KR101816141B1 - 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법 - Google Patents

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(주)삼일이엔씨
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Abstract

본 발명은 골재다짐층에 팽이말뚝 구조체를 현장 타설 콘크리트로 직접 형성하는 한편 전체 팽이말뚝 기초를 연속된 하나의 구조체로 일체화할 수 있어 간편하게 구조물 기초의 지내력을 크게 향상시킬 수 있는 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초는 지반 상부에 포설되는 것으로 상광하협의 콘 형상인 공간형성구에 의해 상기 공간형성구와 동일한 형상의 팽이공간 복수 개가 상부에 형성된 골재다짐층; 상기 팽이공간의 내주면에 구비되는 불투수성 커버: 및 상기 불투수성 커버의 내측에 타설되는 현장 타설 콘크리트; 로 구성되어, 상기 골재다짐층의 팽이공간 내부에 공간형성구 없이 현장 타설 콘크리트가 직접 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법{Cast-in-place top pile and construction method thereof}
본 발명은 골재다짐층에 팽이말뚝 구조체를 현장 타설 콘크리트로 직접 형성하는 한편 전체 팽이말뚝 기초를 연속된 하나의 구조체로 일체화할 수 있어 간편하게 구조물 기초의 지내력을 크게 향상시킬 수 있는 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
각종 건축 및 토목 구조물의 기초로 사용되는 팽이말뚝은 상부 하중을 지중에 전달하는 데 유리한 구조로 구조물 기초공사로 널리 시공되고 있다.
종래의 팽이말뚝은 주로 공장에서 제작된 프리캐스트 콘크리트 팽이말뚝 제품을 현장으로 운반하여 시공한다. 더욱 구체적으로 설명하면 도 1과 같이 바닥이 정지된 지반(1) 위에 팽이말뚝(6)을 거치한 다음 이웃하는 팽이말뚝(6) 사이의 틈새로 쇄석 등 골재를 밀어 넣고 진동기로 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성하는 방식으로 시공된다.
이에 따라 팽이말뚝 시공에는 제작 및 운반비가 크게 부담될 뿐만 아니라 제품의 취급과 시공이 매우 불편하다. 또한, 이웃 팽이말뚝(6)이 상호 독립적으로 분리되어 있어 기초의 연속성을 보장하기 어렵고, 팽이말뚝(6) 하부 골재의 채움 및 다짐 작업이 제대로 시행되기 어려운 문제점이 있다.
한편, 최근에는 팽이 형상의 영구거푸집을 이용한 현장 타설형 팽이말뚝이 많이 사용되고 있다. 이러한 현장 타설형 팽이말뚝은 종래 공장제작형 프리캐스트 팽이말뚝에 비해 제작 및 운반이 용이한 장점이 있다.
일례로 등록특허 제10-0996728호의 "결합이 용이한 현장 타설 팽이파일"은 팽이부의 결합부와 철근연결홈을 이용하여 팽이말뚝의 시공성을 향상시킨 것이다.
그러나 상기 등록특허 역시 영구거푸집인 팽이부의 부피가 커 운반에 대한 부담이 크고 상세가 복잡해 제작에 어려움이 수반된다.
아울러 팽이말뚝이 서로 일부 폭만 연결되며, 현장 타설로 팽이말뚝 기초 형성 후 경화된 팽이말뚝 사이의 틈새로 골재를 밀어 넣고 진동기로 다짐하므로 팽이말뚝 하부의 골재층이 제대로 다짐되지 않는 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 팽이말뚝을 공장에서 제작하거나 현장으로 운반할 필요가 없을 뿐 아니라 소모품인 영구거푸집용 팽이부가 불필요한 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 신속한 시공이 가능하여 공기 단축 및 경제성 향상이 가능한 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 종래 팽이말뚝 기초에 비하여 골재 포설이 용이하고 치밀한 하부 지지층을 확보할 수 있는 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 복수의 팽이말뚝 상부 전체를 일체화할 수 있을 뿐 아니라 건축물 기초 콘크리트 하부의 버림 콘크리트와 팽이말뚝 전체를 일체 타설할 경우 상부 구조물의 하중을 효율적으로 기초 전반에 분배하여 전달하고 내진 성능을 향상시킬 수 있는 현장 타설 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지반 상부에 포설되는 것으로 상광하협의 콘 형상인 공간형성구에 의해 상기 공간형성구와 동일한 형상의 팽이공간 복수 개가 상부에 형성된 골재다짐층; 상기 팽이공간의 내주면에 구비되는 불투수성 커버: 및 상기 불투수성 커버의 내측에 타설되는 현장 타설 콘크리트; 로 구성되어, 상기 골재다짐층의 팽이공간 내부에 공간형성구 없이 현장 타설 콘크리트가 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초를 