KR200304754Y1 - steel pipe casing for concrete piles driven in field using a piling vibrator - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/72—Pile shoes
Abstract
본 고안은 토목공사등에서 지반의 지지력 강화를 위하여 현장에서 시공되는 현장 타설 콘크리트 말뚝의 시공을 위하여 지중에 굴착공을 형성할 때 바이브로 햄머를 이용하여 지중에 관입시 사용하는 강관 케이싱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강관의 관입시 가해지는 외력과 지중의 장애물에 의한 선단부의 변형 및 파손을 줄이고 반복 사용할 목적으로 강관 케이싱의 선단부에 선단장치와 이를 바이브로 햄머를 이용하여 지중에 관입할 때 바이브로 햄머의 파일 클램프가 강관 케이싱의 두부를 밀착 고정한 후에 진동기를 이용하여 강관 케이싱을 지중에 관입하거나 인발하게 되는데 이때 강관 케이싱 두부에 고정된 파일 클램프와 강관 케이싱 사이에 진동에 의한 마찰열이 발생되어 강관 케이싱의 두부가 열에 의해 연한 상태가 되어 강관 케이싱이 지중에 관입 또는 인발할 때 바이브로 햄머와 견고히 고정이 않되므로 강관 케이싱의 두부에 두부 보강재를 설치하며 또한 강관 케이싱의 길이를 연장할 때 연결부를 형성하게 되는데 이때에도 별도의 연결구를 설치하여 연결하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe casing that is used when intruding into the ground using a vibro hammer when forming an excavation hole in the ground for the construction of a site-cast concrete pile that is constructed in the field to strengthen the bearing capacity of the ground in civil engineering. More specifically, to reduce the deformation and breakage of the tip due to external forces and ground obstacles when the steel pipe is inserted, and to repeatedly use it, the tip device and the vibrating hammer are used to penetrate the ground using the vibrating hammer. The hammer pile clamp tightly fixes the head of the steel pipe casing and then inserts or draws the steel pipe casing into the ground using a vibrator. Head is softened by heat When it is inserted or drawn into the ground, it is not firmly fixed with the vibro hammer. Therefore, the head reinforcement is installed on the head of the steel pipe casing, and the connection part is formed when the length of the steel pipe casing is extended. It's about things.
Description
본 고안은 토목공사등에서 토목 구조물이 설치되는 지반의 지지력을 강화하기 위하여 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공을 위하여 사용되는 강관 케이싱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강관이 지중에 관입시 가해지는 외력과 지중의 토사나 장애물의 저항에 기인하는 강관 케이싱의 선단부의 변형 및 파손을 줄이고 반복사용 할 목적으로 강관 케이싱의 선단부에 장착되는 선단장치와 바이브로 햄머를 이용하여 지중에 관입할 때 바이브로 햄머의 파일 클램프가 강관 케이싱의 두부를 밀착고정한 후에 진동기를 이용하여 강관 케이싱을 지중에 관입하거나 인발하게 되는데 이때 강관 케이싱 두부에 고정된 파일 클램프와 강관 케이싱 사이에 진동에 의한 마찰열이 발생되어 강관 케이싱의 두부가 열에 의해 연한 상태가 되어 강관 케이싱이 지중에 관입 또는 인발할 때 바이브로 햄머와 견고히 고정이 않되므로 강관 케이싱의 두부에 두부 보강재를 설치하며 또한 강관 케이싱의 길이를 연장할 때 연결부를 형성하게 되는데 이때에도 별도의 연결구를 설치하여 연결하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe casing that is used for the construction of site-cast concrete piles to reinforce the bearing capacity of the ground where civil structures are installed in civil engineering, and more specifically, the external force and soil soil applied when steel pipes are inserted into the ground. Vibro hammer's pile clamps are inserted into the ground using a vibrating hammer and a tip device mounted on the distal end of the steel pipe casing for the purpose of reducing the deformation and damage of the tip of the steel pipe casing due to the resistance of people and obstacles. After fixing the head of the steel pipe casing tightly, the steel pipe casing is inserted into the ground or drawn out using a vibrator. At this time, friction heat is generated between the pile clamp fixed to the steel pipe casing head and the steel pipe casing, and the head of the steel pipe casing is heated by heat. It is soft and a steel pipe casing penetrates into the ground Since it is not firmly fixed to the vibrating hammer when drawing, the head reinforcement is installed on the head of the steel pipe casing, and when the length of the steel pipe casing is extended, it is related to the installation by connecting a separate connector. .
일반적으로 교량(橋梁)의 교각(橋脚) 또는 교대(橋臺)등과 같은 토목 구조물의 시공시 그 구조물이 지반으로부터 충분한 지지력을 얻을 수 있도록 지중(地中)에 각종 말뚝을 관입시켜 지반의 지지력을 증대시킨다.In general, when constructing civil structures such as bridge bridges or bridges, bridges are built into the ground so that the structure can obtain sufficient support from the ground. Increase
그 중 강관 케이싱은 강판(鋼板)으로 제작된 원통 모양의 말뚝으로서, 구조물의 기초말뚝용이나 항만 시설에서 잔교식 또는 돌핀식 구조에 많이 사용된다. 이러한 강관 케이싱을 사용함에 있어서 시공성을 고려하여 선단장치부를 개방하거나 지질 조건등을 고려하여 이를 폐쇄할 수 있으며, 특수한 토질에서는 특수 선단장치로 보강하여 사용하기도 한다.Among them, the steel pipe casing is a cylindrical pile made of steel plate, and is widely used for foundation piling of a structure or a pier or dolphin structure in a port facility. In using such steel pipe casing, the tip device part may be opened in consideration of constructability, or closed in consideration of geological conditions, and may be reinforced with a special tip device in special soil.
