KR20150035122A - 드릴 루트 파일 및 그 시공 방법 - Google Patents

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KR20150035122A
KR20150035122A KR20130115337A KR20130115337A KR20150035122A KR 20150035122 A KR20150035122 A KR 20150035122A KR 20130115337 A KR20130115337 A KR 20130115337A KR 20130115337 A KR20130115337 A KR 20130115337A KR 20150035122 A KR20150035122 A KR 20150035122A
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권종규
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이세훈
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주식회사 에스지이엔지
이세훈
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Abstract

본 발명은 종래의 그라우팅용 강관파일보다 지지력을 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 직천공 가능한 드릴 파일 내부에 땅속에 뿌리내리듯 돌출되는 루트 파일이 포함되는 드릴 루트 파일 및 이러한 드릴 루트 파일을 이용하는 방법을 개시한다.
본 발명에 의한 드릴 루트 파일은 지중으로 삽입되는 속이 빈 원통형의 드릴 파일과, 상기 드릴 파일의 선단부에 내부와 연통되는 루트홀과, 상기 드릴 파일 내부에 삽입되어 상기 루트홀을 통해 휨 돌출되는 루트 파일이 구성된 것이다.

Description

드릴 루트 파일 및 그 시공 방법{Drill Root Pile And Construction Method Thereof}
본 발명은 드릴 루트 파일 및 그 시공 방법에 관한 것으로 특히 종래의 그라우팅용 강관파일보다 지지력을 대폭적으로 향상시킬 수 있도록 직천공 가능한 드릴 파일 내부에 땅속에 뿌리내리듯 돌출되는 루트 파일이 포함되는 드릴 루트 파일 및 이러한 드릴 루트 파일을 이용하는 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 기초 토목 공사 중 연약지반이나 불량지반 등을 보강하여야 하거나 이러한 곳에 시설물을 설치하여야 할 때 유압드릴이나 각종 천공기로 천공작업을 시행하고, 이러한 작업에 의하여 형성된 천공홀에 강관을 삽입시킨 후 강관 내부로 주입기를 통해 그라우팅재를 주입한 후 경화시키므로 지반을 강화하는 그라우팅 공법이 이용되고 있다.
그 대표적인 예로 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0124890호( 발명의 명칭 : 지지력 향상을 위한 직천공 그라우팅용 나선형 강관파일 및 이의 이용방법 ; 이하 '인용발명'이라 함)가 있으며, 이는 도 1로 도시한 바와 같이, 관형상의 파일몸체(110); 상기 파일몸체(110)의 선단끝이 뾰족하게 가공 처리되어 형성된 첨단부(120); 상기 첨단부(120) 후방으로 파일몸체(110) 선단 외주면에 접합되며, 회전 압입에 따라 지반을 굴착하도록 마련된 제1나선날개(131); 및, 상기 제1나선날개(131) 후방으로 파일몸체(110) 선단의 외주면에 마련된 요철부(140); 상기 요철부(140)를 포함한 파일몸체(110) 표면에 형성된 통공(150); 을 포함하여 구성되되, 상기 제1나선날개(131)가 상기 요철부(140)보다 더 넓게 확장된 너비로 마련되는 것을 특징으로 하는 지지력 향상을 위한 직천공 그라우팅용 나선형 강관파일에 관한 것이다.
이러한 인용발명은 발명의 명세서에서 파일 외주면에 나선날개가 마련되기 때문에 별도의 복잡한 장비 없이도 간단하게 강관파일의 직천공 관입 설치가 가능하고, 기존의 일반적인 강관파일을 이용하여 간단하게 제작할 수 있기 때문에 자재 수급이 용이할 뿐만 아니라 파일제작단가를 크게 상승시키지 않으면서 공급이 가능해지며, 길이 연장하면서 직천공 관입 설치할 수 있기 때문에 낮은 층고의 지하공간이나 협소한 장소에서 유용하게 적용할 수 있고, 복잡한 장비 없이 직천공 관입 설치와 그라우팅이라는 단순화된 공정으로 침하기초의 지지력 보강이나 옹벽, 흙막이벽, 법면보호공 등과 같은 토압지지구조물의 지지력 보강은 물론 가로등, 전신주, 신호등, 도로표지판, 송전탑 등과 같은 각종 옥외시설물의 기초파일 설치에 적용할 수 있기 때문에 관련 공사의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 강관파일이 나선날개와 요철부를 동시에 구비한 상태로 그라우팅 된 채 지반에서 파일구근으로 형성되기 때문에 선단지지력과 함께 주면마찰력을 동시에 증대시키면서 관련 공사를 수행할 수 있는 효과가 있음을 주장하고 있으나,
천공기로 넓고 깊은 천공홀을 별도로 천공하지 않고 나선형 강관파일을 직접 지반으로 직천공 관입 설치할 경우 직천공 관입 설치되는 강관파일 주변의 땅이 단단해짐에 따라 그라우팅에 의한 파일구근 형성 범위가 좁아져 인용발명에서 주장하는 것만큼의 지지력 향상을 기대할 수 없고, 이러한 문제점을 보강하기 위하여 강관파일 둘레에 형성되는 나선날개의 크기를 크게 할 경우 강관파일의 제작비용이 증대될 뿐만 아니라 강관파일의 무게가 대폭적으로 증대되어 운반 및 취급 등에 어려움을 증대시키는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0124890호
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 강관파일을 직접 천공 관입 설치할 경우에도 그라우팅재에 의한 파일구근이 넓은 범위로 펴질 수 있도록 함으로써 지지력을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 드릴 루트 파일 및 그 시공 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 지중으로 삽입되는 속이 빈 원통형의 드릴 파일과, 상기 드릴 파일의 선단부에 내부와 연통되는 루트홀과, 상기 드릴 파일 내부에 삽입되어 상기 루트홀을 통해 휨 돌출되는 루트 파일이 구성된 드릴 루트 파일을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 드릴 파일 내부에 루트 파일이 삽입되는 단계와,
드릴 파일이 지중에 직접 천공 관입되거나 지면에 형성된 천공홈에 드릴 파일이 삽입되는 단계와,
상기 천공홈에 삽입되거나 직접 지중으로 관입된 드릴 파일의 내부에 삽입된 루트 파일이 가압되어 드릴 파일 선단에 형성된 루트홀을 통해 상기 루트 파일의 일부가 휘어져 돌출되는 단계와,
상기 드릴 파일 내부로 그라우팅재가 주입되어 파일구근이 형성되는 단계와,
상기 파일 구근이 형성된 드릴 파일에 구조물이 설치되는 단계가 구성된 드릴 루트 파일 시공 방법을 제공하는 것이다.
이와 같이 하여 본 발명은 드릴 파일을 직접 천공 관입 설치한 후 드릴 파일 내부에 삽입된 루트 파일을 가압하여 드릴 파일의 루트홀을 통해 지중 깊이 설치된 드릴 파일의 선단에서 드릴 파일의 측방으로 나무의 뿌리가 뻗어 가듯이 루트 파일이 휘어져 돌출되고, 여기에서 더 나아가 드릴 파일 내부로 주입된 그라우팅재가 드릴 파일의 둘레에만 파일구근을 형성하는 것이 아니라 드릴 파일의 측방으로 돌출된 루트 파일의 둘레에도 형성되는 것이어서 드릴 파일의 지지력을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.
도 1은 인용발명의 구성을 나타내는 부분사시도.
도 2는 본 발명에 의한 드릴 루트 파일의 구체적인 실시예의 전체적인 구성을 나타내는 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 드릴 루트 파일의 작동을 설명하는 설명도.
도 6은 본 발명에 의한 드릴 루트 파일의 선단부의 단면을 예시하는 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 드릴 루트 파일에서 고정구의 구성을 구체적으로 예시하는 정면도.
도 8은 본 발명에 의한 드릴 루트 파일에 고정구의 사용을 예시하는 단면도.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 드릴 루트 파일의 구체적인 실시예의 전체적인 구성을 도 2로 도시하였다.
이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 드릴 루트 파일은 지중(100)으로 삽입되는 속이 빈 원통형의 드릴 파일(200)과, 상기 드릴 파일(200)의 선단부에 내부와 연통되는 루트홀(240) 및, 상기 드릴 파일(200) 내부에 삽입되어 상기 루트홀(240)을 통해 휘어져 돌출되는 루트 파일(300)로 구성될 수 있다.
이를 각 구성요소별로 더욱 상세하게 설명하면, 상기 드릴 파일(200)은 도 2와 도 3 및 도 6으로 도시한 바와 같이, 선단 끝이 뾰족하고 속이 빈 원통형의 강관(210)으로 형성될 수 있으며, 상기 드릴 파일(200) 내부에 삽입되는 그라우팅재가 드릴 파일(200) 둘레로 배출될 수 있도록 드릴 파일(200) 내부와 연통되도록 드릴 파일(200)의 둘레에 형성된 통공(220)과, 상기 드릴 파일(200)이 지중(100)으로 회전 압입될 때 지반이 굴착되도록 상기 드릴 파일(200)의 외주면에 형성된 스크류(230)와, 상기 드릴 파일(200) 내부로 삽입된 루트 파일(300)의 일부가 드릴 파일(200)의 선단에서 외부로 휘어져 돌출되도록 하는 루트홀(240)이 구성될 수 있고,
상기 루트 파일(300)은 도 2 내지 도 6으로 도시한 바와 같이, 드릴 파일(200) 내부에 삽입되며, 상기 드릴 파일(200)의 선단부에 형성된 루트홀(240)을 통해 드릴 파일(200)의 외부로 휘어져 돌출되는 다수개로 된 루트관(310)과, 상기 루트관(310)의 일단에 구비되어 상기 드릴 파일(200) 내에서 가압되는 압력을 상기 루트관(310)에 전달함과 동시에 상기 루트관(310)이 루트홀(240)을 통해 완전 이탈됨을 방지하고, 상기 다수의 루트관(310)을 하나의 묶음으로 묶어 고정시키는 이탈방지구(320)가 구성될 수 있다.
여기에서 상기 루트홀(240)은 도 6에서 보는 바와 같이, 드릴 파일(200)의 선단부에 드릴 파일(200)의 측방을 향하도록 형성되며, 상기 드릴 파일(200)의 내측을 향하는 루트홀(240)의 일측에는 드릴 파일(200)의 내부에 가해지는 압력에 의하여 드릴 파일(200)의 선단 방향으로 진행되는 루트 파일(300)의 루트관(310)이 드릴 파일(200)의 측방으로 휘어져 루트홀(240)을 통해 돌출되도록 루트관(310)의 선단을 유선형으로 가이드하는 휨가이드(241)가 형성된 것이다.
또한 상기 드릴 파일(200)은 도 6의 선단부 단면도에서 예시하는 바와 같이, 루트 파일(300)의 루트관(310)이 휨가이드(241)에 의해 가이드 되면서 휘어질 때 드릴 파일(200)의 외부 방향으로 가장 힘을 많이 받는 선단부에 형성된 루트홀(240)의 주변을 보강하여 드릴 파일(200)의 강관(210)이 파손되는 것을 방지하는 보강부(250)가 구비될 수 있고, 도 6에서는 루트홀(240)의 상단부분만을 감싸도록 도시되어 있으나 루트홀(240)을 막지 않는 범위 내에서 루트홀(240) 주변을 모두 감싸 보강하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
그리고 상기 드릴 파일(200)의 내부에서 외부로 돌출되는 루트 파일(300)의 루트관(310)은 철재 또는 합금으로 구성될 수 있고, 끝이 뾰족한 근, 편, 관, 봉 등의 형태로 구성될 수 있으며,
특히 루트관(310)의 내부가 비어있고, 상기 루트관(310)의 둘레에 루트관(310)의 내부와 연통된 그라우팅홀(330)이 형성될 수 있어서 도 5로 예시한 바와 같이, 드릴 파일(200) 내부로 주입되는 그라우팅재가 루트관(310) 내부를 통해 상기 그라우팅홀(330)로 배출되어 루트관(310)의 둘레에 파일구근(500)이 형성되도록 함으로써 드릴 파일(200)의 지중(100) 지지력을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
아울러 드릴 파일(200)의 지상 지지력 향상과 더욱 견고한 기초형성을 위하여 인접된 다수의 드릴 파일(200)들이 서로 연결 고정 될 수 있도록 하는 고정구(400)가 구성될 수 있다. 이러한 고정구(400)는 도 7과 도 8에서 보는 바와 같이, 드릴 파일(200)의 강관(210)에 걸리는 고정링(410)과, 상기 고정링(410)의 외부로 돌출되고 둘레에 나사산이 형성된 볼트돌기(420)와, 상기 볼트돌기(420)와 다른 고정링(410)에 돌출된 볼트돌기(420)에 나사결합으로 연결되어 회전됨으로 조임과 풀림이 이루어지도록 양단에 너트가 구비된 너트봉(430)으로 구성될 수 있어서 이러한 고정구(400)에 의하여 지중(100)뿐만 아니라 지상에서도 드릴 파일(200)의 견고성이 향상될 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의한 드릴 루트 파일을 이용한 시공 방법은 드릴 파일(200) 내부에 루트 파일(300)이 삽입되는 단계와,
드릴 파일(200)이 지중(100)에 직접 천공 관입되는 단계와,
상기 지중(100)에 관입된 드릴 파일(200)의 내부에 삽입된 루트 파일(300)이 가압되어 드릴 파일(200) 선단에 형성된 루트홀(240)을 통해 상기 루트 파일(300)의 일부가 휘어져 돌출되는 루트 파일(300) 가압 단계와,
상기 드릴 파일(200) 내부로 그라우팅재가 주입되어 파일구근(500)이 형성되는 단계와,
상기 파일구근(500)이 형성된 드릴 파일(200)에 구조물이 설치되는 단계가 구성된 방법일 수 있고,
또는 드릴 파일(200) 내부에 루트 파일(300)이 삽입되는 단계와,
지면에 형성된 천공홈에 드릴 파일(200)이 삽입되는 단계와,
상기 천공홈에 삽입된 드릴 파일(200)의 내부에 삽입된 루트 파일(300)이 가압되어 드릴 파일(200) 선단에 형성된 루트홀(240)을 통해 상기 루트 파일(300)의 일부가 휘어져 돌출되는 단계와,
상기 드릴 파일(200) 내부로 그라우팅재가 주입되어 파일구근(500)이 형성되는 단계와,
상기 파일구근(500)이 형성된 드릴 파일(200)에 구조물이 설치되는 단계가 구성된 것일 수 있다.
여기에서 상기 루트 파일(300) 가압 단계는 지상에 노출된 드릴 파일(200)의 후단에 루트 파일(300)을 가압하는 유압 실린더가 설치되는 단계와,
상기 드릴 파일(200)에 설치된 유압 실린더를 통해 드릴 파일(200) 내부의 루트 파일(300)이 가입되어 루트 파일(300)이 드릴 파일(200)의 선단 방향으로 진행되는 단계와, 상기 루트 파일(300)의 끝단부터 드릴 파일(200)의 루트홀(240)을 통해 돌출 되되, 상기 루트홀(240)의 휨가이드(241)를 따라 루트 파일(300)이 휘어지면서 드릴 파일(200)의 측방으로 돌출되는 단계로 구성될 수 있으며,
상기 파일구근(500)이 형성되는 단계는 드릴 파일(200) 내부로 주입된 그라우팅재가 루트 파일(300) 내부를 통해 루트 파일(300)의 둘레에 형성된 그라우팅홀(330)에서 배출되어 상기 드릴 파일(200) 외부로 돌출된 루트 파일(300) 둘레에 파일구근(500)이 형성되는 단계와,
상기 드릴 파일(200) 내부로 주입된 그라우팅재가 드릴 파일(200)의 둘레에 형성된 통공(220)을 통해 배출되어 드릴 파일(200) 둘레에 파일구근(500)이 형성되는 단계로 구성될 수 있다.
이러한 본 발명은 드릴 파일(200)을 직접 천공 관입 설치한 후 드릴 파일(200) 내부에 삽입된 루트 파일(300)을 가압하여 드릴 파일(200)의 루트홀(240)을 통해 지중(100) 깊이 설치된 드릴 파일(200)의 선단에서 드릴 파일(200)의 측방으로 나무의 뿌리가 뻗어 가듯이 루트 파일(300)이 휘어져 돌출되고, 여기에서 더 나아가 드릴 파일(200) 내부로 주입된 그라우팅재가 드릴 파일(200)의 둘레에만 파일구근(500)을 형성하는 것이 아니라 드릴 파일(200)의 측방으로 돌출된 루트 파일(300)의 둘레에도 형성되는 것이어서 드릴 파일(200)의 지지력을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명이 의도하는 요지 및 개념 내에서 다양하게 변화시켜 실시하는 것이 가능하다.
100:지중 200:드릴 파일 210:강관
220:통공 230:스크류 240:루트홀
241:휨가이드 250:보강부 300:루트 파일
310:루트관 320:이탈방지구 330:그라우팅홀
400:고정구 410:고정링 420:볼트돌기
430:너트봉 500:파일구근

Claims (11)

  1. 지중으로 삽입되는 속이 빈 원통형의 드릴 파일과,
    상기 드릴 파일의 선단부에 내부와 연통되는 루트홀과,
    상기 드릴 파일 내부에 삽입되어 상기 루트홀을 통해 휨 돌출되는 루트 파일이 구성됨을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드릴 파일은 선단 끝이 뾰족하고 속이 빈 원통형의 강관으로 형성되며,
    상기 드릴 파일의 둘레에 형성된 통공과,
    상기 드릴 파일이 지중으로 회전 압입될 때 지반이 굴착되도록 상기 드릴 파일의 외주면에 형성된 스크류와,
    상기 드릴 파일 내부로 삽입된 루트 파일의 일부가 드릴 파일의 선단에서 외부로 휘어져 돌출되도록 하는 루트홀이 구성된 것임을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트 파일은 드릴 파일 내부에 삽입되며,
    상기 드릴 파일의 선단부에 형성된 루트홀을 통해 드릴 파일의 외부로 휘어져 돌출되는 루트관과,
    상기 루트관의 일단에 구비되어 상기 드릴 파일 내에서 가압되는 압력을 상기 루트관에 전달함과 동시에 상기 루트관이 루트홀을 통해 완전 이탈됨을 방지하는 이탈방지구가 구성된 것임을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트홀은 드릴 파일의 선단부에 드릴 파일의 측방을 향하도록 형성되며, 상기 드릴 파일의 내측을 향하는 루트홀의 일측에 진행되는 루트 파일의 루트관이 드릴 파일의 측방으로 휘어져 루트홀을 통해 돌출되도록 가이드하는 휨가이드가 형성된 것임을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 드릴 파일은 선단부에 형성된 루트홀의 주변을 보강하는 보강부가 구비된 것임을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트 파일은 드릴 파일의 내부에서 외부로 돌출되는 루트관의 내부가 비어있으며, 상기 루트관의 둘레에 루트관의 내부와 연통된 그라우팅홀이 형성되어 있어서 드릴 파일 내부로 주입되는 그라우팅재가 루트관 내부를 통해 상기 그라우팅홀로 배출되어 루트관의 둘레에 파일구근이 형성되도록 하는 것임을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 드릴 파일과 인접된 드릴 파일의 상부를 서로 연결하는 고정구가 구비되되,
    상기 고정구는 드릴 파일의 강관에 걸리는 고정링과,
    상기 고정링의 외부로 돌출된 볼트돌기와,
    상기 볼트돌기와 다른 고정링에 돌출된 볼트돌기에 연결되어 회전됨으로 조임과 풀림이 이루어지도록 양단에 너트가 구비된 너트봉으로 구성된 것임을 특징으로 하는 드릴 루트 파일.
  8. 드릴 파일 내부에 루트 파일이 삽입되는 단계와,
    드릴 파일이 지중에 직접 천공 관입되는 단계와,
    상기 지중에 관입된 드릴 파일의 내부에 삽입된 루트 파일이 가압되어 드릴 파일 선단에 형성된 루트홀을 통해 상기 루트 파일의 일부가 휘어져 돌출되는 루트 파일 가압 단계와,
    상기 드릴 파일 내부로 그라우팅재가 주입되어 파일구근이 형성되는 단계와,
    상기 파일 구근이 형성된 드릴 파일에 구조물이 설치되는 단계가 구성됨을 특징으로 하는 드릴 루트 파일 시공 방법.
  9. 드릴 파일 내부에 루트 파일이 삽입되는 단계와,
    지면에 형성된 천공홈에 드릴 파일이 삽입되는 단계와,
    상기 천공홈에 삽입된 드릴 파일의 내부에 삽입된 루트 파일이 가압되어 드릴 파일 선단에 형성된 루트홀을 통해 상기 루트 파일의 일부가 휘어져 돌출되는 단계와,
    상기 드릴 파일 내부로 그라우팅재가 주입되어 파일구근이 형성되는 단계와,
    상기 파일 구근이 형성된 드릴 파일에 구조물이 설치되는 단계가 구성됨을 특징으로 하는 드릴 루트 파일 시공 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루트 파일 가압 단계는 지상에 노출된 드릴 파일의 후단에 루트 파일을 가압하는 유압 실린더가 설치되는 단계와,
    상기 드릴 파일에 설치된 유압 실린더를 통해 드릴 파일 내부의 루트 파일이 가입되어 루트 파일이 드릴 파일의 선단 방향으로 진행되는 단계와, 상기 루트 파일의 끝단부터 드릴 파일의 루트홀을 통해 돌출 되되, 상기 루트홀의 휨가이드를 따라 루트 파일이 휘어지면서 드릴 파일의 측방으로 돌출되는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 드릴 루트 파일 시공 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일구근이 형성되는 단계는 드릴 파일 내부로 주입된 그라우팅재가 루트 파일 내부를 통해 루트 파일의 둘레에 형성된 그라우팅홀에서 배출되어 상기 드릴 파일 외부로 돌출된 루트 파일 둘레에 파일 구근이 형성되는 단계와,
    상기 드릴 파일 내부로 주입된 그라우팅재가 드릴 파일의 둘레에 형성된 통공을 통해 배출되어 드릴 파일 둘레에 파일 구근이 형성되는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 드릴 루트 파일 시공 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101715635B1 (ko) * 2016-06-24 2017-03-13 방순옥 디자인형 울타리 시공을 위한 지주보강 나사목 기초
KR20170003355U (ko) * 2016-03-18 2017-09-27 (주)쌔즈믄 앵커가 삽입된 기초 파일
CN109403313A (zh) * 2018-11-29 2019-03-01 中山大学 一种异形桩及其施工方法

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