KR102508176B1 - Improved coupler connection structure of helical piles - Google Patents

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이창호
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주식회사 이도구조엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to an improved coupler connection structure of helical piles, which is able to have a first position determination unit and a second position determination unit having a first inclined oval surface and a second inclined oval surface respectively on an upper end of a helical pile main body and a lower end of a shaft pile main body, allow a worker to rapidly and conveniently connect an upper end of a helical pile to a lower end of a shaft pile and connect an upper end of a shaft pile and a lower end of another shaft pile without matching bolt penetrating holes, reduce work hours, improve constructability and convenience, obtain economic profits due to the reduced work hours, disperse the stress to a helical pile and a shaft pile through a first inclined oval surface and a second inclined oval surface of a first position determination unit and a second position determination unit while preventing the stress from being concentrated on a bolt in the process of transferring rotation power between a helical pile and a shaft pile and between a shaft pile and another shaft pile, and improve mechanical strength.

Description

헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조{Improved coupler connection structure of helical piles}Improved coupler connection structure of helical piles

본 발명은 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 헬리컬파일의 상단과 샤프트파일의 하단, 샤프트파일의 상단과 샤프트파일의 하단의 연결을 신속하고 간편하게 수행할 수 있어, 작업시간이 단축되고 시공성과 편의성이 향상되며 작업시간의 단축에 따른 경제적 이익을 얻을 수 있도록 하고, 헬리컬파일과 샤프트파일, 샤프트파일과 샤프트파일 간의 회전력 전달과정에서 볼트에 집중되던 응력이 헬리컬파일과 샤프트파일에 분산되게 함으로써 기계적 강도를 향상시킬 수 있도록 한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조에 관한 것이다.The present invention relates to an improved coupler connection structure of a helical pile, and more specifically, the connection between the upper end of the helical pile and the lower end of the shaft pile, and the upper end of the shaft pile and the lower end of the shaft pile can be quickly and conveniently performed, Time is reduced, workability and convenience are improved, and economic benefits can be obtained due to reduction of working time. It relates to an improved coupler connection structure of a helical pile that can improve mechanical strength by being dispersed in the pile.

일반적으로 건축물이나 토목구조물의 하중을 지지하는 기초를 시공함에 있어서 지반에 파일(pile)을 관입하여 지반을 강화하게 되는데, 예로부터 파일에 타격을 가하여 타입하는 타격방법과 파일에 압입력을 가하여 압입하는 압입방법이 사용되어 왔다.In general, in constructing a foundation that supports the load of a building or civil structure, the ground is strengthened by penetrating a pile into the ground. A press-fitting method has been used.

그러나 종래의 타격방법과 압입방법은 시공시 소음과 진동에 의하여 안전상의 문제와 환경상의 문제가 지적되면서 회전압입 방식이 개발되어 사용되고 있다.However, as safety and environmental problems are pointed out due to noise and vibration during construction, the rotary press-in method has been developed and used.

회전압입방식에서는 헬리컬파일(helical anchor pile)이 사용된다. 헬리컬파일은 파이프 형태로 된 헬리컬파일본체와, 헬리컬파일본체의 외주면에 형성된 복수개의 헬릭스(helix)를 포함하여 구성된다.In the rotary press fit method, a helical anchor pile is used. The helical pile includes a pipe-shaped helical pile body and a plurality of helixes formed on an outer circumferential surface of the helical pile body.

또한 헬리컬파일본체는 오거 드릴 머신(auger drill machine)과 같은 대형 장비를 사용하지 않고, 백호우(backhoe)의 붐 선단에 설치된 유압회전장치에 결합하여 회전시키게 된다.In addition, the helical pile body is rotated by being coupled to a hydraulic rotation device installed at the tip of the boom of the backhoe without using large equipment such as an auger drill machine.

따라서 헬리컬파일을 회전시키기 위한 장비의 높이를 무한정 높게 할 수 없으므로 헬리컬파일의 길이를 3m 정도로 구성하며, 필요한 관입 깊이가 헬리컬파일보다 깊을 경우에는 헬리컬파일의 상단에 하나 또는 그 이상의 샤프트 앙카 파일(헬릭스가 없는 단순 파이프 형태의 파일)을 연결하여 관입하도록 하고 있다.Therefore, since the height of the equipment for rotating the helical pile cannot be increased infinitely, the length of the helical pile is configured to be about 3m. If the required penetration depth is deeper than the helical pile, one or more shaft anchor files (helix A file in the form of a simple pipe with no

통상적인 헬리컬파일 시공방법은 헬리컬파일 관입 단계, 샤프트파일의 연결 및 관입 단계, 그라우팅 단계, 두부(頭部) 정리 단계 및, 동재하시험 단계를 거치게 되며, 특성화된 유압회전장치와 백호우의 결합으로 시공이 간편하고, 일체화된 파일 시공으로 공기를 250m/day로 단축할 수 있으며, 시공품질이 우수하고, 비배토(非排土), 무소음, 무진동 공법으로 시공안정성과 환경개선, 시공현장에서의 민원 및 분쟁 해소 등의 장점은 물론 연약지반 시공시 지반교란을 최소화하여 경사각도에서도 시공이 가능하다는 장점이 있다.The typical helical pile construction method goes through the helical pile penetration step, the shaft pile connection and penetration step, the grouting step, the head arrangement step, and the dynamic load test step. With this simple, integrated pile construction, the construction period can be reduced to 250m/day, the construction quality is excellent, and the construction stability and environment are improved with the non-discharged, noiseless, and vibration-free method, and civil complaints at the construction site. and dispute resolution, as well as the advantage of minimizing ground disturbance during soft ground construction and enabling construction at an inclined angle.

