KR101869705B1 - Helical pile improved support power and extended fore end - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지반 보강 분야 기술 중에서, 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 소음과 진동에 따른 안전상의 문제와 환경상의 문제를 해소할 수 있다고 하는 헬리칼 파일의 장점을 유지하면서 PHC파일과 대등한 지지력 및 내력을 가지며, 인발력에 대한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 함과 아울러 초기 지반굴착이 원활하게 이루어지게 되어 관입이 원활하게 이루어지도록 한 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a two-step tip-extended helical file with improved bearing capacity, and more specifically to a helical file which can solve safety problems and environmental problems due to noise and vibration It has the support and strength equivalent to the PHC file while retaining its merits. It also ensures the structural stability against the pulling force, and the second stage with improved bearing capacity that smoothes the initial ground excavation smoothly, End extended helical file.
종래 건축물이나 토목구조물의 하중을 지지하는 기초를 시공함에 있어서는 기초구조 보강을 위해 PC(Prestressd Concrete)파일이 널리 사용되어 왔다.PC (Prestressed Concrete) files have been widely used for reinforcing foundation structures in the construction of bases supporting loads of conventional structures or civil engineering structures.
종래 PC파일의 단점을 보완하기 위한 것으로서 PHC파일(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)과, 헬리칼 파일(Helical Pile)이 실용화되고 있다.A PHC file (Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile) and a Helical Pile have been put to practical use in order to overcome the shortcomings of the conventional PC file.
PHC파일은 콘크리트 구조물로 구성되며, 중심부에 축방향 이형 PC강봉이 매설되고 그 주위에 나선형 철선이 매설된 상부파일과 중앙파일 사이 및 중앙파일과 하부파일 사이에 조인트 철판과 보강밴드를 구비하고, 상부파일의 상단에 보강캡을 포함하여 구성되며, 외경이 400mm ~ 600mm인 것이 사용되고 있다.The PHC file is composed of a concrete structure, and has a joint steel plate and a reinforcement band between an upper file and a central file in which an axially oriented PC steel bar is buried in the center and a spiral wire is embedded around the center steel file, And a reinforcing cap at the upper end of the upper pile, and has an outer diameter of 400 mm to 600 mm.
헬리칼 파일은 중공 파이프 형태의 샤프트와, 샤프트의 외주면에 용접되는 헬리칼 날개를 포함하여 구성되며, 샤프트의 외경ㅧ관벽두께가 88.9mm ㅧ 11.0mm인 것과 114.3mm ㅧ 9.0mm인 것이고, 헬리칼 날개는 외경 240mm, 270mm, 300mm인 것이 사용되고 있다.The helical file includes a shaft having a hollow pipe shape and helical blades welded to the outer circumferential surface of the shaft. The outer diameter of the shaft is 88.9 mm ㅧ 11.0 mm and the shaft diameter is 114.3 mm ㅧ 9.0 mm. The wings have outer diameters of 240 mm, 270 mm and 300 mm.
이러한 PHC파일과 헬리칼 파일을 비교하면, PHC파일은 외경이 400mm ~ 600mm인 경우, 90kN/EA ~ 1800kN/EA의 파일 본당 허용 내력을 가지며, 헬리칼 파일은 샤프트의 외경ㅧ관벽두께가 88.9mm ㅧ 11.0mm인 경우 600kN/EA이고, 114.3mm ㅧ 9.0mm인 경우 700kN/NA인 파일 본당 허용 내력을 가진다.When the PHC file and the helical file are compared with each other, the PHC file has an allowable history per file nod of 90 kN / EA to 1800 kN / EA when the outer diameter is 400 mm to 600 mm, and the helical file has the outer diameter of the shaft, 600 600kN / EA for 11.0mm, and 700kN / NA for 114.3mm ㅧ 9.0mm.
따라서 PHC파일은 헬리칼 파일에 비하여 큰 지지력 및 내력을 가지고 있어서 건축물이 고층화되고 토목구조물이 대형화됨에 따라 좀 더 깊은 근입량과 큰 지지력을 필요로 하는 경우에 적합하다는 장점이 있으나, PHC파일은 타격에 의하여 근입하는 타격방식과 파일을 압입력에 의하여 근입하는 압입방식으로 시공하게 되는 것으로, 이러한 타격방식과 압입방식은 시공 시 소음과 진동에 따른 안전상의 문제와 환경상의 문제 등의 단점이 있다.Therefore, the PHC file has a greater bearing capacity and strength than the helical file, which is advantageous in the case of a building having a high-leveled structure and a large-sized civil engineering structure, And the press-in method in which the file is compressed by the press-in method. The hitting method and the press-in method are disadvantages such as safety problems due to noise and vibration at the time of construction and environmental problems have.