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 팽이공간의 상부 및 골재다짐층의 상부에는 콘크리트가 일정 높이까지 팽이공간 내부의 콘크리트와 일체로 타설되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 팽이공간은 이웃하는 팽이공간과 서로 이격되게 형성되되, 상기 팽이공간 상면의 직경은 팽이공간 간 중심 간격의 50~90%인 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지반에 근입되는 것으로 상단 일부가 상부로 돌출되어 팽이공간 내부의 현장 타설 콘크리트 내에 위치하는 테일부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 골재다짐층 상부의 현장 타설 콘크리트 내에는 수평보강 연결재가 격자형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 양단이 하향으로 경사지게 절곡되어 이웃하는 팽이공간 내부에 절곡된 단부가 각각 위치하는 연결 보강재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 것으로, (a) 정지 작업이 완료된 지반 상부에 상광하협의 콘 형상으로 상부가 개방되고, 외주면에 복수의 관통공이 형성된 망형인 복수의 공간형성구를 배치하는 단계; (b) 지반 상부의 상기 공간형성구 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 공간형성구의 내부에 콘크리트를 타설하고, 공간형성구를 서서히 상부로 회수하여 공간형성구에 의해 골재다짐층에 형성된 팽이공간 내에 현장 타설 콘크리트가 채워지도록 하고, 상기 골재다짐층의 상부에 현장 타설 콘크리트를 일정 높이로 타설하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 것으로, (a) 정지 작업이 완료된 지반 상부에 외면에 불투수성 커버가 구비된 상광하협의 콘 형상인 공간형성구를 복수 개 배치하는 단계; (b) 지반 상부의 상기 공간형성구 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층을 형성한 후 상기 공간형성구만을 회수하고, 불투수성 커버는 존치하여 내주면에 불투수성 커버가 구비되는 팽이공간을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 팽이공간의 내부 및 골재다짐층의 상부 일정 높이까지 현장 타설 콘크리트를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 것으로, (a) 정지 작업이 완료된 지반 상부에 상광하협의 콘 형상인 공간형성구를 복수 개 배치하는 단계; (b) 지반 상부의 상기 공간형성구 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층을 형성한 후 공간형성구 외주면의 골재다짐층에 그라우트재를 분사하여 양생시킴으로써 불투수성 커버를 형성하고, 공간형성구만을 회수하여 팽이공간을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 팽이공간의 내부 및 골재다짐층의 상부 일정 높이까지 현장 타설 콘크리트를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계에서, 구조물 기초 하부에 타설되는 버림 콘크리트는 상기 팽이공간의 내부 및 골재다짐층의 상부에 타설되는 현장 타설 콘크리트와 연속 타설되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 공간형성구가 설치된 상태에서 지반 상부에 골재다짐층을 형성하며, 공간형성구에 의하여 형성되는 팽이공간 내부에 현장 타설 콘크리트로 팽이말뚝을 형성할 수 있다. 이에 따라 팽이말뚝을 공장에서 제작하거나 현장으로 운반할 필요가 없을 뿐만 아니라 거푸집용 팽이용기도 불필요하다. 나아가 팽이말뚝이나 팽이용기의 제작이나 운반과 관련된 비용 부담이 없어 경제적이다.
둘째, 팽이말뚝 형성 공간과 버림 콘크리트까지 한꺼번에 콘크리트를 타설할 수 있으며 골재 다짐이 수월하여 시공속도가 매우 빠르므로 공기 단축이 가능하다.
셋째, 팽이말뚝 형성을 위한 공간형성구 상면의 직경을 조절하여 이웃하는 팽이말뚝 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이에 따라 이웃하는 팽이말뚝 간에 다짐 작업 공간을 충분히 확보함으로써, 종래의 팽이말뚝에 비해 골재 포설 작업을 쉽게 진행할 수 있으며 훨씬 치밀한 하부 지지층을 확보할 수 있다.
넷째, 이웃하는 팽이말뚝을 수평보강 연결재나 연결 보강재로 연결하여 복수의 팽이말뚝 전체를 일체화할 수 있다. 아울러 건축물 기초 콘크리트 하부의 버림 콘크리트와 팽이말뚝 전체 콘크리트를 일체로 타설할 수 있다. 이에 따라 전체 현장 타설 팽이말뚝을 하나의 연속된 구조체로 구성함으로써, 상부 구조물의 하중을 매우 효율적으로 기초 전반에 분배하여 전달할 수 있고 내진 성능도 크게 향상 가능하다.
