KR20180131042A

KR20180131042A - Pile and method for constucting same

Info

Publication number: KR20180131042A
Application number: KR1020170067536A
Authority: KR
Inventors: 신주호
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-10
Also published as: WO2018221781A1

Abstract

The present invention relates to a pile, comprising: an outer pipe installed in a drilling hole formed in the ground; an inner pipe installed inside the outer pipe; a reinforcement member disposed inside the inner pipe and extended over at least the entire length of the inner pipe; and grout injected between the outer pipe and the inner pipe and the inner pipe and the reinforcement member to be solidified. The present invention obtains the pile with an improved horizontal force and resistance with respect to bending stress. Therefore, the present invention can reduce the installation number of the piles to reduce a construction period and construction costs and lighten environmental load.

Description

[0001] PILE AND METHOD FOR CONSTUCTING SAME [0002]

본 발명은 수직 지지력은 물론, 수평 저항력을 향상시킨 마이크로파일 등과 같은 말뚝 및 그 시공방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a pile such as a micro pile having improved horizontal resistance, as well as a vertical pile, and a construction method thereof.

마이크로파일이란 300mm 이하의 직경을 가진 말뚝의 총칭이며, 이러한 마이크로파일은 구조물의 말뚝 기초의 구축, 기설 구조물의 내진 보강, 지반 보강, 사면의 안정화 등과 같은 여러 용도에 넓게 사용되고 있다. 특히, 지반 그라우팅도 병행할 수 있으며, 소형의 장비를 사용하기 때문에 협소한 장소나 제한적인 지역에서도 시공이 용이한 장점이 있다.Microfiles are collectively called piles having a diameter of 300 mm or less. These micro piles are widely used for various purposes such as pile foundation of structures, seismic reinforcement of existing structures, ground reinforcement, and stabilization of slopes. Particularly, the ground grouting can be carried out concurrently, and since the small equipment is used, the construction is easy in a limited place or in a limited area.

하지만, 마이크로파일은 다른 말뚝에 비해 상대적으로 직경이 작아 수직방향으로 작용하는 압축 및 인장 하중에는 우수한 저항 능력을 갖고 있으나, 수평 전단면이 작아 수평방향의 하중에는 매우 취약한 구조적 특성을 갖고 있다.However, the micro pile has a relatively small diameter compared to other piles and has excellent resistance to compressive and tensile loads acting in the vertical direction. However, the micro pile has a structural characteristic that is weak to the horizontal load due to the small horizontal cross section.

따라서, 마이크로파일에 수평 저항력이 더 부가될 것이 요구되는 실정에 있다. 이는, 마이크로파일을 사용할 때에는 다수의 마이크로파일을 하나의 말뚝군(群)으로 사용하게 되는데, 마이크로파일의 내력(耐力), 특히 그 수직 지지력과 동시에 수평 저항력을 향상시키면, 마이크로파일의 필요 개수를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 공사 기간의 단축과 시공 비용의 감소 및 환경 부하의 경감을 달성할 수 있기 때문이다.Therefore, there is a need to add more horizontal resistance to the micro-files. This is because, when a micro file is used, a plurality of micro files are used as a group of piles. If the resistance of a micro file is improved, particularly when its vertical supporting force and horizontal resistance are simultaneously improved, The construction period can be shortened, the construction cost can be reduced, and the environmental load can be reduced.

(특허문헌 1) KR 1332848 B1
(Patent Document 1) KR 1332848 B1

이에 본 발명은 수직 지지력 및 수평 저항력을 향상시킨 말뚝 및 그 시공방법을 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.
Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a pile having improved vertical and horizontal resistance and a construction method thereof.

본 발명에 따른 말뚝은, 지반에 형성된 천공홀에 설치되는 외측관; 상기 외측관 내에 설치되는 내측관; 상기 내측관 내에 배치되고, 적어도 상기 내측관의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 보강재; 및 상기 외측관과 상기 내측관 사이 및 상기 내측관과 상기 보강재 사이에 주입되어 경화한 그라우트를 포함하는 것을 특징으로 한다. The pile according to the present invention comprises: an outer tube installed in a perforation hole formed in a ground; An inner tube installed in the outer tube; A stiffener disposed within the inner tube and extending at least over the entire length of the inner tube; And a grout injected between the outer tube and the inner tube and between the inner tube and the reinforcing material to harden the grout.

