KR20080005424A - 측방향 변위형 피어용 슬롯이 형성된 맨드릴 및 그 사용방법 - Google Patents

Abstract

슬롯이 형성된 맨드릴이 변위형 피어 부설에 사용된다. 땅속으로 타입되는 동안 맨드릴이 통과하게 되는, 호퍼로부터 맨드릴로 골재가 효과적으로 삽입될 수 있도록 하는, 종방향 슬롯들이 중공형 맨드릴의 측면에 형성된다. 물이 또한 골재와 함께 사용될 수 있다. 일단, 땅에서, 맨드릴이 형성된 구멍으로 골재(및 필요하다면 물)를 방출하기 위하여 단위별로 상승하게 되면, 그 다음에 맨드릴 헤드가 구멍 속의 골재를 압축한다. 이 장치 및 방법은 복잡하고 비싸며 맨드릴과 함께 올려지지는 호퍼에 대한 필요나 비싼 골재 운반 시스템의 사용에 대한 필요를 제거한다.

Description

측방향 변위형 피어용 슬롯이 형성된 맨드릴 및 그 사용 방법{SLOTTED MANDRAL FOR LATERAL DISPLACEMENT PIER AND METHOD OF USE}

이 출원은

2005년 5월 20일 접수된, 함께 진행중인 미합중국 예비출원번호 제60/682,286호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 빌딩, 벽, 산업시설 및 교통관련 구조물의 지지를 위하여 기초 토양에 골재 피어(aggregate pier)를 설치하는 것에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 복잡화된 골재 운반 시스템 및 높아진 호퍼(hopper)의 제거하는, 슬롯이 형성된 맨드릴(mendrel)의 사용을 통한 골재 피어의 효과적인 설치를 위한 장치 및 방법이다.

부드러운 또는 약한 토양을 포함하는 영역에 위치하게 되는 무거운 또는 침하 민감형(settlement-sensitive) 시설들은 종종, 타입 말뚝(driven pile) 또는 착암 콘크리트 피어(drilled concreate pier)로 이루어지는, 깊은 곳에 있는 기초 위 에 지탱된다. 깊은 곳에 있는 기초들은 구조물 하중을 부드러운 토양을 관통하여 더욱 적절한 토양 층(soil strata)에 전달하도록 설계된다.

근래 들어, 골재 피어가, 부드러운 토양을 포함하는 영역에 위치하게 되는 구조물을 지지하기 위하여, 점증적으로 사용되어 왔다. 피어는 부드러운 층을 강화하고 보강하도록, 그리고 결과적으로 발생하는 침하를 최소화하도록 설계된다.

피어는, 미합중국 특허번호 제5,249,892호 및 제6,354,766호("짧은 골재 피어(short aggregate piers)"에 기술된 착암 및 탬핑 법(drilling and tamping method), 미합중국 특허번호 제6,425,713호("측방향 변위형 피어(Lateral Displacement Pier")에 기술된 타입 맨드릴 법(driven mandrel method), 및 2004년 6월 17일에 공개된 미합중국 특허공개번호 제2004/0115011호에 기술된 바와 같이 "충격 피어(Impact Pier)"로 알려진 탬퍼 헤드 타입 맨드릴 법(tamper head driven mandrel method)을 포함하는 다양한 방법을 사용하여 부설된다.

공동(cavity)을 착암하거나 굴삭하는 것을 포함하는, 짧은 골재 피어 법(미합중국 특허번호 제5,249,892호 및 제6,354,766호)은, 구멍(hole)의 측벽의 안정성이 쉽게 유지되는 점착력 있는 토양(cohesive soils)에 설치될 때, 효과적인 기초 해결책이다.

