KR20100093117A - Steel pipe for reinforcing foundation, method of reinforcing foundation using the same, and method of reinforcing structure - Google Patents
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Abstract
본 발명의 지반 강화용 강관은, 지반에 타설되고, 이 지반 내에 주입재를 주입하기 위한 지반 강화용 강관이며, 그 외주면에 배치된 오목부 및 평활부와, 상기 오목부 혹은 상기 평활부에 있어서, 이 지반 강화용 강관의 내외로 통하는 복수의 통공을 갖는다.The ground reinforcing steel pipe of the present invention is a ground reinforcing steel pipe which is poured into the ground and injects the injection material into the ground, wherein the recessed portion and the smoothed portion disposed on the outer circumferential surface thereof, and the recessed portion or the smoothed portion, It has a plurality of through-holes passing through the ground reinforcing steel pipe.
Description
본 발명은, 터널 공사 등에 있어서의 포어폴링 공법이나 굴삭 벽면의 보강 공법 등에 사용하기에 적합한 지반 강화용 강관 및 그것을 사용한 지반 강화 방법 및 콘크리트 기초 등의 구조체를 보강하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a ground reinforcing steel pipe suitable for use in a pore polling method, tunnel reinforcement method, and the like in tunnel construction, a ground reinforcing method using the same, and a method of reinforcing a structure such as a concrete foundation.
본원은, 2008년 01월 18일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2008-009570호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-009570 for which it applied to Japan on January 18, 2008, and uses the content here.
예를 들어, 연약한 지반에 있어서의 터널 공사에서는, 지반을 보강하기 위해 강관을 매설하는 포어폴링 공법이 채용되는 경우가 많다. 이 공법에서는, 선단부에 비트를 장착한 드릴 로드에, 강관을 외부 끼움하여 천공을 행한다. 그리고 소정 깊이의 천공을 행하면, 강관을 그대로 남기고 드릴 로드를 빼내고, 강관의 내부에 모르타르 등의 주입재를 주입한다. 강관의 몸통부에는, 내외로 통하는 다수의 통공(通孔)이 천공되어 있다. 내부에 주입된 주입재는, 그 통공을 통해 지반에 침투하여 고화된다. 이에 의해, 연약한 지반이 강화된다. 포어폴링 공법에 대해서는, 다수의 특허 출원이 이루어져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조).For example, in a tunnel construction in a soft ground, the fore polling method which embeds steel pipes in order to reinforce the ground is often adopted. In this method, the steel pipe is externally fitted to the drill rod provided with the bit at the distal end and drilled. Then, when the drilling of the predetermined depth is carried out, the drill rod is removed while leaving the steel pipe intact, and an injection material such as mortar is injected into the steel pipe. In the body part of a steel pipe, many through-holes which penetrate in and out are perforated. The injection material injected therein penetrates into the ground through the through hole and is solidified. As a result, the soft ground is strengthened. A lot of patent applications are made about the pore-polling method (for example, refer patent document 1 and patent document 2).
상기 포어폴링 공법에 사용되는 강관은, 지반에 매설된다. 그로 인해, 비교적 저렴하고 강도가 큰 재질의 강관이 사용된다. 주입재의 주입시에는, 상기 통공을 통해 유출되는 주입재가 지반에 충분히 침투하고, 또한 지반과 강관의 간극에 조밀하게 충전될 필요가 있다. 또한, 매설된 강관이 강고하게 고정되기 위해서는, 이 강관과 그 외주부의 주입재의 층이 강고하게 일체화되어 있는 것이 바람직하다.The steel pipe used for the pore-polling method is embedded in the ground. Therefore, steel pipes of relatively inexpensive and high strength materials are used. At the time of injecting the injection material, the injection material flowing out through the through hole sufficiently penetrates into the ground and needs to be densely filled in the gap between the ground and the steel pipe. Moreover, in order for the embedded steel pipe to be firmly fixed, it is preferable that the layer of this steel pipe and the injection material of the outer peripheral part is firmly integrated.
그러나 종래의 강관은, 외면이 평활한 면으로서 형성되어 있으므로, 외부의 주입재의 층과의 걸림이 없어, 양자가 확실히 고정되어 있다고는 할 수 없었다. 이것을 개량하기 위해, 강관의 외면에 샌드블라스트 처리 등을 실시하여, 면을 거칠게 하는 방법이 있다. 그러나 이 방법에서는 그 나름의 밀착 효과가 얻어졌지만, 강관을 지반에 강고하게 고정한다고 하는 면에서는 아직 만족시키고 있지 않다.However, since the conventional steel pipe is formed as a smooth surface on the outside, there is no jamming with the layer of the external injection material, and both cannot be fixed securely. In order to improve this, there is a method of roughening the surface by sandblasting or the like on the outer surface of the steel pipe. However, this method had its own close contact effect, but has not been satisfied in terms of firmly fixing the steel pipe to the ground.
또한, 특허 문헌 3에는, 지반 강화용 강관으로서, 외주부에 나선 형상의 볼록조가 형성되고, 이 나선 형상 볼록조의 간격부에, 주입재를 강관의 외부로 유출시키기 위한 내외로 통하는 복수의 통공이 형성된 지반 강화용 강관이 개시되어 있다.Further, in Patent Document 3, as a ground reinforcing steel pipe, a spiral convex groove is formed in the outer circumferential portion, and a ground having a plurality of through-holes through which the injection material flows into and out of the steel pipe at a gap portion of the spiral convex groove. Reinforcing steel pipes are disclosed.
그러나 상기 특허 문헌 3에 개시되는 강관에서는, 강관의 외주면에 볼록부가 있으므로, 강관을 타설할 때의 방해가 된다. 또한, 강관의 외표면측으로부터 토사를 배출할 때에, 이 볼록부가 방해가 된다. 그로 인해, 볼록부를 큰 형상으로 할 수 없어, 충분한 밀착성을 확보하기 어렵다. 또한, 강관의 외주면에 볼록부를 부여하기 위해서는, 강관을 제조한 후에, 별도의 공정으로 볼록부를 부여하는 가공이 필요해진다. 그로 인해, 생산성이 떨어지고, 또한 비용이 높아진다고 하는 문제가 있다.However, in the steel pipe disclosed by the said patent document 3, since the convex part exists in the outer peripheral surface of a steel pipe, it becomes an obstacle when placing a steel pipe. In addition, this convex portion is obstructed when the soil is discharged from the outer surface side of the steel pipe. Therefore, a convex part cannot be made large and it is difficult to ensure sufficient adhesiveness. Moreover, in order to provide a convex part to the outer peripheral surface of a steel pipe, after manufacturing a steel pipe, the process which provides a convex part by a separate process is needed. Therefore, there exists a problem that productivity falls and cost increases.
본 발명은 상기 문제를 해결하는 것이며, 제조 비용을 높이는 일 없이, 지반에 매설할 때에는 저항이 작고, 또한 보강재를 흘려 넣을 때에는, 강관과 그 주변이 확실히 강고하게 밀착되는 지반 강화용 강관 및 그것을 사용한 지반 강화 방법 및 구조물의 강화 방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention solves the above problems, and without increasing the manufacturing cost, the resistance is small when embedded in the ground, and when the reinforcing material is poured, the ground reinforcing steel pipe and the ground that the steel pipe and its surroundings are firmly adhered firmly and using the same It is aimed at providing the ground reinforcement method and the structure reinforcement method.
