KR20220067892A - 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천공홀 내에 삽입되는 강관 파일의 주입공을 통해 강관 파일의 내외부에 주입재를 충전하여 파일 지지력을 향상시킴으로써 소형 장비에 의한 파일 시공이 가능하여 신축 공사시 흙막이 가시설의 간섭으로 인한 영향이 적고, 기존 기초 보강시 기초 보링이 필요 없어 시공성이 우수하고 공기를 단축할 수 있는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조는 지반에 천공되는 천공홀; 상기 천공홀 내에 삽입되는 것으로 외주면에 복수의 주입공이 형성된 강관 파일; 상기 강관 파일의 주입공을 통해 강관 파일의 외부로 주입되어 강관 파일 내부 및 천공홀과 강관 파일 사이 공간에 충전되는 주입재; 및 상기 강관 파일의 상단에 구비되어 기초의 하중을 강관 파일로 전달하는 두부 보강구; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법{Structure for reinforcing foundation using steel piles and construction method thereof}
본 발명은 천공홀 내에 삽입되는 강관 파일의 주입공을 통해 강관 파일의 내외부에 주입재를 충전하여 파일 지지력을 향상시킴으로써 소형 장비에 의한 파일 시공이 가능하여 신축 공사시 흙막이 가시설의 간섭으로 인한 영향이 적고, 기존 기초 보강시 기초 보링이 필요 없어 시공성이 우수하고 공기를 단축할 수 있는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
건물 신축은 터파기 후 지반에 파일을 근입하고, 파일 상부의 지반에 기초콘크리트를 타설한 다음 상부에 구조물을 시공하는 순서로 진행된다.
그러나 터파기 공사시 흙막이 가시설 공사가 같이 이루어지는 경우가 많은데, 흙막이 가시설의 간섭으로 인해 파일 근입을 위한 중장비 반입이 어려워 파일 시공에 어려움이 있다.
한편, 기시공된 구조물을 리모델링하거나 내진 보강하는 경우, 기둥이나 벽과 같은 상부 부재의 위치 변경, 하중 크기의 증가, 상부 구조물의 내진 보강으로 인한 기초 하중 부담 증대 등으로 인해 기존 콘크리트 기초 하부에 보강 파일을 시공하여 기초를 보강하여야 하는 경우 많다.
이를 위해 기존 콘크리트 기초 보강에서는 콘크리트 기초를 보링하여 관통홀을 형성하고, 지중에 마이크로 파일이나 강관 파일 등과 같은 보강 파일을 근입한 후 보강 파일 두부가 관통홀 내부에 매립되도록 관통홀 내부를 그라우팅하였다. 즉, 보강 파일 두부를 관통홀 내에 정착하여 보강 파일의 마찰력에 의해 콘크리트 기초와 보강 파일을 일체화하였다.
그러나 이러한 기존 기초 보강 방법은 실내에서 콘크리트 기초를 보링하여야 하므로 장비 반입이 어려워 시공이 번거롭고, 공기가 많이 소요되는 문제가 있다.
