KR20140105238A

KR20140105238A - 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약 지반 시공 방법

Info

Publication number: KR20140105238A
Application number: KR1020130019225A
Authority: KR
Inventors: 박종민
Original assignee: 박종민
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-09-01
Also published as: KR101438306B1

Abstract

상부 덮개를 포함한 팽이형 파일이 개시된다. 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형 팽이부와 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형 파일 본체부를 포함하는, 팽이형 파일; 및 상기 팽이형 파일의 팽이부의 상부 개방부에 결합되는 팽이 상부 덮개를 포함하고, 상기 팽이 상부 덮개의 주위에는 지면에 상기 팽이형 파일의 설치시 서로 이웃하는 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열되기 위하여 주위의 다른 팽이 상부 덮개들과 연결하기 위한 체결부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

상부 덮개를 포함한 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약 지반 시공 방법{TOP TYPED PILE COMPRISING LID AND METHOD OF REINFORCING GROUND USING THE SAME}

본 발명은 기존의 팽이형 파일 이외에 팽이 상부 덮개를 추가로 포함한 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약 지반 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공장제작 콘크리트 팽이형 파일을 이용한 기초공법은 구조물의 기초지반표면에 팽이형상의 콘크리트 파일을 부설하는 공법으로 연약지반에서 기초의 일부로 많이 사용되고 있는데, 지반에 대한 보강효과를 가짐과 동시에 하중을 분산시켜 지반에 전달함으로써, 기초부분과 그 부근지반을 개량하는 경우와 유사한 효과를 나타낸다.

이 공법은 기초지반표면에 파일의 위치확보도 겸한 정방형으로 된 위치철근을 깔고 그 위에 팽이형 콘크리트 파일을 나란히 부설한 후, 파일을 걸기 위해 묻어둔 철근고리에 연결철근을 또다시 정방형으로 결속하며, 파일의 하부공간은 쇄석으로 충진시키고 충분히 다짐한다.

한편, 상기한 연약지반에 사용되는 콘크리트 팽이형 파일은 원형의 상면을 구비함과 동시에 상기 상면의 중앙에는 고리가 돌출 형성된 팽이부와 상기 팽이부의 중앙 하부에 길게 연장 설치된 파일본체부와 상기 파일본체부의 하부에 연장 형성되어 원추형 저면을 갖는 파일선단부로 이루어진 구조이다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 종래의 공장제작 콘크리트 팽이형 파일 및 현장타설 팽이형 파일은 원추형상의 팽이부와 파일본체부가 45ㅀ의 경사면을 이룸으로써 상부에서 하부에 작용하는 상재하중을 지반의 사방으로 분산시킴으로 인하여 매우 높은 지반보강 효과가 있다.

본 발명의 발명자는 본 출원 이전에 2011년 12월 16일자로 제 10-2011-0136105호(지반 보강 구조물 조립체 및 그 시공 방법)를 출원하였다.

이러한 팽이형 파일을 현장에서 이용할 경우, 팽이형 용기 내에 콘크리트 타설과 버림 콘크리트 타설을 별도로 진행하게 되고, 이는 공사 기간 및 공사 비용을 증가시키고 있는 실정이다.

또한 이러한 팽이형 파일은 팽이형 파일을 다수 결합하기 위하여 팽이형 파일 주위에 체결부가 설치되어 있다. 그런데 팽이형 파일의 주위에 체결부를 가공하기 위한 복잡한 금형의 설계 등의 문제로 팽이형 파일을 제작이 쉽지 않고, 제조비용이 증가하는 문제가 있었다.

본 발명의 발명자는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 팽이형 파일에 상부 덮개를 추가하였고, 상부 덮개에 체결부를 설치하였다. 이러한 구성에 의해 공사 기간 및 공사 비용을 단축시킬 수 있게 되었고, 또한 체결부가 생략되어 있는 기존의 팽이형 파일을 그대로 이용할 수 있게 되었다.