본 발명은, 상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention employ | adopts the following means in order to solve the said subject and achieve this objective.
(1) 본 발명의 지반 강화용 강관은, 지반에 타설되고, 이 지반 내에 주입재를 주입하기 위한 지반 강화용 강관이며, 그 외주면에 배치된 오목부 및 평활부와, 상기 오목부 혹은 상기 평활부에 있어서, 이 지반 강화용 강관의 내외로 통하는 복수의 통공을 갖는다.(1) The ground reinforcing steel pipe of the present invention is a ground reinforcing steel pipe which is poured into the ground and injects the injection material into the ground, the recess and the smooth portion disposed on the outer circumferential surface thereof, the recess or the smooth portion. It has a some through-hole through and out of this ground reinforced steel pipe.
(2) 상기 오목부의 단면 형상은, 상기 강관의 외경을 (D)로 하였을 때에, 상기 오목부의 깊이가 0.005D 내지 0.2D이고, 또한 상기 오목부의 폭이 0.015D 내지 2D이고, 상기 오목부의 단면 형상이 삼각 형상이고, 상기 오목부의 폭을 (B), 상기 오목부의 깊이를 (H)로 하였을 때에, B/H=3 내지 20인 것이 바람직하다.(2) The cross-sectional shape of the recessed portion has a depth of the recessed portion of 0.005D to 0.2D and a width of the recessed portion of 0.015D to 2D when the outer diameter of the steel pipe is set to (D). It is preferable that B / H = 3-20 when a shape is triangular shape, and when the width | variety of the said recessed part is (B) and the depth of the said recessed part is (H).
(3) 상기 오목부의 단면 형상은, 상기 강관의 외경을 (D)로 하였을 때에, 상기 오목부의 깊이가 0.005D 내지 0.2D이고, 또한 상기 오목부의 폭이 0.015D 내지 2D이고, 상기 오목부의 단면 형상이 사각 형상이고, 상기 오목부의 폭을 (B), 상기 오목부의 깊이를 (H)로 하였을 때에, B/H=4 내지 20인 것이 바람직하다.(3) The cross-sectional shape of the concave portion has a depth of the concave portion of 0.005D to 0.2D and a width of the concave portion of 0.015D to 2D when the outer diameter of the steel pipe is (D). It is preferable that B / H = 4-20 when a shape is square shape and the width | variety of the said recessed part is (B), and the depth of the said recessed part is (H).
(4) 상기 오목부의 단면 형상은, 상기 강관의 외경을 (D)로 하였을 때에, 상기 오목부의 깊이가 0.005D 내지 0.2D이고, 또한 상기 오목부의 폭이 0.015D 내지 2D이고, 상기 오목부의 단면 형상이 반원 형상, 혹은 사다리꼴 형상이고, 상기 오목부의 폭을 (B), 상기 오목부의 깊이를 (H)로 하였을 때에, B/H=3 내지 20인 것이 바람직하다.(4) The cross-sectional shape of the recessed portion has a depth of the recessed portion of 0.005D to 0.2D and a width of the recessed portion of 0.015D to 2D when the outer diameter of the steel pipe is set to (D). It is preferable that B / H = 3-20 when a shape is semi-circle shape or a trapezoid shape, and when the width | variety of the said recessed part is (B) and the depth of the said recessed part is (H).
(5) 상기 오목부가, 상기 강관의 동일 원주 상에 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.(5) It is preferable that the said recessed part is formed in multiple numbers on the same circumference of the said steel pipe.
(6) 상기 오목부가, 상기 강관의 원주 방향으로 복수 형성되고, 적어도 서로 대향하는 상기 오목부가, 상기 강관의 동일 원주 상을 피하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.(6) It is preferable that the said recessed part is formed in multiple numbers in the circumferential direction of the said steel pipe, and the said recessed part which opposes at least mutually mutually is formed avoiding the same circumferential image of the said steel pipe.
(7) 상기 오목부가, 상기 강관의 축에 대해, 경사 방향으로 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.(7) It is preferable that the said recessed part is formed in multiple in the inclination direction with respect to the axis | shaft of the said steel pipe.
(8) 상기 오목부가, 상기 강관의 축에 대해, 평행하게 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.(8) It is preferable that the said recessed part is formed in multiple numbers in parallel with respect to the axis | shaft of the said steel pipe.
(9) 상기 오목부가, 상기 오목부를 정면에서 보았을 때에, 원 형상으로 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.(9) It is preferable that the said recessed part is formed in multiple numbers in a circular shape, when the said recessed part is seen from the front.
(10) 상기 강관의 표면에 도금, 혹은 수지 피복이 배치되어 있는 것이 바람직하다.(10) It is preferable that plating or resin coating is arrange | positioned on the surface of the said steel pipe.
(11) 본 발명의 지반 강화 방법은, 지반 강화시에, 지반을 굴삭하면서 상기 (1)에 기재된 지반 강화용 강관을 타설하고, 이 지반 강화용 강관을 타설 후, 이 지반 강화용 강관의 내부로부터 상기 복수의 통공을 통해 상기 지반 강화용 강관의 외부로 주입재를 주입한다.(11) The ground reinforcement method of the present invention, in the case of ground reinforcement, excavates the ground while placing the ground reinforcing steel pipe described in the above (1), and after pouring the ground reinforcing steel pipe, the inside of the ground reinforcing steel pipe The injection material is injected into the outside of the ground reinforcing steel pipe through the plurality of through holes.
(12) 상기 지반 강화용 강관의 최소 내경이, 상기 지반을 굴삭할 때에 사용하는 내측 비트의 외경보다도 큰 것이 바람직하다.(12) It is preferable that the minimum inner diameter of the ground reinforcing steel pipe is larger than the outer diameter of the inner side bit used when digging the ground.
(13) 상기 지반 강화용 강관의 최대 외경이, 상기 지반의 굴삭에 사용하는 외측 비트의 외경보다도 작은 것이 바람직하다.(13) It is preferable that the maximum outer diameter of the said ground reinforcing steel pipe is smaller than the outer diameter of the outer side bit used for excavation of the said ground.
(14) 본 발명의 구조체의 강화 방법은, 콘크리트를 포함하는 구조체의 강화시에, 이 구조체를 굴삭하면서 청구항 1에 기재된 지반 강화용 강관을 타설하고, 이 지반 강화용 강관을 타설 후, 이 지반 강화용 강관의 내부로부터 상기 복수의 통공을 통해 상기 지반 강화용 강관의 외부로 주입재를 주입한다.(14) The method of reinforcing the structure of the present invention, after reinforcing the structure including concrete, pours the ground reinforcing steel pipe according to claim 1 while excavating the structure, and after pouring the ground reinforcing steel pipe, the ground Injection material is injected from the inside of the reinforcing steel pipe to the outside of the ground reinforcing steel pipe through the plurality of through holes.
상기 (1)에 기재된 지반 강화용 강관은, 강관의 외주면에 오목부가 형성되어 있으므로, 지반에의 매설시에는 이 오목부가 저항이 되지 않는다. 또한, 강관의 외주면에 주입재를 흘려 넣었을 때에는, 오목부에도 주입재가 충전되어, 지반과의 밀착성이 향상된다. 그 결과, 시공시의 매설 개수의 삭감이 가능해져, 시공 비용 및 시공 기간의 단축이 가능해진다.Since the recessed part is formed in the outer peripheral surface of a steel pipe as described in said (1), this recessed part will not become resistance at the time of embedding in the ground. In addition, when the injection material is poured into the outer circumferential surface of the steel pipe, the injection material is filled in the concave portion, and the adhesion to the ground is improved. As a result, the number of embeddings at the time of construction can be reduced, and the construction cost and construction period can be shortened.