본 발명에 따른 말뚝 시공방법은, 지반에 천공홀을 형성하는 단계; 상기 천공홀에 외측관을 설치하는 단계; 상기 외측관 내에 내측관을 설치하는 단계; 상기 내측관 내에 보강재를 삽입하는 단계; 및 상기 보강재가 매립되도록 상기 내측관 내에 그라우트를 주입하고 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A method of constructing a pile according to the present invention includes: forming a perforation hole in a ground; Providing an outer tube in the perforation hole; Installing an inner tube in the outer tube; Inserting a stiffener in the inner tube; And injecting and hardening the grout in the inner tube so that the reinforcing material is embedded.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 큰 내력을 가져 상부 하중을 충분히 지지할 수 있음과 동시에, 수평력 및 휨 응력에 대한 저항 성능을 향상시킨 말뚝을 얻게 되는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a pile which has a large strength and which can sufficiently support an upper load and which has improved resistance to horizontal and bending stresses.

이에 따라, 말뚝의 설치 수량을 줄일 수 있어, 공사 기간의 단축과 시공 비용의 감소 및 환경 부하의 경감을 달성할 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다.
As a result, the number of installed piles can be reduced, and the effect of reducing the construction period, the construction cost, and the environmental load can be achieved.

도 1은 본 발명에 따른 말뚝의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 말뚝의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 말뚝의 시공상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 말뚝의 시공방법의 예를 나타낸 흐름도이다. 1 is a sectional view of a pile according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a part of the pile shown in FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view showing a pile installation state according to the present invention.
4 is a flowchart showing an example of a method of constructing a pile according to the present invention.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명에 따른 말뚝의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 말뚝의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다. FIG. 1 is a sectional view of a pile according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view of a part of the pile shown in FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 말뚝(1)은, 지반(2)에 형성된 천공홀(3)에 설치되는 외측관(10); 이 외측관 내에 설치되는 내측관(20); 이 내측관 내에 배치되고, 적어도 내측관의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 보강재(30); 및 외측관과 내측관 사이 및 내측관과 보강재 사이에 주입되어 경화한 그라우트(40)를 포함하고 있다. As shown in these drawings, the pile 1 according to the present invention comprises: an outer tube 10 installed in a perforation hole 3 formed in a ground 2; An inner tube (20) installed in the outer tube; A stiffener disposed within the inner tube and extending at least over an entire length of the inner tube; And a grout 40 injected between the outer tube and the inner tube and between the inner tube and the reinforcement to be hardened.

지반(2)의 천공홀(3)은 예컨대 유압드릴 등과 같은 각종 천공기(미도시)를 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 천공홀은 필요에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 소정 깊이에서 단차지게 형성될 수 있다. 이때, 확경된 천공홀(3a)에는 외측관(10)이, 상대적으로 축경된 천공홀(3b)에는 내측관(20)이 삽입되어 설치될 수 있다. The perforation hole 3 of the ground 2 may be formed by using various perforators (not shown) such as a hydraulic drill. Such a perforation hole may be formed to be stepped at a predetermined depth as shown in FIG. At this time, the outer tube 10 may be inserted into the perforated hole 3a, and the inner tube 20 may be inserted into the relatively perforated hole 3b.

외측관(10)과 내측관(20)은 일정 길이를 가진 중공(中空)의 부재로서, 외측관이 내측관보다 그 길이가 짧은 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 외측관과 내측관 사이에 그라우트(40)를 주입하기 위해서, 내측관은 외측관의 내면으로부터 이격되어 설치되게 된다. The outer tube 10 and the inner tube 20 are hollow members having a predetermined length, and the outer tube is shorter than the inner tube. However, the outer tube 10 and the inner tube 20 are not limited thereto. In order to inject the grout 40 between the outer tube and the inner tube, the inner tube is spaced apart from the inner surface of the outer tube.

또한, 내측관(20)의 표면에는 내측관의 내부로 가압되어 주입된 그라우트(40)가 외측관(10)을 향하여 유출될 수 있도록 복수의 관통공(22)이 형성될 수 있다. A plurality of through holes 22 may be formed on the surface of the inner tube 20 so that the grout 40 may be pushed into the inner tube to be discharged toward the outer tube 10. [

이들 관통공(22)은 내측관(20)의 길이방향을 따라 1열 또는 복수의 열로 줄지어 형성하여도 좋고, 줄지어 형성하지 않고 내측관의 표면에 2차원적으로 랜덤하게 분포시킴으로써 임의의 적당한 위치에 형성할 수도 있다. These through holes 22 may be formed in one row or a plurality of rows along the longitudinal direction of the inner tube 20 and randomly distributed two-dimensionally on the surface of the inner tube without being lined up, It may be formed at an appropriate position.

이러한 관통공(22)은 미경화된 그라우트(40)를 통과시키는 기능을 수행함과 동시에, 경화한 그라우트(40)와 내측관(20)의 결합력을 강화시키는 기능도 수행할 수 있는 수단이기 때문에, 내측관의 표면상에서 관통공(22)들의 형성 밀도는 필요한 결합력에 따라 조정하여 결정할 수 있다. This through hole 22 is a means capable of performing the function of passing the uncured grout 40 and also functioning to strengthen the bonding force between the hardened grout 40 and the inner tube 20. Therefore, The forming density of the through holes 22 on the surface of the inner tube can be determined by adjusting the necessary bonding force.

