KR20210058901A - 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법 및 그 조립식 파일 - Google Patents

Abstract

풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법은 케이싱(1)을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하고 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하여, 천공(2)을 형성하는 단계 S1, 천공(2)에 케이싱(1)을 수용하는 단계 S2, 조립식 파일(4)을 천공(2)에 삽입하여, 조립식 파일(4)이 천공(2)의 바닥에 도달하도록 하는 단계 S3, 천공(2) 내에 슬러리(3)를 주입하는 단계 S4 및 케이싱(1)을 뽑아, 조립식 파일(4)이 천공(2)의 이너 캐비티에 일체 구조로 고정 교착되도록 하는 단계 S5를 포함한다. 파일체 및 파일체에 마련되고, 그 액체 유입단(11)이 파일체의 상단면에 연장되고 그 액체 유출단(12)이 파일체의 하단면 및/또는 파일체의 측면에 연장되는 그라우팅 통로(5)를 포함하는 조립식 파일을 더 제공한다.

Description

풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법 및 그 조립식 파일

본 발명은 지반 기초 기술 분야에 관한 것이고, 구체적으로 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법 및 그 조립식 파일에 관한 것이다.

현재 수역 공정의 지반 기초 공정 분야, 특히 해양 공정 기술 분야에 있어서, 강, 호수 및 바다의 파일 기초는 대부분 천공 현장 타설 파일(cast-in-place bored pile) 또는 해머링 강관 파일(hammered stell pipe pile)이고, 그 천공 현장 타설 파일 시공 방안 및 방법에서 가장 흔히 볼 수 있는 방법은 코퍼댐 아일랜드 기술(cofferdam-built island construction) 또는 스틸 케이싱을 이용하여 시공 작업을 보조하여 완성하는 방법이다. 코퍼댐 아일랜드(cofferdam-built island construction)는 아일랜드 필링(island construction with filling center)으로도 불리우고, 해양 환경 시공이 어려운 문제를 해결하기 위해, 코퍼댐 영역 내에 흙, 모래 및 모래 자갈을 필링한 후, 천공 그라우팅 공정을 진행한다. 그리고, 천공 현장 타설 파일 시공 완료 후 상술한 코퍼댐 아일랜드를 철거해야 하기에, 상술한 코퍼댐 아일랜드의 방식을 이용하는 시공 공정량이 막대하고, 공정의 주기가 길며, 공정 가격이 높은 문제를 초래한다. 마찬가지로, 해머링 강관 파일은 해머링으로 수역 지반 기초에 잠긴 방식을 이용하여 시공하기에, 해머링 강관 파일이 구조가 단단한 기암에 부딪힐 경우, 해머링 강관 파일의 단부의 끝이 말리고 심지에 기암에 타입할 수 없는 시공 문제가 발생하고, 상술한 해머링 강관 파일의 강관을 인출할 수 없어, 부식하기 쉬울뿐만 아니라 상술한 시공 방법의 시공 원가가 높고, 시공 공정량이 큰 문제도 초래한다.

따라서, 본 발명은 종래 기술 중 각종 지층 조건의 수상 지반 기초 시공, 특히 해양 공정 지반 기초 시공에서, 천공 현장 타설 파일 기초 시공 공정량이 크고, 공정 주기가 길며 공정 가격이 높은 문제를 해결하고자 하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일(full casing borehole guide prefabricated pile)의 그라우팅 고결(grouting consolidation) 방법 및 그 조립식 파일(prefabricated pile)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 출원은 수역 공정의 지반 기초 시공에 사용되고,

케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 단계 S1,

상기 천공에 상기 케이싱을 수용하는 단계 S2,

조립식 파일을 상기 천공에 삽입하여, 상기 조립식 파일이 상기 천공의 바닥에 도달하도록 하는 단계 S3,

상기 천공 내에 슬러리를 주입하는 단계 S4 및

상기 케이싱을 뽑아, 상기 조립식 파일이 상기 천공의 이너 캐비티에 일체 구조로 고정 교착되도록 하는 단계 S5를 포함하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법을 제공한다.

상기 조립식 파일을 상기 천공에 삽입하여, 상기 조립식 파일이 상기 천공의 바닥에 도달하도록 하는 단계 S3은, 상기 천공 내에 미리 슬러리를 주입하는 단계 및 상기 슬러리 응고 전에, 조립식 파일을 상기 천공에 삽입하여 상기 천공의 바닥에 도달하도록 하는 단계를 포함한다.

상기 조립식 파일에 상기 천공 내에 슬러리를 주입하기 위한 그라우팅 통로가 미리 제작되어 있고,

상기 케이싱을 뽑는 상기 단계 S5는 상기 케이싱을 뽑는 과정에서, 상기 조립식 파일의 그라우팅 통로를 통해 상기 천공 내에 계속 그라우팅을 진행하는 단계를 포함하고,

및/또는 상기 천공 내에 슬러리를 주입하는 상기 단계 S4는 상기 케이싱을 뽑기 전에, 상기 조립식 파일의 그라우팅 통로를 통해 상기 천공 내에 그라우팅을 진행하는 단계를 포함한다.

