KR20010043016A

KR20010043016A - 탄성 물질을 포함하는 콘크리트 및 그러한 콘크리트로만들어진 파일

Info

Publication number: KR20010043016A
Application number: KR1020007011874A
Authority: KR
Inventors: 코그농장-마리에
Original assignee: 메나르드-솔트레이트먼트
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-05-25
Also published as: EP1077907A1; JP2002537216A; AU2805000A; WO2000050358A1

Abstract

본 발명은 1m³의 골재를 얻기 위한, 실질적으로 100-400kg의 시멘트 및/또는 석회, 실질적으로 10-50kg의 탄성 물질, 실질적으로 500-1,800kg의 플라잉 애쉬 및/또는 모래의 건조 물질을 포함하는 골재로 구성된 콘크리트에 관한 것이다.그러한 콘크리트로 만들어지는 파일(3)을 지면에 만들기 위해, 지면 주위의 드릴에 의해 밀어넣어지는 지면 물질을 밀면서, 드릴이 상기 파일의 모양에 상응하는 모양을 그곳에 파내기 위해 지면에서 회전하며 들어가고, 다음에 드릴을 지표면까지 꺼내기 위해 뽑아내고, 그리고 드릴을 뽑아냄에 의해 지면에 개방된 공간에 드릴을 통해 주입되는 상기 콘크리트를 제공한다.

Description

탄성 물질을 포함하는 콘크리트 및 그러한 콘크리트로 만들어진 파일{CONCRETE COMPRISING AN ELASTIC SUBSTANCE AND PILE MADE OF SUCH A CONCRETE}

만약 파일들이 기계적으로 약한 지면에 배치된다면, 건물에 의해 야기된 강도는 전형적으로 파일에 의해 지면의 단단한 부분에 필수적으로 전달된다. 따라서, 실질적으로 건물의 하중이 약한 지면에는 전달되지 않는다.

본 설명에서, 탄성율(E)이 약 80-90바 이하인 경우, 지면은 약하다고 간주됨에 주목해야한다.

일련의 소위 벨러스트 기둥은 약 0.5-1.20m의 직경을 가지는, 지면을 파낸 우물이다. 우물은 돌 또는 모래 및 전형적으로 10-60mm의 크기를 가지는 자갈의 혼합물로 채워진다.

너무 약한 지면(약 50바 이하의 탄성율을 가지는 지면)에서, 고층 빌딩이 그곳에 세워지는 경우, 그러한 기둥은 자주 부서진다.

지면 내에 단단한 함유물을 심는 것이 또 다른 해결수단이다.

그러한 단단한 함유물은 작은 직경을 가지는 파일이다. 두 파일 사이의 거리는 전형적으로 1.50-2.50m이다.

또한, 전형적으로 경도가 아주 높다.

그러한 단단한 함유물을 포함하는 네트워크의 상응하는 경도는 매우 높다. 따라서, 하중의 95% 이상이 파일에 전달되며, 단지 1%만이 약한 지면에 전달된다.

따라서, 본 발명은 실질적으로 소위 벨러스트 기둥의 탄성율과 동일한 탄성율(E)을 가지는 함유물을 지면에 배치하는 것을 목적으로 하며, 이것은 그다지 자주 부서지지 않는다.

본 발명은 종래의 콘크리트의 탄성율 보다 적은 탄성율(E)을 가지는 개선된 콘크리트 물질을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 하며, 따라서 그러한 개선된 콘크리트로 만들어진 구조물은 지면에 모든 강도가 전체적으로 집중되지 않는다.

본 발명에 따라서, 전술한 이점은 1m³의 골재를 획득하기 위한 건조 중량으로

- 실질적으로 100-400kg 시멘트 및/또는 석회

- 실질적으로 10-50kg 탄성 물질

- 실질적으로 500-1,800kg 플라잉 애쉬 및/모래

를 포함하는 골재로 구성된 개선된 콘크리트를 통하여 달성된다.

그러한 건조 가루로서, 실질적으로 20-120바의 압력에 대하여, 약 500-2,000바의 장기 탄성율(E)을 가지는 콘크리트를 획득하는 것이 가능하다.

