WO2014107058A1 - 자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법 - Google Patents

자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2014107058A1
WO2014107058A1 PCT/KR2014/000066 KR2014000066W WO2014107058A1 WO 2014107058 A1 WO2014107058 A1 WO 2014107058A1 KR 2014000066 W KR2014000066 W KR 2014000066W WO 2014107058 A1 WO2014107058 A1 WO 2014107058A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pile
expansion
carrier
hole
diameter
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/000066
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임성대
최동규
Original Assignee
(주)삼일이엔씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)삼일이엔씨 filed Critical (주)삼일이엔씨
Publication of WO2014107058A1 publication Critical patent/WO2014107058A1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/44—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds with enlarged footing or enlargements at the bottom of the pile
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/62—Compacting the soil at the footing or in or along a casing by forcing cement or like material through tubes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • E21B10/322—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools cutter shifted by fluid pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Definitions

  • the present invention relates to a pile that is used for construction foundation work or for fixing a structure, and in particular, it is possible to expand itself with a light weight designed without overcutting, and thus it is possible to reliably increase the compressive bearing capacity and pullout resistance of the pile even in a solid ground. It's about the pile that makes it so.
  • piles installed in the ground for the foundation of construction structures and ground structures or offshore structures are designed to receive mainly compressive force at the tip.
  • compression and tension may be alternately applied or tensile strength may occur. do.
  • the pile In most cases of expanding the tip of the pile, the pile must be pushed up to the rock layer, so the vertical drilling to the rock layer is completed with a direct drilling drill and the process of expanding the tip of the drilling hole with a separate expansion drill is required. After that, the remaining slime at the tip of the drilled hole is removed cleanly, the relaxation of the vacant wall of the enlarged hole is stabilized, and the concrete is placed in the pile expansion space. Therefore, the expansion part reinforcing member is formed at the tip of the pile in the drilled hole.
  • the expansion structure of the pile tip of the prior art is not only to increase the amount of equipment used and the amount of drilling more than necessary, but also to prevent the expansion wall of the expansion hole from loosening or collapsing during the drilling work for expanding the tip portion. It was not easy to use universally.
  • an object of the present invention is to provide a pile having a diameter-cutting function so that the pile can be expanded to a pre-designed standard even in a solid soil layer or rock layer to improve the allowable bearing capacity and pull resistance of the pile installed in the ground
  • the construction method is provided.
  • Another object of the present invention is to provide a pile and a construction method having a diameter-cutting function, but at the same time to maintain the diameter diameter hole to be filled with the joint filling material to prevent loosening or collapse of the expansion hole.
  • Still another object of the present invention is to provide a pile and a method for constructing the curable bonding filler filling the diameter hole to maintain strength and quality comparable to products produced at a factory by pouring without mixing residual slime.
  • a portion of the pile main body 100 is provided with a magnification sphere (102) capable of forming a pile expansion portion, 102 is composed of a cutting tool 10 for diameter cutting and a radial expansion carrier 12 radially expanded under the pressure of the hardenable joining filler material 14 to the cutting tool 10 and the radial expansion carrier in the expanded state.
  • (12) is a pile capable of self-diameter, characterized in that the pile expansion portion is formed.
  • the connection is connected to the front end of the pile body 100 and provided with a detachable expansion diameter 102 to form a pile expansion
  • the separation type expansion Oral 102 consists of a cutting tool 10 for diameter cutting and a radial expansion carrier 12 that is radially expanded at the pressure of the hardenable bonding filler material 14 to extend the cutting tool 10 and the radial expansion
  • It is a pile capable of self-diameter, characterized in that the pile enlarged portion is formed by the carrier 12.
  • the present invention in the pile is installed in the drilling hole in the underground is completed, a portion of the pile main body 100 is provided with a magnifying sphere 102 that can be formed in the pile expansion portion, the enlarged sphere 102 is Cutting tool 10 for radially diameter cutting having a radial support frame 16 formed by the upper and lower plate bodies 18 and 18a and the spacer 20 and arranged in a plurality of the upper and lower plate bodies 18 and 18a. And a radially expanding carrier 12 initially positioned within the rupture support frame 16 and radially expanding under the pressure of the hardenable joining filler material 14.
  • the present invention in the construction method of the pile is installed in the drilling hole of the underground boring, the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 is included at the tip of the drilling hole 2 of the underground boring completion
  • the hardenable bonding filler (14) (14a) which is installed in the outside of the expansion carrier (12) by incorporating the pile body (100) equipped with the enlarged oral diameter (102) and rotating the pile body (100).
  • the cutting tool 10 radially cuts radially and the filler filler (14) (14a) characterized in that the expansion carrier 12 continues to fill the expanded diameter hole (4) cut until the inflow of the end is extended to form a pile expansion.
  • the present invention in the construction method of the pile is installed in the drilling hole of the underground boring, the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 is included at the tip of the drilling hole 2 of the underground boring completion Bonding filler material 14 that is hardened through the hose body connected to the ground to the empty expansion carrier 12 while rotating the pile body 100 is mounted to the pile body 100 equipped with the enlarged oral diameter 102 ( 14a), the expansion carrier 12 radially expands under the pressure of the bonding filler material 14, 14a, and at the same time, the cutting tool 10 radially cuts radially and the inflow of the bonding filler material 14, 14a ends. It is characterized in that the expansion carrier 12 is radially expanded while the expanded carrier 12 continues to fill the cut diameter hole 4 until it is formed to form a pile enlargement part.
  • the present invention in the construction method of the pile is installed in the drilling hole of the underground boring, the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 is included at the tip of the drilling hole 2 of the underground boring completion Inject the pile body 100 is equipped with the enlarged diameter ball 102, while rotating the pile body 100 by applying a separate horizontal action force to the cutting tool 10, the cutting tool 10 is radially expanded while radially expanding The expansion carrier 12 filled with the hardenable joining filler 14 and 14a is also expanded while filling the enlarged diameter hole 4 to form a pile enlarged portion.
  • the present invention in the construction method of the pile is installed in the drilling hole of the underground boring, the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 is included at the tip of the drilling hole 2 of the underground boring completion
  • the cutting tool 10 pushed into the expansion carrier 12 by applying an internal pressure to the expansion carrier 12 while rotating the pile main body 100, and mounting the pile body 100 equipped with the enlarged oral diameter 102.
  • the diameter of the diameter is cut to complete the formation of the diameter hole (4), and the expansion carrier 12 is filled with a hardenable bonding filler material (14, 14a) is characterized in that the pile enlargement is formed.
  • the present invention in the construction method of the pile is installed in the drilling hole of the underground boring, the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 is included at the tip of the drilling hole 2 of the underground boring completion
  • the pile body 100 equipped with the enlarged diameter ball 102 is mounted, and the inside of the expansion carrier 12 is rotated while pressing the pile filled with the bonding fillers 14 and 14a that are hardened by the amount considering the diameter.
  • the expanded carrier 12 radially expands, and the cutting tool 10 radially cuts radially and cuts until the inflow of the bonding filler 14 and 14a is completed.
  • the expansion carrier 12 continues to fill while radially expanding to form a pile expansion.
  • the present invention in the construction method of the pile is installed in the drilling hole of the underground is completed, it is possible to form the pile enlargement and the removable tool (10) and the expansion bracket 12 including the expansion carrier 12 To the end of the drilling hole (2), while filling the bonding filler (14, 14a) hardenable into the expansion carrier 12 to rotate the enlarged sphere 102 to form a pile enlargement, and then the pile body ( Combined 100 and the expansion sphere 102 is characterized in that the completion of the pile construction.
  • the present invention can be used to increase the permissible bearing capacity and pull resistance of the pile of the pile regardless of the type of strata using the pile can be expanded to fill the diameter hole immediately can reduce the number of construction of the pile. And if you use a pile that can be expanded to itself while filling the diameter hole of the present invention is not required for a separate drill for diameter expansion.
  • the cutting tool provides a pile enlargement cross section of precisely designed dimensions without undue cutting, so that only a minimum amount of cutting work and a minimum amount of bonding filler material can greatly increase the bearing capacity and pullout resistance.
  • the curable bonding filler filled in the diameter portion by the present invention can maintain the quality and strength comparable to the product produced in the factory because the residual slime in the drilling hole is not mixed.
  • the cutting tool constituting the enlarged sphere of the present invention can itself serve as a permanent reinforcing member of the enlarged portion.
  • 1 is a view for explaining the collapse of the hollow wall of the diameter-cutting portion during diameter expansion work with a general diameter drill
  • Figure 2 is a view showing a configuration for forming a pile expansion using a pile equipped with a magnifier in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining the skeleton structure of the enlarged oral cavity of FIG.
  • 4 and 5 is an exemplary view showing a state of enlarged spheres of various structures according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a block diagram of a separate type enlarged oral cavity
  • FIG. 7 and 8 is a state configuration diagram of the detachable expansion sphere of Figure 6 combined with a ready-made pile body and a site-pouring pile body,
  • 10 and 11 is a view illustrating the construction of a pile capable of expanding itself according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of the expansion carrier according to another embodiment of the present invention.
  • piles installed in the ground to support or fix the structure are designed to receive mainly compressive force at the perforated tip.
  • compression and tension may be alternately applied or tension-oriented.
  • Most of these piles are formed with the same diameter in the whole part length, and are manufactured in factories and installed on site or made of cast-in-place concrete members.
