KR102494160B1 - Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby - Google Patents

Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby Download PDF

Info

Publication number
KR102494160B1
KR102494160B1 KR1020210104246A KR20210104246A KR102494160B1 KR 102494160 B1 KR102494160 B1 KR 102494160B1 KR 1020210104246 A KR1020210104246 A KR 1020210104246A KR 20210104246 A KR20210104246 A KR 20210104246A KR 102494160 B1 KR102494160 B1 KR 102494160B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pile
hinge
plate
extension
diameter
Prior art date
Application number
KR1020210104246A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문재화
최헌
Original Assignee
문재화
최헌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 문재화, 최헌 filed Critical 문재화
Priority to KR1020210104246A priority Critical patent/KR102494160B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102494160B1 publication Critical patent/KR102494160B1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/26Placing by using several means simultaneously
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02Placing by driving
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/06Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging screws
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2200/00Geometrical or physical properties
    • E02D2200/15Geometrical or physical properties including at least a hinge
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00Production methods
    • E02D2250/0038Production methods using an auger, i.e. continuous flight type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

Disclosed are a foldable lower-end extension pile and a construction method of boring and driving a pile using the same. The foldable lower-end extension pile according to the present invention has a foldable lower-end extension part arranged on a lower end of a pile. The foldable lower-end extension part comprises: a hinge knuckle disk formed in the shape of a circular steel plate with a diameter identical to the diameter of a pile to be able to be combined with a reinforcement plate on a lower end of the pile, having an inner-side hinge knuckle arranged on each side of an inverted triangle having the three sides thereof maintaining a constant interval from the center, and having an outer-side hinge knuckle arranged on each side of a regular triangle having the three sides thereof expanded more outward from the center than the three sides of the inverted triangle; a moving hinge rotating plate formed in the shape of an arc-shaped steel plate hinged by a hinge pin to each inner-side hinge knuckle of the inverted triangle sides arranged on the hinge knuckle disk in a first hinge part composed of a plurality of hinge knuckles arranged in a row; and a moved hinge rotating plate formed in the shape of an arc-shaped steel plate hinged by a hinge pin to each outer-side hinge knuckle of the regular triangle sides arranged on the hinge knuckle disk in a second hinge part composed of a plurality of hinge knuckles arranged in a row, thereby filling a space between the moving hinge rotating plate and the moved hinge rotating plate. Therefore, provided are a foldable lower-end extension pile and a construction method of boring and driving a pile using the same, wherein the bearing capacity of the fore-end of a pile can be doubled or more without expanding a borehole.

Description

접이식 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법{FOLDABLE EXTENTION PILE AND CONSTRUCTION METHOD OF PILE DRIVING AFTER DRILLING THEREBY}Foldable bottom expansion pile and pile drilling pile construction method using it {FOLDABLE EXTENTION PILE AND CONSTRUCTION METHOD OF PILE DRIVING AFTER DRILLING THEREBY}

본 발명은 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법에 관한 것으로, 더 상세하게는 PHC 파일(Prestressed High-Strength Concrete 파일), 콘크리트 파일, 강관 파일, H형강 파일 등(이하, 단순히 PHC 파일이라고 함) 기초 공사 파일을 SDA(Separated Doughnut Auger)공법 등의 선굴착공법에 의해 시공할 때, 파일 하단에서 강한 지지력을 확보할 수 있는 접이식 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법에 관한 것이다. The present invention relates to a bottom expansion pile and a pile drilling pile construction method using the same, and more particularly, to PHC piles (Prestressed High-Strength Concrete piles), concrete piles, steel pipe piles, H-beam piles, etc. (hereinafter simply referred to as PHC piles). ) When the foundation construction pile is constructed by a pre-excavation method such as the SDA (Separated Donut Auger) method, it relates to a folding bottom expansion pile that can secure strong bearing capacity at the bottom of the pile and a pile drilling pile driving construction method using it.

종래, 건물의 기초 공사시 기초 보강을 위해 PHC 파일(Prestressed High-Strength Concrete 파일)을 박는 데 있어서, 파일 천공 항타 시공법(또는 선굴착 항타 시공법이라고도 함)이 사용되고 있다. 파일 천공 항타 시공법은 우선 지반을 천공하여 굴착공을 형성 하고 그라우팅을 채운 후, 굴착공에 PHC 파일을 삽입하고 경타하여 박는 시공을 한다. PHC 파일은 그라우팅이 경화되면서 지중에 고정된다. Conventionally, in driving a PHC pile (Prestressed High-Strength Concrete pile) for foundation reinforcement during foundation construction of a building, a pile perforation driving construction method (also referred to as a pre-excavation driving construction method) is used. The pile drilling driving construction method first drills the ground to form an excavation hole, fills the grouting, and then inserts a PHC pile into the excavation hole and hammers it. PHC piles are fixed in the ground as the grouting hardens.

도 1에 도시된 바와 같이, 굴착공을 천공함에 있어서는 SDA(Separated Doughnut Auger)공법을 주로 사용한다. SDA 공법은 항타기(100)에 스크류로드(srew rod)(106)를 회전시키는 싱글오거(single auger)(102)와 케이싱(110)을 스크류로드(106)와 반대방향으로 회전시키는 케이싱 오거(casing auger)를 동시에 사용하여 천공하는 방법이다. 스크류로드(106)의 선단에는 드릴비트(108)가 결합되고, 싱글오거(102)는 항타기(100)의 붐지지식(크레인)이나 3점 지지식(항타 전용기)에 연결되어 승강하면서 천공을 하게 된다(1,2). 지반은 최상부로부터 매립층, 토사층, 풍화토, 풍화암, 연암층 등으로 연속되어 있는데, 굴착공의 천공은 연암층까지 이루어지는 것이 일반적이다. 그러나, 굴착공의 깊이는 기초의 설계에 따른 지지층에 따라 달라질 수 있다. As shown in Figure 1, in drilling an excavation hole, SDA (Separated Donut Auger) method is mainly used. The SDA method uses a single auger 102 that rotates a screw rod 106 in a pile driver 100 and a casing auger that rotates a casing 110 in the opposite direction to the screw rod 106. auger) is used simultaneously to drill holes. A drill bit 108 is coupled to the front end of the screw rod 106, and the single auger 102 is connected to the boom support type (crane) or 3-point support type (driver only) of the pile driver 100 to drill while lifting becomes (1,2). The ground continues from the top to the landfill layer, soil layer, weathered soil, weathered rock, soft rock layer, etc., and drilling holes are generally made up to the soft rock layer. However, the depth of the drilling hole may vary depending on the supporting layer according to the design of the foundation.

파일이 설계도면 등에 따른 제 위치에 정확히 설치되도록 케이싱(110) 및 드릴비트(108)의 선단부를 시공위치에 정확하게 일치시킨 후 수직여부를 확인하고 상부 의 싱글 오거(102)를 정회전시키고 하부의 케이싱 오거(104)를 역회전시켜 천공을 시작한다. 지지층을 확인하면서 설계 심도까지 굴착한다. 이때 설계심도는 적어도 지지층 내에 파일 직경의 2배 이상 관입되도록 하는 것이 일반적이다. 설계심도까지 도달하면 상부 먼저 싱글 오거(102)를 인발한다. 이때 필요에 따라 그라우팅(grouting) 또는 시멘트풀(cement paste)를 주입한다. 천공이 완료되면, 케이싱(110)은 케이싱 오거(104)와 분리하여 굴착공 내에 계속 잔류하게 하고, 싱글오거(102)를 상승시키면서 스크류로드(106)를 굴착공으로부터 인발하면서, 스크류로드(106) 및 드릴비트(108) 내부 중공 통로를 따라 그라우팅(grouting)(cement paste)을 굴착공에 중간정도 채워지게 주입하는 것이다(3,4). 도 1에서 (5)는 (4)의 도면을 확대한 것이다. After accurately matching the tip of the casing 110 and the drill bit 108 to the construction position so that the pile is installed exactly in place according to the design drawing, etc., check whether it is vertical, rotate the upper single auger 102 forward, and Reverse rotation of the casing auger 104 starts drilling. Excavate to the design depth while checking the supporting layer. At this time, it is common for the design depth to penetrate at least twice the diameter of the pile into the support layer. When the design depth is reached, the single auger 102 is pulled out first. At this time, grouting or cement paste is injected as needed. When the drilling is completed, the casing 110 is separated from the casing auger 104 and remains in the drilling hole, and while the single auger 102 is raised and the screw rod 106 is pulled out from the drilling hole, the screw rod 106 ) and drill bit 108 along the inner hollow passage to inject grouting (cement paste) into the drilling hole to be half filled (3,4). In FIG. 1, (5) is an enlarged view of (4).

도 2에 도시된 바와 같이, PHC 파일(114)의 시공은, 굴착공 내부에 PHC 파일(114)을 자중에 의해 관입시키고(6,7), 굴착공에 PHC 파일(114)이 관입된 상태에서 스크류로드(106)와 케이싱 오거(104)를 케이싱(110) 상단까지 하강시켜, 케이싱 오거(110)와 케이싱(110)을 연결한 후 케이싱 오거(104)를 상승시켜 케이싱(110)을 인발하고(6,7,8,9), 관입된 PHC 파일을 드롭해머(drop hammer)(120)로 항타하는 순서로 진행된다(10).케이스(110) 인발과 드롭해머(120)에 의한 항타는 순서를 바꿀 수 있다. 파일(114)은 굴착공의 중심과 일치되도록 직교하는 2방향에서 검측하여 수직으로 세운 뒤 파일 자중에 의해 서서히 근입 시킨다. 설계 관입 깊이까지 저진동, 저소음 방법으로 최종 관입 마감 시키한다. 이후, 파일을 세우는 데, 파일 세우기는 작업 장소에 트렌시트 및 다림추를 설치하여 2방향에서 수직검측 후 공사를 진행하고 파일에 메단점의 위치는 12m이하 파일의 두부 끝선에서 2m되는 지점, 13m 이상 파일은 파일 길이의 1/2지점에 둔다. 파일설치 완료후 어떤 원인에 의하여 솟아 오른 파일은 재타입하여 원래의 심도까지 관입 시킨다. 최종관입량은 자립식 측정대를 사용하여 정밀하게 측정하며, 최종관입량 산정은 10회 타격한 평균값이 5mm이하로 한다. 도 2의 (11)은 관입 항타된 PHC파일을 확대하여 도시한 것이다. 관입 항타 완료 후 PHC 파일 주변을 포크레인을 이용해 부상토 및 토사로 되메우기하여 안전사고를 예방한다.As shown in FIG. 2, the construction of the PHC pile 114 penetrates the PHC pile 114 by its own weight inside the excavation hole (6, 7), and the PHC pile 114 penetrates the excavation hole. The screw rod 106 and the casing auger 104 are lowered to the top of the casing 110 to connect the casing auger 110 and the casing 110, and then the casing auger 104 is raised to pull out the casing 110. (6,7,8,9), and proceeds in the order of driving the penetrating PHC pile with a drop hammer (120) (10). Pulling out the case (110) and driving by the drop hammer (120) can change the order. The pile 114 is detected in two orthogonal directions to coincide with the center of the excavation hole, erected vertically, and then gradually inserted by the weight of the pile. Finish the final penetration with a low vibration and low noise method up to the design penetration depth. Afterwards, to set up the piles, the piles are installed at the work place by installing a transheet and a plumbing weight to carry out the construction after vertical inspection in 2 directions, and the location of the mezzanine on the pile is 12m or less, the point 2m from the end line of the head of the pile, 13m or more The file is placed at 1/2 of the length of the file. After the file installation is completed, the file that rises for some reason is retyped and penetrates to the original depth. The final penetration amount is precisely measured using a self-supporting measuring stand, and the average value of 10 hits is set to 5 mm or less for the calculation of the final penetration amount. (11) of FIG. 2 is an enlarged view of the PHC pile driven by penetration. After completion of penetration driving, safety accidents are prevented by backfilling the area around the PHC pile with floating soil and sand using a forklift.