이러한 시공을 위하여 종래에는 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 강관으로 된 헬리컬파일본체(11)와 헬리컬파일본체(11)의 하단에 경사지게 절단되어 형성되는 천공헤드부(12) 및 하단부에 결합되는 헬릭스(13)를 가지는 헬리컬파일(10)과, 강관으로 된 샤프트파일본체(21)를 가지는 샤프트파일(20) 및, 강관으로 형성되어 하반부에 헬리컬파일본체(11)의 상단부가 삽입되고 하단이 헬리컬파일본체(11)의 외주면에 용접되며 상반부에 샤프트파일본체(21)의 하단부가 삽입되는 커플러본체(31)와 커플러본체(31)와 샤프트파일본체(21)를 관통하는 볼트(b)와 이에 체결되는 너트(n)를 가지는 커플러(30)가 사용된다.For this construction, conventionally, as shown in FIGS. 4 to 6, the helical pile body 11 made of steel pipe and the drilling head portion 12 formed by being cut obliquely at the lower end of the helical pail body 11 and the lower portion A helical pile 10 having a coupled helix 13, a shaft pile 20 having a shaft pile body 21 made of a steel pipe, and a steel pipe, the upper end of the helical pile body 11 is inserted into the lower half, The lower end is welded to the outer circumferential surface of the helical wave body 11 and the coupler body 31 into which the lower end of the shaft wave body 21 is inserted in the upper half, and a bolt passing through the coupler body 31 and the shaft wave body 21 (b) ) and a coupler 30 having a nut n fastened thereto is used.

1단계로, 백호우의 붐 선단에 설치된 유압회전장치(도시생략)에 헬리컬파일(10)의 헬리컬파일본체(11)의 상단을 결합하여 회전시키면서 백호우 붐에 의해 유압회전장치를 하강시킴으로써 헬리컬파일본체(11)의 하단에 경사지게 절취하여 형성한 천공헤드부(12)가 지반을 천공하게 되고, 이어서 헬리컬파일본체(11)의 하단부에 천공헤드부(12)보다 높은 위치에 결합된 헬릭스(13)가 지반을 굴착하면서 헬리컬파일(10)이 지반에 관입되도록 한다.In the first step, the hydraulic rotation device (not shown) installed at the tip of the boom of the backhoe is coupled to the upper end of the helical file body 11 of the helical pile 10, and the hydraulic rotation device is lowered by the backhoe boom while rotating the helical file body. The drilling head 12 formed by cutting obliquely at the lower end of (11) drills the ground, and then the helix 13 coupled to the lower end of the helical pile body 11 at a higher position than the drilling head 12 While excavating the ground, the helical pile 10 penetrates the ground.

2단계로, 시공깊이가 헬리컬파일(10)의 길이보다 깊은 경우에는 헬리컬파일본체(11)의 상단을 유압회전장치로부터 분리한 다음, 헬리컬파일본체(11)의 상단에 커플러(30)를 사용하여 샤프트파일(20)의 샤프트파일본체(21)를 연결하고 샤프트파일본체(21)의 상단을 유압회전장치에 결합하여 회전 및 하강시키면, 샤프트파일(20)과 헬리컬파일(10)이 회전 및 하강하면서 헬리컬파일(10)의 천공헤드부(12)가 지반을 천공함과 아울러 헬릭스(13)가 지반을 굴착하면서 관입되도록 한다.In the second step, if the construction depth is greater than the length of the helical pile body 10, the upper end of the helical pile body 11 is separated from the hydraulic rotating device, and then the coupler 30 is used at the top of the helical pile body 11 When the shaft file body 21 of the shaft file 20 is connected and the upper end of the shaft file body 21 is coupled to a hydraulic rotating device to rotate and lower, the shaft file 20 and the helical file 10 rotate and While descending, the drilling head 12 of the helical pile 10 perforates the ground and allows the helix 13 to penetrate while excavating the ground.

시공깊이가 하나의 헬리컬파일(10)의 길이와 샤프트파일(20)의 길이를 합한 길이보다 깊은 경우에는 샤프트파일본체(21)의 상단에 또 다른 샤프트파일본체(21)를 커플러(30)로 연결하여 상술한 관입을 계속한다.If the construction depth is greater than the sum of the length of one helical pile (10) and the length of the shaft pile (20), another shaft pile body (21) is placed on top of the shaft pile body (21) as a coupler (30) Connect and continue the intrusion described above.