본 발명의 실시예에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일이 개시되고, 이는, 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형 팽이부와 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형 파일 본체부를 포함하는, 팽이형 파일; 및 상기 팽이형 파일의 팽이부의 상부 개방부에 결합되는 팽이 상부 덮개를 포함하고, 상기 팽이 상부 덮개의 주위에는 지면에 상기 팽이형 파일의 설치시 서로 이웃하는 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열되기 위하여 주위의 다른 팽이 상부 덮개들과 연결하기 위한 체결부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 체결부는 상기 팽이 상부 덮개의 주위에 형성되는 2개 이상의 돌출부; 및 상기 팽이 상부 덮개의 주위에 형성되고 상기 돌출부를 수용할 수 있는 2개 이상의 수용 홈을 포함하고, 이러한 상기 돌출부 및 수용 홈에 의해 상기 팽이형 파일의 설치시 상기 팽이 상부 덮개들 간에 돌출부 및 수용 홈이 맞물려 체결될 수 있다.

이와 달리, 상기 체결부는 상기 팽이 상부 덮개의 주위에 형성되고 각각 서로 마주하는 4개 이상의 수용 홈; 및 상기 수용 홈 내에 장착되고 상기 수용 홈 및 상기 팽이 상부 덮개로부터 분리가능한 착탈구를 포함할 수 있고, 상기 팽이형 파일의 설치시 상기 팽이 상부 덮개들 간에 수용 홈이 대응되고, 서로 대응된 수용 홈 내에 상기 착탈구가 삽입되어 체결될 수 있다.

일 예로, 상기 팽이 상부 덮개는, 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 복수로 배열되고 복수로 배열된 팽이 상부 덮개 각각은 가장자리가 서로 접하여 일체로 형성되어 있는 네트워크 구조를 이루도록 구성되며, 네트워크 구조를 이룬 팽이 상부 덮개는 다수의 팽이형 파일에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 팽이 상부 덮개는, 상기 상부 개방부의 내부 둘레를 따라서 삽입되어 장착될 수 있는 삽입부; 및 상기 삽입부의 위에 위치하고, 상기 삽입부가 상기 상부 개방부 내로 삽입될 때 상기 상부 개방부의 외부로 노출되는 노출부를 포함한다. 이 경우, 상기 돌출부들 및 상기 수용 홈들은 상기 노출부의 주위에 형성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 팽이부의 상기 상부 개방부의 주위에 상기 팽이형 파일의 팽이축을 따라 길이 방향으로 연장된 노치부가 형성된다. 이 경우, 상기 팽이 상부 덮개가 상기 팽이부의 상부 개방부에 결합될 때, 상기 노치부 내로 상기 돌출부가 수용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 팽이부는 상기 팽이부의 둘레에 형성되고, 상기 팽이부의 내측 방향으로 관통 형성되는 다수의 개구를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 연약 지반 시공 방법은 팽이형 파일로부터 분리가능한 팽이 상부 덮개로서, 상기 팽이 상부 덮개 주위에, 상기 팽이형 파일의 설치시 서로 이웃하는 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열되기 위하여 주위의 다른 팽이 상부 덮개들과 연결하기 위한 체결부가 설치되어 있는 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일이 이용된다. 이러한 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법으로서, 팽이형 파일을 연약지반에 설치하는 단계; 상부 덮개를 설치하며 서로 이웃하는 팽이 상부 덮개들간에 체결부를 서로 맞물려 결합시키는 단계; 쇄석 채움 및 다짐 단계; 상기 팽이 상부 덮개를 제거하는 단계; 상기 팽이형 파일 내부 및 상기 팽이형 파일 외부의 상기 쇄석이 채워진 영역 위에 콘트리트를 타설하고 양생하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 팽이 상부 덮개 및 팽이형 파일의 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 팽이형 파일 및 팽이 상부 덮개가 결합된 모습을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 체결부의 실시예들을 설명하기 위한 팽이 상부 덮개의 평면도들이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 팽이 상부 덮개가 다수 결합된 상태의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 체결부의 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 체결부에 의해 팽이 상부 덮개들이 결합된 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 팽이 상부 덮개가 네트워크 구조를 이룬 형태를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 팽이형 파일 및 파일 상부 덮개가 결합된 상태를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 상부 덮개를 구비한 팽이형 파일이 다수 결합된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 12는 종래 기술에 따른 연약 지반 시공 방법의 순서도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 팽이 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법의 순서도를 도시한다.
도 14는 도 13의 연약 지반 시공 방법의 순서에 따라 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일이 연약 지반에 설치된 상태를 도시한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약 지반 시공 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 기존의 팽이형 파일 이외에 팽이 상부 덮개를 추가로 포함한 팽이형 파일 및 이를 이용한 연약 지반 시공 방법에 관한 것으로서, 이하에서는 팽이 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일에 대해 먼저 설명한 이후, 시공 방법에 대해 차례대로 설명하도록 하겠다.

