KR20080008494A - A stone column reinforced with uniformly graded permeable concrete and method for it - Google Patents

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KR20080008494A
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Abstract

A stone column reinforced with uniformly graded permeable concrete is provided to prevent expansion failure and subsidence occurring on the upper part of a compaction pile for reinforcing a structure on the soft ground by forming a reinforcement layer on the upper part of a compaction pile inserted to the soft ground. A stone column reinforced with uniformly graded permeable concrete(100) comprises column-shaped excavation holes(130) formed in the earth to reinforce a structure on the upper part of the soft ground, and reinforcement materials tamped and filled in the excavation holes, wherein the reinforcement material comprises a concrete reinforcement layer(110) formed on the upper part of the excavation hole and filled with uniformly graded aggregate, water and concrete, and a rubble layer(120) formed on the lower part of the concrete reinforcement layer and filled with rubble, and the height(h) of the concrete reinforcement layer is three or five times the diameter(D) of the excavation hole.

Description

등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝{A STONE COLUMN REINFORCED WITH UNIFORMLY GRADED PERMEABLE CONCRETE AND METHOD FOR IT}I STONE COLUMN REINFORCED WITH UNIFORMLY GRADED PERMEABLE CONCRETE AND METHOD FOR IT}

도 1은 다짐말뚝을 연약지반에 설치한 경우 다짐말뚝 상부에서 횡방향 팽창이 일어나는 상태를 도시한 측단면도,1 is a side cross-sectional view showing a state in which the lateral expansion occurs in the top of the compaction pile when the compaction pile is installed on the soft ground,

도 2는 연약지반 상부에 사면이 존재하는 경우 파괴형태를 도시한 측단면도,Figure 2 is a side cross-sectional view showing a fracture form when there is a slope on the upper soft ground,

도 3은 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위한 본 발명의 일실시예를 나타내는 측단면도, Figure 3 is a side cross-sectional view showing an embodiment of the present invention for reinforcing the structure on the soft ground,

도 4는 연약지반에 있어 사면안정을 위한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도, Figure 4 is a side cross-sectional view showing another embodiment of the present invention for slope stability in soft ground,

도 5는 보강심도에 따른 연직변위에 대한 3차원 유한요소해석 결과를 나타내는 도표, 5 is a diagram showing the results of the three-dimensional finite element analysis of the vertical displacement according to the reinforcement depth,

도 6은 보강심도에 따른 수평변위에 대한 3차원 유한요소해석 결과를 나타내는 도표, 6 is a diagram showing the results of the three-dimensional finite element analysis of the horizontal displacement according to the reinforcement depth;

도 7은 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예의 시공방법을 도시한 흐름도, 7 is a flow chart showing a construction method of an embodiment of the present invention shown in FIG.

도 8은 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예의 시공방법을 도시한 흐름도. 8 is a flow chart showing a construction method of another embodiment of the present invention shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100,100': 다짐말뚝 110,110': 콘크리트 보강층100,100 ': Compaction pile 110,110': Concrete reinforcement layer

120,120': 쇄석층 130,130': 굴착공120,120 ': Crushed stone layer 130,130': Excavator

본 발명은 다짐말뚝 및 그 시공방법에 관한 것으로, 특히 연약지반을 보강하기 위한 다짐말뚝의 상부에 보강층을 구성하여 팽창파괴 및 침하를 방지할 수 있으며, 연약지반 상부에 사면이 존재하는 경우 연약지반 하부에서 발생하는 사면파괴를 방지하기 위해 다짐말뚝 하부에 보강층이 구성된 다짐말뚝 및 그 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compaction pile and a construction method thereof, and in particular, by constructing a reinforcing layer on the top of the compaction pile to reinforce the soft ground to prevent expansion destruction and settlement, and when the slope is present on the soft ground, the soft ground The present invention relates to a compaction pile having a reinforcing layer formed under the compaction pile and a construction method thereof in order to prevent slope destruction occurring in the lower portion.

국토면적이 좁은 우리나라는 해안 및 내륙의 연약지반의 활용을 통해 효율적인 국토이용이 절실한 실정이다. 그러나 해안의 연약지반은 유동성이 큰 포화 점성토층이 깊은 심도로 분포하고 있고, 대부분이 압밀진행성 점토로서 구조물 등의 상재하중 작용시 압밀침하, 전단변형 등이 발생하므로 안정성 확보를 위한 연약지반 처리가 필수적이라고 할 수 있다.In Korea, where the land area is narrow, efficient land use is urgently needed through the use of coastal and inland soft ground. However, the soft ground of the coast is distributed in a deep depth of saturated viscous soils, and most of them are consolidation-prone clays, and consolidation settlement and shear deformation occur during loading of the structure. It is essential.

현재 사용되고 있는 연약지반 처리공법으로는 주로 치환공법, 탈수, 배수공법, 진동다짐공법, 혼합처리공법 등이 있다.Soft ground treatment methods currently used mainly include substitution method, dehydration, drainage method, vibration compaction method, mixed treatment method.