기초말뚝으로서 사용되는 강관 케이싱에 있어서 선단장치는 강관의 지중에 관입시 강관에 가해지는 외력과 지중의 토사나 자갈, 괴석 등과 같은 장애물의 저항에 기인하는 강관 선단부의 변형이나 파손을 줄이고 말뚝의 관입속도를 높여주는 역할을 한다.In the steel pipe casing used as the foundation pile, the tip device reduces the deformation and breakage of the steel pipe tip due to the external force applied to the steel pipe and the resistance of obstacles such as earth and sand, gravel, and stone in the ground of the steel pipe, and the penetration of the pile It plays a role in speeding up.
특히, 바이브로 햄머공법에서는 진동에 의해 강관 케이싱을 지중에 관입 또는 인발하는 과정에서 강관 케이싱의 두부에 물려 있는 파일 클램프와 계속되는 마찰에 의한 마찰열이 발생되어 파일 클램프에 물려 있는 강관 케이싱의 두부가 물러지면서 변형을하여 고정이 느슨해지게 되어 효과적인 관입 또는 인발 작업에 지장을 많이 주게 된다. 이러한 것을 해결하기 위하여 강관 케이싱의 두부에 두부 보강재를 용접하여 두부의 두께를 보강하도록 하며 또한, 강관 케이싱의 관입깊이에 따라 강관 케이싱을 연장할 때 연결부에 적용하는 연결구를 적용하여 연결하는 것이다.Particularly, in the Vibro Hammer method, the pile clamp bite on the head of the steel pipe casing and frictional heat due to continuous friction are generated during the penetration or extraction of the steel pipe casing into the ground due to vibration, and the head of the steel pipe casing stuck to the pile clamp is removed. As it is deformed and loosened, the fixing becomes loose, which interferes with effective penetration or drawing. In order to solve this problem, the head reinforcing material is welded to the head of the steel pipe casing to reinforce the thickness of the head, and the connection is applied by applying a connector applied to the connection part when extending the steel pipe casing according to the penetration depth of the steel pipe casing.
도 11을 참조하면, 종래의 슈의 한 형태로 띠 형상의 슈가 강관말뚝의 선단부에 장착되어 사용되어 왔다.Referring to FIG. 11, a strip-shaped shoe is attached to the tip of a steel pipe pile in one form of a conventional shoe.
상기 종래의 슈(42)는 강관말뚝과 동일 또는 유사한 재질을 가지고 상기 강관말뚝의 두께보다 더 두꺼운 강철띠로 만들어진 고리의 형상으로 이루어지며, 이러한 슈(42)는 상기 강관말뚝(40)의 선단부에 용접으로 접합하여 장착되었다.The conventional shoe 42 has the same or similar material as that of the steel pipe pile and is formed in the shape of a ring made of a steel strip thicker than the thickness of the steel pipe pile, and the shoe 42 has a tip portion of the steel pipe pile 40. Mounted by welding.
그러나, 단순한 강철띠의 형상의 슈(42)를 강관말뚝(40)의 선단부에 덧대어 부착함에 따라 강철띠 두께만큼 강관말뚝(40)의 반지름이 켜져 결과적으로 관입되는 총 단면적이 증가하고, 또한 이러한 단면들이 각각 동일 평면상에 위치하므로 슈와 강관 선단부의 단면 상의 모든 점들이 동시에 관입되는 결과를 낳는다. 따라서, 관입되는 말뚝과 토사 사이의 저항력이 증가하는 문제점이 있다.However, by attaching a simple steel strip-shaped shoe 42 to the distal end of the steel pipe pile 40, the radius of the steel pipe pile 40 is turned on by the thickness of the steel strip, and as a result, the total cross-sectional area of the steel pipe pile 40 is increased. Since these cross sections are each located on the same plane, all the points on the cross section of the shoe and the steel pipe tip are inserted at the same time. Therefore, there is a problem in that the resistance between the pile pile and the soil is increased.
또한, 강철띠의 면적만큼 슈 부분의 연면적이 증가하므로, 강관말뚝 외주면과 토사 사이의 마찰력도 증가하게 되어 결과적으로 관입효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the surface area of the shoe portion is increased by the area of the steel strip, the friction force between the outer peripheral surface of the steel pipe pile and the soil is also increased, resulting in a decrease in penetration efficiency.
