KR102130108B1 - 헬리컬 파일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시공 시 헬리컬 파일의 회전에 따라 파일본체와 천공헤드 사이의 상대 회전력에 의해 종래에 비해 굴착 및 회전 압입 능력을 충분히 발휘할 수 있고, 시공 중 암반을 통과하여야 하는 경우에도 시공이 가능한 헬리컬 파일에 관한 것이다.
이를 위해 헬리컬 파일은 파일본체와, 파일본체의 하단에 결합되는 천공헤드와, 천공헤드의 상방에서 파일본체의 외주면에 회전 대칭형으로 결합되는 둘 이상의 헬릭스를 포함하되, 천공헤드는 파일본체의 하단과 결합되는 승강원통부와, 승강원통부의 하단에 결합되는 원판부와, 직각삼각형 형태로 형성되어 직교하는 두 변이 각각 상변과 수직변을 이루고 빗변이 승강원통부의 외주 방향을 향하도록 원판부에 결합되는 복수의 천공날부를 포함하며, 원판부는 승강원통부의 외경보다 크고 헬릭스와 같거나 작은 외경을 갖는 헤드본체부와, 파일본체의 회전 방향에 대응하여 헤드본체부의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 기초절삭부 및 파일본체의 회전 방향에 대응하여 헤드본체부의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 기초정리부가 포함된다.

Description

헬리컬 파일{HELICAL PILE}

본 발명은 헬리컬 파일에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 시공 시 헬리컬 파일의 회전에 따라 파일본체와 천공헤드 사이의 상대 회전력에 의해 종래에 비해 굴착 및 회전 압입 능력을 충분히 발휘할 수 있고, 시공 중 암반을 통과하여야 하는 경우에도 시공이 가능한 헬리컬 파일에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물이나 토목구조물의 하중을 지지하는 기초를 시공함에 있어서 지반에 파일(pile)을 관입하게 되는데, 예로부터 파일이 타격을 가하는 타격방법과 파일에 압입력을 가하는 입입방법이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 타격방법과 압입방법은 시공시 소음과 진동에 의하여 안전상의 문제와 환경상의 문제가 지적되면서 회전압입 방식이 개발되어 사용되고 있다.

회전압입방식에서는 헬리칼 앙카 파일(helical anchor pile)이 사용된다 헬리칼 앙카 파일은 파이프 형태로 된 헬리칼 앙카 파일 본체와, 헬리칼 앙카 파일 본체의 외주면에 형성된 복수개의 헬릭스(helix)를 포함하여 구성된다.

또한, 헬리칼 앙카 파일은 오거 드릴 머신(auger drill machine)과 같은 대형 장비를 사용하지 않고, 백호우의 붐 선단에 설치한 유압회전장치에 결합하여 회전시키게 된다. 따라서, 헬리칼 앙카 파일을 회전시키기 위한 장비의 높이를 무한정 높게 할 수 없으므로, 헬리칼 앙카 파일의 길이를 3m정도로 구성하며, 필요한 관입 깊이가 헬리칼 앙카 파일의 길이보다 깊을 경우에는 헬리칼 앙카 파일의 상단에 하나 또는 그 이상의 샤프트 앙카 파일을 연결하여 관입하도록 하고 있다.

통상적인 헬리칼 앙카 파일 시공방법은 헬리칼 앙카 파일 관입 단계, 샤프트파일(헬릭스가 없는 단순 파이프 형태의 파일)의 연결 및 관입 단계, 그라우팅 단계, 두부(頭部) 정리 단계 및, 동재하시험 단계를 거치게 되며, 특성화된 유압회전장치와 백호우의 결합으로 시공이 간편하고, 일체화된 파일 시공으로 공기를 250m/day로 단축할 수 있으며, 시공품질이 우수하고, 비배토(非排土), 무소음, 무진동 공법으로 시공 안전성과 환경 개선, 시공 현장에서의 민원 및 분쟁 해소 등의 장점은 물론 연약지반 시공시 지반 교란을 최소화하며 경사각도에서도 시공이 가능하다는 장점이 있다.

