KR102604726B1

KR102604726B1 - 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR102604726B1
Application number: KR1020220117329A
Authority: KR
Inventors: 최상호; 서동남
Original assignee: 최상호; 서동남
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2023-11-22

Abstract

본 발명은 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법을 개시한다. 상기 하중분산형 복합 마이크로파일은, 중심부에 형성된 메인홀과, 상기 메인홀에서 이격되어 형성된 제1 서브홀 및 제2 서브홀을 포함하는 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 이격되어 배치되며, 중심에서 이격되어 형성된 제3 서브홀 및 제4 서브홀을 포함하는 제2 플레이트, 상기 메인홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되는 메인바, 상기 제1 서브홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되고, 상기 제3 서브홀을 통해 상기 제2 플레이트에 결합되는 제1 서브바 및 상기 제2 서브홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되고, 상기 제4 서브홀을 통해 상기 제2 플레이트에 결합되는 제2 서브바를 포함한다.

Description

하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법{Composite micropile for spreading loads and installation method thereof}

본 발명은 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법에 관한 것이다.

파일은 토목 기초공사 단계에서 사용되는 것으로 지면에 복수 개가 설치되어 구조물이나 건축물을 하부에서 지지하는 구조물 또는 건축물의 구성요소이다.

마이크로파일 공법은 천공홀 중앙에 단일 강봉을 삽입하고 중공부에 그라우트재를 주입하여, 지반과 그라우트의 주면마찰력을 이용하는 방식이다. 이러한 마이크로파일 공법은 구경이 작은 파일을 사용하여, 협소한 장소에서 시공이 가능하다는 장점이 있다.

하지만, 마이크로파일 공법은 단일 강봉이 천공홀 중앙에 설치되므로, 수직 또는 수평 하중에 대하여 효율적인 하중 저항에 어려움이 있다. 이는 강봉의 직경과 배치에 따라 휨성능과 부착력이 변화하기 때문이다. 따라서, 구조물에 작용하는 하중을 효과적으로 지지하기 위하여, 수직 또는 수평 하중에 대하여 효율적으로 하중을 지지할 수 있는 시공방법이 요구되는 실정이다.

본 발명의 과제는, 수직 또는 수평 하중에 대해 효율적으로 하중 저항이 가능한 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 건축물의 기초와 견고하게 연결될 수 있는 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일은 중심부에 형성된 메인홀과, 상기 메인홀에서 이격되어 형성된 제1 서브홀 및 제2 서브홀을 포함하는 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 이격되어 배치되며, 중심에서 이격되어 형성된 제3 서브홀 및 제4 서브홀을 포함하는 제2 플레이트, 상기 메인홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되는 메인바, 상기 제1 서브홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되고, 상기 제3 서브홀을 통해 상기 제2 플레이트에 결합되는 제1 서브바 및 상기 제2 서브홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되고, 상기 제4 서브홀을 통해 상기 제2 플레이트에 결합되는 제2 서브바를 포함한다.

또한, 상기 제1 서브홀 및 상기 제2 서브홀은 상기 메인홀에 대하여 서로 마주보는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 상기 제3 서브홀은, 상기 제1 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치되고, 상기 제4 서브홀은, 상기 제2 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 상기 천공홀에 인입되는 케이싱을 더 포함하고, 상기 제1 플레이트의 외주면은, 상기 케이싱과 이격되어 제1 공간을 형성하는 제1 오목부를 포함하고, 상기 제2 플레이트의 외주면은, 상기 제1 오목부와 오버랩되는 위치에 배치되는 제2 오목부를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법은 지반에 형성된 천공홀 내부로 케이싱을 인입하는 단계, 메인바, 제1 서브바, 제2 서브바, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 결합하여 바 구조체를 형성하는 단계, 상기 바 구조체의 일측에 그라우팅 파이프를 결합하는 단계, 상기 케이싱 내부로 상기 바 구조체를 인입하는 단계, 상기 그라우팅 파이프를 통해 상기 천공홀의 내부에 그라우트재를 주입하는 단계 및 상기 그라우팅 파이프를 상기 천공홀로부터 인출하는 단계를 포함하되, 상기 제1 플레이트는, 상기 메인바, 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바와 결합되고, 상기 제2 플레이트는, 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바와 결합된다.

