KR101965703B1 - 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법 - Google Patents

부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법에 관한 것으로 지반용 현장타설 콘크리트말뚝 시공을 위한 강관케이싱의 내부에 구비되는 지오튜브에 부상방지 구조를 갖도록 하여 말뚝 인발형 공법 시공이 안정되게 이루어지도록 하기 위하여, 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 내에 구성함에 있어서, 상기 토사층(5)에 말뚝 형태로 수직되게 근입되는 관 형태의 강관케이싱(40); 상기 콘크리트말뚝 설치를 위해 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비되어 상기 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입되는 철근망체(10); 상기 철근망체(10)를 내측에 수용하면서 강관케이싱(40)의 내면에 인접되도록 강관케이싱(40) 및 철근망체(10) 사이에 삽입되며, PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되는 지오튜브(30); 상기 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20); 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 구성하며, 상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 구성하는 것을 포함하여 이루어고, 상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법{Concrete pile driven in field using geo tube and construction method thereof}
본 발명은 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지반용 현장타설 콘크리트말뚝 시공을 위한 강관케이싱의 내부에 구비되는 지오튜브에 부상방지 구조를 갖도록 하여 말뚝 인발형 공법 시공이 안정되게 이루어지도록 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법에 관한 것이다.
건물 등과 같은 구조물을 지반에 축조하는 경우에는, 그 구조물을 지지할 수 있도록 복수의 말뚝을 지반에 설치하게 된다. 이와 같은 말뚝으로는 여러 가지가 있으나, 일반적으로 현장 타설 말뚝이 널리 사용되고 있다.
상기 현장 타설 말뚝은, 먼저 구조물이 축조될 지반을 하방으로 길게 천공하여 천공홀을 형성하고, 그 천공홀에 지지체를 삽입한 후에, 상기 지지체가 삽입된 천공홀에 응력재 또는 압축재와 같은 충진재, 예컨대 몰탈 또는 콘크리트 등을 충전하고 그 충전물을 양생시킴으로써 설치된다. 상기 지지체로서는 일반적으로 철근망 유니트가 사용된다.
상기 철근망 유니트는, 복수의 철근을 상기 천공홀에 동일한 깊이로 삽입하고 그 철근들이 상호 간에 상기 천공홀의 원주방향으로 등간격을 이루도록 배치한 후에, 그 배치된 철근들이 상호 간에 상대 이동하지 않도록 고정하기 위해서, 즉 그 철근들이 상기 천공홀의 원주방향으로 등간격을 이루고 그 천공홀에 삽입되는 깊이가 동일한 상태를 유지하기 위해서 그 철근들을 고정용 철근(철사 등)으로 서로 고정함으로써 제조된다.
아울러 천공홀의 천공시 천공홀이 붕괴되지 않도록 천공과 동시에 케이싱을 삽입한다. 상기 케이싱은 천공홀의 붕괴를 막기 위하여 삽입되는 것이지만, 충진재의 충진시 천공홀에서 인발되지 않고 충진재의 충진을 위한 거푸집의 기능을 겸한다.
한편, 일반적으로 현장타설 콘크리트말뚝 공법은 강관 케이싱을 지반의 계획심도까지 항타하여 근입시킨 후, 상기 케이싱 내를 굴착한 후, 철근망을 건입하고 트레미관을 이용하여 콘크리트를 타설하여 현장에서 말뚝을 조성하는 인발형 공법과, 강관 케이싱을 영구부재로 삼아 강관 케이싱을 암반층 상면 까지 안착시킨 다음 케이싱 내를 굴착 후, 철근망을 건입하고 트레미관을 이용하여 콘크리트를 타설하여 현장에서 말뚝을 조성하는 매입형 공법이 알려져 있다.
여기서, 후자인 종래의 매입형 현장타설 콘크리트말뚝 공법은 강관케이싱이 현장타설 콘크리트말뚝 거푸집 역할만을 충족시킨 후, 지반 내에 매입되어 사장되는 공법으로 시공상 비경제적인 문제가 있다. 이러한 매입형 현장타설 콘크리트말뚝 공법을 사용하더라도, 수상이나 해상의 경사진 암층부분에서 대구경의 강관케이싱의 일측부분이 암층에 근입되지 않음으로써 틈으로 콘크리트가 유실되어 콘크리트의 손실과 품질확보의 문제가 발생했다.