KR 10-1105377 B1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 소형 장비에 의한 파일 시공이 가능하여, 신축 공사시 흙막이 가시설의 영향이 적은 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 기존 기초 보강시 기초 보링이 필요 없어, 시공성이 우수하고 공기를 단축할 수 있는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지반에 천공되는 천공홀; 상기 천공홀 내에 삽입되는 것으로 외주면에 복수의 주입공이 형성된 강관 파일; 상기 강관 파일의 주입공을 통해 강관 파일의 외부로 주입되어 강관 파일 내부 및 천공홀과 강관 파일 사이 공간에 충전되는 주입재; 및 상기 강관 파일의 상단에 구비되어 기초의 하중을 강관 파일로 전달하는 두부 보강구; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 두부 보강구는 강관 파일의 상단에 구비되어 기초 내부에 매립되는 정착플레이트 및 상기 정착플레이트의 하부에 결합되는 것으로 강관 파일의 상단이 삽입되어 고정되도록 하부가 개방된 고정관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 강관 파일은 기존 건물 기초의 외측에 위치하고, 상기 천공홀의 상부에는 상기 두부 보강구가 수용되는 확대공간부가 건물 기초의 하부로 연장되도록 형성되어, 상기 확대공간부의 내부에 위치하는 두부 보강구가 상기 강관 파일의 상단에서 건물 기초의 하부 측으로 연장 형성됨으로써 기초를 지지하는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확대공간부에는 주입재가 충전되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 두부 보강구는 강관 파일에 일측이 고정되어 기존 건물의 기초 하면에 밀착되는 기초받침부재 및 상기 기초받침부재의 하부에서 강관 파일에 고정되어 기초받침부재를 지지하는 지지부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 기초받침부재는 강관 파일에 상하 슬라이딩 이동 가능하게 구비되고, 상기 기초받침부재와 지지부재의 사이에는 기초받침부재의 높이를 조절하는 높이조절부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 시공하기 위한 것으로, (a) 지반에 천공홀을 천공하는 단계; (b) 상기 천공홀의 내부에 상단이 지반 상부로 돌출되도록 강관 파일을 삽입하는 단계; (c) 상기 강관 파일의 내부에 주입재를 주입하여 주입재가 강관 파일의 주입공을 통해 천공홀 내부에 충전되도록 하는 단계; (d) 상기 두부 보강구의 고정관 하부에 강관 파일의 상단이 삽입되도록 상기 강관 파일의 상단에 두부 보강구를 설치하는 단계; 및 (e) 상기 두부 보강구가 매립되도록 상기 지반 상부에 기초콘크리트를 타설하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 시공하기 위한 것으로, (a) 기존 건물 기초 외측의 지반에 천공홀을 천공하는 단계; (b) 상기 천공홀의 내부에 강관 파일을 삽입하는 단계; (c) 상기 강관 파일의 내부에 주입재를 주입하여 주입재가 강관 파일의 주입공을 통해 천공홀 내부에 충전되도록 하는 단계; (d) 상기 강관 파일의 상부에 건물 기초 하부로 연장되는 확대공간부를 터파기하여 강관 파일의 상단이 확대공간부 내에 노출되도록 하는 단계; (e) 상기 확대공간부 내에서 강관 파일의 상단에 두부 보강구를 설치하여 기초 하부를 지지하도록 하는 단계; 및 (f) 상기 확대공간부의 내부에 주입재를 충전하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 지반의 천공홀 내에 삽입되는 강관 파일의 주입공을 통해 강관 파일의 내외부에 주입재가 충전되어 복합 파일을 구성하므로, 우수한 지반 보강 효과를 발휘할 수 있다. 아울러 파일 지지력이 향상되므로 파일 지름을 줄일 수 있고, 소형 장비에 의한 파일 시공이 가능하여 신축 공사시 흙막이 가시설의 간섭으로 인한 영향이 적다.
둘째, 기존 기초 보강시 기존 건물 기초 외측의 강관 파일 상단에 결합되는 두부 보강부를 건물 기초 하부로 연장 형성된 확대공간부 내에 위치시켜 기초를 지지하도록 할 수 있다. 따라서 기초 보링이 필요 없어 기존 구조물의 손상을 최소화할 있고, 시공이 매우 단순하며, 공기 단축이 가능하다.
도 1은 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 제1실시예를 도시하는 도면.
도 2는 제1실시예에서 두부 보강구와 강관 파일의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 제2실시예를 도시하는 도면.
도 4는 제2실시예에서 두부 보강구를 도시하는 사시도.
도 5는 높이조절부재에 의한 기초받침부재의 높이 조절 과정을 도시하는 도면.
도 6 내지 도 9는 제1실시예에 의한 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법을 도시하는 도면.
도 10 내지 도 14는 제2실시예에 의한 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법을 도시하는 도면.
도 15는 두부 보강재의 설치 방법을 도시하는 평면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 제1실시예를 도시하는 도면이다.
