KR20180082226A - Track bearing pile structure for strengthening end bearing capacity to restrain subsidence of soft soil, and construction method for the same - Google Patents

Track bearing pile structure for strengthening end bearing capacity to restrain subsidence of soft soil, and construction method for the same Download PDF

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KR20180082226A KR1020170003651A KR20170003651A KR20180082226A KR 20180082226 A KR20180082226 A KR 20180082226A KR 1020170003651 A KR1020170003651 A KR 1020170003651A KR 20170003651 A KR20170003651 A KR 20170003651A KR 20180082226 A KR20180082226 A KR 20180082226A
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Abstract

Provided are a track supporting pile structure reinforced with supporting force for suppressing settlement of the soft ground and a construction method thereof. In order to suppress the settlement of the soft ground, the present invention can locally strengthen a near-pile layer by forming a reinforced layer by injecting a solid solution into the near-pile layer of a pile, which exhibits bearing capacity of the pile. Accordingly, the present invention can reduce stiffness of a support pile and reduce the overall length of a track support pile. Further, the present invention can quantitatively grasp tip end supporting force by controlling the solidification volume through pressure control of a pressure injector.

Description

연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물 및 그 시공 방법 {TRACK BEARING PILE STRUCTURE FOR STRENGTHENING END BEARING CAPACITY TO RESTRAIN SUBSIDENCE OF SOFT SOIL, AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a track support pile structure reinforced with a support force for suppressing settlement of soft ground,

본 발명은 궤도 지지말뚝 구조물의 시공에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 연약지반의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성하는, 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the construction of a track support pile structure, and more particularly, to a method for constructing a track support pile structure, which comprises forming a tip strengthening layer by injecting a hardening material into a near- The present invention relates to a track supporting pile structure reinforced with a supporting force for restraining settlement of a ground and a construction method thereof.

일반적으로, 연약지반의 구성토층은 표준관입시험의 N값이 0~4인 부드럽고 압축성이 큰 점토, 실트, 피트 등으로 이루어지며, 예를 들면, 이러한 연약지반은 3각주, 드라운드 밸리(Drowned Valley) 등의 새로운 충적지에 많이 존재한다. 또한, N<10의 느슨한 모래층에 물을 포함한 것도 연약지반에 해당한다.Generally, the constituent soil layers of soft ground consist of soft and compressible clay, silt, and pit with N values of 0 to 4 in the standard penetration test. For example, these soft grounds are triangular, Valley), and so on. Also, it is also soft soil that contains water in the loose sand layer of N <10.

또한, 각종 구조물을 시공하려면 해당 구조물의 상재하중(Surface Load)을 안정적으로 지탱하면서 부등침하를 방지할 수 있도록 해당 구조물이 구축되는 연약지반에 대한 보강이 필수적으로 요구되며, 이에 따라 해당 구조물의 규모, 사용용도 및 연약지반의 토층 구조에 따라 다양한 형태의 보강공법들이 선행기술로 개시되어 있다.In addition, in order to construct various structures, it is necessary to reinforce the soft ground where the structure is constructed so as to prevent the uneven settlement while stably supporting the surface load of the structure. Therefore, , Reinforcement methods of various types are disclosed in the prior art according to the use purpose and the foundation structure of the soft ground.

이러한 연약지반 대책 공법은, 크게 개량 공법과 지지말뚝 공법으로 대별할 수 있다. 예를 들면, 개량 공법으로는 샌드드레인 공법, 연직드레인 공법, 페이퍼 드레인 공법, 팩드레인 공법, 모래다짐말뚝 공법, 동다짐 공법, 압성토 공법 등이 있으며, 지지말뚝 공법은 강관 말뚝 등을 이용하여 연약지반 하부의 견고한 지반에 말뚝을 지지시키고, 말뚝의 상부에 토목섬유를 부설하여 성토체 및 상부 구조물을 시공하는 공법이다. 이러한 연약지반 개량 공법에서, 개량 깊이가 지나치게 깊거나 개량 범위가 광범위한 경우, 매우 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에 최근에는 건물이나 교각하부 기초 등에서 흔히 사용되고 있는 강관 말뚝 공법을 성토체의 지지를 위한 공법으로 활용하는 예가 늘고 있다. This soft ground measures method can be roughly divided into improvement method and supporting pile method. For example, improvement methods include sand drain method, vertical drain method, paper drain method, pack drain method, sand compaction pile method, dynamic compaction method, and compressive soil method. It is a method of constructing the embankment and superstructure by supporting the pile on the hard ground below the soft ground and installing geosynthetic fiber on the upper part of the pile. In this soft ground improvement method, if the improvement depth is too deep or the improvement range is wide, it takes a lot of time and cost. Therefore, recently, the steel pipe piling method, which is commonly used in buildings, And the number of cases is increasing.

구체적으로, 연약지반에서 건축 토목 공사를 위한 기초공사로 땅 속에 말뚝(또는 파일)을 박아 넣어서 구조물의 하중을 지탱할 수 있도록 하고 있다. 이러한 말뚝은 성질에 따라서 분류하면, 지지말뚝과 마찰말뚝으로 나눌 수 있다.Specifically, as foundation work for construction work in soft ground, piles (or piles) are inserted into the ground to support the load of the structure. These piles can be divided into supporting piles and friction piles, classified according to their properties.

이러한 지지말뚝은 말뚝의 선단이 단단한 지반까지 도달하여 지지되는 것을 말하며, 또한, 마찰말뚝은 주위의 지반과 말뚝의 마찰력에 의해서 하중을 지탱하는 것이며, 특히, 지지말뚝은 큰 하중을 받는 교량에서 많이 사용하고 있다.In addition, the friction pile supports the load by the frictional force between the surrounding ground and the pile. In particular, the supporting pile is supported by a large number of bridges I am using it.

도 1은 종래의 기술에 따른 지지말뚝 시공 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a method of constructing a support pile according to a conventional technique.

종래의 기술에 따른 지지말뚝 시공 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 지름이 1000㎜ 이상의 대구경으로 시공이 이루어지는 것으로, a) 단단한 지반인 암반층에 도달하도록 연약지반(11)에 구멍(h1)을 천공하는 단계; b) 암반층(12)에 일정 깊이로 구멍(h2)을 천공하는 단계; c) 연약지반(11) 및 암반층(12)에 각각 천공된 구멍(h1, h2)의 가장자리 측으로 철근(13)을 배근하는 단계; 및 d) 천공된 구멍(h1, h2)에 콘크리트(14)를 타설하여 철근(13)이 내입된 지지말뚝을 성형하는 단계로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the method for constructing a support pile according to the related art is a construction of a large diameter having a diameter of 1000 mm or more, wherein a) a hole h1 is formed in the soft ground 11 so as to reach a rock layer, Lt; / RTI &gt; b) drilling a hole (h2) in the rock layer (12) to a certain depth; c) disposing a reinforcing bar 13 on the edge side of the holes h1 and h2 formed in the soft ground 11 and the rock layer 12, respectively; And d) pouring the concrete (14) into the perforated holes (h1, h2) to form a supporting pile into which the reinforcing bars (13) are inserted.