또한, 상기 (1)에 기재된 지반 강화용 강관은, 외주면에 오목부를 형성할 뿐이므로, 예를 들어 강관을 조관 후, 그대로 볼록부를 가진 롤 사이를 통과시키는 것만으로 제조가 가능하다. 그로 인해, 생산 능률도 저하되지 않고, 제조 비용도 종래 방법에 비교하여 저감 가능하다.In addition, since the steel pipe for ground reinforcement as described in said (1) only forms a recessed part in an outer peripheral surface, it can manufacture, for example, just passing a steel pipe between rolls which have a convex part as it is after piping. Therefore, production efficiency does not fall, and manufacturing cost can also be reduced compared with the conventional method.
또한, 상기 (1)에 기재된 지반 강화용 강관을 사용하면, 예를 들어 건조물의 콘크리트 기초 등의 구조물의 보강에도 동일하게 적용이 가능해, 저비용이며 강고한 보강이 가능하다.Moreover, if the steel pipe for ground reinforcement of said (1) is used, it can apply similarly to reinforcement of structures, such as a concrete foundation of a building, for example, and low cost and firm reinforcement are possible.
도 1은 본 발명의 지반 강화용 강관의 일례를 도시하는 정면도이다.
도 2a는 본 발명의 지반 강화용 강관의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2c는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2e는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2f는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2g는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2h는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2i는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2j는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 2k는 본 발명의 지반 강화용 강관의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 지반 강화용 강관의 오목부의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 지반 강화용 강관의 오목부의 다른 구체예를 도시하는 도면이다.
도 3c는 본 발명의 지반 강화용 강관의 오목부의 다른 구체예를 도시하는 도면이다.
도 3d는 본 발명의 지반 강화용 강관의 오목부의 다른 구체예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 지반 강화용 강관의 오목부의 폭과 깊이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 통상의 단접 강관의 제조 라인을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 지반 강화용 강관을 제조하는 단접 강관의 제조 라인의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7a는 본 발명 강관의 제조에 사용하는 롤의 개념도이다.
도 7b는 본 발명 강관의 제조에 사용하는 롤의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 지반 강화용 강관을 제조하는 단접 강관의 제조 라인의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 9는 비트가 장착된 드릴 로드를 삽입한 지반 강화용 강관의 선단부의 일부 단면도이다.
도 10a는 실시예에 있어서의 밀착력의 평가 방법을 도시하는 도면이다.
도 10b는 비교예에 있어서의 밀착력의 평가 방법을 도시하는 도면이다.
도 11은 실시예에 있어서의 효과를 비교한 도면이다.1 is a front view showing an example of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
It is a figure which shows an example of the ground reinforcing steel pipe of this invention.
2B is a view showing a modification of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
2C is a view showing a modification of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
2D is a view showing a modification of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
2E is a view showing a modification of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
It is a figure which shows the modification of the ground reinforced steel pipe of this invention.
2G is a view showing a modification of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
It is a figure which shows the modification of the ground reinforced steel pipe of this invention.
It is a figure which shows the modification of the ground reinforced steel pipe of this invention.
It is a figure which shows the modification of the ground reinforced steel pipe of this invention.
It is a figure which shows the modification of the ground reinforced steel pipe of this invention.
It is a figure which shows the specific example of the recessed part of the steel pipe for ground reinforcement of this invention.
It is a figure which shows the specific example of the recessed part of the steel pipe for ground reinforcement of this invention.
It is a figure which shows the specific example of the recessed part of the steel pipe for soil reinforcement of this invention.
3D is a view showing another specific example of the recess of the ground reinforcing steel pipe of the present invention.
It is a figure which shows the relationship between the width | variety and the depth of the recessed part of the steel pipe for soil reinforcement of this invention.
It is a figure which shows the production line of a conventional single welded steel pipe.
Figure 6 is a view showing an embodiment of the production line of the single-piece steel pipe to manufacture the ground pipe reinforcement of the present invention.
It is a conceptual diagram of the roll used for manufacture of the steel pipe of this invention.
It is a conceptual diagram of the roll used for manufacture of the steel pipe of this invention.
8 is a view showing another embodiment of a production line of a single welded steel pipe for producing a ground pipe reinforcing steel of the present invention.
9 is a partial cross-sectional view of the distal end portion of the ground reinforcing steel pipe inserted with a drill rod equipped with a bit.
It is a figure which shows the evaluation method of adhesive force in an Example.
It is a figure which shows the evaluation method of adhesive force in a comparative example.
11 is a diagram comparing effects in the examples.
이하, 도면에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated concretely by drawing.
도 1에, 본 발명에 관한 지반 강화용 강관(5)을 모식적으로 도시한다. 이 지반 강화용 강관(5)은, 강관(1)의 외주부에, 일정 간격으로 주상(周狀)으로 오목부(2)가 형성되어 있다. 이 오목부(2)에 의해, 강관(1)과 지반 혹은 콘크리트 등의 마찰력을 높일 수 있다.In FIG. 1, the ground reinforced
