KR20100090900A

KR20100090900A - 플라스틱-메탈 합성 스크류파일

Info

Publication number: KR20100090900A
Application number: KR1020090010123A
Authority: KR
Inventors: 송기용
Original assignee: 송기용
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-08-18
Also published as: KR101065362B1

Abstract

본 발명은 파일본체 외주면에 스크류가 마련되어 회전 압입에 의해 지반을 관입하는 스크류파일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강화 플라스틱 소재의 파일본체와 내마모성 메탈 소재의 스크류가 일체화된 플라스틱-메탈 합성 스크류파일에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 플라스틱과 메탈의 적절한 복합화를 통해 성형성, 경량성, 내마모성을 두루 갖춘 스크류파일을 제공할 수 있고, 플라스틱 사용으로 메탈 사용량을 최소화할 수 있기 때문에 스크류파일을 경제적으로 생산 공급할 수 있다는 점에서 유리한 효과를 기대할 수 있다.

스크류파일, 플라스틱, 메탈, 합성, 내마모성

Description

플라스틱-메탈 합성 스크류파일{Composite screw-pile by plastic and metal}

흙막이벽 배후의 지반보강, 건물 기초 아래의 지반보강, 사면보강 등 건물이나 도로 등 구조물을 공사함에 있어 지반붕괴 등을 미연에 방지하기 위해 임시 또는 영구적으로 지반보강공사를 실시한다.

가장 일반적인 지반보강공사 방법에는 파일공법, 소일네일링공법, 어스앵커공법이 있다. 이들 공법들은 모두 유압드릴이나 각종 천공기를 이용하여 천공작업을 수행한 후 지반보강재로 파일, 네일, 강선을 천공홀에 그라우팅액을 주입하는 과정으로 진행된다. 이와 같은 종래의 지반보강공사 방법은 천공작업과 지반보강 재 설치작업이 구별되는 공정으로 이루어지기 때문에 공사시간이 지연되고 별도의 케이싱 설치 및 제거작업이 요구되는 단점이 있으며, 또한 일정의 수직도 확보를 위해 상당 크기의 천공홀을 형성시키면서 천공작업이 진행되기 때문에 천공작업에 따른 배토량과 그라우팅과정에의 그라우팅액 사용량이 증대되는 단점도 있다. 이러한 단점을 개선하고자 제안된 것으로 특허 제769309호에 따른 스크류파일공법이 있다.

스크류파일공법은 파일본체 외주면에 스크류가 마련된 스크류파일을 회전 압입하면서 보강대상 지반에 관입 설치한 후 그라우팅액을 충진하는 방법이다. 이러한 스크류파일공법에는 스틸 소재로 제작된 스크류파일을 이용하는 것이 일반적인데, 스틸 소재의 스크류파일은 제작과정이 번거롭고 스틸 자체의 재료비가 비싸 경제적이지 못하고 또한 무겁기 때문에 현장 적용성이 떨어지는 문제를 가지는 바, 스크류파일공법을 적극적으로 활용하기 위해서는 종래의 스크류파일을 개선할 필요가 있다.

본 발명은 지반보강에 이용하던 종래 스틸 소재의 스크류파일을 개선하고자 개발된 것으로서, 성형성과 경량성이 우수한 플라스틱 소재와 내마소성이 우수한 메탈 소재를 적절히 복합화한 플라스틱-메탈 합성 스크류파일을 제공하는데 기술적 과제가 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 파일본체 외주면에 스크류가 마련되어 회전 압입에 의해 지반을 관입하는 스크류파일로서, 강화 플라스틱 소재의 파일본체 외주면에 내마모성 메탈 소재의 스크류가 고정 구속됨으로써 파일본체와 스크류가 일체화된 것을 특징으로 하는 플라스틱-메탈 합성 스크류파일을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 플라스틱과 메탈의 적절한 복합화를 통해 성형성, 경량성, 내마모성을 두루 갖춘 스크류파일을 제공할 수 있다.

둘째, 플라스틱 사용으로 메탈 사용량을 최소화할 수 있기 때문에 스크류파일을 경제적으로 생산 공급할 수 있다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 파일본체(10) 외주면에 스크류가 마련되어 회전 압입에 의해 지반을 관입하는 스크류파일로서, 강화 플라스틱 소재의 파일본체(10) 외주면에 내마모 성 메탈 소재의 스크류(20)가 고정 구속됨으로써 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 한다. 강화 플라스틱은 강성, 내구성, 경량성, 경제성, 성형성이 우수한 이점이 있으나 내마모성이 떨어지는 단점을 가지고, 메탈은 강성, 내구성, 내마모성이 우수한 이점이 있으나 경량성과 경제성이 떨어지는 단점을 가지는 바, 본 발명은 이러한 재료적 성질을 감안하여 플라스틱과 메탈을 일체화시킴으로써 플라스틱과 메탈의 이점을 극대화하는 한편 단점을 보완하여 상쇄시키고 있다.

다시 말해, 본 발명에서 스크류파일은 스크류(20)에 의해 회전 압입이 가능한 파일인데, 스크류파일의 회전 압입과정에서 스크류(20)는 지반과의 마찰로 마모가 우려되기 때문에 스크류(20)를 내마모성이 우수한 메탈 소재로 구성하는 한편 파일본체(10)는 강성, 성형성, 경량성 등에서 우수한 강화 플라스틱 소재로 구성하고 있는 것이다. 강화 플라스틱 소재는 일정 이상의 강성을 가지는 플라스틱 소재로서 섬유강화 플라스틱 등이 있으며, 내마소성 메탈 소재는 플라스틱에 비해 내마모성이 우수한 금속재료로서 스틸은 물론 다양한 종류의 금속, 합금을 의미한다.

한편, 본 발명의 스크류파일은 파일본체(10) 내부가 채워진 기둥형 스크류파일은 물론 파일본체(10) 가운데 중공이 형성된 중공형 스크류파일로도 완성할 수 있으며, 나아가 스크류(20)의 나사산폭과, 나사산각도, 나사산형상, 나사산간격 등을 적절히 변경하여 다양한 형태의 비배토 스크류파일로도 완성할 수 있다. 가령, 중간 나사산을 역방향으로 형성시키거나(도 1 참조), 후단 또는 중간 나사산을 확장 형성시키거나(도 2와 도 3 참조), 중간에 스토퍼를 형성시키거나, 나사산을 단 속적(斷續的)으로 형성시키는(도 4 참조) 등의 방식으로 비배토 스크류파일을 완성할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 스크류파일은 자천공에 유리하도록 뾰족한 선단으로 마무리되게 구성하거나(도 2와 도 5 참조) 선단비트를 장착하도록 구성할 수 있다(도 3과 도 4 참조).

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 플라스틱-메탈 합성 스크류파일의 다양한 실시예들인데, 본 발명은 강화 플라스틱 소재의 파일본체(10)와 내마모성 메탈 소재의 스크류(20)의 구체적인 합성방법에 따라 구분하여 제시한다.

도 1은 스크류본체(21)에서 하향 수직하게 수직결합핀(22)이 형성된 스크류(20)와, 외주면에 상기 스크류의 수직결합핀(22)이 끼워지는 결합홈(11)이 형성된 파일본체(10)가 서로 일체화됨으로써 완성된 합성 스크류파일의 예이다. 즉, 스크류의 수직결합핀(22)이 파일본체(10)의 결합홈(11)에 끼워져 고정됨에 따라 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화되는 것이다.

도 1의 합성 스크류파일은 강화 플라스틱에 의한 파일본체 성형과정에서 스크류의 수직결합핀(22)을 위치시켜 용융 플라스틱을 경화시킴으로써 제작할 수 있으며, 용융 플라스틱의 경화 과정에서 파일본체의 결합홈(11)이 스크류의 수직결합핀(22)과 일치하는 모양으로 자연스럽게 형성되면서 스크류(20)가 파일본체(10)에 구속 구성되게 된다. 스크류의 수직결합핀(22)은 스크류본체(21)를 따라 연속적으로 마련되는 것은 물론 단속적으로 마련될 수도 있다.

도 2는 스크류본체(21)에서 하향 수평하게 수평날개(23)가 형성된 스크류(20)와, 외주면에 상기 스크류의 수평날개(23)가 안착하는 안착홈(12)이 형성된 파일본체(10)가 서로 일체화됨으로써 완성된 합성 스크류파일의 예이다. 즉, 스크류의 수평날개(23)가 파일본체(10)의 안착홈(12)에 안착하여 고정됨에 따라 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화되는 것이다. 스크류의 수평날개(23)는 박판형태가 바람직하며, 스크류본체(21)를 따라 연속적으로 마련되는 것은 물론 단속적으로 마련될 수도 있다.

도 2의 합성 스크류파일은 앞서 살펴본 도 1의 합성 스크류파일과 전체적으로 동일하며, 다만 스크류(20)와 파일본체(10)의 결합을 위해 수직결합핀(22)과 결합홈(11)의 조합 대신에 수평날개(23)와 안착홈(12)의 조합이 채택된다는 점에서 차이가 있을 뿐이다.

도 3은 스크류본체(21)에서 하향 수평하게 수평날개(23)가 형성된 스크류(20)가 그대로 파일본체(10)에 일체화됨으로써 완성된 합성 스크류파일의 예이다. 즉, 스크류의 수평날개(23)가 파일본체(10)의 외주면에 밀착된 상태에서 파일본체(10)에 부착됨에 따라 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것이다.

도 3의 합성 스크류파일은 도 2의 합성 스크류파일과 전체적으로 동일하며, 다만 파일본체(10)에 안착홈(12)이 형성되지 않으면서 스크류의 수평날개(23)가 그 대로 파일본체(10)의 외주면에 표면 부착된다는 점에서 차이가 있다. 이와 같은 합성 스크류파일은 강화 플라스틱에 의한 파일본체(10)의 경화과정에서 용융 플라스틱의 경화력에 기대어 스크류의 수평날개(23)가 파일본체(10)에 부착되게 하는 방식으로 제작할 수 있으며, 다만 부착력을 보완하기 위해 하기 도 4에서와 같은 볼트(30)접합을 추가할 수 있다.

도 4는 스크류본체(21)에서 하향 수평하게 수평날개(23)가 형성된 스크류(20)가 볼트(30)접합을 통해 파일본체(10)에 일체화됨으로써 완성된 합성 스크류파일의 예이다. 즉, 스크류의 수평날개(23)가 파일본체(10)의 외주면에 밀착된 상태에서 파일본체(10)에 볼트(30)접합됨에 따라 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것이다.

도 4의 합성 스크류파일은 강화 플라스틱에 의한 파일본체(10)와 메탈에 의한 스크류(20)를 따로 제작한 후 스크류의 수평날개(23)를 파일본체(10)에 밀착시켜 볼트(30)접합하는 방식으로 제작할 수 있다.

도 5는 스크류본체(21)가 박판피복관(24) 외주면에 일체로 형성된 스크류(20)가 그대로 파일본체(10)에 일체화됨으로써 완성된 합성 스크류파일의 예이다. 즉, 스크류의 박판피복관(24)이 파일본체(10)의 외주면에 밀착된 상태에서 파일본체(10)에 밀착 피복됨으로써 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것이다.

도 5의 합성 스크류파일은 도 3의 합성 스크류파일과 전체적으로 동일하며, 다만 수평날개(23) 대신에 박판피복관(24)이 마련된 스크류(20)가 채택된다는 점에서 차이가 있을 뿐이다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명의 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 플라스틱-메탈 합성 스크류파일의 다양한 실시예에 대한 평면도(a)와 단면도(b)를 보여준다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 파일본체

11: 결합홈(미표시 부호)

12: 안착홈(미표시 부호)

20: 스크류

21: 스크류본체

22: 수직결합핀

23: 수평날개

24: 박판피복관

30: 볼트

Claims

파일본체(10) 외주면에 스크류(20)가 마련되어 회전 압입에 의해 지반을 관입하는 스크류파일로서,

강화 플라스틱 소재의 파일본체(10) 외주면에 내마모성 메탈 소재의 스크류(20)가 고정 구속됨으로써 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 하는 플라스틱-메탈 합성 스크류파일.
제1항에서,

상기 스크류(20)는 스크류본체(21)에서 하향 수직하게 수직결합핀(22)이 형성된 것이며,

상기 파일본체(10)는 외주면에 상기 스크류의 수직결합핀(22)이 끼워지는 결합홈(11)이 형성된 것이며,

상기 스크류의 수직결합핀(22)이 상기 파일본체(10)의 결합홈(11)에 끼워져 고정됨으로써 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 플라스틱-메탈 합성 스크류파일.
제1항에서,

상기 스크류(20)는 스크류본체(21)에서 하향 수평하게 수평날개(23)가 형성된 것이며,

상기 파일본체(10)는 외주면에 상기 스크류의 수평날개(23)가 안착하는 안착홈(12)이 형성된 것이며,

상기 스크류의 수평날개(23)가 상기 파일본체(10)의 안착홈(12)에 안착하여 고정됨으로써 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 플라스틱-메탈 합성 스크류파일.
제1항에서,

상기 스크류(20)는 스크류본체(21)에서 하향 수평하게 수평날개(23)가 형성된 것이며,

상기 스크류의 수평날개(23)가 상기 파일본체(10)의 외주면에 밀착 부착됨으로써 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 플라스틱-메탈 합성 스크류파일.
제1항에서,

상기 스크류(20)는 스크류본체(21)에서 하향 수평하게 수평날개(23)가 형성된 것이며,

상기 스크류의 수평날개(23)가 상기 파일본체(10)의 외주면에 밀착된 상태에서 파일본체(10)에 볼트(30)접합됨으로써 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 플라스틱-메탈 합성 스크류파일.
제1항에서,

상기 스크류(20)는 스크류본체(21)가 박판피복관(24) 외주면에 일체로 형성된 것이며,

상기 스크류의 박판피복관(24)이 상기 파일본체(10)의 외주면에 밀착 피복됨으로써 파일본체(10) 외주면에서 스크류본체(21)가 돌출된 상태로 파일본체(10)와 스크류(20)가 일체화된 것을 특징으로 플라스틱-메탈 합성 스크류파일.