헬리컬파일(10)과 샤프트파일(20)의 관입이 완료되면, 최상단의 샤프트파일본체(21)의 상단을 유압회전장치로부터 분리하고, 샤프트파일본체(21)의 상단을 통해 그라우팅제를 주입하면, 그라우팅제가 샤프트파일본체(21)와 헬리컬파일본체(11)의 내부와 헬리컬파일본체(11)의 하단에 천공헤드부(12)와 헬릭스(13) 사이 부분에 천공된 그라우팅제 유출홀(14)을 통해 헬리컬파일(10)과 샤프트파일(20)들과 지반에 형성된 굴착홀 사이에 충전되도록 한다.When the penetration of the helical pile 10 and the shaft pile 20 is completed, the upper end of the uppermost shaft pile body 21 is separated from the hydraulic rotary device and the grouting agent is injected through the upper end of the shaft pile body 21. , The grouting agent outlet hole 14 drilled in the shaft pile body 21 and the portion between the drilling head 12 and the helix 13 at the bottom of the shaft pile body 21 and the helical pile body 11 and at the bottom of the helical pile body 11 ) through which the helical pile 10 and the shaft pile 20 are filled between the excavation holes formed in the ground.

이후, 충전된 그라우팅제가 경화되면, 지면에서 돌출된 최상단의 샤프트파일본체(21)의 상단부를 절단하는 두부정리 단계와 동재하시험 단계를 거쳐 시공을 완료하게 된다.Thereafter, when the filled grouting agent is hardened, the construction is completed through a head cleaning step of cutting the upper end of the uppermost shaft pile body 21 protruding from the ground and a dynamic load test step.

종래 커플러(30)는 헬리컬파일본체(11)와 샤프트파일본체(21)의 외경에 대응하는 내경을 가지는 커플러본체(31)를 포함한다.The conventional coupler 30 includes a helical wave body 11 and a coupler body 31 having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the shaft wave body 21.

커플러(30)에 의해 헬리컬파일본체(11)와 샤프트파일본체(21)를 연결함에 있어서는 커플러본체(31)의 하반부에 헬리컬파일본체(11)의 상단을 삽입하고, 커플러본체(31)의 하단을 헬리컬파일본체(11)의 외주면에 용접(W)하며, 커플러본체(31)의 상반부에 샤프트파일본체(21)를 삽입하여 샤프트파일본체(21)의 하단이 헬리컬파일본체(11)의 상단에 맞닿도록 하고, 샤프트파일본체(21)와 커플러본체(31)에 서로 대응되게 천공된 볼트관통공(h1, h2)에 볼트(b)를 관통시키고 너트(n)를 체결하는 방법을 사용하고 있다.In connecting the helical wave body 11 and the shaft wave body 21 by the coupler 30, the upper end of the helical wave body 11 is inserted into the lower half of the coupler body 31, and the lower end of the coupler body 31 is welded (W) to the outer circumferential surface of the helical wave body 11, and the shaft wave body 21 is inserted into the upper half of the coupler body 31 so that the lower end of the shaft wave body 21 is the upper end of the helical wave body 11 In contact with the shaft file body 21 and the coupler body 31, the through-holes (h1, h2) of the bolts (b) penetrated to correspond to each other, and the method of fastening the nut (n) is used. there is.

그런데 헬리컬파일본체(11)의 상단에 용접된 커플러본체(31)에 샤프트파일본체(21)의 하단을 삽입하였을 때 커플러본체(31)의 볼트관통공(22)과 샤프트파일본체(21)의 볼트관통공(32)이 일치되게 하여야 하는데 헬리컬파일본체(11)의 상단면과 샤프트파일본체(21)의 하단면은 수평면으로 형성되어 있어 볼트관통공(h1, h2)의 위치를 결정하는 수단이 없어 작업자가 샤프트파일본체(21)를 좌우로 돌리면서 일일이 볼트관통공(h1, h2)을 일치시키는 과정을 거쳐야 하기 때문에 작업시간이 지연되고 시공성과 편의성이 저하되며 작업시간의 지연에 따른 경제적 손실을 초래하게 되는 문제점이 있다.However, when the lower end of the shaft file body 21 is inserted into the coupler body 31 welded to the upper end of the helical file body 11, the bolt through hole 22 of the coupler body 31 and the shaft file body 21 The bolt through hole 32 should be matched, but the upper surface of the helical pile body 11 and the lower surface of the shaft pile body 21 are formed in a horizontal plane, so a means for determining the position of the bolt through hole h1 and h2 Since the operator has to go through the process of matching the bolt through-holes h1 and h2 one by one while turning the shaft pile body 21 left and right, the work time is delayed, the workability and convenience are lowered, and the economical efficiency due to the delay in work time There are problems that cause losses.

또한 헬리컬파일본체(11)의 상단면과 샤프트파일본체(21)의 하단면은 단순히 수평면으로 서로 맞닿아 있어 샤프트파일본체(21)와 헬리컬파일본체(11) 간의 직접적인 회전력 전달은 이루어지지 않고, In addition, the upper surface of the helical wave body 11 and the lower surface of the shaft wave body 21 are simply in contact with each other in a horizontal plane, so that the rotational force is not directly transmitted between the shaft wave body 21 and the helical wave body 11,

샤프트파일본체(21) → 볼트(b) → 커플러본체(31) → 헬리컬파일본체(11)로 전달되기 때문에 회전력 전달과정에서 볼트(b)에 응력이 집중되어 기계적 강도면에서 취약하게 되는 문제점이 있다.Shaft pile body 21 → bolt (b) → coupler body 31 → helical pile body 11, so the stress is concentrated on the bolt (b) during the rotational force transmission process, resulting in a problem of being vulnerable in terms of mechanical strength there is.