본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 강관 케이싱의 선단부에 장착되어 상기 강관 케이싱의 지중(地中) 관입시 선단부의 변형 또는 파손을 방지하면서 이 선단부가 순차적으로 관입됨으로써 관입효율이 향상되고 말뚝 시공기간을 단축시킬 수 있는 강관 케이싱 선단장치와 진동에 의한 마찰열의 방지를 위하여 강관 케이싱 두부에 두부 보강재를 덧붙이며 강관 케이싱의 길이를 연장할 때 강관 케이싱의 두께가 얇아 이를 보강하는 연결부를 제공하고자 하는 것이다.The present invention was devised to solve the problems as described above, and its purpose is to be mounted on the tip of the steel pipe casing to prevent the deformation or breakage of the tip during penetration of the steel pipe casing. Steel pipe casing tip device to improve penetration efficiency and shorten the pile construction period by inserting, and to add head reinforcement to the head of steel pipe casing to prevent frictional heat caused by vibration. It is to provide a connection to reinforce this.
본 고안의 다른 목적은 강관 케이싱의 선단부가 순차적으로 관입되면서 관입 과정 중 지중의 장애물을 절단하면서 관입할 수 있으며 격한 마찰환경에서도 반복 사용이 가능한 강관 케이싱 선단장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a steel pipe casing front end device that can be infiltrated while cutting the obstacles in the ground during the penetration process, while the front end of the steel pipe casing intrudes sequentially.
본 고안의 또 다른 목적은 상기한 바와 같은 반복사용이 가능한 선단장치를 장착한 강관 케이싱을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a steel pipe casing equipped with a tip device that can be repeatedly used as described above.
도 1은 본 고안의 삽날 형상 선단장치가 장착된 강관 케이싱을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a steel pipe casing is equipped with a blade-shaped tip device of the present invention.
도 2는 본 고안의 삽날 형상 선단장치의 일부를 도시한 부분 상세도.Figure 2 is a partial detailed view showing a part of the blade-shaped tip device of the present invention.
도 3은 본 고안의 다른 삽날 형상 선단장치의 돌출부 및 오목부의 윤곽을 설명하기 위한 도면.Figure 3 is a view for explaining the contour of the protrusions and recesses of the blade-shaped tip device of the present invention.
도 4는 본 고안의 삽날 형상 선단장치의 오목부에 자갈 등의 장애물이 부딪혔을 때의 모습을 도시한 개략도.Figure 4 is a schematic view showing a state when an obstacle such as gravel hit the concave portion of the blade-shaped tip device of the present invention.
도 5는 본 고안의 강관 케이싱에 설치된 선단장치, 두부 보강재 및 연결부를 보여 주는 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing the tip device, the head reinforcement and the connection portion installed in the steel pipe casing of the present invention.
도 6은 도 5의 두부 보강재를 상세히 보여주는 상세 단면도.6 is a detailed cross-sectional view showing the head reinforcement of Figure 5 in detail.
도 7은 도 5의 연결부를 상세히 보여주는 상세 단면도.7 is a detailed cross-sectional view showing in detail the connection of FIG.
도 8은 도 5의 또다른 연결부를 상세히 보여주는 단면도.8 is a cross-sectional view showing in detail another connection of FIG.
도 9는 바이브로 햄머를 사용하여 강관 케이싱을 지중에 관입시공하는 도면.9 is a view of the pipe penetration into the ground using a vibro hammer.
도 10은 종래의 슈가 자갈등의 장애물에 부딪혔을 때의 모습을 도시한 개략도.10 is a schematic view showing a state when a conventional sugar hit an obstacle such as gravel.
도 11은 종래의 슈가 장착된 강관말뚝을 도시한 사시도.11 is a perspective view showing a steel pipe pile equipped with a conventional shoe.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
10 : 강관 케이싱 12 : 선단장치 12a : 돌출부10: steel pipe casing 12: tip device 12a: protrusion
12b : 골 14 : 용접부분 15 : 바이브로 햄머12b: goal 14: weld 15: vibro hammer
17 : 파일 클램프 18 : 진동기 19 : 지반17: file clamp 18: vibrator 19: ground
20 : 두부 30 : 두부 보강재 40 : 연결부20: tofu 30: tofu reinforcement 40: connection
41 : 상부 연결구 42 : 하부 연결구 43 : 핀41: upper connector 42: lower connector 43: pin
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 강관 케이싱의 선단부에 장착되어 상기 강관 케이싱의 지중(地中) 관입을 용이하게 하는 선단장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is attached to the distal end of the steel pipe casing in the distal end device that facilitates the underground penetration of the steel pipe casing,
상하로 관통된 강제(鋼製) 원통관의 하단 테두리를 따라 다수 개의 삽날 형상의 돌출부가 하방으로 서로 균일한 간격을 이루며 형성되며 상기 각각의 삽날 형상의 돌출부는 그 폭(w)이 상기 원통관의 바깥면 둘레 길이의 1/13 내지 1/19의 범위에 속하도록 형성되는 것이 바람직하며, 그 높이(h)는 상기 원통관의 바깥면 둘레 길이의 1/13 내지 1/19의 범위에 속하도록 형성되는 것이 바람직하다.A plurality of blade-shaped protrusions are formed at equal intervals downward from each other along the lower edge of the upper and lower forced cylindrical pipes, and each of the blade-shaped protrusions has a width w of the cylindrical tube. It is preferably formed to fall in the range of 1/13 to 1/19 of the outer circumferential length of, the height (h) is in the range of 1/13 to 1/19 of the outer circumferential length of the cylindrical tube It is preferably formed to.