이러한 케이싱을 공벽보호 용으로 사용하고 인발하는 현장 타설 말뚝 공법인 인발형 공법의 종래기술로 공개특허공보 공개번호 10-2009-0099937호 등에는 굴착 시 공벽 보호수단으로서 케이싱을 토사층에 압입시켜 풍화암층(암반층의 가장위층) 표면에 안착시키고, 풍화암층 표면에 안착된 강관 케이싱의 내부에 해머 비트를 삽입시켜 암층 내부까지 굴착하며, 이어서 강관 케이싱 내부에 철근 케이지를 건입해 두고 콘크리트를 타설하면서 굴착공 바닥으로부터 콘크리트가 순차적으로 채워지는 것에 대응하여 강관 케이싱을 서서히 인발해 내는 공법으로 이루어지고 있다.
이러한 인발형 공법에 의한 현장타설말뚝은 콘크리트의 하단이 풍화암층에 일체로 매립되기는 하나 케이싱 인발과정에서 공벽의 토사가 밀려들어 붕괴하는 공벽붕괴(necking)가 발생하는 단점이 있다. 또한, 콘크리트가 경화되기 전에 강관케이싱을 인발함으로써, 지하수가 흐르는 지하대수층 통과 구간에서는 지하수와 콘크리트가 직접적으로 접하는 부분에서 지하수의 흐름으로 콘크리트가 경화되기 전에 유실되어 버리거나, 여굴로 인해 많은 양의 콘크리트가 손실되는 문제가 있고, 철근망을 삽입시 공벽의 긁힘으로 인한 슬라임의 과대발생 등 품질확보의 문제가 있다.
이러한 공벽붕괴를 막기 위해서는 슬러리를 이용한 별도의 공벽보호공정이 필요하다는 단점도 있다. 또한, 공벽보호공정은 벤토나이트 등의 유출로 인해 수질오염을 초래할 뿐만 아니라 세부공정이 많아 시공 상의 불편을 초래한다. 또한, 해상교량이나 해상 구조물의 하부 구조물에 적용될 경우 철근이 염해에 의해 부식될 가능성도 있어 품질확보의 문제가 있다.
공개특허 제10-2009-0099937호
이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 지반용 현장타설 콘크리트말뚝 시공을 위한 강관케이싱의 내부에 구비되는 지오튜브에 부상방지 구조를 갖도록 하여 말뚝 인발형 공법 시공이 안정되게 이루어지도록 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.
위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 내에 구성함에 있어서, 상기 토사층(5)에 말뚝 형태로 수직되게 근입되는 관 형태의 강관케이싱(40); 상기 콘크리트말뚝 설치를 위해 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비되어 상기 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입되는 철근망체(10); 상기 철근망체(10)를 내측에 수용하면서 강관케이싱(40)의 내면에 인접되도록 강관케이싱(40) 및 철근망체(10) 사이에 삽입되며, PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되는 지오튜브(30); 상기 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20); 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 구성하며, 상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 구성하는 것을 포함하여 이루어고, 상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)의 하부 처짐을 방지하기 위해 인접한 간격유지링(21) 간에 수직연결지지봉(72)을 더 연결고정하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인접한 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈에 수직연결지지봉(72)이 삽입고정되게 하되, 상기 양 결합홈에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈에 삽입고정되는 수직연결지지봉(72)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 수직연결지지봉(72)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 수직연결지지봉(72)이 양 결합홈에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)는 맨하단 간격유지링(21a)의 외주연을 따라 밀착 본딩되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 하부의 풍화암층(6) 및 연암층(7)에까지 관통 설치 시, 상기 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 작업내경(d2)은 토사층(5)의 작업내경(d1) 보다 좁게 형성되게 하여 강관케이싱(40)의 하단부가 풍화암층(6)의 상단면에 마찰지지되도록 하고, 상기 철근망체(10)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면과 일정간격 유지되도록 토사층(5) 내부의 폭 보다 좁게 연장형성되도록 하며, 상기 지오튜브(30)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면을 따라 연장되어 맨하단 간격유지링(21a)에 고정되도록 구성하고, 상기 토사층(5)과 풍화암층(6)의 경계에 경사부(92)를 형성하여 지오튜브(30)가 유연하게 하부측으로 내려갈 수 있도록 구성하는 특징으로 한다.
