KR20210010138A - Helical pile - Google Patents

Helical pile Download PDF

Info

Publication number
KR20210010138A
KR20210010138A KR1020190087638A KR20190087638A KR20210010138A KR 20210010138 A KR20210010138 A KR 20210010138A KR 1020190087638 A KR1020190087638 A KR 1020190087638A KR 20190087638 A KR20190087638 A KR 20190087638A KR 20210010138 A KR20210010138 A KR 20210010138A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
helix
pile
penetration
helixes
helical
Prior art date
Application number
KR1020190087638A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102259937B1 (en
Inventor
문종훈
Original Assignee
주식회사 택한
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 택한 filed Critical 주식회사 택한
Priority to KR1020190087638A priority Critical patent/KR102259937B1/en
Publication of KR20210010138A publication Critical patent/KR20210010138A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102259937B1 publication Critical patent/KR102259937B1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/56Screw piles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2200/00Geometrical or physical properties
    • E02D2200/16Shapes
    • E02D2200/1671Shapes helical or spiral
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00Production methods
    • E02D2250/003Injection of material

Abstract

The present invention relates to a helical pile with improved penetrability, which adjusts a vertical interval of helixes coupled to an outer circumferential surface of a pile shaft to improve the rotational penetrability of the helical pile so as to easily rotate and penetrate into a designed depth, thereby securing stable bearing power and shortening construction time. The helical pile with improved penetrability comprises: a hollow pile shaft; and at least two helixes spirally coupled to the outer circumferential surface of the pile shaft so as to be vertically spaced apart from each other. A distance (d) between the upper and lower helixes is determined such that the upper helix penetrates through a path formed under the ground in accordance with rotational penetration of the lower helix.

Description

관입성 향상 헬리컬 파일{Helical pile}Helical pile with improved penetration

본 발명은 파일 샤프트의 외주면에 결합되는 헬릭스의 상하 간격을 조절함으로써, 헬리컬 파일의 회전 관입성을 향상시켜 설계 심도까지 용이하게 회전 관입하여 안정적인 지지력을 확보할 수 있고, 시공 시간의 단축이 가능한 관입성 향상 헬리컬 파일에 대한 것이다.The present invention improves the rotational penetration of the helical pile by adjusting the vertical gap of the helix coupled to the outer circumferential surface of the pile shaft, so that it is easily rotated to the depth of design to secure a stable support, and the construction time can be shortened. It is about a helical file that improves entry.

헬리컬 파일(helical pile)은 소형 강관인 중공의 파일 샤프트(10)에 나선형 날개인 헬릭스(20, helix)를 부착한 소구경 강관 파일로, 헬릭스 상하면의 지압 및 파일 샤프트의 주면 마찰력에 의해 압축 또는 인장력에 대해 지지력을 발휘한다(도 1).A helical pile is a small-diameter steel pipe pile with a helix (20, helix) attached to a hollow pile shaft (10), a small steel pipe, and is compressed or compressed by acupressure at the top and bottom of the helix and the frictional force on the main surface of the pile shaft. It exhibits a support force against tensile force (Fig. 1).

이러한 헬리컬 파일은 회전에 의해 지반 내에 관입되는데, 비배토로 지반 교란이 적고 소음·진동이 적으며 시공 속도가 빠르다. 이에 최근 기존 기초 보강, 태양광 시설 지지 등을 위하여 국내에서도 많이 사용되고 있다.These helical piles are penetrated into the ground by rotation, and the ground disturbance is small, noise and vibration are small, and the construction speed is fast due to the non-topography. Accordingly, it is widely used in Korea to reinforce the existing foundation and support solar power facilities.

헬리컬 파일을 구성하는 헬릭스가 전 회전 길이에 걸쳐 동일한 곡률의 나선형으로 형성되어 모든 단면에서 헬릭스 면이 수평을 이루도록 형성되는 경우, 헬리컬 파일의 회전 관입시 헬릭스 하단 날부에 의해 지반 내에 형성된 길(path)을 후방 부분이 연속적으로 지나가면서 하향 연속으로 지반을 파고들어가 회전 관입 저항을 최소화할 수 있다.When the helix constituting the helical pile is formed in a spiral of the same curvature over the entire rotation length and the helix face is formed horizontally in all cross sections, the path formed in the ground by the lower blade of the helix when the helical pile penetrates the rotation It is possible to minimize the rotational penetration resistance by digging into the ground in a downward continuous manner as the rear part passes continuously.

그러나 통상적으로 헬릭스는 중앙에 샤프트가 결합될 수 있도록 구멍이 뚫린 도넛 형상의 원형으로 플레이트를 절단하고, 플레이트의 일측을 내외로 절단한 후 절단된 좌우 플레이트를 상하로 벌려 나선형이 되도록 제작한다. However, in general, the helix is manufactured to form a spiral by cutting the plate into a donut-shaped circle with a hole in the center so that the shaft can be coupled, cutting one side of the plate in and out, and then spreading the cut left and right plates vertically.

