KR20130056176A

KR20130056176A - 지지파일 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR20130056176A
Application number: KR1020120128174A
Authority: KR
Inventors: 강민준
Original assignee: (주)아리터
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2013-05-29
Also published as: KR101348237B1

Abstract

본 발명은 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반에 형성된 굴착공 내부에 설치되며 시멘트계 충진물이 상기 굴착공 내부에 충진 및 경화되어 상기 지반에 지지 고정되게 시공되는 지지파일 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 지지파일은, 내부에 공동부가 형성된 소정의 직경의 관 형상으로 구비되는 파일체; 시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 파일체보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 파일체의 하단에 구비되는 지지기둥; 및 상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어, 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지기둥의 외주면과 상기 파일체의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되고, 상기 지지기둥이 회전됨에 따라 상기 지지기둥을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입시키는 하나 이상의 회전날개부;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 지지기둥에 스크류 형상의 회전날개부가 구비됨으로써 지반에 대한 지지기둥의 부착력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 굴착공의 바닥면에 슬라임이 존재하더라도 지지기둥을 회전시키는 방식으로 지반이 교란되지 않게 지지기둥을 굴착공의 바닥면에 견고하게 회전 관입시킬 수 있고, 이러한 역할을 수행하는 회전날개부가 지지기둥의 외주면에 구비되더라도 지지기둥의 직경이 파일체의 직경보다 작게 구비됨으로써 굴착공을 크게 형성하지 않아도 되고 이에 따라 굴착량을 줄일 수 있으므로 시공 비용 및 시간을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 지지기둥과 파일체를 체결 또는 분리시키는 체결수단이 더 구비될 경우, 작고 가벼운 지지기둥을 회전 관입하여 굴착공의 바닥면에 먼저 설치한 후 파일체를 지지기둥을 체결하는 방식으로 지지파일의 운반 및 그 시공이 간편하게 이루어질 수 있다.

Description

지지파일 및 이의 시공방법 {SUPPORTING PILE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 지지파일 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지반에 대한 지지파일의 부착력을 향상시킬 수 있고, 굴착공의 바닥면에 슬라임(Slime)이 존재하더라도 회전관입을 통해 지지파일을 지지지반에 견고하게 설치하여 시공 중에 지지파일에 작용하는 부력을 억제하고 지지력의 품질을 향상시킬 수 있으며, 시공 비용 및 시간을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 간편하게 운반 및 시공될 수 있는 지지파일 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물이나 토목구조물을 지반 상에 건조할 때, 지반이 연약하거나 건축구조물이나 토목구조물의 하중이 큰 경우에는 하중에 대한 충분한 지지력 확보를 위해 콘크리트 등으로 이루어진 지지파일이 사용된다.

종래의 지지파일(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 중공부가 형성된 콘크리트 원형관으로 이루어지는데, 이러한 지지파일(10)을 건축구조물이나 토목구조물의 건조 예정 지반(BG)에 형성한 굴착공(20)에 삽입한 후, 굴착공(20)에 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진 양생시키는 방식으로 시공된다.

그러나 이러한 종래의 지지파일(10)은 굴착공(20)을 형성하는 굴착 작업시에 생성되어 굴착공(20)의 바닥면에 존재하는 슬라임에 의해 그 하단부의 지지력이 충분히 확보되기 어렵고, 지하수위가 높은 경우에는 시공 중에 지지파일(10)이 부력에 의해 떠오르거나 기울어지는 경우가 발생하여, 지지파일(10)의 위치를 측량, 확인하는 과정을 추가적으로 거쳐야 하는 작업 공정상의 불편함이 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위해, 지지파일(10)을 굴착공(20)에 삽입한 후, 타격 공법을 이용해 굴착공(20)의 바닥면에 박아 넣어 하단부의 지지력을 확보하면서, 굴착공(20)에 시멘트계 충진물(30)을 부어 충진 양생시키는 시공이 이루어지고 있다.

그러나 이렇게 시공된 종래의 지지파일(10)도 구조물의 하중이 인가되면 지지파일(10)과 시멘트계 충진물(30)이 충진 양생되어 이루어진 시멘트계 충진부의 경계면에서 슬립이 발생하면서 구조물의 하중이 좁은 면적의 지지파일(10) 하단부에 집중 인가되는 현상이 발생하여, 그 허용하중이 작은 문제점이 있다.

이를 보완하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 하단부 외주면에 돌기 형태의 날개(11)를 다수 형성하여 지반에 대한 부착력을 향상시킨 지지파일(10')이 개발되어 시공되고 있으나, 해당 날개(11)로 인해 지지파일(10') 하단부의 직경이 증가함에 따라 지지파일(10')이 설치되는 굴착공(20')의 직경을 늘려야 하는 단점이 있다.

이처럼 더 큰 직경의 굴착공(20')을 형성하기 위해서는 굴착량이 많아져 굴착 비용 및 시간이 증가하고, 굴착토의 양도 증가하여 그 처리 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 매우 길고 큰 부피의 지지파일(10') 운반 중에 다수의 날개(11)가 장애물과 접촉하면서 빈번하게 손상되는 등, 그 운반이 어려운 단점도 있다.

한편, 상술한 바와 같은 종래의 지지파일(10, 10')은 전술한 바와 같은 타격 공법으로 시공되는 경우가 많아, 이로 인한 소음과 진동 발생으로 인접 구조물에 손상을 야기할 수 있고, 많은 민원을 불러일으키는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 타격 시에 지지파일(10, 10')에 균열이 발생하는 경우도 있고, 굴착공(20, 20')의 바닥면에 존재하는 슬라임이나 지지파일(10, 10') 타격으로 인한 굴착공(20, 20')의 바닥면 지반의 교란으로 인해 지지파일(10)을 견고하게 설치하는 데에 한계가 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 지반에 대한 부착력을 향상시킬 수 있으면서 지반이 교란되지 않도록 굴착공의 바닥면에 견고하게 설치하여 시공 중 지지파일의 부상 및 기울어짐을 억제할 수 있고, 슬라임이 지지파일의 하부에 존재하지 않게 지지파일을 지지지반에 설치할 수 있으며, 굴착공의 형성 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 손상되기 쉬운 부분을 별도로 운반 및 시공할 수 있는 지지파일 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 지지파일은 전술한 과제를 달성하기 위해, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반의 내부에 시공되는 지지파일로서,내부에 공동부가 형성된 소정의 직경의 관 형상으로 구비되는 파일체; 시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 파일체보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 파일체의 하단에 구비되는 지지기둥; 및 상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어, 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지기둥의 외주면과 상기 파일체의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되는 회전날개부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 파일체의 하단부와 상기 지지기둥의 상단부 사이에서 상기 지지기둥과 상기 파일체를 체결 또는 분리시키는 체결수단이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 체결수단은, 상기 파일체의 하단부에 상기 파일체의 직경보다 작고 상기 지지기둥의 직경보다 큰 직경으로 구비되는 체결관; 상기 체결관의 외주면에 형성된 하나 이상의 제1체결날개; 및 상기 지지기둥이 상기 체결관에 삽입된 상태로 상기 체결관이 상기 지지기둥에 대해 회전함에 따라 상기 하나 이상의 제1체결날개와 각각 맞물리도록 상기 지지기둥의 상단부 외주면에 구비된 하나 이상의 제2체결날개; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 체결수단은, 상기 파일체의 하단부에 상기 파일체의 직경보다 작고 상기 지지기둥의 직경보다 큰 직경으로 구비되는 체결관;상기 체결관의 외주면에 형성된 하나 이상의 제1체결날개; 및 최상측에 위치한 상기 회전날개부의 상면을 따라 상기 제1체결날개의 두께에 대응되는 너비만큼 이격되게 상기 지지기둥의 상단부 외주면에 구비된 하나 이상의 제2체결날개;를 포함하여 이루어지되, 상기 지지기둥이 상기 체결관에 삽입된 상태로 상기 체결관이 상기 지지기둥에 대해 회전함에 따라 상기 제1체결날개가 상기 제2체결날개와 상기 회전날개부의 사이로 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 지지기둥의 상단부에는 지지파일을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입 시공하기 위한 시공관에 체결 또는 분리되는 돌기 또는 홈 형상의 체결부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 파일체의 상단부에는 지지파일을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입 시공하기 위한 시공장치에 체결 또는 분리되는 체결돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 지지기둥은, 상기 지지기둥의 상단부에 구비되어 상기 파일체의 하면을 접촉 지지하는 지지판을 포함하여 이루어지는 지지받침부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 파일체의 하면과 상기 지지기둥의 상단 사이에 개재되어 상기 파일체로부터 전달되는 하중을 안정적으로 상기 지지기둥에 전달하는 플레이트 형상의 보강플레이트; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 보강플레이트는, 상기 파일체의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖되, 그 평면 형상의 외경이 상기 파일체의 외경보다 큰 형태 및 그 평면 형상의 내경이 상기 파일체의 내경보다 작은 형태 중 하나 이상의 형태 조건을 만족하게 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 파일체의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖되 그 평면 형상의 외경이 상기 파일체의 외경보다 큰 형태로 구비되며, 상기 파일체의 하면에 밀착되도록 상기 지지기둥의 상단 측면에 고정 설치된 보강플레이트; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일은, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반에 시공되는 지지파일에 있어서, 기둥 형상으로 구비되는 파일체;

