KR20120103113A

KR20120103113A - 파일용 슈우 조립체

Info

Publication number: KR20120103113A
Application number: KR1020110021172A
Authority: KR
Inventors: 윤용수
Original assignee: 주식회사 장평건설
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-09-19
Also published as: KR101259902B1

Abstract

파일의 항타깊이를 증가시키지 않으면서 선단 지지력을 확보할 수 있도록 개선된 파일용 슈우 조립체에 관한 것이다.
파일용 슈우 조립체는 파일(200)의 선단 외주면에 그 일부분이 슬립가능하게 결합되며 그 타부분이 파일(200)의 선단부로부터 돌출되는 원통형의 밴드(220)와, 밴드(220)의 타부분 선단에 그 일단이 회동가능하게 결합되며 파일(200)의 하강에 의해서 연동되어 밴드(220)의 외측방향으로 회동되는 복수의 보강슈(300)를 구비한다.

Description

파일용 슈우 조립체{A shoe assembly for pile}

본 발명은 파일용 슈우 조립체에 관한 것으로써, 특히 파일의 선단 지지력을 안정하게 확보할 수 있도록 개선된 파일용 슈우 조립체에 관한 것이다.

도심지 구조물의 고층화, 대형화 및 중량화 추세에 따라 파일 기초의 시공사례가 증가하고 있으며, 파일 공사시 환경요구 및 규제규준의 강화로 저진동/저소음공법이 요구되면서 선굴착 매입공법의 필요성이 증가하고 있다.

말뚝공법을 시공법에 따라 분류하면 타입공법(항타공법), 매입공법, 현장타설공법으로 분류할 수 있다.

타입공법은 말뚝을 지반에 직접 타격하는 방법으로 전통적으로 이용되어온 공법이다.

매입공법은 지반을 천공한 후 공장에서 제작된 말뚝을 천공한 구멍 속에 넣고 말뚝 두부(頭部)를 경타(輕打)하고 시멘트 고정액을 말뚝주변에 주입하는 공법이다. 이러한 매입공법은 타입말뚝시공시 발생하는 소음 진동의 문제를 해결하기 위해 개발된 공법으로 여기에는 SIP(soil-cement injected precast pile)공법, SAIP(special auger SIP)공법, SDA(seperated doughnut auger)공법, 속파기공법, PRD(percussion rotarydrill)공법 등이 있다.

이러한 매입공법은 1994년 소음 및 진동 규제법이 공표되면서 그 이용이 급격히 증가하기 시작하였으며 최근에는 항타시 소음진동으로 인한 민원 문제가 없는 임해지역과 같은 특수한 경우를 제외한 대부분의 현장에서 이용된다.

항타를 위한 파일(Pile)은 대표적으로 스틸(Steel) 파일과 콘크리트 파일(이하, 'PHC파일'이라 한다. Prestressed Spun High Strength Concrete Pile) 2종류가 있는데, 콘크리트 파일에는 일반 철근을 내부에 배근하여 콘크리트를 부어 만든 일반 콘크리트 파일과, 긴장근을 내부에 배근하고 콘크리트를 붓고 강제로 인장시켜 응력을 도입하여 응력 상태하에서 급속 양생시켜 만드는 고강도 파일이 있다.

최근에는 일반 콘크리트 파일에 비하여 강도가 대단히 높은 고강도 파일을 사용하고 있으며, 일반 콘크리트 파일은 경량 건축 이외에는 점차 사용되지 않고 있다.

일예의 파일이 한국공개특허 제10-2009-0080795호에 개시되고 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

이는 파일(10)의 선단부에 보강슈(20)를 결합하여 선단지지력을 증가시키려는 개념으로 개발된 것으로써, 보강슈(20)는 파일(10)의 선단부 직경을 확장시키면서 관입이 용이하도록 창작된 삼각뿔 형상으로서 원통관(21), 중공보강판(22) 및 굴착보강판(23)으로 구성되어 있다.

그러나 상기와 같은 파일은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 중공보강판(22)의 직경이 파일(10)의 직경보다 큼으로써, 천공 구멍의 크기를 크게 천공하여야 하고, 이로 인하여 구멍의 내벽면과 콘크리트 파일(10) 사이의 공간에 시멘트 고정액이 다량 투입되어야 한다.