상기와 같이 플레이트의 절단면을 상하로 벌려 헬릭스를 제조할 경우, 헬릭스의 좌우가 경사지게 휘면서 위치에 따라 헬릭스의 곡률이 서로 불일치하게 된다.In the case of manufacturing a helix by spreading the cut surface of the plate vertically as described above, the left and right sides of the helix bend obliquely and the curvature of the helix is inconsistent with each other depending on the position.

이와 같이 헬릭스의 단면이 경사지게 형성되고 각 단면마다 곡률이 불일치하면, 헬리컬 파일의 지반 관입시 헬릭스의 면 저항이 커질 뿐 아니라 지반 교란이 발생하여 지지력 저하의 원인이 된다.In this way, if the cross section of the helix is formed to be inclined and the curvature of each cross section is inconsistent, the surface resistance of the helix increases when the helical pile penetrates the ground, and ground disturbance occurs, which causes the bearing capacity to decrease.

또한, 파일 샤프트의 외주면에 헬릭스가 복수 개 구비되는 경우, 하부의 헬릭스가 상부 헬릭스에서 작용하는 하중에 중복으로 영향을 받는 그림자 효과(shadow effect)를 방지하기 위해 상하 헬릭스는 통상 헬릭스 외경의 3배 이상이 되도록 상호 이격시켜 배치한다. 이러한 헬릭스 간 간격은 그림자 효과만을 고려하여 결정되므로, 각 헬릭스는 서로 독립적으로 지반에 회전 관입된다. In addition, when a plurality of helixes are provided on the outer peripheral surface of the pile shaft, the upper and lower helixes are usually 3 times the outer diameter of the helix to prevent the shadow effect that the lower helix is repeatedly affected by the load acting on the upper helix. Place them apart from each other so that they are ideal. Since the spacing between these helixes is determined by considering only the shadow effect, each helix is rotated into the ground independently of each other.

이에 따라 헬릭스의 개수가 증가할수록 관입 저항이 커지는 문제가 있다.Accordingly, as the number of helixes increases, there is a problem that the penetration resistance increases.

한편, 헬리컬 파일은 회전 관입시 관입 장비의 토크치에 의해 충분히 단단한 지반까지 근입되었는지 여부를 판단하여 파일 관입을 완료한다. 그런데 위와 같이 헬릭스 자체의 관입 저항으로 인해 토크치가 올라갈 경우, 파일이 설계 심도까지 근입된 것으로 착오를 일으켜 파일 근입 작업을 완료하는 경우가 발생할 수 있다. On the other hand, the helical pile completes the pile penetration by determining whether or not it has penetrated into sufficiently hard ground by the torque value of the penetration equipment during rotation penetration. However, if the torque value rises due to the penetration resistance of the helix itself as above, it may be mistaken that the pile has reached the design depth, and the pile insert work may be completed.

이 경우 헬리컬 파일이 근입된 지반의 N치가 부족하여 설계만큼 지지력을 발휘하지 못하게 된다.In this case, the N-value of the ground to which the helical pile is inserted is insufficient, so that the supporting force cannot be exhibited as much as the design.

KRKR 10-119128610-1191286 B1B1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 헬리컬 파일의 회전 관입성을 향상시켜 설계 심도까지 용이하게 회전 관입이 가능하도록 함으로써 안정적인 지지력을 확보할 수 있고, 시공 시간을 단축할 수 있는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공하고자 한다. In order to solve the above problems, the present invention improves the rotational penetration of the helical pile so that the rotational penetration of the helical pile is easily possible to the design depth, thereby securing a stable support and reducing the construction time. I want to provide a file.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 중공의 파일 샤프트 및 적어도 2 이상이 상하로 이격되도록 상기 파일 샤프트의 외주면에 나사형으로 결합되는 헬릭스로 구성되되, 상하부 헬릭스 사이의 간격(d)은 하부 헬릭스의 회전 관입에 따라 지중에 형성된 통로를 상부 헬릭스가 관통하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to a preferred embodiment is composed of a hollow pile shaft and a helix screwed to the outer circumferential surface of the pile shaft so that at least two or more are spaced apart vertically, but the distance (d) between the upper and lower helixes is the rotation of the lower helix It provides a helical pile for improving penetration, characterized in that the upper helix is determined to pass through the passage formed in the ground according to the penetration.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 각 헬릭스는 하부 시작단의 평면각이 서로 상이하게 구성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a helical pile for improving penetration, characterized in that the plane angles of the lower start ends of each helix are configured to be different from each other.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 파일 샤프트에는 헬릭스의 상단 후방 위치에 그라우트 주입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a helical pile for improving penetration, characterized in that the grout injection hole is formed in the upper rear position of the helix in the pile shaft.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 헬릭스는 단면상 외측으로 갈수록 두께가 얇아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a helical pile for improving penetration, characterized in that the helix is configured to become thinner toward the outside in cross section.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 헬릭스의 하부는 시작단으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a helical pile with improved penetration, characterized in that the lower portion of the helix is formed in a wedge shape whose thickness becomes thinner toward the start end.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 헬릭스가 파일 샤프트에 결합되는 내측 단부의 하부에는 용접홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a helical pile with improved penetration, characterized in that a welding groove is formed in a lower portion of the inner end of the helix coupled to the pile shaft.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 파일 샤프트의 하단에는 중앙 하단이 뾰족한 가이드구가 구비되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a helical pile with improved penetration, characterized in that a guide hole having a sharp center bottom is provided at a lower end of the pile shaft.