그리고, 상기 지오튜브(30)의 하단측은 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명은, 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 내에 시공하는 방법을 구성함에 있어서, 상기 토사층(5)에 말뚝 형태로 관 형태의 강관케이싱(40)을 수직되게 근입하고, 상기 콘크리트말뚝 설치를 위해 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비된 철근망체(10)를 상기 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입한 다음, 상기 철근망체(10)를 내측에 수용하면서 강관케이싱(40)의 내면에 인접되도록 강관케이싱(40) 및 철근망체(10) 사이에 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되는 지오튜브(30)를 삽입한 후, 상기 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20)를 설치하고, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 하며, 상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 하며, 상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법을 제공한다.
이때, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)의 하부 처짐을 방지하기 위해 인접한 간격유지링(21) 간에 수직연결지지봉(72)을 더 연결고정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인접한 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈에 수직연결지지봉(72)이 삽입고정되게 하되, 상기 양 결합홈에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈에 삽입고정되는 수직연결지지봉(72)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 수직연결지지봉(72)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 수직연결지지봉(72)이 양 결합홈에 동시에 삽입되어 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)는 맨하단 간격유지링(21)의 외주연을 따라 밀착 본딩되어 고정되도록 하거나, 상기 지오튜브(30)의 하단측은 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 하부의 풍화암층(6) 및 연암층(7)에까지 관통 설치 시, 상기 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 작업내경(d2)은 토사층(5)의 작업내경(d1) 보다 좁게 형성되게 하여 강관케이싱(40)의 하단부가 풍화암층(6)의 상단면에 마찰지지되도록 하고, 상기 철근망체(10)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면과 일정간격 유지되도록 토사층(5) 내부의 폭 보다 좁게 연장형성되도록 하며, 상기 지오튜브(30)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면을 따라 연장되어 맨하단 간격유지링(21a)에 고정되도록 구성하고, 상기 토사층(5)과 풍화암층(6)의 경계에 경사부(92)를 형성하여 지오튜브(30)가 유연하게 하부측으로 내려갈 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의하면 지반용 현장타설 콘크리트말뚝 시공을 위한 강관케이싱의 내부에 구비되는 지오튜브에 부상방지 구조를 갖도록 하여 말뚝 인발형 공법 시공이 안정되게 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝에 사용되는 철근망체의 사시 예시도
도 2는 본 발명에 의한 철근망체의 외측에 간격유지링 및 지오튜브가 구비 위치된 상태의 사시 예시도
도 3은 본 발명에 의한 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 제1사용상태 측단면 예시도
도 4는 도 3의 주요부 확대 단면 예시도
도 5는 본 발명에 의한 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 제2사용상태 측단면 예시도
도 6은 본 발명에 의한 띠철근과 간격유지링이 지지봉에 의해 결합된 상태의 평면 예시도
도 7은 도 6에서 지지봉의 결합 상태 다른실시 예시도
도 8은 본 발명에 의한 다른 실시의 사시 예시도
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 또 다른 실시의 단면 예시도
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 지반용 현장타설 콘크리트말뚝 시공을 위한 강관케이싱의 내부에 구비되는 지오튜브에 부상방지 구조를 갖도록 하여 말뚝 인발형 공법 시공이 안정되게 이루어지도록 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법에 관한 것으로서 도 1 내지 도 10을 참고하여 보면 강관케이싱(40), 철근망체(10), 지오튜브(30), 간격유지체(20), 콘크리트층(50)을 포함하여 이루어진다.
부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝을 구성하는 본 발명을 구현하기 위해, 먼저 도 3에서와 같이 지반(2)의 하부측으로 수직 굴착된 토사층(5)에 말뚝 형태로 수직되게 근입되는 관 형태의 강관케이싱(40)이 구비된다. 이때, 상기 강관케이싱(40)은 인발형 공법에 사용되는 것으로서 토사층(5)에 근입된 후, 콘크리트가 타설되면 인발하여 재사용하게 된다.