종래로부터, 콘크리트의 탄성율(E) 및 강도 σ_j는 다음과 같이 정의된다:

E = 7000√σ_j(σ_j는 콘크리트가 만들어진 후 j일의 강도이다).

바람직하게는, 상기 언급된 탄성 물질은 고무로부터 획득되며, 상기 물질의 입도(granulometry)는 바람직하게 약 0.08-2.5mm이고, 바람직하게는 0.5-1.8mm의 과립을 약 30-70%, 그리고 0.15-0.5mm의 과립을 약 70-30% 포함한다.

물론, 결합재(전형적으로 물)가 혼합물을 결합하고 바로 사용되는 콘크리트를 획득하기 위해 사용될것이다.

본 발명은 낮은 탄성율을 가지는 상기 언급된 콘크리트를 조합하고 특히 약한 지면에 배치되도록 적합하게 만든 개선된 파일을 또 다른 목적으로 한다.

유리하게, 파일은 낮은 탄성율을 가지는 상기 콘크리트를 조합한 중공 튜브일것이다.

본 발명은 그러한 약한 지면에 세워지는 구조물 또는 건조물을 지지하기 위한 어셈블리를 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따라서, 어셈블리는:

- 상기 언급된 바와 같은, 일련의 개선된 파일을 구조물의 아래에 포함하고,

- 적어도 지면의 일부에 배치되며,

따라서 두개의 인접한 파일은 그것들의 외부 직경의 약 2-10 배(바람직하게는 3-5 배)의 거리로 떨어져 있다.

본 발명의 방법은 다음과 같은, 지면에 상기 일련의 각 파일을 배치하기 위한 설명에 관한 것이다.

- 중공 드릴이 지면에 드릴을 밀어넣어 그 지면에서 드릴을 내리고 드릴에 의해 밀리는 지면 물질을 주위 지면에 밀어넣으면서, 각 파일의 모양에 상응하는 모양으로 지면을 파기 위해 지면에 밀어넣어진다(전형적으로 회전하며 들어간다).

- 다음에, 드릴은 지표면까지 다시 꺼내지고(전형적으로 그것을 뽑아냄에 의해), (뽑혀진) 드릴 및 밀어넣어진 지면 물질에 의해 개방된 지면의 공간에 드릴을 통하여 본 발명의 콘크리트가 제공된다.

본 발명의 더 이상의 특징에 따라서, 드릴은 바람직하게는 콘크리트 환상 파일을 획득하기 위한 환상이다.

첨부된 도면과 관련된 상세한 설명이 이어진다.

본 발명은 지면의, 특별하게는 진흙과 같은 약한 지면의 가능한 전체적인 개선에 관한 것이다.

예를 들어 시설물, 건물, 수퍼마켓을 세우기 위한, 또는 고속도로용 제방을 획득하기 위한 여러가지 종류의 토대들이 이미 알려져 있다.

그것은 특히 건물, 또는 길이 세워지는 상기 지면에 파일(pile)들을 배치하기 위해 알려진다.

또한, 그것은 종래로부터 건물, 또는 길의 노면부를 지지하기 위한 종래의 강화된 콘크리트로 만들어진 보(beam)의 네트워크를 배치하기 위해 필요된다.

도 1은 지면에 구조물을 세우기 위한 파일을 포함하는 지면의 단면을 도식적으로 나타낸다.

도 2는 도 1에 나타낸 상기 지면의 위로부터의 도이다.

도 3은 본 발명에 따라 사용되도록 적합하게 만든 드릴의 제 1 구체예의 도식도이다.

도 4는 드릴의 제 2구체예의 외형도이다.

도 5는 도 4에 나타낸 드릴의 종축 단면도이다.

상기 언급된 바에 따라, 본 발명은 낮은 탄성율(E)을 가지는 개선된 콘크리트에 관한 것이다.

종래의 콘크리트에 조합되는 탄성, 또는 고무 물질을 사용하는 것은 결과의 콘크리트 강도의 현저한 감소없이, 그러한 종래의 콘크리트의 탄성율을 감소시킨다.