또한, 강관(1)의 주위면 전체면에, 강관(1)의 내외를 통하는 복수의 통공(3)이 배치되어 있다. 강관(1)의 내부에 주입된 주입재는, 이들 통공(3)을 통해 강관 외면으로 유출된다. 이 주입재의 일부는, 지반과 강관(1) 사이에 충전되어, 지반과 강관(1)을 고정한다. 또한, 다른 일부는 지반에 침투하여 고화되어, 이 지반을 강화한다. 이때, 오목부(2)는, 고화된 주입재의 층에 매립된 상태가 되어, 양자가 강고하게 일체화된다. 이로 인해, 강관(1)에 축방향의 힘이 작용해도, 이 오목부(2)와 주입재층의 결합에 의해 걸림 저항이 발생하여 강관(1)의 이동이 방지된다.In addition, a plurality of through holes 3 passing through the inside and the outside of the steel pipe 1 are disposed on the entire peripheral surface of the steel pipe 1. The injection material injected into the inside of the steel pipe 1 flows out to the outer surface of the steel pipe through these through holes 3. A part of this injection material is filled between the ground and the steel pipe 1, and fixes the ground and the steel pipe 1 to it. In addition, the other part penetrates and solidifies the ground, thereby strengthening the ground. At this time, the recessed
이상으로부터, 주입재 본 실시 형태의 지반 강화용 강관(5)에서는, 강관(1)과 지반의 밀착성의 향상이 도모되어, 보다 강고하게 강관(1)과 지반을 고정할 수 있다. 도 1 중, 부호 4는 외측 비트를 나타낸다.As mentioned above, in the ground material reinforcing
이 지반 강화용 강관(5)의 제조 방법은, 강관 제조 라인에서 강관(1)을 조관 후, 열간 혹은 온간으로, 압박 수단에 의해 강관(1)의 표면에 오목부(2)를 부여할 뿐이다. 그로 인해, 생산성은 통상의 조관 공정과 거의 변함없다.The manufacturing method of the ground reinforcing
도 2a 내지 도 2k는, 오목부(2)의 다른 형상을 도시한 구체예를 도시한다.2A to 2K show specific examples showing different shapes of the
도 2a, 도 2b, 도 2c는, 어느 강관(1)의 원주 방향으로 오목부(2A 내지 2C)를 갖고, 이 오목부(2A 내지 2C)가 축방향으로 일정 간격으로 복수 형성되어 있다. 도 2a의 지반 강화용 강관(5)은, 오목부(2A)를 강관(1)의 동일 원주 상에 복수(도면에서는 대향하여 2개) 형성한 예이다. 도 2b의 지반 강화용 강관(5)은, 오목부(2)를 압연롤이 아닌, 강관(1A)에 대해, 근접, 퇴피 가능한 왕복식 압박 장치에 의해 형성한 것이다. 오목부(2B)가, 강관(1)의 원주 상에서 거의 동일한 깊이로 되어 있다. 도 2c의 지반 강화용 강관(5)은, 오목부(2C)는 강관(1)의 원주 방향으로 복수 형성되고, 이들 중 적어도 서로 대향하는 오목부(2C)가 동일 원주 상에는 존재하지 않는 예이다.2A, 2B, and 2C have
도 2c의 강관(1)과 같이, 서로 대향하는 오목부(2C)가 동일 원주 상에 존재하지 않도록 지그재그 배치로 함으로써, 도 2a의 강관(1)에 비해, 오목부(2C)가 배치된 위치의 강관(1)의 강도를 향상시킬 수 있다. 도 2c에 도시하는 강관(1)은, 지반 강화용 강관(5)의 강도, 특히 오목부(2)가 배치된 부분의 강도가 보다 높게 요구되는 경우에 적합하다. 오목부(2C)의 지그재그 배치의 예에서는, 오목부(2C)의 대향하는 부분의 전체 폭이 랩되지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.Like the steel pipe 1 of FIG. 2C, the position where the recessed
도 2d 내지 도 2g는, 강관(1)의 축에 대해, 경사 방향으로 긴 변을 갖는 오목부(2D 내지 2G)를 형성한 강관(1)을 도시한 도면이다. 도 2h 및 도 2i는, 강관(1)의 축에 평행한 방향으로 긴 변을 갖는 오목부(2H, 2I)를 형성한 강관(1)을 도시한 도면이다. 도 2j 및 도 2k는, 둥근 스폿 형상(원 형상)의 오목부(2J, 2K)를 형성한 강관(1)을 도시한 도면이다. 스폿 형상의 오목부(2J, 2K)는, 형성 용이성 등으로부터 타원이나 다각형 등으로부터 자유롭게 선택할 수 있다. 또한, 오목부(2D 내지 2G)를 동일 원주 상에 배치할지 혹은 교대로 지그재그 형상으로 배치할지 등도 자유롭게 선택할 수 있다.2D to 2G are diagrams showing the steel pipe 1 in which the
여기서, 오목부(2D 내지 2G)의 형상의 제약은 높이 뿐이며, 강관(1)의 내면을 굴삭 비드가 통과할 수 있을 만큼의 공간을 확보하면 된다.Here, the restriction of the shape of the
본 발명의 지반 강화용 강관(5)은, 후술하는 바와 같이 열간 혹은 온간으로 오목부(2)를 형성한다. 그로 인해, 예를 들어 강관(1)의 두께가 2㎜ 이상이라도 용이하게 제조할 수 있다. 그러므로, 두꺼운 지반 강화용 강관(5)을 제조하고, 이 지반 강화용 강관(5)을 예를 들어 지반에 회전시키면서 매입할 때에, 이 지반 강화용 강관(5)에 비틀림력이 작용하여, 굴곡되거나, 선단부가 찌부러지는 일이 없다. 또한, 지반 강화용 강관(5)으로서 실용 가능한 외경 50㎜ 이상인 것도, 용이하게 제조할 수 있다.The ground reinforced
본 발명에 관한 지반 강화용 강관(5)을, 특히 내식성이 요구되는 용도로 사용하는 경우에는, 상기한 바와 같이 오목부(2)를 구성한 강관(1)의 표면에, 도금, 혹은 수지 피복을 실시하여, 양호한 내식성을 발휘시키는 것이 바람직하다.When using the
강관(1)의 오목부(2)에 대해서는, 도 3a 내지 도 3d에 도시하는 바와 같이, 기본적으로는 단면 형상이 삼각 형상인 경우와, 단면 사각 형상인 경우를 생각할 수 있다. 반원 형상 및 사다리꼴 형상인 경우는, 대략 삼각형과 동등하다고 생각해도 좋다. 어느 경우도, 오목부(2)의 깊이(가장 깊은 부분의 깊이를 가리킴)(H)는, 강관(1)의 주위면과 지반 혹은 콘크리트 등의 마찰력을 얻기 위해, 0.005×D(단, D : 강관 외경) 이상은 필요하다. 그러나 0.2×D 초과에서 마찰력 향상의 효과도 포화되어 버리므로, 오목부(2)의 깊이(H)는 0.005×D 내지 0.2×D로 한다. 또한 오목부(2)의 폭(B)은, 상기 마찰력을 얻기 위해서는 0.015×D 이상 필요하다. 그러나 2×D 초과에서는, 마찰력 향상 효과가 작으므로 2×D 이하로 할 필요가 있다.As for the recessed
또한, 상기한 전제를 기초로, 오목부(2)의 형상의 최적화를 도모하는 면에서, 하기의 사항을 규정하는 것이 중요하다. 즉, 오목부(2)의 단면 형상이 삼각 형상일 때, B/H=3 내지 20이다. 오목부(2)의 단면 형상이 사각 형상일 때, B/H=4 내지 20이다. 오목부(2)의 단면 형상이 반원 형상, 혹은 사다리꼴 형상일 때, B/H=3 내지 20이다.Moreover, it is important to prescribe the following matters from the viewpoint of optimizing the shape of the recessed
이하, 상기한 B/H의 관계가 도출된 경위를, 도 4를 이용하여 설명한다. 전제로서, 오목부(2)에서의 파괴 모드는, 오목부(2)의 외측, 즉, 도 4 중의 삼각형의 저변[오목부(2)의 폭(B)]에서의 소일 시멘트의 전단 강도와, 오목부(2)의 내부에서의 소일 시멘트의 지압 강도(bearing strength) 중 어느 하나로 결정되는 것으로 한다. 이때, 어느 하나의 파괴 모드가 다른 쪽에 대해 명백하게 선행하면, 그 파괴 모드로 강도가 결정되므로, 강도는 저하될 것이라 생각된다. 그러므로, 오목부(2)의 최적 형상을 고려하는 면에서는, 상기한 2개의 파괴 모드가 동시에 발생하는 형상을 발견하는 것이 필요해진다.Hereinafter, the process from which the above-mentioned B / H relationship was derived is demonstrated using FIG. As a premise, the failure mode in the
그 결과, 오목부(2)의 최적 형상에 있어서는, 지압 강도를 부여하는 지압력(P)과, 전단 강도를 부여하는 전단력(S)은 이하의 [식 1]의 평형 조건식을 만족시키는 것이 요구된다.As a result, in the optimum shape of the
[식 1][Equation 1]
S=PcosθS = Pcosθ
단, θ : 강관(1)의 표면과 오목부(2)의 입구측면이 이루는 각도이다.Is the angle formed between the surface of the steel pipe 1 and the inlet side of the
여기서, 전단력(S)은, 전단력이 작용하는 면적×전단력으로 정의된다. 그로 인해, 전단력(S)은 이하의 [식 2]로 정식화된다. 여기서는, 오목부(2)는 강관(1)의 주위 전체 둘레에 배치되는 것으로 가정한다. 전단 면적은, 강관(1)의 둘레 길이(πD)와, 오목부(2)의 폭(B)(삼각형의 저변 부분)의 곱으로 나타내어진다.Here, the shear force S is defined as the area x shear force on which the shear force acts. Therefore, the shear force S is formulated by the following [formula 2]. Here, it is assumed that the
[식 2][Equation 2]
S=τㆍBㆍπㆍDS = τ, B, π, D
한편, 지압력(P)은, 지압 응력에 작용하는 면적을 곱한 것으로서, 이하의 [식 3]으로 정식화된다.On the other hand, the bearing pressure P is multiplied by the area acting on the bearing stress, and is formulated by the following [formula 3].
[식 3][Equation 3]
P=HㆍσbㆍcosθㆍπㆍDP = H · σb · cosθ · π · D
τ : 전단 응력, D : 강관 외경, σb : 지압력(지압 응력, 힘/면적의 차원) [식 1]에 [식 2], [식 3]을 대입하여 정리하면, 이하의 [식 4], [식 4']가 도출된다.τ: shear stress, D: outer diameter of steel pipe, σb: bearing pressure (pressure stress, force / area dimension) Substituting [Equation 2] and [Equation 3] into [Equation 1], the following [Equation 4] , [Equation 4 '] is derived.
[식 4][Equation 4]
τㆍB=(Hㆍσbㆍcosθ)cosθτ · B = (H · σb · cosθ) cosθ
[식 4'][Equation 4 ']
∴ B/H=σbㆍcos2θ/τ∴ B / H = σb · cos 2 θ / τ
[식 4']는, 최적 형상을 부여할 때의 힘의 평형 조건식 [식 1]을 변형한 것이다. 여기서는, 오목부(2)의 측면, 즉, 도 4의 삼각형의 경사면과, 강관(1)의 표면이 이루는 각도(θ)가 45도인 경우(이것을 이하, 삼각 형상으로 함)와, 90도인 경우(이것을 이하, 사각 형상으로 함)에 관하여 푸는 것으로 한다.[Equation 4 '] is a modification of the equilibrium condition equation [Equation 1] of the force at the time of providing the optimum shape. Here, when the angle (theta) which the side surface of the recessed
θ=90°[오목부(2)가 사각 형상]로 하면,When θ = 90 ° [the
[식 5][Equation 5]
B/H=σb/τB / H = σb / τ
가 된다. 예를 들어, 소일 시멘트의 지압 강도(σb)=1N/㎟와, 전단 강도(τ)=0.1N/㎟를 [식 5]에 대입하면, B/H=10[오목부(2)의 폭이 높이의 10배]이 되어, 오목부(2)의 형상은, 긴 변 10H, 높이 H인 직사각형이 된다.Becomes For example, substituting acupressure strength (σb) = 1 N /
한편, 최종적인 오목부(2)의 형상이 삼각 형상이고, 또한 그 삼각형이 이등변 삼각형으로 하면, B, H, θ에는 하기의 관계식 [식 6]이 성립된다.On the other hand, if the shape of the final
[식 6][Equation 6]
tanθ=2ㆍH/Btanθ = 2 · H / B
이것을 [식 4']에 대입하면,Substituting this into [Equation 4 '],
[식 7][Equation 7]
2/(sinθㆍcosθ)=σb/τ2 / (sinθcosθ) = σb / τ
가 된다. 이 [식 7]에, 소일 시멘트의 지압 강도(σb)=1N/㎟, 전단 강도(τ)=0.1N/㎟을 대입하면,Becomes Substituting the pressure strength (σb) = 1 N /
[식 8][Equation 8]
sinθㆍcosθ=1/5sinθ · cosθ = 1/5
[식 8'][Equation 8 ']
sin2θ=2/5=0.4sin2θ = 2/5 = 0.4
∴θ=11.8∴θ = 11.8
이 된다.Becomes
소일 시멘트(콘크리트)의 지압 강도(σb)와 전단 강도(τ)의 관계를The relationship between acupressure strength (σb) and shear strength (τ) of soil cement (concrete)
1/20≤τ/σb≤2/9로 하면(통상은, τ/σb=1/10 정도),When 1 / 20≤τ / σb≤2 / 9 (typically, τ / σb = 1/10),
(a) 오목부(2)의 형상이 사각형인 경우, 오목부(2)의 폭(B)과 깊이(H)의 관계는 [식 5]에 의해,(a) In the case where the shape of the
4.5≤B/H≤20.04.5≤B / H≤20.0
(b) 오목부(2)의 형상이 삼각형인 경우, 적정한 θ의 범위는 [식 7]에 의해(b) In the case where the shape of the
5.8≤θ≤31.45.8≤θ≤31.4
이때, 오목부(2)의 폭(B)과 깊이(H)의 관계는, [식 6]에 의해At this time, the relationship between the width B and the depth H of the
3.3≤B/H≤19.83.3≤B / H≤19.8
이 된다.Becomes
여기서, 도 2d 내지 도 2k에 도시한 바와 같은 강관(1)의 축방향으로 경사, 평행, 혹은 스폿 형상의 오목부(2)의 경우에 대해서도, 도 2d의 A-A 단면, 도 2h의 H-H 단면, 도 2j의 C-C 단면에 대해 상기 식을 적용하면 된다.Here, also in the case of the inclined, parallel, or spot-shaped
이상의 점으로부터, 본 발명에 있어서는 B/H를 하기와 같이 규정하였다.In view of the above, in the present invention, B / H is defined as follows.
(1) 오목부(2)의 단면 형상이 삼각 형상일 때, B/H=3 내지 20(1) When the cross-sectional shape of the
(2) 오목부(2)의 단면 형상이 사각 형상일 때, B/H=4 내지 20(2) When the cross-sectional shape of the recessed
(3) 오목부(2)의 단면 형상이 반원 형상, 혹은 사다리꼴 형상일 때, B/H=3 내지 20(3) When the cross-sectional shape of the
다음에, 본 발명에 관한 지반 강화용 강관(5)의 제조 방법에 대해 설명한다.Next, the manufacturing method of the ground reinforced
본 발명에 있어서는, 이하의 a), b), c), d) 중 어느 하나의 공정이라도 적용 가능하지만, 단접 강관의 제조 라인을 대표예로 하여 본 발명을 설명한다.In the present invention, any of the following steps a), b), c) and d) can be applied, but the present invention will be described using a production line of a single welded steel pipe as a representative example.
a) 전봉 강관 제조 라인에서, 전봉 용접 후, 이 강관을 가열하고, 압박 수단에 의해 그 표면을 압박한다.a) In an electroplating steel pipe manufacturing line, after electroplating welding, this steel pipe is heated and the surface is pressed by a pressing means.
b) 열간 혹은 온간 용접 강관 제조 라인에서, 용접 후, 압박 수단에 의해 그 표면을 압박한다.b) In the hot or warm welded steel pipe production line, after welding, the surface is pressed by the pressing means.
c) 단접 강관 제조 라인에서, 충합(衝合) 후, 압박 수단에 의해 그 표면을 압박한다.c) In a single-piece steel pipe manufacturing line, after the welding, the surface is pressed by the pressing means.
d) 시임리스 강관 제조 라인에서, 조관 후, 압박 수단에 의해 그 표면을 압박한다.d) In the seamless steel pipe production line, after the pipe is pressed, the surface is pressed by the pressing means.
도 5는 통상의 단접관의 제조 라인을 도시하는 도면이다.It is a figure which shows the production line of a normal single weld pipe.
원하는 폭으로 슬릿된 강대(鋼帶)(10)를 롤(21)에 의해 단면 원 형상으로 성형한다. 그 후, 롤(22)에 의해 그 양단부를 고열로 가열하고, 압접하여, 충합한다. 충합된 관을 그 이후의 롤(23 내지 34)에 의해 소정의 치수로 직경 축소하기 위해 좁힌다. 그리고 절단기(38)에 의해 소정의 길이로 절단하고, 이후의 롤(35 내지 37)에 의해 형상을 정렬하여 단접관(11)[강관(1)]이 제조된다.The
도 6은 단접관 제조 라인의 일 실시예이다.6 is one embodiment of a single-tube production line.
종래의 제조 라인에 대해, 절단기(38) 앞의 스퀴즈 롤의 최종 롤(34)만을 변경하고 있다. 이 롤(34)은, 도 7a 및 도 7b와 같이, 롤(34)의 주위면에, 롤 축 방향으로 1개소 혹은 복수 개소에 볼록부(α)를 설치하고 있다. 이 볼록부(α)를 압박 수단으로 하고 있다. 이 볼록부(α)를 설치한 롤(34)을 상하 양쪽 혹은 편측에 사용한다. 도 6, 도 7a 내지 도 7b에서는, 상하 2기의 롤(34a, 34b)로 도시하고 있지만, 1세트가 3기 이상인 롤이라도 상관없다. 이러한 볼록부(α)를 가진 롤(34)에 의해, 고온의(약 1200 내지 1300℃ 정도) 단접관(11)에 압력을 가한다. 그로 인해, 그 볼록부(α)가 닿는 단접관(11)의 부분은 용이하게 오목부(2)가 형성된다. 또한 냉간에 의한 가공에 비교하여 오목부(2)의 형상은, 롤(34)의 볼록부(α)의 형상에 의거한 형상으로 형성된다. 그러므로, 보다 예각인 오목부(2)가 얻어진다. 그 후, 소정의 길이로 절단되고, 정형되어, 오목부(11a)가 형성된 본 발명의 지반 강화용 강관(5)이 완성된다.In the conventional manufacturing line, only the
여기서, 단접관(11) 상의 오목부(2)의 높이, 폭, 피치를 변경하고자 하는 경우는, 롤(34)의 볼록부(α)의 형상이나 피치를 변경하면 된다. 또한, 상하의 롤(34a, 34b) 양쪽에 볼록부(α)를 설치하고, 단접관(11) 상의 오목부(2)의 위치를 동일한 위치에서 형성하고자 하는 경우는, 상하의 롤(34a, 34b)의 볼록부(α)의 위치를 초기에 맞추어 두고, 예를 들어 상하의 롤(34a, 34b)을 하나의 구동원 및 유니버설 조인트 등을 통해 연결하고, 동기시켜 상하의 롤(34a, 34b)을 구동하면 된다.Here, in the case where the height, width, and pitch of the
롤(34)에 형성하는 볼록부(α)의 형상은, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 롤(34)의 중심부를 높게 하고, 롤(34)의 단부에 향함에 따라서 낮게 하는 것이 바람직하다. 롤(34)의 중심부와 단부에서는, 주속(周速)이 다르다. 그로 인해, 직경이 큰 단부의 쪽이, 주속이 커진다. 따라서, 통과하는 관보다도 빠르게 롤(34)의 회전이 진행되므로, 단접관(11)에 대해 불필요한 힘이 가해진다. 그 결과, 필요 이상의 변형이나 왜곡을 단접관(11)에 부여해 버린다.It is preferable to make the shape of the convex part (alpha) formed in the
도 8은 다른 단접관 제조 라인의 예이다.8 is an example of another short pipe production line.
본 예에서는, 스퀴즈 롤(34)과 절단기(38) 사이에, 전용의 단접관(11)[강관(1)]에의 가압 장치(압박 수단)(39)를 설치한 예이다. 가압 장치(39)로서는, 전술한 볼록부(α)를 가진 롤(34)이라도 좋고, 또한 상하로부터 끼워 넣는 형태로 단접관(11)에 가압하는 타입의 것이라도 좋다. 그리고 이 가압 장치(39)는, 단접관(11)에 대해 진퇴, 혹은 단접관(11)의 진행 방향으로 진퇴 가능한 기구를 갖는 것이 바람직하다.In this example, it is an example which provided the pressurization apparatus (pressing means) 39 to the exclusive single welded pipe 11 (steel pipe 1) between the
가압 장치(39)가, 단접관(11)에 대해 근접, 퇴피 가능함으로써, 단접관(11)의 임의의 위치에 오목부(2)를 형성할 수 있다. 또한, 오목부(2)의 피치를 변경하고자 할 때라도, 롤(34)의 교환 등을 하지 않아도 된다. 또한, 이 기능에 의해, 미리 단접관(11)의 절단 위치를 제어부가 인식해 두고, 이 절단 위치에 오목부(2)가 위치하지 않도록 제어하는 것도 가능해진다. 단접관(11)의 단부에 오목부(2)가 오면, 단접관(11)마다 단부면의 직경이나 형상이 다르게 되어 버린다. 이 경우, 예를 들어 단접관(11)끼리의 접속이 곤란해진다.Since the
또한, 가압 장치(39)를 단접관(11)의 진행 방향으로 이동 가능하게 함으로써, 단접관(11)의 진행과 동조하여 직경 축소부의 형성 장치를 이동할 수 있다. 그것에 의해, 전술한 바와 같은 롤(34)의 중심부와 단부의 주속의 차에 의한 단접관(11)에의 불필요한 왜곡 등이 발생하지 않고, 오목부(2)의 형상도 자유롭게 형성할 수 있다.Moreover, by making the pressurizing
이상, 전용 장치에 있어서 설명하였지만, 이들의 기능을 기존의 최종 스퀴즈 롤에 볼록부(α)를 설치한 롤(34)에 갖게 해도 좋다.As mentioned above, although demonstrated in the exclusive apparatus, you may have these functions in the
전술한 바와 같이, 조관 방법은, 전봉에 의한 조관 방법, 열간 혹은 온간으로 용접하는 조관 방법, 단접에 의한 조관 방법, 시임리스 조관 방법 중 어느 것이라도 좋다. 조관 중, 혹은 조관 후에 가열 등을 하여, 온간 혹은 열간의 상태에서 압박 수단에 의해 그 조관된 표면을 압박하면 되어, 온라인에 의한 오목부(2)가 형성된 강관(1)의 제조가 가능하다.As described above, the tubing method may be any one of a tubing method by an electric rod, a tubing method by welding hot or warm, a tubing method by a single joint, and a seamless tube method. Heating or the like in the tube or after the tube can be performed by pressing means to press the surface of the tube in a warm or hot state, whereby the steel tube 1 with the
