KR100455915B1 - Micropile type packer and method for constructing micropile of pressure type using the micropile type packer - Google Patents
Micropile type packer and method for constructing micropile of pressure type using the micropile type packerInfo
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Abstract
본 발명은 지반의 보강효과를 극대화하는데 적당한 마이크로파일용 패커 및 상기 마이크로파일용 패커를 이용한 압력 그라우팅을 통해 공사기간의 단축 및 품질관리가 용이한 압력식 마이크로파일 시공방법에 관한 것으로서, 본 발명의 마이크로파일용 패커는 원통형상으로 소정의 길이를 갖는 부직포와, 부직포의 양쪽 끝단에 각각 삽입 고정되어 원통형의 공간을 밀폐시키며 보강재, 그라우팅 주입관, 발포우레탄 주입관, 공기 및 이물질 배출관이 관통할 수 있는 다수의 관통홀을 구비한 제 1 패킹 및 제 2 패킹을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 패킹과 제 2 패킹에는 상기 보강재가 관통하는 홀과, 상기 그라우트 약액을 주입하기 위한 그라우팅관이 관통하는 홀과, 그라우팅시에 발생하는 공기 및 이물질을 상기 천공홀의 외부로 배출하기 위한 공기 및 이물질 배출관이 관통하는 홀이 공통적으로 구비되며, 상기 제 1 패킹에는 상기 밀폐된 공간에 발포우레탄 약액을 주입하기 위한 발포우레탄 주입관이 관통하는 홀을 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a micro pile packer suitable for maximizing the reinforcement effect of the ground and a pressure type micro pile construction method for easy construction and quality control through pressure grouting using the micro pile packer. The packer is cylindrical in shape and has a predetermined length, and is inserted and fixed at both ends of the nonwoven fabric, respectively, to seal the cylindrical space, and a plurality of penetrating materials, grouting injection pipes, foam urethane injection pipes, air and foreign material discharge pipes can penetrate. A first packing and a second packing having a through hole, wherein the first packing and the second packing include a hole through which the reinforcing material penetrates, a hole through which a grouting tube for injecting the grout chemical liquid penetrates; Air for discharging air and foreign substances generated during grouting to the outside of the drilling hole Is provided with a hole to discharge the foreign matter through common, it characterized in that it includes a hole which is expanded urethane injection pipe for injecting a foaming urethane drug solution through the said enclosed space, the first packing.
Description
본 발명은 마이크로파일에 관한 것으로서, 특히 기초지반, 연약지반, 주변지반 등의 지지력 보강에 적당한 마이크로파일용 패커 및 이를 이용한 압력식 마이크로파일 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micropile, and more particularly, to a packer for a micropile suitable for reinforcing bearing capacity of a foundation ground, a soft ground, a surrounding ground, and a pressure micropile construction method using the same.
일반적으로 모든 건물은 기초 지반이 그 건물을 지지하기 위한 충분한 지지력을 가져야 하며, 그렇지 않으면 기초 지반의 최상부 또는 심층부에서 침하가 일어나 그 위에 세워진 건물의 안정성에 지대한 영향을 미치게 된다.In general, all buildings must have sufficient bearing capacity to support the building, or else settlement will occur at the top or deep of the foundation, greatly affecting the stability of the building built on it.
그러므로 건물을 세우기 전에는 반드시 지질학적 조사 및 토질조사와 같은 적합한 제반조사를 통해서 지반의 지지력이 건물에 의해 지반에 작용하는 중량 또는 하중을 충분히 견딜 수 있는지를 조사할 필요가 있으며, 매립지, 압밀되지 않은 지반, 유기질층을 분해시키는 지반, 토탄지, 습지, 수분함량에 상당한 변화가 있는 지반, 공극이 많이 있거나 불균일한 지반 등의 경우에는 기초 지반의 지지력이 충분하지 않으므로 기초 지반에 더 큰 지지력이 요구된다.Therefore, before erecting a building, it is necessary to investigate whether the soil bearing capacity is able to withstand the weight or load applied to the ground by the building through suitable surveys such as geological surveys and soil surveys. In the case of soil, peat land, wetland, soil with significant change in water content, soil with large gaps or uneven ground, the supporting ground is not sufficient, so the greater the supporting capacity is required. do.
또한, 지상 구조물의 기초를 튼튼히 하기 위해 연약지반에 다수의 파일(Pile)을 박는 다거나 폭넓고 깊게 흙을 파내고 철근 콘크리트로 기초를 만든 후 그 위에 구조물을 시공하게 되는데, 작업장 주변에 다양한 구조물과 시설이 들어서 있는 경우에는 상기 기초를 튼튼히 하기 위한 여건이 형성되지 못하는 경우가 많으며, 지하 매설물의 위치 등을 정확히 알지 못하면서 폭넓게 기초를 팔 경우 전기나 가스배관과 같은 시설물의 파손을 초래하기도 한다.In addition, in order to strengthen the foundation of the ground structure, a number of piles are embedded in the soft ground, or a wide and deep earth is excavated, the foundation is made of reinforced concrete, and then the structures are constructed on it. When facilities are installed, the conditions for strengthening the foundation are often not formed, and when the foundation is widely sold without knowing the location of underground buried materials, it may cause damage to facilities such as electricity or gas piping.
