WO2015122731A1 - 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법, 선단 확경 말뚝용 확경구 및 확경구 회전가압장치 - Google Patents

선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법, 선단 확경 말뚝용 확경구 및 확경구 회전가압장치 Download PDF

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WO2015122731A1
WO2015122731A1 PCT/KR2015/001522 KR2015001522W WO2015122731A1 WO 2015122731 A1 WO2015122731 A1 WO 2015122731A1 KR 2015001522 W KR2015001522 W KR 2015001522W WO 2015122731 A1 WO2015122731 A1 WO 2015122731A1
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pile
diameter
expansion
guide member
hole
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PCT/KR2015/001522
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English (en)
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Inventor
임성대
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(주)삼일이엔씨
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    • 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
    • E02D5/72—Pile shoes

Definitions

  • the present invention by rotating the expansion body located at the bottom of the pile body at the same time as the rotary cutting, the enlarged diameter portion is closed between the pile outer diameter portion and the ground inner wall to prevent the rise of the lower slime and to be supported on the base plate outside the drilling hole
  • Piles installed in the ground for the foundation and fixing of various building and civil engineering structures are designed to receive mainly compressive force at the tip.
  • the ground around the pile tip should be firmly reinforced so that the pile supporting ground does not surrender or break even if an extreme load is applied to the pile.
  • the pile is mainly constructed by entering the underground drilling hole, the bottom ground of the drilling hole slime occurs during the drilling. Most of the slime is discharged using very strong fluid during the drilling and recovery process, but some residual slime is accumulated on the bottom of the hole after drilling.
  • the residual slime accumulated on the ground of the bottom of the drilled hole may rise to the gap between the pile and the drilled hole over time, thereby causing ground settlement and reducing the allowable bearing capacity of the pile, thereby degrading the safety of the structure. .
  • the present invention by expanding the expansion sphere to close the empty space between the drilling hole and the pile, to prevent the residual slime rising below the drilling hole to increase the density of the pile foundation ground compared to the conventional pile construction method to pile settlement It is intended to provide a construction method for reinforcing pile foundation grounds and a diameter expansion hole for distal end diameter piles using the distal end diameter piles that can prevent.
  • the present invention is to provide a construction method for strengthening the pile foundation ground by using the tip expansion diameter pile to further increase the foundation ground density of the pile by the penetration of the pressing body before and after the formation of the pile expansion portion and the expansion diameter for the pile expansion pile. .
  • the present invention according to a preferred embodiment relates to a construction method for reinforcing pile foundation ground by using a tip diameter expansion pile consisting of a hollow tube-shaped pile body and the expansion diameter sphere is coupled to the lower portion of the pile body, the diameter is expanded,
  • the enlarged sphere is to be coupled to the lower portion of the pile body, the upper guide member formed in the upper through hole in the center;
  • a lower guide member having a lower through-hole formed in the center of the upper guide member so as to be spaced apart from the upper guide member by a predetermined distance;
  • a connection member connected to the upper guide member and the lower guide member so as to communicate with the upper through hole and having a plurality of entrance holes formed on an outer circumferential surface thereof; And being installed between the upper guide member and the lower guide member of the outer side of the connection member and being provided at an arc-shaped wing portion having the cutting tip coupled to the outside and the rear end of the wing member, respectively, inserted into the inlet / outlet of the connection member.
  • a plurality of expansion bodies consisting of parts; Consisting of, the construction method comprises the steps of: (a) injecting the tip diameter pile into the ground; And (b) while rotating the expansion body about the central axis of the pile, the press body is inserted into the connecting member through the upper through hole of the enlarged sphere by pressing the rear end of the pressing portion of the expansion body to expand the expansion body by the inner wall and pile Closing some or all of the space between the outer diameters; It provides a construction method to reinforce the pile foundation ground by using a tip diameter expansion pile, characterized in that configured to include.
  • the distal end diameter pile is formed by drilling a hole in the ground, and then constructs a reinforcement pile foundation ground using the distal end diameter penetration, characterized in that the penetration hole.
  • the casing in the step (a), is inserted into the ground together with the formation of the perforation hole, and the tip diameter expansion pile is inserted into the casing so that the expansion diameter of the diameter expansion sphere is positioned under the casing. And press the rear end of the pressurizing portion with the pressurizing member to partially expand the wing portion of the expander to protrude out of the casing.
  • the casing is pushed downward to engage the wing portion of the expander and the casing It provides a construction method to reinforce the pile foundation ground by using a tip-expansion pile characterized in that the expansion by expanding the expansion body to seal the gap between the ground and the inner wall while rotating.
  • the tip expansion diameter pile is reinforced with a pile foundation ground by using the tip expansion diameter pile, which is inserted into the ground by any one of a type, a press-fitting, or a rotational penetration. It provides a construction method.
  • the present invention according to a preferred embodiment relates to a construction method for reinforcing pile foundation ground using a tip diameter expansion pile consisting of a pile body and the expansion diameter sphere is expanded to the diameter of the pile body, the expansion sphere is pile body
  • the upper guide member is formed in the center through the upper through hole is coupled to the lower;
  • a lower guide member having a lower through-hole formed in the center of the upper guide member so as to be spaced apart from the upper guide member by a predetermined distance;
  • a connection member connected to the upper guide member and the lower guide member so as to communicate with the upper through hole and having a plurality of entrance holes formed on an outer circumferential surface thereof; And being installed between the upper guide member and the lower guide member of the outer side of the connection member and being provided at an arc-shaped wing portion having the cutting tip coupled to the outside and the rear end of the wing member, respectively, inserted into the inlet / outlet of the connection member.
  • the step (c) includes installing a reinforcement on the upper diameter sphere and placing concrete, or installing the pile body by combining a pile pile on the upper diameter sphere. Provides a construction method to reinforce the pile foundation ground by using.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides a construction method for reinforcing pile foundation ground by using a tip diameter expansion pile, characterized in that the insertion of the casing with the formation of a drilling hole before the expansion hole insertion in step (a).
  • the outer circumferential surface of the press body is provided with a rotating part connected to the apparatus in a hollow tubular shape, and the lower end of the rotating part is characterized in that it is coupled to the upper diameter sphere. It provides a construction method to reinforce pile foundation grounds by using.
  • a locking protrusion protrudes to an upper surface of the upper guide member, and a locking jaw is formed at the lower end of the rotating part, and the locking protrusion is inserted into the locking protrusion so that the rotational force of the rotating part is transmitted. It provides a construction method to reinforce the pile foundation ground.
  • the locking protrusion is formed to protrude around the upper through hole of the upper guide member, and the connection member is fixedly coupled to the upper guide member so that the enlarged sphere rotates when the rotating part rotates to expand the expanding body. It provides a construction method for reinforcing pile foundation ground by using the tip diameter expansion pile characterized in.
  • the locking protrusion is formed at an upper end of the connecting member, protrudes upward through the upper through hole of the upper guide member, and the connecting member is configured to be rotatable and separated from the upper guide member. It provides a construction method for reinforcing pile foundation ground by using a tip expansion diameter pile, characterized in that the expansion body is rotated by rotating the connection member of the.
  • a locking groove is formed on an upper surface of the enlarged sphere, and a locking protrusion is inserted into the locking groove at a lower end of the rotating part so as to protrude, and the rotating force of the rotating part is transmitted. It provides a construction method to reinforce pile foundation grounds by using.
  • the upper surface of the center of the upper guide member is connected to the upper through-hole by using a tip-expansion pile, characterized in that the press body guide tube is inserted between the pressurizing body and the rotating part Provide a construction method to reinforce the ground.
  • a guide protrusion is formed to protrude in a longitudinal direction on an upper surface of the wing of the extension, and a locking jaw is formed at the lower end of the casing to be inserted with the guide protrusion, and the rotational force of the casing is extended. It provides a construction method for reinforcing pile foundation ground by using the tip diameter expansion pile characterized in that the transmission.
  • the present invention according to another preferred embodiment further comprises the step (b ') of repeating the work to squeeze the pile lower ground by penetrating the press body through the lower through hole to the bottom of the pile after the step (b) It provides a construction method for reinforcing pile foundation ground by using the tip diameter expansion pile.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides a construction method for reinforcing pile foundation ground using a tip expansion diameter pile, characterized in that the lower diameter of the lower guide member of the expansion sphere is conical inlet portion is reduced toward the bottom. do.
  • the present invention according to another preferred embodiment in the step (b '), provides a construction method to reinforce the pile foundation ground by using a tip expansion diameter pile characterized in that the filling material is filled in the lower portion of the pile through the lower through hole. do.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides a construction method for reinforcing pile foundation ground using the tip expansion diameter pile, characterized in that the upper guide member of the enlarged diameter sphere is larger than the pile body.
  • the present invention relates to the expansion diameter for the tip expansion diameter pile for expanding the tip of the pile is coupled to the lower end of the pile body, the upper guide member is formed in the upper through hole in the center to be coupled to the lower pile body; A lower guide member having a lower through-hole formed in the center of the upper guide member so as to be spaced apart from the upper guide member by a predetermined distance; A connection member connected to the upper guide member and the lower guide member so as to communicate with the upper through hole and having a plurality of entrance holes formed on an outer circumferential surface thereof; And being installed between the upper guide member and the lower guide member of the outer side of the connection member and being provided at an arc-shaped wing portion having the cutting tip coupled to the outside and the rear end of the wing member, respectively, inserted into the inlet / outlet of the connection member.
  • a plurality of expansion bodies consisting of parts; It provides a magnifying glass for the tip diameter hwakgyeong characterized in that consisting of.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an enlarged orifice for a tip diameter expansion pile, characterized in that a locking projection or a locking groove is formed on the upper guide member.
  • the upper surface of the enlarged oral cavity is formed with a locking projection among the locking projection and the locking groove, the locking projection is characterized in that the projection is formed around the upper through-hole of the upper guide member upper surface expansion Give oral.
  • a locking protrusion is formed on a top surface of the enlarged oral cavity, and the locking protrusion is formed on the upper end of the connecting member so as to protrude to the upper upper through hole of the upper guide member. It provides a magnifier for the tip diameter expansion pile, characterized in that the upper guide member and the rotatable configuration.
  • the upper surface of the upper guide member provides an enlarged orifice for a front end diameter piling, characterized in that a pressurized body guide tube communicating with the upper through hole is provided.
  • the present invention according to a preferred embodiment relates to an enlarged orbital rotary pressurizing device for rotating and pressurizing the enlarged orifice for the tip diameter enlarged pile, the pressurizing body is provided therein and the outer peripheral surface of the pressurizing body has a hollow tube shape and Rotating portion is connected to the rotation is provided, the lower end of the rotating portion provides an enlarged oral rotary pressure device, characterized in that coupled to the expansion sphere.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides an enlarged oral rotary pressurizing device, characterized in that a hammer for hitting the pressurizing body is provided on an upper portion of the pressurizing body.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of a construction method for reinforcing pile foundation ground using the present invention tip diameter pile.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a unitary enlarged oral cavity.
  • Figure 3 is a perspective view showing a magnifying glass provided with a blocking member.
  • Figure 4 is a perspective view showing a rotating unit combined with the enlarged sphere.
  • FIG. 5 is a view showing a construction method for reinforcing pile foundation ground by using the present invention front end diameter pile to expand the expansion body by the rotation of the casing.
  • FIG. 6 is a view showing a process of coupling the casing with the wing of the expansion body.
  • Figure 7 is a view showing a construction method for reinforcing pile foundation ground using the present invention tip diameter expansion pile that is carried out by direct hitting the tip diameter expansion pile.
  • FIG. 8 is a view showing another embodiment of the construction method for reinforcing pile foundation ground using the present invention tip diameter pile.
  • Fig. 9 is a perspective view showing an embodiment of the dividing enlarged oral cavity.
  • FIG. 10 is a view showing another embodiment of the construction method for reinforcing pile foundation ground using the present invention tip diameter pile.
  • Fig. 11 is a bottom perspective view showing a wide mouth with a conical penetration.
  • FIG. 12 is a view showing a process in which the pressurized body moves along the pressurized body guide tube to press the enlarged sphere.
  • Figure 13 is a view showing a process of reinforcing pile foundation ground by filling the filling material in the lower pile.
