KR101786067B1 - 소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법 - Google Patents

소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 소구경 파일을 이용하여 교각 등을 축조할 때 터파기를 하지 않고 소구경 파일을 계속 이음하여 시공함으로서 기초 시공이 간편하여 공기가 단축되고 시공비가 절감되며, 안전성이 향상됨과 아울러 인장력 및 압축력이 상승되어 구조적으로 강도가 강해질 수 있는 소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 소구경 파일 복합 기둥 시공 방법은, 소구경 파일을 이용하여 기초부를 형성되는 기초부 형성 단계; 및 상기 기초부의 상방향으로 연속적으로 이음되도록 소구경 파일을 이용하여 기둥부를 일체로 형성하는 기둥부 형성 단계;를 포함한다.

Description

소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법{Small caliber pile composite concrete column and Small caliber pile composite concrete column construction method}
본 발명은 소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소구경 파일을 이용하여 교각 등을 축조할 때 터파기를 하지 않고 소구경 파일을 계속 이음하여 시공함에 의해 기초 시공이 간편하여 공기가 단축되고 시공비가 절감되며, 안전성이 향상됨과 아울러 인장력 및 압축력이 상승되어 구조적으로 강도가 강해질 수 있게 한 소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 교각 기둥을 시공하기 위해서는 터파기 공정과 흙막이 공정, 파일시공 및 콘크리트 기초(철근 배근 포함) 시공 등의 순으로 진행된다. 즉, 교각 기둥을 설치하기 위해서는 기초의 시공이 필요하다.
좀 더 구체적으로, 교각 기둥의 기초를 건설하기 위해서는 강재 파일을 박고 상기의 강재 파일의 사이에 토류벽을 설치한 후 내부 터파기를 시행하게 되며, 상기의 내부 터파기가 완료된 상태에서 콘크리트 타설하여 교각 기초를 건설하게 된다.
이와 같이 교각 기초에 대한 시공이 완료되면, 강재 파일 및 토류벽을 철거하고 교각 기초, 즉 구조물 주변에 대한 되메우기를 시행하여 마감하게 된다.
그러나 이러한 가시설을 이용한 시공 작업은, 강재 파일 및 토류벽을 철거하는 등 이중 작업의 번거로움이 발생되어 공정을 단순화할 수 없는 단점이 있고, 가시설 자재의 처리시 발생되는 환경오염, 즉 가시설 자재의 처리에 대한 막대한 예산이 낭비되는 등의 문제점이 있다.
또한, 가실설 공사에 따른 공기가 상승되고 시공 비용이 상승되며, 인건비가 상승되는 단점이 있다.
특히, 안전성이 떨어지는 단점이 있다. 즉, 파일 부분과 교각이 분리 구성되어 구조적 강도가 약한 단점이 있다.
국내 특허 등록번호 10-0543946호, 원형관 파일을 이용한 가설교량 교각. 국내 특허 등록번호 10-1357773호, 소구경 기초파일. 국내 특허 등록번호 10-1687072호, 프리캐스트 교각 및 이를 이용하는 프리캐스트 교각 시공 방법.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소구경 파일을 이용하여 교각 등을 축조할 때 터파기를 하지 않고 소구경 파일을 계속 이음하여 시공함으로서 기초 시공이 간편하여 공기가 단축되고 시공비가 절감되며, 안전성이 향상됨과 아울러 인장력 및 압축력이 상승되어 구조적으로 강도가 강해질 수 있는 소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소구경 파일 복합 기둥 시공 방법은, 소구경 파일을 이용하여 기초부를 형성되는 기초부 형성 단계; 및 상기 기초부의 상방향으로 연속적으로 이음되도록 소구경 파일을 이용하여 기둥부를 일체로 형성하는 기둥부 형성 단계;를 포함하고, 상기 기초부 형성 단계는: 설치할 교각의 기둥 둘레를 따라 지반을 천공하여 천공홀들을 형성하는 제1 단계; 상기 천공홀들의 내부에 제1 소구경 파일들을 각각 설치하는 제2 단계; 및 상기 제1 소구경 파일들이 천공홀에 매립되도록 그라우팅재를 주입하는 제3 단계;로 이루어지고, 상기 기둥부 형성 단계는: 상기 제1 소구경 파일들과 너트로 고정할 수 있도록 지반에서 베이스 플레이트를 수평 방향으로 배치되도록 설치하는 제4 단계; 상기 베이스 플레이트의 위쪽에서 커플러를 이용하여 각각의 제1 소구경 파일들의 상방향으로 연속하여 제2 소구경 파일들을 연결하는 제5 단계; 상기 제2 소구경 파일들의 중간 중간에 일정 간격을 이루게 스페이서들을 설치하여 각각의 제2 소구경 파일들을 고정하는 제6 단계; 및 상기 제2 소구경 파일들의 외부에 교각 기둥의 형상을 따라 거푸집을 설치하고, 콘크리트 타설하는 제7 단계;로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기둥부의 높이에 따라 상기 제2 소구경 파일들의 상부에 커플러를 이용하여 새로운 소구경 파일들을 상방향으로 연속하여 연결한 후 제6 단계와 제7 단계를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제3 단계는: 케이싱을 외측에 삽입 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기둥부 형성 단계 후에는: 교각의 상부 형상에 따라 철근을 별도로 배근한 후 콘크리트 타설하여 기둥부의 상부에 교각을 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 스페이서는: 상기 제2 소구경 파일들이 삽입될 수 있도록 요주면에 