상기 그라우팅 통로는 상기 조립식 파일 저면에 위치하는 제1 그라우팅 통로를 포함하고,

상기 케이싱을 뽑는 상기 단계 S5는 상기 케이싱을 뽑는 과정에서, 제1 그라우팅 통로 및/또는 제2 그라우팅 통로를 통해 상기 천공 내에 계속 그라우팅을 진행하는 단계를 포함하고,

및/또는 상기 천공 내에 슬러리를 주입하는 상기 단계 S4는 상기 케이싱을 뽑기 전에, 상기 제1 그라우팅 통로를 통해 상기 천공 내에 그라우팅을 진행하는 단계를 포함한다.

저부에 기암층을 구비하는 수역 시공 과정에서,

케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은 상기 케이싱을 상기 기암층까지 침강시키는 단계 및 드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 기암 천공을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 드릴링 머신의 드릴을 상기 기암 천공에서 이출하고 상기 기암 천공에 상기 케이싱을 수용하는 상기 단계 S2는 상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공 및 상기 케이싱에서 이출하고, 상기 케이싱의 하단이 상기 기암 천공의 이너 캐비티의 개구 에지(opening edge)에 진입하도록 하는 단계를 포함하며,

상기 천공은 상기 기암 천공을 포함한다.

저부에 위로부터 아래로 차례로 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역 시공 과정에서, 상술한 미고결층(unconsolidated layer)은 진흙과 모래 등 미고결 지층이고,

케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은

상기 케이싱을 상기 미고결층까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층을 천공하여 상기 케이싱을 움직이게 하고 상기 미고결층을 통과하도록 하여, 미고결층 천공을 형성하는 단계,

상기 케이싱 내의 진흙과 모래를 이출하는 단계 및

드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 기암 천공을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 드릴링 머신의 드릴을 상기 천공에서 이출하고, 상기 천공에 상기 케이싱을 수용하는 상기 단계 S2는 상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공 및 상기 케이싱에서 이출하고, 상기 케이싱의 하단이 상기 기암 천공의 이너 캐비티의 개구 에지에 진입하도록 하는 단계를 포함하며,

상기 천공은 상기 미고결층 천공 및 상기 기암 천공을 포함한다.

저부에 미고결층을 구비하는 수역 시공 과정에서,

케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은 상기 케이싱을 상기 미고결층까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층을 천공하여 미고결층 천공을 형성하고, 상기 케이싱을 움직이게 하여 상기 미고결층으로 들어가도록 하는 단계 및 상기 케이싱 내의 진흙과 모래를 이출하는 단계를 포함한다.

상기 조립식 파일의 상단은 상기 수역의 수면 이상에 위치하거나 및/또는 상기 조립식 파일의 상단은 상기 수역의 수면 이하에 위치한다.

상기 슬러리는 시멘트 슬러리 및/또는 모르타르 및/또는 화학 슬러리를 포함한다.

조립식 파일은

파일체 및

상기 파일체에 마련되고, 그 액체 유입단이 상기 파일체의 상단면에 연장되고 그 액체 유출단이 상기 파일체의 하단면 및/또는 상기 파일체의 측면에 연장되는 그라우팅 통로를 포함한다.

상기 파일체는 철근 콘크리트 조립식 파일이고, 상기 그라우팅 통로는 상기 파일체의 철근 케이지에 미리 제작된 그라우팅관이다.

본 발명의 기술 방안은 이하의 장점을 구비한다.

1. 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법에 있어서, 수역 공정의 지반 기초 시공에 사용되고, 케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 단계 S1, 상기 천공에 상기 케이싱을 수용하는 단계 S2, 조립식 파일을 상기 천공에 삽입하여, 상기 조립식 파일이 상기 천공의 바닥에 도달하도록 하는 단계 S3, 상기 천공 내에 슬러리를 주입하는 단계 S4, 상기 케이싱을 뽑아, 상기 조립식 파일이 상기 천공의 이너 캐비티에 일체 구조로 고정 교착되도록 하는 단계 S5를 포함한다. 각종 수상 공정의 지층을 적응하기 위해, 특히 강, 호수, 바다 수면에 시공해야 하는 해양 공정 환경에서, 본 출원은 먼저 케이싱을 천공에 배합시킨 후, 조립식 파일를 가이드하여 천공의 바닥에 진입시키고, 마지막으로 슬러리를 주입하여 고정시키는 방식으로 수역 지층의 시공을 실현한다. 수역 공정의 지반 기초가 시공 강도에 대한 요구가 비교적 높기에, 케이싱을 통해 천공을 도와, 부동한 수중 지층 구조에 적응하도록 하고, 조립식 파일을 가이드하여 천공의 바닥에 진입시켜, 수역 공정의 지반 기초 시공의 안정 신뢰성을 효과적으로 확보할 수 있다. 상술한 방식을 통해 강, 호수, 바다 등 수역 지층의 파일 기초 시공 작업을 실현한다. 코퍼댐 아일랜드 및 코퍼댐 철거 공정을 생략하고, 상술한 케이싱은 중복 사용할 수 있어, 시공 강도를 확보하는 전제하에 수상 천공 현장 타설 파일 기초의 공정량이 크고, 공정 주기가 길며 공정 가격이 높은 문제을 해결하였다.

