KR20160132343A - 소구경파일 및 그 시공방법 - Google Patents

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KR20160132343A
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    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00Production methods
    • E02D2250/003Injection of material

Abstract

소구경파일이 개시된다. 상기 소구경파일은, 지반에 형성된 천공홀 내부에 설치된 소구경파일체; 상기 천공홀 내부에 소구경파일체가 관통하도록 지표면에서 지지층 방향으로 미리 설정된 길이로 파일 상부에 설치되는 보강강관;및 상기 천공홀 내부에 소구경파일체와 보강강관이 매립되도록 주입된 그라우팅재;를 포함하며, 상기 소구경파일체는 중공형 강봉으로 내부에 형성된 중공부를 통해 천공홀에 그라우팅재 삽입이 가능하고 중공부에 고결된 그라우팅재와의 합성파일체 형성이 가능하도록 형성된다.

Description

소구경파일 및 그 시공방법{MICRO PILE AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 소구경파일 및 그 시공방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 소구경파일에 있어서, 파일 상부를 보강강관으로 보강하되 소구경파일, 보강강관, 케이싱 및 그라우팅재로 합성파일체를 형성함으로써 파일 내력 및 수평지지력을 향상시킬 수 있으며, 파일의 두부를 정착 장치 등에 의해 보다 확실하게 보강할 수 있는 소구경파일 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물이나 구조물이 세워지는 경우, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 상부의 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초공사가 시공된다. 예를 들면, 경질지반처럼 구조물에 접한 지반이 이를 지지하기에 충분한 강도를 가진 경우, 경질지반 상에 직접 기초공사를 수행할 수 있지만, 연약지반의 경우에는 지반 침하를 방지하기 위하여 파일(Pile)을 박거나 지반을 개량하는 지정공사를 수행하여 지반을 강화한 후, 그 위에 기초공사를 수행하게 된다.
이때, 연약지반에 시공되는 파일은 그 재질에 따라 강관 파일, PC 파일(Prestressed Concrete Pile), PHC 파일(Pretensioned spun High strength Concrete Pile) 등으로 구분되고, 그 형태 및 용도에 따라 강널 파일, 관현 파일 등으로 구분되며, 연약지반에서는 관형 파일이 일반적으로 사용되고 있다.
또한, 기존 건물의 증축 또는 개축시에 기초보강 공사를 실시할 경우 또는 대형 굴착장비의 사용이 불가능한 협소한 지역에 대한 기초보강 공사를 실시할 경우, 소구경 파일인 마이크로파일(Micro Pile)을 사용하게 된다. 이러한 마이크로파일은 통상적으로 직경이 250mm 이하의 파일로서, 일반적인 관형 파일에 비해 소형장비를 이용한 소구경 천공으로 큰 하중을 지지할 수 있고, 그 직경이 작아서 어떤 종류의 지반에서도 천공작업이 가능할 뿐만 아니라 수직에서 수평에 이르기까지 어느 각도로도 시공이 가능하다는 장점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 마이크로파일(10)을 지반(20)에 설치한 상태를 단면도로 도시한 것이다.
도 1a를 참조하면, 종래 마이크로파일(10)은 통상 대구경 파일(강관파일, PHC 파일 등)과는 달리 그 직경이 상대적으로 작은 봉 형태(통상 직경 300mm 이하)로 형성된 소구경파일체인데, 이러한 마이크로파일은 지반(20)에 미리 형성시킨 천공홀(21)에 삽입, 고정된다. 종래 마이크로파일(10)은 봉 형태로서 외주면에 나사부(THREAD, 슬레드)를 형성시키되, 에폭시 코팅과 같은 표면 보호층이 외주면에 더 형성된다.
이러한 종래 마이크로파일(10)은 소정의 길이를 가지되 동일한 직경을 가진 다수의 마이크로파일을 커플러(11)로 연결시켜 지반(20)에 소요 깊이까지 삽입시키는 방식으로 시공된다.
도 1 b를 참조하면, 종래 마이크로파일(10) 시공방법은, 먼저, 지반(20)에 소형 크롤러드릴과 같은 천공장비를 이용하여 마이크로파일(10)을 삽입시킬 수 있을 정도의 홀(21,천공홀)을 지지층(암반) 표면으로부터 하방까지 연장 형성시키게 된다.
이때, 지반 표면으로부터 일정 깊이까지가 토사층일 경우 천공홀이 붕괴될 우려가 있어 케이싱(22)을 함께 지반에 삽입시키게 되는데 이러한 케이싱(22)이 설치된 구간을 케이싱 설치구간이라 한다. 하지만 지지층까지 연장된 천공홀은 달리 붕괴의 우려가 없으므로 케이싱은 통상 지지층 표면까지 삽입 설치하게 된다.
다음으로는 마이크로파일(10) 다수를 커플러(11)를 이용하여 연결시켜 천공홀(21) 선단까지 삽입되도록 전체 길이를 세팅한 후, 마이크로파일(10)이 천공 내측면으로부터 일정한 거리를 유지하도록 도 1a와 같이 간격재(12,스페이서)를 설치하기도 한다.
다음으로는 천공홀(21)에 모르타르를 포함하는 그라우팅재(30)를 주입호스 또는 트레미관 등으로 주입시켜 천공홀 내부가 그라우팅재로 충진되도록 하며, 이로서 마이크로파일(10)은 지반(20)과 지지층 즉, 케이싱 설치구간에 걸쳐 삽입, 설치됨을 알 수 있다.
이때 상기 마이크로파일(10)의 두부는 도 1a와 같이 지반 상부로 돌출되어 구조물 기초판(40,베이스콘크리트)에 매립되게 되는데, 이를 위해 마이크로파일(10) 두부에는 앵커플레이트(41)를 체결시키고, 상기 앵커플레이트 상면 및 저면에 락너트(42,43)를 함께 체결시켜 상기 앵커플레이트가 베이스콘크리트에 일종의 고정구 역할을 하도록 함으로서 마이크로파일(10)과 베이스콘크리트(40)가 서로 일체화되도록 한다. 또한, 상기 마이크로파일(10) 두부를 감싸도록 도 1a와 같이 보강철근(43)을 추가로 설치하기도 한다.