종래의 기술에 따른 지지말뚝 시공 방법에 있어서, 암반층(12)에서의 일반적인 작업은 파일 드릴링 머신의 드럼 스테이빌라이저(Drum stabilizer)에 결합되는 수개의 해머비트 또는 해머 드릴을 설치하여 암반층(12)을 두드려 1000㎜ 이상의 대구경으로 구멍(h2)을 천공한다.In a conventional method for constructing a support pile, a typical operation in the rock layer 12 is to install several hammer drills or hammer drills coupled to a drum stabilizer of a pile drilling machine to form a rock layer 12, To puncture the hole (h2) with a large diameter of 1000 mm or more.

이와 같이 대구경으로 암반층(12)에 구멍(h2)을 천공하는 작업은 고가장비인 해머비트의 마모가 심하기 때문에 이를 자주 교체해야 하는 등의 문제점으로 인해 공사기간이 매우 많이 소요되며, 또한, 천공된 구멍(h2) 전체를 콘크리트(14)로 다시 메워야 하기 때문에 콘크리트의 소모가 많아 공사비용이 증가하게 되는 등의 문제점이 있었다.The drilling of the hole (h2) in the rock layer (12) with the large diameter in this manner requires a long period of time due to problems such as frequent replacement of the hammer bit, which is expensive equipment, Since the whole of the hole h2 must be filled with the concrete 14, there is a problem that the cost of construction is increased due to a large consumption of concrete.

한편, 고속철도 또는 일반철도를 부설하기 위해서 연약지반 상에 콘크리트궤도를 적용할 경우, 연약지반 처리는 철도차량의 주행 안정성, 승차감, 궤도틀림 등의 측면에서 매우 중요하다.On the other hand, when the concrete track is applied on the soft ground to lay the high-speed railway or the general railway, the soft ground handling is very important in terms of the stability of the railway vehicle, ride comfort,

이러한 콘크리트궤도 구간에서 지반 침하가 발생할 경우 궤도틀림, 예를 들면, 수직틀림, 수평틀림, 비틀림 등이 심화되어 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화되고, 또한, 콘크리트 슬래브 및 레일 체결장치 등에 균열 또는 파손이 발생될 수 있고, 철도 선로로서의 기능을 유지하기 어렵다는 문제점이 있었다. 이에 따라, 이러한 연약지반을 개량 또는 치환하거나, 굴착 후 토공구간을 교량구간으로 설계를 변경하여 시공하게 된다.When a ground settlement occurs in such a concrete track section, a track misalignment such as a vertical misalignment, a horizontal misalignment, and a torsion are intensified and the running stability and ride quality of the vehicle are deteriorated. In addition, cracks or breakage of the concrete slab, There is a problem that it is difficult to maintain the function as a railway line. Accordingly, such a soft ground can be improved or replaced, or the excavation can be performed by changing the design of the earth section to the bridge section.

그러나 연약지반의 개량/치환 또는 토공의 교량화는 지반의 지속적인 장기 침하를 억제할 수 없으며, 또한, 연약지반 처리비, 교량 시공비 또는 유지보수비의 증가가 불가피하다. 또한, 지반 침하 발생 시 레일 상면 레벨을 유지하기 위해서 레일체결장치의 간격 조정판 추가 설치, 콘크리트 슬래브 보강, 콘크리트궤도 리프팅(콘크리트 슬래브 저부에 충진재 주입 등)과 같은 다양한 유지보수 업무가 이루어져야 하며, 이는 유지보수 비용이 과도하게 상승한다는 문제점이 있다.However, the improvement / replacement of the soft ground / bridging of the earth can not suppress the long-term settlement of the ground, and it is inevitable to increase the soft ground treatment cost, bridge construction cost or maintenance cost. In order to maintain the upper level of the rail at the occurrence of subsidence, various maintenance work such as additional installation of the rail fixing device, reinforcement of concrete slab, lifting of concrete track (filling of the concrete slab, etc.) There is a problem that the maintenance cost is excessively increased.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 연약지반의 침하를 억제할 수 있는 콘크리트궤도 시공 방법 개발되고 있다.In order to solve these problems, a concrete track construction method capable of suppressing settlement of soft ground is being developed.

도 2는 종래의 기술에 따른 궤도 지지말뚝 구조를 나타내는 수직단면도이고, 도 3은 궤도 지지말뚝 개수 최소화를 위해 대구경 말뚝이 적용되는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a vertical sectional view showing a structure of a track support pile according to a conventional technique, and FIG. 3 is a diagram for explaining application of a large diameter pile for minimizing the number of track support piles.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 궤도 지지말뚝 구조는, 풍화함 또는 연암과 같은 암반 지지층(31), 연약지반(32), PHC 말뚝(21), 가로보(22), 플랫폼 슬래브(23), 보호 콘크리트층(33), 콘크리트 슬래브(34), 레일(35) 및 성토층(36)을 포함하며, 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, PHC 말뚝(21)의 소요 개수를 최소화하기 위해 대구경 말뚝, 예를 들면, Φ=1,000㎜ 또는 1,200㎜의 말뚝이 적용되고 있다.2 and 3, the track support pile structure according to the prior art includes a rock support layer 31 such as a weathered rock or soft rock, a soft ground 32, a PHC pile 21, a beam 22, A platform slab 23, a protective concrete layer 33, a concrete slab 34, a rail 35 and an embankment layer 36. In particular, as shown in Fig. 3, the PHC pile 21 A large diameter pile, for example, Φ = 1,000 mm or 1,200 mm, is applied to minimize the number of required loads.

한편, 전술한 궤도 지지말뚝 구조와 관련된 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2009-84054호에는 "말뚝기초로 보강된 콘크리트 궤도구조와 그 시공 및 보수방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.As a prior art related to the above-described track supporting pile structure, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-84054 discloses an invention entitled " a concrete track structure reinforced with a pile foundation and a construction and maintenance method thereof " 4.

도 4는 종래의 기술에 따른 말뚝기초로 보강된 콘크리트 궤도 구조를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a concrete track structure reinforced by a pile base according to a conventional technique.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 말뚝기초로 보강된 콘크리트 궤도 구조는 지반에 설치되어 콘크리트 궤도와 일체로 거동하도록 말뚝(61)이 결합된다.As shown in FIG. 4, the concrete pavement-reinforced concrete pavement structure according to the related art is installed on the ground and the pile 61 is joined to the concrete pavement so as to behave integrally with the concrete pavement.