일반적으로 사용되고 있는 파일 천공 항타 시공법은 파일 관입 시공 시간이 짧고 소음을 줄일 수 있는 장점이 있지만, 지지력이 약한 단점이 있기 때문에 지지력을 보강하기 위한 방법이 다수 제안되고 있다. The commonly used pile penetration driving construction method has the advantage of a short pile penetration construction time and reduced noise, but has a weak bearing capacity, so many methods for reinforcing the bearing capacity have been proposed.

도 3 내지 도 7에는 파일 하단에 파일 직경보다 더 큰 지름이 큰 확장판을 부착한 확장판 PHC 파일(Extended Edition PHC Pile)에 의한 지지력 보강 방법을 보여준다. 3 to 7 show a method of reinforcing bearing capacity by an extended edition PHC pile in which an extension plate having a larger diameter than the pile diameter is attached to the bottom of the pile.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 확장판 PHC 파일은 PHC 파일 하단 보강판(118)에 파일의 직경(도면의 예에서는 500mm)보다 약 10%정도 큰 직경(도면의 예에서는 550mm)의 원판을 부착하여, 지지력을 강화시킨 것이다. 이와 같이, 파일 직경보다 더 큰 직경의 원판을 파일 하단에 부착할 경우, 지지력은 상승하지만, 파일을 관입하기 위한 굴착공의 크기가 파일의 지름보다 약 30%이상으로 커지기 때문에 다음과 같은 문제점이 있다. As shown in FIGS. 3 and 4, the expansion plate PHC pile is a disk with a diameter (550 mm in the example of the drawing) that is about 10% larger than the diameter of the pile (500 mm in the example of the drawing) on the reinforcing plate 118 at the bottom of the PHC pile. Attached, it strengthens the bearing capacity. In this way, when a disc with a larger diameter than the pile diameter is attached to the bottom of the pile, the bearing capacity increases, but the size of the drill hole for penetrating the pile increases by about 30% or more than the diameter of the pile, so the following problems arise. there is.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 확장판 PHC 파일 천공 후 항타 시공법은, SDA 공법에 의한 천공을 할 경우, 확장판이 용이하게 삽입될 수 있게 하기 위하여 굴착공의 지름을 파일 지름보다 30%이상(도면의 예에서는 650mm 이상)의 크기로 천공하여야 한다. As shown in Figures 5 and 6, in the case of drilling by the SDA method, in the case of drilling by the SDA method, the diameter of the drilling hole is 30% or more than the diameter of the pile in order to allow the expansion plate to be easily inserted. (In the example of the drawing, it must be drilled with a size of 650 mm or more).

도 7에 도시된 바와 같이,확장판 PHC 파일 천공 후 항타 시공법은 그라우팅 후 확장판 PHC 파일(114)을 주입하고, 관입 항타하여 안착시키는 점과, 케이싱(110)을 인발하는 과정은 상술한 기존의 PHC 파일 천공 후 항타 시공법과 동일하다. 그러나, 이 과정에서 확장판 PHC 파일 시공을 하기 위해서 기존 PHC 파일에 비해 굴착공이 커질수 밖에 없어 여러가지 문제를 야기한다. 이를 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. As shown in FIG. 7, the driving construction method after perforation of the expansion plate PHC pile is the process of injecting the expansion plate PHC pile 114 after grouting, injecting it by penetration driving, and drawing out the casing 110. It is the same as the pile-up construction method after drilling piles. However, in this process, in order to construct an extended version PHC pile, the excavation hole has to be larger than that of the existing PHC pile, causing various problems. This will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 7 .

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 확장판 PHC 파일을 선굴착 후 항타 시공법으로 시공하기 위해서는, PHC 파일의 지름보다 굴착공의 지름이 30%이상 커져야 한다. 이는 확장판으로 인하여 파일 하단의 지름이 커지기 때문이다. 이를 위해서, 기존 PHC 파일 지름 500mm에 대하여 케이싱의 지름(외경)은 558mm(파일 지름의 약 111.6%)를 사용함에 반하여, 확장판 PHC 파일은 파일 지름 500mm에 대하여 케이싱 지름(외경) 609mm(파일 지름의 약 121.8%)를 사용한다. 이는 확장판 PHC 파일을 케이싱 내에 관입하기 위한 필할 수 없는 선택이다. 한편, 케이싱의 지름이 이렇게 확대되면, 케이싱 제거시 굴착공의 지름이 650mm 이상(파일 지름의 약 130% 이상)로 커진다. 이는 파일 지름보다 굴착공의 지름이 130% 이상으로 커진다는 것을 의미하고, 파일과 굴착공 내벽 사이에 큰 공극이 발생하는 것을 의미한다. As shown in FIGS. 3 to 6, in order to construct the expansion plate PHC pile by the driving construction method after pre-excavation, the diameter of the excavation hole should be 30% or more larger than the diameter of the PHC pile. This is because the diameter of the bottom of the pile increases due to the expansion plate. To this end, the diameter (outer diameter) of the casing is 558 mm (approximately 111.6% of the pile diameter) for the existing PHC pile diameter of 500 mm, whereas the extended version PHC pile has a casing diameter (outer diameter) of 609 mm (about 111.6% of the pile diameter) for a pile diameter of 500 mm. about 121.8%). This is an indispensable choice for penetrating the extended version PHC pile into the casing. On the other hand, if the diameter of the casing is increased in this way, the diameter of the drilling hole increases to 650 mm or more (about 130% or more of the pile diameter) when the casing is removed. This means that the diameter of the excavation hole is larger than the diameter of the pile by more than 130%, and it means that a large air gap occurs between the pile and the inner wall of the excavation hole.

한국은 지질 구조상 지하수가 많고 지질이 불균형하여, 지반에 연약층, 모래층, 지하수 층이 예측할 수 없게 분포되어 있다. Due to the geologic structure of Korea, there is a lot of groundwater and the geology is unbalanced, so the soft layer, sand layer, and groundwater layer are unpredictably distributed in the ground.

도 7에 도시된 바와 같이 정상적인 기초 파일 시공이 이루어지기 위해서는 (6)과 같은 상태의 시공이 되어야 하나, 지반에 연약층, 모래층, 지하수가 많은 토사층 등이 존재할 경우, 확장판 PHC 파일 시공을 하면 굴착공의 직경이 파일 직경보다 지나치게 크기 때문에 파일과 굴착공 내벽간에 큰 간격(공극)이 발생하여, 파일 시공후 케이싱을 제거시 인접 지반이 파일과 굴착공 사이의 공극으로 붕괴되어 파일 주변의 지반 침하가 발생하고(도 7의 (4),(5) 참조), 파일이 어느 한쪽으로 과도하게 기울어져 수직을 유지하기 어려울 뿐만 아니라(도 7의 (4),(5) 참조), 붕괴된 토사 등이 파일 주변의 그라우팅과 혼합되어 그라우팅의 정상적인 양생을 방해한다. 이럴 경우, 확장판 PHC 파일의 지지력이 상술한 기존 PHC 파일의 지지력보다 약화되어, 기초 파일로서 역할을 제대로 수행할 수 없다. 특히, 한국의 토지 지반에는 연약층, 모래층, 지하수 등이 혼합된 토사층이 많아, 실제 국내 아파트 현장에서 확장판 PHC 파일 시공시 이러한 문제가 빈번하게 발생하여, 재시공을 하거나 보강 시공을 위해 추가 시공비를 들이는 사례가 여러 공사 현장에서 발생하고 있다. As shown in FIG. 7, in order for the normal foundation pile construction to be performed, the construction in the same state as (6) should be performed, but if a soft layer, a sand layer, or a soil layer with a lot of groundwater exists in the ground, if the expansion plate PHC pile construction is performed, the excavation hole Since the diameter of the pile is excessively larger than the diameter of the pile, a large gap (void) occurs between the pile and the inner wall of the excavation hole, and when the casing is removed after pile construction, the adjacent ground collapses into the gap between the pile and the excavation hole, causing ground subsidence around the pile. occurs (see (4), (5) in Fig. 7), the pile is excessively tilted to one side and it is difficult to maintain verticality (see (4), (5) in Fig. 7), collapsed soil, etc. It mixes with the grouting around the pile and interferes with the normal curing of the grouting. In this case, the bearing capacity of the extended version PHC pile is weaker than that of the above-described existing PHC pile, so that it cannot function properly as a foundation pile. In particular, there are many soil layers mixed with soft layers, sand layers, and groundwater in the ground in Korea, so these problems frequently occur during the construction of expanded PHC piles at actual domestic apartment sites, requiring additional construction costs for re-construction or reinforcement construction. Cases are occurring at various construction sites.

또한, 확장판 파일을 시공한 후 파일 설치 위치 착오, 파일 심도 착오 등으로 설치된 파일을 인발할 필요가 있을 때, 확장판 파일은 확장판이 확장된 상태를 파일 인발시에도 유지하기 때문에 파일 인발이 어렵다. 따라서, 확장판 파일을 일단 시공하면, 재시공이 매우 어렵다. In addition, when it is necessary to pull out the installed file due to a file installation position error, a file depth error, etc. after constructing the extension plate, it is difficult to pull out the file because the extension plate maintains the expanded state even when the file is pulled out. Therefore, once the extension piles are constructed, re-construction is very difficult.

한편, 기존의 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일은 시공시 시공 하고자 하는 위치의 암반(연암층) 지지층까지 천공하여 시공을 하는 것이 보편화 되어 있다(도 1 및 도 7 참조). 풍화암층처럼 굴착공 바닥이 평탄하고 견고하지 않으면, 파일을 수직으로 유지하기 어렵고 큰 지지력을 확보하기 어렵기 때문이다. 그러나, 우리나라 지역 특성상 암반층 까지의 지질이 상당히 깊은 곳이 많다. 따라서, 기존의 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일로 기초 시공을 할 경우, 굴착공을 깊게 천공하여야 한다. On the other hand, it is common for conventional PHC piles or expanded PHC piles to be constructed by drilling to the support layer of the bedrock (soft rock layer) of the position to be constructed during construction (see Figs. 1 and 7). If the bottom of the excavation hole is not flat and solid like the weathered rock layer, it is difficult to maintain the pile vertically and it is difficult to secure a large bearing capacity. However, due to the characteristics of the region in Korea, there are many places where the geology up to the bedrock is quite deep. Therefore, when performing foundation construction with existing PHC piles or expanded PHC piles, drilling holes must be drilled deeply.

