KR102272452B1 - 스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일 - Google Patents

스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일 Download PDF

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KR102272452B1
KR102272452B1 KR1020200173234A KR20200173234A KR102272452B1 KR 102272452 B1 KR102272452 B1 KR 102272452B1 KR 1020200173234 A KR1020200173234 A KR 1020200173234A KR 20200173234 A KR20200173234 A KR 20200173234A KR 102272452 B1 KR102272452 B1 KR 102272452B1
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(주)예광솔라
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Abstract

본 발명은 스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일에 관한 것이다. 본 발명의 스파이럴 파일 공법은 봉 형상의 파일 샤프트와, 상기 파일 샤프트의 일측에 형성되되 상기 파일 샤프트보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공이 형성되는 플랜지와, 상기 파일 샤프트의 둘레를 따라 형성되되 상기 플랜지의 면적보다 좁게 형성되는 스파이럴 나선부와, 상기 파일 샤프트의 타측 선단부를 형성하되 시공위치의 진입을 가이드하는 진입 가이드 날부를 구비하는 스파이럴 파일을 제작해서 준비하는 스파이럴 파일 제작 준비단계; 상부 구조물의 설치를 위한 소정의 지주 기초를 형성하기 위하여 상기 스파이럴 파일을 시공할 시공위치를 마킹하는 스파이럴 파일 시공위치 마킹단계; 상기 스파이럴 파일을 파일 시공기계에 장착하는 스파이럴 파일 장착단계; 상기 파일 시공기계를 동작시켜 상기 스파이럴 파일의 진입 가이드 날부가 상기 시공위치에 고정되고 일부 삽입되게 하는 스파이럴 파일 시공위치 고정단계; 상기 파일 시공기계를 동작시켜 상기 스파이럴 파일을 해당 위치로 식립하는 스파이럴 파일 식립단계; 및 상기 스파이럴 파일을 상기 파일 시공기계에서 분리하여 시공을 마무리하는 시공 마무리단계를 포함한다.

Description

스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일{Spiral pile constructing method and spiral pile applied by the same}
본 발명은, 스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있는, 스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 상부 구조물의 설치 예시도이다. 이 도면을 참조하면, 건물이나 구조물을 지상에 세우는 경우, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 상부 구조물(30)을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초 공사를 수반한다.
상부 구조물(30)은 태양광을 지지하기 위한 일련의 구조물일 수 있다. 이러한 상부 구조물(30)을 지반에 설치하기 위해, 보통은 도 1처럼 콘크리트로 기초 공사를 진행하는 것이 일반적이다. 물론, 때로는 파일을 이용해서 기초를 형성하기도 한다.
다만, 도 1과 같은 종래기술의 경우에는 아래와 같은 단점 또는 문제점을 발생시킨다.
첫째, 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현하기가 어렵다.
둘째, 콘크리트가 사용되기 때문에 100% 토지 원상 복귀가 불가능하다.
셋째, 콘크리트가 사용되기 때문에 친환경적이지 못하다.
넷째, 잔토 또는 폐기물이 발생한다.
