KR101627410B1 - 스크류 앵커 파일 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반 천공 작업시 사용되는 스크류 앵커 파일에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일은 내부에 중공이 형성되고 외주면에 그라우팅공이 형성되는 로드부; 상기 로드부의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형상으로 형성되는 날개부; 및 저면에 토출공이 관통 형성되는 헤드와 상기 헤드의 좌·우측에 각각 결합되는 비트로 이루어져 상기 로드부의 선단에 결합되는 헤드부를 포함하여 구성되며, 상기 날개부의 폭과 상기 헤드부의 좌·우측 폭이 같은 것을 기술적 특징으로 하여 지반 천공 작업시 날개부가 손상될 염려가 없다. 또한 일체형의 헤드가 사용되어 때문에 용접 횟수를 줄일 수 있고, 이로 인해 스크류 파일 제작비용을 절감할 수 있다.

Description

스크류 앵커 파일 및 그 제조방법 {SCREW ANCHOR PILE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 스크류 앵커 파일 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 지반 천공 작업시 이용되는 스크류 앵커 파일 및 그 제조방법에 관한 것이다.

고층 건축물이나 철근 콘크리트 구조물 등을 축조할 경우에 일반적으로 그 기초를 견고히 하기 위해 PHC 파일 또는 H형 빔을 지반에 매설하는 방법으로 기초공사를 진행하고 있다. 이러한 기초공사는 건축물이나 구조물의 안전성 및 내구성에 결정적인 영향을 미치므로 정교하게 진행되어야 할 필요가 있다.

위와 같은 파일을 시공하는 방법으로 타설시공법과 굴착시공법 등이 이용되고 있다. 타설시공법은 크롤러주행 장치에 수직으로 형성된 리더의 상부에 설치된 권양로프를 이용하여 중량체인 해머를 상승시켰다 낙하시켜 파일을 타격하여 삽입시키는 방법, 콤프레셔의 압축공기를 이용하여 해머를 상승시켰다 하강시키면서 파일을 타격하여 지반에 삽입시키는 방법 등 파일을 직접 타설하는 공법이다.

굴착시공법은 파일연결부에 장착된 스크류 파일을 회전 작동시켜 지반을 굴착하여 파일공을 형성한 다음 스크류 파일을 역회전시켜 굴착된 파일공에서 빼낸 후 파일공에 파일을 삽입시키는 방법 등 지반을 굴착하여 파일공을 먼저 형성한 다음 파일공에 파일을 삽입시키는 공법이다.

최근 굴착시공법이 널리 이용되고 있고 파일을 효율적으로 시공하기 위해 스크류 파일에 대한 연구 개발이 활발 이루어지고 있다. '특허문헌 1'에 본 발명의 출원인에 의해 출원된 종래의 스크류 파일이 게재되어 있고, 도 1에는 종래의 스크류 파일이 도시되어 있다.

도 1을 참조하면 종래의 스크류 파일은 내부에 중공이 형성되고 끝단에 패쇄면이 형성되는 원통형의 로드부(1); 및 로드부(1)의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형상으로 형성되는 날개부(2)를 포함하여 구성되고, 로드부(1)의 패쇄면에 토출공이 관통 형성되며, 패쇄면(1a) 주변에 2개의 돌출편(1b)이 결합된다. 이와 같은 종래의 스크류 파일은 로드부(1)의 끝단에 패쇄면(1a)이 형성됨으로써 로드부(1) 내부 중공으로의 토사 유입을 최소화할 수 있다. 또한, 돌출편(1b)이 지반 천공시 지반에 먼저 닿아 스크류 파일과 지반 사이의 마찰을 적게 하여 초기 천공 작업이 용이하도록 한다.

그러나 종래의 스크류 파일은 2개의 돌출편(1b)이 로드부(1)에 직접 결합되어 2개의 돌출편(1b) 사이의 폭이 날개부(2)의 폭보다 좁다. 이로 인해 지반 천공 작업시 날개부(2)가 돌출편(1b)이 작업하지 않은 단단한 지반에 직접 닿으므로 날개부(2)가 파손될 수 있는 문제점이 있다.