측방향 변위형 피어 법(미합중국 특허번호 제6,425,713호) 및 충격 피어 법(미합중국 특허공개번호 제2004/0115011호)은, 공동의 측벽의 안정성이 쉽게 유지되지 않는 입상의 토양(granular soils)에서의 골재 피어 설치용으로 개발되었다. 측방향 변위형 피어는, 땅에 파이프를 박아넣고, 파이프 내부의 토양을 파낸 다음, 골재로 파이프를 채우고, 골재를 얇은 단위들(thin lifts)로 압축하도록 하기 위해 파이프를 사용함으로써 부설된다. 경사진 가장자리가 압축을 위해 파이프의 바닥에 사용된다. 충격 피어는 측방향 변위형 피어의 확장(extention)을 커버한다. 이 경우에, 더 작은 직경(8 내지 16 인치)의 탬퍼 헤드(tamper head)가 땅 속으로 타입된다. 일단 탬퍼 헤드가 설계 깊이까지 타입되면, 탬퍼 헤드는, 부서진 암석으로 채워진 파이프에 부착된다. 탬퍼 헤드는 암석이 공동 속으로 낙하하도록 상승하게 되며, 이어서 탬퍼 헤드는 각각의 단위의 골재를 압축하도록 아래로 다시 타입된다. 충격 피어의 일 장점은 피어 부설 속도이다.

피어의 완성을 위한 충분한 골재를 공급하기 위하여, 측방향 변위형 피어 법 및 충격 피어 법은 둘 다, 파이프 또는 맨드릴의 상부에 위치하게 되며, 피어 설치 활동의 부분으로서 채워지게 되고, 파이프 또는 맨드릴과 함께 상승하게 되는 호퍼나, 설치 활동 도중에 파이프 또는 맨드릴의 상부로 골재를 퍼올리도록 수행하게 되는 골재 운반 시스템 중 어느 하나를 필요로 한다. 높아진 호퍼의 사용 및 골재 운반 시스템의 사용은 피어 부설과정의 복잡성 및 비용을 부가한다.

본 발명에 따른 측방향 변위형 피어용 슬롯이 형성된 맨드릴은, 미합중국 특허번호 제6,425,713호("측방향 변위형 피어")에 기술된 타입 맨드릴 법, 및 상기한 미합중국 특허공개번호 제2004/0115011호("충격 피어")에 개시된 탬퍼 헤드 타입 맨드릴 법의 개선책이다.

본 발명은, 변위형 골재 피어의 부설 도중에, 부설현장과 동일한 높이에서 맨드릴로의 골재 삽입을 허용하도록 하는, 슬롯이 형성된 맨드릴의 사용에 의존한다. 슬롯이 형성된 맨드릴은, 맨드릴의 대부분의 길이를 관통하도록 연장되는 한 개의 시리즈 형태의 종방향 슬롯들을 갖도록, 그리고, 바람직하게, 서로 반대인 측면들에 맨드릴의 길이를 따라 두 개의 시리즈 형태의 또는 두 개의 코스의 슬롯들을 제공하도록, 제작된다.

맨드릴은, 타입(driving) 도중에 토양이 맨드릴에 진입하는 것을 방지하고, 골재 투입 및 압축 도중에 구멍의 바닥에 남게 되는, 맨드릴의 헤드로 삽입되는 희생판(sacrificial plate)과 함께 조립된다. 맨드릴 타입 작업 이전에, 맨드릴은 고정 호퍼(stationery hopper) 바닥의 개구부를 관통하여 위치하게 되며, 맨드릴의 끝단 또는 헤드는 지면(ground surface) 위에 놓인다. 고정 호퍼는 이어서 골재로 채워진다. 그 다음에, 맨드릴은 고정 호퍼 및 호퍼 바닥에 있는 개구부를 관통하여 맨드릴의 설계 깊이까지 타입된다. 맨드릴이 호퍼를 관통함에 따라, 호퍼 내의 골재는 특수하게 설계된 슬롯을 통해 맨드릴 속으로 진입한다. 진입하는 골재는, 맨드릴이 하방으로 타입됨에 따라 맨드릴을 채우며, 기반 토양(matrix soil)이 슬롯 속으로 진입하는 것을 방지한다.