상기 파일체의 하측에 구비되는 지지기둥; 상기 지지기둥의 외주면에 형성되는 하나 이상의 날개부; 및 상기 파일체 하단과 상기 지지기둥 상단에 결합되는 연결부재; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 파일체는 상단과 하단에 각각 연결판을 구비한 구성으로 하고, 상기 연결부재는, 상기 연결판에 대향하는 판 형상의 플랜지부와; 상기 플랜지부의 저면에서 하측으로 연장 돌출한 관 형상으로 하단부는 상기 지지기둥의 상단면과 맞대면하는 단관; 및 상기 단관 내외측의 각 측벽 둘레를 따라 등간격 배치를 이루는 복수 개수의 판 형상으로 상기 단관의 내외측 측벽과 이에 인접하는 상기 플랜지부의 저면에 접하여 수직으로 세워진 형상을 이루는 내외측 보강 리브; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 내외측 보강 리브들은 판 형상으로 접하는 상기 단관의 측벽으로부터 각각 법선 방향으로 세워진 형상으로 배열을 이루고, 상기 내외측 보강 리브들 중 상기 내측 보강 리브들은 상기 단관을 사이에 두고 상기 외측 보강 리브들의 배치 사이에 있도록 엇갈리게 배치됨을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 단관의 하단부는 상기 내외측 보강 리브들의 하단부보다 더 하측으로 돌출하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 내외측 보강 리브들 각 사이에 있는 상기 플랜지부에 관통홀을 형성한 것으로 하고, 상기 연결판은 상기 관통홀에 각각 대응하는 위치에 암나사가 형성된 체결홀을 형성한 것으로 하며, 상기 플랜지의 하부로부터 상기 관통홀을 관통하여 상기 체결홀과 나사 결합하는 볼트를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 연결판의 상면에는 상기 체결홀의 상측 주연으로부터 연장 돌출하여 상기 파일체 내부로 삽입되는 관 형상을 이루고, 내벽에 상기 체결홀에서 연속 연장된 암나사가 형성된 슬리브를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 연결부재는, 상기 파일체의 하단면에 접하는 판 형상의 플랜지부와; 상기 플랜지부의 저면으로부터 하측으로 연장 돌출한 관 형상으로 상기 지지기둥의 상단면과 일대일 맞대면하는 단관과; 상기 단관 내외측의 각 측벽 둘레를 따라 등간격 배치를 이루는 복수 개수의 판 형상으로 상기 단관의 내외측 측벽과 이에 인접하는 상기 플랜지부의 저면에 접하여 수직으로 세워진 형상을 이루는 내외측 보강 리브; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일은, 지반에 지지 고정되게 시공되는 지지파일로서, 소정의 직경의 원형 또는 도넛형 지지판을 포함하여 이루어지는 지지받침부; 시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 지지판보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 지지받침부의 하단에 구비되는 지지기둥; 상기 지지판에 안착되는 파일 골재; 상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지받침부의 외주면과 상기 지지기둥의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되는 하나 이상의 회전날개부;를 포함하되, 상기 지지기둥은, 상기 지지기둥을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입 시공하기 위한 시공관에 체결 또는 분리되도록 돌기 또는 홈 형상의 체결부가 상단부에 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 파일 골재의 하단부와 상기 지지받침부에 구비되어, 상기 파일 골재와 상기 지지받침부를 결합시키는 결합수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일에서, 상기 결합수단은, 상기 파일 골재의 하단부와 상기 지지받침부 중 어느 하나에 구비되는 하나 이상의 결합홈; 및 상기 파일 골재의 하단부와 상기 지지받침 중 다른 하나에 구비되어, 상기 하나 이상의 결합홈에 맞물리는 하나 이상의 결합돌기; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일은, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반의 내부에 시공되는 지지파일로서, 내부에 공동부가 형성된 소정의 직경의 관 형상으로 구비되는 파일체; 시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 파일체보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 파일체의 하단에 구비되는 지지기둥; 및 상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 원판 디스크 형상으로 구비되어, 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지기둥의 외주면과 상기 파일체의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되는 회전날개부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110); 상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s120); 시공관을 통해 상기 지지기둥을 굴착공의 저면에 회전관입시키는 단계(s130); 상기 파일체를 체결수단을 통해 상기 지지기둥에 체결하는 단계(s140); 굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s150); 및 시공관을 분리하는 단계(s160)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110); 상기 파일체가 형성된 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s121); 시공관을 통해 상기 지지기둥을 굴착공의 저면에 회전관입시키는 단계(s130); 굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s150); 및 시공관을 분리하는 단계(s160)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110); 상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s120); 상기 시공관을 통해 상기 지지기둥을 회전시켜 상기 지지기둥의 회전날개부를 굴착공의 바닥면에 회전관입시키는 단계(s130); 상기 파일체를 연결수단을 통해 상기 지지기둥에 체결하는 단계(s140); 굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s150); 및 시공관을 분리하는 단계(s160)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s210); 상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s220); 상기 시공관을 통해 상기 지지기둥을 회전시켜 상기 지지기둥의 회전날개부를 굴착공의 바닥면에 회전관입시키는 단계(s230); 파일골재를 지지받침부에 체결하는 단계(s240); 상기 시공관을 분리하는 단계(s250); 및 굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s260)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s310); 상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s320); 상기 시공관을 통해 상기 지지기둥을 회전시켜 상기 지지기둥의 회전날개부를 굴착공의 바닥면에 회전관입시키는 단계(s330); 상기 시공관을 통해 상기 지지파일을 역회전시켜 인발하는 단계(s340); 굴착공에 시멘트계 충진물을 일부 충진하는 단계(s350); 상기 단계(340) 및 단계(s350)을 1회 이상 반복하는 단계(s360); 지지파일을 굴착공에 최종 회전관입하는 단계(s370); 상기 시공관을 분리하는 단계(s380); 및 굴착공에 시멘트계 충진물을 완전히 충진하는 단계(s350)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s410); 지지파일을 굴착공에 삽입하는 단계(s420); 지지파일을 회전관입시키는 단계(s430); 및 굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s440)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s510); 지지파일을 굴착공에 삽입하는 단계(s520); 지지파일을 회전관입시키는 단계(s530); 지지파일을 최종경타하는 단계(s540); 굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s560)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 연약지반에 오거를 통해 시멘트 밀크를 주입 및 교반하여 지반량체를 형성하는 단계(s610); 지지파일을 지반개량체에 자중에 의해 회전관입하여 지반개량체 내부의 배치시키고자 하는 위치까지 삽입하는 단계(s620); 지지파일을 양생시키는 단계(s630)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지지파일의 시공방법은, 연약지반에 오거를 통해 시멘트 밀크를 주입 및 교반하여 지반개량체를 형성하는 단계(s710); 지지파일을 지반개량체에 자중에 의해 회전관입하여 지반개량체 바닥면 근방까지 삽입하는 단계(s720); 지지파일을 역회전시키면서 가압하여 지반개량체의 내부로 삽입하는 단계(s730); 및 지반개량체를 양생시키는 단계(s730)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 지지파일 및 이의 시공방법에 의하면, 지지기둥에 스크류 형상의 회전날개부가 구비됨으로써 지반에 대한 지지기둥의 부착력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 굴착공의 바닥면에 슬라임이 존재하더라도 지지기둥을 회전시키는 방식으로 지반이 교란되지 않게 지지기둥을 굴착공의 바닥면에 견고하게 회전 관입시킬 수 있다.

이에 따라 지지파일의 하단부를 지반에 견고하게 설치할 수 있어 지지파일의 지지력을 극대화할 수 있고, 지지파일을 회전 관입을 통해 지지지반에 설치함으로써 시공 중 부력으로 인한 지지파일의 부상 및 기울어짐 발생도 방지할 수 있으며, 이 같은 지지지반의 교란을 방지하는 회전 관입 시공을 통해 선행 굴착으로 인한 지지파일 하단부의 슬라임의 영향을 줄여 매우 향상된 시공 품질을 갖는 고지지력 지지파일을 구현할 수 있다.

또한, 이러한 역할을 수행하는 회전날개부가 지지기둥의 외주면에 구비되더라도 지지기둥의 직경이 파일체의 직경보다 작게 구비됨으로써, 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지기둥의 외주면과 상기 파일체의 외주면 사이 영역에 회전날개부의 전체 또는 일부가 위치할 수 있어 굴착공을 크게 형성하지 않아도 되는 장점이 있다.

이에 따라 굴착공을 형성할 때에 굴착량을 줄일 수 있으므로 굴착에 필요한 비용 및 시간을 절감할 수 있고, 굴착량에 비례하여 발생하는 굴착토의 양도 줄일 수 있으므로 그 처리 비용도 절감할 수 있다.

그리고 지지기둥과 파일체를 체결 또는 분리시키는 체결수단이 구비됨으로써 손상되기 쉬운 회전날개부가 구비된 지지기둥을 길이가 긴 파일체와 별도로 안전하게 운반할 수 있고, 작고 가벼운 지지기둥을 회전 관입하여 굴착공의 바닥면에 먼저 설치한 후 파일체를 지지기둥을 체결하는 방식으로 지지파일의 시공도 더욱 간편하게 이루어질 수 있다.

뿐만 아니라, 파일체를 접촉 지지하는 지지판을 포함하는 지지받침부가 구비됨으로써, 기존의 기성 파일체를 지지받침부에 안착시키는 형태로 저렴하고 간편하게 지지파일의 시공이 이루어질 수 있다.

게다가, 이와 같은 지지받침부에 파일 골재를 안착시킨 상태로 굴착공 내부에 파일 골재가 함침되게 시멘트계 충진물을 충진 및 양생하는 파일체 현장 타설 방식으로도 시공될 수 있어 매우 저렴하고 간편하게 지지파일을 시공할 수도 있다.

한편, 본 발명의 지지파일 시공방법에 의하면, 회전날개부를 이용하여 지지파일이나 지지기둥을 굴착공의 바닥면에 회전 관입한 후 다시 회전 인발하고, 굴착공의 하부에 시멘트계 충진물을 충진한 상태로 이러한 회전 관입 및 회전 인발 작업을 1회 이상 반복한 후 최종 회전 관입함으로써, 시멘트계 충진물이 회전날개부의 외주면을 감싼 상태로 지반에 침투 경화됨으로써 지반에 대한 지지파일의 지지력과 부착력을 극대화시킬 수 있다.

또한, 지지파일이나 지지기둥을 굴착공의 바닥면에 회전 관입하기 전에 회전날개부가 형성된 높이까지 굴착공의 바닥면에 항타 관입하는 과정을 더 거침으로써, 더 신속하고 용이하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 지지파일이나 지지기둥을 최종 회전 관입한 후 최종 경타하는 과정을 더 거침으로써, 더욱 견고한 시공이 가능하다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 지지파일의 시공상태를 도시한 도면,
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 지지파일의 시공상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일을 도시한 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 A-A의 단면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 분리 사시도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 시공상태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일의 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일에 있어서, 파일체와 지지받침부의 변형된 실시예를 보여주는 분리 사시도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일에 있어서, 파일체가 현장 타설 형태로 형성될 수 있도록 파일 골조를 적용한 실시예를 보여주는 단면도,
도 10은 도 9에 도시된 파일 골조의 사시도,
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일을 도시한 사시도,
도 12는 도 11에 도시된 B-B의 단면도,
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 시공상태를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일을 도시한 사시도,
도 15는 도 14에 도시한 지지파일의 구성 및 이들 구성의 결합관계를 설명하기 위한 분해 단면도,
도 16은 도 15에 도시한 지지파일의 구성 및 이들 구성의 결합상태를 나타낸 단면도,
도 17은 도 14에 도시한 연결관의 변형예를 도시한 저면도,
도 18은 도 14에 도시한 연결관이 결합되는 연결판 구성을 나타낸 저면도,
도 19는 도 14에 도시한 본 발명의 제4실시예에 대한 변형 적용관계를 설명하기 위한 사시도,
도 20은 도 19에 도시한 파일체와 연결관 및 지지기둥의 결합관계를 나타낸 단면도,
도 21은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 시공방법의 순서도,
도 22a 내지 22g는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 설명하기 위한 도면,
도 23은 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일의 시공방법의 순서도,
도 24a 내지 도 24f는 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 설명하기 위한 도면,
도 25는 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 시공방법의 순서도,
도 26a 내지 26g는 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일의 시공방법을 설명하기 위한 도면,
도 27은 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일을 도시한 사시도,
도 28은 도 27에 도시된 C-C의 단면도,
도 29는 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일에 있어서, 보강플레이트가 그 외경은 증가되고 내경은 감소된 형태로 변형된 실시예를 도시한 단면도,
도 30은 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법의 순서도,
도 31a 내지 도 31d는 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 32는 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일을 도시한 사시도,
도 33a은 도 32에 도시된 D-D의 단면도,
도 33b는 체결돌기가 보강판의 상면에 구비된 변형된 실시예를 도시한 단면도,
도 34는 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일에 있어서, 보강플레이트가 구비되지 않고 회전날개부의 개수 및 위치가 변형된 실시예를 도시한 단면도,
도 35는 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법의 순서도,
도 36a 내지 도 36e는 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 37 은 본 발명의 지지파일을 개량공법에 적용하는 일 실시예의 순서도이다.
도 38 은 도 37 의 구체적인 내용을 도시하는 도면이다.
도 39 는 본 발명의 지지파일을 개량공법에 적용하는 다른 실시예의 순서도이다.
도 40 은 도 39 의 구체적인 내용을 도시하는 도면이다.
도 41 은 개량공법에 사용되는 본 발명의 지지파일의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 지지파일은, 건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 건축구조물 또는 토목구조물 건조 예정 지반에 형성된 굴착공 내부에 위치된 상태로 그 외주면을 감싸도록 시멘트계 충진물을 충진 및 양생함으로써 지반에 견고하게 설치되는 일종의 말뚝이다. 여기서, 지반이란 건축구조물 또는 토목구조물의 건조를 위해 터파기를 한 후 드러난 지면 및 지중을 일컫는다.

