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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 202020CTAP-C152056-02
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 리모델링용 헬리컬파일 연결기술 개발
총 연구기간 2019-04-19 ~ 2020-12-31
연구책임자 조광일
당해년도
참여 연구원수
4명 총 연구기간
참여 연구원수
11명
당해년도
연구비
정부 : 366,000,000 원
기업 : 123,000,000 원
계 : 489,000,000 원
총연구비 정부 : 500,000,000 원
기업 : 168,000,000 원
계 : 668,000,000 원
연구기관명 (주)택한
등록 발간번호 11-B552989-000362-01
ISBN -
주요 내용 ○ 헬리컬 파일은 선단으로부터 한 개 또는 복수의 나선형 원판이 일정한 간격으로 용접 부착된 파일로 지반으로 회전관입한 후 교란된 지반을 그라우팅하여 나선형 원판에서 하중재하 시 발현되는 선단지지력과 시공 후 압축 및 인발시 나선형 원판 사이에 있는 인접 지반에서 발현되는 주면마찰력으로 지지력을 발현함
○ 본 제안 기술은 상/하부 연결장치를 헬리컬 파일의 각 단부에 용접 부착하고 소켓팅 후 회전연결하면 회전방지 채움재가 하부로 하강하여 반대로 풀리지 않고 체결력을 확보할 수 있는 헬리컬 파일 연결장치임

[최종목표]
○ 공공주택 리모델링 기초로 사용되는 헬리컬 파일의 토크 저항성능 20% 향상 및 그라우팅 시공성 개선을 통한 설계지지력 확보 가능 연결장치 개발
- 파일기초 최소화로 전체공사비 20% 절감
■ 설정근거: 기존 pin 타입 대비 토크 저항성능을 20% 향상시켜 헬리컬 파일 회전 관입 안전성을 확보함과 동시에 시공성을 개선하여 설계지지력을 안정적으로 확보하며, 제작 단가를 낮추어 thread 타입 대비 경제성을 20% 이상 향상시키도록 함

[연구내용 및 범위]
[개발기술 범위]
○ 본 제안 기술은 상/하부 연결장치를 헬리컬 파일의 각 단부에 용접 부착하고 소켓팅 후 회전연결하면 회전방지 채움재가 하부로 하강하여 반대로 풀리지 않고 체결력을 확보할 수 있는 헬리컬 파일 연결장치 개발임
○ 연결장치의 다수의 key가 토크에 저항할 뿐만 아니라 강관의 단면적을 모두 활용할 수가 있어 시공 후 압축/인장/휨에 대해서도 파일 본체의 설계강도 이상 확보가 가능하고 내부 공간을 통한 원활한 그라우팅이 가능함
○ 헬리컬 파일의 회전관입시 pin 타입 대비 20% 이상 토크저항성능을 확보하며 시공 후 원활한 그라우팅이 가능하도록 강관 내부공간을 확보함과 동시에 thread 타입 대비 20% 이상의 경제성을 확보할 수 있는 헬리컬 파일용 최적 연결장치를 개발하고자 함

[세부 연구내용]
○ 1차년도
■ 헬리컬 파일 연결부 설계기준 정립
· 압축, 인장, 휨 요구성능 정립
■ 직경별 연결부 상세 도출
· 직경 114.3, 200mm 연결부 사양 도출
■ 구조해석 검증
· 강관&연결부 압축/인장/휨거동 유한요소해석 평가
○ 2차년도
■ 연결부 제작 프로세스 정립
· 가공방법 및 용접제작 최적화
■ 연결장치 실모델 제작
· 주물/용접/가공 최적 프로세스 정립
· 연결장치 제작단가 산출
■ 연결장치 제작성능 평가
· 연결장치&강관 최적 결합방법 도출
· 연결장치 부착 강관 제작단가 산출
■ 연결장치 체결성능 평가
· 시공장비 유압장치 어댑터 제작
· 체결 시공성(체결 속도/이력소요) 평가
■ 직경별 상세 표준화
· 114.3mm, 200mm 표준도면 개발
■ 경제성 분석
· 직경별 일위대가 산출
■ 설계 및 시공매뉴얼 개발
· 연결부 설계매뉴얼 정립
· 연결부 시공매뉴얼 정립(제작지침 포함)
■ 현장재하시험 현장 섭외
· 헬리컬파일 현장시공 및 실험가능 부지 확보
■ 현장재하시험
· 정재하 및 수평/인발 성능 평가
■ 구조성능 평가 시험
· 연결부 휨/압축/인장 시험 (기존 형식 및 신형식 비교)

[추진전략]
○ 주관연구기관(택한) 및 참여기업(티엔씨)의 특장점을 적극적으로 활용하여 연구내용을 분담하고 추진체계를 구축하였음
○ 주관연구기관(택한)은 해석 및 설계, 특수 정밀 해석 등에 특화되어 있으므로 연결장치 사양개발, 설계 매뉴얼 개발, 성능평가 등을 담당함
○ 참여기업(티엔씨)는 강구조 및 철물 제작과 시공에 특화되어 있으므로 헬리컬 파일 시제작, 시공 매뉴얼 개발 등을 담당함
색인어 한글 리모델링 헬리컬 파일 연결장치 파일기초 강관
영문 remodeling helical pile connection pile foundation steel pipe
최종보고서 02_최종보고서(보완본)_택한_헬리컬_20210215_등록번호포함.pdf
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