KR20110029418A - Pile for reducing negative skin friction, foundation structure using the same and construction method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토목 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 말뚝의 구조 및 공법에 관한 것이다.The present invention relates to the field of civil engineering, and in particular, to the structure and construction of piles.
말뚝기초 구조물에서 발생하는 부마찰(negative skin friction)이란, 말뚝의 주위지반 중 점토층과 같이 압밀 등에 의해 침하를 일으키는 흙과의 마찰에 의해, 말뚝이 하향 외력을 받게 되는 현상을 말한다.Negative skin friction generated in pile foundation structures refers to a phenomenon in which piles are subjected to downward external force by friction with soil causing settlement by consolidation or the like, such as clay layers, in the surrounding ground of piles.
말뚝의 주위 지반이 암반층과 같이 견고한 경우에는 흙과 말뚝의 마찰이 말뚝기초의 구조적 안정성을 높이는 역할을 하지만, 위와 같이 부마찰이 발생하는 경우에는, 말뚝이 상부 구조물의 자중에 더하여 침하하는 지층의 하중에까지 저항하여야 하는 바 오히려 말뚝기초의 구조적 안정성을 해하게 된다.If the surrounding ground of the pile is solid, such as a rock bed, the friction between the soil and the pile serves to increase the structural stability of the pile foundation.However, in the event of subfriction, the pile loads in addition to the weight of the upper structure. Rather, they have to resist to damage the structural stability of pile foundations.
따라서 성토지반, 연약지반과 같이 부마찰의 발생이 우려되는 지역에는, 부마찰에 의한 피해를 최소화하기 위한 대책이 필요하다.Therefore, in areas where there is concern about the occurrence of subfriction, such as fill ground and soft ground, measures to minimize the damage caused by subfriction are necessary.
그러나 현재까지는 부마찰에 의한 문제를 해소할 수 있는 획기적인 방안이 제시되지 않아 문제로 지적되어 왔다.However, until now, it has been pointed out as a problem because no groundbreaking measures have been proposed to solve the problems caused by side friction.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 부마찰에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 하는 부마찰 저감용 말뚝, 이를 이용한 말뚝기초 구조물 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was derived in order to solve the above problems, it is an object of the present invention to propose a sub-friction reduction pile to minimize the damage caused by sub-friction, pile foundation structure using the same and its construction method.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 지지층(10)에 근입되도록 형성된 주말뚝(110); 부마찰 발생 영역(20)에 근입되도록, 상기 주말뚝(110)의 단면보다 작은 크기의 단면을 가지며, 상기 주말뚝(110)의 상부에 형성된 복수의 보조말뚝(120);을 포함하는 부마찰 저감용 말뚝(100)을 제시한다.The present invention to achieve the object as described above,
상기 보조말뚝(120)은 강재에 의해 형성된 것이 바람직하다.The
상기 보조말뚝(120)은 관 구조인 것이 바람직하다.The
상기 보조말뚝(120)은 H 파일에 의해 형성된 것이 바람직하다.The
상기 보조말뚝(120)의 외면에는 마찰 저감재가 도포된 것이 바람직하다.The outer surface of the
상기 주말뚝(110)은 상면이 편평한 통형 구조이고, 상기 복수의 보조말뚝(120)은 상기 주말뚝(110)의 상면에 방사대칭구조로서 배치된 것이 바람직하다.The
상기 주말뚝(110)은 콘크리트 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.The
본 발명은 상기 주말뚝(110)이 지지층(10)에 위치하고, 상기 복수의 보조말뚝(120)이 부마찰 발생 영역(20)에 위치하도록, 지반의 천공 홀(1)에 근입된 상기 부마찰 저감용 말뚝(100); 상기 복수의 보조말뚝(120)과 상기 천공 홀(1) 사이의 공간을 충전하는 충전재(200);를 포함하는 말뚝기초 구조물을 함께 제시한다.In the present invention, the