말뚝(61)은 프리캐스트 부재를 이용하거나 현장타설 말뚝을 이용할 수 있는데, 말뚝(61)의 본당 작용하중이 100톤 이상이 되도록 중구경 이상의 철근 보강 현장타설 말뚝을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 말뚝(61)으로 선단 지지말뚝을 사용하는 경우, 상기 말뚝(61)은 침하가 발생하지 않는 기반암층(51)에 상재하중을 전달하는 역할을 하므로, 지반층(52)을 관통하여 기반암층(51)의 상면까지 도달하도록 충분한 깊이로 설치된다. 이러한 선단 지지말뚝을 사용하면, 장기 하중에 대해서 잔류 침하량이 크지 않으므로 침하에 까다로운 콘크리트 궤도와 같은 구조물을 지지하기에 적합하다. 또한, 상기 말뚝(61)은 상재하중으로 작용하는 차량의 특성에 따라 배치할 수 있으며, 과도한 휨응력이 발생하는 것을 방지하기 위하여 최대 대차 간격의 절반 정도 거리를 두고 배치할 수 있다.The pile 61 may be a pre-cast member or a cast-in-place pile. In this case, the pile 61 may have a reinforced reinforced cast-in-place pile having a pore size of 100 tons or more. For example, when the pile 61 is used as a tip pile, the pile 61 serves to transmit the upper load to the bedrock layer 51 where no settlement occurs. Therefore, And is installed at a sufficient depth to reach the upper surface of the bedrock layer 51. The use of such a tipped pile is suitable for supporting structures such as concrete tracks that are difficult to settle because the residual settlement is not large for long-term loads. In addition, the pile 61 may be disposed according to the characteristics of the vehicle acting as the overhead load, and may be disposed at a distance of about half of the maximum baryment distance to prevent excessive bending stress from occurring.

말뚝(61)의 상부에는 말뚝캡(62)을 설치할 수 있는데, 상기 말뚝캡(62)을 설치함으로써 말뚝(61)의 두부에 집중되는 하중에 의한 균열을 방지하고, 상기 말뚝(61)의 상부에 시공되는 콘크리트 궤도와의 일체 접합을 도모할 수 있다.The pile cap 62 may be installed on the upper portion of the pile 61 to prevent cracks due to the load concentrated on the head portion of the pile 61 by installing the pile cap 62, It is possible to achieve an integral joint with the concrete track installed in the concrete pavement.

이러한 말뚝(61)에 의해 지지되는 콘크리트 궤도는 상기 말뚝캡(62) 상부에 결합되는 캠플레이트(Camplate: 63), 상기 캠플레이트(63)가 매립되도록 타설되는 노반강화층(Hydraulically Stabilized Base Layer: HSB층)(64) 및 상기 HSB층(64) 상면에 콘크리트가 타설되어 형성되는 도상 콘크리트층(Track Concrete Layer: TCL층)(65)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 TCL층(65) 상면으로는 침목(66)이 설치되고, 상기 침목(66) 상면에 레일(67)이 고정된다.The concrete track supported by the pile 61 includes a cam plate 63 coupled to the upper portion of the pile cap 62 and a hydraulically stabilized base layer 63 disposed to be embedded in the cam plate 63. [ HSB layer 64 and a track concrete layer 65 formed by pouring concrete on the HSB layer 64. As shown in FIG. A tie rail 66 is installed on the upper surface of the TCL layer 65 and a rail 67 is fixed to the upper surface of the tie rail 66.

이러한 콘크리트 궤도는 노반층(53) 상면에 시공되는데, 상기 노반층(53) 상면으로 노출된 말뚝(61)의 두부 또는 말뚝캡(62)과 상기 콘크리트 궤도의 일체 결합을 위하여, 말뚝(61)의 두부 또는 말뚝캡(62)이 매립되도록 철근 콘크리트를 타설하여 캠플레이트(63)를 시공할 수 있다. The concrete pavement is installed on the upper surface of the roadbed layer 53. The concrete pavement 61 is integrally formed with the pile 61 or the pile cap 62, The reinforcing concrete can be installed so that the head or pile cap 62 is embedded.

이러한 캠플레이트(63)는 말뚝캡(62) 또는 말뚝(61)의 두부와 일체로 접합되어, 상기 캠플레이트(63)의 상부에 시공되는 HSB층(64) 및 TCL층(65)의 횡방향 변위를 억제하고, 하중을 분산시키는 역할을 한다. 또한, 캠플레이트(63)는 상부로 타설되는 HSB층(64) 내에 매립되어 전단키 역할을 함으로써, HSB층(64)의 미끄러짐을 방지할 수 있다.The cam plate 63 is integrally joined to the head portion of the pile cap 62 or the pile 61 so that the HSB layer 64 and the TCL layer 65, which are applied to the upper portion of the cam plate 63, Suppresses displacement, and distributes the load. In addition, the cam plate 63 is embedded in the HSB layer 64 placed in the upper portion to serve as a shear key, thereby preventing slipping of the HSB layer 64.

또한, 상기 캠플레이트(63) 상면으로 HSB층(64)이 시공될 수 있는데, 상기 HSB층(64)은 캠플레이트(63)와 노반층(53) 상면에 걸쳐 콘크리트가 타설되어 형성된다. 이때, 상기 HSB층(64)은 상기 HSB층(64) 상부에 시공되는 TCL층(65)의 기초 역할을 하는 것으로, 상기 노반층(53) 및 말뚝(61)과 연결된 캠플레이트(63)에 일체로 결합되어 TCL층(65)을 지지한다.The HSB layer 64 can be formed on the upper surface of the cam plate 63. The HSB layer 64 is formed by placing concrete over the cam plate 63 and the upper surface of the roadbed layer 53. The HSB layer 64 serves as a base of the TCL layer 65 installed on the HSB layer 64. The HSB layer 64 is formed on the cam plate 63 connected to the roadbed layer 53 and the pile 61 And are joined together to support the TCL layer 65.

상기 HSB층(64) 상면으로 콘크리트를 타설하여 TCL층(23)을 시공할 수 있으며, 상기 TCL층(65)에 상기 침목(66)이 고정 설치되고, 상기 침목(66) 상면으로 레일(67)이 고정된다.The concrete is placed on the upper surface of the HSB layer 64 to construct the TCL layer 23. The tie layer 66 is fixed to the TCL layer 65 and the rail 67 Is fixed.