  • the present invention is a construction method for reinforcing pile foundation ground by using a tip diameter expansion pile consisting of a diameter-expansion sphere is expanded to the diameter is coupled to the inside of the hollow tubular pile body and the pile body lower portion;
  • the expansion sphere is coupled to the lower portion of the pile body, the upper guide member is formed in the upper through hole in the center;
  • a lower guide member having a lower through-hole formed in the center of the upper guide member so as to be spaced apart from the upper guide member by a predetermined distance;
  • a connection member connected to the upper guide member and the lower guide member so as to communicate with the upper through hole and having a plurality of entrance holes formed on an outer circumferential surface thereof; And being installed between the upper guide member and the lower guide member of the outer side of the connection member and being provided at an arc-shaped wing portion having the cutting tip coupled to the outside and the rear end of the wing member, respectively, inserted into the inlet / outlet of the connection member.
  • a plurality of expansion bodies consisting of parts; Consisting of, the construction method comprises the steps of: (a) injecting the tip diameter pile into the ground; And (b) while rotating the expansion body about the central axis of the pile, the press body is inserted into the connecting member through the upper through hole of the enlarged sphere by pressing the rear end of the pressing portion of the expansion body to expand the expansion body by the inner wall and pile Closing some or all of the space between the outer diameters; Characterized in that comprises a.
  • Figure 1 is a view showing an embodiment of a construction method for reinforcing pile foundation ground using the present invention tip diameter pile
  • Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of a one-piece wide diameter sphere.
  • the construction method of reinforcing the pile foundation ground using the tip expansion diameter pile of the present invention is composed of a hollow tube-shaped pile body 10 and a diameter-expansion portion 20 having a diameter expanded by being coupled to a lower portion of the pile body 10. It relates to a construction method to reinforce the pile foundation ground using the tip diameter expansion pile.
  • the present invention is to prevent the settlement of the pile by increasing the density of the residual slime accumulated in the ground hole bottom ground to reinforce the ground hole bottom ground.
  • the pile body 10 may use a ready-made concrete pile or a steel pipe pile.
  • the pile body 10 may be configured as a cast-in-place pile as shown in Figure 8 to be described later.
  • the enlarged diameter sphere 20 is coupled to the lower portion of the pile body 10, the upper guide member 21 is formed with an upper through-hole 211 in the center ; A lower guide member 22 formed below the upper guide member 21 so as to be spaced apart from the upper guide member 21 by a predetermined interval, and having a lower through hole 221 formed at the center thereof; A connection member 23 connected to the upper guide member 21 and the lower guide member 22 so as to communicate with the upper through hole 211, and having a plurality of entry and exit holes 231 formed on an outer circumferential surface thereof; And an arc-shaped wing portion 241 and the wing portion, which are installed between the upper guide member 21 and the lower guide member 22 on the outer side of the connecting member 23, and the cutting tip T is coupled to the outside. 241) a plurality of expansion bodies (24) which are provided at the rear end and composed of pressing portions (242) respectively inserted into the entrance and exit holes (231) of the connection member (23); It consists of.
  • the enlarged diameter hole 20 is formed to quickly expand the pile expansion portion diameter than the pile body 10 at the tip of the pile without additional drill drill, the upper guide member 21, the lower guide member 22, the connecting member ( 23) and a plurality of expansion bodies 24.
  • the upper and lower guide members 21 and 22 are spaced apart by a predetermined interval up and down, and prevent the dropping of the expander 24 and guide the horizontal expansion of the expander 24.
  • the lower guide member 22 may have a lower through hole 221 formed at the center thereof to sufficiently move the press body 30 to be described later. Accordingly, as the press body 30 penetrates into the lower guide member 22, the expander 24 protrudes outward from the upper and lower guide members 21 and 22 to form a pile enlargement portion and simultaneously increase the lower ground density.
  • the plurality of expanders 24 extend radially to form a pile enlargement.
  • the expansion body 24 is composed of a pressing portion 242 and the wing portion 241, the cutting tip (T) for diameter-cutting the ground is coupled to the wing portion 241 outside.
  • the cutting tip T may be integrally protruded to the outside of the wing portion 241 of the expansion body 24 or may be formed to be coupled to the outside of the wing portion 241.
  • the cutting tip T may cut the ground to a desired dimension to form a cross section of the pile enlargement designed. Therefore, it is possible to greatly increase the pile bearing capacity and pullout resistance with the minimum amount of cutting work and the minimum number of expansion bodies 24.
  • the expansion body 24 serves as a permanent reinforcement of the pile expansion portion in the expanded state after completion of the pile construction.
  • the construction method includes the steps of (a) injecting the tip diameter pile into the ground; And (b) while rotating the expansion body 24 around the pile center axis, the pressing body 30 is inserted into the connecting member 23 through the upper through hole 211 of the enlarged diameter hole 20 to expand the expansion body ( Closing a part or all of the space between the ground inner wall and the pile outer diameter by pressing the rear end of the pressing part 242 to expand the expansion body 24; Characterized in that comprises a.
  • step (a) is inserted into the ground tip expansion pile coupled to the expansion diameter 20 to the bottom of the pile body (10 (a)).
  • the pressurized body 30 is positioned on the upper end of the enlarged sphere 20.
  • the tip-expansion pile may be introduced into the drilling hole 1 after the drilling hole 1 is formed in the ground.
  • the pressurizer 30 is inserted into the connecting member 23 while the expander 24 is rotated about the pile center axis to expand the expander ( Perform step (b) to expand 24).
  • the expansion body 24 closes part or all of the space between the ground inner wall and the pile outer diameter part. Therefore, the filling material for reinforcing the lower slime or the tip ground is prevented from rising to the gap between the perforation hole 1 and the outer diameter of the pile main body 10, thereby increasing the density of the ground around the bottom of the perforation hole 1 to settle the pile. It is possible to prevent pile foundation ground reinforcement.
  • the space between the outer diameter of the pile body 10 and the drill holes 1 is partially opened to let the remaining slime escape, and then the fast hardenable joining filler material This can fill the space where the remaining slime has escaped.
  • a slime discharge fluid such as pressure water or a joint filling material provided by compressed air or a pump or to inject a joint filling material such as cement grout to push out the cutting slime.
  • the press body 30 is movable up and down in the pile body 10, and the lower end of the pressurizing portion 242 of the expander 24 in the horizontal direction while being lowered by the impact or vibration of the upper weight or hammer. Pressurized to expand.
  • the torsion of the pile main body 10 due to the tip friction force can be eliminated by rotating the expansion body 24 instead of rotating the pile main body 10.
  • Rotation of the expansion body 24 is equipped with a rotating part 50 on the outside of the pressing body 30, as shown in Fig. 1, 11 and the like, the rotating part 50 is coupled to the enlarged sphere 20 to enlarge the diameter sphere 20 5, the expansion body 24 may be rotated by rotating the casing 40 by coupling the casing 40 to the expansion body 24 as shown in FIG. 5.
  • the pressing body 30 is moved downward to the bottom surface side of the drilling hole 1 in which residual slime is accumulated to pressurize the remaining slime and the lower ground. It can increase the density of the ground.
  • the pile support filling material such as sand, gravel or the like and a hardenable joining filler such as fast-hardening and expandable grout can be filled, and again by hitting or pressing the ground with the press body 30, etc.
  • a hardenable joining filler such as fast-hardening and expandable grout
  • the expandable grout injected into the lower diameter sphere 20 and the upper surface of the base plate of the drill hole 1 expands while hardening to expand the ground rigidity, It can be minimized.
  • cement grout when cement grout is filled into the ground, it is economical, and it is very effective because it can dig a gap well during pressure injection and mix with the remaining slime to have high strength.
  • Filler filled in the ground should be adjusted in quantity and range considering the thickness of remaining slime and the condition of the ground.
  • the press body 30 may be present in the ground to permanently reinforce the ground together with the expansion body 24.
  • the pressing portion 242 of the expansion body 24 may be formed on the inclined surface on the rear end.
  • the lower end of the pressing body 30 having a conical shape is inserted into the connecting member 23 while moving downward on the inclined surface of the pressing unit 242, and presses the rear end of the pressing unit 242 to press the wings of the expansion body 24.
  • the part 241 protrudes outward.
  • Figure 2 shows an embodiment of a one-piece magnifying glass in which the connecting member 23 is fixedly coupled to the upper guide member 21.
  • the lower end of the rotating part 50 provided on the outer circumferential surface of the pressing body 30 is coupled to the upper part of the enlarged diameter hole 20, and the rotating part 50 is rotated to enlarge the diameter sphere 20.
  • the engaging protrusion 25 and the engaging jaw 51 are respectively formed on the upper surface of the upper guide member 21 and the lower portion of the rotating part 50 so as to couple the rotating part 50 and the enlarged diameter hole 20 to each other.
  • the engaging projections they are coupled to each other so that the rotational force of the rotating unit 50 can be transmitted to the expansion sphere (20).
  • the locking projection 25 is formed protruding around the upper through hole 211 of the upper guide member 21 and the connecting member 23 is the upper guide member It is fixedly coupled to the 21, when the expansion unit 20 is rotated during the rotation of the rotary unit 50 can be made to rotate the expansion body 24.
  • the pile body 10 since the upper guide member 21 is coupled to the lower portion of the pile body 10 in the embodiment of FIG. 1, the pile body 10 also rotates when the enlarged diameter hole 20 is rotated.
  • the upper guide member 21 of the enlarged diameter sphere 20 may be configured to have a larger diameter than the pile body (10).
  • the diameter of the upper guide member 21 is larger than the diameter of the pile body 10.
  • the outer diameter portion of the pile body 10 does not directly contact the ground inner wall during the batting operation of the ready-made pile body 10. Therefore, it is possible to prevent damage or deformation caused by the frictional resistance of the pile body 10 during the expansion of the expansion sphere (20).
  • the lower guide member 22 may have a diameter equal to that of the upper guide member 21, but if the diameter of the lower guide member 22 is smaller than that of the upper guide member 21, penetration of the pile may be easier.
  • FIG 3 is a perspective view showing a magnification sphere provided with a blocking member.
  • the wing portion 241 of the expansion body 24 adjacent to the inside A blocking member 26 having a side portion may be further provided.
  • the blocking member 26 is positioned between the upper and lower guide members 21 and 22, and the upper and lower parts are pressed by the expansion body 24 when the extension body 24 protrudes out of the upper and lower guide members 21 and 22. It protrudes together to the outside of the guide member (21, 22).
  • the blocking member 26 is positioned in the space between the adjacent extensions 24 after the expansion of the expansion body 24, it is possible to form a continuous pile expansion without gaps in plan view.
  • Figure 4 is a perspective view showing a rotating unit coupled to the enlarged sphere.
  • the outer circumferential surface of the pressing body 30 is provided with a rotating part 50 is connected to the equipment in a hollow tubular shape, the lower end of the rotating part 50 is coupled to the upper diameter sphere 20 Can be.
  • the rotating part 50 may be coupled to the connection joint 52 at the top.
  • connection joint 52 rotates the rotation unit 50 in combination with the rotary motor inserted into the ground equipment or pile.
  • the rotation unit 50 is for rotating the expansion body 24, the rotation unit 50 is mounted outside the pressing body 30 to rotate the expansion sphere 20 to rotate the expansion body 24.
  • the configuration of the rotating unit 50 as described above is applicable to both the embodiment of Fig. 1, 8 regardless of the post-construction of the pile body (10).
  • rotating unit 50 may be coupled to both the integrated enlarged sphere of FIG. 2 or the separate enlarged sphere of FIG. 9.
  • the locking projection 25 is protruded to the upper surface of the upper guide member 21, the locking projection (51) is formed in the lower end of the rotating portion 50 is inserted into the locking projection 25 is formed of the rotating portion 50
  • Rotational force may be configured to be transmitted to the enlarged sphere (20).
  • the upper guide member 21 is formed. Even if there is an impurity on the top, the locking protrusion 25 may be easily inserted into the locking jaw 51.
  • a locking groove is formed on the upper surface of the enlarged orifice 21, and a locking protrusion which is inserted into the locking groove is protruded from the lower portion of the rotating part 50 to rotate the rotation part 50. It is also possible to configure so that the rotational force is transmitted to the expansion sphere (20).
  • the locking groove may be formed on the upper surface of the upper guide member 21 or the upper end of the connection member 23.
  • FIG. 5 is a view showing a construction method for reinforcing pile foundation ground by using the present invention front end diameter pile to expand the expansion body by the rotation of the casing.
  • FIG. 5 is an embodiment of the case where the expansion body 24 is rotated by rotating the casing 40.
  • the casing 40 is inserted into the ground together with the formation of the drilling hole 1 and the end diameter pile consisting of the pile body 10 and the diameter hole 20 is casing ( After inserting into 40 (FIG. 5 (a)), and after the tip diameter expansion pile struck so that the expansion body 24 of the enlarged diameter hole 20 is located under the casing 40 (FIG. 5 (b))
  • the rear end of the pressing portion 242 of the expansion body 24 with the pressing body 30 can be partially extended so that the wing portion 241 of the expansion body 24 protrudes out of the casing 40 (Fig. 5). (C)).