  • the construction method that supports the pile to the rock more than the soft rock layer is more economical due to the increase in the amount of drilling, the consumption of pile materials and the long construction period, and the increase of transportation, oil consumption, underground grouting requirements and incidental costs. It also adversely affects the underground environment.
  • the method of enlarging the periphery of the pile is included in the method of enlarging a part of the pile, which requires additional expansion drilling after direct drilling, and slime removal of the expansion drilling is disadvantageous compared with direct drilling.
  • FIG. 1 is a view for explaining the collapse of the vacant wall of the diameter-cut space when the diameter of the diameter of the straight hole is enlarged by a general diameter drill, in (a) the diameter of the diameter of the straight hole (2) immediately after diameter expansion hole ( 4), and (b) shows the state of the collapsed debris 6 accumulated on the bottom of the diameter hole 4 due to the relaxation of the diameter hole 4 and the collapse of the hollow wall after completion of the diameter expansion.
  • FIG. 2 is a view showing a configuration of forming a pile enlargement using a pile equipped with a magnifier (102) according to an embodiment of the present invention, (a) is equipped with a magnifier (102) to form a pile enlargement
  • the pile body 100 is put into the drilling hole 2 that has completed the direct drilling, and (b) shows the state in which the pile expansion portion is formed at the same time as the expansion work is completed by the pile itself having the enlarged orifice 102. Giving.
  • the pile of the present invention when constructing the pile to be installed in the perforated hole of the underground direct drilling is completed, a portion of the pile body 100 is provided with an enlarged diameter (102) capable of forming a pile expansion portion. That is, the pile of the present invention comprises a pile main body 100 and an enlarged diameter hole 102 which is preferably attached to the tip of the pile main body 100 to a part of the pile main body 100.
  • the expansion orifice 102 of the pile can be configured as an integral type of behavior through the mounting with the pile body (100) (structure of Figure 2), separated from the pile body 100 and behaves independently and later assembled integrally Alternatively, it may be configured as a separate type to be combined (structures of FIGS. 5 to 8).
  • the pile body 100 may be a ready-made pile 100a of FIG. 7 or a cast-in-place pile 100b of FIG.
  • FIG. 3 and 4 is a view related to the enlarged oral diameter 102 of the pile according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows a skeleton structure before and after expansion of the enlarged oral diameter 102 also has a cutting function
  • Figure 4 Shows a front view and a plan sectional view of the enlarged oral diameter 102 before and after expansion.
  • the enlarged orifice 102 of the present invention includes a cutting tool 10 for large diameter cutting and a radial expansion carrier 12 capable of radial expansion by the pressure of the hardenable joining filler material 14 and 14a.
  • the pile enlargement is formed by the cutting tool 10 and the radially expanded expansion carrier 12 in the expanded state.
  • the enlarged oral diameter 102 constituting part of the pile of the present invention is the same as in FIG. 3 by the spacer 20 between the upper and lower plate bodies 18 and 18a and the upper and lower plate bodies 18 and 18a.
  • the vehicle support frame 16 is formed.
  • a pile bottom member 21 may be installed at a lower portion of the anti-vibration support frame 16 to support the anti-vibration support frame 16 so as to be axially rotatable.
  • a plurality of fixing protrusions 21a are formed at the bottom of the pile bottom member 21 to increase the fixing support force of the pile bottom member 21.
  • the cutting tools 10 are radially movable at the spaced portions of the upper and lower plate bodies 18 and 18a constituting the anti-vibration support frame 16, and the upper and lower plate bodies 18 of the anti-vibration support frame 16 are movable. Between the (18a) is provided with an expansion carrier 12 that contains a bonding filler (14, 14a) that can be cured, such as concrete, radially expandable.
  • a bonding filler 14, 14a
  • a non-contact type water jet cutting machine using a contact cutting cutter (structure of FIGS. 2 to 4) or a water jet injection method which is in physical contact. 5 can be implemented, and a cutting cutter and a hydrostatic jet cutting machine can be used in combination if necessary.
  • the cutting tool 10 of the present invention mainly uses a metal material and serves as a permanent reinforcement of the pile expansion part in an enlarged state when the construction of the pile including the pile expansion part is completed.
  • the cutting tool 10 of the present invention it is useful for the cutting tool 10 of the present invention to have a performance capable of cutting hard ground of N value of 30 or more including weathered rock, soft rock, and hard rock layer.
  • the ground of the position to form the expansion hole is soft rock or more, and the water jet cutting machine is mainly used, and the solid soil layer, the weathered rock and the soft soft rock layer are the contact cutting cutters. And in the configuration of the water jet cutting machine, it is possible to prevent excessive cutting by adjusting the shape of the nozzle, the injection angle, the injection pressure, the arrangement and the number of injection holes.
  • the fluid used in the water jet cutting machine mainly uses water, but a liquid abrasive may also be used in consideration of the characteristics of the ground to be cut.
  • the cutting tool 10 When the cutting tool 10 is in the form of a physical contact type cutting cutter, a wavy cutting edge is formed on the outer edge of the cutting tool 10 of the "c" shape or a separate cutting tip is fixed to implement the cutting function. can do.
  • the cutting tool 10 when the cutting tool 10 is in the form of a water jet cutting machine, the cutting tool 10 having a "c" shape serves as a support frame member and is supported by the support frame member as shown in FIG. Water jet nozzle 28 serves as a cutting machine.
  • the top plate 18 of the radial support frame 16 is formed with an inlet 42 for allowing the joining filler material 14 and 14a to enter the expansion carrier 12, as shown in FIG.
  • the expansion carrier 12 In the core portion of the radial support frame 16, that is, the expansion carrier 12 is located between the upper and lower plate bodies 18 and 18a, and the expansion carrier 12 includes the bonding filler material 14 and the inlet 42 which are partially contained in advance. Filled with additional filler filling material 14a introduced through. It is important that the expansion carrier 12 is uniformly expandable and not to leak internal bonding fillers 14 and 14a, so that the expansion carrier 12 may be made of a donut, a fiber material such as spandex, or a rubber or tube.
  • the enlarged orifice 102 of the present invention may be an enlarged oral cavity formed by a hard arc dividing protective wall portion 48 having a cutting tool 10 and a joining filler material 14 or 14a. It is also possible to construct an expansion carrier 12a made of a rigid blocking member 50 which blocks between the arc dividing protective wall portions 48 when the 102 is expanded. At this time, the arc-shaped partitioning protection wall 48 and the blocking member 50 may be made of steel.
  • Bonding fillers 14 and 14a filled in the expansion carrier 12 are hardened joint fillers for forming pile enlargement on a part of the pile, and may be one of mortar, concrete, epoxy, liquid polymer material, and liquid metal. It may consist of a mixture. If there is any other material other than the above-mentioned bonding filler material that is initially in the flowable liquid phase and the pile enlargement construction is completed and can bear the expanded bearing capacity of the pile after hardening, it is also referred to as the filler filler material 14 (14a). Can be used.
  • the shear strength, tensile strength and crack resistance performance after the bonding filler curing is greatly improved, thereby reducing the height of the pile enlargement, thereby reducing the amount of cut and the filler filler required for the expansion. Promotes a diminishing effect.
  • the bonding filler material reinforcing member 52 which is prefabricated in the form of a distributed reinforcement such as fiber reinforcement or lattice, in the bonding filler material 14 and 14a.
  • Concrete may be used as a representative example of the bonding fillers (14) (14a), in which case it may be more economical to use a high-strength and high-performance concrete or a material having excellent adhesive performance than using the general concrete.
  • the bonding filler 14 (14a) having excellent adhesive performance such as epoxy is used, the epoxy filler, which is the bonding filler, is brought into direct contact with the steel plate, which is the upper and lower plate bodies 18 of the boom-shaped support frame 16. Filling in the pile expansion after hardening may act almost integrally with the pile body (100).
  • the cutting tool 10 is arranged in the outer periphery of the wheeled support frame 16, and the plurality of radially movable cutting tools 10 are formed separately from the expansion carrier 12 in the core portion expansion carrier 12 It is a form that surrounds the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 is to form a combined form.
  • the radially outward horizontal movement of the cutting tool 10 is preferably achieved by pushing the expansion carrier 12 along radial expansion with the injection of the filling pads 14 and 14a, as shown in the accompanying drawings.
  • the expansion carrier 12 is expanded by using gas pressure or fluid pressure instead of the bonding filler material 14, 14a.
  • the outer side of the extension carrier 12 may be provided with an extension carrier protection wall part 32 for protecting the extension carrier 12 as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the expansion carrier protective wall 32 prevents the cut slime from directly contacting the expansion carrier 12 which protrudes more than the diameter of the upper and lower plate bodies of the barrier type support frame 16, and also includes a bonding filler included in the expansion carrier 12. 14) to prevent external leakage of 14a, and has a structure that can be expanded together in accordance with the radial expansion of the expansion carrier 12.
  • the extended carrier protective wall portion 32 Since the extended carrier protective wall portion 32 must be robust and the outer diameter can be changed, it is composed of a plurality of arcuate plates or arc dividing blocks, or a flexible material that is not torn to the cutting slime.
  • 4 and 5 illustrate an extension carrier protective wall portion 32 that is expandable through an overlapping structure of an arc-shaped plate.
  • the bonding material (14) (14a) of the internal structure of the expansion carrier (2) in direct contact with the arc-shaped plate-like expansion carrier protective wall portion 32 made of steel and the upper and lower plate body 18 made of steel, After hardening, there is a great advantage that the pile body and the enlarged portion work integrally.