도 1은 종래 팽이말뚝 기초를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초를 도시하는 단면도.
도 3은 공간형성구의 실시예를 도시하는 사시도.
도 4는 망형 공간형성구를 도시하는 사시도.
도 5는 불투수성 커버가 결합된 공간형성구를 도시하는 사시도.
도 6은 테일부가 구비된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 단면도.
도 7은 수평보강 연결재 및 전단연결재가 구비된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 단면도.
도 8은 연결 보강재가 구비된 팽이공간을 도시하는 사시도.
도 9는 망형 공간형성구에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 10은 불투수성 커버 구비시 일실시예에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 11은 불투수성 커버 구비시 다른 실시예에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 12는 다른 실시예에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 13은 상부 구조물을 지지하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초를 도시하는 단면도이고, 도 3은 공간형성구의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초는 지반(1) 상부에 포설되는 것으로 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)에 의해 상기 공간형성구(22)와 동일한 형상의 팽이공간(23) 복수 개가 상부에 형성된 골재다짐층(21); 상기 팽이공간(23)의 내주면에 구비되는 불투수성 커버(25): 및 상기 불투수성 커버(25)의 내측에 타설되는 현장 타설 콘크리트(24); 로 구성되어, 상기 골재다짐층(21)의 팽이공간(23) 내부에 공간형성구(22) 없이 현장 타설 콘크리트(24)가 직접 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 골재다짐층(21)은 지반(1) 상부에 포설되는 것으로, 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)에 의해 상기 공간형성구(22)와 동일한 형상의 팽이공간(23) 복수 개가 상부에 형성된다.
상기 골재다짐층(21)은 지반(1) 정지 작업 후 공간형성구(22)를 지반(1) 상부에 복수 열로 배치한 다음, 공간형성구(22) 주변의 지반(1) 상부에 골재를 포설하고 다져 형성한다.
상기 공간형성구(22)는 골재다짐층(21) 내에 팽이공간(23)을 형성하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상광하협의 콘 형상으로 구성된다.
상기 공간형성구(22)는 현장 타설 콘크리트(24)의 타설 전 또는 후에 제거되는 것으로 반복 사용 가능하다.
상기 공간형성구(22)는 내부가 빈 판재 또는 목재 등 내부가 꽉 찬 재료로 구성 가능하다.
상기 현장 타설 콘크리트(24)는 골재다짐층(21)의 팽이공간(23) 내부에 타설된다.
상기 현장 타설 콘크리트(24)는 일반적인 콘크리트뿐 아니라 고화가 가능한 그라우트재 등을 포함한다.
상기 현장 타설 콘크리트(24)는 공간형성구(22) 제거 후 팽이공간(23) 내부에 타설할 수 있다.
상기 현장 타설 콘크리트(24)는 팽이공간(23) 내부에 콘크리트를 직접 타설할 수도 있고, 후술할 도 12의 (f)와 같이 팽이공간(23) 내부에 골재(24')를 먼저 채운 후 적당한 슬럼프를 가지는 시멘트 모르타르나 점착성 있는 그라우트를 주입하여 형성할 수도 있다.
본 발명에서는 공간형성구(22)가 설치된 상태에서 지반(1) 상부에 골재다짐층(21)을 형성하며, 공간형성구(22)에 의하여 형성되는 팽이공간(23) 내부에 현장 타설 콘크리트(24)로 팽이말뚝을 형성한다.
이와 같이 현장 타설 콘크리트(24)에 의하여 골재다짐층(21)에 팽이말뚝을 형성하므로, 팽이말뚝을 공장 제작하거나 현장으로 운반할 필요가 없으며 소모품인 영구거푸집용 팽이용기도 불필요하다. 따라서 팽이말뚝이나 팽이용기의 제작이나 운반과 관련된 비용 부담이 없어 편리하고 경제적이다.
또한, 현장 타설 콘크리트(24)에 의하여 팽이말뚝을 골재다짐층(21)에 바로 형성할 수 있으므로 매우 경제적이면서 신속하게 시공 가능하다.
상기 팽이공간(23)의 상부 및 골재다짐층(21)의 상부에는 콘크리트가 일정 높이까지 팽이공간(23) 내부의 콘크리트와 일체로 타설되도록 구성할 수 있다.
상기 콘크리트는 팽이공간(23) 내부에만 타설될 수도 있고, 팽이공간(23) 상부와 골재다짐층(21) 상부 일정 높이까지 일체로 타설될 수도 있다.
상기 콘크리트가 팽이공간(23) 내부는 물론 팽이공간(23) 상부와 골재다짐층(21) 상부 일정 높이까지 일체로 타설되면 복수의 팽이말뚝을 일체화할 수 있다.