둘째, 오거로 지반을 천공한 후 오거(auger) 인발 시 오거의 날개에 남아 있던 흙이 콘크리트 파일 선단에 느슨한 상태로 떨어져 슬라임을 형성하게 되는데, 이는 콘크리트 파일의 선단 지지력을 떨어뜨린다.

한국공개특허 제10-2006-0093081호 한국공개특허 제10-2009-0080795호 한국공개특허 제10-2010-0124165호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 다음과 같은 목적을 가진다.

첫째, 지반의 천공 구멍의 내벽면과 파일 사이의 공간에 투입되는 시멘트 고정액의 양을 최소화할 수 있도록 한 파일용 슈우 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.

둘째, 오거로 천공시 천공 구멍의 바닥면에 슬라임이 형성되더라도 파일의 지지력을 향상시킬 수 있도록 한 파일용 슈우 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 지반에 천공된 구멍에 삽입되는 파일의 선단에 결합되는 파일용 슈우 조립체에 있어서,

상기 파일의 선단 외주면에 그 일부분이 슬립가능하게 결합되며 그 타부분이 상기 파일의 선단부로부터 돌출되는 원통형의 밴드와,

상기 밴드의 타부분 선단에 그 일단이 회동가능하게 결합되며 상기 파일의 하강에 의해서 연동되어 상기 밴드의 외측방향으로 회동되는 복수의 보강슈를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 슈우 조립체는 상기 파일의 선단에 원뿔형의 선단슈가 결합되고, 상기 각 보강슈는 상기 선단슈를 중심으로 상기 밴드내에서 균등하게 분할되어 복수로 형성되며,

상기 선단슈의 하강에 의해서 상기 각 보강슈가 동일각도로 회동되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 조립체는 상기 밴드의 타부분 선단에 한쌍의 절곡편이 형성되고, 상기 보강슈의 상단에 힌지블럭이 형성되어 상기 절곡편에 힌지핀에 의해서 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 조립체는 상기 힌지핀에 결합되며 그 일단이 상기 절곡편에 지지되고 그 타단이 상기 보강슈에 지지되는 스프링을 구비하여서, 상기 스프링의 복원력에 의해서 상기 각 보강슈가 상기 밴드의 중심부를 향하여 탄성 회동되도록 된 것을 특징으로 한다.

첫째, 보강슈(300)들이 밴드(220)내에 위치한 상태에서 천공된 구멍(101)내에 진입할 수 있게 함으로써, 천공 구멍(101)의 내벽면과 파일(200) 사이의 공간(102)에 투입되는 시멘트 고정액의 양을 종래보다 줄일 수 있게 한다.

둘째, 복수의 보강슈(300)들이 항타되는 파일(200)의 선단에 연동되어 확장되어서 구멍(101)의 내벽면에 박히게 되므로, 천공 구멍(101)의 바닥면에 슬라임(50)이 형성되더라도 파일(200)의 지지력을 종래보다 향상시킬 수 있게 한다.

도 1 및 도 2는 종래 콘크리트 피일용 슈우를 나타낸 개략도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명 실시예의 파일용 슈우 조립체의 동작상태 단면도,
도 4는 도 3a의 요부 발췌 사시도,
도 5는 밴드에 보강슈가 결합된 상태의 개략 평면도,
도 6은 스프링작용에 의한 보강슈의 저항상태를 설명하는 개략도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 측면도,
도 8은 도 7에서 밴드를 제외한 상태의 사시도,
도 9는 도 7의 저면도이다.

본 발명 슈우 조립체는 지반에 천공된 구멍에 삽입되는 콘크리트 또는 금속재질의 파일(Pile) 선단에 결합되는 것으로서, 파일의 항타깊이를 증가시키지 않으면서 선단 지지력을 안정적으로 확보할 수 있도록 개선된 구조를 가진다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예의 슈우(shoe) 조립체는 파일(200)의 선단 외주면에 그 일부분이 슬립가능하게 결합되며 그 타부분이 상기 파일(200)의 선단부로부터 돌출되는 원통형의 밴드(220)와, 상기 밴드(220)의 타부분 선단에 그 일단이 회동가능하게 결합되며 상기 파일(200)의 하강에 의해서 연동되어 상기 밴드(220)의 외측방향으로 회동되는 복수의 보강슈(300)를 구비한다.