그러나, 종래의 헬리칼 앙카 파일 시공 방법에서는 여러 가지 문제점이 있다

첫째, 헬리칼 앙카 파일에서 본체의 선단을 경사지게 절단하거나 하단이 첨예한 원추형 헤드를 결합하여 지반을 파고 들어가기 쉽도록 하고 있으나, 시공 과정에서 암반을 통과해야 하는 경우에는 천공이 불가능하게 되어 시공이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

둘째, 헬리칼 앙카 파일의 본체와 샤프트파일은 동일 외경의 파이프를 사용하고, 헬리칼 앙카 파일과 샤프트파일을 연결하기 위하여 헬리칼 앙카 파일 본체의 상단과 샤프트파일의 하단에 연결슬리브를 끼우고 연결슬리브와 헬리칼 앙카 파일의 본체 및 샤프트파일을 관통하는 연결핀을 끼우며, 상호 인접한 샤프트파일을 연결하기 위하여 하부의 샤프트파일 상단과 상부의 샤프트파일 하단에 연결슬리브를 끼우고 연결슬리브와 상하부의 샤프트파일을 관통하는 연결핀을 끼우는 것으로, 연결 부위가 취약하기 때문에 시공시 큰 토크(torque)가 걸리는 경우에는 헬리칼 앙카 파일과 샤프트파일의 연결 부위가 파손되어 시공이 지연되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1552139호 (발명의 명칭 : 헬리칼 앙카 파일, 2015. 09.11. 공고)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시공 시 헬리컬 파일의 회전에 따라 파일본체와 천공헤드 사이의 상대 회전력에 의해 종래에 비해 굴착 및 회전 압입 능력을 충분히 발휘할 수 있고, 시공 중 암반을 통과하여야 하는 경우에도 시공이 가능한 헬리컬 파일을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 헬리컬 파일은 원형 파이프로 이루어지는 파일본체; 상기 파일본체의 하단에 결합되는 천공헤드; 및 상기 천공헤드의 상방에서 상기 파일본체의 외주면에 회전 대칭형으로 결합되는 둘 이상의 헬릭스;를 포함한다.

여기서, 상기 천공헤드는, 상기 파일본체의 하단과 결합되는 승강원통부; 상기 승강원통부의 하단에 결합되는 원판부; 및 직각삼각형 형태로 형성되어 직교하는 두 변이 각각 상변과 수직변을 이루고 빗변이 상기 승강원통부의 외주 방향을 향하도록 배치되고, 상기 수직변이 상호 결합된 상태에서 상기 상변이 상기 원판부에 결합되도록 상기 원판부의 하면에 등각도로 결합되는 복수의 천공날부;를 포함한다.

그리고 상기 원판부는, 상기 승강원통부의 외경보다 크고 상기 헬릭스와 같거나 작은 외경을 가지고, 하나 이상의 절개부를 매개로 구획되는 헤드본체부; 상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헤드본체부의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 기초절삭부; 및 상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헤드본체부의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 기초정리부;가 포함된다.

이때, 상기 파일본체의 하단부에는, 하나 이상의 하중돌부;가 돌출 형성되고, 상기 승강원통부에는, 상기 하중돌부와 끼움 결합된 상태에서 상기 하중돌부의 이동 경로를 형성하도록 하향 경사지게 형성되는 증강나선부;가 포함된다.

여기서, 상기 증강나선부는 상기 파일본체의 회전 방향과 반대되는 방향으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 증강나선부는 상기 파일본체의 회전 방향과 동일한 방향으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 증강나선부의 경사각은, 상기 승강원통부의 길이 방향에 수직인 가상의 평면을 기준으로 30도 내지 60도를 이루도록 한다.

여기서, 상호 인접한 상기 헬릭스본체는, 상기 파일본체의 길이 방향에 수직인 가상의 평면에 배치되거나, 상기 파일본체의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치된다.

여기서, 상기 헬릭스는, 반원과 같거나 작고 1/4원과 같거나 큰 원호면을 가지며 수평으로 설치되는 헬릭스본체; 상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헬릭스본체의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 절삭날; 및 상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헬릭스본체의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 토사정리날;을 포함한다.