아울러 버림 콘크리트(3)까지 현장 타설 콘크리트(24)를 한꺼번에 타설할 수도 있으며, 이 경우 상부 구조물의 하중을 효율적으로 기초 전반에 분배 및 전달하고 내진 성능 향상이 가능하다. 또한, 골재 다짐이 수월하고 시공 속도를 매우 빠르게 할 수 있어 공기 단축이 가능하다.
상기 팽이공간(23)은 이웃하는 팽이공간(23)과 서로 이격되게 형성되되, 상기 팽이공간(23) 상면의 직경은 팽이공간(23) 간 중심 간격의 50~90%가 되도록 구성할 수 있다.
종래 팽이말뚝은 이웃하는 복수의 팽이말뚝이 상호 접하도록 구성되어, 골재의 포설 및 다짐 작업이 어려웠다.
이에 반해, 본 발명에서는 팽이말뚝 상부에 일정 높이로 콘크리트가 타설되어 이웃하는 복수의 팽이말뚝을 상호 연결하여 일체화할 수 있으므로, 복수의 팽이말뚝을 서로 접하게 설치할 필요가 없다.
따라서 팽이말뚝 형성을 위한 공간형성구(22)를 상호 이격되게 배치하여 이웃하는 팽이공간(23) 또한 상호 이격되도록 구성함으로써, 이웃하는 팽이말뚝 사이에 충분한 공간을 확보할 수 있도록 하였다. 이에 따라 골재 포설 및 다짐 작업이 용이하고 치밀한 하부 지지층 확보가 가능하다.
상기 팽이공간(23) 상면의 직경이 팽이공간(23) 간 중심 간격의 50% 미만이면 팽이말뚝 하부의 체적이 너무 작고 골재다짐층(21)과의 접촉 면적이 작아 팽이말뚝으로 인한 지지력 확보에 불리하다.
상기 팽이공간(23) 상면의 직경이 팽이공간(23) 간 중심 간격의 90%를 초과하면 팽이말뚝 사이 공간에 골재 포설 및 다짐 작업을 하기 곤란하다.
여러 제반 상황들을 고려하였을 때 상기 팽이공간(23) 상면의 직경은 바람직하게는 팽이공간(23) 간 중심 간격의 70~85%가 적절하다.
도 4는 망형 공간형성구를 도시하는 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공간형성구(22)는 상부가 개방되고, 외주면에 복수의 관통공(221)이 형성된 망형으로 구성할 수 있다.
이와 같은 망형 공간형성구(22)는 금속 재질 등을 망형으로 조립하여 사용할 수 있다. 일례로 망형 공간형성구(22)는 선조립 강선망, 메탈라스망, 관통공(221) 형성을 위해 레이저로 타공한 타공 강판 등을 벤딩하여 형성할 수 있다. 이밖에, 원추형의 스프링에 복수의 수직재를 용접하여 제작하는 것도 가능하다.
상기 망형 공간형성구(22)는 외주면에 복수의 관통공(221)이 형성된다.
상기 팽이공간(23) 내에 현장 타설 콘크리트(24)를 타설한 후 공간형성구(22)를 상부로 들어올리면, 관통공(221)을 통하여 팽이공간(23) 내에 타설된 굳지 않은 콘크리트는 팽이공간(23)에 남긴 채 공간형성구(22)를 회수하여 재사용 가능하다.
아울러 망형 공간형성구(22)는 외측에 위치하는 골재다짐층(21)의 골재가 팽이공간(23) 측으로 유입되는 것을 방지하여 팽이공간(23)에 타설되는 팽이말뚝 구조체의 품질을 유지하면서 동시에 골재다짐층(21)의 이완을 방지할 수 있다.
상기 관통공(221)은 외부의 골재는 통과되지 못하고 내부의 콘크리트는 통과 가능한 크기로 형성한다. 팽이공간(23) 내부에 타설되는 콘크리트는 관통공(221) 외부로 유출이 원활하면서도 가급적 슬럼프치가 최소가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 공간형성구(22)는 관통공(221)의 전체 면적이 상기 공간형성구(22) 전체 외주 면적의 40% 이상이 되도록 구성할 수 있다.
상기 팽이공간(23) 내에 콘크리트를 타설한 후 공간형성구(22)를 회수할 때, 공간형성구(22) 내의 콘크리트가 관통공(221) 외부로 용이하게 유출되도록 하면서 팽이공간(23) 외측의 골재가 팽이공간(23) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 관통공(221)의 면적은 전체 공간형성구(22) 면적의 40% 이상 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 관통공(221)의 면적은 더욱 바람직하게는 전체 공간형성구(22) 면적의 50% 이상이 되도록 확보하는 것이 유리하다.