다만, 복수의 관통공(22)은 내측관(20)의 표면에서 외측관(10)과 대응되는 영역에만 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 그라우트(40)가 관통공을 통해 내측관과 외측관 사이의 공간으로 주입되게 된다. It is preferable that the plurality of through holes 22 are formed only on the surface of the inner tube 20 corresponding to the outer tube 10 so that the grout 40 penetrates through the inner tube and the outer tube 10, As shown in FIG.

보강재(30)는 일정 길이를 가진 중실(中實)의 부재로서, 내측관(20)의 내부에 삽입될 수 있다. 이러한 보강재로는 소정의 직경을 가진 원형 단면의 강재가 바람직하지만, 보강재의 형상과 재질은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The reinforcing member 30 is a solid member having a predetermined length and can be inserted into the inner tube 20. [ As such a reinforcing material, a steel material having a circular cross section having a predetermined diameter is preferable, but the shape and material of the reinforcing material are not limited thereto.

또한, 보강재(30)는, 도시되어 있지 않지만, 예를 들어 복수의 보강재가 묶음으로 또는 적어도 일부분이 용접 등으로 접합되어 함께 내측관(20) 내에 방사상으로 배열되어, 본 발명의 말뚝(1)에 가해지는 응력을 고루 분산시키도록 하여도 된다. Although not shown, for example, a plurality of stiffeners may be bundled or at least partially welded together and radially arranged in the inner tube 20, The stress applied to the substrate W may be uniformly dispersed.

또, 보강재(30)는 복수의 보강재를 그 길이방향을 따라 직렬로 정렬시키고 인접한 단부들을 서로 연결하여 구성할 수도 있다. 이러한 경우에, 복수의 보강재의 인접한 단부들 사이에는 커플러(32)가 개재될 수 있는데, 이 커플러는 예를 들어 나사체결 방식으로 각 단부와 결합할 수 있다. The stiffener 30 may be configured by arranging a plurality of stiffeners in series along the longitudinal direction thereof and connecting adjacent ends to each other. In this case, a coupler 32 may be interposed between adjacent ends of the plurality of stiffeners, which may engage each end, for example, in a threaded manner.

이와 같이, 복수의 보강재(30)를 커플러(32)에 의해 그 길이방향으로 연결함으로써 내측관(20) 내에 한층 더 보강재를 보충하면서 삽입할 수 있게 되고, 최종적으로는 도 1에 도시되 바와 같이, 보강재가 천공홀의 상단에서부터 지반(2) 안의 천공홀의 하단에 이를 때까지 천공홀(3)의 거의 전체 길이에 걸쳐 위치할 수 있게 되는 것이다. 필요에 따라, 보강재(30)는 내측관으로부터 돌출할 수 있는 길이를 가질 수 있다. As described above, by connecting the plurality of reinforcing members 30 in the longitudinal direction thereof by the coupler 32, it becomes possible to insert the reinforcing member 30 into the inner tube 20 while supplementing the reinforcing member. Finally, as shown in FIG. 1 So that the reinforcing material can be positioned over almost the entire length of the perforation hole 3 from the upper end of the perforation hole to the lower end of the perforation hole in the ground 2. If desired, the stiffener 30 may have a length that can protrude from the inner tube.

보강재(30) 또는 내측관(20)의 적어도 일부 외주면에는 도시되지 않은 나사산부 또는 방사상으로 연장한 복수의 돌기가 형성될 수 있다. 이로써, 보강재 또는 내측관의 외주면에서 그라우트(40)와 접촉할 수 있는 표면적이 증대되어, 보강재 또는 내측관과 그라우트가 일체로 견고하게 결합할 수 있다.At least a part of the outer circumferential surface of the reinforcing member 30 or the inner tube 20 may be formed with a threaded portion or a plurality of radially extending projections. As a result, the surface area that can be brought into contact with the grout 40 on the outer circumferential surface of the reinforcing material or the inner tube is increased, and the reinforcing material or the inner tube and the grout can be integrally and firmly combined.

그라우트(40)로는 시멘트 밀크(cement milk) 또는 모르타르(mortar) 등이 채용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 예컨대 에폭시를 사용한 레진계 그라우트 등과 같은 임의의 그라우트가 사용되어도 무방하다. The grout 40 may be cement milk or mortar. However, the grout 40 is not limited thereto. For example, any grout such as resin-based grout using epoxy may be used.