  • the cutting tool 10 that is, the cutting tip of the cutting cutter or the jet of the hydraulic pressure jet to protrude outward from the extended carrier protective wall 32, which is a cutting tool that directly contacts the ground to be cut ( 10) is mainly composed of hard metal, so it can withstand the impact of cutting and the pressure of fluid injection.
  • the slime cut by the cutting tool 10 may be discharged upward through a gap space formed by a structure in which the cutting tools 10 adjacent to each other with the extended carrier protective wall part 32 protrude like vertical columns.
  • a water supply injector (not shown) may be provided to supply water around the cutting tool during the diameter cutting operation for ease of cutting operation using the cutting tool 10 of the pile and smooth discharge of the cutting slime. Can be.
  • the enlarged oral cavity 102 of the present invention is an injector capable of injecting a separate curable bonding filler material 14b to fill the empty space around the enlarged portion of the enlarged diameter, that is, the space generated between neighboring cutting tools 10. It is preferable to provide (66 in FIG. 5). Although the injector 66 is shown by way of example only in FIG. 5, it should be understood that the enlarged orifice 102 is omitted in other figures shown.
  • the cutting tool 10 When the cutting tool 10 is equipped with the cutting tool 10 provided in the enlarged orifice 102 of the pile of the present invention, the cutting tool 10 needs to be rotated when the pile bottom is also rotated when the pile body 100 is rotated on the ground. Not only is this unstable, but the floor may sink in the enlargement process and the enlarged cross section may differ from the planned cross section.
  • a means is required to be fixed as it is to the bottom of the expansion hole despite the rotation of the expansion hole 102, which means constitutes the anti-vibration support frame constituting the expansion hole 102 of the present invention.
  • It is a pile bottom member 21 provided in the lower part of 16.
  • the method of filling the bonding fillers 14 and 14a into the expansion carrier 12 of the enlarged oral diameter 102 may be implemented in three ways. Can be.
  • the first method is to fill the total requirement of the bonding filler material 14 in the expansion carrier 12 in advance.
  • the scheme shown in FIG. 9 is an example of a first scheme.
  • the expansion carrier 12 is pre-filled with the junction filler material 14, but is filled in accordance with the volume of the expanded carrier 10 in an unexpanded initial state and the remaining joint filler material 14a required until full filling of the extension carrier 10 is carried out.
  • the amount of is to be reserved in a portion of the pile body 100 connected to the enlarged sphere (102). 2, 6 and 10 are examples of the second scheme.
  • the third method is the initial state of the empty expansion carrier 12, and when the expansion sphere 102 is expanded to fill the joint filler material 14 in the expansion carrier 12 through a hose 14 connected to the ground.
  • the method shown in Figs. 7 and 11 is an example of the third method.
  • the expansion diameter 102 of the pile is configured as shown in FIG.
  • the spacer 20 of FIG. 2 spaced apart from the upper and lower plates 18 and 18a constituting the skeleton portion of the enlarged oral cavity 102 is equipped with a stopper 46 so that the spacer is intrinsic. It can also function and at the same time configured to change the spacer 20a that also serves as a guide rod that can lift the upper plate body 18 formed by fitting, the cutting tool 10 of FIG. Linked to (18a) and each bent portion is also configured to change the linking cutting tool (10a).
  • the enlarged orifice 102 of the pile of the present invention rotates and simultaneously cuts the expansion carrier 12 and cutting as the amount of filling of the bonding filler 14 and 14a hardenable to the expansion carrier 12 increases.
  • the tool 10 gradually expands radially, the ground is cut and expanded, and the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 which immediately expand the space (diameter hole) generated by cutting are expanded to the pre-designed size.
  • the outer slime is not mixed with the joining fillers (14) (14a) without excessive diameter outside the error range of the standard, so that the pile enlargement can be formed according to the design specifications and the joining filler material (14) constituting the pile enlargement
  • the quality and strength of (14a) can also guarantee the range of calculation in advance.
  • the construction method of installing the pile in the perforated hole in the underground where the direct drilling is completed by using the expansion diameter 102 and the pile body 100 of the pile as described above is as follows.
  • the pile body 100 equipped with the enlarged orifice 102 is inserted at the distal end of the boring hole 2 in the underground where the direct drilling is completed. Then, while pressing the pressure plate 26 provided on the outside or inside of the pile, as shown in the example shown in Figures 6 and 10 while rotating the pile body 100, reserve the outside of the expansion carrier 12 of the expansion diameter 102
  • the bonded filler material 14a is further introduced into the expansion carrier 12 that previously contained the bonded filler material 14. Accordingly, the expansion carriers 12 are radially expanded by the pressure of the hardenable bonding filler 14 and 14a, and the cutting tool 10 is also radially enlarged to cut the ground, and the bonding filler 14a is added. Expansion hole until end of inflow Cutting continues.
  • the expansion carrier 12 also radially expands while continuing to fill the diameter expanding hole 4 as long as the hole expansion continues.
  • a separate bonding filler such as cement grout or high-performance mortar, is used to fill the empty space around the enlarged diameter hole 102 using the injection hole 66 as shown in FIG. 5. It is desirable to fill with.
  • the pressure plate 26 can be pressed by the weight body 68 located above the expansion carrier 12, it can also be pressed using a pressure rod or a fluid pressure balun.
  • the pile body 100 equipped with the enlarged orifice 102 is inserted at the distal end of the boring hole 2 in the underground where the direct drilling is completed. While filling the bonded filler material 14 that is curable through the hose 44 extending to the ground in the empty expansion carrier 12 as shown in Figure 11 while rotating the pile body 100, the expansion carrier at the pressure of the joint filler material 14 12 extends radially, and at the same time, the cutting tool 10 of the enlarged orifice 102 radially cuts radially and expands the cut diameter hole 4 which is cut until the inflow of the bonding filler material 14 is completed. ) Continue to fill and radially expands to complete the formation of the pile expansion.
  • an additional space such as cement grout or high-performance mortar is bonded to the empty space around the enlarged diameter hole 102 using the injection hole 66 as shown in FIG. 5. It is preferable to fill it with a filling material.
  • the pile construction is carried out as in the construction method 1, but the radial movement of the cutting tool 10 is made by applying a horizontal action force as one of electric force, fluid pressure and physical force, and the expansion carrier 12 filled with the hardenable joining filler material 14 is also It expands by filling the expansion hole.
  • the pile body 100 equipped with the enlarged oral diameter 102 is mounted at the distal end of the boring hole 2 in the underground where the direct drilling is completed. Then, while rotating the expansion diameter 102 filled with the bonding filler 14 that is hardened by the amount considering the diameter inside the expansion carrier 12 while pressing the pile body 100, the initial height of the expansion diameter 102 is reduced. Simultaneously with the expansion carrier 12 radially expanding, the cutting tool 10 radially cuts radially. Further, the expansion of the pile is completed by radially expanding the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 while the cutting tool 10 and the expansion carrier 12 continue to fill the cut diameter hole until the inflow of the joining filler material 14 is completed.
  • a detachable enlarged orifice 102 capable of forming a pile enlargement part as shown in FIG.
  • the filling sphere 102 is rotated to fill the pile expansion portion.
  • the pile body 100 is enlarged as shown in FIG. 6 (b) and combined with the split type enlarged orifice 102 having the pile enlarged portion to complete the pile construction.
  • the expansion hole 102 of the pile is all performed to form the expansion hole, but the pile construction method 1 after the formation of the expansion hole to the extent that there is no part or all of the expansion hole, that is, the hole wall collapse. It is also possible to carry out in the same manner as ⁇ 5.
  • the present invention can reduce the number of piles and reduce the pile length because the compressive bearing capacity and the pullout resistance can be reliably increased with only the smallest diameter in the pile used for the construction foundation construction, the ground tower structure or the fixing of offshore structures. Can be used to

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

본 발명은 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서, 말뚝본체(100)의 일부에 말뚝 확대부 형성이 가능한 확경구(102)를 구비하되, 상기 확경구(102)는 확경 절삭을 위한 절삭도구(10)와, 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성하여서 확장상태에 있는 절삭도구(10)와 방사상 확장담체(12)에 의해 상기 말뚝 확대부가 형성되게 구성한 자체 확경이 가능한 말뚝이며, 본 발명의 자체 확경이 가능한 말뚝을 사용하면 매우 견고한 토사층이나 암반층과 같은 지층에 관계없이 미리 설계한 규격으로 별도의 확대도구 없이 말뚝 확대부를 시공할 수 있다.

Description

자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법
본 발명은 건설 기초공사용이나, 구조물 고정용으로 사용되는 말뚝에 관한 것으로, 특히 과절삭 없이 설계된 확경량으로 자체 확공이 가능하며 그로 인해 견고한 지반에서도 말뚝의 압축지지력과 인발저항력을 신뢰성 있게 증가시킬 수 있도록 하는 말뚝에 관한 것이다.
일반적으로 건설구조물의 기초와 지상구조물이나 해양구조물의 고정용으로 지중에 설치되는 말뚝은 선단부에서 주로 압축력을 받도록 설계되는데 기초폭이 좁거나 부득이한 경우 압축과 인장을 번갈아 받거나 인장력 위주로 받는 경우가 발생하기도 한다.
재료 면에서 낭비가 큰 말뚝을 효율적으로 사용하기 위해서는 지층이 견고한 말뚝 선단부 주변을 확장하여 압축에 대한 허용지지력이나 인발저항력을 증대시키는 것이 효과적이다.
그간 말뚝의 선단부를 확대하는 방법이 다수 있었는 바, 연약층에 설계 예측이 힘든 불규칙한 확대부를 말뚝 선단에 형성하는 경우가 있기도 하였다.
말뚝의 선단부를 확대하는 대부분의 경우는 암반층까지 말뚝을 근입해야 하므로 직천공 드릴로 암반층까지의 수직천공을 완료하고 별도의 확공드릴로 천공홀의 선단을 확경하는 과정을 필요로 한다. 그 다음에는 천공홀 선단부에 있는 잔여슬라임을 깨끗이 제거하고 확경홀의 공벽 이완을 안정화시킨후 말뚝 확대부 설치공간에 콘크리트를 타설한다. 그래서 천공홀에 근입된 말뚝의 선단에 확경부 보강부재를 형성하는 것이다.
하지만 이러한 종래기술의 말뚝선단의 확대구조는 사용장비의 투입이 많고 천공량이 필요 이상으로 많아질 뿐만 아니라 선단부 확장을 위한 천공작업 중 확경홀의 공벽이 이완되거나 무너지는 것을 방지하기가 어려워 확경말뚝을 보편적으로 사용하기가 용이하지 않았다.
더욱이 말뚝 확대부를 형성할 확경공간에는 슬라임이 자연스럽게 혼입되므로 여기에 타설되는 콘크리트의 품질은 말뚝 확대부가 요구하는 수준을 보장하기 어려운 것이 또 하나의 문제이다.
따라서 본 발명의 목적은 지중에 설치되는 말뚝의 허용지지력과 인발저항력을 개선하기 위하여 지층에 관계 없이, 견고한 토사층이나 암반층에서도 미리 설계한 규격으로 말뚝 확대부를 시공할 수 있도록 확경절삭 기능을 가지는 말뚝과 그 시공방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 확경절삭 기능을 가지되 확경과 동시에 확경홀을 접합채움재로 바로 채워서 유지되게 하여서 확공홀의 이완이나 무너짐을 방지케 하는 말뚝과 그 시공방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 확경홀을 채우는 경화가능한 접합채움재가 잔여슬라임의 혼입 없이 타설되어 공장에서 생산되는 제품에 버금가는 강도와 품질을 유지하게 하는 말뚝과 그 시공방법을 제공함에 있다.
상기한 목적에 따른 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서, 말뚝본체(100)의 일부에 말뚝 확대부 형성이 가능한 확경구(102)를 구비하되, 상기 확경구(102)는 확경 절삭을 위한 절삭도구(10)와, 경화 가능한 접합채움재(14)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성하여서 확장상태에 있는 절삭도구(10)와 방사상 확장담체(12)에 의해 상기 말뚝 확대부가 형성되게 함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝이다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서, 말뚝본체(100)의 선단과 연결가능하고 말뚝 확대부를 형성케 하는 분리형 확경구(102)를 구비하되, 상기 분리형 확경구(102)는 확경 절삭을 위한 절삭도구(10)와, 경화 가능한 접합채움재(14)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성하여서 확장상태에 있는 절삭도구(10)와 방사상 확장담체(12)에 의해 상기 말뚝 확대부가 형성되게 함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝이다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서, 말뚝본체(100)의 일부에 말뚝 확대부 형성이 가능한 확경구(102)를 구비하되, 상기 확경구(102)는 상하판체(18)(18a)와 스페이서(20)에 의해 형성된 방차형 지지틀(16)을 가지며, 상하판체(18)(18a) 사이에 다수개 배치되며 방사상 이동 가능한 확경 절삭용 절삭도구(10)와, 방차형 지지틀(16) 내에 초기 위치되며 경화 가능한 접합채움재(14)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝이다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서, 직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 확장담체(12)의 외부에 확경량만큼 미리 마련해둔 경화가능한 접합채움재(14)(14a)를 확장담체(12)의 내부로 추가 유입하면서 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)의 압력으로 확장담체(12)가 방사상 확장하고 그와 동시에 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며 접합채움재(14)(14a)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장하여서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서, 직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 빈 확장담체(12)에 지상과 연결된 호스(44)를 통해 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)를 채워서 접합채움재(14)(14a)의 압력으로 확장담체(12)가 방사상 확장하고 그와 동시에 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며 접합채움재(14)(14a)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장되어서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은,직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서, 직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 절삭도구(10)에 별도의 수평작용력을 가하여 절삭도구(10)가 방사상 확장하면서 확경절삭하고 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)가 채워진 확장담체(12)도 확경홀(4)을 채우면서 확장되어서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서, 직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 외부 유체가 확장담체(12)에 내압을 가하여 확장담체(12)에 밀린 절삭도구(10)가 방사상 확장하면서 확경절삭하여서 확경홀(4) 형성을 완료하고, 확장담체(12)에 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)를 채워서 말뚝 확대부가 형성되게 함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서, 직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 확장담체(12) 내부에 확경을 고려한 양만큼 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)를 다 채운 말뚝을 누르면서 회전시킴에 따라 확경구(102)의 높이가 줄어듦과 동시에 확장담체(12)가 방사상 확장하면서 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며, 접합채움재(14)(14a)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장되어서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서, 말뚝 확대부 형성이 가능하며 절삭도구(10)와 확장담체(12)가 포함된 분리형 확경구(102)를 천공홀(2)의 선단에 위치시키고, 확장담체(12) 내부로 경화가능한 접합채움재(14)(14a)를 채우면서 확경구(102)를 회전시켜 말뚝 확대부를 형성한 다음, 말뚝본체(100)를 확경구(102)와 결합하여 말뚝 시공을 완료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 확경홀을 즉시 채우면서 자체 확경이 가능한 말뚝을 사용하면 지층의 종류에 상관없이 말뚝의 본당 허용지지력과 인발저항력을 증가시킬 수 있으므로 말뚝의 시공 수량을 줄일 수 있다. 그리고 본 발명의 확경홀을 즉시 채우면서 자체 확경이 가능한 말뚝을 사용하면 확경을 위한 별도의 드릴이 필요 없어진다.
또한, 말뚝본체의 일부에 구비된 확경구의 절삭도구가 확경절삭하는 동안 확경홀에 경화 가능한 접합채움재가 곧바로 채워지므로 확경작업 중 확경홀의 공벽이 이완되거나 무너질 염려가 없다. 상기 절삭도구는 과도한 절삭없이 정확하게 설계된 치수의 말뚝 확대부 단면을 제공해 주므로 최소의 절삭작업량과 최소의 접합채움재량 만으로도 지지력과 인발저항력을 크게 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의해 확경부에 채워지는 경화가능한 접합채움재는 천공홀 내의 잔여슬라임이 혼입되지 않아 공장에서 생산되는 제품에 버금가는 품질과 강도를 유지하게 할 수 있다. 그리고 본 발명의 확경구를 구성하는 절삭도구는 그 자체로 확대부의 영구적인 보강부재 역할을 할 수 있다.
도 1은 일반적인 확경드릴로 확경작업시 확경절삭부의 공벽이 무너짐을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 확경구가 장착된 말뚝을 이용하여 말뚝 확대부를 형성하는 구성을 보여주는 도면,
도 3은 도 2의 확경구의 뼈대 구조를 설명하기 위한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 구조의 확경구의 상태 예시도,
도 6은 분리형 확경구의 구성도,
도 7 및 도 8은 도 6의 분리형 확경구를 기성말뚝본체 및 현장타설말뚝본체와 결합한 상태 구성도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 확경구의 변형 예시도,
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 자체 확경이 가능한 말뚝의 시공 예시도.
도 12는 확경구에 채워진 접합채움재의 경화후 외력에 대한 파손을 방지하기 위해 접합채움재 보강부재를 투입한 도면,
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확장담체의 구성을 보여주는 사시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
구조물을 지지하거나 고정하기 위해 지중에 설치되는 다양한 말뚝은 천공 선단부에서 주로 압축력을 받도록 설계되는데 기초폭이 좁거나 부득이한 경우에는 압축과 인장을 번갈아 받거나 인장력 위주로 받는 경우가 발생하기도 한다. 이들 말뚝은 대부분 부재길이 전체를 동일 직경으로 형성하며 공장에서 제작되어 현장설치 하거나 현장타설 콘크리트 부재로 제작되기도 한다.
동일한 직경으로 직천공을 완료한 천공홀 내에 상하가 동일한 직경을 갖는 말뚝을 설치하면 시공은 단순하고 쉬우나 말뚝이 지지할 수 있는 지지력이나 인발저항력은 작을 수밖에 없다. 강성이 큰 말뚝은 재료적으로 충분히 견딜 수 있는 여력이 있으나 말뚝보다 약한 지반은 충분히 지지를 하지 못하고 침하나 변형이 일어나기 때문이다. 즉 상하 동일한 직경을 가지는 압축말뚝의 경우 천공홀 선단에서 말뚝을 지지하는 면적은 말뚝의 단면적에 불과하며, 상하 동일한 직경을 가지는 인장말뚝의 경우 이미 뚫린 구멍에 말뚝이 삽입되어 있는 형태이므로 인발저항력이 작을 수밖에 없는 것이다.
말뚝을 낭비하지 않고 효율적으로 사용하기 위해서는 연암층 이상의 아주 강한 암반까지 말뚝을 깊이 시공하든가 아니면 말뚝의 선단부를 확대하는 방법이 있다.
말뚝을 연암층 이상의 암반에 지지케 하는 시공방법은 천공량이 많아지고 말뚝재료가 많이 소모되며 공사기간도 길어질 수밖에 없어 운송, 유류소비, 지중 그라우팅 소요량, 부대비용 등의 증가로 매우 비경제적이며 지상과 지중의 환경에도 좋지 않은 영향을 미친다.
이에 반해 말뚝의 선단부를 확대하는 시공방법은 압축말뚝의 경우 지지면적이 커져서 본당 허용지지력이 증가하고 인장말뚝의 경우 확경부가 걸려서 빠져나오지 못하므로 인발저항력이 크게 증가하는 효과가 있다.
말뚝의 선단부 주변을 확대하는 방법은 말뚝의 일부를 확대하는 방법에 포함되는데, 직천공 후 별도의 확장천공이 요구되며 확장천공부의 슬라임 제거가 직천공에 비해 불리한 단점이 있다. 특히 확장천공 작업 중 확공부의 공벽 이완과 무너짐을 방지하기가 쉽지 않고 천공홀 선단의 확경된 부분은 바닥을 단단하게 다지기도 어려운 점도 있다.
도 1은 일반적인 확경드릴로 직천공홀의 선단부를 확경하는 경우에 확경절삭된 공간부의 공벽이 무너짐을 설명하기 위한 도면으로서, (a)에서는 직천공홀(2)의 선단을 확경 직후에 확경홀(4)의 상태를 보여주고 있고, (b)에서는 확경완료 후 확경홀(4)의 이완과 공벽 무너짐이 발생하여 확경홀(4) 바닥에 쌓인 붕괴물 잔해(6)의 상태를 보여주고 있다.
그리고 말뚝의 선단에 콘크리트 확대부를 형성할 경우에는 도 1의 (b)에 도시된 붕괴물 잔해(6)나 미배출된 슬라임이 남아 있게 되면 말뚝 확대부를 구성하는 콘크리트에 주변의 슬라임이 혼입되면서 말뚝 확대부의 품질을 보장하기 어려워지므로 아직 말뚝 설계에 반영하거나 말뚝 시공에 보편적으로 적용하기가 수월하지 않은 실정이다.
본 발명의 실시 예에서는 말뚝의 일부에 말뚝 확대부를 형성하되 말뚝 자체가 지중을 절삭하면서 확공함과 동시에 그 확공부에 말뚝의 확대부를 형성하도록 구현하며, 더욱이 말뚝의 확대부가 시공시 계획된 규격으로 확경가능케 형성할 수 있도록 구현한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 확경구(102)가 장착된 말뚝을 이용하여 말뚝 확대부를 형성하는 구성을 보여주는 도면으로서, (a)는 말뚝 확대부를 형성할 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 직천공이 완료된 천공홀(2)에 투입한 상태이며, (b)는 확경구(102)를 갖는 말뚝 자체에 의한 확경 작업완료와 동시에 말뚝 확대부의 형성이 이루어진 상태를 보여주고 있다.
본 발명에서는 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝을 구성함에 있어, 말뚝본체(100)의 일부에 말뚝 확대부의 형성이 가능한 확경구(102)를 구비한다. 즉 본 발명의 말뚝은 말뚝본체(100)와, 말뚝본체(100)의 일부에 바람직하게는 말뚝본체(100)의 선단에 장착되는 확경구(102)로 구성한다.
말뚝의 확경구(102)는 말뚝본체(100)와의 장착을 통해서 일체로 거동하는 일체형으로 구성할 수 있고(도 2의 구조), 말뚝본체(100)와는 분리되어서 독립적으로 거동하며 나중에 일체로 조립 또는 결합되는 분리형으로 구성할 수도 있다(도 5 내지 도 8의 구조).
분리형 확경구(102)를 사용할 경우, 말뚝본체(100)는 도 7의 기성말뚝(100a)이나 도 8의 현장타설말뚝(100b)이 이용될 수 있다.
도 3 및 도 4에서는 본 발명의 실시예에 따른 말뚝의 확경구(102)에 관련된 도면으로서, 도 3에서는 절삭기능도 겸한 확경구(102)의 확경전후 뼈대구조를 보여주고 있고, 도 4에서는 확경전후의 확경구(102)의 정면도 및 평단면도를 보여주고 있다.
도 3 및 도 4에서, (a)는 말뚝 일부를 구성하는 확경구(102)의 확경전 상태도이고, (b)는 확경구(102)의 확경후 상태도이다.
본 발명의 확경구(102)는 크게는, 확경 절삭을 위한 절삭도구(10)와, 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)의 압력에 의해서 방사상 확장이 가능한 방사상 확장담체(12)를 포함하며, 확장상태에 있는 절삭도구(10)와 방사상 확장된 확장담체(12)에 의해 말뚝 확대부가 형성되는 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 말뚝 일부를 구성하는 확경구(102)는 상하판체(18)(18a)와 상하판체(18)(18a)간의 스페이서(20)에 의해서 도 3에서와 같은 방차형 지지틀(16)을 형성한다. 또한 방차형 지지틀(16)의 하부에는 방차형 지지틀(16)이 축회전 가능하게 축받침하는 말뚝바닥부재(21)가 축설치될 수 있다. 이때 말뚝바닥부재(21)의 바닥에는 말뚝바닥부재(21)의 고정지지력을 높이기 위해 고정돌기(21a)가 다수 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 방차형 지지틀(16)을 구성하는 상하판체(18)(18a)의 이격부에는 절삭도구(10)들이 방사상으로 이동가능케 설치되며, 방차형 지지틀(16)의 심부 즉 상하판체(18)(18a) 사이에는 콘크리트와 같이 경화가 가능한 접합채움재(14)(14a)를 담으며 방사상 확장도 가능한 확장담체(12)가 구비된다.
절삭도구(10)는 말뚝 확대부 1개소당 2개 이상으로 형성하는 것이 바람직하며, 물리적 접촉되는 접촉형 절삭커터(도 2 내지 도 4의 구조)나 워트제트분사방식을 이용하는 비접촉형 워터제트 절삭기(도 5의 구조)로 구현할 수 있으며, 필요에 따라 절삭커터와 유체압제트 절삭기를 병용할 수도 있다.
본 발명의 절삭도구(10)는 주로 금속재를 사용하며 말뚝 확대부를 포함한 말뚝의 시공이 완료되면 확대된 상태로 말뚝 확대부의 영구적인 보강재 역할을 담당한다.
또한 본 발명의 절삭도구(10)는 풍화암, 연암, 경암층을 포함한 N치 30 이상의 단단한 지반을 절삭 가능한 성능을 구비하는 것이 제역할 기능에 유용하다.
확공홀을 형성할 위치의 지반이 연암 이상은 주로 워터제트 절삭기를 사용하고, 견고한 토사층과 풍화암 및 약한 연암층은 접촉형 절삭커터를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 워터제트 절삭기를 구성함에 있어, 노즐의 형상, 분사각도, 분사압력, 분사구 배치와 수량 등을 조절하여서 과도한 절삭이 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한 워터제트 절삭기에 사용되는 유체는 주로 물을 사용하지만 절삭대상 지반의 특성을 고려하여 액상 연마재도 사용할 수도 있다.
그리고 본 발명에서 방사상 이동형 절삭도구(10)을 구성하기 위해 방차형 지지틀(16)의 상하판체(18)(18a)의 내면부에는 도 3에 도시된 바와 같이 "ㄷ"형태의 절삭도구(10)들이 방사상으로 이동가능케 안내하는 슬라이드홈(24)을 형성한다.
상기의 절삭도구(10)가 물리적 접촉형 절삭커터형태일 경우에는 "ㄷ"형태의 절삭도구(10)의 외곽에 물결형 절삭날부를 형성하거나 별도의 절삭팁들이 고정되게 하여 절삭기능이 구현되게 할 수 있다. 반면 절삭도구(10)가 워터제트 절삭기형태일 경우에는 "ㄷ"형태의 절삭도구(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 지지테부재 역할을 하며 상기 지지테부재에 지지되며 유체를 초고압 분사하는 워터제트 분사구(28)가 절삭기 역할을 담당한다.
방사형 지지틀(16)의 상판체(18)에는 도 3에 도시된 것처럼 접합채움재(14)(14a)가 확장담체(12)에 들어가도록 하기 위한 유입구(42)가 형성된다.
방사형 지지틀(16)의 심부에는 즉 상하판체(18)(18a) 사이에는 확장담체(12)가 위치하며, 확장담체(12)에는 미리 어느 정도 담겨진 접합채움재(14)와 상기 유입구(42)를 통해 추가 유입되는 접합채움재(14a)로 채워진다. 확장담체(12)는 균일한 확장성과 내부의 접합채움재(14)(14a)가 새지 않는 것이 중요하므로 도넛형으로 하거나 스판덱스와 같은 섬유소재를 사용하거나 고무, 튜브를 사용할 수도 있다.
본 발명의 확경구(102)는 다른 실시 예로서 도 12에 도시한 바와 같이 절삭도구(10)를 가지는 경질의 호형분할 보호벽부(48)와 접합채움재(14)(14a)에 의한 확경구(102)의 확장시 호형분할 보호벽부(48) 사이를 막아주는 경질의 막음부재(50)로 이루어지는 확장담체(12a)를 구성하는 것도 가능하다. 이때 호형분할 보호벽부(48)와 막음부재(50)는 강재로 구성하는 것이 좋다.
확장담체(12)에 채워지는 접합채움재(14)(14a)는 말뚝의 일부에 말뚝 확대부를 형성하기 위한 경화 가능한 접합채움재로서, 모르타르, 콘크리트, 에폭시, 액상의 고분자 물질, 액상의 금속 중 하나이거나 그 혼합물로 구성될 수 있다. 만일 초기에 유동 가능한 액상으로 있다가 말뚝확대부 시공이 완료되고 경화 후 말뚝의 확대된 지지력을 감당할 수 있는 위 언급한 접합채움재 이외의 균등한 다른 재료가 있다면 그것도 접합채움재(14)(14a)로 사용할 수 있다.
또한 접합채움재(14)(14a)에 보강재를 함께 투입하면, 접합채움재 양생 완료 후의 전단강도나 인장강도 및 균열저항성능이 크게 개선되어 말뚝 확대부의 높이를 줄일 수 있어 확경을 위한 절삭량과 접합채움재 소요량이 줄어드는 효과를 증진시킨다.
그 실시 예로서 도 13과 같이 접합채움재(14)(14a) 내에 섬유보강재와 같은 분산형 보강재나 격자형으로 미리 제작한 접합채움재 보강부재(52)를 배치하여 더욱 견고하게 하는 것도 가능하다.
접합채움재(14)(14a)의 대표적인 일예로서 콘크리트를 사용할 수 있는데, 이 경우에는 일반 콘크리트를 사용하기 보다 고강도와 고성능의 콘크리트를 사용하거나 접착성능이 뛰어난 재료를 사용하는 것이 오히려 경제적일 수 있다.
그리고 에폭시와 같은 접착성능이 매우 뛰어난 접합채움재(14)(14a)를 사용할 경우, 방차형 지지틀(16)의 상하부판체(18)인 강판과 직접 닿도록 접합채움재인 에폭시를 확장담체(12)에 채우면 경화 후 말뚝 확대부가 말뚝본체(100)와 거의 일체로 작용할 수 있다.
한편 본 발명에서 방차형 지지틀(16)의 외곽에 빙두르며 다수 배치되고 각기 방사상으로 이동가능하게 설치된 절삭도구(10)는 심부에 있는 확장담체(12)와 분리형으로 형성하여 확장담체(12)를 감싸고 있는 형태이거나, 절삭도구(10)와 확장담체(12)를 결합형으로 일체형성하는 것이다.
절삭도구(10)의 방사상의 외측방 수평 이동은 첨부된 도면들에 도시된 바와 같이 접합채움채(14)(14a) 주입으로 확장담체(12)가 방사상 확장에 따라 밀려서 이루어지는 것이 바람직하며, 다른 대안으로서 확장담체(12) 이외의 다른 도구의 수평작용력에 의해서 이루어지는 방식도 가능하다. 또한 확장담체(12)로 절삭도구(10)를 밀어서 방사상 수평 이동이 됨에 함에 있어서도, 접합채움재(14)(14a) 대신에 기체압이나 유체압을 이용해서 확장담체(12)를 확장되게 하고 나중에 접합채움재를 확장담체(12)에 채워 넣는 방법도 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따라 확장담체(12)의 외곽은 도 4 및 도 5에 도시된 일예와 같이 확장담체(12)를 보호하기 위한 확장담체 보호벽부(32)를 설치하는 것이 바람직하다.
확장담체 보호벽부(32)는 절삭된 슬라임에 방차형 지지틀(16)의 상하판체 직경보다 더 돌출되는 확장담체(12)가 직접 닿지 않도록 함과 아울러 확장담체(12)에 들어있는 접합채움재(14)(14a)의 외부 누설을 막기 위한 것이며, 확장담체(12)의 방사상 확장에 따라 함께 확장될 수 있는 구조를 갖는다.
확장담체 보호벽부(32)는 강인하면서도 외경이 변할 수 있어야 하므로 다수 호형판재나 호형분할블록으로 구성하든가 절삭슬라임에 찢어지지 않는 연성의 소재로 구성한다. 도 4 및 도 5에 도시된 일예에서는 호형판재의 중첩 구조를 통해 확장가능한 확장담체 보호벽부(32)를 보여주고 있다. 이때 내부의 접합채움재(14)(14a)가 강판으로 된 호형판재형 확장담체 보호벽부(32)와 강판으로 된 상하부판체(18)와 직접 접촉하는 구조로 확장담체(2)를 구성하게 되면, 경화 후 말뚝본체와 확대부가 일체로 작용하게 하는 큰 장점이 있다.
또한 본 발명에서 절삭도구(10) 즉 절삭커터의 절삭팁이나 유체압제트 분사구가 확장담체 보호벽부(32)보다 외측으로 돌출되게 하는 구성하는 것이 바람직한데, 이는 절삭할 지반과 직접 닿는 절삭도구(10)가 주로 경질의 금속재로 구성되므로 절삭시의 충격과 유체압 분사시의 압력을 견딜 수 있기 때문이다. 그리고 확장담체 보호벽부(32)를 두고 서로 이웃하는 절삭도구(10)가 수직기둥처럼 돌출한 구조가 만드는 틈공간을 통해서 절삭도구(10)에 의해 절삭된 슬라임이 상부로 배출될 수 있기 때문이기도 하다.
더욱 바람직하게는, 말뚝의 절삭도구(10)를 이용한 절삭작업의 용이함과 절삭슬라임의 원활한 배출을 위해서 확경절삭 작업 중 절삭도구 주변으로 물을 공급할 수는 물공급 주입기(미도시함)를 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 확경구(102)는 확경이 완료된 확대부 주변의 빈 공간 즉 이웃하는 절삭도구(10) 사이에 생기는 공간을 채우기 위해 별도의 경화 가능한 접합채움재(14b)를 주입할 수 있는 주입기(도 5의 66)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 주입기(66)는 도 5에만 예시로 도시되었지만 확경구(102)가 도시된 다른 도면에는 생략표현한 것임을 이해하여야 한다.
본 발명의 말뚝의 확경구(102)에 구비된 절삭도구(10)로 절삭이 이루어지려면 절삭도구(10)의 회전이 필요한데 지상에서 말뚝본체(100)를 회전시킬 때 말뚝바닥도 함께 회전하면 회전이 안정적이지 않을 뿐만 아니라 확경과정에 바닥이 점점 침하하여 확경단면이 계획한 단면과 달라질 수 있다.
그에 따라 확공홀의 지반이 아주 단단한 층이 아니라면 확경구(102)의 회전에도 불구하고 확공홀의 바닥에 그대로 고정되는 수단이 필요한데, 이 수단이 본 발명의 확경구(102)를 구성하는 방차형 지지틀(16)의 하부에 축설치된 말뚝바닥부재(21)이다. 시공시 말뚝 회전에 의한 절삭도구(10) 회전시 말뚝바닥부재(21)는 회전하지 않고 천공홀 선단부의 지면에 받침 고정됨에 따라 확장홀의 바닥높이가 변하지 않으므로 설계자가 계획한 확경 체적을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 말뚝 확대부 마련을 위한 확경구(102)를 구성함에 있어, 확경구(102)의 확장담체(12)에 접합채움재(14)(14a)를 채우는 방식은 세가지로 구현할 수 있다.
첫번째 방식은 미리 확장담체(12)에 접합채움재(14)의 총 소요량을 채우는 것이다. 도 9에 도시된 방식이 첫번째 방식의 일예이다.
두번째 방식은 확장담체(12)에는 접합채움재(14)를 미리 채워 넣되 확대되지 않은 초기상태의 확장담체(10)의 체적에 맞게 채워넣고 확장담체(10)의 만충전까지 필요한 나머지 접합채움재(14a)의 분량은 확경구(102)와 연결된 말뚝본체(100)의 일부에 예비해 두는 방식이다. 도 2, 도 6 및 도 10에 도시된 방식이 두번째 방식의 일예이다.
그리고, 세번째 방식은 초기에는 빈 확장담체(12)의 상태이고, 확경구(102) 확장시 지상과 연결된 호스(14)를 통해 확장담체(12)에 접합채움재(14)를 채우는 방식이다. 도 7 및 도 11에 도시된 방식이 세번째 방식의 일예이다.
미리 확장담체(12)의 접합채움재(14)의 총 소요량을 채우는 방식의 경우에는, 말뚝의 확경구(102)는 도 9와 같이 구성된다.
도 9에 도시된 말뚝의 확경구(102)는 확경홀을 채울만큼의 접합채움재 총 소요량을 미리 채운 확장담체(12)의 높이가 축소되면서 목표 직경까지 방사상 확장 가능케 하는 구조이다.
이를 위해서, 도 9에 도시된 바와 같이, 확경구(102)의 뼈대부를 구성하는 상하판체(18)(18a)를 이격시키는 도 2의 스페이서(20)가 스토퍼(46)가 장착되어서 스페이서의 본연 기능도 할 수 있음과 동시에 끼움공 형성된 상판체(18)를 승강시킬 수 있는 안내봉 역할도 함께 하는 스페이서(20a)로 변경 구성하고, 도 2의 절삭도구(10) 또한 양단이 상하판체(18)(18a)에 링크연결되고 각 절곡부도 링크연결된 절삭도구(10a)로 변경 구성된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 말뚝의 확경구(102)는 회전함과 동시에 확장담체(12)에 경화가능한 접합채움재(14)(14a)의 채워지는 양이 증가함에 따라서 확장담체(12)와 절삭도구(10)가 점차 방사상으로 확장되면서 지반을 절삭 확경하고, 절삭에 따라 발생되는 공간(확경홀)을 확장되는 절삭도구(10)와 확장담체(12)가 즉각적으로 채우면서 미리 설계된 규격까지 확경할 수 있게 한다. 그러므로 규격의 오차범위를 벗어나는 과도한 확경이 되지 않고 외부의 슬라임이 접합채움재(14)(14a)로 혼입되는 경우도 없어서 말뚝 확대부가 설계규격대로 형성될 수 있고 말뚝 확대부를 구성하는 접합채움재(14)(14a)의 품질과 강도도 미리 산정범위를 보장할 수 있다.
상기와 같은 말뚝의 확경구(102)와 말뚝본체(100)를 이용하여서 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 말뚝을 설치하는 시공방법에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
<말뚝 시공방법1>
직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)에 선단에 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입시킨다. 그 후에 말뚝본체(100)을 회전시키면서 도 6 및 도 10에 도시된 일예와 같이 말뚝의 외부나 내부에 구비된 가압판(26)을 누르면, 확경구(102)의 확장담체(12) 외부에 예비된 접합채움재(14a)가 미리 접합채움재(14)를 담고 있던 확장담체(12) 내부로 추가 유입된다. 그에 따라 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)의 압력에 의해 확장담체(12)가 방사상 확장함과 동시에 절삭도구(10)도 방사상으로 확경되면서 지반을 절삭하게 되며, 접합채움재(14a)의 추가 유입이 끝날 때까지 확경홀 절삭이 계속된다. 확장담체(12) 또한 홀 확장이 계속되는 이상 확경홀(4)을 계속 채우면서 방사상 확장된다.
설계된 확경홀까지의 확경구(102)의 확대가 완료된 후에는 도 5에 도시된 바와 같은 주입구(66)를 이용해서 확경구(102) 주변의 빈 공간을 시멘트 그라우트나 고성능 몰탈 등 별도의 접합채움재로 메워주는 것이 바람직하다.
상기의 가압판(26)을 누르는 방법의 일예로는 확장담체(12)의 상부에 위치한 중량체(68)로 누를 수 있으며, 가압로드나 유체압 발룬 등을 이용해서도 누를 수 있다.
이렇게 하면 설계된 대로의 말뚝 확대부를 갖는 말뚝의 시공이 완료된다.
<말뚝 시공방법2>
직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)에 선단에 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입시킨다. 말뚝본체(100)을 회전시키면서 도 11에서와 같은 빈 확장담체(12)에 지상까지 연장된 호스(44)를 통해 경화 가능한 접합채움재(14)를 채우면, 접합채움재(14)의 압력으로 확장담체(12)가 방사상 확장하고 그와 동시에 확경구(102)의 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며 접합채움재(14)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장됨으로써 말뚝 확대부의 형성이 완료된다.
또 설계된 확경홀까지의 확경구(102)의 확대가 완료된 후에는 도 5에 도시된 바와 같은 주입구(66)를 이용해서 확경구(102) 주변의 빈 공간을 시멘트 그라우트나 고성능 몰탈 등 별도의 접합채움재로 메워주는 것이 바람직하다.
<말뚝 시공방법3>
말뚝 시공방법1과 같이 수행하되, 절삭도구(10)의 방사상 이동을 전기력, 유체압력, 물리력의 하나로 수평 작용력을 가하여 이루어지게 하는 것이며, 경화 가능한 접합채움재(14)가 채워진 확장담체(12)도 확경홀을 채우면서 확장하는 것이다.
<말뚝 시공방법4>
직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)에 선단에 도 9와 같이 변경된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입시킨다. 그리고 확장담체(12) 내부에 확경을 고려한 양만큼 경화 가능한 접합채움재(14)를 다 채운 확경구(102)를 말뚝본체(100)를 통해 누르면서 회전시키면, 확경구(102)의 초기 높이가 줄어듦과 동시에 확장담체(12)가 방사상 확장하면서 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭한다. 또 접합채움재(14)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀을 절삭도구(10)와 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장됨으로써 말뚝 확대부의 형성이 완료된다.
<말뚝 시공방법5>
먼저 직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에, 도 6의 (a)와 같은 말뚝 확대부 형성이 가능한 분리형 확경구(102)를 위치시키고, 확장담체 내부로 경화가능한 접합채움재(14)를 채우면서 확경구(102)를 회전시켜 말뚝 확대부를 형성한다. 그 다음에는 말뚝본체(100)를 도 6의 (b)와 같이 확대되어 말뚝 확대부를 형성한 분리형 확경구(102)와 결합하여서 말뚝 시공을 완성한다.
<말뚝 시공방법6>
말뚝 시공방법1~5의 방법에서는 확공홀의 형성을 말뚝의 확경구(102)가 모두 수행하는 것을 예시하였지만, 확공홀의 일부나 전부 즉 공벽 무너짐이 없을 정도의 확공홀 형성을 한 후에 말뚝 시공방법1~5와 마찬가지 방식으로 수행하는 것도 가능하다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 말뚝의 확경구(102)를 형성하는 것은 선단부 말뚝의 1개소에 형성하는 것이 보편적이나 지반의 중간층에서 확경할 필요가 있는 경우 2개소 이상에 형성할 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 건설 기초공사용이나, 지상의 타워형 구조물 또는 해양구조물의 고정용 등으로 사용되는 말뚝에 있어서 최소한의 확경만으로 압축지지력과 인발저항력이 신뢰성 있게 증가되므로 말뚝 본수를 감소시킬 수가 있고 말뚝길이를 줄이게 하는데 이용할 수 있다.

Claims (25)

  1. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서,
    말뚝본체(100)의 일부에 말뚝 확대부 형성이 가능한 확경구(102)를 구비하되, 상기 확경구(102)는 확경 절삭을 위한 절삭도구(10)와, 경화 가능한 접합채움재(14)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성하여서 확장상태에 있는 절삭도구(10)와 방사상 확장담체(12)에 의해 상기 말뚝 확대부가 형성되게 함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  2. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서,
    말뚝본체(100)의 선단과 연결가능하고 말뚝 확대부를 형성케 하는 분리형 확경구(102)를 구비하되, 상기 분리형 확경구(102)는 확경 절삭을 위한 절삭도구(10)와, 경화 가능한 접합채움재(14)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성하여서 확장상태에 있는 절삭도구(10)와 방사상 확장담체(12)에 의해 상기 말뚝 확대부가 형성되게 함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분리형 확경구(102)에 연결되는 말뚝본체(100)는 기성말뚝(100a)과 현장타설말뚝(100b) 중 하나임을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  4. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝에 있어서,
    말뚝본체(100)의 일부에 말뚝 확대부 형성이 가능한 확경구(102)를 구비하되, 상기 확경구(102)는 상하판체(18)(18a)와 스페이서(20)에 의해 형성된 방차형 지지틀(16)을 가지며, 상하판체(18)(18a) 사이에 다수개 배치되며 방사상 이동 가능한 확경 절삭용 절삭도구(10)와, 방차형 지지틀(16) 내에 초기 위치되며 경화 가능한 접합채움재(14)의 압력으로 방사상 확장되는 방사상 확장담체(12)로 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭도구(10)는 회전형 절삭도구로서 비접촉형 워터제트 절삭기와 물리적 접촉형 절삭커터 중 하나 이상으로 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상 확장담체(12)에 채워지는 상기 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)는 모르타르, 콘크리트, 에폭시, 액상의 고분자 물질, 액상의 금속을 포함함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭도구(10)는 방사상 확장담체(12)보다 외측방으로 더 돌출되게 형성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭도구(10)는 상기 방사상 확장담체(12)에 의해서 밀려서 방사상 이동되게 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭도구(10)는 절삭도구(10)에 가해지는 별도의 수평 작용력에 의해 수평 방사상 이동되게 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭도구(10)와 접합채움재(14)(14a)가 주입되는 방사상 확장담체(12)는 확경절삭에 따라 발생하는 공간을 확경절삭이 완료될 때까지 확장되면서 즉시 채우게 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사상 확장담체(12)는 접합채움재(14)(14a)의 누설 방지와 절삭 슬라임 및 지반과의 접촉으로부터 보호되는 확장담체 보호벽부(32)를 가짐을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  12. 제11항에 있어서, 상기 확장담체 보호벽부(32)는 다수의 호형분할 블록과 찢어짐이 방지되는 유연한 외피 중의 한 가지 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확경구(102)는 말뚝 회전에 따른 절삭도구(10) 회전시에 천공홀 선단 바닥에 고정되는 말뚝바닥부재(21)를 더 구비함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합채움재(14)(14a)는, 확장담체(12)에 접합채움재 총 소요량을 채우는 채움구성과, 확장담체(12)에는 일부가 채워지고 확경홀에 채워질 추가량이 확장담체 외부에 마련되는 채움구성과, 지상에 연결된 호스(44)를 통해 빈 확장담체(12)에 채우는 채움구성 중의 하나로 형성됨을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확경구(102)는 확경홀(4)을 포함한 접합채움재(14)(14a) 총 소요량을 미리 채운 확장담체(12)의 높이가 축소되면서 목표 직경까지 방사상 확장 가능한 구조로 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  16. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확경구(102)는 확경이 완료된 확대부 주변의 빈 공간에 경화 가능한 별도의 접합채움재(14b)를 주입할 수 있는 주입기를 더 구비함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.

  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭도구(10)는 풍화암, 연암, 경암층을 포함한 N치 30 이상의 단단한 지반을 절삭 가능한 성능을 갖도록 구성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝.
  18. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서,
    직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 확장담체(12)의 외부에 확경량만큼 미리 마련해둔 경화가능한 접합채움재(14)(14a)를 확장담체(12)의 내부로 추가 유입하면서 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)의 압력으로 확장담체(12)가 방사상 확장하고 그와 동시에 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며 접합채움재(14)(14a)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장하여서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  19. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서,
    직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 빈 확장담체(12)에 지상과 연결된 호스(44)를 통해 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)를 채워서 접합채움재(14)(14a)의 압력으로 확장담체(12)가 방사상 확장하고 그와 동시에 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며 접합채움재(14)(14a)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장되어서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  20. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서,
    직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 절삭도구(10)에 별도의 수평작용력을 가하여 절삭도구(10)가 방사상 확장하면서 확경절삭하고 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)가 채워진 확장담체(12)도 확경홀(4)을 채우면서 확장되어서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  21. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서,
    직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 말뚝본체(100)를 회전시키면서 외부 유체가 확장담체(12)에 내압을 가하여 확장담체(12)에 밀린 절삭도구(10)가 방사상 확장하면서 확경절삭하여서 확경홀(4) 형성을 완료하고, 확장담체(12)에 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)를 채워서 말뚝 확대부가 형성되게 함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  22. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서,
    직천공이 완료된 지중의 천공홀(2)의 선단에 절삭도구(10) 및 확장담체(12)가 포함된 확경구(102)가 장착된 말뚝본체(100)를 근입하고, 확장담체(12) 내부에 확경을 고려한 양만큼 경화 가능한 접합채움재(14)(14a)를 다 채운 말뚝을 누르면서 회전시킴에 따라 확경구(102)의 높이가 줄어듦과 동시에 확장담체(12)가 방사상 확장하면서 절삭도구(10)가 방사상으로 확경절삭하며, 접합채움재(14)(14a)의 유입이 끝날 때까지 절삭된 확경홀(4)을 확장담체(12)가 계속 채우면서 방사상 확장되어서 말뚝 확대부를 형성함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  23. 직천공이 완료된 지중의 천공홀에 설치되는 말뚝의 시공방법에 있어서,
    말뚝 확대부 형성이 가능하며 절삭도구(10)와 확장담체(12)가 포함된 분리형 확경구(102)를 천공홀(2)의 선단에 위치시키고, 확장담체(12) 내부로 경화가능한 접합채움재(14)(14a)를 채우면서 확경구(102)를 회전시켜 말뚝 확대부를 형성한 다음, 말뚝본체(100)를 확경구(102)와 결합하여 말뚝 시공을 완료하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 천공홀(2)에 확경구(102)를 투입하기 전에 천공경 확장 드릴을 이용하여 설계 확경홀(4)의 일부나 전부중 하나를 미리 확경함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
  25. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 회전하는 말뚝본체(100)나 확경구(102)를 축받침하며 천공홀(2) 바닥에 고정되는 말뚝바닥부재(21)를 사용하여 말뚝본체(100) 회전에 의한 절삭도구(10)의 회전으로 천공홀(2) 바닥의 침하를 방지케 함을 특징으로 하는 자체 확경이 가능한 말뚝 시공방법.
PCT/KR2014/000066 2013-01-04 2014-01-03 자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법 WO2014107058A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0001331 2013-01-04
KR1020130001331A KR20140089680A (ko) 2013-01-04 2013-01-04 자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014107058A1 true WO2014107058A1 (ko) 2014-07-10

Family

ID=51062334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/000066 WO2014107058A1 (ko) 2013-01-04 2014-01-03 자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20140089680A (ko)
WO (1) WO2014107058A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107938666A (zh) * 2017-12-26 2018-04-20 浙江大学 带桩靴管桩桩端内锤击沉桩及同步端测注浆结构及工艺
CN110863484A (zh) * 2019-11-14 2020-03-06 河南理工大学 一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法
CN113882366A (zh) * 2021-11-05 2022-01-04 济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司 一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法
CN113944161A (zh) * 2021-10-30 2022-01-18 湖南梅溪湖建设有限公司 一种软土地层抗浮锚杆施工方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016024673A1 (ko) * 2014-08-12 2016-02-18 (주)삼일이엔씨 확장형 말뚝 확경 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090008174U (ko) * 2008-02-11 2009-08-14 주형식 균열 보수용 패커조립체
KR101027963B1 (ko) * 2010-12-29 2011-04-13 (주)삼일이엔씨 건설공사용 말뚝 및 인장부재를 위한 천공 확대부 콘크리트 시공방법
KR101072215B1 (ko) * 2008-08-29 2011-10-10 윤인병 선단부를 보강하는 말뚝 시공 방법 및 이 방법에 의해 시공된 말뚝
KR101077960B1 (ko) * 2010-11-18 2011-10-28 (주)삼일이엔씨 지중 확공부의 형상유지 기능을 갖는 천공경 확장드릴 및 그를 이용한 건설공사용 말뚝 및 인장부재 시공방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090008174U (ko) * 2008-02-11 2009-08-14 주형식 균열 보수용 패커조립체
KR101072215B1 (ko) * 2008-08-29 2011-10-10 윤인병 선단부를 보강하는 말뚝 시공 방법 및 이 방법에 의해 시공된 말뚝
KR101077960B1 (ko) * 2010-11-18 2011-10-28 (주)삼일이엔씨 지중 확공부의 형상유지 기능을 갖는 천공경 확장드릴 및 그를 이용한 건설공사용 말뚝 및 인장부재 시공방법
KR101027963B1 (ko) * 2010-12-29 2011-04-13 (주)삼일이엔씨 건설공사용 말뚝 및 인장부재를 위한 천공 확대부 콘크리트 시공방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107938666A (zh) * 2017-12-26 2018-04-20 浙江大学 带桩靴管桩桩端内锤击沉桩及同步端测注浆结构及工艺
CN107938666B (zh) * 2017-12-26 2023-06-02 浙江大学 带桩靴管桩桩端内锤击沉桩及同步端测注浆结构及工艺
CN110863484A (zh) * 2019-11-14 2020-03-06 河南理工大学 一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法
CN110863484B (zh) * 2019-11-14 2024-04-19 河南理工大学 一种水下土体扩搅器及水下扩底桩的施工方法
CN113944161A (zh) * 2021-10-30 2022-01-18 湖南梅溪湖建设有限公司 一种软土地层抗浮锚杆施工方法
CN113944161B (zh) * 2021-10-30 2022-11-29 湖南梅溪湖建设有限公司 一种软土地层抗浮锚杆施工方法
CN113882366A (zh) * 2021-11-05 2022-01-04 济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司 一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法
CN113882366B (zh) * 2021-11-05 2023-09-26 济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司 一种灌注桩桩孔施工过程中塌孔处置装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140089680A (ko) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101014796B1 (ko) 기성 콘크리트 기둥부재를 이용한 탑다운 시공방법
CA2955218C (en) Rapid pier
KR100869815B1 (ko) 매입말뚝용 강관의 선단부 지지력 확대장치 및 매입말뚝시공방법
WO2014107058A1 (ko) 자체 확경이 가능한 말뚝 및 그 시공방법
JP5274145B2 (ja) 場所打ち杭およびその構築方法
WO2012091247A1 (ko) 건설공사용 말뚝 및 인장부재를 위한 천공 확대부 콘크리트 시공방법
JP4752322B2 (ja) 場所打ちコンクリート杭におけるグラウト工法
KR101021915B1 (ko) 흙막이 공사용 차수 가시설 시공방법
KR100849226B1 (ko) ＣｌＰ에 의한 흙막이 가시설 및 이 시공 방법
JP2013147933A (ja) 山留め壁の構築方法、場所打ち杭の構築方法、山留め壁、場所打ち杭
JP6215858B2 (ja) マイクロパイル工法およびマイクロパイル工法で用いられる補強材用スペーサ
CN111287173A (zh) 一种装配式载芯桩与施工方法
JP5930580B2 (ja) 土留め壁及び土留め壁の構築方法
KR101462814B1 (ko) 중력식 2열 흙막이 합성 소일벽 시공방법
JP2006336382A (ja) 電柱建て工法
KR20210009502A (ko) 가압그라우팅을 이용한 현장타설 말뚝 및 그 시공방법
KR101021913B1 (ko) 흙막이 공사용 차수 가시설 시공방법
KR102059051B1 (ko) 수직구 굴착방법
JP2009068203A (ja) 親杭横矢板からなる土留め壁、親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造、及び親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法、並びに親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法
CA3115957C (en) Pile wall system
US11613864B2 (en) Secant concrete shoring using helical piles for depth
CN114198142B (zh) 一种岩溶塌陷的处置方法
KR101080159B1 (ko) 콘기초를 이용한 확대 선단지지기초와 그 시공방법
JP6832761B2 (ja) 建物建替え方法
KR100441966B1 (ko) 케이싱을 콘크리트충전 강관으로 활용하는 공사방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14735086

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14735086

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1