도 5는 불투수성 커버가 결합된 공간형성구를 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팽이공간(23)의 내주면에는 불투수성 커버(25)가 구비되고, 상기 현장 타설 콘크리트(24)는 불투수성 커버(25)의 내측에 채워지도록 구성할 수 있다.
도 5와 같이 불투수성 커버(25)가 구비된 공간형성구(22)는 현장 타설 콘크리트(24)의 타설 전에 공간형성구(22)를 제거하는 경우 사용할 수 있다.
상기 불투수성 커버(25)는 어느 정도의 강성을 갖는 재료로 구성함이 바람직하다. 이에 따라 골재다짐층(21)의 포설 및 다짐 완료 후 불투수성 커버(25)가 팽이공간(23)을 일정하게 유지하도록 할 수 있으며, 공간형성구(22)를 회수하더라도 현장 타설 콘크리트(24)의 양생 전까지 외측의 골재가 팽이공간(23) 내측으로 밀려 들어오지 않게 할 수 있다.
상기 불투수성 커버(25)는 골재다짐층(21)의 이완만 방지하면 충분하므로 아주 큰 강성을 지닐 필요는 없다.
상기 불투수성 커버(25)는 공간형성구(22)의 외부에 섬유재 등을 부착한 후에 숏크리트를 분사한 후 고화시킴으로써 미리 형성하여 둘 수 있으며, 물론 후에 불투수성 커버(25)를 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 불투수성 커버(25)가 구비되면 공간형성구(22)를 조기에 회수하여 반복 사용할 수 있으므로 경제적이다.
도 6은 테일부가 구비된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초는 지반(1)에 근입되는 것으로 상단 일부가 상부로 돌출되어 팽이공간(23) 내부의 현장 타설 콘크리트(24) 내에 위치하는 테일부(26)가 더 구비될 수 있다.
상기 테일부(26)는 공간형성구(22)와 별도로 시공 가능한 것으로, 팽이공간(23) 내부에 테일부(26)를 미리 설치하면 팽이공간(23)의 위치를 확보하기 용이하다. 아울러 구조물에 하중 작용시 팽이말뚝의 변형을 감소시킬 수 있다.
상기 테일부(26)는 정지 작업이 완료된 지반(1) 내에 근입되므로 추가적인 지지력 확보를 기대할 수 있다.
상기 테일부(26)는 강관이나 콘크리트재 등 강성이 우수한 재료로 구성 가능하다.
도 7은 수평보강 연결재 및 전단연결재가 구비된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 단면도이다.
도 6, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상기 골재다짐층(21) 상부의 현장 타설 콘크리트(24) 내에는 수평보강 연결재(27)가 격자형으로 배치될 수 있다.
상기 수평보강 연결재(27)는 철근 등으로 구성 가능하다.
상기 수평보강 연결재(27)는 정지 작업이 완료된 지반(1)에 설치된 각각의 공간형성구(22)를 상호 연결하도록 격자형으로 설치되어 공간형성구(22)의 수직도를 유지하고 평면상 위치를 확보해 준다.
상기 수평보강 연결재(27)는 팽이공간(23)의 형성 후 또는 현장 타설 콘크리트(24)의 타설 후 공간형성구(22)를 지상으로 회수할 수 있도록 공간형성구(22)와 분리 가능하게 설치한다.
상기 수평보강 연결재(27)는 팽이공간(23) 및 골재다짐층(21) 상부에 타설되는 현장 타설 콘크리트(24) 내에 매립되어 복수의 팽이말뚝 전체를 하나의 구조체로 연결하여 구조적으로 보강한다.
상기 수평보강 연결재(27)에 의하여 복수의 팽이말뚝 상부가 전체적으로 강결되므로 팽이말뚝 간 상대적인 이동이나 변형을 훨씬 감소시킬 있다. 또한, 상부하중을 보다 효율적으로 지지할 수 있으며 내진 성능이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 7에는 버림 콘크리트(3) 상부에 돌출된 전단연결재(29)가 도시된다.
상기 전단연결재(29)는 버림 콘크리트(3)를 상부의 본 기초를 일체화하여 내진 하중에 대한 수평 전단력을 보강한다.
도 8은 연결 보강재가 구비된 팽이공간을 도시하는 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초는 양단이 하향으로 경사지게 절곡되어 이웃하는 팽이공간(23) 내부에 절곡된 단부가 각각 위치하는 연결 보강재(28)가 더 구비될 수 있다.
상기 연결 보강재(28)는 이웃하는 팽이공간(23)을 서로 연결하여 이웃하는 팽이공간(23)을 내부까지 서로 일체화한다.
