KR20130002731A - 선단확장형 파일 - Google Patents

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KR20130002731A
KR20130002731A KR1020110063884A KR20110063884A KR20130002731A KR 20130002731 A KR20130002731 A KR 20130002731A KR 1020110063884 A KR1020110063884 A KR 1020110063884A KR 20110063884 A KR20110063884 A KR 20110063884A KR 20130002731 A KR20130002731 A KR 20130002731A
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Abstract

본 발명은 지중에 매설되도록 형성된 파일 본체(100); 본체(100)의 하단에 결합한 중간부재(200); 중간부재(200)에 대하여 외측으로 방사상 확장구동이 가능하도록 설치된 복수의 확장부재(300); 중간부재(200)와 복수의 확장부재(300)를 결합함과 아울러, 복수의 확장부재(300)의 방사상 확장구동을 가이드하도록 형성된 종방향 가이드부(400); 천공 홀의 바닥면에 접촉 시 상승구동하면서 확장부재(300)의 내측 단부를 외측으로 밀어냄으로써, 복수의 확장부재(300)를 외측으로 확장구동시키도록 설치된 중앙부재(500); 확장부재(300)의 확장구동을 제한하도록 형성된 확장구동 제한부(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일을 제시함으로써, 천공경을 작게 하더라도 파일의 삽입작업이 가능하여 공사비용 및 기간을 줄일 수 있고, 천공 홀의 내면과 확장부재의 저촉을 방지하여 안정적인 시공이 가능하며, 동일한 직경의 천공 홀에서 종래에 비해 더욱 큰 선단지지력을 얻을 수 있도록 한다.

Description

선단확장형 파일{EXTENDED PILE}
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 파일의 구조에 관한 것이다.
파일(pile)이란 상부 구조물의 하중을 지반에 전달하기 위하여 시공되는 기초구조물로서, 압축력만이 작용한다는 전제하에 압축부재로서 설계되는 것이 일반적이다.
최근 파일의 선단 지지력을 증대하기 위하여, 파일의 선단에 파일의 폭에 비해 큰 폭을 갖는 확장판을 결합한 선단확장형 파일에 관한 연구 및 시공이 활발히 진행되고 있다.
이러한 종래의 선단확장형 파일은 파일 본체(10)의 하단에 강재 등에 의한 확장판(20)을 결합하는 방식을 취하는 것이 일반적이다(도 1).
그런데, 종래의 선단확장형 파일은 본체(10)의 하단에 확장판(20)이 결합한 상태에서 이를 천공 홀에 삽입하여야 하므로 다음과 같은 문제를 안고 있었다.
첫째, 천공경(천공 홀의 내경)을 일반 파일에 비해 크게 하여야 하는데, 이는 공사비용 및 기간의 증가를 초래한다.
둘째, 천공경이 충분히 크게 확보되지 않은 상태에서 선단확장형 파일을 삽입하는 경우, 천공 홀의 내면과 확장판이 저촉됨에 따라 작업이 어렵고 확장판의 파손이 발생하기 쉽다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 천공경을 작게 하더라도 파일의 삽입작업이 가능하여 공사비용 및 기간을 줄일 수 있고, 천공 홀의 내면과 확장부재의 저촉을 방지하여 안정적인 시공이 가능하며, 동일한 직경의 천공 홀에서 종래에 비해 더욱 큰 선단지지력을 얻을 수 있도록 하는 선단확장형 파일을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지중에 매설되도록 형성된 파일 본체(100); 상기 본체(100)의 하단에 결합한 중간부재(200); 상기 중간부재(200)에 대하여 외측으로 방사상 확장구동이 가능하도록 설치된 복수의 확장부재(300); 상기 중간부재(200)와 상기 복수의 확장부재(300)를 결합함과 아울러, 상기 복수의 확장부재(300)의 방사상 확장구동을 가이드하도록 형성된 종방향 가이드부(400); 천공 홀의 바닥면에 접촉 시 상승구동하면서 상기 확장부재(300)의 내측 단부를 외측으로 밀어냄으로써, 상기 복수의 확장부재(300)를 외측으로 확장구동시키도록 설치된 중앙부재(500); 상기 확장부재(300)의 확장구동을 제한하도록 형성된 확장구동 제한부(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일을 제시한다.
상기 확장구동 제한부(600)는 상기 종방향 가이드부(400)에 형성된 것이 바람직하다.