요입홈이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소구경 파일 복합기둥은, 소구경 파일을 이용하여 지반에 매립되도록 설치한 기초부; 및 상기 기초부의 상방향으로 연속적으로 이음되도록 소구경 파일을 이용하여 기초부의 상부에 일체로 설치한 기둥부;를 포함하고, 상기 기초부는: 설치할 교각의 기둥 둘레를 따라 지반에 천공된 천공홀들의 내부에 각각 설치된 제1 소구경 파일들; 및 상기 제1 소구경 파일들이 천공홀들의 내부에 매립되도록 주입된 그라우팅재;로 이루어지고, 상기 기둥부는: 상기 제1 소구경 파일들과 너트로 고정되도록 지반에서 수평 방향으로 배치되도록 설치된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 위쪽에서 커플러를 이용하여 각각의 제1 소구경 파일들의 상방향으로 연속하여 연결되게 설치된 제2 소구경 파일들; 상기 제2 소구경 파일들의 중간 중간에 일정 간격을 이루게 설치되어 각각의 제2 소구경 파일을 고정하는 스페이서; 및 상기 제2 소구경 파일들의 외부에 교각 기둥의 형상을 따라 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 형성한 기둥;으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 내지 제2 소구경 파일은: 고강도 강봉, 고강도 나선형 강봉 및 나선형 강관 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기둥부의 상부에 교각의 상부 형상을 따라 철근을 별도로 배근한 후 콘트리트를 타설하여 교각 기둥과 교각이 일체로 형성되게 하는 것이 바람직하다.
상기 스페이서는: 상기 제2 소구경 파일들이 삽입될 수 있도록 요주면에 요입홈이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 및 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 의하면, 소구경 파일을 이용하여 교각 등을 축조할 때 터파기를 하지 않고 소구경 파일을 계속 이음하여 시공함으로서 기초 시공이 간편하여 공기가 단축되고, 시공비가 절감됨과 아울러 안전성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 나선형 강관을 사용함으로서 인장력 및 압축력이 상승되는 특징이 있고, 파일이 상하 연속으로 일체화 되게 시공함으로서 구조적 강도가 강해지는 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 대한 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 기초부의 설치예를 보인 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 베이스 플레이트의 설치예를 보인 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 기둥부의 설치예를 보인 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 베이스 플레이트의 설치예를 평면에서 보아 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 스페이스의 설치예를 평면에서 보아 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 따라 기초부와 기둥부가 연결되도록 시공된 예를 보인 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥의 구조를 나타낸 도면이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 대한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 기초부의 설치예를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 베이스 플레이트의 설치예를 보인 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 기둥부의 설치예를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 베이스 플레이트의 설치예를 평면에서 보아 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에서 스페이스의 설치예를 평면에서 보아 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법에 따라 기초부와 기둥부가 연결되도록 시공된 예를 보인 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥의 구조를 나타낸 도면이다.
이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명은 소구경 파일(기초)과 기둥(교각)이 복합적으로 연속 연결되도록 시공하는 공법으로, 소구경 파일을 이용하여 교각 등을 축조할 때 터파기를 하지 않고 소구경 파일을 계속 이음하여 시공할 수 있게 한 것이 특징이다.
본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥 시공 방법은, 소구경 파일로 기초부를 시공하고, 상기 기초부 위에 소구경 파일을 상방향으로 연속하여 기둥부를 이음되도록 시공하는 것을 특징으로 하며, 이에 대한 소구경 파일 복합기둥 시공 방벙에 대하여 설명한다.
먼저, 설치할 교각의 기둥 둘레를 따라 지반을 천공하여 천공홀(110)들을 형성한다. 즉, 소형 크롤러드릴과 같은 천공장비를 이용하여 소구경 파일을 삽입시킬 수 있을 정도의 크기로 천공홀(110)을 형성한다.
이때, 상기 천공홀(110)의 개수는 기둥의 기초를 이룰 수 있도록 열과 행으로 배열되게 설치할 수 있다.