KR 10-2012-0126702 A 2012. 12. 21.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 지반 천공 작업시 날개가 지반에 먼저 닿지 않아 날개가 파손될 염려가 없으며 제조단가를 감소시킬 수 있는 스크류 앵커 파일 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일은 내부에 중공이 형성되고 외주면에 그라우팅공이 형성되는 로드부; 상기 로드부의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형상으로 형성되는 날개부; 및 저면에 토출공이 관통 형성되는 헤드와 상기 헤드의 좌·우측에 각각 결합되는 비트로 이루어져 상기 로드부의 선단에 결합되는 헤드부를 포함하여 구성되며, 상기 날개부의 폭과 상기 헤드부의 좌·우측 폭이 같은 것을 기술적 특징으로 한다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일 제조방법은 로드부 및 날개부를 제작하는 단계; 및 상기 로드부와 결합되는 헤드부를 제작하는 단계; 및 상기 로드부와 상기 헤드부를 결합하는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 헤드부를 제작하는 단계는 일체로 된 직육면체 형상의 헤드를 형성하는 단계; 상기 헤드의 중심을 관통하는 토출공을 형성하는 단계; 상기 헤드의 일면에 상기 로드부와 결합되는 결합홈을 형성하는 단계; 및 상기 헤드의 좌·우측에 플레이트 형상의 비트를 각각 용접하여 결합하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스크류 앵커 파일 및 제조방법은 날개부의 폭과 헤드부의 폭이 동일하게 형성되어 지반 천공 작업시 날개부가 손상될 염려가 없다. 또한 일체형의 헤드가 사용되어 때문에 용접 횟수를 줄일 수 있고, 이로 인해 스크류 파일 제작비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 스크류 파일
도 2는 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일의 분해 사시도
도 4은 본 발명에 따른 헤드부의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일 제조방법의 흐름도

아래에서는 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일 및 그 제조방법을 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일의 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일은 내부에 중공(11)이 형성되고 외주면에 그라우팅공(12)이 형성되는 로드부(10); 로드부(10)의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형상으로 형성되는 날개부(20); 및 로드부(10)의 선단에 결합되며 저면에 토출공(31a)이 관통 형성되는 헤드(31)와 헤드(31)의 좌·우측에 각각 결합되는 비트(33)로 이루어지는 헤드부(30)를 포함하여 구성된다.

로드부(10)는 중공(11)이 형성된 원기둥 형상의 구성요소로서, 외주면에는 그라우팅공(12)이 형성된다. 이러한 로드부(10)는 지반 천공시 로드부(10)의 단부를 통하여 물 또는 공기 등의 유체를 분출함으로써 천공 작업을 용이하게 한다.

중공(11)을 통하여 공기가 지반으로 주입되면 지반이 약화되므로 천공 작업을 더욱 원활하게 진행할 수 있고, 천공 토사를 날개부(20)로 신속하게 이동시켜 원활한 배토가 이루어질 수 있다. 이러한 중공(11)은 지반 천공 및 파일 설치시에는 물 또는 공기 등 유체의 주입 통로로 이용되고, 그라우팅시에는 그라우팅액의 주입 통로로 이용된다.

로드부(10)의 외주면에 형성되는 그라우팅공(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개로 형성될 수 있으며 그라우팅공(12)의 배치는 천공되는 지반의 재질에 따라 다양하게 변화될 수 있다.

날개부(20)는 로드부(10)의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형상으로 형성되어 로드부(10)와 함께 연동되는 구성요소이다. 날개부(20)의 회전 반경에 따라 기초의 규모가 달라지며, 날개부(20)의 폭은 요구되는 지지력 또는 천공되는 지반의 재질에 따라 조절된다.

도 4은 본 발명에 따른 헤드부의 사시도로서, 헤드부(30)는 저면에 토출공(31a)이 관통 형성되는 헤드(31); 및 헤드(31)의 좌·우측에 각각 결합되는 비트(33)를 포함하여 구성된다. 이러한 헤드부(30)는 로드부(10)의 선단에 결합되어 천공 작업시 지반에 먼저 닿아 지반을 파고 들어가는 구성요소이다.

