KR20190012273A - 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 및 합성 말뚝 그리고 합성 말뚝의 조성 방법 - Google Patents

나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 및 합성 말뚝 그리고 합성 말뚝의 조성 방법 Download PDF

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다이스케 이토
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아사히 가세이 겐자이 가부시키가이샤
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Abstract

지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층 등이 존재하는 비교적 연약한 지반을 효과적으로 개량할 수 있는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 제공한다. 강관 말뚝 본체 (10) 와, 강관 말뚝 본체 (10) 에 장착된 하나 이상의 나선상 블레이드 (20) 를 구비하는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (1) 으로서, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 의 3 배 이상으로 설정한다.

Description

나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 및 합성 말뚝 그리고 합성 말뚝의 조성 방법{SPIRAL SHAPED BLADE-EQUIPPED STEEL PIPE PILE, COMPOSITE PILE, AND COMPOSITE PILE CREATION METHOD}
본 발명은, 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 및 합성 말뚝 그리고 합성 말뚝의 조성 방법에 관한 것이다.
현재, 지반을 개량하기 위한 합성 말뚝을 조성하는 방법이 여러 가지 제안되어 있고, 실용화되어 있다. 예를 들어, 시멘트를 주성분으로 한 슬러리를 지반 중에 주입하면서 교반 혼합 장치에서 지반과 슬러리를 기계적으로 교반 혼합하여 소일 시멘트 기둥체를 조성하고, 경화 전의 소일 시멘트 기둥체에 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 비틀어 넣어 관입시켜 양자를 일체화시킴으로써, 합성 말뚝을 조성하는 기술이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조).
일본 공개특허공보 2001-317050호 일본 공개특허공보 2003-96771호
그런데, 최근에는, 동남 아시아 등의 근린 제국에 있어서의 지반을 개량하기 위한 기술의 개발이 진행되고 있다.
일본의 지반은, 지역차는 있지만 비교적 단단한 (예를 들어 지표면하 수 m 정도의 얕은 위치에 단단한 지지층이 존재하고 있다) 것이 알려져 있지만, 동남 아시아 제국 (예를 들어 베트남) 의 지반은, 지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층이나 사질층이 존재하고 있어 비교적 연약하다. 이 때문에, 특허문헌 1 및 2 에 기재된 종래의 합성 말뚝 조성 기술이 타국에 있어서의 연약 지반의 개량에는 반드시 유효하지 않은 것이 최근 명확해지고 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층 등이 존재하는 비교적 연약한 지반을 효과적으로 개량할 수 있는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝과, 그 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 사용한 합성 말뚝을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝은, 강관 말뚝 본체와, 이 강관 말뚝 본체에 장착된 하나 이상의 나선상 블레이드를 구비하는 것으로서, 나선상 블레이드의 직경 (D) 이 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 의 3 배 이상으로 설정되어 이루어지는 것이다.
이러한 구성을 채용하면, 나선상 블레이드의 직경 (D) 을, 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 의 3 배 이상으로 설정하고 있으므로, 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 사용하여 조성한 말뚝 (합성 말뚝) 의 둘레 면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 합성 말뚝의 지지력을 향상시킬 수 있기 때문에, 연약 지반을 효과적으로 개량할 수 있다. 종래의 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서는, 일본의 비교적 단단한 지반에 기인하는 관입 저항의 크기를 고려하여 나선상 블레이드의 직경 (D) 의 상한이 정해져 있고, 또한, 내진성의 관점에서 수평 하중을 담당하는 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 의 하한이 정해져 있었기 때문에, 나선상 블레이드의 직경 (D) 이 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 의 1.5 배 ∼ 2.5 배 정도로 설정되어 있었다. 이것에 대하여, 지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층 등이 존재하는 타국의 비교적 연약한 지반의 개량을 상정한 본 강관 말뚝에 있어서는, 관입 저항이나 내진성을 고려할 필요가 없으므로, 나선상 블레이드의 직경 (D) 을 상대적으로 크게 하고, 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 을 상대적으로 작게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 강관 말뚝 본체의 제조 비용 (재료비 등) 을 저감시킬 수도 있다.
본 발명에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서, 나선상 블레이드의 직경 (D) 을, 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 의 3 배 이상 4 배 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 채용하면, 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 을 상대적으로 작게 하여 제조 비용을 저감시키면서, 적정한 지지력을 확보할 수 있다. 나선상 블레이드의 직경 (D) 이 강관 말뚝 본체의 직경 (d) 의 4 배를 초과하면 (강관 말뚝 본체를 지나치게 가늘게 한다) 적정한 지지력을 확보할 수 없는 경우가 있어, 바람직하지 않다.
