KR20210078275A

KR20210078275A - 해체가 용이한 기초말뚝 및 이의 해체 방법

Info

Publication number: KR20210078275A
Application number: KR1020190170137A
Authority: KR
Inventors: 김석중; 김정수; 김재현; 황성필
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-28
Also published as: KR102298994B1

Abstract

본 발명에 따르면 외부 강관(100) 및 상기 외부 강관(100) 내측에 형성된 내부 강관(200)을 포함하는 기초말뚝에 있어서, 상기 외부 강관(100)의 본체(110)와 결합된 절편(111)이 상기 본체(110)와 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 기초말뚝이 제공된다.
본 발명에 따르면 해양 구조물의 기초말뚝과 같이 특수한 환경에 있어 전체 인발이 곤란한 기초말뚝의 경우에도 구조물 전체를 용이하게 인발할 수 있는 효과가 있다.

Description

해체가 용이한 기초말뚝 및 이의 해체 방법{Foundation pile easy to dismantle and its dismantling method}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해양 기초 등과 같이 기초말뚝의 해체가 곤란한 지역에 설치된 기초말뚝을 용이하게 제거할 수 있도록 한 해체가 용이한 기초말뚝 및 이의 해체 방법에 관한 것이다.

해상에서 사용되는 기초말뚝은 반영구 구조물 중 하나로 시공 후 설계 수명동안 상부구조물을 지지하는 역할을 한다. 설계수명에 도달한 해양 구조물은 구조 진단 후 재활용 되거나, 해체하는 것이 일반적이나, 기초말뚝은 지반에 인입되어 고정되어 있어 전체를 철거하는 것이 불가능하다.

해저 지반에 존치되는 기초말뚝은 추후 인접한 위치에 구조물을 시공할 때 장애물로 작용하거나 선박의 앵커를 손상 시키는 등의 경제적 손실을 야기시킨다.

특히, 자원이 풍부한 한정된 해저 공간을 지속적으로 활용하는 경우나, 설계 수명에 도달한 구조물을 교체할 경우 해저에 설치된 하부구조물이 신규 구조물 시공에 장애물이 될 뿐만 아니라 해저 환경 생태계를 교란시키는 환경오염의 원인이 될 수 있다.

다만, 상술된 바와 같이 기초말뚝은 주변 지반이 가하는 하중에 의해 단단히 고정되어 있으며, 이러한 기초 철거를 위한 특수 작업을 해저 지형의 특수성 때문에 수행하지 못하는 문제가 있다.

이에 따라, 종래에는 기초말뚝을 완전히 철거하지 못해 지반에 관입된 일부 기초말뚝만 철거하고 있다(도 1). 일반적으로는 말뚝 주변지반을 일정량 터파기 한 후 외부에서 절단하거나, 말뚝 내부에서 지반을 준설 한 후 절단하는 방식을 택한다.

하지만, 절단 방법으로 기초말뚝 전체를 철거하는 것은 불가능하여 지반에 근입된 기초말뚝 일부를 해저지반에 존치하고 있어 상술된 문제점이 해결되지 못하는 실정이다.

본 발명은 상술된 종래의 기초말뚝의 해체의 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로서 본 발명의 목적은 해양 구조물의 기초말뚝과 같이 특수한 환경에 있어 전체 인발이 곤란한 기초말뚝의 경우에도 구조물 전체를 용이하게 인발할 수 있도록 한 해체가 용이한 기초말뚝 및 이의 해체 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 목적은 해체가 용이하면서도 기존 말뚝이 갖는 구조적 안전성을 여전히 확보한 해체가 용이한 기초말뚝 및 이의 해체 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 외부 강관(100) 및 상기 외부 강관(100) 내측에 형성된 내부 강관(200)을 포함하는 기초말뚝에 있어서, 상기 외부 강관(100)의 본체(110)와 결합된 절편(111)이 상기 본체(110)와 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 기초말뚝이 제공된다.

이 경우 상기 외부 강관(100)과 상기 내부 강관(200)은 서로 밀착 결합되며, 상기 외부 강관(100)의 하단을 구속하는 하부 구속부(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 절편(111)을 상기 내부 강관(200)에 결합시키는 결합부(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 절편(111)은 상기 본체(110)의 상하방향을 따라 연장 형성된 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 절편(111)의 폭(a)은 하부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 하부 구속부(300)는 상기 절편(111)의 하단 및 상기 본체(110)의 하단이 삽입되는 삽입공간(310); 및 상기 삽입공간(310) 상으로 삽입된 상기 절편(111)의 하단 및 상기 본체(110)의 하단의 외면을 지지하는 리브(320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 결합부(400)는 상기 절편(111)의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다 .