물이, 맨드릴을 관통하는 골재 흐름을 형상시키기 위하여, 그리고 기반 토양이 슬롯으로 진입하는 것을 방지하는 것을 돕기 위하여, 골재에 더해질 것이다. 압축 작업 중의 맨드릴의 바닥 밖으로의 골재의 후속 배출(subsequent discharge) 도중에, 슬롯이 형성된 맨드릴은, 호퍼 내의 골재가 슬롯을 관통함에 따라 필요한 만큼, 골재와 물로 연속적으로 채워진다. 본 발명은, 피어 설치 도중에 맨드릴과 함께 상승하는 고가의 호퍼에 대한 필요, 또는 높아진 호퍼가 바람직하지 않은 것으로 간주됨에 따른, 맨드릴의 상부의 비싼 골재 운반 시스템에 대한 필요를 제거한다. 나아가, 동일 평면상의 호퍼를 갖는 슬롯이 형성된 맨드릴의 사용은, 현장 기술자가 호퍼로부터 맨드릴로의 골재 흐름을 관찰할 수 있도록 하며, 따라서 골재가 압축 작업 도중에 정확한 깊이에 적절하게 방출된다는 확신을 증가시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은, 높아진 호퍼 및/또는 복잡한 골재 운반 시스템에 대한 필요성을 제거하는, 슬롯이 형성된 중공형 맨드릴의 사용을 통한 골재 피어의 효과적인 설치를 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 맨드릴의 측벽에 수직으로 연장되게 배열되는 슬롯을 통해 골재가 슬롯이 형성된 맨드릴 속으로 채워지게 될 수 있는, 상기한 목적에 따른 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 맨드릴이 토양 속으로 타입됨에 따라 골재를 받기 위하여 맨드릴이 자체를 관통하게 되며 부설현장과 동일한 높이에 있는 호퍼를 포함하는, 상기한 목적에 따른 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 슬롯이 형성된 맨드릴이 맨드릴 헤드 속으로 삽입되는 희생판과 조립되는, 상기한 목적에 따른 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 희생판은 타입 도중에 토양이 맨드릴로 그 개방된 바닥을 통해 진입하는 것을 방지하며, 골재 투입 및 압축 도중에 구멍의 바닥에 남아있게 된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 맨드릴을 통한 골재 흐름을 향상시키기 위하여, 그리고 기반 토양이 맨드릴의 슬롯으로 진입하는 것을 방지하기 위하여, 골재에 물을 부가하는 것을 포함하는, 상기한 목적에 따른 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 맨드릴의 개방된 바닥을 통해 분할된 여러 단위의 골재를 구멍 속에 퇴적시키고, 구멍에서 골재를 압축함과 더불어 골재를 구멍의 측벽으로 측면방향으로 배치하도록 각 단위의 골재를 개별적으로 압축하는, 상기한 목적에 따른 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

여기서 특별히 확인되는 본 발명의 마지막 목적은, 맨드릴이 이용가능한 재료로 쉽게 만들어질 수 있는, 상기한 목적에 따른 슬롯이 형성된 맨드릴의 사용을 통한 골재 피어의 설치를 위한 장치 및 방법을 제공하고, 효과적이고 비용효율적인 피어 부설 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

이들은, 뒤따라 명백해지게 될 다른 목적 및 장점과 함께, 전체적으로 동일한 도면부호가 동일한 부분과 관련되는, 이에 관한 부분을 형성하는 첨부도면을 참조하여, 이후에 더욱 자세히 설명되고 청구되는 바와 같은, 본 발명의 부설 및 작업 상세사항에 존재한다. 도면은 본 발명을 예시하기 위한 용도로 사용되지만, 필연적으로 기준화하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 슬롯이 형성된 맨드릴의 정면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 종방향 슬롯을 도시하는 도 1의 슬롯이 형성된 맨드 릴의 측면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2의 슬롯이 형성된 맨드릴의 평면도이다.

도 4a는 맨드릴을 타입하기 이전에 그리고 동일 높이에 위치하는 고정 호퍼를 통해 연장되는 상태의, 도 1 및 도 2의 슬롯이 형성된 맨드릴의 측면도이다.

도 4b는 맨드릴이 토양으로 타입되는 동안 맨드릴이 통과하게 되는 개구부를 도시한 고정 호퍼의 저면도이다.

도 5는 맨드릴을 뽑아내기 이전에 그리고 타입되는 상태의, 도 1 및 도 2의 슬롯이 형성된 맨드릴의 측면도이다.

도 6은 골재가 압축되기 이전에 그리고 맨드릴이 뽑히는 상태의, 도 1 및 도 2의 슬롯이 형성된 맨드릴의 측면도이다.

도 7은 골재가 압축되는 상태의, 도 1 및 도 2의 슬롯이 형성된 맨드릴의 측면도이다.