또한, 상기 케이싱으로부터 돌출된 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바의 일단을 절곡하는 단계 및 절곡된 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바를 둘러싸도록 기초를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바는, 상기 메인바보다 상기 천공홀의 바닥부로부터 멀리 위치하도록 배치되고, 상기 메인바는, 상기 메인바의 일단이 상기 천공홀의 바닥부에 위치하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트는, 중심부에 형성되어 상기 메인바와 결합되는 메인홀, 상기 제1 서브바와 결합되는 제1 서브홀 및 상기 제2 서브바와 결합되는 제2 서브홀을 포함하되, 상기 제1 서브홀 및 상기 제2 서브홀은, 상기 메인홀에 이격되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 플레이트는, 상기 제1 서브바와 결합되는 제3 서브홀 및 상기 제2 서브바와 결합되는 제4 서브홀을 포함하되, 상기 제3 서브홀은, 상기 제1 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치되고, 상기 제4 서브홀은, 상기 제2 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트의 외주면은, 상기 케이싱과 이격되어 제1 공간을 형성하는 제1 오목부를 포함하고, 상기 제2 플레이트의 외주면은, 상기 제1 오목부와 오버랩되는 위치에 배치되는 제2 오목부를 포함할 수 있다.

본 발명의 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법은, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 이용함으로써 복수의 바를 결합하여 바 구조체를 형성할 수 있다. 또한, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 이용함으로써 바 구조체가 휘거나 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 수직 및 수평 하중이 동시에 작용하는 구조물의 경우에도 안정적으로 구조물을 지지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 서브바의 일부를 절곡하여 건축물의 기초가 절곡된 서브바의 일부를 포함하도록 시공함으로써, 건축물의 기초와 파일을 더욱 견고하게 결합시킬 수 있다. 이를 통해, 건축물의 하중이 파일로 효과적으로 분산될 수 있다.

상술한 내용과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래의 마이크로파일을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일을 세부적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2의 바 구조체와 케이싱의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 2의 바 구조체를 세부적으로 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 제1 플레이트를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 제2 플레이트를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 도 7의 천공홀 형성 단계, 케이싱 인입 단계 및 바 구조체 인입 단계를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7의 그라우트재 주입 단계, 서브바 절곡 단계 및 기초 생성 단계를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어나 단어는 일반적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니된다. 발명자가 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어나 단어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 따라, 본 발명의 기술적 사상과 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명이 실현되는 하나의 실시예에 불과하고, 본 발명의 기술적 사상을 전부 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 및 응용 가능한 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법을 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 마이크로파일을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일을 세부적으로 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 2의 바 구조체와 케이싱의 결합을 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 도 2의 바 구조체를 세부적으로 설명하기 위한 분해사시도이다. 도 5는 도 4의 제1 플레이트를 세부적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 4의 제2 플레이트를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로파일은 메인바(10), 커플러(20), 센트럴라이저(25), 베이스 플레이트(51), 너트(53), 케이싱(200) 및 기초(400)(예를 들어, 베이스 또는 파운데이션; 이하, 기초)를 포함한다. 또한, 마이크로파일의 시공과정에 그라우팅 파이프(300)가 사용된다.

메인바(10)는 지반에 형성된 천공홀의 내부로 인입되는 막대일 수 있다. 메인바(10)는 표면에 나사산이 형성될 수도 있다. 메인바(10)는 건축물의 하중을 지지하기에 적합한 재질로 구성될 수 있다. 메인바(10)는 예를 들어, 고강도 강재 또는 강봉으로 구성될 수 있으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

커플러(20)는 메인바(10)의 일단에 결합될 수 있다. 커플러(20)는 서로 다른 메인바(10)를 연결하는 장치일 수 있다. 커플러(20)는 메인바(10)를 연결하여 마이크로파일의 길이를 증가시킬 수 있다.

센트럴라이저(25)는 메인바(10)의 진직도를 유지시키는 장치일 수 있다. 이때, 메인바(10)는 센트럴라이저(25)를 관통할 수 있다. 구체적으로, 센트럴라이저(25)는 메인바(10)와 결합되어 천공홀에 인입될 수 있다. 천공홀 내부에서 센트럴라이저(25)는 메인바(10)가 치우치는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.