상기 밴드(220)는 금속 또는 합성수지재로서 고정밴드(230)에 의해서 파일(200)의 선단 외주면에 슬립가능하게 고정되며, 파일(200)이 항타될때 그 항타력에 의해서 파일(200)과 밴드(220)가 상호 슬립(slip)되어질 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 밴드(220)의 타부분 선단에는 한쌍의 절곡편(221)(222)이 밴드(220)의 내측으로 절곡되어 형성되고, 상기 보강슈(300)의 상단에는 힌지블럭(301)이 형성되어서, 상기 절곡편(221)(222)에 힌지블럭(301)이 힌지핀(305)에 의해서 회동가능하게 결합되어 있다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 힌지핀(305)에는 토오션 스프링(306)이 결합되어서, 그 일단이 상기 절곡편(221)(222)에 지지되고 그 타단이 상기 보강슈(300)에 지지되도록 되어 있다. 이에 따라서 상기 스프링(306)의 복원력에 의해서 상기 각 보강슈(300)가 상기 밴드(220)의 중심부를 향하여 탄성 회동되도록 되어 있다.

따라서 상기 각 보강슈(300)들은 힌지핀(305)을 중심으로 자중(自重)에 의해 밴드(220)의 외측방향으로 회동되려하지만, 상기 스프링(306)의 스프링력에 의해서 도 5에 도시된 바와 같이, 밴드(220)의 내측에 위치되도록 되어 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 파일(200)의 선단에는 원뿔형의 선단슈(210)가 결합되고, 상기 각 보강슈(300)는 상기 선단슈(210)를 중심으로 상기 밴드(220)내에서 균등하게 분할되어 복수로 마련되어 있다.

이에 따라서 상기 선단슈(210)의 하강에 의해서 상기 각 보강슈(300)가 동일각도로 밴드(220)의 외측방향으로 회동되게 된다.

상기와 같은 구성의 슈우 조립체는 다음과 같이 작동된다.

먼저 지반(100)에 오거(미도시)와 같은 장비로 천공 구멍(101)을 형성하고, 파일(200)의 선단에 원뿔형의 선단슈(210)을 결합하며, 파일(200)의 선단 외주면에는 원통형의 밴드(220)를 결합시킨다.

또한, 밴드(220)의 하단부에는 복수의 보강슈(300)들이 회동가능하게 결합되는데, 상기 스프링(306)에 의해서 도 5에 도시된 바와 같이 밴드(220)의 중심부를 향하여 위치정렬되게 되며, 각 보강슈(300)들은 밴드(220)의 외측으로 돌출되지 아니한다.

상기 밴드(220)는 탄성고무 또는 금속클램프 등의 고정밴드(230)에 의해서 파일(200)에 결합되게 되는데, 항타기와 같은 장비의 항타력에 의해서 밴드(220)에 대하여 파일(200)이 슬립될 수 있게 결합된다.

상기와 같이 선단슈(210)와 보강슈(300)가 조립된 파일(200)을 구멍(101)에 진입시킨다. 이때 상기 각 보강슈(300)들은 밴드(220) 내측에 위치함으로써 파일(200)을 구멍(101)에 진입시킬때 보강슈(300)들이 구멍(101)의 내벽면과 간섭되지 않게된다. 따라서 실질적으로 구멍(101)의 직경은 밴드(220)의 직경과 동일하거나 미세하게 크게 형성시킴이 바람직하다.

이에 따라서 파일(200)의 외주면과 구멍(101)의 내주면 사이에 형성되는 공간(102)에 타설되는 시멘트 고정액(미도시)의 양을 종래보다 줄일 수 있게 한다.

