KR20220147295A - 내진용 기초파일 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 내진용 기초파일은 지상의 건축구조물을 지지하도록 지중에 설치되는 내진용 기초파일로서, 중공관으로 마련되며, 중심축을 따라 회전시켜 지중에 매립되는 파이프유닛; 및 상기 파이프유닛이 지반을 통해 지중으로 매립될 수 있도록, 상기 파이프유닛에 연결되어 상기 파이프유닛의 회전에 따라 지반을 천공하는 진입유닛을 포함한다.

Description

내진용 기초파일 및 이를 제조하는 방법 {SEISMIC FOUNDATION PILE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 내진용 기초파일 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 파이프유닛이 지반을 통해 지중으로 매립될 수 있도록, 파이프유닛에 연결되어 파이프유닛의 회전에 따라 지반을 천공하는 진입유닛을 통해 파이프유닛 자체가 매립되면서 작업시간과 비용을 단축하고 안정성을 향상시킬 수 있는 내진용 기초파일 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

지진이란 지구 내부의 에너지가 지표로 나와, 땅이 갈라지며 흔들리는 현상으로, 지구의 바깥쪽 껍질인 암석(판)의 경계에서 판의 충돌에 의해 발생한다.

최근 잦은 지진으로 인해 모든 국가에서 지진발생에 따른 구조물의 안전성 확보에 대한 관심이 부쩍 높아지고 있다. 지진이 태풍이나 홍수 등 다른 자연재해에 비하여 무서운 것은 그 예측이 어렵고, 지진 발생시 그 피해지역이 매우 크며, 작은 규모의 지진도 지역 주민들에게 미치는 심리적인 불안감이 매우 크기 때문이다. 따라서 지진발생시 지표의 침하, 갈라짐 등으로 발생하는 건축물 및 교량 등의 유실을 줄이는 토목/건축의 기술개발이 절실히 필요하다.

건축물을 튼튼하게 짓는 것은 기본 중에 기본이지만, 내진 설계의 경우 견고하게 짓는다는 것보다 안 넘어지게 짓는 것이 보다 더 중요해서 일반적인 설계와는 다르다.

현대에 들어서는 지어지는 모든 건축물에 적용되는 것이 내진설계이며, 국내에서는 지진이 상대적으로 적고 비용도 절감하기 위해 엄격하게 적용하지 않고 오다가 최근 빈번해지는 지진 상황들이 발생하면서 필수요건이 되고 있다.

예를 들어 건축물의 내진설계의 방안으로 많이 사용하는 방법으로 건축물의 바닥면에 여러 종류의 파일(Pile)을 박는 방법을 통해 건축물들을 지진의 피해로부터 조금이라도 더 보호하려는 많은 노력들이 있다.

구체적으로 상기와 같은 파일기초(pile foundation) 작업에서 기초파일로 사용되는 철강파이프를 깊게 매설하기 위해서, 일본에서는 6m 길이의 철강파이프 를 지중으로 매설하고 나서 지면에서 1m 정도를 남겨 놓고 그 상부에 또 다른 6m 길이의 철강파이프를 용접하여 매설된다.

그러나 상술한 기초파일의 매설을 위해서는 일반적으로 지반에 구멍을 뚫은 공정이 필수적이며, 철강파이프를 매설하는 공정 후에는 시멘트를 타설하여 굳히는 공정이 필수적이다.

상술한 바와 같은 공정은 작업 구조상 깊이가 깊은 공간의 작업이 어렵고, 튼튼하게 굳히기가 쉽지 않고, 철근 번들을 튼튼하게 만들기가 쉽지 않으며, 골고루 시멘트를 타설하기 어려우며, 타설된 시멘트를 굳히고 경화시키는데 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상술한 지반을 천공하는 공정과 기초파일의 매설공정이 동시에 이루어짐으로써 시멘트를 타설하고 굳히는 과정까지 생략할 수 있게 하는 것이 과제이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 내진용 기초파일은, 지상의 건축구조물을 지지하도록 지중에 설치되는 내진용 기초파일로서, 중공관으로 마련되며, 중심축을 따라 회전시켜 지중에 매립되는 파이프유닛; 및 상기 파이프유닛이 지반을 통해 지중으로 매립될 수 있도록, 상기 파이프유닛에 연결되어 상기 파이프유닛의 회전에 따라 지반을 천공하는 진입유닛을 포함할 수 있다.

