KR20110003305U - 말뚝 제조 유닛 - Google Patents

Abstract

본 고안은 현장 타설 말뚝 시공 방법을 사용한 말뚝 제조 유닛(100)에 관한 것으로, 본 고안은 천공의 바닥까지 연장되며 외주면에 다수의 홀(111)이 관통형성된 다공강관(110), 다공강관(110)과 연결되는 주입공(122)을 가지며 천공(150)을 덮도록 연약지반(140)의 지표면에 말착되는 천공 덮개(120) 및 다공강관(110)의 내부로 압력이 가해진 그라우트가 주입되도록 상기 천공 덮개(120)에 선택적으로 고정되게 결합되는 그라우트 주입유닛(130)을 포함한다. 이와 같은 구성에 의해, 본 고안은 말뚝과 지반 사이의 간극에 그라우트를 주입하여 말뚝과 지반 사이의 마찰력을 높임으로써, 보다 견고하고 안정된 말뚝을 제조할 수 있다.

말뚝, 압력식 그라우트 주입, 다공강관

Description

말뚝 제조 유닛{Pile making unit}

본 고안은 말뚝 제조 유닛에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수의 홀이 있는 다공강관의 내부에 압력이 가해진 그라우트를 주입하여 경화시킴으로써 주변 지반과 다공강관 사이를 견고히 밀착시킬 수 있는 말뚝 제조 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 기초 지반의 강도를 높여 그 위에 실리는 하중을 지지하기 위해, 연약 지반에 말뚝이 설치된다. 즉, 이와 같은 말뚝은 연약 지반에 다수 설치되어 지반의 강도를 높임과 동시에 교량과 같은 구조물과 연결되어 교량의 하중을 지지한다.

종래에는 지반에 천공을 형성한 후, 천공에 항타장비를 사용하여 콘크리트 말뚝 또는 H형 강철빔을 삽입 타격하여 설치하는 항타 공법이 사용되었다. 이와 같은 항타 공법은 말뚝에 타격력을 인가하는 램, 타격력을 말뚝에 전달하는 앤빌 및 램을 안내하는 실린더로 구성된 디젤 파일 해머를 사용함으로써, 연약 지반에 말뚝을 설치하였다.

그러나 이와 같은 항타공법을 사용한 말뚝 설치과정은 말뚝을 타격하는 중 발생하는 소음 및 지반의 진동으로 인해 인구 밀집지역 및 도심지 근교에서 시공하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 항타공법에 의해 시공된 말뚝은 연약 지반에 형성된 천공과의 사이에 간극이 형성되기 때문에, 지반으로부터 요동될 수 있는 가능성이 있다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 고안의 목적은 종래 방식의 말뚝 설치 과정에서 발생하였던 소음 및 연약 지반의 진동발생을 최소화할 수 있는 말뚝 제조 유닛을 제공하는 것이다.

또한, 말뚝과 지반 사이의 간극에 그라우트를 주입하여 말뚝과 지반 사이의 밀착력을 높임으로써, 보다 견고하고 안정된 말뚝을 제공하는 것이다.

본 고안의 말뚝 제조 유닛은 연약지반에 형성된 천공의 바닥까지 연장되며 외주면에 다수의 홀이 관통형성된 다공강관; 상기 다공강관과 연결되는 주입공을 가지며 상기 천공을 덮도록 상기 연약지반의 지표면에 밀착되는 천공 덮개; 및 상기 다공강관의 내부로 압력이 가해진 그라우트가 주입되도록 상기 천공 덮개에 선택적으로 고정되게 결합되는 그라우트 주입 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다공강관은 상기 천공의 바닥까지 연장되도록 다수 개가 서로 고정되게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 천공덮개는 상기 연약지반의 천공을 덮는 원판부; 상기 원판부의 중앙부위에 형성되며 상기 다공강관과 결합되는 주입공; 및 상기 주입공의 주변으로부터 돌출 형성되어 상기 그라우트 주입 유닛과 결합되는 원통형 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 그라우트 주입 유닛은 압력이 가해진 그라우트를 상기 다공강관 내부로 주입하기 위한 그라우트 주입관; 상기 그라우트 주입관의 외주면을 감싸도록 형성되어 상기 천공덮개의 결합부에 삽입되며 상기 그라우트 주입시 팽창되어 상기 결합부에 고정되는 고정 튜브; 및 상기 고정 튜브를 팽창시키기 위해 상기 고정 튜브에 고압공기를 주입하는 고압공기 주입구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 그라우트 주입관은 일측이 그라우트 공급 탱크와 연결되며 타측이 천공덮개의 주입공을 통해 상기 다공강관의 내부로 연장되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 말뚝 제조 유닛에 따르면, 말뚝 제조 유닛은 현장 타설 말뚝 시공 방법을 사용하여 말뚝 설치 과정에서 발생하는 소음 및 연약 지반의 진동발생을 최소화시킬 수 있다.

또한, 외주면에 다수의 홀이 관통형성된 다공강관과 그라우트 주입 유닛을 사용하여 말뚝과 지반 사이의 간극에 그라우트를 주입하여 말뚝과 지반 사이의 마찰력을 높임으로써, 보다 견고하고 안정된 말뚝을 제조할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 말뚝 제조 유닛에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 말뚝 제조 유닛(100)은 다공강관(110), 천공 덮개(120) 및 그라우트 주입 유닛(130)을 포함한다.

다공강관(110)은 연약 지반(140)의 천공(150)에 삽입되어 말뚝의 기초를 이루는 것으로, 전체적으로 중공의 원통형상을 가지며, 여기서 다공강관(110)은 천공(150)의 내주면과의 사이에 간극(170)이 형성되도록 천공(150)의 내경보다 작은 직경을 갖도록 형성되며, 천공(150)의 깊이보다 다소 긴 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 다공강관(110)은 천공(150)에 삽입되는 경우, 상부 일측이 지표면의 외부로 일부 돌출되는 것이 바람직하다.

이와 달리, 다공강관(110)은 천공(150)의 깊이보다 작은 길이를 갖게 형성될 수 있다. 즉 이와 같은 경우, 천공(150)의 깊이에 대응하게 다수개의 다공강관(110)이 서로 용접 등의 방식에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

한편, 다공강관(110)은 도 3에 도시한 바와 같이, 외주면을 따라 다수개의 홀(111)이 관통되게 형성된다.

홀(111)은 다공강관(110)의 내부로 주입되는 그라우트(160)가 천공(150)의 표면과 다공강관(110) 사이의 간극(170)으로 흘러나갈 수 있도록, 다공강관(110)의 길이방향으로 다수개가 형성되는 것이 바람직하다.

천공 덮개(120)는 다공강관(110)이 삽입된 천공(150)을 덮기 위한 것으로, 도 4에 도시한 바와 같이 천공(150)보다 큰 직경을 갖는 원판부(121)와 이 원판 부(121)의 중앙부위에 관통 형성되어 그라우트(160)를 다공강관(110)에 주입하기 위한 주입공(122) 및 주입공(122)의 주변으로부터 돌출형성되어 그라우트 주입 유닛(130)과 결합되는 원통형 결합부(123)로 이루어진다.

원판부(121)는 천공(150)의 상부를 덮어 그라우트 주입 유닛(130)에 의한 그라우트(160) 주입시 그라우트(160)가 연약 지반(140)의 지표면으로 흘러나오는 것을 방지한다. 즉, 원판부(121)는 연약 지반(140)의 지표면과 밀착되게 결합되는 것이 바람직하며, 볼트 등의 결합수단(미도시)에 의해 연약 지반(140)에 고정되게 설치되는 것이 바람직하다.

주입공(122)은 다공강관(110)과 연결되도록 다공강관(110)의 외경과 일치하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉 주입공(122)은 그 내부로 다공강관(110)의 상측부위가 삽입되어 결합될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

결합부(123)는 그라우트 주입 유닛(130)이 결합되는 부위로, 더 구체적으로는 결합부(123)의 내부에 그라우트 주입 유닛(130)의 고정 튜브(132)가 삽입된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 그라우트 주입 유닛(130)은 다공강관(110) 내부로 그라우트(160)를 주입하기 위한 것으로, 그라우트 주입관(131), 고정 튜브(132) 및 고압공기 주입구(133)를 포함한다.

그라우트 주입관(131)은 다공강관(110)과 연약 지반(140) 사이를 밀착시키기 위한 그라우트(160)를 다공강관(110)의 내부로 주입하기 위한 것으로, 그라우트 주 입관(131)은 일측이 별도의 연결부재, 즉 연결 호스 등에 의해 그라우트 공급 탱크(190)에 연결되며, 타측이 원판부(121)의 주입공(122)을 통해 다공강관(110)의 내부로 삽입된다.

여기서, 그라우트 공급 탱크(190)는 미경화된 그라우트를 수용하며, 소정의 밸브 및 연결호스 등을 통해 그라우트 주입관(131)으로 그라우트를 공급한다. 이때, 그라우트 공급 탱크(190)는 그라우트에 소정의 압력을 인가하여 그라우트를 주입관(131)으로 공급할 수 있다.

고정 튜브(132)는 그라우트 주입관(131)과 천공 덮개(120)를 고정하기 위한 것으로, 천공 덮개(120)의 결합부(123)의 내부에 삽입된다. 고정 튜브(131)는 그라우트의 미 공급시 수축되나, 그라우트 주입시 팽창되어 결합부(123)의 내주면에 밀착됨으로써 결합부(123)에 고정되게 결합될 수 있다.

고압공기 주입구(133)는 고정 튜브(132)의 내부로 고압력의 공기를 주입하기 위한 것으로, 미도시한 펌프 등에 연결된다. 즉, 그라우트 주입관(131)을 통한 그라우트의 공급시 고압공기 주입구(133)를 통해 고압 공기가 고정 튜브(132)로 인가되어 고정 튜브(132)가 팽창되며, 이로 인해 그라우트 주입 유닛(130)과 천공 덮개(120)가 고정되게 결합될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 고안의 말뚝 제조 유닛(100)을 사용한 말뚝 시공 방법을 도 1을 참조로 설명하기로 한다.

우선, 지반의 강도를 높이기 위해 말뚝이 형성될 연약 지반(140)에 다수개의 천공(150)을 형성한다. 이때 천공(150)은 말뚝 제조 유닛(100)의 다공강관(110)보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 천공(150)의 내부에 다공강관(110)을 삽입한다. 이때 다공강관(110)의 길이보다 천공(150)의 깊이가 큰 경우, 다수개의 다공강관(110)을 용접 등에 의해 서로 결합함으로써, 다공강관(110)을 천공(150)의 바닥까지 연장하는 것이 바람직하다.

이후, 천공 덮개(120)의 주입공(122)에 다공강관(110)이 삽입되도록 다공강관(110)과 천공덮개(120)를 결합한다. 이때 천공 덮개(120)는 천공(150)의 전체를 덮음과 동시에 연약 지반(140)의 지표면에 밀착되게 결합되는 것이 바람직하다. 필요한 경우 천공 덮개(120)는 볼트 등의 별도의 결합수단에 의해 지표면에 고정되게 설치될 수 있다.

다음으로, 천공 덮개(120)의 결합부(123)에 그라우트 주입 유닛(130)을 결합한다. 그라우트 주입 유닛(130)의 그라우트 주입관(131)은 천공 덮개(120)의 주입공(122)을 통해 다공강관(110)의 내부로 연장되며, 고정 튜브(132)는 천공 덮개(120)의 결합부(123)의 내부에 삽입된다.

다음으로, 고압공기 주입구(133)를 통해 고압 공기를 고정 튜브(132)로 주입하여 고정 튜브(132)를 팽창시킴으로써, 그라우트 주입 유닛(130)과 천공 덮개(120)를 고정되게 결합한다.

다음으로, 그라우트 공급 탱크(190)에 보관된 그라우트에 소정 압력을 인가하여 그라우트 주입 유닛(130)의 그라우트 주입관(131)을 통해 다공강관(110)의 내 부로 그라우트를 주입하며, 그라우트(160)는 다공강관(110)의 내부를 채움과 동시에 다공강관(110)에 형성된 홀(111)을 통해 다공강관(110)과 천공(150) 사이의 간극(170)으로 흘러나가 간극(170)을 채우게 된다. 이때, 그라우트에 인가된 압력으로 인해 연약 지반(140)에 형성된 미세간극(180)의 내부로 그라우트(160)가 스며들 수 있어, 그라우트의 경화시 다공강관(110)과 연약 지반(140) 사이의 결합 강도가 증대될 수 있다.

마지막으로, 그라우트의 주입이 완료되면, 그라우트의 경화 이전에 고정 튜브(132)로의 고압 공기 공급을 차단함으로써, 천공 덮개(120)로부터 그라우트 주입 유닛(130)을 제거한다. 이때, 천공 덮개(120)는 그라우트가 주입된 다공강관(110)과 함께 말뚝으로써 기능할 수 있으며, 이와 달리 그라우트 경화 이전에 제거될 수 있다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조로 본 고안의 압력식 그라우트 주입 방법을 사용한 말뚝에 대하여 설명하였지만, 본 고안의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 말뚝 제조 유닛의 개략적인 사시도;

도 2는 도 1의 말뚝 제조 유닛에 의해 제조된 말뚝의 개략적인 단면도;

도 3은 도 1의 다공강관의 개략적인 사시도;

도 4는 도 1의 천공 덮개의 개략적인 사시도; 및

도 5는 도 1의 그라우트 주입 유닛의 개략적인 사시도;이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 말뚝 제조 유닛 110: 다공강관

111: 홀 120: 천공 덮개

121: 원판부 122: 주입공

123: 결합부 130: 그라우트 주입 유닛

131: 그라우트 주입관 132: 고정 튜브

133: 고압공기 주입구 140: 연약 지반

150: 천공 160: 그라우트

170: 간극 180: 미세 간극

190: 그라우트 공급 탱크

Claims (5)

1. 연약지반에 형성된 천공의 바닥까지 연장되며 외주면에 다수의 홀이 관통형성된 다공강관;

   상기 다공강관과 연결되는 주입공을 가지며 상기 천공을 덮도록 상기 연약지반의 지표면에 밀착되는 천공 덮개; 및

   상기 다공강관의 내부로 압력이 가해진 그라우트가 주입되도록 상기 천공 덮개에 선택적으로 고정되게 결합되는 그라우트 주입 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 제조 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 다공강관은,

   상기 천공의 바닥까지 연장되도록 다수 개가 서로 고정되게 결합되는 것을 특징으로 하는 말뚝 제조 유닛.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 천공덮개는,

   상기 연약지반의 천공을 덮는 원판부;

   상기 원판부의 중앙부위에 형성되며 상기 다공강관과 결합되는 주입공; 및

   상기 주입공의 주변으로부터 돌출 형성되어 상기 그라우트 주입 유닛과 결합되는 원통형 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 제조 유닛.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 그라우트 주입 유닛은,

   압력이 가해진 그라우트를 상기 다공강관 내부로 주입하기 위한 그라우트 주입관;

   상기 그라우트 주입관의 외주면을 감싸도록 형성되어 상기 천공덮개의 결합부에 삽입되며 상기 그라우트 주입시 팽창되어 상기 결합부에 고정되는 고정 튜브; 및

   상기 고정 튜브를 팽창시키기 위해 상기 고정 튜브에 고압공기를 주입하는 고압공기 주입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 제조 유닛.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 그라우트 주입관은,

   일측이 그라우트 공급 탱크와 연결되며 타측이 천공덮개의 주입공을 통해 상기 다공강관의 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 말뚝 제조 유닛.

Images