종래 기술로서는 대한민국 등록특허 제10-1700851호 "빅 헬리컬파일"과, 대한민국 등록특허 제10-1952704호 "헬리컬 파일"과. 대한민국 공개특허 제10-2020-0124951호 "빅더블플레이트 헬리칼 파일"이 있으나, 이들은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하지 못하고 있다.As prior art, Korean Patent Registration No. 10-1700851 "Big Helical File" and Korean Patent Registration No. 10-1952704 "Helical File". Korean Patent Publication No. 10-2020-0124951 "Big Double Plate Helical File" exists, but they do not solve the above-mentioned problems of the prior art.

대한민국 등록특허 제10-1700851호 "빅 헬리컬파일"Republic of Korea Patent Registration No. 10-1700851 "Big Helical Pile" 대한민국 등록특허 제10-1952704호 "헬리컬 파일"Republic of Korea Patent Registration No. 10-1952704 "Helical Pile" 대한민국 공개특허 제10-2020-0124951호 "빅더블플레이트 헬리컬 파일"Korean Patent Publication No. 10-2020-0124951 "Big double plate helical file"

따라서 본 발명의 목적은 헬리컬파일의 상단과 샤프트파일의 하단, 샤프트파일의 상단과 샤프트파일의 하단의 연결을 신속하고 간편하게 수행할 수 있어, 작업시간이 단축되고 시공성과 편의성이 향상되며 작업시간의 단축에 따른 경제적 이익을 얻을 수 있도록 한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조를 제공하려는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to quickly and conveniently perform the connection between the upper end of the helical pile and the lower end of the shaft pile, and the upper end of the shaft pile and the lower end of the shaft pile, thereby reducing working time, improving workability and convenience, and reducing working time. It is intended to provide an improved coupler connection structure of a helical pile so that economic benefits can be obtained according to shortening.

본 발명의 다른 목적은 헬리컬파일과 샤프트파일, 샤프트파일과 샤프트파일 간의 회전력 전달과정에서 볼트에 집중되던 응력이 헬리컬파일과 샤프트파일에 분산되게 함으로써 기계적 강도를 향상시킬 수 있도록 한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조를 제공하려는 것이다.Another object of the present invention is to improve the mechanical strength of the helical pile by dispersing the stress concentrated in the bolt in the process of transmitting the rotational force between the helical pile and the shaft pile and the shaft pile and the shaft pile to the helical pile and the shaft pile. It is intended to provide a coupler connection structure.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 강관으로 된 헬리컬파일본체와, 헬리컬파일본체의 하단에 경사지게 절단되어 형성되는 천공헤드부와, 헬리컬파일본체의 하단 외주면에 결합되는 헬릭스를 구비하는 헬리컬파일과, 강관으로 된 샤프트파일본체를 구비하는 샤프트파일 및, 헬리컬파일본체와 샤프트파일본체의 외경에 대응하는 내경을 가지며 하반부에 헬리컬파일본체의 상단부가 삽입되고 상반부에 샤프트파일본체의 하단부가 삽입되며 하단이 헬리컬파일본체의 외주면에 용접되는 커플러본체와, 커플러본체와 샤프트파일본체를 관통하는 볼트와 이에 체결되는 너트를 구비하는 커플러를 포함하는 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조에 있어서, 상기 헬리컬파일본체의 상단에는 경사지게 절단되어 형성되는 제1경사타원면을 가지는 제1위치결정부를 구비하고, 상기 샤프트파일본체의 하단에는 상기 제1위치결정부에 대응하여 경사지게 절단되어 형성되는 제1경사타원면에 맞닿는 제2경사타원면을 가지는 제2위치결정부를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a helical file having a helical file body made of steel pipe, a perforation head formed by being obliquely cut at the lower end of the helical file body, and a helix coupled to the outer circumferential surface of the lower end of the helical file body. And, a shaft file having a shaft file body made of steel pipe, and an inner diameter corresponding to the outer diameter of the helical wave body and the shaft file body, and the upper end of the helical wave body is inserted into the lower half and the lower end of the shaft file body is inserted into the upper half, In the improved coupler connection structure of the helical pile including a coupler body having a lower end welded to the outer circumferential surface of the helical pile body, a coupler having a bolt penetrating the coupler body and the shaft pile body, and a nut fastened thereto, the helical pile The upper end of the main body is provided with a first positioning unit having a first inclined ellipse formed by being cut obliquely, and the lower end of the shaft file body is cut obliquely corresponding to the first positioning unit to contact the first inclined ellipse formed It provides an improved coupler connection structure of a helical pile, characterized in that it is composed of a second positioning unit having a second inclined ellipsoid.

상기 샤프트파일본체의 상단부가 하반부에 삽입되고 하단이 샤프트파일본체의 외주면에 용접되는 커플러본체와, 커플러본체와 샤프트파일본체를 관통하는 볼트와 이에 체결되는 너트를 구비하는 커플러를 포함하며, 상기 샤프트파일본체의 상단에 경사지게 절단되어 형성되는 제3경사타원면을 가지는 제3위치결정부를 구비하여 구성될 수 있다.A coupler body having an upper end of the shaft file body inserted into the lower half and a lower end welded to the outer circumferential surface of the shaft file body, a coupler having a bolt penetrating the coupler body and the shaft file body, and a nut fastened thereto, the shaft It may be configured to include a third positioning unit having a third inclined ellipse formed by being cut obliquely at the upper end of the pile body.

