KR20230119794A

KR20230119794A - 말뚝 시공방법

Info

Publication number: KR20230119794A
Application number: KR1020220015986A
Authority: KR
Inventors: 김학성; 이용희; 박정선
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2022-02-08
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2023-08-16
Also published as: KR102643931B1

Abstract

본 발명의 말뚝 시공방법은, 원자력 발전소 주변이나 방사성폐기물이 매립되는 주변의 지반으로 단면이 환형을 가지는 말뚝을 인입하는 단계; 상기 말뚝 내의 지반의 토사를 배출하는 단계; 상기 지반의 물질을 조사하여 제1 영역과 상기 제1 영역에 대비하여 약한 지반을 가지는 제2 영역을 조사하는 단계; 상기 제2 영역에 위치되는 상기 말뚝을 천공하는 단계; 및 상기 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 단계를 포함한다.

Description

말뚝 시공방법{Pile construction method}

본 발명은 말뚝 시공방법에 관한 것이다.

말뚝 기초(pile foundation)는 암반 등의 단단한 지반이 상대적으로 연약한 지반 아래 깊은 곳에 위치하고 있어 얕은 기초가 적절하지 않은 경우 사용되는 구조물 기초 형식 중 하나이다. 말뚝의 지지력은 주로 선단 지지력과 주면 마찰력에 의해 발휘될 수 있다.

선단 지지력이란 말뚝의 바닥면이 단단한 지반 위에 올라서서 지탱되면서 나타나는 지지력이며, 주면 마찰력은 말뚝의 측면과 주변 지반의 마찰력에 의한 지지력이다. 특히 주면 마찰력을 증진시키기 위하여, 그라우팅 기법이 말뚝 기초 시공 시 종종 활용된다.

말뚝은 강관을 유압을 이용하여 인입하거나 해머를 이용해 항타하여 설치하는 말뚝 형태로서, 기계적 성능이 우수하고 방향과 관계없이 균질한 강성을 보이므로 널리 활용되고 있다.

말뚝 설치를 위한 그라우팅 기법에 사용되는 그라우팅액은 강관의 바닥면(선단)을 통해서 지반내에 주입된다. 그러나 말뚝의 설치 목적 상 말뚝 바닥면은 견고한 지반 내에 위치하는 것이 일반적이다. 이 때문에 그라우팅액은 상대적으로 투수성이 낮은 지반을 통과해야 하므로 멀리까지 확산되기 어렵다. 또한 실제로 보강이 필요한 연약대는 이보다 얕은 깊이에 위치하는 경우가 많다. 따라서 원하는 깊이 및 방향에 대하여 그라우팅액이 주입될 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신규 안전관련 구조물 건설 시 쓰나미 위협을 회피하기 위하여 상대적으로 연약한 지반이 두텁게 분포한 고지대를 부지로 선정하더라도 말뚝 시공이 안전하게 이루어질 수 있는, 말뚝 시공방법을 제공하는 것이다.

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

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 말뚝 시공방법은, 원자력 발전소 주변이나 방사성폐기물이 매립되는 주변의 지반으로 단면이 환형을 가지는 말뚝을 인입하는 단계; 상기 말뚝 내의 지반의 토사를 배출하는 단계; 상기 지반의 물질을 조사하여 제1 영역과 상기 제1 영역에 대비하여 약한 지반을 가지는 제2 영역을 조사하는 단계; 상기 제2 영역에 위치되는 상기 말뚝을 천공하는 단계; 및 상기 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 단계를 포함한다.

상기 말뚝을 천공하는 단계 이후, 상기 제2 영역의 주변으로 상기 그라우트액이 주입되도록 상기 제2 영역의 상부에 구획부를 삽입하거나 상기 구획부의 부피를 확장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 지반을 조사하는 단계는, 시추 조사 또는 물리 탐사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 조사할 수 있다.

상기 지반을 조사하는 단계는, 지반 보강 또는 말뚝의 주면 마찰력 증진이 필요한 구간 및 범위를 조사할 수 있다.

상기 지반을 조사하는 단계는, 상기 말뚝 시공 과정에서 회수되는 지반 물질을 조사할 수 있다.

상기 말뚝을 천공하는 단계는, 복수 개의 천공홀을 형성하도록 천공하고, 복수 개의 상기 천공홀은 가장 인접하여 이웃하는 상기 천공홀과 상하 방향에서 어긋나게 배치될 수 있다.