* 팽이 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일

실시예 1

본 발명의 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은, 팽이형 파일(100) 및 팽이 상부 덮개(200)를 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 팽이형 파일 및 팽이 상부 덮개를 나타낸다. 팽이형 파일(100)은 도 1에서 도시된 것처럼 아래로 좁아지는 형상을 가지며, 이는 마치 팽이와 같은 모습이기 때문에 팽이형 파일로서 불린다. 팽이형 파일(100)은 팽이부(120) 및 본체부(110)로 나뉜다.

팽이부(120)는 속이 빈 중공 형상이며, 아래로 좁아지는 뿔 형상을 가지며 팽이형 파일을 평면으로 볼 때 둥근 원 형태를 갖는다. 이러한 원 형태는 예시적인 것이고, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 십이각형, 십오각형 및 십팔각형과 같은 다각형 형태를 가질 수도 있다.

파일 본체부(110)는 팽이부의 하부로부터 연장되며 역시 속이 빈 중공형 형상을 갖는다. 본체부는 아래로 좁아지는 형태를 갖는 것으로 도시되었지만, 이러한 형태는 예시적인 것에 불과하다.

이러한 팽이형 파일은 그 재질이 폴리에틸렌수지(PE : polyethylene), 폴리스티렌수지(PS : polystyrene), ABS 수지(ABS : acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 발포폴리스티렌(EPS : Expandable Poly-Styrene), 함석류, 알루미늄, 철판, 철선, 금속류, 비금속류, 목재류, 재생 PE 및 재생 PP 등으로 구성된다.

도 2는 도 1에 도시된 팽이형 파일 및 팽이 상부 덮개가 결합된 모습을 나타낸다. 팽이 상부 덮개(200)는 팽이형 파일의 팽이부의 개방된 상부 전체를 커버할 수 있는 크기이어야 하며, 바람직하게는 팽이부의 상부의 형상과 대응되는 형상을 갖는다. 예를 들어 팽이부의 상부가 평면으로 볼 때 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 십이각형, 십오각형 및 십팔각형과 같은 다각형 형태일 경우, 팽이 상부 덮개(200)의 형상도 대응되는 형상을 가질 수 있다.

이러한 팽이 상부 덮개(200)는 팽이형 파일의 팽이부의 상부와 꼭 맞게 끼워지는 것이 바람직하다. 왜냐하면 팽이 상부 덮개(200)는 팽이형 파일의 주변으로 쇄석 다짐을 할 때 팽이형 파일의 내부의 중공부로 쇄석이 들어가는 것을 방지하는 역할을 하기 때문이다.

이와 같이 팽이 상부 덮개(200)와 팽이형 파일의 팽이부의 상부가 꼭 맞게 끼워질 수 있도록, 팽이 상부 덮개(200)는 팽이부의 상부의 내부 둘레를 따라서 삽입되어 장착될 수 있도록 도 1에서와 같이 삽입부(201) 및 노출부(202)를 포함할 수 있다. 삽입부(201)의 외부 둘레는 팽이부의 내부 둘레와 크기 및 형상이 거의 일치함으로써 서로 꼭 맞게 끼워질 수 있다. 노출부(202)는 삽입부(201)의 위에 위치하고, 상기 삽입부가 상기 상부 개방부 내로 삽입될 때 상기 상부 개방부의 외부로 노출된다. 이러한 노출부(202)의 외부 둘레는 팽이부의 외부 둘레와 크기 및 형상이 거의 일치하도록 형성되고, 이에 의해 노출부(202)는 삽입부(201)의 넓이 또는 직경보다 크게 형성된다. 이러한 팽이 상부 덮개(200)는 팽이형 파일(100)이 설치될 때 팽이형 파일(100)의 팽이부(120)에 결합되고, 팽이형 파일(100)이 설치된 후 쇄석 다짐 과정이 끝난 이후에는 팽이형 파일(100)의 팽이부(120)로부터 분리되어 재사용된다.