이에, 상기와 같은 점들을 고려하여 기초 지반에 대한 지지력을 확보하기 위한 방법으로 말뚝 기초 보강법을 이용하고 있음은 주지의 사실이고, 이와 더불어 기초 지반에 유압드릴이나 각종 천공기의 로드(Rod) 및 비트(Bit)를 이용하여 천공작업을 수행하고, 그 천공된 홀에 철근과 같은 강관을 삽입한 후, 보강액(그라우팅액)을 주입하는 그라우팅 공법 등을 비롯한 다양한 공법들이 제안되었으며, 그 중에서도 마이크로파일(Micro pile)이 대표적이라 할 수 있다.Therefore, it is well known that the pile foundation reinforcement method is used as a method for securing the bearing capacity on the foundation ground in consideration of the above points, and in addition, the rod and A variety of methods have been proposed, including grouting, which involves drilling using a bit, inserting steel pipes such as reinforcing bars into the drilled holes, and injecting reinforcing fluids (grouting fluids). Micro pile is a typical example.
상기 마이크로 파일은 50년대 이탈리아에서 시작하여 전세계적으로 지반보강과 파일(Pile)의 대용으로 시공되어 왔으며, 나라별 적용목적과 범위에 따라 Mini pile, Micro pile, Root pile, Needle pile, 그리고 Gewi pile 등으로 불리워지고 있다.The micro pile began in Italy in the fifties and has been constructed as a substitute for ground reinforcement and piles around the world. The micro pile, micro pile, root pile, needle pile, and gewi pile have been applied according to the purpose and scope of application by country. It is called the back.
이와 같은 마이크로 파일은 수직력과 수평력에 견딜 수 있으며 설계개념에 따라 상기의 말뚝 기초 보강법을 대신하거나 지반/말뚝 복합체의 한 요소로 이용되기도 하며, 주변 구조물이나 지반 그리고 환경에 최소한으로 영향을 주면서 시공되며, 시공하기가 곤란한 모든 종류의 토질조건에서 시공이 가능하고 그라운드 앵커나 그라우팅 시공장비로 수평이하의 어떠한 각도로도 시공이 가능하다는 장점을 가지고 있다.Such micro piles can withstand vertical and horizontal forces and, depending on the design concept, may be used as a substitute for the pile foundation reinforcement method or as a component of the ground / pile composite, and have minimal impact on surrounding structures, ground, and the environment. It is possible to construct in all kinds of soil conditions that are difficult to construct, and has the advantage that it can be installed at any angle below the horizontal by ground anchor or grouting construction equipment.
상기와 같은 마이크로 파일의 지지력은 외적인 요인(지반과 관련)에 의해 결정되나, 내적인 요인(파일체의 성분)에 의해 파일체의 허용하중이 정해지므로 설계시 외적인 요인과 내적인 요인을 동시에 고려하여 설계에 반영해야 한다.The bearing capacity of the micro pile is determined by external factors (related to the ground), but the allowable load of the pile is determined by internal factors (components of the pile), so both external and internal factors are considered simultaneously in the design. Must be reflected in the design.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 마이크로파일 시공방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of constructing a micropile according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 철근 마이크로파일 시공방법을 설명하기 위한 것으로서, 천공홀 내에 철근 마이크로 파일이 설치된 상태를 도시한 것이다.1 is for explaining a method of constructing a reinforcing micro pile according to the prior art, and shows a state in which a reinforcing micro pile is installed in a drilling hole.
철근 마이크로 파일은 소구경으로 천공하므로 장비가 작고 소음과 진동이 거의 없이 파일을 시공할 수 있으며, 도심부의 주거지, 협소한 장소 등에 이용된다. 또한, 파일체의 직경에 비해 큰 하중을 지지할 수 있으므로 말뚝 기초 보강법과 비교하여 경제적이며, 지반을 천공하여 파일체를 형성시켜 지반과 그라우팅액의 주면마찰력에 의해 작용하중을 지지하므로 호박돌이 협재된 전석층이나 지지층이 깊은 곳에 위치된 경우에도 시공이 가능하다.Reinforced micro piles are drilled in small diameters, so the equipment can be constructed with small equipment and little noise and vibration. It is used for residential and narrow places in the city center. In addition, it is more economical than the pile foundation reinforcement method because it can support a large load compared to the diameter of pile body, and amber stone is made by drilling pile to form pile body to support the working load by the main surface friction force of ground and grouting liquid. Installation is possible even if the reserved stone layer or support layer is located deep.
이와 같은 철근 마이크로파일의 시공방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The construction method of such a reinforcing micro pile will be described in detail as follows.
상기 철근 마이크로파일의 시공방법은 크게 천공단계, 파일체 설치단계, 그라우팅 단계로 이루어진다.The construction method of the reinforcement micro pile is largely composed of a drilling step, a pile installation step, and a grouting step.
먼저, 천공은 직경이 76mm, 80mm, 90mm, 105mm, 115mm, 152mm, 165mm 등 다양한 직경을 갖는 비트를 사용하며 특수하게는 200mm 이상의 비트를 사용하기도 하는데, 지반이 불안정한 지반은 공벽이 붕괴되지 않는 심도까지 케이싱을 설치하고 그 내부를 비트로 천공하여 천공홀을 형성한다.First, the drilling uses bits with various diameters such as 76mm, 80mm, 90mm, 105mm, 115mm, 152mm, and 165mm in diameter, and in particular, more than 200mm bits are used. Install the casing till and drill the inside with a bit to form a hole.