그러나, 종래 마이크로파일(10)은, 케이싱 및 그라우팅재는 파일의 주부재로 사용할 수 있는 재료임에도 공벽 유지 및 마이크로파일의 좌굴 방지용으로만 사용되어 전체적으로 효과적인 재료 사용이 되지 못했다.
또한, 일반적으로 파일 두부에 큰 수평력과 모멘트가 작용하게 되고 그로 인해 파일 두부에 비교적 큰 변위가 발생하게 되며 그 변위 값에 따라 허용 수평지지력이 결정되어진다.
그러나, 종래 마이크로파일(10)은, 소구경파일로서 직경 및 파일 강성이 작아 파일 두부에 비교적 큰 변위 값을 가지게 됨으로서 수평지지력 확보에 어려움이 있었다. 이로 인해 구조물 설계시 연직하중에 대해서는 여유가 있으나 수평지지력에 의해 설계 파일 수가 늘어나게 됨으로 효율적인 파일 사용이 되지 못했다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소구경파일체에 있어서 파일 상부를 보강강관으로 보강하되 소구경파일, 보강강관, 케이싱 및 그라우팅재로 합성파일체를 형성함으로써 파일 내력 및 수평지지력을 향상시킬 수 있으며, 파일의 두부를 정착 장치 등에 의해 보다 확실하게 보강할 수 있는 소구경파일 및 그 시공방법제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 소구경파일은, 지반에 형성된 천공홀 내부에 설치된 소구경파일체; 상기 천공홀 내부에 소구경파일체가 관통하도록 지표면에서 지지층 방향으로 미리 설정된 길이로 파일 상부에 설치되는 보강강관;및 상기 천공홀 내부에 소구경파일체와 보강강관이 매립되도록 주입된 그라우팅재;를 포함하며, 상기 소구경파일체는 중공형 강봉으로 내부에 형성된 중공부를 통해 천공홀에 그라우팅재 삽입이 가능하고 중공부에 고결된 그라우팅재와의 합성파일체 형성이 가능하도록 하게 될 수 있다.
상기 천공홀과 보강강관 사이에 설치되며 천공홀의 붕괴를 방지하고 상기 보강강관, 소구경파일체, 그라우팅재와 합성파일체를 형성하는 케이싱;을 더 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기 보강강관과 소구경파일체에 설치되고 그라우팅재에 의해 합성파일체를 형성하는 연결장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 연결장치는 연결장치1; 및 연결장치2; 중 적어도 하나 이상의 연결장치가 상기 보강강관과 소구경파일체 중 적어도 하나 이상에 설치되며 그라우팅재에 의해 합성파일체 형성이 가능하도록 할 수 있다.
상기 보강강관에 설치되고 그라우팅재에 의해 합성파일체를 형성하는 연결장치3; 연결장치4; 연결장치5; 및 연결장치6; 중 적어도 하나 이상의 연결장치가 상기 보강강관에 설치되며 그라우팅재에 의해 합성파일체 형성이 가능하도록 하는 것도 물론 가능하다.
상기 소구경파일체에 설치되어 보강강관이 상면에 지지되도록 하는 강관받침판;및 상기 보강강관과 소구경파일체 사이에 설치되어 소구경파일체가 보강강관 내부에 정착되도록 하는 강봉정착장치;를 더 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기 보강강관은 외주면이 상기 케이싱 내주면에 설치되고 보강강관과 케이싱은 하나의 파일체를 형성하여 하부 케이싱 상면에 설치되며 소구경파일체가 관통하도록 설치될 수 있다.
상기 파일의 두부를 보강하는 파일두부보강장치;를 더 포함하며, 상기 파일두부보강장치는, 상기 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트의 원주를 따라 설치되는 정착부; 및 상기 정착부로부터 상기 파일의 두부로 돌출되도록 형성된 다수 개의 돌출부;를 포함할 수 있다.
상기 보강강관은 상기 정착부의 상부까지 연장되되, 상기 정착부와 연결되어 고정되는 강관 두부 고정부와 연결되어 고정될 수 있다.
상기 파일두부보강장치는, 상기 보강강관의 상부 내주면으로부터 연장되어 상기 정착부의 상면 또는 측면에 고정되는 두부보강 철근;을 더 포함할 수 있다.
상기 파일의 두부를 보강하는 파일두부보강장치;를 더 포함하며,
상기 파일두부보강장치는, 상기 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트의 원주를 따라 설치되는 정착부; 및 상기 정착부를 상호 연결시키는 연결재;를 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기 파일두부보강장치는, 상기 보강강관의 상부 내주면으로부터 연장되어 상기 정착부의 상면 또는 측면에 고정되는 두부보강 철근;을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 소구경파일 시공방법은, (a) 지반에 천공홀을 형성하는 단계; (b) 상기 천공홀 내부에 지표면에서 지지층 방향으로 파일 상부에 보강강관을 설치하는 단계; (c) 소구경파일체를 상기 천공홀과 보강강관 내부에 설치하는 단계; 및 (d) 상기 천공홀과 보강강관 내부에 소구경파일체가 매립되도록 그라우팅재를 주입하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계 이후 상기 천공홀 내부에 설치되며 천공홀의 붕괴를 방지하고 상기 보강강관과 소구경파일체와 함께 그라우팅재에 의해 합성파일체를 형성하는 케이싱 설치 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 (d) 단계이후, 상기 파일의 두부를 보강하는 파일두부보강장치를 설치하는 단계를 더 포함하며,
상기 파일두부보강장치는, 상기 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트의 원주를 따라 설치되는 정착부 및 상기 정착부로부터 상기 파일의 두부로 돌출되도록 형성된 다수 개의 돌출부 또는 상기 정착부를 상호 연결시키는 연결재를 포함하는 것도 물론 가능하다.
본 발명에 따른 소구경파일은 다음과 같은 효과가 있다
(1) 본 발명은 종래 마이크로파일과 같이 소구경파일체를 사용하는 파일시공에 있어서도 파일 상부를 강관으로 보강하고 소구경파일체, 보강강관, 케이싱, 그라우팅재로 합성파일체를 형성함으로서 파일 내력 및 수평지지력을 향상 시킬 수 있으며 좌굴 및 휨압축응력에 대한 저항력을 크게 높일 수 있게 된다.
