KR20200026397A - 매립말뚝의 두부정렬장치 및 고정 방법 - Google Patents

매립말뚝의 두부정렬장치 및 고정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 말뚝 기초공사에 중요한 말뚝의 수평 즉 높낮이를 일정하게 유지시킬 수 있고, 토압에 의해 말뚝이 밀리는 것을 방지하기 위한 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법 및 장치로, 굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝을 인양하여 삽입시키는 단계(S1);
노출된 말뚝의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시키는 단계(S2); 및
기초콘크리트를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 다수의 기초부를 시공하는 단계(S3); 를 포함하고,
상기 공정에 의해 매립되는 말뚝들은 매립말뚝 두부정렬 수단에 의해 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지시키는 단계(S4); 및
상기 말뚝의 높이가 일정하게 유지된 후, 두부보강캡 및 두부정렬 수단이 제거하는 단계(S5); 및
상기 두부정렬 수단 제거 후, 말뚝들이 토압에 의해 쏠리는 것을 방지하기 위해 말뚝의 두부와 두부를 고정장치를 이용하여 연결하는 단계(S6)로 이루어진다.

Description

수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR ARRANGING AND HOLDING HEAD OF BORED PILE BY USING HORIZONTAL MEANS AND HOLDING MEANS}
본 발명은 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 말뚝 기초공사에 중요한 말뚝의 수평 즉 높낮이를 일정하게 유지시킬 수 있고, 토압에 의해 말뚝이 밀리는 것을 방지하기 위한 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 말뚝은 교량 등의 토목구조물이나 건축물의 하중을 지반으로 전달하기 위해 토목구조물이나 건축물의 기초 슬래브 아래의 지반에 매립되어 지반을 강화한다. 말뚝의 종류로는 강관 말뚝, 피에이치씨(PHC, Pretensioned spun high strength concrete) 말뚝, 복합 말뚝, 등이 있다.
또한, 말뚝을 지반에 매립하는 시공방법으로, 항타공법, 매립말뚝공법, 현장타설공법 등이 있다. 항타공법의 경우 시공이 간단하나 시공시 소음 진동이 많이 발생된다. 이로 인하여, 소음 및 진동에 대한 규제가 시행되면서 시공이 대폭 줄고 있다. 매립말뚝공법은 항타공법의 시공시 발생되는 소음 진동의 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 소음 및 진동에 대한 규제가 시행되면서 시공이 급증하고 있다. 매립말뚝공법은 주로 에스아이피(SIP:Soil-cement injected precast pile) 공법, 에스디에이(SDA: seperated doughnut auger)공법이 이용되고 있다.
도 1은 최종 경타를 실시하는 에스아이피 공법의 일예를 순서적으로 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 최종 경타를 실시하는 에스아이피 공법의 일예는, 먼저, 굴착기의 오거(10)로 지반을 굴착하여 설정된 깊이로 굴착홀(H)을 형성한다(도 1의 a, b 참조) 이어, 굴착홀(H)에 주면고정액(일명, 시멘트풀이라고도 함)(L1)을 주입하고, 굴착기의 오거(10)를 굴착홀(H)에서 회수한다(도 1의 c, d 참조) 주면고정액(L1)이 주입된 굴착홀(H)에 말뚝(P)을 삽입하고(도 1의 e 참조), 해머(20)로 말뚝(P)을 최종 경타한다. 이 공법에서는 말뚝(P)의 아래 끝(선단)의 최종 깊이가 지지력을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
또한, 피에이치씨(PHC) 말뚝매립방법에 대해서는 국내 등록특허공보 제10-
0999020호에 기술되어 있는 바, 중공부에 철근을 추가 설치하고, 콘크리트를 타설하는 기술이 공개되어 있다.
상기와 같이, 에스아이피 공법 및 피에이치씨 말뚝은 일정한 깊이로 매립한 다음. 수평상태를 확인하기 위하여 두부 쪽에 관통구멍을 뚫은 후, 길이가 긴 철근 등을 삽입하여 수평(높낮이)을 맞춰왔다.
그러나 상기와 같은 방법은 시공시간이 길고 수평(높낮이)도 불확실하여 시공 후, 약간의 오차를 발생하게 하였다.
또한, 시공 후 여러 가지 변수에 의해 토압 등에 의해 말뚝이 밀리게 되는 경우가 종종 있다.
현재에는 상기와 같은 변수에 대처하기 위한 방법이 없었다.
1. 한국 등록특허 제10-1847002호 (2018.04.03 공보)
1. 한국 등록특허 제10-0975033호 (2010.08.24 공보)
1. 한국 등록특허 제10-1693478호 (2017.01.02 공보)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로, 말뚝매립 시공 시, 말뚝의 깊이가 일정하게 매립되어 있는 지를 수평장치를 이용하여 수평상태를 확인하여, 높이를 일정하게 맞춘 후, 고정장치를 이용하여 말뚝과 말뚝 상단을 고정함으로써, 토압에 의해 밀리는 것을 방지하도록 한 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법 및 장치를 제안하게 되었다.
본 발명에 따른 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법은;
굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝을 인양하여 삽입시키는 단계;
노출된 말뚝의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시키는 단계; 및
기초콘크리트를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 다수의 기초부를 시공하는 단계; 를 포함하고,
상기 공정에 의해 매립되는 말뚝들은 매립말뚝 두부정렬 수단에 의해 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지시키는 단계; 및
상기 말뚝의 높이가 일정하게 유지된 후, 두부보강캡 및 두부정렬 수단이 제거하는 단계; 및
상기 두부정렬 수단 제거 후, 말뚝들이 토압에 의해 쏠리는 것을 방지하기 위해 말뚝의 두부와 두부를 고정장치를 이용하여 연결하는 단계;
