KR20160003940A - 마이크로 파일 내하체 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법 - Google Patents

마이크로 파일 내하체 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중앙에 마이크로 파일(200)이 삽입되는 파일 삽입공(111)이 형성된 관 구조의 본체(110); 본체(110)의 외측에 일체형으로 형성됨과 아울러, 본체(110)의 상하방향을 따라 상호 간격을 두고 돌출형성된 복수의 횡리브(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100) 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법을 제시함으로써, 시공이 용이하며, 시공기간을 단축시키고, 마이크로 파일의 주면 마찰력을 증가시켜 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

마이크로 파일 내하체 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법{INNER INSERTED MEMBER FOR MICROPILE AND STRUCTURE OF MICROPILE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 토목 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 마이크로 파일 내하체 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법에 관한 것이다.
기초 구조물에 있어서, 상부 구조물의 하중을 지반에 전달하기 위하여 파일(Pile)을 시공한다.
이러한 파일 중, 마이크로 파일은 기존의 강관 파일이나 콘크리트 파일에 비해 소구경의 천공으로 소음, 진동이 적고 협소한 공간에서의 시공이 가능이 가능하다는 장점이 있다.
일반적인 시공방법은 지반을 천공한 후, 마이크로 파일을 삽입하고 그라우팅한 후, 파일의 두부에 정착판을 설치한 다음 기초콘크리트를 타설하는 순서로 이루어진다.
현장의 상황에 따라, 또는 아파트의 리모델링과 같이 기존의 구조물의 규모를 확대(증축)할 필요가 있는 경우에는 기초콘크리트의 하부에 추가 마이크로 파일을 설치한다.
이러한 경우에는 추가 마이크로 파일을 설치하고자 하는 위치에 기초 콘크리트의 일부를 절취한 후, 추가 마이크로 파일을 설치하게 된다.
위의 두가지 경우 모두 마이크로 파일을 삽입하고 그라우팅을 하는데, 여기서 그라우트재에 대한 주면 마찰력이 향상되도록, 마이크로 파일의 외측에 내하체가 설치된다.
내하체는 외주면에 축방향을 따라 일정한 간격으로 횡리브가 돌출된 구조이며, 이 횡리브가 그라우트재에 대한 주면 마찰력을 높이는 기능을 한다.
이러한 내하체는 마이크로 파일의 높이방향을 따라 상호 간격을 두고 복수가 설치되어야 상기 기능을 효과적으로 발휘할 수 있다.
그러나, 종래의 내하체는 마이크로 파일에 일정 간격을 두고 복수의 내하체를 설치하는 시공이 난해하다는 단점이 있다.
특히, 내하체의 횡리브가 간격을 두고 설치되어야 하는데 이 시공이 복잡하고 어려우므로, 정확한 시공이 어렵다.
따라서, 그라우트재에 대한 주면 마찰력이 감소되어 구조적 안정성이 저하될 우려가 있다.
또한, 시공이 난해하므로 시공기간 및 그에 따른 시공비용이 증가하는 문제점이 있다.
더불어, 기존 구조물의 기초 콘크리트 하부에 추가로 마이크로 파일을 설치할 경우, 기초 콘크리트의 일부를 절취하는 작업이 이루어져야 하는데, 이 때 기존에 설치된 철근의 일부가 훼손되고, 추가 마이크로 파일을 설치한 후 철근의 재이음 작업이 이루어져야 하며, 기초 콘크리트에 정착된 마이크로 파일의 두부에 내하체를 설치할 경우 시공이 번거롭고 시공기간이 길어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 시공이 용이하며, 시공기간을 단축시키고, 마이크로 파일의 주면 마찰력을 증가시켜 구조적 안정성을 확보할 수 있는 마이크로 파일 내하체 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 중앙에 마이크로 파일(200)이 삽입되는 파일 삽입공(111)이 형성된 관 구조의 본체(110); 상기 본체(110)의 외측에 일체형으로 형성됨과 아울러, 상기 본체(110)의 상하방향을 따라 상호 간격을 두고 돌출형성된 복수의 횡리브(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100)을 제시한다.
상기 횡리브(120)는 주입호스(10)가 삽입되도록, 가장자리에 주입호스 삽입홈(121);이 형성된 것이 바람직하다.
상기 마이크로 파일용 내하체(100)는 복수의 조각 내하체(100a)가 상하방향으로 적층되어 형성되며, 상기 조각 내하체(100a)는 관 구조의 조각본체(110a); 상기 조각본체(110a)의 상부 또는 하부 외측에 일체형으로 돌출형성된 상기 횡리브(120);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조각 내하체(100a)는 상기 조각 내하체(100a)의 상부에 결합하는 상부 조각본체(110b)의 하부가 단차구조에 의하여 끼움결합하도록, 상기 횡리브(120)의 상부 또는 하부 중앙에 결합홈부(122);가 형성되며, 상기 조각 내하체(100a)의 하부에 결합하는 하부 조각본체(110c)의 상부가 단차구조에 의하여 끼움결합하도록, 상기 조각본체(110a)의 하부 또는 상부 중앙에 결합돌부(123);가 형성된 것이 바람직하다.
상기 마이크로 파일용 내하체(100)는 주물로 형성된 것이 바람직하다.
상기 횡리브(120)는 상면이 가장자리부에 비해 중앙부가 높도록 경사지게 형성된 상부 경사부(124); 하면이 가장자리부에 비해 중앙부가 낮도록 경사지게 형성된 하부 경사부(126); 상기 상부 경사부(124) 및 하부 경사부(126) 사이에 형성된 관 구조의 몸체부(125);를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 마이크로 파일용 내하체(100)를 이용한 마이크로 파일 구조물로서, 기초 콘크리트(1)에 두부가 정착된 상기 마이크로 파일(200); 상기 마이크로 파일(200)의 외측에 끼워지는 상기 마이크로 파일용 내하체(100);를 포함하는 마이크로 파일 구조물을 함께 제시한다.
상기 마이크로 파일용 내하체(100)는 상기 마이크로 파일(200)의 높이방향을 따라 간격을 두고 복수가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 마이크로 파일용 내하체(100)의 상부에 결합하는 상부 너트(300); 상기 마이크로 파일용 내하체(100)의 하부에 결합하는 하부 너트(400);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 마이크로 파일 구조물의 시공방법으로서, 상기 기초콘크리트(1)를 천공하여 마이크로 파일 설치공(2)을 형성하는 천공단계; 상기 마이크로 파일 설치공(2)에 상기 마이크로 파일(200)을 삽입하는 삽입단계; 상기 마이크로 파일 설치공(2)에 그라우트재(G)를 주입하는 주입단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 구조물의 시공방법을 함께 제시한다.
상기 횡리브(120)는 주입호스(10)가 삽입되도록, 가장자리에 주입호스 삽입홈(121);이 형성되며, 상기 주입단계는 상기 주입호스 삽입홈(121)에 상기 주입호스(10)를 삽입하여 마이크로 파일의 삽입공(111)의 하측에서부터 상기 그라우트재(G)를 주입하는 것이 바람직하다.
상기 마이크로 파일은 상기 마이크로 파일용 내하체(100)가 상기 기초 콘크리트(1)에 정착한 상기 마이크로 파일(200)의 두부에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 시공이 용이하며, 시공기간을 단축시키고, 마이크로 파일의 주면 마찰력을 증가시켜 구조적 안정성을 확보할 수 있는 마이크로 파일 내하체 및 이를 이용한 마이크로 파일 구조물과 그 시공방법을 제시한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 마이크로 파일 내하체의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 제 1실시예의 사시도.
도 2는 제 2실시예의 사시도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 제 3실시예의 사용 상태도.
도 5는 제 3실시예의 결합도.
도 6은 제 4실시예의 결합도.
도 7은 본 발명에 의한 마이크로 파일 구조물의 일실시예의 단면도.
도 8은 횡리브의 부분 확대사시도.
도 9, 10은 본 발명에 의한 마이크로 파일 구조물의 시공방법의 공정도를 나타낸 것으로서,
도 9는 마이크로 파일 삽입단계의 공정도.
도 10은 그라우트재 주입단계의 공정도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 마이크로 파일용 내하체(100)는 중앙에 마이크로 파일(200)이 삽입되는 파일 삽입공(111)이 형성된 관 구조의 본체(110); 본체(110)의 외측에 일체형으로 형성됨과 아울러, 본체(110)의 상하방향을 따라 상호 간격을 두고 돌출형성된 복수의 횡리브(120);를 포함하여 구성되는 점이 특징이다.
즉, 본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)는 관 구조의 본체(100)와 횡리브(120)가 일체화된 구조로써, 마이크로 파일(200)의 외측에 끼우는 구조로 설치되므로 시공이 매우 용이하다는 장점이 있다(도 7).
따라서, 마이크로 파일(200)의 외측에 상호 간격을 두고 복수를 설치하는 작업이 신속하고, 정확하게 이루어질 수 있으므로, 마이크로 파일(200)의 주면 마찰력을 증가시켜 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 기초 콘크리트(1)를 천공하여 추가 마이크로 파일이 설치될 경우, 기초 콘크리트(1)에 정착된 마이크로 파일(200)의 두부에 본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)가 설치될 수 있다(도 9).
이와 같은 구조를 통해, 내하체(100)와 그라우트재간에는 걸림력(Kwying)이 작용하게 되고, 내하체(100)가 외력으로 작용하는 하중을 마이크로 파일(200)로 전이시키는 역할을 하므로, 기초 콘크리트(1)의 부담을 감소시키고 보다 안정적인 기초 구조물을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
더불어, 마이크로 파일(200)의 삽입작업 시, 기초 콘크리트(1)의 일부를 절취하는 것이 아닌, 소구경의 코어 보링작업을 통하여 천공하여 삽입할 수 있으므로, 기초 콘크리트(1)의 철근의 훼손을 최소화할 수 있고, 별도의 철근 재이음 작업이 불필요함에 따라 시공기간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)는 조립형 구조를 통하여 횡리브(120)의 설치갯수를 조절할 수 있다는 장점이 있다(도 5,6).
따라서, 요구되는 설계강도 및 현장의 지반 조건에 적합하도록 횡리브(120)의 설치갯수를 조절하여 설치될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)의 구조를 설명하면 다음과 같다.
횡리브(120)는 주입호스(10)가 삽입되도록, 가장자리에 주입호스 삽입홈(121)이 형성된 것이 특징이다(도 3,10).
이러한 구조를 통하여, 지중에 마이크로 파일(200)을 설치한 후, 상기 주입호스 삽입홈(121)에 주입호스(10)를 삽입한 후, 마이크로 파일 설치공(2)의 하부에서부터 그라우트재(G)를 주입할 수 있다
따라서, 그라우트재 주입작업이 정확하고, 안정적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)는 복수의 조각 내하체(100a)가 상하방향으로 적층되어 형성된 조립식 구조를 통하여 횡리브(120)의 설치갯수를 조절하는 것이 용이하다는 장점이 있다(도 4,7).
이를 위하여, 조각 내하체(100a)는 관 구조의 조각본체(110a)와, 조각본체(110a)의 상부 또는 하부 외측에 일체형으로 돌출형성된 횡리브(120)의 구조로 이루어진다.
또한, 조각 내하체(100a)는 조각 내하체(100a)의 상부에 결합하는 상부 조각본체(110b)의 하부가 단차구조에 의하여 끼움결합하도록, 횡리브(120)의 상부 또는 하부 중앙에 결합홈부(122)가 형성되며, 조각 내하체(100a)의 하부에 결합하는 하부 조각본체(110c)의 상부가 단차구조에 의하여 끼움결합하도록, 조각본체(110a)의 하부 또는 상부 중앙에 결합돌부(123)가 형성된 구조가 특징이다(도 5,6).
위와 같이, 상부 조각본체(110b)와 조각본체(110a), 하부 조각본체(110c)가 각각 단차구조에 의하여 끼움결합한 후, 볼트 등에 의해 접합되므로 작업이 간단하고 신속하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)는 주물로 형성될 수 있다(도 2).
이와 같이 내하체(100) 전체가 하나의 주물로 형성될 경우, 설치작업이 보다 용이할뿐만 아니라, 외력으로 작용하는 하중을 마이크로 파일(200)로 전이시키는 기능과, 그라우트재(G)와의 걸림력, 주면 마찰력을 발휘하는 기능을 보다 효과적으로 발휘할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 마이크로 파일용 내하체(200)에서 횡리브(120)는 상면이 가장자리부에 비해 중앙부가 높도록 경사지게 형성된 상부 경사부(124); 하면이 가장자리부에 비해 중앙부가 낮도록 경사지게 형성된 하부 경사부(126); 상부 경사부(124) 및 하부 경사부(126) 사이에 형성된 관 구조의 몸체부(125);를 포함하는 것이 특징이다(도 8).
즉, 종래에 일반적으로 사용되는 파일용 내하체의 횡리브는 횡단면이 직사각형 구조인 것에 비하여, 본 발명의 횡리브(120)는 횡단면이 사다리꼴 구조인 상부 경사부(124)와 하부 경사부(126)를 포함하는 구조를 통하여 하중을 부담하는 면적이 증가한다는 특징이 있다.
이는, 횡리브(120)와 마이크로 파일 설치공(2)에 채워진 그라우트재(G)간에 작용하는 걸림력을 극대화하는 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 횡리브(120)는 상부 경사부(124)와 하부 경사부(126)를 통하여 응력을 보다 효율적으로 분산시킴으로써 안정성을 확보함과 아울러, 외부 하중을 효과적으로 마이크로 파일(200)에 전달할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 마이크로 파일용 내하체(100)를 이용한 마이크로 파일 구조물은 기초 콘크리트(1)에 두부가 정착된 마이크로 파일(200); 마이크로 파일(200)의 외측에 끼워지는 상기 마이크로 파일용 내하체(100);를 포함하여 형성된다(도 7).
여기서, 마이크로 파일용 내하체(100)는 마이크로 파일(200)의 높이방향을 따라 간격을 두고 복수가 설치된다.
또한, 마이크로 파일용 내하체(100)의 상부에는 상부 너트(300)로, 하부에는 결합하는 하부 너트(400)로 각각 내하체(100)의 상,하부를 고정하도록 한다.
본 발명의 마이크로 파일 구조물의 시공방법은 기초콘크리트(1)를 천공하여 마이크로 파일 설치공(2)을 형성하는 천공단계, 마이크로 파일 설치공(2)에 마이크로 파일(200)을 삽입하는 삽입단계, 마이크로 파일 설치공(2)에 그라우트재(G)를 주입하는 주입단계로 이루어진다(도 9,10).
여기서, 주입단계는 주입호스 삽입홈(121)에 주입호스(10)를 삽입하여 마이크로 파일의 삽입공(111)의 하측에서부터 그라우트재(G)를 주입함으로써, 작업이 안정적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 마이크로 파일용 내하체(100)는 기초 콘크리트(1)에 정착한 마이크로 파일(200)의 두부에 설치되는 것이 특징이다.
이러한 시공방법을 통하여, 기초 콘크리트(1)와 마이크로 파일(200)의 두부가 일체화됨으로써 구조적 안정성을 향상시킴과 아울러, 끼움력을 향상시켜 마이크로 파일(200)의 기능을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
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.
1 : 기초 콘크리트 2 : 마이크로 파일 설치공
10 : 주입호스 100 : 마이크로 파일용 내하체
100a : 조각 내하체 110 : 본체
110a : 조각본체 111 : 파일 삽입공
120 : 횡리브 121 : 주입호스 삽입홈
122 : 결합홈부 123 : 결합돌부
124 : 상부 경사부 125 : 몸체부
126 : 하부 경사부 200 : 마이크로 파일
300 : 상부 너트 400 : 하부 너트

Claims (12)

  1. 중앙에 마이크로 파일(200)이 삽입되는 파일 삽입공(111)이 형성된 관 구조의 본체(110);
    상기 본체(110)의 외측에 일체형으로 형성됨과 아울러, 상기 본체(110)의 상하방향을 따라 상호 간격을 두고 돌출형성된 복수의 횡리브(120);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 횡리브(120)는
    주입호스(10)가 삽입되도록, 가장자리에 주입호스 삽입홈(121);이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100).
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 파일용 내하체(100)는
    복수의 조각 내하체(100a)가 상하방향으로 적층되어 형성되며,
    상기 조각 내하체(100a)는
    관 구조의 조각본체(110a);
    상기 조각본체(110a)의 상부 또는 하부 외측에 일체형으로 돌출형성된 상기 횡리브(120);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100).
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 조각 내하체(100a)는
    상기 조각 내하체(100a)의 상부에 결합하는 상부 조각본체(110b)의 하부가 단차구조에 의하여 끼움결합하도록, 상기 횡리브(120)의 상부 또는 하부 중앙에 결합홈부(122);가 형성되며,
    상기 조각 내하체(100a)의 하부에 결합하는 하부 조각본체(110c)의 상부가 단차구조에 의하여 끼움결합하도록, 상기 조각본체(110a)의 하부 또는 상부 중앙에 결합돌부(123);가 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100).
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 파일용 내하체(100)는
    주물로 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100).
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 횡리브(120)는
    상면이 가장자리부에 비해 중앙부가 높도록 경사지게 형성된 상부 경사부(124);
    하면이 가장자리부에 비해 중앙부가 낮도록 경사지게 형성된 하부 경사부(126);
    상기 상부 경사부(124) 및 하부 경사부(126) 사이에 형성된 관 구조의 몸체부(125);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일용 내하체(100).
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 마이크로 파일용 내하체(100)를 이용한 마이크로 파일 구조물로서,
    기초 콘크리트(1)에 두부가 정착된 상기 마이크로 파일(200);
    상기 마이크로 파일(200)의 외측에 끼워지는 상기 마이크로 파일용 내하체(100);를
    포함하는 마이크로 파일 구조물.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 마이크로 파일용 내하체(100)는
    상기 마이크로 파일(200)의 높이방향을 따라 간격을 두고 복수가 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 구조물.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 마이크로 파일용 내하체(100)의 상부에 결합하는 상부 너트(300);
    상기 마이크로 파일용 내하체(100)의 하부에 결합하는 하부 너트(400);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 구조물.
  10. 제 7항의 마이크로 파일 구조물의 시공방법으로서,
    상기 기초콘크리트(1)를 천공하여 마이크로 파일 설치공(2)을 형성하는 천공단계;
    상기 마이크로 파일 설치공(2)에 상기 마이크로 파일(200)을 삽입하는 삽입단계;
    상기 마이크로 파일 설치공(2)에 그라우트재(G)를 주입하는 주입단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 구조물의 시공방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 횡리브(120)는
    주입호스(10)가 삽입되도록, 가장자리에 주입호스 삽입홈(121);이 형성되며,
    상기 주입단계는
    상기 주입호스 삽입홈(121)에 상기 주입호스(10)를 삽입하여 마이크로 파일의 삽입공(111)의 하측에서부터 상기 그라우트재(G)를 주입하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 구조물의 시공방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 마이크로 파일은
    상기 마이크로 파일용 내하체(100)가 상기 기초 콘크리트(1)에 정착한 상기 마이크로 파일(200)의 두부에 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일 구조물의 시공방법.
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