상기 충전재(200)는 경량 성토재를 포함하는 것이 바람직하다.The
본 발명은 상기 말뚝기초 구조물의 시공방법으로서, 지반에 천공 홀(1)을 형성하는 단계; 상기 주말뚝(110)이 형성될 영역에 배근(111)을 설치하는 단계; 상기 배근(111)에 상기 복수의 보조말뚝(120)을 결합하는 단계; 상기 배근(111)의 주위 영역에 콘크리트를 타설하여 상기 주말뚝(110)을 형성하는 단계; 상기 복수의 보조말뚝(120)과 상기 천공 홀(1) 사이의 공간을 충전재(200)에 의해 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝기초 구조물의 시공방법을 함께 제시한다.The present invention provides a construction method of the pile foundation structure, forming a perforation hole (1) in the ground; Installing a
본 발명은 상기 말뚝기초 구조물의 시공방법으로서, 상기 부마찰 저감용 말뚝(100)을 제조하는 단계; 상기 주말뚝(110)이 지지층(10)에 위치하고, 상기 복수의 보조말뚝(120)이 부마찰 발생 영역(20)에 위치하도록, 상기 부마찰 저감용 말뚝(100)을 항타하는 항타단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝기초 구조물의 시공방법을 함께 제시한다.The present invention as a construction method of the pile foundation structure, manufacturing the
상기 항타단계 이전, 항타에 의한 상기 보조말뚝(120)의 좌굴을 방지하도록, 상기 복수의 보조말뚝(120)의 외측을 보강부재(121)에 의해 둘러 보강하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.Reinforcing the outer side of the plurality of
본 발명은 부마찰에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 하는 부마찰 저감용 말뚝, 이를 이용한 말뚝기초 구조물 및 그 시공방법을 제시한다.The present invention proposes a subfriction reduction pile, a pile foundation structure using the same, and a construction method thereof so as to minimize damage caused by subfriction.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 부마찰 저감용 말뚝(100)은 기본적으로, 지지층(10)에 근입되도록 형성된 주말뚝(110); 부마찰 발생 영역(20)에 근입되도록, 주말뚝(110)의 단면보다 작은 크기의 단면을 가지며, 주말뚝(110)의 상부에 형성된 복수의 보조말뚝(120);을 포함하여 구성된다.As shown in Figure 1 below, the
즉, 말뚝(100)을 하부의 주말뚝(110)과 상부의 보조말뚝(120)으로 구성하되, 점토층과 같이 부마찰 발생 영역(20)에 근입되는 보조말뚝(120)은 그 단면이 주말뚝(110)의 단면보다 작게 함과 아울러, 복수가 설치되도록 한 것이다(도 2).That is, the
말뚝과 주위 지반 사이에 발생하는 마찰은 말뚝의 외주면의 넓이에 비례하는 것이고, 이러한 말뚝의 외주면의 넓이는 말뚝의 종단면의 크기에 비례하는 바, 말뚝의 종단면을 작게 하면 그 주위 지반과의 마찰도 작아진다.The friction generated between the pile and the surrounding ground is proportional to the width of the outer circumferential surface of the pile, and the width of the outer circumferential surface of the pile is proportional to the size of the longitudinal section of the pile. Becomes smaller.
본 발명은 이러한 개념을 이용한 것으로서, 지지층(10)에는 일반적인 단면의 주말뚝(110)이 근입되도록 하는 한편, 부마찰 발생 영역(20)에는 단면이 작은 보조말뚝(120) 복수가 근입되도록 함으로써, 부마찰 발생 영역(20)에서 주위 지반과 말뚝 사이의 마찰을 줄일 수 있도록 한 것이다.As the present invention uses this concept, the
따라서 성토지반, 연약지반과 같이 부마찰의 발생 우려가 큰 경우에도, 구조적 안정성을 충분히 갖춘 기초구조물을 시공할 수 있다.Therefore, even when there is a high possibility of the occurrence of subfriction, such as fill ground and soft ground, it is possible to construct a basic structure with sufficient structural stability.
보조말뚝(120)은 주말뚝(100)에 비해 작은 단면으로 상부 구조물의 하중에 저항하여야 하는 바, 강재와 같이 강성이 큰 재질에 의해 형성되는 것이 바람직하다.The
이러한 보조말뚝(120)은 관 구조(강관)를 취할 수도 있고, H 파일 구조를 취할 수도 있다(도 3,4).The
보조말뚝(120)이 강재에 의해 형성되는 경우, 외면에 역청재와 같은 마찰 저감재를 도포함으로써, 부마찰을 더욱 줄일 수 있다.When the
지지층(10)에 근입되는 주말뚝(110)은 상면이 편평한 통형(원통형 등) 구조를 취하고, 복수의 보조말뚝(120)은 위 주말뚝(110)의 상면에 방사대칭구조로서 배치되는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다(도 3,4).