본 발명에 따르면 파일 샤프트의 외주면에 결합되는 복수 개의 헬릭스 간 상하 간격은 하부 헬릭스의 회전 관입에 따라 지중에 형성된 통로를 상부 헬릭스가 관통하도록 결정한다.According to the present invention, the vertical gap between the plurality of helixes coupled to the outer circumferential surface of the pile shaft is determined so that the upper helix passes through the passage formed in the ground according to the rotational penetration of the lower helix.

이에 따라 헬리컬 파일의 회전 관입성을 향상시켜 설계 심도까지 용이하게 회전 관입이 가능하도록 함으로써 안정적인 지지력을 확보할 수 있고, 시공 시간을 단축시킬 수 있는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공 가능하다. Accordingly, by improving the rotational penetration of the helical pile, it is possible to easily rotate the penetration to the design depth, thereby securing a stable support force and providing a helical pile with improved penetration that can shorten the construction time.

도 1은 종래 헬리컬 파일을 도시하는 정면도.
도 2는 본 발명 관입성 향상 헬리컬 파일을 도시하는 사시도.
도 3은 헬릭스 간 간격과 피치와의 관계를 도시하는 도면.
도 4는 상하 헬릭스의 배치 상태를 나타내는 단면도.
도 5는 그라우트 주입홀의 위치를 도시하는 사시도.
도 6은 헬릭스의 실시예를 도시하는 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 헬릭스의 일부를 도시하는 단면 사시도.
도 8은 헬릭스의 다른 실시예를 도시하는 정면도.
도 9는 도 8에 도시된 헬릭스의 저면 사시도.
도 10은 헬릭스 하부 시작단의 단면을 나타내는 단면 사시도.
도 11은 헬릭스와 파일 샤프트의 결합 상세를 도시하는 단면도.
1 is a front view showing a conventional helical pile.
Fig. 2 is a perspective view showing a helical pile with improved penetration of the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing a relationship between a spacing between helixes and a pitch.
4 is a cross-sectional view showing an arrangement of upper and lower helixes.
5 is a perspective view showing the location of grout injection holes.
6 is a perspective view showing an embodiment of a helix.
7 is a cross-sectional perspective view showing a part of the helix shown in FIG. 6;
8 is a front view showing another embodiment of a helix.
9 is a bottom perspective view of the helix shown in FIG. 8;
10 is a cross-sectional perspective view showing a cross-section of a lower starting end of a helix.
11 is a cross-sectional view showing a detail of a coupling between a helix and a pile shaft.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 2는 본 발명 관입성 향상 헬리컬 파일을 도시하는 사시도이고, 도 3은 헬릭스 간 간격과 피치와의 관계를 도시하는 도면이다.Fig. 2 is a perspective view showing a helical pile with improved penetration of the present invention, and Fig. 3 is a view showing a relationship between a pitch and a spacing between helixes.

도 2, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 관입성 향상 헬리컬 파일은 중공의 파일 샤프트(1) 및 적어도 2 이상이 상하로 이격되도록 상기 파일 샤프트(1)의 외주면에 나사형으로 결합되는 헬릭스(2)로 구성되되, 상하부 헬릭스(2) 사이의 간격(d)은 하부 헬릭스(2)의 회전 관입에 따라 지중에 형성된 통로(4)를 상부 헬릭스(2)가 관통하도록 결정되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the helical pile for improving penetration of the present invention is a helix screwed to the outer peripheral surface of the pile shaft 1 so that at least two or more of the hollow pile shaft 1 and at least two are separated vertically. It consists of (2), wherein the gap (d) between the upper and lower helixes (2) is determined so that the upper helix (2) penetrates the passage (4) formed in the ground according to the rotational penetration of the lower helix (2). do.

본 발명은 헬리컬 파일의 회전 관입성을 향상시켜 설계 심도까지 용이하게 회전 관입이 가능하도록 함으로써 안정적인 지지력을 확보할 수 있고, 시공 시간을 단축시킬 수 있는 관입성 향상 헬리컬 파일을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a helical pile with improved penetration, which can secure a stable support and shorten construction time by improving the rotational penetration of a helical pile so that rotational penetration is easily possible up to the design depth.

상기 파일 샤프트(1)는 주면 마찰력에 의해 지지력을 발휘하는 것으로, 내부에 중공이 형성된 고강도 강관 등으로 구성 가능하다. The pile shaft 1 exerts a supporting force by the frictional force on the main surface, and may be composed of a high-strength steel pipe with a hollow formed therein.