한편, 도 3a에서와 같이 파일(200)의 선단부, 실질적으로는 보강슈(300)가 구멍(101)의 바닥면에 접한후에는 항타기(미도시)와 같은 장비로 파일(200)의 후단부를 항타한다. 이때 도 3b에서와 같이 파일(200)이 밴드(220)에 대해서 슬립되면서 하강되어 선단슈(210)가 각 보강슈(300)들을 밴드(220)의 외측방향으로 회동시키게 되고, 항타력에 의해서 각 보강슈(300)들의 단부가 구멍(101)의 벽면에 강하게 진입되어 지지되게 된다.

이때 선단슈(210)는 각 보강슈(300)들의 공통 중심부에 위치되므로 각 보강슈(300)들이 동일각도로 회동되어 상기 파일(200)을 안정하게 지지하게 된다.

한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 보강슈(300)들이 구멍(101)의 벽면에 진입되어 지지되게 되므로, 구멍(101)의 바닥면에 슬라임(50)이 형성되더라도 파일(200)의 안정된 지지력을 확보할 수 있게 된다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로써, 이는 상기 파일(200)의 선단을 원뿔형상으로 형성하고, 상기 각 보강슈(300)는 상기 파일(200)의 선단을 중심으로 상기 밴드(220)에 등간격으로 배치되어 상기 밴드(220)에 고정되는 회동축(307)에 회동가능하게 결합된 구조를 가진다.

이 실시예는 파일(200)의 선단을 원뿔형상으로 형성한 것으로써, 상기 실시예에서 파일(200)의 선단에 원뿔형의 선단슈(210)를 별도로 결합시킨 차이가 있을뿐, 나머지 작용효과는 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하고 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.

예컨대, 선단슈(210)로서 원뿔형상을 예로들어 설명하였으나 이에 한정되지 아니하고, 선단슈(210)가 밴드(220)에 대하여 하강시 상기 절곡편(221)(222)을 간섭하지 아니하고 복수의 보강슈(300)를 연동시키는 형상이면 다양한 형상으로 변형실시될 수있다.

100...지반 101...구멍
102...공간 200...파일
210...선단슈 220...밴드
300...보강슈 50...슬라임

Claims

지반에 천공된 구멍에 삽입되는 파일의 선단에 결합되는 파일(Pile)용 슈우 조립체에 있어서,
상기 파일(200)의 선단 외주면에 그 일부분이 슬립가능하게 결합되며 그 타부분이 상기 파일(200)의 선단부로부터 돌출되는 원통형의 밴드(220)와,
상기 밴드(220)의 타부분 선단에 그 일단이 회동가능하게 결합되며 상기 파일(200)의 하강에 의해서 연동되어 상기 밴드(220)의 외측방향으로 회동되는 복수의 보강슈(300)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 파일용 슈우 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 파일(200)의 선단에 원뿔형의 선단슈(210)가 결합되고, 상기 각 보강슈(300)는 상기 선단슈(210)를 중심으로 상기 밴드(220)내에서 균등하게 분할되어 복수로 형성되며,
상기 선단슈(210)의 하강에 의해서 상기 각 보강슈(300)가 동일각도로 회동되도록 된 것을 특징으로 하는 파일용 슈우 조립체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밴드(220)의 타부분 선단에 밴드(220)의 내측으로 절곡된 한쌍의 절곡편(221)(222)이 형성되고, 상기 보강슈(300)의 상단에 힌지블럭(301)이 형성되어 상기 절곡편(221)(222)에 힌지핀(305)에 의해서 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 파일용 슈우 조립체.
제 3 항에 있어서, 상기 힌지핀(305)에 결합되며 그 일단이 상기 절곡편(221)(222)에 지지되고 그 타단이 상기 보강슈(300)에 지지되는 스프링(306)을 구비하여서, 상기 스프링(306)의 복원력에 의해서 상기 각 보강슈(300)가 상기 밴드(220)의 중심부를 향하여 탄성 회동되도록 된 것을 특징으로 하는 파일용 슈우 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 파일(200)의 선단은 원뿔형상으로 형성되고,
상기 각 보강슈(300)는 상기 파일(200)의 선단을 중심으로 상기 밴드(220)에 등간격으로 배치되어 상기 밴드(220)에 고정되는 회동축(307)에 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 파일용 슈우 조립체.