헤드(31)는 로드부(10)의 선단에 용접되어 결합되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 로드부(10)와 결합되는 면에 결합홈(31b)이 형성될 수 있다. 로드부(10)와 결합이 용이하도록 결합홈(31b)의 테두리가 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

또한 헤드(31)에는 헤드(31)의 중심을 관통하는 토출공(31a)이 형성된다. 로드부(10)와 헤드부(30)가 결합되면, 토출공(31a)은 중공(11)과 연통되고 헤드(31)의 저면에 노출된다. 이러한 토출공(31a)을 통해 지반 천공 및 파일 설치시 물 또는 공기 등의 유체가 분사되고, 그라우팅시 그라우팅액이 분사된다.

헤드(31)에는 실질적으로 지반을 파쇄하여 스크류 파일이 지반에 쉽게 관입되도록 하는 비트(33)가 결합된다. 이러한 비트(33)는 도 4에 도시된 바와 같이 헤드의 좌·우측에 결합된다.

이와 같이 구성의 헤드부(30)는 그 폭이 날개부(20)의 폭과 동일하게 형성된다. 종래의 스크류 파일은 헤드부(30)의 폭과 날개부(20)의 폭이 보다 좁게 형성되어 지반 천공 작업시 날개부(20)가 쉽게 손상되는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일은 날개부(20)의 폭과 헤드부(30)의 폭이 동일하게 형성되어 지반 천공 작업시 날개부(20)가 손상될 염려가 없다.

날개부(20)의 폭과 헤드부(30)의 폭은 제작상 공차에 의해 약간의 차이가 발생할 수 있고, 이러한 오차 범위까지 동일범위에 포함되는 것이 타당하다.

본 발명에 따른 헤드부(30)를 실시예를 통해 구체적으로 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 일체로 형성된 헤드(31)의 좌·우측에 비트(33)가 결합될 수 있다.

일체로 형성된 헤드(31)를 사용하는 대신 로드부(10)의 선단 측면에 헤드(31)에 사용되는 모재를 덧대어 결합한 후, 결합된 모재에 비트(33)를 결합하여 날개부(20)와 헤드부(30)의 폭을 동일하게 형성할 수도 있다.

또한 로드부(10)의 선단을 막을 수 있는 정도 크기의 헤드(31)를 로드부(10)와 결합한 후, 헤드(31)에 추가적으로 모재를 덧대어 결합하고, 그 다음 비트(33)를 결합하여 날개부(20)와 헤드부(30)의 폭을 동일하게 형성할 수도 있다.

그러나 위의 두 경우에는 날개부(20)와 헤드부(30)의 폭을 동일하게 형성하고 비트(33)를 결합하기 위해 용접의 횟수가 많아지는 단점이 있다. 예를 들어 로드부(10)의 선단 좌·우측에 비트(33)가 각각 결합된다면 4번의 용접이 필요하다. 그러나 일체형의 헤드(31)를 사용하면 2번의 용접만 필요하기 때문에 용접 횟수를 줄일 수 있다. 이로 인해 스크류 파일 전체 제작비용이 절감될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 헤드부(30)는 직육면체로 형성된 헤드(31)의 좌·우측에 플레이트 형상의 비트(33)가 각각 결합되어 형성될 수 있다.

비트(33)가 결합되는 위치는 헤드(31)의 좌·우측면이 될 수도 있고, 헤드(31)의 좌·우측의 하단면이 될 수도 있다. 비트(33)가 헤드(31)의 좌·우측의 하단면에 결합되는 것보다 도 4에 도시된 바와 같이 헤드(31)의 좌·우측면에 각각 결합되는 것이 결합면적이 넓기 때문에 결합력 및 안정성이 더 높다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 직육면체로 형성된 헤드(31)의 전·후면이 로드부(10)와 결합되는 원주의 연장선을 따라 굴곡 형성될 수 있다. 이로 인해 헤드(31)에 사용되는 원재료의 양을 줄일 수 있고, 따라서 제작비용이 절감될 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일은 날개부(20)의 폭과 헤드부(30)의 폭이 동일하게 형성되어 지반 천공 작업시 날개부(20)가 손상될 염려가 없고, 일체형의 헤드(31)가 사용됨으로써 제작비용을 절감할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일 제조방법의 흐름도이다. 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 스크류 앵커 파일 제조방법은 로드부(10) 및 날개부(20)를 제작하는 단계(S10); 로드부(10)와 결합되는 헤드부(30)를 제작하는 단계(S20); 및 로드부(10)와 헤드부(30)를 결합하는 단계(S30)를 통하여 제작되고, 헤드부(30)를 제작하는 단계(S20)는 다음 단계를 포함하여 구성된다.

① 헤드(31)를 형성하는 단계(S21): 헤드(31)에 사용되는 모재를 일체로 된 헤드(31)를 형성한다. 예들 들어 모재를 직육면체 형상으로 가공하여 헤드(31)를 형성할 수 있다.

② 토출공(31a)을 형성하는 단계(S23): 헤드(31)의 중심을 관통하도록 토출공(31a)을 형성한다.

③ 결합홈(31b)을 형성하는 단계(S25): 헤드(31)의 일면에 로드부(10)와 결합되는 결합홈(31b)을 형성한다.

④ 비트(33)를 결합하는 단계(S27): 헤드(31)의 좌·우측에 플레이트 형상의 비트(33)를 각각 용접하여 결합한다.

10: 로드부 11: 중공
12: 그라우팅공 20: 날개부
30: 헤드부 31: 헤드
31a: 토출공 31b: 결합홈
33: 비트

Claims (4)

1. 내부에 중공(11)이 형성되고 외주면에 그라우팅공(12)이 형성되는 로드부(10);
   상기 로드부(10)의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형상으로 형성되는 날개부(20) 및
   저면에 토출공(31a)이 관통 형성되는 헤드(31)와 상기 헤드(31)의 좌·우측에 각각 결합되는 비트(33)로 이루어져 상기 로드부(10)의 선단에 결합되는 헤드부(30)를 포함하여 구성되며,
   상기 헤드(31)는 전·후측 길이인 단변이 상기 로드부(10)의 지름보다 짧고 좌·우측 길이인 장변이 상기 로드부(10)의 지름보다 긴 직육면체를 상기 로드부(10)의 원주의 외곽을 따라 상기 단변 방향으로 돌출되도록 한 형상이고,
   상기 날개부(20)의 폭과 상기 헤드부(30)의 장변의 길이가 같은 것을 특징으로 하는 스크류 앵커 파일.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 헤드(31)가 일체로 형성되고, 상기 헤드(31)의 일면에 상기 로드부(10)와 결합되는 결합홈(31b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크류 앵커 파일.
   
3. 삭제
4. 로드부(10) 및 날개부(20)를 제작하는 단계(S10);
   상기 로드부(10)와 결합되는 헤드부(30)를 제작하는 단계(S20) 및
   상기 로드부(10)와 상기 헤드부(30)를 결합하는 단계(S30)를 포함하여 구성되고,
   상기 헤드부(30)를 제작하는 단계(S20)는
   전·후측 길이인 단변이 상기 로드부(10)의 지름보다 짧고 좌·우측 길이인 장변이 상기 로드부(10)의 지름보다 긴 직육면체를 상기 로드부(10)의 원주의 외곽을 따라 상기 단변 방향으로 돌출되도록 한 형상의 헤드(31)를 형성하는 단계(S21);
   상기 헤드(31)의 중심을 관통하는 토출공(31a)을 형성하는 단계(S23);
   상기 헤드(31)의 일면에 상기 로드부(10)와 결합되는 결합홈(31b)을 형성하는 단계(S25) 및
   상기 헤드(31)의 좌·우측에 플레이트 형상의 비트(33)를 각각 용접하여 결합하는 단계(S27)를 포함하고,
   상기 날개부(20)의 폭과 상기 헤드부(30)의 장변의 길이가 같은 것을 특징으로 하는 스크류 앵커 파일 제조방법.

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