이러한 그라우트(40)는, 지반 위, 즉 지상에 설치되고서 탱크, 펌프, 믹서 등을 포함한 임의의 그라우트 주입장치(미도시)에 의해, 지상으로 개방되어 있는 내측관(20)의 일측 개구를 통하여 주입될 수 있다. 그라우트 주입장치는 이미 널리 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다. The grout 40 is installed on the ground, that is, on the ground, and is provided with one opening of the inner pipe 20 opened to the ground by an arbitrary grout injecting device (not shown) including a tank, a pump and a mixer Lt; / RTI > Since the grout injection apparatus is well known, a detailed description thereof will be omitted in this specification.

본 발명의 말뚝(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 지반(2)에 형성된 천공홀(3)에 주입되어 경화한 그라우트(40)를 포함하여서, 말뚝의 하단 부분이 지반과 연결될 수 있다. 말뚝의 그라우트 안에 보강재(30)가 매설되어 있고, 이 보강재는 말뚝의 길이방향으로 내측관(20)의 전체 길이 내지 말뚝의 거의 전체 길이에 걸쳐 연장하고 있다. The pile 1 of the present invention includes a grout 40 injected and hardened into a perforation hole 3 formed in the ground 2 as shown in Fig. 1, so that the lower portion of the pile can be connected to the ground have. A stiffener 30 is embedded in the grout of the pile, and the stiffener extends over the entire length of the inner tube 20 or almost the entire length of the pile in the longitudinal direction of the pile.

도 3은 본 발명에 따른 말뚝의 시공상태를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a pile installation state according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 말뚝(1)의 상단에는, 예컨대 철근 콘크리트 등의 기초 구조물(4)에 연결하기 위한 연결판(50)이 설치될 수 있다. 이러한 연결판은 보강재(30)의 상단에 용접되거나, 연결판의 나사구멍에 보강재(30)가 나사체결되거나, 보강재(30)가 연결판의 관통구멍을 관통한 후 보강재에 체결너트(52)가 체결되어 연결판이 체결너트와 외측관 또는 내측관 사이에 고정됨으로써, 보강재와 일체로 연결될 수 있다. As shown in the figure, a connecting plate 50 for connecting to a foundation structure 4 such as reinforced concrete can be installed at the upper end of the pile 1 according to the present invention. The connecting plate is welded to the upper end of the reinforcing member 30 or the reinforcing member 30 is screwed to the screw hole of the connecting plate or the reinforcing member 30 passes through the through hole of the connecting plate, So that the connecting plate is fixed between the coupling nut and the outer tube or the inner tube so that it can be integrally connected to the reinforcing material.

이어서, 연결판(50)과 보강재(30)의 상부가 기초 구조물(4)에 의해 매설될 수 있다.Subsequently, the connecting plate 50 and the upper portion of the stiffener 30 can be buried by the foundation structure 4.

본 발명에 따른 말뚝(1)은, 그 상단 부분이 외측관(10)으로 둘러싸여 이 외측관에 의해 보강되어 있다. 외측관은 그 상단 부분이 기초 구조물(26)에 매설되고 그 하단부분은 지반에 매설되는 것이 좋다.The upper part of the pile 1 according to the present invention is surrounded by the outer tube 10 and reinforced by the outer tube. It is preferable that the outer tube is embedded in the base structure 26 at its upper end portion and the lower end portion thereof is buried in the ground.

이러한 외측관(10)은 필요한 길이로 제작될 수 있다. 예를 들면, 횡토압력이 발생하는 구간에 대해 말뚝을 탄성 지반에 지지된 보라고 가정하여 이상화시킨 기본 방정식(윙클러(Winkler) 모델)을 바탕으로 하면서 지반 조건을 조사한 결과를 이용하여 말뚝에 가해지는 수평력을 해석할 수 있다. 해당 기본 방정식을 아래 수학식 1에 표시하였다. The outer tube 10 can be manufactured to a required length. For example, based on the basic equation (Winkler model) which is idealized assuming that the pile is supported on the elastic ground for the section where the transverse earth pressure is generated, the horizontal force applied to the pile Can be interpreted. The corresponding basic equation is shown in Equation (1) below.

여기서, E는 말뚝의 탄성계수이고, I는 말뚝의 단면2차모멘트로서, EI는 말뚝의 휨 강성(kN·㎡)을 나타낸다. 또, x는 지면으로부터의 깊이(cm), y는 말뚝의 수평변위(cm), P는 수평지반반력(kN/㎡)이다. Where E is the modulus of elasticity of the pile, I is the moment of inertia of the pile, and EI is the flexural stiffness (kN · m2) of the pile. In addition, x is the depth from the ground (cm), y is the horizontal displacement of the pile (cm), and P is the horizontal ground reaction force (kN / m 2).