상기 말뚝을 천공하는 단계는, 복수 개의 상기 천공홀이 나선 방향을 따라 서로 이격되게 배치되도록 천공할 수 있다.

상기 말뚝을 인입하는 단계와, 상기 말뚝 내의 지반의 토사를 배출하는 단계는 동시에 진행될 수 있다.

상기 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 단계는, 상기 그라우트액을 1차 주입하는 단계; 상기 구획부를 제거하거나 상기 구획부의 부피를 축소하는 단계; 및 1차 주입되는 상기 그라우트액의 상부로 상기 그라우트액을 2차 주입하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 구획부의 부피를 축소하는 단계는, 상기 구획부 내부의 유체를 제거하여 상기 구획부의 형상을 복원하거나 상기 구획부를 터트릴 수 있다.

상기 말뚝을 천공하는 단계는, 성형작약으로 수행될 수 있다.

상기 구획부는, 패커(packer) 또는 내부가 유체로 충진되는 포켓을 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

본 발명의 말뚝 시공방법에 따르면, 말뚝 주변의 원하는 깊이와 방향, 즉 연약한 지반과 같이 필요한 영역에 그라우팅액을 주입하여, 말뚝의 주면 마찰력을 증진시킬 수 있으므로, 단단한 지반이 연약한 지반에 대비하여 더 깊은 곳에 형성되더라도 말뚝이 지지될 수 있다.

또한 본 발명은, 부지 내에 연약한 지반이 불규칙하거나·비균질하게 분포하더라도, 지반 보강이 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝을 인입하고, 말뚝 내의 지반을 배출하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝을 천공하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 구획부를 삽입하는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝 내에 그라우트액이 주입된 모습을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법을 도시한 순서도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝을 인입하고, 말뚝 내의 지반을 배출하는 모습을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝을 천공하는 모습을 도시한 도면이다.

더불어 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 구획부를 삽입하는 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 모습을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 시공방법의 말뚝 내에 그라우트액이 주입된 모습을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 말뚝 시공방법은, 원자력 발전소 주변이나 방사성폐기물이 매립되는 주변의 지반으로 단면이 환형을 가지는 말뚝을 인입하는 단계(S110), 말뚝 내의 지반의 토사를 배출하는 단계(S120), 지반의 물질을 조사하여 제1 영역과 제1 영역에 대비하여 약한 지반을 가지는 제2 영역을 조사하는 단계(S130), 제2 영역에 위치되는 말뚝을 천공하는 단계(S140), 제2 영역의 주변으로 그라우트액이 주입되도록 제2 영역의 상부에 구획부를 삽입하거나 구획부의 부피를 확장하는 단계(S150), 및 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.

먼저 원자력 발전소 주변이나 방사성폐기물이 매립되는 주변의 지반으로 말뚝(10)을 인입하는 단계(S110)는, 말뚝(10)을 지반에 압입하여 인입할 수 있다. 여기서 말뚝(10)은 환형 단면을 가지는 말뚝으로서 천공이 가능한 말뚝으로 이루어질 수 있다. 예시적으로 말뚝(10)은 강관 말뚝일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 천공이 가능한 다양한 말뚝이 적용될 수 있다.

말뚝(10)을 지반에 인입하는 것은, 항타 및 유압 등을 활용할 수 있다. 예시적으로 압입장치(도시하지 않음)를 통해 말뚝(10)을 압입하면서 동시에 말뚝(10) 내의 지반의 토사를 배출하는 단계(S120)를 수행할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 가능하다.

그리고 말뚝(10) 내의 지반의 토사를 배출하는 단계(S120)는, 아래와 같다.

앞서 언급되는 바와 같이, 토사를 배출하는 단계(S120)는, 말뚝(10)을 인입하는 단계(S110)와 동시에 수행될 수 있다.

말뚝(10) 내의 지반의 토사를 배출하는 것은, 드릴, 고압수, 및/또는 압축공기 등을 활용하여 말뚝(10) 내의 토사를 배출하여 말뚝(10) 내부의 토사를 제거할 수 있다.

예시적으로 토사 배출을 위한 장비는, 시추 장비/굴착 장비(20), 고압수 살수 장비(특고압 피스톤 펌프일 수 있음, 도시하지 않음) 및/또는 압축기(도시하지 않음) 등일 수 있다.

다음으로, 지반의 물질을 조사하여 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)을 조사하는 단계(S130)는, 시추 조사 또는 물리 탐사를 이용하여 조사할 수 있다. 여기서 제2 영역(S2)은, 제1 영역(S1)에 대비하여 약한 지반을 가질 수 있다.

