KR20050110099A - Variable extension member of pile with an extended head - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구조물의 하중을 지지하게 하는 파일 시공시 파일내력에 대한 안정성, 시공성 및 경제성을 확보할 수 있게 개선한 헤드 확장형 파일의 가변확장부재에 관한 것으로, 낮은 깊이에서 확장하여 손상되지 않은 지반에 확대되어 박히게 되므로 시공성과 경제성, 공사기간 면에서 유리함을 가질 수 있게 함은 물론 경타시 타격에너지를 저면 확장해 집중시킴으로서 항상 제곱에 비례하여 증가하는 선단지지력의 효과를 극대화시킬 수 있으며, 적은 에너지로 항타 효과를 크게 할 수 있는 즉, 파일의 매입측 선단부에 경타시 사방으로 확장 전진하여 파일의 직경보다 큰 직경을 형성하여 박히게 되는 가변 확장부재를 적용하여 파일의 선단 지지력을 증가시키는 헤드 확장형 파일을 제공하는 매우 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a variable extension member of a head extension pile to improve the stability, construction and economics of pile strength when supporting pile loads, and to extend the structure at low depths without damage As it is enlarged and beaten, it can be advantageous in terms of construction, economical efficiency, and construction period. In addition, it is possible to maximize the effect of tip bearing power that increases in proportion to the square by expanding and concentrating the impact energy at the time of hitting. Head expansion type file that increases the tip bearing capacity of pile by applying variable expansion member which can be enlarged and pushed forward in all directions when striking to the buried end of pile, and make bigger diameter than pile diameter. It has a very good effect.
Description
본 발명은 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조물의 하중을 지지하게 하는 파일 시공시 파일내력에 대한 안정성, 시공성 및 경제성을 확보할 수 있게 파일의 매입측 선단부 파일의 직경보다 파일의 헤드를 확장시킴으로서큰 직경을 갖는 보강부재를 다양한 형태로 구비하여 파일의 선단 지지력을 증가시키는 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재에 관한 것이다.The present invention relates to a variable expansion member of the head expansion pile, and more particularly, the diameter of the pile end embedded pile of the pile to ensure the stability, construction and economical resistance to pile strength during pile construction to support the load of the structure The present invention relates to a variable expansion member of a head extension pile which increases the tip bearing force of a pile by providing a reinforcing member having a large diameter in various forms by expanding the head of the pile.
일반적으로 건물이나 구조물을 세우는 경우, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 상부의 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초공사를 하고 있다. In general, in the case of erecting a building or structure, the foundation work is reinforced to support the structure of the upper part according to the condition of the ground or the load of the structure.
이에 따라 구조물의 하중 등 여러 조건에 따라 얕은 기초나 깊은 기초가 행해지는 데, 근입폭비가 1이하의 경우를 얕은 기초라 하고, 근입폭비가 1 이상인 경우를 깊은 기초로 정의하고 있다.As a result, a shallow foundation or a deep foundation is performed according to various conditions such as the load of the structure. A case where the root entrance width ratio is 1 or less is called a shallow foundation, and a case where the root entrance width ratio is 1 or more is defined as a deep foundation.
상기한 얕은 기초의 경우에는 파일 등을 사용하지 않고 구조물을 지반에 직접 지지시키고, 구조물 아래의 지반이 상부 구조물의 하중을 지지할 수 없을 경우에는 파일 등을 사용하여 지반의 지지력을 보강하고 있다.In the case of the shallow foundation, the structure is directly supported on the ground without using a pile, and when the ground under the structure cannot support the load of the upper structure, the pile is used to reinforce the bearing capacity of the ground.
상기한 바와 같이 지반공사에 따른 파일 기초는 설치된 파일이 두부를 구조물에 연결시키는 기초공법으로, 파일을 재질에 따라 분류하면, 강 파일, 콘크리트 파일, 합성 파일 등으로 구분할 수 있고, 시공법에 따라 분류하면 타입공법, 매입공법, 현장타설공법 등으로 나눌 수 있다. As described above, the pile foundation according to the ground work is a foundation method in which the pile is installed to connect the head to the structure. If the pile is classified according to the material, it can be classified into steel pile, concrete pile, composite pile, etc., and classified according to the construction method. It can be divided into type method, embedding method, and field casting method.
그리고 타입공법은 파일을 세운 다음 위에서 파일을 타격하여 파일을 지반에 강제로 근입시키는 것으로, 항타 에너지에 의하여 강제로 지반에 삽입될 때 파일축이 주변의 흙을 밀어 밀착시키며 근입되므로 파일의 외부 지지력이 좋고 시공이 간편하다.And the type construction method is to force the pile into the ground by striking the pile from the top of the pile after the pile is built up. It is good and easy to install.