이와 같이 형성된 상기 천공홀(110)들의 내부에 제1 소구경 파일(120)들을 각각 설치하고, 상기 제1 소구경 파일(120)들이 천공홀(110)에 매립되도록 그라우팅재(130)를 주입하여 기초부를 시공한다.
여기서, 상기 그라우팅재(130)의 주입은 주입호스 또는 트레미관 등으로 주입시켜 천공홀(110)의 내부가 그라우팅재(130)로 충진되도록 할 수 있다.
또한, 기초부를 시공할 때 케이싱(112)을 외측에 삽입 설치할 수 있다. 그러나, 케이싱(112)은 지반 상태에 따라 설치하지 않을 수도 있다. 즉, 지반 표면으로부터 일정 깊이까지가 토사층일 경우 천공홀이 붕괴될 우려가 있어 케이싱(112)을 함께 지반에 삽입시키는 것이 바람직하다.
이러한 기초부 위에 기둥부가 일체로 구성되도록 시공한다.
기둥부의 시공은, 상기 제1 소구경 파일(120)들과 너트(142)로 고정할 수 있도록 지반에서 베이스 플레이트(140)를 수평 방향으로 배치되도록 설치하고, 상기 베이스 플레이트(140)의 위쪽에서 커플러(152)를 이용하여 각각의 제1 소구경 파일(120)들의 상방향으로 연속하여 제2 소구경 파일(150)들을 연결한다.
이와 같이 연결되는 상기 제2 소구경 파일(150)들의 중간 중간에는 일정 간격을 이루게 스페이서(160)들을 설치하여 각각의 제2 소구경 파일(150)들을 고정한다.
이때, 상기 스페이서(160)에는 제2 소구경 파일(150)들이 삽입될 수 있도록 요주면에 요입홈(162)이 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 요입홈(162)에 제2 소구경 파일(150)들이 위치되도록 한 후, 결속부재(미도시)를 이용하여 고정 시킴에 의해 후술하는 콘트리트 타설시 제2 소구경 파일들이 유동되지 않고 견고한 고정력을 갖게 할 수 있다.
이와 같이 상기 스페이서(160)에 의해 고정되는 상기 제2 소구경 파일(150)들의 외부에 교각 기둥의 형상을 따라 거푸집(172)을 설치한 다음, 콘크리트를 타설(180)하여 기둥부를 완성하게 된다.
이때, 상기 기둥부의 높이에 따라 상기 제2 소구경 파일(150)들의 상부에 커플러를 이용하여 새로운 소구경 파일들을 상방향으로 연속하여 연결한 후 위에서 설명한 스페이서를 설치하고, 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설함으로서 원하는 길이의 교각 기둥을 형성할 수 있다.
또한, 첨부된 도 8표시와 같이 상기 교각의 상부 형상에 따라 철근(180)을 별도로 배근한 후 콘크리트 타설하여 교각 기둥의 상부에 교각을 일체로 형성할 수 있다.
이와 같은 공법으로 시공하게 되면, 즉 고강도 강관 혹은 고강도 나선형 강관을 사용하여 시공함에 의해 인장력 및 압축력이 상승되고, 소구경 파일이 상하 연속으로 일체로 시공됨으로 기둥과 교각이 일체로 형성되게 하여 구조적으로 강도가 강해지게 되는 특징이 있다.
본 발명에 따른 소구경 파일 복합기둥의 구조를 설치한다.
먼저, 설치할 교각의 기둥 둘레를 따라 지반에 천공된 천공홀(110)들의 내부에 각각 제1 소구경 파일(120)들이 설치되고, 상기 제1 소구경 파일(120)들이 천공홀(110)들의 내부에 매립되도록 그라우팅재(130)가 주입되어 기초부가 구성된다.
또한, 상기 제1 소구경 파일(120)들과 너트(142)로 고정되도록 지반에서 수평 방향으로 베이스 플레이트(140)가 배치되도록 설치되고, 상기 베이스 플레이트(140)의 위쪽에서 커플러(152)를 이용하여 각각의 제1 소구경 파일(120)들의 상방향으로 연속하여 연결되도록 제2 소구경 파일(150)들이 설치된다.
이와 같이 설치되는 상기 제2 소구경 파일(150)들의 중간 중간에는 일정 간격을 이루게 스페이서(160)들이 설치되어 각각의 제2 소구경 파일(150)을 고정하고, 상기 스페이서(160)들에 의해 고정된 상기 제2 소구경 파일(150)들의 외부에 교각 기둥의 형상을 따라 거푸집(172)을 설치한 후 콘크리트를 타설(170)함에 의해 기둥부가 기초부에 일체로 구성된다.