[제1실시예]

이하, 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)은, 파일체(110), 지지기둥(120), 회전날개부(130) 및 체결수단(140)을 포함하여 이루어진다.

상기 파일체(110)는 내부에 공동부(111)가 형성되고 소정의 두께를 갖는 관 형상으로 구비되는데, 콘크리트 재질로 이루어질 수 있다. 그러나 상기 파일체(110)의 형상 및 재질이 이에 한정되는 것은 아니다. 이 파일체(110)는 건축구조물이나 토목구조물의 하중을 지지하여 지반으로 전달하는 역할을 한다.

상기 지지기둥(120)은 원형관 형상을 가지며, 체결수단(140)을 통해 파일체(110)의 하단에 체결 구비되고, 회전날개부(130)를 지지한다.

상기 지지기둥(120)은 그 직경이 파일체(110)의 직경보다 작게 구비되는데, 이에 따라 파일체(110) 하측의 지지기둥(120) 외주면과 굴착공(20) 내주면 사이 공간에 회전날개부(130)가 위치할 수 있어 굴착공(20)을 크게 형성하지 않아도 된다.

그리고 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지기둥(120)의 내주면에는 지지파일(100)의 시공시에 지지기둥(120)을 회전시키기 위해 사용되는 시공관(도시 안됨: 굴착공 굴착시 사용되는 관)에 체결 또는 분리될 수 있도록 돌기 형상의 체결부(121)가 형성된다.

이 체결부(121)를 통해 지지기둥(120)이 시공관에 체결되고, 시공관을 회전시킴으로써 지지기둥(120)을 굴착공(20)의 바닥면에서 회전시킬 수 있고, 이에 따라 회전날개부(130)에 의해 지지기둥(120)이 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입될 수 있다.

그리고 지지기둥(120)의 회전 관입이 완료된 후에는 지지기둥(120)으로부터 시공관을 분리 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 지지기둥(120)은 원형관의 형태로 구현되었으나, 그 구현 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 지지기둥(120)은 원기둥 형상으로 구현될 수도 있고, 다각형 관이나 H형 단면을 갖는 기둥으로 구현될 수도 있다.

이와 같이 상기 지지기둥(120)이 원형관이나 원기둥 형상으로 구현되지 않는 경우, 그 직경은 지지기둥(120)의 단면에서 가장 먼 거리를 이루며 위치하는 두 점을 잇는 선분의 길이를 의미한다. 즉, 이 선분의 길이가 굴착공(20)의 직경보다 작게 구비되어야 하는 것이다.

상기 회전날개부(130)는 지반(BG)에 대한 지지기둥(120) 하단부의 부착력을 향상시켜 지지파일(100)이 큰 지지력을 가지면서 지반에 견고하게 설치될 수 있도록 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 지지기둥(120)의 외주면에 스크류 형상으로 구비된다.

이러한 회전날개부(130)는 지지파일(110)의 지지력을 향상시키는 역할과 함께, 지지파일(100)이 굴착공(20)에 시공될 때, 시공관에 의해 지지기둥(120)이 회전됨에 따라 지반(BG)을 교란시키지 않고 지지기둥(120)을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시키는 역할을 한다.

이 같은 회전날개부(130)로 인해 지지파일(110)의 지지력이 향상되고, 지지파일(100)이 타격공법에 의하지 않고도 슬라임이 존재하는 굴착공(20)의 바닥면까지 견고하게 설치될 수 있다. 특히, 이러한 지지기둥(120)을 회전 관입 설치할 경우, 굴착공(20)의 벽면과 바닥면을 교란시키지 않고 지지기둥(120)을 설치할 수 있으므로 지지파일(100)의 하단부에 대한 지지력과 부착력은 더 향상될 수 있다.

또한, 이처럼 지지기둥(120)이 회전 관입 설치되므로, 지하수위가 높은 경우라도 시공 중에 지지파일(100)이 부력에 의해 부상하거나 경사지는 것을 차단할 수 있어, 안정된 시공이 가능하고 시공 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 있어서, 상기 회전날개부(130)는 360°로 형성된 세 개의 회전날개로 구비되었으나, 그 구현 방식이나 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 회전날개부(130)는 하나 또는 복수의 회전날개로 구현될 수 있고, 1080°까지 연속하는 나선형상으로 형성한 하나의 회전날개로 구현될 수도 있다.

상기 체결수단(140)은, 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 파일체(110)의 하단부와 지지기둥(120)의 상단부에 구비되어 지지기둥(120)과 파일체(110)를 체결하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 체결수단(140)은 체결관(141) 및 제1ㆍ제2체결날개(142, 143)를 포함하여 이루어진다.

상기 체결관(141)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1체결날개(142)를 파일체(110)에 고정 지지하는 역할을 수행하는 구성요소로서, 파일체(110)의 하단부에 파일체(110)의 직경보다 작고 지지기둥(120)의 직경보다 큰 직경의 관으로 구비되는데, 파일체(110)와 함께 제작되고, 파일체(110)에 대한 부착력을 향상시키기 위해 파일체(110) 내부로 연장된 다수의 고정부재(141-1)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 체결관(141)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 파일체(110)의 하중을 견고하게 지지할 수 있도록 보강리브(141-2)가 구비될 수도 있다.

본 발명의 제1실시예에 있어서, 체결관(141)은 파일체(110)의 공동부(111) 내경에 대응되는 직경을 갖는 관으로 구비되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외주부가 완전히 파일체(110)의 내부에 위치되도록 공동부(111)의 내경보다 크고 파일체(110)의 외경보다는 작은 관으로 구비될 수 있다.

상기 제1ㆍ제2체결날개(142, 143)는 체결관(141)의 외주면과 지지기둥(120)의 상단부 외주면에 각각 한 쌍으로 형성되고, 서로 맞물려 파일체(110)와 지지기둥(120)을 서로 체결한다.

보다 상세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2체결날개(143)는 최상측에 위치한 회전날개부(130)의 상면을 따라 제1체결날개(142)의 두께에 대응되는 너비만큼 이격되게 지지기둥(120)의 상단부 외주면에 형성된다.

그러므로 상기 제2체결날개(143)의 사이 공간으로 제1체결날개(142)가 삽입된 상태로 지지기둥(120)에 대해 파일체(110)가 회전하면, 제1체결날개(142)가 최상측에 위치한 회전날개부(130)의 상면과 제2체결날개(143)의 하면 사이로 삽입되면서 견고하게 체결될 수 있다.

이 경우 최상측에 위치한 회전날개부(130)가 제2체결날개(143)에 대한 제1체결날개(142)의 위치를 안내하는 스토퍼 역할 및 시멘트계 충진물(30)이 굴착공(20)에 충진 및 양생되기 전까지 파일체(110)의 하중을 일시적으로 지지하는 역할을 수행하게 된다.

물론 상기 체결수단(140)의 구현방식이 상술한 바와 같은 제1실시예의 구현방식에 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 방식이 제한 없이 적용될 수 있다.

상술한 바와 같은 체결수단(140)으로 인해 회전날개부(130)가 형성된 지지기둥(120)과 파일체(100)는 각각 별도로 제작되어 현장에서 조립 시공할 수 있다.

이에 따라, 파일체(100)와 지지기둥(120)을 별도로 운송할 수 있어서, 파손되기 쉬운 회전날개부(130)를 포함하는 지지기둥(120)을 거대한 부피와 무게를 갖는 파일체(100)의 분리하여 안전하게 운송할 수 있고, 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입되는 지지기둥(120)을 굴착공(20)에 간편하게 먼저 시공할 수도 있다.

도 6은 상술한 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)이 지반에 시공된 상태를 도시한 단면도인데, 지반(BG)에 형성된 굴착공(20)의 바닥면에 지지기둥(120)을 회전 관입하여 지반(BG) 교란 없이 먼저 설치하고, 체결수단(140)을 통해 파일체(110)를 지지기둥(120)에 체결한 후, 굴착공(20)에 시멘트계 충진물(30)을 충진하는 방식으로 시공되며, 지지기둥(120)의 직경이 파일체(110)의 직경보다 작게 구비되어 지지기둥(120)에 회전날개부(130)가 구비되더라도 파일체(110)의 직경에 대응되는 크기로 굴착공(20)을 형성하면 족하다.

[제2실시예]

이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100', 100-1', 100-2')의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100', 100-1', 100-2')은, 파일체(110', 110-1')의 형상이 상이하고, 파일체(110) 대신 현장 타설 방식으로써 파일 골재(115)가 적용된다는 점이 상이하며, 체결수단(140)이 구비되지 않는 대신 지지기둥(120', 120-1', 120-2')에 파일체(110', 110-1')나 파일 골재(115)를 안착 또는 체결할 수 있도록 지지받침부(122, 122-1, 122-2)가 구비되는 점을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)과 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100', 100-1', 100-2')의 파일체(110', 110-1')와 지지받침부(122, 122-1, 122-2)를 중심으로 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100')의 파일체(110')는 체결관(141) 등이 설치되지 않은 시판되고 있는 기성 말뚝이다.

그리고 상기 지지파일(100')의 지지기둥(120')의 상단부에는 이러한 파일체(110')가 안착될 수 있도록 지지받침부(122)가 형성된다. 이 지지받침부(122)는 파일체(110')의 하면을 접촉 지지하는 지지판(122a)과 지지판(122a)에 대한 파일체(110')의 위치를 안내하는 안내판(122b)으로 이루어질 수 있다.

또한, 지지판(122a)이 파일체(110')의 하중을 견고하게 지지할 수 있도록 지지기둥(120')에는 보강리브(141-2')가 형성되는데, 이 보강리브(141-2')는 지지기둥(120')의 내주면에 형성된 체결부(121')의 위치에 대응되는 지지기둥(120')의 외주면에 형성됨으로써 시공관과의 체결에 대한 체결부(121')의 내구성이 향상될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100')은, 체결부(121')를 통해 지지기둥(120')을 소정의 시공관에 연결하여 굴착공(20)의 바닥면에 먼저 회전 관입하고, 이어서 시공관과 안내판(122b)을 가이드 삼아 기성 말뚝으로 이루어지는 파일체(110')를 지지판(122a)에 안착시킨 후, 시공관을 분리하고 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)에 충진, 양생하는 방식으로 시공이 이루어진다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100-1')에 있어서, 파일체(110-1')와 지지받침부(122-1)의 형상이 변형된 실시예를 보여주는 분리 단면도이다.