이때, 천공작업시 작업용수로서 청수를 사용하여 암편이나 슬라임(Slime)을 제거하며, 상기 암편이나 슬림들이 케이싱과 공벽사이로 배출되기 때문에 borehole의 공벽이 불규칙하게 되고, 케이싱 직경보다 천공홀의 직경이 확대되어 파일체의 주면마찰력이 향상된다.At this time, the rock water or slime is removed by using fresh water as the working water during drilling, and the borehole's hollow wall becomes irregular because the rock piece or slim is discharged between the casing and the hollow wall, and the diameter of the drilling hole is larger than the casing diameter. As a result, the principal surface friction of the pile is improved.
상기 천공작업이 완료되면, 도 2에 도시한 바와 같이, 한 개의 철근 또는 3개나 그 이상의 철근으로 조합된 파일체(21)를 삽입한다. 통상, 파일체(21)의 재료는 지반특성과 허용하중에 적합한 재료를 선택한다.When the drilling operation is completed, as shown in FIG. 2, the pile 21 combined with one reinforcing bar or three or more reinforcing bars is inserted. Usually, the material of the pile body 21 selects the material suitable for a ground characteristic and allowable load.
파일체(21)를 이루는 철근은 3개 또는 그 이상 소요되므로 철근과 철근 사이의 공간이 국부적으로 협소하여 그라우팅시 천공홀내를 충만히 채우지 못하고 때때로 동공(Cavity)이 형성된다. 따라서 스페이서(22)를 소정의 간격으로 설치하여 그라우팅시 그라우팅 약액이 천공홀을 충분히 채워질 수 있도록 한다.Since the reinforcing bars forming the pile 21 are three or more, the space between the reinforcing bars and the reinforcing bars is locally narrow so that when grouting, the cavity is not sufficiently filled and sometimes a cavity is formed. Therefore, the spacers 22 are installed at predetermined intervals so that the grouting chemical can be sufficiently filled in the hole when grouting.
이어서, 상기 파일체가 천공홀내에 설치되면 그라우팅액을 주입한다. 즉, 파일체가 천공홀에 설치된 직후 중력 그라우팅을 실시한다. 이때 그라우트 약액(23)의 수축현상을 보완하기 위해서 3~6회 정도 반복하여 실시한다.Subsequently, when the pile is installed in the hole, grouting liquid is injected. That is, gravity grouting is performed immediately after the pile body is installed in the drilling hole. At this time, to compensate for the shrinkage of the grout chemical solution 23 is repeated about 3 to 6 times.
이와 같이 그라우팅이 완료되면 구조물의 하중이 파일체에 전달되도록 구조물과 파일체의 연속성을 보장하여 클램프(Clamp) 효과를 발휘할 수 있도록 상부에 스틸 플레이트(Steel plate)를 너트로 고정시키거나 용접을 실시하는 두부정리를 수행하면 종래 기술에 따른 마이크로파일의 시공이 완료된다.When the grouting is completed, the steel plate is fixed with a nut or welded on the top to ensure the clamping effect by ensuring the continuity of the structure and the pile so that the load of the structure is transferred to the pile. When the tofu cleansing is performed, the construction of the micropile according to the prior art is completed.
그러나, 상기와 같은 종래의 마이크로파일 시공방법은 단단한 점성토에 설치되는 낮은 지지력을 갖는 말뚝이나 기초 지반이 암반인 경우에만 사용된다는 한계가 있으며, 또한, 마이크로파일은 그 길이에 비하여 직경이 작기 때문에 말뚝의 선단면적이 근입된 주변면적에 비하여 너무 작으므로 마이크로파일의 선단지지력은일반적으로 설계에서 고려되지 않는 문제점이 있었다.However, the conventional micropile construction method as described above has a limitation that it is used only when the pile having a low bearing capacity or the foundation ground which is installed in hard clay soil is a rock, and the pile is smaller because its diameter is smaller than its length. The tip bearing capacity of the micropile is not generally considered in the design because the tip area of is too small for the surrounding area.
또한, 그라우팅을 함에 있어서, 튜브를 통해서 그라우팅액을 천공홀의 밑바닥부터 채우기 시작하여 천공홀의 입구로 유출될 때까지 주입을 하며, 고결시간이 길고 수축현상을 보완하기 위해서 3~6회 정도의 그라우팅을 반복하여 수행하게 되므로 시공성이 저하되고 그 만큼 공사기간이 길어질 뿐만 아니라, 주입압을 유지할 수가 없어 충진상태의 확인 및 품질관리가 용이하지 못하다는 문제를 가지고 있다.In addition, in grouting, the grouting liquid is filled through the tube from the bottom of the punching hole and injected until it flows out to the inlet of the punching hole. The grouting is long and the grouting is performed 3 to 6 times to compensate for shrinkage. Since it is repeatedly performed, the workability is lowered and the construction period is longer, and the injection pressure cannot be maintained. Therefore, it is difficult to check the filling state and to control the quality.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 지반의 보강효과를 극대화하는데 적당한 마이크로파일용 패커를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a packer for a micro pile suitable for maximizing the reinforcement effect of the ground.
본 발명의 다른 목적은 마이크로파일용 패커를 이용한 압력 그라우팅을 통해 공사기간의 단축 및 품질관리가 용이한 마이크로파일용 패커를 이용한 압력식 마이크로파일 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a pressure-type micropile construction method using a micropile packer that is easy to shorten the construction period and control quality through pressure grouting using a micropile packer.
도 1은 종래 기술에 따른 중력식 마이크로파일을 설명하기 위한 시공 상태도1 is a construction state diagram for explaining a gravity micropile according to the prior art
도 2는 종래 기술에 따른 파일체의 구성도2 is a block diagram of a pile according to the prior art
도 3은 본 발명의 마이크로파일용 패커의 구성도3 is a block diagram of a packer for a micropile of the present invention
도 4a 내지 4b는 도 3의 제 1, 제 2 패킹의 구성도4A to 4B are configuration diagrams of the first and second packings of FIG.
도 5는 본 발명의 마이크로파일용 패커에 보강재, 그라우팅관, 발포우레탄 주입관, 공기 및 이물질 배출관이 설치된 상태도5 is a state in which the reinforcing material, grouting pipe, polyurethane foam pipe, air and foreign matter discharge pipe is installed in the micro pile packer of the present invention;
도 6a 내지 6f는 본 발명의 마이크로파일용 패커를 이용한 압력식 마이크로파일 시공방법을 설명하기 위한 각 단계별 상태도Figure 6a to 6f is a state diagram for each step for explaining the pressure-type micropile construction method using the micropile packer of the present invention
도 7a 및 7b는 각각 도 6b 및 도 6e의 정면도7A and 7B are front views of FIGS. 6B and 6E, respectively.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
31 : 부직포 33a, 33b : 제1, 제 2 패킹31: nonwoven fabric 33a, 33b: first, second packing
51 : H-빔 53 : 그라우팅관51: H-beam 53: grouting pipe
53a : 그라우트 약액 55 : 공기 및 이물질 배출관53a: grout chemical solution 55: air and foreign substance discharge pipe
57 : 발포우레탄 주입관 57a : 발포우레탄 약액57: urethane foam injection tube 57a: polyurethane foam liquid
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로파일용 패커는 지반보강을 위한 마이크로파일 시공시 지반에 천공된 천공홀 내경의 상단부에 삽입되는 마이크로파일용 패커로서, 원통형상으로 소정의 길이를 갖는 부직포와, 상기 부직포의 양쪽 끝단에 각각 삽입 고정되어 상기 원통형의 공간을 밀폐시키며 보강재, 그라우팅 주입관, 발포우레탄 주입관, 공기 및 이물질 배출관이 관통할 수 있는 다수의 관통홀을 구비한 제 1 패킹 및 제 2 패킹을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The micro pile packer of the present invention for achieving the above object is a micro pile packer inserted into the upper end of the inner diameter of the drilled hole in the ground during the construction of the micro pile for reinforcing the ground, a nonwoven fabric having a predetermined length in a cylindrical shape, A first packing and a second packing having a plurality of through-holes inserted into and fixed to both ends of the nonwoven fabric to seal the cylindrical space and through which a reinforcing material, grouting injection pipe, foam urethane injection pipe, air and foreign material discharge pipe can pass Characterized in that it comprises a packing.
이때, 상기 제 1 패킹과 제 2 패킹에는 상기 보강재가 관통하는 홀과, 상기 그라우트 약액을 주입하기 위한 그라우팅관이 관통하는 홀과, 그라우팅시에 발생하는 공기 및 이물질을 상기 천공홀의 외부로 배출하기 위한 공기 및 이물질 배출관이 관통하는 홀이 공통적으로 구비되며, 상기 제 1 패킹에는 상기 밀폐된 공간에 발포우레탄 약액을 주입하기 위한 발포우레탄 주입관이 관통하는 홀이 더 구비된다.At this time, the first packing and the second packing is a hole through which the reinforcing material penetrates, a hole through which the grouting tube for injecting the grout chemical liquid penetrates, and discharges air and foreign substances generated during grouting to the outside of the drilling hole. A hole through which the air and the foreign substance discharge pipe for passing through is commonly provided, and the first packing is further provided with a hole through which the polyurethane injection pipe for injecting the foamed polyurethane chemical liquid into the sealed space.
또한, 상기 제 1, 제 2 패킹과 상기 부직포를 결합하기 위해 상기 제 1, 제 2 패킹의 외주면을 따라 상기 부직포의 외측에 설치되고, 나사조임에 의해 상기 부직포를 상기 제 1, 제 2 패킹의 외주면에 밀착 결속하는 와이어 링이 더 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the outer side of the non-woven fabric along the outer peripheral surface of the first, second packing and the non-woven fabric for joining the first, second packing and the non-woven fabric, the screw is tightened to the non-woven fabric of the first, second packing It is preferable that the wire ring closely attached to the outer peripheral surface is further provided.
또한, 상기 보강재가 관통하는 홀은 H-빔이 관통할 수 있도록 H자 형상을 갖는 것이 바람직하다.In addition, the hole through which the reinforcing material penetrates preferably has an H shape so that the H-beam can penetrate.
이와 같은 본 발명의 마이크로파일용 패커를 이용한 압력식 마이크로파일 시공방법은 지반에 소정깊이로 홀을 천공하는 단계와, 상기 천공된 홀내의 상단부에 걸치도록 보강재, 그라우팅관, 발포우레탄 주입관, 공기 및 이물질 배출관이 설치된 마이크로파일용 패커를 상기 천공된 홀내에 삽입하는 단계와, 상기 발포우레탄 주입관을 통해 발포우레탄 약액을 주입하여 상기 마이크로파일용 패커의 부피를 팽창시켜 상기 마이크로파일용 패커와 상기 천공된 홀의 내경을 긴밀하게 밀착시키는 단계와, 상기 마이크로파일용 패커를 관통하는 그라우팅 주입관을 통해 소정의 압력을 일정하게 유지한 상태에서 그라우트 약액을 주입하여 상기 마이크로파일용 패커 하단의 천공된 홀내에 그라우팅을 실시함과 동시에 그라우팅시에 발생된 공기 및 이물질을 상기 공기 및 이물질 제거관을 통해 상기 천공홀 외부로 배출시키는 단계와, 상기 천공홀 주변의 지반을 시멘트 처리하는 두부정리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The pressure micropile construction method using the micro pile packer of the present invention comprises the steps of drilling a hole in the ground to a predetermined depth, the reinforcing material, grouting pipe, foam urethane injection pipe, air and Inserting a micro pile packer having a foreign substance discharge pipe into the perforated hole, injecting a foam urethane chemical solution through the foam urethane injection tube to expand the volume of the micro pile packer, and the inner diameter of the micro pile packer and the perforated hole. The step of intimately adhering to each other and injecting grout chemical liquid while maintaining a predetermined pressure through the grouting injection tube penetrating the micropile packer to grout in the perforated hole at the bottom of the micropile packer; At the same time, air and foreign substances generated during grouting Including the air, and the method comprising the perforations to the outside through the exhaust pipe to remove foreign matter, the method comprising: performing a head clean to handle cement ground surrounding the perforations characterized in that formed.
여기서, 상기 마이크로파일용 패커를 상기 천공된 홀내에 삽입한 후, 상기 마이크로파일용 패커 상부를 그라우팅하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, after inserting the micro pile packer into the perforated hole, preferably further comprising the step of grouting the upper portion of the micro pile packer.
또한, 상기 보강재로 H-빔, 이형철근, 강관파일 중 어느 것을 사용하여도 무방하다.In addition, as the reinforcing material, any of an H-beam, a deformed steel bar, and a steel pipe pile may be used.
또한, 상기 그라우팅관은 그 말단이 상기 천공된 홀의 저면 부근에 위치하도록 설치하고, 상기 공기 및 이물질 배출관은 그 말단이 상기 마이크로파일용 패커의 하단에 근접하도록 설치하며, 상기 발포우레탄 주입관은 그 말단이 상기 제 1 패킹과 제 2 패킹 사이에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.In addition, the grouting pipe is installed so that its end is located near the bottom of the perforated hole, the air and foreign matter discharge pipe is installed so that the end thereof is close to the lower end of the micro pile packer, the foam urethane injection pipe is the end It is preferable to install so as to be located between the first packing and the second packing.
[실시예]EXAMPLE
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파일용 패커 및 이를 이용한 압력식 마이크로파일 시공방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a micro pile packer and a pressure-type micro pile construction method using the same.
도 3은 본 발명의 마이크로파일용 패커의 구성도이고, 도 4a 내지 4b는 도 3의 마이크로파일용 패커에 따른 제 1 패킹 내지 제 2 패킹의 정면도이며, 도 5는 본 발명의 마이크로파일용 패커에 보강재(일 예로, H-빔)와 각종 튜브(관)가 삽입된 상태를 도시한 상태도이다.3 is a configuration diagram of a micro pile packer of the present invention, Figures 4a to 4b is a front view of the first to second packing according to the micro pile packer of Figure 3, Figure 5 is a reinforcement ( As an example, a state diagram showing a state in which an H-beam) and various tubes (tubes) are inserted.
먼저, 도 3 및 도 4a 내지 4b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 마이크로파일용 패커는 크게는 원통형상으로 소정의 길이를 갖는 부직포(31)와, 상기 부직포(31)의 양쪽 끝단에 삽입된 제 1 패킹(33a) 및 제 2 패킹(33b)으로 구성되며, 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b)에는 공통적으로 보강재인 H-빔이 관통하는 홀(이하, 제 1 홀과 제 2 홀)(35a)(35b)과, 그라우팅액을 주입하기 위한 그라우팅관이 관통하는 홀(이하, 제 3, 제 4 홀)(35c)(35d) 및 공기와 이물질을 제거하기 위한 공기 및 이물질 배출관이 관통하는 홀(이하, 제 5, 제 6홀)(35e)(35f)을 갖고, 상기 제 1 패킹(33a)에는 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이의 밀폐된 공간에 발포우레탄을 주입하기 위한 발포우레탄 주입관이 관통하는 홀(이하, 제 7 홀)(35g)을 갖는다.First, as shown in Figs. 3 and 4A to 4B, the packer for micropile of the present invention is largely cylindrical and has a nonwoven fabric 31 having a predetermined length and a first insert inserted at both ends of the nonwoven fabric 31. A first packing 33a and a second packing 33b, and the first packing 33a and the second packing 33b are holes through which an H-beam, which is commonly a reinforcing material, passes (hereinafter, the first hole and the first packing). 2 holes) 35a and 35b, holes through which grouting pipe for injecting grouting liquid (hereinafter referred to as third and fourth holes) 35c and 35d, and air and foreign matter for removing air and foreign matter The discharge pipe has holes (hereinafter, fifth and sixth holes) 35e and 35f through which the first packing 33a is sealed between the first packing 33a and the second packing 33b. It has a hole (hereinafter seventh hole) 35g through which a foam urethane injection pipe for injecting foam urethane into the space passes.