한편, 이러한 팽이 상부 덮개(200)의 주위에는 체결부가 설치된다. 체결부는 팽이형 파일을 시공할 때 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열된 상태를 유지할 수 있도록 팽이형 파일(100)의 팽이부(120)에 결합되어 있는 팽이 상부 덮개(200)들을 서로 결합시킨다.

본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 일 실시예에 따라, 체결부는 팽이 상부 덮개(200)의 주위에 형성되는 2개의 돌출부(211) 및 2개의 수용 홈(212)을 포함할 수 있다. 2개의 수용 홈(212)은 돌출부(211)를 수용할 수 있다. 2개의 돌출부(211)는 서로 마주보지 않는 방향에 위치할 수도 있고 서로 마주보는 방향에 위치할 수도 있으며, 2개의 수용 홈(212) 역시 서로 마주보지 않는 방향에 위치하거나 또는 마주보는 방향에 위치할 수 있다. 돌출부(211) 및 수용 홈(212)은 팽이 상부 덮개(200)의 중심축을 따라 길이 방향으로 연장된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 체결부의 실시예들을 설명하기 위한 팽이 상부 덮개의 평면도들이다.

이러한 돌출부(211) 및 수용 홈(212)의 형상은 특별한 제한이 없이 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 돌출부(211)는 도 1에 도시된 바와 같이 평면이 사각 형상일 수 있다. 다른 예로, 돌출부(211')는 도 3a에 도시된 바와 같이 평면이 사다리꼴 형상일 수 있다. 또 다른 예로, 돌출부(211'')는 도 3b에 도시된 바와 같이 평면으로 볼 때 선형부(211''a) 및 선형부(211''a)의 끝단에 형성된 원형부(211''b)가 조합된 형상일 수 있다. 수용 홈(212, 212', 212'')은 이러한 돌출부(211, 211', 211'')의 형상들에 대응하는 형상들을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 팽이 상부 덮개가 다수 결합된 상태의 평면도이다.

도 4를 참조하면, 이러한 돌출부(211) 및 수용 홈(222)에 의해 팽이형 파일을 시공할 때 돌출부(211)가 수용 홈(222)에 수직 방향으로 삽입되어 돌출부(211) 및 수용 홈(222)이 서로 맞물려 끼워짐으로써 서로 이웃하는 파일 상부 덮개(200)들이 결합된다. 이에 의해 서로 결합된 파일 상부 덮개들은 파일 상부 덮개를 상부로 들어올리지 않는 이상 서로 분리되지 않게 되므로 단단한 결합력을 유지할 수 있게 된다. 따라서 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열된 형태가 유지될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 체결부의 다른 실시예를 도시하고, 도 6은 도 5에 도시된 체결부에 의해 팽이 상부 덮개들이 결합된 상태를 나타낸다.

이와 달리, 체결부는 도 5에 도시된 바와 같이 팽이 상부 덮개(200)의 주위에 형성되는 4개의 수용 홈(222) 및 복수의 착탈구(221)를 포함하는 형태일 수도 있다. 이러한 경우, 4개의 수용 홈(222)은 파일 상부 덮개(200)에서 서로 마주하는 방향에 위치한다. 이러한 수용 홈(222)은 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이 평면이 사각 형상일 수 있고, 다른 예로, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 돌출부(211', 211'')의 형상과 동일 및 유사한 형상일 수도 있다. 복수의 착탈구(221)는 4개의 수용 홈(222) 내에 수직으로 삽입되어 장착되며, 수용 홈(222)의 형상에 대응하는 형상들을 가질 수 있다.

이러한 4개의 수용 홈(222) 및 복수의 착탈구(221)는 팽이형 파일을 시공할 때 서로 이웃하는 파일 상부 덮개(200)들을 결합시킨다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 팽이형 파일(100)이 횡방향 및 종방향으로 다수 배열될 때 각각의 파일 상부 덮개(200)에 형성된 4개의 수용 홈(222)들은 서로 대칭되게 대응되며, 서로 대응된 수용 홈(222)들에 착탈구(221)들이 삽입되어 장착된다.

