KR20040079241A - 독립 기초형 대구경 현장 말뚝 설치공법 및 그 독립 기초형 대구경 현장 말뚝 - Google Patents

Abstract

본 발명의 벨링 파일 설치공법은 벨링 공정을 단순하게 하고, 수직 하중에 대한 강한 지지력을 가지며, 연약지반의 측방향 하중에 대한 강한 저항력을 가지게 하기 위하여; 설치될 벨링 파일(BP)의 최대 직경(D1)으로 연약지반(5)을 굴착하는 지반 굴착공정(도 1); 벨부(11)의 직경(D2)이 기둥부(13)의 직경(D3)보다 크게 형성된 배근 구조체(9)를 연약지반(5)의 굴착부(7)에 삽입하는 배근 구조체 삽입공정(도 2); 이 배근 구조체(9)의 벨부(11) 상측에 주름관(15)의 하단이 위치하도록 배근 구조체(9)의 기둥부(13) 직경(D3)보다 크고 벨부(11) 직경(D2)보다 작게 형성되는 주름관(15)을 기둥부(13) 외곽에 설치하는 주름관 설치공정(도 3); 이 주름관(15)을 통하여 주름관(15)의 하부 및 내부에 위치하는 배근 구조체(9)의 벨부(11) 및 기둥부(13)에 콘트리트(17)를 주입하는 콘크리트 주입공정(도 4); 이 콘크리트(17)에 의하여 배근 구조체(9)와 주름관(13)이 일체로 형성되는 벨링 파일(BP)의 외주에 흙(19)을 되 메우는 흙 되 메움공정(도 5)으로 구성되어 있다.

Description

벨링 파일 설치공법 및 그 벨링 파일 {Method for constructing belling pile and the belling pile thereof}

본 발명은 벨링 파일 설치공법 및 그 벨링 파일에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연약지반의 심저에 대직경(약 10m 이내)으로 형성되는 대선단부를 가지게 하는 벨링 파일 설치공법 및 이 공법에 의하여 설치되는 벨링 파일에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반은 토양의 수분 함양 과다로 인하여 구조물의 기초 지반으로써 불충분한 지지력을 가지고, 압축에 따른 변형 및 유동성의 과대로 인하여 구조물에 나쁜 영향을 미치며, 통상 N값이 4이하인 점성토로 이루어진 지반이다. 이러한 연약지반은 주로 3각주나 매립지 등 새로운 충적지에 많이 존재하게 된다.

이와 같은 연약지반에 구조물을 축조하고 그 구조물의 안정된 상태를 유지하기 위하여, 연약지반은 필수적으로 강한 지지력을 가지도록 강화되어야 한다.

이 연약지반의 강화 방법 중 하나인 벨링 공법은 굴착기 또는 어스 오거를 사용하여 지반을 굴착하고, 굴착된 심저에 확대 굴착된 벨부를 형성하며, 굴착부에 배근된 철근 구조체를 삽입하고, 콘크리트를 타설하여, 지반의 굴착부 및 벨부에 벨링 파일을 설치하게 된다.

이 벨링 공법은 지반을 굴착한 후, 심저의 벨부를 굴착하기 위하여 굴착기 및 어스 오거와 함께 별도의 벨링 장치를 사용하게 되고 이 벨링 장치에 의한 벨링 공정을 거치게 되므로 벨링 파일의 설치를 위한 벨링 공정을 복잡하게 하고, 심저에 대직경 벨부의 형성을 어렵게 하며, 굴착과 함께 원형관을 삽입하고 이 원형관이 벨링 파일의 외면을 형성하기 때문에 연약지반의 측방 하중에 대한 강한 저항력을 가지기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 해결하기 위한 것으로서, 벨링 공정을 단순하게 하고, 심저에 대직경의 벨부를 형성하여 수직 하중에 대한 강한 지지력을 가지며, 연약지반의 측방 하중에 대한 강한 저항력을 가지는 벨링 파일 설치공법 및 벨링 파일을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 벨링 파일 설치공법은 연약지반의 일정 위치에 설치될 벨링 파일의 최대 직경으로 연약지반을 굴착하는 지반 굴착공정;

외부에서 철근 배근으로 형성되어 벨부의 직경이 기둥부의 직경보다 크게 형성된 배근 구조체를 지반 굴착공정에 의하여 굴착된 굴착부에 삽입하는 배근 구조체 삽입공정;

상기 배근 구조체 삽입공정에 의하여 삽입된 배근 구조체의 벨부 상측에 주름관의 하단이 위치하도록 배근 구조체의 기둥부 직경보다 크게 형성되고 배근 구조체의 벨부 직경보다 작게 형성되며 횡 방향으로 다수의 주름을 구비한 주름관을 기둥부 외곽에 설치하는 주름관 설치공정;

상기 주름관 설치공정에 의하여 설치된 주름관을 통하여 주름관의 하부 및 내부에 위치하는 배근 구조체의 벨부 및 기둥부에 콘트리트를 주입하는 콘크리트 주입공정;

상기 콘크리트 주입공정에 의하여 주입된 콘크리트에 의하여 배근 구조체와 주름관이 일체로 형성되는 벨링 파일의 외주에 흙을 되 메우는 흙 되 메움공정으로 구성되어 있다.

