 하단과 링크결합되는 하부링크(42)를 포함하는 복수의 링크부(40); 및 천공홀(3)의 곡률반경과 동일한 곡률반경의 원호형 단면을 갖고, 상부링크(41)와 하부링크(42)가 링크결합되는 부위에 설치되고, 마이크로파일(10)의 회전에 의해 이동링(20)이 하방으로 이동하여 상부링크(41)와 하부링크(42)가 방사상으로 팽창함에 따라 천공홀(3)의 벽면을 접촉압박하는 압박판(50);을 포함한다.

Description

구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치{LEADING-EDGE EXTENSION TYPE MICROPILE DEVICE FOR REINFORCING STRUCTURES}

본 발명은 마이크로파일 공법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치에 관한 것이다.

일반적으로 기존에 사용중인 건축물이나 구조물(이하 '구조물'이라고 통일하여 표기함)에 대하여 내진 등을 고려하여 기초를 보강하는 공사를 할 때, 대형 장비의 진입이 어려운 경우에는, 소형 장비로 시공이 가능한 직경 300mm 이하의 소구경 파일이 사용되는데, 이러한 소구경 파일을 마이크로파일이라고 한다. 특히 시공의 경제성을 고려하여 75mm 이하의 마이크로파일이 많이 사용된다.

마이크로파일은 토사층이나 퇴적층과 같은 연약층과 그 아래 지지층인 암반층으로 이루어진 지반에 천공홀을 형성하고 마이크로파일을 천공홀에 삽입한 후 시멘트 그라우트재를 충진함으로써 설치되는 것이 보통이다. 연약층에는 천공홀 벽이 붕괴되는 것을 막기 위하여 일반적으로 강관(케이싱)이 설치된다.

이러한 마이크로파일은 일반적으로 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

첫째, 선단부의 단면적이 작아서 선단부의 지지력이 크지 않고, 이로 인해 압축하중(좌굴하중)이 가해지면 선단부에 하중이 집중되어 마이크로파일이 지반을 파고들어 침하가 발생할 수 있다.

둘째, 압축하중이 가해지면 연약층에서 천공홀 벽면의 저항력이 약하여 마이크로파일이 휘는 문제가 발생할 수 있다. 연약층에 설치된 강관은 천공홀 벽이 붕괴되는 것을 방지하는 역할을 할 뿐이어서 큰 압축하중을 감당할 수 없다.

셋째, 마이크로파일에 인발하중(인장하중)이 가해지면 마이크로파일과 천공홀 벽면과의 마찰력이 약하여 마이크로파일이 뽑히는 문제가 발생할 수 있다.

넷째, 천공홀 바닥에 모래나 바위 부스러기와 같은 슬러리가 쌓여 마이크로파일의 지지력을 감소시킬 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래 다양한 기술이 제안되어 왔다. 예를 들면, 한국특허 제10-0956879호(이하 '선행기술 1'이라 함), 한국특허 제10-1182802호(이하 '선행기술 2'라 함), 한국특허 제10-1359488호(이하 '선행기술 3'라 함), 한국특허 제10-1181543호(이하 '선행기술 4'이라 함) 등이 있다.

선행기술 1은 압축하중 분산에 초점을 맞춘 것이고, 선행기술 2는 인장하중 및 압축하중에 대한 지지력 향상에 초점을 맞춘 것이고, 선행기술 3은 압축하중 분산 및 침하 방지에 초점을 맞춘 것으로서, 상술한 모든 문제점을 아울러 해결하는 데는 한계가 있다.

선행기술 4는 인장하중 및 압축하중에 대한 지지력 향상과 침하 방지를 한꺼번에 도모하는 기술이지만, 연약층에서의 좌굴 방지 및 슬러리 배출에 대한 고려가 없다는 점에서 한계가 있다.

본 발명의 제1목적은 상기한 선행기술들과는 다른 링크메커니즘을 이용하여 인장하중 및 압축하중에 대한 지지력을 향상시킬 수 있고, 지반의 침하를 방지할 수 있는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 연약층에서 압축하중이 가해져도 마이크로파일이 휘는 것을 막을 수 있는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 천공홀 바닥에 쌓인 슬러리 배출이 용이한 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 지반에 형성된 천공홀(3)에 삽입되고, 수나사가 형성된 마이크로파일(10); 상기 마이크로파일(10)과 나사결합되어 마이크로파일(10)의 축방향으로 이동 가능한 이동링(20); 그 상면에서 상기 마이크로파일(10)의 말단부(11)를 공회전 가능하게 지지하고 그 하면에서 상기 천공홀(3)의 바닥과 면접촉하는 플레이트(31)와, 상기 플레이트(31)에서 하방으로 돌출되어 천공홀(3) 바닥에 침투하는 쐐기(33)를 포함하는 선단지지부(30); 그 상단에서 상기 이동링(20)과 힌지결합되는 상부링크(41)와, 그 하단에서 상기 선단지지부(30)와 힌지결합되고 그 상단에서 상기 상부링크(41)의 하단과 링크결합되는 하부링크(42)를 포함하는 링크부(40); 및 상기 천공홀(3)의 곡률반경과 동일한 곡률반경의 원호형 단면을 갖고, 상기 상부링크(41)와 상기 하부링크(42)가 링크결합되는 부위에 설치되고, 상기 마이크로파일(10)의 회전에 의해 상기 이동링(20)이 하방으로 이동하여 상기 상부링크(41)와 상기 하부링크(42)가 방사상으로 팽창함에 따라 천공홀(3)의 벽면을 접촉압박하는 압박판(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치가 제공된다.

상기 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치는 상기 지반 중 연약층(1)에 설치된 좌굴보강부(60);를 더 포함하고, 상기 좌굴보강부(60)는 상기 연약층(1)의 상부에서 상기 마이크로파일(10)과 나사결합되는 상부지지부재(61)와, 상기 연약층(1)의 하부에서 상기 마이크로파일(10)과 나사결합되는 하부지지부재(62)와, 상기 상부지지부재(61)와 상기 하부지지부재(62)를 연결하는 복수의 좌굴지지바(63)를 포함할 수 있다.

상기 플레이트(31)는 윗변이 아랫변보다 긴 사다리꼴 형상의 단면을 갖고, 상기 천공홀(3)의 벽면과 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 플레이트(31)는 원형의 평면형상을 갖고, 그 상면의 직경은 상기 천공홀(3)의 직경의 90% 이하이고, 그 하면의 직경은 상기 마이크로파일(10)의 직경 이상이고, 상기 마이크로파일(10)의 축선에 대한 상기 플레이트(31)의 측면 경사각은 45° 이상인 것이 바람직하다.

상기 각 압박판(50)의 외주면에는 다수의 압박쐐기(51)가 설치될 수 있다.

상기 링크부(40)는 상기 상부링크(41)와 상기 하부링크(42) 사이에서 링크결합된 중간링크(43);를 더 포함하고, 상기 압박판(50)은 상기 중간링크(43)에 설치될 수 있다.

상기 이동링(20)과 상기 링크부(40)는 각각 상하방향으로 복수개 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 링크메커니즘을 이용하여 인장하중 및 압축하중에 대한 지지력을 향상시킬 수 있고, 지반의 침하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 연약층에서 압축하중이 가해져도 마이크로파일이 휘는 것을 방지할 수 있고, 천공홀 바닥에 쌓인 슬러리를 상방으로 용이하게 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에서 선단지지부(30)의 개략 사시도이다.
도 3은 도 1에서 압박판(50)의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서 본 명세서에서 사용되는 주요 용어들을 먼저 정의한다.

'상부'와 '하부', '상측'과 '하측', '상단'과 '하단', '상방'과 '하방' 등에서, '상'과 '하'는 중력방향에 따른 개념이 아니라 지반에 형성된 천공홀의 깊이방향 또는 길이방향에 따른 개념이다.

마이크로파일의 '선단부'는 지반 중 지지층인 암반층에 대응하는 부분으로서 본 발명에 따른 링크부가 결합되는 마이크로파일의 부분을 가리킨다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치(이하 '마이크로파일장치'로 약칭하기도 함)는 마이크로파일(10)과, 이동링(20)과, 선단지지부(30)와, 링크부(40)와, 압박판(50)을 포함하여 구성된다. 마이크로파일장치는 좌굴보강부(60)를 더 포함할 수 있다.

마이크로파일(10)은 토사층이나 퇴적층 등의 연약층(1) 및 그 아래 지지층인 암반층(2)으로 이루어진 지반에 형성된 천공홀(3)에 삽입되어 시멘트 그라우트재와 일체화되어 지지력을 제공하는 부재이다. 마이크로파일(10)의 외주면에는 수나사가 형성되어 있다. 연약층(1)에는 강관(4)이 설치될 수 있고, 마이크로파일(10)에는 강관(4)과 마이크로파일(10) 사이의 간격을 유지하는 간격유지부재(미도시)가 설치될 수 있다. 복수의 마이크로파일(10)이 설치되는 경우에는, 복수의 마이크로파일(10)은 커플러(5)에 의해 결합된다.

이동링(20)은 마이크로파일(10)의 선단부의 상부와 나사결합되어 마이크로파일(10)의 회전에 따라 마이크로파일(10)의 축방향으로 이동할 수 있다. 마이크로파일(10)과의 나사결합을 위하여 이동링(20)의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다.

이동링(20)의 하면에는 힌지부(21)가 결합되어 있다. 힌지부(21)는 이동링(20)과 용접 등에 의해 고정 결합될 수도 있고, 슬라이딩 가능하게 결합될 수도 있다. 슬라이딩 결합은, 예를 들면, 이동링(20)의 하면에 형성된 결합홈과 힌지부(21)에 형성된 결합돌기에 의해 이루어질 수 있다. 이동링(20)과 힌지부(21)가 고정 결합되는 경우에는, 후술하는 바와 같이, 압박판(50)이 천공홀(3) 벽면을 접촉압박할 때 이동하면서 접촉압박하게 된다. 이동링(20)과 힌지부(21)가 슬라이딩 가능하게 결합되는 경우에는, 후술하는 바와 같이, 압박판(50)이 천공홀(3) 벽면을 접촉압박할 때 제자리에서 접촉압박하게 된다.

도 2는 선단지지부(30)의 개략 사시도이다.

도시된 바와 같이, 선단지지부(30)는 그 상면에서 마이크로파일(10)의 말단부(11)를 공회전 가능하게 지지하고 그 하면에서 천공홀(3)의 바닥과 면접촉하는 플레이트(31)와, 플레이트(31)의 하면에서 돌출되어 천공홀(3) 바닥에 침투하는 쐐기(33)를 포함한다.

마이크로파일(10)의 말단부(11)를 공회전 가능하게 지지하기 위하여, 플레이트(31)의 상면 중앙에는 마이크로파일(10)의 말단부(11)를 수용하는 수용홈(32)이 형성되어 있다.

플레이트(31)는 윗변이 아랫변보다 긴 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 것이 바람직하다. 플레이트(31)는 원형의 평면형상을 갖는 것이 바람직하며, 그 상면의 직경은 천공홀(3) 직경의 90% 이하인 것이 바람직하고, 그 하면의 직경은 마이크로파일(10)의 직경 이상인 것이 바람직하며, 마이크로파일(10)의 축선에 대한 플레이트(31)의 측면 경사각은 45° 이상인 것이 바람직하다. 여기의 수치들은 제작상 또는 시공상 통상적인 범위의 오차를 포함하는 것이다.

이러한 형상과 수치 한정은 선단지지부(30)가 천공홀(3) 바닥으로 침하하는 것을 방지하는 기능과 천공홀(3) 바닥의 슬러리를 선단지지부(30) 상방으로 배출하는 기능을 아울러 고려한 것이다. 즉, 플레이트(31)의 상면의 직경이 천공홀(3) 직경의 90%보다 크면 슬러리 배출을 위한 공간을 확보하기 어렵고, 그 하면의 직경이 마이크로파일(10)의 직경보다 작거나 플레이트(31)의 측면 경사각이 45°보다 작으면 침하의 우려가 있다는 점을 고려한 것이다.

이러한 구성에 따라, 플레이트(31)의 경사진 측면과 하면을 합친 넓은 접촉면에 의하여 마이크로파일의 침하를 방지할 수 있고, 플레이트(31)의 경사면과 천공홀(3) 벽면 사이의 공간을 통하여 바닥의 슬러리가 플레이트(31) 상방으로 이동할 수 있다.

본 실시예에서는 플레이트(31)의 상면이 원형의 평면형상을 가진 예가 설명되었지만, 반드시 이에 한하지는 않으며, 설계상 또는 시공상 필요에 따라 다각형의 평면형상을 가질 수도 있다.

플레이트(31)의 하면에서 돌출된 쐐기(33)는 천공홀(3) 바닥에 침투하여 마이크로파일(10)이 회전할 때 선단지지부(30)가 따라서 회전하는 것을 방지하는 기능을 한다.

본 실시예에서는 쐐기(33)의 구성으로서 네 개의 날개가 방사상 대칭으로 배치된 예가 설명되었지만, 반드시 이에 한하지는 않으며, 날개의 수는 두 개이거나 네 개 이상일 수도 있고, 날개 외에도 다양한 형태의 쐐기가 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선단지지부(30)의 상면에는 힌지부(34)가 결합되어 있다. 선단지지부(30)와 힌지부(34)는 상술한 이동링(20)과 힌지부(21)의 결합방식과 동일한 방식으로 결합될 수 있다.

링크부(40)는 상부링크(41)와 하부링크(42)를 포함하여 구성된다. 상부링크(41)는 그 상단에서 이동링(20)의 힌지부(21)와 힌지결합되고, 그 하단에서 하부링크(42)의 상단과 링크결합된다. 하부링크(42)는 그 상단에서 상부링크(41)의 하단과 링크결합되고, 그 하단에서 선단지지부(30)의 힌지부(34)와 힌지결합된다. 여기서 "링크결합"이라 함은 상부링크(41)와 하부링크(42)가 직접적으로 링크결합되는 경우는 물론, 후술하는 중간링크(43)을 통해 간접적으로 링크결합되는 경우를 포함한다. 또한, 상부링크(41) 및 하부링크(42)가 후술하는 압박판(50)의 상부 및 하부와 각각 힌지결합되어 압박판(50)이 중간링크(43)의 작용을 겸하는 경우도 포함한다.

링크부(40)는 그 하부에서 선단지지부(30)에 지지된 상태에서 이동링(20)이 마이크로파일(10)의 회전에 의해 하방으로 이동할 때 하방으로 수축하면서 방사상으로 팽창(확장)한다. 반대로, 이동링(20)이 상방으로 이동하면 링크부(40)도 상방으로 신장하면서 방사상으로 수축한다.

본 실시예에 따르면, 링크부(40)의 개수는 3개인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 설계상 또는 시공상 필요에 따라 2개일 수도 있고, 4개 이상일 수도 있다. 복수의 링크부(40)는 방사상 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.

압박판(50)은 각 링크부(40)의 상부링크(41)와 하부링크(42)가 링크결합되는 부위에 설치되고, 링크부(40)의 방사상 팽창에 의해 천공홀(3) 벽면을 접촉압박한다.

도 3은 압박판(50)의 개략 단면도이다. 도시된 바와 같이, 압박판(50)은 천공홀(3)의 곡률반경과 동일한 곡률반경의 원호형 단면을 갖는다. 이러한 구성에 의해 압박판(50)과 천공홀(3) 벽면과의 접촉면적을 늘릴 수 있고, 이에 따라 천공홀(3) 벽면에 대한 보강력을 증대시킬 수 있다. 접촉면적을 더 늘리기 위하여, 링크부(40)가 천공홀(3) 내로 삽입되는 초기상태에서, 복수의 압박판(50)들이 서로 인접하게 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 곡률반경의 "동일"은 완전한 동일을 말하는 건 아니며, 통상적인 제작상 및 시공상의 오차를 포함하는 개념이다.

압박판(50)의 외주면에는 압박쐐기(51)가 설치될 수 있다. 이 경우, 압박판(50) 외주면의 면적이 넓으므로 다수의 압박쐐기(51)를 설치할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 구성에 따르면, 천공홀(3) 벽면에 대한 압박판(50)의 보강력을 더욱 증대시킬 수 있다.

압박판(50)의 각 모서리는 압박판(50)이 천공홀(3) 벽면과 접촉하면서 이동하는 경우에 벽면을 긁지 않도록 라운딩 처리되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 라운딩 처리는 반드시 모든 모서리에 행해져야 하는 것은 아니며, 시공상 필요에 따라 일부 모서리에만 행해질 수 있다.

좌굴보강부(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연약층(1)의 상부에서 마이크로파일(10)과 나사결합되는 상부지지부재(61)와, 연약층(1)의 하부에서 마이크로파일(10)과 나사결합되는 하부지지부재(62)와, 상부지지부재(61)와 하부지지부재(62)를 연결하는 복수의 좌굴지지바(63)를 포함하여 구성된다.

좌굴지지바(63)의 상단 및 하단에는 수나사가 형성되어 있고, 좌굴지지바(63)는 너트(64)에 의해 상부지지부재(61)와 하부지지부재(62)에 각각 고정된다.

이러한 구성을 갖는 본 실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로파일(10)과, 이동링(20)과, 선단지지부(30)와, 링크부(40)와, 압박판(50)과, 좌굴보강부(60)의 조립체가 천공홀(3) 속으로 삽입된다. 이때, 마이크로파일(10)의 중심축과 천공홀(3)의 중심축이 일치하도록 압박판(50)이 천공홀(3) 벽면에 가볍게 접촉하거나 약간 이격된 상태에서 삽입되는 것이 바람직하다. 이 상태는 미리 링크부(40)를 어느 정도 방사상으로 팽창시킴에 의하여 확보될 수도 있고, 상부링크(41)와 하부링크(42)가 일직선으로 배치된 링크부(40)의 최대 수축상태에서 확보될 수도 있다. 이 상태가 상술한 "초기상태"에 해당한다. 여기서 중심축과 중심축의 "일치"란 완전한 일치를 말하는 것은 아니며, 통상적인 제작상 및 시공상의 오차를 포함하는 개념이다. 이러한 구성에 의하면, 압박판(50)이 종래의 간격유지부재 역할을 대신할 수 있다는 장점이 있다.

다음에, 마이크로파일(10)을 타공함으로써 선단지지부(30)의 플레이트(31)의 하면이 천공홀(3) 바닥에 접촉한 상태에서 선단지지부(30)의 쐐기(33)가 천공홀(3) 바닥으로 침투하도록 한다.

다음에, 마이크로파일(10)을 회전시킨다. 마이크로파일(10)이 회전함에 따라 이동링(20)은 하방으로 이동하고 링크부(40)는 방사상으로 팽창한다. 마이크로파일(10)을 계속 회전시키면 압박판(50)이 천공홀(3) 벽면을 강하게 접촉압박하게 되고, 이에 따라 천공홀(3) 벽면에 대한 보강력을 제공하게 된다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들을 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 제2실시예가 제1실시예와 다른 점은 상부링크(41)와 하부링크(42) 사이에 중간링크(43)가 링크결합되고 압박판(50)이 중간링크(43)에 결합되어 있다는 점이다. 이러한 구성에 따르면, 압박판(50)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 중간링크(43)와 이에 결합되는 압박판(50)의 상하방향 길이를 모두 길게 함으로써 천공홀(3) 벽면과의 접촉면적을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 보강력을 증대시킬 수 있다. 도 4에는 설명의 편의상 압박판(50)과 중간링크(43)의 결합부위가 하나인 예가 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 설계상 필요에 따라 결합부위는 복수일 수 있다. 또한, 중간링크(43)와 압박판(50)이 일체로 제작되는 구성도 가능함은 물론이다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 제3실시예가 제1실시예와 다른 점은 상부링크(41)와 하부링크(42) 사이에 중간링크(43)가 링크결합되고 압박판(50)이 상부링크(41)와 중간링크(43)의 링크결합 부위 및 하부링크(42)와 중간링크(43)의 링크결합 부위에 각각 결합되어 있다는 점이다. 이러한 구성에 따르면, 압박판(50)과 천공홀(3) 벽면의 접촉면적을 증대시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 제4실시예가 제1실시예와 다른 점은 제1실시예에서의 링크부(40)와 압박판(50)의 조립체가 상하방향으로 두 세트 배치되어 있고 그 중간에 이동링(20)이 하나 더 설치되어 있다는 점이다. 중간에 배치된 이동링(20)에는 상하 두 개의 링크부(40)가 공동으로 결합되어 있다. 도면에서는 링크부(40)와 압박판(50)의 조립체가 두 세트인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 설계상 또는 시공상 필요에 따라 세 세트 이상이 설치될 수도 있다. 이러한 구성에 따르면, 압박판(50)과 천공홀(3) 벽면의 접촉면적을 더욱 증대시킬 수 있다.

제4실시예는 제1실시예에 따른 링크부(40)와 압박판(50) 조립체를 상하방향으로 복수 세트 배치한 구성을 보여주었지만, 상술한 제2실시예 및 제3실시예에 따른 링크부(40)와 압박판(50)의 조립체를 상하방향으로 복수 세트 배치하는 구성도 제4실시예와 동일한 기술적 사상에 속함은 물론이다.

비록 본 발명이 실시예들과 첨부된 도면을 통해 구체적으로 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지며, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형예와 균등예가 있을 수 있다.

특허청구범위에 기재된 구성요소들에 참조부호가 부여되어 있지만, 이는 이해의 편의를 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아님은 물론이다.

1: 연약층
2: 암반층
3: 천공홀
4: 강관
5: 커플러
10: 마이크로파일
11: 말단부
20: 이동링
21: 힌지부
30: 선단지지부
31: 플레이트
32: 수용홈
33: 쐐기
34: 힌지부
40: 링크부
41: 상부링크
42: 하부링크
43: 중간링크
50: 압박판
51: 압박쐐기
60: 좌굴보강부
61: 상부지지부재
62: 하부지지부재
63: 좌굴지지바
64: 너트

Claims

지반에 형성된 천공홀(3)에 삽입되고, 수나사가 형성된 마이크로파일(10);
상기 마이크로파일(10)과 나사결합되어 마이크로파일(10)의 축방향으로 이동 가능한 이동링(20);
그 상면에서 상기 마이크로파일(10)의 말단부(11)를 공회전 가능하게 지지하고 그 하면에서 상기 천공홀(3)의 바닥과 면접촉하는 플레이트(31)와, 상기 플레이트(31)에서 하방으로 돌출되어 천공홀(3) 바닥에 침투하는 쐐기(33)를 포함하는 선단지지부(30);
그 상단에서 상기 이동링(20)과 힌지결합되는 상부링크(41)와, 그 하단에서 상기 선단지지부(30)와 힌지결합되고 그 상단에서 상기 상부링크(41)의 하단과 링크결합되는 하부링크(42)를 포함하는 링크부(40); 및
상기 천공홀(3)의 곡률반경과 동일한 곡률반경의 원호형 단면을 갖고, 상기 상부링크(41)와 상기 하부링크(42)가 링크결합되는 부위에 설치되고, 상기 마이크로파일(10)의 회전에 의해 상기 이동링(20)이 하방으로 이동하여 상기 상부링크(41)와 상기 하부링크(42)가 방사상으로 팽창함에 따라 천공홀(3)의 벽면을 접촉압박하는 압박판(50);을 포함하고,
상기 플레이트(31)는 윗변이 아랫변보다 긴 사다리꼴 형상의 단면을 갖고, 상기 천공홀(3)의 벽면과 이격되게 배치되고,
상기 지반 중 연약층(1)에 설치된 좌굴보강부(60);를 더 포함하고,
상기 좌굴보강부(60)는 상기 연약층(1)의 상부에서 상기 마이크로파일(10)과 나사결합되는 상부지지부재(61)와, 상기 연약층(1)의 하부에서 상기 마이크로파일(10)과 나사결합되는 하부지지부재(62)와, 상기 상부지지부재(61)와 상기 하부지지부재(62)를 연결하는 복수의 좌굴지지바(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치.
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제1항에 있어서,
상기 플레이트(31)는 원형의 평면형상을 갖고, 그 상면의 직경은 상기 천공홀(3)의 직경의 90% 이하이고, 그 하면의 직경은 상기 마이크로파일(10)의 직경 이상이고, 상기 마이크로파일(10)의 축선에 대한 상기 플레이트(31)의 측면 경사각은 45° 이상인 것을 특징으로 하는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치.
제1항에 있어서,
상기 각 압박판(50)의 외주면에 다수의 압박압박쐐기(51)가 설치된 것을 특징으로 하는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치.
제1항에 있어서,
상기 링크부(40)는 상기 상부링크(41)와 상기 하부링크(42) 사이에서 링크결합된 중간링크(43);를 더 포함하고,
상기 압박판(50)은 상기 중간링크(43)에 설치된 것을 특징으로 하는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치.
제1항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동링(20)과 상기 링크부(40)는 각각 상하방향으로 복수개 배치되고,
상하 두 개의 링크부(40)가 중간에 배치된 상기 이동링(20)에 공동으로 결합된 것을 특징으로 하는 구조물보강용 선단팽창형 마이크로파일장치.