본 발명의 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조에 의하면, 헬리컬파일본체의 상단과 샤프트파일본체의 하단에 각각 제1, 제2경사타원면을 가지는 제1, 제2위치결정부를 구비하여, 작업자가 볼트관통공을 일치시키는 작업을 하지 않고서도 헬리컬파일의 상단과 샤프트파일의 하단, 샤프트파일의 상단과 샤프트파일의 하단의 연결을 신속하고 간편하게 수행할 수 있어, 작업시간이 단축되고 시공성과 편의성이 향상되며 작업시간의 단축에 따른 경제적 이익을 얻을 수 있게 된다.According to the improved coupler connection structure of the helical pile of the present invention, the first and second positioning units having first and second inclined ellipses are provided at the upper end of the helical pile body and the lower end of the shaft pile body, respectively, so that the operator can bolt It is possible to quickly and conveniently connect the top of the helical pile and the bottom of the shaft pile, and the top of the shaft pile and the bottom of the shaft pile without having to match the through holes, reducing work time and improving workability and convenience. And it is possible to obtain economic benefits according to the reduction of working time.

또한 본 발명의 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조에 의하면, 헬리컬파일과 샤프트파일, 샤프트파일과 샤프트파일 간의 회전력 전달과정에서 볼트에 응력이 집중되지 않고 제1, 제2위치결정부의 제1, 제2경사타원면을 통해 헬리컬파일과 샤프트파일에 분산되게 함으로써 기계적 강도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, according to the improved coupler connection structure of the helical file of the present invention, stress is not concentrated on the bolt in the process of transmitting torque between the helical file and the shaft file and between the shaft file and the shaft file, and the first and second positioning units 2 It is possible to improve the mechanical strength by distributing to the helical pile and the shaft pile through the inclined ellipsoid.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 헬리컬파일과 샤프트파일의 연결 상태를 보인 사시도,
도 2는 헬리컬파일과 샤프트파일 및 커플러의 분해 사시도,
도 3은 헬리컬파일과 샤프트파일 및 커플러의 종단면도,
도 4는 종래의 헬리컬파일과 샤프트파일의 연결 상태를 보인 사시도,
도 5는 종래의 헬리컬파일과 샤프트파일 및 커플러의 분해 사시도,
도 6은 종래의 헬리컬파일과 샤프트파일 및 커플러의 종단면도이다.1 to 3 show a preferred embodiment of the improved coupler connection structure of the helical pile according to the present invention,
1 is a perspective view showing the connection state of the helical pile and the shaft pile;
2 is an exploded perspective view of a helical pile, a shaft pile, and a coupler;
3 is a longitudinal cross-sectional view of a helical pile, a shaft pile, and a coupler;
4 is a perspective view showing the connection state of a conventional helical pile and a shaft pile;
5 is an exploded perspective view of a conventional helical pile, shaft pile, and coupler;
6 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional helical pile, shaft pile, and coupler.

이하, 본 발명에 의한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.Hereinafter, the improved coupler connection structure of the helical pile according to the present invention will be described in detail according to preferred embodiments illustrated in the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조의 바람직한 실시예를 보인 것이다.1 to 3 show a preferred embodiment of the improved coupler connection structure of the helical pile according to the present invention.

본 실시예에 따른 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 헬리컬파일(100)과, 헬리컬파일(100)의 상부에 연결되는 샤프트파일(200) 및, 헬리컬파일(100)과 샤프트파일(200)을 연결하는 커플러(300)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3, the improved coupler connection structure of the helical pile according to this embodiment includes the helical pile 100, the shaft pile 200 connected to the upper part of the helical pile 100, and the helical pile 100. It includes a coupler 300 connecting the pile 100 and the shaft pile 200.

상기 헬리컬파일(100)은 강관으로 된 헬리컬파일본체(110)와, 헬리컬파일본체(110)의 하단에 경사지게 절단되어 형성되는 천공헤드부(120)와, 헬리컬파일본체(110)의 하단 외주면에 결합되는 헬릭스(130)를 구비한다.The helical pile 100 includes a helical pile body 110 made of steel pipe, a perforation head 120 formed by being cut obliquely at the lower end of the helical pile body 110, and an outer circumferential surface of the lower end of the helical pile body 110. It has a helix 130 to be coupled.

상기 헬리컬파일본체(110)의 하단에는 그라우팅제 유출홀(140)이 형성된다.A grouting agent outlet hole 140 is formed at the lower end of the helical pile body 110 .

상기 샤프트파일(200)은 강관으로 된 샤프트파일본체(210)를 구비한다.The shaft pile 200 includes a shaft pile body 210 made of a steel pipe.

상기 커플러(300)는 헬리컬파일본체(110)와 샤프트파일본체(210)의 외경에 대응하는 내경을 가지며 하반부에 헬리컬파일본체(110)의 상단부가 삽입되고 상반부에 샤프트파일본체(210)의 하단부가 삽입되며 하단이 헬리컬파일본체(110)의 외주면에 용접(W)되는 커플러본체(310)와, 커플러본체(310)와 샤프트파일본체(210)를 관통하는 볼트(B)와 이에 체결되는 너트(N)를 구비한다.The coupler 300 has an inner diameter corresponding to the outer diameter of the helical file body 110 and the shaft file body 210, and the upper end of the helical wave body 110 is inserted into the lower half and the lower end of the shaft file body 210 is inserted into the upper half. Is inserted and the coupler body 310, the lower end of which is welded (W) to the outer circumferential surface of the helical pile body 110, the coupler body 310 and the bolt (B) penetrating the shaft pile body 210 and the nut fastened thereto (N) is provided.

상기 샤프트파일본체(210)와 커플러본체(310)에는 상기 볼트(B)가 관통되는 볼트관통공(H1, H2)이 형성된다.The shaft file body 210 and the coupler body 310 are formed with bolt through-holes H1 and H2 through which the bolt B passes.

상기 헬리컬파일본체(110)의 상단에는 경사지게 절단되어 형성되는 제1경사타원면(321)을 가지는 제1위치결정부(320)가 구비된다.At an upper end of the helical file body 110, a first positioning unit 320 having a first inclined elliptical surface 321 formed by being cut obliquely is provided.

상기 샤프트파일본체(210)의 하단에는 상기 제1위치결정부(320)에 대응하여 경사지게 절단되어 형성되는 제1경사타원면(321)에 맞닿는 제2경사타원면(331)을 가지는 제2위치결정부(330)가 구비된다.At the lower end of the shaft file body 210, a second positioning unit having a second inclined elliptical surface 331 contacting the first inclined elliptical surface 321 formed by being cut obliquely corresponding to the first positioning unit 320 330 is provided.

또한 샤프트파일본체(210)의 상단에도 커플러(300)를 구비하여 커플러본체(310)의 하반부에 샤프트파일본체(210)의 상단부를 삽입하고, 커플러본체(310)의 하단부를 샤프트파일본체(210)의 외주면에 용접(W)하여 추후 샤프트파일(300)의 상부에 또 다른 샤프트파일(200)을 연결할 수 있도록 한다.In addition, the coupler 300 is provided at the top of the shaft file body 210, the upper end of the shaft file body 210 is inserted into the lower half of the coupler body 310, and the lower end of the coupler body 310 is the shaft file body 210. ) to the outer circumferential surface of the welding (W) so that another shaft pile 200 can be connected to the upper part of the shaft pile 300 later.

이 경우, 샤프트파일본체(210)의 상단에 경사지게 절단되어 형성되는 제3경사타원면(341)을 가지는 제3위치결정부(340)를 구비할 수 있다.In this case, a third positioning unit 340 having a third inclined elliptical surface 341 formed by being cut obliquely may be provided at an upper end of the shaft file body 210 .

제3경사타원면(341)은 샤프트파일(200) 상부에 또 다른 샤프트파일(200)을 연결할 경우, 상부에 위치하는 샤프트파일(200)의 하단에 형성된 제2경사타원면(331)이 맞닿을 수 있게 된다.When another shaft file 200 is connected to the upper part of the shaft pile 200, the third inclined elliptical surface 341 may come into contact with the second inclined elliptical surface 331 formed at the lower end of the shaft pile 200 located at the upper part. there will be

한편, 커플러(300)는 헬리컬파일(100)과 샤프트파일(200)의 상단을 유압회전장치에 결합하기 위한 결합헤드로서도 활용되도록 구성된다.On the other hand, the coupler 300 is also configured to be utilized as a coupling head for coupling the top of the helical pile 100 and the shaft pile 200 to the hydraulic rotary device.

이를 위하여 커플러본체(310)의 외주면에 결합돌기를 돌출 형성할 수 있다.To this end, coupling protrusions may be protrudingly formed on the outer circumferential surface of the coupler body 310 .

이하, 본 발명에 의한 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조가 적용된 헬리컬파일(100)과 샤프트파일(200) 및 커플러(300)를 사용하여 지반을 강화하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of reinforcing the ground using the helical pile 100, the shaft pile 200, and the coupler 300 to which the improved coupler connection structure of the helical pile according to the present invention is applied will be described.

1단계로, 백호우의 붐 선단에 설치된 유압회전장치(도시생략)에 헬리컬파일본체(110)의 상단에 결합된 커플러본체(310)를 결합하고, 유압회전장치에 회전시키면서 하강시켜 천공헤드부(120)가 지반을 천공하고, 이어서 헬릭스(130)가 지반을 굴착하면서 헬리컬파일(100)이 지반에 관입되도록 한다.In the first step, the coupler body 310 coupled to the upper end of the helical wave body 110 is coupled to the hydraulic rotation device (not shown) installed at the tip of the boom of the backhoe, and the hydraulic rotation device is rotated and lowered to form a drilling head ( 120) drills the ground, and then the helix 130 allows the helical pile 100 to penetrate the ground while excavating the ground.

2단계로, 시공깊이가 헬리컬파일(100)의 길이보다 깊은 경우에는 헬리컬파일본체(110)의 상단을 유압회전장치로부터 분리한 다음, 헬리컬파일본체(110)의 상단에 커플러(300)를 사용하여 샤프트파일(200)의 샤프트파일본체(210)를 연결하고 샤프트파일본체(210)의 상단을 유압회전장치에 결합하여 회전 및 하강시키면, 샤프트파일(200)과 헬리컬파일(100)이 회전 및 하강하면서 헬리컬파일(100)의 천공헤드부(120)가 지반을 천공함과 아울러 헬릭스(130)가 지반을 굴착하면서 관입되도록 한다.In the second step, when the construction depth is greater than the length of the helical pile body 100, the upper end of the helical pile body 110 is separated from the hydraulic rotating device, and then the coupler 300 is used at the top of the helical pile body 110 When the shaft file body 210 of the shaft file 200 is connected and the upper end of the shaft file body 210 is coupled to a hydraulic rotating device to rotate and lower, the shaft file 200 and the helical file 100 rotate and While descending, the drilling head 120 of the helical pile 100 perforates the ground and allows the helix 130 to penetrate while excavating the ground.