본 발명에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서, 강관 말뚝 본체의 선단부에 장착된 선단 블레이드와, 강관 말뚝 본체의 선단부를 제외한 부분에 장착된 중간 블레이드로 나선상 블레이드를 구성하고, 선단 블레이드와 최하단에 있는 중간 블레이드의 간격 (L1) 을 2.0 m 이상으로 설정하고, 중간 블레이드끼리의 간격 (Lm) 을 3.0 m 이상으로 설정하고, 최상단에 있는 중간 블레이드와 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부 (頭部) 의 간격 (L2) 을 0.3 m 이상 0.5 m 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 채용하면, 선단 블레이드와 최하단 중간 블레이드의 간격 (L1) 과, 중간 블레이드끼리의 간격 (Lm) 의 쌍방이 비교적 길게 설정되기 때문에, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드의 매수를 적게 하여 시공 성능을 향상시킬 (관입 속도의 상승, 최대 시공 길이의 확대, 공사 기간의 단축 등을 실현시킨다) 수 있는 것에 더하여, 지지력 성능에 대한 비용 (재료비, 용접비, 가공비 등) 을 각별히 저감시킬 수 있다. 또한, 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격 (L2) 이 비교적 짧게 설정되기 때문에, 수평 하중에 대한 저항력을 크게 할 수 있다. 이 결과, 시공 성능의 향상과, 지지력의 유지의 쌍방을 실현시키는 것이 가능해진다. 또한, 나선상 블레이드의 매수 저감에 따라, 소일 시멘트 기둥체에 차지하는 강관 말뚝의 체적률이 감소하므로 발생 잔토량이 저감되고, 이 결과, 잔토 처리비를 삭감하는 것이 가능해진다.
선단 블레이드와 최하단 중간 블레이드의 간격 (L1) 이 2.0 m 미만이고, 또한, 중간 블레이드끼리의 간격 (Lm) 이 3.0 m 미만이면, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드의 매수가 증대되기 때문에, 바람직하지 않다. 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격 (L2) 이 0.3 m 미만이면, 최상단 중간 블레이드와 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부 사이에 파일 캡 등의 부재를 장착하기 어려워지므로, 바람직하지 않다. 한편, 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격 (L2) 이 0.5 m 를 초과하면, 수평 하중에 대한 저항력을 충분히 확보할 수 없기 때문에, 바람직하지 않다.
본 발명에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서, 선단 블레이드와 최하단에 있는 중간 블레이드의 간격 (L1) 을, 최상단에 있는 중간 블레이드와 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부의 간격 (L2) 의 2 배 이상으로 설정하고, 중간 블레이드끼리의 간격 (Lm) 을, 최상단에 있는 중간 블레이드와 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부의 간격 (L2) 의 3 배 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 채용하면, 선단 블레이드와 최하단 중간 블레이드의 간격 (L1) 과, 중간 블레이드끼리의 간격 (Lm) 의 쌍방이 비교적 길게 설정되기 때문에, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드의 매수를 적게 하여 시공 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격 (L2) 이 비교적 짧게 설정되기 때문에, 수평 하중에 대한 저항력을 크게 할 수 있다.
선단 블레이드와 최하단 중간 블레이드의 간격 (L1) 이 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격 (L2) 의 2 배 미만이고, 또한, 중간 블레이드끼리의 간격 (Lm) 이 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격 (L2) 의 3 배 미만이면, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드의 매수가 증대되기 때문에, 바람직하지 않다.
본 발명에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서, 나선상 블레이드의 상면에 강관 말뚝 본체를 중심으로 하여 방사상으로 복수 형성된 판상의 보강 리브를 구비할 수 있다.
이러한 구성을 채용하면, 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 소일 시멘트 기둥체의 내부에 비틀어 넣을 때에 시멘트 등으로부터 작용하는 반력 (굽힘 모멘트) 에 견딜 수 있게 되기 때문에, 나선상 블레이드의 두께를 저감시킬 수 있고, 또한 교반 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서, 평면에서 보아 대략 사다리꼴 형상을 나타내는 보강 리브를 채용하고, 그 장변으로서의 제 1 변을 강관 말뚝 본체의 외주면에 맞닿도록 배치하고, 그 단변으로서의 제 2 변을 강관 말뚝 본체로부터 격리되도록 배치하고, 제 1 변 및 제 2 변에 대하여 직각인 제 3 변을 나선상 블레이드의 상면에 맞닿도록 배치하고, 제 1 변과 제 3 변으로 형성되는 모서리부에 절결부를 형성할 수 있다.
이러한 구성을 채용하면, 보강 리브의 제 1 변과 제 3 변으로 형성되는 모서리부에 절결부를 형성하고 있기 때문에, 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 소일 시멘트 기둥체의 내부에 비틀어 넣을 때에 보강 리브의 제 1 변과 제 3 변으로 형성되는 모서리부에 시멘트 등이 체류하는 것을 억제할 수 있고, 관입 저항을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 관련된 합성 말뚝의 조성 방법은, 상기 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을, 지반 중에 조성되는 소일 시멘트 기둥체에 삽입하는 공정을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명에 관련된 합성 말뚝은, 상기 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을, 지반 중에 조성되는 소일 시멘트 기둥체에 삽입함으로써 형성한 것이다.
본 발명에 관련된 합성 말뚝에 있어서, 소일 시멘트 기둥체의 최심 (最深) 위치로부터 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝의 선단 위치까지의 간격을 0.2 m 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 채용하면, 소일 시멘트 기둥체의 최심 위치로부터 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝의 선단 위치까지의 간격 (칼럼 여분 길이) 을 0.2 m 이상으로 설정하고 있기 때문에, 합성 말뚝의 선단 지지력을 충분히 확보할 수 있다. 칼럼 여분 길이가 0.2 m 미만이 되면 충분한 선단 지지력을 확보할 수 없게 되므로, 바람직하지 않다.