종래의 기술에 따른 말뚝기초로 보강된 콘크리트 궤도 구조에 따르면, 지반층에 별도의 보강 또는 처리를 하지 않고도, 노반의 불균등 침하를 억제할 수 있고, 말뚝기초에 의해 침하를 효과적으로 억제할 수 있다. 특히, 노반층의 침하가 억제되므로, 노반층을 구성하는 성토재의 기준을 완화하여 시공비를 절감할 수 있다. 또한, 추가 침하가 발생할 경우, 궤도 하면에 생긴 공간을 충진재로 채우는 등 간단하게 유지 및 보수할 수 있다.According to the concrete track structure reinforced by the pile foundation according to the prior art, uneven settlement of the roadbed can be suppressed and the settlement can be effectively suppressed by the foundation of the pile without separately reinforcing or treating the ground layer. In particular, since the settlement of the roadbed layer is suppressed, it is possible to reduce the construction cost by alleviating the criteria of the fillet constituting the roadbed layer. Further, when additional settlement occurs, a space formed on the bottom of the track can be easily maintained and repaired by filling with a filler.

한편, 궤도 지지말뚝 구조는 안정적이며 효율적인 기능을 부여하도록 부마찰력을 제거하고 선단지지력을 강화하여야 한다.On the other hand, the track-supported pile structure should be free from deflativity and strengthen the bearing capacity so as to provide a stable and efficient function.

도 5는 궤도 지지말뚝의 지지력을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the bearing capacity of the track support pile.

도 5를 참조하면, 궤도 지지말뚝 구조는 개량, 치환 등의 별도로 연약지반 처리를 하지 않지만, 연약지반 침하에 따른 부마찰력 발생은 말뚝 지지력을 감소시키며, 지지말뚝 본체 및 가로보, 플랫폼 슬래브 등의 상부 구조물에도 악영향을 미친다. 따라서 부마찰력 발생 가능성을 제거하기 위해서 지지말뚝 표면이 매끈해질 수 있도록 지지말뚝의 표면을 캡핑하거나 또는 화학적 처리가 필요하다.Referring to FIG. 5, the track support pile structure does not perform soft ground treatment separately such as improvement and replacement. However, the occurrence of the flattening force due to the soft ground settlement reduces the pile support force, and the upper structure such as the support pile body, . Therefore, the surface of the support pile should be capped or chemically treated so that the surface of the support pile is smooth so as to eliminate the possibility of occurrence of the non-flatness.

또한, 선단지지력 강화와 관련하여, 연약지반의 침하 억제를 위해서 지지말뚝 선단의 지지구조가 매우 중요하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 주면 마찰력이 제거됨에 따라 선단지지력 강화가 요구된다.In order to suppress the settlement of the soft ground, the supporting structure of the supporting pile tip is very important in relation to the strengthening of the end support force, and as shown in FIG.

대한민국 공개특허번호 제2009-84054호(공개일: 2009년 8월 5일), 발명의 명칭: "말뚝기초로 보강된 콘크리트 궤도구조와 그 시공 및 보수방법"Korean Unexamined Patent Publication No. 2009-84054 (published on Aug. 5, 2009), entitled "Concrete track structure reinforced by pile foundation, method of construction and repair thereof" 대한민국 공개특허번호 제2010-99984호(공개일: 2010년 9월 15일), 발명의 명칭: "암반층에서의 대구경 지지말뚝 시공방법"Korean Patent Publication No. 2010-99984 (published September 15, 2010), entitled "Method of constructing large diameter support pile in rock bed" 대한민국 등록특허번호 제10-884285호(출원일: 2008년 9월 3일), 발명의 명칭: "연약지반 개량용 경화제와 이의 초고압 수분사장치 및 이를 이용한 지반개량 공법"Korean Patent No. 10-884285 filed on Sep. 3, 2008, entitled "Curing Agent for Improving Soft Ground, Ultra High Pressure Water Injection Apparatus and Method for Improving Soil Using the Same" 대한민국 등록특허번호 제10-940802호(출원일: 2009년 4월 29일), 발명의 명칭: "연약지반 개량용 경화제와 이의 심층혼합처리장치 및 이를 이용한 심층혼합처리공법"Korean Patent No. 10-940802 filed on Apr. 29, 2009, entitled "Curing Agent for Improving Soft Ground and Its Deep-Mixing Treatment Apparatus and Deep Mixing Treatment Method Using the Same" 대한민국 공개특허번호 제2002-35369호(공개일: 2002년 5월 11일), 발명의 명칭: "하부지지체를 갖는 기초말뚝의 시공방법"Korean Unexamined Patent Publication No. 2002-35369 (published May 11, 2002), entitled "Method of Construction of Foundation Pile with Lower Support" 대한민국 등록특허번호 제10-657613호(출원일: 2006년 5월 16일), 발명의 명칭: "말뚝 두부에 설치된 토목섬유를 포함하는 연약지반 지지력강화장치"Korean Patent No. 10-657613 filed on May 16, 2006, entitled "Soft ground support force strengthening device including geosynthetic fiber installed in pile head"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성함으로써 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시킬 수 있는, 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pile of the present invention, which is capable of locally strengthening a near- And to provide a track supporting pile structure reinforced with a supporting force for restraining settlement of soft ground, and a construction method thereof.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 궤도 지지말뚝의 선단부에 선단 강화층 형성시 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어함으로써, 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있는, 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for controlling the settlement volume of a soft ground by quantitatively grasping the end bearing capacity by controlling the solidification volume through the pressure control of the pressure injector when forming the tip strengthening layer at the tip of the track support pile The present invention provides a track supporting pile structure having improved support force for the ends and a construction method thereof.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물은, 캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트(PHC) 말뚝; 상기 PHC 말뚝의 선단지지력을 강화하도록 압력 분사장치를 이용하여 상기 PHC 말뚝의 선단부에서 암반 지지층에 고결재를 주입하여 형성되는 선단 강화층; 상기 PHC 말뚝의 상부에 거치되는 가로보; 상기 가로보 상에 설치되는 플랫폼 슬래브; 및 궤도 지지말뚝 구조물을 형성하도록 상기 플랫폼 슬래브 상에 시공되는 상부 구조물을 포함하되, 상기 선단 강화층은 연약지반의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 형성되며, 상기 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시키는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above technical object, a track supporting pile structure reinforced with a leading end supporting force for restraining settlement of a soft ground according to the present invention comprises: a high strength prestress (PHC) pile capping or surface chemically treated; A tip strengthening layer formed by injecting a hardening material into the rock support layer at the tip of the PHC pile using a pressure injector to strengthen the tip supporting force of the PHC pile; A cross beam mounted on the top of the PHC pile; A platform slab installed on the beam; And a top structure constructed on the platform slab so as to form a track supporting pile structure, wherein the top strengthening layer is formed by pouring high solubility into a near-pile layer of a pile showing the supporting capacity of the track supporting pile And the reinforcing layer of the pile is locally strengthened.