상기 파일체(110-1)는 하단부에 강관 등과 같은 체결관(141')을 포함하여 제작되고, 이 체결관(141')의 하부 직경에 대응되는 크기의 지지받침부(122-1)가 지지기둥(120-1')에 구비되며, 지지받침부(122-1)의 내측에 시공관 체결을 위한 체결부(121)가 형성된다. 이 지지파일(100-1')의 시공방법은 전술된 바와 대동소이하다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100-2')에 있어서, 파일체가 현장 타설 형태로 형성될 수 있도록 지지받침부(122-2)에 파일 골조(115)를 설치한 변형 실시예를 보여주는 단면도이다.

이 경우, 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)에 충진, 양생할 때에 시공관을 지지기둥(120-2')으로부터 미리 분리 제거하고, 파일 골조(115)가 함침되게 시멘트계 충진물(30)을 충진, 양생함으로써, 파일체가 현장 타설 형태로 형성된다.

이러한 시공을 위한 파일 골조(115)는 도 10에 도시된 바와 같이, 원형 또는 도넛형의 고정판(115a)에 철근 등과 같은 보강 골재(115b)가 설치된 형태로 구현된다.

그리고 상기 지지파일(100-2')에는 파일 골재(115)와 지지받침부(122-2)를 결합시키는 역할을 하는 결합수단(116)이 구비된다. 이를 위해, 상기 결합수단(116)은 지지받침부(122-2)에 형성된 결합홈(116a) 및 고정판(115a)에 형성된 결합돌기(116b)를 포함하여 이루어진다.

상기 결합수단(116)은 파일 골재(115)가 지지받침부(122-2)에 안착됨에 따라 결합돌기(116b)가 결합홈(116a)에 삽입되어 결합홈(116a) 저면에 대하여 결합돌기(116b)가 걸리도록 함으로써 파일 골재(115)를 지지받침부(122-2)에 안정적으로 결합한다.

본 발명의 제2실시예에 있어서, 상기 파일 골재(115)는 결합수단(116)에 의해 지지받침부(122-2)와 결합되는 형태로 구현되었으나, 이러한 결합수단(116)이 필수적인 구성요소는 아니며, 파일 골재(115)가 지지받침부(122-2)에 단순히 안착되는 형태로 구현될 수도 있다.

[제3실시예]

이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일(100'')의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일(100'')은, 파일체(110'')와 지지기둥(120'')이 분리되지 않게 일체형으로 구비되므로, 제1실시예와 같은 별도의 체결수단(140)이 구비되지 않고 지지기둥(120'')이 파일체(110'')와 함께 제작된다는 점을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)과 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일(100'')의 파일체(110'')에 직접 구비되는 지지기둥(120'')을 중심으로 설명한다.

상기 지지기둥(120'')은 파일체(110'')와 함께 제작되고, 도 12에 도시된 바와 같이, 파일체(110'')에 대한 부착력을 향상시키기 위해 파일체(110'') 내부로 연장된 다수의 고정부재(123)가 구비될 수 있다.

그리고 상기 지지파일(100'')도 도 13과 같이 굴착공(20)에 시공될 때에, 제1ㆍ제2실시예와 마찬가지로 소정의 시공관을 지지파일(100'') 내의 공동부(111)를 통해 삽입하여 체결부(121'')를 통해 지지기둥(120'')에 체결하여 지지기둥(120'')을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입하는 것이 바람직하다. 상기 파일체(110'')에 직접 토크를 가해 회전 관입하기에는 파일체(110'')가 손상될 우려가 있기 때문이다.

그리고 상기 체결부(121'')는 지지파일(100'')의 회전 관입시에 비틀림 응력이 과도하게 인가될 수 있으므로, 그 내구성 향상을 위해 최상측에 위치한 회전날개부(130)와 보강리브(141-2'')의 사이 지지기둥(120'')의 내주면에 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3실시예에 있어서, 상기 지지기둥(120'')의 외경은 파일체(110'')의 공동부(111) 내경에 대응되게 구현되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 지지기둥(120'')의 상단부가 파일체(110'')에 의해 감싸지도록 파일체(110'')의 공동부(111) 내경보다는 크고 파일체(110'')의 외경보다는 작게 구현될 수도 있다.

[제4실시예]

이하, 도 14 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일(100-5, 100-6)의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일(100-5, 100-6)은, 파일체(110-5, 110-6)가 위의 제 1 내지 제 3 실시예에서 언급한 파일체 형상과 상이하고, 제 1 실시예의 체결수단(140)이 구비되지 않는 대신 파일체(110-5, 110-6) 하부에 장착 또는 일체로 제작된 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d, 160-1)를 통해 지지기둥(120-5, 120-6)이 현장에서 고정설치된다는 점을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)과 유사하다.

따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일(100-5, 100-6)의 파일체(110-5, 110-6)와 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d, 160-1) 및 지지기둥(120-5, 120-6)을 중심으로 설명하고, 회전날개부(130)와 보강밴드(114) 및 공동부(111) 구성은 그 기능이 제 1 실시예에 기술된 회전날개부(130)와 다른 파일체의 보강밴드나 공동부(111)의 기능과 형상이 동일 내지는 동일범위에 있는 관계로 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일(100-5)은, 파일체(110-5)의 제작 과정에서 파일체(110-5)의 상단과 하단에 연결판(170)을 일체로 구비토록 한 말뚝이다.

이러한 연결판(170)은, 도 14와 도 18에 도시한 바와 같이, 그 중심 부위가 지지파일(100-5)의 공동부(111) 내경과 동일한 크기로 관통 형성되어 전체적으로 도우넛 형상을 이룬다.

또한, 연결판(170)은 내측 가장자리 부위와 외측 가장자리 부위에 대한 원주 방향을 따라 복수의 체결홀(172a, 172b)들이 등간격 배치를 이루며 형성되고, 내외측 가장자리 사이의 중심 구간에는 파일체(110-5) 내의 골격을 이루는 강봉(174)의 일단이 고정된다.

이러한 연결판(170)에 형성된 각각의 체결홀(172a, 172b)들은, 본 발명의 실시 예에 있어서, 후술하는 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)와의 연결을 더욱 용이하게 하기 위한 것이고, 이들 체결홀(172a, 172b)은 연결판(170) 구성의 쓰임과 관련하여 두 개의 파일체(110-5) 상호 간에 용접으로 연결하기 위한 용도 또는 후술하는 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)에 대하여도 용접될 수 있으므로 연결판(170) 구성에 대한 부차적인 기능을 담당한다고 할 것이다.

그리고, 연결판(170)의 상면에는, 상술한 체결홀(172a, 172b) 주연으로부 상측으로 돌출한 관 형상의 슬리브(176)가 형성되고, 이 슬리브(176)의 외측 부위는 파일체(110-5)의 하측 단부로부터 그 돌출 길이 만큼의 깊이로 삽입되고, 그 내측 부위에는 상술한 체결홀(172a, 172b) 내에 암나사가 연속하여 슬리브(176)의 상측까지 연장 형성된다.

더불어, 상술한 연결판(170)은, 비록 도 14에서 파일체(110-5) 상측에 형성한 것으로 도시하고 있으나 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)를 연결하기 위한 파일체(110-5)의 하부에만 체결홀(172a, 172b)을 갖는 연결판(170)을 구비토록 함이 바람직하고, 필요에 따라 파일체(110-5)의 상부와 하부를 구분하지 않고 사용할 수 있도록 양측에 상술한 연결판(170)을 모두 구비한 것으로 이루어질 수 있다.

한편, 상술한 연결판(170) 하부에는, 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)가 설치된다.

이러한 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)는, 도 14 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 파일체(110-5) 하단에 구비된 연결판(170)과 측벽에 회전날개부(130)를 구비한 지지기둥(120-5) 사이에 이들을 연결하는 기능을 한다.

연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)의 구성은, 도 14에 도시한 바와 같이, 상측 부위가 상술한 연결판(170)에 대항하는 판 형상으로 플랜지부(162)를 이루고, 이 플랜지부(162)의 저면에는 그 하측으로 수직하게 연장 돌출한 관 형상을 이루며 지지기둥(120-5)의 상단 부위와 맞대응하는 단관(164)이 형성되며, 이 단관(164) 내외 양측의 각 측벽과 이들 측벽에 각각 인접하는 플랜지부(162)의 저면에는 플랜지부(162)의 저면으로부터 단관(164)을 수직하게 지지하도록 하는 복수의 보강 리브(141a, 141b)가 형성된다.

상술한 단관(164)을 사이에 두고 단관(164)의 내측과 외측에 있는 각각의 보강 리브(141a, 141b)들은, 도 14 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 두께를 갖는 판 형상으로 그 측부가 접하는 위치의 단관(1644) 측벽에서 단관(164) 중심으로부터의 법선 방향으로 배열을 이룸과 동시에 그 상부가 접하는 플랜지부(162) 저면으로부터 각각 수직하게 세워진 형상을 이룬다.

또한, 내외측 보강 리브(141a, 141b)들의 배치에 있어서, 단관(164)을 사이에 둔 내측의 것과 외측의 것 상호 간에는 도 17의 (a) 유형과 (c) 유형에서 보는 것과 같이, 단관(164) 중심에 대한 내외측 보강 리브(141a, 141b)들의 각 법선 방향이 일선상에 있도록 상호 맞대응하는 배치를 이루도록 할 수 있다.

이렇게 내외측 보강 리브(141a, 141b)들이 상호 맞대응하는 배치유형은, 상술한 플랜지부(162)가 대체적인 형상인 도우넛 형상인 것으로 할 때, 상술한 단관(164)이 플랜지부(162)의 내측 가장자리와 외측 가장자리 사이 중 어느 일 측으로 치우져 상대측 보다 근접한 직경으로 형성될 경우에 형성토록 함이 바람직하다.

그리고, 내외측 보강 리브(141a, 141b)들의 배치에 있어서, 단관(164)을 사이에 둔 내측의 것과 외측의 것 상호 간에는 도 17의 (b) 유형과 (d) 유형에서 보이는 것과 같이, 단관(164)을 사이에 두고 상호 엇갈린 배치를 이루도록 할 수도 있다.

이러한 경우의 적용은, 상술한 플랜지부(162)가 대체적인 형상인 도우넛 형상인 것으로 할 때, 상술한 단관(164)이 플랜지부(162)의 내측 가장자리와 외측 가장자리 사이의 중심 위치와 같은 직경으로 형성될 경우에 형성토록 함이 바람직하다.

더불어, 상술한 내외측 보강 리브(141a, 141b)들의 하측 단부는, 접하는 단관(164)의 하측 단부보다 상측 즉, 단관(164)의 측벽 위치에 있도록 함이 바람직하다.

이것은 파일체(110-5)와 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d) 및 지지기둥(120-5)을 각각 별도로 운송하여 현장에서 결합 및 시공할 수 있도록 함에 있어서, 단관(164)의 하측 단부에 대한 지지기둥(120-5)의 용접이 용이하도록 하기 위한 것이다.