그러나, 기존 도심의 건물들 사이에 산재하는 작은 평수의 나대지나 재건축, 재개발 공사 현장에서 기초시공을 하는 데 있어서는 심도를 연암층까지 깊게 해야하는 기존 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일 시공 방법은 많은 제약이 있다. 토지의 면적이 좁은 대지에서 건축물 시공을 위해 기존 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일 시공 방법을 사용할 경우, 기초 파일의 심도가 깊어 대형 천공 항타 장비가 투입이 되어야 하나, 시공하고자 하는 장소가 좁을 경우 대형 천공 항타기의 조립 및 설치가 어려워 시공을 포기 하는 경우가 많다. 건물과 건물 사이에 대형 천공 항타기가 기초 파일 시공을 할 경우 굴착공에서 나오는 부상토가 오거 스크류를 따고 올라와 높은 지점에서 주변 건물 및 도로에 낙하할 경우 큰 위험을 초래한다. 이를 방지하기 위해 분진망을 설치 하더라도 천공 항타기를 높이 설치 할때는 안전성을 확보하기가 어렵다. 또한, 도심 건물들 사이에 대형 천공 항타기를 설치할 경우 설치 지점에 지반 침하가 발생하기 쉬운데, 이로 인해 항타기가 전복될 경우 주변 건물이나 인명에 손상을 줄 수 있고, 특히 확장판 PHC 파일 시공 시에는 파일 주변의 침하나 싱크홀 현상이 더 발생하여 큰 안전 사고를 초래할 수 있다. 또한, 좁은 장소에서 깊은 심도의 기초 파일 시공을 할 경우, 안전 조치를 위해 많은 비용이 투입되며, 공사 기간도 상당한 시일이 소요 될 뿐만 아니라, 설사 시공을 하였다 하더라도 시공 후 안전성이 보장되지 않는다.However, the existing PHC pile or expanded PHC pile construction method, which needs to be deepened to the soft rock layer, has many limitations in performing foundation construction on small acreage lands scattered among buildings in the city center or at reconstruction and redevelopment construction sites. In the case of using the existing PHC pile or expanded PHC pile construction method for building construction on a site with a small land area, the depth of the foundation pile is large, so large drilling driving equipment must be input, but if the place to be constructed is narrow, large drilling pile driver It is difficult to assemble and install, so many cases give up construction. When foundation pile construction is performed by a large drilling pile driver between buildings, the floating soil from the excavation hole picks up the auger screw and falls onto surrounding buildings and roads from a high point, causing a great danger. Even if a dust net is installed to prevent this, it is difficult to secure safety when the drilling pile driver is installed high. In addition, when a large perforation pile driver is installed between buildings in the city center, ground subsidence is likely to occur at the installation point, which can cause damage to nearby buildings or human life if the pile driver overturns. Subsidence or sinkhole phenomenon may further occur, resulting in a major safety accident. In addition, when constructing deep-depth foundation piles in a narrow place, a lot of money is invested for safety measures, and the construction period not only takes a considerable amount of time, but even if construction is performed, safety after construction is not guaranteed.

따라서, 풍화토나 풍화암 등 낮은 심도에서도 충분한 지지력을 확보할 수 있는 기초 파일 및 이를 이용한 선굴착 파일 시공 방법이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a foundation pile capable of securing sufficient bearing capacity even at a low depth, such as weathered soil or weathered rock, and a pre-excavation pile construction method using the same.

한국 등록특허 제10-0672039호 발명은, 파일의 일측단에 조립되게 일정 깊이로 형성한 보강관부와, 이 보강관부의 저면에 부착되어 굴착된 파일공의 바닥과 공벽의 토사응력에 대해 파일내력을 유지하게 파일직경보다 큰 일정 직경의 면적을 갖는 보강판을 구비하여 이루어지는 헤드 확장형 파일에 있어서, 보강판의 저면에 조립되어 경타시 점차적으로 미끄러져 파일공 공벽에 박히게 확장되어 선단지지력을 유지하게 구성되는 가변 확장수단을 구비한 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재를 개시하고 있다. 한국 등록특허 제10-0672039호 발명은 미끄러지는 가변 확장수단으로, 보강판 저면에 사방으로 미끄러져 펼쳐지게 일정 형태로 형성되어 조립된 가변확장지지판과, 이 가변확장지지판의 중심에 경타시 외향으로 밀어내게 중심에 조립되어 하측으로 일정 길이 돌출되는 확장푸쉬부를 포함한 구성으로 이루어질 수 있다고 기재하고 있다. The invention of Korean Patent Registration No. 10-0672039 relates to a reinforced pipe part formed to a certain depth to be assembled at one end of a pile, and the pile strength against the soil stress of the bottom and hole wall of a pile hole attached to the bottom of the reinforced pipe part and excavated. In the head expansion type pile comprising a reinforcing plate having an area of a certain diameter larger than the pile diameter, it is assembled on the bottom surface of the reinforcing plate and gradually slides when hit and expands to be embedded in the hole wall of the pile hole to maintain the tip bearing capacity Disclosed is a variable extension member of a head extension type file having a configured variable extension means. Korean Patent Registration No. 10-0672039 invention is a sliding variable expansion means, a variable expansion support plate assembled in a certain shape to slide and spread in all directions on the bottom of the reinforcing plate, and a variable expansion support plate assembled at the center of the variable expansion support plate, which is pushed outward when twisted. It is described to me that it can be made of a configuration including an extension push part assembled in the center and projecting a certain length downward.

그러나, 한국 등록특허 제10-0672039호 발명은 확장푸쉬부가 연암층과 같이 평탄한 면과 접하여 정확히 안작될 때는 경타시 가변확장지지판을 밀어내어 미끄러지게 할 수 있지만, 풍화토나 풍화암과 같이 확장푸쉬부가 안착하기 어려운 곳에서는 경타를 하더라도 가변확장지지판을 밀어내기 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 한국 등록특허 제10-0672039호 발명도 기존 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일 시공 방법과 같이, 굴착 심도를 연암층까지 깊게 해야하는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 한국 등록특허 제10-0672039호 발명에 따른 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재는 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이 보강관부와 보강판의 직경이 파일의 직경보다 크기 때문에 케이싱 및 굴착공의 지름이 커지는 점에서 위에서 설명한 확장판 PHC 파일과 동일한 문제점이 있다. However, in the invention of Korean Registered Patent No. 10-0672039, when the extension push part is in contact with a flat surface such as a soft rock layer and is accurately designed, the variable extension support plate can be pushed and slid when hit, but the extension push part is seated like weathered soil or weathered rock. In a place where it is difficult to do, there is a disadvantage that it is difficult to push the variable extension support plate even if it is puttted. Therefore, the invention of Korean Registered Patent No. 10-0672039 also has a problem in that the excavation depth must be deepened to the soft rock layer, like the conventional PHC pile or extended PHC pile construction method. In addition, as can be seen in the drawing, the variable expansion member of the head expansion type pile according to Korean Patent Registration No. 10-0672039 has a diameter of the casing and a drilling hole because the diameter of the reinforcing pipe and the reinforcing plate is larger than the diameter of the pile. It has the same problem as the extended PHC file described above in terms of size.

한국 등록특허 제10-0672039호 발명의 도 6에는 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재의 다른 실시예로, 보강판 저면에 확장시 파일 직경보다 확대된 직경으로 확장되게 중심에서 외향을 향해 일정 각도로 벌어지게 고정부착부로 중심측만이 부착되어 가장자리에서 자중이나 경타에 의해 펼쳐져 확장되게 이루어 지는 가변확장판을 개시하고 있다. 가변확장판은 일정 크기로 절단되면서 상호 겹치게 형성되어 파일의 자중이나 경타시 펼쳐져 보강판의 기능을 하게 된다고 설명하고 있다. 따라서, 가변확장판에 자중이나 경타를 가하지 않을 때는 가변확장판을 접거나 펼 수 없는 것이다. 그러나, 한국 등록특허 제10-0672039호 발명의 도 6에서와 같이, 가변확장판의 중심측을 고정부착부에 의하여 보강판의 중심에 부착할 경우, 자중이나 경타에 의하여 가변확장판이 펼쳐져 파일설치가 완료된 후에도 시간이 지나면 파일이 고정부착부의 복원에 의하여 다시 상부로 솟아 오르는 문제가 있다. 고정부착부의 소성에 비하여 자중이 큰 경우에는 고정부착부가 절단되어 버려 가변확장판에 의하여 지지력을 유지하기 어렵다. 6 of the invention of Korean Registered Patent No. 10-0672039 is another embodiment of a variable extension member applied to a head-extending pile, which extends to a diameter larger than the diameter of the pile when extended to the bottom of the reinforcing plate at a certain angle toward the outside from the center. Disclosed is a variable extension plate in which only the central side is attached to a fixing attachment part to be spread out and expanded by weight or a twist at the edge. It is explained that the variable extension plate is formed to overlap each other while being cut to a certain size and spreads when the pile is weighed or hit, and functions as a reinforcing plate. Therefore, the variable extension plate cannot be folded or unfolded when weight or hard hitting is not applied to the variable extension plate. However, as shown in FIG. 6 of Korean Registered Patent No. 10-0672039, when the center side of the variable extension plate is attached to the center of the reinforcing plate by the fixing attachment, the variable extension plate is unfolded by its own weight or a pinch hit, making it difficult to install the pile. Even after completion, there is a problem that the pile rises to the top again by the restoration of the fixing attachment over time. When the weight of the fixed attachment portion is greater than the plasticity of the fixed attachment portion, it is difficult to maintain the supporting force by the variable extension plate because the fixed attachment portion is cut off.

등록특허공보 등록번호 제10-0672039호(등록일자 : 2007.01.15)Registered Patent Publication Registration No. 10-0672039 (registration date: 2007.01.15)

본 발명은 상술한 종래 기초 파일의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는 굴착공의 확장 없이 파일 선단 지지력을 2배 이상 높일 수 있는 접이식 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법을 제공하는 데 있다. The present invention was made to solve the above-mentioned problems of the conventional foundation pile, and the first problem to be solved by the present invention is a folding bottom expansion pile that can increase the pile end support capacity by more than twice without expanding the excavation hole and a pile using the same It is to provide a perforation driving construction method.

본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 풍화토나 풍화암 등 낮은 심도에서도 충분한 지지력을 확보할 수 있는 접이식 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법을 제공하는 데 있다. A second problem to be solved by the present invention is to provide a folding bottom expansion pile capable of securing sufficient bearing capacity even at a low depth such as weathered soil or weathered rock, and a pile drilling pile driving construction method using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는 일단 펼쳐져 굴착공 하단 벽에 박히면, 펼쳐진 상태를 지속할 수 있는 접이식 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법을 제공하는 데 있다. A third problem to be solved by the present invention is to provide a folding bottom expansion pile that can continue to be unfolded once it is unfolded and embedded in the bottom wall of an excavation hole, and a pile drilling driving construction method using the same.