그리고 이들 제조 방법으로 제조된 강관(1)은, 열간으로 오목부(2)가 형성되므로, 강관(1)의 두께가 2㎜ 이상이라도 용이하게 제조 가능하다. 예를 들어, 강관 말뚝으로서 지반에 회전시키면서 매입할 때에, 강관(1)은 두껍기 때문에, 강관(1)에 비틀림력이 작용하여, 이 강관(1)이 굴곡되거나, 선단부가 찌부러지는 일이 없다. 또한, 지반 강화용 강관(5)으로서 실용 가능한 외경 50㎜ 이상인 것도 용이하게 제조할 수 있다. 또한 생산 능률은, 통상의 단접 강관을 제조할 때와 동일하다.And since the recessed
이상과 같은 강관의 제조 방법에 의해 통상의 강관의 제조 라인에서, 돌기를 부여한 전용 롤로 제관함으로써, 강관 제조와 동시에 오목부(2)를 연속적으로 부여할 수 있다. 또한, 전용 롤(34)의 돌기부(α)의 형상의 변경에 의해, 임의로 자유로운 형상, 간격, 배치의 오목부(2)를 부여할 수 있다. 또한, 별도의 공정에 의한 가공의 필요가 없어, 매우 저렴하게 오목부(2)가 형성된 강관(1)을 제공할 수 있다.By the manufacturing method of a steel pipe as mentioned above, in the manufacturing line of a normal steel pipe, the
본 발명의 지반 강화용 강관(5)에서는, 이와 같이 강관(1)의 외표면측이 아니라, 내표면측에 볼록 형상[즉, 오목부(2)]을 부여함으로써, 강관(1)의 타설시에, 이 오목부(2)가 방해가 되는 일이 없다. 또한, 충분한 밀착성을 확보할 수 있는 큰 오목부(2)를 갖는 지반 강화용 강관(5)을, 생산성을 떨어뜨리는 일 없이 저비용으로 제조할 수 있다.In the ground reinforcing
그리고 오목부(2)를 형성한 강관(1)에, 복수의 통공(3)을 천공한다. 통공(3)은, 강관(1)의 둘레 상의 오목부(2)라도 좋고, 오목부(2) 이외의 평활부에 형성해도 좋다. 혹은 어느 쪽에 형성해도 좋다. 통공(3)의 직경이나 배치는, 주입재가 전체 길이에 걸쳐 구석구석까지 고루 미치는 것이면 좋고, 주입하는 강화제의 성상이나 주입하는 지반의 상태에 따라 임의로 결정하면 된다.Then, the plurality of through holes 3 are drilled in the steel pipe 1 in which the
도 9는 굴삭용 비트(4, 7)와 지반 강화용 강관(5)의 위치를 도시한 도면이다. 외측 비트(4)는, 로드(6) 및 내측 비트(7)로부터 전달된 동력에 의해 회전하면서, 전방의 지반 등을 굴삭한다. 외측 비트(4)의 후방에는, 본 발명의 지반 강화용 강관(5)이 배치되어 있다. 따라서, 지반 강화용 강관(5)의 외경은, 외측 비트(4)의 외경보다도 작으면 좋다.9 shows the positions of the
또한, 지반 강화용 강관(5)의 내측은, 로드(6)와 내측 비트(7)가 통과한다. 그로 인해, 강관(1)의 최소 내경은, 내측 비트(7)의 최대 외경보다도 크게 할 필요가 있다. 이상의 조건을 만족시키는 한, 강관 1바퀴상의 오목부(2)의 깊이를 크게 취할 수 있다.In addition, the rod 6 and the inner bit 7 pass through the inside of the ground reinforcing
이 지반 강화용 강관(5)의 사용시에는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 선단부에 내측 비트(7)를 장착한 드릴 로드(6)를, 이 강관(1) 내에 삽입 관통하여, 선단부의 내측 비트(7)가 강관(1)의 외측 비트(4)보다도 돌출되도록 하여, 이 드릴 로드(6)와 강관(1)의 후단부를 착암기(도시를 생략)에 접속한다. 그리고 드릴 로드(6)와 강관(1)에 착암기로부터 타격과 회전과 추력을 부여하면서 천공을 행한다. 천공 중에는, 착암기로부터 물 또는 압축 공기가 공급되어, 외측 비트(4)의 선단부로부터 토출된다. 천공에 의해 발생하는 슬라임(slime)은, 대부분이 강관(1)의 내측을 통해 배출되지만, 일부는 강관(1)의 외측을 통해 후방으로 배출된다.When using this ground reinforcing
소정 깊이의 천공이 종료되어 강관(1)이 지반 중에 매설되면, 드릴 로드(6)를 내측 비트(7)와 함께 강관(1)으로부터 후방으로 빼낸다. 그 후, 강관(1)의 후단부에 주입 장치(도시를 생략)를 장착하여, 주입재를 강관(1) 내에 압입한다. 이 주입재는, 강관(1) 내에 가득 채워져, 이 강관(1)에 형성되어 있는 다수의 통공(3)을 통해 외부로 유출된다. 그리고 강관(1)의 외면을 따라 유동하면서, 지반 내에 침투하여 고화된다. 이에 의해, 지반이 강화된다.When the drilling of the predetermined depth is completed and the steel pipe 1 is embedded in the ground, the drill rod 6 together with the inner bit 7 is pulled backward from the steel pipe 1. Thereafter, an injection device (not shown) is attached to the rear end of the steel pipe 1 to press the injection material into the steel pipe 1. This injection | pouring material fills up in the steel pipe 1, and flows out through the many through-holes 3 formed in this steel pipe 1 to the outside. And while it flows along the outer surface of the steel pipe 1, it penetrates and solidifies in the ground. This strengthens the ground.
이 강관(1)은, 그 외주부에 오목부(2)가 형성되어 있으므로, 이 오목부(2)가 고화된 주입재의 층에 매립된 상태로 되어, 양자가 강고하게 일체화된다. 이로 인해, 강관(1)에 축방향의 힘이 작용해도, 이 오목부(2)와 주입재층의 결합에 의해 걸림 저항이 발생하여 강관(1)의 이동이 방지된다. 이와 같이 하여, 강관(1)이 강고하게 지반 중에 고정된다. 오목부(2)는 소정의 단면 형상을 가지므로, 주입재나 슬라임의 유동성과 일탈 방지를 위한 걸림 저항을 동시에 향상시킬 수 있다.Since the recessed
상기 오목부(2)는, 통상 압연 롤에 의해 형성된다. 그로 인해, 그 단면 형상은, 에지부나 코너부가 없는 매끄러운 형상으로 되어 있다. 그러므로, 슬라임이나 주입재가 원활하게 유동하여, 부분적으로 막힘이나 공극이 발생하지 않는다. 이로 인해, 슬라임의 배출 상태가 양호할 뿐만 아니라, 주입재와 강관(1)의 밀착성이 향상되어, 우수한 지반 강화를 달성할 수 있다. 이상의 설명에서는, 비트로서, 강관(1)의 선단부에 고착한 링 형상의 외측 비트(4)와, 드릴 로드(6)의 선단부에 장착된 내측 비트(7)의 조합을 채용하였지만, 구경을 확장 수축 가능한 신축 비트를 사용하여, 천공시에는 구경을 강관(1)의 외경보다도 커지도록 확장하여 천공을 행하고, 천공 종료시에는 강관(1)의 내경보다도 작아지도록 구경을 수축하여 후방으로 빼내도록 해도 좋다. 이 경우는, 강관(1)의 선단부에 링 비트(외측 비트)(4)를 고착해 둘 필요가 없다.The said recessed
실시예Example
다음에, 이하의 수준으로 밀착력을 비교하였으므로 그것을 설명한다. 수준은 표 1의 3수준으로 하였다. 사이즈 : 76.3㎜φ×3.2㎜t×6mL, 규격 STKNext, since the adhesive force was compared on the following levels, it demonstrates. The level was made into three levels of Table 1. Size: 76.3mmφ × 3.2mmt × 6mL, standard STK
밀착력의 평가 방법은, 도 10a, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 소일 시멘트(100) 중에 지반 강화용 강관(5)을 매설하고, 상부(101)로부터 하중을 가하여 최대 하중을 계측하였다(최대 하중으로 밀착도를 평가하였음). 도 10a는, 본 발명의 지반 강화용 강관(5)을 매설하였을 때의 평가 방법을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 10b는, 제2 비교예로서 볼록부(103)가 배치된 강관(102)을 매설하였을 때의 평가 방법을 모식적으로 도시한 도면이다.10A and 10B, the evaluation method of the adhesive force embedded the
소일 시멘트(100)는, 흙과 고화제를 혼합한 것을 사용하였다. 이때, 흙은 점성토와 사질토인 것의 2예로 실시하였다. 점성토의 입경은 0.001 내지 0.005㎜, 사질토의 입경은 0.074 내지 2.000㎜이다. 그 결과, 도 11과 같이 본 발명은 다른 비교예에 비해 천공 하중이 큰, 즉 밀착력이 큰 것이 확인되었다.As the
본 발명의 오목부가 형성된 지반 강화용 강관은, 제조 비용은 제1 비교예의 직관의 제조 비용과 거의 동일 레벨이다. 한편, 제2 비교예의 볼록부 형성 강관은, 조관 비용에, 볼록부를 형성하기 위한 덧댐 용접 비용이 추가된다. 그로 인해, 고비용이 된다. 이와 같이 비용면에서도 본 발명은 우수한 것을 알 수 있다.The manufacturing cost of the ground reinforced steel pipe in which the recessed part of this invention was formed is about the same as the manufacturing cost of the straight pipe of a 1st comparative example. On the other hand, in the convex part forming steel pipe of a 2nd comparative example, the cost of the additional welding for forming a convex part is added to piping cost. Therefore, it becomes expensive. Thus, it turns out that this invention is excellent also in cost.
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 관한 지반 강화용 강관은, 종래의 강관의 외주면에 오목부를 형성한 것이며, 터널 공사 등에 있어서의 지반 강화 혹은 콘크리트 기초 등의 구조체의 강화를 저비용으로 효과적으로 행할 수 있다.As apparent from the above description, the ground reinforcing steel pipe according to the present invention has a recess formed on the outer circumferential surface of a conventional steel pipe, and can effectively perform ground reinforcement in tunnel construction or a structure such as a concrete foundation at low cost. have.
1 : 강관
2 : 오목부
3 : 통공
4 : 외측 비트
5 : 지반 강화용 강관1: steel pipe
2 recess
3: through-hole
4: outside bit
5: ground reinforcement steel pipe
Claims (14)
그 외주면에 배치된 오목부 및 평활부와,
상기 오목부 혹은 상기 평활부에 있어서, 이 지반 강화용 강관의 내외로 통하는 복수의 통공을 갖는 것을 특징으로 하는, 지반 강화용 강관.It is poured on the ground, and it is a steel pipe for ground reinforcement for injecting the injection material into the ground,
Recesses and smooth portions disposed on the outer circumferential surface thereof,
The ground reinforcing steel pipe, characterized in that the concave portion or the smooth portion has a plurality of through holes that pass through the ground reinforcing steel pipe.
상기 오목부의 단면 형상이 삼각 형상이고, 상기 오목부의 폭을 (B), 상기 오목부의 깊이를 (H)로 하였을 때에,
B/H=3 내지 20인 것을 특징으로 하는, 지반 강화용 강관.The cross-sectional shape of the concave portion according to claim 1, wherein the depth of the concave portion is 0.005D to 0.2D and the width of the concave portion is 0.015D to 2D when the outer diameter of the steel pipe is (D).
When the cross-sectional shape of the recess is triangular, and the width of the recess is (B) and the depth of the recess is (H),
B / H = 3 to 20, characterized in that the steel pipe for ground reinforcement.
상기 오목부의 단면 형상이 사각 형상이고, 상기 오목부의 폭을 (B), 상기 오목부의 깊이를 (H)로 하였을 때에, B/H=4 내지 20인 것을 특징으로 하는, 지반 강화용 강관.The cross-sectional shape of the concave portion according to claim 1, wherein the depth of the concave portion is 0.005D to 0.2D and the width of the concave portion is 0.015D to 2D when the outer diameter of the steel pipe is (D).
The cross-sectional shape of the said recessed part is square shape, B / H = 4-20 when the width | variety of the said recessed part is set to (B), and the depth of the said recessed part is set to (H), The ground reinforcement steel pipe characterized by the above-mentioned.
상기 오목부의 단면 형상이 반원 형상, 혹은 사다리꼴 형상이고, 상기 오목부의 폭을 (B), 상기 오목부의 깊이를 (H)로 하였을 때에, B/H=3 내지 20인 것을 특징으로 하는, 지반 강화용 강관.The cross-sectional shape of the concave portion according to claim 1, wherein the depth of the concave portion is 0.005D to 0.2D and the width of the concave portion is 0.015D to 2D when the outer diameter of the steel pipe is (D).
The cross-sectional shape of the concave portion is semicircular or trapezoidal, and when the width of the concave portion is set to (B) and the depth of the concave portion is set to (H), the ground reinforcement is characterized in that B / H is 3 to 20. Dragon steel pipe.
적어도 서로 대향하는 상기 오목부가, 상기 강관의 동일 원주상을 피하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 지반 강화용 강관.The said recessed part is formed in multiple numbers in the circumferential direction of the said steel pipe,
The steel pipe for ground reinforcement which at least the said recessed part opposing each other is formed avoiding the same columnar shape of the said steel pipe.
이 지반 강화용 강관을 타설 후, 이 지반 강화용 강관의 내부로부터 상기 복수의 통공을 통해 상기 지반 강화용 강관의 외부로 주입재를 주입하는 것을 특징으로 하는, 지반 강화 방법.In the case of ground reinforcement, while laying the ground, the steel pipe for ground reinforcement of Claim 1 is poured,
And after pouring the ground reinforcing steel pipe, an injection material is injected from the inside of the ground reinforcing steel pipe to the outside of the ground reinforcing steel pipe through the plurality of through holes.
이 지반 강화용 강관을 타설 후, 이 지반 강화용 강관의 내부로부터 상기 복수의 통공을 통해 상기 지반 강화용 강관의 외부로 주입재를 주입하는 것을 특징으로 하는, 구조체의 강화 방법.At the time of reinforcement of the structure including concrete, the ground reinforcing steel pipe according to claim 1 is poured while excavating the structure,
And after pouring the ground reinforcing steel pipe, an injection material is injected from the inside of the ground reinforcing steel pipe to the outside of the ground reinforcing steel pipe through the plurality of through holes.
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