사실상 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 연결판(170) 상에 형성된 체결홀(172a, 172b)을 통해 복수의 볼트(B)로 체결되는 것으로 그 결합이 이루어질 수 있는 것이며, 단관(164)의 외측으로 형성된 관통홀(168a)들을 통하여 체결홀(172a, 172b)들과 볼트(B)로 결합하는 힘이 충분한 경우에는 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)와 지지기둥(120-5)을 결합한 상태로 운반하여 현장에서 파일체(110-5)와 결합하여 시공토록 할 수 있다.

더불어 상술한 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)의 내주면에는, 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 파일체(110-5)와 연결부재(160) 및 지지기둥(120-5)을 결합한 지지파일(100-5)의 시공시에 파일체(110-5)의 공동부(110)를 통해 삽입되는 시공관과 체결 또는 분리될 수 있도록 내측으로 돌출한 형상의 체결부(166)가 형성된다.

이상에서 살펴본 본 발명의 제4실시예 구성에 따르면, 파일체(110-5)와 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)를 포함한 지지기둥(120-5)을 운송함에 있어서, 파손 가능성이 높은 회전날개부(130)를 포함한 지지기둥(120)과 거대한 부피와 무게를 갖는 파일체(110-5)를 각각 분리하여 안전하게 현장으로 운송토록 할 수 있고, 현장에서 이들을 나사결합 또는 용접으로 결합하여 시공관을 통해 굴착공(20)에 시공할 수 있다.

한편, 도 19와 도 20에 도시한 지지파일(100-6)의 기술구성은, 상술한 본 발명의 제4실시예의 변형예이고, 본 발명의 제4실시예와 상이한 구성은, 전술한 제4실시예에서 파일체(110-5)의 상측과 하측에 구비되는 연결판(170) 구성 및 그 기능을 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)에 적용하여 파일체(110-6)의 하측 단부에서 일체를 이루도록 제작 연결한 것에 있다.

따라서, 도 19와 도 20에 도시한 지지파일(100-6)은, 파일체(110-6)와 연결부재(180)를 그 제작과정에서 일체로 제작되어 운반되는 것이고, 연결부재(180)와 회전날개부(130)를 갖는 지지기둥(120-6)의 결합은 본 발명의 제4실시예에 기술한 바와 같거나 같은 범주에 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 19와 도 20을 참조하면, 파일체(110-6)의 하측 단부에는 연결부재(180)의 플랜지부(182) 상면이 밀착된 상태를 이룬다.

여기서, 본 발명의 제4실시예에 있어서, 연결판(170)에 형성된 체결홀(172a, 172b)과 실리브(176) 구성 및 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)상에 형성된 관통홀(168a, 168b)은, 연결판(170)에 대하여 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)를 연결하기 위한 구성이나, 이들 연결판(170)과 연결부재(160, 160a, 160b, 160c, 160d)를 일체로 제작하는 경우에는 그 연결을 위한 구성은 불필요한 관계에 있다.

다만, 도 19와 도 20에 표시한 홀(h)은, 연결부재(180)에 다른 기술 구성을 부가적으로 더 연결이 필요한 경우를 대비하기 위하여 형성할 수 있음을 표현한 것이다.

그리고, 연결부재(180)의 단관(184)은, 플랜지부(182)를 기반으로 하여 수직하게 세워지는 다수의 내외측 보강 리브(181a, 181b)에 의해 견고하게 수직한 형상을 유지하게 되며, 내외측 보강 리브(181a, 181b)의 하측 단부보다 더 돌출한 단관(184)의 하측 단부에 지지기둥(120-6)을 현장에서 근접 대응하도록 위치시킨 상태로 용접하여 고정하게 된다.

더불어, 연결부재(180)의 내주연에는, 시공관을 통한 체결 및 분리가 가능한 체결부(186)이 더 형성된 구성을 이룬다.

이하, 도 4, 도 22a 내지 도 22g를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)의 시공방법을 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)의 시공방법은 전술된 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일(100)을 지반(BG)에 시공하는 방법이다.

먼저, 도 22a에 도시된 바와 같이, 지반(BG)을 오거로 천공하여 지지지반(BG')까지 굴착공(20)을 형성한다(s110). 이러한 굴착공(20)은 지지지반(BG')까지 형성될 수도 있고, 지지지반(BG')에는 오로지 회전 관입 방식으로 지지기둥(120)이 설치될 수 있도록 지지지반(BG')에 근접하는 정도까지만 형성될 수도 있다.

그리고 지지파일(100)의 지지기둥(120)에 형성된 체결부(121)와 시공관(200)의 결합홈부(210)를 체결하여, 지지기둥(120)과 시공관(200)을 현장에서 결합시킨다(s120).

다음, 도 22b에 도시된 바와 같이, 시공관(200)에 결합된 지지기둥(120)을 굴착공(20)에 삽입하여 그 바닥면에 안착시킨 후, 도 22c에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 회전시켜 회전날개부(130)가 형성된 지지기둥(120)을 회전시킴으로써 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시킨다(s130).

이때, 시공관(200)의 위치와 수직도를 통해 지지기둥(120)의 설치 위치나 각도를 정확하게 설정할 수 있고, 이 시공관(200)은 이후 파일체(110)가 설치될 때에 이를 안내하는 역할도 겸하게 된다.

그리고 이렇게 지지기둥(120)을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시키는 작업은, 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)의 바닥면에 일부 충진한 상태로 이루어질 수도 있다.

이와 같이 회전 관입 방식을 이용함으로써, 굴착공(20)의 바닥면에 존재하는 슬라임에도 불구하고 지지기둥(120)을 안정적으로 설치할 수 있고, 굴착공(20)의 바닥면을 이루는 지지지반(BG')의 교란 없이 지지기둥(120)의 하단부를 견고하게 설치할 수 있으며, 타격을 하지 않으므로 소음과 진동이 적은 시공이 가능하다.

이후, 도 22d에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 가이드 삼아 파일체(110)를 굴착공(20) 내부에 삽입하고, 도 22e에 도시된 바와 같이 체결수단(140)을 이용하여 파일체(110)를 지지기둥(120)에 체결한다(s140).

그 후, 도 22f에 도시된 바와 같이, 굴착공(20) 내부에 시멘트계 충진물(30)을 충진하고(s150), 지지기둥(120)으로부터 시공관(200)을 분리 제거함으로써(s160), 지지파일(100)의 시공을 완료한다.

또한, 본 시공방법의 다른 실시예에서는 지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110)를 수행한 다음, 체결수단을 통해 파일체를 지지기둥에 먼저 체결하고 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s121)를 수행하고, 다음으로 단계(s130) 및 단계(s150)을 수행하는 것도 가능하다.

본 시공방법의 다른 실시예에서는 파일체를 지지기둥에 먼저 체결한 다음 지지파일 전체를 회전시켜 지지기둥을 관입한다는 점에서 지지기둥만을 먼저 회전관입시킨 다음 나중에 파일체를 연결하는 본 실시예의 시공방법과 상이하다.

도 9, 도 23 내지 도 24f를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100-2')의 시공방법을 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일(100-2')의 시공방법은 전술된 본 발명의 제2실시예에 따른, 파일 골재(115)를 이용하여 현장 타설 형태로 파일체를 형성하는 지지파일(100-2')을 지반(BG)에 시공하는 방법이다.

먼저, 도 24a에 도시된 바와 같이, 지반(BG)을 오거로 천공하여 지지지반(BG')까지 굴착공(20)을 형성한다(s210). 그리고 지지파일(100-2')의 지지기둥(120-2')에 형성된 체결부(121')와 시공관(200)의 결합홈부(210)를 체결하여, 지지기둥(120-2')과 시공관(200)을 현장에서 결합시킨다(s220).

다음, 도 24b에 도시된 바와 같이, 시공관(200)에 결합된 지지기둥(120-2')을 굴착공(20)에 삽입하여 그 바닥면에 안착시킨 후, 도 24c에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 회전시켜 회전날개부(130)가 형성된 지지기둥(120-2')을 회전시킴으로써 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시킨다(s230).

이후, 도 24d에 도시된 바와 같이, 파일 골재(115)를 굴착공(20) 내부에 삽입하고, 파일 골재(115)의 고정판(115a)을 지지받침부(122-2)의 지지판(122a')에 안착시키면, 고정판(115a)의 결합돌기(116b)가 지지판(122a')의 결합홈(116a)에 삽입 체결되면서, 파일 골재(115)가 지지받침부(122-2)에 결합된다(s240).

그리고 도 24e에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 지지기둥(120-2')으로부터 분리하고(s250), 시멘트계 충진물(30)을 파일 골재(115)까지 함침되도록 굴착공(20)에 완전히 충진, 양생한다(s260).

이렇게 시멘트계 충진물(30)이 양생 경화되면 파일 골재(115)를 내포하는 지지받침부(122-2)의 상측 부분이 하나의 현장 타설 파일체가 되어 건축구조물이나 토목구조물의 하중을 안정적으로 지지하게 된다.

도 12, 도 25 내지 도 26g를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일(100'')의 시공방법을 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일(100'')의 시공방법은 전술된 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일(100'')을 지반(BG)에 시공하는 방법이다.

먼저, 도 26a에 도시된 바와 같이, 지반(BG)을 오거로 천공하여 지지지반(BG')에 근접하는 정도까지만 굴착공(20)을 형성한다(s310).

그리고 지지파일(100'')의 지지기둥(120'')에 형성된 체결부(121'')와 시공관(200)의 결합홈부(210)를 체결하여, 지지기둥(120'')과 시공관(200)을 현장에서 결합시킨다(s320).

다음, 도 26b에 도시된 바와 같이, 시공관(200)과 결합된 지지파일(100'')을 굴착공(20)에 삽입하여, 지지기둥(120'')의 하단을 굴착공(20)의 바닥면에 안착시킨 후, 도 26c에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 회전시켜 회전날개부(130)가 형성된 지지기둥(120'')을 회전시킴으로써 굴착공(20)의 바닥면에 1차적으로 회전 관입시킨다(s330). 이때, 지지파일(100'')의 지지기둥(120'')은 지지지반(BG')에 교란 없이 견고하게 회전 관입된다.

이후, 도 26d에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 역방향으로 회전시켜 지지파일(100'')을 회전 인발하고(s340), 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)의 바닥면에 일부 충진한다(s350). 이에 따라 지지기둥(120'')이 지지지반(BG')에 관입되었던 공간에 시멘트계 충진물(30)이 충진된다.

이렇게 일부 충진되는 시멘트계 충진물(30)은 지지파일(100'')의 하단부를 감싸게 되는데, 추후에 완전히 충진하는 시멘트계 충진물(30)과는 차별화되는 고강도의 시멘트계 충진물(30)이 사용될 수도 있다.

이 상태에서, 도 26e에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 정방향, 역방향으로 번갈아 회전시켜 지지파일(100'')을 회전 관입, 회전 인발하는 작업을 1회 이상 반복한다(s360). 이러한 작업에 의해, 지지기둥(120'')이 지지지반(BG')에 관입되었던 공간에 충진된 시멘트계 충진물(30)이 지지기둥(120'')의 하단부 및 회전날개부(130)의 외주면을 감싸게 되며, 지지지반(BG')으로 일부 침투하게 된다.