상기 파일 샤프트(1)의 외주면에는 나선형으로 헬릭스(2)가 용접 부착된다.The helix 2 is welded to the outer peripheral surface of the pile shaft 1 in a spiral manner.

상기 헬릭스(2)는 하면 또는 상면의 지압에 의해 압축 또는 인장 하중에 저항한다.The helix 2 resists compressive or tensile loads by acupressure on the lower or upper surface.

상기 헬릭스(2)는 투영 면적상 폐쇄된 링 형상으로 형성되어 지반의 하중을 지지할 수 있도록 360° 이상 파일 샤프트(1)를 회전하게 구성할 수 있다.The helix 2 may be formed in a closed ring shape on a projected area, and may be configured to rotate the pile shaft 1 by 360° or more to support the load of the ground.

상기 헬릭스(2)는 헬릭스(2)의 나선 회전 전체 길이에 걸쳐 수평이 되도록, 즉 파일 샤프트(1)와 직교되는 단면을 이루고 곡률이 일정하도록 구성된다. 이에 따라 헬릭스(2)의 하단이 지반을 절삭하면서 회전 관입된 후 헬릭스(2)의 후방 부분은 하단에서 절삭된 공간을 따라 관입되므로 관입 저항을 최소화할 수 있다.The helix 2 is configured to be horizontal over the entire length of the spiral rotation of the helix 2, that is, to form a cross section orthogonal to the pile shaft 1 and to have a constant curvature. Accordingly, after the lower end of the helix 2 is rotated and penetrated while cutting the ground, the rear portion of the helix 2 is penetrated along the space cut at the lower end, so that penetration resistance can be minimized.

상기 헬릭스(2)는 각 단면마다 동일한 곡률을 형성할 수 있도록 주조에 의해 제조하는 것이 바람직하다.The helix 2 is preferably manufactured by casting so that the same curvature can be formed for each cross section.

상기 헬릭스(2)는 용접에 의해 파일 샤프트(1)에 부착되므로 용접 가능한 주강을 사용할 수 있다.Since the helix 2 is attached to the pile shaft 1 by welding, a weldable cast steel can be used.

상기 파일 샤프트(1)의 외주면에 결합되는 복수 개의 헬릭스(2)는 서로 동일한 회전 방향으로 구비하도록 한다.The plurality of helixes 2 coupled to the outer circumferential surface of the pile shaft 1 are provided in the same rotation direction.

상기 헬릭스(2)는 파일 샤프트(1)에 복수 개가 서로 이격되도록 상하로 결합되는데, 본 발명에서는 하부의 헬릭스(2)가 회전 관입되면서 지중에 형성된 통로(4)를 따라 상부 헬릭스(2)가 지중에 진입할 수 있도록 상하부 헬릭스(2)의 간격을 결정한다.The helix 2 is coupled vertically to the pile shaft 1 so as to be spaced apart from each other. In the present invention, the upper helix 2 is formed along the passage 4 formed in the ground while the lower helix 2 is rotated and penetrated. Determine the distance between the upper and lower helixes (2) so that they can enter the ground.

예를 들면, 도 3과 같이 상하부 헬릭스(2)의 평면상 위상(位相, phase)이 동일한 경우, 즉 헬릭스(2)의 하단 시작점이 동일한 경우에는 상하부 헬릭스(2) 사이의 간격(d)은 헬릭스(2)의 피치(p, 헬릭스의 1회 나선 회전시 수직 거리)의 n배가 되도록 구성한다.For example, when the upper and lower helixes 2 have the same planar phase, that is, the lower start point of the helix 2 is the same, the distance d between the upper and lower helixes 2 is It is configured to be n times the pitch of the helix 2 (p, the vertical distance when the helix rotates one spiral rotation).

이에 따라 헬릭스(2)의 수가 증가하더라도 관입 저항을 최소화할 수 있다.Accordingly, even if the number of helixes 2 increases, penetration resistance can be minimized.

도 2, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 상기 파일 샤프트(1)의 하단에는 중앙 하단이 뾰족한 가이드구(3)가 구비될 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, a guide hole 3 having a sharp central lower end may be provided at the lower end of the pile shaft 1.

도 1에서와 같이, 종래 헬리컬 파일은 샤프트의 하단을 경사 절단하여 뾰족하게 형성한다.As shown in FIG. 1, the conventional helical pile is sharply formed by cutting the lower end of the shaft at an angle.

그러나 이렇게 형성되는 선단은 지반에 닿아 관입되는 부분이 파일 중심에서 벗어나므로, 헬리컬 파일 회전시 편심이 발생하여 헬리컬 파일에 유동을 발생시킨다.However, since the tip formed in this way touches the ground and the intrusion part is out of the center of the pile, eccentricity occurs when the helical pile rotates, thereby generating flow in the helical pile.

따라서 이러한 유동을 방지하기 위해 상기 파일 샤프트(1)의 하단에는 중앙 하단이 뾰족한 가이드구(3)를 장착할 수 있다.Therefore, in order to prevent such a flow, a guide hole 3 having a sharp central lower end may be mounted at the lower end of the pile shaft 1.