헬리칼 파일은 지지력 및 내력에서 PHC파일에 비하여 낮다는 단점이 있으나, 헬리칼 파일은 오거 드릴 머신(auger drill machine)과 같은 대형 장비를 사용하지 않고 백호우(backhoe)의 붐 선단에 설치한 유압회전장치에 결합하여 회전시키는 회전압입방식으로 시공하는 것으로, 시공시 소음과 진동에 따른 안전상의 문제와 환경상의 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다.The helical file has a disadvantage in that it has a lower bearing capacity and lower strength than the PHC file. However, the helical file does not use a large equipment such as an auger drill machine, It is possible to solve safety problems and environmental problems due to noise and vibration at the time of construction.
또한 헬리칼 파일은 도심지와 같이 시공장소가 협소하고 소음에 민감한 장소 및 인발력(뽑히는 방향으로 작용하는 힘)이 주로 작용하는 건축물의 시공 시 유리하다는 장점이 있다.Helical file is also advantageous in construction such as downtown, where construction sites are narrow, noise-sensitive places, and towing power (power acting in the direction of extraction).
종래 헬리칼 파일과 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1447079호(2014.07.28. 등록) "좌굴 방지 구조의 헬리컬 파일 및 그 시공방법"(이하, '선행기술 1'이라 함)과 대한민국 등록특허 제10-1447080호(2014.09.26. 등록) "비틀림 손상 방지 및 좌굴 방지 구조의 헬리컬 파일 및 그 시공방법"(이하, '선행기술 2'라 함)이 개시되어 있다.As a prior art related to the conventional helical file, Korean Patent Registration No. 10-1447079 (registered on July 28, 2014) "Helical file of buckling prevention structure and its construction method" (hereinafter referred to as "prior art 1" Patent Document 10-1447080 (Registered on Sep. 26, 2014) discloses a helical file having a torsional damage prevention and buckling prevention structure and a construction method thereof (hereinafter referred to as " Prior Art 2 ").
상기 선행기술 1, 2의 헬리칼 파일은 중공의 축부재로 이루어진 파일본체와, 판 부재가 꼬여진 형태로 파일본체의 하단 외면에 감겨져 구비되는 회전날개를 포함하는 구조로 구성된 것으로, 상술한 종래 기술의 헬리칼 파일의 문제점을 해결하지 못하는 것이다.The helical file of the prior arts 1 and 2 has a structure including a file body made of a hollow shaft member and a rotary blade wound around a lower end outer surface of the file body in a form in which the plate member is twisted. It does not solve the problem of helical file of technology.
또한 종래의 헬리칼 파일은 파일본체의 하단을 경사지게 절단하여 절삭헤드를 구비하고 있고, 상기 선행기술 1, 2의 헬리칼 파일은 파일하단에 원추형 절삭헤드를 구비하고 있으므로 초기 지반절삭이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.In addition, since the helical file of the prior art 1 and 2 has a conical cutting head at the bottom of the file, the initial ground cutting is smoothly performed There is a problem that it is not supported.
따라서 소음과 진동에 따른 안전상의 문제와 환경상의 문제를 해소할 수 있다고 하는 헬리칼 파일의 장점을 유지하면서 PHC파일과 대등한 지지력 및 내력을 가지며, 인발력에 대한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 함과 아울러 초기 지반절삭이 원활하게 이루어지게 되어 관입이 원활하게 이루어지도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it maintains the merit of helical file which can solve the safety problems and environmental problems caused by noise and vibration, and has the same bearing capacity and strength as the PHC file and ensures the structural stability against pulling force. In addition, it is required to develop a technique to smoothly perform the initial ground cutting and to smoothly perform intrusion.