그 다음, 도 26f에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 정방향으로 회전시켜 지지파일(100'')을 지지지반(BG')에 다소 깊게 최종 회전 관입한다(s370). 이 상태로 지지기둥(120'')의 하단부 및 회전날개부(130)의 외주면을 감싸면서 지지지반(BG')으로 일부 침투한 시멘트계 충진물(30)이 양생 경화되면, 지지지반(BG')에 대한 지지파일(100'')의 지지력과 부착력이 극대화될 수 있다.

그 후, 도 26g에 도시된 바와 같이, 시공관(200)을 지지기둥(120'')으로부터 분리한 후(s380), 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)에 완전히 충진, 양생한다(s390).

이와 같은 본 발명의 제3실시예에 따른 시공방법에 있어서, 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)의 바닥면에 일부 충진한 상태로 지지기둥(120'')의 회전 관입과 회전 인발을 반복함으로써 지지지반(BG')에 대한 지지파일(100'')의 지지력과 부착력을 극대화시키는 방식은 전술된 제1ㆍ제2실시예에 따른 시공방법에서 지지기둥(120, 120-2')을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입할 때에 적용될 수도 있다.

[제5실시예]

이하, 도 27 내지 도 29를 참조하여, 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일(100-3)의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제7실시예에 따른 지지파일(100-3)은, 앞선 실시예들과 비교하여 파일체(110-3)로서 보강판(112), 강선(113) 및 보강밴드(114)가 구비된 기성 PHC파일이 적용된다는 점에서 상이하다.

상기 파일체(110-3)의 보강판(112) 하면에는, 파일체(110-3)의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상으로 구비되는 보강플레이트(150)가 설치된다. 즉, 상기 보강플레이트(150)는 파일체(110-3)의 보강판(112) 하면과 지지기둥(120-3)의 상단 사이에 개재되며, 파일체(110-3)로부터 전달되는 하중을 안정적으로 지지기둥(120-3)에 전달하는 역할을 한다.

그리고 상기 보강플레이트(150')는 이렇게 하중을 안정적으로 전달하는 역할을 수행함과 동시에 지지파일(100-3)의 내부 및 외부에 충진되는 시멘트계 충진물(30)에 대한 지지파일(100-3')의 부착력 및 지지력을 향상시키는 역할도 수행할 수 있도록, 도 29에 도시된 바와 같이, 파일체(110-3)의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖되, 평면 형상의 외경이 파일체(110-3)의 외경보다 크고 평면 형상의 내경이 파일체(110-3)의 내경보다 작은 형태로 구현될 수 있다.

물론, 이러한 변형실시예에 있어서, 보강플레이트(150')의 형상은 파일체(110-3)의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖되, 평면 형상의 외경이 파일체(110-3)의 외경보다 크고 평면 형상의 내경이 파일체(110-3)의 내경과 같거나 큰 형태로 구현될 수도 있으며, 평면 형상의 외경이 파일체(110-3)의 외경과 같거나 작고 평면 형상의 내경이 파일체(110-3)의 내경보다 작은 형태로 구현될 수도 있다.

상기 지지기둥(120-3)은 파일체(110-3)의 내경보다 큰 내경, 파일체(110-3)의 외경보다 작은 외경을 갖는 관 형상으로 구비되고, 상기 보강플레이트(150)의 하면에 고정 설치된다.

그러나 상기 지지기둥(120-3)의 형상 및 크기가 이에 한정되는 것은 아니며, 파일체(110-3)의 내경과 같은 내경을 갖는 관 형상으로 구비될 수도 있다.

이러한 지지기둥(120-3)의 상단 외주면에는 보강플레이트(150)에 대한 지지기둥(120-3)의 결합을 강화시킬 수 있는 보강리브(141-3)가 구비될 수 있다.

그리고 상기 지지기둥(120-3)의 외주면에는 회전날개부(130)가 구비되는데, 이 회전날개부(130)는 지지기둥(120-3)의 하단으로부터 소정의 높이만큼 이격된 위치에 설치된다.

이렇게 회전날개부(130)가 지지기둥(120-3)의 하단으로부터 소정의 높이만큼 이격된 위치에 설치되는 것은, 시공방법에 있어서 지지기둥(120-3)을 굴착공의 바닥면에 회전날개부(130)가 위치한 높이까지는 신속하게 항타 관입하고, 이후에 지지기둥(120-3)을 회전시켜 회전 관입시키는 형태로 시공될 수 있게 하기 위함이다.

이하, 도 30 내지 도 31d 를 참조하여, 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 31a에 도시된 바와 같이, 지반(BG)을 오거로 천공하여 지지지반(BG')까지 굴착공(20)을 형성한다(s410). 이러한 굴착공(20)은 지지지반(BG')까지 형성될 수도 있고, 지지지반(BG')에는 오로지 회전 관입 방식으로 지지기둥(120)이 설치될 수 있도록 지지지반(BG')에 근접하는 정도까지만 형성될 수도 있다.

그리고 도 31b에 도시된 바와 같이, 지지파일(100-3)을 굴착공(20)에 삽입하여 그 바닥면에 안착시킨다(s420).

그 다음, 도 31c에 도시된 바와 같이, 지지파일(100-3)을 압착하여 회전시킬 수 있는 시공장치를 이용하여, 지지파일(100-3)을 회전시킴으로써, 지지기둥(120-3)을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시킨다(s430).

이러한 회전 관입 과정 중에, 전술한 실시예의 시공방법과 유사하게, 지지지반(BG')에 대한 지지파일(100-3)의 지지력이 향상되도록, 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)에 일부 충진하고, 지지파일(100-3)의 회전 인발 및 회전 관입을 1회 이상 반복하는 과정을 거칠 수도 있다.

또한, 지지기둥(120-3)을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시킨 후, 지지파일(100-3)이 지지지반(BG')에 더욱 안정적으로 설치될 수 있도록, 지지파일(100-3)에 대한 추가적인 최종 경타 작업을 진행할 수도 있다.

그 후, 도 31d 에 도시된 바와 같이, 굴착공(20)의 내부와 지지파일(100-3)의 내부에 시멘트계 충진물(30)을 충진함으로써, 시공을 마무리 한다(s440).

[제6실시예]

이하, 도 32 내지 도 34 를 참조하여, 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일(100-4)의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일(100-4)은, 파일체(110-3)로서 보강판(112), 강선(113) 및 보강밴드(114)가 구비된 기성 PHC 파일이 적용된다는 점에서 제5실시예에 따른 지지파일(100-3)과 유사하지만, 체결돌기(117) 및 보강플레이트(150'')의 구성은 차별화된다.

구체적으로 설명하면, 도 33a 에 도시된 바와 같이 상기 체결돌기(117)는 파일체(110-3)의 상단부에 구비된 보강밴드(114)의 외주면에 형성되어 지지파일(100-4)을 회전시킬 수 있는 시공장치가 체결 또는 분리될 수 있게 구비된다.

즉, 지지파일(100-4)을 회전시킬 때에는 시공장치가 체결돌기(117)에 체결되고, 지지파일(100-4)의 회전이 완료되면 시공장치가 체결돌기(117)로부터 분리된다.

한편, 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일(100-4'')은, 도 33b 에 도시된 바와 같이, 지지파일(100-4)을 회전시킬 수 있는 시공장치에 체결될 수 있게 구비된 체결돌기(117')가 파일체(110-3)의 상단부에 구비된 보강판(112)의 상면에 설치된 형태로 구현될 수도 있다.

이렇게 체결돌기(117')가 보강판(112)의 상면에 설치될 경우, 보강밴드(114)에 설치되는 경우에 비해, 접촉 고정될 수 있는 면적이 넓고, 보강밴드(114)보다 상대적으로 내구성이 더 높은 보강판(112)에 고정되므로, 지지파일(100-4'')의 내구성 및 시공 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 보강플레이트(150'')는, 파일체(110-3)의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖고, 그 평면 형상의 외경이 파일체(110-3)의 외경보다 큰 형태로 구비되며, 파일체(110-3)의 하면에 밀착되도록 지지기둥(120-4)의 상단 측면에 고정 설치된다.

이 같은 보강 플레이트(150'')는 파일체(110-3)의 외주면보다 더 돌출된 형태로 구비됨으로써, 지지파일(100-4)과 시멘트계 충진물(30) 간의 부착력을 더욱 향상시키는 역할을 한다.

이러한 보강플레이트(150'')의 하면에는 지지기둥(120-4)과의 결합 강도를 향상시킬 수 있는 보강리브(141-4)가 설치될 수 있다. 그리고 보강플레이트(150'')는 그 상면이 파일체(110-3)의 보강판(112) 하면에 밀착 구비됨으로써, 보강판(112)의 상면에도 보강리브를 설치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

다시 말해, 상기 보강플레이트(150'')가 파일체(110-3)의 하면에 밀착되도록 지지기둥(120-4)의 상단 측면에 고정 설치됨으로써, 보강리브(141-4)가 설치되지 않은 상태로도 파일체(110-3)와 지지기둥(120-4)에 견고하게 고정될 수 있다.

도 34 는 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일(100-4')의 변형된 실시예를 도시한 단면도이다. 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일(100-4')에 있어서, 보강플레이트(150'')는 구비되지 않을 수도 있으며, 회전날개부(130)가 지지기둥(120-4)의 하단부에도 구비되어, 시공시에 항타 관입하지 않고 바로 회전 관입할 수 있도록 구현될 수도 있다.

이하, 도 35 내지 도 36e를 참조하여, 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일을 시공하는 방법을 설명한다.

먼저, 도 36a에 도시된 바와 같이, 지반(BG)을 오거로 천공하여 지지지반(BG')까지 굴착공(20)을 형성한다(s510).

그리고 도 36b에 도시된 바와 같이, 지지파일(100-4)을 굴착공(20)에 삽입하여 그 바닥면에 안착시킨다(s520).

그 다음, 도 36c에 도시된 바와 같이, 지지파일(100-4)의 상단 체결돌기(117)에 시공장치를 체결하고, 이러한 시공장치를 이용하여 지지파일(100-4)을 회전시킴으로써, 지지기둥(120-4)을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시킨다(s540).

이러한 회전 관입 과정 중에, 전술한 실시예의 시공방법과 유사하게, 지지지반(BG')에 대한 지지파일(100-4)의 지지력이 향상되도록, 시멘트계 충진물(30)을 굴착공(20)에 일부 충진하고, 지지파일(100-4)의 회전 인발 및 회전 관입을 1회 이상 반복하는 과정을 거칠 수도 있다.

다음, 도 36d에 도시된 바와 같이, 지지기둥(120-4)을 굴착공(20)의 바닥면에 회전 관입시킨 후, 지지파일(100-4)이 지지지반(BG')에 더욱 안정적으로 설치될 수 있도록, 지지파일(100-4)의 상단에 충격을 인가하여 추가적인 최종 경타 작업을 진행한다(s550).

이러한 최종 경타 작업은 시공 대상의 지반 조건이나 현장 조건에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.

