KR20090115702A - 대구경 기초파일 시공을 위한 지반 굴착공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반에 케이싱을 인입하기 전 지반에 다수의 기초공을 연암까지 천공하고, 케이싱을 기초공의 상부에서 연암까지 바로 인입하여 공정시간과 굴착 공사 기간이 단축되고, 공사 비용이 절감되며, 굴착시 물을 사용하지 않고 굴착토 만을 별도로 처리함으로써 작업 주변 환경이 청결하면서 작업 반경을 줄일 수 있어 작업의 효율성과 작업환경을 개선할 수 있으며, 해상에서도 작업이 용이한 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에 관한 것이다.

대구경, 기초파일, 굴착공법, 천공장비, 케이싱, 철근망, 콘크리트, 해상.

Description

대구경 기초파일 시공을 위한 지반 굴착공법{GROUND EXCAVATING METHOD OF CONCRETE FILE CONSTRUCTION}

본 발명은 대구경 기초 시공을 위한 지반 굴착공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반에 케이싱을 인입하기 전 지반에 다수의 기초공을 연암까지 천공하고, 케이싱을 기초공의 상부에서 연암까지 바로 인입하여 공정시간과 굴착 공사 기간이 단축되고, 공사 비용이 절감되며, 굴착시 물을 사용하지 않고 굴착토 만을 별도로 처리함으로써 작업 주변 환경이 청결하면서 작업 반경을 줄일 수 있어 작업의 효율성과 작업환경을 개선할 수 있으며, 해상에서도 작업이 용이한 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 교량 등 구조물을 지지하는 기초 콘크리트 파일의 타설방법으로 역순환굴착공법(Reverse Circulation Drill공법, R.C.D공법)이 사용되고 있다.

상기와 같은 역순환굴착공법은 보통 토사층과 모래자갈층, 풍화암층, 연암층, 보통암층으로 이루어진 지반에서 풍화암층 상단까지 케이싱을 설치하여 공벽의 붕괴를 방지하면서 해머 그라브(Hammer Grab)를 이용하여 굴착하여, 풍화암층 부터 그 이하의 암반층, 즉 연암층은 청수나 안정액 등을 이용하여 정수압 공법을 유지하면서 특수한 비트(bit)를 회전시켜 설계심도까지 굴착하게 된다.

그리고 상기와 같이 역순환굴착공법은 굴착 중 발생하는 굴착토를 드릴 로드 파이프(Drill Rod Pipe)를 통하여 하부로부터 압축공기를 이용 순환수와 함께 침전수 상태로 지상으로 배출하고, 지상으로 배출된 침전수에서 굴착토는 침전시킨 후 순환수를 다시 공급하게 된다.

그러나 상기와 같은 역순환굴착공법은 지층조건에 따라 정수압 안정액 등으로 수위가 유지되지 않는 지층조건에서는 시공이 곤란하고, 지층조건에 따라 큰크리트파일의 선단 및 주변 지반이 이완되어 견고한 콘크리트파일을 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같이 순환수를 역순환시키는 방법으로 청수나 안정액 등 물과 같은 액체를 이용함으로써 굴착 작업장의 주변이 청결하지 못하고 관리가 어려우며, 굴착작업에 넓은 장소를 차지하게 되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 역순환굴착공법은 케이싱을 풍화암층 상부까지 인입하면서 내부를 굴착하고, 풍화암층 하부는 비트를 이용하여 풍화암 상부면을 물을 공급하면서 굴착함으로써 굴착작업과 공사기간에 상당한 시일이 소요되는 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같이 굴착작업과 공사기간에 상단한 시일이 소요됨으로써 각종 굴착장비의 운용에 소요되는 유류비가 상승되고, 따라서 공사비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 지반에 케이싱을 인입하기 전 지반에 다수의 기초공을 연암까지 천공하고, 케이싱을 기초공의 상부에서 연암층 하단까지 바로 인입하면서 케이싱 내부를 굴착하여 공정시간과 굴착 공사 기간이 단축되고, 공사 비용이 절감되는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 연암층 하단까지 케이싱을 인입하여 설치함으로써 침출수가 적게 발생되고, 굴착시 물을 사용하지 않고 굴착토 만을 별도로 처리함으로써 작업 주변 환경이 청결하면서 작업 반경을 줄일 수 있어 작업의 효율성과 작업환경을 개선할 수 있는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적으로는 해상 지반의 기초파일의 굴착 위치에 위치표시 파이프를 설치하고, 위치표시 파이프 내부를 천공장비로 굴착한 후 케이싱을 인입함으로써 굴착작업이 용이한 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에 있어서,

기초파일 시공 위치에 천공장비(10)를 통하여 다수의 기초공(11)을 천공하는 단계;

상기 기초공(11)의 상부에서 케이싱(20)을 인입하면서 케이싱(20) 내부의 굴착토를 제거하는 단계;

상기 케이싱(20) 내부에 잔류된 굴착토를 지상으로 배출하여 케이싱 내부를 청소하는 단계;

상기 케이싱(20)의 내부에 철근망(30)을 삽입하여 설치하는 단계;

상기 케이싱(20)의 내부에 콘크리트(40)를 타설하고, 케이싱(20)을 인발하여 기초파일(50)을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에 있어서,

해상의 기초파일 시공 위치에 다수의 천공 위치를 표시하는 위치표시 파이프(5)를 설치하는 단계;

상기 위치표시 파이프(5) 내부에 천공장비(10)를 삽입하여 해상의 지반에 다수의 기초공(11)을 천공하는 단계;

상기 위치표시 파이프(110)를 제거하고 다수의 기초공(11) 상부에서 케이싱(20)을 인입하면서 케이싱(20) 내부의 굴착토를 제거하는 단계;

상기 케이싱(20) 내부에 잔류된 굴착토를 지상으로 배출하여 케이싱 내부를 청소하는 단계;

상기 케이싱(20)의 내부에 철근망(30)을 삽입하여 설치하는 단계;

상기 케이싱(20)의 내부에 콘크리트(40)를 타설하고, 케이싱(20)을 인발하여 기초파일(50)을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 기초공(11)을 천공하는 단계에서 천공장비(10)를 통하여 연암(L4)까지 천공하는 것을 특징으로 한다.

한편 상기 케이싱(20)을 인입하는 단계에서 케이싱(20)을 연암층(L4)까지 인입하고, 상기 기초공(110)을 천공하는 단계에서 천공장비(10)의 구경(d)으로 케이싱(20)의 구경(D)보다 크게 다수 개의 기초공(11)을 천공하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 케이싱(20) 내부를 청소하는 단계에서 진공흡입장치(70)를 이용하여 케이싱(20) 내부의 잔류 굴착토를 지상으로 배출하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 지반에 케이싱을 인입하기 전 지반에 다수의 기초공을 연암까지 천공하고, 케이싱을 기초공의 상부에서 연암층 하단까지 바로 인입하면서 케이싱 내부를 굴착하여 공정시간과 굴착 공사 기간이 단축되고, 공사 비용이 절감되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 연암층 하단까지 케이싱을 인입하여 설치함으로써 침출수가 적게 발생되고, 굴착시 물을 사용하지 않고 굴착토 만을 별도로 처리함으로써 작업 주변 환경이 청결하면서 작업 반경을 줄일 수 있어 작업의 효율성과 작업환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 해상 지반의 기초파일의 굴착 위치에 위치표시 파이프를 설치하고, 위치표시 파이프 내부를 천공장비로 굴착한 후 케이싱을 인입함으로써 굴착작업이 용이한 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1, 2 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 기초공의 천공 상태를 나타낸 예시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 기초공의 천공 위치를 나타낸 예시도이며, 도 4, 5, 6 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱을 인입하면서 굴착토를 지상으로 인출하는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 7 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱 내부를 청소하는 상태를 나타낸 예시도이며, 도 8 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱 내부에 철근망을 삽입하는 상태를 나타낸 예시도, 도 9 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱 내부에 콘크리트를 타설하는 상태를 나타낸 예시도, 도 10 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱을 인발하는 상태를 나타낸 예시도, 도 11 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 기초파일이 형성된 상태를 나타낸 예시도이다.

도면 중 미설명 부호 90은 해상이고, d는 천공장치의 구경이며, D는 케이싱의 구경이다.

본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법(D.C.M(Drill Casing Machine공법)은 먼저 도 1과 도2에 도시된 바와 같이 천공장비(10)를 이용하여 지반에 다수의 기초공(11)을 천공한다.

이때 상기와 같이 지반에 디수의 기초공(11)을 천공할 때는 천공장비(10) 중 하나로 드릴 머신(Drill Machine)의 일종인 T4와 같은 장비를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기와 같이 천공장비(10)로 다수의 기초공(11)을 천공할 때 기초공(11)의 위치는 도 3에 도시된 바와 같이 기초파일의 시공 위치에서 원형을 이루도록 방사상으로 다수 개를 천공하되, 양측 테두리에 천공되는 기초공(11)의 지름(d), 즉 거리가 케이싱의 구경(D)보다 크게 위치되도록 천공한다.

또한 천공장비(10)로 다수의 기초공(11)을 천공할 때는 천공장비(10)가 토사층(L1)과 모래자갈층(L2), 퐁화암층(L3)을 관통하여 연암층(L4)의 하부까지 천공한다.

그리고 상기와 다수의 기초공(11)을 연암층(L4) 하부까지 천공한 다음 도 4내지 도 6에 도시된 바와 같이 기초공(11)의 상부에서 케이싱 오실레이터(casing osillator)와 같은 장비로 케이싱(20)을 지반에 인입하되, 기초공(11)과 같이 연암층(L4) 하부까지 인입한다.

이때 상기 케이싱(20)의 내부에 발생하는 굴착토는 굴착토 인출장치(60)를 이용하여 지상으로 인출하여 제거한다.

그리고 상기와 같이 연암층(L4) 하단까지 인입되는 케이싱(20)은 공벽의 붕괴를 방지하게 된다.

또한 상기와 같이 연암층(L4) 하단까지 케이싱(20)을 인입하여 설치함으로써 침출수가 적게 발생되고, 기초공(11)과 케이싱(20) 내부를 굴착시 물을 사용하지 않고 굴착토 만을 별도로 처리함으로써 작업 주변 환경이 청결하면서 작업 반경을 줄일 수 있어 작업의 효율성과 작업환경을 개선할 수 있는 것이다.

한편 상기와 같이 케이싱(20)을 연암층(L4) 하부까지 인입하고, 케이싱(20) 내부에 잔류된 굴착토는 도 7에 도시된 바와 같이 진공흡입장치(70)를 이용하여 케이싱(20) 상부 지상으로 배출하여 케이싱(20) 내부를 청소한다.

그리고 상기와 같이 케이싱(20) 내부의 잔류 굴착토가 청소되면 도 8에 도시된 바와 같이 케이싱(20)의 내부로 철근망(30)을 삽입하고, 도 9에 도시된 바와 같이 케이싱(20) 내부로 콘크리트 주입관(80)을 삽입하여 콘크리트를 타설한다.

상기와 같이 케이싱(20) 내부에 콘크리트를 타설한 후 케이싱(20)을 도 10에 도시된 바와 같이 지상으로 인발하면 도 11에 도시된 바와 같이 콘크리트 기초파일(50)이 완성된다.

상기와 같은 케이싱(20)을 인입하기 전 지반에 다수의 기초공(11)을 연암층(L4)까지 천공하고, 케이싱(20)을 기초공(11)의 상부에서 연암층(L4) 하단까지 바로 인입하면서 케이싱(20) 내부에 발생하는 굴착토를 굴착함으로써 공정시간과 굴착 공사 기간이 단축되고, 공사 비용이 절감될 수 있는 것이다.

한편 도 12 은 본 발명의 다른 실시 예로 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 해상 지반에 위치표시 파이프가 설치되는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 13 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 위치표시 파이프의 설치 위치를 나타낸 예시도이며, 도 14 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 위치표시 파이프 내부로 천공장비가 삽 입되어 해상지반을 굴착하는 상태를 나타낸 예시도, 도 15 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱이 인입되는 상태를 나타낸 예시도이다.

본 발명의 다른 실시 예로 도 12에 도시된 바와 같이 해상에서 해저 지반의 기초파일 시공 위치에 다수의 위치표시 파이프(5)를 설치한다.

이때 상기 위치표시 파이프(5)는 도 13에 도시된 바와 같이 케이싱(20)의 구경(D)보다 크게 원형으로 방사상 위치에 배치하고, 도 14에 도시된 바와 같이 위치표시 파이프(5) 내부로 천공장비(10)를 삽입하여 해저의 지반 연암층(L4)까지 다수의 기초공(11)을 천공한다.

상기와 같은 위치표시 파이프(5)는 해상에서 해저 지반의 기초공(11)이 천공될 위치와 천공후 기초공(11)의 위치를 해상으로 표시하게 된다.

그리고 상기와 같이 천공장비(10)를 위치표시 파이프(5) 내부로 각각 삽입하여 해저 지반 연암층(L4) 하단까지 다수의 기초공(11)을 천공한 후 원형으로 다수 설치된 위치표시 파이프(5) 중 중심에 위치된 위치표시 파이프(5)만 남겨두고 다른 위치표시 파이프(5)은 해상으로 인출한 다음 남겨진 위치표시 파이프(5)가 중심에 위치되도록 해상에서 해저로 도 15에 도시된 바와 같이 케이싱(20)을 인입한다.

상기와 같이 해저 연암층(L4)까지 케이싱(20)을 인입한 다음 케이싱(20) 도 4내지 도 10에 도시된 바와 같이 내부의 굴착토를 굴착토 인출장치(60)를 이용하여 제거하고, 케이싱(20) 내부에 잔류된 굴착토를 진공흡입장치(70)를 이용하여 청소하며, 케이싱(20) 내부로 철근망(30)을 삽입한 다음 콘크리트를 타설한 후 케이싱(20)을 해상으로 인발하는 공정은 전술한 지상에서 굴착공법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 본 발명은 해상에서 해저 지반의 기초파일의 굴착 위치에 위치표시 파이프를 설치하고, 위치표시 파이프 내부를 천공장비로 연암층 하단까지 굴착한 후 케이싱을 인입함으로써 굴착작업이 용이한 것이다.

도 1, 2 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 기초공의 천공 상태를 나타낸 예시도.

도 3 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 기초공의 천공 위치를 나타낸 예시도.

도 4, 5, 6 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱을 인입하면서 굴착토를 지상으로 인출하는 상태를 나타낸 예시도.

도 7 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱 내부를 청소하는 상태를 나타낸 예시도.

도 8 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱 내부에 철근망을 삽입하는 상태를 나타낸 예시도.

도 9 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱 내부에 콘크리트를 타설하는 상태를 나타낸 예시도.

도 10 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱을 인발하는 상태를 나타낸 예시도.

도 11 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 기초파일이 형성된 상태를 나타낸 예시도.

도 12 은 본 발명의 다른 실시 예로 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 해상 지반에 위치표시 파이프가 설치되는 상태를 나타낸 예시도.

도 13 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 위치표시 파이프의 설치 위치를 나타낸 예시도.

도 14 은 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 위치표시 파이프 내부로 천공장비가 삽입되어 해상지반을 굴착하는 상태를 나타낸 예시도.

도 15 는 본 발명에 따른 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에서 케이싱이 인입되는 상태를 나타낸 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

5 : 위치표시 파이프

10 : 천공장비 11 : 기초공

20 : 케이싱

30 : 철근망

40 : 콘크리트

50 : 기초파일

60 : 굴착토 인출장치

70 : 진공흡입장치

80 : 콘크리트 주입관

Claims (6)

1. 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에 있어서,

   기초파일 시공 위치에 천공장비(10)를 통하여 다수의 기초공(11)을 천공하는 단계;

   상기 기초공(11)의 상부에서 케이싱(20)을 인입하면서 케이싱(20) 내부의 굴착토를 제거하는 단계;

   상기 케이싱(20) 내부에 잔류된 굴착토를 지상으로 배출하여 케이싱 내부를 청소하는 단계;

   상기 케이싱(20)의 내부에 철근망(30)을 삽입하여 설치하는 단계;

   상기 케이싱(20)의 내부에 콘크리트(40)를 타설하고, 케이싱(20)을 인발하여 기초파일(50)을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법.
2. 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법에 있어서,

   해상의 기초파일 시공 위치에 다수의 천공 위치를 표시하는 위치표시 파이프(5)를 설치하는 단계;

   상기 위치표시 파이프(5) 내부에 천공장비(10)를 삽입하여 해상의 지반에 다수의 기초공(11)을 천공하는 단계;

   상기 위치표시 파이프(110)를 제거하고 다수의 기초공(11) 상부에서 케이싱(20)을 인입하면서 케이싱(20) 내부의 굴착토를 제거하는 단계;

   상기 케이싱(20) 내부에 잔류된 굴착토를 지상으로 배출하여 케이싱(20) 내부를 청소하는 단계;

   상기 케이싱(20)의 내부에 철근망(30)을 삽입하여 설치하는 단계;

   상기 케이싱(20)의 내부에 콘크리트(40)를 타설하고, 케이싱(20)을 인발하여 기초파일(50)을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초공(11)을 천공하는 단계에서 천공장비(10)를 통하여 연암(L4)까지 천공하는 것을 특징으로 하는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법.
4. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 케이싱(20)을 인입하는 단계에서 케이싱(20)을 연암층(L4)까지 인입하는 것을 특징으로 하는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법.
5. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초공(110)을 천공하는 단계에서 천공장비(10)의 구경(d)으로 케이싱(20)의 구경(D)보다 크게 다수 개의 기초공(11)을 천공하는 것을 특징으로 하는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 케이싱(20) 내부를 청소하는 단계에서 진공흡입장치(70)를 이용하여 케이싱(20) 내부의 잔류 굴착토를 지상으로 배출하는 것을 특징으로 하는 대구경 기초 파일 시공을 위한 지반 굴착공법.

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