KR20060001806A - 회전 압입 파일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관 파일과 동일하게 회전 압입 공법에 의한 타설이 가능하여 운반도 용이하고, 게다가 콘크리트 파일과 같이 지지력이 큰 회전 압입 파일을 제공한다.

길이가 긴 강재로 이루어지는 평행한 복수개의 종골재 (1, 1) 에 직교하고, 종골재 사이를 연결하는 원형 강판 (2, 2) 을 종골재의 길이방향으로 필요한 간격을 두고 설치한 골격 구조체 둘레에, 이 골격 구조체 측면을 덮는 측판 (7) 을 설치하고, 이 측판을 펀칭 메탈이나 금망 (金網) 등의 투수성 구멍을 갖는 것으로 구성하고, 상기 종골재 (1) 를, H 형강 등의 측면에 홈형상부 (1b) 를 갖는 강재로 구성하고, 이 홈형상부 (1b) 가 측면의 길이방향에 나타나도록 설치한다.

Description

회전 압입 파일{ROTARY PRESS-IN PILE}

도 1 은 본 발명에 관련되는 파일의 실시예를 나타내는 일부 파단정면도이다.

도 2 는 본 발명에 관련되는 파일의 실시예를 나타내는 평면도이다.

도 3 은 본 발명에 관련되는 파일의 실시예를 나타내는 저면도이다.

도 4 는 본 발명에 관련되는 파일의 실시예를 나타내는 횡단면도이다.

도 5 는 파일에 장착하기 전의 측판의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 6 은 선단날의 정면도이다.

도 7 은 선단날의 평면도이다.

도 8 은 선단날의 저면도이다.

도 9 는 날개체의 정면도이다.

도 10 은 날개체의 평면도이다.

도 11 은 파일의 사용상태를 나타내는 정면도이다.

도 12 는 파일끼리의 접속상태를 나타내는 확대단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 종골재 2 : 원형 강판

3, 4 : 접속 플랜지 5 : 접속용 돌기

6 : 구멍 7 : 측판

8 : 종근재 9 : 횡근재

10 : 선단날 11 : 플랜지

12 : 걸어맞춤 돌기 13 : 축부

14 : 굴삭날개 15 : 가이드 돌기

16 : 각날 17 : 날개체

18 : 원통부 20 : 볼트

21 : 너트

본 발명은 건축물 등의 구조물을 지지하기 위해 지반에 회전 압입하여 사용하는 파일에 관한 것이다.

토목 구조물이나 건축물 등의 구조물을 세울 때에, 지반에 타설되는 파일에는 콘크리트제의 것이나 강관제의 것이 일반적으로 사용되고, 콘크리트제의 것은 디젤 해머 등의 중기를 사용하여 타격에 의해 쳐넣거나, 혹은 지반에 미리 구멍을 파고, 이 구멍에 파일을 매설하고 있다.

디젤 해머를 사용한 타격공법은, 주위에 막대한 소음, 진동에 의한 피해를 주는 점에서 최근에는 별로 사용되지 않게 되었고, 따라서 파일을 매설하는 침설 (沈設) 공법 (예컨대 특허문헌 1, 2 참조) 이 주류를 이루고 있다.

전술한 침설공법에서는, 구멍을 파냈을 때 폐토 (廢土) 가 산업폐기물로 나오기 때문에, 이 폐토를 처리하는데 비용이 상승된다는 문제가 있다.

또 콘크리트 파일은 중량이 크고 운반에 비용이 많이 든다는 문제도 있다.

그런데 상기 강관 파일의 경우는 회전압입이 주류가 되고 있고, 시공시에 소음이나 진동이 거의 없고, 게다가 폐토가 나오지 않는다는 장점이 있지만, 콘크리트 파일 만큼의 지지력은 기대할 수 없다.