따라서 본 발명의 목적은 소음과 진동에 따른 안전상의 문제와 환경상의 문제를 해소할 수 있다고 하는 헬리칼 파일의 장점을 유지하면서 PHC파일과 대등한 지지력 및 내력을 가지며, 인발력에 대한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 함과 아울러 초기 지반굴착이 원활하게 이루어지게 되어 관입이 원활하게 이루어지도록 한 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 제공하려는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a structure that maintains the merits of a helical file that can solve safety problems and environmental problems due to noise and vibration, has a bearing capacity and a strength equal to those of a PHC file, The present invention provides a two-tiered topology-extended helical file in which the initial ground excavation is smoothly performed and the penetration is smoothly performed.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 원형 파이프로 이루어진 샤프트와; 상기 샤프트의 하단에서 하방으로 이격된 위치에 배치되는 제1 확장원판과; 상기 제1 확장원판에서 상방으로 이격 배치되며 상기 샤프트의 하단에 결합되는 제2 확장원판과; 상기 제1 확장원판과 제2 확장원판을 결합하는 결합부재와; 상기 제1 확장원판의 저면 중앙부에 결합되는 굴착날과; 상기 제1 확장원판의 저면 주연부에 결합되어 하향 돌출되는 복수개의 제1 지지력증강용 정착부재와; 상기 제2 확장원판의 저면 주연부에 결합되어 하향 돌출되는 복수개의 제2 지지력증강용 정착부재; 및 상기 샤프트의 외주면에 결합되는 헬리칼 날개;를 포함하여 구성되며, 상기 샤프트는 원형 파이프로 이루어지는 샤프트 본체와, 상기 샤프트 본체의 상단에 결합되어 백호우의 붐에 설치한 유압회전장치에 결합되는 장착헤드를 포함하여 구성되고, 상기 제1 확장원판의 외경은 제2 확장원판의 작은 외경을 가지도록 구성되며, 상기 결합부재는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 중심측 수직변과, 외주연측 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 결합편이 상기 중심측 수직변에서 서로 결합되어 十자형으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 결합편의 윗변이 상기 제2 확장원판의 하면에, 윗변이 상기 제1 확장원판의 상면에 결합되며, 상기 굴착날은 상대적으로 넓고 상기 제1 확장원판의 하면에 결합되는 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 중심측 수직변과 외주연측 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 굴착편이 상기 중심측 수직변에서 결합되어 十자형으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 굴착편의 윗변이 상기 제1 확장원판의 하면에 결합되며, 상기 제1 지지력증강용 정착부재는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 한 쌍의 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 제1 정착편으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 제1 정착편의 윗변이 상기 제1 확장원판의 하면에 결합되며, 상기 제2 지지력증강용 정착부재는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 한 쌍의 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 제2 정착편으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 제2 정착편의 윗변이 상기 제2 확장원판의 하면에 결합되며, 상기 제1 지지력증강용 정착부재의 제1 정착편과 제2 지지력증강용 정착부재의 제2 정착편이 각각 제1 확장원판과 제2 확장원판의 법선에 평행하게 설치되고, 상기 헬리칼 날개는 나선형으로 형성되며 리딩 에지가 굴착날을 이루는 나선형 판체로 구성됨을 특징으로 하는 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 제공한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, A first extension disk disposed at a position spaced downward from a lower end of the shaft; A second expanding disk spaced upward from the first expanding disk and coupled to a lower end of the shaft; An engaging member for engaging the first expanding disc and the second expanding disc; An excavating blade coupled to a bottom center of the first expansion plate; A plurality of first supporting force increasing fusing members coupled to a bottom periphery of the first expanding disc and protruding downward; A plurality of second supporting force enhancing fusing members coupled to a bottom periphery of the second expansion disc and projecting downward; And a helical blade coupled to an outer circumferential surface of the shaft, wherein the shaft includes a shaft main body formed of a circular pipe, and a mounting portion coupled to an upper end of the shaft main body and coupled to a hydraulic rotary device installed on a boom of a backhoe. Wherein the outer diameter of the first expanding disc is configured to have a small outer diameter of the second expanding disc, and the engaging member has a relatively wide upper side, a relatively narrow base, a center side vertical side, Wherein a plurality of parallelogram joints having outer peripheral side hypotenuses are coupled to each other at the center side vertical sides to have a cross shape and the upper sides of the plurality of parallelogram joint members are engaged with the lower surface of the second expansion disc, Wherein the excavating blade is relatively wide and has an upper side coupled to a lower surface of the first expanding disk, Wherein a plurality of parallelogramular excavator pieces each having a center side vertical side and a circumferential side hypotenuse are joined at the central side vertical sides and are formed in a cross shape so that the upper side of the plurality of parallelogram digging pieces is spaced from the lower side Wherein the first supporting force increasing fixing member is composed of a relatively wide upper side, a relatively narrow base, and a plurality of parallelogram first fixing pieces having a pair of hypotenuse, wherein the plurality of parallelogram first The upper side of the fixing member is coupled to the lower surface of the first expansion disk, and the second supporting force enhancing fixing member has a relatively wide upper side, a relatively narrow base, and a plurality of parallelogram second fixing members having a pair of hypotenuse Wherein the upper side of the plurality of parallelogram second fixing members is coupled to the lower surface of the second expansion disk, and the first fixing force adjusting member Wherein the helical blade is formed in a helical shape and the leading edge is a helical plate which forms the excavating blade and the second fixing part of the fixing device for fixing the second supporting force is provided in parallel to the normal line of the first expanding disk and the second expanding disk, The helical file of the two-stage end-extended type having improved bearing capacity is provided.