여기서, 상기 헬릭스본체는, 리드각이 "0"이 되도록 파일본체에 대하여 직각을 이루는 상태로 접합되어 상기 파일본체를 수직으로 세웠을 때 수평을 이루고, 상기 헬릭스본체의 하면 가장자리에는, 상기 헬릭스본체의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성되고, 상기 절삭날의 돌출 높이와 같거나 낮게 돌출되는 절삭가이드;가 포함되며, 상기 헬릭스본체의 상면 가장자리에는, 상기 헬릭스본체의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성되고, 상기 토사정리날의 돌출 높이와 같거나 낮게 돌출되는 토사가이드;가 포함된다.

여기서, 상기 절삭날은, 절삭 효율과 구조적 강도를 높이기 위하여 상면과 하면 중 적어도 상면이 곡면 형태로 만곡되어 하향 경사를 이루고, 상기 토사정리날은, 토사정리 효율과 구조적 강도를 높이기 위하여 상면과 하면 중 적어도 상면이 곡면 형태로 만곡되어 상향 경사를 이루도록 한다.

본 발명에 따른 헬리컬 파일에 따르면, 시공 시 헬리컬 파일의 회전에 따라 파일본체와 천공헤드 사이의 상대 회전력에 의해 종래에 비해 굴착 및 회전 압입 능력을 충분히 발휘할 수 있고, 시공 중 암반을 통과하여야 하는 경우에도 시공이 가능하다.

또한, 본 발명은 소형 헬리컬 파일은 물론 대형 헬리컬 파일에 적용하는 경우에도, 회전 압입하는 과정에서 발생하는 토압이 헬리컬 파일 본체에 대하여 좌굴하중으로서 작용하지 않게 하고, 헬리컬 파일을 수직으로 정확하게 회전 압입할 수 있다.

또한, 본 발명은 파일본체와 천공헤드 사이의 결합 관계를 통해 상대 운동에 따른 회전력을 추가로 부여할 수 있고, 천공 효율을 향상시키며, 지반토사가 헬리컬 파일을 안정되게 압착할 수 있다.

또한, 본 발명은 증강나선부의 경사각을 한정함에 따라 천공 효율을 최대화할 수 있고, 하중돌부가 증간나선부에서 안정되게 이동될 수 있다.

또한, 본 발명은 증강나선부의 세부 구성을 통해 파일본체와 천공헤드 사이의 끼움 결합 상태를 안정되게 유지시킬 수 있고, 파일본체에 전달되는 압입력이 천공헤드에 원활하게 전달될 수 있다.

또한, 본 발명은 원판부의 세부 구성 및 천공날부를 통해 굴착 및 회전 압입을 안정화시키고, 헬리컬 파일의 회전 압입을 부드럽게 하며, 천공헤드에 작용하는 부하를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 헬릭스본체의 배치 구조를 통해 지중에서 헬리컬 파일의 회전 압입을 안정화시키고, 헬리컬 파일의 회전 압입을 부드럽게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 절삭날 및 토사정리날을 통해 지반의 절삭을 용이하게 하고, 절삭가이드와 토사가이드를 통해 헬리컬 파일을 보다 정확하게 회전 압입할 수 있다.

또한, 본 발명은 연결헤드와 연결핀의 결합 관계를 통해 파일본체와 샤프트파일 사이의 연결 부위 또는 상호 인접한 샤프트파일 사이의 연결 부위를 견고하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일을 도시한 분해 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일에서 파일본체 및 헬릭스를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일에서 천공헤드를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일에서 승강원통부에 구비된 증강나선부의 세부 구성을 도시한 전개도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 헬리컬 파일의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일은 파일본체(10)와, 천공헤드(20)와, 헬릭스(30)를 포함하고, 연결헤드(40)를 더 포함하며, 샤프트파일(50)을 더 포함할 수 있다.

파일본체(10)는 원형 파이프로 이루어진다. 파일본체(10)의 길이는 4m로 제작할 수 있으며, 현장 사정에 따라 다른 길이로 제작할 수 있다.

파일본체(10)의 하단부에는 천공헤드(20)와의 결합을 위해 하나 이상의 하중돌부(11)가 돌출 형성된다. 하중돌부(11)는 파일본체(10)의 외주 방향을 따라 둘 이상이 등각도로 결합되는 것이 바람직하다.

파일본체(10)의 상단부에는 연결핀(60)과의 결합을 위한 본체핀공(12)이 관통 형성된다. 본체핀공(12)은 파일본체(10)의 상단부에서 길이 방향을 따라 하나 이상이 구비될 수 있다.