또한, 상기 본체(110)의 상단 및 상기 절편(111)의 상단이 상기 외부 강관(100)의 상단을 이루며, 상기 본체(110)의 하단 및 상기 절편(111)의 하단이 상기 외부 강관(100)의 하단을 이루는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 본체(110)의 상단 및 상기 절편(111)의 상단이 같은 높이에서 형성되며, 상기 본체(110)의 하단 및 상기 절편(111)의 하단이 같은 높이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다

또한, 상기 절편(111)과 상기 본체(110)가 결합되어 상기 외부 강관(100)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 절편(111)의 측부와 상기 본체(110)의 측부가 결합되는 제2 결합부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 제2 결합부(500)는 상기 본체(110)의 측부에서 돌출 형성된 돌부(510); 및 상기 절편(111)의 측부에서 함몰되어 형성되며, 상기 돌부(510)가 삽입되는 함몰부(520);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 돌부(510) 및 상기 함몰부(520)는 상기 외부 강관(100)의 상하 방향을 따라 연속하여 형성된 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

또한, 상기 하부 구속부(300)는 상기 내부 강관(200)과 결합된 것을 특징으로 하는 기초말뚝일 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면 기초말뚝의 해체 방법에 있어서, 상기 결합부(400)를 해체하는 제1 단계(S100); 상기 절편(111)을 상향 리프팅 하여 상기 본체(110)와 분리하는 제2 단계(S200); 및 상기 외부 강관(100) 및 상기 내부강관(200)을 인발하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝의 해체 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면 해양 구조물의 기초말뚝과 같이 특수한 환경에 있어 전체 인발이 곤란한 기초말뚝의 경우에도 구조물 전체를 용이하게 인발할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 해체가 용이하면서도 기존 말뚝이 갖는 구조적 안전성을 여전히 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 해양구조물의 기초말뚝의 제거 방식을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝의 사시도.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기초말뚝의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝의 종단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝 하부의 횡단면도.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝의 해체 방법을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 기초말뚝의 평면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝에서 절편을 제가한 경우 주변 토압이 변화되는 상태를 나타낸 개념도.

본 발명에 따른 해체가 용이한 기초말뚝 및 이의 해체 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명은 해양 구조물의 기초말뚝과 같이 완전 제거가 곤란했던 기초말뚝의 완전 제거가 가능토록 한 해체가 용이한 기초말뚝에 관한 것이다.

본 발명이 제시하는 구조는 해양 구조물의 기초말뚝 뿐만 아니라 모든 구조물의 기초말뚝으로 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝은 외부 강관(100) 및 외부 강관(100) 내측에 형성된 내부 강관(200)을 포함하되, 외부 강관(100)의 본체(110)와 결합된 절편(111)이 본체(110)와 결합 및 분리가 가능한 특징이 있다(도 2).

즉, 본체(110)와 절편(111)이 결합되어 외부 강관(100)을 형성하며 후술되는 바와 같이 기초말뚝의 해체 과정에 있어 절편(111)을 본체(110)에서 분리하면 외부 강관(100) 주변부의 해저 지반이 가하는 기초말뚝에 대한 토압이 낮아지므로 기초말뚝을 쉽게 해체하는 것이 가능한 효과를 갖는다(도 10).

본 발명의 일 실시예에 따른 기초말뚝의 구성을 상세히 설명하면, 기초말뚝은 외부 강관(100)과 내부 강관(200)은 서로 밀착 결합되며, 외부 강관(100)의 하단을 구속하는 하부 구속부(300)를 포함한다(도 5).

이 경우 절편(111)을 내부 강관(200)에 결합시키는 결합부(400)를 더 포함할 수 있다(도 2).

절편(111)은 외부 강관(100)의 외면 일부를 구성할 수 있다. 이에 따라 절편(111)은 본체(110)의 상하방향을 따라 연장 형성되며, 인발의 용이성을 위해 절편(111)의 폭(a)은 하부로 갈수록 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다(도 2).

하부 구속부(300)는 절편(111)의 하단 및 본체(110)의 하단이 삽입되는 삽입공간(310) 및 삽입공간(310) 상으로 삽입된 절편(111)의 하단 및 본체(110)의 하단의 외면을 지지하는 리브(320)를 포함할 수 있다(도 5).

하부 구속부(300)는 내부 강관(200)과 결합되어 일체화된 상태로 형성되는 것이 인발의 용이성 측면에서 바람직하다.

하부 구속부(300)가 절편(111)의 하부를 고정시키는 역할을 수행하므로 결합부(400)는 절편(111)의 상부에 형성되는 것이 바람직하다.

절편(111)은 본체(110)와 결합되어 외부 강관(100)을 형성한다.

이에 따라 일 예로서 표현하면 본체(110)의 및 절편(111)의 상단이 외부 강관(100)의 상단을 이루며, 본체(110)의 하단 및 절편(111)의 하단이 외부 강관(100)의 하단을 이룰 수 있다. 이 경우 본체(110)의 상단 및 절편(111)의 상단이 같은 높이에서 형성되며, 본체(110)의 하단 및 절편(111)의 하단이 같은 높이에서 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기초말뚝은 외부 강관(100) 및 내부 강관(200)의 상부에 형성된 콘크리트 캡(600)을 포함할 수 있다.

