KR20200013275A - 강관을 이용하여 phc파일(기성콘크리트말뚝) 근입 후 분리할 수 있는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선굴착 후 PHC파일(Pretensioned spun High strength Concrete pile) 매입공법을 이용한 기초 시공 방법에 관한 것으로, 하부 PHC파일 상측 단부에 강관연결장치를 이용해 강관을 지표면까지 연결 하며, 기초저면에 상당하는 위치에서 상부 강관을 분리 가능하게 연장 형성하여 말뚝 매입 후 상부 강관을 돌려 하부 PHC파일로부터 분리하여 인출함으로써 좀 더 쉽게 터파기 작업을 수행하도록 하여 기초 시공을 위한 공사비 및 공기를 절감하고, 기존 PHC파일 매입공법 적용의 경우 PHC파일이 지표면에서부터 기초저면까지 PHC파일이 매입되어있어 터파기 작업시 노출된 PHC파일을 절단 후 폐기에 따른 환경오염 및 자재비를 절감시키고, 상부 강관을 돌려 PHC파일과 분리시켜 강관이 인출되어 건축물 기초에 필요한 말뚝 지지층부터 기초저면까지 PHC파일을 설치하는데 목적이 있다.

Description

강관을 이용하여 PHC파일(기성콘크리트말뚝) 근입 후 분리할 수 있는 장치{A device that can be separated after entering a PHC pile using a steel pipe}

본 발명은 상부 강관이 인출 가능한 선굴착 후 공장에서 미리 생산된 PHC파일(Pretensioned spun High strength Concrete pile) 매입공법 및 이를 이용한 기초 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부 PHC파일과 상부 강관이 결합된 파일을 근입 후 하부 PHC파일로부터 분리 가능하게 형성하고, 기초 시공시 상부 강관을 인출한 후 터파기 작업을 수행하도록 하는 상부 강관이 인출 가능한 PHC파일 매입공법 및 이를 이용한 기초 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물은 기초의 지지력이 확보 되어야 안전하게 존립할 수 있다. 즉, 연약지반의 경우 기초 지반의 최상부 또는 심층부에서 침하가 일어나 그 위에 세워진 건축물의 안전성에 지대한 영향을 미치게 됨으로 모든 건물은 기초 지반이 그 건축물을 지지하기 위한 충분한 지지력을 가져야 한다.

기초를 지지하는 지반이 연약지반으로 지지력이 확보 되지 않을 경우 지지력을 확보하기 위한 방법으로 파일기초 보강법이 이용되고 있으며, 기초 보강법 중에서도 선굴착 PHC파일 매입공법이 이용되고 있다.

한편 PHC파일은 원심력을 이용하여 제작된 속이 빈 고강도 콘크리트 파일로 프리텐션방식으로 프리스트레스를 도입한 것으로 제작되며, 이러한 PHC파일은 휨저항성, 수직력과 수평력에 대한 저항성이 뛰어난 특징을 갖고 있으며, 항타공법, 선굴착공법 등을 이용하여 시공이 가능함으로 연약지반에 구조물을 시공하고자 할 경우 많이 사용되고 있다.

상기한 선굴착 PHC파일 매입공법은 지표면에서 선굴착 및 시멘트페이스트 주입 후 PHC파일을 지지층까지 근입하여 최종 경타로 지지파일을 형성하는 공법을 말한다.

따라서, 건축물에 지하층이 있을 경우 기초가 지표면에서 깊이 있게 된다. 이 경우 지표면에서 파일 지지층까지 필요한 PHC파일이 매입되어야 한다.

상기 방법을 사용할 경우 터파기시 파일이 돌출되어 작업 효율성이 많이 저하되고, 기초저면까지 파일 근입을 위해 확보된 불필요한 파일을 제거함으로서 파일 폐기물이 발생하여 환경오염에도 영향을 미치는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 건축물 기초가 깊을 경우 기초저면이 지표면에서 깊이 있게 된다. 이 경우 지표면에서 선굴착 후 PHC파일을 매입하게 되며, 지표면에서 기초저면까지 불필요한 PHC파일이 근입되어 기초저면 까지 터파기시 파일이 제거 되어야 한다.

또한, 터파기시 파일이 돌출되어 작업 효율성이 많이 저하된다.

기초저면까지 파일 근입을 위해 확보된 불필요한 파일을 제거함으로서 파일 폐기물이 발생하여 환경오염에도 영향을 미치는 문제가 발생한다.

이 문제를 극복하기 위하여 건축물의 기초에 필요한 PHC파일 길이만을 위치시키는 방법이 필요하게 된다.따라서 건축물 기초저면에서 파일 지지층까지 필요한 하부 PHC파일 길이를 확보하고 확보된 하부 PHC파일을 기초에 근입 시키기 위한 연결 강관과 결합된 파일을 매입 후 강관을 제거 할 수 있는 장치가 필요하다.