상기 연결 보강재(28)는 철근 등의 양단을 하향 절곡하여 절곡된 부분이 서로 다른 팽이공간(23) 내부에 삽입되도록 위치시킬 수 있다.
도 9는 망형 공간형성구에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.
도 9의 (a) 내지 (f)에 도시된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법은 도 4에 도시된 망형 공간형성구에 의한 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 방법에 대한 것이다.
본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에서는 먼저 (a) 정지 작업이 완료된 지반(1) 상부에 상광하협의 콘 형상으로 상부가 개방되고, 외주면에 복수의 관통공(221)이 형성된 망형인 복수의 공간형성구(22)를 배치한다(도 9의 (c)).
상기 공간형성구(22)는 상호 이격되도록 복수 개 설치한다.
상기 공간형성구(22)는 상부가 개방되고 외주면에 복수의 관통공(221)이 형성된 망형 공간형성구(22)를 이용한다.
상기 (a) 단계 실시 이전에 도 9의 (a)와 같이 지반(1) 정지 작업을 실시하며, 도 9의 (b)와 같이 테일부(26)를 미리 지반(1)에 근입하여 둘 수 있다.
상기 테일부(26)는 상단 일부가 지반(1) 상부로 돌출되어 후에 형성되는 팽이공간(23) 내부의 현장 타설 콘크리트(24) 내에 위치할 수 있도록 위치를 조절하여 설치한다.
상기 공간형성구(22)의 상부에는 복수의 공간형성구(22)를 상호 연결하도록 수평보강 연결재(27)를 격자형으로 설치할 수 있다.
다음으로, (b) 지반(1) 상부의 상기 공간형성구(22) 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성한다(도 9의 (d)).
이때, 골재는 이웃하는 공간형성구(22) 사이의 공간에 포설한 후 다지기를 실시한다.
상기 골재의 다짐 작업은 콤팩터나 진동기를 사용하여 실시하는 것이 바람직하다. 특히, 진동기에 의한 골재 다짐시 공간형성구(22) 사이에 일정한 공간이 확보되므로, 골재의 포설 및 다짐 작업이 유리하다. 아울러 진동기의 운용이 용이하므로 종래 팽이말뚝에 비하여 골재다짐층(21)의 다짐도 확보에 유리하다.
그리고 (c) 상기 공간형성구(22)의 내부에 콘크리트를 타설하고, 공간형성구(22)를 서서히 상부로 회수하여 공간형성구(22)에 의해 골재다짐층(21)에 형성된 팽이공간(23) 내에 현장 타설 콘크리트(24)가 채워지도록 하고(도 9의 (e)), 상기 골재다짐층(21)의 상부에 현장 타설 콘크리트(24)를 일정 높이로 타설한다(도 9의 (f)).
도 9의 (e)에서 상기 공간형성구(22)는 팽이공간(23) 내부에 현장 타설 콘크리트(24)를 타설하면서 회수한다.
상기와 같은 과정을 거쳐 현장 타설 콘크리트(24)에 의하여 골재다짐층(21)에 상호 일체로 연결된 복수의 팽이말뚝을 바로 형성할 수 있다.
도 10은 불투수성 커버 구비시 일실시예에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.
도 10의 (a) 내지 (g)에 도시된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법은 도 5에 도시된 공간형성구에 의한 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 방법에 대한 것이다.
본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에서는 먼저 (a) 정지 작업이 완료된 지반(1) 상부에 외면에 불투수성 커버(25)가 구비된 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)를 복수 개 배치한다(도 10의 (c)).
상기 공간형성구(22)는 상호 이격되도록 복수 개 설치한다.
상기 공간형성구(22)는 외면에 불투수성 커버(25)가 구비된다.
상기 (a) 단계 실시 이전에 도 10의 (a)와 같이 지반(1) 정지 작업을 실시하며, 도 10의 (b)와 같이 테일부(26)를 미리 지반(1)에 근입하여 둘 수 있다.
다음으로, (b) 지반(1) 상부의 상기 공간형성구(22) 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성한 후(도 10의 (d)) 상기 공간형성구(22)만을 회수하고, 불투수성 커버(25)는 존치하여 내주면에 불투수성 커버(25)가 구비되는 팽이공간(23)을 형성한다(도 10의 (e)).
상기 불투수성 커버(25)는 골재다짐층(21) 형성 후 팽이공간(23)을 유지하여 팽이공간(23) 내부로 외측의 골재가 들어오지 않도록 한다.
상기 공간형성구(22) 회수 후에는 이웃하는 팽이공간(23) 내부에 양단이 절곡되는 연결 보강재(28)를 위치시켜 이웃하는 팽이공간(23)을 내부까지 일체화하도록 구성할 수 있다.