  • the press body 30 is inserted into the pile body 10 and the inner hammer bit is operated to extend the expander 24 radially by a predetermined length without the rotation of the expander 24.
  • the casing 40 is press-fitted downward to be coupled to the wing 241 of the expansion body 24 (FIG. 5 (d)).
  • the lower end of the casing 40 and the wing 241 of the expander 24 are coupled to each other in a state in which the wing 241 of the expander 24 protrudes outward.
  • the lower end of the casing 40 is coupled to the space between the wing portions 241, or the catching jaw 41 formed at the bottom of the casing 40 is coupled to the guide protrusion 243 formed on the upper surface of the wing portion 241.
  • the lower end of the casing 40 and the wing 241 may be coupled.
  • the casing 40 may be rotated to expand the expander 24 while rotating the expander 24 to seal the space between the ground inner wall (FIG. 5E).
  • the casing 40 is a metal of the pile support force, unlike the pile body 10 made of concrete, does not cause torsion due to friction with the ground during rotation.
  • step (f) of Figure 5 and the step of recovering the press body 30 may be added.
  • the expansion body 24 permanently reinforces the pile expansion part in an enlarged state after the construction of the pile is completed.
  • FIG. 6 is a view showing a process of coupling the casing with the wing of the expansion body.
  • the lower end of the casing 40 and the wing portion 241 of the extension 24 are mutually coupled in a state in which the wing portion 241 of the extension 24 protrudes to the outside, As described above with reference to FIG. 5E, the embodiment in which the casing 40 is rotated to rotate the expander 24 is described.
  • the wing portion 241 of the expansion body 24 as shown in (a) to (b) of FIG.
  • the upper surface may protrude the guide protrusions 243 in the longitudinal direction, and the lower end of the casing 40 may form a locking step 41 in which the guide protrusions 243 are inserted.
  • the guide protrusion 243 guides the expansion direction of the expansion body 24 and simultaneously couples the expansion body 24 to the lower end of the casing 40.
  • the expansion body 24 can be rotated.
  • the guide protrusion 243 of the expansion body 24 and the engaging jaw 41 of the casing 40 are combined to rotate the casing 40 to rotate the expansion body 24 as shown in FIG. 2. It is applicable to all-in-one magnifying glass, the separate magnifying glass as shown in FIG. In particular, in the case of the integrated magnification sphere may be rotated together with the pile body (10).
  • FIG. 7 is a view showing a construction method for reinforcing pile foundation ground by using the present invention tip diameter expansion pile that is carried out by direct hitting the tip diameter expansion pile.
  • the tip diameter pile can be introduced into the ground by any one of the type, press-fit or rotary penetration.
  • FIG. 7 is an embodiment of the case where the drilling hole 1 is penetrated into the ground by directly hitting the end diameter pile without forming the drill hole 1 in advance.
  • the press body 30 is inserted into the pile main body 10 (FIG. 7B), and the press body 30 is connected to the connecting member 23 through the upper through hole 211 of the enlarged orifice 20.
  • the space between the ground inner wall and the pile outer diameter part is closed by inserting the inner portion and pressing the rear end of the pressurizing portion 242 of the expander 24 to expand the expander 24 (FIGS. 7C to 7D).
  • FIG. 8 is a view showing another embodiment of the construction method for reinforcing pile foundation ground using the present invention tip diameter pile.
  • the construction method of reinforcing the pile foundation ground using the distal end diameter stake of the present invention shown in FIG. 8 is composed of a diameter-expansion portion 20 having a diameter expanded by being coupled to the pile body 10 and the pile body 10. It relates to a construction method for reinforcing pile foundation ground by using a tip diameter expansion pile.
  • the expansion sphere 20 is to be coupled to the pile body 10,
  • the lower upper guide member 21 is formed with an upper through-hole 211 in the center;
  • a lower guide member 22 formed below the upper guide member 21 so as to be spaced apart from the upper guide member 21 by a predetermined interval, and having a lower through hole 221 formed at the center thereof;
  • a connection member 23 connected to the upper guide member 21 and the lower guide member 22 so as to communicate with the upper through hole 211, and having a plurality of entry and exit holes 231 formed on an outer circumferential surface thereof;
  • an arc-shaped wing portion 241 and the wing portion which are installed between the upper guide member 21 and the lower guide member 22 on the outer side of the connecting member 23, and the cutting tip T is coupled to the outside.
  • 241) a plurality of expansion bodies (24) which are provided at the rear end and composed of pressing portions (242) respectively inserted into the entrance and exit holes (231) of the connection member (23); It consists of.
  • Each configuration and role of the enlarged oral cavity 20 are as described above.
  • the construction method starts with the step of (a) forming a drill hole (1) in the ground, inserting the enlarged sphere (20) in the drill hole (1), and hitting the upper diameter sphere (20) (Fig. 8 (B) and (c)).
  • a slime inflow prevention part 29 may be formed to protrude from the upper portion of the upper guide member 21 of the enlarged diameter hole 20.
  • the slime inflow prevention unit 29 prevents the slime generated during the operation of the expansion and the pile expansion portion of the expansion hole 20 to form a good pile.
  • the casing 40 may be inserted together with the formation of the drilling hole 1 before the expansion oral cavity 20 is inserted (FIG. 8A).
  • the enlarged orifice 20 of the enlarged oral cavity 20 is struck by the upper diameter of the enlarged oral cavity 20 so as to be positioned below the casing 40.
  • the pressing body 30 is inserted into the connecting member 23 through the upper through hole 211 of the enlarged diameter hole 20 to expand the expansion body ( The space between the ground inner wall and the pile outer diameter part is sealed by pressing the rear end of the pressing part 242 to expand the expansion body 24 ((d) and (e) of FIG. 8).
  • the casing 40 When the casing 40 is inserted in the step (a), the casing 40 may be bitten by the expansion body 24 to rotate the expansion body 24.
  • the guide protrusions 243 are protruded in the longitudinal direction on the upper surface of the wing portion 241 of the expansion body 24, and the guide protrusions 243 are formed at the lower end of the casing 40.
  • a locking jaw 41 that is inserted and caught may be formed, and the rotational force of the casing 40 is transmitted to the expansion body 24 by combining the casing 40 with the expansion body 24.
  • the reinforcing material 11 is installed on the upper diameter sphere 20 and the concrete 12 is poured, or the pile body 10 is coupled to the upper pile body 10 by combining the pile body 10. Can be installed.
  • the pile body 10 can be used as a cast-in-place pile or a ready-made pile.
  • the case of the cast-in-place pile is a pile body 10
  • the reinforcing material 11, such as reinforcing bars or PC steel bars may be installed before the concrete 12 is poured.
  • the reinforcing material 11 may be inserted into the drilling hole 1 together with the enlarged diameter sphere 20 in a state of being pre-coupled to the enlarged diameter sphere 20.
  • the casing 40 is cast after the cast-in-place concrete is poured as shown in FIG. Drawing and recovering can be added.
  • Figure 9 is a perspective view showing an embodiment of a separate enlarged diameter sphere consisting of a connecting member separated from the upper guide member.
  • the enlarged diameter sphere 20 may be rotated by the rotation of the rotating unit 50 provided on the outer circumferential surface of the pressing body 30, and the upper surface of the upper guide member 21 and the lower portion of the rotating unit 50 may be rotated.
  • the rotational force of the rotating part 50 may be transmitted to the expansion diameter 20 by the engaging protrusion 25 and the locking step 51 or the locking step and the engaging protrusion formed at each.
  • the engaging projection 25 is formed on the upper end of the connecting member 23 is protruded to the upper upper through hole 211 of the upper guide member 21 and the connecting member 23 is the upper It is configured to be rotatable and separated from the guide member 21, the rotating part 50 can be configured to rotate the expansion member 24 by rotating the connecting member 23 of the enlarged oral diameter (20).
  • the lower guide member 22 and the connection member 23 is separated and rotated separately from the upper guide member 21, by forming a guide protrusion 243 protruding below the expansion body 24
  • the guide protrusion 243 and the upper guide member 21 are preferably configured so as not to interfere with each other while guiding the extension direction of the expansion body 24.
  • outside the locking projection 25 may be formed to extend the locking step 251 is caught to the upper surface of the upper guide member 21 to the outside, in this case, the connecting member 23 by the locking step 251 is the upper guide member ( 21) does not escape.
  • the upper guide member 21 may be fixedly coupled to the pile body 10 integrally.
  • the tip steel sheet may be welded to the upper guide member 21.
  • PC steel bar can be fixed to the upper guide member 21 and fixed.
  • the separate magnifying glass may rotate only the expansion sphere 20 separately from the pile body 10. Therefore, it is not necessary to make the diameter of the upper guide member 21 larger than that of the pile body 10, and the diameter of the upper guide member 21 and the diameter of the pile body 10 may be the same.
  • Figure 10 is a view showing another embodiment of the construction method to reinforce the pile foundation ground using the present invention tip diameter pile
  • Figure 11 is a bottom perspective view showing an enlarged sphere having a conical intrusion at the bottom.
  • the press body 30 penetrates through the lower through hole 221 to the bottom of the pile to compact the pile lower ground.
  • (B ') may be further included to repeat the operation.
  • the expansion body 24 is expanded by inserting the press body 30 into the connecting member 23 as shown in FIGS. 10A to 10B, and then press the press body as shown in FIG. 10C. 30 can be further penetrated through the lower through hole 221 to the bottom of the pile.
  • the lower guide member 22 of the enlarged diameter hole 20 may be coupled to the conical inlet portion 27 is reduced in diameter toward the bottom.
  • the conical inlet portion 27 is to be coupled to communicate with the lower through hole 221 in the lower guide member 22, the side and the lower surface can be configured so that the pile can be easily entered into the ground. have.
  • the conical inlet portion 27 may be fixedly coupled to the lower guide member 22 or may be coupled to the lower guide member 22 to be separated from the lower guide member 22 by the pressure of the pressing body 30.
  • the initial pressurization of the pressing body 30 can be prevented from entering the lower slime by the conical inlet portion 27 into the enlarged sphere (20).
  • the press body 30 is recoverable, and after the recovery of the press body 30, the hard filling material such as sand or gravel or the hardenable bonding filling material such as fast-hardening and expandable grout may be filled in the ground.
  • FIG. 12 is a view showing a process in which the pressurized body moves along the pressurized body guide tube to press the enlarged oral cavity.
  • the upper surface of the center of the upper guide member 21 is in communication with the upper through-hole 211, the pressurizing body guide pipe 28 is inserted between the pressing body 30 and the rotating part (50). ) May be provided.
  • the pressing body guide tube 28 guides the pressing body 30 so that the center line of the pressing body 30 and the enlarged diameter hole 20 coincide with each other when the pressing body 30 moves downward (FIGS. 12A and 12B). )). In addition, the pressurized body guide tube 28 prevents foreign matter from penetrating into the enlarged diameter hole 20 through the upper through hole 211.
  • the pressing body 30 and the enlarged diameter hole 20 should be aligned with the center line so that the locking projection 25 formed on the upper surface of the upper guide member 21 is inserted into the locking step 51 formed at the lower end of the rotating part 50, thereby rotating the rotating part ( 50 and the enlarged oral cavity 20 may be accurately coupled (FIG. 12C).
  • Figure 13 is a view showing a process of reinforcing pile foundation ground by filling the filling material in the lower pile.
  • step may be so that the filling material (F) is filled in the lower portion of the pile through the lower through hole 221.
  • the pressurizer 30 is inserted into the connection member 23 to expand the expander 24, and then the pressurizer 30 penetrates further to the lower end of the pile through the lower through hole 221. (FIG. 13B). Ground compaction through the press body 30 can increase the ground density to improve the bearing capacity.
  • the press body 30 passes through the lower through hole 221 again and penetrates to the bottom of the pile ((e) and (f) of FIG. 13).
  • the penetration of the press body 30 by the hit of the hammer bit can be further compacted the foundation ground of the pile because the vibration impact of the hammer bit is continuously applied while the filling material (F) is compacted.
  • the conical inlet portion 27 when the conical inlet portion 27 is installed below the lower guide member 22, the conical inlet portion 27 is manufactured to be separated to fill the space between the lower guide member 22 and the conical inlet portion 27 (F). ) Can be discharged.
  • the conical inlet portion 27 is made integrally with the lower guide member 22, it is also possible to form a separate discharge hole in the conical inlet portion 27 to discharge the filling material (F).
  • the present invention includes a magnifying glass for tip diameter expansion pile.