또한, 상기 각각의 삽날 형상의 돌출부는 장축 길이가 단축 길이의 1.5배 내지 3배의 범위에 속하는 타원의 일부를 윤곽선으로 하여 형성될 수 있으며, 상기 각각의 삽날 형상의 돌출부 사이에 형성되는 골은 상기 돌출부의 윤곽선과 접하는 원호(圓弧) 형상으로 이루어지도록 할 수 있다.In addition, each of the blade-shaped protrusions may be formed with the outline of a portion of the ellipse whose major axis length is in the range of 1.5 to 3 times the length of the short axis, the bone formed between each of the blade-shaped protrusions It can be made in the shape of an arc (圓弧) in contact with the contour of the protrusion.
본 고안은 상기한 바와 같은 강관 케이싱 선단장치가 강관 하단 바깥둘레를 따라 지그재그로 육성용접하여 장착되는 강관 케이싱을 제공한다.The present invention provides a steel pipe casing that the steel pipe casing front end device as described above is mounted by zigzag-grown welding along the lower outer circumference of the steel pipe.
상기 강관 케이싱 선단장치는 강관의 하단 외주면에 표면경화용 용접재료로 강관 두께의 1/5 내지 1/2의 범위에 속하는 두께로 육성용접하여 삽날 형상의 돌출부로 가공됨으로써 형성될 수 있다.The steel pipe casing tip device may be formed by welding to a thickness in the range of 1/5 to 1/2 of the thickness of the steel pipe by the surface hardening welding material on the lower peripheral surface of the steel pipe to be processed into a blade-shaped protrusion.
또한, 바이브로 햄머공법에서는 진동에 의해 강관 케이싱을 지중에 관입 또는 인발하는 과정에서 강관 케이싱의 두부에 물려 있는 파일 클램프와 강관 케이싱과 계속되는 마찰에 의한 마찰열이 발생되어 파일 클램프에 물려 있는 강관 케이싱의 철제두부가 물러지면서 변형을하여 고정이 느슨해지게 되어 효과적인 관입 또는 인발 작업에 지장을 많이 주게 된다. 이러한 것을 해결하기 위하여 도 6과 같이 강관 케이싱의 두부에 "ㄷ"자 형태의 두부 보강재를 강관 케이싱에 끼워 용접하여 13 ~ 16mm인 강관 케이싱의 두께를 보강하도록 한다. 이때 강관 케이싱 두부 보강재의 두께는 24 ~ 32mm로 한다. 또한, 도 7, 도 8과 같이 강관 케이싱의 관입깊이에 따라 강관 케이싱을 연장할 때 "ㄱ"자와 "ㄴ"자를 서로 연결하여 용접을 하거나 관통구를 형성하여 핀으로 서로 연결한 연결구로 강관 케이싱을 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the Vibro hammer method, the pile clamp and the steel pipe casing which are bitten by the head of the steel pipe casing in the process of injecting or drawing the steel pipe casing into the ground due to the vibration generate frictional heat caused by the friction with the steel pipe casing. The iron head is deformed as it is deformed and the fixing is loosened, which causes a lot of difficulties in effective penetration or drawing. In order to solve this problem, the head reinforcement of the "c" shape is welded to the steel pipe casing to the head of the steel pipe casing as shown in Figure 6 to reinforce the thickness of the steel pipe casing of 13 ~ 16mm. At this time, the thickness of the steel pipe casing head reinforcement is 24 ~ 32mm. In addition, when extending the steel pipe casing according to the penetration depth of the steel pipe casing as shown in Figure 7, Figure 8 "a" and "b" to connect each other to weld or to form a through-hole to connect the steel pipe with a connector The casing is connected to each other.
이하, 본 고안의 바람직한 일시시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일시시예에 따른 삽날 형상의 선단장치가 장착된 강관 케이싱을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a steel pipe casing is equipped with a blade-shaped tip device according to one embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 강관 케이싱(10)의 일측 전단부에는 지중(地中) 관입을 용이하게 하는 선단장치(12)가 장착된다. 상기 강관 케이싱 선단장치(12)는 상하 관통의 강제 (鋼製) 원통관으로 그 하단에는 테두리를 따라 다수 개의 삽날 형상의 돌출부(12a)가 형성된다.As shown in the front end portion of the steel pipe casing 10 is equipped with a tip device 12 to facilitate the penetration of the ground (地 中). The steel pipe casing front end device 12 is a forced cylindrical tube of vertical penetration through the lower end is formed with a plurality of blade-shaped protrusions 12a along the edge.
상기 강제 원통관은 밑면 반경에 대한 높이의 비가 1이하인 키낮은 원통형상이며, 상기 삽날 형상의 돌출부(12a)는 다수개가 하방으로 서로 균일한 간격을 이루며 형성되는 것이 바람직하다.The forced cylindrical tube is a tall cylindrical shape with a ratio of height to base radius of 1 or less, and the plurality of blade-shaped protrusions 12a is preferably formed at a uniform interval from each other downwardly.