여기서, 상기 부직포(31)는 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b)의 외주면을 감싸면서 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이의 빈 공간을 밀폐시키며, 나일론이나 천막지 등으로 대신할 수 있고, 추후, 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이의 빈 공간에 주입될 발포우레탄의 부피 팽창에 따른 압력을 충분히 견딜 수 있는 정도의 재질이면 어느 것이어도 무방하다.Here, the nonwoven fabric 31 surrounds the outer circumferential surfaces of the first packing 33a and the second packing 33b to seal an empty space between the first packing 33a and the second packing 33b, and It can be replaced by a tent or the like, and if it is a material that can sufficiently withstand the pressure due to the volume expansion of the polyurethane to be injected into the empty space between the first packing 33a and the second packing 33b. It may be.
또한, 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b)의 재질은 고무, 연질 플라스틱, 나무, 철판 등을 사용할 수 있으며, 이중에서 고무재질이 패킹의 재질로서는 가장 바람직하다. 즉, 고무재질의 패킹을 사용할 경우 하기에서 보다 상세하게 설명되어질 그라우팅관이나 공기 및 이물질 배출관, 발포우레탄 주입관 등과 패킹간에 더욱 긴밀한 결속이 가능하기 때문이다.In addition, the materials of the first packing 33a and the second packing 33b may be rubber, soft plastic, wood, iron plate, etc. Of these, the rubber material is most preferable as the material of the packing. That is, when the rubber packing is used, it is possible to bind more tightly between the grouting pipe, the air and the foreign substance discharge pipe, the foam urethane injection pipe, and the like which will be described in more detail below.
한편, 도 5는 도 3과 같은 본 발명의 마이크로파일용 패커에 보강재인H-빔(51)과 그라우팅관(53), 공기 및 이물질 배출관(55), 발포우레탄 주입관(57)이 삽입된 상태를 도시한 것으로서, 도면에 도시한 바와 같이, H-빔(51)은 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b)에 설치된 제 1 홀(35a)과 제 2 홀(35b)을 관통하여 삽입되며, 그라우팅관(53) 역시 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b)에 설치된 제 3 홀(35c)과 제 4 홀(35d)을 관통하여 삽입된다. 그리고 공기 및 이물질 배출관(55) 제 5 홀(35e)과 제 6 홀(35f)을 관통하여 삽입된다. 그러나 발포우레탄 주입관(57)은 그 말단이 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이에 위치하도록 상기 제 1 패킹(33a)에 설치된 제 7 홀(35g)을 관통하여 삽입된다.Meanwhile, FIG. 5 is a state in which the H-beam 51 and the grouting pipe 53, the air and foreign substance discharge pipe 55, and the foam urethane injection pipe 57 are inserted into the packer for the micro pile of the present invention as shown in FIG. As shown in the figure, the H-beam 51 penetrates the first hole 35a and the second hole 35b provided in the first packing 33a and the second packing 33b. The grouting pipe 53 is also inserted through the third hole 35c and the fourth hole 35d provided in the first packing 33a and the second packing 33b. The air and foreign substance discharge pipe 55 is inserted through the fifth hole 35e and the sixth hole 35f. However, the urethane foam injection tube 57 is inserted through the seventh hole 35g provided in the first packing 33a such that its end is located between the first packing 33a and the second packing 33b.
상기 공기 및 이물질 배출관(55)은 그라우트 약액이 주입됨으로 인하여 상기 그라우팅 영역에 발생되는 공기나 물과 같은 이물질 등을 천공홀의 외부로 배출시킬 뿐만 아니라, 공기 및 이물질을 제거한 다음 그 입구를 폐쇄함으로써 상기 그라우팅 영역에 압력이 가해질 수 있도록 한다. 이때, 상기 그라우팅 영역에 압력이 가해지면 상기 그라우트 약액이 고결되면서 상기 압력에 의해 천공홀 주변의 지반에 형성된 공극(空隙) 또는 절리에도 상기 그라우트 약액이 긴밀하게 충진되어 마이크로파일의 전체적인 안정성을 향상시킬 수가 있다.The air and foreign matter discharge pipe 55 is not only to discharge the foreign matters such as air or water generated in the grouting area due to the injection of the grout chemical liquid to the outside of the hole, but also to remove the air and foreign matters and then close the inlet. Allow pressure to be applied to the grouting area. At this time, when the pressure is applied to the grouting region, the grout chemical liquid is solidified, and the grout chemical liquid is tightly filled even in the voids or joints formed in the ground around the perforation hole by the pressure to improve the overall stability of the micropile. There is a number.