  • the enlarged diameter orifice for expanding the tip of the present invention is to expand the tip of the pile by being coupled to the bottom of the pile body 10, the upper guide is formed in the center through the upper through hole 211 to be coupled to the lower pile body (10) Member 21; A lower guide member 22 formed below the upper guide member 21 so as to be spaced apart from the upper guide member 21 by a predetermined interval, and having a lower through hole 221 formed at the center thereof; A connection member 23 connected to the upper guide member 21 and the lower guide member 22 so as to communicate with the upper through hole 211, and having a plurality of entry and exit holes 231 formed on an outer circumferential surface thereof; And an arc-shaped wing portion 241 and the wing portion, which are installed between the upper guide member 21 and the lower guide member 22 on the outer side of the connecting member 23, and the cutting tip T is coupled to the outside. 241) a plurality of expansion bodies (24) which are provided at the rear end and composed of pressing portions (242) respectively inserted into the entrance and exit holes (231) of the connection
  • a locking protrusion 25 or a locking groove may be formed on an upper portion of the upper guide member 21.
  • the expansion diameter for the tip diameter expansion pile is a locking projection 25 or a locking groove is formed on the upper surface of the upper guide member 21 for engagement with the rotating portion 50 is coupled to the outer peripheral surface of the pressing body (30).
  • the locking projection 25 is formed on the upper guide member upper surface, the locking projection 25 is integrally formed to protrude around the upper through hole 211 of the upper surface of the upper guide member 21 as shown in FIG. As shown in FIG. 9 or provided at the upper end of the connecting member 23 to protrude upward from the upper through hole 211 of the upper guide member 21, the connecting member 23 is rotatable with the upper guide member 21. Can be configured to separate.
  • the upper surface of the upper guide member 21 is provided with a press body guide tube 28 communicating with the upper through hole 211, thereby guiding the downward movement of the press body 30 to press the press body.
  • the center line of the 30 and the enlarged sphere 20 can be made to match.
  • the enlarged diameter rotary pressurizing device for rotating pressurizing the enlarged orifice for expanding the tip end diameter is provided with a pressing body 30 therein, and an outer circumferential surface of the pressing body 30 having a hollow tubular shape and a rotating part rotating in connection with ground equipment. 50 is provided is characterized in that the lower end of the rotating unit 50 is coupled to the expansion sphere (20).
  • An upper portion of the pressing body may be provided with a hammer for hitting the pressing body.
  • the construction method of reinforcing the pile foundation ground by using the tip expansion diameter pile of the present invention can close the empty space between the drilling hole and the pile by expanding the expansion hole, thereby preventing the settlement of the pile due to the residual slime rising from the lower hole of the drilling hole.
  • Ground subsidence can be reduced and the number of piles used can be reduced by increasing the pile capacity as the lower ground supporting the pile beyond the pile tip area.

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Abstract

본 발명은 말뚝 본체 하부의 확장체를 회전절삭과 동시에 확장함으로써, 확경구가 말뚝 외경부와 지반 내벽 사이를 폐쇄하여 하부 슬라임의 상승을 방지함과 함께 천공홀 바깥의 원지반에 지지되게 하여 주변 지반의 밀도를 크게 증가시켜 말뚝의 기초지반을 보강할 수 있는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법 및 선단 확경 말뚝용 확경구에 대한 것이다. 본 발명의 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법은 내부가 빈 관 형상의 말뚝 본체 및 말뚝 본체 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하는 것으로, (a) 상기 선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 단계; 및 (b) 확경구의 확장체를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 하단이 원추형인 가압체를 확경구의 상부관통공을 통해 연결부재 내에 삽입하여 확장체의 가압부 후단을 가압하여 확장체를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간의 일부 또는 전부를 폐쇄하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법, 선단 확경 말뚝용 확경구 및 확경구 회전가압장치
본 발명은 말뚝 본체 하부에 위치되는 확장체를 회전절삭과 동시에 회전함으로써, 확경부가 말뚝 외경부와 지반 내벽 사이를 폐쇄하여 하부 슬라임의 상승을 방지함과 함께 천공홀 바깥의 원지반에 지지되게 하여 주변 지반의 밀도를 크게 증가시켜 말뚝의 기초지반을 보강할 수 있는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법, 선단 확경 말뚝용 확경구 및 확경구 회전가압장치에 대한 것이다.
각종 건축·토목 구조물의 기초 및 고정용으로 지중에 설치되는 말뚝은 선단부에서 주로 압축력을 받도록 설계된다.
이러한 말뚝을 효율적으로 사용하기 위해서는 말뚝 선단부 주변 지반을 견고하게 보강함으로써, 말뚝에 극한 하중이 작용하더라도 말뚝 지지 지반이 항복하거나 파괴되지 않게 하여야 한다.
따라서 말뚝의 충분한 지지력 확보를 위하여 말뚝 선단부의 확장을 통하여 선단지지력을 증가시키는 방법이 이용되고 있다(등록특허 제 10-1150854호 등).
한편, 말뚝은 주로 지중의 천공홀에 근입하는 방법으로 시공되는데, 천공홀의 바닥 지반에는 천공시 슬라임이 발생한다. 대부분의 슬라임은 천공과정 및 회수과정에서 아주 강한 유체를 이용하여 배출처리를 수행하지만, 일부 잔여슬라임은 천공 후 천공홀 바닥지반에 쌓이게 된다.
이와 같이 천공홀 바닥 지반에 쌓인 잔여슬라임은 시간이 지남에 따라 말뚝과 천공홀 사이의 빈틈으로 상승할 수 있으며, 이에 따라 지반 침하 및 말뚝의 허용지지력 감소를 초래하여 구조물의 안전성을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 확경구를 확장하여 천공홀과 말뚝 사이의 빈 공간을 폐쇄함으로써, 천공홀 하부의 잔여슬라임이 상승하는 것을 방지하여 종래의 말뚝 시공방법에 비해 말뚝 기초지반의 밀도를 크게 증가시켜 말뚝 침하를 방지할 수 있는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법 및 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공하고자 한다.
본 발명은 말뚝 확대부 형성 전후에 가압체의 관입에 의해 말뚝의 기초지반 밀도를 추가로 증가시키는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법 및 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 내부가 빈 관 형상의 말뚝 본체 및 말뚝 본체 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것으로, 상기 확경구는 말뚝 본체 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공이 형성된 상부가이드부재; 상기 상부가이드부재 하부에 상부가이드부재와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공이 형성된 하부가이드부재; 상기 상부가이드부재와 하부가이드부재를 연결하는 것으로 상부관통공에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공이 형성된 연결부재; 및 상기 연결부재 외측의 상부가이드부재와 하부가이드부재 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁이 결합된 호 형상의 날개부 및 상기 날개부 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재의 진출입공에 각각 삽입되는 가압부로 구성되는 복수의 확장체; 로 구성되고, 상기 시공방법은 (a) 상기 선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 단계; 및 (b) 상기 확장체를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체를 확경구의 상부관통공을 통해 연결부재 내에 삽입하여 확장체의 가압부 후단을 가압하여 확장체를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간의 일부 또는 전부를 폐쇄하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a) 단계에서 선단 확경 말뚝은 지반에 천공홀을 형성한 후에 천공홀 내에 관입되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a) 단계에서 천공홀 형성과 함께 케이싱을 지반에 삽입하고, 선단 확경 말뚝을 케이싱 내에 삽입한 후 확경구의 확장체가 케이싱 하부에 위치하도록 선단 확경 말뚝을 경타하고, 가압체로 확장체의 가압부 후단을 가압하여 확장체의 날개부가 케이싱 외측으로 돌출되도록 부분 확장하며, 상기 (b) 단계에서 케이싱을 하부로 압입하여 확장체의 날개부와 결합시키고 케이싱을 회전시켜 확장체를 회전시키면서 확장체를 확장시켜 지반 내벽과의 사이를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a)단계에서 선단 확경 말뚝은 타입, 압입 또는 회전 관입 중 어느 한 방법에 의해 지중에 관입되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 말뚝 본체 및 말뚝 본체 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것으로, 상기 확경구는 말뚝 본체 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공이 형성된 상부가이드부재; 상기 상부가이드부재 하부에 상부가이드부재와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공이 형성된 하부가이드부재; 상기 상부가이드부재와 하부가이드부재를 연결하는 것으로 상부관통공에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공이 형성된 연결부재; 및 상기 연결부재 외측의 상부가이드부재와 하부가이드부재 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁이 결합된 호 형상의 날개부 및 상기 날개부 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재의 진출입공에 각각 삽입되는 가압부로 구성되는 복수의 확장체; 로 구성되고, 상기 시공방법은 (a) 지반에 천공홀을 형성하고 천공홀 내에 상기 확경구를 삽입하고, 확경구 상부를 경타하는 단계; (b) 상기 확장체를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체를 확경구의 상부관통공을 통해 연결부재 내에 삽입하여 확장체의 가압부 후단을 가압하여 확장체를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간을 밀폐하는 단계; 및 (c) 상기 확경구 상부에 말뚝 본체를 설치하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계는 확경구 상부에 보강재를 설치하고 콘크리트를 타설하거나, 확경구 상부에 기성 말뚝 본체를 결합하여 말뚝 본체를 설치하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a) 단계에서 확경구 삽입 전에 천공홀 형성과 함께 케이싱을 삽입하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가압체의 외주면에는 속이 빈 관 형상으로 장비와 연결되어 회전하는 회전부가 구비되고, 상기 회전부의 하단부가 확경구 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 상부가이드부재 상면으로 걸림돌기가 돌출 형성되고, 회전부 하단에는 상기 걸림돌기가 삽입되어 걸리는 걸림턱이 형성되어 회전부의 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 걸림돌기는 상부가이드부재의 상부관통공 주위에 돌출 형성되고 상기 연결부재는 상부가이드부재와 고정 결합되어, 회전부의 회전시 확경구가 회전하여 확장체가 회전하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 걸림돌기는 연결부재의 상단에 형성되어 상부가이드부재의 상부관통공 상부로 돌출되고 상기 연결부재는 상부가이드부재와 회전 가능하게 분리 구성되어, 상기 회전부가 확경구의 연결부재를 회전시킴으로써 확장체가 회전하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확경구의 상면에는 걸림홈이 형성되고, 회전부 하단에는 상기 걸림홈에 삽입되어 걸리는 걸림돌기가 돌출 형성되어 회전부의 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 상부가이드부재의 중앙 상면에는 상부관통공과 연통되는 것으로 가압체와 회전부 사이에 삽입되는 가압체가이드관이 구비되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확장체의 날개부 상면에는 길이 방향으로 가이드돌부가 돌출 형성되고 상기 케이싱 하단에는 상기 가이드돌부가 삽입되어 걸리는 걸림턱이 형성되어, 상기 케이싱의 회전력이 확장체로 전달되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (b) 단계 이후에 가압체를 하부관통공을 관통하여 말뚝 하단까지 관입하여 말뚝 하부 지반을 다지는 작업을 반복하는 (b') 단계가 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확경구의 하부가이드부재 하부에는 하부로 갈수록 지름이 작아지는 원추형 관입부가 결합되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (b') 단계에서는, 상기 하부관통공을 통해 말뚝 하부에 채움재가 채워지는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확경구의 상부가이드부재는 말뚝 본체보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 말뚝 본체 하단에 결합되어 말뚝의 선단을 확장하기 위한 선단 확경 말뚝용 확경구에 관한 것으로, 말뚝 본체 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공이 형성된 상부가이드부재; 상기 상부가이드부재 하부에 상부가이드부재와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공이 형성된 하부가이드부재; 상기 상부가이드부재와 하부가이드부재를 연결하는 것으로 상부관통공에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공이 형성된 연결부재; 및 상기 연결부재 외측의 상부가이드부재와 하부가이드부재 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁이 결합된 호 형상의 날개부 및 상기 날개부 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재의 진출입공에 각각 삽입되는 가압부로 구성되는 복수의 확장체; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 상부가이드부재 상부에는 걸림돌기 또는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확경구의 상면에는 걸림돌기와 걸림홈 중 걸림돌기가 형성되되, 상기 걸림돌기는 상부가이드부재 상면의 상부관통공 주위에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 확경구의 상면에는 걸림돌기와 걸림홈 중 걸림돌기가 형성되되, 상기 걸림돌기는 상부가이드부재의 상부관통공 상부로 돌출되도록 연결부재 상단에 구비되고, 상기 연결부재는 상부가이드부재와 회전 가능하게 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 상부가이드부재의 중앙 상면에는 상부관통공과 연통되는 가압체가이드관이 구비되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구를 제공한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 선단 확경 말뚝용 확경구를 회전 가압하기 위한 확경구 회전가압장치에 관한 것으로, 내부에는 가압체가 구비되고 상기 가압체의 외주면에는 속이 빈 관 형상으로 지상의 장비와 연결되어 회전하는 회전부가 구비되어, 상기 회전부의 하단부가 확경구에 결합되는 것을 특징으로 하는 확경구 회전가압장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가압체의 상부에는 가압체 타격용 해머가 구비되는 것을 특징으로 하는 확경구 회전가압장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 확경구를 확장하여 천공홀과 말뚝 사이의 빈 공간을 폐쇄함으로써, 천공홀 하부의 잔여슬라임 상승으로 인한 말뚝 침하를 예방할 수 있다. 따라서 지반 침하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 말뚝 선단 면적 이상으로 말뚝을 지지하는 하부 지반이 보강됨에 따라 말뚝 허용지지력 증가로 말뚝 사용 본수를 감소시킬 수 있다.