상기한 바와 같이 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 상부 강관이 인출 가능한 PHC파일은, 지표면에서부터 파일지지층까지 굴착된 천공홀 내에 박혀 설치되는 하부 PHC파일과 연관된 상부 강관; 상기 PHC파일은 기초저면에서부터 파일 지지층까지 연결 설치되는 하부 PHC파일; 상기 상부 강관은 하부 PHC파일의 상측 단부로부터 연장되어 지표면에서 상기 기초저면까지 결합되어 설치되는 상부 강관; 상기 상부 강관을 상기 하부 PHC파일의 상측 단부로부터 돌려 분리 가능하게 연결하는 강관연결장치 및 강관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부 강관은 기초저면 깊이에 따라 강관이 연결될 수 있다.

또한, 파일 매입 후 상부 강관과 강관연결장치가 제거되면 파일지지층에서부터 기초저면까지 매입된 하부 PHC파일은 중앙부분이 뚫려 있어 흙이 유입되지 않도록 하는 보호캡을 덮고, 각각의 PC너트 위치에 연결볼트를 고정하고, 강관연결장치의 연결판의 걸림홈에 하부 PHC파일에 고정된 연결볼트를 삽입하고 걸림홈의 작은쪽 홈으로 돌려 하부 PHC파일과 강관연결장치와 상부 강관이 결합될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 상부 강관이 인출 가능한 강관, 강관연결장치와 결합된 PHC파일

및 이를 이용한 기초 시공 방법에 따르면, 하부 PHC파일 상측 단부에 강관연결장치를 이용해 기초저면에 상당하는 위치에서 상부 강관을 분리 가능하게 연장 형성하여 기초 시공시 상부 강관을 돌려 하부 PHC파일로부터 분리하여 인출함으로써 좀 더 쉽게 터파기 작업을 수행하도록 하여 기초 시공을 위한 공사비 및 공기를 절감시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 상부 강관이 인출 가능한 강관과 결합된 하부 PHC파일 및 이를 이용한 기초 시공 방법에 따르면, 기존 공법 적용시 지표면에서 기초저면까지 매입하게 되는 PHC파일 제거 후 폐기에 다른 환경오염을 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따라 PHC파일 매입공법을 설명하기 위해 굴착장비를 이용하여 천공홀(10)을 뚫는 선굴착(a);단계 PHC파일(100)과 보호캡(400), 강관연결장치(200), 강관(500)이 결합되어 매입(b);단계 기초저면에서 강관연결장치(200)와 결합된 강관(500)을 돌려 제거하고, PHC파일(100)과 보호캡(400)만 기초저면에 매입(c);단계 기초저면에서 PHC파일(100)에 기초형성(d)의 단계에 따른 도면,
도 2는 본 발명에 따라서 PHC파일(100)과 보호캡(400)에 강관연결장치(200), 강관(500)의 연결 관계를 설명하기 위한 전개도,
도 3은 본 발명에 따라서 PHC파일(100), 보호캡(400), 강관연결장치(200), 강관(500)에 대한 사시도,
도 4는 본 발명의 PHC파일(100)과 강관연결장치(200)가 결합된 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따라서 강관연결장치(200)가 적용된 PHC파일 매입공법을 설명하기 위해 굴착장비로 천공홀(10)을 뚫은 선굴착(a);단계 강관연결장치(200)로강관(500)이 결합된 PHC파일(100) 매입(b);단계 기초저면에서 강관연결장치(200)와 결합된 강관(500)을 돌려 제거 인출 후 PHC파일 매입(c);단계 기초저면에서 PHC파일에 기초형성(d) 단계를 도시화한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부 강관(500)이 인출 가능한 강관(500), 강관연결장치(200), 보호캡(400)과 PHC파일(100)을 도시화한 전개도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예는 기본적으로 지표면으로부터 파일지지층까지 굴착된 천공홀(10) 내에 박혀 매입되는 하부 PHC파일(100)과 강관연결장치(200)로 연결된 상부 강관(500); 인출 가능한 상부 강관(500)과 결합된 하부 PHC파일(100)을 포함하여 구성된다.

하부 PHC파일은 기초 시공시 상기한 천공홀(10)의 기초저면 깊이로부터 파일지지층까지 깊이에 박혀 설치된 부분으로, 주로 연약지반 구간에서 선굴착(a) 후 시멘트페이스트를 주입하고 강관(500)이 연결된 PHC파일(100)을 근입 한다.

상부 강관(500)은 상기 하부 PHC파일(100)의 상측 단부로부터 연장되어 상기 지표면으로부터 기초저면까지 설치된다.

그리고, 강관연결장치(200)는 상기 하부 PHC파일(100) 상측 단부에 체결 연결되어 상기 상부 강관(500)을 상기 하부 PHC파일(100)의 상측 단부로부터 연장 형성하는 부분으로 이와 함께 하측에 연장 결합된 하부 PHC말뚝(100)과 상부 강관(500)이 천공홀(10) 내부에 일체로 박혀 삽입되도록 하고 아울러 터파기 단계에서 상부 강관(500)이 하부 PHC파일(100)로부터 돌려 분리되며 상측으로 뽑혀 인출될 수 있도록 한다.