도 1 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조는 지반(1)에 천공되는 천공홀(11); 상기 천공홀(11) 내에 삽입되는 것으로 외주면에 복수의 주입공(31)이 형성된 강관 파일(3); 상기 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 강관 파일(3)의 외부로 주입되어 강관 파일(3) 내부 및 천공홀(11)과 강관 파일(3) 사이 공간에 충전되는 주입재(4); 및 상기 강관 파일(3)의 상단에 구비되어 기초(2)의 하중을 강관 파일(3)로 전달하는 두부 보강구(5); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 파일의 지지력을 향상시킴으로써 소형 장비에 의한 파일 시공이 가능하여 신축 공사시 흙막이 가시설의 간섭으로 인한 영향이 적고, 기존 기초 보강시 기초 보링이 필요 없어 시공성이 우수하고 공기를 단축할 수 있는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조 및 이의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
지반(1)에 천공되는 천공홀(11)은 연약지반을 관통하여 기반암층에 지지될 수 있는 심도까지 천공한다.
상기 강관 파일(3)은 보강재 역할을 하는 것으로 천공홀(11) 내에 삽입된다.
상기 강관 파일(3)은 내부에 중공이 형성되고, 외주면에는 복수의 주입공(31)이 형성된다.
상기 주입재(4)는 강관 파일(3)의 내부와 외부에 충전된다.
상기 주입재(4)는 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 강관 파일(3)의 외부로 주입되어, 강관 파일(3) 내부 및 천공홀(11)과 강관 파일(3) 사이 공간에 충전된다.
구체적으로 상기 주입재(4)는 강관 파일(3)의 상단을 통해 강관 파일(3) 내부로 주입된 후, 주입공(31)을 통해 강관 파일(3)의 외부로 유출되어 천공홀(11) 내부 공간을 채운다.
따라서 상기 천공홀(11) 내에 충전되는 주입재(4)와 주입재(4) 내에 매립되는 강관 파일(3)로 구성되는 복합 파일을 제공할 수 있으므로, 우수한 지반 보강 효과를 발휘 가능하다. 아울러 파일 지지력이 우수하므로 파일 지름을 줄일 수 있고, 이에 따라 소형 장비로 파일 공사가 가능하다. 그러므로 신축 공사시 흙막이 가시설의 간섭으로 인한 영향이 적다.
상기 주입재(4)는 주입패커를 이용하여 가압 주입함으로써, 연약지반 내 틈새로 주입하여 천공홀(11) 주변 지반을 보강할 수 있다.
상기 주입재(4)는 고강도, 고내구성의 시멘트 모르타르 또는 비알칼리성 실리카졸을 사용 가능하다.
상기 두부 보강구(5)는 강관 파일(3)의 상단에 구비되어 기초(2)의 하중을 강관 파일(3)로 전달한다.
도 2는 제1실시예에서 두부 보강구와 강관 파일의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 두부 보강구(5)는 강관 파일(3)의 상단에 구비되어 기초(2) 내부에 매립되는 정착플레이트(51) 및 상기 정착플레이트(51)의 하부에 결합되는 것으로 강관 파일(3)의 상단이 삽입되어 고정되도록 하부가 개방된 고정관(52)으로 구성할 수 있다.
신축 공사의 경우, 상기 강관 파일(3)의 상단을 기초(2)에 정착시키기 위해 두부 보강구(5)를 정착플레이트(51)와 고정관(52)으로 구성할 수 있다.
상기 정착플레이트(51)는 강관 파일(3)의 상단에 구비되어 기초(2) 내부에 매립되는 것으로, 넓은 판 형상으로 형성된다.
상기 정착플레이트(51)는 기초(2)의 하중이 강관 파일(3)에 응력 집중 없이 전달되도록 한다.
상기 고정관(52)은 정착플레이트(51)의 하부에 결합되는 것으로, 강관 파일(3)의 상단이 삽입되어 고정되도록 하부가 개방된다.
상기 고정관(52)은 정착플레이트(51)의 하부 중앙에 구비될 수 있다.
상기 고정관(52)과의 결합을 위해 강관 파일(3)의 상단은 지반(1) 상부로 일정 높이 돌출된다.
상기 고정관(52)의 하단은 강관 파일(3)의 외주면에 용접 고정될 수 있다.
상기 두부 보강구(5)의 시공 후에는 지반(1) 상부에 잡석 포설 또는 버림콘크리트 타설 후 상부에 기초콘크리트를 타설하여 기초(2)를 시공한다.