(2) 본 발명은 전단력 및 모멘트가 작용하여 파일 변위가 크게 발생하는 파일 상부를 보강강관으로 보강하고 연결장치로 보강강관과 소구경파일체 또는 보강강관과 케이싱을 연결하여 합성파일체를 형성함으로서 파일 강성이 증대되어 수평지지력을 향상시킬 수 있게 되며, 수평지지력이 향상됨으로 인해 설계 파일 수를 줄일 수 있고 이로 인해 경제적인 설계가 가능하게 된다.
(3) 본 발명의 정착부는 베이스콘크리트와 새로 타설되는 콘크리트와의 결합력을 증진시킬 뿐만 아니라, 베이스콘크리트와 소구경파일체를 일체화시킬 수 있어, 파일 두부가 확실하게 보강될 수 있으며, 돌출부와 연결재에 의해 소구경파일체의 두부와 베이스콘크리트와의 결합력이 상승될 수 있으며, 두부보강 철근에 의해 보강강관과 베이스콘크리트와의 결합력이 현저하게 상승되어, 파일의 두부를 보다 확실하게 보강할 수 있다.
도 1a는 종래 마이크로파일의 시공 단면도를 나타낸다.
도 1b는 종래 마이크로파일의 시공 순서를 나타내는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일을 나타내는 시공 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일의 시공순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 시공순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 시공순서도이다.
도 8a는 본 발명의 파일두부보강장치의 제1 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 파일두부보강장치의 제2 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8c는 본 발명의 파일두부보강장치의 제3 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8d는 본 발명의 파일두부보강장치의 제4 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8e는 본 발명의 파일두부보강장치의 제5 실시예를 나타내는 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[소구경파일(제1 실시예)]
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일을 나타내는 시공 단면도이며, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일의 단면도이다.
우선, 천공홀(500)에 대하여 구체적으로 살펴보면, 천공홀(500)은 지표면에서 지지층 표면까지 형성되어 있고, 지지층 표면에서 하방으로 형성된 천공홀은 상부의 천공홀보다 더 크게 확공되어 있음을 알 수 있다. 즉, 천공홀(500)은 지표면에서 지지층 표면까지 형성된 천공홀과 지지층 표면에서 하방으로 확공되어 형성된 천공홀을 포함하게 된다.
한편, 천공홀(500)은 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
첫째, 공벽 붕괴 위험이 없는 지반의 경우 천공장비로 천공 후 보강강관(310) 및 소구경파일체(100)를 삽입할 수 있다.
둘째, 천공과 동시에 그라우팅재(400)를 주입함으로서 공벽을 유지하며 지지층까지 천공할 수 있다. 즉, 소구경파일체(100) 하부에 설치된 미 도시된 드릴비트를 이용하여 소구경파일체가 지지층 방향으로 천공하면서 굴진하면 소구경파일체(100) 하부에 설치된 미도시된 그라우팅재주입구를 통해 그라우팅재(400)가 천공홀(500) 내에 채워지게 되며 천공홀은 붕괴가 방지 된다. 이 때 소구경파일체(100)로 중공형 강봉을 사용할 수 있다.
셋째, 공벽 붕괴 방지를 위해 천공과 케이싱(300) 삽입이 동시에 이루어질 수 있는 장비를 이용할 수 있다. 먼저, 지지층 표면(H1)까지 천공과 동시에 케이싱(300)을 설치하게 되며 이후 지지층 표면으로부터 하방으로 추가 천공을 하게 된다. 이 때, 케이싱(300) 내부에 형성된 천공홀(500)에 확공 비트를 삽입하여 지지층 표면으로부터 하방으로 천공홀(500)을 확대 천공할 수 있다.
넷째, 공벽 붕괴 방지를 위해 케이싱(300)을 삽입 후 내부를 천공하게 되는데 먼저, 케이싱(300)을 지지층 표면(H1)까지 압입 후 천공 장비를 이용하여 지지층 표면까지 케이싱(300) 내부를 천공하게 된다. 이후 케이싱(300)에 형성된 천공홀(500)에 확공 비트를 삽입하여 지지층 표면으로부터 하방으로 천공홀(500)을 확대 천공하게 된다.
본 발명에 각 실시예에 따른 천공홀(500)은 상기 방법들을 상황에 따라 적절히 이용할 수 있지만, 본 발명의 각 실시예에 따른 천공홀(500)은 소구경파일체(100) 하부에 설치된 드릴비트(800)를 이용하여 소구경파일체가 지지층 방향으로 천공하면서 굴진하여 형성되는 것을 기준으로 설명한다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일은, 천공홀(500)의 내부에 설치되는 소구경파일체(100), 보강강관(310), 및 그라우팅재(400)를 포함한다.
소구경파일체(100)는 종래 마이크로파일과 같이 소구경 강봉의 외주면에 스레드바가 형성된 것을 이용할 수 있다.
이때 소구경의 의미는 그라우팅재(400)에 매립된 상태에서 선단지지력을 산정할 수 있을 정도의 구경을 가지지 못하는 경우를 의미하는 데 종래 마이크로파일을 기준으로 직경 100mm 이하를 의미할 수 있을 것이다.
소구경파일체(100)는 천공홀(500)에 삽입되도록 설치되는데 그 길이는 지반의 표면으로부터 일정 깊이 하부로 연장되어 지지층(암반) 표면으로부터 하방으로 더 연장되어 있음을 알 수 있다.
또한 천공홀(500)에 삽입된 소구경파일체(100) 주위에는 그라우팅재(400)가 주입되어 있음을 알 수 있다.
보강강관(310)은 천공홀(500) 내부에 지표면에서 지지층 방향으로 파일 상부에 미리 설정된 깊이까지 강관 보강이 필요한 구간(H4)에 설치된다. 즉, 지표면에서 지지층 방향으로 일정한 깊이까지만 형성될 수 있다. 여기서 미리 설정된 깊이는 설치된 파일에 작용하는 지진하중과 같은 수평하중에 의해 발생하는 내력의 크기에 의해 결정된다. 즉, 파일상부에 작용하는 모멘트 및 수평력, 모멘트, 수평력에 의해 발생하는 파일두부변위 값에 의해 강관보강구간이 결정된다.