본 발명의 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일에 의하면, 샤프트 본체의 상단에 구비되는 장착헤드를 백호우의 붐에 설치된 유압회전장치에 장착하여 회전시켜 가장 먼저, 복수개의 굴착편으로 구성되어 최하단에 구비된 굴착날이 지반을 굴착하게 되고, 이어서 제1 확장원판의 하면에 결합된 제1 지지력증강용 정착부재가 지반을 굴착하게 되며, 그 뒤를 이어서 제2 확장원판의 하면에 결합된 제2 지지력증강용 정착부재가 지반을 굴착하게 되고, 헬리칼 날개가 지반을 굴착하게 되므로 지반에 대한 근입이 원활하게 이루어지게 되며, 소음과 진동에 따른 안전상의 문제와 환경상의 문제를 해소할 수 있게 된다.According to the helical file of the two-stage end-extended type having improved bearing capacity of the present invention, the mounting head provided at the upper end of the shaft body is mounted on the hydraulic rotary device installed in the boom of the backhoe and rotated, And the first supporting force reinforcing fixing member coupled to the lower surface of the first expanding disc excavates the ground, followed by the excavating blade provided at the lower end of the second expanding disc, 2 As the fixing member for increasing the bearing capacity excavates the ground and the helical blade excavates the ground, smooth penetration into the ground becomes possible, and safety problems and environmental problems due to noise and vibration can be solved do.
또한 본 발명의 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일에 의하면, 샤프트 본체의 하단에 제1 확장원판과 제2 확장원판을 구비하고 있으며, 제1 확장원판과 제2 확장원판의 하면에는 각각 제1 지지력증강용 정착부재와 제2 지지력증강용 정착부재가 결합되어 있어, 제1 확장원판과 제2 확장원판과 제1 지지력증강용 정착부재와 제2 지지력증강용 정착부재는 지중의 풍화암에 정착되어 헬리칼 파일의 지지력을 향상시키게 된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a two-stage tip-extended helix file having improved bearing capacity, comprising a first expanding disc and a second expanding disc at a lower end of a shaft body, The first expansion plate, the second expansion plate, the first supporting force increasing fixing member, and the second supporting force increasing fixing member are combined with each other, Thereby improving the bearing capacity of the helical filament.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일의 사시도,
도 2는 본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일의 정면도,
도 3은 제1 확장원판의 평면 사시도 및 저면 사시도,
도 4는 제2 확장원판의 평면 사시도 및 저면 사시도,
도 5는 헬리칼 날개의 사시도이다.1 to 5 show a preferred embodiment of a two-stage end-extended helical file with improved bearing capacity according to the present invention,
FIG. 1 is a perspective view of a two-stage tip-extended helical file with improved bearing capacity according to the present embodiment,
FIG. 2 is a front view of a two-stage tip-extended helical file with improved bearing capacity according to the present embodiment;
3 is a plan perspective view and a bottom perspective view of the first expanded original plate,
4 is a plan perspective view and a bottom perspective view of the second expanded original plate,
5 is a perspective view of a helical blade.
이하, 본 발명에 의한 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.2 is a perspective view of a helically wound helicopter according to a first embodiment of the present invention;
도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일의 바람직한 실시예를 보인 것이다.1 to 5 show a preferred embodiment of a two-stage tip-extended helical file with improved bearing capacity according to the present invention.