여기서, 상기 PHC 말뚝은 캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트 말뚝으로서, 소요 개수를 최소화하도록 지름이 1,000㎜ 이상인 대구경 말뚝인 것이 바람직하다.Here, the PHC pile is a high-strength prestressed pile capping or surface-treated, and is preferably a large diameter pile having a diameter of 1,000 mm or more to minimize the required number.

여기서, 상기 선단 강화층은 지지말뚝의 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있도록 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어할 수 있다.Here, the tip strengthening layer can control the solidification volume through the pressure control of the pressure injector so as to quantitatively grasp the end bearing force of the support pile.

여기서, 상기 고결재는 고결재 주입장치로부터 주입관을 경유하여 공급되고, 압력 분사장치가 상기 고결재를 압력 분사하여 암반 지지층의 상면에 주입함으로써 상기 PHC 말뚝이 암반 근입 말뚝화될 수 있다.Here, the high solubility material is supplied from a high solubility injection device via an injection tube, and the pressure injector injects the high solubility material into the upper surface of the rock support layer by pressure injection, so that the PHC pile can be converted into a rock-bottoming pile.

여기서, 상기 상부 구조물은, 상기 플랫폼 슬래브 상에 콘크리트를 타설하여 형성되는 보호 콘크리트층; 상기 보호 콘크리트층 상부에 배치되는 콘크리트 슬래브; 및 상기 콘크리트 슬래브 상에 설치되는 레일을 포함할 수 있다.Here, the upper structure may include: a protective concrete layer formed by casting concrete on the platform slab; A concrete slab disposed above the protective concrete layer; And a rail installed on the concrete slab.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법은, a) PHC 말뚝을 캡핑 또는 표면화학 처리하는 단계; b) 연약지반 상에 강재 케이싱을 설치하는 단계; c) 상기 강재 케이싱 내에 상기 PHC 말뚝을 매입하는 단계; d) 상기 강재 케이싱을 제거하고, 압력 분사장치를 이용하여 상기 PHC 말뚝의 선단부에서 암반 지지층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성하는 단계; e) 상기 PHC 말뚝 상부에 가로보를 거치하는 단계; f) 상기 가로보 상부에 플랫폼 슬래브를 시공하는 단계; 및 g) 상부 구조물을 시공하여 궤도 지지말뚝 구조물을 형성하는 단계를 포함하되, 연약지반의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성함으로써 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시키는 것을 특징으로 한다.As another means for accomplishing the above technical object, there is provided a method of constructing a track support pile structure having enhanced tip support for suppressing settlement of soft ground according to the present invention, comprising the steps of: a) capping or surface chemical treatment of a PHC pile ; b) installing a steel casing on the soft ground; c) embedding the PHC pile in the steel casing; d) removing the steel casing and injecting solid support into the rock support layer at the tip of the PHC pile using a pressure injector to form a tip strengthening layer; e) mounting a cross beam over the PHC pile; f) constructing a platform slab above the beam; And g) forming an orbital support pile structure by constructing a superstructure. In order to suppress settlement of the soft foundation, a pile hardening layer is formed by injecting a hardening material into a near-pile layer of the pile, Whereby the near-pile layer is locally strengthened.

본 발명에 따르면, 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성함으로써 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시킬 수 있고, 이에 따라 지지말뚝 근입장을 감소시킬 수 있고, 궤도 지지말뚝의 전체적인 길이를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to locally strengthen the near-pile layer by forming the tip strengthening layer by injecting the solid solution into the near-pile layer of the pile, which exhibits the end support force of the track support pile, And can reduce the overall length of the track support pile.

본 발명에 따르면, 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어함으로써, 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있다.According to the present invention, the tip end holding force can be quantitatively grasped by controlling the solute volume through the pressure control of the pressure injector.

도 1은 종래의 기술에 따른 지지말뚝 시공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 궤도 지지말뚝 구조를 나타내는 수직단면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 궤도 지지말뚝 개수 최소화를 위해 대구경 말뚝이 적용되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 말뚝기초로 보강된 콘크리트 궤도 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 궤도 지지말뚝의 지지력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 정단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법의 동작흐름도이다.
도 9a 내지 도 9f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물이 시공된 상태를 나타내는 도면이다.
1 is a view for explaining a method of constructing a support pile according to a conventional technique.
2 is a vertical cross-sectional view showing a structure of a track support pile according to a conventional technique.
3 is a view for explaining application of a large diameter pile for minimizing the number of track support piles according to the prior art.
4 is a cross-sectional view showing a concrete track structure reinforced by a pile base according to a conventional technique.
5 is a view for explaining the bearing capacity of the track support pile.
FIG. 6 is a side cross-sectional view of a track support pile structure reinforcing the tip end supporting force for restraining settlement of the soft ground according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a front cross-sectional view of a track support pile structure reinforcing the tip end supporting force for restraining settlement of soft ground according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of constructing a track support pile structure in which the leading end supporting force is strengthened to suppress settlement of a soft ground according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 9A to 9F are views for explaining a concrete method of constructing a track supporting pile structure in which the tip supporting force is strengthened to suppress the settlement of the soft ground according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a state in which a track support pile structure having a stronger end support force is installed for suppressing settlement of a soft ground according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

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.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

[연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물][Track support pile structure reinforced with support for soft ground settlement suppression]

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 측단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 정단면도이다.FIG. 6 is a side cross-sectional view of a track support pile structure reinforcing the tip end support force for restraining settlement of soft ground according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross- Sectional view of a reinforced track support pile structure.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물(100)은, PHC 말뚝(110), 선단 강화층(160), 가로보(Cross Beam: 170), 플랫폼 슬래브(180), 보호 콘크리트층(230), 콘크리트 슬래브(240), 레일(250) 및 성토층(260)을 포함한다.6 and 7, a track supporting pile structure 100 reinforcing the leading end supporting force for restraining settlement of soft ground according to an embodiment of the present invention includes a PHC pile 110, a tip strengthening layer 160, A cross beam 170, a platform slab 180, a protective concrete layer 230, a concrete slab 240, a rail 250 and an embankment layer 260.

PHC 말뚝(110)은 캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트(Pretensioned spun High strength Concrete: PHC) 말뚝으로서, 암반 지지층(210)의 상면까지 근입된다. 여기서, 상기 PHC 말뚝은 프리텐션 방식에 의한 원심력을 이용하여 제조된 프리캐스트 말뚝의 하나로서, 말뚝에 압축력, 즉, 프리스트레스(Prestress)를 가해두고, 벤딩(Bending)이나 인장력에 약한 콘크리트의 결점을 보완하도록 압축강도 800kg/㎠ 이상의 고강도 프리스트레스트 말뚝이다. 또한, 상기 PHC 말뚝(110)은 소요 개수를 최소화하도록 지름이 1,000㎜ 이상인 대구경 말뚝인 것이 바람직하다.The PHC pile 110 is a high strength prestressed concrete (PHC) pile capping or surface chemically treated to the top of the rock support layer 210. Here, the PHC pile is one of pre-cast piles manufactured by using the centrifugal force by the pretension method. The pile is provided with a compressive force, that is, a prestress, and a defect of concrete that is weak in bending or tensile force It is a high strength prestressed pile with a compressive strength of 800kg / ㎠ or more to compensate. The PHC pile 110 is preferably a large diameter pile having a diameter of 1,000 mm or more to minimize the required number.