둘째, 확경구 경타에 의해 현장타설말뚝의 선단지지력을 극대화할 수 있다.
셋째, 말뚝 본수의 획기적인 감소에 따라 말뚝 배치간격에 따른 기초 규격이 작아져 말뚝 공사 이외의 건축 비용이 추가로 절감되고 폐기물 처리비용과 함께 민원 발생도 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법의 실시예를 나타내는 도면.
도 2는 일체형 확경구의 실시예를 도시하는 사시도.
도 3은 막음부재가 구비된 확경구를 도시하는 사시도.
도 4는 확경구와 결합된 회전부를 나타내는 사시도.
도 5는 케이싱의 회전에 의하여 확장체를 확장시키는 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 나타내는 도면.
도 6은 케이싱을 확장체의 날개부와 결합하는 과정을 나타내는 도면.
도 7은 선단 확경 말뚝을 직항타하여 실시되는 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 9는 분리형 확경구의 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 11은 원추형 관입부가 구비된 확경구를 도시하는 저면사시도.
도 12는 가압체가 가압체가이드관을 따라 이동하여 확경구를 가압하는 과정을 나타내는 도면.
도 13은 말뚝 하부에 채움재를 채워넣어 말뚝 기초지반을 보강하는 과정을 나타내는 도면.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부가 빈 관 형상의 말뚝 본체 및 말뚝 본체 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것으로, 상기 확경구는 말뚝 본체 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공이 형성된 상부가이드부재; 상기 상부가이드부재 하부에 상부가이드부재와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공이 형성된 하부가이드부재; 상기 상부가이드부재와 하부가이드부재를 연결하는 것으로 상부관통공에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공이 형성된 연결부재; 및 상기 연결부재 외측의 상부가이드부재와 하부가이드부재 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁이 결합된 호 형상의 날개부 및 상기 날개부 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재의 진출입공에 각각 삽입되는 가압부로 구성되는 복수의 확장체; 로 구성되고, 상기 시공방법은 (a) 상기 선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 단계; 및 (b) 상기 확장체를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체를 확경구의 상부관통공을 통해 연결부재 내에 삽입하여 확장체의 가압부 후단을 가압하여 확장체를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간의 일부 또는 전부를 폐쇄하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법의 실시예를 나타내는 도면이고, 도 2는 일체형 확경구의 실시예를 도시하는 사시도이다.
본 발명의 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법은 내부가 빈 관 형상의 말뚝 본체(10) 및 말뚝 본체(10) 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구(20)로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 천공홀 바닥 지반에 쌓인 잔여슬라임의 밀도를 높여 천공홀 바닥 지반을 보강함으로써 말뚝의 침하를 방지하고자 한다.
상기 말뚝 본체(10)는 기성콘크리트 말뚝 또는 강관 말뚝을 이용할 수 있다.
또한, 상기 말뚝 본체(10)는 후술할 도 8에서와 같이 현장타설말뚝으로 구성할 수도 있다.
도 2의 (a) 내지 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 확경구(20)는 말뚝 본체(10) 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공(211)이 형성된 상부가이드부재(21); 상기 상부가이드부재(21) 하부에 상부가이드부재(21)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공(221)이 형성된 하부가이드부재(22); 상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)를 연결하는 것으로 상부관통공(211)에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공(231)이 형성된 연결부재(23); 및 상기 연결부재(23) 외측의 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22) 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁(T)이 결합된 호 형상의 날개부(241) 및 상기 날개부(241) 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재(23)의 진출입공(231)에 각각 삽입되는 가압부(242)로 구성되는 복수의 확장체(24); 로 구성된다.
상기 확경구(20)는 별도의 확공드릴 없이 말뚝 선단에 말뚝 본체(10)보다 지름이 확장된 말뚝 확대부를 신속하게 형성하며, 상부가이드부재(21), 하부가이드부재(22), 연결부재(23) 및 복수의 확장체(24)를 포함하여 구성된다.
상기 상하부가이드부재(21, 22)는 상하로 일정 간격 이격되어 배치되는 것으로, 확장체(24)의 탈락을 방지함과 동시에 확장체(24)의 수평 방향 확장을 가이드 한다.
상기 하부가이드부재(22)는 후술할 가압체(30)가 충분히 하향 이동할 수 있도록 중앙에 하부관통공(221)이 형성될 수 있다. 이에 따라 하부가이드부재(22) 하부로 가압체(30)가 관입되면서 확장체(24)가 상하부가이드부재(21, 22) 외측으로 돌출되어 말뚝 확대부를 형성함과 동시에 하부 지반 밀도를 증가시킨다.
상기 복수의 확장체(24)는 방사상으로 확장하여 말뚝 확대부를 형성한다.
따라서 확경구(20)를 이용하여 선단지지력 추가 확보로 말뚝의 허용지지력을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 말뚝의 본당 허용지지력이 크게 증가되므로, 말뚝 수량의 최소화 및 굴착 심도의 최적화로 경제적인 시공이 가능하다. 아울러 말뚝 확대부 체적만큼만 국부적으로 확장 천공되므로 지반 천공량을 최소로 할 수 있다. 따라서 뛰어난 경제성으로 각종 건축·토목 구조물의 기초용 말뚝에 광범위하게 적용할 수 있다.
상기 확장체(24)는 가압부(242)와 날개부(241)로 구성되며, 날개부(241) 외측에는 지반을 확경 절삭하는 절삭팁(T)이 결합된다.
상기 절삭팁(T)은 확장체(24)의 날개부(241) 외측에 일체로 돌출되게 형성되거나, 날개부(241) 외측에 결합하여 형성할 수 있다.
상기 절삭팁(T)은 원하는 치수대로 지반을 절삭하여 설계된 치수의 말뚝 확대부 단면을 형성할 수 있다. 따라서 최소의 절삭작업량과 최소의 확장체(24) 수량으로 말뚝 지지력과 인발저항력을 크게 증가시킬 수 있다.
상기 확장체(24)는 말뚝 시공 완료 후 확대된 상태로 말뚝 확대부의 영구적인 보강재 역할을 한다.
그리고 상기 시공방법은 (a) 상기 선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 단계; 및 (b) 상기 확장체(24)를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체(30)를 확경구(20)의 상부관통공(211)을 통해 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간의 일부 또는 전부를 폐쇄하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서는 말뚝 본체(10) 저면에 확경구(20)가 결합된 선단 확장 말뚝을 지중에 관입한다(도 1의 (a)).
이때, 확경구(20) 상단에 가압체(30)가 위치되도록 한다.
상기 (a) 단계에서 선단 확경 말뚝은 지반에 천공홀(1)을 형성한 후에 천공홀(1) 내에 관입될 수도 있다.
이후, 도 1의 (b) 내지 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 확장체(24)를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서 가압체(30)를 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)를 확장시키는 (b) 단계를 실시한다.
이로써, 확장체(24)가 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간을 일부 또는 전부 폐쇄하게 된다. 따라서 하부슬라임이나 선단 지반 보강을 위하여 채워지는 채움재가 천공홀(1)과 말뚝 본체(10) 외경부 사이 빈틈으로 상승하는 것이 방지되므로, 천공홀(1) 바닥 주변 지반의 밀도를 높여 말뚝 침하를 예방할 수 있어 말뚝 기초지반 보강이 가능하다.
일부 천공홀(1) 바닥의 잔여슬라임이 연약한 경우에는 말뚝 본체(10)의 외경부와 천공홀(1) 사이의 공간을 일부 개방하여 잔여슬라임을 빠져나가게 한 다음, 속경성의 경화 가능한 접합채움재로 잔여슬라임이 빠져나간 공간을 채울 수도 있다. 물론, 압축공기나 펌프로 제공되는 압력수 또는 접합채움재 등의 슬라임배출용 유체를 이용하여 잔여슬라임을 외부로 배출하거나 시멘트 그라우트와 같은 접합채움재를 압력 주입하여 절삭슬라임을 밀어내도록 하는 것도 가능하다.
아울러 도 3에서와 같이 인접하는 확장체(24) 사이에 막음부재(26)를 구비하는 경우에는 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간을 완전히 밀폐할 수 있으므로 보다 충실한 지반 보강이 가능하다.
상기 가압체(30)는 말뚝 본체(10) 내에서 상하로 이동 가능하며, 상부의 무게추나 해머에 의한 타격 또는 진동에 의하여 하강하면서 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 수평 방향으로 가압하여 확장시킨다.
본 발명에서는 말뚝 본체(10)를 회전시키는 것이 아니라 확장체(24)를 회전시킴으로써 선단마찰력에 의한 말뚝 본체(10)의 비틀림을 제거할 수 있다.
이러한 확장체(24)의 회전은 도 1, 도 11 등에서와 같이 가압체(30) 외측에 회전부(50)를 장착하고 회전부(50)를 확경구(20)에 결합하여 확경구(20)를 회전시키거나 도 5 등에서와 같이 케이싱(40)을 확장체(24)에 결합하여 케이싱(40)을 회전시킴으로써 확장체(24)를 회전시킬 수 있다.
특히, 후술할 도 8의 실시예에서와 같이 확경구(20)가 말뚝 본체(10)와 분리되어 확경구(20)만 회전되는 경우에는 말뚝 본체(10)의 비틀림이 전혀 없다.
상기 (b) 단계 이후에는 도 1의 (d)에서와 같이, 가압체(30)를 잔여슬라임이 쌓인 천공홀(1) 바닥면 측으로 보다 하향 이동시켜 잔여슬라임과 하부 지반을 가압하도록 함으로써, 주변 지반의 밀도를 증가시킬 수 있다.
나아가 가압체(30)를 회수한 다음 모래, 자갈 등의 말뚝 지지력 채움재나 속경성 및 팽창성 그라우트와 같은 경화 가능한 접합 채움재를 충전할 수 있으며, 다시 가압체(30)로 지반을 타격 또는 압입 등으로 가압하여 잔여슬라임과 하부 지반의 밀도를 더욱 증가시킴으로써, 말뚝 하단부를 고결체로 만들어 말뚝의 침하를 최소화할 수 있다.
특히, 가압체(30) 회수 후 팽창성 그라우트를 지반에 충전하는 경우에는 확경구(20) 하부와 천공홀(1) 원지반 상면에 주입된 팽창성 그라우트가 경화되면서 팽창하여 지반 강성이 증대되므로, 침하량을 최소화할 수 있다.
그리고 시멘트 그라우트를 지반에 충전하는 경우에는 경제적이면서 압력 주입시 틈새를 잘 파고들어 잔여슬라임과 혼합되어 높은 강도를 가질 수 있어 매우 효과적이다.
지반에 충전되는 채움재는 잔여슬라임의 두께와 원지반의 상태를 고려하여 양과 범위를 조절하여야 한다.
상기 가압체(30)는 지중에 존치하여 확장체(24)와 함께 지반을 영구적으로 보강하도록 할 수도 있다.
한편, 도 2의 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 확장체(24)의 가압부(242)는 후단 상부에 경사면이 형성될 수 있다. 이 경우 하단이 원뿔 형상으로 구성된 가압체(30)가 가압부(242)의 경사면을 타고 하향 이동하면서 연결부재(23) 내로 삽입되어 가압부(242) 후단을 가압하면 확장체(24)의 날개부(241)가 외부로 돌출된다.
도 2는 연결부재(23)가 상부가이드부재(21)와 고정 결합된 일체형 확경구의 실시예를 도시한다.
도 4 등과 관련하여 후술하겠지만 본 발명에서는 가압체(30)의 외주면에 구비된 회전부(50)의 하단부를 확경구(20) 상부에 결합하고, 상기 회전부(50)를 회전시켜 확경구(20)가 회전하도록 구성할 수 있다.