삽날 형상의 돌출부(12a)에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The blade-shaped protrusion 12a will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.
각각의 삽날 형상의 돌출부(12a)는 그 폭(w) 상기 원통관의 바깥면 둘레 길이의 1/13 내지 1/19의 범위에 속하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 돌출부(12a)의 폭(w)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 돌출부(12a) 사이에 형성되는 골(12b)과 그 이웃하는 골 사이의 직선거리를 상기 돌출부(12a)의 폭으로 할 수 있고, 이웃하는 돌출부의 마루간의 직선거리는 그 폭으로 할 수도 있다.Each blade-shaped protrusion 12a is preferably formed such that its width w falls within the range of 1/13 to 1/19 of the outer circumferential length of the cylindrical tube. At this time, the width w of the protrusion 12a is a straight line distance between the valley 12b formed between each protrusion 12a and its neighboring bone as shown in FIG. 2. The width can be made, and the linear distance between the floors of adjacent protrusions can also be made the width.
또한, 상기 각각의 삽날 형상의 돌출부(12a)의 높이도 상기 원통관의 바깥면 둘레길이의 1/13 내지 1/19의 범위에 속하도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the height of each of the blade-shaped protrusions 12a is preferably formed to be in the range of 1/13 to 1/19 of the outer circumferential length of the cylindrical tube.
일례로, 상기 각각의 삽날 형상의 돌출부(12a)의 폭과 높이를 상기 강관 케이싱 선단장치를 형성하는 강재 원통관의 안쪽면 둘레길이의 1/16로 할 수 있다.For example, the width and height of each of the blade-shaped protrusions 12a may be 1/16 of the inner circumferential length of the steel cylindrical tube forming the steel pipe casing tip device.
상기 각각의 삽날 형상의 돌출부(12a)는 선단장치가 장착된 강관 케이싱에 외력이 가해졌을 때 땅속으로 쉽게 들어갈 수 있도록 전체적으로 곡선을 이루도록 형성된다.Each of the blade-shaped protrusions 12a is formed to have an overall curve so that it can easily enter the ground when an external force is applied to the steel pipe casing on which the tip device is mounted.
특히, 상기 삽날 형상의 돌출부(12a)는 도 3에 나타낸 바와 같이 타원(E)의 일부를 윤곽선으로 하여 형성될 수 있다. 이 때, 상기 타원(E)은 그 장축 길이(l)가 단축 길이(s)의 1.5배 내지 3배의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 일례로 장축 길이(l)의 2배가 되는 타원(E)을 윤곽선으로 하여 그 타원(E)을 단축방향으로 2등분한 2분 타원의 형상으로 상기 돌출부(12a)를 형성할 수 있다.In particular, the blade-shaped protrusion 12a may be formed with a portion of the ellipse E as an outline as shown in FIG. 3. At this time, it is preferable that the long axis length l of the ellipse E is in the range of 1.5 times to 3 times the short axis length s. For example, the protruding portion 12a may be formed in the shape of a two-part ellipse in which the ellipse E, which is twice the length of the major axis length 1, is taken as an outline, and the ellipse E is bisected in the short axis direction.
상기 각각의 돌출부(12a) 사이에 형성되는 골(12b)은 상기 돌출부(12a)의 윤곽선과 접하는 원(C)의 일부인 원호(圓弧)형상을 따라 이루어질 수 있다. 이때, 상기 골(12b)의 윤곽선이 되는 원(C)의 지름(d)은 상기 돌출부(12a)의 윤곽선이 되는 타원의 단축 길이(s)의 1/4 내지 1/6의 범위에 속하도록 형성하는 것이 바람직하다. 일례로, 상기 원(C)의 지름(d)을 상기 타원(E)의 단축 길이(s)의 1/5이 되도록 골(12b)을 형성할 수 있다.The valleys 12b formed between the protrusions 12a may be formed along an arc shape, which is a part of the circle C contacting the outline of the protrusion 12a. At this time, the diameter (d) of the circle (C) that is the contour of the valley (12b) is in the range of 1/4 to 1/6 of the short axis length (s) of the ellipse that is the contour of the protrusion (12a). It is preferable to form. For example, the valley 12b may be formed such that the diameter d of the circle C is 1/5 of the short axis length s of the ellipse E. FIG.
상기에서 설명한 바와 같은 선단장치(12)는 강관 케이싱(10)의 하단 바깥둘레를 따라 용접으로 접합하여 토목공사 등의 현장에서 사용된다.The tip device 12 as described above is welded along the lower outer circumference of the steel pipe casing 10 is used in the field, such as civil engineering.
이러한 선단장치(12)의 제작방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing method of the tip device 12 in detail as follows.
즉, 상기 강관 케이싱(10)과 동일한 외경 및 두께와 재질의 강제(鋼製) 원통관 표면에 표면경화용 용접재료를 이용하여 강관 두께의 1/3 내지 1/4의 범위에 속하는 두께로 육성용접 한다. 이 때, 강제(鋼製) 원통관의 길이는 상기 선단장치(12)의 삽날 형상의 돌출부 높이(h)의 3배 이상 되는 것이 바람직하다.That is, by using the surface hardening welding material on the surface of the steel tube casing 10 of the same outer diameter and thickness and material of the steel pipe casing (10) to grow to a thickness in the range of 1/3 to 1/4 of the thickness of the steel pipe Weld At this time, it is preferable that the length of the steel cylindrical tube is three times or more the height h of the blade-shaped protrusion of the tip device 12.