도 3은 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 제2실시예를 도시하는 도면이다.
도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 강관 파일(3)은 기존 건물 기초(2)의 외측에 위치하고, 상기 천공홀(11)의 상부에는 상기 두부 보강구(5)가 수용되는 확대공간부(12)가 건물 기초(2)의 하부로 연장되도록 형성되어, 상기 확대공간부(12)의 내부에 위치하는 두부 보강구(5)가 상기 강관 파일(3)의 상단에서 건물 기초(2)의 하부 측으로 연장 형성됨으로써 기초(2)를 지지하도록 구성할 수 있다.
기존 건물을 보강하는 경우, 기초(2)를 천공하지 않고, 기초(2) 외측 위치에서 천공홀(11)을 천공하고 파일을 시공할 수 있다.
이 경우 기초(2)의 하중을 기초(2) 외부의 복합 파일에 전달하기 위해 두부 보강구(5)를 강관 파일(3)에 편심되도록 설치한다.
즉, 상기 두부 보강구(5)를 기초(2)의 하부 측으로 연장하여 캔틸레버 형식으로 강관 파일(3)에 고정함으로써, 두부 보강구(5)의 전단 강성 또는 휨 강성에 의해 기초(2)의 하중을 강관 파일(3)로 전달하도록 할 수 있다.
기초가 나중에 타설되는 신축 공사와 달리, 기존 기초 보강의 경우에는 상기 두부 보강구(5)가 기초(2)의 하부에 위치하여야 한다. 그러므로 천공홀(11)의 상부에 상기 두부 보강구(5)가 수용될 수 있는 확대공간부(12)를 형성한다.
상기와 같이, 기존 기초 보강에 본 발명 적용시에는 기존 기초의 천공 과정이 생략된다. 그러므로 기존 구조물의 손상을 최소화할 수 있고, 시공이 매우 단순하며, 공기 단축 효과가 크다.
상기 확대공간부(12)에는 주입재(4')가 충전될 수 있다.
상기 확대공간부(12)의 내부에 주입재(4')를 충전하여 두부 보강구(5)가 주입재(4') 내부에 매립되도록 함으로써, 편심 설치되는 두부 보강구(5)의 변형을 방지하고 기초(2)의 응력이 강관 파일(3)로 원활하게 전달되게 할 수 있다.
또한, 상기 주입재(4')가 두부 보강구(5)와 강관 파일(3)의 접합부를 감싸므로, 두부 보강구(5)와 강관 파일(3)의 일체화가 가능하다.
도 4는 제2실시예에서 두부 보강구를 도시하는 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 두부 보강구(5)는 강관 파일(3)에 일측이 고정되어 기존 건물의 기초(2) 하면에 밀착되는 기초받침부재(53) 및 상기 기초받침부재(53)의 하부에서 강관 파일(3)에 고정되어 기초받침부재(53)를 지지하는 지지부재(54)로 구성할 수 있다.
상기 강관 파일(3)과 편심되게 설치되는 두부 보강구(5)는 기초(2)의 하면에 밀착되어 기초(2)의 하중을 지지하는 기초받침부재(53)와 캔틸레버 형태로 결합되는 기초받침부재(53)를 지지하여 보강하는 지지부재(54)로 구성할 수 있다.
상기 기초받침부재(53)와 지지부재(54)는 H형강을 사용 가능하다.
이 경우 상기 기초받침부재(53)는 H형강의 플랜지를 좌우로 배치하고, 웨브를 천공하여 형성된 관통홀에 강관 파일(3)이 삽입되도록 구성할 수 있다.
상기 지지부재(54)는 일단은 기초받침부재(53)의 하부에서 강관 파일(3)의 측면에 고정되고, 타단은 기초받침부재(53)의 하부를 지지하여 기초받침부재(53)의 휨 강성 및 전단 강성을 보강하도록 할 수 있다.
상기 지지부재(54)도 H형강의 플랜지를 좌우로 배치하고, 웨브를 천공하여 형성된 관통홀에 강관 파일(3)이 삽입되도록 구성할 수 있다.