그 후, 도 36e에 도시된 바와 같이, 굴착공(20)의 내부와 지지파일(100-4)의 내부에 시멘트계 충진물(30)을 충진함으로써, 시공을 마무리 한다(s560).

한편, 본 발명의 제5실시예 및 제6실시예에 따른 지지파일(100-3, 100-4)을 항타 관입 및 회전 관입하여 시공하는 방법은, 전술한 제1실시예 및 제2실시예에 따른 지지파일(100, 100')의 지지기둥(120, 120')에도 응용하여 적용될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 지지파일(100, 100')에 있어서, 회전날개부(130)가 지지기둥(120, 120')의 하단에서 소정의 높이만큼 이격된 곳에 설치된 경우에는, 지지기둥(120, 120')에 체결된 시공관(200)을 항타함으로써, 지지기둥(120, 120')을 굴착공(20)의 바닥면에 회전날개부(130)가 위치한 높이까지 항타 관입하고, 그 이후에 시공관(200)을 회전시켜 지지기둥(120, 120')을 회전 관입하는 형태로, 지지파일의 시공방법이 구현될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지지파일 및 이의 시공방법에 의하면, 지지기둥에 스크류 형상의 회전날개부가 구비됨으로써 지반에 대한 지지기둥의 부착력을 향상시킬 수 있음과 동시에, 굴착공의 바닥면에 슬라임이 존재하더라도 지지기둥을 회전시키는 방식으로 지반이 교란되지 않게 지지기둥을 굴착공의 바닥면에 견고하게 회전 관입시킬 수 있고, 이러한 역할을 수행하는 회전날개부가 지지기둥의 외주면에 구비되더라도 지지기둥의 직경이 파일체의 직경보다 작게 구비됨으로써 굴착공을 크게 형성하지 않아도 되고 이에 따라 굴착량을 줄일 수 있으므로 시공 비용 및 시간을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 지지기둥과 파일체를 체결 또는 분리시키는 체결수단이 더 구비될 경우, 작고 가벼운 지지기둥을 회전 관입하여 굴착공의 바닥면에 먼저 설치한 후 파일체를 지지기둥을 체결하는 방식으로 지지파일의 운반 및 그 시공이 간편하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 지지파일은 전술한 바와 같이 굴착공을 형성한 다음에 지지파일을 시공하는 방법 외에 개량공법의 경우에도 적용될 수 있다.

개량공법은 연약지반을 강화하기 위한 공법으로서 지반에 직경이 구멍을 뚫고 오거 등을 통해 지반토를 교반개량시키면서 시멘트 밀크를 주입시켜 지반토와 시멘트 밀크가 고르게 혼합되는 지반 개량체를 형성하고 이 지반개량체가 양생되어 지중에 기둥형상의 고결체를 형성함으로써 연약지반을 강화하는 것이다.

지반의 특성상 고결체만으로는 충분한 강도를 확보하기 어려운 경우에 지반개량체의 내부로 본 발명의 지지파일을 삽입하여 강도를 보강할 수 있다.

도 37 은 본 발명의 지지파일을 개량공법에 적용하는 제1실시예의 순서도이다. 도 38 은 도 37 의 구체적인 내용을 도시하는 도면이다.

개량공법의 제1실시예에서는 먼저, 도 38a 에서와 같이 연약지반에 오거를 통해 구멍을 관통하면서 시멘트 밀크를 주입함으로서 지반토와 시멘트 밀크가 혼합된 상태인 지반개량체(300)를 형성하는 단계(s610)를 수행하게 된다.

다음으로, 도 38b 에서와 같이 단계(s610)를 통해 형성된 지반개량체(300)에 지지파일을 원래 배치하고자 하는 깊이까지 삽입하는 단계(s620)를 수행하게 된다.

지지파일은 자중에 의해 액상상태인 지반개량체(300)의 하부로 가라앉게 되며, 이때 지지기둥(120)의 외측에 형성된 회전날개부(130)는 경사지게 형성되어 있으므로 지지파일은 회전하면서 천천히 지반개량체로 하강하게 된다.

이와 같이 지지파일이 천천히 회전하면서 하강하게 됨으로써 종래의 개량공법에서와 같이 지반개량체(300)가 과다하게 외부로 유출되는 문제점이 방지되는 작용효과를 가지게 된다.

또한, 지지파일이 하강하면서 회전날개부(130)의 날개에 의해 하방으로 가압되는 지반개량체는 지반개량체의 측면의 지반으로 가압되어 흡수되는 작용을 하게 된다.

그런 다음, 도 38c 에서와 같이 지지파일을 매달은 상태에서 지반개량체(300)를 양생시키는 단계(s640)를 수행하면 된다.

이와 같이 본 발명의 지지파일을 개량공법에 적용하는 경우 지반개량체의 내부로 지지파일이 삽입되어 지반개량체 부분의 강도가 개선된다.

뿐만 아니라, 지지파일의 삽입시 회전날개부(130)에 의해 지반개량체 측면의 지반으로 지반개량체가 흡수되므로 지반개량체가 양생되면 지반개량체 측면의 지반도 견고하게 되는 작용을 하게 된다.

따라서, 지반개량체의 내부 및 외부에서 충분한 강도를 가지게 되므로 연약지반이 충분히 지지되는 작용을 하게 된다.

도 39 는 본 발명의 지지파일을 개량공법에 적용하는 제2실시예의 순서도이다. 도 40 은 도 39 의 구체적인 내용을 도시하는 도면이다.

본 발명의 지지파일을 개량공법에 다른 방법으로 적용하는 것도 가능하다.

개량공법의 제2실시예에서는 먼저, 도 40a 에서와 같이 연약지반에 오거를 통해 구멍을 관통하면서 시멘트 밀크를 주입하여 지반개량체(300)를 형성하는 단계(s710)를 수행한다.

그런 다음, 도 40b 의 도시와 같이 지지파일을 지반개량체에 자중에 의해 회전관입하여 지반개량체 바닥면 근방까지 삽입하는 단계(s720)를 수행한다.

개량공법의 제1실시예 경우 단계(s620)에서 지지파일을 원래 배치하고자 하는 깊이까지 바로 삽입하였으나, 개량공법의 제2실시예의 단계(s720)에서는 지지파일을 원래 배치하고자 하는 위치까지 삽입하지 않고 지반개량체의 바닥면 근방까지만 삽입한다는 점이 상이하다.

개량공법의 제1실시예의 단계(s620)에서와 같이 지반개량체가 외부로 과도하게 유출되는 것이 방지되는 작용 및 지반개량체 측면의 지반으로 지반개량체가 가압되어 흡수되는 작용은 단계(s720)에서도 동일하다.

다음으로는 도 40c 에서와 같이 지지파일을 역회전시키면서 가압하여 지반개량체(300)의 내부로 삽입하는 단계(s730)를 수행하게 된다.

단계(s730)에서는 지지파일을 역회전시키면서 하방으로 가압하므로 지지파일의 회전날개부(130)의 하면에 있는 지반개량체가 하방으로 가압되는데, 지지파일이 지반개량체의 하부에 위치되어 있는 상태이므로 가압되는 지반개량체는 지반개량체의 측면의 지반뿐만 아니라 지반개량체의 하부의 지반으로도 가압되어 흡수되는 작용을 하게 된다.

마지막으로, 도 40d 에서와 같이 지지파일을 매달은 상태에서 지반개량체를 양생시키는 단계(s740)를 수행하게 된다.

개량공법의 제2실시예에서는 개량공법의 제1실시예의 작용효과를 모두 포함하는 동시에, 지반개량체의 하면에 존재하는 지반도 견고하게 되는 작용을 더 포함하게 된다.

따라서, 개량공법의 제2실시예에서는 지반개량체의 내부 및 외부뿐만 아니라 지반개량체의 저면부도 견고하게 되어 연약지반이 더욱 견고하게 되는 작용효과를 가지게 된다.

본 발명의 지지파일을 개량공법에 사용하는 경우 지반을 굴착하기 않으므로 지반이완이 발생하지 않으며 특히, 기본적으로 슬라임이 발생하지 않게 되는 바, 종래기술에서 언급된 문제점이 근본적으로 해결되는 장점을 가지게 된다.

본 개량공법에 적용하는 지지파일로서 본 실시예에서는 지지파일의 제1실시예에 대해서만 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 지지파일의 제2 내지 제6실시예의 경우도 동일한 방식으로 개량공법에 적용하는 것이 가능하다.

또한, 개량공법을 사용하는 경우에는 도 41 에 도시된 바와 같이 지지파일에서 회전날개부를 원판형태로 형성하는 것도 가능하다

즉, 지지기둥(120)의 외주면에 높이방향의 상하로 하나 또는 복수개의 회전날개부(130')를 형성할 수 있다. 회전날개부(130')는 환형 원판 디스크 형상으로 형성되는데 전체가 360° 로 하나의 환형 원판형상으로 형성되거나 또는 360°를 분할한 복수의 원판 형상으로 형성되는 것도 가능하다.

회전날개부(130')가 복수의 원판형상의 경우에도 개량공법에 적용되는 경우에 작용효과는 전술한 바와 동일하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100, 100', 100-1', 100-2', 100'', 100-3, 100-3' 100-4, 100-4', 100-4'', 100-5, 100-6 : 지지파일
110, 110', 110-1', 110'', 110-3, 110-5, 110-6 : 파일체
111 : 공동부 112 : 보강판
113 : 강선 114 : 보강밴드
115 : 파일 골재 115a : 고정판
115b : 보강 골재 116 : 결합수단
116a : 결합홈 116b : 결합돌기
117, 117' : 체결돌기
120, 120', 120-1', 120-2', 120'', 120-3, 120-4, 120-4', 120-5, 120-6 : 지지기둥
121, 121', 121-1', 121'', 166, 186 : 체결부
122, 122-1, 122-2 : 지지받침부 122a, 122a' : 지지판
122b, 122b' : 안내판 123, 141-1, 141-1' : 고정부재
130 : 회전날개부 140 : 체결수단
141, 141' : 체결관
141-2, 141-2', 141-2'', 141-3, 141-3', 141-4, 141a, 141b, 181a, 181b : 보강리브
142 : 제1체결날개 143 : 제2체결날개
150, 150', 150'' : 보강플레이트 160 : 연결부재
170 : 연결판 174 : 강봉
168a, 168b : 관통홀 200 : 시공관
210 : 결합홈부 20 : 굴착공
30 : 시멘트계 충진물 BG : 지반
BG' : 지지지반