상기 발포우레탄 주입관(57)은 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이에 우레탄 약액을 충진하여 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이의 밀폐된 공간에서 겔화가 진행되고, 그로 인해 부피 팽창을 수반한다. 일반적으로 우레탄 약액은 발포 배율, 기계적 강도 등 제반 물성을 매우 다양하게 조절할 수 있다는 장점이 있고, 실제로 우레탄 약액이 겔화되는 시간은 불과 수분 정도에 지나지 않으므로 이를 부직포(31)에 의해 밀폐된 공간에 충진할 경우, 얼마 지나지 않아서 그라우트 약액을 주입할 수가 있다.The urethane foam injection tube 57 is filled with a urethane chemical solution between the first packing 33a and the second packing 33b to gel in a closed space between the first packing 33a and the second packing 33b. Proceeds, thereby accompanied by volume expansion. In general, urethane chemicals have the advantage of controlling various physical properties such as expansion ratio, mechanical strength, etc., and in fact, the time for the urethane chemicals to be gelated is only a few minutes, so that they are filled in the space enclosed by the nonwoven fabric 31. If you do, you will be able to inject the grout in a short time.
상기 부직포(31)의 외측에는 와이어 링(37)이 설치되어 상기 부직포(31)와 상기 제 1, 제 2 패킹(33a)(33b)을 밀착 결속해 주며, 나사조임 방식으로 설치되어 우레탄 약액이 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이에 주입되어 부피가 팽창되더라도 견고한 지지가 가능하도록 한다.A wire ring 37 is installed on the outer side of the nonwoven fabric 31 to tightly bond the nonwoven fabric 31 and the first and second packings 33a and 33b to each other. It is injected between the first packing 33a and the second packing 33b to enable firm support even when the volume is expanded.
한편, 도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 마이크로파일용 패커를 이용한 마이크로파일 시공방법을 설명하기 시공 순서를 도시한 것이며, 도 7a는 도 6b의 정면도이고, 도 7b는 도 6e의 정면도이다.6A to 6F illustrate a construction procedure for explaining the micropile construction method using the micropile packer of the present invention. FIG. 7a is a front view of FIG. 6b and FIG. 7b is a front view of FIG. 6e.
먼저 도 6a에 도시한 바와 같이, 마이크로파일을 설치할 연약지반을 착암기나 보링기를 이용하여 천공하여 천공홀(61)을 형성한다.First, as shown in FIG. 6A, the soft ground on which the micro pile is to be installed is drilled using a rock drill or a boring machine to form a drill hole 61.
이후, 도 6b에 도시한 바와 같이, 보강재인 H-빔(51)과, 그라우팅관(53), 공기 및 이물질 배출관(55)과, 발포우레탄 주입관(57)이 삽입된 마이크로파일용 패커를 상기 천공홀(61)내의 상단부에 설치한다. 이때, 도 6b는 도 7a의 A-A'선에 따른 단면을 도시한 것으로서, 실제로는 공기 및 이물질 배출관(55)이 보이지 않으나 설명의 편의를 위해 도면에 표시한 것이다. 참고로, 상기 보강재로서 H-빔(51) 이외에도 다수개의 이형철근을 조립하여 사용하거나 강관파일로 사용하여도 무방하다.Thereafter, as shown in FIG. 6B, the packer for the micro pile into which the H-beam 51, the grouting tube 53, the air and foreign substance discharge tube 55, and the urethane foam injection tube 57 are inserted as the reinforcement material is described above. It is installed in the upper end in the drilling hole 61. 6B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 7A. In fact, air and the foreign substance discharge pipe 55 are not shown, but are shown in the drawing for convenience of description. For reference, in addition to the H-beam 51 as the reinforcing material may be used to assemble a plurality of deformed steel reinforcement or use as a steel pipe pile.
이후, 발포우레탄 주입관(57)을 통해 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 패킹(33a)과 제 2 패킹(33b) 사이에 발포우레탄 약액(57a)을 주입한다. 이때, 상기 발포우레판 약액(57a)은 겔화되는 속도가 매우 빨라 약액이 주입된 후 불과 수 분(分)이 경과되면 겔 상태가 되어 부피 팽창이 일어나고, 그로 인해 부직포(31)가 팽창하여 상기 부직포(35)의 직경이 천공홀의 내경과 긴밀하게 밀착되게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 6C through the foam urethane injection tube 57, the foamed polyurethane chemical liquid 57a is injected between the first packing 33a and the second packing 33b. At this time, the foamed urethane chemical solution 57a is gelled at a very high rate, and after only a few minutes have elapsed after the injection of the chemical liquid, the foamed urethane solution becomes a gel state, thereby causing a volume expansion, thereby expanding the nonwoven fabric 31 to the above. The diameter of the nonwoven fabric 35 is in close contact with the inner diameter of the drilling hole.
이어서, 도 6d에 도시한 바와 같이, 상기 마이크로파일용 패커 상부의 천공홀(61)을 시멘트 밀크와 같은 그라우트 약액(53a)으로 매립한 후, 소정의 시간동안 소결시킨 다음, 6e에 도시한 바와 같이, 상기 그라우팅관(53)을 통해 시멘트 밀크(Cement milk)와 같은 그라우트 약액(53a)을 주입한다. 이때 상기 그라우팅관 (53)의 말단은 천공홀(61)의 바닥면 근처에 위치하므로 그라우팅관(53)을 통해 주입되는 그라우트 약액(53a)은 천공홀(61)의 저면에서부터 충진된다.Subsequently, as shown in FIG. 6D, the drill hole 61 in the upper portion of the micropile packer is filled with grout chemical liquid 53a such as cement milk, and then sintered for a predetermined time, and then as shown in 6e. Through the grouting tube 53, a grout chemical solution 53a, such as cement milk, is injected. At this time, since the end of the grouting tube 53 is located near the bottom surface of the drilling hole 61, the grout chemical solution 53a injected through the grouting tube 53 is filled from the bottom of the drilling hole 61.