도 5는 높이조절부재에 의한 기초받침부재의 높이 조절 과정을 도시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기초받침부재(53)는 강관 파일(3)에 상하 슬라이딩 이동 가능하게 구비되고, 상기 기초받침부재(53)와 지지부재(54)의 사이에는 기초받침부재(53)의 높이를 조절하는 높이조절부재(55)가 구비될 수 있다.
기존 기초를 보강하기 위해서는 강관 파일(3)에 두부 보강구(5)를 설치한 후 기초받침부재(53)가 기초(2) 하부에 밀착되어야 한다.
이를 위해 상기 기초받침부재(53)와 지지부재(54) 사이에 높이조절부재(55)를 구비할 수 있다.
시공시에는 일단 상기 기초받침부재(53)가 기초(2) 하부와 약간 이격되도록 두부 보강구(5)를 설치한다. 이때, 상기 지지부재(54)는 확대공간부(12) 저면에 거치된 상태로 강관 파일(3)의 측면에 용접 등으로 고정한다.
이후, 도 5에서와 같이 상기 높이조절부재(55)의 길이를 신장하여 기초받침부재(53)를 상승시킴으로써, 기초받침부재(53)를 기초(2) 하면에 밀착한다.
그리고 도 3에서와 같이, 상기 기초받침부재(53)와 지지부재(54) 사이에 주입재(4')를 충전하여 주입재(4')와 두부 보강구(5)가 하나의 일체화된 지지 구조체를 형성하도록 한다.
상기 높이조절부재(55)는 하부결합부재(551), 상부결합부재(552), 조절볼트(553), 하부너트(554) 및 상부너트(555)로 구성할 수 있다.
상기 하부결합부재(551)는 지지부재(54)의 웨브 상부에 구비되는 것으로, 관통공이 형성된다.
상기 상부결합부재(552)는 기초받침부재(53)의 웨브 하부에 구비되는 것으로, 역시 관통공이 형성된다.
상기 상하부결합부재(551, 552)는 각각 ㄷ자 형상으로 형성할 수 있다.
상기 조절볼트(553)의 하단은 하부결합부재(551)의 관통공에 삽입되고, 조절볼트(553)의 외부에 체결된 하부너트(554)에 의해 지지된다.
상기 조절볼트(553)의 상단은 상부결합부재(552)의 관통공에 삽입된다. 그리고 상기 상부결합부재(552)의 하부 위치에서 조절볼트(553) 외부에 상부너트(555)를 체결하여 상부결합부재(552)를 지지하도록 한다.
상기 상부너트(555)의 회전에 의해 상부너트(555)를 상승시키면, 이에 따라 기초받침부재(53)가 상승하여 기초(2) 하면에 밀착 지지될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 제1실시예에 의한 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법을 도시하는 도면이다.
본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법은 도 1, 도 2를 참고하여 전술한 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 시공하는 방법에 대한 것이다.
이는 신축 공사시 적용 가능한 것으로, 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법에서는 먼저, (a) 지반(1)에 천공홀(11)을 천공한다(도 6).
상기 천공홀(11)은 기초(2)가 시공될 위치의 지반(1)에 복수 개 천공한다.
다음으로, (b) 상기 천공홀(11)의 내부에 상단이 지반(1) 상부로 돌출되도록 강관 파일(3)을 삽입한다(도 7).
상기 강관 파일(3)의 상단은 후에 기초(2) 내부에 매립되므로, 지반(1) 상부로 일정 길이 돌출시킨다.
그리고 (c) 상기 강관 파일(3)의 내부에 주입재(4)를 주입하여 주입재(4)가 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 천공홀(11) 내부에 충전되도록 한다(도 8).
상기 (c) 단계에서는 강관 파일(3)의 내부를 통해 주입재(4)를 주입하여, 강관 파일(3)의 내부와 천공홀(11) 내부에 주입재(4)를 충전한다.
상기 주입재(4) 및 주입재(4) 내부에 매립되는 강관 파일(3)에 의해 복합 파일이 형성된다.