천공헤드(20)는 파일본체(10)의 하단에 결합된다. 천공헤드(20)에는 파일본체(10)가 승강 및 회전 가능하게 끼움 결합되도록 한다.

천공헤드(20)는 파일본체(10)의 하단과 승강 및 회전 가능하게 끼움 결합되는 승강원통부(21)와, 승강원통부(21)의 하단에 결합되는 원판부(22)와, 직각삼각형 형태로 형성되어 원판부(22)의 하단에 등각도로 결합되는 복수의 천공날부(23)를 포함할 수 있다.

승강원통부(21)는 파일본체(10)의 외경에 대응하는 내경을 가지지므로, 승강원통부(21)에서 파일본체(10)의 끼움 결합을 원활하게 할 수 있다. 승강원통부(21)는 파일본체(10)를 기준으로 상대 운동에 의해 승강 및 회전이 가능하다.

승강원통부(21)에는 증강나선부(211)가 포함될 수 있다. 증강나선부(211)는 승강원통부(21)의 내주면에 함몰 형성되어 하중돌부(11)와 끼움 결합된 상태에서 하중돌부(11)의 이동 경로를 형성하게 된다.

증강나선부(211)는 승강원통부(21)의 길이 방향에 대응하여 승강원통부(21)의 상단으로부터 함몰 형성되는 탈착승강부(212)와, 탈착승강부(212)와 연통되고 승강원통부(21)의 원주 방향으로 연장되는 수평안내부(213)와, 수평안내부(213)와 연통되고 승강원통부(21)의 길이 방향으로 연장되는 지지승강부(214)와, 지지승강부(214)와 연통되고 지지승강부(214)를 통과한 하중돌부(11)의 이동 경로를 형성하도록 하향 경사지게 연장되는 경사나선부(215)를 포함할 수 있다.

증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)는 파일본체(10)의 회전 방향과 반대되는 방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 증강나선부(211)는 하향 경사각(A)과 연동되어 동작될 수 있다. 하중돌부(11)가 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)에 완전히 나사 결합된 상태에서 파일본체(10)를 정회전시키면, 파일본체(10)와 함께 천공헤드(20)가 정회전되어 헬리컬 파일을 지중에 회전 압입할 수 있고, 헬리컬 파일이 한계 깊이까지 삽입되면, 지중에서 천공헤드(20)가 고정된다. 여기서, 헬리컬 파일을 추가로 회전시키면, 파일본체(10)와 천공헤드(20) 사이에서 하중돌부(11)가 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)로부터 나사 결합이 해제되는 형태를 나타내므로, 헬릭스(30)가 상측의 절삭토사층을 상대적으로 가압하여 지중토사가 헬리컬 파일을 더욱 가압할 수 있다.

증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)는 파일본체(10)의 회전 방향과 동일한 방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)는 하향 경사각(A)과 연동되어 동작될 수 있다.

하중돌부(11)가 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)에 일부만 나사 결합된 상태에서 파일본체(10)를 정회전시키면, 파일본체(10)와 함께 천공헤드(20)가 정회전되어 헬리컬 파일을 지중에 회전 압입할 수 있고, 헬리컬 파일이 한계 깊이까지 삽입되면, 지중에서 천공헤드(20)가 고정된다. 여기서, 헬리컬 파일을 추가로 회전시키면, 파일본체(10)와 천공헤드(20) 사이에서 하중돌부(11)가 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)에 추가로 나사 결합되는 형태를 나타내므로, 헬릭스(30)가 상측의 절삭토사층을 상대적으로 가압하여 지중토사가 헬리컬 파일을 더욱 가압할 수 있다.

여기서, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)의 하향 경사각(A)은 승강원통부(21)의 길이 방향에 수직인 가상의 평면을 기준으로 30도 내지 60도를 이루는 것이 바람직하다. 일예로, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)의 하향 경사각(A)은 30도 내지 40도를 이룰 수 있다. 다른 예로, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)의 하향 경사각(A)은 30도 내지 50도를 이룰 수 있다. 또 다른 예로, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)의 하향 경사각(A)은 40도 내지 50도를 이룰 수 있다. 또 다른 예로, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)의 하향 경사각(A)은 40도 내지 60도를 이룰 수 있다. 또 다른 예로, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)의 하향 경사각(A)은 50도 내지 60도를 이룰 수 있다.