본 발명에 의하면, 지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층 등이 존재하는 비교적 연약한 지반을 효과적으로 개량할 수 있는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝과, 당해 강관 말뚝을 사용한 합성 말뚝을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 2 는 종래의 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝에 있어서의 나선상 블레이드의 장착 위치를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4 는 나선상 블레이드의 장착 위치의 변경예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5 는 나선상 블레이드에 장착되는 보강 리브를 나타내는 것이고, (A) 는 보강 리브의 정면도, (B) 는 보강 리브를 장변측으로부터 본 측면도, (C) 는 보강 리브를 단변측으로부터 본 측면도이다.
도 6 은 도 5 에 나타내는 보강 리브를 나선상 블레이드에 장착한 상태를 나타내는 상면도이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을 사용하여 합성 말뚝을 조성하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8 의 (A) 는 본 발명의 실시형태에 관련된 합성 말뚝의 조성 방법에서 사용되는 교반 혼합 장치의 구성을 나타내는 구성도이고, (B) 및 (C) 는 교반 혼합 장치의 변형예를 나타내는 구성도이다.
도 9 는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 합성 말뚝 및 종래의 합성 말뚝의 연직 재하 (載荷) 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 합성 말뚝의 연직 재하 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11 은 본 발명의 제 3 실시예에 관련된 합성 말뚝의 연직 재하 시험의 FEM 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또, 이하의 실시형태는 어디까지나 바람직한 적용예이며, 본 발명의 적용 범위가 이것에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도 1 ∼ 도 6 을 사용하여, 본 실시형태에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (이하, 「본 강관 말뚝」이라고 한다) (1) 의 구성에 대해서 설명한다. 본 강관 말뚝 (1) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 금속제의 중공관인 강관 말뚝 본체 (10) 와, 강관 말뚝 본체 (10) 에 장착된 복수의 나선상 블레이드 (20) 를 구비하고 있다.
강관 말뚝 본체 (10) 는, 탄소 (C), 규소 (Si), 망간 (Mn), 인 (P) 및 황 (S) 의 5 원소 (보통 원소) 를 함유하는 철강으로 구성할 수 있다. 또한, 내후성 및 내산성을 향상시킬 목적으로, 구리 (Cu), 니켈 (Ni), 크롬 (Cr), 몰리브덴 (Mo) 등의 특수 원소를 첨가한 철강으로 강관 말뚝 본체 (10) 를 구성해도 된다. 이 때 첨가되는 특수 원소의 비율 (중량) 로는, 예를 들어 구리 (Cu), 니켈 (Ni) 및 크롬 (Cr) 을 각각 0.40 ％ 정도로 설정하고, 몰리브덴 (Mo) 을 0.15 ％ 정도로 설정할 수 있다.
나선상 블레이드 (20) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 강관 말뚝 본체 (10) 의 선단부 (11) 에 장착된 선단 블레이드 (21) 와, 강관 말뚝 본체 (10) 의 선단부 (11) 를 제외한 부분에 장착된 중간 블레이드 (22) 로 구성되어 있다. 나선상 블레이드 (20) 는, 강관 말뚝 본체 (10) 와 동일한 재료로 구성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 인접하는 나선상 블레이드 (20) 를 180°회전시킨 상태에서 강관 말뚝 본체 (10) 에 장착하고 있다. 이와 같이 나선상 블레이드 (20) 를 장착함으로써, 후술하는 소일 시멘트 기둥체 (2) (도 7) 의 내부에 본 강관 말뚝 (1) 을 양호한 밸런스로 비틀어 넣을 수 있다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 인접하는 나선상 블레이드 (20) 를 90°회전시킨 상태에서 강관 말뚝 본체 (10) 에 장착할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서는, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 의 3 배 이상으로 설정하고 있다. 이와 같이 함으로써, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 둘레 면적을 크게 할 수 있다. 종래의 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (이하, 「종래 말뚝」이라고 한다) (100) 에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 내진성 및 관입 저항을 고려하여 나선상 블레이드 (120) 의 직경 (D) 의 상한값과 강관 말뚝 본체 (110) 의 직경 (d) 의 하한값이 규정되어 있고, 나선상 블레이드 (120) 의 직경 (D) 이 강관 말뚝 본체 (110) 의 직경 (d) 의 1.5 배 ∼ 2.5 배 정도가 되도록 제한되어 있었다. 이것에 대하여, 지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층 등이 존재하는 타국 (예를 들어 베트남) 의 비교적 연약한 지반의 개량을 상정한 본 강관 말뚝 (1) 에 있어서는, 내진성이나 관입 저항을 고려할 필요가 없으므로, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 상대적으로 크게 하고, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 상대적으로 작게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 강관 말뚝 본체 (10) 의 제조 비용 (재료비 등) 을 저감시킬 수도 있다.
나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 은, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 의 3 배 이상 4 배 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 상대적으로 작게 하여 제조 비용을 저감시키면서, 적정한 지지력을 확보할 수 있다. 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 이 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 의 4 배를 초과하면 (강관 말뚝 본체 (10) 를 지나치게 가늘게 한다) 적정한 지지력을 확보할 수 없는 경우가 있어, 바람직하지 않다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 선단 블레이드 (21) 와 최하단에 있는 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 을 2.0 m 이상 (예를 들어 2.5 m) 으로 설정하고, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 을 3.0 m 이상 (예를 들어 3.0 m) 으로 설정하고, 최상단에 있는 중간 블레이드 (22) 와 강관 말뚝 본체 (10) 의 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 을 0.3 m 이상 0.5 m 이하 (예를 들어 0.5 m) 로 설정하고 있다. 종래 말뚝 (100) 에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 선단 블레이드 (121) 와 최하단 중간 블레이드 (122) 의 간격이 약 1.5 m, 중간 블레이드 (122) 끼리의 간격이 약 2.0 m 로 설정되어 있었다. 이것에 대하여, 본 강관 말뚝 (1) 에 있어서는, 선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 과, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 의 쌍방을 비교적 길게 설정함으로써, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드 (20) 의 매수를 적게 할 수 있다. 또한, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 이 비교적 짧게 설정되기 때문에, 수평 하중에 대한 저항력을 크게 할 수 있다.