Claims

건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반의 내부에 시공되는 지지파일로서,
내부에 공동부가 형성된 소정의 직경의 관 형상으로 구비되는 파일체;
시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 파일체보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 파일체의 하단에 구비되는 지지기둥; 및
상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어, 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지기둥의 외주면과 상기 파일체의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되는 회전날개부;
를 포함하여 이루어지는 지지파일.
제1항에 있어서,
상기 파일체의 하단부와 상기 지지기둥의 상단부 사이에서 상기 지지기둥과 상기 파일체를 체결 또는 분리시키는 체결수단이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제2항에 있어서,
상기 체결수단은,
상기 파일체의 하단부에 상기 파일체의 직경보다 작고 상기 지지기둥의 직경보다 큰 직경으로 구비되는 체결관;
상기 체결관의 외주면에 형성된 하나 이상의 제1체결날개; 및
상기 지지기둥이 상기 체결관에 삽입된 상태로 상기 체결관이 상기 지지기둥에 대해 회전함에 따라 상기 하나 이상의 제1체결날개와 각각 맞물리도록 상기 지지기둥의 상단부 외주면에 구비된 하나 이상의 제2체결날개;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제2항에 있어서,
상기 체결수단은,
상기 파일체의 하단부에 상기 파일체의 직경보다 작고 상기 지지기둥의 직경보다 큰 직경으로 구비되는 체결관;
상기 체결관의 외주면에 형성된 하나 이상의 제1체결날개; 및
최상측에 위치한 상기 회전날개부의 상면을 따라 상기 제1체결날개의 두께에 대응되는 너비만큼 이격되게 상기 지지기둥의 상단부 외주면에 구비된 하나 이상의 제2체결날개;를 포함하여 이루어지되,
상기 지지기둥이 상기 체결관에 삽입된 상태로 상기 체결관이 상기 지지기둥에 대해 회전함에 따라 상기 제1체결날개가 상기 제2체결날개와 상기 회전날개부의 사이로 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제1항에 있어서,
상기 지지기둥의 상단부에는 지지파일을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입 시공하기 위한 시공관에 체결 또는 분리되는 돌기 또는 홈 형상의 체결부가 형성된 것을 특징으로 하는 지지파일.
제1항에 있어서,
상기 파일체의 상단부에는 지지파일을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입 시공하기 위한 시공장치에 체결 또는 분리되는 체결돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 지지파일.
제1항에 있어서,
상기 지지기둥은,
상기 지지기둥의 상단부에 구비되어 상기 파일체의 하면을 접촉 지지하는 지지판을 포함하여 이루어지는 지지받침부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제1항에 있어서,
상기 파일체의 하면과 상기 지지기둥의 상단 사이에 개재되어 상기 파일체로부터 전달되는 하중을 안정적으로 상기 지지기둥에 전달하는 플레이트 형상의 보강플레이트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제8항에 있어서,
상기 보강플레이트는,
상기 파일체의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖되, 그 평면 형상의 외경이 상기 파일체의 외경보다 큰 형태 및 그 평면 형상의 내경이 상기 파일체의 내경보다 작은 형태 중 하나 이상의 형태 조건을 만족하게 구비되는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제1항에 있어서,
상기 파일체의 하면에 대응되는 도넛형 플레이트의 평면 형상을 갖되 그 평면 형상의 외경이 상기 파일체의 외경보다 큰 형태로 구비되며, 상기 파일체의 하면에 밀착되도록 상기 지지기둥의 상단 측면에 고정 설치된 보강플레이트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반에 시공되는 지지파일에 있어서,
기둥 형상으로 구비되는 파일체;
상기 파일체의 하측에 구비되는 지지기둥;
상기 지지기둥의 외주면에 형성되는 하나 이상의 날개부; 및
상기 파일체 하단과 상기 지지기둥 상단에 결합되는 연결부재;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지지파일.
제 11 항에 있어서,
상기 파일체는 상단과 하단에 각각 연결판을 구비한 구성으로 하고,
상기 연결부재는,
상기 연결판에 대향하는 판 형상의 플랜지부와;
상기 플랜지부의 저면에서 하측으로 연장 돌출한 관 형상으로 하단부는 상기 지지기둥의 상단면과 맞대면하는 단관; 및
상기 단관 내외측의 각 측벽 둘레를 따라 등간격 배치를 이루는 복수 개수의 판 형상으로 상기 단관의 내외측 측벽과 이에 인접하는 상기 플랜지부의 저면에 접하여 수직으로 세워진 형상을 이루는 내외측 보강 리브;
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지지파일.
제 12 항에 있어서,
상기 내외측 보강 리브들은 판 형상으로 접하는 상기 단관의 측벽으로부터 각각 법선 방향으로 세워진 형상으로 배열을 이루고, 상기 내외측 보강 리브들 중 상기 내측 보강 리브들은 상기 단관을 사이에 두고 상기 외측 보강 리브들의 배치 사이에 있도록 엇갈리게 배치됨을 특징으로 하는 지지파일.
제 13 항에 있어서,
상기 단관의 하단부는 상기 내외측 보강 리브들의 하단부보다 더 하측으로 돌출하여 이루어짐을 특징으로 하는 지지파일.
제 14 항에 있어서,
상기 내외측 보강 리브들 각 사이에 있는 상기 플랜지부에 관통홀을 형성한 것으로 하고,
상기 연결판은 상기 관통홀에 각각 대응하는 위치에 암나사가 형성된 체결홀을 형성한 것으로 하며,
상기 플랜지의 하부로부터 상기 관통홀을 관통하여 상기 체결홀과 나사 결합하는 볼트를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 지지파일.
제 15 항에 있어서,
상기 연결판의 상면에는 상기 체결홀의 상측 주연으로부터 연장 돌출하여 상기 파일체 내부로 삽입되는 관 형상을 이루고, 내벽에 상기 체결홀에서 연속 연장된 암나사가 형성된 슬리브를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 지지파일.
제 11 항에 있어서,
상기 연결부재는,
상기 파일체의 하단면에 접하는 판 형상의 플랜지부와;
상기 플랜지부의 저면으로부터 하측으로 연장 돌출한 관 형상으로 상기 지지기둥의 상단면과 일대일 맞대면하는 단관과;
상기 단관 내외측의 각 측벽 둘레를 따라 등간격 배치를 이루는 복수 개수의 판 형상으로 상기 단관의 내외측 측벽과 이에 인접하는 상기 플랜지부의 저면에 접하여 수직으로 세워진 형상을 이루는 내외측 보강 리브;
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지지파일.
지반에 지지 고정되게 시공되는 지지파일로서,
소정의 직경의 원형 또는 도넛형 지지판을 포함하여 이루어지는 지지받침부;
시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 지지판보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 지지받침부의 하단에 구비되는 지지기둥;
상기 지지판에 안착되는 파일 골재;
상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 스크류 형상으로 구비되어 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지받침부의 외주면과 상기 지지기둥의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되는 하나 이상의 회전날개부;를 포함하되,
상기 지지기둥은, 상기 지지기둥을 상기 굴착공의 바닥면에 회전 관입 시공하기 위한 시공관에 체결 또는 분리되도록 돌기 또는 홈 형상의 체결부가 상단부에 형성된 것을 특징으로 하는 지지파일.
제18항에 있어서,
상기 파일 골재의 하단부와 상기 지지받침부에 구비되어, 상기 파일 골재와 상기 지지받침부를 결합시키는 결합수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제19항에 있어서,
상기 결합수단은,
상기 파일 골재의 하단부와 상기 지지받침부 중 어느 하나에 구비되는 하나 이상의 결합홈; 및
상기 파일 골재의 하단부와 상기 지지받침 중 다른 하나에 구비되어, 상기 하나 이상의 결합홈에 맞물리는 하나 이상의 결합돌기;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일.
건축구조물 또는 토목구조물 건조 시에 지지 안정성 확보를 위해 지반의 내부에 시공되는 지지파일로서,
내부에 공동부가 형성된 소정의 직경의 관 형상으로 구비되는 파일체;
시공 시에 상기 굴착공 내주면과의 사이 공간이 넓게 확보되도록 상기 파일체보다 작은 직경의 관 또는 기둥 형상으로 상기 파일체의 하단에 구비되는 지지기둥; 및
상기 지반에 대한 상기 지지기둥의 부착력을 향상시키도록 상기 지지기둥의 외주면에 원판 디스크 형상으로 구비되어, 시공 시 평면에서 바라볼 때에 상기 지지기둥의 외주면과 상기 파일체의 외주면 사이 영역에 전체 또는 일부가 위치되는 회전날개부;
를 포함하여 이루어지는 지지파일.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110);
상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s120);
시공관을 통해 상기 지지기둥을 굴착공의 저면에 회전관입시키는 단계(s130);
상기 파일체를 체결수단을 통해 상기 지지기둥에 체결하는 단계(s140);
굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s150); 및
시공관을 분리하는 단계(s160)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110);
상기 파일체가 형성된 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s121);
시공관을 통해 상기 지지기둥을 굴착공의 저면에 회전관입시키는 단계(s130);
굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s150); 및
시공관을 분리하는 단계(s160)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s110);
상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s120);
상기 시공관을 통해 상기 지지기둥을 회전시켜 상기 지지기둥의 회전날개부를 굴착공의 바닥면에 회전관입시키는 단계(s130);
상기 파일체를 연결수단을 통해 상기 지지기둥에 체결하는 단계(s140);
굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s150); 및
시공관을 분리하는 단계(s160)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s210);
상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s220);
상기 시공관을 통해 상기 지지기둥을 회전시켜 상기 지지기둥의 회전날개부를 굴착공의 바닥면에 회전관입시키는 단계(s230);
파일골재를 지지받침부에 체결하는 단계(s240);
상기 시공관을 분리하는 단계(s250); 및
굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s260)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s310);
상기 지지기둥에 시공관을 체결하는 단계(s320);
상기 시공관을 통해 상기 지지기둥을 회전시켜 상기 지지기둥의 회전날개부를 굴착공의 바닥면에 회전관입시키는 단계(s330);
상기 시공관을 통해 상기 지지파일을 역회전시켜 인발하는 단계(s340);
굴착공에 시멘트계 충진물을 일부 충진하는 단계(s350);
상기 단계(340) 및 단계(s350)을 1회 이상 반복하는 단계(s360);
지지파일을 굴착공에 최종 회전관입하는 단계(s370);
상기 시공관을 분리하는 단계(s380); 및
굴착공에 시멘트계 충진물을 완전히 충진하는 단계(s350)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s410);
지지파일을 굴착공에 삽입하는 단계(s420);
지지파일을 회전관입시키는 단계(s430); 및
굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s440)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
지반에 굴착공을 형성하는 단계(s510);
지지파일을 굴착공에 삽입하는 단계(s520);
지지파일을 회전관입시키는 단계(s530);
지지파일을 최종경타하는 단계(s540);
굴착공에 시멘트계 충진물을 충진하는 단계(s560)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 1 내지 청구항 17 및 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
연약지반에 오거를 통해 시멘트 밀크를 주입 및 교반하여 지반량체를 형성하는 단계(s610);
지지파일을 지반개량체에 자중에 의해 회전관입하여 지반개량체 내부의 배치시키고자 하는 위치까지 삽입하는 단계(s620);
지지파일을 양생시키는 단계(s630)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.
청구항 1 내지 청구항 17 및 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 지지파일의 시공방법으로서,
연약지반에 오거를 통해 시멘트 밀크를 주입 및 교반하여 지반개량체를 형성하는 단계(s710);
지지파일을 지반개량체에 자중에 의해 회전관입하여 지반개량체 바닥면 근방까지 삽입하는 단계(s720);
지지파일을 역회전시키면서 가압하여 지반개량체의 내부로 삽입하는 단계(s730); 및
지반개량체를 양생시키는 단계(s730)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지파일의 시공방법.