다섯째, 연약 지반의 기초 공사에는 적용이 어렵다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2001-0013154호 대한민국특허청 출원번호 제10-2013-0073962호 대한민국특허청 출원번호 제10-2014-0185811호 대한민국특허청 출원번호 제10-2017-0045976호
본 발명의 목적은, 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있는, 스파이럴 파일 공법 및 이에 적용되는 스파이럴 파일을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 봉 형상의 파일 샤프트와, 상기 파일 샤프트의 일측에 형성되되 상기 파일 샤프트보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공이 형성되는 플랜지와, 상기 파일 샤프트의 둘레를 따라 형성되되 상기 플랜지의 면적보다 좁게 형성되는 스파이럴 나선부와, 상기 파일 샤프트의 타측 선단부를 형성하되 시공위치의 진입을 가이드하는 진입 가이드 날부를 구비하는 스파이럴 파일을 제작해서 준비하는 스파이럴 파일 제작 준비단계; 상부 구조물의 설치를 위한 소정의 지주 기초를 형성하기 위하여 상기 스파이럴 파일을 시공할 시공위치를 마킹하는 스파이럴 파일 시공위치 마킹단계; 상기 스파이럴 파일을 파일 시공기계에 장착하는 스파이럴 파일 장착단계; 상기 파일 시공기계를 동작시켜 상기 스파이럴 파일의 진입 가이드 날부가 상기 시공위치에 고정되고 일부 삽입되게 하는 스파이럴 파일 시공위치 고정단계; 상기 파일 시공기계를 동작시켜 상기 스파이럴 파일을 해당 위치로 식립하는 스파이럴 파일 식립단계; 및 상기 스파이럴 파일을 상기 파일 시공기계에서 분리하여 시공을 마무리하는 시공 마무리단계;를 포함하고, 상기 파일 샤프트의 외벽에는 복수 개의 돌기 치형부가 일정간격으로 형성되고, 상기 파일 샤프트에는 복수 개의 가로 관통공이 일정간격으로 형성되며, 상기 파일 샤프트에서 상기 진입 가이드 날부와 상기 스파이럴 나선부가 형성된 구간의 길이가 상기 스파이럴 나선부가 형성되지 않은 구간의 길이보다 적어도 1.2배 이상 길고, 상기 스파이럴 나선부의 최대폭이 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이하로 짧게 형성되며, 상기 파일 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 플랜지에 이웃하게 상기 파일 샤프트에 마련되되 상기 스파이럴 나선부와 함께 식립되는 스크루 나사부를 더 포함하고, 상기 스크루 나사부의 최대 폭은 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이상으로 길게 형성되며, 상기 파일 샤프트가 중공체로 마련되되 상기 파일 샤프트의 내부에는 전체 길이 구간에 걸쳐 중공부가 형성되고, 상기 중공부에는 야광 캡이 삽입되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 파일 공법에 의해 달성된다.
한편, 상기 목적은, 봉 형상으로 형성되고, 외벽에 복수 개의 돌기 치형부가 일정간격으로 형성되며, 복수 개의 가로 관통공이 일정간격으로 형성된 파일 샤프트; 상기 파일 샤프트의 일측에 형성되되 상기 파일 샤프트보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공이 형성되는 플랜지; 상기 파일 샤프트의 둘레를 따라 형성되는 스파이럴 나선부; 및 상기 파일 샤프트의 타측 선단부를 형성하되 시공위치의 진입을 가이드하는 진입 가이드 날부;를 포함하고, 상기 파일 샤프트에서 상기 진입 가이드 날부와 상기 스파이럴 나선부가 형성된 구간의 길이가 상기 스파이럴 나선부가 형성되지 않은 구간의 길이보다 적어도 1.2배 이상 길고, 상기 스파이럴 나선부의 최대폭이 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이하로 짧게 형성되며, 상기 파일 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 플랜지에 이웃하게 상기 파일 샤프트에 마련되되 상기 스파이럴 나선부와 함께 식립되는 스크루 나사부를 포함하고, 상기 스크루 나사부의 최대 폭은 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이상으로 길게 형성되며, 상기 파일 샤프트가 중공체로 마련되되 상기 파일 샤프트의 내부에는 전체 길이 구간에 걸쳐 중공부가 형성되고, 상기 중공부에는 야광 캡이 삽입되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 파일에 의해서도 달성된다.
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본 발명에 따르면, 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 상부 구조물의 설치 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스파이럴 파일 공법의 순서도이다.
도 3은 도 2의 스파이럴 파일 공법에 적용되는 스파이럴 파일의 이미지이다.
도 4는 도 3의 부분 단면 구조도이다.
도 5 내지 도 8은 스파이럴 파일 공법에 대한 공정도들이다.