그리고 상기 회전부(50)와 확경구(20)의 결합을 위하여 상부가이드부재(21) 상면과 회전부(50) 하단에는 각각 걸림돌기(25)와 걸림턱(51)을 형성하거나 반대로 각각 걸림턱과 걸림돌기를 형성하고, 이들이 상호 걸리도록 결합함으로써 회전부(50)의 회전력이 확경구(20)로 전달되도록 할 수 있다.
이때, 도 2의 (a) 및 (b)에서와 같이 상기 걸림돌기(25)는 상부가이드부재(21)의 상부관통공(211) 주위에 돌출 형성되고 상기 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 고정 결합되어, 회전부(50)의 회전시 확경구(20)가 회전하여 확장체(24)가 회전하도록 할 수 있다.
이 경우 도 1의 실시예에서는 상부가이드부재(21)가 말뚝 본체(10) 하부에 결합되므로, 확경구(20)의 회전시 말뚝 본체(10)도 같이 회전된다.
여기에서 상기 확경구(20)의 상부가이드부재(21)는 말뚝 본체(10)보다 큰 직경을 갖도록 구성할 수 있다.
말뚝 본체(10) 하단에 확경구(20)가 구비된 선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 도 1의 실시예의 경우, 말뚝 본체(10)의 직경보다 상부가이드부재(21)의 직경을 크게 하면, 기성 말뚝 본체(10)의 경타 작업 중 말뚝 본체(10)의 외경부가 지반 내벽에 직접 접하지 않는다. 따라서 확경구(20)의 회전시 말뚝 본체(10)의 마찰 저항에 의한 파손이나 변형을 방지할 수 있다.
상기 하부가이드부재(22)의 직경은 상부가이드부재(21)와 동일하게 할 수 있으나, 상부가이드부재(21)보다 작게 하면 말뚝 경타시 관입이 보다 용이하다.
도 3은 막음부재가 구비된 확경구를 도시하는 사시도이다.
도 3에서와 같이, 상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)의 사이에는 양 측면과 내측이 개방된 ㄷ 형상으로 형성되어 내부에 인접하는 확장체(24)의 날개부(241) 측부가 수납되는 막음부재(26)가 더 구비될 수 있다.
상기 막음부재(26)는 상하부가이드부재(21, 22) 사이에 위치되었다가, 확장체(24)가 상하부가이드부재(21, 22) 외부로 돌출될 때 확장체(24)의 가압에 의해 상하부가이드부재(21, 22)의 외부로 같이 돌출된다.
이에 따라 확장체(24)의 확장 후 인접 확장체(24) 사이의 공간에 막음부재(26)가 위치되게 되므로, 평면에서 보아 틈새 없는 연속적인 말뚝 확대부 형성이 가능하다.
따라서 확장체(24)와 막음부재(26)에 의하여 말뚝 외주면과 천공홀(1) 사이의 공간이 차단되므로, 말뚝 외주면과 천공홀(1) 사이로 잔여슬라임이 상승하여 말뚝이 침하되는 현상을 방지할 수 있다.
도 4는 확경구와 결합된 회전부를 나타내는 사시도이다.
도 4에서와 같이, 상기 가압체(30)의 외주면에는 속이 빈 관 형상으로 장비와 연결되어 회전하는 회전부(50)가 구비되고, 상기 회전부(50)의 하단부가 확경구(20) 상부에 결합될 수 있다.
상기 회전부(50)는 상단에 연결조인트(52)가 결합될 수 있다.
상기 연결조인트(52)는 지상 장비 또는 파일 내부에 삽입된 회전모터와 결합하여 회전부(50)를 회전시킨다.
즉, 상기 회전부(50)는 확장체(24)를 회전시키기 위한 것으로, 회전부(50)는 가압체(30) 외측에 장착되어 확경구(20)를 회전시켜 확장체(24)를 회전시킨다.
상기와 같은 회전부(50)의 구성은 말뚝 본체(10)의 선후 시공 여부에 관계없이 도 1, 도 8의 실시예에 모두 적용 가능하다.
아울러 상기 회전부(50)는 도 2의 일체형 확경구 또는 도 9의 분리형 확경구에 모두 결합 가능하다.
이때, 상기 상부가이드부재(21) 상면으로 걸림돌기(25)가 돌출 형성되고, 회전부(50) 하단에는 상기 걸림돌기(25)가 삽입되어 걸리는 걸림턱(51)이 형성되어 회전부(50)의 회전력이 확경구(20)에 전달되도록 구성할 수 있다.
특히, 상기 걸림턱(51)의 일측면은 수직하게 형성하여 걸림돌기(25)와 맞물리도록 하고 걸림턱(51)의 타측면은 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성하면, 상부가이드부재(21) 상부에 불순물이 있더라도 걸림턱(51)에 걸림돌기(25)가 용이하게 삽입되어 걸릴 수 있다.
도면에는 미도시되었으나, 도 4의 실시예와 달리 상기 확경구(21)의 상면에 걸림홈이 형성되고, 회전부(50) 하단에는 상기 걸림홈에 삽입되어 걸리는 걸림돌기가 돌출 형성되어 회전부(50)의 회전력이 확경구(20)에 전달되도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 걸림홈은 상부가이드부재(21) 상면 또는 연결부재(23) 상단에 형성할 수 있다.
도 5는 케이싱의 회전에 의하여 확장체를 확장시키는 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 케이싱(40)을 회전시킴으로써 확장체(24)를 회전시키는 경우에 대한 실시예이다.
선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 상기 (a) 단계에서는 천공홀(1) 형성과 함께 케이싱(40)을 지반에 삽입하고 말뚝 본체(10)와 확경구(20)로 구성된 선단 확경 말뚝을 케이싱(40) 내에 삽입한 후(도 5의 (a)), 확경구(20)의 확장체(24)가 케이싱(40) 하부에 위치하도록 선단 확경 말뚝을 경타한 다음(도 5의 (b)), 가압체(30)로 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)의 날개부(241)가 케이싱(40) 외측으로 돌출되도록 부분 확장할 수 있다(도 5의 (c)).
도 5의 (c)에서는 말뚝 본체(10) 내부로 가압체(30) 삽입하고 내부 해머비트를 작동하여 확장체(24)의 회전 없이 확장체(24)를 방사상으로 일정 길이만큼 확장한다.
그리고 상기 (b) 단계에서는 케이싱(40)을 하부로 압입하여 확장체(24)의 날개부(241)와 결합시킨다(도 5의 (d)).
이 경우, 확장체(24)의 날개부(241)가 외부로 돌출된 상태에서 케이싱(40) 하부 선단과 확장체(24)의 날개부(241)가 상호 결합된다.
이와 같은 케이싱(40) 하부 선단은 날개부(241) 사이의 공간에 결합되거나, 케이싱(40) 하단에 형성된 걸립턱(41)이 날개부(241) 상면에 형성된 가이드돌부(243)와 결합되어 케이싱(40) 하단과 날개부(241)가 결합될 수 있다.
다음으로, 상기 케이싱(40)을 회전시켜 확장체(24)를 회전시키면서 확장체(24)를 확장시켜 지반 내벽과의 사이를 밀폐하도록 구성할 수 있다(도 5의 (e)).
즉, 도 5의 (e)에서 케이싱(40)을 회전하면 확장체(24)가 회전하면서 가압체(30) 내부 해머비트를 작동하여 말뚝 확대부를 형성할 수 있다.
상기 케이싱(40)은 말뚝 지지력의 금속 재질로 콘크리트 재질의 말뚝 본체(10)와는 달리 회전시 지반과의 마찰력으로 인한 비틀림이 발생하지 않는다.
마지막으로 도 5의 (f)에서와 가압체(30)를 회수하는 단계가 추가될 수 있다.
상기 확장체(24)는 말뚝 시공 완료 후 확대된 상태로 말뚝 확대부를 영구적으로 보강한다.
도 6은 케이싱을 확장체의 날개부와 결합하는 과정을 나타내는 도면이다.
앞서 도 5의 (d)에서 상기 확장체(24)의 날개부(241)가 외부로 돌출된 상태에서 케이싱(40) 하부 선단과 확장체(24)의 날개부(241)가 상호 결합되어, 도 5의 (e)에서와 같이 케이싱(40)을 회전시켜 확장체(24)를 회전시키는 실시예에 대하여 전술하였다.
이와 같은 케이싱(40) 하부 선단과 확장체(24)의 날개부(241)의 결합을 위하여, 도 6의 (a) 내지 (b)에서와 같이 상기 확장체(24)의 날개부(241) 상면에는 길이 방향으로 가이드돌부(243)를 돌출 형성하고 상기 케이싱(40) 하단에는 상기 가이드돌부(243)가 삽입되어 걸리는 걸림턱(41)을 형성할 수 있다.
상기 가이드돌부(243)는 확장체(24)의 확장 방향을 안내함과 동시에 확장체(24)를 케이싱(40) 하단과 결합한다.
이로써, 케이싱(40)이 확장체(24)에 물려 케이싱(40)의 회전력이 확장체(24)로 전달되므로, 확장체(24)를 회전시킬 수 있다.
상기와 같이 확장체(24)의 가이드돌부(243)와 케이싱(40)의 걸림턱(41)이 결합하여 케이싱(40)을 회전시킴으로써 확장체(24)를 회전시키는 실시예는 도 2와 같은 일체형 확경구, 도 9와 같은 분리형 확경구에 모두 적용 가능하다. 특히, 일체형 확경구의 경우 말뚝 본체(10)와 함께 회전할 수도 있다.
도 7은 선단 확경 말뚝을 직항타하여 실시되는 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법을 나타내는 도면이다.
선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 상기 (a)단계에서, 선단 확경 말뚝은 타입, 압입 또는 회전 관입 중 어느 한 방법에 의해 지중에 관입될 수 있다.
이중 도 7은 천공홀(1)을 사전에 형성하지 않고 선단 확경 말뚝을 직항타 하여 지중에 관입하는 경우에 대한 실시예이다.
이 경우, 우선 도 7의 (a)에서와 같이 해머 등을 이용하여 확경구(20)가 장착된 선단 확경 말뚝을 지지층에 도달할 때까지 타격하여 지중에 관입한다.
그리고 말뚝 본체(10) 내부에 가압체(30)를 삽입하고(도 7의 (b)), 가압체(30)를 확경구(20)의 상부관통공(211)을 통해 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간을 폐쇄한다(도 7의 (c) 내지 (d)).
이후, 가압체(30)를 회수한다(도 7의 (e)).
도 8은 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1의 실시예의 경우 말뚝 본체(10)와 확경구(20)로 구성된 선단 확경 말뚝을 지중에 삽입한 다음 확장체(24)를 회전시키는 반면, 도 8의 실시예는 말뚝 본체(10)와 별도로 확경구(20)만 먼저 지반에 삽입·회전시켜 지반을 확경 절삭한 다음 말뚝 본체(10)를 나중에 설치한다는 점에서 서로 구분된다.
도 8에서 도시된 본 발명의 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법은 말뚝 본체(10) 및 말뚝 본체(10) 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구(20)로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것이다.
도 1의 실시예에서와 마찬가지로 상기 확경구(20)는 말뚝 본체(10) 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공(211)이 형성된 상부가이드부재(21); 상기 상부가이드부재(21) 하부에 상부가이드부재(21)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공(221)이 형성된 하부가이드부재(22); 상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)를 연결하는 것으로 상부관통공(211)에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공(231)이 형성된 연결부재(23); 및 상기 연결부재(23) 외측의 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22) 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁(T)이 결합된 호 형상의 날개부(241) 및 상기 날개부(241) 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재(23)의 진출입공(231)에 각각 삽입되는 가압부(242)로 구성되는 복수의 확장체(24); 로 구성된다.
상기 확경구(20)의 각 구성 및 역할에 대해서는 전술한 바와 같다.
그리고 상기 시공방법은 (a) 지반에 천공홀(1)을 형성하고 천공홀(1) 내에 상기 확경구(20)를 삽입하고, 확경구(20) 상부를 경타하는 단계로부터 시작된다(도 8의 (b) 및 (c)).
확경구(20) 상부를 경타하는 경우 하부 지반을 다짐으로써 선단 지지력을 증가시킬 수 있다.
상기 확경구(20)의 상부가이드부재(21) 외측 상부에는 슬라임유입방지부(29)를 돌출 형성할 수 있다. 상기 슬라임유입방지부(29)는 확경구(20)의 경타 및 말뚝 확대부 형성 작업 중 발생하는 슬라임이 유입되는 것을 방지하여 양질의 말뚝을 형성하도록 한다.