이러한 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은, 팽이형 파일(100)이 설치될 때 서로 이웃하는 팽이형 파일들은 서로 결합하지 않으며, 팽이형 파일(100)들 각각의 상부에서 서로 이웃하는 파일 상부 덮개(200)들 각각의 체결부가 서로 결합하여 파일 상부 덮개(200)들이 서로 견고히 결합되는 것에 의해 팽이형 파일(100)들은 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열된 상태가 고정된다.

이에 의해, 팽이형 파일을 설치할 때 팽이형 파일(100)들을 서로 결합하기 위한 부분을 팽이형 파일(100)의 주위에 가공할 필요가 없으므로 팽이형 파일(100)의 제작이 쉽고, 기존에 제작되어 있는 통상의 팽이형 파일을 그대로 이용할 수 있으며, 팽이 상부 덮개(200) 또한 기존에 제작되어 있는 통상의 팽이형 파일과 결합이 가능하다.

따라서 팽이 상부 덮개(200)는 기존에 제작되어 있는 통상의 팽이형 파일에 결합하여 사용하고, 필요한 경우 팽이형 파일(100)을 추가로 제작하여 팽이형 파일(100)을 팽이 상부 덮개(200)와 결합하여 사용할 수 있는, 사용상의 이점이 있다.

도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일의 팽이 상부 덮개가 네트워크 구조를 이룬 형태를 도시한다.

한편, 팽이 상부 덮개(200)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 방향(예를 들면, 종방향) 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향(예를 들면, 횡방향)을 따라 복수로 배열되고 복수로 배열된 팽이 상부 덮개 각각은 가장자리가 서로 접하여 일체로 형성되어 있는 네트워크 구조를 이루도록 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 돌출부(211) 및 수용 홈(212)은 서로 대향되거나 또는 대향되지 아니한 채로 네트워크 구조를 이룬 팽이 상부 덮개(200)의 가장 자리에 설치될 수 있다.

이와 같이 팽이 상부 덮개(200)가 네트워크 구조로 이루어지면 팽이 상부 덮개(200)를 한번에 다수의 팽이형 파일(100)에 결합할 수 있고, 이에 의해 팽이 상부 덮개(200)를 팽이형 파일(100)에 결합시키는 시간이 단축될 수 있다.

실시예 2

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 설명하기 위한 분리 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 팽이형 파일 및 파일 상부 덮개가 결합된 상태를 도시한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은 팽이형 파일(300) 및 팽이 상부 덮개(400)를 포함한다.

팽이형 파일(300)은 팽이부(320) 및 파일 본체부(310)를 포함하며, 팽이부(320)는 노치부(321)를 포함한다.

팽이 상부 덮개(400)는 팽이 상부 덮개(400)의 주위에 설치되는 체결부를 포함하며, 체결부는 팽이 상부 덮개(400)의 주위에 형성되는 2개의 돌출부(411) 및 팽이 상부 덮개(400)의 주위에 형성되고 상기 돌출부(411)와 마주하는 방향에 형성되는 2개의 수용 홈(412)을 포함한다. 또한 팽이 상부 덮개(400)는 도 1을 참조하여 설명한 팽이 상부 덮개(200)의 노출부(202)는 생략되고, 삽입부(201)와 동일 및 유사한 형태로 구성되어 팽이형 파일(300)과 결합될 때 팽이부(320)의 상부 개방부 내로 전체가 삽입된다.

팽이형 파일(300)의 팽이부(320)가 노치부(321)를 포함하고, 팽이 상부 덮개(400)가 도 1을 참조하여 설명된 팽이 상부 덮개(200)의 노출부(202)가 생략되는 형태인 것을 제외하고는 팽이형 파일(300), 팽이 상부 덮개(400), 체결부의 돌출부(411) 및 수용 홈(412)은 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 팽이형 파일(100), 팽이 상부 덮개(200), 돌출부(211) 및 수용 홈(212)과 동일 및 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 노치부(321)를 중심으로 설명하기로 한다.

노치부(321)는 팽이형 파일(300)의 팽이부(320)의 상부 개방부의 주위에 형성되며, 팽이형 파일(300)의 팽이축을 따라 길이 방향으로 연장되어 있다. 노치부(321)의 형상에는 특별한 제한이 없으며, 상기 돌출부(411)의 둘레에 대응되는 형상일 수 있다. 이러한 노치부(321)는 팽이 상부 덮개(400)가 팽이부(320)의 상부 개방부 내로 삽입될 때 상기 돌출부(411)를 수용하며, 이때 노치부(321)에 의해 상기 돌출부(411)는 팽이부(320)의 외부로 돌출될 수 있고, 수용 홈(412)은 팽이부(320)의 내측에서 노치부(321)와 대향될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 상부 덮개를 구비한 팽이형 파일이 다수 결합된 상태를 나타낸 평면도이다.