도 4는 상하 헬릭스의 배치 상태를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an arrangement of upper and lower helixes.

도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각 헬릭스(2)는 하부 시작단의 평면각이 서로 상이하게 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 4, each of the helixes 2 may be configured to have different plane angles of the lower starting ends.

상부의 헬릭스(2)가 하부의 헬릭스(2)에 의해 지중에 형성된 통로(4)를 공유하여 관입된다 하더라도 상하부 헬릭스(2)는 서로 이격되어 있기 때문에 통로(4)의 공벽이 완벽하게 유지되기 어렵다. 이에 따라 상부 헬릭스(2) 관입시 헬릭스(2) 하단이 지반을 절삭하면서 발생하는 관입 저항 증가가 불가피하다.Even if the upper helix 2 shares the passage 4 formed in the ground by the lower helix 2 and penetrates, the upper and lower helix 2 is separated from each other, so the empty wall of the passage 4 is perfectly maintained. It is difficult. Accordingly, when the upper helix 2 penetrates, an increase in penetration resistance generated when the lower helix 2 cuts the ground is inevitable.

그러나 일반적으로 헬리컬 파일은 상하부 헬릭스(2)를 동일한 위상, 즉 상하부 헬릭스(2)의 하부 시작단(헬릭스 하단의 지반 절삭 부분)이 평면상 동일한 각도로 결합된다. However, in general, in the helical pile, the upper and lower helixes 2 are in the same phase, that is, the lower start ends of the upper and lower helixes 2 (ground cutting part of the lower helix) are joined at the same angle in the plane.

그러므로 항상 헬릭스(2) 하부의 시작단 측에 가장 큰 저항력이 작용하고, 이러한 저항력은 헬리컬 파일을 기준으로 일측에 편심되어 작용한다. 때문에 헬리컬 파일의 제자리 회전을 저해하여 헬리컬 파일의 관입 작업이 용이하지 않고, 지반 교란이 증가하는 문제가 있다.Therefore, the greatest resistance force always acts on the start end side of the lower part of the helix (2), and this resistance force acts eccentrically on one side based on the helical pile. Therefore, there is a problem in that the rotation of the helical pile is hindered, the intrusion of the helical pile is not easy, and ground disturbance increases.

따라서 본 발명에서는 상하부 헬릭스(2)를 서로 다른 위상으로 배치함으로써, 회전 관입시 저항력이 헬리컬 파일에 편심 작용하는 것을 방지하도록 하였다. Therefore, in the present invention, by disposing the upper and lower helixes 2 in different phases, the resistance force during rotational penetration is prevented from acting eccentrically to the helical pile.

이에 따라 헬리컬 파일이 제자리 회전하여 회전 관입이 용이하고, 헬리컬 파일의 진동 및 지반 교란을 최소화할 수 있다.Accordingly, the helical pile rotates in place to facilitate rotational penetration, and vibration and ground disturbance of the helical pile can be minimized.

일례로 상하부 헬릭스(2)의 하부 시작단 위치는 평면상 대칭을 이루도록 구성할 수 있다. For example, the positions of the lower start ends of the upper and lower helixes 2 may be configured to be symmetrical in plan view.

즉, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상부와 하부의 헬릭스(2)는 서로 180°의 위상차를 갖도록 함으로써, 헬릭스(2)의 하부 시작단이 파일 샤프트(1)의 좌우에서 번갈아가며 형성되도록 할 수 있다.That is, as shown in (a) and (b) of Fig. 4, the upper and lower helixes 2 have a phase difference of 180° from each other, so that the lower start end of the helix 2 is the pile shaft 1 It can be formed alternately from left to right.

또한, 헬릭스(2)가 3개인 경우, 서로 120°의 위상차를 갖도록 하여, 관입 저항으로 인한 편심을 최소화하도록 구성할 수도 있다(미도시).In addition, when there are three helixes 2, they may be configured to have a phase difference of 120° to each other to minimize eccentricity due to penetration resistance (not shown).

이때, 상하부 헬릭스(2)의 위상 차가 180°인 경우 상부와 하부의 헬릭스(2) 간 간격은 헬릭스(2) 피치의 (n+1/2)배로 유지하여, 하부 헬릭스(2)에 의해 형성된 지중 통로(4)를 상부의 헬릭스(2)가 공유하도록 할 수 있다. At this time, when the phase difference between the upper and lower helixes 2 is 180°, the distance between the upper and lower helixes 2 is maintained at (n+1/2) times the pitch of the helixes 2, and formed by the lower helixes 2 The underground passage 4 can be made to be shared by the upper helix 2.

도 5는 그라우트 주입홀의 위치를 도시하는 사시도이다.5 is a perspective view showing the location of the grout injection hole.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 파일 샤프트(1)에는 헬릭스(2)의 상단 후방 위치에 그라우트 주입홀(11)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 5, a grout injection hole 11 may be formed in the pile shaft 1 at a position behind the upper end of the helix 2.