선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 이 2.0 m 미만이고, 또한, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 이 3.0 m 미만이면, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드 (20) 의 매수가 증대되기 때문에, 바람직하지 않다. 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 이 0.3 m 미만이면, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 사이에 파일 캡 등의 부재를 장착하기 어려워지므로, 바람직하지 않다. 한편, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 이 0.5 m 를 초과하면, 수평 하중에 대한 저항력을 충분히 확보할 수 없기 때문에, 바람직하지 않다.
선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 은, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 의 2 배 이상 (예를 들어 5 배) 으로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 은, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 의 3 배 이상 (예를 들어 6 배) 으로 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 과, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 의 쌍방이 비교적 길게 설정되기 때문에, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드 (20) 의 매수를 적게 하여 시공 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 이 비교적 짧게 설정되기 때문에, 수평 하중에 대한 저항력을 크게 할 수 있다.
선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 이 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 의 2 배 미만이고, 또한, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 이 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 의 3 배 미만이면, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드 (20) 의 매수가 증대되기 때문에, 바람직하지 않다.
본 실시형태에 있어서는, 선단이 뾰족한 굴삭용 보조 금구 (金具) 대신에, 강관 말뚝 본체 (10) 의 선단부 (11) 에 (도시하지 않은) 평활한 바닥 덮개를 장착하고 있다. 이와 같이 굴삭용 보조 금구를 생략함으로써, 말뚝의 선단부 (11) 보다 깊은 위치의 지반이나 소일 시멘트 기둥체 (2) (도 7) 에 느슨해짐이 발생하는 것을 막을 수 있고, 충분한 선단 지지력을 확보할 수 있다. 또, 강관 말뚝 본체 (10) 의 선단부 (11) 에 평활한 바닥 덮개를 장착하지 않고 개방 상태로 할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 나선상 블레이드 (20) (선단 블레이드 (21) 및 중간 블레이드 (22)) 의 상면에, 도 5 의 (A) ∼ (C) 에 나타내는 바와 같은 보강 리브 (70) 를 장착하고 있다. 보강 리브 (70) 는, 도 5 의 (A) 에 나타내는 바와 같이 평면에서 보아 대략 사다리꼴 형상을 나타내는 판상 부재로서, 도 6 에 나타내는 바와 같이 강관 말뚝 본체 (10) 를 중심으로 하여 방사상으로 복수 (예를 들어 7 장) 장착된다. 이 때, 도 5 의 (B) 에 나타내는 장변 (제 1 변) (71) 은 강관 말뚝 본체 (10) 의 외주면에 맞닿도록 배치되고, 도 5 의 (C) 에 나타내는 단변 (제 2 변) (72) 은 강관 말뚝 본체 (10) 로부터 격리되도록 배치되고, 도 5 의 (A) 에 나타내는 제 1 변 (71) 및 제 2 변 (72) 에 대하여 직각인 변 (제 3 변) (73) 은 나선상 블레이드 (20) 의 상면에 맞닿도록 배치된다. 이러한 보강 리브 (70) 를 형성함으로써, 본 강관 말뚝 (1) 을 소일 시멘트 기둥체 (2) (도 7) 의 내부에 비틀어 넣을 때에 시멘트 등으로부터 작용하는 반력 (굽힘 모멘트) 에 견딜 수 있게 되기 때문에, 나선상 블레이드 (20) 의 두께를 저감시킬 수 있고, 또한, 교반 효과를 얻을 수 있다.
그런데, 보강 리브 (70) 를 강관 말뚝 본체 (10) 및 나선상 블레이드 (20) 에 장착할 때, 제 1 변 (71) 을 강관 말뚝 본체 (10) 에 맞닿게 하고, 제 3 변 (73) 을 나선상 블레이드 (20) 에 맞닿게 하면, 본 강관 말뚝 (1) 을 소일 시멘트 기둥체 (2) 의 내부에 비틀어 넣을 때에, 보강 리브 (70) 의 제 1 변 (71) 과 제 3 변 (73) 으로 형성되는 모서리부에 시멘트 등이 체류하여, 관입 저항이 증대되는 것이 우려된다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는, 보강 리브 (70) 의 제 1 변 (71) 과 제 3 변 (73) 으로 형성되는 모서리부에 절결부 (74) 를 형성하고 있다. 이와 같은 절결부 (74) 를 형성함으로써, 본 강관 말뚝 (1) 을 비틀어 넣을 때에 보강 리브 (70) 의 제 1 변 (71) 과 제 3 변 (73) 으로 형성되는 모서리부에 시멘트 등이 체류하는 것을 억제할 수 있고, 관입 저항을 저감시킬 수 있다.