상기 강관케이싱(40)의 내부에는 콘크리트말뚝 설치를 위해 도 1 및 도 3에서와 같이 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비되는 철근망체(10)를 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입한다.
상기한 강관케이싱(40)과 철근망체(10) 사이에는 콘크리트말뚝의 거푸집 기능을 수행하게 되는 지오튜브(30)를 도 3에서와 같이 삽입한다. 이때, 지오튜브(30)는 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되며, 상단부측은 콘크리트를 타설하기 위해 개방 형성되게 하고, 하단부측은 개방 또는 폐쇄 형성되도록 할 수 있다. 상기 폐쇄 형성되는 지오튜브(30)는 그 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 구성할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 6에서와 같이 상기 철근망체(10)를 구성하는 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20)를 구비한다.
그리고, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 구성함으로써 콘크리트 거푸집 기능을 수행하는 지오튜브의 부상방지 구조를 구현할 수 있게 된다.
이때, 도 7에서와 같이 상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 구성한다. 또한 이때, 미도시되었으나 상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성할 수 있다.
이와 같은 구조로 결합고정되게 하면 원형 띠철근(12)과 간격유지링(21) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 용이하며, 작업자가 별다른 공구 없이 손쉽게 결합할 수 있으므로 작업효율이 높아지게 된다.
또한, 도 8에서와 같이 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)의 하부 처짐을 방지하기 위해 인접한 간격유지링(21) 간에 수직연결지지봉(72)을 더 연결고정하도록 구성할 수 있으며, 이때에도 상기 인접한 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈에 수직연결지지봉(72)이 삽입고정되게 하되, 상기 양 결합홈에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈에 삽입고정되는 수직연결지지봉(72)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 수직연결지지봉(72)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 수직연결지지봉(72)이 양 결합홈에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성할 수 있다.
이 또한, 이와 같은 구조로 결합고정되게 하면 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 용이하며, 작업자가 별다른 공구 없이 손쉽게 결합할 수 있으므로 작업효율이 높아지게 된다.
한편, 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)는 도 4에서와 같이 맨하단 간격유지링(21a)의 외주연을 따라 밀착 본딩되어 고정되도록 구성할 수 있고, 미도시되었으나 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 구성할 수 있다.
한편, 상술된 구성의 실시예들에서는 도 3 및 도 5에서와 같이 콘크리트말뚝을 토사층(5) 내에서 설치하는 방식을 설명하였으나, 도 9 및 도 10에서와 같이 토사층(5) 하부의 풍화암층(6) 및 연암층(7)에까지 현장타설 콘크리트말뚝을 설치할 시에는, 상기 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 작업내경(d2)은 토사층(5)의 작업내경(d1) 보다 좁게 형성되게 하여 강관케이싱(40)의 하단부가 풍화암층(6)의 상단면에 마찰지지되도록 하고, 상기 철근망체(10)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면과 일정간격 유지되도록 토사층(5) 내부의 폭 보다 좁게 연장형성되도록 하며, 상기 지오튜브(30)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면을 따라 연장되어 맨하단 간격유지링(21a)에 고정되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 토사층(5)과 풍화암층(6)의 경계는 직각 단턱지게 형성할 수 있으나, 도 9에서와 같이 경사부(92)를 형성하여 지오튜브(30)가 유연하게 하부측으로 내려갈 수 있도록 유도하는 것이 바람직하다.
상술된 바와 같은 본 발명의 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝의 시공방법은, 상기 토사층(5)에 말뚝 형태로 관 형태의 강관케이싱(40)을 수직되게 근입하고, 상기 콘크리트말뚝 설치를 위해 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비된 철근망체(10)를 상기 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입한 다음, 상기 철근망체(10)를 내측에 수용하면서 강관케이싱(40)의 내면에 인접되도록 강관케이싱(40) 및 철근망체(10) 사이에 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되는 지오튜브(30)를 삽입한 후, 상기 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20)를 설치하고, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 하며, 상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 하며, 상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 한다.
이때, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)의 하부 처짐을 방지하기 위해 인접한 간격유지링(21) 간에 수직연결지지봉(72)을 더 연결고정하여 구성할 수 있고, 또한, 상기 인접한 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈에 수직연결지지봉(72)이 삽입고정되게 하되, 상기 양 결합홈에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈에 삽입고정되는 수직연결지지봉(72)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 수직연결지지봉(72)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 수직연결지지봉(72)이 양 결합홈에 동시에 삽입되어 고정되도록 할 수 있다.
또한, 상기 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)는 맨하단 간격유지링(21)의 외주연을 따라 밀착 본딩되어 고정되도록 하거나, 상기 지오튜브(30)의 하단측은 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 구성할 수 있다.
한편, 상기 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 하부의 풍화암층(6) 및 연암층(7)에까지 관통 설치 시, 상기 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 작업내경(d2)은 토사층(5)의 작업내경(d1) 보다 좁게 형성되게 하여 강관케이싱(40)의 하단부가 풍화암층(6)의 상단면에 마찰지지되도록 하고, 상기 철근망체(10)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면과 일정간격 유지되도록 토사층(5) 내부의 폭 보다 좁게 연장형성되도록 하며, 상기 지오튜브(30)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면을 따라 연장되어 맨하단 간격유지링(21a)에 고정되도록 구성하고, 상기 토사층(5)과 풍화암층(6)의 경계에 경사부(92)를 형성하여 지오튜브(30)가 유연하게 하부측으로 내려갈 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 및 그 시공방법에 의하면 지반용 현장타설 콘크리트말뚝 시공을 위한 강관케이싱의 내부에 구비되는 지오튜브에 부상방지 구조를 갖도록 하여 말뚝 인발형 공법 시공이 안정되게 이루어지도록 할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2 : 지반 10 : 철근망체
12 : 원형 띠철근 13,22 : 결합홈
14 : 세로지지철근 20 : 간격유지체
21 : 간격유지링 23 : 지지봉
30 : 지오튜브 40 : 강관케이싱
50 : 콘크리트층

Claims (12)

  1. 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 내에 구성함에 있어서,
    상기 토사층(5)에 말뚝 형태로 수직되게 근입되는 관 형태의 강관케이싱(40);
    상기 콘크리트말뚝 설치를 위해 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비되어 상기 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입되는 철근망체(10);
    상기 철근망체(10)를 내측에 수용하면서 강관케이싱(40)의 내면에 인접되도록 강관케이싱(40) 및 철근망체(10) 사이에 삽입되며, PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되는 지오튜브(30);
    상기 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20);
    상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 구성하며,
    상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 구성하는 것을 포함하여 이루어지고,
    상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)의 하부 처짐을 방지하기 위해 인접한 간격유지링(21) 간에 수직연결지지봉(72)을 더 연결고정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인접한 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈에 수직연결지지봉(72)이 삽입고정되게 하되, 상기 양 결합홈에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈에 삽입고정되는 수직연결지지봉(72)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 수직연결지지봉(72)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 수직연결지지봉(72)이 양 결합홈에 동시에 삽입되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)는 맨하단 간격유지링(21a)의 외주연을 따라 밀착 본딩되어 고정되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 하부의 풍화암층(6) 및 연암층(7)에까지 관통 설치 시, 상기 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 작업내경(d2)은 토사층(5)의 작업내경(d1) 보다 좁게 형성되게 하여 강관케이싱(40)의 하단부가 풍화암층(6)의 상단면에 마찰지지되도록 하고, 상기 철근망체(10)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면과 일정간격 유지되도록 토사층(5) 내부의 폭 보다 좁게 연장형성되도록 하며, 상기 지오튜브(30)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면을 따라 연장되어 맨하단 간격유지링(21a)에 고정되도록 구성하고, 상기 토사층(5)과 풍화암층(6)의 경계에 경사부(92)를 형성하여 지오튜브(30)가 유연하게 하부측으로 내려갈 수 있도록 구성하는 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 지오튜브(30)의 하단측은 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝.
  8. 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 내에 시공하는 방법을 구성함에 있어서,
    상기 토사층(5)에 말뚝 형태로 관 형태의 강관케이싱(40)을 수직되게 근입하고, 상기 콘크리트말뚝 설치를 위해 다수의 원형 띠철근(12)과 길이 형태의 다수 세로지지철근(14)을 연결하여 구비된 철근망체(10)를 상기 강관케이싱(40)의 내면에 이격되도록 수직 삽입한 다음, 상기 철근망체(10)를 내측에 수용하면서 강관케이싱(40)의 내면에 인접되도록 강관케이싱(40) 및 철근망체(10) 사이에 PET, PP, PVC, FRP 중 어느 하나의 재질로 구비되는 지오튜브(30)를 삽입한 후, 상기 다수의 원형 띠철근(12) 중 맨하단 원형 띠철근(12a)과, 상기 맨하단 원형 띠철근(12)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 원형 띠철근(12b,12c)의 외주연에 이격되어 간격유지링(21)이 구비되고, 상기 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 간격이 고정유지되도록 원형 띠철근(12a,12b,12c)과 간격유지링(21) 사이에 지지봉(23)이 연결고정되는 간격유지체(20)를 설치하고, 상기 맨하단 원형 띠철근(12a)의 외측에 이격 고정된 맨하단 간격유지링(21a)에 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)가 고정되게 하여 지오튜브(30)의 부상을 방지토록 하고, 상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)은 지오튜브(30)의 내면에 밀착되어, 상기 철근망체(10)가 수용된 지오튜브(30) 내에 타설되는 콘크리트층(50)에 의해 지오튜브(30)가 상기 강관케이싱(40)의 내면에 밀착되도록 하며, 상기 원형 띠철근(12)과, 그 원형 띠철근(12)에 이격된 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈(13,22)이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈(13,22)에 지지봉(23)이 삽입고정되게 함으로써 사용자가 희망하는 원형 띠철근(12) 상에 선택적으로 간격유지링(21)을 설치할 수 있도록 하며, 상기 결합홈(13,22)에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈(13,22)에 삽입고정되는 지지봉(23)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 원형 띠철근(12)의 외주연 주위에 간격유지링(21)을 이격 위치시키고 결합홈(13,22)이 마주되게 한 다음, 상기 지지봉(23)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 지지봉(23)이 양측 결합홈(13,22)에 동시에 삽입되어 고정되도록 하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 맨하단 간격유지링(21a)에서 등간격으로 일정거리에 위치된 다수의 간격유지링(21b,21c)의 하부 처짐을 방지하기 위해 인접한 간격유지링(21) 간에 수직연결지지봉(72)을 더 연결고정하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인접한 간격유지링(21)의 마주하는 양면에 각각 결합홈이 형성되고, 상기 마주하는 결합홈에 수직연결지지봉(72)이 삽입고정되게 하되, 상기 양 결합홈에 암나사부를 형성하고, 상기 결합홈에 삽입고정되는 수직연결지지봉(72)의 양단에 양방향 수나사부를 형성하여, 상기 수직연결지지봉(72)의 양방향 수나사부를 양측 암나사부에 삽입시킨 후 일방향으로 회전시키면 수직연결지지봉(72)이 양 결합홈에 동시에 삽입되어 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지오튜브(30)의 하단테두리부(32)는 맨하단 간격유지링(21a)의 외주연을 따라 밀착 본딩되어 고정되도록 하거나, 상기 지오튜브(30)의 하단측은 지오튜브(30)와 동일 재질로 된 마감캡이 형성되어 타설되는 콘크리트가 지면 하부측으로 유출되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 현장타설 콘크리트말뚝을 토사층(5) 하부의 풍화암층(6) 및 연암층(7)에까지 관통 설치 시, 상기 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 작업내경(d2)은 토사층(5)의 작업내경(d1) 보다 좁게 형성되게 하여 강관케이싱(40)의 하단부가 풍화암층(6)의 상단면에 마찰지지되도록 하고, 상기 철근망체(10)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면과 일정간격 유지되도록 토사층(5) 내부의 폭 보다 좁게 연장형성되도록 하며, 상기 지오튜브(30)는 풍화암층(6) 및 연암층(7)의 내면을 따라 연장되어 맨하단 간격유지링(21a)에 고정되도록 구성하고, 상기 토사층(5)과 풍화암층(6)의 경계에 경사부(92)를 형성하여 지오튜브(30)가 유연하게 하부측으로 내려갈 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 부상방지 구조를 갖는 지오튜브가 사용된 현장타설 콘크리트말뚝 시공방법.
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