KR20150050273A

KR20150050273A - 지중파일 연결 및 시공방법

Info

Publication number: KR20150050273A
Application number: KR1020130132190A
Authority: KR
Inventors: 남정호
Original assignee: 남정호
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-08

Abstract

본 발명은 지중파일 연결 및 시공방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 지중파일 연결 및 시공방법은 상단으로부터 하방으로 이격된 위치에 일직선상으로 수평하게 뚫린 관통공이 구비되고 상단부 둘레에 용접부철물이 결합된 하부 파일(pile)과 하단부 둘레에 용접부철물이 결합된 상부 파일을 제작하는 단계와, 상기 상부 및 하부 파일이 근입될 위치의 지반에 파일공을 천공하고 케이싱을 근입하는 단계와, 상기 관통공으로 걸이봉을 통과시켜서 상기 하부 파일의 외측면으로부터 바깥쪽으로 상기 걸이봉의 양 말단부가 돌출되게 하는 단계와, 상기 하부 파일을 상기 걸이봉이 상기 케이싱의 상단부에 걸쳐질 때까지 상기 파일공에 삽입하는 단계와, 상기 상부 파일의 하면이 상기 하부 파일의 상면과 맞닿도록 상기 상부 파일을 상기 하부 파일 위에 적층시키는 단계와, 상기 상부 파일의 하단부와 상기 하부 파일의 상단부를 용접 결합하는 단계 및 상기 상부 파일 및 상기 하부 파일의 결합체를 잡아든 상태에서 상기 걸이봉을 빼낸 다음 상기 하부 파일을 상기 파일공에 더 깊이 삽입하는 단계를 포함한다.

Description

지중파일 연결 및 시공 방법 {METHOD OF CONNECTING AND CONSTRUCTING UNDERGROUND PILES}

본 발명은 지중파일 연결 및 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝(prestressed high-strength concrete pile)을 서비스 크레인을 사용하지 않고 간편하고 효율적으로 시공할 수 있는 지중파일 연결 및 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 기초공사 파일 항타 작업시 천공 심도가 깊은 경우 상부 파일(A)과 하부 파일(B)을 용접해서 사용해야 하는데, 도 1에 도시된 것과 같이, 먼저 하부 파일(B) 길이 정도의 파일고정용 홀(C)을 천공하여 서비스 크레인으로 하부 파일(B)을 먼저 근입한 다음, 다시 서비스 크레인으로 상부 파일(A)을 인양하여 하부 파일(B) 용접부에 맞추고 용접 작업을 실시한 후 다시 용접된 상부 및 하부 파일(A,B)을 서비스 크레인이 인양하여 천공홀(D)로 이동하여 파일을 근입하여 작업을 마감한다.

그러나 이와 같이 건축물 기초공사에서 파일 항타 작업 시 파일 천공 심도가 15m 이상이 될 때에는 파일을 용접 결합하여 항타하기 위해서는 별도의 서비스 홀을 천공하여야 하고, 항타기 외에 서비스 크레인의 도움을 받아야 하므로 서비스 크레인의 사용에 따른 큰 비용이 소요되고 작업 능률 면에서도 낭비가 아닐 수 없고, 서비스 크레인이 제 때 준비되지 않으면 모든 작업을 중지해야 하므로 공사가 지연된다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 작업공수 단축과 서비스 크레인의 사용으로 인해 발생되는 비용을 절감하기 위한 지중파일 연결 및 시공 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중파일 연결 및 시공 방법은 상단으로부터 하방으로 이격된 위치에 일직선상으로 수평하게 뚫린 관통공이 구비되고 상단부 둘레에 용접부철물이 결합된 하부 파일(pile)과 하단부 둘레에 용접부철물이 결합된 상부 파일을 제작하는 단계와, 상기 상부 및 하부 파일이 근입될 위치의 지반에 파일공을 천공하고 케이싱을 근입하는 단계와, 상기 관통공으로 걸이봉을 통과시켜서 상기 하부 파일의 외측면으로부터 바깥쪽으로 상기 걸이봉의 양 말단부가 돌출되게 하는 단계와, 상기 하부 파일을 상기 걸이봉이 상기 케이싱의 상단부에 걸쳐질 때까지 상기 파일공에 삽입하는 단계와, 상기 상부 파일의 하면이 상기 하부 파일의 상면과 맞닿도록 상기 상부 파일을 상기 하부 파일 위에 적층시키는 단계와, 상기 상부 파일의 하단부와 상기 하부 파일의 상단부를 용접 결합하는 단계 및 상기 상부 파일 및 상기 하부 파일의 결합체를 잡아든 상태에서 상기 걸이봉을 빼낸 다음 상기 하부 파일을 상기 파일공에 더 깊이 삽입하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 상부 파일 또는 상기 하부 파일을 붙잡고 있거나 들고 내리는 작업은 상기 상부 파일 또는 상기 하부 파일의 상단부와 결속된 항타기를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부 파일 및 상기 하부 파일은 고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝인 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 파일의 용접부철물은 상기 하부 파일의 상단부를 둘러싸는 상단 링 부재와 상단이 상기 상단 링 부재와 결합하고 상기 관통공의 둘레부를 덮도록 하방으로 뻗으며 상기 관통공과 통하는 천공구멍이 형성된 보강부재를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 파일의 용접부철물은 상기 보강부재의 하단과 결합하고 상기 하부 파일의 일부를 둘러싸는 하단 링 부재를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관통공은 상기 하부 파일 내부에 수평 방향으로 설치되는 원형 파이프의 내부 구멍인 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 지중파일 연결 및 시공 방법에 의하면 작업공수 단축으로 인한 작업 능률 향상과 인건비 및 항타기 임대료 절감 효과가 있고, 서비스 크레인의 사용으로 인해 발생됐던 비용이 들지 않게 되어 공사 수익성 개선에 기여하게 된다는 장점이 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 파일 공사 방법을 나타낸 개략도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 지중파일 연결 및 시공 방법을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 상부 파일과 하부 파일의 연결 부위를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 상부 파일과 하부 파일의 연결 부위를 나타낸 측단면도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 지중파일 연결 및 시공 방법을 순서대로 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 의한 상부 파일과 하부 파일의 연결 부위를 나타낸 정면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 상부 파일과 하부 파일의 연결 부위를 나타낸 측단면도이다.

본 발명에서의 지중파일은 고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝(prestressed high-strength concrete pile)으로서 가운데가 뚫린 원형 관 형태를 가지고 내부에 매설된 다수 개의 철근들로 보강되며 상단부 및 하단부 각각의 둘레에 용접부철물이 결합되어 있다.

두 개의 말뚝을 적층 결합하는 것을 상정하여 본 명세서에서는 맨 아래쪽에 위치하는 파일을 하부 파일(200)이라 하고 하부 파일(200) 바로 위에 결합하는 파일을 상부 파일(100)이라고 명명하는데, 더욱 긴 파일을 만들어야 할 경우에는 두 개의 파일이 아니라 세 개 이상의 파일이 일렬로 결합될 수도 있음은 물론이며, 이 경우에도 위아래로 직접 용접 결합되는 파일들의 결합 관계는 본 명세서에서의 상부 파일(100)과 하부 파일(200)의 결합 관계와 동일하므로 세 개 이상의 파일을 연결하는 경우에 대해 따로 설명하지는 않는다.

용접부철물(110,210)과 관통 파이프(220)는 말뚝 제조 과정 초기부터 형틀에 설치되어 이에 타설되는 콘크리트 부분과 결합된 상태로 완제품으로 생산된다.

관통 파이프(220)는 철 또는 합성수지로 이루어진 원형 관으로서 관통 파이프(220)의 내부를 관통하는 구멍을 본 명세서에서는 관통공(221)이라 명명하기로 한다. 본 실시 예에서의 관통공(221)은 하부 파일(200)의 상단으로부터 아래쪽으로 70cm 떨어진 위치에 형성되고 관통공(221)의 직경은 3.5cm이다.

도 4에 도시된 것과 같이, 관통 파이프(220)는 하부 파일(200)의 상단으로부터 하방으로 일정 거리만큼 떨어져 있는 부분에 설치되어 하부 파일(200)의 수평 단면의 중심을 지나면서 수평 방향으로 관통하도록 양 말단부가 콘크리트 부분에 매립되어 고정 설치된다.

도 3에 도시된 것과 같이, 하부 파일의 용접부철물(210)은 하부 파일(200)의 상단부를 둘러싸는 상단 링 부재(211)와, 상단이 상단 링 부재(211)와 결합하고 관통공(221)의 둘레부를 덮도록 하방으로 길게 뻗으며 관통공(221)과 통하도록 마주보는 천공구멍(213)이 형성되고 관통공(221)의 양 끝 쪽에 하나씩 한 쌍이 구비되는 보강부재(212)와, 보강부재(212)의 하단과 결합하여 상단 링 부재(211)와 상하 방향으로 간격을 두고 나란하게 설치되어 하부 파일(200)의 일부를 둘러싸는 하단 링 부재(214)를 포함하여 구성된다.

하부 파일의 용접부철물(210)에 보강부재(212)가 구비되는 이유는 걸이봉(300)이 케이싱(20) 위에 걸쳐져 있을 때 관통 파이프(220)와 맞닿아 있는 말뚝 부분에 집중적인 힘이 위쪽으로 가해지기 때문에 관통공(221) 둘레에 철로 된 보강부재(212)를 바깥쪽에서 덧댐으로써 걸이봉(300)이 가하는 힘을 넉넉하게 견딜 수 있게 하고 시각적으로도 안정감이 들게 하기 위함이다. 걸이봉(300)은 기다랗고 두꺼운 철봉으로서 관통공(221)에 끼워질 수 있는 크기 및 형상을 가지고 관통 파이프(220)보다 길어서 걸이봉(300)의 양 말단부가 각각 관통공(221)의 바깥쪽으로 돌출되도록 관통공(221)에 끼워질 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 상부 파일(100)과 하부 파일(200)의 맞닿는 부분의 둘레 부분은 안쪽으로 움푹 들어가 있어서 이 들어가있는 부분을 바깥쪽에서 용접하면 상부 파일(100)과 하부 파일(200)이 결합된다.

상기한 것과 같이 구성된 상부 파일(100)과 하부 파일(200) 및 걸이봉(300) 등을 이용한 본 발명에 의한 지중파일 연결 및 시공방법을 도 2a 내지 도 2c를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 용접부철물(210) 및 관통 파이프(220)가 결합된 하부 파일(200)과 용접부철물(110)이 결합된 상부 파일(100)을 제작한다. 통상적으로 파일이 가장 긴 것이 12.5m 정도가 되기 때문에 파일 천공 심도가 15m 이상일 때에는 서로 다른 파일들을 용접 결합하여 사용하게 되는데, 예를 들어 파일공(10)이 19.4m 정도가 되면 9m의 하부 파일(200)과 11m의 상부 파일(100)을 수직으로 연결하여 파일공(10)에 삽입하고 지면 위로 돌출된 60cm 정도의 상부 파일(100)의 상단부는 10cm 정도만 남아있도록 두부 정리를 하고 보강캡을 씌우면 된다.

파일이 준비되면 항타기를 이용해서 상부 및 하부 파일(100,200)이 근입될 위치의 지반에 파일공(10)을 천공하고 케이싱(20)을 근입한다. 이 과정에서 천공 드릴이 천공을 하는 것과 함께 거대한 쇠 파이프 형태의 케이싱(20)이 같이 들어가게 된다. 이때 케이싱(20)의 상단이 지면 위로 약간 올라와있는 상태가 된다.

파일공(10)을 천공하고 케이싱(20)을 근입한 다음에는 하부 파일(200)을 파일공(10)에 넣게 되는데 그 전에 하부 파일(200)의 관통공(221)으로 걸이봉(300)을 통과시켜서 하부 파일(200)의 외측면으로부터 바깥쪽으로 걸이봉(300)의 양 말단부가 돌출되도록 한다. 이 상태에서 하부 파일(200)의 상단부를 항타기에 결속시켜서 항타기가 하부 파일(200)을 든 다음 하부 파일(200)을 걸이봉(300)이 케이싱(20)의 상단부에 걸쳐질 때까지 파일공(10)에 삽입되도독 내리면 도 2a에 도시된 것과 같이 걸이봉(300)이 케이싱(20) 위에 걸쳐져서 하부 파일(200)이 걸이봉(300)에 의해서만 매달려 있는 상태가 된다. 여기서 파일을 들고 내리는 것을 항타기가 하는 이유는 항타기에 크레인 기능이 있기 때문이며, 이로써 별도의 서비스 크레인의 사용이 불필요하다.

그 다음 과정으로는 도 2b에 도시된 것과 같이 상부 파일(100)의 하면이 하부 파일(200)의 상면과 맞닿도록 항타기를 이용해 상부 파일(100)을 들어서 상기 하부 파일(200) 위에 놓은 다음, 상부 파일(100)의 하단부와 하부 파일(200)의 상단부를 용접 결합한다. 케이싱(20)의 상단이 지면으로부터 위쪽으로 약간 떨어져 있는 데다가 상부 파일(100)과 하부 파일(200)의 결합부가 걸이봉(300)보다 위쪽으로 70cm 정도 떨어져 있기 때문에 용접을 하게 되는 부위는 지면으로부터 약 1m 정도 위쪽으로 떨어져 있어서 용접 작업자가 작업을 편하게 할 수 있는 위치에 있게 된다.

그런 다음 서로 용접 결합되어 일체로 된 상부 파일(100)과 하부 파일(200)의 결합체를 항타기를 이용해 약간 들어서 걸이봉(300)을 빼낸 다음 하부 파일(200)의 하단이 파일공(10)의 바닥에 닿을 때까지 파일공(10)에 깊이 삽입하게 되면 도 3b에 도시된 것과 같이 상부 파일(100)의 상단부만 지면 위로 약간 나와 있는 상태가 된다.

그런 다음에는 일반적인 말뚝 시공의 마무리 단계와 마찬가지로 케이싱(20)을 빼내고 파일공(10) 내부에 시멘트를 충전하여 파일을 고정시킨다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10: 파일공 20: 케이싱
100: 상부 파일 110: 상부 파일 용접부철물
200: 하부 파일 210: 하부 파일 용접부철물
211: 상단 링 부재 212: 보강부재
213: 천공구멍 214: 하단 링 부재
220: 관통 파이프 221: 관통공
300: 걸이봉 A: 상부 파일
B: 하부 파일 C: 파일 고정용 홀
D: 천공홀

Claims

상단으로부터 하방으로 이격된 위치에 일직선상으로 수평하게 뚫린 관통공이 구비되고 상단부 둘레에 용접부철물이 결합된 하부 파일(pile)과 하단부 둘레에 용접부철물이 결합된 상부 파일을 제작하는 단계;
상기 상부 및 하부 파일이 근입될 위치의 지반에 파일공을 천공하고 케이싱을 근입하는 단계;
상기 관통공으로 걸이봉을 통과시켜서 상기 하부 파일의 외측면으로부터 바깥쪽으로 상기 걸이봉의 양 말단부가 돌출되게 하는 단계;
상기 하부 파일을 상기 걸이봉이 상기 케이싱의 상단부에 걸쳐질 때까지 상기 파일공에 삽입하는 단계;
상기 상부 파일의 하면이 상기 하부 파일의 상면과 맞닿도록 상기 상부 파일을 상기 하부 파일 위에 적층시키는 단계;
상기 상부 파일의 하단부와 상기 하부 파일의 상단부를 용접 결합하는 단계; 및
상기 상부 파일 및 상기 하부 파일의 결합체를 잡아든 상태에서 상기 걸이봉을 빼낸 다음 상기 하부 파일을 상기 파일공에 더 깊이 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중파일 연결 및 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 상부 또는 하부 파일을 붙잡고 있거나 들고 내리는 작업은 상기 상부 또는 하부 파일의 상단부와 결속된 항타기를 이용하는 것을 특징으로 하는 지중파일 연결 및 시공방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상부 및 하부 파일은 고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝인 것을 특징으로 하는 지중파일 연결 및 시공방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하부 파일의 용접부철물은 상기 하부 파일의 상단부를 둘러싸는 상단 링 부재와 상단이 상기 상단 링 부재와 결합하고 상기 관통공의 둘레부를 덮도록 하방으로 뻗으며 상기 관통공과 통하는 천공구멍이 형성된 보강부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지중파일 연결 및 시공방법.
제4항에 있어서,
상기 하부 파일의 용접부철물은 상기 보강부재의 하단과 결합하고 상기 하부 파일의 일부를 둘러싸는 하단 링 부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지중파일 연결 및 시공방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 관통공은 상기 하부 파일 내부에 수평 방향으로 설치되는 관통 파이프의 내부 구멍인 것을 특징으로 하는 지중파일 연결 및 시공방법.