다음으로, 도 7 및 도 8 을 사용하여, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 합성 말뚝을 조성하는 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 도 7 의 (A) 및 도 7 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 지반 (G) 의 개량 대상 위치에 조성 장치 (30) 를 설치하고, 기계식 심층 혼합 처리 공법에 의해서 소일 시멘트 기둥체 (2) 를 조성한다 (기둥체 조성 공정). 조성 장치 (30) 로는, 오거 모터 (41) 와 오거 모터 (41) 의 회전을 전달하는 회전축 (42) 을 갖는 구동 장치 (40) 와, 회전축 (42) 에 접속한 교반 혼합 장치 (50) 를 구비하는 것을 채용할 수 있다. 교반 혼합 장치 (50) 로는, 도 8 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 굴삭 날개 (51) 와, 교반 날개 (52) 와, 구동 장치 (40) 의 회전축 (42) 에 접속되는 교반축 (53) 을 갖는 것을 채용할 수 있다. 또, 기계식 심층 혼합 처리 공법이란, 시멘트 (또는 시멘트를 주성분으로 한 고화재) 와 물을 혼련하여 제조한 슬러리를 지반 (G) 중에 주입하면서, 굴삭 날개 (51) 및 교반 날개 (52) 를 갖는 교반 혼합 장치 (50) 에 의해, 지반 (G) 과 슬러리를 기계적으로 교반 혼합하여 소일 시멘트 기둥체 (2) 를 조성하는 지반 개량 공법을 말한다.
교반 혼합 장치 (50) 에는, 굴삭 날개 (51), 교반 날개 (52) 및 교반축 (53) 에 추가하여, 도 8 의 (B) 및 도 8 의 (C) 에 나타내는 바와 같이, 굴삭 직경보다 큰 직경을 갖는 공 (共) 회전 방지 날개 (54) 를 장착하는 것이 바람직하고, 이러한 공회전 방지 날개 (54) 를 장착함으로써, 교반 혼합 장치 (50) 를 사용하여 효율적으로 지반 (G) 과 슬러리를 교반 혼합하는 것이 가능하다. 또한, 교반 혼합 장치 (50) 에는, 교반축 (53) 을 정전·역전시키는 정역전 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 교반 혼합 장치 (50) 의 각 교반 날개 (52) 에는, 도 8 의 (C) 에 나타내는 바와 같이, 축 방향 (관입 방향) 으로 평행한 굴삭날 (52a) 을 복수 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 굴삭날 (52a) 을 각 교반 날개 (52) 에 형성함으로써, 교반 혼합 처리를 향상시키고, 고속 시공을 실현시켜 시공비를 저감시킬 수 있다.
기둥체 조성 공정을 거친 후, 도 7 의 (C) 에 나타내는 바와 같이 구동 장치 (40) 로부터 교반 혼합 장치 (50) 를 떼어냄과 함께 구동 장치 (40) 에 본 강관 말뚝 (1) 을 회전 압입시키는 지그 (60) 를 장착하고, 그 후, 도 7 의 (D) 에 나타내는 바와 같이 지그 (60) 에 본 강관 말뚝 (1) 을 장착한다 (강관 말뚝 장착 공정). 이어서, 도 7 의 (E) 에 나타내는 바와 같이 구동 장치 (40) 를 구동하여 본 강관 말뚝 (1) 을 회전시키면서 소일 시멘트 기둥체 (2) 에 비틀어 넣어 관입시킨다 (말뚝 관입 공정). 계속해서, 도 7 의 (F) 에 나타내는 바와 같이 본 강관 말뚝 (1) 으로부터 지그 (60) 를 떼어내고, 본 강관 말뚝 (1) 과 소일 시멘트 기둥체 (2) 를 일체화시킴으로써, 지반 (G) 에 소일 시멘트 합성 말뚝을 조성한다 (합성 말뚝 조성 공정).
본 실시형태에 있어서는, 조성된 합성 말뚝에 있어서의 소일 시멘트 기둥체 (2) 의 최심 위치로부터 본 강관 말뚝 (1) 의 선단 위치까지의 간격 (칼럼 여분 길이) 을 0.2 m 이상으로 설정하고 있다. 이 때문에, 합성 말뚝의 선단 지지력을 충분히 확보할 수 있다. 칼럼 여분 길이가 0.2 m 미만이 되면 충분한 선단 지지력을 확보할 수 없게 되므로, 바람직하지 않다.
<제 1 실시예>
계속해서, 도 9 를 사용하여, 본 강관 말뚝 (1) 및 종래 말뚝 (100) 을 각각 사용하여 조성한 합성 말뚝의 연직 재하 시험의 결과 (제 1 실시예) 에 대해서 설명한다. 또, 본 시험은, 지표면하 약 20 m 의 깊이까지 점토층, 실트층, 사질층이 혼재하는 베트남의 지반에서 실시한 것이다.
본 시험에서 채용한 본 강관 말뚝 (1) 은, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 165.2 ㎜, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 500 ㎜ (D = 3.027 d), 말뚝 길이를 6000 ㎜ 로 설정한 것이다. 한편, 본 시험에서 채용한 종래 말뚝 (100) 은, 강관 말뚝 본체 (110) 의 직경 (d) 을 216.3 ㎜, 나선상 블레이드 (120) 의 직경 (D) 을 500 ㎜ (D = 2.312 d), 말뚝 길이를 6000 ㎜ 로 설정한 것이다. 이것들 본 강관 말뚝 (1) 및 종래 말뚝 (100) 을 각각 채용하여 칼럼 직경 700 ㎜ 의 합성 말뚝을 조성하고, 연직 재하 시험을 실시하였다.
