KR20070014806A - 마이크로 파일 기초구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초지반의 천공홀(1)에 삽입되는 파이프(100)와; 그 파이프(100)의 심부에 삽입되는 마이크로 파일(200)과; 파이프(100)의 하부 측벽에 형성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)으로 구성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300)를; 포함하여 구성되는 마이크로 파일 기초구조물을 제시함으로써, 기초구조물로서 충분한 강도를 보유하면서도, 소요되는 부재의 길이를 단축할 수 있도록 한다.

마이크로 파일, 기초

Description

마이크로 파일 기초구조물{FOUNDATION STRUCTURE OF MICRO PILE}

도 1은 종래의 마이크로 파일 기초구조물을 도시한 단면도.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 의한 마이크로 파일 기초구조물을 도시한 것으로서,

도 2는 전체단면도.

도 3은 일방향 밸브의 사시도.

도 4는 부착력 증대수단의 제1실시예의 사시도.

도 5는 부착력 증대수단의 제2실시예의 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 천공홀 100 : 파이프

200 : 마이크로 파일 300 : 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부

301 : 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공 400 : 일방향 밸브

410 : 덮개부 420 : 결합부

500 : 부착력 증대수단 510 : 부착망

520 : 돌부

본 발명은 기초구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 마이크로 파일을 보다 효율적이고 안정적으로 시공할 수 있도록 하는 구조에 관한 것이다.

마이크로 파일(micro pile)이란 일반적으로 소구경의 파일(일반적으로 직경이 300mm 이하)을 지칭하는 것으로서, 이를 이용한 기초구조물은 적은 공간을 차지함에 비해 큰 하중을 지지할 수 있는 장점을 가지므로, 공간적 제약으로 인하여 대형장비의 진입이 불가능한 조건에 주로 적용된다.

도 1은 종래의 마이크로 파일 기초구조물을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 기본적으로 기초지반의 천공홀(1)에 삽입되는 파이프(10)와, 그 파이프(10)의 심부에 삽입되는 마이크로 파일(20)에 의해 구성되며, 파이프(10)와 마이크로 파일(200) 사이의 공간은 시멘트 밀크(cement milk) 또는 몰탈(mortar)을 주입하고 양생함으로써 충전한다.

심도가 깊어지는 경우에는 복수의 마이크로 파일(20)을 연결부재(30)에 의해 연결하여 사용하며, 파이프(10) 내주면과 마이크로 파일(20) 사이의 간격을 일정하게 하기 위하여 간격유지부재(40)를 적용하는 것이 일반적이다.

마이크로 파일(20)의 상부에는 지지판(50)이 이중너트(60a,60b)에 의해 결합되는데, 이러한 구조가 기초 콘크리트(70)에 근입되어 상부구조물의 하중을 기초지반에 전달하는 역할을 담당한다.

한편, 기초지반은 점토, 모래 등에 의해 구성된 연약층(2)과 암반에 의해 구성된 지지층(3)으로 나누어 볼 수 있는데, 상기 파이프(100)가 없다고 가정하는 경 우 천공홀(1)에 주입된 시멘트 밀크 또는 몰탈은 연약층(2)의 공극을 통해 유출될 것이고, 지지층(3)은 이러한 우려가 적으므로, 상기 파이프(10)는 연약층(2) 구간에만 근입되는 구성을 취한다.

마이크로 파일(20)이 연약층(2)에 근입된 구간(지표면으로부터 a-a선까지의 구간)은 강도를 발휘할 수 없다는 전제 하에 자유장(A)이라 칭하고, 지지층(3)에 근입된 구간(a-a선으로부터 b-b선까지의 구간)이 기초구조물로서 실제 강도를 발휘한다는 전제 하에 정착장(B)이라 칭한다.

상부의 하중에 대하여 저항할 수 있는 강도를 갖는 것은 지지층(3)이므로, 구조물 전체의 안정성을 담보하기 위해서는, 마이크로 파일(20)의 하단이 지지층(3)의 소정 심도까지 근입될 것이 요구되고, 이때 소요되는 정착장(B)의 깊이는 일반적으로 4 ~ 5 m 정도이다.

그런데, 기초지반의 성질에 따라 연약층(2)의 깊이가 과도한 경우, 상기 정착장(B)의 깊이까지 확보하기 위해서는, 전체적으로 소요되는 마이크로 파일(20)의 길이가 과도하게 되므로, 이를 해결하기 위한 방안이 절실히 요청되어 오고 있는 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기초구조물로서 충분한 강도를 보유하면서도, 소요되는 부재의 길이를 단축할 수 있도록 하는 구조의 마이크로 파일 기초구조물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기초지반의 천공홀에 삽입되는 파이프와; 상기 파이프의 심부에 삽입되는 마이크로 파일과; 상기 파이프의 하부 측벽에 형성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공으로 구성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부를; 포함하는 마이크로 파일 기초구조물을 제공한다.