상기 용접은 상기 원통관의 바깥둘레를 따라 지그재그(zigzag)로 이동하면서 촘촘히 용접한다. 또한, 그 용접한 강도를 더욱 높일 수 있도록 상기 원통관의 가장 자리 바로 안쪽을 따라서도 용접을 할 수 있다.The welding is closely welded while moving in a zigzag along the outer circumference of the cylindrical tube. In addition, welding can be performed along the innermost edge of the cylindrical tube to further increase the weld strength.
상기 선단장치(12)의 표면의 육성용접 부분(14)은 표면경화용 용접재료로 용접됨으로써, 강관 케이싱보다 표면의 강도, 경도 및 내마모성이 우수하게 된다. 따라서, 강관 케이싱의 선단부가 지중 토사나 자갈 등의 장애물에 의해 변형되거나 파손되는 것을 방지하여 관입을 용이하게 하는 동시에 상기 선단장치(12)의 반복 사용 회수를 증가시킬 수 있다.The welding portion 14 on the surface of the tip device 12 is welded with a surface hardening welding material, so that the strength, hardness, and wear resistance of the surface are superior to that of the steel pipe casing. Therefore, the tip portion of the steel pipe casing can be prevented from being deformed or damaged by obstacles such as underground soil or gravel, thereby facilitating penetration and increasing the number of times of repeated use of the tip device 12.
이러한 육성용접 작업시에는 용접 금속이 모재(강관)쪽으로 희석되어 표면경화 효과가 감소되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 용접열에 의한 응력의 차이로 돌출부나 그 주변이 변형되지 않도록 용접순서등을 고려하여 용접하는 것이 바람직하다.It is preferable that the weld metal is diluted to the base material (steel pipe) so that the surface hardening effect is not reduced during the welding welding. In consideration of the welding order, the welding is performed so that the protrusion or its surroundings are not deformed due to the stress caused by the welding heat. It is desirable to.
상기 용접으로 제작된 육성용접부를 미리 설정해 놓은 치수에 따라 삽날 형상의 돌출부가 골을 갖도록 가공한다. 이 때에도 상기 육성 용접부의 표면경화 효과가 저하되지 않도록 그 가공방법 및 순서를 정하는 것이 바람직하다.The blade-shaped protrusion is machined to have a bone according to a predetermined size of the weld welded portion produced by the welding. At this time, it is preferable to determine the processing method and the order so that the surface hardening effect of the said raised part does not fall.
이렇게 제작된 선단장치(12)를 강관 케이싱(10)에 장착할 때에는 그 선단장치(12)의 상단(삽날 형상의 돌출부(12a)가 형성되지 않은 부분)을 상기 강관케이싱(10)의 선단부에 맞대어 놓고 용접하여 접합한다.When the tip device 12 thus manufactured is mounted on the steel pipe casing 10, the upper end of the tip device 12 (the portion where the blade-shaped protrusion 12a is not formed) is attached to the tip of the steel pipe casing 10. Butt and weld together.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 일시예에 따른 삽날 형상의 선단장치가 장착된 강관 케이싱의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the steel pipe casing is equipped with a blade-shaped tip device according to one embodiment of the present invention as described above are as follows.
바이브로 햄머공법에서 강관 케이싱(10)을 땅 속으로 관입시키기 위하여 수직으로 외력을 가할 때, 본 발명에 따르는 선단장치(12)의 돌출부(12a)는 삽날 형상을 하고 있어서 선단부가 쐐기와 같은 역할을 함에 따라 상기 강관케이싱(10)의 관입이 용이해진다.When the external force is applied vertically to penetrate the steel pipe casing 10 into the ground in the vibro hammer method, the protrusion 12a of the tip device 12 according to the present invention has a blade shape, so that the tip portion acts like a wedge. As the penetration of the steel pipe casing 10 is facilitated.
특히, 삽날 형상의 돌출부(12a)는 부분에 따라 순차적으로 관입되면서 상기 돌출부(12a) 사이의 골(12b)에 도 4와 같이 자갈이나 괴석 등의 장애물이 끼었을 때 작두와 같은 역할을 한다. 즉, 선단장치(12)에 가해지는 외력에 의해 장애물이 양쪽의 돌출부와 두 개의 점에서 접하게 됨으로써 장애물을 절단하려는 힘, 방향이 서로 다른 두 점에서 동시에 작용하는 상태가 되고, 이 힘들은 돌출부가 하부로 내려올수록 돌출부 사이의 간격이 좁아짐에 따라 증가하여 장애물을 쉽게 절단할 수 있게 된다. 그 결과, 상기 강관 케이싱의 관입속도를 빠르게 하며, 또한 진동이 적게 발생되도록 한다.In particular, the blade-shaped protrusions 12a sequentially penetrate according to portions, and play a role as small beans when obstacles such as gravel or lumps are caught in the valleys 12b between the protrusions 12a. That is, by the external force applied to the tip device 12, the obstacle is in contact with the two projections and the two points, the force to cut the obstacle, the direction to act at two different points at the same time, this force is the protrusion As it descends downwards, the gap between the protrusions decreases, so that the obstacles can be easily cut. As a result, the penetration rate of the steel pipe casing is made faster, and less vibration is generated.