상기 (a) 단계에서는 확경구(20) 삽입 전에 천공홀(1) 형성과 함께 케이싱(40)을 삽입할 수 있다(도 8의 (a)). 이 경우 확경구(20) 삽입 후 확경구(20)의 확장체(24)가 케이싱(40) 하부에 위치하도록 확경구(20) 상부를 경타한다.
그리고 (b) 상기 확장체(24)를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체(30)를 확경구(20)의 상부관통공(211)을 통해 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간을 밀폐한다(도 8의 (d) 및 (e)).
이때, 상기 확경구(20)를 회전시키면서 가압체(30) 내부의 해머비트를 작동하여 말뚝 확대부를 형성한다.
상기 (a) 단계에서 케이싱(40)을 삽입한 경우에는 케이싱(40)이 확장체(24)에 물려 확장체(24)를 회전시킬 수 있다.
이를 위하여 앞서 도 6에서 설명한 바와 같이, 상기 확장체(24)의 날개부(241) 상면에는 길이 방향으로 가이드돌부(243)가 돌출 형성되고 상기 케이싱(40) 하단에는 상기 가이드돌부(243)가 삽입되어 걸리는 걸림턱(41)이 형성될 수 있으며, 케이싱(40)이 확장체(24)와 결합함으로써 케이싱(40)의 회전력이 확장체(24)로 전달된다.
마지막으로 (c) 상기 확경구(20) 상부에 말뚝 본체(10)를 설치한다(도 8의 (f)).
상기 (c) 단계에서는 확경구(20) 상부에 보강재(11)를 설치하고 콘크리트(12)를 타설하거나, 확경구(20) 상부에 기성 말뚝 본체(10)를 결합하여 말뚝 본체(10)를 설치할 수 있다.
즉, 말뚝 본체(10)로 현장타설말뚝 또는 기성 말뚝을 이용할 수 있다. 도 8의 (f)에서는 현장타설말뚝이 말뚝 본체(10)인 경우를 도시하였으며, 이 경우 콘크리트(12) 타설 전에 철근이나 PC 강봉 등의 보강재(11)를 미리 설치할 수 있다.
상기 보강재(11)는 확경구(20)에 미리 결합된 상태로 확경구(20)와 함께 천공홀(1) 내에 삽입될 수 있다.
상기 (a) 단계에서 확경구(20) 삽입 전에 천공홀(1) 형성과 함께 케이싱(40)을 삽입한 경우에는 도 8의 (g)에서와 같이 현장타설말뚝 콘크리트 타설 후 케이싱(40)을 인발하여 회수하는 단계가 추가될 수 있다.
도 9는 연결부재가 상부가이드부재와 분리 구성된 분리형 확경구의 실시예를 도시하는 사시도이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 가압체(30)의 외주면에 구비된 회전부(50)의 회전에 의하여 확경구(20)가 회전할 수 있으며, 상부가이드부재(21) 상면과 회전부(50) 하단에 각각 형성된 걸림돌기(25)와 걸림턱(51) 또는 걸림턱과 걸림돌기의 결합에 의하여 회전부(50)의 회전력이 확경구(20)로 전달되도록 할 수 있다.
이때, 도 9에서와 같이, 상기 걸림돌기(25)는 연결부재(23)의 상단에 형성되어 상부가이드부재(21)의 상부관통공(211) 상부로 돌출되고 상기 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 회전 가능하게 분리 구성되어, 상기 회전부(50)가 확경구(20)의 연결부재(23)를 회전시킴으로써 확장체(24)가 회전하도록 구성할 수 있다.
상기 확장체(24), 하부가이드부재(22) 및 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 별개로 분리되어 회전하므로, 가이드돌부(243)를 확장체(24) 하부로 돌출 형성하여 확장체(24)의 확장 방향을 안내하면서 가이드돌부(243)와 상부가이드부재(21)가 서로 간섭되지 않도록 구성함이 바람직하다.
상기 걸림돌기(25) 외측에는 상부가이드부재(21) 상면에 걸리는 걸림턱(251)을 외측으로 연장 형성할 수 있으며, 이 경우 걸림턱(251)에 의하여 연결부재(23)가 상부가이드부재(21)로부터 이탈되지 않는다.
말뚝 본체(10) 하부에 확경구(20)가 결합된 도 1의 실시예의 경우, 상부가이드부재(21)를 말뚝 본체(10)와 일체로 고정 결합할 수 있다.
PHC 말뚝의 경우 별도의 선단 강판이 있으면 선단 강판을 상부가이드부재(21)에 용접할 수 있다. 그리고 PC 강봉은 상부가이드부재(21)에 고정하여 정착할 수 있다.
도 2에 도시된 일체형 확경구와 달리 분리형 확경구는 말뚝 본체(10)와 별도로 확경구(20)만 회전하게 된다. 따라서 상부가이드부재(21)의 직경을 말뚝 본체(10)의 직경보다 크게 제작할 필요가 없으며, 상부가이드부재(21)의 직경과 말뚝 본체(10)의 직경을 동일하게 구성하여도 무방하다.
도 10은 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 11은 하부에 원추형 관입부가 구비된 확경구를 도시하는 저면사시도이다.
본 발명의 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에서는 상기 (b) 단계 이후에 가압체(30)를 하부관통공(221)을 관통하여 말뚝 하단까지 관입하여 말뚝 하부 지반을 다지는 작업을 반복하는 (b') 단계가 더 포함될 수 있다.
즉, 도 10의 (a) 내지 (b)에서와 같이 가압체(30)를 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)를 확장시킨 후, 도 10의 (c)에서와 같이 가압체(30)를 하부관통공(221)을 관통하여 말뚝 하단까지 더욱 관입시킬 수 있다.
이로써, 가압체(30)가 말뚝 하부 지반을 다지면서 잔여슬라임이나 원지반 구성물질들이 외측으로 밀려나게 되므로, 지반 밀도가 증가되어 지지력을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 10 내지 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 확경구(20)의 하부가이드부재(22) 하부에는 하부로 갈수록 지름이 작아지는 원추형 관입부(27)가 결합될 수 있다.
상기 원추형 관입부(27)는 하부가이드부재(22) 하부에 하부관통공(221)과 연통되도록 결합되는 것으로, 측면 및 하면이 폐쇄된 원추 형상으로 이루어져 말뚝이 지반에 쉽게 근입될 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 원추형 관입부(27)는 하부가이드부재(22)와 고정 결합하거나, 가압체(30)의 가압에 의해 하부가이드부재(22)로부터 분리되도록 하부가이드부재(22)에 결합할 수 있다.
말뚝 선단 확경 과정에서 원추형 관입부(27)의 역할은 다음과 같다.
도 10의 (a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 가압체(30)의 가압 초기에는 원추형 관입부(27)에 의하여 하부슬라임이 확경구(20) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 가압체(30)가 하부로 이동하여 확장체(24)가 확장된 직후에는 가압체(30)가 하부관통공(221)을 폐쇄하므로, 하부슬라임이 확경구(20) 내부로 유입되지 않는다(도 10의 (b)).
이후 도 10의 (c)에서와 같이 가압체(30)가 보다 하향 이동하여 원추형 관입부(27)가 하부가이드부재(22)로부터 탈락하면, 압축공기, 물 등의 압력유체가 하부가이드부재(22)와 원추형 관입부(27) 사이로 배출되므로 절삭슬라임의 배출을 도울 수 있을 뿐 아니라 원추형 관입부(27)가 하부 지반을 다져 지지력을 향상시킨다.
상기 가압체(30)는 회수 가능하며, 가압체(30)의 회수 후 모래, 자갈 등의 경질 채움재나 속경성 및 팽창성 그라우트와 같은 경화 가능한 접합 채움재를 지중에 충전할 수 있다.
도 12는 가압체가 가압체가이드관을 따라 이동하여 확경구를 가압하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 상부가이드부재(21)의 중앙 상면에는 상부관통공(211)과 연통되는 것으로 가압체(30)와 회전부(50) 사이에 삽입되는 가압체가이드관(28)이 구비될 수 있다.
상기 가압체가이드관(28)은 가압체(30) 하향 이동시 가압체(30)와 확경구(20)의 중심선이 일치하도록 가압체(30)를 안내한다(도 12의 (a) 및 (b)). 아울러 상기 가압체가이드관(28)은 상부관통공(211)을 통해 확경구(20) 내로 이물질이 침투하는 것을 방지한다.
상기 가압체(30)와 확경구(20)는 중심선이 일치하여야 회전부(50) 하단부에 형성된 걸림턱(51)에 상부가이드부재(21) 상면에 형성된 걸림돌기(25)가 삽입되어, 회전부(50)와 확경구(20)가 정확하게 결합될 수 있다(도 12의 (c)).
이와 같이 회전부(50)와 확경구(20)가 결합되면, 회전부(50)가 회전하면서 확장체(24)를 확장한다(도 12의 (d) 및 (e)).
도 13은 말뚝 하부에 채움재를 채워넣어 말뚝 기초지반을 보강하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명에서 상기 (b') 단계에서는 상기 하부관통공(221)을 통해 말뚝 하부에 채움재(F)가 채워지도록 할 수 있다.
상기 (b') 단계에서는 가압체(30)를 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)를 확장시킨 후 가압체(30)를 하부관통공(221)을 관통하여 말뚝 하단까지 더욱 관입한다(도 13의 (b)). 이와 같은 가압체(30)를 통한 지반 다짐으로 지반 밀도를 증가시켜 지지력을 향상시킬 수 있다.
그리고 가압체(30)를 상부로 이동시킨 다음(도 13의 (c)), 하부관통공(221)을 통해 가압체(30)가 회수되고 형성된 말뚝 하부의 빈 공간에 채움재(F)를 주입한다(도 13의 (d)).
다음으로, 가압체(30)를 다시 하부관통공(221)을 관통하여 말뚝 하단까지 관입한다(도 13의 (e) 및 (f)).
상기와 같이 가압체(30) 회수, 채움재(F) 주입 또는 가압체(30) 회수, 채움재(F) 주입, 가압체(30) 다짐의 과정을 반복하면 잔여슬라임의 밀도를 증가시켜 고결체로 만들어 말뚝 침하를 최소화할 수 있다.
특히, 해머비트의 타격으로 가압체(30)를 관입하면 채움재(F)를 다지는 동안 해머비트의 진동 충격이 계속 가해지므로 말뚝의 기초지반을 훨씬 더 치밀하게 다질 수 있다.
아울러 상기 하부가이드부재(22) 하부에 원추형 관입부(27)가 설치된 경우에는 원추형 관입부(27)를 분리형으로 제작하여 하부가이드부재(22)와 원추형 관입부(27) 사이 공간으로 채움재(F)가 배출되도록 할 수 있다. 상기 원추형 관입부(27)가 하부가이드부재(22)와 일체로 제작된 경우에는 원추형 관입부(27)에 별도의 배출공을 형성하여 채움재(F)를 배출하는 것도 가능하다.
말뚝 하부에 채움재(F)를 채우고 다지기를 완료한 후에는 말뚝 내부에 시멘트 그라우트 등을 채워 그라우트 양생 후 말뚝에 압축 하중 작용시 채움재(F) 부분이 상승하는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 대하여 살펴보았다.
또한, 본 발명은 선단 확경 말뚝용 확경구를 포함한다.
본 발명의 선단 확경 말뚝용 확경구는 말뚝 본체(10) 하단에 결합되어 말뚝의 선단을 확장하기 위한 것으로, 말뚝 본체(10) 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공(211)이 형성된 상부가이드부재(21); 상기 상부가이드부재(21) 하부에 상부가이드부재(21)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공(221)이 형성된 하부가이드부재(22); 상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)를 연결하는 것으로 상부관통공(211)에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공(231)이 형성된 연결부재(23); 및 상기 연결부재(23) 외측의 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22) 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁(T)이 결합된 호 형상의 날개부(241) 및 상기 날개부(241) 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재(23)의 진출입공(231)에 각각 삽입되는 가압부(242)로 구성되는 복수의 확장체(24); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부가이드부재(21) 상부에는 걸림돌기(25) 또는 걸림홈이 형성될 수 있다.
상기 상부가이드부재(21), 하부가이드부재(22), 연결부재(23) 및 확장체(24)의 역할은 앞서 본 발명 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법과 관련하여 서술한 내용과 같다.
상기 선단 확경 말뚝용 확경구는 가압체(30)의 외주면에 결합되는 회전부(50)와의 결합을 위하여 상부가이드부재(21) 상면에 걸림돌기(25) 또는 걸림홈이 형성된다.