이어서, 수평저항에 관여하는 지면으로부터의 깊이를 산정하는데, 이는 말뚝의 특성치(β)를 결정함으로써 얻을 수 있다. 말뚝의 특성치는 아래 수학식 2에 의해 결정될 수 있다. Subsequently, the depth from the ground associated with the horizontal resistance is calculated, which can be obtained by determining the characteristic value () of the pile. The characteristic value of the pile can be determined by the following equation (2).

여기서, β는 말뚝의 특성치(cm^-1)이며, K_h는 수평방향의 지반반력계수(kN/㎥)이고, D는 말뚝의 직경(cm)이다. 마찬가지로, E는 말뚝의 탄성계수이고, I는 말뚝의 단면2차모멘트로서, EI는 말뚝의 휨 강성(kN·㎡)을 나타낸다.Here, β is the characteristic value (cm ^-1 ) of the pile, K _h is the soil reaction force in the horizontal direction (kN / m 3), and D is the diameter of the pile (cm). Similarly, E is the modulus of elasticity of the pile, I is the moment of inertia of the pile, and EI is the flexural stiffness of the pile (kN · m2).

이로써, 말뚝에 가해질 수평방향의 하중에 따라 외측관(10)의 직경을 결정하고, 이 직경을 이용하여 말뚝의 특성치(β)를 구한 다음에 이 특성치의 역수, 즉 1/β로부터 외측관의 바람직한 길이를 산정할 수 있게 되는 것이다. Thus, the diameter of the outer tube 10 is determined according to the load in the horizontal direction to be applied to the pile, and the characteristic value beta of the pile is obtained by using the diameter, and then the inverse number of the characteristic value, A desired length can be calculated.

본 발명에 따른 말뚝(1)에서는, 내측관(20)의 내부 공간이 경화한 그라우트(40)로 채워져 있으며, 전술한 바와 같이 이 그라우트 안에 보강재(30)가 매설되어 있게 된다. 또한, 그라우트가 복수의 관통공(22)을 통해 외측관(10)을 향해 주입됨으로써, 내측관과 외측관 사이의 공간에도 경화한 그라우트가 채워져 있게 된다. In the pile 1 according to the present invention, the inner space of the inner tube 20 is filled with the hardened grout 40, and the reinforcing material 30 is embedded in the grout as described above. Further, the grout is injected through the plurality of through holes 22 toward the outer tube 10, so that the hardened grout is also filled in the space between the inner tube and the outer tube.

궁극적으로, 본 발명에 따른 말뚝(1)은 지반(2)에 삽입된 보강재(30)와, 수평 저항력을 증대시키기 위한 외측관(10)의 일체화 거동을 통해, 말뚝의 휨 강성을 증대시켜 우수한 수평 저항력을 발휘하게 된다. Ultimately, the pile 1 according to the present invention increases the flexural rigidity of the pile through the integrated behavior of the reinforcing member 30 inserted in the ground 2 and the outer pipe 10 for increasing the horizontal resistance, And a horizontal resistance force is exerted.

예를 들면, 165mm의 직경을 가진 일반 마이크로파일과, 직경 200mm의 외측관이 설치된 마이크로파일을 서로 비교하는 실증실험의 결과, 외측관이 설치된 마이크로파일의 수평 저항력이 일반 마이크로파일 대비 약 1.6배 증가함을 알 수가 있었다. For example, as a result of an empirical experiment comparing a microfile having a diameter of 165 mm and a microfilm having an outer pipe having a diameter of 200 mm, the horizontal resistance of the microfilm with the outer tube was increased by about 1.6 times .

더불어, 도 1처럼 보강재(30)가 내측관(20)으로부터 지반(2)을 향해 돌출된 경우에는, 내측관으로부터 돌출한 보강재의 외주면에도 그라우트(40)가 밀착해 경화함으로써 보강재와 천공홀(3)의 측벽(즉, 지반) 사이의 공간에도 경화한 그라우트가 채워질 수 있다. 1, the grout 40 adheres to the outer circumferential surface of the reinforcing member protruding from the inner tube so as to be hardened, so that the reinforcement 30 and the perforation hole (not shown) 3) may also be filled with hardened grout.

이에 따라, 본 발명에 따른 말뚝(1)은 기본적으로 갖고 있는 구조적 성능을 발휘할 수 있을 뿐 아니라, 그라우트(40)를 지반에 충진하여 보강재(30)와 지반(2)을 일체로 결합하게 함으로써 지지력을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. The pile 1 according to the present invention can basically exhibit the structural performance and fill the grout 40 so that the reinforcing member 30 and the ground 2 are integrally joined to each other, Can be improved.

이상과 같이, 본 발명에 따른 말뚝(1)은, 보강재(30) 주위에 주입된 그라우트(40)가 내측관(20) 및 지반(2)에 밀착해 경화함으로써 큰 내력을 가져 상부 하중을 충분히 지지할 수 있음과 동시에, 수평력 및 휨 응력에 대한 저항 성능을 제공할 수 있게 된다. As described above, the pile 1 according to the present invention has a great resistance to cause the grout 40 injected around the reinforcing member 30 to adhere to the inner pipe 20 and the ground 2, And at the same time, it is possible to provide a resistance performance against the horizontal force and the bending stress.