반면에 종래의 슈(42)는, 도 11에서 보는 바와 같이 지중 장애물과 접했을 때 강관의 선단부나 슈의 선단부가 직선형태로 되어 있어 장애물이 한 점에서만 접하게 되고 장애물을 절단하려는 힘이 이 한 점에만 작용하게 되어, 본 고안의슈(12)에 형성되는 골(12b)과 같은 작두 역할을 하지 못하게 된다. 따라서 장애물의 절단이 지연되고 절단이 지연되는 만큼 말뚝의 관입이 지연됨으로써 외력이 가해지는 시간의 증가로 인하여 결과적으로 진동의 발생이 증가하게 된다.On the other hand, in the conventional shoe 42, as shown in FIG. 11, the tip of the steel pipe or the tip of the shoe has a straight shape when it is in contact with the underground obstacle, so that the obstacle is in contact with only one point and the force to cut the obstacle is limited. It will only act on the point, it will not play a small role such as the bone 12b formed on the shoe 12 of the present invention. Therefore, the cutting of the obstacle is delayed and the penetration of the pile is delayed as the cutting is delayed, and as a result, the occurrence of vibration is increased due to the increase in the time that the external force is applied.
도 5는 본 고안의 강관 케이싱에 설치된 선단장치, 두부 보강재 및 연결부를 보여 주는 단면도이고 도 6은 도 5의 두부 보강재를 상세히 보여주는 상세 단면도이며 도 7은 도 5의 연결부를 상세히 보여주는 상세 단면도이며 도 8은 도 5의 또다른 연결부를 상세히 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the tip device, the head reinforcement and the connection portion installed in the steel pipe casing of the present invention, Figure 6 is a detailed cross-sectional view showing the head reinforcement of Figure 5 and Figure 7 is a detailed cross-sectional view showing the connection of FIG. 8 is a cross-sectional view showing another connection of FIG. 5 in detail.
상기의 선단장치는 위에서 이미 설명하였으므로 설명을 생략하고 두부 보강재와 연결부에 대하여 설명하고자 한다.Since the tip device has already been described above, a description thereof will be omitted and the head reinforcement and the connecting portion will be described.
도 9에서 보는바와 같이 바이브로 햄머공법에서는 진동에 의해 강관 케이싱을 지중에 관입 또는 인발하는 과정에서 강관 케이싱의 두부에 물려 있는 파일 클램프와 강관 케이싱과 계속되는 마찰에 의한 마찰열이 발생되어 파일 클램프에 물려 있는 강관 케이싱의 철제두부가 물러지면서 변형을하여 고정이 느슨해지게 되어 효과적인 관입 또는 인발 작업에 지장을 많이 주게 된다. 이러한 것을 해결하기 위하여 도 6과 같이 강관 케이싱의 두부에 "ㄷ"자 형태의 두부 보강재를 강관 케이싱에 끼워 용접하여 13 ~ 16mm인 강관 케이싱의 두께를 24 ~ 32mm가 되도록 보강하도록 하여 두부 보강재의 양측면이 파일 클램프에 견고히 고정되도록 하므로서 보다 견고히 고정되어 진동에 의한 마찰열을 감소시킬 수 있도록 한다. 이때 강관 케이싱 두부 보강재의 두께는 24 ~ 32mm로 한다. 또한, 도 7, 도 8과 같이 강관 케이싱의 관입깊이에 따라 강관 케이싱을 연장할 때 도 7과 같이 "ㄱ"자 형태의 상부 연결구와"ㄴ"자 형태의 하부 연결구를 각각 강관 케이싱에 연결하여 용접을 한 연결부를 형성하며 이때 상하 연결구의 두께와 폭은 30mm로 하여 14 ~ 15mm인 강관 케이싱에 용접하며 도 8과 같이 강관 케이싱에 "ㄱ"자 형태의 상부 연결구와 "ㄴ"자 형태의 하부 연결구를 형성하고 연결구에 형성된 관통구를 이용하여 핀으로 서로 연결한 후에 핀 양측을 고정시킨 연결부를 형성한다.As shown in FIG. 9, in the Vibro hammer method, the pile clamp and the steel pipe casing, which are bitten by the head of the steel pipe casing in the process of injecting or drawing the steel pipe casing into the ground due to vibration, generate frictional heat due to continuous friction. The iron head of the steel pipe casing is deformed and deformed to loosen, which may interfere with effective penetration or drawing. In order to solve this problem, the head reinforcement of the "c" shape is welded to the head of the steel pipe casing to the steel pipe casing as shown in FIG. 6 to reinforce the thickness of the steel pipe casing, which is 13 to 16 mm to 24 to 32 mm, so that both sides of the head reinforcement material are fixed. It is firmly fixed to the pile clamp so that it is more firmly fixed to reduce the frictional heat caused by vibration. At this time, the thickness of the steel pipe casing head reinforcement is 24 ~ 32mm. In addition, when extending the steel pipe casing according to the penetration depth of the steel pipe casing as shown in Fig. 7, 8, the "b" shaped upper connector and the "b" shaped lower connector by connecting to the steel pipe casing, respectively Welded connection is formed and the thickness and width of the upper and lower connectors are 30mm and welded to the steel pipe casing of 14 to 15mm, and the upper connector of the "a" shape and the lower part of the "b" shape to the steel pipe casing as shown in FIG. After forming the connector and using the through-hole formed in the connector is connected to each other by a pin to form a connecting portion fixed to both sides of the pin.