상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공에는 상기 파이프의 내부로부터 외부를 향하여만 시멘트 밀크 또는 몰탈의 배출을 허용하는 일방향 밸브가 설치된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

상기 일방향 밸브는 상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공의 단면보다 큰 단면을 갖는 덮개부와; 상기 덮개부를 상기 파이프의 외면에 결합하는 결합부를; 포함하는 구성에 의해 구현될 수 있다.

상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부의 외측에는 주변지반에 대한 상기 파이프의 부착력을 증대하기 위한 부착력 증대수단이 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

상기 부착력 증대수단은 상기 파이프의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부 외주면을 덮도록 설치된 부착망인 구조를 취할 수 있다.

상기 부착력 증대수단은 상기 파이프의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부 외주면에 형성된 돌부에 의해 구현될 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단, 즉, 상기 마이크로 파일 기초구조물의 시공방법으로서, 상기 천공홀에 상기 파이프 및 마이크로 파일을 삽입하는 파일형성단계와; 상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈이 소정 배출될 수 있도록, 상기 파이프의 상측 개구를 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 가압식으로 주입하는 시멘트 밀크 또는 몰탈주입단계를; 포함하는 마이크로 파일 기초구조물의 시공방법을 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로 파일 기초구조물은 기본적으로, 기초지반의 천공홀(1)에 삽입되는 파이프(100)와; 그 파이프(100)의 심부에 삽입되는 마이크로 파일(200)과; 파이프(100)의 하부 측벽에 형성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)으로 구성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300)를; 포함하여 구성된다.

즉, 파이프(100)와 마이크로 파일(200)로 이루어지는 기본적인 구성은 종래의 그것과 동일하나, 파이프(100)의 하부 측벽에 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)을 형성하고, 그 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈이 기초지반의 연약층(2)으로 배출되어 보강부(4)가 형성되도록 한다는 점에 특징이 있는 것이다.

이와 같이 연약층(2)에 형성된 보강부(4)는 실질적으로 마이크로 파일(200)이 지지층(3)에 근입된 것과 마찬가지의 강도를 발휘할 수 있도록 하므로, 종래에는 지표면으로부터 a-a선까지의 구간에 해당하던 자유장(A)의 길이를(도 1 참조) 지표면으로부터 c-c선까지의 구간에 해당하는 자유장(A`)의 길이로 단축할 수 있도록 한다.(도 2 참조)

따라서, 종래에는 a-a선으로부터 b-b선까지의 구간에 해당하던 정착장(B)의 위치가(도 1 참조) c-c선으로부터 b-b선까지의 구간에 해당하는 정착장(B`)의 위치로 변경되는 효과를 가져오므로,(도 2 참조) 기초구조물로서 필요한 강도를 갖기 위한 정착장(B`)의 길이를 확보하면서도, 지지층(3)에 근입되는 마이크로 파일(200)의 길이를 단축할 수 있는바, 결과적으로 마이크로 파일(200) 전체의 길이를 단축할 수 있게 되는 것이다.

시멘트 밀크 또는 몰탈이 연약층(2) 지반을 향하여 골고루 배출될 수 있도록 하기 위해서는, 다수의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)이 파이프(100) 외주면에 골고루 분포하도록 하는 것이 바람직하다.

일단 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)을 통해 외부로 유출된 시멘트 밀크 또는 몰탈이 다시 파이프(100)의 내부로 역류하는 것을 방지하기 위해서는, 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)에 파이프(100)의 내부로부터 외부를 향하여만 시멘트 밀크 또는 몰탈의 배출을 허용하는 일방향 밸브(400)를 설치하는 것이 바람직하다.

일방향 밸브(400)는 상기 목적을 달성할 수 있는 구조이면 어느 것을 채용하더라도 관계없으며, 도 3은 하나의 실시예를 도시한 것이다.

본 실시예는 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)의 단면보다 큰 단면을 갖는 덮개부(410)와; 그 덮개부(410)를 파이프(100)의 외면에 결합하는 결합부(420)를; 포함하는 구성을 취한 것으로서, 파이프(100) 내부로부터 외부를 향하는 시멘트 밀크 또는 몰탈의 유출은 쉽게 허용하지만, 그 반대방향에 의한 시멘트 밀크 또는 몰탈의 유입은 상기 덮개부(410)가 자동적으로 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)을 폐쇄함에 따라 방지되도록 한다.