로 이루어진다.
또한, 굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일을 인양하여 삽입시키고, 노출된 PHC 파일의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시킨 후, 기초콘크리트를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 기초부를 시공함에 있어서,
상기 공정에 의해 매립되는 말뚝들을 매립말뚝 두부정렬 수단에 의해 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지되며, 상기 말뚝 상단과 말뚝 상단 사이를 고정장치로 고정 시킨 것을 특징으로 한다.
상기 두부정렬 수단은;
상기 매립말뚝 두부에 볼트에 의해 고정되는 수평장치; 및
상기 수평장치 아래 지면 상에 설치되는 가이드빔;
으로 구성되고,
상기 수평장치는:
원봉으로 이루어지는 수직봉; 및
상기 수직봉 하부에 형성되어 상기 가이드빔 상에 위치하는 수평봉; 및
상기 수직봉 상단에 설치되어 매립말뚝 두부에 볼트에 의해 고정되는 고정판()으로 구성된다.
본 발명 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법 및 장치는 말뚝 기초공사에 중요한 말뚝의 수평 즉 높낮이를 일정하게 유지시킬 수 있고, 토압에 의해 말뚝이 밀리는 것을 방지하는 효과를 얻을 수가 있다.
도 1은 종래 에스아이피 공법을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수평수단을 사용하여 말뚝의 높낮이를 측정하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 고정장치를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명은 매립되는 말뚝들을 매립말뚝 두부정렬 수단(100)을 이용하여 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지시킬 수 있도록 함과, 상기 말뚝 상단과 말뚝 상단 사이를 고정수단(200)으로 고정시켜 말뚝이 토압에 의해 밀리는 것을 방지하도록 구성된 것이 본 발명의 특장점이다.
상기 두부정렬 수단(100)은 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 매립말뚝(P) 두부에 볼트(50)에 의해 고정되는 수평장치(110)와 상기 수평장치(110) 아래 지면 상에 설치되는 가이드빔(120)으로 구성된다.
상기 수평장치(110)는 전체적으로 금속재로 이루어진다.
상기 수평장치(110)는 원봉형상으로 이루어지는 수직봉(111)과, 상기 수직봉(111)의 하부에 형성되어 상기 가이드빔(120) 상에 위치하는 수평봉(112)과, 상기 수직봉(111) 상단에 설치되어 매립말뚝(P)의 두부에 볼트(50)에 의해 고정되는 고정판(113)으로 구성되며, 상기 고정판(113)의 일측단 쪽에 상기 볼트(50)가 체결되기 위한 볼트구멍(113a)이 길게 형성되어 있다.
더욱 상세하게는 상기 수직봉(111)과 수평봉(112)은 원봉형상으로 용접되어 대략 "L"형상을 띄고, 상기 고정판(113)은 평평한 판형상으로 상기 수직봉(111) 상단에 용접되어 있다.
또한, 고정수단(200)은 도 5에 도시된 바와 같이, 금속재로 평편한 타원형상의 판체(210)으로 형성되고, 상기 판체(210)에는 가로 및 세로 긴 구멍(211)이 각각 형성되어 있다.
상기 가로 및 세로 기준은 판체를 정면에서 보아 길이방향으로 긴 상태로 놓고 우측에 형성된 것을 가로 긴구멍(211)이라 하고, 이 가로로 긴 구멍(211) 일측에 일정한 간격을 두고 형성된 세로 긴 구멍(211)이라 칭하였다.
상기 세로 긴 구멍(211)이나 가로 긴 구멍(211) 설치시 말뚝에 형성된 볼트구멍과 안맞을 경우 상기 판체(210)를 뒤집어서 각 구멍에 맞춰서 사용할 수가 있다.
도면 중 미설명 부호 30은 말뚝을 오거 등으로 인양할 때 사용할 수 있는 고정판이고, 40은 밧줄 등을 묶어 견인할 수 있도록 한 지지보이다.
상기 두부정렬 수단(100) 및 고정수단(200)을 이용하여 하기와 같이 말뚝을 매립설치한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 도시하지 않은 굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝(PHC 파일 등)을 인양하여 삽입시킨다.(S1)
다음 노출된 말뚝의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시킨다.(S2)
다음 기초콘크리트를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 다수의 기초부를 시공한다.
다음 상기와 같이, 매립되는 말뚝들은 매립말뚝 두부정렬 수단에 의해 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지시킨다.(S4)
즉, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 말뚝이 나란하게 매입된 지면에 가이드빔(120)을 가로로 길게 늘어트려 놓는다.
상기와 같은 상태에서 수평장치(110)를 매립말뚝(P)의 단부상에 위치시켜 볼트(50) 고정시킨다.
이러한, 작업을 전 매립말뚝의 단부에 일렬 종대로 나란하게 설치한다.
다음 작업자는 수평장치(110) 중 수평봉(112)과 가이드빔(120)의 맞닿음 상태를 확인하여 정확하게 매입이 않된 말뚝의 상면을 헤머 등으로 타경하여 높이를 맞춘다.
다음 상기와 같은 작업으로 말뚝의 높이가 일정하게 유지되면, 두부보강캡 및 두부정렬 수단(100)을 제거시킨다.(S5)
다음 상기 두부정렬 수단 제거 후, 말뚝들이 토압에 의해 쏠리는 것을 방지하기 위해 말뚝의 두부와 두부를 도 5에 도시된 바와 같이, 고정수단(200)을 이용하여 연결한다.(S6)
다음 말뚝의 기초 매립작업이 완전하게 끝나게 되면 기존과 마찬가지로 기초말뚝 상에 말뚝접속구를 이용하여 다른 말뚝을 인양하여 세운 후 연결한다.
지금까지 본 발명인 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정방법 및 장치에 관하여 살펴보았으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그리고 전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 두부정렬 수단 110 : 수평장치
111 : 수직봉 112 : 수평봉
113 : 고정판 113a : 볼트구멍
200 : 고정수단 210 : 판체
211 : 가로 및 세로 긴 구멍