이때, 하향 경사각(A)이 상술한 수치범위의 하한값보다 작은 경우, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)가 파일본체(10)의 회전 방향과 동일하면, 파일본체(10)가 회전될 때, 경사나선부(215)가 하중돌부(11)가 단순하게 경사나선부(215)에 나사 결합되어 파일본체(10)를 기준으로 하는 천공헤드(20)의 상대 회전 효과를 기대하기 어렵고, 승강원통부(21)에 추가적인 회전력을 부여하기 어렵게 된다. 또한, 하향 경사각(A)이 상술한 수치범위의 하한값보다 작은 경우, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)가 파일본체(10)의 회전 방향과 반대이면, 하중돌부(11)가 경사나선부(215)를 가압하는 하중이 상대적으로 커지므로, 경사나선부(215)에서 하중돌부(11)가 파손되는 문제점을 내포하고, 파일본체(10)가 회전되어도 천공헤드(20)를 회전시킬 수 없게 된다.

또한, 하향 경사각(A)이 상술한 수치범위의 상한값보다 큰 경우, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)가 파일본체(10)의 회전 방향과 동일하면, 하중돌부(11)가 경사나선부(215)를 가압하는 하중이 상대적으로 커지므로, 경사나선부(215)에서 하중돌부(11)가 파손되는 문제점을 내포하고, 파일본체(10)가 회전되어도 천공헤드(20)를 회전시킬 수 없게 된다. 또한, 하향 경사각(A)이 상술한 수치범위의 하한값보다 작은 경우, 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)가 파일본체(10)의 회전 방향과 반대이면, 하중돌부(11)가 경사나선부(215)를 가압하는 하중이 상대적으로 커지므로, 경사나선부(215)에서 하중돌부(11)가 파손되는 문제점을 내포하고, 파일본체(10)가 회전되어도 천공헤드(20)를 회전시킬 수 없게 된다.

결국, 하향 경사각(A)이 상술한 수치범위로 한정됨으로써, 파일본체(10)가 회전될 때, 하중돌부(11)와 경사나선부(215) 사이의 단순 나사 결합을 방지하여 파일본체(10)와 함께 천공헤드(20)의 승강원통부(21)가 안정되게 회전되도록 하고, 경사나선부(215)에서 하중돌부(11)에 가해지는 하중을 안정되게 분산시켜 하중돌부(11)의 파손을 방지하며, 파일본체(10)를 기준으로 하는 천공헤드(20)의 상대 회전 효과를 나타낼 수 있고, 파일본체(10)와 천공헤드 사이의 상대 회전력에 의해 헬리컬 파일을 통한 굴착 및 회전 압입 능력을 향상시킬 수 있다.

원판부(22)는 용접에 의해 승강원통부(21)의 하단에 일체로 접합할 수 있다. 원판부(22)의 외경(L2)는 승강원통부(21)의 외경보다 크고, 헬릭스(30)의 외경(L1)과 같거나 작은 외경을 가지므로, 지중에서 안정되게 회전하면서 압입될 수 있다.

원판부(22)의 외경(L2)에 따라 지반 천공시 가해지는 압력에 의해 원판부(22)가 승강원통부(21)의 내부로 밀려들어가는 것을 방지하고, 지반 천공시 가해지는 압력에 의해 원판부(22)가 회전되면서 간편하게 지반을 천공할 수 있게 된다.

원판부(22)는 승강원통부(21)의 외경보다 크고 헬릭스(30)의 외경(L1)와 같거나 작은 외경(L1)을 갖는 헤드본체부(221)와, 파일본체(10)의 회전 방향에 대응하여 헤드본체부(221)의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 기초절삭부(223)와, 파일본체(10)의 회전 방향에 대응하여 헤드본체부(221)의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 기초정리부(225)를 포함할 수 있다.

헤드본체부(221)는 리드각이 "0"으로 형성되어 승강원통부(21)에 대하여 직각을 이루는 상태로 접합되고, 승강원통부(21)를 수직으로 세웠을 때, 헤드본체부(221)가 수평을 이루도록 구성된다.