따라서, 종래의 콘크리트에 그러한 고무 물질을 조합하는 것은 40-80바의 기계 강도에 대하여 800-1,500바의 장기 탄성율(E)을 가져올 것이다.

상기 개시된 콘크리트는 그러한 결과를 획득하기 위해 적합하게 만들어진다.

특정한 구체예에 따라서, 상기 특정한 콘크리트는 다음과 같이 구성될 수 있다(다음의 조성물이 물을 포함하는, 1m³의 가루로된 콘크리트를 획득하기 위한 것임에 주목해야 한다). 따라서, 조성물의 건조 중량은 다음과 같다.

1) 조합된 플라잉 애쉬를 포함하는 것:

- 플라잉 애쉬: 600-1,200kg

- 시멘트(및/또는 석회): 150-280kg

- 고무 가루: 10-50kg

2) 모래 가루가 조합된 것:

- 모래(약 0.8-4mm의 과립을 가지는): 800-1,600kg

- 시멘트(및/또는 석회): 150-300kg

- 합성 고무 가루: 10-50kg

상기 언급된 결과를 획득하기 위해서, 고무 과립은 0.5-1.8mm의 과립을 40-60%, 그리고 0.15-0.5mm 과립을 60-40% 포함하는, 0.15-1.8mm일것이다.

고무의 탄성과 비슷한 탄성을 가지는 어떤 다른 물질이 사용될수 있다.

무엇이든지, 그러한 탄성 콘크리트는 지면, 특히 약한 진흙과 같은 약한 기계 강도를 가지는 지면 위에 건설되는 구조물을 지지하기 위해 적합하게 만든 파일을 세우기 위해 특히 사용될 수 있다.

본 발명에 따라서, 지면은 탄성율이 80-90바(및 전형적으로 5-80바 사이) 이하인 경우, 약하다고 간주된다.

도 1에서 (1)과 관련된 그러한 약한 지면에서, 소위 저율 콘크리트로 만들어진 지지 파일(3)들은 수직으로 배치된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 파일(3)은 지면(1)에 규칙적으로 분포되며, 두 파일 사이의 거리 e는 약 1.5-2.5m이다.

파일(3)들은 바람직하게는 원통형이며, 원형 단면을 가진다.

파일의 외부 직경 d₁은 바람직하게는 20-60cm이며, 파일들은 지면에 분포되고, 따라서 그것들 사이의 거리 e는 실질적으로 외부 직경 d₁보다 3-5 배 더 크다.

파일(3)의 매쉬 위에, 구조물(4)이 세워진다.

본 발명의 또 다른 특징은 지면에 파일을 배치하기 위해 사용된 드릴에 관한것으로서, 그러한 드릴은 강화되는 상기 지면에 밀어넣어지도록 적합하게 만들어진다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 풀 드릴(5)이 사용될수 있다(즉, 환상이 아닌).

드릴(5)은 그것의 외부 표면(5a)을 둘러싸는 축상 나선형 립(7)을 가지는 원통형 튜브이다.

드릴의 하단부(5b)는 움직일수있는 트랩(9)과 함께 제공된다. 드릴의 최상단부(5c)는 그것의 종축(13)과 나란한 드릴의 회전을 제어하기 위해 끝과 끝이 연결된 일련의 튜브(11)에 열결된다. 작동 기관(나타내지 않은)이 튜브 및 축(13) 둘레의 드릴을 움직이기 위해 일련의 튜브(11)에 연결된다.

전형적으로, 드릴의 직경 d₂는 튜브(11)의 직경 d₃보다 크다.

드릴의 작동은 바람직하게는 다음과 같다:

드릴은 강화되는 약한 지면대 바로 위에 수직으로 배치된다.

드릴은 지면에서 회전하며 들어가고 튜브(11)는 끝과 끝이 연속하여 연결되며, 드릴(5)이 지면을 파고 들어간다.

드릴(5)이 나선형 립(7)에 의해 움직여진 지면 물질의 추출을 유발하지 않는다(즉, 지면으로부터 배출되지 않는다)는 것에 주목해야 한다. 반면, 상기 뒤로 내뿜어진 지면 물질은 주위 지면으로 밀어넣어지고, 따라서 압착된다.