한편, 상술한 바와 같이 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300)의 주변에는 시멘트 밀크 또는 몰탈의 유출에 의해 보강부(4)가 형성되는데, 기초구조물 전체의 강도를 유지하면서도 마이크로 파일(200)의 길이를 단축하기 위해서는, 이 보강부(4)의 강도가 충분할 것이 절대적으로 요구되므로, 후술하는 바와 같은 별도의 수단을 강구하는 것이 바람직하다.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300)의 외측에는 주변지반에 대한 파이프(100)의 부착력을 증대하기 위한 부착력 증대수단(500)이 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직한 것이다.

도 4는 이러한 부착력 증대수단(500)의 일실시예로서, 파이프(100)의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300) 외주면을 덮도록 부착망(510)이 설치된 구조를 도시한 것이다.

이러한 부착망(510)은 천공홀(1)에 대한 파이프(100)의 삽입시 그 외주면을 둘러싸는 구조로서 함께 설치되는데, 시멘트 밀크 또는 몰탈의 배출에 의한 보강부(4)의 형성 후에는 그 보강부(4) 내부의 배근 역할을 하게 되므로, 주변지반의 보강부(4)를 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 파이프(100)와 주변지반의 보강부(4)의 부착력을 증대시키는 효과를 가져온다.

도 5는 상기 부착력 증대수단(500)의 또 다른 실시예로서, 파이프(100)의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300) 외주면에 돌부(520)가 형성된 구조를 도시한 것이다.

이러한 돌부(520)는 파이프(100)와 주변지반의 보강부(4) 사이의 접촉면적을 증대시키는 역할을 하므로, 양자 사이의 부착력을 증대시키는 효과를 낳는다.

부착력 증대수단(500)은 상기 2가지 실시예 이외에도, 파이프(100)의 외주면에 홈부, 요철부 등의 구조를 형성함으로써 구현할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 마이크로 파일 기초구조물의 시공방법에 관하여 설명한다.

기초지반에 천공홀(1)을 형성하고, 파이프(100) 및 마이크로 파일(200)을 삽입한 후, 파이프(100)의 상측 개구를 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는데, 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈이 배출되어 파이프(100)의 주변지반에 보강부(4)를 형성하기 위해서는 소정 압력에 의한 가압식으로 시멘트 밀크 또는 몰탈을 주입하는 것이 필요하다.

설계된 분량만큼 시멘트 밀크 또는 몰탈의 주입이 완료된 후, 마이크로 파일(20)의 상부에 기초 콘크리트(70)와의 결합을 강화하기 위한 구조(지지판(50), 이중너트(60a,60b) 등)를 형성하고, 기초 콘크리트(70)를 타설함으로써 마이크로 파일 기초구조물을 완성할 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 기초구조물로서 충분한 강도를 보유하면서도, 소요되는 부재의 길 이를 단축할 수 있도록 하는 구조의 마이크로 파일 기초구조물을 제공한다.

Claims (7)

1. 기초지반의 천공홀(1)에 삽입되는 파이프(100)와;

   상기 파이프(100)의 심부에 삽입되는 마이크로 파일(200)과;

   상기 파이프(100)의 하부 측벽에 형성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)으로 구성된 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300)를;

   포함하는 마이크로 파일 기초구조물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)에는

   상기 파이프(100)의 내부로부터 외부를 향하여만 시멘트 밀크 또는 몰탈의 배출을 허용하는 일방향 밸브(400)가 설치된 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초구조물.
3. 제2항에 있어서,

   상기 일방향 밸브(400)는

   상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)의 단면보다 큰 단면을 갖는 덮개부(410)와;

   상기 덮개부(410)를 상기 파이프(100)의 외면에 결합하는 결합부(420)를;

   포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초구조물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300)의 외측에는 주변지반에 대한 상기 파이프(100)의 부착력을 증대하기 위한 부착력 증대수단(500)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초구조물.
5. 제4항에 있어서,

   상기 부착력 증대수단(500)은

   상기 파이프(100)의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300) 외주면을 덮도록 설치된 부착망(510)인 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초구조물.
6. 제4항에 있어서,

   상기 부착력 증대수단(500)은

   상기 파이프(100)의 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출부(300) 외주면에 형성된 돌부(520)인 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 기초구조물.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 마이크로 파일 기초구조물의 시공방법으로서,

   상기 천공홀(1)에 상기 파이프(100) 및 마이크로 파일(200)을 삽입하는 파일형성단계와;

   상기 시멘트 밀크 또는 몰탈 배출공(301)을 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈이 소정 배출될 수 있도록, 상기 파이프(100)의 상측 개구를 통해 시멘트 밀크 또는 몰탈을 가압식으로 주입하는 시멘트 밀크 또는 몰탈주입단계를;

   포함하는 마이크로 파일 기초구조물의 시공방법.

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