헤드본체부(221)는 하나 이상의 절개부(222)를 매개로 구획된다. 절개부(222)는 원형인 헤드본체부(221)에서 승강원통부(21)의 외측으로 돌출되는 부분에 형성되고, 헤드본체부(221)의 중심으로부터 법선 방향으로 길게 형성된다. 절개부(222)는 둘 이상이 등각도로 이격 배치될 수 있다.

기초절삭부(223)는 파일본체(10)의 회전 방향에 대응하여 헤드본체부(221)의 리딩 에지에서 하향 만곡된 형상을 나타낸다. 기초절삭부(223)는 절개부(222)와 승강원통부(21)가 만나는 지점을 기준으로 부채꼴 형태를 나타낸다. 기초절삭부(223)는 헤드본체부(221)의 리딩 에지로부터 일정 각도로 하향 경사진 평판상으로 형성할 수 있다. 기초절삭부(223)는 절삭 효율 및 구조적 강도를 높이기 위해 상하면이 모두 곡면 형태로 만곡된 형태를 이루는 것이 바람직하다. 도시되지 않았지만, 기초절삭부(223)는 후술하는 절삭인선부(321)와 같이 절삭 효율을 높이기 위하여 선단부로 갈수록 두께가 작아지도록 하고, 선단부에는 절삭면과 선접촉되도록 예리한 기초인선부(미도시)를 형성할 수 있다.

기초정리부(225)는 파일본체(10)의 회전 방향에 대응하여 헤드본체부(221)의 트레일링 에지에서 상향 만곡된 형상을 나타낸다. 기초정리부(225)는 절개부와 승가원통부가 만나는 지점을 기준으로 부채꼴 형태를 나타낸다. 기초정리부(225)는 헤드본체부의 트레일링 에지로부터 일정 각도로 상향 경사진 평판상으로 형성할 수 있다. 기초정리부(225)는 토사정리 효율과 구조적 강도를 높이기 위해 상하면이 모두 곡면 형태로 만곡된 형태를 이루는 것이 바람직하다.

기초절삭부(223)와 기초정리부(225)는 모두 헤드본체부(221)의 리딩 에지와 트레일링 에지에서 절곡 형성되는 것으로, 헤드본체부(221)에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

도시되지 않았지만, 헤드본체부(221)의 하면 가장자리에는 후술하는 절삭가이드(34)와 같이 헤드본체부(221)의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성되는 하나 이상의 절삭기초가이드(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 절삭기초가이드(미도시)의 돌출 높이는 기초절삭부(223)의 돌출 높이보다 작게 하여 절삭기초가이드(미도시)의 하단이 기초절삭부(223)의 하단보다 높은 위치에 있도록 하는 것이 바람직하다. 절삭기초가이드(미도시)는 헤드본체부(221)의 하면 가장자리에 용접에 의해 일체로 결합될 수 있다.

절삭기초가이드(미도시)는 기초절삭부(223)를 뒤따라가면서 절삭된 토사층을 원통형으로 절삭한다. 절삭기초가이드(미도시)는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일의 중심이 항상 수직을 이루도록 가이드하는 역할을 한다. 절삭기초가이드(미도시)는 헤드본체부(221)에서 절개부(222)에 의해 구획된 하나의 부분에 대응하여 하나 이상이 설치될 수 있다.

도시되지 않았지만, 헤드본체부(221)의 상면 가장자리에는 후술하는 토사가이드(35)와 같이 헤드본체부(221)의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성되는 하나 이상의 정리기초가이드(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 정리기초가이드(미도시)의 돌출 높이는 기초정리부(225)의 돌출 높이보다 작게 하여 정리기초가이드(미도시)의 상단이 기초정리부(225)의 상단보다 낮은 위치에 있도록 하는 것이 바람직하다. 정리기초가이드(미도시)는 헤드본체부(221)의 상면 가장자리에 용접에 의해 일체로 결합될 수 있다.

정리기초가이드(미도시)는 기초정리부(225)보다 앞서가면서 토사층을 절삭하여 헤드본체부(221)의 상부에 적재되는 토사층을 원통형으로 절삭한다. 그러면, 정리기초가이드(미도시)는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일의 중심이 항상 수직을 이루도록 가이드하는 역할을 한다. 정리기초가이드(미도시)는 헤드본체부(221)에서 절개부(222)에 의해 구획된 하나의 부분에 대응하여 하나 이상이 설치될 수 있다.

헤드본체부(221)의 두께를 T1이라고 할 때. 절삭기초가이드(미도시)와 정리기초가이드(미도시) 중 적어도 어느 하나의 두께 t1은 T1/2과 같거나 크고, T1과 같거나 작도록 하여 회전 압입에 따라 헤드본체부(221)에서 파손 또는 변형되는 것을 방지하고, 이에 대응하여 헤드본체부(221)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

천공날부(23)는 둘 이상이 원판부(22)의 하면에 등각도로 결합된다. 천공날부(23)는 직각삼각형 형태로써, 직교하는 두 변이 각각 상변과 수직변을 이루고 빗변이 승강원통부(21)의 외주 방향을 향하도록 배치된다. 천공날부(23)에서 수직변은 용접에 의해 상호 결합되고, 상변은 용접에 의해 원판부(22)의 하면에 결합될 수 있다.

헬릭스(30)는 둘 이상이 상호 이격되어 회전 대칭형으로 파일본체(10)에 결합된다. 헬릭스(30)는 천공헤드(20)의 상방에서 파일본체(10)의 하단으로부터 이격되어 외주면에 결합된다.

헬릭스(30)는 반원과 같거나 작고 1/4원과 같거나 큰 원호면을 가지며 수평으로 설치되는 헬릭스본체(31)와, 파일본체(10)의 회전 방향에 대응하여 헬릭스본체(31)의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 절삭날(32)과, 파일본체(10)의 회전 방향에 대응하여 헬릭스본체(31)의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 토사정리날(33)을 포함할 수 있다.

그러면, 절삭날(32)의 경사 방향은 기초절삭부(223)의 경사 방향에 대응되고, 토사정리날(33)의 경사 방향은 기초정리부(225)의 경사 방향에 대응되도록 한다.

여기서, 상호 인접한 헬릭스본체는 파일본체(10)의 길이 방향에 수직인 가상의 평면에 배치되거나, 파일본체(10)의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치됨으로써, 토사층의 절삭을 원활하게 할 수 있다.

헬릭스본체(31)는 리드각이 "0"으로 형성되어 파일본체(10)에 대하여 직각을 이루는 상태로 결합된다. 헬릭스본체(31)는 파일본체(10)를 수직으로 세웠을 때, 헬릭스본체(31)가 수평을 이루도록 구성할 수 있다.

절삭날(32)은 헬릭스본체(31)의 리딩 에지로부터 일정 각도로 하향 경사진 평판상으로 형성할 수 있다. 절삭날(32)은 절삭 효율과 구조적 강도를 높이기 위하여 상면과 하면 중 적어도 상면이 곡면 형태로 만곡되어 하향 경사를 이루는 것이 바람직하다.

절삭날(32)은 절삭 효율을 높이기 위하여 선단부로 갈수록 두께가 작아지도록 하고, 선단부에는 절삭면과 선접촉되도록 예리한 절삭인선부(321)를 형성하는 것이 바람직하다.

토사정리날(33)은 헬릭스본체(31)의 트레일링 에지로부터 일정 각도로 상향 경사진 평판상으로 형성할 수 있다. 토사정리날(33)은 토사정리 효율과 구조적 강도를 높이기 위하여 상면과 하면 중 적어도 상면이 곡면 형태로 만곡되어 상향 경사를 이루는 것이 바람직하다.

절삭날(32)과 토사정리날(33)은 각각 헬릭스본체(31)의 리딩 에지와 트레일링 에지에 일체로 형성하거나, 용접에 의하여 일체로 접합할 수 있다.

헬릭스본체(31)의 하면 가장자리에는 하나 이상의 절삭가이드(34)가 포함될 수 있다. 절삭가이드(34)는 헬릭스본체(31)의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성된다. 절삭가이드(34)는 절삭날(32)의 돌출 높이와 같거나 낮게 돌출되도록 한다. 절삭가이드(34)의 돌출 높이는 절삭날(32)의 돌출 높이와 같거나 낮게 하여 절삭가이드(34)의 하단이 절삭날(32)의 하단보다 높은 위치에 있도록 하는 것이 바람직하다. 절삭가이드(34)는 헬릭스본체(31)의 하면 가장자리에 용접에 의해 일체로 결합될 수 있다.