이때, 상기 상부가이드부재 상면에 걸림돌기(25)가 형성된 경우, 상기 걸림돌기(25)는 도 2에서와 같이 상부가이드부재(21) 상면의 상부관통공(211) 주위에 돌출 형성되도록 일체로 구성하거나 도 9에서와 같이 상부가이드부재(21)의 상부관통공(211) 상부로 돌출되도록 연결부재(23) 상단에 구비되고, 상기 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 회전 가능하게 분리 구성할 수 있다.
아울러 도 12에서와 같이 상기 상부가이드부재(21)의 중앙 상면에는 상부관통공(211)과 연통되는 가압체가이드관(28)을 구비함으로써, 가압체(30)의 하향 이동을 안내하여 가압체(30)와 확경구(20)의 중심선을 일치시키도록 할 수 있다.
상기 선단 확경 말뚝용 확경구를 회전 가압하기 위한 확경구 회전가압장치는내부에는 가압체(30)가 구비되고 상기 가압체(30)의 외주면에는 속이 빈 관 형상으로 지상의 장비와 연결되어 회전하는 회전부(50)가 구비되어 상기 회전부(50)의 하단부가 확경구(20)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 가압체의 상부에는 가압체 타격용 해머가 구비될 수 있다.
본 발명의 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법은 확경구를 확장하여 천공홀과 말뚝 사이의 빈 공간을 폐쇄함으로써, 천공홀 하부의 잔여슬라임 상승으로 인한 말뚝 침하를 예방할 수 있어 지반침하를 줄일 수 있고, 말뚝 선단 면적 이상으로 말뚝을 지지하는 하부지반이 보강됨에 따라 말뚝 허용지지력 증가로 말뚝 사용 본수를 감소시킬 수 있다.
아울러 말뚝 본수의 감소에 따라 말뚝 배치간격에 따른 기초 규격이 작아져 말뚝 공사 이외의 건축 비용이 추가로 절감되는 점에서 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims (25)

  1. 내부가 빈 관 형상의 말뚝 본체(10) 및 말뚝 본체(10) 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구(20)로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것으로,
    상기 확경구(20)는 말뚝 본체(10) 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공(211)이 형성된 상부가이드부재(21); 상기 상부가이드부재(21) 하부에 상부가이드부재(21)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공(221)이 형성된 하부가이드부재(22); 상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)를 연결하는 것으로 상부관통공(211)에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공(231)이 형성된 연결부재(23); 및 상기 연결부재(23) 외측의 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22) 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁(T)이 결합된 호 형상의 날개부(241) 및 상기 날개부(241) 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재(23)의 진출입공(231)에 각각 삽입되는 가압부(242)로 구성되는 복수의 확장체(24); 로 구성되고,
    상기 시공방법은
    (a) 상기 선단 확경 말뚝을 지중에 관입하는 단계; 및
    (b) 상기 확장체(24)를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체(30)를 확경구(20)의 상부관통공(211)을 통해 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간의 일부 또는 전부를 폐쇄하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  2. 제1항에서,
    상기 (a) 단계에서 선단 확경 말뚝은 지반에 천공홀(1)을 형성한 후에 천공홀(1) 내에 관입되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  3. 제2항에서,
    상기 (a) 단계에서 천공홀(1) 형성과 함께 케이싱(40)을 지반에 삽입하고, 선단 확경 말뚝을 케이싱(40) 내에 삽입한 후 확경구(20)의 확장체(24)가 케이싱(40) 하부에 위치하도록 선단 확경 말뚝을 경타하고, 가압체(30)로 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)의 날개부(241)가 케이싱(40) 외측으로 돌출되도록 부분 확장하며,
    상기 (b) 단계에서 케이싱(40)을 하부로 압입하여 확장체(24)의 날개부(241) 와 결합시키고 케이싱(40)을 회전시켜 확장체(24)를 회전시키면서 확장체(24)를 확장시켜 지반 내벽과의 사이를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  4. 제1항에서,
    상기 (a)단계에서 선단 확경 말뚝은 타입, 압입 또는 회전 관입 중 어느 한 방법에 의해 지중에 관입되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  5. 말뚝 본체(10) 및 말뚝 본체(10) 하부에 결합되어 지름이 확장되는 확경구(20)로 구성되는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법에 관한 것으로,
    상기 확경구(20)는 말뚝 본체(10) 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공(211)이 형성된 상부가이드부재(21); 상기 상부가이드부재(21) 하부에 상부가이드부재(21)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공(221)이 형성된 하부가이드부재(22); 상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)를 연결하는 것으로 상부관통공(211)에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공(231)이 형성된 연결부재(23); 및 상기 연결부재(23) 외측의 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22) 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁(T)이 결합된 호 형상의 날개부(241) 및 상기 날개부(241) 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재(23)의 진출입공(231)에 각각 삽입되는 가압부(242)로 구성되는 복수의 확장체(24); 로 구성되고,
    상기 시공방법은
    (a) 지반에 천공홀(1)을 형성하고 천공홀(1) 내에 상기 확경구(20)를 삽입하고, 확경구(20) 상부를 경타하는 단계;
    (b) 상기 확장체(24)를 말뚝 중심축을 중심으로 회전시키면서, 가압체(30)를 확경구(20)의 상부관통공(211)을 통해 연결부재(23) 내에 삽입하여 확장체(24)의 가압부(242) 후단을 가압하여 확장체(24)를 확장시킴으로써 지반 내벽과 말뚝 외경부 사이 공간을 밀폐하는 단계; 및
    (c) 상기 확경구(20) 상부에 말뚝 본체(10)를 설치하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  6. 제5항에서,
    상기 (c) 단계는 확경구(20) 상부에 보강재(11)를 설치하고 콘크리트(12)를 타설하거나, 확경구(20) 상부에 기성 말뚝 본체(10)를 결합하여 말뚝 본체(10)를 설치하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  7. 제5항에서,
    상기 (a) 단계에서 확경구(20) 삽입 전에 천공홀(1) 형성과 함께 케이싱(40)을 삽입하고, 확경구(20) 삽입하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  8. 제1항 또는 제5항에서,
    상기 가압체(30)의 외주면에는 속이 빈 관 형상으로 장비와 연결되어 회전하는 회전부(50)가 구비되고, 상기 회전부(50)의 하단부가 확경구(20) 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  9. 제8항에서,
    상기 상부가이드부재(21) 상면으로 걸림돌기(25)가 돌출 형성되고, 회전부(50) 하단에는 상기 걸림돌기(25)가 삽입되어 걸리는 걸림턱(51)이 형성되어 회전부(50)의 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  10. 제9항에서,
    상기 걸림돌기(25)는 상부가이드부재(21)의 상부관통공(211) 주위에 돌출 형성되고 상기 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 고정 결합되어, 회전부(50)의 회전시 확경구(20)가 회전하여 확장체(24)가 회전하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  11. 제9항에서,
    상기 걸림돌기(25)는 연결부재(23)의 상단에 형성되어 상부가이드부재(21)의 상부관통공(211) 상부로 돌출되고 상기 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 회전 가능하게 분리 구성되어, 상기 회전부(50)가 확경구(20)의 연결부재(23)를 회전시킴으로써 확장체(24)가 회전하는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  12. 제8항에서,
    상기 확경구(20)의 상면에는 걸림홈이 형성되고, 회전부(50) 하단에는 상기 걸림홈에 삽입되어 걸리는 걸림돌기가 돌출 형성되어 회전부(50)의 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  13. 제8항에서,
    상기 상부가이드부재(21)의 중앙 상면에는 상부관통공(211)과 연통되는 것으로 가압체(30)와 회전부(50) 사이에 삽입되는 가압체가이드관(28)이 구비되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  14. 제3항 또는 제5항에서,
    상기 확장체(24)의 날개부(241) 상면에는 길이 방향으로 가이드돌부(243)가 돌출 형성되고 상기 케이싱(40) 하단에는 상기 가이드돌부(243)가 삽입되어 걸리는 걸림턱(41)이 형성되어, 상기 케이싱(40)의 회전력이 확장체(24)로 전달되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  15. 제1항 또는 제5항에서,
    상기 (b) 단계 이후에 가압체(30)를 하부관통공(221)을 관통하여 말뚝 하단까지 관입하여 말뚝 하부 지반을 다지는 작업을 반복하는 (b') 단계가 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  16. 제15항에서,
    상기 확경구(20)의 하부가이드부재(22) 하부에는 하부로 갈수록 지름이 작아지는 원추형 관입부(27)가 결합되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  17. 제15항에서,
    상기 (b') 단계에서는, 상기 하부관통공(221)을 통해 말뚝 하부에 채움재(F)가 채워지는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  18. 제1항에서,
    상기 확경구(20)의 상부가이드부재(21)는 말뚝 본체(10)보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝을 이용하여 말뚝 기초지반을 보강하는 시공방법.
  19. 말뚝 본체(10) 하단에 결합되어 말뚝의 선단을 확장하기 위한 선단 확경 말뚝용 확경구에 관한 것으로,
    말뚝 본체(10) 하부에 결합되는 것으로 중앙에 상부관통공(211)이 형성된 상부가이드부재(21);
    상기 상부가이드부재(21) 하부에 상부가이드부재(21)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 것으로 중앙에 하부관통공(221)이 형성된 하부가이드부재(22);
    상기 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22)를 연결하는 것으로 상부관통공(211)에 연통되도록 결합되고, 외주면에 복수의 진출입공(231)이 형성된 연결부재(23); 및
    상기 연결부재(23) 외측의 상부가이드부재(21)와 하부가이드부재(22) 사이에 설치되는 것으로 외측에 절삭팁(T)이 결합된 호 형상의 날개부(241) 및 상기 날개부(241) 후단에 구비되는 것으로 상기 연결부재(23)의 진출입공(231)에 각각 삽입되는 가압부(242)로 구성되는 복수의 확장체(24); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구.
  20. 제19항에서,
    상기 확경구(20)의 상부에는 걸림돌기(25) 또는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구.
  21. 제20항에서,
    상기 확경구(2)의 상면에는 걸림돌기(25)와 걸림홈 중 걸림돌기(25)가 형성되되, 상기 걸림돌기(25)는 상부가이드부재(21) 상면의 상부관통공(211) 주위에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구.
  22. 제20항에서,
    상기 확경구(2)의 상면에는 걸림돌기(25)와 걸림홈 중 걸림돌기(25)가 형성되되, 상기 걸림돌기(25)는 상부가이드부재(21)의 상부관통공(211) 상부로 돌출되도록 연결부재(23) 상단에 구비되고, 상기 연결부재(23)는 상부가이드부재(21)와 회전 가능하게 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구.
  23. 제20항에서,
    상기 상부가이드부재(21)의 중앙 상면에는 상부관통공(211)과 연통되는 가압체가이드관(28)이 구비되는 것을 특징으로 하는 선단 확경 말뚝용 확경구.
  24. 제19항에 의한 선단 확경 말뚝용 확경구를 회전 가압하기 위한 확경구 회전가압장치에 관한 것으로,
    내부에는 가압체(30)가 구비되고 상기 가압체(30)의 외주면에는 속이 빈 관 형상으로 지상의 장비와 연결되어 회전하는 회전부(50)가 구비되어, 상기 회전부(50)의 하단부가 확경구(20)에 결합되는 것을 특징으로 하는 확경구 회전가압장치.
  25. 제24항에서,
    상기 가압체의 상부에는 가압체 타격용 해머가 구비되는 것을 특징으로 하는 확경구 회전가압장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08232256A (ja) * 1995-02-23 1996-09-10 Japan Found Eng Co Ltd 軟弱地盤の地盤改良工法
JPH09279573A (ja) * 1996-04-18 1997-10-28 Kodama Concrete Kogyo Kk 既成杭による有鉄骨拡底杭
JP2009019448A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Eto Construction Industry Co Ltd 鋼管杭の先端拡張構造及び鋼管杭の先端拡張施工方法
KR20130057161A (ko) * 2011-11-23 2013-05-31 (주)삼일이엔씨 단계별 천공경 확장이 가능한 지반 굴착용 드릴

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08232256A (ja) * 1995-02-23 1996-09-10 Japan Found Eng Co Ltd 軟弱地盤の地盤改良工法
JPH09279573A (ja) * 1996-04-18 1997-10-28 Kodama Concrete Kogyo Kk 既成杭による有鉄骨拡底杭
JP2009019448A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Eto Construction Industry Co Ltd 鋼管杭の先端拡張構造及び鋼管杭の先端拡張施工方法
KR20130057161A (ko) * 2011-11-23 2013-05-31 (주)삼일이엔씨 단계별 천공경 확장이 가능한 지반 굴착용 드릴

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