연약지반 상 성토시 가장 큰 문제점은 압밀에 의한 장기 압밀침하를 들 수 있으며, 배수공법의 하나로서 Sand Drain 공법은 이러한 문제를 해결하기 위한 압밀촉진공법으로 널리 이용되어져 왔다. 그러나 대규모 토목공사에 사용되는 건설재료로서 막대한 양이 소요되는 모래는 연약지반 안정처리의 주 개량재로서 현재 수요는 급증하고 있으나, 채취 및 운반이 갈수록 어려워져 재료는 고갈상태에 이르고 있는 실정으로 대체 재료의 개발이 절실히 요구되고 있다.One of the biggest problems in the embankment on soft ground is long-term consolidation settlement by consolidation. As one of the drainage methods, the sand drain method has been widely used as a consolidation promotion method to solve these problems. However, as a construction material used for large-scale civil engineering works, sand, which requires a large amount, is the main improvement material for soft ground stabilization treatment, but the demand is increasing rapidly. However, as the collection and transportation becomes more difficult, the material is depleted. Development of materials is urgently needed.

일반적으로 Sand Drain 공법은 지중에서 끊기는 등의 단점이 있고, 이를 해결하기 위해 설계직경을 유지하여 연속된 배수기둥 형성을 위해 화학섬유를 망상으로 만든 자루에 모래를 채워 넣어 지중에 설치하는 Pack Drain공법, 진동 혹은 충격하중을 이용하여 지반 내에 모래를 압입하고 직경이 큰 압축된 모래기둥을 조성하여 Sand Drain 효과 및 치환에 따른 지반강도를 증대시켜 지반을 개량하는 Sand Compaction Pile 공법 등이 주로 이용되고 있다. In general, the Sand Drain method has a disadvantage of breaking in the ground. To solve this problem, the Pack Drain method installs sand in a bag made of chemical fibers with sand to form a continuous drainage column. Sand Compaction Pile is mainly used to press the sand into the ground by using vibration or impact load, and to form a compressed sand column with a large diameter to improve the ground strength by increasing the sand drain effect and displacement. .

일반적으로 배수공법의 하나로서 Sand Drain 공법 및 진동다짐공법의 하나로 Sand Compaction Pile 공법은 지지력의 증가와 침하량의 감소, 압밀도의 증가, 연약하거나 느슨한 퇴적지반에서의 액상화방지로 지반을 보강하기 위하여 사용되고 있다. 그러나 상기 공법들은 사용되는 재료의 특성상 배수재로서의 역할은 타 공법에 비해 우수하나 침하량이나 지지력 측면에서 대체 재료의 개발이 요구되고 있다.In general, as one of the drainage methods, one of the sand drain and vibration compacting methods, the sand compact pile method is used to reinforce the ground by increasing the bearing capacity, reducing the settlement amount, increasing the compactness, and preventing liquefaction in soft or loose sediment. . However, the above methods are superior to other methods due to the nature of the materials used, but development of alternative materials is required in terms of settlement and bearing capacity.

이에, 모래의 대체 재료인 쇄석을 사용한 공법으로 쇄석다짐말뚝(Gravel Compaction Pile)공법이 제시되고 있는 바, 이 공법은 쇄석재료의 구득이 용이하고 모래에 비하여 가격이 저렴하여 경제적인 연약지반 처리공법으로 압밀촉진에 의한 조기 침하종결 및 지지력 증대 등 공학적으로 우수한 공법이다.Therefore, the Gravel Compaction Pile method has been proposed as a method using crushed stone, which is an alternative material for sand, and this method is easy to obtain crushed materials and is cheaper than sand, making it an economical soft ground treatment method. This is an excellent engineering method such as early settlement termination and increased support by consolidation promotion.

그러나 쇄석다짐말뚝에 하중을 가하면 도 1에서 보는 바와 같이 다짐말뚝은 상부에 팽창현상으로 변형되며, 말뚝에 의해 상부응력을 하부지지층까지 전달하기 보다는 상부응력을 쇄석말뚝과 흙이 서로 분담하여 지지한다는 원리로 다짐에 의해 기둥의 횡방향 팽창이 발생하고 점토에서 과잉공극수압의 감소를 가져와 입상기둥에 존재하는 많은 공극은 연약지반의 공극수압 소산을 촉진시킨다. 연약지반에 만들어진 쇄석다짐말뚝의 파괴는 여러 실험결과에 의하면 팽창파괴, 관입파괴, 전단파괴로 구분되며 일반적으로 말뚝길이가 긴 경우에는 도 1에서 보는 바와 같이 말뚝 상부에 팽창파괴로 발전하는 것이 일반적인 문제점이다.However, when the load is applied to the crushed compaction pile, the compacted pile is deformed into an expansion phenomenon at the upper portion, and the upper stress is shared by the crushed stone pile and the soil, rather than transferring the upper stress to the lower support layer by the pile. In principle, the compaction causes the lateral expansion of the column and reduces the excess pore water pressure in the clay, and many voids in the granular column promote the dissipation of the pore water pressure in the soft ground. The destruction of crushed compaction piles made on the soft ground is classified into expansion fracture, penetration failure, shear failure according to various experimental results. In general, when the pile length is long, it is common to develop expansion expansion on the pile as shown in FIG. It is a problem.