본 발명에 관한 어떠한 실시예가 상세하게 설명되기 이전에, 본 발명은 뒤따르는 상세한 설명 또는 도면에서의 예시에서 설명되는 구성요소들의 배열 및 부설의 상세사항에 그 응용이 제한되지 않는다는 것을 이해해야 할 것이다. 본 발명은 대안적인 실시예들이 가능하며, 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다. 구체적으로, 설명되는 바와 같은 도면에 나타나는 치수는 좋은 예가 되는 실시예일 뿐이며, 조건 인가(conditions warrant)에 따라 당업자에 의해 수정될 수 있을 것이 다.

방법 및 장치는 기반 토양에 골재 피어의 효과적인 설치를 위해 제공된다. 방법은, 맨드릴을 타입할 수 있는 베이스 장비(12)로, 기반 토양에 슬롯이 형성된 중공 맨드릴(10)을 타입하는 것으로 이루어진다. 베이스 장비는 전형적으로 진동 타격 햄머( vibratory piling hammer)(14)가 갖추어지며, 침투(penetration)를 달성하기 위하여 맨드릴(10)에 하방으로 또는 밀어넣는 힘을 작용하도록 하는 능력을 갖는다.

타입 이전에, 맨드릴(10)은, 맨드릴 바닥의 맨드릴 헤드(20)의 내부 환형테(annulus)(18) 속에 조립되는, 일회용 타입 슈(driving shoe)(16)와 조립된다. 일회용 타입 슈(16)는 맨드릴 헤드(20)의 환형테(18) 보다 조금 크며, 따라서 타입 도중에 요구되는 타입 깊이까지 맨드릴의 바닥에 위치하게 된다. 맨드릴(10)이 상승될 때, 타입 슈(16)는 타입된 깊이에 남아있게 되며, 작업을 위해 희생하게 된다. 타입 슈는 강(steel), 합금, 목재, 금속판, 또는 다른 적절한 제작재료로 제작된다. 선택적으로, 맨드릴의 바닥은, 맨드릴이 타입되고 상승하게 됨에 따라 닫히고 열릴 수 있는 밸브를 포함할 수도 있을 것이다.

맨드릴은, 맨드릴 타입 도중에 지면(24)에 고정된 상태로 남아있게 되는 호퍼(22)를 관통하여 위치하게 된다. 호퍼(22)는 타입 도중에 맨드릴(10)에 골재(26)를 공급하기 위하여 사용된다. 이 실시예에서, 호퍼는 그 바닥(27)에 14인치 직경의 개구부(25)를 갖는다(도 4b 참조). 다른 직경의 개구부도 맨드릴의 직경이 달라짐에 따라 적절하게 사용될 수 있을 것이다. 개구부(25)는 원형이거나 맨드릴의 단 면 형상에 적합하도록 형성될 것이다. 맨드릴(10)은 타입 도중에 요구되는 깊이까지 개구부(25)를 관통하게 된다.

맨드릴(10)이 호퍼(22) 바닥(27)에 있는 개구부(25)를 관통하도록 배치된 이후에, 호퍼는 골재(26)으로 채워진다. 현재 설명되는 실시예에서, 골재는 체 규격(sieve size) 번호 200(0.074 인치)을 통과하는 것이 5% 이하인 최대입자크기 1.5인치의 순수 암석(clean stone)으로 이루어진다. 또한, 체 규격 번호 200을 통과하는 재생콘크리트, 슬래그, 재생아스팔트 및 다른 부설 재료 등과 같은 골재를 5% 이상 포함하는, 1/4인치 내지 3인치 범위의 최대입자크기의 순수 자갈과 같은 대안적인 골재가 사용될 수도 있을 것이다. 골재의 최대크기는 맨드릴(10)의 슬롯(28)(이하에 설명됨)의 폭의 50%를 초과해서는 안 된다.