도 9는 스파이럴 파일 공법을 이용한 상부 구조물의 설치 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하여지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하려고 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성 요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스파이럴 파일 공법의 순서도, 도 3은 도 2의 스파이럴 파일 공법에 적용되는 스파이럴 파일의 이미지, 도 4는 도 3의 부분 단면 구조도, 도 5 내지 도 8은 스파이럴 파일 공법에 대한 공정도들, 도 9는 스파이럴 파일 공법을 이용한 상부 구조물의 설치 예시도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따르면, 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 스파이럴 파일 공법은 스파이럴 파일 제작 준비단계(S11), 스파이럴 파일 시공위치 마킹단계(S12), 스파이럴 파일 장착단계(S13), 스파이럴 파일 시공위치 고정단계(S14), 스파이럴 파일 식립단계(S15) 및 시공 마무리단계(S16)를 포함할 수 있다.
스파이럴 파일 제작 준비단계(S11)는 도 3 및 도 4와 같은 구조의 스파이럴 파일(120)을 제작해서 준비하는 과정이다.
스파이럴 파일(120)에 대해 도 3 및 도 4를 참조해서 설명한다. 스파이럴 파일(120)은 봉 형상의 파일 샤프트(121)와, 파일 샤프트(121)의 일측에 형성되되 파일 샤프트(121)보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공(124)이 형성되는 플랜지(123)와, 파일 샤프트(121)의 둘레를 따라 형성되는 스파이럴 나선부(125)와, 파일 샤프트(121)의 하단 선단부에 형성되는 진입 가이드 날부(122)를 포함할 수 있다.
스파이럴 나선부(125)는 파일 샤프트(121)의 둘레를 따라 형성된다. 스파이럴 나선부(125)가 지반에 식립되는 형태라서 스파이럴 나선부(125)에 씹혀 들어가는 토사의 선단력과 토압에 의한 주변의 마찰력(내압 저항력)이 더해져서, 일반 파일보다 1.3~1.8배의 지지력을 얻을 수 있다. 따라서, 일반적인 파일에서는 얻을 수 없는 지지력이 형성되어 콘크리트 기초로도 불가능한 연약지반에서도 지지력을 발휘할 수 있게 되는 것이다.
본 실시예에서 스파이럴 나선부(125)는 파일 샤프트(121)의 길이 방향을 따라 분리되어 비연속적으로 배치된다.
이때, 파일 샤프트(121)에서 진입 가이드 날부(122)와 스파이럴 나선부(125)가 형성된 구간의 길이가 스파이럴 나선부(125)가 형성되지 않은 구간의 길이보다 적어도 1.2배 이상 길게 형성된다. 스파이럴 나선부(125)의 최대폭이 플랜지(123)의 직경 대비 적어도 1.6배 이하로 짧게 형성된다.
스파이럴 나선부(125)가 땅을 파고 들어가는 부분이고, 나머지 부분이 힘을 받는 부분이라서 스파이럴 나선부(125)를 파일 샤프트(121) 전체 영역에 형성할 필요는 없다.
또한, 본 실시예에서 스파이럴 나선부(125)는 플랜지(123)의 면적보다 좁게 형성된다. 따라서, 스파이럴 파일(120)의 식립, 즉 식립이 용이해지고 지반과의 결속력을 높일 수 있으며, 이로 인해 스파이럴 파일(120)을 안정적으로 또한 빨리 시공할 수 있다.
본 실시예에서 플랜지(123)의 반대편 선단부에는 진입 가이드 날부(122)가 형성된다. 진입 가이드 날부(122)로 인해 스파이럴 파일(120)이 시공위치에 정확하게 진입할 수 있다.
이러한 스파이럴 파일(120)이 지중에 타설되면 타설된 스파이럴 파일(120)에 연직 방향의 힘이 더해질 때 상향 쪽과 하양 쪽 방향으로 각각의 선단력으로 저항력이 발생하면서 지지력이 증가하여 압입 하중과 인발력을 동시에 제공할 수 있다.