더욱이, 본 발명에 따른 말뚝(1)에서는, 내측관(20)에 형성되어 있는 복수의 관통공(22)을 통해 내측관(20)과 외측관(10) 사이의 공간에 그라우트가 충전되어 있기 때문에, 보강재(30)와 외측관(10)의 견고한 일체화 거동을 가능하게 하고 휨 강성을 증대시킴과 더불어, 상부의 단면적을 확장시켜 말뚝의 수평 변위에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다. Further, in the pile 1 according to the present invention, the grout is filled in the space between the inner tube 20 and the outer tube 10 through the plurality of through holes 22 formed in the inner tube 20 Therefore, it is possible to strengthen the rigidity of the reinforcing member 30 and the outer pipe 10, to increase the flexural rigidity, and to increase the cross-sectional area of the upper portion to improve the stability against the horizontal displacement of the pile.

이에 따라, 본 발명에 따른 말뚝에 의하면, 말뚝의 설치 수량을 줄일 수 있어, 공사 기간의 단축과 시공 비용의 감소 및 환경 부하의 경감을 달성할 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다.
Thus, according to the pile of the present invention, it is possible to reduce the installation amount of the pile, thereby reducing the construction period, the construction cost, and the environmental load.

도 4는 본 발명에 따른 말뚝의 시공방법의 예를 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart showing an example of a method of constructing a pile according to the present invention.

본 발명에 따른 말뚝(1)의 시공방법은, 지반(2)에 천공홀(3)을 형성하는 단계; 천공홀(3)에 외측관(10)을 설치하는 단계; 외측관 내에 내측관(20)을 설치하는 단계; 내측관 내에 보강재(30)를 삽입하는 단계; 및 보강재가 매립되도록 내측관 내에 그라우트(40)를 주입하고 경화시키는 단계를 포함하고 있다. A method of constructing a pile (1) according to the present invention comprises the steps of: forming a perforation hole (3) in a ground (2); Installing an outer tube (10) in the perforation hole (3); Installing an inner tube (20) in the outer tube; Inserting a stiffener (30) in the inner tube; And injecting and curing the grout 40 in the inner tube so that the reinforcing material is embedded.

우선, 예컨대 유압드릴 등과 같은 각종 천공기를 이용하여 지반(2)을 굴착하면서 천공홀(3)을 형성한다. 이러한 천공홀에 외측관(10)을 설치하고, 이어서 외측관 내에 내측관(20)을 설치할 수 있다. First, the perforation hole 3 is formed by excavating the ground 2 using various perforators such as a hydraulic drill. The outer tube 10 may be provided in the perforation hole, and the inner tube 20 may be provided in the outer tube.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이 내측관(20)보다 그 길이가 짧은 외측관(10)이 적용되는 경우에는 소정 깊이에서 천공홀(3)은 단차지게 형성될 수 있다. In particular, when the outer tube 10 having a shorter length than the inner tube 20 is applied as shown in FIG. 1, the perforation hole 3 may be formed at a predetermined depth.

이와 같이 단차진 천공홀(3)에서, 낮은 깊이 및 확경된 천공홀(3a)에는 외측관(10)이 삽입되어 설치될 수 있고, 지면으로부터 더 깊고 상대적으로 축경된 천공홀(3b)에는 내측관(20)이 삽입되어 설치될 수 있다.In the stepped perforation hole 3, the outer pipe 10 can be inserted into the perforated hole 3a having a low depth and a diameter, and the perforation hole 3b, which is deeper and relatively reduced in diameter from the ground, The pipe 20 can be inserted and installed.

혹은, 도 4에 도시된 바와 같이, 낮은 깊이의 확경된 천공홀(3a)을 먼저 굴착하고 나서 이 확경된 천공홀에 외측관(10)을 설치한 다음, 확경된 천공홀의 바닥으로부터 상대적으로 축경된 천공홀(3b)을 굴착한 후 이 축경된 천공홀에 내측관(20)을 설치하여도 된다. Alternatively, as shown in FIG. 4, after the drilled hole 3 a having a low depth is first drilled, the outer tube 10 is installed in the drilled hole, and then the shaft diameter is relatively increased from the bottom of the drilled hole The inner tube 20 may be installed in the perforated hole after the drilled hole 3b is drilled.

