해외에서는 스크류 파일(Screw Pile), 헬리컬 파일(Helical Pile) 등으로 사용되고 있으며, 국내에서는 헬리컬, 스크류, 헬릭스, 로타리 파일 등으로 불려지고 있다.
“스크류 파일(Screw Pile)"은 1836년 영국 알렉산더 미첼에 의해 고안되었으며, 1838년 메플린 해변 등대에 첫 적용되었고, 1851년 브릿지포드 항구서쪽 지역의 등대기초 공사에 시공 되었다.
압축과 인장하중을 동시에 받는 파일에 적용
개별 헬리컬(D1, D2, D3)이 각각 하중 지지방식
최소 근입깊이(H1) : 헬릭스(D3) 크기 X 3배
각 헬리컬의 간격 : 헬릭스(D1, D2, D3) 크기 X 3배
주면 마찰력은 강관파일을 따라 발생하나 선단 지지력에 비해 작게 발생
굴삭기에 전용오거를 장착, 파일의 회전 및 압입력으로 근입 시공하는 공법
헬리컬 날개에 의한 선단 지지방식
슬라이드 블록key적용, 오거로 파일결합 및 회전근입 동시실행, 연속시공가능
연결부간 유격이 없고 수직도 우수, 인장 하중에 강함(시공품질 우수)
기존건물 기초보강시 코어작업 홀 이용 구기초와 파일간 머리보강 방법
코어작업-파일자천공-두부절단-그라우팅(1)-보강재조립/삽입-그라우팅(2)
압축실험 : 최대하중 1712.01kN으로 판단되며, 헬릭스 파일이 가진 최대압축 내력을 연결부가 충분히 지지할 수 있음음 확인.
휨 실험 : 최대하중은 217.05kN 이었다. 최대 하중 도달까지 연결부에서 파괴는 관찰 되지 않았으며, 이는 헬릭스 파일이 가진 최대 내력을 연결부가 충분히 지지할 수가 있음을 확인.
기본형 : 말뚝결합부가 구조체와 미끄러짐이 발생, 변형량이 증가, 탄성거동하며 최대하중 1184.6kN으로 최종파괴 됨.
확장형 : 압축변형률이 소성 거동하며 콘크리트 외부노출 소구경 강관 말뚝에 좌굴이 발생하며, 최대하중 1701.6kN으로 파괴, 실험 중단. 따라서, 기본형 보다 확장형이 약143% 높은 하중저항 성능을 보유하는 것으로 판단, 말뚝과 구기초 구조물 결합부에 적용시, 건물상부 작용하중을 말뚝으로 안전하게 전달 할 수 있다.
| 구분 | Helix Piles | Micro Piles |
| 시공성 |
소형장비(굴삭기) 장비진입 최소층고 : 2.5 단순공정(공기단축) 1일 작업가능 수량 : 350m |
소형장비(크롤러 드릴) 공정복잡(케이싱작업, 용접 등) Grouting 양생 필요 1일 작업가능 수량 : 100m |
|---|---|---|
| 안정성 |
설계하중 : 50 ~ 80ton 선단지지 + 주면마찰(압축 및 인장 |
설계하중 : 50 ~ 90ton 주면마찰 (압축 및 인장 저항) |
| 경제성 | 공기단축 및 파일소요길이 감소(공사비 절감) |
다수공정 및 파일 길이 증가(공사비 증가) |
| 환경성 |
자 천공 방식(비배토, 슬라임 無) 진동, 소음, 비산먼지 최소화(민원발생우려 無) |
배토시공(슬라임 有) 진동, 소음, 비산먼지 다량발생(민원발생우려 多) |