여기서, 상기 제1 내지 제2 소구경 파일(120,150)은 고강도 강봉, 고강도 나선형 강봉 및 나선형 강관 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스페이서(160)는 제2 소구경 파일(150)들이 삽입될 수 있도록 요주면에 요입홈(162)이 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 형성된 기둥부의 상부에 상판을 시공하여 교각을 완성한다.(도 8참조)
이때, 상기 기둥부의 상부에 형성되는 교각은 상기 교각의 형상을 따라 철근(180)을 별도로 배근한 후 콘트리트를 타설하여 기둥부와 교각이 일체로 형성되게 하는 것이 바람직하다. 즉, 기초부와 기둥부 및 교각이 일체로 구성된다.
본 발명에 따르면, 소구경 파일을 이용하여 기초를 시공함에 의해 기초 시공이 간편하여 공기가 단축되고 시공비가 절감되며, 안전성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 나선형 강관을 사용함으로서 인장력 및 압축력이 상승되는 특징이 있고, 이러한 파일이 상하 연속으로 일체로 시공됨으로 구조적으로 강도가 강해지는 특징이 있다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
110 - 천공홀 120 - 제1 소구경 파일
130 - 그라우팅재 140 - 베이스 플레이트
150 - 제2 소구경 파일 160 - 스페이서

Claims (9)

  1. 소구경 파일을 이용하여 기초부를 형성되는 기초부 형성 단계; 및
    상기 기초부의 상방향으로 연속적으로 이음되도록 소구경 파일을 이용하여 기둥부를 일체로 형성하는 기둥부 형성 단계;를 포함하고,
    상기 기초부 형성 단계는:
    설치할 교각의 기둥 둘레를 따라 지반을 천공하여 천공홀들을 형성하는 제1 단계;
    상기 천공홀들의 내부에 제1 소구경 파일들을 각각 설치하는 제2 단계; 및
    상기 제1 소구경 파일들이 천공홀에 매립되도록 그라우팅재를 주입하는 제3 단계;로 이루어지고,
    상기 기둥부 형성 단계는:
    상기 제1 소구경 파일들과 너트로 고정할 수 있도록 지반에서 베이스 플레이트를 수평 방향으로 배치되도록 설치하는 제4 단계;
    상기 베이스 플레이트의 위쪽에서 커플러를 이용하여 각각의 제1 소구경 파일들의 상방향으로 연속하여 제2 소구경 파일들을 연결하는 제5 단계;
    상기 제2 소구경 파일들의 중간 중간에 일정 간격을 이루게 스페이서들을 설치하여 각각의 제2 소구경 파일들을 고정하는 제6 단계; 및
    상기 제2 소구경 파일들의 외부에 교각 기둥의 형상을 따라 거푸집을 설치하고, 콘크리트 타설하는 제7 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥 시공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기둥부 형성 단계는:
    상기 기둥부의 높이에 따라 상기 제2 소구경 파일들의 상부에 커플러를 이용하여 새로운 소구경 파일들을 상방향으로 연속하여 연결한 후 제6 단계와 제7 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥 시공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계는:
    케이싱을 외측에 삽입 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥 시공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기둥부 형성 단계 후에는:
    교각의 상부 형상에 따라 철근을 별도로 배근한 후 콘크리트 타설하여 기둥부의 상부에 교각을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥 시공 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는:
    상기 제2 소구경 파일들이 삽입될 수 있도록 요주면에 요입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥 시공 방법.
  6. 소구경 파일을 이용하여 지반에 매립되도록 설치한 기초부;
    상기 기초부의 상방향으로 연속적으로 이음되도록 소구경 파일을 이용하여 기초부의 상부에 설치한 기둥부;를 포함하고,
    상기 기초부는:
    설치할 교각의 기둥 둘레를 따라 지반에 천공된 천공홀들의 내부에 각각 설치된 제1 소구경 파일들; 및
    상기 제1 소구경 파일들이 천공홀들의 내부에 매립되도록 주입된 그라우팅재;로 이루어지고,
    상기 기둥부는:
    상기 제1 소구경 파일들과 너트로 고정되도록 지반에서 수평 방향으로 배치되도록 설치된 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트의 위쪽에서 커플러를 이용하여 각각의 제1 소구경 파일들의 상방향으로 연속하여 연결되게 설치된 제2 소구경 파일들;
    상기 제2 소구경 파일들의 중간 중간에 일정 간격을 이루게 설치되어 각각의 제2 소구경 파일을 고정하는 스페이서; 및
    상기 제2 소구경 파일들의 외부에 교각 기둥의 형상을 따라 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 형성한 기둥;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제2 소구경 파일은:
    고강도 강봉, 고강도 나선형 강봉 및 나선형 강관 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기둥부의 상부에 교각의 상부 형상을 따라 철근을 별도로 배근한 후 콘트리트를 타설하여 교각 기둥과 교각이 일체로 형성되게 한 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스페이서는:
    상기 제2 소구경 파일들이 삽입될 수 있도록 요주면에 요입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 소구경 파일 복합기둥.
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