고정호퍼(22)로부터 맨드릴(10)로의 암석 흐름을 촉진하기 위하여, 길쭉한 슬롯이 맨드릴의 측면 또는 몸체(30)에 종방향으로 절단된다. 이 실시예에서, 두 개의 시리즈 형태 또는 두 개의 코스의 슬롯들(28)이 맨드릴(10) 몸체의 서로 반대측의 측면(30)에 각각 절단된다. 슬롯(28)은 대략 6인치의 폭과 24인치의 길이이며, 대략 12인치의 거리에 의해 수직으로 분리되는 것이 바람직하다. 코스의 수 및 슬롯의 길이와 폭은, 사용되는 골재의 크기와 맨드릴의 단면 크기에 의존하는 암석의 맨드릴로의 최적 흐름을 달성하기 위하여 변경될 수 있다. 그러나, 맨드릴의 구조적 안정성을 유지하기 위하여, 맨드릴의 어떠한 고도에 위치하는 슬롯들의 폭의 합(sum)은 그 고도에서 맨드릴 단면의 원주 길이의 50%를 초과해서는 안 된다. 맨드릴(120)은, 바람직하게 육각형을 형성하도록 굽혀지는 1/2인치 또는 3/8인치 두 께의 압연강(rolled steel)을 사용하여 제작된다. 이것은 도 3의 맨드릴의 평면도에 나타난다. 트여있는 맨드릴의 측면은 연속적인 튜브를 형성하기 위하여 용접된다. 사각형, 팔각형 또는 다른 절곡된 형상으로 형성되도록 강(steel)으로 만들어지는 맨드릴, 또는 원형 단면의 맨드릴 등과 같은 다른 맨드릴 형상들 또는 치수들 또한 사용될 수 있을 것이다. 맨드릴 벽 두께는 1/4 인치 내지 1인치까지, 맨드릴의 직경, 길이, 맨드릴 제작재료, 및 타입조건에 의존하여, 변할 것이다. 맨드릴은 전형적으로 10 내지 40 피트(feet)의 길이이다. 그러나, 짧게는 5피트까지 그리고 길게는 70피트까지의 대안적인 길이가 사용될 수도 있다.

맨드릴 헤드(20)는, 맨드릴(10)의 바닥에 볼트로 결합되거나 용접되는 강재 탬퍼 풋(steel tamper foot)(32) 형상인 것이 바람직하다. 현재 설명되는 실시예에서, 탬퍼 풋(32)은 원통형이며 14인치의 최대직경을 갖는다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 탬퍼 풋(32)은 대략 8인치의 두께이며, 탬퍼 풋의 측면(34)은 대략 45도 각도로 경사지게 된다. 이 형상은 압축 작업 도중에 골재를 측면방향으로 밀어낸다. 탬퍼 풋(32) 또한 중공형이다. 현재 설명되는 실시예에서, 중공형 탬퍼 풋 내부의 환형테 공간(18)의 직경은 대략 10인치이다. 육각형 맨드릴(10)의 내부는 탬퍼 풋의 환형태 공간(18) 보다 약간 크기 때문에, 맨드릴(10)을 관통하고 탬퍼 풋을 관통하는 골재의 부드러운 흐름을 촉진하기 위하여, 강재 플랜지(36)가 맨드릴(10)의 내부에 용접된다. 탬퍼 풋의 다른 직경, 두께, 및 환형테 공간의 치수 또한 사용될 수 있다. 탬퍼 풋(32)은 타입조건에 의존하여, 6인치 내지 24인치 범위 이내의 직경을 가질 것이다. 탬퍼 풋은 또한 1인치 내지 10인치 사이에서 두께가 변할 것이다. 환형테 공간(18)은 탬퍼 풋의 직경에 의존하여, 4인치 내지 23.5인치 사이에서 직경이 변할 것이다. 맨드릴의 최대 단면 치수는 탬퍼 풋의 최대크기와 동일하거나 작아야 한다.

맨드릴(10)은 골재로 호퍼를 채우기 이전에 호퍼(22)를 관통하도록 배치된다. 호퍼(22)는 맨드릴(10)을 타입하기 이전에 골재(26)으로 채워진다. 이어서, 구동기 및 맨드릴(10)의 상부에 용접되거나 다른 방법으로 부착되는 지지판(23)에 연결되는, 진동 타격 헤머(14)를 사용하여, 맨드릴이 설계 깊이까지 호퍼를 관통하여 타입된다. 타입 도중에, 골재(26)는 호퍼(22)로부터 그리고 맨드릴 측면의 슬롯(28)을 통해 맨드릴을 채우기 위하여 흘러간다. 골재가 맨드릴의 내부를 채우기 때문에, 주변 토양은 타입 도중에 슬롯을 통해 맨드릴로 진입할 수 없다.