또한, 이 벨링 파일 설치공법에 의한 벨링 파일은 연약지반의 굴착부에 삽입 설치되도록 심저의 벨부의 직경이 기둥부의 직경보다 크게 철근으로 배근되어 형성되는 배근 구조체;

이 배근 구조체의 벨부 상측에 벨부의 직경보다 작고 기둥부의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 배근 구조체의 기둥부를 감싸며, 횡 방향으로 다수의 주름을 형성하고 있는 주름관;

이 주름관의 내부와 하측에 위치하는 배근 구조체의 기둥부와 벨부에 주입되어 배근 구조체와 주름관을 일체로 형성하는 콘크리트로 구성되어 있다.

도 1은 본 발명의 벨링 파일 설치공법에서 지반 굴착공정의 단면도.

도 2는 본 발명의 벨링 파일 설치공법에서 배근 구조체 삽입공정의 단면도.

도 3은 본 발명의 벨링 파일 설치공법에서 주름관 설치공정의 단면도.

도 4는 본 발명의 벨링 파일 설치공법에서 콘크리트 주입공정의 단면도.

도 5는 본 발명의 벨링 파일 설치공법에서 흙 되 메움공정의 단면도.

도 6은 본 발명의 벨링 파일 설치공법으로 지반에 설치된 벨링 파일의 사시도.

도 7은 도 6 벨링 파일의 분해 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 스페이스 바 3 : 비트

5 : 연약지반 7 : 굴착부

9 : 배근 구조체 11 : 벨부

13 : 기둥부 15 : 주름관

17 : 콘크리트 19 : 흙

21 : 파일 벨부 23 : 파일 기둥부

D1, D2, D3, D4 : 직경 BP : 벨링 파일

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 벨링 파일 설치공법에서 지반 굴착공정의 단면도로서, 회전동력을 전달받는 스페이스 바(1)에 연결된 비트(3)로 연약지반(5)을 소정의 깊이까지 굴착한다. 이 굴착부(7)의 직경(D1)은 실제로 설치될 벨링 파일의 최대 직경으로 형성된다.

이와 같이 큰 직경(D1)의 굴착부(7)는 설치될 벨링 파일의 직경을 크게 하여 수직 하중에 대한 저항면적을 크게 형성하므로 수직 하중에 대한 강한 지지력을 가지게 할 뿐만 아니라, 연약지반(5) 굴착 후 별도의 벨링 장치를 사용하여 굴착부(7)의 심저를 넓게 굴착하는 벨링 공정을 불필요하게 하여 벨링 파일의 설치공법을 간단하게 한다.

지반 굴착공정에 이어, 도 2에 도시된 바와 같은, 배근 구조체 삽입공정이 진행된다. 이 배근 구조체 삽입공정은 연약지반(5)의 굴착부(7)에 배근 구조체(9)를 삽입하는 공정으로서, 삽입 전에 외부에서 철근을 배근하여 배근 구조체(9)를 완성해 둠이 바람직하다.

이 배근 구조체(9)는 일체 구조를 형성하는 벨부(11)와 기둥부(13)로 이루어져 있다. 벨부(11)는 굴착부(7)의 심저에 위치하는 부분으로서 벨링 파일의 파일 벨부를 형성하게 되고, 기둥부(13)는 심저를 제외한 굴착부(7) 전역에 걸쳐 벨링 파일의 파일 기둥부를 형성하게 된다. 또한 벨부(11)의 직경(D2)은 기둥부(13)의 직경(D3)보다 크게 형성되어 있다.

이 벨부(1)의 큰 직경(D2)은 기둥부(13)를 통하여 전달되는 수직 하중을 넓은 굴착부(7) 심저의 면적에 분산시키게 되어 벨링 파일의 수직 하중에 대한 지지력을 증대시킨다.

이 배근 구조체 삽입공정에 이어, 도 3에 도시된 바와 같이 주름관 설치공정이 진행된다. 이 주름관(15)의 하단은 벨부(11)의 상측에 이르는 상태로 설치된다. 주름관(15)은 배근 구조체(9)의 벨부(11) 상측에 설치되어 기둥부(13)의 외곽을 감싸게 된다. 이 주름관(15)은 벨부(11)에 콘크리트의 주입을 가능하게 하면서 벨링 파일의 기둥부(13)를 형성하게 된다. 이 주름관(15)의 직경(D4)은 배근 구조체(9)의 벨부(11) 직경(D2)보다 작고 기둥부(13) 직경(D3)보다 크게 형성되어 있다. 그리고 주름관(15)은 횡 방향으로 형성되는 다수의 곡선 주름을 형성하고 있기 때문에 이 주름관(15)과 일체로 형성될 벨링 파일이 연약지반(5)의 측 방향 하중에 대하여 강한 저항력을 가지게 한다.