상기 진입유닛은, 상기 파이프유닛 하단에 연결되어 지반을 천공하는 천공부 및; 상기 천공부 일측에 배치되어 상기 천공부에 의해 발생되는 토사를 상기 천공부의 진입방향과 다른방향으로 배출하는 날개부를 포함할 수 있다.

상기 천공부는, 상기 파이프유닛과 동일한 길이방향 및 동심을 가지도록, 상단이 상기 파이프유닛의 하부에 연결되며, 하단에는 첨단부가 형성될 수 있다.

상기 천공부는, 외주면이 상광하협의 원뿔형태로 마련되며, 외주면의 상부에서 하방향으로 길게 형성된 돌출부재가 외주면을 따라 소정간격 이격되어 배열될 수 있다.

여기서 상기 날개부는, 상기 파이프유닛의 외주면에 스크류 형태로 결합될 수 있다.

또한 상기 날개부는, 상기 파이프유닛의 외주면에서 돌출된 단위날개가 상기 파이프유닛의 회전방향에 대응하여 상기 파이프유닛의 길이방향에 사선방향으로 형성될 수 있다.

상기 단위날개는, 토사를 배출하기 위한 v자 형태의 날개배출홈이 형성되고, 토사의 배출을 보조할 수 있도록 보조돌기가 형성될 수 있다.

상기 보조돌기는, 상기 날개배출홈에서 서로 마주보는 제1면 및 제2면에 배치되며, 상기 배출홈의 길이방향을 따라 상기 제1면 및 상기 제2면에서 엇갈리게 배열될 수 있다.

한편 상기 날개부는, 상기 천공부의 상단에 연결될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 내진용 기초파일 제조방법은, 파이프유닛이 지면에 수평이되도록 지지하여 고정하는 파일 고정 단계; 상기 파이프유닛의 외주면에 진입유닛의 날개부를 기설정된 위치에 위치시키는 장착 단계; 및 상기 날개부를 상기 파이프유닛의 외주면에 고정하는 용접 단계를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 내진용 기초파일 및 이를 제조하는 방법은, 별도 지반을 뚫는 스크류 과정이 필요 없이 매립될 파일이 바로 지반을 목표 지점까지 뚫고 진입하여 그 자리에서 바로 굳게 함으로써, 작업시간을 단축하고, 작업에 필요한 인원을 감축할 수 있으며, 이에 따라 작업생산성을 향상시키고, 작업에 필요한 비용을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한 상술한 종래의 작업공정에 필요한 작업공간보다 좁은 작업 공간만을 필요하므로 공간 제약이 개선된다는 효과가 있다.

또한 지면에 수직방향으로 연속적으로 견고하게 결합될 수 있어 지반으로부터 깊게 기초파일을 매설할 수 있으며, 이로 인해 지진 발생시 흔들림을 최소화하여 안전성이 향상된다는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일이 매립장치에 의해 지중에 매설되는 모습을 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 전체 모습을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 파이프유닛과 진입유닛을 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 천공부의 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 천공부의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 진입유닛의 날개부의 형태를 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 진입유닛의 변형예를 설명하기 위한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 연결유닛을 설명하기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진용 기초파일을 설명하기 위한 도면;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내진용 기초파일을 설명하기 위한 도면;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일이 매립장치에 의해 지중에 매설되는 모습을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 전체 모습을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 파이프유닛과 진입유닛을 설명하기 위한 도면이고. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 천공부의 변형예를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 천공부의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 진입유닛의 날개부의 형태를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 진입유닛의 변형예를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일의 연결유닛을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일(10)은 크게 파이프유닛(100), 진입유닛(200)을 포함할 수 있다.

본 발명의 내진용 기초파일(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 지상의 건축구조물을 지지하도록 매립장치(1)를 통해 지중에 설치될 수 있다.

여기서 매립장치(1)는 본 발명의 내진용 기초파일(10)을 고정하고, 기초파일을 회전시켜 지반(G)을 천공함과 동시에 지중에 매립할 수 있다면, 그 형상, 구성에 대하여는 다양할 수 있으며, 이로 인해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다고 할 것이다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 파이프유닛(100)은, 매립장치(1)에 고정시킨 다음 회전시켜 지중에 매립되고, 건축구조물의 하부를 지지함으로써, 지표의 침하, 갈라짐 등으로 발생하는 건축물의 붕괴 및 교량 등의 구조물의 유실을 줄이는 역할을 수행할 수 있다.