한편, 도 2에서 보는 바와 같이 연약지반 상부에 사면이 존재하는 경우에는 지반하부를 따라 사면파괴가 발생되므로 다짐말뚝을 설치하는 경우에 있어 다짐말뚝 하부를 보강할 필요성이 있는 것이다. On the other hand, when the slope is present in the upper soft ground, as shown in Figure 2 because the slope is generated along the lower ground, it is necessary to reinforce the compaction pile lower when installing the compaction pile.

따라서, 본 발명의 목적은 연약지반 상부에 구조물 보강을 위한 다짐말뚝 상부에서 발생하는 팽창파괴를 방지하고, 침하를 방지할 수 있는 다짐말뚝 및 그 시공방법을 제시하고자 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a compaction pile and a construction method that can prevent expansion and breakage occurring in the upper compaction pile to strengthen the structure on the soft ground, and to prevent settlement.

또한, 본 발명의 다른 목적은 연약지반 상부에 사면이 존재하는 경우 연약지반과 사면이 접하는 부분에서 연약지반 하부를 보강할 수 있는 다짐말뚝 및 그 시공방법을 제시하고자 한다.In addition, another object of the present invention is to propose a compaction pile and a construction method that can reinforce the lower soft ground in the part where the soft ground and the slope is in contact with the upper surface of the soft ground.

따라서 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 보강재로 구성되는 다짐말뚝에 있어서, 상기 보강재는 굴착공의 상부에 형성되며, 물, 시멘트, 골재로 구성된 콘크리트로 충진 되어지는 콘크리트 보강층;과 상기 콘크리트 보강층의 하부에 형성되며, 쇄석으로 충진 되어지는 쇄석층;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Therefore, the present invention for achieving the above object, in the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground to reinforce the structure on the soft ground, and the reinforcement is filled with the excavation hole, the reinforcement is It is formed on the top of the excavation hole, the concrete reinforcement layer is filled with concrete composed of water, cement, aggregate; and the crushed stone layer formed at the bottom of the concrete reinforcement layer, filled with crushed stone; characterized in that it comprises a.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연약지반에 있어 사면안정을 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 보강재로 구성되는 다짐말뚝에 있어서, 상기 보강재는 굴착공의 하부에 형성되며, 물, 시멘트, 골재로 구성된 콘크리트로 충진 되어지는 콘크리트 보강층;과 상기 콘크리트 보강층의 상부에 형성되며, 쇄석으로 충진 되어지는 쇄석층;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention for achieving the above object, in the soft ground, in the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground for the stability of the slope, and the reinforcement is filled with the excavation hole, the reinforcement is It is formed on the bottom of the excavation hole, the concrete reinforcement layer is filled with concrete composed of water, cement, aggregate; and the crushed stone layer formed on the top of the concrete reinforcement layer, filled with crushed stone; characterized in that it comprises a.

상기 콘크리트 보강층의 높이는 상기 굴착공의 지름에 3~5배에 해당하는 높이로 충진됨이 바람직하다.The height of the concrete reinforcing layer is preferably filled to a height corresponding to 3 to 5 times the diameter of the excavation hole.

상기 콘크리트 보강층의 배합비는 골재 1mㅃ, 물 60 ELL , 시멘트 50 ~ 250kg의 비율로 구성됨이 바람직하다.The mixing ratio of the concrete reinforcing layer is preferably composed of a ratio of aggregate 1m ㅃ, water 60 ELL, cement 50 ~ 250kg.

상기 콘크리트 보강층의 골재는 등입도 골재가 사용됨이 바람직하다.Aggregate in the concrete reinforcement layer is preferably used in the same degree of aggregate.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 쇄석으로 구성되는 다짐말뚝의 시공방법에 있어서, 굴착공을 시공하는 단계(S11)와; 상기 굴착공 내부로 쇄석을 충진하는 단계(S12)와; 상기 굴착공 내부에 다짐을 가하는 단계(S13)와; 상기 S12~S13 단계를 반복하여 설계된 쇄석층을 시공하는 단계(S14)와; 상기 쇄석층 상부로 상기 굴착공을 통하여 콘크리트를 충진하는 단계(S15)와; 상기 S13~S14단계와 동일한 방법으로 콘크리트 보강층을 시공하는 단계(S16);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention in order to achieve the above object in the construction method of the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground to reinforce the structure on the soft ground, and the crushed stone compacted in the excavation hole, excavation Constructing the ball (S11); Filling crushed stone into the excavation hole (S12); Applying a compaction inside the excavation hole (S13); Constructing the designed crushed stone layer by repeating the steps S12 to S13 (S14); Filling concrete through the excavation hole above the crushed stone layer (S15); Characterized in that it comprises a; step (S16) for constructing a concrete reinforcement layer in the same manner as the steps S13 ~ S14.