상술한 본 발명의 과제들은, 오거에 의해 굴착공을 미리 천공하고, 상기 굴착공에 삽입하여 지반을 보강하는 파일에 있어서, 상기 파일의 하단에 접이식 하단 확장부를 마련하되, 상기 접이식 하단 확장부를, 파일 하단의 보강판에 결합될 수 있게 파일 지름과 동일한 지름의 원형강판 형상으로 형성되고 중심으로부터 세변이 일정 간격을 유지하는 역삼각형의 각변에 내측힌지너클이 마련되고 중심으로부터 세변이 상기 역삼각형의 세변보다 더 외측으로 확장된 정삼각형의 각변에 외측힌지너클이 마련된 힌지너클원판과, 일렬로 배치된 복수의 힌지너클로 이루어진 제1힌지부에서 상기 힌지너클원판에 마련된 역삼각형변의 각 내측힌지너클에 힌지핀에 의해 힌지 결합되는 부채꼴강판 형상으로 형성된 주동힌지회동판과, 일렬로 배치된 복수의 힌지너클로 이루어진 제2힌지부에서 상기 힌지너클원판에 마련된 정삼각형변의 각 외측힌지너클에 힌지핀에 의해 힌지 결합되어 상기 주동힌지회동판 사이의 공간을 메울수 있는 부채꼴강판 형상으로 형성된 피동힌지회동판을 포함하여 구성함으로써 해결할 수 있다. The above-described objects of the present invention, in a pile for drilling an excavation hole in advance by an auger and inserting it into the excavation hole to reinforce the ground, providing a foldable lower extension at the lower end of the pile, the foldable lower extension, Inner hinge knuckles are provided on each side of an inverted triangle formed in the shape of a circular steel plate with the same diameter as the pile diameter so that it can be coupled to the reinforcing plate at the bottom of the pile, and the three sides maintain a certain distance from the center, and the three sides from the center of the inverted triangle. A hinge knuckle disc having an outer hinge knuckle on each side of an equilateral triangle extending outward more than three sides, and a first hinge portion consisting of a plurality of hinge knuckles arranged in a row. To each inner hinge knuckle of an inverted triangle side provided on the hinge knuckle disc In the second hinge portion composed of a main hinge pivoting plate formed in the shape of a fan-shaped steel plate hinged by a hinge pin and a plurality of hinge knuckles arranged in a row, each outer hinge knuckle of the side of an equilateral triangle provided on the hinge knuckle disc by a hinge pin It can be solved by including a driven hinge pivoting plate formed in a fan-shaped steel plate shape that is hinged and can fill the space between the main hinge pivoting plates.

상기 주동힌지회동판은 상기 제1힌지부의 양단에서 평행하게 연장된 제1등폭연장부와 상기 제1등폭연장부에서 경사방향으로 확장된 제1부채꼴확장부와 제1부채꼴확장부의 외측 경계를 형성하고 상기 굴착공의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 제1원호부로 이루어진다. The main hinge-rotating plate forms a first equal-width extension portion extending in parallel from both ends of the first hinge portion, a first fan-shaped extension portion extending in an oblique direction from the first equal-width extension portion, and an outer boundary of the first fan-shaped extension portion. and a first arc portion having a radius of curvature greater than the radius of curvature of the excavation hole.

상기 피동힌지회동판은, 상기 제2힌지부의 양단에서 경사방향으로 확장되어 수평으로 펼쳐졌을 때 상기 주동힌지회동판의 제1등폭연장부에 접하는 제2부채꼴확장부와 상기 제2부채꼴확장부에서 평행하게 연장되어 수평으로 펼쳐졌을 때 상기 주동힌지회동판의 제1부채꼴확장부와 접하는 제2등폭연장부와 상기 제2등폭연장부의 외측 경계를 형성하고 상기 제1원호부와 같은 곡률반경을 갖는 제2원호부로 이루어져 펼쳐진 상태에서 외측 경계가 주동힌지회동판과 함께 상기 굴착공보다 큰 원판을 형성한다. The driven hinge pivoting plate extends in an oblique direction from both ends of the second hinge part and unfolds horizontally in the second fan-shaped extension and the second fan-shaped extension in contact with the first equal width extension of the main hinge pivoting plate. When it extends in parallel and spreads out horizontally, it forms the outer boundary of the second equal width extension and the second equal width extension in contact with the first fan-shaped extension of the main hinge rotating plate and has the same curvature radius as the first circular arc. In the unfolded state, the outer boundary forms a larger disk than the excavation hole together with the main hinge pivot plate.

본 발명에 의하면, 경타나 파일 자중을 가하지 않고 작업자가 수작업만으로도, 힌지너클원판의 내측힌지너클에 결합된 3개의 주동힌지회동판과 힌지너클원판의 외측힌지너클에 결합된 3개의 피동힌지회동판을 접거나 수평으로 펼칠 수 있다. 따라서, 관입하기 전에 3개의 내측의 주동힌지회동판과 3개의 외측의 피동힌지회동판을 파일 직경 내에 수용되도록 접을 수 있다. 따라서, 기존 PHC 파일과 동일한 케이싱을 사용하여 동일한 굴착공 구경으로 천공하면서 파일 시공을 할 수 있다. 또한, 주동힌지회동판을 약간 외측으로 경사지게 접을 경우, 파일의 하단이 굴착공 하단에 도달했을 때 자중이나 경타에 의해 주동힌지회동판이 피동힌지회동판을 밀면서 확장된다. 이때 확장되는 폭은 주동힌지회동판과 피동힌지회동판의 길이 연장에 의하여 2배이상 얼마든지 늘릴 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 확장판 PHC 파일이나 기존 헤드 확장형 파일과 달리, 케이싱의 직경이나 굴착공의 직경을 확대할 필요가 없고, 굴착공을 확대함으로써 발생할 수 있는 파일 주변의 지반 침하, 파일의 기울음 및 수직도 상실, 그라우팅 양생 불량 등을 예방하면서도 파일 선단 지지력을 용이하게 2배 이상 늘릴 수 있다. According to the present invention, three driven hinge pivoting plates coupled to the inner hinge knuckle of the hinge knuckle disc and three driven hinge pivoting plates coupled to the outer hinge knuckle of the hinge knuckle disc can be folded or unfolded horizontally. Therefore, before penetrating, it is possible to fold the three inner driven hinge pivoting plates and the three outer driven hinge pivoting plates to be accommodated within the pile diameter. Therefore, pile construction can be performed while drilling with the same drilling hole diameter using the same casing as the existing PHC pile. In addition, when the main hinge pivoting plate is slightly inclined outwardly, when the lower end of the pile reaches the lower end of the excavation hole, the main hinge pivoting plate is expanded while pushing the driven hinge pivoting plate due to its own weight or a blow. At this time, the expanded width can be increased by more than twice as much as possible by extending the length of the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate. Therefore, according to the present invention, unlike the expansion plate PHC pile or the existing head expansion type pile, there is no need to enlarge the diameter of the casing or the diameter of the drilling hole, and the ground subsidence around the pile, which can occur by expanding the drilling hole, While preventing weeping, loss of verticality, and poor grouting curing, it is possible to easily double or more the holding capacity of the tip of the pile.

본 발명에 따른 접이식 하단 확장부는 굴착공의 바닥이 평탄하지 않아도 펴질 수 있다. 따라서, 굴착공을 연암층까지 천공하여 굴착공 바닥을 평탄하게 할 필요가 없으며, 풍화토나 풍화암층까지 천공한 상태에서 기초 파일을 시공할 수 있다. 따라서, 기존 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일보다 낮은 심도로 기초 파일 시공 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부의 확장 면적 및 지지력은 용이하게 늘릴 수 있기 때문에 풍화토나 풍화암층까지 천공하더라도 충분한 지지력을 확보할 수 있다. 따라서, 도심의 건물들 사이에 있는 좁은 대지에서 소형 건물을 신축할 때, 파일 심도가 낮기 때문에, 공사비가 저렴하고 시공 자재 확보가 원활하며, 공사기간을 단축할 수 있는 매우 유용한 기초 파일을 제공할 수 있다. The foldable lower extension part according to the present invention can be unfolded even if the bottom of the excavation hole is not flat. Therefore, there is no need to flatten the bottom of the excavation hole by drilling the excavation hole to the soft rock layer, and the foundation pile can be constructed in a state in which the weathered soil or weathered rock layer is drilled. Therefore, it is possible to construct foundation piles at a lower depth than existing PHC piles or extended version PHC piles. As described above, since the expansion area and bearing capacity of the foldable lower extension part according to the present invention can be easily increased, sufficient bearing capacity can be secured even when weathered soil or weathered rock layers are drilled. Therefore, when constructing a small building on a narrow site between buildings in the city center, since the depth of the pile is low, the construction cost is low, the construction material is secured smoothly, and it is possible to provide a very useful foundation pile that can shorten the construction period. can

또한, 본 발명에 의하면, 파일 시공한 후 파일 설치 위치 착오, 파일 심도 착오 등으로 설치된 파일을 인발할 필요가 있을 때, 파일을 인발하면, 주동힌지회동판 및 피동힌지회동판이 접어지면서 파일 직경 내로 다시 모이게 됨으로, 파일 인발이 용이한 장점이 있다. In addition, according to the present invention, when it is necessary to pull out a pile installed due to a pile installation position error, a pile depth error, etc. after pile construction, when the pile is pulled out, the main hinge pivot plate and the driven hinge pivot plate are folded to within the pile diameter. By being gathered again, there is an advantage that it is easy to draw out the pile.

도 1는 종래 SDA(Separated Doughnut Auger)공법을 이용하여 파일 설치를 위해 케이싱 삽입과 굴착공 천공을 동시에 진행하는 시공 방법을 도시한 시공도이다.
도 2는 도 1의 시공 방법에 의하여 천공된 굴착공에 PHC 파일을 관입하여 경타하는 방법을 도시한 시공도이다.
도 3은 종래 선굴착 파일 시공에 사용되어 온 확장판 PHC 파일의 하단부에 대한 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 확장판 PHC 파일의 저면도이다.
도 5는 케이싱 내부에 도 3에 도시된 확장판 PHC 파일을 관입하는 방법을 보여주는 단면도이다.
도 6은 굴착공의 바닥에 확장판 PHC 파일이 안착된 후 케이싱을 인발한 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 확장판 PHC 파일을 이용한 선굴착 파일 시공 방법을 도시한 시공도이다.
도 8은 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부의 힌지너클원판에 대한 저면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부의 주동힌지회동판에 대한 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부의 피동힌지회동판에 대한 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판이 파일 또는 힌지너클원판의 직경 내로 수용되도록 접은 상태에서 도시한 저면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 접이식 하단 확장부를 저면에서 바라보고 도시한 사시도이다.
도 13은 도 11에 도시된 접이식 하단 확장부의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판을 파일 또는 힌지너클원판의 직경을 벗어나게 펼친 상태로 저면에서 바라보고 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판을 수평이 될 때까지 완전히 펼친 상태에서 도시한 저면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 접이식 하단 확장부를 저면에서 바라보고 도시한 사시도이다.
도 16은 지름 500mm 파일에 사용할 수 있도록 지름 500mm 힌지너클원판에 지름 708mm로 확장될 수 있는 주동힌지회동판과 피동힌지회동판를 힌지결합하여 접은 상태로 도시한 접이식 하단 확장부의 저면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 접이식 하단 확장부의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판을 펼친 상태로 도시한 저면도이다.
도 18은 파일 하단의 보강판에 도 16에 도시된 접이식 하단 확장부를 부착한 접이식 하단 확장 파일의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판을 접은 상태로 피동힌지회동판 정면을 바로보는 방향에서 도시한 정면도이다.
도 19는 파일 하단의 보강판에 도 16에 도시된 접이식 하단 확장부를 부착한 접이식 하단 확장 파일의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판을 접은 상태로 주동힌지회동판 정면을 바로보는 방향에서 도시한 정면도이다.
도 20은 파일 하단의 보강판에 도 16에 도시된 접이식 하단 확장부를 부착한 접이식 하단 확장 파일의 주동힌지회동판과 피동힌지회동판을 수평으로 펼치 상태로 도시한 정면도이다.
도 21 내지 도 23은 도 18 내지 도 20에 도시된 접이식 하단 확장 파일을 지름 590mm의 굴착공에 시공하는 방법을 주요 부분만 도시한 시공도이다.
도 24는 도 18 내지 도 20에 도시된 접이식 하단 확장 파일을 이용한 파일 시공 방법을 순차대로 도시한 시공도이다.
1 is a construction diagram showing a construction method of simultaneously proceeding with casing insertion and drilling hole drilling for pile installation using a conventional SDA (Separated Donut Auger) method.
Figure 2 is a construction diagram showing a method of penetrating the PHC pile into the excavation hole drilled by the construction method of Figure 1.
3 is a front view of the lower end of an extension PHC pile that has been used in conventional pre-excavation pile construction.
4 is a bottom view of the extended version PHC file shown in FIG. 3;
5 is a cross-sectional view showing a method of penetrating the expansion plate PHC pile shown in FIG. 3 into the casing.
6 is a cross-sectional view showing a state in which the casing is pulled out after the expansion plate PHC pile is seated on the bottom of the excavation hole.
7 is a construction diagram showing a pre-excavation pile construction method using the extended PHC pile shown in FIG.
8 is a bottom view of the hinge knuckle disc of the foldable lower extension part according to the present invention.
9 is a side view of the main hinge pivoting plate of the foldable lower extension part according to the present invention.
10 is a side view of the driven hinge pivoting plate of the foldable lower extension part according to the present invention.
11 is a bottom view showing a folded state in which the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the foldable lower extension part according to the present invention are accommodated within the diameter of a pile or hinge knuckle disc.
FIG. 12 is a perspective view of the foldable lower extension portion shown in FIG. 11 viewed from the bottom.
13 is a perspective view showing the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the foldable bottom extension shown in FIG. 11 as viewed from the bottom in a state in which they are spread out of the diameter of the pile or hinge knuckle disc.
14 is a bottom view showing the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the foldable bottom extension according to the present invention in a completely unfolded state until they are horizontal.
FIG. 15 is a perspective view of the foldable lower extension part shown in FIG. 14 as seen from the bottom.
16 is a bottom view of a foldable bottom extension shown in a folded state by hingedly combining a main hinge turning plate and a driven hinge turning plate that can be extended to a diameter of 708 mm with a hinge knuckle disc having a diameter of 500 mm so that it can be used for a 500 mm diameter file.
FIG. 17 is a bottom view showing the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the foldable lower end extension shown in FIG. 16 in an unfolded state.
18 is a view in the direction of looking directly at the front of the driven hinge pivoting plate in a state in which the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the folding lower extension pile attached to the reinforcing plate at the bottom of the pile are folded and the folding lower extension part shown in FIG. It is a front view.
19 is a view in the direction of looking directly at the front of the main hinge pivoting plate in a state in which the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the folding lower extension pile attached to the reinforcing plate at the bottom of the pile are folded and the lower folding extension shown in FIG. It is a front view.
20 is a front view showing a state in which the main hinge pivoting plate and the driven hinge pivoting plate of the folding lower extension pile attached to the reinforcing plate at the bottom of the pile as shown in FIG. 16 are horizontally unfolded.
21 to 23 are construction views showing only the main parts of a method of constructing the folding bottom expansion pile shown in FIGS. 18 to 20 in an excavation hole having a diameter of 590 mm.
24 is a construction view sequentially showing a pile construction method using a folding bottom expansion pile shown in FIGS. 18 to 20.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 접이식 하단 확장 파일 및 그것을 이용한 파일 천공 항타 시공법의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a detailed description will be given of a specific embodiment of a folding bottom expansion pile and a pile perforation driving construction method using the same according to the present invention.

우선 도 21 내지 도 23을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 접이식 하단 확장 파일은 오거에 의해 굴착공을 미리 천공하고, 상기 굴착공에 삽입하여 지반을 보강하는 파일로 사용된다. 본 발명에 따른 접이식 하단 확장 파일은 하단부에 접이식 하단 확장부가 마련되어 굴착공의 바닥에 도달하였을 때, 자중이나 경타에 의하여 수평 방향으로 확장되어 굴착공의 하단 측벽에 박힌다. 따라서, 본 발명에 따른 접이식 하단 확장 파일의 하방지지력 및 측방지지력이 크게 개선된다. First, as can be seen with reference to FIGS. 21 to 23, the folding bottom expansion pile according to the present invention is used as a pile to reinforce the ground by drilling an excavation hole in advance by an auger and inserting it into the excavation hole. The foldable lower expansion pile according to the present invention is provided with a foldable lower extension at the lower end and when it reaches the bottom of the drilling hole, it is expanded in the horizontal direction by its own weight or light hitting and is embedded in the lower sidewall of the drilling hole. Therefore, the downward holding force and the lateral holding force of the foldable bottom expansion pile according to the present invention are greatly improved.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 접이식 하단 확장부(1)는, 파일(114) 하단의 보강판(118)에 결합되는 힌지너클원판(3)과, 상기 힌지너클원판(3)에 힌지결합되는 주동힌지회동판(19)과, 상기 주동힌지회동판(19)의 외측에서 상기 힌지너클원판(3)에 힌지결합되는 피동힌지회동판(31)을 포함한다. As shown in FIGS. 8 to 10, the foldable lower extension part 1 includes a hinge knuckle disc 3 coupled to the reinforcing plate 118 at the bottom of the pile 114, and the hinge knuckle disc 3 It includes a main hinge pivoting plate 19 hinged to and a driven hinge pivoting plate 31 hinged to the hinge knuckle disc 3 from the outside of the main hinge pivoting plate 19.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 힌지너클원판(3)은 파일 지름과 동일한 지름의 원형강판 형상으로 형성되고, 중심으로부터 세변이 일정 간격을 유지하는 역삼각형(5)의 각변에 내측힌지너클(7)이 마련되고, 중심으로부터 세변이 상기 역삼각형(5)의 세변보다 더 외측으로 확장된 정삼각형(11)의 각변에 외측힌지너클(13)이 마련된다. 상기 역삼각형(5)의 모든 변에 내측힌지너클(7)이 각각 1열씩 형성되기 때문에 내측힌지너클(7)은 총3열이 형성된다. 또한 상기 정삼각형(11)의 모든 변에 외측힌지너클(13)이 각각 1열씩 형성되기 때문에 외측힌지너클(13)도 총3열이 형성된다. 또한, 모든 외측힌지너클(13)은 모두 내측힌지너클(7)의 꼭지점 방향에 형성된다. 또한, 모든 외측힌지너클(13)은 모든 내측힌지너클(7)의 외측에 배치된다. 힌지너클(7,13)에는 힌지핀공(15)이 형성되어 있어 힌지핀을 결합할 수 있다. 상기 힌지너클원판(3)의 외측힌지너클(13)의 바깥쪽에는 파일(114)의 보강판(118)에 볼트 결합하기 위한 볼트공(17)이 형성된다. As shown in FIG. 8, the hinge knuckle disc 3 is formed in the shape of a circular steel plate having the same diameter as the pile diameter, and the inner hinge knuckle ( 7) is provided, and outer hinge knuckles 13 are provided on each side of the equilateral triangle 11, the three sides of which extend outward more than the three sides of the inverted triangle 5 from the center. Since one row of inner hinge knuckles 7 are formed on all sides of the inverted triangle 5, a total of three rows of inner hinge knuckles 7 are formed. In addition, since one row of outer hinge knuckles 13 are formed on all sides of the equilateral triangle 11, a total of three rows of outer hinge knuckles 13 are formed. In addition, all of the outer hinge knuckles 13 are formed in the direction of the vertices of the inner hinge knuckles 7. Also, all the outer hinge knuckles 13 are disposed outside of all the inner hinge knuckles 7 . Hinge pin holes 15 are formed in the hinge knuckles 7 and 13 to allow hinge pins to be coupled. A bolt hole 17 for bolting to the reinforcing plate 118 of the pile 114 is formed outside the outer hinge knuckle 13 of the hinge knuckle disc 3.

본 발명은 지름 300mm ~ 1,000mm의 파일에 모두 적용될 수 있고, 이때 힌지너클원판(3)의 지름도 파일의 지름과 동일한 지름으로 형성된다. The present invention can be applied to all files having a diameter of 300 mm to 1,000 mm, and at this time, the diameter of the hinge knuckle disc 3 is also formed to be the same diameter as the diameter of the pile.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 주동힌지회동판(19)은 상단에 일렬로 배치된 복수의 힌지너클로 이루어진 제1힌지부(21)에서 상기 힌지너클원판(3)에 마련된 역삼각형변의 각 내측힌지너클(7)에 힌지핀(22)에 의해 힌지 결합되는 부채꼴강판 형상으로 형성된다. As shown in FIG. 9, the main hinge rotation plate 19 has a first hinge part 21 consisting of a plurality of hinge knuckles arranged in a row at the top of each of the sides of the inverted triangle provided on the hinge knuckle disc 3. It is formed in the shape of a fan-shaped steel plate hinged to the inner hinge knuckle 7 by the hinge pin 22.

상기 주동힌지회동판(19)은 상기 제1힌지부(21)의 양단에서 평행하게 연장된 제1등폭연장부(25)와 상기 제1등폭연장부(25)에서 경사방향으로 확장된 제1부채꼴확장부(27)와 제1부채꼴확장부(27)의 외측 경계를 형성하고 상기 굴착공의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 제1원호부(29)로 이루어질 수 있다. The main hinge pivoting plate 19 includes a first equal width extension portion 25 extending in parallel from both ends of the first hinge portion 21 and a first equal width extension portion 25 extending in an oblique direction from the first equal width extension portion 25. It may be formed of a first circular arc portion 29 that forms an outer boundary between the fan-shaped extension portion 27 and the first fan-shaped extension portion 27 and has a larger radius of curvature than the radius of curvature of the excavation hole.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 피동힌지회동판(31)은 상단에 일렬로 배치된 복수의 힌지너클로 이루어진 제2힌지부(33)에서 상기 힌지너클원판(3)에 마련된 정삼각형변의 각 외측힌지너클(13)에 힌지핀(22)에 의해 힌지 결합되어 상기 주동힌지회동판(19) 사이의 공간을 메울수 있는 부채꼴강판 형상으로 형성된다. As shown in FIG. 10, the driven hinge rotation plate 31 has a second hinge part 33 composed of a plurality of hinge knuckles arranged in a row at the top of each outer side of the side of the equilateral triangle provided on the hinge knuckle disc 3 It is hinged to the hinge knuckle 13 by the hinge pin 22 and is formed in a fan-shaped steel plate shape that can fill the space between the main hinge rotating plate 19.

상기 피동힌지회동판(31)은, 상기 제2힌지부(33)의 양단에서 경사방향으로 확장되어 수평으로 펼쳐졌을 때 상기 주동힌지회동판(19)의 제1등폭연장부(25)에 접하는 제2부채꼴확장부(37)와 상기 제2부채꼴확장부(37)에서 평행하게 연장되어 수평으로 펼쳐졌을 때 상기 주동힌지회동판(19)의 제1부채꼴확장부(27)와 접하는 제2등폭연장부(39)와 상기 제2등폭연장부(29)의 외측 경계를 형성하고 상기 제1원호부(29)와 같은 곡률반경을 갖는 제2원호부(41)로 이루어져 펼쳐진 상태에서 외측 경계가 주동힌지회동판(19)과 함께 상기 굴착공보다 큰 원판을 형성한다. The driven hinge pivoting plate 31 extends in an oblique direction from both ends of the second hinge part 33 and contacts the first equal width extension part 25 of the main hinge pivoting plate 19 when it is spread horizontally. The second fan-shaped extension 37 extends in parallel from the second fan-shaped extension 37 and the second equal width in contact with the first fan-shaped extension 27 of the main hinge pivoting plate 19 when unfolded horizontally. It consists of a second circular arc portion 41 that forms an outer boundary between the extension portion 39 and the second equal width extension portion 29 and has the same radius of curvature as the first circular arc portion 29, and has an outer boundary in an unfolded state. Together with the main hinge rotating plate 19, a disk larger than the excavation hole is formed.

주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)을 위와 같이 구성할 경우, 이들이 펼쳐졌을 때 형성하는 원판의 지름을 주동힌지회동판(19)의 제1등록연장부(25)와 피동힌지회동판(31)의 제2부채꼴확장부의 길이를 동일한 비율로 증가시키거나 감소시킴으로써 조절할 수 있다. 즉, 큰 지지력을 요하는 지반인 경우에는 주동힌지회동판(19)의 제1등록연장부(25)와 피동힌지회동판(31)의 제2부채꼴확장부의 길이를 동일한 비율로 증가시켜 이들이 형성하는 원판의 지름을 크게 할 수 있는 것이다. When the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 are configured as above, the diameter of the disc formed when they are unfolded is the first registration extension 25 and the driven hinge pivoting plate 19 It can be adjusted by increasing or decreasing the length of the second fan-shaped extension of the hinge rotating plate 31 at the same rate. That is, in the case of ground requiring a large bearing capacity, the lengths of the first registration extension 25 of the main hinge-turning plate 19 and the second fan-shaped extension of the driven hinge-turning plate 31 are increased at the same rate to form them. It is possible to increase the diameter of the disc to be made.

또한, 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)을 위와 같이 구성할 경우, 내측의 주동힌지회동판(19)의 상단으로 하단까지의 길이는 피동힌지회동판(31)의 상단으로부터 하단까지의 길이보다 항상 커진다. 따라서, 파일이 하강할 때 주동힌지회동판(19)이 굴착공 바닥에 가장 먼저 닫는다. In addition, when the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 are configured as above, the length from the top of the inner main hinge pivoting plate 19 to the bottom is the upper end of the driven hinge pivoting plate 31. is always greater than the length from to the bottom. Therefore, when the pile descends, the main hinge pivot plate 19 first closes to the bottom of the drilling hole.

본 발명에 의하면, 경타나 파일 자중을 가하지 않고 작업자가 수작업만으로도, 힌지너클원판의 내측힌지너클에 결합된 3개의 주동힌지회동판(19)과 힌지너클원판의 외측힌지너클에 결합된 3개의 피동힌지회동판(31)을 접거나 수평으로 펼칠 수 있다. According to the present invention, three main hinge pivoting plates 19 coupled to the inner hinge knuckle of the hinge knuckle disc and three driven hinges coupled to the outer hinge knuckle of the hinge knuckle disc The hinge rotation plate 31 can be folded or unfolded horizontally.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 파일을 케이싱(110)에 삽입하기 전에는 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)을 접어 이들이 모두 파일의 직경 안에 수용되게 한다. 이때, 주동힌지회동판(19)의 하단은 상단보다 약각 바깥쪽으로 회전시켜 경사지게 한다. 주동힌지회동판(19)의 하단이 상단보다 바깥쪽으로 벌어져 있지 않지 않으면, 굴착공 바닥에서 파일 자중이나 경타가 가해져도 주동힌지회동판(19)이 힌지 회동을 하지 못한다. 11 and 12, before inserting the pile into the casing 110, the main hinge pivot plate 19 and the driven hinge pivot plate 31 are folded so that they are all accommodated within the diameter of the pile. At this time, the lower end of the main hinge rotating plate 19 is inclined by rotating slightly outward than the upper end. If the lower end of the main hinge pivoting plate 19 is not spread outward than the upper end, the main hinge pivoting plate 19 does not hinge even when the weight of the pile or a light hit is applied from the bottom of the excavation hole.

도 13에 도시된 바와 같이, 주동힌지회동판(19)이 파일 자중이나 경타에 의해 벌어지면, 피동힌지회동판(31)을 밀어 피동힌지회동판(31)도 벌어진다. As shown in FIG. 13, when the main hinge pivoting plate 19 is opened by the pile's own weight or beating, the driven hinge pivoting plate 31 is pushed and the driven hinge pivoting plate 31 is also opened.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)이 완전히 펼쳐져 수평방향이 되었을 때, 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)은 파일 지름보다 큰 원판을 형성한다. 상술한 바와 같이 주동힌지회동판(19)의 제1등록연장부(25)와 피동힌지회동판(31)의 제2부채꼴확장부의 길이를 동일한 비율로 증가시키면, 용이하게 원판의 지름을 확장할 수 있다. 즉, 본원 발명에 의하면 굴착공의 크기를 키우지 않고도 파일 하단 확장부의 지지력을 용이하게 가변할 수 있는 것이다. As shown in FIGS. 14 and 15, when the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 are fully unfolded and in the horizontal direction, the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 forms a disk larger than the pile diameter. As described above, if the lengths of the first registration extension 25 of the main hinge pivoting plate 19 and the second fan-shaped extension of the driven hinge pivoting plate 31 are increased at the same rate, the diameter of the disc can be easily expanded. can That is, according to the present invention, it is possible to easily vary the bearing capacity of the lower extension part of the pile without increasing the size of the excavation hole.

도 16 내지 도 23을 참조하여, 본 발명을 더 구체적인 실시 예에 의하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 지름 300mm ∼ 1,000mm의 모든 파일에 적용될 수 있지만, 이하에서는 설명의 편의상 지름 500mm 파일을 예시하여 설명한다. Referring to FIGS. 16 to 23, the present invention will be described in more specific embodiments as follows. Although the present invention can be applied to all piles with a diameter of 300 mm to 1,000 mm, hereinafter, for convenience of description, a pile with a diameter of 500 mm will be exemplified and described.

도 16에는 지름 500mm인 파일의 접이식 하단 확장부로 사용하기 위하여 지름 500mm로 제작한 힌지너클원판의 저면도를 보여준다. 도 17에 도시된 바와 같이, 이 실시 예에서, 주동힌지회동판(19)의 제1등록연장부(25)와 피동힌지회동판(31)의 제2부채꼴확장부의 길이는 이들을 수평 방향으로 완전히 펼쳤을 때 지름 708mm의 원판이 되도록 조정하였다. 16 shows a bottom view of a hinge knuckle disc manufactured with a diameter of 500 mm to be used as a foldable bottom extension of a pile with a diameter of 500 mm. As shown in FIG. 17, in this embodiment, the lengths of the first registration extension 25 of the main hinge-turning plate 19 and the second fan-shaped extension of the driven hinge-turning plate 31 extend them completely in the horizontal direction. It was adjusted to be a disk with a diameter of 708 mm when unfolded.

도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 접이식 하단 확장부는 직경 500mm 파일(114) 하단의 보강판(118)에 볼트에 의하여 조립될 수 있다. 이때 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)은 접어 파일의 직경 안에 수용되게 한다. 도 19에 도시된 바와 같이 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)이 펼쳐지면 파일 하단에서 지름 708mm의 원판을 형성한다. As shown in FIGS. 18 and 19 , the foldable lower expansion unit may be assembled to the reinforcing plate 118 at the bottom of the 500 mm diameter pile 114 by means of bolts. At this time, the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 are folded and accommodated within the diameter of the pile. As shown in FIG. 19, when the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 are unfolded, a disc having a diameter of 708 mm is formed at the bottom of the pile.

도 21에 도시된 바와 같이, 굴착공의 천공과 함께 케이싱(11)의 삽입이 끝나면, 파일을 케이싱(11) 내부에 관입한다. 본 발명에 의하면, 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)이 형성하는 원판의 크기를 얼마든지 크게 조정할 수 있으므로, 연암층까지 천공하지 않고, 지지력이 확보될 수 있는 경우 풍화토 또는 풍화암층까지만 천공할 수 있다. 굴착공의 지름은 기존 PHC 파일에서와 동일한 크기로 한다. As shown in FIG. 21, when the insertion of the casing 11 is finished with the drilling of the drilling hole, the file is penetrated into the casing 11. According to the present invention, since the size of the disc formed by the main hinge-rotating copper plate 19 and the driven hinge-rotating copper plate 31 can be adjusted as large as possible, when the bearing capacity can be secured without drilling to the soft rock layer, weathered soil or It can only drill up to the weathered rock layer. The diameter of the excavation hole is the same as that of the existing PHC pile.

도 22에 도시된 바와 같이, 접이식 하단 확장 파일이 하강할 때 천공홀 바닥에 가장 먼저 접하는 부분은 경사지게 접철된 주동힌지회동판(19)의 하단이다. 접이식 하단 확장 파일에 자중이나 경타가 계속 가해질 경우, 주동힌지회동판(19)이 가장 먼저 벌어지면서 피동힌지회동판(31)을 밀어 펼쳐지게 한다. 상기 주동힌지회동판(19)은 바닥이 평탄하지 않은 경우에도 쉽게 펼쳐진다. 따라서, 본 발명에 의하면 연암층까지 천공하여 평탄한 바닥의 굴착공을 형성할 필요가 없다. As shown in FIG. 22, when the folding bottom expansion pile descends, the first part in contact with the bottom of the drilling hole is the lower end of the tilted main hinge pivot plate 19 folded. When self-weight or light hitting continues to be applied to the folding bottom expansion pile, the main hinge pivoting plate 19 opens first and pushes the driven hinge pivoting plate 31 to unfold. The main hinge rotating plate 19 is easily unfolded even when the floor is not flat. Therefore, according to the present invention, there is no need to form a flat-bottom excavation hole by drilling to the soft rock layer.

도 23에 도시된 바와 같이, 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)이 완전히 펴지면, 그 선단 일부는 굴착공 하단에서 측벽에 박히게 된다. 주동힌지회동판(19)과 피동힌지회동판(31)이 형성하는 원판의 크기를 크게 하면, 굴착공 하단에서 측벽에 박히는 부분도 넓고 깊어진다.As shown in FIG. 23, when the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 are fully unfolded, a part of their tip is driven into the side wall at the bottom of the drilling hole. If the size of the disc formed by the main hinge pivoting plate 19 and the driven hinge pivoting plate 31 is increased, the part embedded in the side wall at the bottom of the excavation hole becomes wider and deeper.

도 24를 참조하여, 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부 파일 이용한 파일 천공 후 항타 시공법을 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의상 파일로는 PHC 파일을 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. Referring to FIG. 24, the driving construction method after drilling the pile using the foldable lower extension file according to the present invention will be described as follows. For convenience of description, a case in which a PHC file is used as a file will be described as an example.

도 24를 참고하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 접이식 하단 확장 PHC 파일도 SDA 공법에 의하여 선굴착후 경타 방법으로 시공할 수 있다. As can be seen with reference to FIG. 24, the folding bottom expansion PHC pile according to the present invention can also be constructed by the pre-excavation method by the SDA method and then by the pounding method.

접이식 하단 확장 PHC 파일의 천공 후 항타 시공법은, 접이식 하단 확장 PHC 파일을 관입하기 전에 SDA 공법에 의해 케이싱의 함입과 함께 굴착공을 천공하는 단계와, 그라우팅을 주입한 후 접이식 하단 확장 PHC 파일을 케이싱 내에 관입하는 단계와, 접이식 하단 확장 PHC 파일을 드롭해머에 의해 항타하여 접이식 하단 확장부가 수평으로 펴지면서 굴착공 측벽 하단에 박히게 하는 단계와, 케이싱을 인발하는 단계를 포함한다. The driving construction method after perforation of the folding bottom expansion PHC pile includes the steps of drilling an excavation hole with the indentation of the casing by the SDA method before penetrating the folding bottom expansion PHC pile, and after injecting grouting, the folding bottom expansion PHC pile into the casing Penetrating into the inside, driving the foldable lower extension PHC pile with a drop hammer so that the foldable lower extension expands horizontally and is embedded in the lower side wall of the excavation hole, and pulling out the casing.

도 24에는, PHC 파일의 직경이 500mm이고, 스크류 비트의 직경이 525mm이고, 케이싱 외경이 558mm(내경은 534mm)이고, 이를 통해 천공한 관통공의 지름이 590mm(실제 현장에서 관통공의 지름은 560mm ~ 590mm 범위일 수 있음)이고, 접이식 하단 확장부가 펴졌을 때 폭이 708mm인 경우를 예시하여 도시하였다. 이경우, 직경 500mm인 파일의 바닥 접지면적은 0.785㎡인 반면, 708mm인 접이식 하단 확장부의 바닥 접지면적은 1.574㎡이다. 따라서, 기존 PHC 파일과 비교하여 2배 이상의 지력을 확보할 수 있다. 24, the diameter of the PHC pile is 500 mm, the diameter of the screw bit is 525 mm, the outer diameter of the casing is 558 mm (the inner diameter is 534 mm), and the diameter of the through hole drilled through it is 590 mm (the diameter of the through hole at the actual site is may be in the range of 560 mm to 590 mm), and the case in which the width is 708 mm when the foldable bottom extension is unfolded is shown as an example. In this case, the ground contact area of the pile with a diameter of 500 mm is 0.785 m2, whereas the bottom contact area of the foldable bottom extension with a diameter of 708 mm is 1.574 m2. Therefore, it is possible to secure more than twice the intelligence compared to the existing PHC file.

본 발명은 PHC 파일(Prestressed High-Strength Concrete 파일), 콘크리트 파일, 강관 파일, H형강 파일 등 모든 기초 파일을 선굴착 방식으로 시공할 때 적용할 수 있으며, 이들에 접이식 하단 확장부을 적용 시 기초 파일 구경의 선단 지지력을 적어도 200%이상 용이하게 얻을 수 있다. 강관 파일, H형강 파일에 적용할 때는 접이식 하단 확장부를 용접에 의하여 접합할 수 있다. The present invention can be applied when constructing all foundation piles such as PHC piles (Prestressed High-Strength Concrete piles), concrete piles, steel pipe piles, H-beam piles, etc. by pre-excavation method, and when applying the folding bottom extension to them, the foundation piles It is possible to easily obtain at least 200% or more of the tip bearing capacity of the aperture. When applied to steel pipe piles and H-beam piles, the folding bottom extension can be joined by welding.

접이식 하단 확장부(1)에 의하여 바닥 접지 면적이 커질 뿐만 아니라 하단 확장부가 굴착공의 측벽 하단에 깊숙히 박혀 고정되므로, 기존의 확장판 PHC 파일에 비하여 더 많은 지지력도 얻을 수 있고, 접이식 하단 확장부가 PHC 파일을 수직상태로 지지하기 때문에 파일의 기울림 현상이 전혀 없고 수직도를 유지할 수 있다.The folding bottom extension (1) not only increases the floor contact area, but also allows the bottom extension to be deeply embedded and fixed at the bottom of the side wall of the excavation hole, so more bearing capacity can be obtained compared to the existing extension PHC pile, and the folding bottom extension is the PHC Since the pile is supported in a vertical state, there is no tilting of the pile and the verticality can be maintained.

본 발명에 따른 접이식 하단 확장부(1)를 기초 파일 선단부에 적용하여 시공할 경우, 케이싱이나 굴착공의 지름을 확장판 PHC 파일 시공시처럼 확장하지 않아도 높은 지지력을 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 접이식 하단 확장부 적용시 케이싱과 굴착공의 지름은 기존 PHC 파일에서와 동일하다. 예를 들어 PHC 파일 지름이 500mm인 경우 케이싱은 외경 558mm인 것을 사용할 수 있다. 이러한 규격의 케이싱에 의하여 천공할 경우 굴착공의 지름은 기존 PHC 파일의 시공시와 같이 560mm~590mm가 된다. 기존의 확장판 파일과 달리 굴착공이 크지 않고 일반 PHC 파일과 똑같은 지름의 굴착공을 형성하므로 기초 파일 시공 시 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 접이식 하단 확장부(1)를 기초파일 선단부에 적용하여 시공할 경우, 굴착공의 수직도만 확보되면 기초 파일의 수직도도 저절로 얻을 수 있기 때문에 절대의 안전성을 확보할 수 있는 것이다.When the folding lower extension part 1 according to the present invention is applied to the tip of the foundation pile for construction, high bearing capacity can be obtained without expanding the diameter of the casing or drilling hole as in the case of the construction of the expansion plate PHC pile. That is, when applying the folding bottom extension according to the present invention, the diameters of the casing and the drilling hole are the same as in the existing PHC pile. For example, if the diameter of the PHC pile is 500 mm, a casing with an outer diameter of 558 mm can be used. When drilling by this standard casing, the diameter of the excavation hole becomes 560mm ~ 590mm as in the construction of the existing PHC pile. Unlike existing expansion piles, the excavation hole is not large, and it forms an excavation hole of the same diameter as a general PHC pile, so stability can be secured during foundation pile construction. In addition, when constructing by applying the folding lower expansion part 1 to the tip of the foundation pile, absolute safety can be ensured because the verticality of the foundation pile can be obtained automatically if only the verticality of the excavation hole is secured.

기존의 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일은 시공시, 시공 하고자 하는 위치의 암반(연암) 지지층까지 천공하여 시공을 하는 것이 보편화 되어 있다. 굴착공 바닥이 평탄하고 견고하지 않으면, 파일을 수직으로 유지하기 어렵고 큰 지지력을 확보하기 어렵기 때문이다. 그러나, 우리나라 지역 특성상 암반층 까지의 지질이 상당히 깊은 곳이 많다. 기존의 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일로 기초 시공을 할 경우, 연암층까지 천공하기 때문에 굴착공을 깊게 천공하여야 한다. When constructing existing PHC piles or expanded PHC piles, it is common to drill through the bedrock (soft rock) support layer at the location to be constructed. If the bottom of the excavation hole is not flat and solid, it is difficult to maintain the pile vertically and it is difficult to secure a large bearing capacity. However, due to the characteristics of the region in Korea, there are many places where the geology up to the bedrock is quite deep. In the case of foundation construction with existing PHC piles or expanded PHC piles, drilling holes must be drilled deeply because soft rock layers are drilled.

그러나 본 발명에 다른 접이식 하단 확장 파일에 의하면, 암반(연암)층까지 천공이 불필요하다. 표준 관입 시험에 의한 N치가 45:10(63.5kg의 해머를 75cm 낙하시켜 45회 타격할 때 10cm 관입)인 토질 압력이면 충분하다. 이때, 항타시 말뚝 몸체에 발생하는 응력과 속도를 분석측정하여 말뚝의 지지력을 결정하는 시험방법인 파일동재하시험을 하여 정확한 지지력을 확인할 필요는 있다. 기존 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일과 달리, 깊거나 넓은 굴착공이 불필요하고, 파일 길이를 줄일 수 있으므로, 상대적으로 소형 천공 항타기를 사용할 수 있고, 파일 심도가 낮기 때문에 공사비가 저렴하고, 시공 자재 확보가 원활하며, 공사기간을 단축하여 원가를 절감할 수 있다.However, according to the folding bottom expansion file according to the present invention, drilling to the bedrock (soft rock) layer is unnecessary. A soil pressure with an N value of 45:10 (10 cm penetration when a 63.5 kg hammer is dropped 75 cm and hit 45 times) according to a standard penetration test is sufficient. At this time, it is necessary to confirm the accurate bearing capacity by performing a pile dynamic load test, which is a test method for determining the bearing capacity of a pile by analyzing and measuring the stress and speed generated in the pile body during driving. Unlike conventional PHC piles or expanded PHC piles, deep or wide excavation holes are unnecessary, and the pile length can be reduced, so a relatively small drilling pile driver can be used, and the construction cost is low due to the low pile depth, and construction materials can be secured smoothly. It can reduce the cost by shortening the construction period.

이러한 낮은 심도의 기초 시공이 가능한 점은, 특히 기존 도심의 건물들 사이에 산재하는 작은 평수의 나대지나 재건축, 재개발 공사 현장에서 기초시공을 하는 데 유용한 장점을 제공한다. 토지의 면적이 좁은 대지에서 건축물 시공을 위해 기존 PHC 파일이나 확장판 PHC 파일 시공 방법을 사용할 경우, 기초 파일의 심도가 깊어 대형 천공 항타 장비가 투입이 되어야 하나, 시공하고자 하는 장소가 좁을 경우 대형 천공 항타기의 조립 및 설치가 어려워 시공을 포기 하는 경우가 많다. 건물과 건물 사이에 대형 천공 항타기가 기초 파일 시공을 할 경우 굴착공에서 나오는 부상토가 오거 스크류를 따고 올라와 높은 지점에서 주변 건물 및 도로에 낙하할 경우 큰 위험을 초래한다. 이를 방지하기 위해 분진망을 설치 하더라도 천공 항타기를 높이 설치 할때는 안전성을 확보하기가 어렵다. 또한, 도심 건물들 사이에 대형 천공 항타기를 설치할 경우 설치 지점에 지반 침하가 발생하기 쉬운데, 이로 인해 항타기가 전복될 경우 주변 건물이나 인명에 손상을 줄 수 있고, 특히 확장판 PHC 파일 시공 시에는 파일 주변의 침하나 싱크홀 현상이 더 발생하여 큰 안전 사고를 초래할 수 있다. 또한, 좁은 장소에서 깊은 심도의 기초 파일 시공을 할 경우, 안전 조치를 위해 많은 비용이 투입되며, 공사 기간도 상당한 시일이 소요 될 뿐만 아니라, 설사 시공을 하였다 하더라도 시공 후 안전성이 보장되지 않는다. 그러나, 본 발명에 의하면, 상대적으로 소형 항타기를 사용할 수 있고, 굴착공 직경을 작게 할 수 있으므로, 안전한 기초 파일 시공을 할 수 있다. The fact that such a low-depth foundation construction is possible provides a useful advantage for foundation construction, especially in small open spaces or reconstruction and redevelopment construction sites scattered between existing downtown buildings. In the case of using the existing PHC pile or expanded PHC pile construction method for building construction on a site with a small land area, the depth of the foundation pile is large, so large drilling driving equipment must be input, but if the place to be constructed is narrow, large drilling pile driver It is difficult to assemble and install, so many cases give up construction. When foundation pile construction is performed by a large drilling pile driver between buildings, the floating soil from the excavation hole picks up the auger screw and falls onto surrounding buildings and roads from a high point, causing a great danger. Even if a dust net is installed to prevent this, it is difficult to secure safety when the drilling pile driver is installed high. In addition, when a large perforation pile driver is installed between buildings in the city center, ground subsidence is likely to occur at the installation point, which can cause damage to nearby buildings or human life if the pile driver overturns. Subsidence or sinkhole phenomenon may further occur, resulting in a major safety accident. In addition, when constructing deep-depth foundation piles in a narrow place, a lot of money is invested for safety measures, and the construction period not only takes a considerable amount of time, but even if construction is performed, safety after construction is not guaranteed. However, according to the present invention, since a relatively small pile driver can be used and the diameter of an excavation hole can be reduced, safe foundation pile construction can be performed.

1 : 접이식 하단 확장부
3 : 힌지너클원판
5 : 역삼각형
7 : 내측힌지너클
9 : 힌지핀공
11 : 정삼각형
13 : 외측힌지너클
15 : 힌지핀공
17 : 볼트공
19 : 주동힌지회동판
21 : 제1힌지부
22 : 힌지핀
23 : 힌지핀공
25 : 제1등폭연장부
27 : 제1부채꼴확장부
29 : 제1원호부
31 : 피동힌지회동판
33 : 제2힌지부
35 : 힌지핀공
37 : 제2부채꼴확장부
39 : 제2등폭연장부
41 : 제2원호부
1: folding bottom extension
3: hinge knuckle disc
5 : Inverted Triangle
7: inner hinge knuckle
9: hinge pin ball
11 : equilateral triangle
13: outer hinge knuckle
15: hinge pin ball
17: bolt hole
19: main hinge rotating plate
21: first hinge part
22: hinge pin
23: hinge pin ball
25: first equal width extension
27: first fan-shaped extension
29: first arc part
31: driven hinge rotating plate
33: second hinge part
35: hinge pin ball
37: second fan-shaped extension
39: second equal width extension
41: second arc part

Claims (4)

오거에 의해 굴착공을 미리 천공하고, 상기 굴착공에 삽입하여 지반을 보강하는 파일에 있어서, 상기 파일의 하단에 접이식 하단 확장부를 마련하되,
상기 접이식 하단 확장부는,
파일 하단의 보강판에 결합될 수 있게 파일 지름과 동일한 지름의 원형강판 형상으로 형성되고, 중심으로부터 세변이 일정 간격을 유지하는 역삼각형의 각변에 내측힌지너클이 마련되고, 중심으로부터 세변이 상기 역삼각형의 세변보다 더 외측으로 확장된 정삼각형의 각변에 외측힌지너클이 마련된 힌지너클원판;
일렬로 배치된 복수의 힌지너클로 이루어진 제1힌지부에서 상기 힌지너클원판에 마련된 역삼각형변의 각 내측힌지너클에 힌지핀에 의해 힌지 결합되는 부채꼴강판 형상으로 형성된 주동힌지회동판; 및
일렬로 배치된 복수의 힌지너클로 이루어진 제2힌지부에서 상기 힌지너클원판에 마련된 정삼각형변의 각 외측힌지너클에 힌지핀에 의해 힌지 결합되어 상기 주동힌지회동판 사이의 공간을 메울수 있는 부채꼴강판 형상으로 형성된 피동힌지회동판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 접이식 하단 확장 파일.
In a pile in which a drilling hole is drilled in advance by an auger and inserted into the drilling hole to reinforce the ground, a folding bottom extension is provided at the lower end of the pile,
The foldable lower extension part,
It is formed in the shape of a circular steel plate with the same diameter as the pile diameter so that it can be coupled to the reinforcing plate at the bottom of the pile, and an inner hinge knuckle is provided on each side of an inverted triangle in which three sides maintain a certain distance from the center, and the three sides from the center are in the opposite direction. A hinge knuckle disc having an outer hinge knuckle provided on each side of an equilateral triangle that extends outward more than the three sides of the triangle;
A main hinge rotating copper plate formed in a fan-shaped steel plate shape hinged to each inner hinge knuckle of an inverted triangular side provided on the hinge knuckle disc in a first hinge portion composed of a plurality of hinge knuckles arranged in a row by a hinge pin; and
In the second hinge part composed of a plurality of hinge knuckles arranged in a row, each outer hinge knuckle of the side of the equilateral triangle provided on the hinge knuckle disc is hinged by a hinge pin to fill the space between the main hinge turning plates. Fan-shaped steel plate shape A folding bottom expansion file comprising a; driven hinge pivoting plate formed of.
제1항에 있어서,
상기 주동힌지회동판은 상기 제1힌지부의 양단에서 평행하게 연장된 제1등폭연장부와 상기 제1등폭연장부에서 경사방향으로 확장된 제1부채꼴확장부와 제1부채꼴확장부의 외측 경계를 형성하고 상기 굴착공의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 제1원호부로 이루어진 것을 특징으로 하는 접이식 하단 확장 파일.
According to claim 1,
The main hinge-rotating plate forms a first equal-width extension portion extending in parallel from both ends of the first hinge portion, a first fan-shaped extension portion extending in an oblique direction from the first equal-width extension portion, and an outer boundary of the first fan-shaped extension portion. And a folding bottom expansion file, characterized in that consisting of a first arc portion having a radius of curvature greater than the radius of curvature of the excavation hole.
제1항에 있어서,
상기 피동힌지회동판은, 상기 제2힌지부의 양단에서 경사방향으로 확장되어 수평으로 펼쳐졌을 때 상기 주동힌지회동판의 제1등폭연장부에 접하는 제2부채꼴확장부와 상기 제2부채꼴확장부에서 평행하게 연장되어 수평으로 펼쳐졌을 때 상기 주동힌지회동판의 제1부채꼴확장부와 접하는 제2등폭연장부와 상기 제2등폭연장부의 외측 경계를 형성하고 상기 제1원호부와 같은 곡률반경을 갖는 제2원호부로 이루어져 펼쳐진 상태에서 외측 경계가 주동힌지회동판과 함께 상기 굴착공보다 큰 원판을 형성하는 것을 특징으로 하는 접이식 하단 확장 파일.
According to claim 1,
The driven hinge pivoting plate extends in an oblique direction from both ends of the second hinge part and unfolds horizontally in the second fan-shaped extension and the second fan-shaped extension in contact with the first equal width extension of the main hinge pivoting plate. When it extends in parallel and spreads out horizontally, it forms the outer boundary of the second equal width extension and the second equal width extension in contact with the first fan-shaped extension of the main hinge rotating plate and has the same curvature radius as the first circular arc. Foldable bottom expansion file, characterized in that the outer boundary in the unfolded state consisting of a second arc portion forms a disk larger than the excavation hole together with the main hinge pivot plate.
제1항 내지 제3항의 어느 하나의 항에 기재된 접이식 하단 확장 파일을 이용한 파일 천공 항타 시공법.


A pile drilling pile driving construction method using the folding bottom expansion pile according to any one of claims 1 to 3.


KR1020210104246A 2021-08-08 2021-08-08 Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby KR102494160B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210104246A KR102494160B1 (en) 2021-08-08 2021-08-08 Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210104246A KR102494160B1 (en) 2021-08-08 2021-08-08 Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102494160B1 true KR102494160B1 (en) 2023-01-30

Family

ID=85106034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210104246A KR102494160B1 (en) 2021-08-08 2021-08-08 Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102494160B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100672039B1 (en) 2004-05-17 2007-01-19 송기용 Variable Extension Member of Pile with an Extended Head
JP2010007400A (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Nippon Concrete Ind Co Ltd Excavating head
KR101091585B1 (en) * 2011-03-04 2011-12-13 한국해양연구원 Holding power increasement apparatus of pile and construction method of pile having thereof
KR20130080072A (en) * 2012-01-04 2013-07-12 주식회사 장평건설 Pile reinforcing structure
KR20130095107A (en) * 2012-02-17 2013-08-27 (주)삼일이엔씨 Apparatus for maintaining expanded underground drill hole and metohd therefor
KR20190104794A (en) * 2018-03-02 2019-09-11 대구대학교 산학협력단 Pile foundation apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100672039B1 (en) 2004-05-17 2007-01-19 송기용 Variable Extension Member of Pile with an Extended Head
JP2010007400A (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Nippon Concrete Ind Co Ltd Excavating head
KR101091585B1 (en) * 2011-03-04 2011-12-13 한국해양연구원 Holding power increasement apparatus of pile and construction method of pile having thereof
KR20130080072A (en) * 2012-01-04 2013-07-12 주식회사 장평건설 Pile reinforcing structure
KR20130095107A (en) * 2012-02-17 2013-08-27 (주)삼일이엔씨 Apparatus for maintaining expanded underground drill hole and metohd therefor
KR20190104794A (en) * 2018-03-02 2019-09-11 대구대학교 산학협력단 Pile foundation apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130081971A (en) Precast concrete wall and method for constructing underground permanent wall using the precast concrete wall
KR101882628B1 (en) Construction Method of Simultaneous Extensional Drilling and Reinforcement of Ground Using Expansion Antenna for Excavation
US7578637B2 (en) Pile with an extended head and working method of its operation
US20070048095A1 (en) Supported Underpinning Piers
CN105019431B (en) Crush and complete alternate steep dip stratified rock masses Large Diameter Super-long Bored Piles construction method
CN109680682A (en) A kind of soft soil foundation Manual excavated pile structure and construction method
KR102494160B1 (en) Foldable extention pile and construction method of pile driving after drilling thereby
KR101942691B1 (en) Expansion Bit Device for Drilling and Construction Method of Excavation Using Thereof
JPH07145616A (en) Cast-in-place concrete piling method
CN112064649B (en) Construction method of pile-plate combined structure for foundation pit supporting
CN105256848B (en) Coordinating and controllable soil digging and slant rectifying method in roadway
JP4074198B2 (en) How to remove existing piles
KR102059051B1 (en) Method for excavating vertical shaft
Cooley Engineering approaches to conditions created by a combination of karst and faulting at a hospital in Birmingham, Alabama
JP3635167B2 (en) Steel pipe concrete well foundation installed on slope and its construction method
CN113832965B (en) Steel sleeve wall protection device and sand-gravel region cast-in-place pile construction method
KR20180093358A (en) Slot casing with spacer and a method of construction for retaining wall using slot casing
JP3200240B2 (en) Filling method of self-hardening material in ground reinforcement method
CN204780869U (en) Broken and complete alternate steep dip beded rock mass major diameter overlength drilling bored concrete pile
GB2232701A (en) Mini-piled retaining wall and a method for its construction
KR102597314B1 (en) the improved retaining wall structure reduced its thickness
CN110241850B (en) Construction method for joint of open cut station and large-span duplex arch underground excavation tunnel
Robison Excavation support and micropile underpinning in Vail, Colorado
TWI738622B (en) Construction method for rapid modification of continuous wall guide trench with load-bearing capacity
Dotson et al. A creative solution to problems with foundation construction in karst

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant