KR20100015601A

KR20100015601A - 스파이럴 강관 말뚝

Info

Publication number: KR20100015601A
Application number: KR1020097021527A
Authority: KR
Inventors: 츠네오 고토
Original assignee: 츠네오 고토
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2010-02-12
Also published as: JP5335200B2; EP2141286B1; CA2682816A1; CA2682816C; KR101620380B1; EP2141286A4; CN101668898A; TW200902801A; JP2008255730A; EP2141286A1; US20100183378A1; WO2008126789A1

Abstract

종래의 기초 말뚝에 대신하여 새로운 말뚝을 제공함에 의해, 진동과 소음이 별로 따르지 않고도, 시공을 할 수 있도록 하여, 주변 주민의 고민을 해소하는 것이며, 특히, 외경이 1OO㎜보다도 큰 강관 말뚝이여도 원활하게 매설가능한 스파이럴 강관 말뚝을 제공하는 것을 목적으로 한다. 강관(3)과, 상기 강관의 외경과 동등 이상의 폭을 갖는 평강(平鋼)을 비튼 스파이럴 부분(4)과, 상기 강관의 하단(下端)의 주면(周面)은 상기 스파이럴 부분을 삽입하기 위한 패류(shellfish) 형상의 절단면(5)을 갖고, 스파이럴 부분을 절단면에 삽입하고, 강관과 스파이럴 부분이 동일 중심선으로 이루어지는 상태에서 용접되어, 강관 하단의 스파이럴 삽입부의 간격을, 원뿔 형상의 커버(6)를 용접하여 덮개로 한 것을 특징으로 하는 스파이럴 강관 말뚝이다.

스파이럴 강관 말뚝, 기초 말뚝, 강관, 스파이럴 부분, 절단면, 커버, 기초

Description

스파이럴 강관 말뚝{SPIRAL STEEL PIPE PILE}

본 발명은 구축물의 기초에 사용하는 기초 말뚝에 관한 것이다.

종래의 구축물의 기초에 사용하는 기초 말뚝은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 지면을 조금 파고들어 기초 말뚝(2)을 박아넣고, 지표로 나온 기초 말뚝의 두부를, 상부에 앵커 볼트를 낸, 철근이 들어간 콘크리트로 고정하여, 기초(7)를 만들고, 기초 위에 구축물의 기둥 등이 세워져 있었다.

종래의 기초 말뚝의 시공은, 타격 공법이 일반적으로, 심한 지반의 진동과, 소음이 따랐다. 이 때문에, 주변 주민은, 진동과 소음에 골치를 썩이고 있었다.

한편, 본 출원인들은, 시공에서 진동이나 소음이 적은 말뚝으로서, 스파이럴 형상의 말뚝을 제안(특허 문헌 1 내지 4 참조)하여, 시장에 제공하고 있다.

특허 문헌 1: 실개소59-19639호 공보

특허 문헌 2: 특표평10-513237호 공보

특허 문헌 3: 특원2002-172089호 공보

특허 문헌 4: 특개평10-296342호 공보

그러나, 종래의 스파이럴 형상의 말뚝은, 통상의 외경이 100㎜정도 이하이기 때문에, 말뚝 전체를 스파이럴 형상으로 하거나, 혹은, 원통 형상의 관의 선단에 스파이럴 부분을 삽입하는 형태로 제조되었다. 그런데, 본 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과, 기초 말뚝으로서 사용할 수 있는 강관으로는, 외경이 100㎜보다도 크고, 매설시에 가해지는 강관 부분에의 저항력이, 스파이럴 부분이 강관을 인입하려고 하는 힘보다 커지고, 종래와 같은 스파이럴 형상의 말뚝의 형상으로는, 지반으로의 원활한 매설이 어렵게 되는 것을 발견하였다. 더구나, 경우에 따라서는, 강관 부분과 스파이럴 부분의 접합이 빠지는 등의 불량도 발생하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래의 기초 말뚝에 대신하여 새로운 말뚝을 제공함에 의해, 진동과 소음이 별로 따르지 않고도, 시공을 할 수 있도록 하여, 주변 주민의 고민을 해소하는 것이며, 특히, 외경이 1OO㎜보다도 큰 강관 말뚝이여도 원활하게 매설가능한 스파이럴 강관 말뚝을 제공하는 것이다.

따라서, 도 1에 도시하는 바와 같은, 스파이럴 강관 말뚝(1)을 사용하였다. 이 말뚝은, 종래의 기초 말뚝(2)의 강관(3)에, 평강을 비튼 스파이럴 부분(4)을 장착한 것이다. 특히, 강관(3)과, 상기 강관의 외경과 동등 이상의 폭을 갖는 평강을 비튼 스파이럴 부분(4)과, 상기 강관의 하단의 주면(周面)은 상기 스파이럴 부분을 삽입하기 위한 패류(shellfish) 형상의 절단면(5)을 갖고, 스파이럴 부분을 절단면에 삽입하고, 강관과 스파이럴이 동일 중심선으로 이루어지는 상태에서 용접되어, 강관 하단의 스파이럴 삽입부의 간격을, 원뿔 형상의 커버(6)를 용접하여 덮개로 한 것을 특징으로 하는 스파이럴 강관 말뚝이다.

또한, 이 스파이럴 부분의 제조 기술은, 본 출원인이 처음으로 개발에 성공하여, 현재 스파이럴 제조 기계를 설치하고, 스파이럴 부분을 제조 판매하고 있다(특허 문헌 4 참조).

이 스파이럴 강관 말뚝은, 종래의 기초 말뚝이 타격에 의해 두드려 박히는 것에 비해, 회전시키면서 압입하도록 했다. 이 때문에, 시공시의 진동이나 소음이 매우 적게 되었다.

이 외에 스파이럴 강관 말뚝에는, 또 하나의 뛰어난 특징이 있다. 그것은 연직 방향의 하중에 대하여, 강한 내하중성이 있는 것이다.

그 이유는, 종래의 기초 말뚝은, 구축물을 지지하는 내하중성에서, 주면의 마찰력과 선단의 지지력으로, 연직 방향의 하중에 대응하고 있었다.

이에 대하여, 스파이럴 강관 말뚝은, 스파이럴 부분이 땅속에 나선 형상으로, 비틀어 박혀 있으므로, 연직 방향의 하중이 가해진 경우, 주변의 다량의 지층이 파괴되지 않는 한, 억지로 들어가거나, 빠지거나 하는 일은 없을 정도로, 강한 내하중성을 갖고 있다.

이상과 같이, 스파이럴 강관 말뚝을 사용함으로써, 첫째로, 저진동과 저소음의 시공이 실현됐기 때문에, 주변 주민에 폐를 끼치는 일이 적어졌다.

둘째로, 연직 방향의 하중에 대해서는, 종래의 기초 말뚝보다 강하게, 특히 연약 지반에 대해서는, 뛰어난 내하중성을 갖게 되었다. 한편, 수평 방향의 하중에 대해서는 양자 거의 동일하다.

또한, 본 발명에 의해, 강관과 스파이럴 부분의 접합 강도가 증가하는 동시에, 강관 하단의 스파이럴 삽입부의 간격에 마련된 원뿔 형상의 커버도 맞물려서, 강관 말뚝의 매설을 원활하게 행하는 것이 가능해 진다.

도 1은 본 발명 스파이럴 강관 말뚝의 정면도.

도 2는 본 발명 스파이럴 강관 말뚝, 시공 실시예 1의 정면 단면도.

도 3은 본 발명 스파이럴 강관 말뚝, 시공 실시예 2의 정면 단면도.

도 4는 본 발명 스파이럴 강관 말뚝, 시공 실시예 2의 평면도.

도 5는 종래의 기초 말뚝의 정면 단면도.

도 6은 강관 말뚝 하단의 (a)는 정면도, (b)는 측면도.

도 7은 강관 말뚝에 스파이럴 부분을 삽입했을 때의 (a)는 정면도, (b)는 측면도.

도 8은 강관 말뚝에 스파이럴 부분을 삽입하여 커버를 용접했을 때의 (a)는 정면도, (b)는 측면도.

도 9는 커버의 (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 측면도.

부호의 설명

1 : 스파이럴 강관 말뚝

2 : 기초 말뚝

3 : 강관

4 : 스파이럴 부분

5 : 절단면

6 : 커버

7 : 기초

8 : 용접 장소

본 발명의 스파이럴 강관 말뚝은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 강관(3)의 앞에, 스파이럴 부분(4)을 접합한 물건이다. 스파이럴 강관 말뚝은, 토목 기계의 강력한 회전, 압입력에 의해 매립되기 때문에, 접합부는 이것에 견딜 만큼의 강도가 필요하다.

그것을 위한 접합 방법으로서, 우선 강관의 외경과 동등 또는, 약간 큰 폭의 평강(平鋼)을 비튼 스파이럴 부분(4)을 제작한다.

거기에서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 강관의 하단(下端)의 주면(周面)을, 스파이럴 부분이 삽입하도록, 패류(shellfish) 형상으로 절단면(5)을 넣는다. 다음으로, 도 7에 도시하는 바와 같이, 스파이럴 부분을 강관의 절단면에 삽입하고, 강관과, 스파이럴 부분이 동일 중심선으로 이루어지는 상태에서, 강관의 외주면을 따라, 강관과 스파이럴을 용접하고 있다.

통상, 강관(3)과 스파이럴 부분(4)을 접합하기 위해서는, 강관 속에 스파이럴을 삽입하여 용접하지만, 종래의 스파이럴 형상의 말뚝에서는, 스파이럴 부분이 원통 형상의 관 내(內)로 비집고 들어간 상태이기 때문에, 삽입구 부분밖에 용접할 수 없고, 충분한 강도를 얻을 수 없었다. 본 발명에서는, 그것을 약간 큰 폭의 평강을 비틀어서, 스파이럴 부분의 외주(外周)를, 강관의 밖으로 냈기 때문에, 용접이 용이해져, 용접 부분도 충분히 길게 취할 수 있으므로, 스파이럴 부분의 강도를 유지한 상태에서, 강관의 앞에 강력하게 설치하는 것이 가능하게 되었다.

한편, 여기에서, 평강의 폭은 강관의 외경과 동일해도 좋지만, 이것을 최저 조건으로 하여, 이것보다 약간 크게 취하는 쪽이 강력하게 용접할 수 있다.

더욱 강관의 하단의 스파이럴 삽입부에 간격이 생기기 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 원뿔 형상의 커버(6)를 용접하여 덮개로 하고 있다.

이 커버는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 철판으로 원뿔을 만들고, 이것을 둘로 분할한 것과 같은 형상을 하고 있고, 스파이럴 부분에 접하는 부분은 간격이 생기지 않도록, 곡면을 따른 형상을 하고 있다.

이 커버를 스파이럴 부분의 표(表)와 리(裏)에 한 개씩 용접함에 의해, 스파이럴 강관 말뚝을 비틀어 넣었을 때, 흙이 강관 내에 들어가는 것을 방지하고, 땅속에 강관이 들어가기 용이하도록 하고 있다.

다음으로, 이 스파이럴 강관 말뚝을 땅속에 돌려 넣으려면, 스파이럴 강관 말뚝을, 백호(backhoe)의 버킷(bucket)을 분리하여 유압 오거로 갈아 끼우고, 유압 오거에 장착할지, 또는 건주차(建柱車)의 오거에 장착해서 돌려 넣던지, 또는 돌려 넣는 전용기를 사용하여 돌려 넣는다. 이때, 스파이럴의 피치에 맞춰, 스파이럴 강관 말뚝의 회전 속도와 삽입 속도로 회전, 압입한다.

이와 같이 시공함에 의해, 스파이럴 부분은 조금도 지층을 어지럽히지 않고, 땅속에 나선 형상으로 돌려 넣음을 행한다. 그리고 커버(6)의 부분이, 지표에 달하고 나서의 돌려 넣기는, 강관부는 흙을 주위로 펴 넓히면서 압입되므로, 흙과의 주면 마찰의 저하가 적고, 연직 방향의 내하력(耐荷力)이 향상한다.

실시예 1

다음으로, 스파이럴 강관 말뚝의 기초를, 도 2의 실시예 1에 의해 설명한다. 우선, 지면을 조금 파 내려서, 스파이럴 강관 말뚝(1)을 전술의 토목 기계에 장착하여 소정의 위치에 세우고, 회전력과 하방을 향하는 힘을 더하여 돌려 넣음을 행한다. 지표로부터의 선단(先端) 부분이 조금 파 내려진 상태까지 돌려 넣으면, 상부에 앵커 볼트를 세운, 철근 콘크리트의 기초(7)를 만들어, 다시 메우면 공사는 완료한다.

실시예 2

더욱 큰 구축물의 기초의 경우는, 복수체의 스파이럴 강관 말뚝을 사용하여 내하중성을 크게 한다. 도 3, 도 4는 실시예 2로서, 스파이럴 강관 말뚝을 4개 사용한 예를 도시하고 있다.

현재의 스파이럴 강관 말뚝의 일례를 들면, 스파이럴 부분은 폭 150㎜, 두께 19㎜, 길이 1.800㎜로, 강관은 직경 114.3㎜, 두께 4.5㎜, 길이 5.500㎜이며, 전체 길이는, 삽입부를 100㎜로 계산하여 7.200㎜이다.

이 스파이럴 강관 말뚝은, 토목 구조물, 건축물, 도로 표식 등의 기초의 것 외, 모든 면에 널리 이용가능하다.

특히, 스파이럴 부분은 연직 방향으로 뛰어난 지내력(地耐力)이 있어서, 스파이럴 부분을 길게 하면, 연약 지반에 대하여 뛰어난 성능을 발휘한다.

더욱, 본 발명에 의해 큰 사이즈의 스파이럴 강관 말뚝이 제작가능하며, 이 에 따라, 중고층 빌딩, 중규모 교량의 기초로서의 스파이럴 강관 말뚝을 이용하는 것이 가능하게 된다.

Claims

강관과, 상기 강관의 외경과 동등 이상의 폭을 갖는 평강(平鋼)을 비튼 스파이럴 부분과, 상기 강관의 하단(下端)의 주면(周面)은 상기 스파이럴 부분을 삽입하기 위한 패류(shellfish) 형상의 절단면을 갖고, 스파이럴 부분을 절단면에 삽입하고, 강관과 스파이럴 부분이 동일 중심선으로 이루어지는 상태에서 용접되어, 강관 하단의 스파이럴 삽입부의 간격을, 원뿔 형상의 커버를 용접하여 덮개로 한 것을 특징으로 하는 스파이럴 강관 말뚝.