본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일은 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 원형 파이프로 이루어진 샤프트(100)와; 상기 샤프트(100)의 하단에서 하방으로 이격된 위치에 배치되는 제1 확장원판(200)과; 상기 제1 확장원판(200)에서 상방으로 이격 배치되며 상기 샤프트(100)의 하단에 결합되는 제2 확장원판(300)과; 상기 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)을 결합하는 결합부재(400)와; 상기 제1 확장원판(200)의 저면 중앙부에 결합되는 굴착날(500)과; 상기 제1 확장원판(200)의 저면 주연부(周緣部)에 결합되어 하향 돌출되는 복수개의 제1 지지력증강용 정착부재(600)와; 상기 제2 확장원판(300)의 저면 주연부에 결합되어 하향 돌출되는 복수개의 제2 지지력증강용 정착부재(700); 및 상기 샤프트(100)의 외주면에 결합되는 헬리칼 날개(800);를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 5, the two-stage tip-extended helix pile according to the present embodiment has a
상기 샤프트(100), 제1 확장원판(200), 제2 확장원판(300), 결합부재(400), 굴착날(500), 제1 지지력증강용 정착부재(600), 제2 지지력증강용 정착부재(700) 및 헬리칼 날개(800)은 동일한 재질의 철재 또는 강철재 등의 금속재로 구성된다.The
상기 샤프트(100)는 원형 파이프로 이루어지는 샤프트 본체(110)와, 상기 샤프트 본체(110)의 상단에 결합되어 백호우의 붐에 설치한 유압회전장치(미도시)에 결합되는 장착헤드(120)를 포함하여 구성된다.The
상기 샤프트 본체(110)에는 그라우팅재 주입공(130)이 형성된다. 상기 그라우팅재 주입공(130)은 샤프트 본체(110)의 상단 개구부를 통하여 주입되는 그라우팅재가 샤프트 본체(110)의 외주면과 굴착공의 내주면 사이의 공간부로 주입되도록 하기 위한 구멍이다.A grouting
상기 그라우팅재 주입공(130)은 주입되는 그라우팅재가 헬리칼 날개(800), 제2 확장원판(300), 제1 확장원판(200), 결합부재(400), 굴착날(500), 제2 지지력증강용 정착부재(700) 및 제1 지지력증강용 정착부재(600)가 모두 그라우팅재에 매립되도록 하기 위하여 상기 헬리칼 날개(800)보다 상부에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다.The grouting
상기 제1 확장원판(200)의 외경은 제2 확장원판(300)의 작은 외경을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the outer diameter of the first expanding
상기 제2 확장원판(300)의 상면과 상기 샤프트(100)의 외주면 사이에는 복수개의 보강리브(310)가 결합된다.A plurality of reinforcing
상기 보강리브(310)는 상기 제1 확장원판(200)과 동일한 재질로 구성된다.The reinforcing
상기 결합부재(400)는 하단이 상기 제1 확장원판(200)의 상면에 결합되고, 상단이 상기 제2 확장원판(300)의 저면에 결합된다.The lower end of the
상기 결합부재(400)는 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)을 결합하는 작용과 더불어 지반을 굴착하는 작용을 할 수 있도록 하기 위하여 상기 결합부재(400)는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 중심측 수직변과, 외주연측 빗변을 가지는 복수개(도면에서는 4개)의 평행사변형 결합편(410)이 상기 중심측 수직변에서 결합되어 十자형으로 구성된다.The
상기 복수개(도면에서는 4개)의 결합편(410)은 밑변이 상기 제1 확장원판(200)의 상면에 용접에 의하여 결합되고 윗변이 상기 제2 확장원판(300)의 하면에 용접에 의하여 결합되며, 상기 중심측 수직변이 서로 용접에 의하여 결합되어 하나로 일체화된 十자형 결합부재(400)로 구성된다.The plurality of (four in the drawing)
상기 굴착날(500)은 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 중심측 수직변과, 외주연측 빗변을 가지는 복수개(도면에서는 4개)의 평행사변형 굴착편(510)을 十자형으로 결합하는 것에 의하여 구성된다.The
상기 복수개의 굴착편(510)은 윗변이 상기 제1 확장원판(200)의 하면에 용접에 의하여 결합되고, 상기 중심측 수직변이 서로 용접에 의하여 결합되어 하나로 일체화된 十자형 굴착날(500)로 구성된다.The plurality of
상기 굴착날(500)은 샤프트(100)의 상단부를 백호우(backhoe)의 붐 선단에 설치한 유압회전장치(미도시)에 결합하여 회전시켜 회전압입방식에 의하여 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 지반에 관입함에 있어서, 파일의 중심에서 지반을 굴착하는 역할을 하여 관입이 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.The
상기 제1 지지력증강용 정착부재(600)는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 한 쌍의 빗변을 가지는 복수개(도면에서는 4개)의 평행사변형 제1 정착편(610)으로 구성된다.The first supporting force enhancing
상기 복수개의 제1 정착편(610)은 윗변이 상기 제1 확장원판(200)의 하면에 용접에 의하여 결합된다.The upper side of the plurality of
상기 제2 지지력증강용 정착부재(700)는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 한 쌍의 빗변을 가지는 복수개(도면에서는 4개)의 평행사변형 제2 정착편(710)으로 구성된다.The second supporting force increasing
상기 복수개의 제2 정착편(710)은 윗변이 상기 제2 확장원판(300)의 하면에 용접에 의하여 결합된다.The upper side of the plurality of
상기 제1 지지력증강용 정착부재(600)와 제2 지지력증강용 정착부재(700)는 각각 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)의 법선에 평행하게 설치되어 본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 지반에 정착시키는 작용과 더불어 지반을 굴착하는 작용을 할 수 있도록 구성된다.The first supporting force enhancing
상기 헬리칼 날개(800)는 나선형으로 형성되며 리딩 에지(Leading edge)가 굴착날(820)을 이루는 나선형 판체(810)로 구성된다.The
상기 나선형 판체(810)는 1턴(turn)으로 구성된다.The
상기 나선형 판체(810)의 중심부에는 결합공(830)이 형성되며, 상기 결합공(830)에 상기 샤프트(100)를 관통시키고, 상기 나선형 판체(810)의 상하면에서 결합공(830)의 가장자리를 따라 상기 샤프트(100)의 외주면에 용접하는 것에 의하여 샤프트(100)에 결합된다.A
이하, 본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the two-stage end-extended helical file with improved bearing capacity according to the present embodiment will be described.