베이스 플레이트(51)는 메인바(10)의 일측에 결합될 수 있다. 이때, 너트(53)는 메인바(10)에 형성된 나사산과 결합되어, 베이스 플레이트(51)와 메인바(10)를 결합시킬 수 있다. 베이스 플레이트(51)는 건축물의 하중을 마이크로파일에 전달하는 기능을 수행할 수 있다.

케이싱(200)은 천공홀 내부에 설치될 수 있다. 구체적으로, 케이싱(200)은 일측이 기초저면(O)에 위치하도록 배치될 수 있다. 또한, 케이싱(200)은 타측이 암반층(Q)에 위치하도록 배치될 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 작업환경에 따라 지반 내에서 케이싱(200)의 구체적인 위치는 달라질 수 있다.

케이싱(200)은 내부에 메인바(10)가 인입되기에 용이한 형상(예를 들어, 원통 형상)으로 형성될 수 있다. 케이싱(200)은 연약지반인 토사층(P)의 붕괴를 막는 기능을 수행할 수 있다.

그라우팅 파이프(300)는 천공홀 내부에 그라우트재를 주입하는 장치일 수 있다. 이를 위해, 그라우팅 파이프(300)는 천공홀 내부로 인입 또는 인출될 수 있다. 그라우팅 파이프(300)는 천공홀의 바닥부부터 기초저면(O)까지 그라우트재를 채울 수 있다.

이때, 그라우트재는 천공홀에 주입되어, 메인바(10)와 지반을 결합시킬 수 있다. 그라우트재는 예를 들어, 시멘트와 같이 시간이 흐름에 따라 경화되는 물질을 포함할 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 그라우트재는 주면마찰을 충분히 발생시킬 수 있는 다른 물질을 포함할 수도 있다.

기초(400)는 건축물의 기초일 수 있다. 기초(400)는 메인바(10)의 일단을 둘러싸도록 생성될 수 있다. 이를 통해, 기초(400)는 건축물의 하중을 마이크로파일로 전달할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일은 메인바(10), 서브바(15), 플레이트(30), 케이싱(200) 및 기초(400)를 포함한다. 여기서, 플레이트(30)는 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)를 포함할 수 있다. 또한, 종래의 마이크로파일과 마찬가지로, 하중분산형 복합 마이크로파일의 시공과정에는 그라우팅 파이프(300)가 사용될 수 있다. 전술한 내용과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

예를 들어, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일은 케이싱(200) 없이 시공될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하중분산형 복합 마이크로파일은 케이싱(200)을 포함하는 것으로 설명하도록 한다. 이때, 메인바(10), 서브바(15), 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)는 결합되어 바 구조체(100)를 형성할 수 있다.

서브바(15)는 메인바(10)의 일단과 중첩(또는, 오버랩)될 수 있다. 서브바(15)는 표면에 나사산이 형성될 수도 있다. 서브바(15)는 메인바(10)와 마찬가지로, 건축물의 하중을 지지하기에 적합한 재질로 구성될 수 있다. 서브바(15)는 플레이트(30)와 결합됨으로써 메인바(10)를 연장하는 기능을 수행할 수 있다.

도 4에는 4개의 서브바(15)를 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 서브바(15)의 개수는 필요에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 다만, 복수의 서브바(15)는 무게 분산을 위해 메인바(10)를 중심으로 대칭 또는 비대칭 이 되도록 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 서브바(15)가 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

제1 플레이트(31)는 메인바(10), 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 도 5를 참조하면, 제1 플레이트(31)는 중심부에 형성된 메인홀(MH)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 플레이트(31)는 메인홀(MH)에서 이격되어 형성된 제1 서브홀(SH1a) 및 제2 서브홀(SH1b)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 서브홀(SH1a) 및 제2 서브홀(SH1b)은 메인홀(MH)에 대하여 서로 마주보는 위치에 형성될 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 서브바(15)의 개수에 따라 서브홀 간의 위치관계는 달라질 수 있다.

