KR200318783Y1 - 굴착날개를 갖는 강관파일 - Google Patents

Abstract

본 고안은 흙막이 토류공사나 부력앵커공사, 건물기초공사, 사면보강공사 등에 사용되는 기초파일에 관한 것으로, 특히 금속강관으로 된 파일의 하단부에 별도의 회전날개를 장착하여 파일을 항타하지 아니하고 직접 회전 압입함으로서,

파일 설치시의 소음을 최소화하고 회전날개에 의한 연직 지지력과 수평 저항력을 증대시키며, 파일 설치시 배토의 발생이 전혀 없고 지하수의 오염이 상대적으로 적어 환경친화적이며,

건물 해체시에도 그 파일의 역회전에 의한 제거가 용이함은 물론 제거된 파일의 재사용이 가능하여 보다 경제적인 효과가 있는 굴착날개를 갖는 강관파일이다.

Description

굴착날개를 갖는 강관파일 {steel pile with drilling blade}

본 고안은 흙막이 토류공사나 부력앵커공사, 건물기초공사, 사면보강공사 등에 사용되는 기초파일에 관한 것으로, 특히 기초파일을 강관체로 형성하되 그 하단부에 굴착유도용 날개를 형성하여 이에 의해 기초파일을 회전압입할 수 있으므로 연직지지력 및 수평저항력이 뛰어남은 물론 배토(排土)가 전혀발생하지 않고 가설공사시 그 기초파일의 제거가 매우 용이하므로 매우 환경친화적인 굴착날개를 갖는 강관파일을 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

기초파일은 흙막이 토류공사나 부력앵커공사, 건물기초공사, 사면보강공사 등에 사용되는 것으로, 시멘트 밀크그라우팅재로 된 파일을 지중에 타격하여 일정깊이 압입시킴으로서, 시공건축물의 지반에 대한 구조적인 안정성 및 토류압으로부터의 지지를 수행하는 등의 역할을 하게 되는 것이다.

이러한 기초파일을 지중에 설치하는 통상적인 방법으로는, 항타기(파일드라이버)를 이용하여 드라이버로 목적하는 지반에 일정깊이 천공한 다음 파일을 상단부로부터 항타하여 지중에 설치하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 상기한 파일을 지중에 설치하는 통상적인 방법은 원기둥상의 파일을 수직으로 단순 삽입하는 방식에 지나지 않으므로 연직 지지력이 떨어져 필요이상의 깊이로 파일을 설치하여야 하는 문제점이 있는 것이며, 지반의 천공시 배출되는 흙은 별도로 처리하여야 하는 번거로움이 있는 것이며, 시멘트 밀크그라우팅재로 만들어진 파일이 지하수에 노출되는 경우 이에 의한 지하수의 심각한 오염이 야기되는 것이다.

또한, 파일의 항타시 그 소음이 매우 커서 빈번하게 민원이 제기되는 것이다.

특히, 전기한 파일은 항타기에 의해 지반에 견고하게 설치되고 그 상부에 건축물이 시공되어지는데, 건축물이 가건물인 경우에는 건축물의 해체 후에도 전기한 파일의 제거가 불가능하여 지반 전체를 파내고 파일을 제거하거나 그 파일을 그대로 방치하여야 하는 문제점이 있는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 금속강관으로 된 파일의 하단부에 별도의 회전날개를 장착하여 파일을 항타하지 아니하고 직접 회전 압입함으로서,

파일 설치시의 소음을 최소화하고 회전날개에 의한 연직 지지력과 수평 저항력을 증대시키며, 파일 설치시 배토의 발생이 전혀 없고 지하수의 오염이 상대적으로 적어 환경친화적이며,

건물 해체시에도 그 파일의 역회전에 의한 제거가 용이함은 물론 제거된 파일의 재사용이 가능하여 보다 경제적인 효과가 있는 굴착날개를 갖는 강관파일을 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안 강관파일의 전체사시도

도 2는 본 고안 강관파일의 측단면도

도 3은 본 고안 강관파일을 이용한 시공상태단면도

도 4는 본 고안 강관파일의 타실시예도

도 5는 본 고안 강관파일의 타실시예를 보인 측단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 회전원반 2 :굴착날개

3,3' : 삼각판 4,4' : 절단단부

100 : 파일 101 : 나사연결부

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안 파일의 전체사시도이고, 도 2는 그 측단면도이며, 도 3은 본 고안 파일이 지반속에 시공되어진 상태도이다.

파일(100)의 선단부에 나사 연결부(101)를 형성하고,

전기한 파일(100)을 원통상의 금속강관재로 형성하며,

그 하단에는 회전원반(1)을 갖는 굴착날개(2)를 형성하되,

전기한 회전원반(1)의 지름이 파일(100)의 지름보다 1.5~2배 크게 형성하여 구성한 것이다.

또한, 전기한 굴착날개(2)의 회전원반(1)을, 두개의 반원상 회전원반(1)으로 형성하여 이를 파일(100)의 외주면에 서로 맞대어 용접하되, 그 회전원반(1)이 서로 엇갈린 경사각을 갖도록 형성하고, 회전원반(1)의 엇갈림 용접에 의해 발생된 파일(100) 저면의 틈새는 별도의 삼각판(3)(3')에 의해 마감하여 구성할 수 있는 것이며,

전기한 굴착날개(2)의 회전원반(1)을, 하나의 도너츠상 원반체로 형성하여 그 파일(100)의 하단부에 형성하되, 그 원반체를 중심으로부터 외주면을 향하도록 절개하여 절단단부(4)(4')를 각각 형성하여, 그 절단단부(4)(4')가 상하로 이격되게 전개하여 나선상의 회전원반(1)이 형성되게 구성할 수도 있는 것이다.

이상과 같은 구성에 의한 본 고안의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안에 따른 파일을 도 3의 도시와 같이 지반에 설치하기 위한 작업공정에 따라 그 작용을 설명하여 보면,

통상의 항타기(파일 드라이버)에 본 고안 파일(100)의 선단부를 결합하고, 그 항타기의 회전작용에 의해 목적한 지반상에 파일(100)의 하단부를 회전 압입하면, 그 파일(100)의 굴착날개(2)에 의해 지면속으로 파일(100)이 회전 삽입되는 것이다.

이렇게 삽입되는 파일(100)은 회전력 및 항타기의 압입력에 의해 굴착날개(2)의 회전원반(1)이 지속적으로 회전하면서 지반속으로 삽입되는 것이다.

이렇게 파일(100)의 삽입 과정중에서 목적한 지반속에 암반층이 형성되어 있는 경우, 종래에는 드릴을 이용하여 천공하므로 암반에 관계없이 목적한 길이까지 천공하였으나, 통상적으로 암반층에서는 그 수직 지지력이 크게 증대되므로 보통의 경우 암반층까지만 파일을 설치하여도 충분한 지지력이 형성되는 바,

종래에는 드릴을 이용하므로 암반층을 뚫고 천공되어 암반층의 확인이 불가능 하였으나, 본 고안 파일의 경우에는 암반층에 그 파일(100)이 도달하면 더이상 파일의 진행이 불가능하므로 암반층의 여부가 감지되어 더이상 파일을 삽입하지 않아도 되는 것이다.

따라서, 필요이상의 깊이로 파일을 설치하지 않아도 되므로 보다 경제적인 것이다.

또한, 전기한 바와 같이 파일(100)을 지반에 설치하는 경우 종래에는 드릴에 의해 천공하기 때문에 드릴작업시 그 천공에 해당되는 량의 배토가 발생하였으므로 이러한 배토를 별도로 처리하여야 하는 번거로움이 발생하였으나,

본 고안에 의해 파일은 회전압입하여도 별도의 배토가 발생하지 않으므로 보다 편리한 파일의 설치가 가능한 것이다.

즉, 파일(100)의 하단부에 형성된 굴착날개(2)는 파일(100)의 외주면에 회전원반(1)이 용접되어 형성된 것으로서, 회전원반(1)의 회전에 의해 파일(100) 선단의 압입력만 있으면 배토의 발생없이 계속적으로 지반속으로 파일(100)이 압입되는 것이다.

이렇게 일정깊이 삽입된 파일(100)은 그 굴착날개(2)에 의해 파일(100)의 연직 지지력 및 수평 저항력이 종래의 원기둥상 파일보다 크게 증대되는 것이므로 종래의 파일 깊이보다 짧은 깊이로 형성하여도 동일한 지지력을 확보하게 되는 것이다.

또한, 이러한 파일은 경우에 따라서 가설건물을 시공하기 위해 지반속에 설치되는 경우가 있는데, 이러한 가설건물은 일정기간 사용 후 해체되는 것이 통상인 바, 이러한 가설건물의 해체시에는 전기한 파일도 함께 제거하여야 하나, 원기둥상의 지반속에 설치된 파일은 제거할 수 있는 장비가 없으므로 지반 속에 설치된 파일을 그대로 방치하거나 지반 전체를 파헤쳐 그 파일을 제거하여야 하는 심각한 문제점이 있었으나,

본 고안 파일(100)은 하단부에 굴착날개(2)가 형성되어 있으므로 파일드라이버로 파일(100) 선단부를 고정하고 이를 역회전하면 굴착날개(2)의 회전에 의해 용이하게 파일(100)이 상부로 뽑아져 올라오므로 파일의 제거 또한 용이한 것이다.

또한, 종래의 시멘트 밀크그라우팅에 의해 제작된 파일은 그 파일이 지하수층에 위치하는 경우 시멘트의 독성에 의해 지하수의 오염이 심각하였으나, 본 고안 파일(100)은 강관으로 형성된 것이므로 상대적으로 지하수의 오염이 크게 감소하는 것이다.

이러한 본 고안 파일(100)은 그 굴착날개(2)를 형성함에 있어서, 반원상의 회전원반(1)을 파일(100)의 하단부에 서로 맞대어 용접하되, 그 반원상의 회전원반(1)이 서로 다른 엇갈린 경사각을 갖도록 용접하여 그 단면이 서로 크로스되게 형성하고, 엇가린 경사각에 의해 발생하는 파일(100) 저면의 틈새는 별도의 삼각판(3)(3')에 의해 마감처리함으로서, 엇갈린 회전원반(1)에 의해 연직 지지력은 물론 수평 저항력이 증대되게 하거나,

도 4 및 도 5의 도시와 같이 그 굴착날개(2)를 형성함에 있어, 원반상의 회전원반(1)을 그 중심으로부터 외주면에 이르도록 절개 형성하고, 그 절개부에 의해 발생되는 절단단면(4)(4')이 상하로 이격되게 형성함으로서, 굴착날개(2)가 나선상으로 형성되게 하여 나선상의 굴착날개(2)에 의해 파일(100)의 용이한 삽입은 물론 제거시에도 용이하게 파일(100)이 역회전 제거될 수 있게 함은 물론, 상기한 바와 마찬가지로 연직 지지력 및 수평 저항력이 증대되게 하는 것이다.

이상과 같은 본 고안 굴착날개를 갖는 강관파일은, 파일 설치시의 소음을 최소화하고 회전날개에 의한 연직 지지력과 수평 저항력을 증대시키며, 파일 설치시 배토의 발생이 전혀 없고 지하수의 오염이 상대적으로 적어 환경친화적이며,

건물 해체시에도 그 파일의 역회전에 의한 제거가 용이함은 물론 제거된 파일의 재사용이 가능하여 보다 경제적인 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 금속강관재로 된 원통상의 파일(100) 선단부에는 나사 연결부(101)를 형성하고,

   그 하단에는 회전원반(1)을 갖는 굴착날개(2)를 형성하되,

   전기한 회전원반(1)의 지름이 파일(100)의 지름보다 1.5~2배 크게 형성하여 됨을 특징으로 하는 굴착날개를 갖는 강관파일.
2. 제 1항에 있어서,

   굴착날개(2)의 회전원반(1)을, 두개의 반원상 회전원반(1)으로 형성하여 이를 파일(100)의 외주면에 서로 맞대어 용접하되, 그 회전원반(1)이 서로 엇갈린 경사각을 갖도록 형성하고, 회전원반(1)의 엇갈림 용접에 의해 발생된 파일(100) 저면의 틈새는 별도의 삼각판(3)(3')에 의해 마감하여 형성함을 특징으로 하는 굴착날개를 갖는 강관파일.
3. 제 1항에 있어서,

   굴착날개(2)의 회전원반(1)을, 하나의 도너츠상 원반체로 형성하여 그파일(100)의 하단부에 형성하되, 그 원반체를 중심으로부터 외주면을 향하도록 절개하여 절단단부(4)(4')를 각각 형성하여, 그 절단단부(4)(4')가 상하로 이격되게 전개하여 나선상의 회전원반(1)이 형성되게 함을 특징으로 하는 굴착날개를 갖는 강관파일.