상기 S14단계에서 쇄석층을 시공하는 단계에는 쇄석층의 높이가 그 상부에 충진될 콘크리트 보강층이 굴착공 지름의 3 ~ 5배가 되도록 시공하는 것이 바람직하다.In the step of constructing the crushed stone layer in step S14, it is preferable that the height of the crushed stone layer is reinforced so that the concrete reinforcing layer to be filled at the top thereof is 3 to 5 times the diameter of the excavation hole.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 연약지반에 있어 사면안정을 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 쇄석으로 구성되는 다짐말뚝의 시공방법에 있어서, 굴착공을 시공하는 단계(S21)와; 상기 굴착공을 통하여 콘크리트를 충진하는 단계(S22)와; 상기 굴착공 내부에 다짐을 가하는 단계(S23)와; 상기 S22~S23단계를 반복하여 설계된 콘크리트 보강층을 시공하는 단계(S24)와; 상기 콘크리트 보강층 상부로 상기 굴착공을 통하여 쇄석을 충진하는 단계(S25)와; 상기 S23~S24단계와 동일한 방법으로 쇄석층을 시공하는 단계(S26);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention in order to achieve the above object in the construction method of the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground for slope stability in the soft ground, and the crushed stone is compacted in the excavation hole, Constructing step (S21); Filling concrete through the excavation hole (S22); Applying compaction to the inside of the excavation hole (S23); Constructing a concrete reinforcement layer by repeating the steps S22 to S23 (S24); Filling crushed stone through the excavation hole to the concrete reinforcing layer (S25); It characterized in that it comprises a; step (S26) for constructing a crushed stone layer in the same manner as the steps S23 ~ S24.

상기 S24단계에서 콘크리트 보강층을 시공하는 단계에는 콘크리트 보강층의 높이가 굴착공 지름의 3배~5배가 되도록 시공하는 것이 바람직하다.In the step of constructing the concrete reinforcement layer in the step S24 it is preferable to construct so that the height of the concrete reinforcement layer is three times to five times the diameter of the excavation hole.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위한 본 발명의 일실시예를 나타내는 측단면도이고, 도 4는 연약지반에 있어 사면안정을 위한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이고, 도 5는 보강심도에 따른 연직변위에 대한 3차원 유한요소해석 결과를 나타내는 도표이고, 도 6은 보강심도에 따른 수평변위에 대한 3차원 유한요소해석 결과를 나타내는 도표이고, 도 7은 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예의 시공방법을 도시한 흐름도이고, 도 8은 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예의 시공방법을 도시한 흐름도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view showing an embodiment of the present invention for reinforcing the structure on the soft ground, Figure 4 is a side cross-sectional view showing another embodiment of the present invention for slope stability in the soft ground, Figure 5 Figure 3 is a graph showing the results of the three-dimensional finite element analysis of the vertical displacement according to the reinforcement depth, Figure 6 is a diagram showing the results of the three-dimensional finite element analysis of the horizontal displacement according to the reinforcement depth, Figure 7 is a bone shown in FIG. 8 is a flowchart illustrating a construction method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a flowchart illustrating a construction method according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 4.

우선 본 발명의 일실시예는 연약지반(G) 상부에 구조물을 보강하기 위한 경우에 사용되는 구조에 관한 것으로, 본 발명의 등입도 투수성 콘트리트 보강 쇄석말뚝(100)의 구조는 도 2에서 보는 바와 같이 공지의 다짐말뚝과 같이 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공(130)과, 상기 굴착공(130)에 다짐 충진 되어지는 보강재로 구성되어 진다. First embodiment of the present invention relates to a structure used in the case of reinforcing the structure on the soft ground (G), the structure of the granular reinforcement concrete reinforcement crushed pile 100 of the present invention is shown in FIG. As is known in the compaction pile, it is composed of a column-shaped excavation hole 130 formed in the ground to reinforce the structure on the soft ground, and the reinforcing material is compacted in the excavation hole 130.

단, 본 발명은 보강재에 있어서 상기 굴착공(130) 상부에 콘크리트 보강층(110)과 그 하부에 적층 다짐되는 쇄석층(120)으로 구성되어 진다.However, the present invention is composed of a concrete reinforcing layer 110 and the crushed stone layer 120 is laminated on the bottom of the excavation hole 130 in the reinforcing material.

상기 콘크리트 보강층(110)은 골재, 물, 시멘트로 구성되어 지는 것으로 본 발명에 사용되는 골재는 등입도의 골재로 구성함이 바람직한데 이렇게 구성하는 것은 콘크리트 보강층(110)에서 굵은 골재와 잔골재에 의해 공극률을 감소시킴을 방지하고자 하는 것으로 결국 등입도의 골재를 사용함으로서 투수율이 향상되는 것이다.The concrete reinforcement layer 110 is composed of aggregate, water, cement, the aggregate used in the present invention is preferably composed of aggregate of equal degree. This configuration is made by coarse aggregate and fine aggregate in the concrete reinforcement layer 110 In order to prevent reducing the porosity, the permeability is improved by using the aggregate of uniformity.