도 3에서 (e)를 참조하여 설명하면 PHC파일(100)에 PC너트(110)가 구성되고, 연결볼트(300)을 체결하면, (g)사시도처럼 PHC파일에 열결볼트(300)가 고정 형성될 수 있다.

도 3에서 (f)를 참조하여 설명하면 보호캡(400)은 걸림홈(410)이 뚫려 있는 원형판으로 구성되어 있다.

도 3에서 (h)를 참조하여 설명하면 강관연결장치(200)는 PHC파일(100) 상측 단부에 고정된 연결볼트(300)와 체결할 수 있는 걸림홈(211)이 있는 연결판(210); 파일 매입 후 경타로 파일을 박기 위해 강관(500)을 햄머로 타격시 PHC파일(100)에 타격하중을 잘 전달 할 수 있도록 하는 보강철판(212)이 용접되고, PHC파일(100)을 연결시 가이드 역할을 하는 PHC파일 보다 직경이 약간 큰 가이드 강관(220); 강관(500)과 볼트로 연결할 수 있는 이음장치(213)로 구성되어 있다.

도 3에서 (i)를 참조하여 설명하면 강관(500)과 강관연결장치(200) 또는 강관(500)을 연장 결합하도록 볼트로 연결할 수 있는 이음장치(213)로 구성되어 있는 강관(500).

도 4를 참조하여 설명하면 PHC말뚝(100)과 강관연결장치(200)가 결합된 단면도 이다.

이처럼, 하부 PHC파일(100) 상측 단부에 강관연결장치(200)를 이용하여 기초저면에 상당하는 위치에 상부 강관(500)을 분리 가능하게 연장 형성하여 파일을 매립하고 상부 강관(500)을 돌려 하부 PHC파일로부터 분리시켜 인출함으로써 종래 터파기 작업시 PHC파일이 간섭되는 것을 방지함으로써 터파기를 위한 굴착작업이 좀 더 쉽고 용이하게 이루어질 수 있도록 하고 아울러 기존 방식의 PHC말뚝 상단부에 대한 절단 작업 없이 인출된 강관연결장치(200) 및 상부 강관(500)을 재활용하도록 함으로써 자재비 절감 및 PHC파일 제거에 따른 폐기로 환경오염을 저감할 수 있도록 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능함으로 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

a:선굴착 단계 b:PHC파일과 결합된 강관 매입 단계
c:기초저면에서 PHC파일 매입 단계 d:PHC파일에 기초형성 단계
e:PHC파일 PC너트에 연결볼트 삽입 f:원형판에 걸림홈이 뚫린 보호캡
g:PHC파일과 보호캡에 연결볼트 체결 h:강관 연결장치 구성
100:PHC파일 110:PC너트
200:강관 연결장치 210:연결판
211:연결판 걸림홈 212:보강철판
213:이음장치 220:가이드 강관
300:연결볼트 400:보호캡
410:보호캡 걸림홈 500:강관

Claims (4)

1. 지표면으로부터 파일지지층까지 선굴착(a)된 천공홀(10)에 박혀 설치되는 하부 PHC파일(100)과 결합된 강관연결장치(200) 및 상부 강관(500);
   상기 하부 PHC파일(100)의 상측 단부로부터 연장되어 상기 지표면으로부터 기초저면 깊이까지 연결 설치되는 상부 강관(500); 이때 상부 강관(500)은 지표면으로부터 기초저면까지 깊이에 따라 강관(500)의 길이를 조정 가능하게 하는 이음장치(213)가 있는 강관; 상기 하부 PHC파일(100)의 상측 단부에 고정된 연결볼트(300)에 체결되어 상기 상부 강관(500)을 상기 하부 PHC파일(100) 상측 단부로부터 강관연결장치(200)와 결합된 상부 강관(500)을 돌려 분리 가능하게 연결하는 강관 연장 부재;를 포함한다.
2. 제 1항에 있어서, PHC파일(100)과 결합된 강관(500)이 천공홀(10)에 매입되고, PHC파일(100)과 강관(500)이 분리 가능하도록 하는 강관연결장치(200)
3. 제 1항에 있어서, PHC파일(100)과 결합된 강관(500)이 천공홀(10)에 매입되고, PHC파일(100)과 강관(500)이 분리 후 흙이 PHC파일(100) 중공부분에 유입되지 않도록 하는 보호캡(400)
4. 제 1항에 있어서, PHC파일(100)과 결합된 강관(500)이 천공홀(10)에 매입되고, 지표면에서 기초저면까지 강관(500)의 길이 조정이 가능하게 하는 이음장치(213)가 있는 강관(500)

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