이러한 주말뚝(110)은 일반적인 말뚝과 같이 현장타설 콘크리트에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 말뚝을 이용한 기초구조물의 시공방법의 실시예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the construction method of the foundation structure using the pile according to the present invention will be described.
첫째, 현장타설 방식에 관한 실시예는 다음과 같다.First, an embodiment related to the field casting method is as follows.
지반에 천공 홀(1)을 형성하고, 주말뚝(110)이 형성될 영역에 배근(111)을 설치한다(도 5).A
배근(111)에 복수의 보조말뚝(120)을 결합하는데, 보조말뚝(120)으로서 강재에 의한 강관, H 파일을 사용하는 경우, 이들을 용접 등에 의해 견고하게 결합하는 것이 좋다.When the plurality of
배근(111)의 주위 영역에 콘크리트를 타설하여 주말뚝(110)을 형성한다(도 2).Concrete is poured in the surrounding area of the
복수의 보조말뚝(120)과 천공 홀(1) 사이의 공간(주말뚝(110)의 상부 영역) 은 충전재(200)에 의한 충전이 필요하다.The space between the plurality of
이러한 충전재(200)로는 일반 토사를 사용할 수도 있으나, EPS(Expandable Polystyrene)과 같이 경량이면서도 압축성이 적은 경량 성토재를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.As the
둘째, 항타 방식에 관한 실시예는 다음과 같다.Second, an embodiment regarding the driving method is as follows.
이는 상술한 구조의 부마찰 저감용 말뚝(100)을 지상에서 미리 제조한 후, 항타 장비에 의해 항타하여 말뚝(100)을 지반에 근입함으로써, 주말뚝(110)이 지지층(10)에 위치하고, 복수의 보조말뚝(120)이 부마찰 발생 영역(20)에 위치하도록 하는 방식이다.This is because the
보조말뚝(120)의 강성이 충분할 경우에는 그대로 항타하더라도 별 문제가 없을 것이나, 보조말뚝(120)의 강성이 충분하지 못한 경우, 지지층(10)의 강성이 너무 큰 경우에는 항타 시 보조말뚝(120)에 좌굴이 발생할 우려가 있다.If the stiffness of the
이를 방지하기 위해서는, 복수의 보조말뚝(120)의 외측을 철근 등의 보강부재(121)에 의해 둘러 보강한 후(띠철근과 같은 형상으로), 항타하는 것이 바람직하다(도 6).In order to prevent this, it is preferable to encircle the outer side of the plurality of
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has been described only with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention, as is well known, should not be construed as limited to the above embodiments, the present invention described above It will be said that both the technical idea and the technical idea which together with the base are included in the scope of the present invention.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,Figure 1 below shows an embodiment of the present invention,
도 1은 부마찰 저감용 말뚝의 제1실시예의 사시도.1 is a perspective view of a first embodiment of the sub-friction reduction pile.
도 2는 말뚝기초 구조물의 단면도.2 is a cross-sectional view of the pile foundation structure.
도 3은 부마찰 저감용 말뚝의 제1실시예의 평면도.3 is a plan view of the first embodiment of the sub-friction reduction pile.
도 4는 부마찰 저감용 말뚝의 제2실시예의 평면도.4 is a plan view of a second embodiment of the sub-friction reduction pile.
도 5는 말뚝기초 구조물의 시공방법의 제1실시예에 관한 단면도.5 is a cross-sectional view of a first embodiment of a method for constructing a pile foundation structure.
도 6은 말뚝기초 구조물의 시공상태의 제2실시예에 관한 사시도.Figure 6 is a perspective view of a second embodiment of the construction state of the pile foundation structure.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
1 : 천공 홀 10 : 지지층1: perforation hole 10: support layer
20 : 부마찰 발생 영역 100 : 말뚝20: sub friction generating area 100: pile
110 : 주말뚝 111 : 배근110: weekend tack 111: back muscle
120 : 보조말뚝 121 : 보강부재120: auxiliary pile 121: reinforcing member
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