즉, 파이프유닛(100)은 지중에 매립되어 상술한 건축물과 상술한 구조물을 포함하는 건축구조물의 하부를 견고하게 지지함으로써, 지진으로 인한 피해를 경감하여 안전성을 확보할 수 있다.

이때 파이프유닛(100)은 중공관으로 마련될 수 있으며, 지상에서 그 상단을 매립장치(1)에 고정시킨 다음 파이프유닛(100)의 중심축을 따라 회전시켜 지중에 매립될 수 있다.

또한 파이프유닛(100)은 매설장치에 의해 상단이 지면에서 소정높이 노출되도록 지중에 매립된 다음 오비탈 용접장치와 같은 설비를 통해 또 다른 파이프유닛(100)을 연결시켜 지중에 매립될 파이프유닛(100)의 길이를 조절할 수 있다.

예를 들어 파이프유닛(100)는 서로 견고하게 연결될 수 있도록 철강파이프로 마련될 수 있으며, 6m 길이로 형성되어 지면에서 1m 정도를 남겨 놓고 5m만을 지중에 매립한 상태에서 그 상부에 또 다른 6m 길이의 철강파이프를 용접할 수 있다.

상술한 바와 같이 파이프유닛(100)을 지반(G)에서 10m 이상의 깊이로 매립함에 따라 내진설계 효과를 향상시켜 건축구조물들을 지진의 피해로부터 보호할 수 있다.

진입유닛(200)은 상술한 파이프유닛(100)이 지반(G)을 통해 지중으로 매립될 수 있도록, 파이프유닛(100)에 연결되어 지반(G)에 접촉되고, 파이프유닛(100)의 회전에 따라 지반(G)을 지면에 수직방향으로 천공할 수 있다.

진입유닛(200)의 구성에 대하여 도 3을 통해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

구체적으로 진입유닛(200)은 천공부(220),날개부(240)를 포함할 수 있다.

먼저 천공부(220)는 지반(G)을 천공하도록 상술한 파이프유닛(100) 하단에 연결될 수 있다.

구체적으로 천공부(220)는, 파이프유닛(100)과 동일한 길이방향 및 동심을 가지도록, 상단이 파이프유닛(100)의 하부에 연결되며, 하단에는 첨단부(220c)가 형성될 수 있다.

예를 들어 천공부(220)는, 도 3에 도시된 바와 같이 외주면이 상광하협의 원뿔형태로 마련될 수 있다.

다시 말하면 천공부(220)는 중심축과 지면이 이루는 가상의 평면을 기준으로 측단면도를 보았을 때 어느 한변이 파이프유닛(100)의 하단에 연결된 역삼각형 형태일 수 있다.

이때 천공부(220)의 진입으로 발생하는 토사를 천공부(220)의 진입과 다른방향으로 배출하는 공간을 형성하여 지반(G)의 천공과정을 더욱 원활하게 할 수도 있으며, 지반(G)의 형태나 강도에 따라 도 3에 도시된 바와 다른 형태로 변형될 수도 있으며, 변형예들에 대하여는 도 4,5,9 및 10을 통해 후술하기로 한다.

예를 들어 천공부(220)는 도 4와 같이 파이프유닛(100)의 하단에 연결되는 상부에서 가장 하부에 위치한 첨단부(220c)까지 소정간격으로 단턱이 형성됨으로써, 배출공간을 확보하도록 마련될 수 있다.

구체적으로 천공부(220)는 몸체(220a), 배출홈(220b), 첨단부(220c)를 포함할 수 있으며, 이때 몸체(220a)는 파이프유닛(100)의 하단과 가장 하부에 위치한 첨단부(220c) 사이에서 직경이 점차 작아지는 복수의 원기둥이 서로 연결된 형태로 마련될 수 있다.

따라서 인접한 원기둥의 직경차이로 인해 단턱이 형성되고, 형성된 단턱으로 인해 배출홈(220b)이 형성될 수 있다.

즉 복수의 원기둥의 측면과, 측면에 수직으로 접하는 다른 원기둥의 하부면 이 이루는 배출홈(220b)을 통해 첨단부(220c)를 기준으로 회전축의 사선방향으로 토사가 배출될 수 있다.

상술한 바와 다른 형태로, 도 5에 도시된 바와 같이, 지반(G)의 강도가 강한 경우에 천공부(220)는 파이프유닛(100)의 하단에서 동심축을 가지고 연결된 몸체(220a)를 포함할 수 있으며, 몸체(220a)의 외주면에는 지면에 수직방향으로 길이를 가지고 몸체(220a)의 중앙측을 향해 함몰된 배출홈(220b)이 소정 간격 이격되어 배열될 수 있다.