상기 주입재(4)의 경화 후에는 지반(1) 상부에 잡석 포설 또는 버림콘크리트를 타설할 수 있다.
이후, (d) 상기 두부 보강구(5)의 고정관(52) 하부에 강관 파일(3)의 상단이 삽입되도록 상기 강관 파일(3)의 상단에 두부 보강구(5)를 설치한다(도 9).
즉, 지반(1) 상부로 돌출된 강관 파일(3) 상단에 두부 보강구(5)를 결합한다.
상기 두부 보강구(5)의 고정관(52)은 강관 파일(3)에 용접 고정할 수 있다.
마지막으로 (e) 상기 두부 보강구(5)가 매립되도록 상기 지반(1) 상부에 기초콘크리트를 타설한다(도 1).
상기 강관 파일(3)의 상단 및 두부 보강구(5)가 매립되도록 지반(1) 상부에 기초콘크리트를 타설하여 기초(2)를 시공한다.
도 10 내지 도 14는 제2실시예에 의한 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법을 도시하는 도면이다. 그리고 도 15는 두부 보강재의 설치 방법을 도시하는 평면도이다.
도 10 내지 도 14에 도시된 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법은 도 3 내지 도 5를 참고하여 전술한 본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 시공하는 방법에 대한 것이다.
본 발명 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법은 기존 기초 보강시 적용 가능한 것으로, (a) 기존 건물 기초(2) 외측의 지반(1)에 천공홀(11)을 천공하는 단계부터 실시된다(도 10).
상기 천공홀(11)은 기존 건물 기초(2)의 외곽선을 따라 기초(2) 외측에 복수 개 천공할 수 있다.
다음으로, (b) 상기 천공홀(11)의 내부에 강관 파일(3)을 삽입한다(도 11).
상기 강관 파일(3)은 상단이 지반(1) 상부로 돌출되지 않게 설치한다.
그리고 (c) 상기 강관 파일(3)의 내부에 주입재(4)를 주입하여 주입재(4)가 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 천공홀(11) 내부에 충전되도록 한다(도 12).
상기 주입재(4) 및 주입재(4) 내부에 매립되는 강관 파일(3)에 의해 복합 파일이 형성된다.
이후, (d) 상기 강관 파일(3)의 상부에 건물 기초(2) 하부로 연장되는 확대공간부(12)를 터파기하여 강관 파일(3)의 상단이 확대공간부(12) 내에 노출되도록 한다(도 13).
즉, 상기 강관 파일(3)과 천공홀(11) 상단 부분을 확대 굴착하여 건물 기초(2) 하부로 연장되는 확대공간부(12)를 형성한다.
그리고 (e) 상기 확대공간부(12) 내에서 강관 파일(3)의 상단에 두부 보강구(5)를 설치하여 기초(2) 하부를 지지하도록 한다(도 14).
상기 확대공간부(12) 내에서 두부 보강구(5)를 강관 파일(3)에 설치한다.
상기 확대공간부(12)는 두부 보강구(5)를 기초(2) 외면과 평행하게 삽입한 후 90도 회전시켜 기초(2) 하부에 위치할 수 있도록 충분한 폭으로 형성한다(도 15).
상기 두부 보강구(5)는 상면이 기초(2) 하면에 밀착되도록 설치한다.
상기 높이조절부재(55)가 구비되는 경우에는 높이조절부재(55)를 이용하여 두부 보강구(5)의 기초받침부재(53)를 상승시켜 기초받침부재(53)가 기초(2)의 하면에 밀착되도록 한다.
마지막으로 (f) 상기 확대공간부(12)의 내부에 주입재(4')를 충전한다(도 3).
상기 확대공간부(12) 내에 주입재(4')를 충전하여 두부 보강구(5)와 강관 파일(3)을 일체화하고, 넓은 면적에 의해 기초(2)를 지지하여 응력 전달을 원활하게 하도록 한다.