상기 그라우트 약액이 천공홀(61)의 저면에서부터 상기 마이크로파일용 패커의 하단에 이르기까지 충분히 충진되고 나면, 상기 그라우트 약액이 충진되는 과정에서 발생된 공기나 이물질 등은 공기 및 이물질 배출관(55)을 통해서 천공홀(61)의 외부로 배출된다. 따라서, 상기 공기 및 이물질이 용이하게 외부로 배출되기 위해서는 상기 공기 및 이물질 배출관(55)의 말단이 상기 마이크로파일용 패커의 하단 가까이에 위치시키는 것이 좋다. 이때, 이물질 배출 후에는 곧바로 공기 및 이물질 배출관을 막아 밀폐시킨 후 압력 그라우팅을 실시한다. 상기 그라우트 약액(53a)은 5~10kg/㎠의 압력으로 주입하며, 상기 그라우트 약액(53a)은 시멘트 그라우트가 바람직하다. 이때, 시멘트 그라우트는 물과 시멘트의 중량비(w%)는 0.45~0.50의 범위로 조절한다.After the grout chemical is sufficiently filled from the bottom of the drilling hole 61 to the bottom of the packer for the micropile, the air or the foreign matter generated in the process of filling the grout chemical through the air and the foreign matter discharge pipe 55 It is discharged to the outside of the drilling hole (61). Therefore, in order for the air and the foreign matters to be easily discharged to the outside, the ends of the air and the foreign substance discharge pipe 55 may be located near the lower end of the packer for the micropile. At this time, immediately after the discharge of the foreign matter is sealed by closing the air and the foreign substance discharge pipe is carried out pressure grouting. The grout chemical solution 53a is injected at a pressure of 5-10 kg / cm 2, and the grout chemical solution 53a is preferably a cement grout. At this time, the cement grout is adjusted to the weight ratio (w%) of water and cement in the range of 0.45 to 0.50.
이와 같이 본 발명의 마이크로파일 시공방법은 그라우트 약액을 압력으로 주입하기 때문에 지반의 공극 및 절리면을 따라 그라우트 약액이 스며들게 되어 보강효과의 효율을 극대화시킬 수 있음은 물론, 종래 중력식 그라우팅은 수축현상을 방지하기 위해 3~6번의 그라우팅을 반복하여 실시하기 때문에 많은 시간이 소요되는 반면에 본 발명은 한 번의 그라우팅으로 천공홀(61)내에 그라우팅을 완료하므로 그 만큼 공정시간을 단축시키는 효과를 발휘한다.As described above, the micropile method of the present invention injects the grout chemical at a pressure, so that the grout chemical penetrates along the pores and the joint surface of the ground, thereby maximizing the efficiency of the reinforcing effect, and the conventional gravity grouting prevents shrinkage. In order to repeat the grouting 3 to 6 times to take a lot of time, while the present invention completes the grouting in the drilling hole 61 by one grouting, the process time is reduced by that much.
상기와 같이 그라우팅이 완료되면, 도 6f에 도시한 바와 같이, 두부정리를 통해서 마이크로파일의 선단부를 시멘트(65) 처리하여 주변 지반과의 밀착성을 더욱 견고화하면, 본 발명의 마이크로파일 시공이 완료된다.When the grouting is completed as described above, as shown in FIG. 6F, when the tip of the micropile is treated with cement 65 to further strengthen adhesion to the surrounding ground, the micropile construction of the present invention is completed. do.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it is clear that the present invention can use various changes, modifications, and equivalents, and that the above embodiments can be appropriately modified and applied in the same manner. Accordingly, the above description is not intended to limit the scope of the invention as defined by the following claims.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로파일용 패커 및 이를 이용한 압력식 마이크로파일 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the micro pile packer of the present invention and the pressure-type micro pile construction method using the same have the following effects.
첫째, 보강재로서 H-빔을 사용하므로 보강효과를 극대화할 수 있다.First, since the H-beam is used as the reinforcing material, the reinforcing effect can be maximized.
둘째, 압력 그라우팅을 통해 그라우트 횟수 및 응결시간을 최소화하므로 공사기간을 단축시킬 수 있다.Second, the pressure grout minimizes the grout frequency and the setting time, thereby reducing the construction period.
셋째, 그라우트 약액의 주입시 압력을 일정하게 유지함으로써 양호한 그라우트 약액의 충진을 보장하므로 추후 품질관리가 용이하다.Third, since the pressure is maintained at the time of injection of the grout chemical solution to ensure a good filling of the grout chemical solution it is easy to quality control later.
넷째, 압력 그라우팅을 이용하므로 사질토와 같은 연약지반의 공극이나 절리면으로 충분한 그라우트 약액이 충진되므로 지반개량의 효과를 극대화할 수 있으며, 점성토에서는 지반다짐 효과를 극대화할 수 있다.Fourth, since pressure grouting is used, sufficient grout medicament is filled into voids or joint surfaces of soft soil such as sandy soil, so that the effect of ground improvement can be maximized, and in clay soil, the ground compacting effect can be maximized.
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