이경우에, 첨단부(220c)는 끝이 뾰족한 형태로 마련되지 않고, 도면에 도시된 바와 같이 반구의 형태로 몸체(220a)의 하부면에 형성할 수도 있다.

따라서 반구의 형태로 마련된 첨단부(220c)는 천공할 지반(G)의 강도보다 강한 강도의 재질로 마련함으로써, 강도가 강한 지반(G)을 고르게 갈아 천공할 수 있게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이 날개부(240)는 천공부(220)에 의해 발생되는 토사를 천공부(220)의 진입방향과 다른방향으로 배출하기 위해 천공부(220)의 일측에 배치될 수 있다.

구체적으로 날개부(240)는 파이프유닛(100)의 외주면에 스크류 형태로 결합될 수 있으며, 날개부(240)의 날개폭(W1)과 날개사이의 간격(W2)를 조절하여 지반(G)에 대응하여 배출공간을 조절할 수 있다.

또한 본 발명의 내진용 기초파일(10)이 완전히 지중에 매립된 경우에는 상술한 날개부(240)에 의해 지중과의 접촉면이 더 넓게 가져갈 수 있게 되고, 이에 따라 본 발명의 내진용 기초파일(10)의 위치를 안정적으로 고정할 수 있게 된다.

뿐만 아니라 날개부(240)는, 상술한 천공부(220)의 상단에 연결될 수도 있다.

예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 천공부(220)는 상술한 바와 같이 상광하협의 원기둥형태로 마련될 수 있으며, 천공부(220)의 상단에서 첨단부(220c)가 형성된 아래 방향으로 스크류 형태의 날개부(240)가 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일(10)은 연결유닛(300)을 더 포함할 수 있다.

구체적으로 연결유닛(300)은 파이프유닛(100)이 전술한 매립장치(1)에 견고하게 고정되어 파이프유닛(100)의 중심축을 기준으로 회전될 수 있도록 파이프유닛(100)의 상측 외주면에 마련될 수 있다.

예를 들어 연결유닛(300)은 파이프유닛(100)의 상측 외주면에서 중심축 방향으로 형성된 결합홈의 형태로 마련될 수 있다.

이로 인해 매립장치(1)는 결합홈에 형상 대응되는 결합구를 가진 클램프를 통해 파이프유닛(100)을 견고하게 고정할 수 있게 된다.

또한 연결유닛(300)은 도 8에 도시된 바와 같이 연결부재(320)를 포함할 수 있다.

연결부재(320)는 상술한 바와 같이 지중에 매립되는 길이를 조절하기 위하여 오비탈 용접기와 같은 설비로 파이프유닛(100)을 수직으로 용접할 경우에, 용접 라인(WD)을 기준으로 하부에 위치한 파이프유닛(100)의 연결유닛(300)과 상부에 위치한 파이프유닛(100)의 연결유닛(300)에 연결될 수 있다.

따라서 연결유닛(300)은 서로 연결된 파이프유닛(100)의 결합력을 더욱 견고히 할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진용 기초파일(10)을 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진용 기초파일(20)은 크게 파이프유닛(100), 진입유닛(200)을 포함할 수 있으며, 연결유닛(300)을 더 포함할 수도 있다.

여기서 파이프유닛(100)과 연결유닛(300)은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프유닛(100)과 동일 유사하므로 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대하여만 설명하도록 하겠다.

진입유닛(200)은, 천공부(220)와 날개부(240)를 포함하며, 천공부(220)는 지반(G)을 천공하도록 상술한 파이프유닛(100) 하단에 연결될 수 있다.

또한 일 실시예에서 상술한 바와 같이 천공부(220)는, 파이프유닛(100)과 동일한 길이방향 및 동심을 가지도록, 상단이 파이프유닛(100)의 하부에 연결되며, 하단에는 첨단부(220c)가 형성될 수 있다.

즉 천공부(220)는, 도 3에 도시된 바와 같이 외주면이 상광하협의 원뿔형태로 마련될 수 있다.

날개부(240)는, 단위날개를 포함할 수 있다.

단위날개는 파이프유닛(100)의 외주면에 돌출 형성되되, 파이프유닛(100)의 외주면에서 파이프유닛(100)의 회전방향에 대응하도록, 파이프유닛(100)의 중심축을 기준으로 사선방향으로 형성될 수 있다.