도 9 의 그래프에 있어서의 세로축은, 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부에 가해진 연직 하중 (말뚝 두부 하중) (Po) 을 나타내는 것이고, 도 9 의 그래프에 있어서의 가로축은, 강관 말뚝 본체의 선단부의 변위량 (선단 변위량) (Sp) 을 나타내는 것이다. 또한, 도 9 에 있어서의 점 ● 는, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서의 말뚝 두부 하중 (Po) 과 선단 변위량 (Sp) 의 관계를 플롯한 것이고, 도 9 에 있어서의 점 ○ 는, 종래 말뚝 (100) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서의 말뚝 두부 하중 (Po) 과 선단 변위량 (Sp) 의 관계를 플롯한 것이다.
선단 변위량 (Sp) 이 나선상 블레이드의 직경 (D) (500 ㎜) 의 10 ％ (50 ㎜) 에 도달할 때의 말뚝 두부 하중 (Pou) 은, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 종래 말뚝 (100) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서는 509 kN 이었던 것에 대해, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서는 548 kN 이었다. 이와 같이, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 연직 지지력은, 종래 말뚝 (100) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 연직 지지력과 거의 동등한 (내지 약간 상회하는) 것이 본 시험에 의해서 분명해졌다.
<제 2 실시예>
계속해서, 도 10 을 사용하여, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 연직 재하 시험의 결과 (제 2 실시예) 를, 이상적인 지지력을 갖는 합성 말뚝과 비교하여 설명한다. 본 시험도 또한, 지표면하 약 20 m 의 깊이까지 점토층, 실트층, 사질층이 혼재하는 베트남의 지반에서 실시한 것이다.
본 시험에서 채용한 본 강관 말뚝 (1) 은, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 219.1 ㎜, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 700 ㎜ (D = 3.195 d), 말뚝 길이를 6000 ㎜ 로 설정한 것이다. 본 시험에서는, 본 강관 말뚝 (1) 을 채용하여 칼럼 직경 1000 ㎜ 의 합성 말뚝을 조성하고, 연직 재하 시험을 실시하였다.
도 10 의 그래프에 있어서의 세로축은, 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부에 가해진 연직 하중 (말뚝 두부 하중) (Po) 을 나타내는 것이고, 도 10 의 그래프에 있어서의 가로축은, 강관 말뚝 본체의 선단부의 변위량 (선단 변위량) (Sp) 을 나타내는 것이다. 또한, 도 10 에 있어서의 점 ■ 는, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서의 말뚝 두부 하중 (Po) 과 선단 변위량 (Sp) 의 관계를 플롯한 것이고, 도 10 에 있어서의 점 □ 를 연결한 곡선은, 이상적인 지지력을 갖는 합성 말뚝의 Sp-Po 근사 곡선 (이상 곡선) 이다. 또, 본 시험에서는, 가상 극한 지지력 (선단 변위량 (Sp) 이 나선상 블레이드의 직경 (D) 의 10 ％ (70 ㎜) 에 도달할 때의 말뚝 두부 하중 5860 kN) 에 기초하여 이상 곡선을 설정하였다.
본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 Sp-Po 곡선은, (가상 극한 지지력 5860 kN 의 1/3 로 설정하였다) 가상 장기 지지력을 크게 상회하는 값 (약 3000 kN) 까지 이상 곡선에 거의 겹쳐 있는 것이 분명해졌다. 또한, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝은, 채용 설계 지지력 (1350 kN) 에 있어서도, 가상 장기 지지력 (1950 kN) 에 대하여 30 ％ 정도의 여유율을 갖고 있는 것이 분명해지고, 선단 변위량 (Sp) 이 이상적인 지지력을 갖는 합성 말뚝과 동등한 것이 본 시험에 의해서 분명해졌다.
<제 3 실시예>
계속해서, 도 11 을 사용하여, 본 강관 말뚝 (1) (2 종류) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 연직 재하 시험의 FEM 해석 결과 (제 3 실시예) 에 대해서 설명한다. 또, 본 시험은, 지표면하 약 20 m 의 깊이까지 점토층, 실트층, 사질층이 혼재하는 베트남의 지반에서 실시한 것을 상정한 것이다.
본 해석에서 채용한 제 1 본 강관 말뚝 (제 1 강관 말뚝) (1A) 은, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 175.0 ㎜, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 700 ㎜ (D = 4.0 d), 말뚝 길이를 6000 ㎜ 로 설정한 것이다. 한편, 본 해석에서 채용한 제 2 본 강관 말뚝 (제 2 강관 말뚝) (1B) 은, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 140.0 ㎜, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 700 ㎜ (D = 5.0 d), 말뚝 길이를 6000 ㎜ 로 설정한 것이다. 이들 2 종류의 강관 말뚝 (제 1 강관 말뚝 (1A) 및 제 2 강관 말뚝 (1B)) 을 각각 채용하여 칼럼 직경 1000 ㎜ 의 합성 말뚝을 조성한 경우의 연직 재하 시험의 FEM 해석을 실시하였다.