이 경우 외부 강관(100)과 내부 강관(200)의 일체성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 기초말뚝의 사용 시의 구조적 안전성을 높일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시에에 따르면 절편(111)의 측부와 본체(110)의 측부가 결합되는 제2 결합부(500)를 포함할 수 있다(도 10).

제2 결합부(500)는 본체(110)의 측부에서 돌출 형성된 돌부(510) 및 절편(111)의 측부에서 함몰되어 형성되며, 돌부(510)가 삽입되는 함몰부(520)를 포함할 수 있다. 이 경우 돌부(510) 및 함몰부(520)는 외부 강관(100)의 상하 방향을 따라 연속하여 형성될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 기초말뚝의 해체 방법에 대해 설명한다.

기초말뚝의 해체 방법은 결합부(400)를 해체하는 제1 단계(S100), 절편(111)을 상향 리프팅 하여 본체(110)와 분리하는 제2 단계(S200) 및 외부 강관(100) 및 내부강관(200)을 인발하는 제3 단계(S300)를 포함한다(도 6 내지 도 9).

본 발명에 따른 기초말뚝의 구조를 적용하면, 해저면에 시공되어 인발을 위한 큰 중량을 마련하지 못하는 경우에 있어서도, 작은 인발력을 이용하여 절편(111)을 선 인발하고, 이에 따라 발생되는 기초말뚝 주변부의 토압의 손실을 기화로 사용 가능한 인발력으로 나머지 기초말뚝을 인발할 수 있는 효과가 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 외부 강관
200 : 내부 강관
300 : 하부 구속부
400 : 결합부
500 : 제2 결합부
600 : 콘크리트 캡

Claims

외부 강관(100) 및 상기 외부 강관(100) 내측에 형성된 내부 강관(200)을 포함하는 기초말뚝에 있어서,
상기 외부 강관(100)의 본체(110)와 결합된 절편(111)이 상기 본체(110)와 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제1항에 있어서,
상기 외부 강관(100)과 상기 내부 강관(200)은 서로 밀착 결합되며,
상기 외부 강관(100)의 하단을 구속하는 하부 구속부(300);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제2항에 있어서,
상기 절편(111)을 상기 내부 강관(200)에 결합시키는 결합부(400);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제3항에 있어서,
상기 절편(111)은 상기 본체(110)의 상하방향을 따라 연장 형성된 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제4항에 있어서,
상기 절편(111)의 폭(a)은 하부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제5항에 있어서,
상기 하부 구속부(300)는
상기 절편(111)의 하단 및 상기 본체(110)의 하단이 삽입되는 삽입공간(310); 및
상기 삽입공간(310) 상으로 삽입된 상기 절편(111)의 하단 및 상기 본체(110)의 하단의 외면을 지지하는 리브(320);를
포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제6항에 있어서,
상기 결합부(400)는 상기 절편(111)의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제7항에 있어서,
상기 본체(110)의 상단 및 상기 절편(111)의 상단이 상기 외부 강관(100)의 상단을 이루며,
상기 본체(110)의 하단 및 상기 절편(111)의 하단이 상기 외부 강관(100)의 하단을 이루는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제8항에 있어서,
상기 본체(110)의 상단 및 상기 절편(111)의 상단이 같은 높이에서 형성되며,
상기 본체(110)의 하단 및 상기 절편(111)의 하단이 같은 높이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제9항에 있어서,
상기 절편(111)과 상기 본체(110)가 결합되어 상기 외부 강관(100)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제10항에 있어서,
상기 절편(111)의 측부와 상기 본체(110)의 측부가 결합되는 제2 결합부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제11항에 있어서,
상기 제2 결합부(500)는
상기 본체(110)의 측부에서 돌출 형성된 돌부(510); 및
상기 절편(111)의 측부에서 함몰되어 형성되며, 상기 돌부(510)가 삽입되는 함몰부(520);를
포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제12항에 있어서,
상기 돌부(510) 및 상기 함몰부(520)는 상기 외부 강관(100)의 상하 방향을 따라 연속하여 형성된 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제10항에 있어서,
상기 하부 구속부(300)는 상기 내부 강관(200)과 결합된 것을 특징으로 하는 기초말뚝.
제14항의 기초말뚝의 해체 방법에 있어서,
상기 결합부(400)를 해체하는 제1 단계(S100);
상기 절편(111)을 상향 리프팅 하여 상기 본체(110)와 분리하는 제2 단계(S200); 및
상기 외부 강관(100) 및 상기 내부강관(200)을 인발하는 제3 단계(S300);를
포함하는 것을 특징으로 하는 기초말뚝의 해체 방법.