앞서 설명한 바와 같이, 하부의 헬릭스(2) 통과 후 하부의 헬릭스(2)에 의해 형성된 지중 통로(4)는 상부 지반의 하중, 주변 지반의 유입 교란 등으로 인해 좁아지거나 폐쇄될 수 있다.As described above, after passing through the lower helix 2, the underground passage 4 formed by the lower helix 2 may be narrowed or closed due to the load of the upper ground and the inflow disturbance of the surrounding ground.

이를 방지하기 위하여 상기 헬릭스(2)의 상단 후방 위치의 파일 샤프트(1)에 그라우트 주입홀(11)을 형성할 수 있다. In order to prevent this, a grout injection hole 11 may be formed in the pile shaft 1 at the upper rear position of the helix 2.

이에 따라 파일 회전 관입시, 헬릭스(2) 통과 후 헬릭스(2)의 직후방에서 헬릭스(2)에 의해 형성된 통로(4)에 그라우트재를 주입할 수 있으므로, 통로(4)의 공벽 유지가 가능하다. Accordingly, when the pile rotation penetrates, the grout material can be injected into the passage 4 formed by the helix 2 from the immediate room of the helix 2 after passing through the helix 2, so that the empty wall of the passage 4 can be maintained. Do.

아울러 결과적으로 상부의 헬릭스(2)가 용이하게 진입할 수 있어 회전 관입 저항을 최소화할 수 있다.In addition, as a result, the helix 2 on the top can easily enter, thereby minimizing rotational penetration resistance.

도 6은 헬릭스의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 헬릭스의 일부를 도시하는 단면 사시도이다.6 is a perspective view showing an embodiment of the helix, and FIG. 7 is a cross-sectional perspective view showing a part of the helix shown in FIG. 6.

도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 헬릭스(2)는 단면상 외측으로 갈수록 두께가 얇아지게 구성 가능하다. As shown in FIGS. 6 and 7, the helix 2 may be configured to have a thinner thickness toward the outside in cross section.

종래 헬릭스는 플레이트를 절단하여 제작되므로, 헬릭스의 내측 및 외측의 두께가 동일한 직사각형 형태로 구성됨이 일반적이었다.Conventionally, since the helix is manufactured by cutting a plate, it is common to have a rectangular shape having the same thickness on the inside and outside of the helix.

그러나 이러한 직사각형 형상의 단면은 파일 회전시 토크 저항이 크다.However, such a rectangular cross section has a large torque resistance during pile rotation.

또한, 상기 헬릭스(2)는 단면상 파일 샤프트(1)의 측면에 일단이 결합되는 캔틸레버 구조로 결합된다. 이에 따라 상기 헬릭스(2) 면에 하중 작용시, 파일 샤프트(1) 측은 모멘트가 크고 외측으로 갈수록 모멘트가 작아진다. In addition, the helix 2 is coupled in a cantilever structure having one end coupled to the side of the pile shaft 1 in cross section. Accordingly, when a load is applied to the surface of the helix 2, the moment at the side of the pile shaft 1 is large and the moment decreases toward the outside.

그러므로 헬릭스(2)는 전 단면에 걸쳐 동일한 두께로 단면을 형성할 필요가 없다. Therefore, the helix 2 does not have to form a cross section with the same thickness over the entire cross section.

따라서 본 발명에서는 상기 헬릭스(2)를 단면상 외측으로 갈수록 두께가 얇아지도록 구성함으로써, 토크 저항을 줄임과 동시에 강재량을 절약하도록 제작 가능하다. Therefore, in the present invention, by configuring the helix 2 to be thinner toward the outside in cross section, it is possible to reduce the torque resistance and to save the amount of steel material.

도 8은 헬릭스의 다른 실시예를 도시하는 정면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 헬릭스의 저면 사시도이며, 도 10은 헬릭스 하부 시작단의 단면을 나타내는 단면 사시도이다.8 is a front view showing another embodiment of the helix, FIG. 9 is a bottom perspective view of the helix shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional perspective view showing a cross section of a lower starting end of the helix.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 헬릭스(2)의 하부는 시작단으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상으로 형성 가능하다. 8 to 10, the lower portion of the helix 2 may be formed in a wedge shape whose thickness decreases toward the start end.

헬리컬 파일의 회전 관입시, 헬릭스(2) 하부의 시작단 전방에 큰 돌이 존재하는 경우에는 헬릭스(2)의 하단 전방 면이 돌에 걸려 회전 관입이 곤란할 수 있다.During rotation of the helical pile, when a large stone exists in front of the start end of the lower part of the helix 2, the lower front surface of the helix 2 may be caught by the stone, making rotation penetration difficult.

따라서 상기 헬릭스(2)의 하단 전방에 큰 돌 등 장애물이 존재하는 경우, 상기 헬릭스(2)의 회전에 의해 장애물을 상부 또는 하부로 밀어낼 수 있도록 헬릭스(2) 하부의 시작단을 쐐기 형상으로 형성 가능하다.Therefore, when there is an obstacle such as a large stone in front of the lower end of the helix 2, the start end of the lower part of the helix 2 is wedge-shaped so that the obstacle can be pushed upward or downward by the rotation of the helix 2 Can be formed.