보강강관(310)은 그라우팅재(400)와 함께 합성파일체를 형성하여 파일 상부의 강성을 증대시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 지지층 표면에서 하방으로 확공 되어진 천공홀(500)에 소구경파일체(100)가 지지층 하방으로 더 삽입되어 설치되며 파일 상부의 보강강관 설치구간(H4)에 보강강관(310)이 설치된 후 천공홀(500) 내부에 주입된 그라우팅재(400)가 경화되도록 한다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예는 소구경파일체(100), 그라우팅재(400), 보강강관(310)이 합성파일체를 형성함으로서 좌굴 및 휨압축응력에 대한 저항력을 크게 높일 수 있게 되며,
또한, 전단력 및 모멘트가 작용하여 파일 변위가 크게 발생하는 파일 상부를 보강강관(310)으로 보강하고 소구경파일체(100), 그라우팅재(400), 보강강관(310)으로 합성파일체를 형성함으로서 파일 강성이 증대되어 수평지지력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수평지지력이 향상됨으로 인해 설치되는 파일 수를 줄일 수 있어 경제성이 증가하게 된다.
[소구경파일(제2 실시예)]
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일과 대부분의 구성이 동일하다. 다만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일은 제1 실시예와 대비하여 케이싱(300)과 연결장치(600)가 추가되었다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일과 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일은 소구경파일체(100), 케이싱(300), 보강강관(310), 그라우팅재(400) 및 연결장치(600)를 포함한다.
케이싱(300)은 천공홀(500)과 보강강관(310) 사이에 설치되며, 천공홀(500)의 붕괴를 방지하고, 보강강관(310), 소구경파일체(100) 및 그라우팅재(400)와 합성파일체를 형성할 수 있다.
연결장치(600)는 보강강관(310) 또는 소구경파일체(100)에 설치되는 것으로, 그라우팅재(400)와 결합력을 높이는 합성파일체를 형성하는 것이다.
연결장치(600)는 그 목적 및 구성에 따라 연결장치 1 내지 6(610,620,630,640,650,660)으로 형성될 수 있으며, 각 연결장치는 개별적으로 설치될 수 있으며 다른 연결장치와 조합하여 형성될 수 있다.
또한, 연결장치(600)는 플레이트, 강봉, 철근 등으로 제작될 수 있고, 그라우팅재(400)와의 결합력을 높이기 위해 슬레드가 형성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 우선 연결장치(600)는 연결장치1(610) 및 연결장치2(620) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 이 경우, 연결장치1(610) 및 연결장치2(620)는 보강강관(310) 내주면에 설치될 수 있고, 소구경파일체(100)에 설치될 수 있다.
또한, 연결장치(600)는 연결장치3(630) 및 연결장치4(640) 중 적어도 하나 이상의 연결장치가 보강강관(310)과 소구경파일체(100) 사이에 배치되고 적어도 한 면이 보강강관(310) 내주면에 설치되어 소구경파일체(100)가 보강강관(310) 내부에 구속되며 그라우팅재(400)에 의해 합성파일체 형성이 가능하도록 설치될 수 있다. 이에, 연결장치(600)는 파일의 설치 방향으로 다수 개가 설치되어 핵심 파일체인 소구경파일체(100)를 보강강관(310) 내부에 심부 구속하여 하나의 파일체로 거동하도록 할 수 있다.
또한, 연결장치(600)는 연결장치5(650) 및 연결장치6(660) 중 적어도 하나 이상의 연결장치가 보강강관(310)에 설치되며 그라우팅재(400)에 의해 합성파일체 형성이 가능하도록 설치될 수 있다.
또한 연결장치5(650) 및 연결장치6(660)은 중공형의 원형으로 설치되어 내부에 철근과 같은 미 도시된 보강재가 삽입 설치 될 수 있다. 이 때 삽입된 보강재는 도 7b의 연결장치3(630), 연결장치4(640)와 같은 형태로 연결 설치 될 수 있다. 즉, 연결장치3(630), 연결장치4(640)는 연결장치5(650) 및 연결장치6(660)과 함께 설치되어 보강강관(310), 소구경파일체(300), 그라우팅재(400)와 합성파일체 형성이 가능하게 된다.
도 3c를 참조하면, 소구경파일체(100)는 보강강관(310)이 상면에 지지되도록 설치된 강관받침판(710)을 포함하여 강관 받침판(710)에 의해 보강강관(310)이 원하는 위치에 정확히 배치되도록 할 수 있다. 이 때 강관받침판(710)은 강봉정착장치(720)를 고정하는 역할을 할 수 있다.
또한, 보강강관(310)과 소구경파일체(100) 사이에는 소구경파일체(100)가 보강강관(310) 내부에 정착되도록 하는 강봉정착장치(720)를 더 포함할 수 있다.
이 때 강봉정착장치(720)는 다수의 수직 철근과 다수의 원형 띠철근으로 구성될 수 있고 필요에 따라 설치 길이를 조절할 수 있다.
그리고 보강강관(310)은 강봉정착장치(720)가 설치될 수 있도록 강관 하부에 설치턱을 설치할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제2 실시예는 본 발명의 제1 실시예의 효과를 가지면서도, 케이싱이 더 형성되어 천공홀의 붕괴를 방지하고, 보강강관, 소구경파일체 및 그라우팅재와 합성파일체를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예는, 연결장치가 추가로 설치되어 핵심 파일체인 소구경파일체를 보강강관 내부에 심부 구속하여 하나의 파일체로 거동하도록 할 수 있음은 물론, 그라우팅재와의 결합력을 획기적으로 높일 수 있다.
[소구경파일(제3 실시예)]
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일과 대부분의 구성이 동일하다. 다만, 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일은 제2 실시예와 대비하여 케이싱(300), 보강강관(310) 및 연결장치(600)의 결합관계가 상이하다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일과 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 4a를 살펴보면, 케이싱(300)과 보강강관(310)은 연결장치5(650), 연결장치6(660)에 의해 결합될 수 있다. 케이싱(300)과 보강강관(310)은 결합되어 강관파일체 형성이 가능하며 하부의 케이싱(300)이 설치되고 나면 하부 케이싱(300) 상면에 케이싱(300)과 보강강관(310)이 결합된 강관파일체 형태로 결합 설치될 수 있다.
연결장치6(660)은 연결장치5(500)와 같은 형태로 설치될 수 있다. 연결장치는 플레이트나 스터드(STUD) 형태로 구성될 수 있고 길이 방향으로 다수개가 형성될 수 있다.
도 4a의 (b)를 참조하면, 케이싱(300)과 보강강관(310)은 직접 결합될 수 있다. 보강강관(310)의 외주면이 케이싱(300) 내주면에 설치되고 보강강관(310)과 케이싱(300)은 하나의 강관 파일체를 형성하여 소구경파일체(100)가 관통하도록 설치될 수 있다.
보강강관(310) 하단은 케이싱(300) 내부 굴착시 장비가 걸리거나 이물질이 끼이지 않도록 변단면 형태로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 기성품으로 제작되는 강관 파일의 경우 두께에 한계가 있기 때문에 케이싱(300)과 보강강관(310)의 결합을 통한 강성증대는 파일의 내력을 증가시키는데 아주 중요한 요소라고 할 수 있다. 이 때 케이싱(300)과 보강강관(310)은 용접 및 볼트 등에 의해 결합될 수 있고 강성을 높이기 위해 미 도시된 스티프너(STIFFNER)가 추가될 수 있다.
보강강관(310)의 상단은 케이싱(300)과 소구경파일체(100)와 연결되도록 설치된 두부보강플레이트(730)와 연결된다.
즉, 소구경파일체(100)가 두부보강플레이트(730)를 관통하도록 설치되고 케이싱(300)이 두부보강플레이트(730)와 결합되도록 하여 소구경파일체(100), 보강강관(310), 케이싱(300)이 합성파일체 형성이 가능하도록 설치될 수 있다. 이에, 두부보강플레이트(730)가 보강강관(310)과 일체형으로 제작되고 다시 소구경파일체(100) 및 케이싱(300)과 결함됨으로서 그라우팅재(400)가 굳어 졌을 경우 완전한 합성파일체 형성이 가능해진다.
이 때, 두부보강플레이트(730)는 보강강관(310) 보다 큰 외면을 가지고 있어 케이싱 상면에 쉽게 거치할 수 있도록 하고 상면에 홈을 두어 케이싱(300)과의 용접을 통한 결합이 용이하도록 하며 개구부를 통해 상부 구조물의 콘크리트와 결합력이 향상된다. 또한 소구경파일체(100)와의 결합이 용이하며 소구경파일체(100)를 정확한 위치에 배치하는 역할을 할 수 있고 두부보강플레이트(730)의 개구부에 미 도시된 철근과 같은 연결재를 설치하여 파일체와 상부구조물의 결합력을 높일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제3 실시예는 본 발명의 제2 실시예의 효과를 가지면서도, 케이싱과 보강강관의 결합을 통한 강성증대는 파일의 내력을 증가시키게 되며, 소구경파일체가 두부보강플레이트를 관통하도록 설치되고 케이싱이 두부보강플레이트와 결합되도록 하여 소구경파일체, 보강강관, 케이싱으로 형성된 합성파일체의 강성이 증대되어 수평지지력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수평지지력이 향상됨으로 인해 설치되는 파일 수를 줄일 수 있어 경제성이 증가하게 된다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법]
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일의 시공순서도이다.
도 5를 참조하면, 우선 (a)와 같이, 지반에 천공홀(500)을 시공하게 되는데, 천공홀(500)은 소구경파일체(100) 하부에 설치된 드릴비트(800)를 이용하여 소구경파일체가 지지층 방향으로 천공하면서 굴진하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
천공홀(500)은 지반 표면으로부터 일정한 깊이로 형성되어 있는 토사층과 토사층 하부의 암반과 같은 지지층으로 구성된 지반을 기준으로, 지지층 표면으로부터 그 하부까지 연장되고 천공홀(500)에 삽입되도록 설치되는 소구경파일체(100)가 지지층까지 근입 되도록 형성시키게 되는데 이때 지지층 표면에서 하방으로 형성된 천공홀(500)은 보강강관(310) 보다 크게 확공되게 된다.
다음으로 (b)와 같이 천공홀(500)에 보강강관을 삽입시키게 된다.
이러한 보강강관(310)은 기본적으로 케이싱 역할을 하여 토사층에 형성된 천공홀(500)이 붕괴되지 않도록 하는 역할을 할 수 있고 상부를 보강하여 파일의 내력 및 지지력을 향상시키는 역할을 하게 된다. 현장 상황에 따라 보강강관(310) 보다 소구경파일체(100)를 먼저 삽입할 수도 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 소구경파일체(100) 하부에 드릴비트를 설치하여 소구경파일체(100)가 지지층 방향으로 천공하면서 굴진하고 소구경파일체(100) 하부에 설치된 그라우팅재주입구를 통해 그라우팅재(400)가 천공홀(500) 내에 채워지게 하면 천공홀(500)은 붕괴가 방지 된다. 이렇게 하면 천공과 동시에 그라우팅재(400)가 주입됨으로서 공벽을 유지할 수 있으며 지지층까지 천공할 수 있고 천공홀(500)은 그라우팅재(400)로 채워지게 된다.
이 때 보강강관(310)을 그라우팅재(400)로 채워진 천공홀(500)에 삽입 설치할 수 있다. 보강강관(310)은 개별적으로 삽입하여 설치할 수 있고, 소구경 파일체(100)에 부착하여 설치할 수 있다. 소구경 파일체(100)를 통한 천공시, 보강강관 설치구간(H4)까지 천공 후 소구경 파일체(100)에 보강강관(310)을 일체화 시켜 천공과 동시에 계속적으로 보강강관(310)을 삽입 설치 할 수 있다.
그러나, 보강강관(310)은 미리 설치해 놓은 천공홀(500)에 삽입하여 보강강관 설치구간(H4)에 설치하게 되며 보강강관(310)과 소구경파일체(100) 사이, 보강강관(310) 외부에는 그라우팅재(400)로 채워지게 하는 것도 물론 가능하다.
다음으로 (c)와 같이 소구경파일체(100)에 그라우팅재 주입관(420)을 설치하여 보강강관(310) 내부에 삽입시키게 된다.
이때 소구경파일체(100)는 나사선 형태의 슬레드가 외주면에 형성된 강봉 복수 개를 커플러(110)로 연결시킨 것이 이용되고 있음을 알 수 있으며 소구경파일체(100)에 간격재(120)를 끼워 설치하고 있음을 알 수 있다.
다음으로 (d)와 같이, 미도시된 컴프레셔 등을 이용하여 그라우팅재(400)를 그라우팅재 주입관(420)을 통해 천공홀(500)과 보강강관(310) 내부에 주입시키게 된다. 이에 그라우팅재(400)는 천공홀(500) 하부로부터 채워지기 시작하여 보강강관(310)의 두부까지 밀실하게 채워지게 된다.
그라우팅재 주입관(420)이 인발되도록 한 뒤, 주입된 그라우팅재(400)는 시간이 경과함에 따라 경화하게 되며 소구경파일체(100), 보강강관(310) 및 그라우팅재(400)는 일체화된다.
다음으로 (e)와 같이, 파일 두부 상면에 소구경파일체(100)가 관통할 수 있는 중앙홀이 형성된 수평판 형태의 앵커플레이트(330)를 체결시키고, 앵커플레이트 상면 및 저면에 락너트(340)를 함께 체결시켜 앵커플레이트가 베이스콘크리트(40)에 일종의 고정구 역할을 하도록 함으로서 소구경파일체(100)와 베이스콘크리트(40)가 서로 일체화되도록 한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법]
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 시공순서도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법과 대부분의 구성이 동일하다. 이에 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법은 제1 실시예에 따른 시공방법과 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 우선 (a)와 같이 지반에 케이싱(300)을 삽입하고 내부를 천공하게 된다. 이 때 케이싱(300)은 천공홀(500)과 보강강관(310) 사이에 설치되며 천공홀(500)의 붕괴를 방지하고 상기 보강강관(310), 소구경파일체(100) 그라우팅재(400)와 합성파일체를 형성할 수 있다.
다음으로 (b)와 같이, 케이싱(300) 내부에 본 발명의 보강강관(310)을 미리 삽입시키게 된다. 이러한 보강강관(310)은 기본적으로 상부를 보강하여 파일의 내력 및 지지력을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 케이싱(300) 보다 직경이 작은 보강강관(310)을 미리 설치해 놓은 천공홀(500)의 케이싱(300) 내부에 삽입하여 보강강관 설치구간(H4)에 설치하게 되며 보강강관(310)과 케이싱(300) 사이에는 그라우팅재(400)로 채워지게 된다. 이때 케이싱(300)과 보강강관(310)은 그라우팅재(400)로 결합되어 합성파일체를 형성하게 된다.
다음으로, (c)와 같이 소구경파일체(100)에 그라우팅재 주입관(420)이 설치된 소구경파일체(100)를 보강강관(310) 내부에 삽입시키게 된다.
이때, 연결장치(600)가 보강강관(310) 또는 소구경파일체(100)에 설치되어, 그라우팅재(400)와 결합력을 높이게 된다.
다음으로, (d)와 같이, 미도시된 컴프레셔 등을 이용하여 그라우팅재(400)를 그라우팅재 주입관(420)을 통해 천공홀(500)과 보강강관(310) 내부에 주입시키게 된다. 이에 그라우팅재(400)는 천공홀(500) 하부로부터 채워지기 시작하여 보강강관(310)의 두부까지 채워지게 되고 그라우팅재 주입관(420)을 인발하면서 케이싱(300) 내부에도 밀실하게 채워지도록 하게 된다.
다음으로 (e)와 같이, 파일 두부 상면에 소구경파일체(100)가 관통할 수 있는 중앙홀이 형성된 수평판 형태의 앵커플레이트(330)를 체결시키고, 앵커플레이트 상면 및 저면에 락너트(340)를 함께 체결시켜 앵커플레이트가 베이스콘크리트(40)에 일종의 고정구 역할을 하도록 함으로서 소구경파일체(100)와 베이스콘크리트(40)가 서로 일체화되도록 한다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법]
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 시공순서도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법과 대부분의 구성이 동일하다. 이에 본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일의 시공방법은 제2 실시예에 따른 시공방법과 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 소구경파일 시공방법은, 케이싱(300)과 보강강관(310)의 결합관계가 제2 실시예와 상이하다.
우선 (a)와 같이 지반에 케이싱(300)을 삽입하고 내부를 천공하게 된다. 이 때 케이싱(300)은 천공홀(500)과 보강강관(310) 사이에 설치되며 천공홀(500)의 붕괴를 방지하고 상기 보강강관(310), 소구경파일체(100) 그라우팅재(400)와 합성파일체를 형성할 수 있다.
다음으로 (b)와 같이, 케이싱(300) 내부에 본 발명의 보강강관(310)을 미리 삽입시키게 된다. 이러한 보강강관(310)은 기본적으로 상부를 보강하여 파일의 내력 및 지지력을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
케이싱(300)과 보강강관(310)은 연결장치5(650), 연결장치6(660)에 의해 결합될 수 있다. 케이싱(300)과 보강강관(310)은 결합되어 강관파일체 형성이 가능하며 하부의 케이싱(300)이 설치되고 나면 하부 케이싱(300) 상면에 케이싱(300)과 보강강관(310)이 결합된 강관파일체 형태로 결합 설치될 수 있다.
케이싱(300)과 보강강관(310)은 직접 결합될 수 있다. 보강강관(310)의 외주면이 케이싱(300) 내주면에 설치되고 보강강관(310)과 케이싱(300)은 하나의 강관 파일체를 형성하여 소구경파일체(100)가 관통하도록 설치될 수 있다.
보강강관(310) 하단은 케이싱(300) 내부 굴착시 장비가 걸리거나 이물질이 끼이지 않도록 변단면 형태로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 기성품으로 제작되는 강관 파일의 경우 두께에 한계가 있기 때문에 케이싱(300)과 보강강관(310)의 결합을 통한 강성증대는 파일의 내력을 증가시키는데 아주 중요한 요소라고 할 수 있다. 이 때 케이싱(300)과 보강강관(310)은 용접 및 볼트 등에 의해 결합될 수 있고 강성을 높이기 위해 미 도시된 스티프너(STIFFNER)가 추가될 수 있다.
보강강관(310)의 상단은 케이싱(300)과 소구경파일체(100)와 연결되도록 설치된 두부보강플레이트(730)와 연결된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 소구경파일은 파일 두부 상면에 소구경파일체(100)가 관통할 수 있는 중앙홀이 형성된 수평판 형태의 앵커플레이트(330)를 체결시키고, 앵커플레이트 상면 및 저면에 락너트(340)를 함께 체결시켜 앵커플레이트가 베이스콘크리트(40)에 일종의 고정구 역할을 하도록 함으로서 소구경파일체(100)와 베이스콘크리트(40)가 서로 일체화되도록 한다.
그러나, 전술한 파일 두부 상면에 소구경파일체가 관통하도록 앵커플레이트와 락너트를 이용하여 소구경파일체와 베이스콘크리트를 일체화 하는 방법은 파일 두부 보강에 한계가 있다. 이에 본 발명에서는 파일두부장치의 제1 내지 5를 실시예를 추가하여 파일 두부를 확실하게 보강한다.
[파일두부보강장치의 제1 실시예]
도 8a는 본 발명의 파일두부보강장치의 제1 실시예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 파일두부보강장치의 대부분의 구성은 도 3a의 소구경파일의 구성과 동일하다. 따라서, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 8a를 참조하면, 파일두부보강장치는 정착부(210a), 돌출부(220a), 두부 고정부(230)를 포함한다.
정착부(210a)는 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트(40)의 원주를 따라 베이스콘크리트(40)에 고정되도록 설치된다. 이 경우, 정착부(210a)는 베이스콘크리트(40)의 원주를 따라 전체에 설치될 수도 있고, 필요에 따라 부분적으로 설치될 수 있다.
정착부(210a)는 단면이 'ㄷ'자 형으로 형성될 수 있으며, 상,하부는 케이컬앵커(미도시)나 볼트(미도시)에 의해 베이스콘크리트(40)와 결합할 수 있다.
정착부(210a)는 베이스콘크리트(40)와 새로 타설되는 콘크리트와의 결합력을 증진시킬 뿐만 아니라, 베이스콘크리트(40)와 소구경파일체를 일체화시킬 수 있어, 파일 두부가 확실하게 보강될 수 있다.
돌출부(220a)는 스터드로서, 정착부(210a)의 측면으로 다수 개가 돌출되도록 형성되며, 고리부가 단부에 형성될 수 있다. 돌출부(220a)에 의해 소구경파일체의 두부와 베이스콘크리트(40)와의 결합력이 상승될 수 있다.
두부 고정부(230)는 소구경파일체(100)이 두부를 고정하는 것이다. 두부 고정부(230)는 정착부의 상면까지 연장된 보강강관(310)의 상단부에 용접 또는 체결장치에 의해 고정되도록 형성되며, 두부 고정부(230)의 단부의 하면은 정착부(210a)의 상면과 용접 또는 체결장치에 의해 고정될 수 있다.
이에, 소구경파일체(100)의 두부는 락너트(340)에 의해 두부 고정부(230)에 확실하게 고정될 수 있다.
[파일두부보강장치의 제2 실시예]
도 8b는 본 발명의 파일두부보강장치의 제2 실시예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 파일두부보강장치의 제2 실시예의 대부분의 구성은 본 발명의 파일두부보강장치의 제1 실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 8b를 참조하면, 파일두부보강장치는 정착부(210a), 돌출부(220a), 두부보강 철근(240a)을 포함한다.
두부보강 철근(240a)은 강관 내부에서 기초 내부로 연장하여 설치되며, 정착장치에 용접 또는 거치될 수 있다.
즉, 두부보강 철근(240a)은 보강강관(310)의 상부 내주면으로부터 연장되어 정착부(210a)의 상면에 고정될 수 있으며, 단지 거치되는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 보강강관(310)의 상단은 케이싱(300)의 상단까지만 연장되도록 하며, 보강강관의 상하단부 내주면에는 스터드(250)가 설치되어 두부보강 철근(240a)의 하부가 케이싱(300) 및 보강강관(310)의 상부에서 안정적으로 지지되도록 하게 된다.
소구경파일체(100)가 관통할 수 있는 중앙홀이 형성된 수평판 형태의 앵커플레이트(330) 및 앵커플레이트 상면 및 저면에 체결된 락너트(340)는 정착부(210a)의 사이 및 두부보강 철근(240a)의 사이에 오도록 배치될 수 있다.
[파일두부보강장치의 제3 실시예]
도 8c는 본 발명의 파일두부보강장치의 제3 실시예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 파일두부보강장치의 제3 실시예의 대부분의 구성은 본 발명의 파일두부보강장치의 제2 실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 8c를 참조하면, 파일두부보강장치는 정착부(210a), 돌출부(220a), 두부보강 철근(240b)을 포함한다.
두부보강 철근(240b)은 강관 내부에서 기초 내부로 연장하여 설치되며, 정착장치에 용접 또는 거치될 수 있다.
즉, 두부보강 철근(240b)은 보강강관(310)의 상부 내주면으로부터 연장되어 정착부(210a)의 측면에 고정될 수 있다. 이 경우, 보강강관(310)의 상단은 케이싱(300)의 상단까지만 연장되도록 한다.
[파일두부보강장치의 제4 실시예]
도 8d는 본 발명의 파일두부보강장치의 4 실시예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 파일두부보강장치의 제4 실시예의 대부분의 구성은 본 발명의 파일두부보강장치의 제4 실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 8d를 참조하면, 파일두부보강장치는 정착부(210b), 연결재(220b), 두부보강 철근(240a)을 포함한다.
정착부(210b)는 정착부(210a)와 주요 구성이 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
두부보강 철근(240a)은 강관 내부에서 기초 내부로 연장하여 설치되며, 정착장치에 용접 또는 거치될 수 있다.
연결재(220b)는 철근 또는 플레이트로 정착부(210b)를 연결하여, 콘크리트와 일체화 할 수 있으며, 정착부(210b)에 용접 또는 정착부(210b)에 설치된 고리(미도시)에 끼워지도록 설치될 수 있다.
[파일두부보강장치의 제5 실시예]
도 8e는 본 발명의 파일두부보강장치의 제5 실시예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 파일두부보강장치의 제5 실시예의 대부분의 구성은 본 발명의 파일두부보강장치의 제4 실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 8e를 참조하면, 파일두부보강장치는 정착부(210b), 연결재(220b), 두부보강 철근(240b)을 포함한다.
두부보강 철근(240b)은 강관 내부에서 기초 내부로 연장하여 설치되며, 정착장치에 용접 또는 거치될 수 있다.
즉, 두부보강 철근(240b)은 보강강관(310)의 상부 내주면으로부터 연장되어 정착부(210a)의 측면에 고정될 수 있다. 이 경우, 보강강관(310)의 상단은 케이싱(300)의 상단까지만 연장되도록 한다.
이에 본 발의 정착부는 베이스콘크리트와 새로 타설되는 콘크리트와의 결합력을 증진시킬 뿐만 아니라, 베이스콘크리트와 소구경파일체를 일체화시킬 수 있어, 파일 두부가 확실하게 보강될 수 있다.
또한, 돌출부와 연결재에 의해 소구경파일체의 두부와 베이스콘크리트와의 결합력이 상승될 수 있으며, 두부보강 철근에 의해 보강강관과 베이스콘크리트와의 결합력이 현저하게 상승될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
40: 베이스콘크리트
100: 소구경파일체
110: 커플러
120: 간격재
210a, 201b: 정착부
220a: 돌출부
220b: 연결재
230: 강관 두부 고정부
240a, 240b: 두부보강 철근
300: 케이싱
310: 보강강관
320: 두부보강판
330: 앵커플레이트
340: 락너트
400: 그라우팅재
420: 그라우팅재 주입관
500: 천공홀
600: 연결장치
610: 연결장치1
620: 연결장치2
630: 연결장치3
640: 연결장치4
650: 연결장치5
660: 연결장치6
710: 강관받침판
720: 강봉정착장치
730: 두부보강플레이트
800: 드릴비트
H1: 토사층
H2: 지지층
H3: 케이싱 설치구간
H4: 보강강관 설치구간
H5: 케이싱 단독 설치구간

Claims (15)

  1. 지반에 형성된 천공홀 내부에 설치된 소구경파일체;
    상기 천공홀 내부에 소구경파일체가 관통하도록 지표면에서 지지층 방향으로 미리 설정된 길이로 파일 상부에 설치되는 보강강관;및
    상기 천공홀 내부에 소구경파일체와 보강강관이 매립되도록 주입된 그라우팅재;를 포함하며,
    상기 소구경파일체는 중공형 강봉으로 내부에 형성된 중공부를 통해 천공홀에 그라우팅재 삽입이 가능하고 중공부에 고결된 그라우팅재와의 합성파일체 형성이 가능하도록 하는 소구경파일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 천공홀과 보강강관 사이에 설치되며 천공홀의 붕괴를 방지하고 상기 보강강관, 소구경파일체, 그라우팅재와 합성파일체를 형성하는 케이싱;을 더 포함하는 소구경파일.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강강관과 소구경파일체에 설치되고 그라우팅재에 의해 합성파일체를 형성하는 연결장치;를 더 포함하는 소구경파일.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결장치는 연결장치1;및 연결장치2; 중 적어도 하나 이상의 연결장치가 상기 보강강관과 소구경파일체 중 적어도 하나 이상에 설치되며 그라우팅재에 의해 합성파일체 형성이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보강강관에 설치되고 그라우팅재에 의해 합성파일체를 형성하는 연결장치3; 연결장치4; 연결장치5; 및 연결장치6; 중 적어도 하나 이상의 연결장치가 상기 보강강관에 설치되며 그라우팅재에 의해 합성파일체 형성이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소구경파일체에 설치되어 보강강관이 상면에 지지되도록 하는 강관받침판;및 상기 보강강관과 소구경파일체 사이에 설치되어 소구경파일체가 보강강관 내부에 정착되도록 하는 강봉정착장치;를 더 포함하는 소구경파일.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 보강강관은 외주면이 상기 케이싱 내주면에 설치되고 보강강관과 케이싱은 하나의 파일체를 형성하여 하부 케이싱 상면에 설치되며 소구경파일체가 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 파일의 두부를 보강하는 파일두부보강장치;를 더 포함하며,
    상기 파일두부보강장치는, 상기 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트의 원주를 따라 설치되는 정착부; 및 상기 정착부로부터 상기 파일의 두부로 돌출되도록 형성된 다수 개의 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보강강관은 상기 정착부의 상부까지 연장되되, 상기 정착부와 연결되어 고정되는 강관 두부 고정부와 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 파일두부보강장치는, 상기 보강강관의 상부 내주면으로부터 연장되어 상기 정착부의 상면 또는 측면에 고정되는 두부보강 철근;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 파일의 두부를 보강하는 파일두부보강장치;를 더 포함하며,
    상기 파일두부보강장치는, 상기 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트의 원주를 따라 설치되는 정착부; 및 상기 정착부를 상호 연결시키는 연결재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파일두부보강장치는, 상기 보강강관의 상부 내주면으로부터 연장되어 상기 정착부의 상면 또는 측면에 고정되는 두부보강 철근;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경파일.
  13. (a) 지반에 천공홀을 형성하는 단계;
    (b) 상기 천공홀 내부에 지표면에서 지지층 방향으로 파일 상부에 보강강관을 설치하는 단계;
    (c) 소구경파일체를 상기 천공홀과 보강강관 내부에 설치하는 단계; 및
    (d) 상기 천공홀과 보강강관 내부에 소구경파일체가 매립되도록 그라우팅재를 주입하는 단계;를 포함하는 소구경파일 시공방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이후 상기 천공홀 내부에 설치되며 천공홀의 붕괴를 방지하고 상기 보강강관과 소구경파일체와 함께 그라우팅재에 의해 합성파일체를 형성하는 케이싱 설치 단계;를 더 포함하는 소구경파일 시공방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (d) 단계이후, 상기 파일의 두부를 보강하는 파일두부보강장치를 설치하는 단계를 더 포함하며,
    상기 파일두부보강장치는, 상기 소구경파일체의 상부가 형성되는 베이스콘크리트의 원주를 따라 설치되는 정착부 및 상기 정착부로부터 상기 파일의 두부로 돌출되도록 형성된 다수 개의 돌출부 또는 상기 정착부를 상호 연결시키는 연결재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경파일 시공방법.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102604726B1 (ko) * 2022-09-16 2023-11-22 최상호 하중분산형 복합 마이크로파일 및 그 시공방법
WO2024001680A1 (zh) * 2022-06-28 2024-01-04 青岛理工大学 一种防水抗拔桩及施工方法

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