도 10을 참조하면, 팽이 상부 덮개(400)가 팽이형 파일(300)에 결합된 상태로 팽이형 파일을 설치할 때, 팽이 상부 덮개(400)들 각각의 돌출부(411)는 팽이형 파일(300)들 각각의 노치부(321)를 관통하여 상기 노치부(321)에 대향된 수용 홈(412)과 결합된다. 이에 의해, 팽이형 파일(300)들은 서로 결합된다.

이러한 본 발명의 실시예 2에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은 본 발명의 실시예 1에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일과 달리, 팽이 상부 덮개(400)가 팽이형 파일(300)의 팽이부(320) 내로 완전히 삽입되므로 돌출부(411)를 수용하기 위하여 노치부(321)를 가공하여야 하지만, 노치부(321)는 팽이부(320)의 상부 개방부를 일부 절개하는 단순한 작업으로 가공되므로 팽이형 파일(300)의 제작이 비교적 쉽다.

또한 팽이 상부 덮개(400)의 돌출부(411)가 팽이형 파일(300)의 팽이부(320)를 관통하여 수용 홈(412)과 결합되므로 팽이형 파일(300)이 설치될 때 팽이형 파일(300)들의 상단부가 돌출부(411)에 의해 서로 결합 및 고정된다. 따라서 팽이형 파일(300) 및 팽이 상부 덮개(400)가 더욱 견고하게 결합될 수 있다.

실시예 3

도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 설명하기 위한 분리 사시도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은 팽이형 파일(500) 및 팽이 상부 덮개(600)를 포함하고, 팽이형 파일(500)의 팽이부(520)에는 다수의 개구(521)가 형성되어 있다.

팽이형 파일(500) 및 팽이 상부 덮개(600)는 도 1 내지 도 3a를 참조하여 설명한 팽이형 파일(100) 및 팽이 상부 덮개(200)와 동일 및 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 팽이부(520)에 형성된 다수의 개구(521)를 중심으로 설명하기로 한다.

팽이형 파일(500)의 팽이부(520)에 형성된 다수의 개구(521)는 팽이부(520)의 내측을 향해 관통되어 있다. 개구(521)는 규칙적이거나 불규칙한 형태로 배열될 수 있다. 이러한 개구(521)는 팽이형 파일(500)을 시공하는 과정에서 팽이형 파일(500)의 주변에 다져지는 쇄석과 팽이형 파일(500)의 내부로 채워지는 콘크리트가 부착될 수 있도록 한다.

따라서 본 발명의 실시예 3에 따른 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일은 팽이형 파일(500)의 설치시 팽이형 파일(500) 및 팽이형 파일(500) 외부의 쇄석과의 부착력이 증대될 수 있다.

* 팽이 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법

현재 이용되고 있는 연약 지반 시공 방법은 다음과 같다. 도 12는 종래 기술에 따른 연약 지반 시공 방법의 순서도로서, 팽이형 파일 설치 단계(S121); 상하부 연결철근 설치 및 연결단계(S122); 콘크리트 타설 단계(S123); 콘크리트 양생 단계(S124); 쇄석 채움 및 다짐 단계(S125); 및 버림콘크리트 타설 및 양생 단계(S126)로 이루어진다.

팽이형 파일은 그 내측 중공부에 채움재가 채워지게 되는데, 이러한 채움재는 중량자재, 재활용자재, 자연산자재 및 경량자재 중 적어도 어느 하나 이상이 채워지는 것이 일반적이다. 일반적으로 현장에서 팽이형 파일을 시공할 때 팽이형 파일을 설치하고 연결 철근 등으로 연결 후 콘크리트 타설을 하고 양생 이후 쇄석을 채우고 다지게 된다. 이때 쇄석이 팽이형 파일의 중공부에 들어가는 것을 방지하기 위해 반드시 콘크리트를 먼저 타설하고 양생을 한 이후 쇄석 채움 다짐을 하는 것이다.

이 경우 통상적으로 500m² 면적을 기준으로, 팽이형 파일의 조립 및 설치 단계가 1일, 팽이형 파일 내 콘크리트 타설 단계가 1일, 팽이형 파일 내의 콘크리트 양생 단계가 1일, 쇄석 채움 및 다짐 단계가 1일, 그리고 버림 콘크리트 타설 및 양생 단계가 3일이 소요되고, 총 공사기간이 전체 7일이 소요된다.

한편 종래에 쇄석이 채워지는 과정에서는 쇄석이 팽이형 파일의 상단의 높이까지 채워지며, 버림콘크리트를 타설하는 과정에서는 팽이형 파일 및 팽이형 파일의 상단 높이까지 채워진 쇄석의 위로 버림콘크리트를 타설하게 된다. 따라서 버림콘크리트 타설 및 양생 단계(S126)는 쇄석 채움 및 다짐 단계(S125) 이후에 반드시 요구될 수 밖에 없었다.

이러한 공사 기간이 길어지고, 팽이형 파일 내부로 쇄석이 유입되는 것을 막기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 팽이 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용해 연약 지반 시공을 할 경우, 총 공사기간이 3일이나 단축된다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 팽이 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법의 순서도를 도시하며, 도 14는 도 13의 연약 지반 시공 방법의 순서에 따라 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일이 연약 지반에 설치된 상태를 도시한다.

도 13을 참조하면, 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법은, 팽이형 파일을 연약지반에 설치하는 단계(S131); 상부 덮개를 설치하며 서로 이웃하는 팽이 상부 덮개들간에 체결부를 서로 맞물려 결합시키는 단계(S132); 쇄석 채움 및 다짐 단계(S133); 상기 팽이 상부 덮개를 제거하는 단계(S134); 상기 팽이형 파일 내부 및 상기 팽이형 파일 외부의 상기 쇄석이 채워진 영역 위에 콘트리트를 타설하고 양생하는 단계(S135)를 포함한다.

특히, 쇄석 채움 및 다짐 단계(S133)에서는 쇄석이 팽이형 파일(100)의 주변 전체에 채워지지 않고 소정의 높이로만 채워질 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이 팽이형 파일(100)의 파일 본체부(110)가 갖는 높이만큼만 채워질 수 있다. 이렇게 파일 본체부(110)가 갖는 높이만큼만 쇄석이 채워지더라도 팽이 상부 덮개가 제거된 이후에 팽이형 파일(100)들은 지면에 수직한 상태를 유지할 수 있다.

이후 상기 팽이형 파일 내부 및 상기 팽이형 파일 외부의 상기 쇄석이 채워진 영역 위에 콘트리트를 타설하고 양생하는 단계(S135)를 거치면, 팽이형 파일(100)은 팽이형 파일(100) 주변에 타설되는 콘크리트층과 함께 버림콘크리트 역할을 할 수 있게 된다.

이와 같이, 쇄석을 채움 및 다짐한 후, 팽이형 파일(100)의 내부 및 쇄석 위로 동시에 콘크리트가 타설되므로 버림콘크리트의 타설 및 양생 과정은 생략될 수 있다.

이 경우 통상적으로 500m² 면적을 기준으로, 팽이 상부 덮개를 팽이형 파일에 설치하는 단계 및 팽이형 파일의 조립 및 설치 단계가 1일, 쇄석 채움 및 다짐을 하는 단계가 1일, 팽이 상부 덮개를 제거하고 팽이형 파일 내부와 팽이형 파일 외부의 상기 쇄석 위로 콘크리트 타설 및 양생 단계가 3일이 소요되고, 따라서 총 공사기간이 전체 5일이 소요된다. 이는 기존의 팽이형 파일의 시공 기간보다 2일의 기간 단축이 이루어지게 된다. 즉, 본 발명에 따라 시공할 경우, 전체 공사 시간에 있어서 약 30%의 시간 단축이 이루어질 수 있다.

또한 앞서 언급된 바와 같이 버림콘크리트의 타설 및 양생 과정이 생략될 수 있으므로 재료비가 절감되고, 결과적으로 공사비가 절감되는 이점이 있다.