지반 조사는, 지반 보강 또는 말뚝(10)의 주면 마찰력 증진이 필요한 구간 및 범위를 조사할 수 있다. 다시 말해서 제1 영역(S1)에 대비하여 약한 지반을 가지는 제2 영역(S2)에 그라우트액을 주입할 수 있도록, 제2 영역(S2)이 지반에서 어느 위치에 마련되는지 조사하는 것이다.

예를 들어 지반 조사는, 말뚝(10) 시공 과정에서 회수되는 지반 물질을 조사하여 이룰 수 있다.

다음으로, 제2 영역에 위치되는 말뚝(10)을 천공하는 단계(S140)는, 말뚝(10)의 천공홀(11)을 통해 제2 영역(S2)으로 그라우트액을 주입하기 위함이다.

말뚝(10) 천공은, 복수 개의 천공홀(11)을 형성하도록 말뚝(10)을 천공하는 것이다. 복수 개의 천공홀(11)은 가장 인접하여 이웃하는 천공홀(11)과 상하 방향에서 어긋나게 배치되게 형성될 수 있다. 일례로 복수 개의 천공홀(11)의 배치는, 구조적 건전성 측면에서 일부 영역에 집중되지 않도록, 나선 방향을 따라 서로 이격되게 배치되도록 천공되어 형성될 수 있다.

말뚝(10) 천공은, 제2 영역(S2)을 조사하는 단계(S130)를 통해 그라우트액이 주입되는 위치(제2 영역(S2))에 천공 장치(30)를 내려 보내 제2 영역(S2)에서 천공홀(11)의 위치/방향으로 하나 이상의 천공 장치(30)를 정렬시켜 강관 말뚝(10)의 벽면을 천공할 수 있다.

그리고 천공 장치(30)는 성형작약(shaped charge, 성형화약으로 명칭될 수 있음)이 활용될 수 있다. 성형작약은 폭약이 원추형 등의 형상으로 가공되어, 폭발력이 한 곳(천공홀(11)이 형성되는 위치)에 집중되는 먼로 효과(Munroe effect)를 이용할 수 있다. 그리고 성형작약은 말뚝(10) 내에 복수 개가 동시 투입될 수 있도록 기설정된 크기로 이루어질 수 있다. 기폭과 동시에 순간적으로 말뚝(10)의 벽체를 천공시킬 수 있으므로 드릴 등의 기계적인 천공 장치에 비해 신속한 시공이 가능할 수 있다. 성형작약은 말뚝(10)의 내벽에 설치되어 내부에서 외부 방향으로 천공할 수 있다.

이와 같이 말뚝(10)에 미리 천공홀(11)을 형성하지 않고, 말뚝(10)이 지반 내부에 인입된 이후 천공홀(11)을 형성하는 것은 아래의 이유에 의해서이다.

말뚝(10)에 천공홀(11)이 미리 제공되면, 말뚝 설치를 위한 항타 시 천공 부위에 응력이 집중되어 말뚝(10)이 변형될 우려가 있다. 이에 따라 본 실시예는 천공홀(11)이 이미 제공되는 말뚝을 제공하지 않고 말뚝(10)이 지반에 인입된 이후 천공홀(11)을 형성하므로, 특정 부위(천공홀 부위)에 응력이 집중되어 발생되는 변형/균열 문제를 방지할 수 있다.

게다가 천공홀이 미리 시공되지 않음으로써, 말뚝 시공 과정에서 사전에 천공된 주입구를 통하여 토사나 지하수가 유입될 수 있는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 말뚝(10) 내 토사를 제거하기 위해 고압수, 압축공기 등을 이용할 때 미러 형성되는 천공홀을 통해 말뚝(10) 외부의 토사가 불필요하게 배출되지 않으므로, 말뚝(10) 내부의 토사 제거 작업의 효율이 낮아지거나 천공홀(11) 주변 지반의 연약대를 침식시키는 문제를 방지할 수 있다. 다시 말해서 말뚝(10) 인입 및 토사 제거 작업 이후 천공홀(11)이 형성되어, 천공홀(11)에 의한 문제를 방지할 수 있다.

더불어 지반에 설치되기 전에 말뚝(10)을 공장에서 천공하면, 현장 지반조건에 따라 현장에서 다양한 천공 패턴을 신속하게 변경하여 적용하는 것이 어려운 문제가 있으나, 본 실시예는 지반의 특성에 따라 천공을 이룰 수 있다.

다음으로, 제2 영역(S2)의 주변으로 그라우트액이 주입되도록 제2 영역(S2)의 상부에 구획부(40)를 삽입하거나 구획부(40)의 부피를 확장하는 단계(S150)는, 제2 영역(S2)에 그라우트액이 집중되어 주입되도록 하기 위함이다. 다시 말해서 제1 영역(S1)에 대비하여 연약한 지반을 가지는 제2 영역(S2)이 보강되도록 하기 위함이다.

구획부(40) 삽입 또는 구획부(40)의 부피 확장은, 그라우팅액이 말뚝(10)의 상부 개구부로 흘러넘치는 것을 방지하고, 그라우팅액을 고압으로 지반 내에 주입시키기 위하여 말뚝(10)의 일부 구간을 밀폐하는 팽창식 그라우트 패커(packer) 또는 포켓 등을 활용 수 있다. 여기서 구획부(40)의 부피 팽창은, 구획부(40)에 호스가 연결되어 구획부(40)에 그라우트 및/또는 유체(공기/질소 등의 기체 일 수 있음)가 주입되어 구획부(40)의 부피가 팽창될 수 있다.

더불어 구획부(40)는 그라우트액이 구획부(40)의 하부 영역으로 주입될 수 있도록, 도넛 형상과 같이 그라우트액 주입용 호스가 통과하기 위한 구조를 이룰 수 있다.

다음으로, 말뚝(10) 내에 그라우트액을 주입하는 단계(S160)는, 말뚝(10) 내부만 아니라 말뚝(10)의 천공홀(11)을 통해 제2 영역(S2)으로 그라우트액을 주입할 수 있다.

예를 들어 그라우팅액을 말뚝(10)의 하부에서부터 주입할 수 있다. 이는 앞서 언급된 바와 같이 그라우트액 주입용 호스에 의해 수행될 수 있다. 더불어 구획부(40) 삽입으로 밀폐되는 제2 영역(S2)에 위치되는 말뚝(10) 내부만 아니라 천공홀(11)을 통해 제2 영역(S2)의 지반으로 그라우팅액을 주입할 수 있다. 이는 구획부(40)에 의해 공간이 밀폐되는 효과를 가지기 때문이다.

이와 같이 제2 영역(S2)에 위치되는 말뚝(10)의 내부 및 지반으로 그라우팅액을 주입한 이후, 구획부(40)의 상부 영역으로 그라우트액을 더 주입할 수 있다. 이를 위해 구획부(40)를 제거하거나 구획부(40)의 부피를 축소시켜, 구획부(40)에 의해 구획된 말뚝(10) 내부의 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)의 공간을 다시 하나의 공간으로 형성할 수 있다. 다만 본 실시예는 다양한 변형예가 가능하여 구획부(40)가 제거되지 않고 팽창된 상태에서 구획부(40)의 상부로 2차 그라우트액 주입이 형성될 수도 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

다시 말해서 천공홀(11)을 통해 말뚝(10)의 외부에 위치되는 지반으로 그라우트액이 주입되면 나머지 영역인 구획부(40)의 상부로 그라우트액을 주입하여 말뚝(10) 내부를 그라우트액으로 모두 충진할 수 있는 다양한 변형예가 가능하다.

이러한 그라우트액 주입 단계(S160)는, 그라우트액을 1차 주입하는 단계(S161), 구획부(40)의 부피를 축소하거나 구획부(40)를 제거하는 단계(S162) 및 1차 주입되는 그라우트액의 상부(구획부(40)의 상부 영역일 수 있음)로 그라우트액을 2차 주입하는 단계(S163)를 포함할 수 있다. 더불어 실시예의 변형예에 따라 단계(S162)는 생략될 수 있다.

여기서 구획부(40)의 부피 축소는, 구획부(40)를 제거하거나, 구획부(40)의 형상을 복원하거나(유체를 제거), 또는 구획부(40)를 터트림으로써 수행할 수 있다.

구획부(40)의 형상을 복원하는 것은, 구획부(40)에 주입된 유체를 다시 제거함으로써 이룰 수 있다. 이때 구획부(40) 내부의 유체 제거는, 구획부(40)에 연결되는 호스를 통해 유체를 빼냄으로써 이룰 수 있다.