이 주름관 설치공정에 이어, 도 4에 도시된 바와 같이 콘크리트 주입공정이 진행된다. 이 콘크리트 주입공정은 벨링 파일(BP)을 완성하는 공정으로서, 외부에서 주름관(15)의 하부 및 내부로 주름관(15)을 통하여 콘크리트(17)를 주입하게 된다. 이 주름관(15)으로 유도되는 콘크리트(17)는 배근 구조체(9)의 벨부(11)와 기둥부(13)에 주입되어 배근 구조체(9)와 주름관(15)을 일체로 형성시켜 연약지반(5)의 굴착부(7) 내에 벨링 파일(BP)을 형성하게 된다.

이 콘트리트 주입공정에 이어, 도 5에 도시된 바와 같이 흙 되 메움공정이 진행된다. 이 흙 되 메움공정은 콘크리트 주입공정에 의하여 일체로 형성된 벨링 파일(BP)의 외주와 굴착부(7)에 형성되는 빈 공간에 흙(19)을 충진시켜, 벨링 파일(BP)을 연약지반(5) 내에 견고히 설치하게 된다.

이렇게 설치되는 벨링 파일(BP)은 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 배근 구조체(9)의 벨부(11)와 기둥부(13) 및 이에 주입된 콘크리트(17)에 의한 파일 벨부(21) 및 파일 기둥부(23)로 형성되어, 굴착부(9)에 설치되고 충진된 흙(19)에 의하여 연약지반을 강화하는 구조를 형성하고 있다. 그리고 파일 기둥부(23)의 외곽은 주름관(15)으로 형성되어 있다.

이 벨링 파일(BP)은 파일 벨브(21)의 직경을 크게 형성하여 연약지반(5)에작용하는 수직에 강한 지지력을 발휘하고, 주름관(15)에 주름 구조에 의하여 연약지반의 측방 하중에 대하여 강한 저항력을 발휘함으로서 연약지반(5)을 강화하게 된다. 따라서 이 강화된 지반에 설치되는 구축물은 안정하게 지탱하게 된다.

이와 같이 본 발명은 설치될 벨링 파일의 최대 직경으로 연약지반을 굴착하고, 이 굴착부에 배근 구조체를 삽입한 후, 이 배근 구조체의 기둥부 외곽에 주름관을 설치하여, 이 주름관의 내부에 콘크리트를 주입하여 배근 구조체와 주름관을 일체로 하는 벨링 파일을 형성함으로서, 보다 큰 직경의 벨링 파일을 편리하게 설치할 수 있고, 벨부의 큰 직경으로 수직 하중에 대한 지지력을 강하게 하고, 주름관으로 인하여 연약지반의 측방 하중에 대한 저항력을 강하게 할 수 있다.

Claims (2)

1. 연약지반의 일정 위치에 설치될 벨링 파일의 최대 직경으로 연약지반을 굴착하는 지반 굴착공정;

   외부에서 철근 배근으로 형성되어 벨부의 직경이 기둥부의 직경보다 크게 형성된 배근 구조체를 상기 지반 굴착공정에 의하여 굴착된 굴착부에 삽입하는 배근 구조체 삽입공정;

   상기 배근 구조체 삽입공정에 의하여 삽입된 배근 구조체의 벨부 상측에 주름관의 하단이 위치하도록 배근 구조체의 기둥부 직경보다 크게 형성되고 배근 구조체의 벨부 직경보다 작게 형성되며 횡 방향으로 다수의 주름을 구비한 주름관을 기둥부 외곽에 설치하는 주름관 설치공정;

   상기 주름관 설치공정에 의하여 설치된 주름관을 통하여 주름관의 하부 및 내부에 위치하는 배근 구조체의 벨부 및 기둥부에 콘트리트를 주입하는 콘크리트 주입공정;

   상기 콘크리트 주입공정에 의하여 주입된 콘크리트에 의하여 배근 구조체와 주름관이 일체로 형성되는 벨링 파일의 외주에 흙을 되 메우는 흙 되 메움공정으로 구성되는 벨링 파일 설치공법.
2. 연약지반의 굴착에 삽입 설치되도록 심저의 벨부를 기둥부의 직경보다 크도록 철근으로 배근되어 있는 배근 구조체;

   상기 배근 구조체의 벨부 상측에 벨부의 직경보다 작고 기둥부의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 배근 구조체의 기둥부를 감싸며 횡 방향으로 다수의 주름을 형성하고 있는 주름관;

   상기 주름관의 내부와 하측에 위치하는 배근 구조체의 기둥부와 벨부에 주입되어 배근 구조체와 주름관을 일체로 형성하는 콘크리트로 구성되는 벨링 파일.