골재 흐름을 촉진하고, 슬롯(28)으로의 기반 토양의 이동을 방지하는데 도움을 주고자, 타입 및 피어 부설 도중에 물이 골재에 부가될 수도 있을 것이다. 물은 맨드릴의 물 노즐(water jet)을 통해, 또는 호퍼를 골재(26)로 채운 후에 호퍼(22)를 물로 채움에 의해 부가될 수 있을 것이다.

일단 맨드릴이 설계깊이까지 도달하고, 맨드릴이 약간 상승하게 되면, 타입 슈(16)가 뜯겨지고 설계깊이에 남아있게 된다. 맨드릴이 상승함에 따라, 골재는 탬퍼 풋(32)의 환형테 공간(18) 밖으로 흐르게 된다. 맨드릴(10)이 전형적으로 대략 3피트 상승하게 되고, 그 다음에 맨드릴 헤드(20)(또는 탬퍼 풋(32))의 밖으로 흘러나간 골재(26)를 압축하기 위하여 반대로 하방으로 다시 타입된다. 다른 상승 및 재타입 치수가 사용될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 더 넓은 골재 피어를 얻기 위 하여, 맨드릴이 4피트 또는 5피트 상승하게 되고, 그 다음에 주어진 깊이에서 더 큰 폭의 압축된 골재를 제공하기 위하여 3피트 또는 4피트 재타입될 수도 있을 것이다. 더 작은 폭이 요구되는 적용을 위하여, 맨드릴은 2피트 상승하게 되고, 1피트 재타입될 수도 있을 것이다.

맨드릴 헤드(20)의 경사진 측면(34)은 구멍의 측벽으로 골재를 측면 방향으로 밀어내는 것을 촉진하며, 주변 토양에 압력을 증가시킨다. 현재 설명되는 실시예에서, 경사면은 대략 수평으로부터 45도 각도의 경사를 갖도록 점점 가늘어진다. 그러나, 수평으로부터 30도 또는 60도 등과 같은, 다른 경사면 각도도 사용될 수 있을 것이다. 수평으로부터 더 경사가 급한 경사면 각도는, 주변 토양 덩어리로의 골재의 침투(penetration)를 더욱 향상시킨다.

피어는 바닥으로부터 위로 증가하도록 부설된다. 슬롯들(28)은 맨드릴의 거의 전체 길이에서 연장되기 때문에, 맨드릴은 호퍼로부터 슬롯을 통해 흐르는 골재로 일정하게 채워질 수 있다.

이상에서 설명한 것은 단지 본 발명의 원리들의 예시로 간주 된다. 나아가, 무수히 많은 수정과 변경이 당업자에게 쉽게 떠오를 수 있을 것이기 때문에, 설명되고 도시된 정확한 부설 및 작업에 본 발명을 제한하는 것을 요구하지 않는다. 반대로, 모든 적당한 수정들 및 균등물들은 본 발명의 범위 이내에 포함되는 것을 의지하게 될 것이다.

Claims (20)

1. 맨드릴의 측벽에 수직으로 위치하게 되는 길쭉한 슬롯들을 갖는 상기 중공형 맨드릴,

   상기 맨드릴을 땅속으로 수직으로 타입하기 위한 베이스 장비, 및

   호퍼를 통해 상기 맨드릴이 관통하며, 상기 슬롯을 통해 상기 맨드릴로 흐르도록 골재로 채워지는, 지면의 상기 호퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴은 원통형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴은 육각형 또는 팔각형 단면과 같은 절곡된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴은 맨드릴 헤드 및 맨드릴 샤프트를 포함하며, 그리고

   상기 맨드릴 헤드는 상기 맨드릴 샤프트 보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴은 맨드릴 헤드 및 맨드릴 샤프트를 포함하며, 그리고

   상기 맨드릴 헤드는 상기 맨드릴 샤프트와 동일한 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴은 경사진 형상을 갖는 맨드릴 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴은 원통형 맨드릴 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
8. 제 1항에 있어서,

   골재는, 암석, 미세 재료, 재생 콘크리트, 재생 아스팔트, 슬래그, 또는 다른 부설 재료로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 맨드릴의 바닥에 위치하게 되는 희생판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
10. 제 1항에 있어서,