이를 위하여 상기 헬릭스(2)의 하단면을 평탄면(21)으로 절삭하여 쐐기 형상으로 형성할 수 있다(도 9, 도 10). To this end, the bottom surface of the helix 2 may be cut into a flat surface 21 to form a wedge shape (FIGS. 9 and 10).

이 경우 상기 헬릭스(2)의 곡률에 의해 하단은 호 형상을 이루게 된다.In this case, due to the curvature of the helix 2, the lower end forms an arc shape.

이에 상기 헬릭스(2)의 상단은 하단의 호 형상에 대응되도록 내측으로 오목한 호 형상으로 형성함으로써, 평면상 폐쇄된 링 형상을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다. Accordingly, it is preferable that the upper end of the helix 2 is formed in an inwardly concave arc shape to correspond to the lower arc shape, thereby forming a closed ring shape in plan view.

도 11은 헬릭스와 파일 샤프트의 결합 상세를 도시하는 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing a detail of a coupling between a helix and a pile shaft.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 헬릭스(2)가 파일 샤프트(1)에 결합되는 내측 단부의 하부에는 용접홈(22)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 11, a welding groove 22 may be formed at a lower portion of an inner end of the helix 2 coupled to the pile shaft 1.

종래 헬리컬 파일에서는 파일 샤프트에 헬릭스를 결합할 때, 파일 샤프트에 헬릭스를 T자형으로 맞댄 상태에서 파일 샤프트와 헬릭스 면 사이를 필렛 용접(fillet welding)으로 결합하였다.In the conventional helical pile, when the helix is coupled to the pile shaft, the helix is joined to the pile shaft in a T-shape, and the pile shaft and the helix surface are joined by fillet welding.

그러나 필렛 용접은 용접 비드를 충분히 확보한다 하더라도 모재인 파일 샤프트 두께 이상의 휨 성능을 보장할 수 없어 휨 저항에 한계가 있다.However, fillet welding has a limit in bending resistance because it cannot guarantee the bending performance beyond the thickness of the pile shaft, which is the base material, even if the welding bead is sufficiently secured.

이에 본 발명에서는 사용 중 헬릭스에 상향으로 작용하는 하중에 대해 안정적인 휨 성능을 확보하기 위해, 상기 헬릭스(2) 내측 단부의 하부에 용접홈(22)을 형성하여 용입 용접이 가능하도록 구성할 수 있다.Accordingly, in the present invention, in order to secure a stable bending performance against a load acting upward on the helix during use, a welding groove 22 may be formed at the lower portion of the inner end of the helix 2 to enable penetration welding. .

도 11에 도시된 바와 같이, 사용 중 휨모멘트에 의해 인장 응력이 크게 작용하는 하부에는 용접홈(22)에 용접비드를 채워 용입 용접할 수 있다. As shown in FIG. 11, a welding bead may be filled in the welding groove 22 in the lower portion where the tensile stress acts largely due to the bending moment during use, and penetration welding may be performed.

그리고 주로 압축력이 작용하는 상부에는 별도의 용접홈 없이 필렛 용접으로 용접(W)할 수 있다. And it is possible to weld (W) by fillet welding without a separate welding groove on the upper part where the compressive force acts mainly.

1: 파일 샤프트
11: 그라우트 주입홀
2: 헬릭스
21: 평탄면
22: 용접홈
3: 가이드구
4: 통로
W: 용접
1: pile shaft
11: grout injection hole
2: helix
21: flat surface
22: welding groove
3: guide sphere
4: passage
W: welding

Claims (7)

중공의 파일 샤프트(1) 및 적어도 2 이상이 상하로 이격되도록 상기 파일 샤프트(1)의 외주면에 나사형으로 결합되는 헬릭스(2)로 구성되되,
상하부 헬릭스(2) 사이의 간격(d)은 하부 헬릭스(2)의 회전 관입에 따라 지중에 형성된 통로(4)를 상부 헬릭스(2)가 관통하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
Consisting of a hollow pile shaft (1) and a helix (2) screwed to the outer circumferential surface of the pile shaft (1) so that at least two or more are spaced apart,
The gap (d) between the upper and lower helixes (2) is determined so that the upper helix (2) passes through the passage (4) formed in the ground according to the rotational penetration of the lower helix (2).
제1항에서,
상기 각 헬릭스(2)는 하부 시작단의 평면각이 서로 상이하게 구성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
In claim 1,
Each of the helixes (2) is a helical pile with improved penetration, characterized in that the planar angle of the lower start end is configured to be different from each other.
제1항에서,
상기 파일 샤프트(1)에는 헬릭스(2)의 상단 후방 위치에 그라우트 주입홀(11)이 형성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
In claim 1,
In the pile shaft (1), a grout injection hole (11) is formed in the upper rear position of the helix (2).
제1항에서,
상기 헬릭스(2)는 단면상 외측으로 갈수록 두께가 얇아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
In claim 1,
The helix (2) is a helical pile with improved penetration, characterized in that the thickness is configured to become thinner toward the outside in cross section.
제1항에서,
상기 헬릭스(2)의 하부는 시작단으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
In claim 1,
The lower portion of the helix (2) is a helical pile with improved penetration, characterized in that formed in a wedge shape whose thickness becomes thinner toward the start end.
제1항에서,
상기 헬릭스(2)가 파일 샤프트(1)에 결합되는 내측 단부의 하부에는 용접홈(22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
In claim 1,
A helical pile with improved penetration, characterized in that a welding groove (22) is formed at a lower portion of the inner end of the helix (2) coupled to the pile shaft (1).
제1항에서
상기 파일 샤프트(1)의 하단에는 중앙 하단이 뾰족한 가이드구(3)가 구비되는 것을 특징으로 하는 관입성 향상 헬리컬 파일.
In paragraph 1
Penetration-enhancing helical pile, characterized in that a guide hole (3) having a sharp central lower end is provided at the lower end of the pile shaft (1).
KR1020190087638A 2019-07-19 2019-07-19 Helical pile KR102259937B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190087638A KR102259937B1 (en) 2019-07-19 2019-07-19 Helical pile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190087638A KR102259937B1 (en) 2019-07-19 2019-07-19 Helical pile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210010138A true KR20210010138A (en) 2021-01-27
KR102259937B1 KR102259937B1 (en) 2021-06-02