지표면 아래의, 지면(1)에 미리결정된 깊이에서, 드릴(5)은 멈춰진다.

다음에, 드릴은 지면으로부터 뽑아지며, 일련의 중공 튜브(11)를 통하여 상기 언급된 저율 콘크리트가 드릴에 주입된다. 드릴의 내부 축상 덕트(5b)를 순환하는 상기 콘크리트의 압력은, 트랩을 밀고(또는 열고), 뽑혀진 드릴에 의해 개방된 중공 공간을 점진적으로 채운다.

그렇게 얻어진 채워진 파일(3)의 직경은 d₁≒d₂이다.

그러나, 많은 경우에 있어서, 지면에 중공 파일을 얻는 것이 바람직하다.

다음에, 도 4 및 5(큰규모)에 나타낸 바와 같은 "환상" 드릴이 추천된다.

도 4 및 5에 나타낸 드릴(15)은 중공, 환상 드릴이다.

그러한 드릴은 종축(19)을 가지는 중심 중공 튜브(17)를 포함한다(일반적으로 수직으로 배치된).

중심 튜브(17)는 나선형 립(또는 블레이드)(23)이 배치된 외부 표면을 둘러싸는 하단부(170)를 포함한다.

하단에서, 튜브(17)의 자유로운 말단은 지면을 파내기 위한 날카롭고 단단한 이(26)와 함께 제공되는 플러그(25)에 의해 닫혀진다.

나선형 립(23) 위의, 그것의 둘레에, 튜브(17)의 최상단부까지 축상으로 연장된 더큰 나선형 립(27)이 배치된다.

나선형 스크루(27)의 피치 P1은 하단 나선(23)의 동축상 피치 P2 보다 실질적으로 두 배 더 크고, 스크루(27)의 외부 직경 D1은 나선(13)의 외부 직경 D2 보다 실질적으로 세 배 더 크다. 중심 중공 튜브(17)는 실질적으로 직경 D2의 반인 직경 D3을 가진다.

튜브(17)의 최상단부(270) 다음의 한 피치에서, 나선(27)은 나선형 립(27)의 주변에 종축으로(축(19)과 평행으로) 연장된 주변 라이닝(lining) 요소(31)와 함께 장치된다.

그러한 라이닝은 나선(27)의 외부 표면(27a)를 막는다. 따라서 그것은 나선형 모양을 가진다.

드릴을 회전하며 밀어넣고 뽑아내기 위해서, 라이닝의 외부 표면(31a)은 나선형 연장부(35)와 함께 제공된다. 연장부(35)는 나선(27)의 횡단벽을 방사상으로 연장하고(밖을 향하여), 두개의 나선(27, 35)은 결론적으로 일치하는 동일한 피치 P1을 가진다. 가장 외부의 나선형 블레이드(35)의 직경 D4는 D2의 약 세배이다.

주변 나선형 라이닝(31)은 나선(27) 보다 나선(23)에 더 가깝게 종축으로 연장된다: 나선(27)은 나선(23) 위의 한 피치에서 멈추고, 주변 라이닝(31)은 나선(23)의 최상부 피치를 둘러싸며 멈춘다.

전형적으로, 나선(27)은 이회의 회전을 가지고, 나선형 라이닝(31) 및 그것의 외부 나선형 연장부(35)는 이회 반의 회전을 가진다.

위쪽의, 라이닝(31) 및 그것의 나선형 연장부(35)는 나선(27)의 첫번째 회전 말단에서 시작한다.

나선(27)의 하단부는 밖을 향하는 외부 나선(35)의 중앙에 종축으로 배치된다.

상기 밖을 향하는 나선(35)의 하단부는 실질적으로 아래 중심 나선(23)의 최상부 피치의 말단에 배치된다.

더 이상으로, 나선(27)의 일회 반 회전 수평면과 그것의 하단부(나선(35)의 말단) 사이에서, 라이닝(31)은 사이에 내부 챔버(37)가 있는 환상으로 규정된 외부벽(330)과 내부벽(340)을 포함하는 이중-벽으로된 라이닝이다.