다른 예로 구획부(40)를 터트리는 과정은, 그라우팅액이 2차 주입되는 과정을 통해 수행될 수 있다. 이는 그라우트액을 1차 주입하는 과정에서는 구획부(40)가 터지지 않으면서도, 추가로 그라우팅액이 주입되는 과정 즉, 그라우팅액의 2차 주입 과정에서 구획부(40)가 터지는 두께로 구획부(40)를 제공함으로써 이룰 수 있다.

그리고 그라우팅액 1차 주입은, 제2 영역을 조사하는 단계(S130)에서 제2 영역(S2)의 위치/높이에 따른 그라우팅액의 양과 천공홀(11)을 통해 제2 영역(S2)의 지반으로 주입되는 그라우팅액의 충분한 양을 설정하여 이에 대응하는 그라우팅액에 더해지는 양이 주입되면 구획부(40)가 터지도록 설계함으로써 이룰 수 있다. 그러나 이는 예시에 불과하므로 이에 한정되지 않음은 물론이다.

게다가 그라우트 양생(G) 후 압축 및 인발재하시험 등을 실시하여 지지력을 확인할 수도 있다.

이와 같은 실시예에 따른 말뚝 시공방법은, 말뚝(10) 주변의 원하는 깊이와 방향, 즉 연약한 지반으로 이루어지는 제2 영역(S2)과 같이 필요한 영역에 그라우팅액을 주입하여, 말뚝(10)의 주면 마찰력을 증진시킬 수 있으므로, 단단한 지반이 연약한 지반에 대비하여 더 깊은 곳에 형성되더라도 말뚝(10)이 지지될 수 있다.

또한 본 발명은, 부지 내에 연약한 지반이 불규칙·비균질하게 분포하더라도, 지반 보강이 효과적으로 이루어질 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 말뚝 11: 천공홀
20: 시추 장비 30: 천공 장치
40: 구획부

Claims

원자력 발전소 주변이나 방사성폐기물이 매립되는 주변의 지반으로 단면이 환형을 가지는 말뚝을 인입하는 단계;
상기 말뚝 내의 지반의 토사를 배출하는 단계;
상기 지반의 물질을 조사하여 제1 영역과 상기 제1 영역에 대비하여 약한 지반을 가지는 제2 영역을 조사하는 단계;
상기 제2 영역에 위치되는 상기 말뚝을 천공하는 단계; 및
상기 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 단계를 포함하는, 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 말뚝을 천공하는 단계 이후,
상기 제2 영역의 주변으로 상기 그라우트액이 주입되도록 상기 제2 영역의 상부에 구획부를 삽입하거나 상기 구획부의 부피를 확장하는 단계를 더 포함하는, 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 지반을 조사하는 단계는,
시추 조사 또는 물리 탐사 중 적어도 어느 하나를 이용하여 조사하는, 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 지반을 조사하는 단계는,
지반 보강 또는 말뚝의 주면 마찰력 증진이 필요한 구간 및 범위를 조사하는, 말뚝 시공방법.
제4항에 있어서,
상기 지반을 조사하는 단계는,
상기 말뚝 시공 과정에서 회수되는 지반 물질을 조사하는, 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 말뚝을 천공하는 단계는,
복수 개의 천공홀을 형성하도록 천공하고,
복수 개의 상기 천공홀은 가장 인접하여 이웃하는 상기 천공홀과 상하 방향에서 어긋나게 배치되는, 말뚝 시공방법.
제6항에 있어서,
상기 말뚝을 천공하는 단계는,
복수 개의 상기 천공홀이 나선 방향을 따라 서로 이격되게 배치되도록 천공하는, 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 말뚝을 인입하는 단계와, 상기 말뚝 내의 지반의 토사를 배출하는 단계는 동시에 진행되는, 말뚝 시공방법.
제2항에 있어서,
상기 말뚝 내에 그라우트액을 주입하는 단계는,
상기 그라우트액을 1차 주입하는 단계;
상기 구획부를 제거하거나 상기 구획부의 부피를 축소하는 단계; 및
1차 주입되는 상기 그라우트액의 상부로 상기 그라우트액을 2차 주입하는 단계를 포함하는, 말뚝 시공방법.
제9항에 있어서,
상기 구획부의 부피를 축소하는 단계는,
상기 구획부 내부의 유체를 제거하여 상기 구획부의 형상을 복원하거나 상기 구획부를 터트리는, 말뚝 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 말뚝을 천공하는 단계는,
성형작약으로 수행되는, 말뚝 시공방법.
제2항에 있어서,
상기 구획부는, 패커(packer) 또는 내부가 유체로 충진되는 포켓을 포함하는, 말뚝 시공방법.