1: 지반
11: 천공홀
12: 확대공간부
2: 기초
3: 강관 파일
31: 주입공
4: 주입재
5: 두부 보강구
51: 정착플레이트
52: 고정관
53: 기초받침부재
54: 지지부재
55: 높이조절부재
551: 하부결합부재
552: 상부결합부재
553: 조절볼트
554: 하부너트
555: 상부너트

Claims (8)

  1. 지반(1)에 천공되는 천공홀(11);
    상기 천공홀(11) 내에 삽입되는 것으로 외주면에 복수의 주입공(31)이 형성된 강관 파일(3);
    상기 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 강관 파일(3)의 외부로 주입되어 강관 파일(3) 내부 및 천공홀(11)과 강관 파일(3) 사이 공간에 충전되는 주입재(4); 및
    상기 강관 파일(3)의 상단에 구비되어 기초(2)의 하중을 강관 파일(3)로 전달하는 두부 보강구(5); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 두부 보강구(5)는 강관 파일(3)의 상단에 구비되어 기초(2) 내부에 매립되는 정착플레이트(51) 및 상기 정착플레이트(51)의 하부에 결합되는 것으로 강관 파일(3)의 상단이 삽입되어 고정되도록 하부가 개방된 고정관(52)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조.
  3. 제1항에서,
    상기 강관 파일(3)은 기존 건물 기초(2)의 외측에 위치하고, 상기 천공홀(11)의 상부에는 상기 두부 보강구(5)가 수용되는 확대공간부(12)가 건물 기초(2)의 하부로 연장되도록 형성되어, 상기 확대공간부(12)의 내부에 위치하는 두부 보강구(5)가 상기 강관 파일(3)의 상단에서 건물 기초(2)의 하부 측으로 연장 형성됨으로써 기초(2)를 지지하는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조.
  4. 제3항에서,
    상기 확대공간부(12)에는 주입재(4')가 충전되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조.
  5. 제3항에서,
    상기 두부 보강구(5)는 강관 파일(3)에 일측이 고정되어 기존 건물의 기초(2) 하면에 밀착되는 기초받침부재(53) 및 상기 기초받침부재(53)의 하부에서 강관 파일(3)에 고정되어 기초받침부재(53)를 지지하는 지지부재(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조.
  6. 제5항에서,
    상기 기초받침부재(53)는 강관 파일(3)에 상하 슬라이딩 이동 가능하게 구비되고, 상기 기초받침부재(53)와 지지부재(54)의 사이에는 기초받침부재(53)의 높이를 조절하는 높이조절부재(55)가 구비되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조.
  7. 제2항에 의한 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 지반(1)에 천공홀(11)을 천공하는 단계;
    (b) 상기 천공홀(11)의 내부에 상단이 지반(1) 상부로 돌출되도록 강관 파일(3)을 삽입하는 단계;
    (c) 상기 강관 파일(3)의 내부에 주입재(4)를 주입하여 주입재(4)가 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 천공홀(11) 내부에 충전되도록 하는 단계;
    (d) 상기 두부 보강구(5)의 고정관(52) 하부에 강관 파일(3)의 상단이 삽입되도록 상기 강관 파일(3)의 상단에 두부 보강구(5)를 설치하는 단계; 및
    (e) 상기 두부 보강구(5)가 매립되도록 상기 지반(1) 상부에 기초콘크리트를 타설하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법.
  8. 제3항에 의한 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 기존 건물 기초(2) 외측의 지반(1)에 천공홀(11)을 천공하는 단계;
    (b) 상기 천공홀(11)의 내부에 강관 파일(3)을 삽입하는 단계;
    (c) 상기 강관 파일(3)의 내부에 주입재(4)를 주입하여 주입재(4)가 강관 파일(3)의 주입공(31)을 통해 천공홀(11) 내부에 충전되도록 하는 단계;
    (d) 상기 강관 파일(3)의 상부에 건물 기초(2) 하부로 연장되는 확대공간부(12)를 터파기하여 강관 파일(3)의 상단이 확대공간부(12) 내에 노출되도록 하는 단계;
    (e) 상기 확대공간부(12) 내에서 강관 파일(3)의 상단에 두부 보강구(5)를 설치하여 기초(2) 하부를 지지하도록 하는 단계; 및
    (f) 상기 확대공간부(12)의 내부에 주입재(4')를 충전하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 이용한 지반 보강 구조의 시공 방법.
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