그것의 자유로운 하단부(310)에서, 나선형 라이닝(31)은 환상 챔버(37)와 유체 연통되는 개구(39)를 가진다.

작동에 있어서, 개구(39)는 트랩(41)에 의해 닫혀진다(도 5).

위쪽의(그것의 최상단부에서) 챔버(37)는 챔버(37)와 중심 튜브(17)의 내부 공간(370)을 연결하기 위해 나선(27)의 국소 부분을 횡단하여 연장된 방사성 덕트(43)와 유체 연통된다.

따라서, 챔버(37)는 방사성 도관(43)을 통하여, 중심 구멍(370)과 유체 연통된다.

도관(43)의 수평면에서, 축상 내부 공간(370)의 하단부는 구부러진 모양을 가지는 횡단판(45)에 의해 닫혀진다.

그러한 배열을 가지는, 드릴(15)은 내부 튜브(17)와 외부 라이닝(31) 사이에 삽입된 환상 공동(47)을 가진다.

상기 환상 공간(47)(나선 모양의)의 직경은 D1-D3이다(나선(23)의 수평면을 제외하고). 환상 공간(47)의 길이는 현재 2.5×P1이다. 도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 환상 공간(47)의 최상단은 나선(27)의 일부에 의해 수직으로 닫혀지고, 그것의 하단은 완전하게 열려진다.

그것의 최상단부(270)에서, 튜브(17)는 상기 언급된 튜브들(11) 중 한 튜브에 동축상으로 연결되도록 적합하게 만들어진다.

드릴(15)로 지면(1)에 우물을 파내기 위한 작동은 바람직하게는 다음과 같다.

드릴(15)이 지면(1)에 수직으로 회전하며 들어간다.

드릴의 더큰 직경(D4)(나선(35)의 외부 직경)은 예를 들어 약 70-150cm가 될수 있고, 드릴의 작동하는 내부 직경(D1)은 전형적으로 55-140cm일 것이다.

나선형 블레이드(35)의 방사상 길이 E1은 전형적으로 6-10cm이고, 챔버(37)의 방사상 두께 E2(벽(330, 340)의 두께를 포함하는)는 전형적으로 5-15cm이다. 따라서, 드릴(15)을 회전하며 밀어넣음에 의해 지면(1)에 만들어지는 환상 공간의 두께는 약 5-15cm가 될 것이다.

지면에 미리결정된 깊이에서, 드릴(15)은 멈춰진다. 드릴의 제거는 그것을 뽑아냄에 의해 작동된다. 드릴을 뽑아내는 동안, 적합한 콘크리트, 특히 상기 언급된 본 발명의 저율 콘크리트가 일련의 중공 튜브(11) 및 튜브(17)의 내부 공간(370)을 통하여 주입된다. 도 5의 화살표에 의해 나타낸 바와 같이, 주입 압력은 덕트(43)를 통하여 챔버(37)로 콘크리트를 보낸다. 챔버의 말단(310)에서, 콘크리트는 플러그(41)를 밀어내고, 지면의 드릴에 의해 만들어진 환상 공간으로 분출된다.

따라서, 상기 환상 공간은 우물 바닥에서 지면 수평면까지 콘크리트에 의해 점진적으로 채워진다.

드릴(15)이 지면 물질을 지면에 밀어넣으며, 그것을 지면 수평면 위의 외부로 밀어내지 않는다는 것에 주목해야 한다.

따라서, 드릴을 회전하며 밀어넣고 뽑아내는 것은 파내진 우물 주위의 지면에 압착 효과를 가져온다.

물론, 상기 설명된 구체예 중 어느 하나를 따라서 지면에 뚫어진 구멍에 주입된 콘크리트는 상기 지면을 경화하고, 따라서 상응하는 파일은 그곳에 건설되는 어떤 구조물을 지지하기 위해 지면에 유지된다.