스파이럴 파일(120)의 스크루 형상 특성에 의한 토사의 선단력과 토압에 의한 주변의 마찰력(내압 저향력)이 더해져서, 종전의 일반 파일보다 2~2.5배의 지지력이 발생하여 연약지반에 설치가 가능해질 수 있다.
스파이럴 파일(120)은 용융 아연도금 처리될 수 있다. 따라서, 해수에 의한 부식을 방지할 수 있다.
스파이럴 파일 시공위치 마킹단계(S12)는 지주 기초를 형성하기 위하여 소정의 스파이럴 파일(120)을 시공할 시공위치를 마킹하는 과정이다. 작업을 신속하게 수행해야 하므로, 시공위치에 색깔 식별이 가능한 천 등을 꼽아 표시할 수도 있다.
스파이럴 파일 장착단계(S13)는 도 5처럼 소정의 스파이럴 파일(120)을 파일 시공기계(110)에 장착하는 과정이다.
참고로, 파일 시공기계(110)는 특수 장비가 아닌 일반적인 백호우 장비 등일 수 있다. 하지만, 다른 장비도 가능하다. 따라서, 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
파일 시공기계(110)는 스파이럴 파일(120)을 가압 및 회전시켜 스파이럴 파일(120)이 식립되게 한다.
스파이럴 파일 시공위치 고정단계(S14)는 도 6처럼 파일 시공기계(110)를 동작시켜 스파이럴 파일(120)의 선단부인 진입 가이드 날부(122)가 시공위치에 고정되게 하는 과정이다. 앞서 기술한 것처럼 스파이럴 파일(120)의 선단부에 진입 가이드 날부(122)가 형성되기 때문에 스파이럴 파일(120)을 결정된 정확한 위치로 삽입할 수 있는 이점이 있다.
스파이럴 파일 식립단계(S15)는 도 7 및 도 8처럼 파일 시공기계(110)를 동작시켜 스파이럴 파일(120)을 식립하는 과정이다. 앞서 기술한 것처럼 파일 시공기계(110)는 스파이럴 파일(120)을 가압 및 회전시키면서 스파이럴 파일(120)이 식립되게 한다.
시공 마무리단계(S16)는 도 8처럼 스파이럴 파일(120)을 파일 시공기계(110)에서 분리하고, 시공을 마무리하는 과정이다. 이때는 도 9처럼 상부 구조물(130)의 설치도 함께 포함될 수 있다.
이하, 지주 기초용 스파이럴 파일(120)을 시공하는 과정을 일련적으로 설명한다.
우선, 도 3 및 도 4와 같은 구조의 스파이럴 파일(120)을 제작해서 준비한다. 그리고는 이렇게 준비된 스파이럴 파일(120)을 시공할 시공위치를 마킹한 후, 소정의 스파이럴 파일(120)을 파일 시공기계(110)에 장착한다.
다음, 도 6처럼 파일 시공기계(110)를 동작시켜 스파이럴 파일(120)의 선단부가 시공위치에 고정되게 한다.
다음, 도 7처럼 파일 시공기계(110)를 동작시켜 스파이럴 파일(120)을 식립한 후, 도 8처럼 스파이럴 파일(120)을 파일 시공기계(110)에서 분리하여 시공을 마무리한다.
한편, 파일 시공기계(110)를 이용해서 스파이럴 파일(120)을 원하는 개수만큼 지반에 시공한 이후, 도 9처럼 스파이럴 파일(120)들을 이용해서 상부 구조물(130)을 설치할 수 있다. 이때의 상부 구조물(130)은 태양광 설비 등 다양할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있게 된다.
이하, 본 실시예의 효과에 대해 좀 더 부연 설명한다.
본 실시예에 따른 스파이럴 파일 공법은 도 1과 같은 공법이 아닌 단순한 구조와 방식이라서 시공 시 무진동, 무소음으로 민원이 감소할 수 있다.
또한, 앞서 기술한 것처럼 연약지반, 경사지, 습지, 협소한 곳 등 시공성이 용이하여 공사비를 절감할 수 있으며, 지반의 훼손 없이 시공 가능하고, 철거 시 폐기물이 발생하지 않는 장점이 있다.
특히, 본 실시예의 경우, 안전성, 시공성 및 유지 관리성에서 종래와 다른 현저한 효과를 제공할 수 있다.
첫째, 안전성에 대한 효과이다.
본 실시예에 따른 스파이럴 파일 공법의 경우, 스파이럴 파일이 스크루 방식이라서 스크루 형상 특성에 의한 지지력을 발휘할 수 있다. 설계상 오류에 관해 수정이 가능하다. 장기하중에 의한 침하나 변위 적다. 지진 시 내진기능 대처가 가능하다. 스크루 형상에 의한 지지력 및 주면 마찰력 형성으로 연약지반에서 기초 기능을 유지할 수 있다.
둘째, 시공성에 대한 효과이다.
특수 장비가 아닌 일반적인 백호우 장비 등의 파일 시공기계(110)로 시공할 수 있어 장비 수급 문제를 해결할 수 있다. 인력투입이 감소하고, 시공성이 간편하다. 복수의 시공실적, 경험과 노하우(knowhow) 구비로 능동적 대처가 가능하다. 경사 조절기능과 높이조절이 가능하므로 구배에 맞는 시공이 가능하다. 콘크리트 양생이 필요 없는 드라이 공법으로 시공기간을 단축할 수 있다.
셋째, 유지 관리성에 대한 효과이다.
회전 압입 방식으로 지반 파괴가 발생하지 않는다. 용융 아연도금으로 해수에 의한 부식을 방지할 수 있다. 기초기능의 특성상 시공 후 유지관리가 적다. 건설폐기물이 발생하지 않는다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 스파이럴 파일(220)은 봉 형상의 파일 샤프트(221)와, 파일 샤프트(221)의 일측에 형성되되 파일 샤프트(221)보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공(224)이 형성되는 플랜지(223)와, 파일 샤프트(221)의 둘레를 따라 형성되는 스파이럴 나선부(225)와, 파일 샤프트(221)의 하단 선단부에 형성되는 진입 가이드 날부(222)와, 스크루 나사부(227)를 포함한다.
스크루 나사부(227)는 파일 샤프트(221)의 길이 방향을 따라 플랜지(223)에 이웃하게 파일 샤프트(221)에 마련되되 스파이럴 나선부(225)와 함께 식립되는 부분이다. 본 실시예에서 스크루 나사부(227)의 최대 폭은 플랜지(223)의 직경 대비 적어도 1.6배 이상으로 길게 형성된다.
앞서 기술한 것처럼 스파이럴 파일(220)에 스파이럴 나선부(225)가 형성되면, 식립 시 씹혀 들어가는 토사의 선단력과 토압에 의한 주변의 마찰력(내압 저항력)이 더해져서, 일반 파일보다 1.3~1.8배의 지지력을 얻을 수 있다.
이때, 본 실시예처럼 스크루 나사부(227)가 더 형성되면 스크루 나사부(227)로 인해 토사의 선단력과 토압에 의한 주변의 마찰력(내압 저항력)이 더해져서, 일반 파일보다 2~2.5배의 지지력을 얻을 수 있을 것이라 예상된다. 따라서, 일반적인 파일에서는 얻을 수 없는 지지력이 형성되어 콘크리트 기초로도 불가능한 연약지반에서도 지지력을 발휘할 수 있게 되는 것이다.
본 실시예가 적용되더라도 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 스파이럴 파일(320) 역시, 봉 형상의 파일 샤프트(321)와, 파일 샤프트(321)의 일측에 형성되되 파일 샤프트(321)보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공(224)이 형성되는 플랜지(223)와, 파일 샤프트(321)의 둘레를 따라 형성되는 스파이럴 나선부(225)와, 파일 샤프트(321)의 하단 선단부에 형성되는 진입 가이드 날부(222)와, 스크루 나사부(227)를 포함하며, 이들의 구성, 기능 및 역할은 전술한 실시예와 동일하다.
한편, 본 실시예의 경우, 파일 샤프트(321)가 중공체로 마련된다. 즉 파일 샤프트(321)의 내부에 중공부(321a)가 형성된다. 도면에는 일부만 도시했으나, 중공부(321a)는 파일 샤프트(321)의 전체 영역에 걸쳐 형성된다.
본 실시예처럼 파일 샤프트(321)에 중공부(321a)가 형성되면, 예컨대, 도 9처럼 스파이럴 파일(320)을 이용해서 상부 구조물(130)을 설치하려 할 때, 상부 구조물(130) 설치를 위한 여러 매개물이나 연결 구조물을 중공부(321a)를 활용해서 연결할 수 있는 등 다양한 장점을 제공할 수 있다.
그뿐만 아니라 중공부(321a)만큼의 재료비가 줄어들게 되므로 스파이럴 파일(320)의 단가가 낮아질 수 있는 장점도 겸한다.
본 실시예가 적용되더라도 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 스파이럴 파일(420)은 제3 실시예의 스파이럴 파일(320) 구조와 거의 유사하다. 즉 파일 샤프트(421)가 중공체, 즉 내부에 중공부(421a)가 형성된 중공체로 이루어진다.
다만, 이 외에도 파일 샤프트(421)에는 복수 개의 가로 관통공(421c)이 더 형성된다. 가로 관통공(421c)들로 토사 등이 진입할 경우, 스파이럴 파일(420)과의 일체 융합이 잘 이루어질 수 있는 이점이 있다. 즉 스파이럴 파일(420)이 견고하게 고정될 수 있게끔 하는데 도움이 될 수 있다.
또한, 파일 샤프트(421)의 외벽에 복수 개의 돌기 치형부(421b)가 더 형성된다. 돌기 치형부(421b)들은 토사와의 접촉면적을 증가시켜 스파이럴 파일(420)이 견고하게 고정될 수 있게끔 하는데 유리하다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스파이럴 파일의 부분 단면 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 스파이럴 파일(520)은 실질적으로 제4 실시예에 따른 스파이럴 파일(420)과 동일하다.
다만, 본 실시예의 경우에는 중공부(421a)의 단부에 야광 캡(555)이 더 적용될 수 있다. 야광 캡(555)은 중공부(421a)를 막는 역할 외에도 중공부(421a) 내로의 이물질 유입을 저지시키는 역할을 겸한다. 그뿐만 아니라 야간에 스파이럴 파일(520)을 식별하는데도 도움이 된다.
본 실시예가 적용되더라도 기초 공사와 본 작업을 동시에 실현할 수 있어 작업성이 매우 높을뿐더러 콘크리트가 사용되기 때문에 실질적으로 100% 토지 원상 복귀가 가능함은 물론 친환경적이며, 또한 잔토 또는 폐기물이 발생하지 않을뿐더러 연약 지반의 기초 공사에도 적용할 수 있을 정도로 적용 범위를 확장할 수 있다.
이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
110 : 파일 시공기계 120 : 스파이럴 파일
121 : 파일 샤프트 122 : 진입 가이드 날부
123 : 플랜지 124 : 통공
125 : 스파이럴 나선부 130 : 상부 구조물

Claims (5)

  1. 봉 형상의 파일 샤프트와, 상기 파일 샤프트의 일측에 형성되되 상기 파일 샤프트보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공이 형성되는 플랜지와, 상기 파일 샤프트의 둘레를 따라 형성되되 상기 플랜지의 면적보다 좁게 형성되는 스파이럴 나선부와, 상기 파일 샤프트의 타측 선단부를 형성하되 시공위치의 진입을 가이드하는 진입 가이드 날부를 구비하는 스파이럴 파일을 제작해서 준비하는 스파이럴 파일 제작 준비단계;
    상부 구조물의 설치를 위한 소정의 지주 기초를 형성하기 위하여 상기 스파이럴 파일을 시공할 시공위치를 마킹하는 스파이럴 파일 시공위치 마킹단계;
    상기 스파이럴 파일을 파일 시공기계에 장착하는 스파이럴 파일 장착단계;
    상기 파일 시공기계를 동작시켜 상기 스파이럴 파일의 진입 가이드 날부가 상기 시공위치에 고정되고 일부 삽입되게 하는 스파이럴 파일 시공위치 고정단계;
    상기 파일 시공기계를 동작시켜 상기 스파이럴 파일을 해당 위치로 식립하는 스파이럴 파일 식립단계; 및
    상기 스파이럴 파일을 상기 파일 시공기계에서 분리하여 시공을 마무리하는 시공 마무리단계;를 포함하고,
    상기 파일 샤프트의 외벽에는 복수 개의 돌기 치형부가 일정간격으로 형성되고,
    상기 파일 샤프트에는 복수 개의 가로 관통공이 일정간격으로 형성되며,
    상기 파일 샤프트에서 상기 진입 가이드 날부와 상기 스파이럴 나선부가 형성된 구간의 길이가 상기 스파이럴 나선부가 형성되지 않은 구간의 길이보다 적어도 1.2배 이상 길고,
    상기 스파이럴 나선부의 최대폭이 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이하로 짧게 형성되며,
    상기 파일 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 플랜지에 이웃하게 상기 파일 샤프트에 마련되되 상기 스파이럴 나선부와 함께 식립되는 스크루 나사부를 더 포함하고,
    상기 스크루 나사부의 최대 폭은 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이상으로 길게 형성되며,
    상기 파일 샤프트가 중공체로 마련되되 상기 파일 샤프트의 내부에는 전체 길이 구간에 걸쳐 중공부가 형성되고,
    상기 중공부에는 야광 캡이 삽입되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 파일 공법.
  2. 봉 형상으로 형성되고, 외벽에 복수 개의 돌기 치형부가 일정간격으로 형성되며, 복수 개의 가로 관통공이 일정간격으로 형성된 파일 샤프트;
    상기 파일 샤프트의 일측에 형성되되 상기 파일 샤프트보다 직경이 크고, 둘레 방향을 따라 복수의 통공이 형성되는 플랜지;
    상기 파일 샤프트의 둘레를 따라 형성되는 스파이럴 나선부; 및
    상기 파일 샤프트의 타측 선단부를 형성하되 시공위치의 진입을 가이드하는 진입 가이드 날부;를 포함하고,
    상기 파일 샤프트에서 상기 진입 가이드 날부와 상기 스파이럴 나선부가 형성된 구간의 길이가 상기 스파이럴 나선부가 형성되지 않은 구간의 길이보다 적어도 1.2배 이상 길고,
    상기 스파이럴 나선부의 최대폭이 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이하로 짧게 형성되며,
    상기 파일 샤프트의 길이 방향을 따라 상기 플랜지에 이웃하게 상기 파일 샤프트에 마련되되 상기 스파이럴 나선부와 함께 식립되는 스크루 나사부를 포함하고,
    상기 스크루 나사부의 최대 폭은 상기 플랜지의 직경 대비 적어도 1.6배 이상으로 길게 형성되며,
    상기 파일 샤프트가 중공체로 마련되되 상기 파일 샤프트의 내부에는 전체 길이 구간에 걸쳐 중공부가 형성되고,
    상기 중공부에는 야광 캡이 삽입되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 파일.
  3. 삭제
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