그러나, 타입공법은 깊게 파일을 설치하고자 할 때에는 수직 근입에 어려움이 있고, 진동과 소음이 과도하게 발생하여 도심에서의 시공이 제한되고 있다. However, the type method is difficult to vertically approach when the pile is to be installed deeply, excessive vibration and noise are generated, and construction in the city is limited.
한편, 매입 공법은 미리 지반에 구멍을 형성하고, 접착제를 구멍의 반쯤 주입한 다음 파일을 구멍에 삽입 고정하는 것으로, 타입 공법의 여러 문제점을 해결하고 있다. 그 결과, 현재 도심에서의 파일 기초는 매입 공법이 주로 이용되고 있다.On the other hand, the embedding method solves various problems of the type construction method by forming a hole in the ground in advance, injecting an adhesive about half of the hole, and then inserting and fixing the file into the hole. As a result, the embedding method is mainly used for the pile foundation in the city center now.
다시말해 건축공사에서 기초공사가 차지하는 비중은 매우크며, 파일시공의 경우 현장마다 지층 조건 및 여건이 다른 이유라든지, 항타 장비에 대한 정확한 이해부족 및 시공자의 경험에 의한 공사등으로 여러가지 파일시공 공법이 사용되고 있으며, 매번 어려움을 느끼고 있다.In other words, the proportion of foundation works in building construction is very large, and in the case of pile construction, various pile construction methods are used due to different ground conditions and conditions for each site, lack of accurate understanding of driving equipment, and construction based on construction experience. It is used and feels difficulty every time.
도1은 파일의 자체 내력과 시공된 파일의 시공 내력의 관계를 보여주는 파일 내력의 개념도이다. 도1에 도시된 바와같이, 파일(2)은 구조물(4)의 하중(PF)은 구조물(4)의 하부에 근입된 다수의 파일(2) 시공 내력에 의하여 지지된다. 1 is a conceptual diagram of the file strength showing the relationship between the internal strength of the pile and the construction history of the constructed pile. As shown in FIG. 1, the pile 2 is supported by a load capacity of a plurality of piles 2 mounted in the lower portion of the structure 4.
상기 근입된 파일(2)의 시공 내력은 파일 선단의 선단지지력(TP)과 파일 측면의 주변마찰력(SF)의 합으로 이루어진다. The construction strength of the piled pile 2 is the sum of the tip bearing force TP of the pile tip and the peripheral frictional force SF of the pile side.
그런데, 대부분 파일 자체의 내력은 높지만 시공성 등으로 파일의 시공 내력이 낮아진다. By the way, in most cases, the strength of the pile itself is high, but the construction strength of the pile is low due to workability.
예를들어, Φ400의 고강도 콘크리트 말뚝(PHC, 이하 PHC라 함)의 경우, 파일 자체 내력은 112 tf 이지만 시공 내력은 60∼80 tf 정도이어서, 결과적으로 파일 내력 중 32∼52 tf가 낭비된다. For example, in the case of a high strength concrete pile (PHC, hereinafter referred to as PHC) of φ400, the pile itself has a internal strength of 112 tf, but the construction strength is about 60 to 80 tf, resulting in a waste of 32 to 52 tf of pile strength.
특히, 매입 공법의 경우, 지반을 파일의 직경보다 크게 천공한 후, 제작된 파일을 천공에 근입설치하고, 파일과 지반 사이에 충진재(cement paste)를 주입하여 주변 마찰력을 높여 주기는 하지만, 시공 후의 테스트는 주변마찰력이 아주 미미하고 대부분의 시공 내력이 선단지지력에 의존하고 있음을 보여 주었다. In particular, in the case of the embedding method, after the ground is drilled larger than the diameter of the pile, the fabricated pile is installed in the perforation and the cement is injected between the pile and the ground to increase the peripheral frictional force. Subsequent tests showed that the peripheral friction was very minimal and most construction strength was dependent on the tip bearing capacity.
따라서, 매입 공법에서, 시공 내력이 파일 자체 내력에 가깝게 하여, 파일의 사용 효율성을 높일 필요가 있다.Therefore, in the embedding method, it is necessary to make the construction history close to the pile itself, thereby improving the use efficiency of the pile.
종래 시공방법은 직타효과를 높히기 위하여 파일길이에 대한 깊이 방향으로 굴착하여 단단한 지반에 선단을 고정하기 위한 시공방법을 택하고 있다.The conventional construction method is to excavate in the depth direction with respect to the pile length in order to enhance the direct stroke effect is to choose a construction method for fixing the tip on a solid ground.
그러나, 지하 깊은 곳으로 내려가도록 시공성이나 경제성에 있어 대단히 불리한 경합을 지니고 있었다.However, there was a very unfavorable competition in terms of constructability and economic feasibility to go deep underground.
또한, 먼저 스크류 오거의 작업을 선행하는 경우 지반조직을 손상시켜 지지력을 낮추는 결과를 초래하고 있었다.In addition, when the screw auger works first, the ground tissue was damaged, resulting in lower bearing capacity.
상기한 바와 같이 이루어지는 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 구조물의 하중을 지지하게 하는 파일 시공시 파일내력에 대한 안정성, 시공성 및 경제성을 확보할 수 있도록 행하여지는 경타시 타격에너지를 저면에 집중해 확장시킴으로서 항상 제곱에 비례하여 증가하는 선단지지력의 효과를 극대화시키면서 적은 에너지로 항타 효과를 크게 함과 아울러 파일의 매입측 선단부 파일의 직경보다 파일 헤드를 확장시킴으로서 파일의 선단 지지력을 증가시키는 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재를 제공하는데 있다. In order to solve the problems of the prior art made as described above, the object of the present invention is to perform a light stroke to ensure the stability, workability and economical resistance to pile strength when pile construction to support the load of the structure By concentrating and expanding the striking energy at the bottom, it maximizes the effect of tip support, which is always increased in proportion to the square, and increases the driving effect with less energy, and also extends the pile head rather than the diameter of the pile pile at the tip of the pile. It is to provide a variable expansion member of the head expandable pile to increase the bearing capacity.
이를 실현하기 위한 본 발명은The present invention for realizing this
파일의 일측단에 조립되게 일정 깊이로 형성한 보강관부와, 이 보강관부의 저면에 부착되어 굴착된 파일공의 바닥과 공벽의 토사응력에 대해 파일내력을 유지하게 파일직경보다 큰 일정 직경의 면적을 갖는 보강판을 구비하여 이루어지는 헤드확장형 파일에 있어서, Reinforcement pipe part formed to a certain depth so as to be assembled at one end of the pile, and an area of a certain diameter larger than the pile diameter to maintain pile strength against the soil stress of the bottom of the pile hole and the excavated wall attached to the bottom of the reinforcement pipe part. In the head-extension pile comprising a reinforcing plate having a,
상기 보강판 저면에 조립되어 경타시 점차적으로 미끄러져 파일공 공벽에 박히게 펼쳐져 선단지지력을 유지하게 구성되는 가변확장수단을 구비하여 이루어지는 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재를 제공하는데 있다. It is provided to the variable expansion member of the head extension pile is assembled on the bottom of the reinforcement plate and is provided with a variable expansion means configured to gradually slide and slip into the pile hole wall to maintain the tip bearing force when the beating.
상기한 가변확장수단은 보강판 저면에 사방으로 미끄러져 펼쳐지게 일정 형태로 형성되어 조립된 가변확장지지판과, 이 가변확장지지판의 중심에 경타시 외향으로 밀어내게 중심에 조립되어 하측으로 일정 길이 돌출되는 확장푸쉬부를 포함한 구성으로 이루어지는 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재를 제공하는데 있다.The variable expansion means is a variable expansion support plate is assembled and formed in a predetermined shape to slide on the bottom of the reinforcement plate in all directions, and is assembled in the center to push outwards at the center of the variable expansion support plate to protrude a certain length downward An object of the present invention is to provide a variable expansion member of a head extension pile including a configuration including an extension push unit.
상기한 가변확장수단은 보강판 저면에 확장시 파일 직경보다 확대된 직경으로 확장되게 중심에서 외향을 향해 일정 각도로 벌어지게 고정부착부로 중심측만이 부착되어 가장자리에서 자중이나 경타에 의해 펼쳐져 확장되게 이루어지는 가변확장판을 포함하여 이루어지는 헤드 확장형 파일의 가변 확장부재를 제공하는데 있다.The variable expansion means is attached to a fixed attachment part so as to be opened at a predetermined angle from the center to the outward direction so as to be expanded to a diameter larger than the pile diameter when expanded on the bottom of the reinforcement plate, and is expanded and expanded by its own weight or beating at the edge. An object of the present invention is to provide a variable expansion member of a head extension pile including a variable expansion plate.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도2는 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변확장부재를 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변확장부재를 도시한 평면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a variable expansion member applied to the head-extension pile according to the present invention, Figure 3 is a plan view showing a variable expansion member applied to the head-extension pile according to the present invention.
그리고 도4는 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변확장부재를 도시한 측단면도이고, 도5는 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변확장부재의 작용을 도시한 사시도이다.4 is a side cross-sectional view illustrating a variable expansion member applied to a head extension file according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the action of the variable extension member applied to the head extension file according to the present invention.
헤드확장형 파일의 가변 확장부재(12)는 파일(14)의 일측단에 조립되게 일정 깊이로 형성한 보강관부(16)와, 이 보강관부(16)의 저면에 부착되어 굴착된 파일공의 바닥과 공벽의 토사응력에 대해 파일내력을 유지하게 파일직경보다 큰 일정 직경의 면적을 갖는 보강판(18)을 구비하여 이루어지는 헤드확장형 파일(22)에 있어서, The variable expansion member 12 of the head extension pile is provided with a reinforcement pipe portion 16 formed to a certain depth to be assembled at one end of the pile 14, and the bottom of the pile hole attached to the bottom of the reinforcement pipe portion 16 and excavated. In the head-expanded pile (22) comprising a reinforcing plate (18) having an area of a certain diameter larger than the pile diameter so as to maintain pile strength against soil stress of the hollow wall.
상기 보강판(18) 저면에 조립되어 경타시 점차적으로 미끄러져 파일공 공벽에 박히게 펼쳐져 선단지지력을 유지하게 구성되어 이루어지고 있다. The reinforcing plate 18 is assembled to the bottom surface and gradually slips upon hitting and spreads in the pile hole wall to maintain tip support.
상기한 가변확장부재(12)는 판확장수단으로 보강판(18) 저면에 사방으로 미끄러져 펼쳐지게 일정 형태로 형성되어 조립된 가변확장지지판(24)과, 이 가변확장지지판(24)의 중심에 경타시 외향으로 밀어내게 중심에 조립되어 하측으로 일정 길이 돌출되는 확장푸쉬부(26)를 포함한 구성으로 이루어지고 있다.The variable expansion member 12 is a variable expansion support plate 24 which is formed and assembled in a predetermined shape so as to slide in all directions on the bottom surface of the reinforcement plate 18 as plate expansion means, and at the center of the variable expansion support plate 24. It is made of a configuration including an extension push part 26 is assembled in the center to push outwards at a time of the strike and protrudes a predetermined length downward.
즉, 상기 가변확장부재(12)는 낮은 깊이에서 확장하여 손상되지 않은 지반에 확대되어 박히게 되므로 시공성과 경제성, 공사기간 면에서 유리함을 가질 수 있게 하고 있다.In other words, the variable expansion member 12 is extended in a low depth to be embedded in the undamaged ground, so that it has an advantage in terms of construction and economics, construction period.
상기 가변확장부재(12)가 적용된 헤드확장파일(22)은 경타시 타격에너지를 저면 확장해 집중시킴으로서 항상 제곱에 비례하여 증가하는 선단지지력의 효과를 극대화시킬 수 있으며, 적은 에너지로 항타 효과를 크게 할 수 있다. The head extension pile 22 to which the variable expansion member 12 is applied can maximize the effect of the tip bearing force, which is always increased in proportion to the square by expanding and concentrating the hit energy at the time of the batter, and greatly increasing the driving effect with less energy. can do.
상기 확장푸쉬부(26)는 보강관부(16)의 가이드구멍(32)에 조립되게 목부(34)를 형성하고 있으며, 목부(34)의 상측에는 헤드부(36)를 하측에는 확장체(38)를 상협하광 형태로 형성하여 이루어지고 있다.The expansion push part 26 forms a neck part 34 to be assembled to the guide hole 32 of the reinforcement pipe part 16. The head part 36 is disposed on the upper side of the neck part 34, and the expansion part 38 is located on the lower part. ) Is formed in the form of reciprocal light.
상기 확장푸쉬부(26)는 보강관부(16)의 가이드구멍(32)에서 분리되지 않게 헤드부(36)를 형성하여 조립되고 있다. The expansion push part 26 is assembled by forming the head part 36 so as not to separate from the guide hole 32 of the reinforcement pipe part 16.
상기 보강판(18)에는 가변확장지지판(24)이 결합되어 슬라이드하게 가이드레일(39)을 형성하여 이루어지고 있다.Variable reinforcement support plate 24 is coupled to the reinforcing plate 18 to form a guide rail 39 to slide.
그리고 상기 가변확장지지판(24)에는 가이드레일(39)과 결합되어 이동을 용이하게 하는 가이드레일홈(40)을 형성하여 이루어지고 있다.In addition, the variable extension support plate 24 is coupled to the guide rails 39 to form a guide rail groove 40 to facilitate movement.
도6은 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재의 다른 실시예를 도시한 도면이다.6 is a view showing another embodiment of the variable expansion member applied to the head-extension pile according to the present invention.
상기한 가변확장부재(12)는 보강판(18) 저면에 확장시 파일 직경보다 확대된 직경으로 확장되게 중심에서 외향을 향해 일정 각도로 벌어지게 고정부착부(28)로 중심측만이 부착되어 가장자리에서 자중이나 경타에 의해 펼쳐져 확장되게 이루어지는 가변확장판(30)을 포함하여 이루어지고 있다.The variable expansion member 12 is attached to the bottom of the reinforcing plate 18 to be expanded to a diameter larger than the diameter of the pile when expanded, and only the center side is attached to the fixed attachment portion 28 so as to be opened at an angle from the center toward the outward. It is made to include a variable expansion plate 30 is made to expand and expand by its own weight or struck.
상기 가변확장판(30)은 일정 크기로 절단되면서 상호 겹치게 형성되어 파일의 자중이나 경타시 펼쳐져 보강판(18)의 기능을 하게 이루어지고 있다.The variable expansion plate 30 is formed to overlap each other while being cut to a predetermined size to expand when the file weight or the weight of the pile is expanded to function as the reinforcement plate 18.
상기 가변확장부재(12)에 작용되는 선단지지력은 파일공의 바닥이나 공벽으로 부터 작용되는 응력에 대한 파일의 내력으로 작용하게 되어 있다.The tip support force acting on the variable expansion member 12 acts as a proof force of the pile against the stress applied from the bottom or the wall of the pile hole.
상기 가변확장부재(12)는 파일공의 바닥으로부터 보강판(18)이 받는 지반 내력 뿐만 아니라 공벽으로부터 받는 측력에 대해서도 헤드확장형파일(22)의 선단지지력을 발휘하게 되어 있다.The variable extension member 12 is capable of exerting the tip bearing force of the head extension pile 22 not only on the ground force received by the reinforcing plate 18 from the bottom of the pile hole but also on the side force received from the hole wall.
그리고 가변확장부재(12)는 보강판(18)의 가장자리 둘레상에 일정 높이로 선단 측면에서 선단지지력을 향상하게 파일의 직경보다 큰 직경을 가변적으로 형성하게 가변확장지지판(24)과 가변확장판(30)을 장착하여 형성하여 이루어지고 있다.And the variable expansion member 12 is variable expansion support plate 24 and the variable expansion plate to variably form a diameter larger than the diameter of the pile to improve the tip support force at the tip side at a predetermined height around the edge of the reinforcing plate 18 ( 30) is made by mounting.
상기 가변확장부재(12)는 파일공 바닥 지반에 박혀 바닥의 토사를 가두게 되어 내부의 토사 응축을 증대시켜 지반 내력을 향상하므로서 파일의 선단지지력도 향상하게 되어 있다.The variable expansion member 12 is embedded in the bottom ground of the pile hole to trap the soil of the bottom to increase the internal soil condensation to improve the soil bearing capacity, thereby improving the tip bearing capacity of the pile.
상기 제시된 가변확장부재(12)는 제공되는 350, 400, 450, 500, 600 mm 등의 직경을 갖는 콘크리트 파일, PHC, 강관, H형강 그 밖의 합성관 및 나무관등의 파일에 적용되고 있다. The variable expansion member 12 described above is applied to piles, such as concrete piles, PHC, steel pipes, H-beams, other composite pipes, and wooden pipes having diameters of 350, 400, 450, 500, and 600 mm.
상기한 보강판(18)은 헤드확장형파일(22)의 아래측 단부에 파일과 일체로 성형되거나 접합수단에 의하여 결합되는 소정 두께의 판형 구조물이며, 여기에 가변확장부재(12)가 장착되고 있다.The reinforcement plate 18 is a plate-shaped structure having a predetermined thickness that is integrally formed with the pile or joined by the joining means at the lower end of the head extension pile 22, and the variable expansion member 12 is mounted thereto. .
여기서, 접합수단은 파일이 강관일 경우에는 일반적인 용접에 의하여 파일과 보강판을 접합할 수 있다. Here, the joining means may join the pile and the reinforcement plate by general welding when the pile is a steel pipe.
한편, 파일이 콘크리트 파일이나 PHC 등의 경우에는 파일 하단부를 감싸는 보강관부(16)을 더 구비하고, 이 보강관부(16)에 보강판(18)을 용접시켜 부착하고 있다.On the other hand, when a pile is a concrete pile, PHC, etc., it is further provided with the reinforcement pipe part 16 which wraps the lower end part of a pile, and the reinforcement board 18 is welded to this reinforcement pipe part 16, and is attached.
참고적으로 For reference
표1은 파일의 치수 및 역학 관계를 예시하고 있다.Table 1 illustrates the dimensions and dynamics of the pile.
[표 1]TABLE 1
표1에서 Φ350 PHC의 경우를 보면, 89 tf의 파일 자체 내력을 얻기 위해서는 선단 지지력이 58 tf가 되어야 한다. 그런데, 350 mm의 직경을 가진 기존 파일의 단면적 961.625 ㎠ 에 의해서는 58 tf의 선단 지지력을 얻을 수 없다. 따라서, 선단 지지력 58 tf을 얻기 위해서는 파일의 선단부 단면적이 1759 ㎠가 되어야 하다. 즉, 보강부의 직경이 473mm로 확장될 필요가 있다.In the case of Φ 350 PHC in Table 1, the tip bearing capacity must be 58 tf to obtain the pile capacity of 89 tf. By the way, by the cross-sectional area 961.625 cm 2 of the existing pile having a diameter of 350 mm, it is not possible to obtain a tip support force of 58 tf. Therefore, in order to obtain the tip bearing force 58 tf, the cross section of the tip of the pile must be 1759 cm 2. That is, the diameter of the reinforcement portion needs to be extended to 473 mm.
표1에서 Φ400, Φ450, Φ500 PHC의 경우, 각 파일의 직경에 상응하는 파일 자체 내력을 모두 활용하기 위해서는 선단부의 단면적이 각각 2216, 2707, 3419 ㎠로 확장되어야 하고, 이를 위하여 각 파일의 보강부 직경이 531, 587, 660mm 로 확장될 필요가 있다.In Table 1, in the case of Φ400, Φ450, and Φ500 PHC, the cross-sectional area of the tip end should be extended to 2216, 2707, 3419 ㎠, respectively, in order to utilize all pile strengths corresponding to the diameter of each pile. The diameter needs to be extended to 531, 587, 660 mm.
표2는 파일과 보강판의 치수 및 역학 관계를 예시하고 있다.Table 2 illustrates the dimensions and dynamics of piles and stiffeners.
[표 2]TABLE 2
여기서, σc=3×선단 지지력/보강판 단면.Here, sigma c = 3 x tip bearing force / reinforcing plate cross section.
표2에서 Φ350 PHC의 경우를 보면, 89 tf의 파일 자체 내력을 얻기 위해서는 선단 지지력이 58 tf을 필요로 하는 데, 350 mm의 직경을 가진 기존 파일의 단면적 961.625 ㎠ 에 의해서는 58 tf의 선단 지지력을 얻을 수 없다. 따라서, 선단 지지력 58 tf을 얻기 위하여 파일의 선단부 단면적을 넓혀야 한다. 표2에서, 보강판의 단면적이 1759 ㎠, 직경이 473mm 로 되어 있고, 보강판의 두께(t)는 10.8mm로 선택되어 있다.In the case of Φ350 PHC in Table 2, the tip bearing capacity is 58 tf to obtain 89 tf pile internal strength.The tip bearing capacity of 58 tf is obtained by the cross section 961.625 ㎠ of the existing pile with a diameter of 350 mm. Can't get it. Therefore, the cross-sectional area of the tip of the pile must be widened to obtain 58 tf of tip bearing capacity. In Table 2, the cross-sectional area of the reinforcing plate is 1759 cm 2 and the diameter is 473 mm, and the thickness t of the reinforcing plate is selected to be 10.8 mm.
표2에서 Φ400, Φ450, Φ500 PHC의 경우, 각 파일의 직경에 상응하는 파일 자체 내력을 모두 활용하기 위해서, 보강판의 단면적이 각각 2216, 2707, 3419 ㎠로 확장되어 있고, 각 경우의 보강판 직경은 531, 587, 660mm 로 확장되어 있다. 표2에서 알 수 있듯이, 보강판의 두께는 보강판의 돌출길이가 커질수록 두껍게 형성된다.In Table 2, in the case of Φ400, Φ450, and Φ500 PHC, the cross-sectional area of the reinforcement plate is extended to 2216, 2707, 3419 cm2, respectively, in order to utilize all pile strengths corresponding to the diameter of each pile. The diameters are expanded to 531, 587 and 660 mm. As can be seen from Table 2, the thickness of the reinforcement plate is formed thicker as the protrusion length of the reinforcement plate is larger.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 파일공내에 매입된 헤드확장형파일(22)의 가변확장부재(12)의 작용을 설명하면, Referring to the operation of the variable expansion member 12 of the head-extension pile 22 embedded in the pile hole, the operation of the present invention made as described above,
상기 가변확장부재(12)는 파일공내에서 보강판(18)의 저면에 선단지지력을 향상하게 슬라이딩 구조로 가변 확장지지판(24)이 조립되고 있으며, 중심에 확장푸쉬부(26)를 두고 있는 헤드확장형 파일(22)의 파일공에 관입하게 된다.The variable expansion member 12 is a variable expansion support plate 24 is assembled with a sliding structure to improve the tip support force on the bottom surface of the reinforcement plate 18 in the pile hole, the head having the expansion push portion 26 in the center It penetrates into the pile hole of the extended type | mold 22.
이후 헤드확장형파일(22)을 경타하게 되면 가장 최하단에서 먼저 지반에 지지되는 확장푸쉬부(26)는 외경의 확대부분이 상승하게 되므로서 접촉 상태인 각각의 가변 확장지지판(24)을 외측으로 밀어내게 된다.Then, when the head extension type 22 is struck, the extended push part 26 supported on the ground at the lowest end first pushes out each variable expansion support plate 24 which is in contact with the enlarged portion of the outer diameter. To me.
이렇게 헤드확장형 파일(22)의 하단에서 가변확장지지판(24)을 외측으로 확장됨에 따라 그 선단은 파일공의 공벽을 파고 들어가 박히게 되어 지반의 내력에 대한 파일의 선단지지력을 확보하게 된다.As the variable extension support plate 24 is extended outward from the lower end of the head extension pile 22, the tip end of the pile hole penetrates the hollow wall of the pile hole to secure the tip support force of the pile against the ground strength.
또, 헤드확장형 파일(22)의 하단에 일정 각도 외측을 향해 벌어진 가변확장판(30)을 채용하고 있는 경우를 설명하면, 파일공에 관입되어 바닥지반에 가변확장판(30)의 끝선단이 먼저 닿게 된다.In addition, the case where the variable expansion plate 30 is opened at the lower end of the head extension pile 22 toward a predetermined angle outward will be introduced into the pile hole so that the end of the variable expansion plate 30 reaches the bottom ground first. do.
이에 따라 헤드확장형 파일(22)의 가변확장판(30)은 자중이나 경타에 의해 겹쳐던 부분이 펼쳐지면서 보강관부(16)의 저면에 밀착되어 보강판의 기능을 수행하게 된다.Accordingly, the variable expansion plate 30 of the head extension pile 22 is in close contact with the bottom surface of the reinforcement pipe part 16 while the overlapped portion is unfolded by its own weight or beating to perform the function of the reinforcement plate.
상기한 바와 같이 가변확장판(30)은 보강판(18)의 저면에 벌어짐 각도를 유지하지 못하고 수평자세를 가지게 되므로서 가변확장판(30)의 끝 선단은 파일공내 공벽을 파고 들어 지반의 내력에 대한 파일의 선단지지력을 확보하게 된다.As described above, the variable expansion plate 30 has a horizontal posture without maintaining the opening angle at the bottom of the reinforcing plate 18, so that the end of the variable expansion plate 30 is dug into the hollow wall in the pile hole, so that The tip support of the pile is secured.
즉, 상기한 가변 확장지지판(24)이나 가변확장판(30)이 자중이나 경타에 의해 파일공의 공벽에 박히게 되므로서 지반의 토사를 가두게 되는 작용을 하므로서 토사의 응축 압력을 증대시킴은 물론 지반내력의 향상과 이에 대한 파일의 선단지지력도 향상하게 된다.That is, the variable expansion support plate 24 or the variable expansion plate 30 is embedded in the hollow wall of the pile hole by its own weight or beating, thereby confining the soil soil, thereby increasing the condensation pressure of the soil. The improvement of the strength and the tip bearing capacity of the pile are also improved.
상기 본 발명인 헤드확장형 파일을 사용하는 모든 강관, 콘크리트관, 합성수지관, 목관등 적용될 수 있는 선단측면보강수단의 기술적 사상 범위내에서 변형이나 변경은 본 발명의 권리범위에 속하는 것이며, 따라서 본 발명의 권리를 침해하는 것이다.Within the technical scope of the front end side reinforcing means that can be applied to all steel pipes, concrete pipes, synthetic resin pipes, wood pipes and the like using the head extension type of the present invention is within the scope of the present invention, and thus It is a violation of rights.
본 발명에 의하면, 매입 공법에 사용되는 파일의 무게나 부피에 영향을 주지 않으면서도 파일의 시공 내력을 파일 자체 내력까지 끌어 올림으로써 시공에서 사용되는 파일의 수를 줄일 수 있는 보강판의 저면에 판확장수단을 부가하므로 파일의 사용 효율성 및 경제성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the plate on the bottom of the reinforcement plate that can reduce the number of piles used in construction by pulling up the construction strength of the pile to the pile itself without affecting the weight or volume of the pile used in the embedding method By adding an extension means, the use efficiency and economics of the file can be greatly improved.
또한, 기존 파일에 보강부 또는 보강판을 결합하여 사용하면서 그 저면에 판확장수단을 부가하여 파일공 지반의 공벽에 박히게 하므로서 선단지지력을 극대화시킨 효과를 가지므로 기존 파일의 활용도를 크게 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, by using a reinforcement part or reinforcement plate in combination with the existing pile, by adding a plate expansion means to the bottom of the pile to be nailed to the hollow wall of the pile ground, it has the effect of maximizing the end support capacity can greatly increase the utilization of the existing pile It works.
또, 파일업체에서 시공되는 파일 내력에 비해 지반이나 시공성에 의해 결정되는 파일 내력중 크기가 작은 쪽으로 설계내력이 결정되어 파일 내력중 30~40%의 손실(LOSS)이 발생하나 선단측면보강수단이 적용된 보강부재를 구비한 헤드확장형 파일을 사용할 경우 현재의 시공방법으로 100%의 내력을 발휘할 수 있는 효과적인 공법이며, 이 공법을 이용하여 설계를 파일내력으로 한다. In addition, the design strength is determined to be the smaller of the pile strength determined by the ground or workability compared to the pile strength constructed by the pile company, resulting in a loss of 30-40% (LOSS) of pile strength. In case of using the head extension pile with the reinforcement member applied, it is an effective method that can show the strength of 100% by the current construction method, and the design is used as the pile strength.
이에 따라 판확장수단을 적용 설계하여 파일내력을 높힘으로서 파일의 개수를 줄여 원가절감 및 공기의 단축을 유도할 수 있으면서 적은 내력으로도 설계를 완료할 수 있어 파일의 길이가 줄어드는 효과를 기대할 수 있다.Accordingly, the design of plate expansion means is applied to increase the pile strength, which can reduce the number of piles and lead to cost reduction and shortening of air, and the design can be completed with a small load. Therefore, the pile length can be expected to be reduced. .
그리고 당초 현장에서 계획한 파일공사와 비교하여 기존과 동일한 방법으로 헤드 확장형 파일을 설치하여 적용하고 경타를 실시한 경우 50/20~10 정도에서 파일공사를 종료한 결과 설계 소요지지력을 충분히 할 수 있는 효과가 있다.Compared to the pile construction originally planned at the site, the head extension pile was installed and applied in the same way as before, and the pile construction was completed in 50/20 ~ 10. There is.
이에 따라 기존공법과 비교하여 경제성, 안전성, 시공성을 확보할 수 있는 공법이다.Accordingly, it is a construction method that can secure economic feasibility, safety and constructability compared to existing construction methods.
또, 설계내력이 시공성을 감안하여 낮은 경우 파일을 약 20~40% 줄일 수 있어 시공비등의 절감을 가져오는 효과가 있다.In addition, if the design strength is low in consideration of constructionability, the pile can be reduced by about 20 to 40%, resulting in a reduction in construction costs.
그 결과, 설계시 헤드 확장형 파일을 사용하여 설계내력을 높이는 경우 파일 개수를 약 30~40% 절감할 수 있는 엄청난 효과가 있다.As a result, when the design history is increased by using the head extension file in the design, the number of files can be reduced by about 30 to 40%.
아울러 설계시 파일캡이 작아져서 콘크리트 시멘트량 및 철근량을 약 10%~20% 정도 줄일 수 있는 효과가 있고, 이밖에도 파일 갯수가 절감된 만큼 공기를 현저히 단축할 수 있으며, 아울러 그에 따른 노동력과 인건비, 경상비, 금융비도 현저히 절감할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 토목,건설 산업상 매우 유용한 발명이다.In addition, the pile pile is reduced in design, which can reduce the amount of concrete cement and reinforcing steel by about 10% to 20%. In addition, as the number of piles is reduced, the air can be significantly reduced. It is a very useful invention for civil engineering and construction industry because it has an outstanding effect that can significantly reduce ordinary expenses and financial expenses.
도1은 일반적인 파일의 자체 내력과 시공된 파일의 시공 내력의 관계를 보여주는 파일 내력의 개념도,1 is a conceptual diagram of a file history showing a relationship between the internal strength of a general file and the construction history of a constructed file;
도2는 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a variable expansion member applied to the head-extension pile with the present invention.
도3은 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재를 도시한 평면도.Figure 3 is a plan view showing a variable expansion member applied to the head-extension pile according to the present invention.
도4는 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재를 도시한 측면도.Figure 4 is a side view showing a variable expansion member applied to the head-extension pile with the present invention.
도5는 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재의 작용을 도시한 사시도.Figure 5 is a perspective view showing the action of the variable expansion member applied to the head-extension pile with the present invention.
도6은 본 발명으로 헤드확장형 파일에 적용되는 가변 확장부재의 다른 실시예를 도시한 도면.Figure 6 is a view showing another embodiment of the variable expansion member applied to the head-extension pile according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
12:가변 확장부재 14:파일12: variable expansion member 14: pile
16:보강관부 18:보강판16: Reinforcement pipe part 18: Reinforcement board
22:헤드확장형 파일 24:가변확장지지판22: head extension file 24: variable extension support plate
26:확장푸쉬부 32:가이드구멍26: Expansion push part 32: Guide hole
36:헤드부 38:확장체36: The head part 38: Extension body
39:가이드레일 40:가이드레일홈39: guide rail 40: guide rail home
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