도 9는 바이브로 햄머를 사용하여 강관 케이싱을 지중에 관입시공하는 도면이다.Fig. 9 is a view of the steel pipe casing being penetrated into the ground using a vibro hammer.
상기 강관 케이싱 선단부에 선단장치가 장착된 강관 케이싱을 지반에 관입시공할 위치를 선정하는 단계를 거쳐 해당 위치에 강관 케이싱 선단부에 선단장치가 장착된 강관 케이싱을 거치하고 강관 케이싱의 상단부의 강관을 파일 클램프를 이용하여 바이브로 햄머에 고정시킨 후에 바이브로 햄머에 장착된 진동기를 이용하여 강관 케이싱 선단부에 선단장치가 장착된 강관 케이싱을 계획된 지중의 깊이까지 관입한 후에 강관 케이싱내에 토사를 제거한 후에 콘크리트 말뚝의 형상으로 조립된 철근을 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 바이브로 햄머를 이용하여 강관 케이싱 선단부에 선단장치가 장착된 강관 케이싱을 단계적으로 인발하면 지중에는 현장 타설 콘크리트 말뚝이 시공되게 된다.The steel pipe casing is equipped with a tip device on the end of the steel pipe casing to select the position to be penetrated into the ground through the steel pipe casing equipped with the tip device on the tip of the steel pipe casing at the corresponding position and the steel pipe of the upper end of the steel pipe casing pile After the clamp is fixed to the vibro hammer, the steel pipe casing with the tip device is inserted into the tip of the steel pipe casing by using the vibrator attached to the vibro hammer to the depth of the planned ground, and then the soil pile is removed from the steel pipe casing. After inserting the reinforcing bars assembled in the shape of the concrete step by step while placing the steel pipe casing equipped with the distal end device on the steel pipe casing distal end by using the Vibro hammer hammer is to be installed on the ground.
이상을 통해 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니고 명세서의 실용신안등록청구범위, 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the utility model registration claims, detailed description, and accompanying drawings of the specification. It is also natural to fall within the scope of the present invention.
이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 강관 케이싱 선단장치에 의하면, 다수 개의 삽날 형상의 돌출부가 형성된 선단장치를 강관 케이싱의 하단에 용접으로 접합하여 사용함으로써, 강관 케이싱의 관입속도가 증가되고 관입시 발생하는 진동이 저감되며, 따라서 인접 말뚝에 대한 영향이 줄어들고 시공기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the steel pipe casing tip device according to the present invention, by using a tip device formed with a plurality of blade-shaped protrusions by welding to the lower end of the steel pipe casing, the penetration rate of the steel pipe casing is increased, and The vibration is reduced, and thus the effect on the adjacent piles is reduced and the construction period can be shortened.
또한, 선단장치의 표면에 표면경화용 용접재료로 육성용접하여 강관 케이싱에 접합함으로써, 표면의 강도, 경도 및 내마모성이 향상되어, 강관 케이싱의 선단부의 손상 및 파손을 방지할 수 있고, 강관 케이싱의 반복 사용 회수를 증가시킬 수 있으며, 따라서 강관 케이싱의 소비량을 절감할 수 있는 등 경제적인 효과를 얻을 수 있다.In addition, by fusing and welding the surface of the tip device with a surface hardening welding material and joining it to the steel pipe casing, the strength, hardness, and abrasion resistance of the surface can be improved to prevent damage and breakage of the tip portion of the steel pipe casing. The number of times of repeated use can be increased, and thus economical effects can be obtained, such as the consumption of steel pipe casing can be reduced.
강관 케이싱의 두부의 두께를 두부 보강재에 의해 보강하여 바이브로 햄머에 의한 진동으로 발생되는 열로 인한 변형을 최대한 감소시키며, 강관 케이싱의 길이를 연장할 때에는 별도의 연결부를 형성하여 보다 강한 연결이 되도록 하였다.The thickness of the head of the steel pipe casing is reinforced by the head reinforcing material to reduce the deformation due to the heat generated by the vibration by vibrating hammer as much as possible. When extending the length of the steel pipe casing, a separate connection part is formed to make a stronger connection. .
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100803558B1 (en) * | 2007-09-11 | 2008-02-15 | 현대엔지니어링 주식회사 | A reinforcing single column drilled pier foundation and construction method thereof |
| KR100947554B1 (en) | 2007-10-12 | 2010-03-12 | (주)대우건설 | Filled steel pipe join system for filled steel pipe girder bridge |
| KR101777199B1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-11 | 한국해양대학교 산학협력단 | suction pile for fixing marine structure |
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2002
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