다시 말하면 단위날개는 파이프유닛(100)의 길이방향을 기준으로 사선방향으로 형성됨으로써, 단위날개 사이에 상술한 사선방향의 토사 배출영역이 형성되고, 이에 따라 천공부(220)에 의해 생성되는 토사를 천공부(220)의 진입방향과 다른방향으로 배출할 수 있게 된다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내진용 기초파일(10)을 설명하기 위한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내진용 기초파일(30)은 크게 파이프유닛(100), 진입유닛(200)을 포함할 수 있으며, 연결유닛(300)을 더 포함할 수도 있다.

여기서 파이프유닛(100)과 연결유닛(300)은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프유닛(100)과 동일 유사하므로 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대하여만 설명하도록 하겠다.

진입유닛(200)은, 천공부(220)와 날개부(240)를 포함하며, 천공부(220)는 지반(G)을 천공하도록 상술한 파이프유닛(100) 하단에 연결될 수 있다.

또한 일 실시예에서 상술한 바와 같이 천공부(220)는, 파이프유닛(100)과 동일한 길이방향 및 동심을 가지도록, 상단이 파이프유닛(100)의 하부에 연결되며, 하단에는 첨단부(220c)가 형성될 수 있다.

즉 천공부(220)는, 전술한 도 3에 도시된 바와 같이 외주면이 상광하협의 원뿔형태로 마련될 수 있다.

이때 천공부(220)는 도 10에 도시된 바와 같이 외주면의 상부에서 하방향으로 길게 형성된 돌출부재(280)가 외주면을 따라 소정간격 이격되어 배열됨으로써, 토사의 배출공간을 확보할 수 있다.

또한 돌출부재(280)는 길이방향의 수직방향으로 돌출된 돌출편(280a)이 길이방향을 따라 일정하게 배열될 수 있다.

즉 돌출부재(280)는 적어도 일면에 기어이와 같은 돌출편(280a)이 배열됨으로써, 지반(G) 또는 지중에 대한 천공부(220)의 접촉면적을 확대시켜 결론적으로 천공부(220)가 지반(G)을 원활하게 천공할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

날개부(240)는, 단위날개를 포함할 수 있으며, 파이프유닛(100)의 외주면에서 돌출된 단위날개가 파이프유닛(100)의 회전방향에 대응하여 파이프유닛(100)의 길이방향에 사선방향으로 형성될 수 있다.

여기서 단위날개는, 날개배출홈(240a)(220b)이 형성될 수 있는데, 날개배출홈(240a)(220b)은 토사를 원활하게 배출할 수 있도록 v자 형태로 마련될 수 있다.

또한 단위날개는 토사의 배출을 보조할 수 있도록 보조돌기(240b,240c)가 형성될 수 있으며, 보조돌기(240b,240c)는, 도 10에 도시된 바와 같이 날개배출홈(240a)(220b)에서 서로 마주보는 제1면과 제2면에 각각 배치될 수 있다.

이때 보조돌기(240b,240c)는 날개배출홈(240a)(220b)의 길이방향을 따라 제1면과 제2면에서 엇갈리게 배열될 수 있다.

단위날개를 그 길이방향에 수직으로 절단한 단면도를 기준으로 다시 설명하면, 단위날개는 제1면과 제2 면이 만나는 날개배출홈(240a)(220b)의 중앙측 모서리를 기준으로, 서로 비대칭인 형태로 마련될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일 제조방법은, 크게 파일 고정 단계(S1). 장착 단계(S2), 용접 단계(S3)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내진용 기초파일 제조방법은 자동용접장치를 통해 파이프유닛에 상술한 날개부를 자동 용접하는 방법에 관한 것으로, 파이프유닛을 자동으로 회전시키면서 원하는 용접부위를 자동으로 용접하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

먼저 고정단계에서는 파이프 유닛이 회전할 때 충분히 수평을 이루며 지지되도록 수평지지롤러를 가진 지지장치에 의해 파이프유닛이 지면에 수평이 되도록 지지하여 고정할 수 있다(S1).

이때 지지장치에서 파이프유닛을 고정하는 클램프는 후술할 용접 작업 진행을 안전하게 진행할 수 있도록 작업자의 명령에 대응하여 견고하게 파이프를 클램핑하거나 클램핑해제 할 수 있다.

또한 클램프는 파이프유닛의 중심축을 기준으로 정회전 또는 역회전하도록 마련될 수 있다.