    물이 골재에 부가되는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
11. 제 1항에 있어서,

    교대로 상기 맨드릴의 바닥으로부터 상기 골재를 배출하고 상기 맨드릴 내에 상기 골재를 유지하기 위한, 상기 맨드릴의 바닥에 위치하게 되는 밸브를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
12. 그 내부에 종방향으로 위치하게 되는 수직의 슬롯들 및 그 바닥에 위치하게 되는 희생 타입 슈를 구비하는 중공형 맨드릴,

    상기 맨드릴 및 타입 슈를 땅에서 어느 깊이까지 수직으로 타입하기 위한 베이스 장비, 및

    상기 맨드릴이 땅속으로 타입됨에 따라 상기 슬롯을 통해 상기 맨드릴로 흐르는 골재를 수용하고, 타입되는 상기 맨드릴이 관통하는 개구부를 구비하는 호퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 장치.
13. 길쭉한 튜브형 몸체, 및 상기 몸체의 대부분의 길이를 따라 상기 몸체를 종방향으로 관통하는 시리즈 형태의 수직 슬롯들을 포함하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 슬롯이 형성된 맨드릴.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 슬롯들은 상기 맨드릴 몸체의 어떠한 단면의 고도에서의 원주 길이의 50%를 초과하지 않는 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 슬롯이 형성 된 맨드릴.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 슬롯들은 상기 맨드릴 몸체의 밖으로부터 상기 맨드릴 몸체의 내부로 골재가 자유롭게 흐를 수 있도록 하는 크기인 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 슬롯이 형성된 맨드릴.
16. 제 1항에 있어서,

    상기 맨드릴의 측벽에 수직으로 위치하게 되는 상기 길쭉한 슬롯들은, 상기 맨드릴의 서로 반대측의 측벽들에 수직으로 위치하게 되는 두 개의 시리즈 형태의 상기 슬롯들을 포함하는 것을 특징으로 하는 골재 피어 부설용 시스템.
17. 슬롯이 형성된 맨드릴을 지표 고도에 위치하게 되는 호퍼의 개구부 내에 수직으로 배치시키는 단계;

    상기 호퍼를 골재로 채우는 단계;

    골재가 상기 맨드릴의 슬롯들을 통해 맨드릴 속으로 흐르는 가운데, 상기 호퍼 및 상기 개구부를 통해 상기 슬롯이 형성된 맨드릴을 타입하는 단계;

    상기 맨드릴이 상기 슬롯을 관통한 골재로 채워지는 가운데, 요구되는 수직 깊이까지 구멍을 형성하도록 상기 맨드릴을 타입하는 단계;

    골재가 상기 맨드릴의 헤드에서 외부로 흐르도록 하기 위하여 상기 구멍 내의 상기 맨드릴을 상승시키는 단계; 및

    상기 구멍 속의 상기 맨드릴 헤드 밖으로 배출된 골재를 압축하기 위하여 상기 맨드릴을 하방으로 타입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 공동의 측벽 안정성이 유지되기 어려운 지표 토양에 골재 피어를 부설하기 위한 방법.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 구멍에서 상기 맨드릴을 상승시키는 상기 단계는 단지 한 단위의 골재가 상기 구멍으로 흘러나갈 수 있도록 짧은 거리 만큼이고,

    상기 맨드릴을 하방으로 타입하는 상기 단계는 한 단위의 골재를 압축하며, 그리고

    상기한 단계들은, 상기 맨드릴이 상기 골재 피어가 형성될 때까지 구멍에서 상방으로 이동함에 따라, 각각의 단위의 골재에 대하여 반복되는 것을 특징으로 하는 수직 공동의 측벽 안정성이 유지되기 어려운 지표 토양에 골재 피어를 부설하기 위한 방법.
19. 제 17항에 있어서,

    골재를 압축하기 위하여 하방으로 맨드릴을 타입하는 상기 단계는 골재를 구멍의 측벽으로 측면방향으로 밀도록 야기하며, 주변 토양에 압력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 수직 공동의 측벽 안정성이 유지되기 어려운 지표 토양에 골재 피어를 부설하기 위한 방법.
20. 제 17항에 있어서,

    물이 골재에 부가되는 것을 특징으로 하는 수직 공동의 측벽 안정성이 유지되기 어려운 지표 토양에 골재 피어를 부설하기 위한 방법.

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