그리고 (c) 상기 팽이공간(23)의 내부 및 골재다짐층(21)의 상부 일정 높이까지 현장 타설 콘크리트(24)를 타설한다.
도 10의 (f)에는 팽이공간(23) 내부에 현장 타설 콘크리트(24)가 타설된 모습이 도시되고, 도 10의 (g)에는 팽이공간(23) 상부 및 골재다짐층(21) 상부에 콘크리트가 타설된 모습이 도시된다.
도 11은 불투수성 커버 구비시 다른 실시예에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.
도 11의 (a) 내지 (h)에 도시된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법은 도 5에 도시된 공간형성구에 의한 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 방법에 대한 것으로, 불투수성 커버(25)가 골재다짐층(21) 형성 후에 시공된다는 점에서 도 10과 다르다.
본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에서는 먼저 (a) 정지 작업이 완료된 지반(1) 상부에 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)를 복수 개 배치한다(도 11의 (c)).
상기 공간형성구(22)는 상호 이격되도록 복수 개 설치하며, 외면에 아직 불투수성 커버(25)가 구비되지 않는다.
상기 (a) 단계 실시 이전에 도 11의 (a)와 같이 지반(1) 정지 작업을 실시하며, 도 11의 (b)와 같이 테일부(26)를 미리 지반(1)에 근입하여 둘 수 있다.
다음으로, (b) 지반(1) 상부의 상기 공간형성구(22) 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성한 후(도 11의 (d)), 공간형성구(22) 외주면의 골재다짐층(21)에 그라우트재를 분사하여 양생시킴으로써 불투수성 커버(25)를 형성하고(도 11의 (e)), 공간형성구(22)만을 회수하여 팽이공간(23)을 형성한다(도 11의 (f)).
상기 불투수성 커버(25)는 공간형성구(22) 외주면의 골재다짐층(21)에 그라우트재를 분사 및 양생하여 형성된다. 상기 불투수성 커버(25)는 팽이공간(23)을 유지하여 팽이공간(23) 내부로 외측의 골재가 들어오지 못하도록 한다.
도 11의 (f)에서 상기 공간형성구(22) 회수 후에는 이웃하는 팽이공간(23) 내부에 양단이 절곡되는 연결 보강재(28)를 위치시켜 이웃하는 팽이공간(23)을 내부까지 일체화하도록 구성할 수 있다.
그리고 (c) 상기 팽이공간(23)의 내부 및 골재다짐층(21)의 상부 일정 높이까지 현장 타설 콘크리트(24)를 타설한다.
도 11의 (g)에는 팽이공간(23) 내부에 현장 타설 콘크리트(24)가 타설된 모습이 도시되고, 도 11의 (h)에는 팽이공간(23) 상부 및 골재다짐층(21) 상부에 콘크리트가 타설된 모습이 도시된다.
도 9 내지 도 11에 도시된 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에서는 상기 (c) 단계에서, 구조물 기초 하부에 타설되는 버림 콘크리트(3)는 상기 팽이공간(23)의 내부 및 골재다짐층(21)의 상부에 타설되는 현장 타설 콘크리트(24)와 연속 타설되도록 구성할 수 있다.
이에 따라 팽이말뚝 기초, 버림 콘크리트(3) 및 본 기초가 일체화되어 수평력에 대한 저항력이 증가되므로, 상부 구조물의 하중을 효율적으로 분배하여 전달할 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 의한 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.
전술한 바와 같이, 상기 현장 타설 콘크리트(24)는 골재다짐층(21)의 팽이공간(23) 내부에 타설된다.
이때, 현장 타설 콘크리트(24)는 도 12의 (f)와 같이 팽이공간(23) 내부에 골재(24')를 먼저 채운 후 적당한 슬럼프를 가지는 시멘트 모르타르나 점착성 있는 그라우트를 주입하여 형성할 수 있다.
도 12의 (f) 단계를 제외하고는 도 12의 (a) 내지 (g)에 도시된 각 단계는 도 9의 (a) 내지 (f)에서와 같다.
도 13은 상부 구조물을 지지하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 단면도이다.
도 13에는 본 발명 현장 타설 팽이말뚝 기초에 의하여 지지되는 상부 구조물(5)이 도시된다.
상기 팽이말뚝은 팽이공간(23)의 내측 및 외측에 현장 타설 콘크리트(24) 및 골재다짐층(21)이 구비되며, 이웃하는 팽이말뚝은 상부가 서로 일체화되도록 연결된다.