이렇게 하여 본 발명에 따른 말뚝(1)의 상단 부분에 설치되는 외측관(10)은 말뚝의 상단 부분을 둘러싸면서 말뚝의 상단 부분을 보강하게 되며, 이러한 외측관에 의해 말뚝의 수평 저항력이 증대될 수 있게 되는 것이다. Thus, the outer tube 10 installed at the upper part of the pile 1 according to the present invention encompasses the upper part of the pile to reinforce the upper part of the pile, and the lateral resistance of the pile is increased by the outer pipe It will be possible.

외측관(10)의 길이는 전술한 바와 같이 말뚝의 특성치(β)로부터 결정될 수 있는데, 여기서 말뚝의 특성치는 위 수학식 2에 의해 구해질 수 있고, 이로부터 외측관의 길이는 특성치의 역수(1/β)로 산정될 수 있다. The length of the outer tube 10 can be determined from the characteristic value of the pile as described above. Here, the characteristic value of the pile can be obtained by the above Equation 2, and the length of the outer tube from this is the reciprocal of the characteristic value 1 /?).

천공홀(3)에 내측관(20)의 설치가 완료되면, 이 내측관 내에 보강재(30)를 삽입한다. 이 보강재는 복수의 보강재를 그 길이방향을 따라 직결로 정렬시키고 인접한 단부들을 서로 연결하여 구성할 수 있다. 이러한 경우에, 복수의 보강재의 인접한 단부들 사이에는 커플러(32)가 개재될 수 있다. When the installation of the inner tube 20 in the perforation hole 3 is completed, the reinforcing member 30 is inserted into the inner tube. This stiffener can be constituted by aligning a plurality of stiffeners directly in the longitudinal direction thereof and connecting adjacent ends to each other. In this case, a coupler 32 may be interposed between adjacent ends of the plurality of stiffeners.

이와 같이, 복수의 보강재(30)를 커플러(32)에 의해 그 길이방향으로 연결함으로써 내측관(20) 내에 한층 더 보강재를 보충하면서 삽입할 수 있게 되고, 최종적으로는 도 1에 도시되 바와 같이, 보강재가 천공홀의 상단에서부터 지반(2) 안의 천공홀의 하단에 이를 때까지 천공홀(3)의 거의 전체 길이에 걸쳐 위치할 수 있다. As described above, by connecting the plurality of reinforcing members 30 in the longitudinal direction thereof by the coupler 32, it becomes possible to insert the reinforcing member 30 into the inner tube 20 while supplementing the reinforcing member. Finally, as shown in FIG. 1 , And the stiffener may be positioned over substantially the entire length of the perforation hole 3 from the top of the perforation hole to the bottom end of the perforation hole in the ground 2.

다음으로, 지상에 설치된 그라우트 주입장치에 의해, 지상으로 개방된 내측관(20)의 일측 개구를 통하여 그라우트(40)를 주입함으로써, 내측관의 내부 공간과, 내측관과 외측관(10) 사이의 공간에 그라우트를 충전한다. Next, the grout 40 is injected through one opening of the inner tube 20 opened to the ground by the grout injecting apparatus installed on the ground, so that the inner space of the inner tube and the space between the inner tube and the outer tube 10 And the grout is filled in the space of FIG.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이 내측관(20)으로부터 돌출한 보강재(30)가 적용되는 경우에는, 돌출한 보강재와 천공홀(3)의 측벽 사이의 공간에도 그라우트(40)를 충전한다. In particular, when the stiffener 30 protruding from the inner tube 20 is applied as shown in Fig. 1, the grout 40 is also filled in the space between the projected stiffener and the side wall of the perforation hole 3. Fig.

이러한 그라우트(40)의 주입과 동시에, 내측관(20)의 관통공(22)을 통해 그라우트를 통과시켜 외측관(10)을 향해 유출시키고, 유출한 그라우트가 내측관의 안팎으로 밀착되어 경화함으로써 경화한 그라우트와 내측관의 결합력을 강화시키게 된다. At the same time as the injection of the grout 40, the grout is passed through the through hole 22 of the inner tube 20 to flow out toward the outer tube 10, and the outflowed grout is tightly adhered to the inside and outside of the inner tube 20 Thereby enhancing the bonding force between the hardened grout and the inner tube.

그 후, 주입한 그라우트(40)가 경화하는 것을 대기하고, 그라우트의 경화가 완료됨으로써, 내부에는 보강재(30)가 매설되고, 상단 부분에는 외측관(10)에 의해 확장된 단면적을 가지며, 하단 부분에서는 보강재와 그라우트 및 지반의 결합부를 갖게 되는 본 발명의 말뚝(1)이 완성되게 되는 것이다. Thereafter, the injected grout 40 waits for curing and the curing of the grout is completed so that the reinforcing material 30 is embedded in the inside, the cross-sectional area expanded by the outer tube 10 is formed at the upper end, The pile 1 of the present invention having the joining portion of the reinforcing material, the grout and the ground is completed.