다른 예로, 도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 서브바(15)는 제3 서브바를 더 포함하고, 제1 플레이트(31)는 엑스트라 서브홀을 더 포함할 수 있다. 이때, 제1 서브홀(SH1a), 제2 서브홀(SH1b) 및 엑스트라 서브홀은 메인홀(MH)을 중심으로 등간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 메인홀(MH)을 기준으로 제1 서브홀(SH1a) 및 제2 서브홀(SH1b)이 이루는 각도는 제1 각도(예를 들어, 120도)일 수 있다. 마찬가지로, 메인홀(MH)을 기준으로, 제2 서브홀(SH1b)과 엑스트라 서브홀이 이루는 각도와, 엑스트라 서브홀과 제1 서브홀(SH1a)이 이루는 각도도, 제1 각도일 수 있다.

또 다른 예로, 하중분산형 복합 마이크로파일이 경사면에 시공되거나 지면에 비스듬히 시공되는 경우, 제1 서브홀(SH1a) 및 제2 서브홀(SH1b)이 메인홀(MH)에 대해 이루는 각은 180도 이내가 될 수도 있다. 이를 통해, 하중분산형 복합 마이크로파일은 시공 환경에 따라 적절히 하중을 분산시킬 수 있다.

제1 플레이트(31)는 메인홀(MH)을 통해 메인바(10)와 결합될 수 있다. 또한, 제1 플레이트(31)는 제1 서브홀(SH1a)을 통해 제1 서브바(15a)와 결합될 수 있고, 제2 서브홀(SH1b)을 통해 제2 서브바(15b)와 결합될 수 있다.

메인홀(MH), 제1 서브홀(SH1a) 및 제2 서브홀(SH1b)은 내주면에 나사산이 형성될 수도 있다. 제1 플레이트(31)는 메인홀(MH)에 형성된 나사산과 메인바(10)의 표면에 형성된 나사산을 맞물리게 하여 메인바(10)에 결합될 수 있다. 제1 플레이트(31)는 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)에 대하여 동일한 방식으로 결합될 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

다른 예로, 제1 플레이트(31)의 내주면에는 마찰력이 강한 재료(예를 들어, 고무)가 추가적으로 배치될 수 있다. 이 경우, 마찰력이 강한 재료는 제1 플레이트(31)의 내주면과 메인바(10), 제1 서브바(15a) 또는 제2 서브바(15b)의 사이에 배치될 수 있다.

또한, 제1 플레이트(31)의 외주면은 케이싱(200)과 이격되어 제1 공간을 형성하는 제1 오목부를 포함할 수 있다. 제1 오목부는 케이싱(200) 내부로 인입되었을 때 그라우팅 파이프(300)가 통과되는 공간일 수 있다. 도면에는 제1 플레이트(31)에 4개의 오목부가 형성되는 것으로 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 플레이트(31)는 1개의 오목부만 포함하도록 형성될 수도 있다. 또한, 제1 플레이트(31)의 구체적인 형상은 서브바(15)의 개수 및 필요에 따라 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

제2 플레이트(33)는 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 도 6을 참조하면, 제2 플레이트(33)는 제1 서브홀(SH1a)과 오버랩되는 위치에 배치되는 제3 서브홀(SH2a)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 플레이트(33)는 제2 서브홀(SH1b)과 오버랩되는 위치에 배치되는 제4 서브홀(SH2b)을 포함할 수 있다.

제2 플레이트(33)는 제3 서브홀(SH2a)을 통해 제1 서브바(15a)와 결합될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(33)는 제4 서브홀(SH2b)을 통해 제2 서브바(15b)와 결합될 수 있다. 이를 통해, 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)는 나란히 배치될 수 있다.

또한, 제2 플레이트(33)의 외주면은 제1 오목부와 오버랩되는 위치에 배치되는 제2 오목부를 포함할 수 있다. 제2 오목부는 제1 오목부와 마찬가지로, 케이싱과 이격되어 제2 공간을 형성할 수 있다. 또한, 제2 오목부는 그라우팅 파이프(300)가 통과되는 공간일 수 있다. 도면에는 제2 플레이트(33)에 4개의 오목부가 형성되는 것으로 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제2 플레이트(33)의 구체적인 형상은 서브바(15)의 개수 및 필요에 따라 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

도면에는 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(33)를 하나씩 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 플레이트(31)는 복수 개 사용됨으로써 메인바(10), 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)가 어긋나지 않도록 더욱 견고하게 결합시킬 수 있다. 제2 플레이트(33) 또한 복수 개 사용됨으로써 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)가 휘는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 메인바(10), 제1 서브바(15a), 제2 서브바(15b), 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)의 결합으로 형성된 바 구조체(100)는 케이싱(200) 내부로 인입될 수 있다. 이때, 메인바(10)의 일부는 케이싱(200)의 일측으로 돌출될 수 있다. 또한, 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)의 일부는 케이싱(200)의 타측으로 돌출될 수 있다.

제1 플레이트(31)는 메인바(10), 제1 서브바(15a), 제2 서브바(15b) 및 케이싱(200)이 오버랩되는 제1 구간(S1)에 위치하도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(33)는 제1 서브바(15a), 제2 서브바(15b) 및 케이싱(200)이 오버랩되는 구간 중 제1 구간(S1)에 포함되지 않는 제2 구간(S2)에 위치하도록 배치될 수 있다.

제1 플레이트(31)는 메인바(10), 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)가 평행하게 위치하도록 결합됨과 동시에 케이싱(200)의 중심으로부터 이격되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 제2 플레이트(33)는 케이싱(200) 내부에서 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)가 휘거나, 케이싱(200)의 중심으로부터 이격되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)는 케이싱(200)의 내주면과 접할 수도 있으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법을 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 8은 도 7의 천공홀 형성 단계, 케이싱 인입 단계, 바 구조체 인입 단계를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 도 7의 그라우트재 주입 단계, 서브바 절곡 단계, 기초 생성 단계를 세부적으로 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 전술한 내용과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

도 7을 참조하면, 천공 장치를 이용하여 지반에 천공홀을 형성한다(S110).

도 8에는 하나의 천공홀만 도시하였으나(<C1>), 필요에 따라 복수 개의 천공홀을 형성할 수도 있다. 복수 개의 천공홀에 복수 개의 마이크로파일을 사용함으로써, 건축물의 하중을 더욱 효과적으로 분산시킬 수 있다.

이어서, 천공홀 내부로 케이싱(200)을 인입한다(S120).

도 8을 참조하면, 케이싱(200)은 천공홀 내부로 인입될 수 있다(<C2>). 이때, 케이싱(200)의 일단은 기초저면(O)에, 타단은 암반층(Q)에 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.

케이싱(200)의 외주는 천공홀의 내주보다 작을 수 있다. 또한, 케이싱(200)의 내주는 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)의 외접원의 지름보다 크거나 같을 수 있다.

이어서, 메인바(10), 서브바(15), 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)를 결합하여 바 구조체(100)를 형성한다(S130).

우선, 메인바(10)는 제1 플레이트(31)의 메인홀(MH)을 통해 제1 플레이트(31)와 결합될 수 있다. 이어서, 제1 서브바(15a)는 제1 플레이트(31)의 제1 서브홀(SH1a)을 통해 제1 플레이트(31)와 결합될 수 있다. 또한, 제2 서브바(15b)는 제2 서브홀(SH1b)을 통해 제1 플레이트(31)와 결합될 수 있다.

이어서, 제1 서브바(15a)는 제2 플레이트(33)의 제3 서브홀(SH2a)을 통해 제2 플레이트(33)와 결합될 수 있다. 또한, 제2 서브바(15b)는 제2 플레이트(33)의 제4 서브홀(SH2b)을 통해 제2 플레이트(33)와 결합될 수 있다. 이를 통해, 메인바(10), 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)는 나란하게 배치될 수 있다.

메인바(10), 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)가 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(33)와 결합되는 구체적인 순서는 필요에 따라 변형되어 실시될 수 있다.

이어서, 바 구조체(100)의 일측에 그라우팅 파이프(300)를 결합한다(S140).

이때, 그라우팅 파이프(300)의 일단은 메인바(10)의 일단에 결합될 수 있다. 또한, 제1 플레이트(31)의 외주면은 케이싱(200)과 이격되어 제1 공간을 형성하는 제1 오목부를 포함할 수 있다. 제2 플레이트(32)의 외주면은 제1 오목부와 오버랩되는 위치에 배치되는 제2 오목부를 포함할 수 있다. 그라우팅 파이프(300)는 제1 플레이트(31)에 형성된 제1 오목부와 제2 플레이트(33)에 형성된 제2 오목부에 수용될 수 있다.

이어서, 케이싱(200) 내부로 바 구조체(100)를 인입한다(S150).

도 8을 참조하면, 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)는 메인바(10)보다 천공홀의 바닥부로부터 멀리 위치하도록 배치될 수 있다(<C3>). 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)의 일단은 케이싱(200)으로부터 돌출될 수 있다. 또한, 메인바(10)는 메인바(10)의 일단이 천공홀의 바닥부에 위치하도록 배치될 수 있다.

이어서, 그라우팅 파이프(300)를 통해 천공홀 내부에 그라우트재를 주입한다(S160).

도 9를 참조하면, 그라우트재는 천공홀의 바닥부부터 기초저면(O)까지 주입될 수 있다(<D1>). 천공홀 내부에 그라우트재가 충분히 주입되었는지 확인하기 위해, 그라우트재는 기초저면(O) 이상으로 주입될 수도 있다. 다만, 건축물의 기초와 하중분산형 복합 마이크로파일의 결합을 위해, 그라우트재는 서브바(15)가 기초저면(O)으로부터 돌출된 높이보다 낮은 높이까지만 주입될 수 있다.

이어서, 그라우팅 파이프(300)를 천공홀로부터 인출한다(S170). 이때, 그라우팅 파이프(300)는 그라우트재를 주입하면서 천공홀로부터 인출될 수 있다.

이어서, 케이싱(200)으로부터 돌출된 서브바(15)의 일단을 절곡한다(S180).

도 9를 참조하면, 케이싱(200)으로부터 돌출된 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)의 일단은 절곡될 수 있다(<D2>). 이때, 도면에는 제1 서브바(15a)와 제2 서브바(15b)가 반대 방향으로 절곡되는 것으로 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)가 절곡되는 방향은 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 이를 통해, 기초(400)로부터 받는 하중을 여러 방향으로 효과적으로 분산시킬 수 있다.

도면에는 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)를 절곡하는 단계가 그라우트재 주입 단계 이후에 수행되는 것으로 도시하였으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)를 절곡하는 단계는 그라우트재의 주입 이전에 수행될 수도 있으며, 이는 시공 환경과 편의에 따라 달라질 수 있다.

이어서, 절곡된 서브바를 둘러싸도록 기초(400)를 생성한다(S190).

도 9를 참조하면, 기초(400)는 기초저면(O)의 상부에 생성될 수 있다(<D3>). 기초(400)는 건축물의 하중을 하중분산형 복합 마이크로파일에 전달할 수 있다. 기초(400)가 절곡된 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)를 둘러싸도록 생성됨으로써, 기초(400), 제1 서브바(15a) 및 제2 서브바(15b)는 더욱 견고하게 결합되어 건축물의 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있다.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 따르면, 본 발명의 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법은 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 이용하여 복수의 바를 일체화하여 바 구조체를 형성함으로써, 수직 또는 수평 하중에 대해 효과적으로 저항할 수 있다. 또한, 복수의 서브바, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 이용함으로써, 바 구조체의 휨성능이 향상되어 좌굴을 효과적으로 방지할 수 있다. 이를 통해, 구조물에 수평 및 수직 하중이 동시에 작용하는 경우에도 안정적으로 구조물을 지지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 건축물의 기초가 절곡된 서브바의 일부를 포함하도록 시공함으로써, 기초와 파일을 더욱 견고하게 결합시킬 수 있다. 이를 통해, 건축물의 하중이 파일로 효과적으로 분산될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