Claims (5)

  1. 굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝을 인양하여 삽입시키는 단계;
    노출된 말뚝의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시키는 단계; 및
    기초콘크리트를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 다수의 기초부를 시공하는 단계; 를 포함하고,
    상기 공정에 의해 매립되는 말뚝들은 매립말뚝 두부정렬 수단에 의해 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지시키는 단계; 및
    상기 말뚝의 높이가 일정하게 유지된 후, 두부보강캡 및 두부정렬 수단이 제거하는 단계; 및
    상기 두부정렬 수단 제거 후, 말뚝들이 토압에 의해 쏠리는 것을 방지하기 위해 말뚝의 두부와 두부를 고정장치를 이용하여 연결하는 단계;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정 방법.
  2. 굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝을 인양하여 삽입시키고, 노출된 말뚝의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시킨 후, 기초콘크리트를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 말뚝의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 다수의 기초부를 시공함에 있어서,
    상기 공정에 의해 매립되는 말뚝들을 매립말뚝 두부정렬 수단에 의해 두부 높이가 지면으로부터 일정하게 유지되며, 상기 말뚝 상단과 말뚝 상단 사이를 고정수단으로 고정시켜 토압에 의해 말뚝이 밀리는 것을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 두부정렬 수단은;
    상기 매립말뚝 두부에 볼트에 의해 고정되는 수평장치; 및
    상기 수평장치 아래 지면 상에 설치되는 가이드빔;
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 수평장치는:
    원봉으로 이루어지는 수직봉; 및
    상기 수직봉 하부에 형성되어 상기 가이드빔 상에 위치하는 수평봉; 및
    상기 수직봉 상단에 설치되어 매립말뚝 두부에 볼트에 의해 고정되는 고정판()으로 구성된 것을 특징으로 하는 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 고정수단은;
    판체로 형성하되, 상기 판체에는 가로 및 세로 긴 구멍이 다수 형성된 것을 특징으로 하는 수평수단 및 고정수단을 이용한 매립말뚝의 두부정렬 및 고정장치.
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