나아가 복수의 팽이말뚝 상부에 수평보강 연결재(27)는 물론 버림 콘크리트(3)가 타설되어, 복수의 현장 타설 팽이말뚝을 하나의 연속된 구조체로 구성할 수 있으므로 상부 구조물(5)의 하중을 지반(1)에 효율적으로 전달 가능하다.
1: 지반
21: 골재다짐층
22: 공간형성구
221: 관통공
23: 팽이공간
24: 현장 타설 콘크리트
25: 불투수성 커버
26: 테일부
27: 수평보강 연결재
28: 연결 보강재
29: 전단연결재
3: 버림 콘크리트
5: 상부 구조물
6: 종래 팽이말뚝

Claims (13)

  1. 지반(1) 상부에 포설되는 것으로 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)에 의해 상기 공간형성구(22)와 동일한 형상의 팽이공간(23) 복수 개가 상부에 형성된 골재다짐층(21);
    상기 팽이공간(23)의 내주면에 구비되는 불투수성 커버(25): 및
    상기 불투수성 커버(25)의 내측에 타설되는 현장 타설 콘크리트(24); 로 구성되어,
    상기 골재다짐층(21)의 팽이공간(23) 내부에 공간형성구(22) 없이 현장 타설 콘크리트(24)가 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 팽이공간(23)의 상부 및 골재다짐층(21)의 상부에는 콘크리트가 일정 높이까지 팽이공간(23) 내부의 콘크리트와 일체로 타설되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초.
  6. 제5항에서,
    상기 팽이공간(23)은 이웃하는 팽이공간(23)과 서로 이격되게 형성되되, 상기 팽이공간(23) 상면의 직경은 팽이공간(23) 간 중심 간격의 50~90%인 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초.
  7. 제1항에서,
    지반(1)에 근입되는 것으로 상단 일부가 상부로 돌출되어 팽이공간(23) 내부의 현장 타설 콘크리트(24) 내에 위치하는 테일부(26)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초.
  8. 제1항에서,
    상기 골재다짐층(21) 상부의 현장 타설 콘크리트(24) 내에는 수평보강 연결재(27)가 격자형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초.
  9. 제1항에서,
    양단이 하향으로 경사지게 절곡되어 이웃하는 팽이공간(23) 내부에 절곡된 단부가 각각 위치하는 연결 보강재(28)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초.
  10. 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 정지 작업이 완료된 지반(1) 상부에 상광하협의 콘 형상으로 상부가 개방되고, 외주면에 복수의 관통공(221)이 형성된 망형인 복수의 공간형성구(22)를 배치하는 단계;
    (b) 지반(1) 상부의 상기 공간형성구(22) 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 공간형성구(22)의 내부에 콘크리트를 타설하고, 공간형성구(22)를 서서히 상부로 회수하여 공간형성구(22)에 의해 골재다짐층(21)에 형성된 팽이공간(23) 내에 현장 타설 콘크리트(24)가 채워지도록 하고, 상기 골재다짐층(21)의 상부에 현장 타설 콘크리트(24)를 일정 높이로 타설하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법.
  11. 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 정지 작업이 완료된 지반(1) 상부에 외면에 불투수성 커버(25)가 구비된 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)를 복수 개 배치하는 단계;
    (b) 지반(1) 상부의 상기 공간형성구(22) 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성한 후 상기 공간형성구(22)만을 회수하고, 불투수성 커버(25)는 존치하여 내주면에 불투수성 커버(25)가 구비되는 팽이공간(23)을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 팽이공간(23)의 내부 및 골재다짐층(21)의 상부 일정 높이까지 현장 타설 콘크리트(24)를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법.
  12. 현장 타설 팽이말뚝 기초를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 정지 작업이 완료된 지반(1) 상부에 상광하협의 콘 형상인 공간형성구(22)를 복수 개 배치하는 단계;
    (b) 지반(1) 상부의 상기 공간형성구(22) 사이 공간에 골재를 포설하고 다짐하여 골재다짐층(21)을 형성한 후 공간형성구(22) 외주면의 골재다짐층(21)에 그라우트재를 분사하여 양생시킴으로써 불투수성 커버(25)를 형성하고, 공간형성구(22)만을 회수하여 팽이공간(23)을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 팽이공간(23)의 내부 및 골재다짐층(21)의 상부 일정 높이까지 현장 타설 콘크리트(24)를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에서,
    상기 (c) 단계에서, 구조물 기초 하부에 타설되는 버림 콘크리트(3)는 상기 팽이공간(23)의 내부 및 골재다짐층(21)의 상부에 타설되는 현장 타설 콘크리트(24)와 연속 타설되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 팽이말뚝 기초의 시공방법.
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