상기 종방향 가이드부(400)는 상기 중간부재(200)의 저면에 외측을 향하여 방사상 구조로 형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 좁게 형성된 복수의 종방향 가이드홈(410); 상기 종방향 가이드홈(410)에 삽입되어 가이드되도록, 상기 확장부재(300)의 상면에 돌출형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 좁게 형성된 종방향 가이드돌부(420);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 확장구동 제한부(600)는 상기 종방향 가이드홈(410)의 상부 중앙영역에 형성된 제한홈(610); 상기 제한홈(610)의 내부에서 종방향 구동하도록, 상기 종방향 가이드돌부(420)의 상부 중앙영역에 형성된 제한돌부(620);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 종방향 가이드부(400)는 상기 확장부재(300)의 상면에 외측을 향하여 방사상 구조로 형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 넓게 형성된 복수의 종방향 가이드홈(410); 상기 종방향 가이드홈(410)에 삽입되어 가이드되도록, 상기 중간부재(200)의 저면에 돌출형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 넓게 형성된 종방향 가이드돌부(420);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 확장구동 제한부(600)는 상기 종방향 가이드홈(410)의 하부 중앙영역에 형성된 제한홈(610); 상기 제한홈(610)의 내부에서 종방향 구동하도록, 상기 종방향 가이드돌부(420)의 하부 중앙영역에 형성된 제한돌부(620);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 중앙부재(500)는 종단면이 다각형 구조로 형성되고, 횡단면이 상변에 비해 하변의 폭이 넓은 사다리꼴 구조로 형성되며, 상기 확장부재(300)의 내측 단부는 횡단면이 상기 중앙부재(500)의 외면에 대응하는 경사진 구조로 형성되고, 상기 확장부재(300)의 내측면과 상기 중앙부재(500)의 외측면은 상호 면접촉하도록 편평하게 형성된 것이 바람직하다.
상기 확장부재(300)의 종단면은 부채꼴 구조로 형성된 것이 바람직하다.
상기 중간부재(200)는 상기 본체(100)의 종단면에 대응하는 원판형 구조인 것이 바람직하다.
상기 중간부재(200)의 외경은 상기 본체(100)의 외경에 비해 크게 형성되고, 상기 복수의 확장부재(300)의 확장상태에서의 외경은 상기 중간부재(200)의 외경에 비해 크게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 중앙부재(500)의 상측에는 상단에 머리부(710)가 형성된 스토퍼부재(700)가 돌출형성되고, 상기 중간부재(200)에는 상기 스토퍼부재(700)가 관통하는 스토퍼부재 관통공(220)이 상하방향을 따라 형성된 것이 바람직하다.
상기 중간부재(200)의 저면 중앙부에는 상기 중앙부재(500)의 상단이 삽입되도록 중앙부재 삽입홈(230)이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 천공경을 작게 하더라도 파일의 삽입작업이 가능하여 공사비용 및 기간을 줄일 수 있고, 천공 홀의 내면과 확장부재의 저촉을 방지하여 안정적인 시공이 가능하며, 동일한 직경의 천공 홀에서 종래에 비해 더욱 큰 선단지지력을 얻을 수 있도록 하는 선단확장형 파일을 제시한다.
도 1은 종래의 선단확장형 파일의 구성도.
도 2 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 2는 파일의 제1 실시예의 제1 사용상태의 단면도.
도 3은 파일의 제1 실시예의 제2 사용상태의 단면도.
도 4는 파일의 제1 실시예의 제1 사용상태의 사시도.
도 5는 파일의 제1 실시예의 제2 사용상태의 사시도.
도 6은 파일의 제1 실시예의 제1 사용상태의 저면도.
도 7은 파일의 제1 실시예의 제2 사용상태의 저면도.
도 8은 중앙부재의 제1 실시예의 사시도.
도 9는 확장부재의 제1 실시예의 사시도.
도 10은 중간부재의 제1 실시예의 사시도.
도 11은 종방향 가이드부 및 확장구동 제한부의 제1 실시예의 단면도.
도 12는 종방향 가이드부 및 확장구동 제한부의 제2 실시예의 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 선단확장형 파일은 기본적으로, 지중에 매설되도록 형성된 파일 본체(100); 본체(100)의 하단에 결합한 중간부재(200); 중간부재(200)에 대하여 외측으로 방사상 확장구동이 가능하도록 설치된 복수의 확장부재(300); 중간부재(200)와 복수의 확장부재(300)를 결합함과 아울러, 복수의 확장부재(300)의 방사상 확장구동을 가이드하도록 형성된 종방향 가이드부(400); 천공 홀의 바닥면에 접촉 시 상승구동하면서 확장부재(300)의 내측 단부를 외측으로 밀어냄으로써, 복수의 확장부재(300)를 외측으로 확장구동시키도록 설치된 중앙부재(500); 확장부재(300)의 확장구동을 제한하도록 형성된 확장구동 제한부(600);를 포함하여 구성된다.
즉, 종래와 같이 고정된 일체형 구조의 확장판을 사용하는 대신, 가이드부재(200)에 의해 가이드되어 내외측으로 구동이 가능한 확장부재(300) 복수를 사용함으로써, 천공 홀에 대한 파일의 삽입 시에는 복수의 확장부재(300)가 내측으로 접힌상태로 있도록 하고(도 2,4,6), 천공 홀의 바닥면에 이르러서는 중앙부재(500)의 작용에 의해 복수의 확장부재(300)를 외측으로 돌출구동하여 확장상태에 있도록 한 것이다(도 3,5,7).
따라서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 천공경(천공 홀의 내경)을 일반 파일에 비해 크게 하지 않더라도, 천공 홀에 대한 파일의 삽입작업이 가능하므로, 공사비용 및 기간을 줄일 수 있다.
둘째, 천공 홀에 대한 파일의 삽입작업 중에는 확장부재들이 접힌상태로 있으므로, 천공 홀의 내면과 확장부재의 저촉을 방지할 수 있어, 작업이 간편하고 확장부재의 파손을 방지할 수 있다.
셋째, 파일을 천공 홀에 삽입한 후, 확장부재의 확장에 의해 추후 선단확장구조를 이룰 수 있으므로, 동일한 직경의 천공 홀에서 종래에 비해 더욱 큰 선단지지력을 얻을 수 있다.
다만, 중앙부재(500)의 상승구동이 종료된 상태에서, 확장부재(300)의 확장구동을 별도의 수단에 의해 제한하지 않는다면, 위 중앙부재(500)의 상승구동의 종료에 불구하고 확장부재(300)가 확장구동을 계속하여 이탈, 파손될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해서는, 별도로 확장부재(300)의 확장구동을 제한하도록 확장구동 제한부(600)가 형성된 구성을 취하는 것이 바람직하다.
이러한 확장구동 제한부(600)는 확장부재(300)의 추가확장구동을 제한할 수 있는 구조이면 어느 것이나 관계없으나, 기왕에 형성된 종방향 가이드부(400)에 형성되는 것이 구조의 효율성 측면에서 바람직하다.
종방향 가이드부(400)는 중간부재(200)와 복수의 확장부재(300)를 결합함과 아울러, 복수의 확장부재(300)의 방사상(放射狀) 확장구동을 가이드하는 역할을 동시에 수행하는데, 이하 이에 관한 2가지 실시예에 관하여 설명한다.
첫째, 종방향 가이드부(400)는, 중간부재(200)의 저면에 외측을 향하여 방사상 구조로 형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 좁게 형성된 복수의 종방향 가이드홈(410); 종방향 가이드홈(410)에 삽입되어 가이드되도록, 확장부재(300)의 상면에 돌출형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 좁게 형성된 종방향 가이드돌부(420);를 포함하는 구성에 의해 구현될 수 있다(도 2 내지 7, 도 11).
이 경우 확장구동 제한부(600)는, 종방향 가이드홈(410)의 상부 중앙영역에 형성된 제한홈(610); 제한홈(610)의 내부에서 종방향 구동하도록, 종방향 가이드돌부(420)의 상부 중앙영역에 형성된 제한돌부(620);를 포함하는 구조에 의해 구현될 수 있다(도 1,2,11).
즉, 확장부재(300)의 접힌상태(중앙부재(500)의 하강상태)에서는, 제한돌부(620)가 제한홈(610)의 내측에 위치하고, 확장부재(300)의 확장상태(중앙부재(500)의 상승상태)에서는, 제한돌부(620)가 제한홈(610)의 외측에 위치하여 걸림으로써, 확장부재(300)의 추가확장을 방지할 수 있는 것이다.
둘째, 종방향 가이드부(400)는 위와 반대로, 확장부재(300)의 상면에 외측을 향하여 방사상 구조로 형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 넓게 형성된 복수의 종방향 가이드홈(410); 종방향 가이드홈(410)에 삽입되어 가이드되도록, 중간부재(200)의 저면에 돌출형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 넓게 형성된 종방향 가이드돌부(420);를 포함하는 구성에 의해 구현될 수도 있다(도 12).
이 경우 확장구동 제한부(600)는, 종방향 가이드홈(410)의 하부 중앙영역에 형성된 제한홈(610); 제한홈(610)의 내부에서 종방향 구동하도록, 종방향 가이드돌부(420)의 하부 중앙영역에 형성된 제한돌부(620);를 포함하는 구조에 의해 구현될 수 있다(도 12).
상술한 바와 마찬가지로, 확장부재(300)의 접힌상태(중앙부재(500)의 하강상태)에서는, 제한돌부(620)가 제한홈(610)의 내측에 위치하고, 확장부재(300)의 확장상태(중앙부재(500)의 상승상태)에서는, 제한돌부(620)가 제한홈(610)의 외측에 위치하여 걸림으로써, 확장부재(300)의 추가확장을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 중앙부재(500)의 상승에 의해 확장부재(300)를 외측으로 밀어내기 위해서는, 이들의 접촉면(확장부재(300)의 내측면과 중앙부재(500)의 외측면)의 횡단면이 경사진 구조를 이루어야 하는데, 이러한 접촉면이 원통형 파일과 같이 만곡진 구조를 취하는 경우에는, 그 상부와 하부의 곡률반경이 상이함으로 인하여 상술한 확장부재(300)의 확장구동이 원활하게 일어나지 않게 된다.
확장부재(300)의 내측면과 중앙부재(500)의 외측면이 모두 편평하게 형성되도록 하는 경우, 중앙부재(500)의 상승에 의한 확장부재(300)의 확장구동이 원활하게 일어나도록 한다는 효과가 있다(도 8,9).
구체적으로 이를 위하여, 중앙부재(500)는 종단면이 다각형 구조(삼각형, 사각형, 육각형 등)로 형성되고, 횡단면이 상변에 비해 하변의 폭이 넓은 사다리꼴 구조로 형성된다(도 8).
즉, 중앙부재(500)의 종단면이 원형 구조를 취하는 경우에는 그 외측면이 만곡지게 되어 상술한 문제가 발생하게 되므로, 종단면이 다각형 구조를 취하도록 하여 모든 외측면이 편평하게 형성되도록 한 것이다.
확장부재(300)의 내측 단부는 횡단면이 상술한 중앙부재(500)의 외면에 대응하는 경사진 구조로 형성되고, 내측면은 중앙부재(500)의 외측면과 마찬가지로 편평하게 형성된다(도 9).
확장부재(300)의 종단면은 외측 단부가 원호를 형성하는 부채꼴 구조로 형성됨으로써, 복수의 확장부재(300)가 전체적으로 원판형 구조를 취하도록 하는 것이 바람직하다.
중간부재(200)는 하부에 복수의 확장부재(300) 및 중앙부재(500)가 설치된 구조로서, 파일 본체(100)의 하단에 장착되는 구조이면 어느 것이나 관계없으나, 본체(100)가 원통형 구조를 취하는 경우, 그 종단면에 대응하도록 원판형 구조를 취하는 것이 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
중간부재(600)의 외경은 본체(100)의 외경과 동일하게 형성할 수도 있으나, 중간부재(600)의 외경이 본체(100)의 외경에 비해 크게 형성되고, 나아가 복수의 확장부재(300)의 펼친상태에서의 외경이 중간부재(600)의 외경에 비해 크게 형성된 구성을 취하는 경우, 더욱 넓은 선단확장구조를 안정적으로 이룰 수 있다는 장점이 추가된다(도 2 내지 7).
중앙부재(500)의 상측에는 상단에 머리부(710)가 형성된 스토퍼부재(700)가 돌출형성되고, 중간부재(200)에는 스토퍼부재(700)가 관통하는 스토퍼부재 관통공(220)이 상하방향을 따라 형성되는 경우, 스토퍼부재(700)의 머리부(710)로 인하여 중앙부재(500)가 하측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다(도 2,8).
중간부재(200)의 저면 중앙부에 중앙부재(500)의 상단이 삽입되도록 중앙부재 삽입홈(230)이 형성되는 경우, 중앙부재(500)가 상승구동을 마친 상태에서 안정적으로 중간부재(200)에 정착될 수 있으므로, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다(도 2,10).
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.
100 : 본체 200 : 중간부재
220 : 스토퍼부재 관통공 230 : 중앙부재 삽입홈
300 : 확장부재 400 : 종방향 가이드부
410 : 종방향 가이드홈 420 : 종방향 가이드돌부
500 : 중앙부재 600 : 확장구동 제한부
610 : 제한홈 620 : 제한돌부
700 : 스토퍼부재 710 : 머리부

Claims (12)

  1. 지중에 매설되도록 형성된 파일 본체(100);
    상기 본체(100)의 하단에 결합한 중간부재(200);
    상기 중간부재(200)에 대하여 외측으로 방사상 확장구동이 가능하도록 설치된 복수의 확장부재(300);
    상기 중간부재(200)와 상기 복수의 확장부재(300)를 결합함과 아울러, 상기 복수의 확장부재(300)의 방사상 확장구동을 가이드하도록 형성된 종방향 가이드부(400);
    천공 홀의 바닥면에 접촉 시 상승구동하면서 상기 확장부재(300)의 내측 단부를 외측으로 밀어냄으로써, 상기 복수의 확장부재(300)를 외측으로 확장구동시키도록 설치된 중앙부재(500);
    상기 확장부재(300)의 확장구동을 제한하도록 형성된 확장구동 제한부(600);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장구동 제한부(600)는 상기 종방향 가이드부(400)에 형성된 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 종방향 가이드부(400)는
    상기 중간부재(200)의 저면에 외측을 향하여 방사상 구조로 형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 좁게 형성된 복수의 종방향 가이드홈(410);
    상기 종방향 가이드홈(410)에 삽입되어 가이드되도록, 상기 확장부재(300)의 상면에 돌출형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 좁게 형성된 종방향 가이드돌부(420);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 확장구동 제한부(600)는
    상기 종방향 가이드홈(410)의 상부 중앙영역에 형성된 제한홈(610);
    상기 제한홈(610)의 내부에서 종방향 구동하도록, 상기 종방향 가이드돌부(420)의 상부 중앙영역에 형성된 제한돌부(620);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 종방향 가이드부(400)는
    상기 확장부재(300)의 상면에 외측을 향하여 방사상 구조로 형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 넓게 형성된 복수의 종방향 가이드홈(410);
    상기 종방향 가이드홈(410)에 삽입되어 가이드되도록, 상기 중간부재(200)의 저면에 돌출형성됨과 아울러, 상측에 비해 하측의 폭이 넓게 형성된 종방향 가이드돌부(420);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확장구동 제한부(600)는
    상기 종방향 가이드홈(410)의 하부 중앙영역에 형성된 제한홈(610);
    상기 제한홈(610)의 내부에서 종방향 구동하도록, 상기 종방향 가이드돌부(420)의 하부 중앙영역에 형성된 제한돌부(620);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중앙부재(500)는 종단면이 다각형 구조로 형성되고, 횡단면이 상변에 비해 하변의 폭이 넓은 사다리꼴 구조로 형성되며,
    상기 확장부재(300)의 내측 단부는 횡단면이 상기 중앙부재(500)의 외면에 대응하는 경사진 구조로 형성되고,
    상기 확장부재(300)의 내측면과 상기 중앙부재(500)의 외측면은 상호 면접촉하도록 편평하게 형성된 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 확장부재(300)의 종단면은 부채꼴 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중간부재(200)는 상기 본체(100)의 종단면에 대응하는 원판형 구조인 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 중간부재(200)의 외경은 상기 본체(100)의 외경에 비해 크게 형성되고, 상기 복수의 확장부재(300)의 확장상태에서의 외경은 상기 중간부재(200)의 외경에 비해 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 중앙부재(500)의 상측에는 상단에 머리부(710)가 형성된 스토퍼부재(700)가 돌출형성되고,
    상기 중간부재(200)에는 상기 스토퍼부재(700)가 관통하는 스토퍼부재 관통공(220)이 상하방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중간부재(200)의 저면 중앙부에는 상기 중앙부재(500)의 상단이 삽입되도록 중앙부재 삽입홈(230)이 형성된 것을 특징으로 하는 선단확장형 파일.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101442074B1 (ko) * 2013-12-03 2014-09-19 (주)삼일이엔씨 선단 확장 말뚝 및 이의 시공 방법
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