지반에 형성된 천공홀에 인입되는 하중분산형 복합 마이크로파일에 있어서,
중심부에 형성된 메인홀과, 상기 메인홀에서 이격되어 형성된 제1 서브홀 및 제2 서브홀을 포함하는 제1 플레이트;
상기 메인홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되는 메인바;
상기 메인바 및 상기 제1 플레이트와 이격되어 배치되며, 중심에서 이격되어 형성된 제3 서브홀 및 제4 서브홀을 포함하는 제2 플레이트;
상기 제1 서브홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되고, 상기 제3 서브홀을 통해 상기 제2 플레이트에 결합되는 제1 서브바; 및
상기 제2 서브홀을 통해 상기 제1 플레이트에 결합되고, 상기 제4 서브홀을 통해 상기 제2 플레이트에 결합되는 제2 서브바를 포함하고,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 서로 다른 형상으로 형성되되,
상기 메인바는,
상기 제1 플레이트의 일측 및 상기 제2 플레이트의 일측 사이에 위치하는 제1 구간의 일부에만 포함되고,
상기 제2 플레이트의 타측에 위치하고, 상기 제1 구간보다 상기 지반의 표면에 가까이 위치하는 제2 구간에는 미포함되는
하중분산형 복합 마이크로파일.
제1 항에 있어서,
상기 제1 서브홀 및 상기 제2 서브홀은 상기 메인홀에 대하여 서로 마주보는 위치에 형성되는
하중분산형 복합 마이크로파일.
제1 항에 있어서,
상기 제3 서브홀은, 상기 제1 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치되고,
상기 제4 서브홀은, 상기 제2 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치되는
하중분산형 복합 마이크로파일.
제1 항에 있어서,
상기 천공홀에 인입되는 케이싱을 더 포함하고,
상기 제1 플레이트의 외주면은, 상기 케이싱과 이격되어 제1 공간을 형성하는 제1 오목부를 포함하고,
상기 제2 플레이트의 외주면은, 상기 제1 오목부와 오버랩되는 위치에 배치되는 제2 오목부를 포함하는
하중분산형 복합 마이크로파일.
지반에 형성된 천공홀 내부로 케이싱을 인입하는 단계;
메인바, 제1 서브바, 제2 서브바, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 결합하여 바 구조체를 형성하는 단계;
상기 바 구조체의 일측에 그라우팅 파이프를 결합하는 단계;
상기 케이싱 내부로 상기 바 구조체를 인입하는 단계;
상기 그라우팅 파이프를 통해 상기 천공홀의 내부에 그라우트재를 주입하는 단계; 및
상기 그라우팅 파이프를 상기 천공홀로부터 인출하는 단계를 포함하되,
상기 바 구조체를 형성하는 단계에서,
상기 제1 플레이트는, 상기 메인바, 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바와 결합되고, 상기 메인바와 이격되어 배치되되,
상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트와 서로 다른 형상으로 형성되고,
상기 메인바는, 상기 제1 플레이트의 일측 및 상기 제2 플레이트의 일측 사이에 위치하는 제1 구간의 일부에만 포함되고, 상기 제2 플레이트의 타측에 위치하고, 상기 제1 구간보다 상기 지반의 표면에 가까이 위치하는 제2 구간에는 미포함되도록 결합되는
하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법.
제5 항에 있어서,
상기 케이싱으로부터 돌출된 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바의 일단을 절곡하는 단계; 및
절곡된 상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바를 둘러싸도록 기초를 생성하는 단계를 더 포함하는
하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법.
제5 항에 있어서,
상기 제1 서브바 및 상기 제2 서브바는, 상기 메인바보다 상기 천공홀의 바닥부로부터 멀리 위치하도록 배치되고,
상기 메인바는, 상기 메인바의 일단이 상기 천공홀의 바닥부에 위치하도록 배치되는
하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법.
제5 항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
중심부에 형성되어 상기 메인바와 결합되는 메인홀, 상기 제1 서브바와 결합되는 제1 서브홀 및 상기 제2 서브바와 결합되는 제2 서브홀을 포함하되,
상기 제1 서브홀 및 상기 제2 서브홀은, 상기 메인홀에 이격되어 형성되는
하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법.
제8 항에 있어서,
상기 제2 플레이트는,
상기 제1 서브바와 결합되는 제3 서브홀 및 상기 제2 서브바와 결합되는 제4 서브홀을 포함하되,
상기 제3 서브홀은, 상기 제1 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치되고,
상기 제4 서브홀은, 상기 제2 서브홀과 오버랩되는 위치에 배치되는
하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법.
제5 항에 있어서,
상기 제1 플레이트의 외주면은, 상기 케이싱과 이격되어 제1 공간을 형성하는 제1 오목부를 포함하고,
상기 제2 플레이트의 외주면은, 상기 제1 오목부와 오버랩되는 위치에 배치되는 제2 오목부를 포함하는
하중분산형 복합 마이크로파일 시공방법.