2. 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 가이드하는 그라우팅 고결 방법에 있어서, 상기 조립식 파일을 상기 천공에 삽입하여, 상기 조립식 파일이 상기 천공의 바닥에 도달하도록 하는 단계 S3은, 상기 천공 내에 미리 슬러리를 주입하는 단계 및 상기 슬러리 응고 전에, 조립식 파일을 상기 천공에 삽입하여 상기 천공의 바닥에 도달하도록 하는 단계를 포함한다. 천공 내에 조립식 파일을 삽입하기 전에 미리 천공 내에 미리 슬러리를 주입함으로써, 조립식 파일과 천공 내의 슬러리가 충분히 교착되도록 할 수 있다. 또한, 조립식 파일의 하강 충격력은 슬러리가 천공 저부에 효과적으로 진입하도록 할 수 있음으로써, 체적이 비교적 크고 견고한 천공(2) 저부 고정 헤드를 형성한다.

3. 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법에 있어서, 상기 조립식 파일에 상기 천공 내에 슬러리를 주입하기 위한 그라우팅 통로를 미리 제작하고, 상기 케이싱을 뽑는 상기 단계 S5는 상기 케이싱을 뽑는 과정에서, 상기 조립식 파일의 그라우팅 통로를 통해 상기 천공 내에 계속 그라우팅을 진행하는 단계를 포함하고, 상기 케이싱을 뽑는 과정에서, 상술한 조립식 파일의 그라우팅 통로를 통해 간단하고 편이하게 슬러리가 천공에 유입되도록 할 수 있어, 케이싱을 뽑는 과정에서 발생하는 틈을 충진할 수 있다. 그리고, 상술한 방식을 통해 조립식 파일을 천공 주변의 지층에 밀접하게 교착 고정시켜 각종 지층에 적용되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 케이싱을 뽑는 과정이 더욱 순리롭도록 할 수도 있고, 조작 난이도를 줄이며, 기존 수상 천공 현장 타설 파일 기초의 공정량이 크고, 공정 주기가 길며 공정 가격이 높은 문제를 해결한다. 상기 천공 내에 슬러리를 주입하는 상기 단계 S4는 상기 케이싱을 뽑기 전에, 상기 조립식 파일의 그라우팅 통로를 통해 상기 천공 내에 그라우팅을 진행하는 단계를 포함한다. 상기 케이싱을 뽑기 전에, 그라우팅 통로를 통해 천공 내에 슬러리를 주입하거나, 또는 천공 내에 직접 슬러리를 그라우팅하는 방식을 이용하여 그라우팅을 진행하고, 이는 조작이 간단하고 편이하며, 조립식 파일을 천공(2) 주변의 지층에 더욱 밀접하게 교착 고정시켜, 조립식 파일 기초를 형설할 수 있고, 나아가서 해양 공정 환경에서 조립식 파일과 토양, 모래 자갈의 연결 강도를 향상시킨다.

4. 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법에 있어서, 상기 그라우팅 통로는 상기 조립식 파일의 저면에 위치하는 제1 그라우팅 통로를 포함하고, 조립식 파일의 저면 및 측면에 각각 그라우팅 통로를 마련함으로써, 슬러리가 각각 조립식 파일의 저면에서 천공에 주입되도록 하고, 슬러리가 더욱 균일하고 충분히 조립식 파일과 천공 사이에 존재하는 틈에 충진되도록 하여, 조립식 파일을 천공(2) 주변의 지층에 더욱 밀접하게 교착 고정시켜 조립식 파일 기초를 형성하도록 한다.

5. 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법에 있어서, 저부에 기암층을 구비하는 수역 시공 과정에서, 상기 케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 단계 S1은 상기 케이싱을 상기 기암층까지 침강시키는 단계 및 드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 기암 천공을 형성하는 단계를 포함한다. 드릴링 머신의 드릴을 상기 기암 천공에서 이출하고 상기 천공에 상기 케이싱을 수용하는 상기 단계 S2는 상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공 및 상기 케이싱에서 이출하고, 상기 케이싱의 하단이 상기 기암 천공의 이너 캐비티의 개구 에지에 진입하도록 하는 단계를 포함하며, 상기 천공은 상기 기암 천공을 포함한다. 드릴링 머신의 드릴로 케이싱을 통과하여 기암층에 대해 천공 시공을 진행하여, 저부에 기암층을 구비하는 수역 시공 과정에서, 기암층 시공이 어려운 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 기암 천공에 미리 슬러리를 주입한 후, 조립식 파일를 기암 천공까지 침강 진입시키는 방식으로, 조립식 파일의 하강 충격 작용을 통해, 더 많은 슬러리가 효과적으로 기암층에 충분히 침투되어 고결되도록 할 수 있음으로써, 슬러리가 기암층의 저부 및 측부에 충분히 충진되도록 한다.

6. 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법에 있어서, 저부에 위로부터 아래로 차례로 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역 시공 과정에서, 케이싱을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은 상기 케이싱을 상기 미고결층까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층을 천공하여 상기 케이싱을 움직이게 하고 상기 미고결층을 통과하도록 하여, 미고결층 천공을 형성하는 단계, 상기 케이싱 내의 토석 진흙과 모래를 이출하는 단계 및 드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 기암 천공을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 드릴링 머신의 드릴을 상기 천공에서 이출하고, 천공에 상기 케이싱을 수용하는 상기 단계 S2는 상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공 및 상기 케이싱에서 이출하고, 상기 케이싱의 하단이 상기 기암 천공의 이너 캐비티의 개구 에지에 진입하도록 하는 단계를 포함하며, 상기 천공은 상기 미고결층 천공 및 상기 기암 천공을 포함한다. 저부에 아래로부터 위로 차례로 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역에 대한 시공 과정에서, 드릴링 머신의 드릴로 먼저 미고결층에 대해 천공한 후, 진흙과 모래를 배출한다. 그 후 케이싱을 통과하는 드릴로 기암층에 대해 천공하여, 미고결층 및 기암층을 구비함으로 인해 상술한 수역 시공이 어려운 문제를 효과적으로 해결하였다. 또한, 기암 천공에 미리 슬러리를 주입한 후, 조립식 파일을 기암 천공까지 침강하여 진입시키는 방식을 통해 기암 천공을 충진한 후, 케이싱을 상승시키는 과정에서, 조립식 파일의 그라우팅 통로를 통해 계속 미고결층에 그라우팅을 진행하는 방식을 통해 기암층 및 미고결층 각각에 대한 충진 고정 작업을 완료한다. 기암 천공은 예비 그라우팅 후 조립식 파일을 삽입하는 고정 방식을 통해 슬러리가 충분히 기암 천공에 교착 고정되도록 하고, 조립식 파일의 하강 충격력의 작용하에 슬러리가 더욱 충분히 기암층에 침투되도록 하며, 미고결층은 케이싱 상승 과정에서, 미고결층 천공 내에 그라우팅을 진행하는 방식을 이용하여, 슬러리로 조립식 파일과 케이싱 사이의 틈을 효과적으로 충진하여, 상술한 그라우팅 작업을 완료함으로써, 슬러리로 조립식 파일과 미고결층 천공 주변의 지층을 충분히 교착 고정시키도록 한다.

본 발명의 구체적인 실시형태 또는 종래 기술 중의 기술 방안을 더욱 명백하게 설명하기 위해, 이하 구체적인 실시형태 또는 종래 기술에 사용이 필요한 첨부 도면을 간단히 설명하도록 하고, 이하에서 설명하는 첨부 도면은 본 발명의 일부 실시형태이고, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 창조적인 노동을 들이지 않는 전제하에서 이러한 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역에서 풀 케이싱의 장착 단계 개략도이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역에서 기암층을 향해 예비 그라우팅을 진행하는 단계 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역에서조립식 파일을 예비 그라우팅한 천공 저부까지 침강시키는 단계 개략도이다.
도 4는 본 발명에서 제공하는 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역에서 풀 케이싱을 인출하는 단계 개략도이다.
도 5는 본 발명에서 제공하는 미고결층 및 기암층을 구비하는 수역에서 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 공정 완료 후 조립식 파일과 수역 저부의 연결 구조 개략도이다.
도 6은 본 발명에서 제공하는 조립식 파일을 천공 저부까지 침강시키는 구조 개략도이다.
도 7은 본 발명에서 제공하는 풀 케이싱 천공 그라우팅 공정 완료 후 풀 케이싱 인출 시 조립식 파일과 지반 기초 환경의 연결 구조 개략도이다.

이하 첨부 도면에 결부하여 본 발명의 기술 방안을 명백하고 완전하게 설명할 것이다. 서명하는 실시예는 본 발명의 일부 실시예에 불과하고, 전부의 실시예가 아닌것은 자명한 것이다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 창조적인 노동을 들이지 않는 전제하에 얻을 수 있는 모든 기타 실시예는 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.

본 발명의 설명에 있어서, 유의해야 할 점은, 용어 “중심”, “상”, “하”, “좌”, “우”, “수직”, “수평”, “내”, “외” 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 첨부된 도면에 나타낸 방위 또는 위치 관계에 기초한 것이고, 본 발명을 설명하고 또한 설명을 간소화하기 위한 것에 불과하며, 가르키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위에 위치하거나, 특정된 방위로 구성되거나 조작되는 것을 지시하거나 암시하는 것이 아니기에 본 발명의 한정으로 이해해서는 아니된다. 그 외 용어 “제1”, “제2”, “제3”은 서술의 목적으로 사용할 뿐 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하는 것으로 이해해서는 아니 된다.

본 발명의 설명에 있어서, 유의해야 할 점은, 별도의 명확한 규정 또는 한정이 없는 한 용어 “장착”, “접속”, “연결”은 넓은 의미로 이해해야 하고, 예를 들어 고정 연결, 또는 탈착가능하게 연결, 또는 일체로 연결될 수 있고, 기계적으로 연결 또는 전기적으로 연결될 수 있으며, 직접적으로 접속 또는 중간 매개체를 통한 접속일 수 있고 두개의 소자 내부의 연통일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 상술한 용어는 본 발명의 구체적인 의미로 이해될 수 있다.

그 외, 이하에서 서술한 본 발명의 다른 실시형태에 따른 기술 특징은 서로 모순되지 않는한 서로 결합될 수 있다.

실시예 1

본 실시예는 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법을 제공하고, 그 공정 실시 환경은 도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같고, 저부에 위로부터 아래로 차례로 미고결층(8) 및 기암층(9)을 구비하는 수역 시공 과정에서, 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법은 이하의 단계를 포함한다.

단계 S1, 수면(10)을 통해 상기 케이싱(1)을 상기 미고결층(8)까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층(8)을 천공하고, 상기 케이싱(1)을 움직이게 하고 상기 미고결층(8)을 통과하도록 하여, 미고결층 천공(4)을 형성하고,

상기 케이싱(1) 내의 물 및 진흙과 모래를 이출하며,

드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱(1)의 이너 캐비티를 거쳐 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 상기 기암 천공(13)을 형성한다.

단계 S2, 상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공(13) 및 상기 케이싱(1)에서 이출하고, 이때 상기 케이싱(1)의 하단 부분이 상기 기암 천공(13)의 이너 캐비티의 개구 에지에 진입함으로써, 케이싱(1)의 단부가 기암 천공(13)의 개구 에지에 슬리브 연결되도록 한다.

단계 S3, 상기 천공(2) 내에 미리 시멘트 슬러리를 주입하고, 상기 시멘트 슬러리 응고 전에, 조립식 파일(4)을 상기 천공(2)에 삽입하고 조립식 파일(4)이 상기 기암 천공(13)의 바닥에 도달하며, 상기 조립식 파일(4)의 상단이 상기 수역의 수면 이상에 위치함으로써, 건축자가 조립식 파일(4)의 그라우팅 통로(5)의 그라우팅홀을 통해 그라우팅을 진행하는데 편이하도록 한다.

단계 S4, 케이싱(1)을 상승시켜, 케이싱(1)의 상승 과정에서 조립식 파일(4)의 그라우팅 통로(5)를 통과하여 계속 기암 천공(13) 및 미고결층 천공(4)에 그라우팅을 진행하고, 상기 그라우팅 통로(5)는 상기 조립식 파일(4) 저면에 위치하는 제1 그라우팅 통로(6)를 포함하고, 상기 케이싱(1)을 빼는 과정에서, 상기 제1 그라우팅 통로(6)를 통해 계속 미고결층 천공(4) 내에 그라우팅을 진행하여, 상기 조립식 파일(4)이 각각 기암 천공(13)의 홀벽과 저부 및 미고결층 천공(4)의 홀벽에 일체 구조로 고정 교착되도록 한다.

단계 S5, 제2 그라우팅 통로(7)를 통해 조립식 파일(4)과 지층 사이에 그라우팅을 진행하여, 조립식 파일(4)을 반복적으로 강화하는 작용을 실현한다. 저부에 위로부터 아래로 차례로 미고결층(8) 및 기암층(9)을 구비하는 수역에 대한 시공 과정에서, 드릴링 머신의 드릴로 먼저 미고결층(8)에 대해 천공한 후 진흙과 모래를 배출한다. 그 후 케이싱(1)을 통과한 드릴을 통해 기암층(9)을 천공하여, 미고결층(8) 및 기암층(9)을 구비하여 상술한 수역 시공이 어려운 문제를 효과적으로 해결하였다. 또한, 기암 천공(13)에 미리 시멘트 슬러리를 주입한 후, 조립식 파일(4)을 기암 천공(13)까지 침강 진입시키는 방식으로 기암 천공(13)에 충진한 후 케이싱(1)을 상승시키는 과정에서, 조립식 파일(4)의 그라우팅 통로(5)을 통해 계속 미고결층(8)에 그라우팅을 진행하는 방식으로 각각 기암층(9) 및 미고결층(8)에 대한 충진 고정 작업을 완료한다. 기암 천공(13)은 예비 그라우팅 후 조립식 파일(4)을 삽입하는 고정 방식을 이용하여 시멘트 슬러리가 충분히 기암 천공(13)에 교착 고정되도록 하여, 조립식 파일(4)의 하강 충격력 작용 하에 시멘트 슬러리가 더욱 충분히 침투 기암층(9)에 침투할 수 있고, 미고결층(8)은 케이싱(1) 상승 과정에서, 미고결층 천공(4) 내에 그라우팅을 진행하는 방식을 이용하여, 시멘트 슬러리로 조립식 파일(4)과 케이싱(1) 사이의 틈을 효과적으로 충진할 수 있고, 상술한 그라우팅 과정을 완료함으로써, 시멘트 슬러리를 통해 조립식 파일(4) 및 미고결층 천공(4) 주변의 지층을 교착 고정시킨다. 그리고, 조립식 파일(4)의 저면 및 측면에 각각 마련한 그라우팅 통로를 통해, 시멘트 슬러리가 각각 조립식 파일(4)의 저면 및 측면에서 기암 천공(13) 및 미고결층 천공(4)에 주입될 수 있도록 하여, 시멘트 슬러리가 더욱 균일하고 충분히 조립식 파일(4)과 기암 천공(13) 사이에 존재하는 틈 및 조립식 파일(4)과 미고결층 천공(4) 사이에 존재하는 틈에 충진되도록 하고, 조립식 파일(4)을 천공(2) 주변의 지층에 밀접하게 교착 고정시켜 조립식 파일 기초를 형성하도록 한다. 또한, 본 출원에서 먼저 케이싱(1)을 천공에 배합시킨 후 조립식 파일(4)를 가이드하여 천공(2)에 진입시키고, 마지막으로 슬러리(3)를 주입하여 고정시키는 방식으로 수역 지층의 시공을 실현한다. 상술한 방식을 통해 강, 호수, 바다 등 수역 지층의 파일 기초 시공 작업을 실현한다. 코퍼댐 아일랜드 및 코퍼댐 철거 공정을 생략하고, 상술한 케이싱(1)은 중복 사용할 수 있어, 시공 강도를 확보하는 전제하에 수상 천공 현장 타설 파일 기초의 공정량이 크고, 공정 주기가 길며 공정 가격이 높은 문제을 해결하였다. 또한, 본 출원은 상기 강철 케이싱(1)을 빼기 전에 강철 케이싱(1) 내에 일정한 체적의 슬러리(3)를 그라우팅하여, 상술한 슬러리(3)가 강철 케이싱(1)저부의 토양 또는 모래 자갈층에 진입하여, 천공(2) 저부의 지층에 조립식 파일(4) 저부가 더욱 밀접하게 교착하도록 한다. 이로써 천공(2) 저부에 슬러리 응고 후의 고체의 고정 구조를 형성한다. 또한, 강철 케이싱(1) 상승 시 슬러리(3)가 천공(2) 주변의 지층에 밀접하게 교착 고정될 수 있어, 나아가서 조립식 파일(4)이 천공(2) 측벽 주변의 지층에 밀접하게 교착 고정되어 조립식 파일 기초를 형성하고, 나아가서 지반 기초 환경 또는 해양 공정 환경에서 조립식 파일(4)과 토양, 모래 자갈의 연결 강도를 향상시킨다.

본 실시예에서, 조립식 파일은

철근 콘크리트 조립식 파일인 파일체 및

상기 파일체의 철근 케이지 상의 그라우팅관에 밴딩되고, 그 액체유입단(11)이 상기 파일체의 상단면에 연장되고 그 액체 유출단(12)이 상기 파일체의 하단면 및 상기 파일체의 측면에 연장되는 그라우팅 통로(5)를 포함한다.

본 실시예에서, 케이싱(1)은 금속 재질이고, 그 밑단에 토양을 갈라놓기위한 치상 구조를 구비한다.

물론, 본 발명 출원은 조립식 파일(4)의 상단 위치에 대해 구체적으로 한정하지 아니하고, 다른 실시예에서, 상기 조립식 파일(4)의 상단은 상기 수역의 수면 이하에 위치한다.

물론, 본 발명 출원은 슬러리(3)의 재료 조성에 대해 구체적으로 한정하지 아니하고, 다른 실시예에서, 상기 슬러리(3)는 모르타르 또는 화학 슬러리 및 시멘트 슬러리, 모르타르와 화학 슬러리 그 세가지 또는 그 두가지 또는 세가지의 혼합물일 수도 있다.

물론, 본 발명 출원은 그라우팅 통로(5)와 철근 케이지의 연결 방식에 대해 구체적으로 한정하지 아니하고, 다른 실시예에서, 그라우팅 통로(5)는 철근 케이지에 사전 설치된다.

물론, 본 발명 출원은 조립식 파일(4)의 그라우팅 통로 설치 방식 및 수량에 대해 구체적으로 한정하지 아니하고, 다른 실시예에서, 조립식 파일(4)은 상기 조립식 파일(4) 저면에 위치하는 복수의 제1 그라우팅 통로(6)만 포함하거나, 또는 조립식 파일(4)은 상기 조립식 파일(4) 측면에 위치하는 복수의 제2 그라우팅 통로(7)만 포함한다.

물론, 본 발명 출원은 제2 그라우팅 통로(7)의 작용에 대해 구체적으로 한정하지 아니하고, 다른 실시예에서, 상기 케이싱(1)을 빼는 과정에서, 동시에 상기 제1 그라우팅 통로(6) 및 제2 그라우팅 통로(7)를 통해 계속 미고결층 천공(4) 내에 그라우팅을 진행할 수도 있다.

실시예 2

본 실시예와 실시예 1의 차이점은 그 공정 실시 환경은 저부에 기암층(9)을 구비하는 수역이고, 수역 시공 과정에서, 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법은 이하의 단계를 포함한다.

단계 S1, 상기 케이싱(1)을 상기 기암층까지 침강시키고, 드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱(1)의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키며, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 상기 기암 천공(13)을 형성한다.

단계 S2, 이 때 상기 케이싱(1)의 하단 부분가 상기 기암 천공(13)의이너 캐비티의 개구 에지에 진입함으로써, 케이싱(1)의 단부를 기암 천공(13)의 개구 에지에 슬리브 연결시키고, 상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공(13) 및 상기 케이싱(1)에서 이출시킨다.

단계 S3, 상기 천공(2) 내에 미리 슬러리(3)를 주입하고, 상기 슬러리(3) 응고 전에, 조립식 파일(4)을 상기 기암 천공(13)에 삽입하고 조립식 파일(4)이 상기 기암 천공(13)의 바닥에 도달한다.

단계 S4, 상기 케이싱(1)을 뽑아, 상기 조립식 파일(4)이 상기 천공(2)의 이너 캐비티에 일체 구조로 고정 교착되도록 한다. 본 실시예에서, 드릴링 머신의 드릴은 케이싱(1)을 통과하여 기암층(9)에 천공 시공을 진행하여, 저부에 기암층(9)을 구비하는 수역 시공 과정에서, 기암층(9)에 대해 시공이 어려운 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 기암 천공(13)에 미리 슬러리(3)를 주입한 후, 조립식 파일(4)을 기암 천공(13)까지 침강 진입시키는 방식을 이용하여, 조립식 파일(4)의 하강 충격 작용을 통해, 효과적으로 더 많은 슬러리(3)가 기암층(9)에 충분히 침투 고결되도록 함으로써, 슬러리(3)가 기암층(9)의 저부 및 측부에 충분히 충진되도록 한다.

실시예 3

본 실시예와 실시예 1의 차이점은 그 공정 실시 환경은 저부에 미고결층(8)을 구비하는 수역이고, 수역 시공 과정에서, 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법은 이하의 단계를 포함한다.

단계 S1, 상기 케이싱(1)을 상기 미고결층(8)까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층(8)을 천공하여 미고결층 천공(4)을 형성하고 상기 케이싱(1)을 움직이게 하여 상기 미고결층(8)으로 들어가도록 하며, 상기 케이싱(1) 내의 진흙과 모래를 이출한다.

단계 S2, 상기 케이싱(1)을 상기 미고결층 천공(4) 내에 수용한다.

단계 S3, 조립식 파일(4)을 상기 미고결층 천공(4)에 삽입하여, 상기 조립식 파일(4)이 상기 미고결층 천공(4)의 바닥에 도달하도록 한다.

단계 S4, 케이싱(1)을 상승시켜, 케이싱(1)의 상승 과정에서 조립식 파일(4)의 그라우팅 통로(5)를 통과하여 계속 미고결층 천공(4)에 그라우팅을 진행하고, 상기 그라우팅 통로(5) 는 상기 조립식 파일(4) 저면에 위치하는 제1 그라우팅 통로(6)를 포함하고, 상기 케이싱(1)을 빼는 과정에서, 각각 상기 제1 그라우팅 통로(6)를 통해 계속 미고결층 천공(4) 내에 그라우팅을 진행하여, 상기 조립식 파일(4)이 미고결층 천공(4)의 홀벽 및 저부에 일체 구조로 고정 교착되도록 한다.

물론 상술한 실시예는 명백하게 설명하기 위한 예시에 불과하고, 실시형태에 대해 한정하고자 하는 것이 아니다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서, 상술한 설명의 기초 상에 다른 형태의 변화 또는 변경을 실시할 수 있다. 여기에서 모든 실시형태에 대해 무한대로 열거할 필요가 없다. 이로부터 파생되는 자명한 변화 또는 변경은 모두 여전히 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.

1: 케이싱 2: 천공
3: 슬러리 4: 조립식 파일
5: 그라우팅 통로 6: 제1 그라우팅 통로
7: 제2 그라우팅 통로 8: 미고결층
9: 기암층 10: 수면
11: 액체 유입단 12: 액체 유출단
13: 기암 천공 14: 미고결층 천공

Claims (12)

1. 수역 공정의 지반 기초 시공에 사용되는, 풀 케이싱 천공 가이드 조립식 파일의 그라우팅 고결 방법에 있어서,
   케이싱(1)을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하고 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하여, 천공(2)을 형성하는 단계 S1,
   상기 천공(2)에 상기 케이싱(1)을 수용하는 단계 S2,
   조립식 파일(4)을 상기 천공(2)에 삽입하여, 상기 조립식 파일(4)이 상기 천공(2)의 바닥에 도달하도록 하는 단계 S3,
   상기 천공(2) 내에 슬러리(3)를 주입하는 단계 S4 및
   상기 케이싱(1)을 뽑아, 상기 조립식 파일(4)이 상기 천공(2)의 이너 캐비티에 일체 구조로 고정 교착되도록 하는 단계 S5를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조립식 파일(4)을 상기 천공(2)에 삽입하여, 상기 조립식 파일(4)이 상기 천공(2)의 바닥에 도달하도록 하는 상기 단계 S3은,
   상기 천공(2) 내에 미리 슬러리(3)를 주입하는 단계 및
   상기 슬러리(3) 응고 전에, 조립식 파일(4)을 상기 천공(2)에 삽입하여 상기 천공(2)의 바닥에 도달하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 조립식 파일(4)에 상기 천공(2) 내에 슬러리(3)를 주입하기 위한 그라우팅 통로(5)가 미리 제작되어 있고,
   상기 케이싱(1)을 뽑는 상기 단계 S5는
   상기 케이싱(1)을 뽑는 과정에서, 상기 조립식 파일(4)의 그라우팅 통로(5)를 통해 상기 천공(2) 내에 계속 그라우팅을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 그라우팅 통로(5)는 상기 조립식 파일(4) 저면에 위치하는 제1 그라우팅 통로(6)를 포함하고,
   상기 케이싱(1)을 뽑는 상기 단계 S5는
   상기 케이싱(1)을 뽑는 과정에서, 제1 그라우팅 통로(6)를 통해 상기 천공(2) 내에 계속 그라우팅을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 그라우팅 통로(5)는 상기 조립식 파일(4)의 측부에 위치하고 조립식 파일(4)과 상기 천공(2) 사이에 그라우팅을 진행하기 위한 제2 그라우팅 통로(7)를 포함하고,
   상기 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법은
   제2 그라우팅 통로(7)를 통해 상기 조립식 파일(4)과 상기 천공(2) 사이에 그라우팅을 진행하는 단계 S6을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   저부에 기암층(9)을 구비하는 수역 시공 과정에서,
   케이싱(1)을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은
   상기 케이싱(1)을 상기 기암층까지 침강시키는 단계 및
   드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱(1)의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 기암 천공(13)을 형성하는 단계를 포함하고,
   드릴링 머신의 드릴을 상기 기암 천공(13)에서 이출하고 상기 기암천공(13)에 상기 케이싱(1)을 수용하는 상기 단계 S2는
   상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공(13) 및 상기 케이싱(1)에서 이출하고, 상기 케이싱(1)의 하단이 상기 기암 천공(13)의 이너 캐비티의 개구 에지에 진입하도록 하는 단계를 포함하며,
   상기 천공(2)은 상기 기암 천공(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   저부에 위로부터 아래로 차례로 미고결층(8) 및 기암층(9)을 구비하는 수역 시공 과정에서,
   케이싱(1)을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은
   상기 케이싱(1)을 상기 미고결층(8)까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층(8)을 천공하여 상기 케이싱(1)을 움직이게 하고 상기 미고결층(8)을 통과하도록 하여, 미고결층 천공(14)을 형성하는 단계,
   상기 케이싱(1) 내의 진흙과 모래를 이출하는 단계 및
   드릴링 머신의 드릴을 상기 케이싱(1)의 이너 캐비티를 통과하여 상기 기암층까지 침강시키고, 상기 기암층을 천공하여 상기 기암층에 기암 천공(13)을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 드릴링 머신의 드릴을 상기 천공(2)에서 이출하고, 천공(2)에 상기 케이싱(1)을 수용하는 상기 단계 S2는
   상기 드릴링 머신의 드릴을 차례로 상기 기암 천공(13) 및 상기 케이싱(1)에서 이출하고, 상기 케이싱(1)의 하단이 상기 기암 천공(13)의 이너 캐비티의 개구 에지에 진입하도록 하는 단계를 포함하며,
   상기 천공(2)은 상기 미고결층 천공(14) 및 상기 기암 천공(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   저부에 미고결층(8)을 구비하는 수역 시공 과정에서,
   케이싱(1)을 휴대하는 드릴링 머신을 구동하여 천공 시공을 진행하여 예정 홀심까지 천공 시공을 진행하는 상기 단계 S1은
   상기 케이싱(1)을 상기 미고결층(8)까지 침강시키고, 드릴링 머신으로 상기 미고결층(8)을 천공하여 미고결층 천공(14)을 형성하고, 상기 케이싱(1)을 움직이게 하여 상기 미고결층(8)으로 들어가도록 하는 단계 및
   상기 케이싱(1) 내의 진흙과 모래를 이출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립식 파일(4)의 상단이 수역은 수면 이상에 위치하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬러리(3)는 시멘트 슬러리를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀 케이싱 천공 가이드조립식 파일의 그라우팅 고결 방법.
11. 파일체 및
    상기 파일체에 마련되고, 그 액체 유입단(11)이 상기 파일체의 상단면에 연장되고 그 액체 유출단(12)이 상기 파일체의 하단면에 연장되는 그라우팅 통로(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 파일.
12. 제11항에 있어서,
    상기 파일체는 철근 콘크리트 조립식 파일이고, 상기 그라우팅 통로(5)는 상기 파일체의 철근 케이지에 미리 제작된 그라우팅관인 것을 특징으로 하는 조립식 파일.

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