KR102249723B1 - 수직도 조절이 가능한 대구경 해상 강관 파일 시공방법 - Google Patents

Abstract

수직도 조절이 가능한 본 발명의 해상 파일 시공방법은 해상(1)과 연약지반(2)에 삽입되어 암반층(3)의 상면에 하면이 접촉되도록 케이싱(10)을 설치하는 단계; 케이싱(10) 내측으로 천공장비를 삽입하여, 암반층(3)의 상부영역까지 연약지반(2)과 암반층(3)을 굴착하는 굴착단계; 케이싱(10) 내부에 대구경 강관 파일(100)을 삽입하는 강관파일설치단계; 케이싱(10)과 파일(100)의 사이영역에 파일 수직도 보정장치(200)를 설치하는 보정장치설치단계; 보정장치(200)를 구동하여 파일(100)의 수직도를 조절하는 파일수직도 조절단계; 파일(100)의 하측 영역에 몰탈(20)을 타설하는 몰탈타설단계;를 포함하되, 보정장치(200)는 파일(100)의 상측 영역에 설치되고, 파일(100)의 외주면을 따라 상호 간격을 두고 복수가 설치된다.
도 7과 같이, 본원발명의 보정장치(200)는 공기 주입에 따라 부피가 팽창되는 구조로서, 복수의 보정장치(200)를 서로 다르게 팽창시켜 파일(100)의 수직도를 보정한다.

Description

수직도 조절이 가능한 대구경 해상 강관 파일 시공방법{CONSTRUCTION METHID OF ADJUSITING MARIN STEEL PILE ANGLE}

본 발명은 건설분야에 관한 것으로서, 상세하게는 수직도 조절이 가능한 대구경 해상 강관 파일 시공방법에 관한 것이다

강관파일은 대형 해상 구조물의 기초부재로 많이 사용된다. 파일은 연직하중을 지지하는 구조물로서, 수직하게 설치되는 것이 매우 중요하다. 일반적인 파일의 시공은 항타 또는 굴착 후 파일을 관입하는 방식을 취하고 있는데, 해상 파일의 경우, 파고 및 파랑에 의해 파일의 수직도를 유지하기 곤란한 문제가 있어왔다.

단일센서를 강관파일에 부착하여 파일의 수직도를 측정하는 방식이 적용되고 있지만 대구경 파일의 경우에는 측정위치에 따라 오차가 커지기 때문에 적용하기 곤란하고, 수직도가 계속유지되지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로서, 해상 강관 파일에 적용하여 수직도 조절이 용이하고, 수직도 조절이후 강관의 수직도를 지속적으로 조절하면서 파일을 시공할 수 있는 파일 시공방법을 제시한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 수직도 조절이 가능한 본 발명의 해상 파일 시공방법은 해상(1)과 연약지반(2)에 삽입되어 암반층(3)의 상면에 하면이 접촉되도록 케이싱(10)을 설치하는 케이싱설치단계; 상기 케이싱(10) 내측으로 천공장비를 삽입하여, 상기 암반층(3)의 상부영역까지 상기 연약지반(2)과 상기 암반층(3)을 굴착하는 굴착단계; 상기 케이싱(10) 내부에 대구경 강관 파일(100)을 삽입하는 강관파일설치단계; 상기 케이싱(10)과 상기 파일(100)의 사이영역에 파일 수직도 보정장치(200)를 설치하는 보정장치설치단계; 상기 보정장치(200)를 구동하여 상기 파일(100)의 수직도를 조절하는 파일수직도 조절단계; 상기 파일(100)의 하측 영역에 몰탈(20)을 타설하는 몰탈타설단계;를 포함하되, 상기 보정장치(200)는 상기 파일(100)의 상측 영역에 설치되고, 상기 파일(100)의 외주면을 따라 상호 간격을 두고 복수가 설치된다.

상기 보정장치(200)는 공기 주입에 따라 부피가 팽창되는 구조로서, 상기 보정장치(200)의 부피가 팽창되어 상기 파일(100)의 수직도를 조절하는 것이 바람직하다.

상기 파일(100)의 하측 영역에는 상기 파일(100)의 내측으로 타설되는 상기 몰탈(20)이 상기 파일(100)의 외측으로 충전되도록 몰탈충전공(130)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 파일(100)의 하측 가장자리 내측 영역에는 상기 파일의 원주방향을 따라 상호 간격을 두고 복수의 전단연결재(110)가 설치되되, 상기 전단연결재(110)의 상측영역(110a)은 상기 파일(100)에 결합되고, 하측영역(110b)은 상기 파일(100)의 하측으로 돌출되도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 전단연결재(110)의 상기 상측영역(110a)에는 띠철근(120)이 관통되도록 철근 관통홀(110h)이 형성되고, 상기 띠철근(120)은 복수의 상기 전단연결재(110)에 형성된 복수의 상기 철근 관통홀(110h)을 관통하여 결합되는 것이 바람직하다.

상기 상측영역(110a)과 상기 하측영역(110b)의 사이에는 내측에서 외측으로 'V'형으로 형성된 홈부(111)가 형성된 것이 바람직하다.

상기 강관파일설치단계에서, 상기 파일(100)의 상기 하측영역(110b)은 상기 파일(100)이 상기 암반층(3)에 접촉되어 상기 파일(100)의 자중에 의해, 상기 홈부(111)를 기준으로 내측으로 휘어지는 것이 바람직하다.

상기 하측영역(110b)에는 상기 몰탈(20)이 관통되어 경화되도록 장공(112)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 띠철근(120)은 상하방향을 기준으로, 상호 간격을 두고 복수가 상기 상측영역(110a)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 전단연결재(110)의 상기 상측영역(110a)은 상기 파일(100)의 내측면에 용접결합되되, 용접구간(L)은 상기 전단연결재(110)의 상측부터 상기 홈부(111)의 상측영역까지인 것이 바람직하다.

본 발명인 수직도 조절이 가능한 해상 파일 시공방법은 파일 설치 이후, 파일의 상측 영역에 보정장치를 설치하기 때문에 수직도 보정장치의 설치 및 구동이 용이하다.

또한, 파일시공 중 파일의 수직도를 지속적으로 조절하면서 시공할 수 있기 파일 수직도 유지가 가능하다.

아울러 본원발명은 파일 하단에 설치된 전단연결재의 구성으로 암반층까지 삽입된 파일 하단과, 몰탈(20), 암반층의 결합력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 강관파일이 설치되는 해상 측면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이싱설치단계 공정도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴착단계 공정도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이싱 내부에 강관파일을 설치하는 강관파일설치단계 공정도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보정장치설치단계 공정도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이싱이 제거되고, 몰탈이 타설되는 것을 나타내는 공정도
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보정장치에 의해 파일의 수직도가 조절되는 것을 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보정장치가 설치된 것을 나타내는 측면면
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강관파일 하측 영역에 몰탈충전공이 형성된 것을 나타내는 사시도
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단연결재에 띠철근이 설치된 것을 나타내는 사시도
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 다른 전단연결재가 파일에 결합된 것을 나타내는 도면
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전단연결재의 하측영역이 파일 하측으로 돌출된 것을 나타내는 도면
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전단연결재가 홈부를 기준으로 내측으로 휘어지는 것을 나타내는 도면
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전단연결재와 강관의 용접구간을 나타내는 도면

본 발명에 따른 수직도 조절이 가능한 대구경 해상 강관 파일 시공방법의 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직도 조절이 가능한 대구경 해상 강관 파일 시공방법에 관하여 상세히 설명한다.

수직도 조절이 가능한 본 발명의 해상 파일 시공방법은 해상(1)과 연약지반(2)에 삽입되어 암반층(3)의 상면에 하면이 접촉되도록 케이싱(10)을 설치하는 단계; 케이싱(10) 내측으로 천공장비를 삽입하여, 암반층(3)의 상부영역까지 연약지반(2)과 암반층(3)을 굴착하는 굴착단계; 케이싱(10) 내부에 대구경 강관 파일(100)을 삽입하는 강관파일설치단계; 케이싱(10)과 파일(100)의 사이영역에 파일 수직도 보정장치(200)를 설치하는 보정장치설치단계; 보정장치(200)를 구동하여 파일(100)의 수직도를 조절하는 파일수직도 조절단계; 파일(100)의 하측 영역에 몰탈(20)을 타설하는 몰탈타설단계;를 포함하되, 보정장치(200)는 파일(100)의 상측 영역에 설치되고, 파일(100)의 외주면을 따라 상호 간격을 두고 복수가 설치된다.

도 7과 같이, 본원발명의 보정장치(200)는 공기 주입에 따라 부피가 팽창되는 구조로서, 복수의 보정장치(200)를 서로 다르게 팽창시켜 파일(100)의 수직도를 보정한다.

본원발명의 파일(100)은 암반층(3)에 거치되고, 파일(100)의 내측으로 몰탈(20)을 주입한다. 이는 파일(100) 하단을 암반층(3)에 견고하게 결합시키기 위한 것으로서, 파일(100)의 내측으로 타설되는 몰탈(20)이 파일(100)의 외측으로 충전되도록 몰탈충전공(130)이 파일(100)의 하측 영역에 설치된다.

이때 몰탈출전공(130)은 상하방향 또는 측방향을 따라 장공의 구조로 형성될 수 있고, 상하방향을 따라 상호 간격을 두고 복수로 형성될 수 있다.

아울러, 몰탈(20)은 경우에 따라 콘크리트 조성물, 그라우팅으로 대체될 수도 있다.

몰탈(20), 파일(100), 암반층(3)의 안정적인 결합을 유도하기 위해, 본원발명의 파일(100) 하단에는 전단연결재(110)가 결합된다. 이때 전단연결재(110)의 상측영역(110a)에는 띠철근(120)이 관통되도록 철근 관통홀(110h)이 형성되는데, 띠철근(120)은 복수의 전단연결재(110)에 형성된 복수의 철근 관통홀(110h)을 공통으로 관통하여 결합될 수 있다.

띠철근(120)이 결속되는 것은 도 10과 같고, 상하방향을 기준으로 상호 간격을 두고 복수가 설치될 수 있다. 아울러, 나선철근이 복수의 철근 관통홀(110h)을 따라 결합되는 구조로도 설치될 수 있다.

상측영역(110a)과 하측영역(110b)의 사이에는 내측에서 외측으로 'V'형으로 형성된 홈부(111)가 형성되는데 이는 강관파일설치단계에서, 파일(100)의 하측영역(110b)이 암반층(3)에 접촉되면서 파일(100)의 자중에 의해, 홈부(111)를 기준으로 전단연결재(110)의 하측영역(110b)이 내측으로 휘어지게 하기 위함이다.

전단연결재(110)의 하측영역(110b)은 도 12와 같이 휘어지는데, 이는 자중이 큰 파일(100)이 압반층에 거치되면서, 단면 취약 부분인 홈부(111)에서 좌굴이 유도되기 때문이다.

위와 같은 하측영역(110b)의 휘어짐을 위해, 전단연결재(110)의 상측영역(110a)은 파일(100)의 내측면에 용접결합되되, 용접구간(L)은 전단연결재(110)의 상측부터 홈부(111)의 상측영역까지로 한정한다.

도 12와 같이 하측영역(110b)에는 몰탈(20)이 관통되어 경화되도록 장공(112)이 형성된 것이 바람직하다.

장공(120)은 몰탈이 관통될 수 있는 크기로 형성되어 몰탈과 전단연결재(110)의 결합력을 증진시킨다.

L : 용접구간 1 : 해상
2 : 연약지반 3 : 암반층
10 : 케이싱 20 : 몰탈
100 : 파일 110 : 전단연결재
110h : 관통홀 111 : 홈부
112 : 장공 120 : 띠철근
130 : 몰탈충전공 200 : 보정장치

Claims (10)

1. 해상(1)과 연약지반(2)에 삽입되어 암반층(3)의 상면에 하면이 접촉되도록 케이싱(10)을 설치하는 케이싱설치단계;
   상기 케이싱(10) 내측으로 천공장비를 삽입하여, 상기 암반층(3)의 상부영역까지 상기 연약지반(2)과 상기 암반층(3)을 굴착하는 굴착단계;
   상기 케이싱(10) 내부에 대구경 강관 파일(100)을 삽입하는 강관파일설치단계;
   상기 케이싱(10)과 상기 파일(100)의 사이영역에 파일 수직도 보정장치(200)를 설치하는 보정장치설치단계;
   상기 보정장치(200)를 구동하여 상기 파일(100)의 수직도를 조절하는 파일수직도 조절단계;
   상기 파일(100)의 하측 영역에 몰탈(20)을 타설하는 몰탈타설단계;를 포함하되,
   상기 보정장치(200)는
   상기 파일(100)의 상측 영역에 설치되고, 상기 파일(100)의 외주면을 따라 상호 간격을 두고 복수가 설치되며,
   상기 보정장치(200)는
   공기 주입에 따라 부피가 팽창되는 구조로서, 상기 보정장치(200)의 부피가 팽창되어 상기 파일(100)의 수직도를 조절하고,
   상기 파일(100)의 하측 영역에는
   상기 파일(100)의 내측으로 타설되는 상기 몰탈(20)이 상기 파일(100)의 외측으로 충전되도록 몰탈충전공(130)이 형성되며,
   상기 파일(100)의 하측 가장자리 내측 영역에는
   상기 파일의 원주방향을 따라 상호 간격을 두고 복수의 전단연결재(110)가 설치되되,
   상기 전단연결재(110)의 상측영역(110a)은 상기 파일(100)에 결합되고, 하측영역(110b)은 상기 파일(100)의 하측으로 돌출되도록 형성되며,
   상기 전단연결재(110)의 상기 상측영역(110a)에는 띠철근(120)이 관통되도록 철근 관통홀(110h)이 형성되고,
   상기 띠철근(120)은 복수의 상기 전단연결재(110)에 형성된 복수의 상기 철근 관통홀(110h)을 관통하여 결합되며,
   상기 상측영역(110a)과 상기 하측영역(110b)의 사이에는 내측에서 외측으로 'V'형으로 형성된 홈부(111)가 형성된 것을 특징으로 하는 수직도 조절이 가능한 해상 파일 시공방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 강관파일설치단계에서,
   상기 파일(100)의 상기 하측영역(110b)은
   상기 파일(100)이 상기 암반층(3)에 접촉되어 상기 파일(100)의 자중에 의해, 상기 홈부(111)를 기준으로 내측으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 수직도 조절이 가능한 해상 파일 시공방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 하측영역(110b)에는 상기 몰탈(20)이 관통되어 경화되도록 장공(112)이 형성된 것을 특징으로 하는 수직도 조절이 가능한 해상 파일 시공방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 띠철근(120)은 상하방향을 기준으로,
   상호 간격을 두고 복수가 상기 상측영역(110a)에 설치되는 것을 특징으로 하는 수직도 조절이 가능한 해상 파일 시공방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 전단연결재(110)의 상기 상측영역(110a)은 상기 파일(100)의 내측면에 용접결합되되,
    용접구간(L)은 상기 전단연결재(110)의 상측부터 상기 홈부(111)의 상측영역까지인 것을 특징으로 하는 수직도 조절이 가능한 해상 파일 시공방법.

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