시공깊이가 하나의 헬리컬파일(100)의 길이와 샤프트파일(200)의 길이를 합한 길이보다 깊은 경우에는 샤프트파일본체(210)의 상단에 또 다른 샤프트파일본체(210)를 커플러(300)로 연결하여 상술한 관입을 계속한다.If the construction depth is greater than the sum of the length of one helical pile 100 and the length of the shaft pile 200, another shaft pile body 210 is placed on top of the shaft pile body 210 as a coupler 300 Connect and continue the intrusion described above.

이후, 그라우팅 단계와 두부정리 단계 및 동재하시험 단계는 통상적인 방법으로 이루어지는 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.After that, since the grouting step, the head cleaning step, and the dynamic loading test step are performed in a conventional manner, descriptions thereof are omitted.

여기서, 헬리컬파일(100)의 상단에 샤프트파일(200)을 연결함에 있어서는 하반부에 헬리컬파일본체(110)의 상단부가 삽입되고 헬리컬파일본체(110)의 상단에 용접(W)된 커플러본체(310)의 상반부에 샤프트파일본체(210)의 하단부를 삽입하면, 샤프트파일본체(210)의 하단에 형성된 제2위치결정부(330)의 제2경사타원면(331)이 헬리컬파일본체(110)의 상단에 형성된 제1위치결정부(321)의 제1경사타원면(321)과의 작용에 의해 샤프트파일(200)이 제1경사타원면(321)과 제2경사타원면(331)이 맞닿는 위치로 자동적으로 조정되고, 이에 따라 샤프트파일본체(210)와 커플러본체(310)에 형성된 볼트관통공(H1, H2)이 정확하게 일치하게 된다.Here, in connecting the shaft pile 200 to the upper end of the helical pile 100, the upper end of the helical pile body 110 is inserted into the lower half and the coupler body 310 welded (W) to the upper end of the helical pile body 110. ) When the lower end of the shaft file body 210 is inserted into the upper half of the shaft file body 210, the second inclined elliptical surface 331 of the second positioning portion 330 formed at the lower end of the shaft file body 210 is of the helical file body 110. By the action of the first positioning part 321 formed at the top with the first inclined ellipsoidal surface 321, the shaft pile 200 automatically moves to the position where the first inclined ellipsoidal surface 321 and the second inclined ellipsoidal surface 331 meet. is adjusted, and accordingly, the bolt through holes H1 and H2 formed in the shaft file body 210 and the coupler body 310 are exactly matched.

따라서 작업자는 샤프트파일본체(210)와 커플러본체(310)의 볼트관통공(H1, H2)을 일치시키는 작업을 하지 않고서도 자동적으로 정확하게 일치된 볼트관통공(H1, H2)에 볼트(B)를 관통시키고, 너트(N)를 체결하는 것에 의해 커플러(300)를 헬리컬파일(100)과 샤프트파일(200)을 신속, 간편하게 연결할 수 있게 된다.Therefore, the operator automatically inserts the bolt B into the exactly matched bolt through-holes H1 and H2 without having to match the bolt through-holes H1 and H2 of the shaft file body 210 and the coupler body 310. By penetrating and fastening the nut N, the coupler 300 can be connected to the helical pile 100 and the shaft pile 200 quickly and easily.

또한 샤프트파일(200)의 상부에 또 다른 샤프트파일(200)을 연결함에 있어서도 위와 같은 작용에 의해 신속, 간편하게 연결할 수 있게 되어 작업시간이 단축되고 시공성과 편의성이 향상되며 작업시간의 단축에 따른 경제적 이익을 얻을 수 있게 된다.In addition, even when connecting another shaft pile 200 to the upper part of the shaft pile 200, it is possible to connect quickly and easily by the above action, shortening working time, improving workability and convenience, and economical due to shortening of working time you can get a profit

한편, 헬리컬파일(100)의 상단에 샤프트파일(200)을 연결하고, 샤프트파일본체(210)를 유압회전장치에 결합하여 샤프트파일(200)을 회전시키면, 샤프트파일본체(210)에 가해지는 회전력이 커플러본체(310)와 볼트(B)를 통해 헬리컬파일본체(110)에 전달되어 샤프트파일(200)과 헬리컬파일(100)이 함께 회전하면서 천공 및 굴착에 의한 관입이 이루어지게 되는데, 샤프트파일본체(210)에 가해진 회전력은 커플러본체(310)와 볼트(B)를 통해서만 헬리컬파일본체(110)에 전달되는 것이 아니고, 서로 맞닿아 있는 제1, 제2위치결정부(320, 330)의 제1, 제2경사타원면(321, 331)을 통해서도 전달되는 것이므로 볼트(B)에 응력집중 현상이 최소화되어 기계적 강도의 저하를 방지할 수 있게 된다.On the other hand, when the shaft pile 200 is connected to the top of the helical pile 100 and the shaft pile body 210 is coupled to a hydraulic rotating device to rotate the shaft pile 200, the shaft pile body 210 is applied The rotational force is transmitted to the helical pile body 110 through the coupler body 310 and the bolt B, so that the shaft pile 200 and the helical pile 100 rotate together, and penetration by drilling and excavation is performed. The rotational force applied to the pile body 210 is not transmitted to the helical file body 110 only through the coupler body 310 and the bolt B, but the first and second positioning units 320 and 330 in contact with each other Since it is also transmitted through the first and second inclined ellipses 321 and 331, the stress concentration phenomenon in the bolt B is minimized, thereby preventing a decrease in mechanical strength.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예로서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 예시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 고유사상의 범위 내에서 이 분야의 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.In the above, the present invention has been described with reference to the drawings exemplified as preferred embodiments, but the present invention is not limited by the illustrated embodiments and drawings, and within the scope of the technical idea of the present invention, conventional techniques in this field Of course, various modifications may be made by a technician.