Claims

팽이형 파일로서, 상기 팽이형 파일은 아래로 좁아지는 뿔 형상의 중공형 팽이부와 상기 팽이부의 하부로 소정의 길이가 연장된 중공형 파일 본체부를 포함하는, 팽이형 파일; 및
상기 팽이형 파일의 팽이부의 상부 개방부에 결합되는 팽이 상부 덮개를 포함하고,
상기 팽이 상부 덮개의 주위에는 지면에 상기 팽이형 파일의 설치시 서로 이웃하는 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열되기 위하여 주위의 다른 팽이 상부 덮개들과 연결하기 위한 체결부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상부 덮개를 포함한,
팽이형 파일.
제1항에 있어서,
상기 체결부는 상기 팽이 상부 덮개의 주위에 형성되는 2개 이상의 돌출부; 및 상기 팽이 상부 덮개의 주위에 형성되고 상기 돌출부를 수용할 수 있는 2개 이상의 수용 홈을 포함하고,
상기 돌출부 및 수용 홈에 의해 상기 팽이형 파일의 설치시 상기 팽이 상부 덮개들 간에 돌출부 및 수용 홈이 맞물려 체결되는 것을 특징으로 하는,
팽이형 파일.
제2항에 있어서,
상기 팽이 상부 덮개는,
상기 상부 개방부의 내부 둘레를 따라서 삽입되어 장착될 수 있는 삽입부; 및
상기 삽입부의 위에 위치하고, 상기 삽입부가 상기 상부 개방부 내로 삽입될 때 상기 상부 개방부의 외부로 노출되는 노출부를 포함하고,
상기 돌출부들 및 상기 수용 홈들은 상기 노출부의 주위에 형성되는 것을 특징으로 하는,
팽이형 파일.
제2항에 있어서,
상기 팽이부의 상기 상부 개방부의 주위에 상기 팽이형 파일의 팽이축을 따라 길이 방향으로 연장된 노치부가 형성되고,
상기 팽이 상부 덮개가 상기 팽이부의 상부 개방부에 결합될 때, 상기 노치부 내로 상기 돌출부가 수용되는 것을 특징으로 하는,
팽이형 파일.
제1항에 있어서,
상기 체결부는,
상기 팽이 상부 덮개의 주위에 형성된 4개 이상의 수용 홈; 및
상기 수용 홈 내에 장착되고 상기 수용 홈 및 상기 팽이 상부 덮개로부터 분리가능한 착탈구를 포함하며,
상기 팽이형 파일의 설치시 상기 팽이 상부 덮개들 간에 수용 홈이 대응되고, 서로 대응된 수용 홈 내에 상기 착탈구가 삽입되어 체결되는 것을 특징으로 하는,
팽이형 파일.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 팽이 상부 덮개는, 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 복수로 배열되고 복수로 배열된 팽이 상부 덮개 각각은 가장자리가 서로 접하여 일체로 형성되어 있는 네트워크 구조를 이루도록 구성되며,
네트워크 구조를 이룬 팽이 상부 덮개는 다수의 팽이형 파일에 결합되는 것을 특징으로 하는,
팽이형 파일.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 팽이부는 상기 팽이부의 둘레에 형성되고, 상기 팽이부의 내측 방향으로 관통 형성되는 다수의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는,
팽이형 파일.
팽이형 파일로부터 분리가능한 팽이 상부 덮개로서, 상기 팽이 상부 덮개 주위에, 상기 팽이형 파일의 설치시 서로 이웃하는 팽이형 파일들이 지면에 수직한 상태로 세워져서 배열되기 위하여 주위의 다른 팽이 상부 덮개들과 연결하기 위한 체결부가 설치되어 있는 상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법으로서,
팽이형 파일을 연약지반에 설치하는 단계;
상부 덮개를 설치하며 서로 이웃하는 팽이 상부 덮개들간에 체결부를 서로 맞물려 결합시키는 단계;
쇄석 채움 및 다짐 단계;
상기 팽이 상부 덮개를 제거하는 단계;
상기 팽이형 파일 내부 및 상기 팽이형 파일 외부의 상기 쇄석이 채워진 영역 위에 콘트리트를 타설하고 양생하는 단계를 포함하는,
상부 덮개를 포함한 팽이형 파일을 이용한 연약 지반 시공 방법.