콘크리트 파일도 상기 강관 파일과 같이 회전 압입이 가능하면, 콘크리트 파일의 제작이 용이하고, 연직방향의 지지력이 크다는 장점을 살리면서 전술한 결점을 보완할 수 있지만, 콘크리트 파일은 회전압입시의 비틀림 응력이 약하여, 회전압입용의 콘크리트 파일은 실용화되어 있지 않은 것이 현 상황이다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2000-186322 (제 1∼3 페이지, 도 1∼5)

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 평10-195867 (제 1∼4 페이지, 도 1∼7)

본 발명의 목적으로 하는 것은, 강관 파일과 동일하게 회전 압입 공법에 의한 타설이 가능하여 운반도 용이하고, 게다가 콘크리트 파일과 같이 지지력이 큰 회전 압입 파일을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련되는 회전 압입 파일은, 길이가 긴 강재로 이루어지는 평행한 복수개의 종골재 (從骨材) 에 직교하고, 종골재 사이를 연결하는 원형 강판을 종골재의 길이방향으로 필요한 간격을 두고 설치한 골격 구조체 둘레에, 이 골격 구조체 측면을 덮는 측판을 설치한 것으로 되어 있다.

또 상기 원형 강판을 고리 형상의 것으로 구성함과 동시에, 상기 측판을 펀칭 메탈이나 금망 등의 투수성 구멍을 갖는 것으로 구성하고, 상기 종골재를, H 형강 등의 측면에 홈형상부를 갖는 강재로 구성하고, 이 홈형상부가 측면의 길이방향에 나타나도록 설치하고, 상기 종골재와 평행을 이루는 복수의 종근재 (從筋材) 와, 이들 종근재 사이를 접속하는 횡근재 (橫筋材) 를 구비하고, 현장에서 혹은 미리 내부에 콘크리트를 충전한 것으로 되어 있다.

또한 상기 종골재의 홈형상부에, 원통체의 외주에 지반 굴삭용의 날개를 구비하고, 내면에 상기 홈형상부와 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 돌기를 갖는 날개체를 필요한 폭방향의 위치에 고정하여 이루어지는 구성의 것으로 되어 있다.

실시예

이하 본 발명에 관련되는 파일의 실시예를 첨부 도면에 나타내는 구체예에 근거하여 상세하게 설명한다.

파일의 축선방향과 평행을 이루는 종골재 (1, 1) 는 H 형강으로 이루어지고, 플랜지 (1a, 1a) 사이의 홈형상부 (1b) 가 외측을 향하도록, 중앙에 구멍 (2a) 을 갖는 환상의 원형 강판 (2, 2) 의 가장자리부에 대략 등각도 간격 (본 실시예에서는 90°간격) 으로 용접 고정되어 있다.

파일의 상하단에는, 다른 파일과의 접속수단을 구성하는 접속 플랜지 (3, 4) 를 설치하고 있고, 이들 접속 플랜지는 상하로 연통되는 복수의 볼트 구멍 (3a, 4a) 을 갖고, 상단의 접속 플랜지 (3) 는 중공 각통형으로 접속용 돌기 (5) 를 구 비하고, 하단의 접속 플렌지 (4) 는 중앙에 정사각형의 구멍 (6) 을 구비하고, 접속용 돌기 (5) 가 다른 파일의 구멍 (6) 에 끼워넣어 볼트 구멍 (3a, 4a) 에 삽입 통과한 볼트 (20) 와 너트 (21) 에 의해 파일끼리가 접속되도록 되어 있다.

또, 상단 플랜지부 (3) 상면에서의 접속용 돌기 (5) 의 둘레에는 동심원 상에 작은 돌기 (3b, 3b) 를 구비함과 동시에, 하단 플랜지 (4) 하면에서의 구멍 (6) 둘레에 오목부 (4b, 4b) 를 구비하고, 파일끼리를 접속했을 때의 접속용 돌기 (5) 와 구멍 (6) 의 걸어맞춤 및 작은 돌기 (3b) 와 오목부 (4b) 와의 걸어맞춤에 의해 파일의 압입시에 있어서의 회전력을 파일끼리의 사이에서 확실하게 전달할 수 있도록 되어 있다.