Claims

1m³의 골재를 획득하기 위해, 건조 중량으로

- 실질적으로 100-400kg 시멘트 및/또는 석회,

- 실질적으로 10-50kg 탄성 물질,

- 실질적으로 500-1,800kg 플라잉 애쉬 및/또는 모래

를 포함하는 골재로 구성된 콘크리트.

제 1 항에 있어서, 탄성 물질이 고무인 것을 특징으로 하는 콘크리트.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 탄성 물질이 입도가 약 0.08-2.5mm인 과립인 것을 특징으로 하는 콘크리트.

제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 탄성 물질이 0.5-1.8mm의 과립을 약 30-70%, 그리고 0.15-0.5mm의 과립을 약 70-30% 포함하는 과립인 것을 특징으로 하는 콘크리트.

1m³의 골재를 획득하기 위해, 건조 중량으로

- 실질적으로 100-400kg 시멘트 및/또는 석회,

- 실질적으로 10-50kg 탄성 물질,

- 실질적으로 500-1,800kg 플라잉 애쉬 및/또는 모래

를 포함하는 골재로 구성된 콘크리트를 조합한, 지면에 배치되도록 적합하게 만든 파일(3).

제 5 항에 있어서, 상기 파일이 상기 콘크리트를 조합한 중공 튜브인 것을 특징으로 하는 파일.

- 1m³의 골재를 획득하기 위해, 건조 중량으로

* 실질적으로 100-400kg 시멘트 및/또는 석회,

* 실질적으로 10-50kg 탄성 물질,

* 실질적으로 500-1,800kg 플라잉 애쉬 및/또는 모래

를 포함하는 골재로 구성된 콘크리트를 조합한, 지면(1)에 배치되도록 적합하게 만든 외부 직경(d1)을 갖는 일련의 파일(3)을 포함하고,

- 파일은 구조물(14) 아래에 지면의 적어도 일부에 배치되어, 두개의 인접한 일련의 파일이 그것의 외부 직경의 약 2-10 배의 거리(e)로 떨어져있도록 한,

지면에 세워지는 구조물을 지지하기 위한 어셈블리.

- 지면에 드릴(5, 15)을 밀어넣어 그 지면에서 드릴을 내리고 드릴에 의해 밀리는 지면 물질을 주위 지면에 밀어넣으면서, 파일의 모양에 상응하는 모양을 지면에 파는 단계,

- 지표면까지 드릴을 꺼내고, 드릴을 뽑아냄에 의해 개방된 공간에, 드릴을 통하여 주입되는

1m³의 골재를 획득하기 위해, 건조 중량으로

* 실질적으로 100-400kg 시멘트 및/또는 석회,

* 실질적으로 10-50kg 탄성 물질,

* 실질적으로 500-1,800kg 플라잉 애쉬 및/또는 모래

를 포함하는 골재로 구성된 콘크리트를 제공하는 단계,

- 콘크리트를 지면에서 경화되도록 하는 단계,

를 포함하는, 지면(1)에 파일(3)을 제조하는 방법.

- 축(19), 최상단 부분 및 하단 부분을 가지는 중심 튜브(17),

- 중심 튜브의 최상단 부분의 둘레에 축상으로 배열된 제 1 나선형 블레이드(27),

- 중심 튜브의 하단 부분의 둘레에 축상으로 배열된 제 2 나선형 블레이드(23),

- 제 2 나선형 블레이드의 직경(D2) 보다 더큰 직경(D1)을 가지는 제 1 블레이드,

- 콘크리트를 주입하기 위해 중심 튜브(17)와 유체 연통된, 제 1 나선형 블레이드를 횡단하는 덕트(43)와 유체 연통된 환상 챔버(37)를 구획하는 이중-벽으로된 부분(330, 340)을 포함하며, 제 1 나선형 블레이드를 둘레에 부분적으로 배열되고, 상기 제 1 나선형 블레이드를 넘어서 축상으로 연장된 라이닝(31),

- 라이닝의 둘레에 배열된 제 3 나선형 블레이드(35),

를 포함하는, 지면에 환상 구멍을 파내고, 상기 구멍에 콘크리트를 제공하기 에 적합하게 만든 드릴(15).