Family

ID=74238958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190087638A KR102259937B1 (en) 2019-07-19 2019-07-19 Helical pile

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102259937B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2605619A (en) * 2021-04-07 2022-10-12 Franki Foundations Uk Ltd Screw pile system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003027470A (en) * 2001-07-23 2003-01-29 Asahi Kasei Corp Soil cement composite pile
JP3099166U (en) * 2003-07-10 2004-03-25 千代田興業株式会社 Spiral anchor pile
KR101191286B1 (en) 2012-09-06 2012-10-16 주식회사 에코탑 The method of a dual helical pile for increasing upper skin friction
KR101467142B1 (en) * 2014-02-14 2014-12-01 반석기초이앤씨(주) Pressure grouting enabled steel pipe pile and penetration device of the same and pile construction method using the same
JP6449243B2 (en) * 2014-03-19 2019-01-09 旭化成建材株式会社 Steel pipe pile with spiral blades, composite pile, and method for constructing composite pile

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3099166B2 (en) * 1994-03-29 2000-10-16 太平洋セメント株式会社 Hydraulic composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003027470A (en) * 2001-07-23 2003-01-29 Asahi Kasei Corp Soil cement composite pile
JP3099166U (en) * 2003-07-10 2004-03-25 千代田興業株式会社 Spiral anchor pile
KR101191286B1 (en) 2012-09-06 2012-10-16 주식회사 에코탑 The method of a dual helical pile for increasing upper skin friction
KR101467142B1 (en) * 2014-02-14 2014-12-01 반석기초이앤씨(주) Pressure grouting enabled steel pipe pile and penetration device of the same and pile construction method using the same
JP6449243B2 (en) * 2014-03-19 2019-01-09 旭化成建材株式会社 Steel pipe pile with spiral blades, composite pile, and method for constructing composite pile

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2605619A (en) * 2021-04-07 2022-10-12 Franki Foundations Uk Ltd Screw pile system
GB2605619B (en) * 2021-04-07 2023-06-14 Franki Foundations Uk Ltd Screw pile system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102259937B1 (en) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101620380B1 (en) Spiral steel pipe pile
US9631336B2 (en) Screw anchor pile for earth reinforcement and manufacturing method for the same
JP2015068063A (en) Anchor pile, building foundation structure, and construction method of building foundation structure
JP2009138487A (en) Steel pipe pile
KR102259937B1 (en) Helical pile
JP2003003465A (en) Tapered foundation pile
JP2018100487A (en) Steel pipe pile
US20210087768A1 (en) A pile
JP2021121725A (en) Underground wall pile structure provided with expanded bottom part
KR102288209B1 (en) Complex helical pile and construction method thereof, complex pile constructed thereby
KR101991291B1 (en) Helical Pile having Reinforced Structure for Helix Screw with Reinforcing Bars
JP3389162B2 (en) Pile head structure of steel pipe pile
KR20130070295A (en) Supporting pile with double steel pipe and construction method thereof
KR102071982B1 (en) Complex ring pile
KR102071981B1 (en) Pullout resistant ring pile
JP2015190192A (en) High strength rotary penetration pile
JP5204692B2 (en) Pre-boring H-section steel pile
KR102217473B1 (en) Helical pile
JP6815058B1 (en) Steel pipe pile
JP3524085B1 (en) Foundation steel pipe pile and its stable support method
JP6696822B2 (en) Foundation structure
KR102398509B1 (en) H-beam fixing device for method of construction for temporary retaining wall
JP7065547B1 (en) Steel pipe pile
JP6233753B2 (en) Pile head structure and construction method of pile head structure
KR101567377B1 (en) helix pile

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant