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KR101253678B1 - 말뚝 기초구조 및 그 시공방법 - Google Patents

말뚝 기초구조 및 그 시공방법 Download PDF

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KR101253678B1
KR101253678B1 KR1020100040449A KR20100040449A KR101253678B1 KR 101253678 B1 KR101253678 B1 KR 101253678B1 KR 1020100040449 A KR1020100040449 A KR 1020100040449A KR 20100040449 A KR20100040449 A KR 20100040449A KR 101253678 B1 KR101253678 B1 KR 101253678B1
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김정주
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주식회사 다모이엔씨
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Abstract

본 발명은 기초 지반의 지지력 향상과 더불어 부력에 의한 부상을 효과적으로 방지할 수 있는 말뚝 기초구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 말뚝 기초구조는, 지반 내에 일정 깊이로 형성된 제1천공부; 상기 제1천공부의 하단에서 하부로 일정 깊이로 형성된 제2천공부; 상기 제1천공부에 설치되고, 내부에 중공부가 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 중공부의 상단 및 하단은 개방되는 중공형 말뚝; 및 상기 중공형 말뚝의 중공부 및 제2천공부에 설치되고, 복수의 긴장재, 긴장재들의 하단에 구비된 정착체, 및 상기 긴장재들의 외측에 배치된 주름관을 가진 앵커;를 포함하고, 상기 제1천공부는 상기 중공형 말뚝의 길이에 대응하는 깊이로 형성되고, 상기 제1천공부의 내경은 중공형 말뚝의 외경에 대응하며, 상기 제2천공부는 상기 앵커의 정착장에 대응하는 깊이로 형성되고, 상기 제2천공부는 제1천공부 보다 작은 직경을 가지며, 상기 주름관의 상측 외주면 및 상기 중공형 말뚝의 상부 내주면 사이에는 슬리브가 개재되고, 상기 슬리브의 하단에는 외경방향으로 연장된 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지는 상기 중공형 말뚝의 내주면과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

Description

말뚝 기초구조 및 그 시공방법{PILE FOUNDATION AND METHOD FOR CONSTUCTING THE SAME}
본 발명은 말뚝 기초구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기초 지반의 지지력 향상과 더불어 부력에 의한 부상을 효과적으로 방지할 수 있는 말뚝 기초구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 구조물은 그 기초 지반이 구조물을 지지할 수 있는 충분한 지지력을 가지야 하고, 그렇지 않을 경우에는 기초 지반의 최상부 또는 심층부에서 침하가 발생하여 그 위에 세워진 구조물의 안정성에 지대한 영향을 미친다.
그러므로, 구조물을 세우기 전에 반드시 지질학적 조사 및 토질조사와 같은 적합한 제반 조사를 통해 지반의 지지력이 구조물에 의해 지반에 작용하는 중량 또는 하중을 충분히 견딜 수 있는 지를 조사할 필요가 있으며, 이러한 기초 지반의 지지력은 지반의 강도와 기초의 크기 및 기초의 근입 등에 의해 결정되는데 지반의 강도가 부족한 경우 기초의 근입을 늘이는 것이 가장 확실한 공법이다. 그러나 기초에 전달되는 하중이 대단히 큰 경우는 기초의 근입이 상당히 늘어나야 하므로 그에 따라 기초 전체를 깊게 근입하는 데는 상당한 공사비가 소요되기 때문에 말뚝공법의 도입이 필연적이 된다.
이러한 말뚝공법(pile foundation)은 토질 및 기초공학에서는 깊은 기초(deep foundation)공법으로 분류하며, 기초공법 중에서 가장 안정된 공법으로 평가하고 있다. 말뚝 공법은 강성이 큰 스틸(steel)이나 콘크리트, 목재 등을 지층 깊숙히 관입하여 매우 단단한 심층에서 기초가 지지되도록 하는 것으로 지층의 토립자 구성이 매우 중요한 고려사항이다. 즉 중간 토층에서의 말뚝의 관입이 용이하여야 하고 말뚝 선단부의 지지력이 확실하여야 한다. 그러나 하천 인접유역에서는 자갈, 호박돌층이 두껍게 퇴적되어 있는 경우가 많아 타격에 의한 말뚝의 근입이 불가능하며 모래, 자갈층은 세굴작용이 일어나므로 선단 지지층으로 사용하기는 곤란하다. 따라서 이러한 지층에서는 대구경의 우물통기초를 하거나 오거 장비 등에 의해 미리 천공하여 현장에서 콘크리트를 치는 현장말뚝(borea pile)공법 등을 사용한다.
한편, 구조물은 지하수에 의한 부력(양압력)의 영향을 받게 되고, 이러한 부력에 의해 구조물은 이동, 상승, 침하 등으로 인한 변형 또는 균열이 발생하거나 구조물 내부로 지하수가 유입되는 등 다양한 문제가 발생할 수 있다. 이러한 부력을 방지하기 위하여 기초 지반에는 부력방지용 앵커를 시공한다.
특히, 연약지반의 경우에는 기초 지반의 지지력 및 부력에 대한 저항력이 취약하므로, 지지력을 보강하기 위한 말뚝과 부력 방지를 위한 앵커를 개별적으로 시공하여 왔다.
하지만, 이러한 종래의 공법은 말뚝 및 부력방지용 앵커를 개별적으로 시공하기 위해서 복수의 천공을 개별적으로 형성하여야 함에 따라, 그 공정이 매우 복잡하고 시공비용이 많이 소요됨과 더불어 기초 지반의 교란이 심하게 발생하여 그 기초 지반의 지지력 내지 부력 방지 기능이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 기초 지반의 견고한 지지력 보강 및 부력 방지 기능을 효과적으로 구현할 수 있는 말뚝 기초구조 및 그 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 말뚝 기초구조는,
지반 내에 일정 깊이로 형성된 제1천공부;
상기 제1천공부의 하단에서 하부로 일정 깊이로 형성된 제2천공부;
상기 제1천공부에 설치되고, 내부에 중공부가 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 중공부의 상단 및 하단은 개방되는 중공형 말뚝; 및
상기 중공형 말뚝의 중공부 및 제2천공부에 설치되고, 복수의 긴장재, 긴장재들의 하단에 구비된 정착체, 및 상기 긴장재들의 외측에 배치된 주름관을 가진 앵커;를 포함하고,
상기 제1천공부는 상기 중공형 말뚝의 길이에 대응하는 깊이로 형성되고, 상기 제1천공부의 내경은 중공형 말뚝의 외경에 대응하며, 상기 제2천공부는 상기 앵커의 정착장에 대응하는 깊이로 형성되고, 상기 제2천공부는 제1천공부 보다 작은 직경을 가지며,
상기 주름관의 상측 외주면 및 상기 중공형 말뚝의 상부 내주면 사이에는 슬리브가 개재되고, 상기 슬리브의 하단에는 외경방향으로 연장된 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지는 상기 중공형 말뚝의 내주면과 접촉하고,
상기 주름관의 외측공간에는 외측 그라우트가 주입되고, 상기 주름관의 내측공간에는 내측 그라우트가 주입되며, 상기 주름관의 상측 외주면에 상부 밀봉재가 설치되고, 상기 주름관의 하측 외주면에는 하부 밀봉재가 설치되며, 상기 외측 그라우트는 상기 상부 밀봉재에 의해 밀폐되고, 상기 내측 그라우트는 상기 하부 밀봉재에 의해 밀폐됨으로써 상기 하부 밀봉재의 상부에는 긴장재들의 자유장이 조성됨과 더불어 상기 하부 밀봉재의 하부에는 긴장재들의 정착장이 조성되는 것을 특징으로 한다.
상기 중공형 말뚝의 상단에는 복수의 연결철근이 구비되고, 상기 연결철근은 "ㄱ"자 형태로 절곡되어 수직부 및 수평부로 구성되며, 상기 수직부는 중공형 말뚝의 상측 내경면에 결합되고, 상기 수평부는 상기 중공형 말뚝의 상단에서 외경방향으로 연장되며, 상기 연결철근의 수평부는 기초콘크리트층의 하부철근 및 상부 철근측에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 중공형 말뚝은 콘크리트 재질로 구성되고, 콘크리트 재질 내에는 복수의 보강재가 예비 긴장되어 길이방향으로 내장된 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 말뚝 기초구조의 시공방법은,
지반 내에 일정 깊이의 제1천공부를 형성하는 제1단계;
상기 제1천공부 내에 중공부를 가진 중공형 말뚝을 시공하는 제2단계;
상기 제1천공부의 하부에 제2천공부를 형성하는 제3단계;
상기 중공형 말뚝의 중공부 및 제2천공부 내에 복수의 긴장재, 정착체 및 주름관을 가진 앵커를 삽입한 후에 그라우트를 주입하는 제4단계; 및
상기 앵커의 주름관 상부 외주면과 상기 중공형 말뚝의 상부 내주면 사이에 슬리브를 개재한 후에 상기 지반 위에 버림콘크리트층 및 기초콘크리트층을 타설하는 제5단계;
상기 앵커의 긴장재를 긴장시키는 제6단계로 이루어지고,
상기 제5단계에서 상기 중공형 말뚝의 상단과 기초콘크리트층의 철근을 연결철근을 통해 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 제4단계에서, 상기 주름관의 상측 외주면에 상부 밀봉재가 설치되고, 상기 주름관의 하측 외주면에는 하부 밀봉재가 설치되며, 상기 주름관의 외측공간에 외측 그라우트를 주입하고, 상기 주름관의 내측공간에 내측 그라우트를 주입하며, 상기 외측 그라우트는 상기 상부 밀봉재에 의해 밀폐되고, 상기 내측 그라우트는 상기 하부 밀봉재에 의해 밀폐됨으로써 상기 하부 밀봉재의 상부에는 긴장재들의 자유장이 조성됨과 더불어 상기 하부 밀봉재의 하부에는 긴장재들의 정착장이 조성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 제1 및 제2 천공부를 단계적으로 형성한 후에 중공형 말뚝의 중공부 및 제2천공부를 통해 앵커를 시공함에 따라 앵커의 자유장에 대응하는 부분의 천공이 요구되지 않으므로, 종래기술과 같은 과도한 천공으로 인한 지반의 교란을 방지할 수 있고, 공정이 매우 간편하고 경제적인 시공이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 중공형 말뚝의 중공부 내에도 외측 그라우트가 주입됨에 따라 중공형 말뚝의 지지강성이 대폭 향상될 수 있는 장점이 있다.
그리고, 중공형 말뚝의 상측 내주면과 앵커의 주름관 상측 외주면 사이에 슬리브를 개재함으로써 앵커의 자유장 형성에 영향을 주지 않음으로써 앵커의 견고한 긴장력을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 기초구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 상세도이다.
도 3은 도 1의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 상세도이다.
도 4는 화살표 C부분을 확대하여 도시한 상세도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 말뚝 기초구조의 시공방법을 도시한 도면으로,
도 5는 제1천공부의 형성단계를 도시하고, 도 6은 중공형 말뚝을 시공하는 단계를 도시하며, 도 7은 앵커를 삽입하는 단계를 도시하고, 도 8은 앵커의 슬리브를 설치하는 단계를 도시하며, 도 9는 앵커를 긴장시키는 단계를 도시한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 기초구조를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 기초구조는 지반 내에 일정 깊이로 형성된 제1천공부(1), 제1천공부(1)의 하단에서 하부로 형성된 제2천공부(2), 제1천공부(11)에 설치된 중공형 말뚝(10), 중공형 말뚝(10)의 중공부(11) 및 제2천공부(2)에 설치된 앵커(20)를 포함한다.
제1천공부(1)는 중공형 말뚝(10)의 길이에 대응하는 깊이로 형성되고, 중공형 말뚝(10)의 외경과 유사한 내경을 가진다.
제2천공부(2)는 제1천공부(1)의 하측에서 연장되고, 제2천공부(2)는 앵커(20)의 정착장에 대응하는 길이로 형성된다. 제2천공부(2)는 제1천공부(1) 보다 작은 직경을 가진다.
중공형 말뚝(10)은 PHC말뚝(Pretensioned spun High strength Concrete pile), PC말뚝(Prestressed high-strength Concrete pile), 강관 말뚝 등과 같이 내부에 중공부(11)가 길이방향으로 길게 형성된 다양한 말뚝으로 구성되고, 중공부(11)의상단 및 하단은 개방되어 있다. 특히, 본 실시예의 중공형 말뚝(10)은 그 중심부에 중공부(11)를 가진 콘크리트 재질로 구성되고, 콘크리트 내에는 복수의 보강재(12)가 예비 긴장되어 길이방향으로 내장된 구조로 구성됨이 바람직할 것이다.
중공형 말뚝(10)의 상단에 복수의 연결철근(13)이 구비되어 있다. 특히, 연결철근(13)은 "ㄱ"자 형태로 절곡되어 수직부(13a) 및 수평부(13b)로 구성되고, 수직부(13a)는 중공형 말뚝(10)의 상측 내경면에 결합되고, 수평부(13b)는 중공형 말뚝(10)의 상단에서 외경방향으로 연장되며, 이에 연결철근(13)의 수평부(13b)들은 평면상에서 방사상 구조로 연장된다. 연결철근(13)의 수평부(13b)는 기초콘크리트층(4)의 하부철근(4a) 및 상부 철근(4b)측에 연결되고, 이에 기초콘크리트층(4)이 타설되면, 연결철근(13)을 통해 중공형 말뚝(10)은 기초콘크리트층(4)에 견고하게 연결된다.
앵커(20)는 복수의 긴장재(21), 긴장재(21)들의 하단에 구비된 정착체(22), 긴장재(21)들의 외측에 배치된 주름관(23)을 포함한다.
복수의 긴장재(21)는 길이방향으로 길게 연장되고, 복수의 긴장재(21)들은 복수의 테이프(21d)를 통해 서로 결속되어 있다. 긴장재(21)들은 중공형 말뚝(10)의 중공부(11) 내에서 자유장(21a)이 조성되고, 제2천공부(2)측에서 정착장(21b)이 조성되도록 구성된다. 이에 앵커(20)의 자유장(21a)에 대응하는 부분을 천공할 필요가 없으므로 그 공정이 간편하고, 경제적인 시공이 용이한 장점이 있다.
긴장재(21)들의 하단에는 콘형상의 정착체(22)가 구비되고, 긴장재(21)들의 외측에는 주름관(23)이 반경방향으로 이격되어 배치되며, 주름관(23)은 고밀도 폴리에틸렌 재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 주름관(23)은 그 외주면에 주름이 상하방향으로 형성된 구조를 통해 그라우트(31, 32)와의 접촉면적을 넓힐 수 있고, 이를 통해 주름관(23) 및 긴장재(21)들의 정착성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 주름관(23)의 상측 외주면에는 슬리브(26)가 배치되고, 상기 슬리브(26)의 상측에는 지압판(27)이 설치되며, 지압판(27)의 상면에는 앵커헤드(28)가 설치되고, 앵커헤드(28) 및 긴장재(21)의 상측에는 보호캡(29)이 설치된다.
슬리브(26)는 그 하단에 외경방향으로 연장된 플랜지(26a)를 가지고, 슬리브(26)는 주름관(23)의 상부 외주면과 중공형 말뚝(10)의 상부 내주면 사이에 개재됨으로써 기초콘크리트층(4)의 콘크리트가 주름관(23)의 외주면과 접촉됨을 방지할 수 있고, 이를 통해 앵커(20)의 긴장재(21)들은 그 자유장(21a)의 조성이 영향을 받지 않게 됨으로써 긴장재(21)들에 보다 견고한 긴장력을 부여할 수 있다.
그리고, 기초콘크리트층(4)의 콘크리트 일부가 슬리브(26)의 외주면과 중공형 말뚝(10)의 내주면 사이에 채워짐으로써 슬리브(26)의 외주면과 중공형 말뚝(10) 사이에 보강 콘크리트층(4c)이 형성된다. 이를 통해 중공형 말뚝(10)은 기초콘크리트층(4b)에 보다 견고하게 연결될 수 있다.
복수의 긴장재(21)들 사이에는 하나 이상의 그라우트 호스(28)가 배치되고, 그라우트 호스(28)를 통해 그라우트가 주름관(23)의 내측 및 외측공간에 주입될 수 있다. 특히, 그라우트 호스(28)는 도 4에 도시된 바와 같이, 정착체(22)의 상부에 위치한 내측 그라우트 호스(28a) 및 정착체(22)를 관통하여 하부로 연장된 외측 그라우트 호스(28b)로 구성되고, 내측 그라우트 호스(28a)의 토출구를 통해 주름관(23)의 내측공간과 긴장재(21)들의 외주면에 내측 그라우트(31)가 주입되며, 외측 그라우트 호스(28b)의 토출구에는 토출파이프(28c)가 연결되고, 이에 외측 그라우트 호스(28b) 및 토출파이프(28c)를 통해 주름관(23)의 외측 공간으로 외측 그라우트(32)가 주입될 수 있다. 특히, 외측 그라우트(32)는 주름관(23)의 외주면과 중공형 말뚝(10)의 내주면 사이의 공간으로 외측 그라우트(32)를 주입함으로써 중공형 말뚝(10)의 지지강성을 대폭 증대시킬 수 있다.
주름관(23)의 상측 외주면에는 폴리 우레탄 재질의 상부 밀봉재(24)가 설치되고, 주름관(23)의 하측 내주면에는 하부 밀봉재(25)가 설치된다. 주름관(23)의 외측공간으로 주입되는 외측 그라우트(32)는 상부 밀봉재(24)에 의해 밀폐되고, 주름관(23)의 내측공간으로 주입되는 내측 그라우트(31)는 하부 밀봉재(25)에 의해 밀폐된다. 이에 의해, 주름관(23)의 하부 밀봉재(25) 상부 내측공간에는 내측그라우트(31)가 주입되지 않고, 주름관(23)의 하부 밀봉재(25) 하부 내측공간에는 내측그라우트(32)가 주입됨에 따라, 긴장재(21)들의 상부에는 일정길이의 자유장(21a)이 조성됨과 더불어 긴장재(21)들의 하부에는 일정길이의 정착장(21b)이 조성된다.
특히, 하부 밀봉재(25)는 제1천공부(1)와 제2천공부(2)가 서로 만나는 지점에 위치함이 바람직할 것이다.
그리고, 주름관(23)의 하부 밀봉재(25) 하부 내측공간에 위치하는 긴장재(21)들의 하단부는 내측그라우트(31)와 정착을 보다 견고하게 하도록 비피복됨이 바람직할 것이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 기초 시공방법을 도시한 공정도이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 지반 내에 오거 등을 통해 일정 깊이의 제1천공부(1)를 형성하고, 이때 제1천공부(1)의 깊이는 중공형 말뚝(10)의 길이에 대응하도록 형성된다.
그런 다음, 도 6과 같이 지반의 제1천공부(1)에는 중공형 말뚝(10)을 삽입하고, 중공형 말뚝(10)은 PHC말뚝(Pretensioned spun High strength Concrete pile), PC말뚝(Prestressed high-strength Concrete pile), 강관 말뚝 등과 같이 내부에 중공부(11)가 길이방향으로 길게 형성된 다양한 말뚝으로 구성되고, 중공부(11)의상단 및 하단은 개방되어 있다. 특히, 본 실시예의 중공형 말뚝(10)은 그 중심부에 중공부(11)를 가진 콘크리트 재질로 구성되고, 콘크리트 내에는 복수의 보강재(12)가 예비 긴장되어 길이방향으로 내장된 구조로 구성됨이 바람직할 것이다. 그리고, 중공형 말뚝(10)의 하단에는 테이퍼부(14)가 형성되어 중공형 말뚝(10)이 제1천공부(1) 내에 보다 용이하게 삽입될 수 있다.
또한, 중공형 말뚝(10)의 상단에 복수의 연결철근(13)이 구비되어 있다. 특히, 연결철근(13)은 "ㄱ"자 형태로 절곡되어 수직부(13a) 및 수평부(13b)로 구성되고, 수직부(13a)는 중공형 말뚝(10)의 상측 내경면에 결합되고, 수평부(13b)는 중공형 말뚝(10)의 상단에서 외경방향으로 연장되며, 이에 연결철근(10)의 수평부(13b)들은 평면상에서 방사상 구조로 연장된다.
그 후에, 도 7과 같이 제1천공부(1)의 하단에서 크롤라 드릴을 사용하여 하부방향으로 일정 깊이의 제2천공부(2)를 형성하고, 제2천공부(2)의 깊이는 앵커(20)의 정착장(정착길이)에 대응하도록 형성되며, 제2천공부(2)는 제1천공부(1) 보다 작은 직경을 가진다.
이렇게 제2천공부(2)를 형성한 후에 도 8과 같이 중공형 말뚝(10)의 중공부(11) 및 제2천공부(2) 내로 앵커(20)를 삽입한다. 앵커(20)가 삽입된 후에, 앵커(20)의 그라우트 호스(28)를 통해 내측그라우트(31) 및 외측그라우트(32)를 앵커(20)의 하부로부터 상부까지 주입한다.
이어서, 도 8과 같이 앵커(20)의 주름관(23)의 상부 외주면 및 중공형 말뚝(10)의 상부 내주면 사이에 슬리브(26)를 위치시킨다. 슬리브(26)의 하단에는 플랜지(26a)가 구비되고, 이 플랜지(26a)의 외주면은 중공형 말뚝(10)의 내주면과 접촉한다. 이 슬리브(26)에 의해 기초콘크리트층(4)의 콘크리트가 주름관(23)의 외주면과 접촉됨을 방지할 수 있고, 이를 통해 앵커(20)의 긴장재(21)들은 그 자유장(21a)의 조성이 영향을 받지 않게 됨으로써 긴장재(21)들에 보다 견고한 긴장력을 부여할 수 있다.
그 후에, 도 9와 같이 지반의 상면에 버림콘크리트층(3)를 타설한 후에 버림콘크리트층(3) 위에 기초콘크리트층(4)의 하부철근(4a) 및 상부철근(4b)을 배근하고, 기초콘크리트층(4)의 하부철근(4a) 및 상부철근(4b)에 연결철근(13)의 수평부(13b)를 연결시킨 후에 콘크리트를 타설한다. 특히, 기초콘크리트층(4)의 콘크리트 일부가 슬리브(26)의 외주면과 중공형 말뚝(10)의 내주면 사이에 채워짐으로써 슬리브(26)의 외주면과 중공형 말뚝(10) 사이에 보강 콘크리트층(4c)이 형성된다. 이와 같이 중공형 말뚝(10)의 상측 내부공간에는 보강 콘크리트층(4c)이 형성됨과 더불어 중공형 말뚝(10)이 연결철근(13)을 통해 기초콘크리트(4)의 철근(4a, 4b)들과 견고하게 결합됨으로써 중공형 말뚝(10)의 지지력이 대폭 보강될 수 있다.
그 후에, 앵커(20)의 상부측에 지압판(27a), 앵커헤드(27b)를 설치한 후에 앵커(20)의 긴장재(21)들을 상단에서 외측으로 당겨줌으로써 길이방향으로 긴장시키고, 긴장재(21)의 상단 및 앵커헤드(27b)를 보호캡(28c)으로 커버한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 제1 및 제2 천공부(1, 2)를 단계적으로 형성한 후에 중공형 말뚝(10)의 중공부(11) 및 제2천공부(2)를 통해 앵커(20)를 시공함에 따라 앵커(20)의 자유장(21a)에 대응하는 부분의 천공이 요구되지 않으므로, 종래기술과 같은 과도한 천공으로 인한 지반의 교란을 방지할 수 있고, 공정이 매우 간편하고 경제적인 시공이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 중공형 말뚝(10)의 중공부(11) 내에도 외측 그라우트(32)가 주입됨에 따라 중공형 말뚝(10)의 지지강성이 대폭 향상될 수 있는 장점이 있다.
그리고, 중공형 말뚝(10)의 상측 내주면과 앵커(20)의 주름관(23) 상측 외주면 사이에 슬리브(26)를 개재함으로써 앵커(20)의 자유장 형성에 영향을 주지 않음으로써 앵커(20)의 견고한 긴장력을 구현할 수 있는 장점이 있다.
1: 제1천공부 2: 제2천공부
3: 버림콘크리트층 4: 기초콘크리트층
10: 중공형 말뚝 11: 중공부
20: 앵커 21: 긴장재
22: 정착체 23: 주름관

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 지반 내에 일정 깊이로 형성된 제1천공부;
    상기 제1천공부의 하단에서 하부로 일정 깊이로 형성된 제2천공부;
    상기 제1천공부에 설치되고, 내부에 중공부가 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 중공부의 상단 및 하단은 개방되는 중공형 말뚝; 및
    상기 중공형 말뚝의 중공부 및 제2천공부에 설치되고, 복수의 긴장재, 긴장재들의 하단에 구비된 정착체, 및 상기 긴장재들의 외측에 배치된 주름관을 가진 앵커;를 포함하고,
    상기 제1천공부는 상기 중공형 말뚝의 길이에 대응하는 깊이로 형성되고, 상기 제1천공부의 내경은 중공형 말뚝의 외경에 대응하며, 상기 제2천공부는 상기 앵커의 정착장에 대응하는 깊이로 형성되고, 상기 제2천공부는 제1천공부 보다 작은 직경을 가지며,
    상기 주름관의 상측 외주면 및 상기 중공형 말뚝의 상부 내주면 사이에는 슬리브가 개재되고, 상기 슬리브의 하단에는 외경방향으로 연장된 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지는 상기 중공형 말뚝의 내주면과 접촉하고,
    상기 주름관의 외측공간에는 외측 그라우트가 주입되고, 상기 주름관의 내측공간에는 내측 그라우트가 주입되며, 상기 주름관의 상측 외주면에 상부 밀봉재가 설치되고, 상기 주름관의 하측 외주면에는 하부 밀봉재가 설치되며, 상기 외측 그라우트는 상기 상부 밀봉재에 의해 밀폐되고, 상기 내측 그라우트는 상기 하부 밀봉재에 의해 밀폐됨으로써 상기 하부 밀봉재의 상부에는 긴장재들의 자유장이 조성됨과 더불어 상기 하부 밀봉재의 하부에는 긴장재들의 정착장이 조성되고,
    상기 중공형 말뚝의 상단에는 복수의 연결철근이 구비되고, 상기 연결철근은 "ㄱ"자 형태로 절곡되어 수직부 및 수평부로 구성되며, 상기 수직부는 중공형 말뚝의 상측 내경면에 결합되고, 상기 수평부는 상기 중공형 말뚝의 상단에서 외경방향으로 연장되며, 상기 연결철근의 수평부는 기초콘크리트층의 하부철근 및 상부 철근측에 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝 기초구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중공형 말뚝은 콘크리트 재질로 구성되고, 콘크리트 재질 내에는 복수의 보강재가 예비 긴장되어 길이방향으로 내장된 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝 기초구조.
  4. 삭제
  5. 지반 내에 일정 깊이의 제1천공부를 형성하는 제1단계;
    상기 제1천공부 내에 중공부를 가진 중공형 말뚝을 시공하는 제2단계;
    상기 제1천공부의 하부에 상기 제1천공부보다 작은 직경을 가지는 제2천공부를 형성하는 제3단계;
    상기 중공형 말뚝의 중공부 및 상기 제2천공부 내에, 길이방향으로 길게 연장되는 복수의 긴장재들, 상기 복수의 긴장재들의 하단에 구비된 정착체 및 상기 복수의 긴장재들의 외측에 배치된 주름관을 가진 앵커를 삽입한 후에 그라우트를 주입하는 제4단계; 및
    상기 주름관의 상부 외주면과 상기 중공형 말뚝의 상부 내주면 사이에, 상기 중공형 말뚝의 내주면과 접촉하며 외경방향으로 연장되는 플랜지가 하단에 형성된 슬리브를 개재한 후에 상기 지반 위에 버림콘크리트층 및 기초콘크리트층을 타설하는 제5단계;
    상기 앵커의 긴장재를 긴장시키는 제6단계로 이루어지고,
    상기 제5단계에서 상기 중공형 말뚝의 상단과 기초콘크리트층의 철근을 연결철근을 통해 서로 연결하고,
    상기 제4단계에서, 상기 주름관의 상측 외주면에 상부 밀봉재가 설치되고, 상기 주름관의 하측 외주면에는 하부 밀봉재가 설치되며, 상기 주름관의 외측공간에 외측 그라우트를 주입하고, 상기 주름관의 내측공간에 내측 그라우트를 주입하며, 상기 외측 그라우트는 상기 상부 밀봉재에 의해 밀폐되고, 상기 내측 그라우트는 상기 하부 밀봉재에 의해 밀폐됨으로써 상기 하부 밀봉재의 상부에는 긴장재들의 자유장이 조성됨과 더불어 상기 하부 밀봉재의 하부에는 긴장재들의 정착장이 조성되는 것을 특징으로 하는 말뚝 기초구조의 시공방법.
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