도 11 의 그래프에 있어서의 세로축은, 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부에 가해진 연직 하중 (말뚝 두부 하중) (Po) 을 나타내는 것이고, 도 11 의 그래프에 있어서의 가로축은, 강관 말뚝 본체의 선단부의 변위량 (선단 변위량) (Sp) 을 나타내는 것이다. 또한, 도 11 에 있어서의 점 ■ 는, 제 2 실시예의 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서의 말뚝 두부 하중 (Po) 과 선단 변위량 (Sp) 의 관계 (실험 결과) 를 플롯한 것이고, 도 11 에 있어서의 점 ○ 를 연결한 곡선은, 본 실시예의 제 1 강관 말뚝 (1A) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서의 말뚝 두부 하중 (Po) 과 선단 변위량 (Sp) 의 관계 (FEM 해석 결과) 를 플롯한 것이고, 도 11 에 있어서의 점 △ 를 연결한 곡선은, 본 실시예의 제 2 강관 말뚝 (1B) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝에 있어서의 말뚝 두부 하중 (Po) 과 선단 변위량 (Sp) 의 관계 (FEM 해석 결과) 를 플롯한 것이다.
본 실시예의 제 1 강관 말뚝 (1A) (D = 4.0 d) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 Sp-Po 곡선은, 제 2 실시예의 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 Sp-Po 곡선에 거의 겹쳐 있는 것이 분명해졌다. 즉, 제 1 강관 말뚝 (1A) (D = 4.0 d) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝은, 채용 설계 지지력 (1350 kN) 에 있어서, 선단 변위량 (Sp) 이 제 2 실시예의 본 강관 말뚝 (1) 과 동등한 (내지 약간 작은) 것이 본 해석에 의해서 분명해졌다.
본 실시예의 제 2 강관 말뚝 (1B) (D = 5.0 d) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 Sp-Po 곡선도 또한, 제 2 실시예의 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 Sp-Po 곡선에 가까운 것이 되었다. 단, 제 2 강관 말뚝 (1B) (D = 5.0 d) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝은, 채용 설계 지지력 (1350 kN) 에 있어서, 선단 변위량 (Sp) 이 제 2 실시예의 본 강관 말뚝 (1) 보다 약간 큰 것이 본 해석에 의해서 분명해졌다. 즉, 본 실시예의 제 1 강관 말뚝 (1A) (D = 4.0 d) 이 제 2 강관 말뚝 (1B) (D = 5.0 d) 보다 높은 지지력을 갖고 있는 것을 알 수 있다.
이상 설명한 실시형태에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (본 강관 말뚝) (1) 에 있어서는, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 의 3 배 이상으로 설정하고 있으므로, 본 강관 말뚝 (1) 을 사용하여 조성한 합성 말뚝의 둘레 면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 합성 말뚝의 지지력을 향상시킬 수 있기 때문에, 연약 지반을 효과적으로 개량할 수 있다. 종래의 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (종래 말뚝) (100) 에 있어서는, 일본의 비교적 단단한 지반에서 기인하는 관입 저항의 크기를 고려하여 나선상 블레이드 (120) 의 직경 (D) 의 상한이 정해져 있고, 또한, 내진성의 관점에서 수평 하중을 담당하는 강관 말뚝 본체 (110) 의 직경 (d) 의 하한이 정해져 있었기 때문에, 나선상 블레이드 (120) 의 직경 (D) 이 강관 말뚝 본체 (110) 의 직경 (d) 의 1.5 배 ∼ 2.5 배 정도로 설정되어 있었다. 이것에 대하여, 지표면하 수십 m 의 깊은 위치까지 점토층 등이 존재하는 타국의 비교적 연약한 지반의 개량을 상정한 본 강관 말뚝 (1) 에 있어서는, 관입 저항이나 내진성을 고려할 필요가 없으므로, 나선상 블레이드 (20) 의 직경 (D) 을 상대적으로 크게 하고, 강관 말뚝 본체 (10) 의 직경 (d) 을 상대적으로 작게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 강관 말뚝 본체 (10) 의 제조 비용 (재료비 등) 을 저감시킬 수도 있다.
또한, 이상 설명한 실시형태에 관려된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (본 강관 말뚝) (1) 에 있어서는, 선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 을 2.0 m 이상으로 설정하고, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 을 3.0 m 이상으로 설정하고 있다 (선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 을 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 의 2 배 이상으로 설정하고, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 을 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 의 3 배 이상으로 설정하고 있다). 이와 같이, 선단 블레이드 (21) 와 최하단 중간 블레이드 (22) 의 간격 (L1) 과, 중간 블레이드 (22) 끼리의 간격 (Lm) 의 쌍방이 비교적 길게 설정되기 때문에, 말뚝 길이에 대한 나선상 블레이드 (20) 의 매수를 적게 하여 시공 성능을 향상시킬 (관입 속도의 상승, 최대 시공 길이의 확대, 공사 기간의 단축 등을 실현시킨다) 수 있는 것에 더하여, 지지력 성능에 대한 비용 (재료비, 용접비, 가공비 등) 을 각별히 저감시킬 수 있다. 또한, 최상단 중간 블레이드 (22) 와 말뚝 두부 (12) 의 간격 (L2) 이 비교적 짧게 설정되기 때문에, 수평 하중에 대한 저항력을 크게 할 수 있다. 이 결과, 시공 성능의 향상과, 지지력의 유지의 쌍방을 실현시키는 것이 가능해진다. 또한, 나선상 블레이드 (20) 의 매수 저감에 따라, 소일 시멘트 기둥체 (2) 에 차지하는 강관 말뚝의 체적률이 감소하므로 발생 잔토량이 저감되고, 이 결과, 잔토 처리비를 삭감하는 것이 가능해진다.