선단 강화층(160)은 상기 PHC 말뚝(110)의 선단지지력을 강화하도록 압력 분사장치(150)를 이용하여 상기 PHC 말뚝(110)의 선단부에서 암반 지지층(210)에 고결재를 주입하여 형성된다. 이에 따라 상기 선단 강화층(160)은 연약지반(220)의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 형성되며, 상기 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시킬 수 있다. 또한, 상기 선단 강화층(160)은 지지말뚝의 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있도록 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어할 수 있고, 예를 들면, 상기 고결재는 고결재 주입장치(130)로부터 주입관(140)을 경유하여 공급되고, 상기 PHC 말뚝(110)의 선단부에서 압력 분사장치(150)가 상기 고결재를 압력 분사하여 암반 지지층(210)의 상면에 주입함으로써 상기 PHC 말뚝(110)이 암반 근입 말뚝화될 수 있다.The tip strengthening layer 160 is formed by injecting a hardening material into the rock support layer 210 at the tip of the PHC pile 110 by using the pressure injector 150 to strengthen the tip supporting force of the PHC pile 110 . Accordingly, the tip strengthening layer 160 is formed by injecting a hardening material into the near-pile layer of the pile which exhibits the leading end supporting force of the track supporting pile in order to suppress the settlement of the soft ground 220, . In addition, the tip strengthening layer 160 can control the solidification volume through the pressure control of the pressure injector so as to quantitatively grasp the tip end supporting force of the support pile. For example, The PHC pile 110 is injected from the PHC pile 110 through the injection pipe 130 and the pressure injector 150 injects the high solubility material into the upper surface of the rock support layer 210 at the tip of the PHC pile 110, The pile 110 may become a rock-pierced pile.

여기서, 상기 고결재는 연약지반이나 현장 흙을 고결시킬 때 고결제로 시멘트를 가장 많이 사용하고 있으며, 지반 천공 후에 형성되는 공극이나 자연적으로 형성된 공극을 메우고 지하수를 차단하기 위한 차수벽 형성을 위하여 시멘트풀을 사용하고 있다.Here, the above-mentioned high solubility materials are mainly used for cementing soft ground or soil in the field. In order to fill the pores formed after the perforation of the ground or naturally formed pores and to form a water wall for blocking the ground water, .

가로보(Cross Beam: 170)는 상기 PHC 말뚝(110)의 상부에 거치된다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가로보(170)의 측면의 연약지반(220) 상부공간에 성토층(260)을 형성할 수 있다.A crossbeam (170) is mounted on top of the PHC pile (110). At this time, the embankment layer 260 may be formed on the upper portion of the soft ground 220 on the side of the cross bar 170 as shown in FIG.

플랫폼 슬래브(180)는 상기 가로보(170) 상에 설치된다.A platform slab 180 is installed on the beam 170.

상부 구조물은 궤도 지지말뚝 구조물을 형성하도록 상기 플랫폼 슬래브(180) 상에 시공된다. 이때, 상기 상부 구조물은, 상기 플랫폼 슬래브(180) 상에 콘크리트를 타설하여 형성되는 보호 콘크리트층(230); 상기 보호 콘크리트층(230) 상부에 배치되는 콘크리트 슬래브(240); 및 상기 콘크리트 슬래브(240) 상에 설치되는 레일(250)을 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The superstructure is constructed on the platform slab 180 to form an orbital support pile structure. At this time, the upper structure includes a protective concrete layer 230 formed by placing concrete on the platform slab 180; A concrete slab 240 disposed above the protective concrete layer 230; And a rail 250 mounted on the concrete slab 240.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물(100)에 따르면, 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성함으로써 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시킬 수 있고, 이에 따라 지지말뚝 근입장을 감소시킬 수 있고, 궤도 지지말뚝의 전체적인 길이를 감소시킬 수 있다. 또한, 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어함으로써, 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있다. 이때, 사전 재하시험을 수행하는 것이 바람직하다.As a result, according to the track support pile structure 100 in which the leading end supporting force is strengthened to suppress the settlement of the soft ground according to the embodiment of the present invention, the high pouring solution is injected into the near- Layer, it is possible to locally strengthen the near-pile layer, thereby reducing the stiffness of the support pile and reducing the overall length of the orbital support pile. Further, by controlling the volume of the solid solution through the pressure control of the pressure injection device, the tip end holding force can be grasped quantitatively. At this time, it is preferable to carry out the preload test.

[연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 공 방법][Method of Supporting Pile Structure Supporting Strong Bearing Capacity for Suppression of Subsidence in Soft Soils]

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법의 동작흐름도이고, 도 9a 내지 도 9f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물이 시공된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is an operational flowchart of a method of constructing a track support pile structure in which the leading end supporting force is strengthened in order to suppress settlement of a soft ground according to an embodiment of the present invention. FIGS. 9A to 9F are cross- FIG. 10 is a view for explaining a concrete method of constructing a track supporting pile structure having a strong bearing capacity for restraining settlement. FIG. 10 is a view for explaining a method of constructing a track support pile structure Fig.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법은, 먼저, PHC(Pretensioned spun High strength Concrete) 말뚝(110)을 캡핑 또는 표면화학 처리한다(S110). 구체적으로, 상기 PHC 말뚝(110)은 캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트(Pretensioned spun High strength Concrete: PHC) 말뚝으로서, 소요 개수를 최소화하도록 지름이 1,000㎜ 이상인 대구경 말뚝을 사용하는 것이 바람직하며, 또한, 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 PHC 말뚝(110)의 표면에 표면처리층(111)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8, in order to suppress the settlement of the soft ground according to the embodiment of the present invention, a method of constructing a track supporting pile structure with enhanced leading end bearing capacity includes: capping or piling a Pretensioned Spun High Strength Concrete (PHC) pile 110; Surface chemical treatment is performed (S110). Specifically, the PHC pile 110 is a high strength prestressed concrete (PHC) pile capping or surface chemically treated. It is preferable to use a large diameter pile having a diameter of 1,000 mm or more to minimize the required number, Further, as shown in FIG. 9A, the surface treatment layer 111 may be formed on the surface of the PHC pile 110.

다음으로, 연약지반(220) 상에 강재 케이싱(120)을 설치한다(S120). 구체적으로, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 강재 케이싱(120)을 연약지반(220)을 관통하여 암반 지지층(210)의 상면까지 매입한다.Next, the steel casing 120 is installed on the soft ground 220 (S120). Specifically, as shown in FIG. 9B, the steel casing 120 is inserted through the soft ground 220 to the upper surface of the rock support layer 210.

다음으로, 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 강재 케이싱(120) 내에 상기 PHC 말뚝(110)을 매입한다(S130).Next, as shown in FIG. 9C, the PHC pile 110 is embedded in the steel casing 120 (S130).

다음으로, 상기 강재 케이싱(120)을 제거하고, 압력 분사장치(150)를 이용하여 상기 PHC 말뚝(110)의 선단부에서 암반 지지층(210)에 고결재를 주입하여 선단 강화층(160)을 형성한다(S140). 구체적으로, 도 9d에 도시된 바와 같이, 상기 지지말뚝의 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있도록 상기 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어할 수 있고, 이때, 상기 고결재는 고결재 주입장치(130)로부터 주입관(140)을 경유하여 공급되고, 상기 압력 분사장치(150)가 상기 고결재를 압력 분사하여 암반 지지층(210)의 상면에 주입함으로써 상기 PHC 말뚝(110)이 암반 근입 말뚝화된다.Next, the steel casing 120 is removed and a hardening material is injected into the rock support layer 210 from the tip of the PHC pile 110 by using the pressure injector 150 to form a tip strengthening layer 160 (S140). Specifically, as shown in FIG. 9D, it is possible to control the solidification volume through the pressure control of the pressure injector so as to quantitatively grasp the end supporting force of the support pile, The PHC pile 110 is supplied from the apparatus 130 via the injection pipe 140 and the pressure injector 150 injects the high solubility material into the upper surface of the rock support layer 210, Pegged.

다음으로, 도 9e에 도시된 바와 같이, 상기 PHC 말뚝(110) 상부에 가로보(170)를 거치한다(S150).Next, as shown in FIG. 9E, the cross beam 170 is mounted on the PHC pile 110 (S150).

다음으로, 도 9f에 도시된 바와 같이, 상기 가로보(170) 상부에 플랫폼 슬래브(180)를 시공한다(S160).Next, as shown in FIG. 9F, a platform slab 180 is installed on the cross beam 170 (S160).

다음으로, 상부 구조물을 시공하여 궤도 지지말뚝 구조물을 형성한다(S170). 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 상부 구조물은, 상기 플랫폼 슬래브(180) 상에 콘크리트를 타설하여 형성되는 보호 콘크리트층(230); 상기 보호 콘크리트층(230) 상부에 배치되는 콘크리트 슬래브(240); 및 철도차량(300)이 주행할 수 있도록 상기 콘크리트 슬래브(240) 상에 설치되는 레일(250)을 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Next, the upper structure is constructed to form a track supporting pile structure (S170). Specifically, as shown in FIG. 10, the upper structure includes a protective concrete layer 230 formed by pouring concrete on the platform slab 180; A concrete slab 240 disposed above the protective concrete layer 230; And a rail 250 mounted on the concrete slab 240 so that the railroad car 300 can travel.

본 발명의 실시예에 따른 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법은, 연약지반(220)의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층(160)을 형성함으로써 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시킬 수 있다.In order to suppress settlement of the soft ground, the method of constructing the track support pile structure with enhanced tip support force according to the embodiment of the present invention is characterized in that, in order to suppress the settlement of the soft foundation site 220, The hardened layer 160 can be locally strengthened by injecting the solid solution to form the tip strengthening layer 160.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 선단지지층 조건이 반드시 경암이나 연암일 필요가 없으므로 지지말뚝 근입장을 감소시킬 수 있고 궤도 지지말뚝의 전체적인 길이를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어함으로써, 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있다.As a result, according to the embodiment of the present invention, since the condition of the leading end support layer does not necessarily need to be light rock or soft rock, the support pile can be reduced and the overall length of the track support pile can be reduced. Further, according to the embodiment of the present invention, the tip end holding force can be quantitatively grasped by controlling the solute volume through the pressure control of the pressure injector.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 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 실시예들은 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.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 궤도 지지말뚝 구조물
110: PHC 말뚝
111: 표면처리층
120: 강재 케이싱
130: 고결재 주입장치
140: 주입관
150: 압력 분사장치
160: 선단 강화층
170: 가로보(Cross Beam)
180: 플랫폼 슬래브(Platform Slab/Bearing Slab)
210: 암반 지지층(Bearing Stratum)
220: 연약지반(Soft Soil)
230: 보호 콘크리트층
240: 콘크리트 슬래브(Concrete Slab Track)
250: 레일
260: 성토층
300: 철도차량
100: track supporting pile structure
110: PHC peg
111: Surface treatment layer
120: Steel casing
130: high solubility injection device
140: Injection tube
150: Pressure injector
160:
170: Cross Beam
180: Platform Slab / Bearing Slab
210: Bearing Stratum
220: Soft Soil
230: Protective Concrete Layer
240: Concrete Slab Track
250: Rail
260: buried layer
300: railway vehicle

Claims (10)

캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트(Pretensioned spun High strength Concrete: PHC) 말뚝(110);
상기 PHC 말뚝(110)의 선단지지력을 강화하도록 압력 분사장치(150)를 이용하여 상기 PHC 말뚝(110)의 선단부에서 암반 지지층(210)에 고결재를 주입하여 형성되는 선단 강화층(160);
상기 PHC 말뚝(110)의 상부에 거치되는 가로보(Cross Beam: 170);
상기 가로보(170) 상에 설치되는 플랫폼 슬래브(180); 및
궤도 지지말뚝 구조물을 형성하도록 상기 플랫폼 슬래브(180) 상에 시공되는 상부 구조물
을 포함하되,
상기 선단 강화층(160)은 연약지반(220)의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 형성되며, 상기 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시키는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물.
A Pretensioned Spun High Strength Concrete (PHC) pile 110 that is capped or surface chemically treated;
A tip strengthening layer 160 formed by injecting a high solubility material into the rock support layer 210 at the tip of the PHC pile 110 by using the pressure injector 150 to strengthen the tip supporting force of the PHC pile 110;
A crossbeam 170 mounted on the upper portion of the PHC pile 110;
A platform slab 180 installed on the beam 170; And
An upper structure (not shown) mounted on the platform slab 180 to form an orbital support pile structure
&Lt; / RTI &gt;
The tip strengthening layer 160 is formed by injecting a hardening material into a near-pile layer of a pile which exhibits a leading end supporting force of a track support pile for restraining settlement of the soft ground 220, and locally reinforces the pile near- Supported pile structure strengthening the bearing capacity for suppression of soft ground settlement.
제1항에 있어서,
상기 PHC 말뚝(110)은 캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트(Pretensioned spun High strength Concrete: PHC) 말뚝으로서, 소요 개수를 최소화하도록 지름이 1,000㎜ 이상인 대구경 말뚝인 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물.
The method according to claim 1,
The PHC pile (110) is a high strength prestressed concrete (PHC) pile capping or surface chemically treated. The PHC pile is a large diameter pile having a diameter of 1,000 mm or more to minimize the required number of piles. Supported pile structure reinforced with tip support force.
제1항에 있어서,
상기 선단 강화층(160)은 지지말뚝의 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있도록 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어하는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물.
The method according to claim 1,
Wherein the tip strengthening layer (160) controls the volume of the hardening solution through control of the pressure of the pressure injector so as to quantitatively grasp the end bearing force of the support pile. Pile structure.
제3항에 있어서,
상기 고결재는 고결재 주입장치(130)로부터 주입관(140)을 경유하여 공급되고, 상기 PHC 말뚝(110)의 선단부에서 압력 분사장치(150)가 상기 고결재를 압력 분사하여 암반 지지층(210)의 상면에 주입함으로써 상기 PHC 말뚝(110)이 암반 근입 말뚝화되는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물.
The method of claim 3,
The solidifying material is supplied from the solid solution injecting device 130 via the injection pipe 140. The pressure injecting device 150 injects pressure of the solid solution at the front end of the PHC pile 110 to form a rock supporting layer 210 And the PHC pile 110 is formed into a rock-bottom pile by injecting the PHC pile 110 into the upper surface of the pile structure.
제1항에 있어서,
상기 상부 구조물은, 상기 플랫폼 슬래브(180) 상에 콘크리트를 타설하여 형성되는 보호 콘크리트층(230); 상기 보호 콘크리트층(230) 상부에 배치되는 콘크리트 슬래브(240); 및 상기 콘크리트 슬래브(240) 상에 설치되는 레일(250)을 포함하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물.
The method according to claim 1,
The upper structure includes a protective concrete layer 230 formed by placing concrete on the platform slab 180; A concrete slab 240 disposed above the protective concrete layer 230; And a rail (250) installed on the concrete slab (240). The orbital supporting pile structure is reinforced with a supporting force for suppressing settlement of the soft ground.
a) PHC(Pretensioned spun High strength Concrete) 말뚝(110)을 캡핑 또는 표면화학 처리하는 단계;
b) 연약지반(220) 상에 강재 케이싱(120)을 설치하는 단계;
c) 상기 강재 케이싱(120) 내에 상기 PHC 말뚝(110)을 매입하는 단계;
d) 상기 강재 케이싱(120)을 제거하고, 압력 분사장치(150)를 이용하여 상기 PHC 말뚝(110)의 선단부에서 암반 지지층(210)에 고결재를 주입하여 선단 강화층(160)을 형성하는 단계;
e) 상기 PHC 말뚝(110) 상부에 가로보(170)를 거치하는 단계;
f) 상기 가로보(170) 상부에 플랫폼 슬래브(180)를 시공하는 단계; 및
g) 상부 구조물을 시공하여 궤도 지지말뚝 구조물을 형성하는 단계
를 포함하되,
연약지반의 침하 억제를 위해서 궤도 지지말뚝의 선단지지력을 발휘하는 말뚝 근입층에 고결재를 주입하여 선단 강화층을 형성함으로써 말뚝 근입층을 국부적으로 강화시키는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법.
a) capping or surface-treating the pile 110 with a Pretensioned Spun High Strength Concrete (PHC);
b) installing a steel casing (120) on the soft ground (220);
c) embedding the PHC pile (110) in the steel casing (120);
d) The steel casing 120 is removed and a hardening material is injected into the rock support layer 210 from the tip of the PHC pile 110 by using the pressure injector 150 to form the tip strengthening layer 160 step;
e) mounting a cross beam (170) over the PHC pile (110);
f) installing a platform slab (180) over the beam (170); And
g) constructing a track-supported pile structure by constructing a superstructure;
, &Lt; / RTI &
In order to suppress the settlement of the soft ground, it is necessary to strengthen the near-pile layer by locally strengthening the pile by forming a reinforced layer by injecting solid solution into the near- A Method of Construction of Track Supported Pile Structures with Enhanced Bearing Capacity.
제6항에 있어서,
상기 a) 단계의 PHC 말뚝(21)은 캡핑 또는 표면화학 처리되는 고강도 프리스트레스트(Pretensioned spun High strength Concrete: PHC) 말뚝으로서, 소요 개수를 최소화하도록 지름이 1,000㎜ 이상인 대구경 말뚝을 사용하는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법.
The method according to claim 6,
The PHC pile 21 in step a) is a high strength prestressed concrete (PHC) pile capping or surface chemically treated, and a large diameter pile having a diameter of 1,000 mm or more is used to minimize the required number of piles A method of constructing orbital support pile structure strengthening the bearing capacity for restraining settlement of soft ground.
제6항에 있어서,
상기 d) 단계에서 지지말뚝의 선단지지력을 정량적으로 파악할 수 있도록 상기 압력 분사장치의 압력 조절을 통해 고결재 부피를 제어하는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the pile volume of the pile is controlled by controlling the pressure of the pressure injector so as to quantitatively grasp the pile bearing capacity of the pile in step d) .
제8항에 있어서,
상기 고결재는 고결재 주입장치(130)로부터 주입관(140)을 경유하여 공급되고, 상기 압력 분사장치(150)가 상기 고결재를 압력 분사하여 암반 지지층(210)의 상면에 주입함으로써 상기 PHC 말뚝(110)이 암반 근입 말뚝화되는 것을 특징으로 하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법.
9. The method of claim 8,
The solidifying material is supplied from the solid solution injecting apparatus 130 via the injection tube 140. The pressure injecting apparatus 150 injects the solid solution into the upper surface of the rock supporting layer 210 by pressure spraying, A method of constructing a track-supported pile structure having enhanced bearing capacity for restraining settlement of a soft ground.
제6항에 있어서,
상기 상부 구조물은, 상기 플랫폼 슬래브(180) 상에 콘크리트를 타설하여 형성되는 보호 콘크리트층(230); 상기 보호 콘크리트층(230) 상부에 배치되는 콘크리트 슬래브(240); 및 상기 콘크리트 슬래브(240) 상에 설치되는 레일(250)을 포함하는 연약지반의 침하 억제를 위해 선단지지력을 강화한 궤도 지지말뚝 구조물의 시공 방법.
The method according to claim 6,
The upper structure includes a protective concrete layer 230 formed by placing concrete on the platform slab 180; A concrete slab 240 disposed above the protective concrete layer 230; And a rail (250) installed on the concrete slab (240), the method comprising the steps of:
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