다음으로 장착 단계에서는 지지장치에서 클램프에 의해 고정된 파이프유닛의 외주면에 진입유닛의 날개부를 기설정된 위치에 위치시킬 수 있다(S2).

이때 장착 단계에서는 스크류 형태의 날개부의 중심축과 파이프유닛의 중심축을 일치시키는 과정을 포함할 수 있다.

마지막으로 용접 단계에서는 날개부를 파이프유닛의 외주면에 고정하는 하게 되는데(S3), 이때 용접장치는 곡률을 포함하는 용접라인에 대응하여 다관절 로봇에 결합되어 각도조절이 용이한 용접토치를 구비할 수 있다.

또한 용접 단계에서의 용접장치는 지지장치에 지지된 파이프유닛의 길이방향으로 전후진이 가능하도록 마련함으로써 다양한 날개부의 길이에 대응한 용접이 가능하도록 마련될 수 있으며, 이때 용접 단계는 CO₂ 용접이 이뤄질 수 있다.

따라서 본 발명의 내진용 기초파일 및 이를 제조하는 방법은, 별도 지반을 뚫는 스크류 과정이 필요 없이 매립될 파일이 바로 지반을 목표 지점까지 뚫고 진입하여 그 자리에서 바로 굳게 함으로써, 작업시간을 단축하고, 작업에 필요한 인원을 감축할 수 있으며, 이에 따라 작업생산성을 향상시키고, 작업에 필요한 비용을 감소시킬 수 있다.

또한 상술한 종래의 작업공정에 필요한 작업공간보다 좁은 작업 공간만을 필요하므로 공간 제약이 개선될 수 있으며, 지면에 수직방향으로 연속적으로 견고하게 결합될 수 있기 때문에 지반으로부터 깊게 기초파일을 매설할 수 있게 되고, 이로 인해 지진 발생시 흔들림을 최소화하여 안전성이 향상될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

1: 매립장치
G: 지반
10: 내진용 기초파일
100: 파이프유닛
200: 진입유닛
220: 천공부
240: 날개부
300: 연결유닛

Claims (10)

1. 지상의 건축구조물을 지지하도록 지중에 설치되는 내진용 기초파일로서,
   중공관으로 마련되며, 중심축을 따라 회전시켜 지중에 매립되는 파이프유닛; 및
   상기 파이프유닛이 지반을 통해 지중으로 매립될 수 있도록, 상기 파이프유닛에 연결되어 상기 파이프유닛의 회전에 따라 지반을 천공하는 진입유닛;
   을 포함하는 내진용 기초파일
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 진입유닛은,
   상기 파이프유닛 하단에 연결되어 지반을 천공하는 천공부 및;
   상기 천공부 일측에 배치되어 상기 천공부에 의해 발생되는 토사를 상기 천공부의 진입방향과 다른방향으로 배출하는 날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 천공부는,
   상기 파이프유닛과 동일한 길이방향 및 동심을 가지도록, 상단이 상기 파이프유닛의 하부에 연결되며, 하단에는 첨단부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 천공부는,
   외주면이 상광하협의 원뿔형태로 마련되며, 외주면의 상부에서 하방향으로 길게 형성된 돌출부재가 외주면을 따라 소정간격 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 날개부는,
   상기 파이프유닛의 외주면에 스크류 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 날개부는,
   상기 파이프유닛의 외주면에서 돌출된 단위날개가 상기 파이프유닛의 회전방향에 대응하여 상기 파이프유닛의 길이방향에 사선방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 단위날개는,
   토사를 배출하기 위한 v자 형태의 날개배출홈이 형성되고, 토사의 배출을 보조할 수 있도록 보조돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 보조돌기는,
   상기 날개배출홈에서 서로 마주보는 제1면 및 제2면에 배치되며, 상기 배출홈의 길이방향을 따라 상기 제1면 및 상기 제2면에서 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는,
   내진용 기초파일.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 날개부는,
   상기 천공부의 상단에 연결되는 것을 특징으로하는,
   내진용 기초파일.
   
10. 파이프유닛이 지면에 수평이되도록 지지하여 고정하는 파일 고정 단계;
    상기 파이프유닛의 외주면에 진입유닛의 날개부를 기설정된 위치에 위치시키는 장착 단계; 및
    상기 날개부를 상기 파이프유닛의 외주면에 고정하는 용접 단계를 포함하는,
    내진용 기초파일 제조방법.
    

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