100 : 헬리컬파일 110 : 헬리컬파일본체
120 : 천공헤드부 130 : 헬릭스
140 : 그라우팅제 유출홀 200 : 샤프트파일
210 : 샤프트파일본체 300 : 커플러
310 : 커플러본체 320 : 제1위치결정부
321 : 제1경사타원면 330 : 제2위치결정부
331 : 제2경사타원면 H1, H2 : 볼트관통공
B : 볼트 N : 너트100: helical file 110: helical file body
120: perforation head 130: helix
140: Grouting agent outflow hole 200: Shaft pile
210: shaft wave body 300: coupler
310: coupler body 320: first positioning unit
321: first inclined ellipse 330: second positioning unit
331: second inclined ellipse H1, H2: bolt through hole
B: Bolt N: Nut

Claims (2)

강관으로 된 헬리컬파일본체(110)와, 헬리컬파일본체(110)의 하단에 경사지게 절단되어 형성되는 천공헤드부(120)와, 헬리컬파일본체(110)의 하단 외주면에 결합되는 헬릭스(130)를 구비하는 헬리컬파일(100)과, 강관으로 된 샤프트파일본체(210)를 구비하는 샤프트파일(200) 및, 헬리컬파일본체(110)와 샤프트파일본체(210)의 외경에 대응하는 내경을 가지며 하반부에 헬리컬파일본체(110)의 상단부가 삽입되고 상반부에 샤프트파일본체(210)의 하단부가 삽입되며 하단이 헬리컬파일본체(110)의 외주면에 용접되는 커플러본체(310)와, 커플러본체(310)와 샤프트파일본체(210)를 관통하는 볼트(B)와 이에 체결되는 너트(N)를 구비하는 커플러(300)를 포함하는 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조에 있어서,
상기 헬리컬파일본체(110)의 상단에는 경사지게 절단되어 형성되는 제1경사타원면(321)을 가지는 제1위치결정부(320)를 구비하고,
상기 샤프트파일본체(210)의 하단에는 상기 제1위치결정부(320)에 대응하여 경사지게 절단되어 형성되는 제1경사타원면(321)에 맞닿는 제2경사타원면(331)을 가지는 제2위치결정부(330)를 구비하며,
상기 샤프트파일본체(210)의 상단부가 하반부에 삽입되고 하단이 샤프트파일본체(210)의 외주면에 용접되는 커플러본체(310)와, 커플러본체(310)와 샤프트파일본체(210)를 관통하는 볼트(B)와 이에 체결되는 너트(N)를 구비하는 커플러(300)를 포함하며, 상기 샤프트파일본체(210)의 상단에 경사지게 절단되어 형성되는 제3경사타원면(341)을 가지는 제3위치결정부(340)를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 헬리컬파일의 개선된 커플러 연결구조.A helical file body 110 made of steel pipe, a perforation head portion 120 formed by being obliquely cut at the lower end of the helical file body 110, and a helix 130 coupled to the outer circumferential surface of the lower end of the helical file body 110 The shaft pile 200 including the helical pile 100, the shaft pile body 210 made of steel pipe, and the inner diameter corresponding to the outer diameter of the helical pile body 110 and the shaft pile body 210, and the lower half A coupler body 310 in which the upper end of the helical wave body 110 is inserted, the lower end of the shaft wave body 210 is inserted into the upper half, and the lower end is welded to the outer circumferential surface of the helical wave body 110, and the coupler body 310 In the improved coupler connection structure of the helical pile including the coupler 300 having a bolt B penetrating the shaft pile body 210 and a nut N fastened thereto,
A first positioning unit 320 having a first inclined elliptical surface 321 formed by being cut obliquely is provided at an upper end of the helical file body 110,
At the lower end of the shaft file body 210, a second positioning unit having a second inclined elliptical surface 331 contacting the first inclined elliptical surface 321 formed by being cut obliquely corresponding to the first positioning unit 320 (330),
A coupler body 310 in which the upper end of the shaft file body 210 is inserted into the lower half and the lower end is welded to the outer circumferential surface of the shaft file body 210, and a bolt passing through the coupler body 310 and the shaft file body 210. (B) and a coupler 300 having a nut N fastened thereto, and having a third inclined elliptical surface 341 formed by being cut obliquely at the upper end of the shaft file body 210, the third positioning An improved coupler connection structure of a helical pile, characterized in that it is configured with a portion 340. 삭제delete
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