또한, 이상 설명한 실시형태에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (본 강관 말뚝) (1) 에 있어서는, 나선상 블레이드 (20) 의 상면에 강관 말뚝 본체 (10) 를 중심으로 하여 방사상으로 복수 형성된 판상의 보강 리브 (70) 를 구비하므로, 본 강관 말뚝 (1) 을 소일 시멘트 기둥체 (2) 의 내부에 비틀어 넣을 때에 시멘트 등으로부터 작용하는 반력 (굽힘 모멘트) 에 견딜 수 있게 되므로, 나선상 블레이드 (20) 의 두께를 저감시킬 수 있고, 또한, 교반 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이상 설명한 실시형태에 관련된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝 (본 강관 말뚝) (1) 에 있어서는, 보강 리브 (70) 의 제 1 변 (71) 과 제 3 변 (73) 으로 형성되는 모서리부에 절결부 (74) 를 형성하고 있기 때문에, 본 강관 말뚝 (1) 을 소일 시멘트 기둥체 (2) 의 내부에 비틀어 넣을 때에 보강 리브 (70) 의 제 1 변 (71) 과 제 3 변 (72) 으로 형성되는 모서리부에 시멘트 등이 체류하는 것을 억제할 수 있고, 관입 저항을 저감시킬 수 있다.
또, 이상 설명한 실시형태에 관련된 합성 말뚝에 있어서는, 소일 시멘트 기둥체 (2) 의 최심 위치로부터 본 강관 말뚝 (1) 의 선단 위치까지의 간격 (칼럼 여분 길이) 을 0.2 m 이상으로 설정하고 있기 때문에, 합성 말뚝의 선단 지지력을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명은, 이상의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 이 실시형태에 당업자가 적절히 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 즉, 상기 실시형태가 구비하는 각 요소 및 그 배치, 재료, 조건, 형상, 사이즈 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니며 적절히 변경할 수 있다 (예를 들어, 암수의 스플라인 조인트를 상하 교체할 수 있다). 또한, 상기 실시형태가 구비하는 각 요소는, 기술적으로 가능한 한 조합할 수 있고, 이것들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
1 : 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝
2 : 소일 시멘트 기둥체
10 : 강관 말뚝 본체
11 : 선단부
12 : 말뚝 두부
20 : 나선상 블레이드
21 : 선단 블레이드
22 : 중간 블레이드
70 : 보강 리브
71 : 제 1 변
72 : 제 2 변
73 : 제 3 변
74 : 절결부
d : 강관 말뚝 본체의 직경
D : 나선상 블레이드의 직경
G : 지반
L1 : 선단 블레이드와 최하단 중간 블레이드의 간격
L2 : 최상단 중간 블레이드와 말뚝 두부의 간격
Lm : 중간 블레이드끼리의 간격

Claims (9)

  1. 강관 말뚝 본체와, 상기 강관 말뚝 본체에 장착된 하나 이상의 나선상 블레이드를 구비하는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝으로서,
    상기 나선상 블레이드의 직경이 상기 강관 말뚝 본체의 직경의 3 배 이상으로 설정되어 이루어지는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선상 블레이드의 직경이 상기 강관 말뚝 본체의 직경의 3 배 이상 4 배 이하로 설정되어 이루어지는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선상 블레이드는, 상기 강관 말뚝 본체의 선단부에 장착된 선단 블레이드와, 상기 강관 말뚝 본체의 선단부를 제외한 부분에 장착된 중간 블레이드로 구성되고,
    상기 선단 블레이드와 최하단에 있는 상기 중간 블레이드의 간격이 2.0 m 이상으로 설정되고,
    상기 중간 블레이드끼리의 간격이 3.0 m 이상으로 설정되고,
    최상단에 있는 상기 중간 블레이드와 상기 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부의 간격이 0.3 m 이상 0.5 m 이하로 설정되어 이루어지는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선단 블레이드와 최하단에 있는 상기 중간 블레이드의 간격이, 최상단에 있는 상기 중간 블레이드와 상기 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부의 간격의 2 배 이상으로 설정되고,
    상기 중간 블레이드끼리의 간격이, 최상단에 있는 상기 중간 블레이드와 상기 강관 말뚝 본체의 말뚝 두부의 간격의 3 배 이상으로 설정되어 이루어지는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선상 블레이드의 상면에 상기 강관 말뚝 본체를 중심으로 하여 방사상으로 복수 형성된 판상의 보강 리브를 구비하는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보강 리브는, 평면에서 보아 대략 사다리꼴 형상을 나타내고, 그 장변으로서의 제 1 변은 상기 강관 말뚝 본체의 외주면에 맞닿도록 배치되고, 그 단변으로서의 제 2 변은 상기 강관 말뚝 본체로부터 격리되도록 배치되고, 상기 제 1 변 및 상기 제 2 변에 대하여 직각인 제 3 변은 상기 나선상 블레이드의 상면에 맞닿도록 배치되어 있고,
    상기 제 1 변과 상기 제 3 변으로 형성되는 모서리부에 절결부가 형성되어 있는 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을, 지반 중에 조성되는 소일 시멘트 기둥체에 삽입하는 공정을 구비하는 합성 말뚝의 조성 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝을, 지반 중에 조성되는 소일 시멘트 기둥체에 삽입함으로써 형성한 합성 말뚝.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 소일 시멘트 기둥체의 최심 위치로부터 상기 나선상 블레이드가 부착된 강관 말뚝의 선단 위치까지의 간격이 0.2 m 이상으로 설정되어 이루어지는 합성 말뚝.
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