다음으로, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 말뚝(1)의 상단에 연결판(50)을 설치한다. 이에 의해 예컨대 철근 콘크리트 등의 기초 구조물(4)에 연결될 수 있다. 이후에, 외측관(10)의 주위에 토사의 되메우기를 수행하여, 외측관의 하부를 지반에 매설하는 한편, 연결판(50) 전체와 외측관 및 보강재(30)의 상부가 기초 구조물에 의해 매설될 수 있게 기초 구초물을 구축한다. 이로써, 구조물과 지반을 연결하는 말뚝이 완성되게 된다.Next, as shown in Figs. 3 and 4, a connecting plate 50 is installed on the upper end of the pile 1 according to the present invention. Whereby it can be connected to the foundation structure 4 such as reinforced concrete. Thereafter, the soil is backfilled around the outer tube 10, so that the lower portion of the outer tube is buried in the ground, and the entire connection plate 50, the outer tube, and the upper portion of the reinforcing member 30 are supported by the foundation structure Construct a foundation ground to be buried. This completes the pile connecting the structure to the ground.

이와 같이 시공된 본 발명의 말뚝(1)은, 기존의 말뚝이 가지고 있는 구조적 성능은 그대로 이용하면서, 내측관(20) 및 외측관(10)의 내부로 주입되는 그라우트(40)에 의해 보강재(30)와 내측관 및 외측관의 견고한 일체화 거동을 가능케 하고 상부의 단면적을 확장시켜 수평 저항력을 대폭 증대시킬 수 있게 된다. The pile 1 of the present invention constructed as described above can be used as the reinforcing member 30 by the grout 40 injected into the inside pipe 20 and the outside pipe 10 while using the structural performance of the existing pile as it is. ), The inner tube and the outer tube, and the cross-sectional area of the upper portion can be enlarged to greatly increase the horizontal resistance.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1: 말뚝 2: 지반
3: 천공홀 4; 기초 구조물
10: 외측관 20: 내측관
30: 보강재 40: 그라우트
50: 연결판1: pile 2: ground
3: perforation hole 4; Foundation structure
10: outer tube 20: inner tube
30: stiffener 40: grout
50: connection plate

Claims

An outer tube installed in the perforation hole formed in the ground;
An inner tube installed in the outer tube;
A stiffener disposed within the inner tube and extending at least over the entire length of the inner tube; And
The grout being injected between the outer tube and the inner tube and between the inner tube and the reinforcing material,
Including a pile.

The method according to claim 1,
Wherein the outer tube is shorter than the inner tube.

3. The method of claim 2,
The length of the outer pipe is determined by determining the diameter of the outer pipe, calculating the characteristic value of the pile using the diameter, and then calculating the inverse of the characteristic value,
The characteristic value

Is obtained from the following equation.

The method according to claim 1,
Wherein the inner tube is spaced from the inner surface of the outer tube.

5. The method of claim 4,
Wherein a plurality of through holes are formed on a surface of the inner tube so that the grout injected into the inner tube can flow out toward the outer tube.

The method according to claim 1,
Wherein the stiffener is a solid member having a predetermined length.

The method according to claim 6,
Wherein a plurality of stiffeners are aligned in series along the longitudinal direction and adjacent ends of the stiffener are connected to each other.

8. The method of claim 7,
And a coupler is interposed between adjacent ends of the plurality of stiffeners.

The method according to claim 6,
The reinforcing member is projected from the inner tube toward the ground,
And the grout is filled in a space between the reinforcement projecting from the inner tube and the side wall of the perforation hole.

The method according to claim 1,
Wherein at least a part of the outer surface of the stiffener or the inner tube is provided with a threaded portion or a plurality of radially extending protrusions.

The method according to claim 1,
A connecting plate for connecting to the foundation structure is installed at the upper end of the pile,
Wherein the connecting plate is connected to the stiffener.

Forming a perforation hole in the ground;
Providing an outer tube in the perforation hole;
Installing an inner tube in the outer tube;
Inserting a stiffener in the inner tube; And
Injecting grout into the inner tube so that the reinforcing material is embedded and curing
The method comprising the steps of:

13. The method of claim 12,
Wherein the perforation holes are stepped at a predetermined depth.

Forming a drilled hole in the ground;
Providing an outer tube in the perforated hole;
Forming a relatively reduced diameter perforation hole from the bottom of the enlarged perforation hole;
Providing an inner tube in the reduced diameter perforation hole;
Inserting a stiffener in the inner tube; And
Injecting grout into the inner tube so that the reinforcing material is embedded and curing
The method comprising the steps of:

15. The method according to claim 12 or 14,
Further comprising the step of installing a connecting plate at the upper end of the pile when the curing of the grout is completed, and constructing a foundation so that the connecting plate can be buried by the foundation structure.