본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 이용한 지반 보강 공법은 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일을 지반에 근입하는 근입 단계와, 샤프트 본체(110)의 내부 공간과 샤프트 본체(110)의 외주면과 굴착공의 내주면 사이의 공간에 그라우팅재를 주입하는 그라우팅 단계와, 샤프트본체(110)의 두부정리와 플레이트 설치 및 재하시험 단계를 포함한다.The ground reinforcement method using the two-stage tip-extended helical file having improved bearing capacity according to the present embodiment includes a step of inserting a two-tiered end-extended helical file having improved bearing capacity into the ground, A grouting step of injecting a grouting material into the space between the outer circumferential surface of the
근입 단계는 샤프트 본체(110)의 상단에 구비되는 장착헤드(120)를 백호우의 붐에 설치된 유압회전장치(미도시)에 장착하여 회전시키면 가장 먼저, 복수개의 굴착편(510)으로 구성되어 최하단에 구비된 굴착날(500)이 지반을 굴착하게 되고, 이어서 제1 확장원판(200)의 하면에 결합된 제1 지지력증강용 정착부재(600)가 지반을 굴착하게 되며, 그 뒤를 이어서 제2 확장원판(300)의 하면에 결합된 제2 지지력증강용 정착부재(700)가 지반을 굴착하게 되고, 헬리칼 날개(800)가 지반을 굴착하게 된다.In the insertion step, when the
근입이 완료되면, 그라우팅 단계와 두부정리 단계와 플레이트 설치 단계 및 재하시험 단계를 거쳐 시공을 완료하게 되는데 이들 단계는 통상적인 헬리칼 파일의 시공방법에 따르는 것이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.When the insertion is completed, the construction is completed through the grouting step, the head assembly step, the plate installation step, and the load testing step. These steps are performed according to a conventional method of constructing a helical file, and thus a detailed description thereof will be omitted.
여기서 근입 깊이는 굴착날(500)과 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)과 제1 지지력증강용 정착부재(600)와 제2 지지력증강용 정착부재(700)가 풍화암에 이르는 깊이를 가지도록 한다.Here, the depth of penetration is determined by the angle between the
샤프트 본체(110)의 하단에 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)을 구비하고 있으며, 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)의 하면에는 각각 제1 지지력증강용 정착부재(600)와 제2 지지력증강용 정착부재(700)가 결합되어 있으므로 지반에 대한 헬리칼 파일의 지지력을 향상시키게 된다.The
즉, 근입 단계에서 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)과 제1 지지력증강용 정착부재(600)와 제2 지지력증강용 정착부재(700)는 지중의 풍화암에 정착되어 헬리칼 파일의 지지력을 향상시키게 되는 것이다.That is, in the approximating step, the
시험결과에 따르면, 샤프트 본체(110)의 외경을 146mm, 관벽두께를 8mm로 하고, 제1 확장원판(200)의 외경을 236mm, 제2 확장원판(300)의 외경을 350mm로 하며, 제1 지지력증강용 정착부재(600)와 제2 지지력증강용 정착부재(700)의 윗변을 70mm, 높이를 50mm, 두께 6mm로 하였을 때, 1300kN/EA ~ 1500kN/EA로 나타났음을 확인할 수 있었다.According to the test results, the outer diameter of the shaft
또한 본 실시예에 따른 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일은 샤프트 본체(110)의 하단에 하나의 확장원판을 구비한 종래의 헬리칼 파일의 경우 지지력이 900kN/EA ~ 1100kN/EA보다 큰 지지력을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.In addition, in the case of the conventional helical file having one extended disk at the lower end of the shaft
또한 헬리칼 날개(800)의 외경을 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)의 외경보다 큰 500mm로 하였을 때 굴착날(820)에 의한 지반굴착이 원활하게 이루어지게 됨을 확인할 수 있었다.Further, when the outer diameter of the
또한 헬리칼 날개(800)를 샤프트 본체(110)의 하단 부근에 하나만 설치하면서도 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)과 제1 지지력증강용 정착부재(600)와 제2 지지력증강용 정착부재(700)에 의한 지지력 증강으로 인해 복수개의 헬리칼 날개를 구비한 종래의 헬리칼 파일과 비교하여 향상된 지지력을 얻을 수 있음과 아울러 헬리칼 날개의 설치 개수 감소에 따라 원가를 절감할 수 있었다.The
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 샤프트 110 : 샤프트 본체
120 : 장착헤드 200 : 제1 확장원판
300 : 제2 확장원판 400 : 결합부재
410 : 결합편 500 : 굴착날
510 : 굴착편 600 : 제1 지지력증강용 정착부재
610 : 제1 정착편 700 : 제2 지지력증강용 정착부재
710 : 제2 정착편 800 : 헬리칼 날개
810 : 나선형 판체 820 : 굴착날
830 : 결합공100: shaft 110: shaft body
120: mounting head 200: first extended disk
300: second expanded original plate 400: coupling member
410: Coupling piece 500: Excavating blade
510: excavation piece 600: first supporting force increasing fixing member
610: first fixing member 700: second supporting force increasing fixing member
710: second fixing unit 800: helical blade
810: Spiral valve body 820: Excavating blade
830: coupling ball
Claims (1)
상기 샤프트(100)의 하단에서 하방으로 이격된 위치에 배치되는 제1 확장원판(200)과; 상기 제1 확장원판(200)에서 상방으로 이격 배치되며 상기 샤프트(100)의 하단에 결합되는 제2 확장원판(300)과; 상기 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)을 결합하는 결합부재(400)와; 상기 제1 확장원판(200)의 저면 중앙부에 결합되는 굴착날(500)과; 상기 제1 확장원판(200)의 저면 주연부에 결합되어 하향 돌출되는 복수개의 제1 지지력증강용 정착부재(600)와; 상기 제2 확장원판(300)의 저면 주연부에 결합되어 하향 돌출되는 복수개의 제2 지지력증강용 정착부재(700);를 포함하여 구성되며,
상기 샤프트(100)는 원형 파이프로 이루어지는 샤프트 본체(110)와, 상기 샤프트 본체(110)의 상단에 결합되어 백호우의 붐에 설치한 유압회전장치에 결합되는 장착헤드(120)를 포함하여 구성되고,
상기 제1 확장원판(200)은 제2 확장원판(300)의 외경보다 작은 외경을 가지도록 구성되며, 상기 제2 확장원판(300)은 상기 헬리칼 날개(800)의 외경보다 작은 외경을 가지도록 구성되고,
상기 결합부재(400)는 상기 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)을 결합하는 작용과 더불어 지반을 굴착하는 작용을 할 수 있도록 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 중심측 수직변과, 외주연측 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 결합편(410)이 상기 중심측 수직변에서 서로 결합되어 十자형으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 결합편(410)은 윗변이 상기 제2 확장원판(300)의 하면에, 밑변이 상기 제1 확장원판(200)의 상면에 결합되며,
상기 굴착날(500)은 상대적으로 넓고 상기 제1 확장원판(200)의 하면에 결합되는 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 중심측 수직변과 외주연측 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 굴착편(510)이 상기 중심측 수직변에서 결합되어 十자형으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 굴착편(510)의 윗변이 상기 제1 확장원판(200)의 하면에 결합되며,
상기 제1 지지력증강용 정착부재(600)는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 한 쌍의 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 제1 정착편(610)으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 제1 정착편(610)의 윗변이 상기 제1 확장원판(200)의 하면에 결합되며,
상기 제2 지지력증강용 정착부재(700)는 상대적으로 넓은 윗변과, 상대적으로 좁은 밑변과, 한 쌍의 빗변을 가지는 복수개의 평행사변형 제2 정착편(710)으로 구성되고, 상기 복수개의 평행사변형 제2 정착편(710)의 윗변이 상기 제2 확장원판(300)의 하면에 결합되며,
상기 제1 지지력증강용 정착부재(600)의 제1 정착편(610)과 제2 지지력증강용 정착부재(700)의 제2 정착편(710)이 정착 작용과 더불어 지반을 굴착하는 작용을 하도록 각각 제1 확장원판(200)과 제2 확장원판(300)의 법선에 평행하게 설치되고,
상기 샤프트 본체(110)에는 상기 헬리칼 날개(800)보다 높은 위치에 그라우팅재 주입공(130)을 형성하여 상기 그라우팅재 주입공(130)을 통해 주입되는 그라우팅재가 상기 헬리칼 날개(800), 제2 확장원판(300), 제2 확장원판(200), 결합부재(400), 굴착날(500), 제2 지지력 증강용 정착부재(700) 및 제1 지지력증강용 정착부재(600)가 모두 그라우팅재에 매립되도록 구성됨을 특징으로 하는 지지력이 개선된 2단 선단확장형 헬리칼 파일.A shaft 100 made of a circular pipe; And a helical blade (800) coupled to an outer circumferential surface of the shaft (100)
A first expanding disc 200 disposed at a position spaced downward from a lower end of the shaft 100; A second expansion disc 300 spaced upward from the first expansion disc 200 and coupled to a lower end of the shaft 100; An engaging member (400) for engaging the first expanding disc (200) and the second expanding disc (300); An excavating blade 500 coupled to the center of the bottom of the first expanding disc 200; A plurality of first supporting force increasing fixation members 600 coupled to the bottom periphery of the first expansion disc 200 and projecting downward; And a plurality of second supporting force increasing fusing members (700) coupled to the bottom peripheral edge of the second expansion disc (300) and projecting downward,
The shaft 100 includes a shaft main body 110 formed of a circular pipe and a mounting head 120 coupled to an upper end of the shaft main body 110 and coupled to a hydraulic rotary device installed on a boom of a backhoe ,
The first expansion disc 200 is configured to have an outer diameter smaller than the outer diameter of the second expansion disc 300 and the second expansion disc 300 has an outer diameter smaller than the outer diameter of the helical blade 800 Respectively,
The coupling member 400 has a relatively wide upper side, a relatively narrow base, and a lower side so as to engage the first extended disk 200 and the second extended disk 300 and to excavate the ground, A plurality of parallelogrammatic coupling pieces 410 having a center side vertical side and an outer peripheral side hypotenuse are coupled to each other at the center side vertical side, and the plurality of parallelogrammatic coupling pieces 410 are connected to the upper side A base is coupled to the upper surface of the first expansion disc 200 on the lower surface of the second expansion disc 300,
The excavating blade 500 has a relatively wide upper portion coupled to a lower surface of the first expanding disk 200, a relatively narrow base portion, and a plurality of parallelogram excavation pieces having a central vertical side and an outer peripheral side hypotenuse 510 are coupled to each other at the center side vertical side, and the upper side of the plurality of parallelogram drill pieces 510 is coupled to the lower surface of the first expansion disc 200,
The first supporting force increasing fixing member 600 is composed of a plurality of parallelogram first fixing pieces 610 having a relatively wide upper side, a relatively narrow base, and a pair of hypotenuse, and the plurality of parallelograms The upper side of the first fixing member 610 is coupled to the lower surface of the first expansion disc 200,
The second supporting force increasing fixing member 700 is composed of a plurality of parallelogram second fixing pieces 710 having a relatively wide upper side, a relatively narrow base, and a pair of hypotenuse, and the plurality of parallelograms The upper side of the second fixing member 710 is coupled to the lower surface of the second expanded original plate 300,
The first fixing member 610 of the first supporting force increasing reinforcing member 600 and the second fixing member 710 of the second supporting force increasing fixing member 700 perform an operation of excavating the ground Are provided in parallel to the normal lines of the first expansion disc (200) and the second expansion disc (300)
A grouting material injection hole 130 is formed in the shaft main body 110 at a position higher than the helical blade 800 so that a grouting material injected through the grouting material injection hole 130 is inserted into the helical blade 800, The second expansion disk 300, the second expansion disk 200, the coupling member 400, the excavating blade 500, the second supporting force increasing fixing member 700, and the first supporting force increasing fixing member 600 Wherein the grooved material is filled in the grouting material.
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