또한, 상기 콘크리트 보강층(110)에 있어 골재, 물, 시멘트의 배합의 경우에도 빈배합 콘크리트로 구성하여 투수율을 증가시키는 것이 타당한 바, 본 발명에 있어 상기 콘크리트 보강층(110)에 사용되는 배합비는 골재 1mㅃ, 물 60 ELL , 시멘트 50 ~ 250 kg의 비율로 구성됨이 바람직하다. In addition, in the case of the mixing of aggregate, water, and cement in the concrete reinforcing layer 110, it is reasonable to increase the permeability by constructing the poorly mixed concrete, the compounding ratio used in the concrete reinforcing layer 110 is 1m aggregate ㅃ, 60 ELL of water and 50 to 250 kg of cement is preferable.

상기 언급된 배합비에서 시멘트의 경우 50 kg미만의 배합비로 구성하는 경우에는 콘크리트 보강층(110)의 강도상의 문제가 발생할 것이며, 반대로 250 kg을 초과하는 배합비로 구성하는 경우에는 투수성의 문제가 발생할 것이므로 본 발명에서는 시멘트의 배합비를 50 ~ 250 kg으로 한정하는 것이다.In the above-mentioned compounding ratio, when the cement composition is less than 50 kg, the strength of the concrete reinforcement layer 110 will occur. On the contrary, when the composition ratio exceeds 250 kg, the permeability problem will occur. In the invention, the mixing ratio of cement is limited to 50 to 250 kg.

상기 콘크리트 보강층(110)의 높이(h)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 굴착공(130)의 지름(D)에 3 ~ 5배에 해당하는 높이로 충진됨이 바람직하다. 이하에서는 본 발명에서 상기 콘크리트 보강층(110)의 높이(h)가 상기 굴착공(130)의 지름(D)에 3 ~ 5배에 해당하는 높이로 한정하는 이유를 설명한다. The height h of the concrete reinforcement layer 110 is preferably filled to a height corresponding to 3 to 5 times the diameter (D) of the excavation hole 130 as shown in FIG. Hereinafter, the reason why the height h of the concrete reinforcement layer 110 is limited to a height corresponding to 3 to 5 times the diameter D of the excavation hole 130 in the present invention will be described.

도 5 및 도 6에서 도시된 유한요소해석결과를 참조하면, 최종하중단계에서 나타난 연직 및 수평변위는 본 발명에서와 같이 콘크리트 보강층(110)으로 쇄석층(120)을 보강한 경우 보강심도, 즉 콘크리트 보강층(110)의 높이(h)의 증가에 따라 팽창파괴심도가 점차 지반하부로 이동함을 보여 주며, 콘크리트 보강층(110)의 높이(h)가 증가함에 따라 연직변위(침하량)가 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 수평변위(횡방향으로의 팽창파괴)가 발생되는 심도가 상기 굴착공(130)의 지름(D)의 5배(5D)인 경우에는 도 6에서 ④번에 도시된 바와 같이 말뚝의 횡방향 팽창거동이 거의 나타나지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 경우 상기 유한요소해석 결과를 바탕으로 콘크리트 보강층(110)의 높이(h)가 상기 굴착공(130)의 지름(D)에 3 ~ 5배에 해당하는 높이로 한정하는 것이다. Referring to the finite element analysis results shown in FIGS. 5 and 6, the vertical and horizontal displacements shown in the final loading step are the depth of reinforcement when the crushed stone layer 120 is reinforced with the concrete reinforcement layer 110 as in the present invention. As the height h of the concrete reinforcement layer 110 increases, the expansion fracture depth gradually moves to the lower ground. As the height h of the concrete reinforcement layer 110 increases, the vertical displacement (the amount of settlement) decreases. It can be seen that. In addition, when the depth at which the horizontal displacement (expansion failure in the transverse direction) occurs is 5 times (5D) of the diameter (D) of the excavation hole 130, as shown in ④ in Figure 6 the transverse of the pile It can be seen that the directional expansion behavior hardly appears. Therefore, in the case of the present invention, the height h of the concrete reinforcement layer 110 is limited to a height corresponding to 3 to 5 times the diameter D of the excavation hole 130 based on the finite element analysis result.

한편, 본 발명은 다른 실시예로서 연약지반에 있어 사면안정을 위한 구조를 도 4에서와 같이 제시하고 있는 바, 본 발명의 등입도 투수성 콘트리트 보강 쇄석말뚝(100')의 구조는 상기 실시예와 같이 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공(130')과, 상기 굴착공(130')에 다짐 충진 되어지는 보강재로 구성되어 진다. 단, 본 발명의 다른 실시예로서 등입도 투수성 콘트리트 보강 쇄석말뚝(100')은 상기 굴착공(130') 상부에 쇄석층(120')으로 구성되고, 그 하부에 적층되는 콘크리트 보강층(110')으로 구성된다. 이렇게 구성함으로서 연약지반 상부에 성토층(사면)이 존재하는 경우 연약지반과 사면의 접하는 부분에 있어 취약구간인 연약지반 하부가 보강되는 것이다.On the other hand, the present invention, as another embodiment, the structure for the slope stability in the soft ground as shown in Figure 4, the structure of the granular reinforcing concrete reinforcement crushed stone pile 100 'of the present invention is the embodiment It is composed of a column-shaped excavation hole 130 'formed in the ground and a reinforcement that is compacted and filled in the excavation hole 130'. However, as another embodiment of the present invention, the water-repellent concrete reinforcement crushed pile 100 'is composed of a crushed stone layer 120' on the excavation hole 130 ', the concrete reinforcement layer 110 is stacked below '). By constructing in this way, if there is a fill layer (slope) on the upper part of the soft ground, the lower part of the soft ground, which is a weak section, is in the contact area of the soft ground and the slope.

상기 콘크리트 보강층(110')의 경우도 골재, 물, 시멘트로 구성되어 지는 것으로 골재는 등입도의 골재를 사용함으로서 투수율을 향상시키는 것이 바람직하다.In the case of the concrete reinforcing layer (110 ') is also composed of aggregate, water, cement, aggregate is preferable to improve the permeability by using the aggregate of the uniformity.

또한, 상기 콘크리트 보강층(110')에 있어 골재, 물, 시멘트의 배합비도 골재1mㅃ, 물 60 ELL , 시멘트 50 ~ 250 kg의 비율로 구성하여 적정한 강도를 유지하며 투수성을 향상시킬 수 있도록 구성한다. In addition, in the concrete reinforcement layer (110 '), the mixing ratio of aggregate, water, and cement is also composed of aggregate 1m ㅃ, water 60 ELL, cement 50 ~ 250 kg of ratio to maintain proper strength and improve the permeability do.

또한, 상기 콘크리트 보강층(110')의 높이(h')는 일반적으로 성토층의 높이와 연약층의 깊이가 고려된 안정해석을 통해 결정되나, 도 3에서 도시된 상기 콘크리트 보강층(110)의 높이(h)와 같이 굴착공(130')의 지름(D)에 3 ~ 5배에 해당하는 높이로 한정함이 바람직하다.In addition, the height (h ') of the concrete reinforcement layer (110') is generally determined through the stable analysis considering the height of the fill layer and the depth of the soft layer, the height of the concrete reinforcement layer 110 shown in Figure 3 ( It is preferable to limit the height to 3 to 5 times the diameter (D) of the excavation hole 130 'as in h).

한편 본 발명은 도 7에서 보는 바와 같이 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위한 다짐말뚝의 시공방법(10)을 제시하고 있는 바, 우선 본 발명에 의한 시공방법(10)은 굴착공을 시공하는 단계(S11)로 이루어진다. 상기 단계(S11)에서 지반의 자립이 불가능한 경우에는 진동해머 등을 사용하여 케이싱을 연약지반에 삽입하여 굴착공을 시공하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the present invention suggests a construction method 10 of the compaction pile for reinforcing the structure on the soft ground as shown in FIG. 7. First, the construction method 10 according to the present invention comprises the steps of constructing an excavation hole. (S11). If the ground is impossible to stand in the step (S11), it is preferable to insert the casing into the soft ground using a vibration hammer, etc. to construct an excavation hole.

상기 굴착공의 지름(D)은 연약지반 상부에 구조물 등의 상재하중을 고려하여 선택적으로 구성할 수 있다. The diameter (D) of the excavation hole may be selectively configured in consideration of the loading load of the structure, etc. on the soft ground.

굴착공이 완성되면, 상기 굴착공 내부로 쇄석을 충진하는 단계(S12)로 이루어지며, 일정높이로 쇄석이 충진된 경우에는 그 다음으로 상기 굴착공 내부에 다짐을 가하는 단계(S13)로 이루어지는데, 다짐을 가하는 방법은 공지의 방법으로서 그 일예로 에어압을 가하는 방법을 사용할 수도 있다. 상기 단계(S13)에서 다짐을 한후 상기에서 언급한 바와 같이 지반의 자립이 불가능하여 케이싱을 삽입한 경우에는 다짐하여 적층된 쇄석층의 높이만큼 인발하는 단계를 포함하여야 한다. When the excavation hole is completed, the step of filling the crushed stone into the excavation hole (S12), and when the crushed stone is filled to a certain height, and then the step (S13) of applying a compaction inside the excavation hole, As a method of adding compaction, a method of applying air pressure may be used as one example of the known method. After the compaction in the step (S13), as described above, if the ground is impossible to be self-supported should include a step of pulling as much as the height of the crushed stone layer stacked.

상기 S12~S13 단계, 즉 충진, 다짐단계를 반복하여 설계된 높이만큼 쇄석층을 시공하는 단계(S14)를 갖는데, 쇄석층의 높이는 그 상부에 충진 될 콘크리트 보강층이 굴착공 지름의 3배~5배가 되도록 시공하는 것이 바람직하다. 즉 지표면에서 그 하부에 적층되는 콘크리트 보강층의 높이가 굴착공 지름의 3 ~ 5배가 될 수 있도록 쇄석층을 시공하는 것이다. The step S12 ~ S13, that is, having a step (S14) for constructing the crushed stone layer by the designed height by repeating the filling, compacting step, the height of the crushed stone layer is three times to five times the diameter of the excavation hole to be filled in the upper It is preferable to apply as much as possible. In other words, the crushed stone layer is constructed so that the height of the concrete reinforcement layer laminated on the lower part of the ground surface can be 3 to 5 times the diameter of the excavation hole.

상기와 같은 반복시공에 의해 설계된 쇄석층 높이만큼 시공이 끝나면 쇄석층 상부로 상기 굴착공을 통하여 콘크리트를 충진하는 단계(S15)를 갖는다. 그 다음 상기 S13~S14단계와 동일한 방법, 즉 다짐, 충진의 반복으로 콘크리트 보강층을 연약지반의 지표면까지 시공하는 단계(S16)를 거쳐 마무리가 되는 것이다.After the construction by the height of the crushed stone layer designed by the repeated construction as described above has a step (S15) of filling the concrete through the excavation hole to the upper crushed stone layer. Then, the same method as in the step S13 ~ S14, that is to finish through the step (S16) of constructing the concrete reinforcement layer to the ground surface of the soft ground by repeated compaction, filling.

또한, 본 발명은 도 8에서 보는 바와 같이 연약지반에 있어 사면안정을 위한 다짐말뚝의 시공방법(20)을 제시하고 있는 바, 우선 본 발명에 의한 시공방법도 굴착공을 시공하는 단계(S21)로 이루어진다. 다음으로는 상기에서 기 언급한 시공방법(10)과 다른 점으로서 본 시공방법(20)은 연약지반과 사면의 접하는 부분에서 연약지반 하부를 보강하기 위한 것이므로 굴착공의 하부에 콘크리트 보강층을 구성하여야 하므로 굴착공을 통하여 콘크리트를 충진하는 단계(S22)를 갖고, 상기 굴착공 내부에 다짐을 가하는 단계(S23)를 거친 후, 이러한 상기 S22~S23단계, 즉 충진, 다짐단계를 반복하여 설계된 콘크리트 보강층을 시공하는 단계(S24)를 갖는다. 이 경우에도 상기 콘크리트 보강층의 높이는 굴착공 지름의 3 ~ 5배가 되도록 시공하는 것이 바람직한 것이다. In addition, the present invention, as shown in Figure 8, bar construction method for the compaction pile for the slope stability in the soft ground bar first, the construction method according to the present invention also the step of constructing an excavation hole (S21) Is made of. Next, since the construction method 20 is different from the above-described construction method 10, the construction method 20 is for reinforcing the lower part of the soft ground at the contact point of the soft ground and the slope, so that a concrete reinforcement layer should be formed at the bottom of the excavation hole. So it has a step (S22) of filling the concrete through the excavation hole, and after the step (S23) of applying a compaction inside the excavation hole, the concrete reinforcement layer designed by repeating the steps S22 ~ S23, that is, filling, compaction step It has a step (S24) for construction. Even in this case, it is preferable that the height of the concrete reinforcement layer be constructed to be 3 to 5 times the diameter of the excavation hole.

상기와 같은 반복시공으로 콘크리트 보강층이 완성되면, 콘크리트 보강층 상부로 상기 굴착공을 통하여 쇄석을 충진하는 단계(S25)를 갖고, 상기 S23~S24단계, 즉 다짐, 충진의 반복시공으로 연약지반의 지표면까지 쇄석층을 시공하는 단계(S26)를 거쳐 마무리 한다.When the concrete reinforcement layer is completed by the repeated construction as described above, the step of filling the crushed stone through the excavation hole to the upper concrete reinforcement layer (S25), the step S23 ~ S24, that is, the ground surface of the soft ground by repeated construction of compaction, filling Finish through the step (S26) to construct the crushed stone layer.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝 및 그 시공방법은 연약지반에 삽입된 다짐말뚝의 상부에 보강층을 구성하 여 팽창파괴가 발생하는 영역에서 지지력 증가 및 침하저감 효과가 있다.As described above, the uniformity of permeable concrete reinforced stone crushed pile and the construction method according to an embodiment of the present invention by forming a reinforcing layer on the top of the compacted pile inserted into the soft ground and increase the bearing capacity in the area where expansion failure occurs It has a sinking effect.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝 및 그 시공방법은 연약지반 상부에 사면이 존재하는 경우에 다짐말뚝의 하부에 보강층을 구성하여 연약지반 하부를 보강하는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the same-grained permeable concrete reinforced crushed stone pile and its construction method has the effect of reinforcing the lower soft ground by forming a reinforcing layer at the bottom of the compaction pile when the slope is present in the upper soft ground. .

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (9)

연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 보강재로 구성되는 다짐말뚝에 있어서,In the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground to reinforce the structure on the soft ground, and a reinforcement that is compacted in the excavation hole, 상기 보강재는 굴착공의 상부에 형성되며, 물, 시멘트, 골재로 구성된 콘크리트로 충진 되어지는 콘크리트 보강층과;The reinforcing material is formed on the top of the excavation hole, the concrete reinforcing layer is filled with concrete composed of water, cement, aggregate; 상기 콘크리트 보강층의 하부에 형성되며, 쇄석으로 충진 되어지는 쇄석층;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝.It is formed in the lower portion of the concrete reinforcement layer, the crushed stone is filled with crushed stones; 연약지반에 있어 사면안정을 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 보강재로 구성되는 다짐말뚝에 있어서,In the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground for slope stability in the soft ground, and a reinforcement that is compacted in the excavation hole, 상기 보강재는 굴착공의 하부에 형성되며, 물, 시멘트, 골재로 구성된 콘크리트로 충진 되어지는 콘크리트 보강층과;The reinforcing material is formed in the lower portion of the excavation hole, the concrete reinforcing layer is filled with concrete composed of water, cement, aggregate; 상기 콘크리트 보강층의 상부에 형성되며, 쇄석으로 충진 되어지는 쇄석층;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝.It is formed on the top of the concrete reinforcement layer, and the crushed stone layer is filled with crushed stone; Reinforced crushed stone piles, characterized in that it comprises a. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 콘크리트 보강층의 높이는 상기 굴착공의 지름에 3~5배에 해당하는 높이로 충진됨을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝.The height of the concrete reinforcement layer is filled with permeability concrete reinforcement crushed stone piles, characterized in that filled in the height corresponding to 3 to 5 times the diameter of the excavation hole. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 콘크리트 보강층의 배합비는 골재 1mㅃ, 물 60 ELL 당 50 ~ 250kg의 시멘트 비율로 구성됨을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝.The mixing ratio of the concrete reinforcing layer is 1m ㅃ aggregate, 50 ~ 250kg of cement per 60 ELL water ratio of cement permeability concrete reinforcement crushed stone piles. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 콘크리트 보강층의 골재는 등입도 골재가 사용됨을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝.Aggregate of permeable concrete reinforcement crushed stone pile, characterized in that the aggregate of the concrete reinforcement layer is used. 연약지반 상부에 구조물을 보강하기 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 쇄석으로 구성되는 다짐말뚝의 시공방법에 있어서,In the construction method of the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground to reinforce the structure on the soft ground, and the crushed stone is compacted in the excavation hole, 굴착공을 시공하는 단계(S11)과;Constructing an excavation hole (S11); 상기 굴착공 내부로 쇄석을 충진하는 단계(S12)와;Filling crushed stone into the excavation hole (S12); 상기 굴착공 내부에 다짐을 가하는 단계(S13)와;Applying a compaction inside the excavation hole (S13); 상기 S12~S13단계를 반복하여 설계된 쇄석층을 시공하는 단계(S14)와;Constructing the designed crushed stone layer by repeating the steps S12 to S13 (S14); 상기 쇄석층 상부로 콘크리트를 충진하는 단계(S15)와;Filling concrete into the crushed stone layer (S15); 상기 S13~S14단계와 동일한 방법으로 콘크리트 보강층을 시공하는 단계(S16);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝의 시공방법.Constructing a concrete reinforcement concrete reinforcement crushed pile, characterized in that it comprises a; step (S16) for constructing a concrete reinforcement layer in the same manner as the steps S13 ~ S14. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 S14단계에서 쇄석층을 시공하는 단계에는 쇄석층의 높이가 그 상부에 충진될 콘크리트 보강층이 굴착공 지름의 3배~5배가 되도록 시공하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝의 시공방법.The step of constructing the crushed stone layer in step S14 is reinforced concrete permeable concrete reinforcing, characterized in that the height of the crushed stone layer to be filled in the upper reinforcing layer comprising the construction to be 3 to 5 times the diameter of the excavation hole Construction method of crushed stone pile. 연약지반에 있어 사면안정을 위해 지중에 형성된 기둥형상의 굴착공과, 상기 굴착공에 다짐 충진 되어지는 쇄석으로 구성되는 다짐말뚝의 시공방법에 있어서,In the construction method of the compaction pile consisting of a column-shaped excavation hole formed in the ground for the slope stability in the soft ground, and a crushed stone to be filled in the excavation hole, 굴착공을 시공하는 단계(S21)과;Constructing an excavation hole (S21); 상기 굴착공을 통하여 콘크리트를 충진하는 단계(S22)와;Filling concrete through the excavation hole (S22); 상기 굴착공 내부에 다짐을 가하는 단계(S23)와;Applying compaction to the inside of the excavation hole (S23); 상기 S22~S23단계를 반복하여 설계된 콘크리트 보강층을 시공하는 단계(S24)와;Constructing a concrete reinforcement layer by repeating the steps S22 to S23 (S24); 상기 콘크리트 보강층 상부로 상기 굴착공을 통하여 쇄석을 충진하는 단 계(S25)와;Filling the crushed stone through the excavation hole to the upper portion of the concrete reinforcing layer (S25); 상기 S23~S24단계와 동일한 방법으로 쇄석층을 시공하는 단계(S26);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝의 시공방법.Constructing a crushed stone layer in the same manner as in the step S23 ~ S24 (S26); Construction method of the same size permeable permeable concrete reinforced crushed stone piles comprising a. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 S24단계에서 콘크리트 보강층을 시공하는 단계에는 콘크리트 보강층의 높이가 굴착공 지름의 3배~5배가 되도록 시공하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 등입도 투수성 콘크리트 보강 쇄석말뚝의 시공방법. The step of constructing the concrete reinforcement layer in the step S24 method of constructing the granularity permeable concrete reinforcement crushed piles, characterized in that the height of the concrete reinforcement layer is made to include three to five times the diameter of the excavation hole.
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