그러나 본 발명의 파일에 있어서는, 전술한 종골재 (1, 1) 와 원형 강판 (2, 2) 및 상하의 접속 플랜지 (3, 4) 로 골격 구조체가 구성되어 있고, 이 골격 구조체의 측면을 측판 (7) 으로 덮고 있다.

상기 측판 (7) 은, 투수성을 갖는 판재로 이루어지고, 본 실시예의 것에서는 금망 (7a) 둘레에 프레임재 (7b) 를 갖는 것으로 구성되어 있어, 장착 전에는 평탄한 것이지만, 파일의 측면을 따르는 곡면형으로 구부려 프레임재 부분을 골격 구조체에 장착한다.

구체적으로는 원형 강판 (2, 2) 및 상하의 접속용 플랜지 (3, 4) 의 측면과, 종골재의 플랜지 (1a, 1a) 에 작은 나사로 고정되어 있다. 또 측판은 상중하로 3분할되어 있어, 상부와 하부의 측판을 떼어내면 파일끼리를 접속할 때에 접속용 플랜지끼리를 접속하는 볼트, 너트의 체결을 용이하게 실행할 수 있도록 되어 있 다.

본 발명에 관련되는 파일은, 내부에 콘크리트를 흘려넣어 콘크리트 파일을 구성할 수 있도록 되어 있고, 전술한 골격 구조체의 내부에 철근 구조를 갖고 있다.

구체적으로는 원형 강판 (2, 2) 을 관통하여, 종골재 (1, 1) 와 평행을 이루는 종근재 (8, 8) 를 동심원 상에 구비하고, 또 원형 강판 사이에서의 종근재 사이를 링형상의 횡근재 (9, 9) 로 접속하고 있어, 종근재의 상하단은 상하의 접속용 플랜지 (3, 4) 에 용접 고정되고, 이들 종근재와 횡근재가 파일 내에 콘크리트를 흘려넣었을 때의 철근을 구성한다.

그런데 지반에 대해 최초로 압입되는 파일에는, 하단에 선단날 (10) 을 장착할 수 있도록 되어 있고, 선단날은 플랜지 (11) 의 상면에, 파일의 하단 플랜지 (4) 의 구멍 (6) 에 끼워넣는 각기둥 형상의 걸어맞춤 돌기 (12) 와, 이 걸어맞춤 돌기 둘레에 작은 돌출부 (11b) 를 갖고, 또 플랜지의 하면에, 각기둥 형상의 축부 (13) 와, 이 축부 둘레에 나선형의 굴삭날개 (14) 를 설치하고 있으며, 이 굴삭날개의 회전방향 선단 가장자리에는 굴삭날 (14a) 을 설치하고 있다.

또 축부 (13) 의 하단면 중앙에는 파일의 압입 중심을 안내하여 심 어긋남을 방지하는 가이드 돌기 (15) 와, 이 가이드 돌기 둘레에 각날 (16) 을 구비하고 있어, 땅속에 경질의 장해물이 있어도 원활하게 압입할 수 있도록 되어 있다.

그리고 선단날은 상기 걸어맞춤 돌기 (12) 를 파일 하단 플랜지 (4) 의 구멍 (6) 에 끼움과 동시에, 작은 돌기 (11b) 를 하단 플랜지 (4) 의 오목부 (4b) 에 끼 워 플랜지 (11) 에 동심원 상으로 뚫은 구멍 (11a, 11a) 과 하단 플랜지 (4) 의 볼트 구멍 (4a) 을 삽입 통과한 볼트와 너트에 의해 고정하도록 되어 있다.

또한 전술한 선단날 (10) 은 주조에 의해 일체로 형성하는 경우도 있고, 각 부재를 상호 용접하여 구성하는 경우도 있으며, 또 파일에 대해 볼트 고정 대신에 용접 고정하는 경우도 있다.

또 파일의 외주에는 날개체 (17) 를 구비하고, 이 날개체는 원통부 (18) 둘레에, 파일을 압입하는 장소의 지질에 맞춘 형상, 치수의 지반 굴삭용의 날개 (19) 를 갖는 것으로 되어 있고, 이 날개 (19) 는 예컨대 나선 형상의 것으로 되어 있고, 회전 압입 방향의 선단 가장자리에 굴삭날을 구비하고 있다.

그리고 원통부 (18) 의 내면에는, 상기 종골재 (1) 의 홈형상부 (1b) 와 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 돌기 (18a) 를 형성하고 있어, 날개체를 파일의 축선방향의 필요한 위치에 세트하여 용접 고정할 수 있도록 되어 있다.

전술한 바와 같이 구성한 본 발명의 파일은, 최초에 지반으로 압입되는 파일의 하단에 상기 선단날 (10) 을 장착하고, 필요한 위치에 상기 날개체 (17) 를 장착하여 종래부터 강관 파일의 회전 압입에 사용되고 있는 기기를 사용하여 회전 압입을 실행한다.

또한 회전압입용 기기는 상단 플랜지에 접속하고, 종골재 (1) 의 홈형상부 (1b) 를 압입용 기기와의 접속용 걸어맞춤부로 하는데, 접속수단에는 여러가지가 있으므로, 필요에 따라 접속 어댑터를 제작한다.

최초의 파일을 전부 압입하면, 그 파일의 상단 플랜지에 다른 파일의 하단 플랜지를 볼트 (20) 와 너트 (21) 로 접속하고, 그 후 접속부분의 둘레의 측판을 설치하지 않은 부분에 상하의 측판을 각각 장착한다.

그리고 파일의 하단이 지지 지반에 도달하거나, 혹은 충분한 지지력이 얻어지는 깊이까지 압입되면, 가장 상방에 위치하는 파일의 상단에서의 통형의 접속용 돌기 (5) 로부터 콘크리트를 흘려넣고, 접속되어 있는 모든 파일 내에 충전한다.

그렇게 하면, 콘크리트 중 시멘트의 일부가 투수성의 측판 (7) 으로부터 파일 주위에 투과되어, 파일 측면과 토사와의 틈이나, 압입시에서의 굴삭날개의 회전에 의해 풀어진 주위의 토사의 틈에 침투되어 파일과 토사의 틈이 메워짐과 동시에 주위의 토사가 경화되어, 지반에 대한 파일의 연직 마찰력이 증대된다.

또, 파일 내의 콘크리트는 파일 내의 철근 (8, 9) 둘레에서 경화되고, 파일 자체가 콘크리트 파일로 되어 콘크리트를 흘려넣지 않은 경우에 비하여 내하중성이 매우 증대되며, 큰 지지력이 요구되는 대규모 건축물이나 토목구조물의 지지 파일로서 유효하게 적용할 수 있다.

전술한 실시예의 것에서는, 원형 강판을 고리 형상의 것으로 구성함과 동시에 측판을 투수성을 갖는 것으로 구성하고 있으나, 파일 내부에 콘크리트를 흘려넣지 않고 사용하는 경우에는, 원형 강판을 환상으로 하지 않고, 측판을 구멍이 없는 강판 등의 판재로 구성하는 경우도 있다.

또, 종골재 (1) 를 H 형강으로 구성하는데, 홈형상부를 갖는 것이면 I형강이나 채널 바 등 적절한 형상의 것을 채택할 수 있고, 또 종골재의 굵기를 파일의 길이나 압입하고자 하는 지반의 경도 및 지지해야 하는 구조물의 중량 등의 각종 요 건에 따라 규격, 범용품으로부터 상응하는 것을 선택하고, 사용 개수는 본 실시예와 같이 4개가 아니라, 2개 혹은 3개 혹은 5개 이상 사용하는 경우도 있다.

또한 파일의 내부에 미리 콘크리트를 흘려넣어 콘크리트 파일로서 제작하고, 회전 압입할 수 있는 콘크리트 파일로서 사용하는 경우도 있으며, 이 경우에는 원형 강판을 환상의 것으로 하는데, 측판을 구멍이 없는 것으로 구성하거나, 측판을 설치하지 않도록 구성하는 경우도 있다.

또, 본 실시예의 것에서는 측판을 금망으로 구성하고 있으나, 펀칭 메탈 등의 구멍이 있는 판으로 구성하는 경우도 있으며, 어느 경우이든 그물망의 미세함이나 구멍의 치수는 파일을 압입하는 지질에 따라 적절하게 설정한다.

본 발명에 의하면, 골격 구조체 둘레를 측판으로 덮은 것으로 되어 있으므로, 강관 파일보다도 강성 및 지지력이 크고, 게다가 종래의 콘크리트 파일보다도 경량으로 보관, 운반이 용이하다는 장점이 있다.

또, 원형 강판을 환상의 것으로 구성한 것에서는, 파일을 지반에 타설한 후 내부에 콘크리트를 흘려넣음으로써 지반 내에 콘크리트 파일과 동일한 지지구조를 설치할 수 있어, 중량이 큰 건축물 등의 구조물을 안정적으로 지지할 수 있다.

또한 측판을 펀칭 메탈 등의 투수성을 갖는 소재의 것으로 구성한 것에서는, 본 발명의 파일을 지반에 타설한 후 전술한 바와 같이 파일 내에 콘크리트를 흘려넣으면, 회전압입시에 파일과 지반과의 사이에 생기는 틈 및 주위의 지반에, 콘크리트 내의 시멘트 성분을 필요충분한 양을 유출하여, 그 후 파일 내부의 콘크리트 와 함께 경화되어, 보다 큰 지지력을 기대할 수 있다.

또 미리 파일 내에 콘크리트를 흘려넣어 경화시킨 것은, 내부에 골격 구조체를 갖고 있으므로, 종래의 콘크리트 파일에 비하여 비틀림 방향의 힘이 강하고, 따라서 회전 압입시에 파일에 가해지는 회전력에 충분히 대응할 수 있어, 종래의 강관 파일과 동일한 회전압입용의 기재를 이용하여 동일한 순서로 시공할 수 있다. 즉, 강관 파일과 동일한 간편함을 유지하면서 콘크리트 파일과 동등 이상의 지지력을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 길이가 긴 강재로 이루어지는 평행한 복수개의 종골재 (從骨材) 에 직교하고, 종골재 사이를 연결하는 원형 강판을 종골재의 길이방향으로 필요한 간격을 두고 설치한 골격 구조체 둘레에, 이 골격 구조체 측면을 덮는 측판을 설치하여 이루어지는 회전 압입 파일.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원형 강판을 고리 형상의 것으로 구성함과 동시에, 상기 측판을 펀칭 메탈이나 금망 (金網) 등의 투수성 구멍을 갖는 것으로 구성하여 이루어지는 회전 압입 파일.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 종골재를, H 형강 등의 측면에 홈형상부를 갖는 강재로 구성하고, 이 홈형상부가 측면의 길이방향에 나타나도록 설치하여 이루어지는 회전 압입 파일.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 종골재와 평행을 이루는 복수의 종근재 (從筋材) 와, 이들 종근재 사이를 접속하는 횡근재 (橫筋材) 를 구비하여 이루어지는 회전 압입 파일.
5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 내부에 콘크리트를 충전하여 경화시켜 이루 어지는 회전 압입 파일.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 종골재의 홈형상부에, 원통체의 외주에 지반 굴삭용의 날개를 구비하고, 내면에 상기 홈형상부와 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 돌기를 갖는 날개체를 필요한 폭방향의 위치에 고정하여 이루어지는 회전 압입 파일.

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