절삭가이드(34)는 절삭날(32)을 뒤따라가면서 절삭된 토사층을 원통형으로 절삭한다. 절삭가이드(34)는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일의 중심이 항상 수직을 이루도록 가이드하는 역할을 한다. 절삭가이드(34)는 하나의 헬릭스본체(31)에서 하나 이상이 설치될 수 있다.

헬릭스본체(31)의 상면 가장자리에는 하나 이상의 토사가이드(35)가 포함될 수 있다. 토사가이드(35)는 헬릭스본체(31)의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성된다. 토사가이드(35)는 토사정리날(33)의 돌출 높이와 같거나 낮게 돌출되도록 한다. 토사가이드(35)의 돌출 높이는 토사정리날(33)의 돌출 높이와 같거나 낮게 하여 토사가이드(35)의 상단이 토사정리날(33)의 상단보다 낮은 위치에 있도록 하는 것이 바람직하다. 토사가이드(35)는 헬릭스본체(31)의 상면 가장자리에 용접에 의해 일체로 결합될 수 있다.

토사가이드(35)는 토사정리날(33)보다 앞서가면서 토사층을 절삭하여 헬릭스본체(31)의 상부에 적재되는 토사층을 원통형으로 절삭한다. 그러면, 토사가이드(35)는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일의 중심이 항상 수직을 이루도록 가이드하는 역할을 한다. 토사가이드(35)는 헬릭스본체(31)에서 하나 이상이 설치될 수 있다.

헬릭스본체(31)의 두께를 T2라고 할 때. 절삭가이드(34)와 토사가이드(35) 중 적어도 어느 하나의 두께 t2는 T2/2와 같거나 크고, T2와 같거나 작도록 하여 회전 압입에 따라 헬릭스본체(31)에서 파손 또는 변형되는 것을 방지하고, 이에 대응하여 헬릭스본체(31)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

연결헤드(40)는 파일본체(10)의 상단에 결합된다. 연결헤드(40)는 백호우의 붐에 장착되는 유압회전장치(미도시) 또는 샤프트파일(50)을 연결할 수 있다. 연결헤드(40)에는 연결핀(60)과의 결합을 위한 헤드핀공(41)이 관통 형성될 수 있다. 헤드핀공(41)은 연결헤드(40)의 길이 방향을 따라 하나 이상이 구비될 수 있다. 헤드핀공(41)은 연결헤드(40)의 길이 방향 중앙 부분을 기준으로 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.

연결헤드(40)에 파일본체(10)의 단부가 삽입되는 경우, 헤드핀공(41)과 본체핀공(12)이 1:1로 연통되도록 하여 연결핀(60)과의 결합을 간편하게 할 수 있다.

연결헤드(40)는 파일본체(10)의 외경에 대응하는 내경을 가지는 원형 파이프로 구성될 수 있다.

샤프트파일(50)은 파일본체(10)와 실질적으로 동일한 외경을 갖는다. 샤프트파일(50)의 하단부에는 연결핀(60)과의 결합을 위한 연결핀공(51)이 관통 형성될 수 있다. 연결핀공(51)은 샤프트파일(50)의 길이 방향을 따라 하단부에서 하나 이상이 구비될 수 있다. 샤프트파일(50)의 하단부와 연결헤드(40)가 끼움 결합되면, 연결헤드(40)에 구비된 헤드핀공(41)과 샤프트파일(50)에 구비된 연결핀공(51)이 1:1로 연통되도록 하여 연결핀(60)과의 결합을 간편하게 할 수 있다.

샤프트파일(50)의 상단부에도 연결핀공(51)이 관통 형성될 수 있고, 상술한 연결헤드(40)를 추가로 결합할 수 있으며, 추가로 설치된 연결헤드(40)에 백호우의 붐에 장착되는 유압회전장치(미도시) 또는 추가적인 샤프트파일(50)을 연결할 수 있다.

연결핀(60)은 상호 연통되는 본체핀공(12)과 헤드핀공(41)에 결합되어 상호 끼움 결합된 파일본체(10)와 연결헤드(40)를 결합 고정시킬 수 있다. 또한, 연결핀(60)은 상호 연통되는 헤드핀공(41)과 연결핀공(51)에 결합되어 상호 끼움 결합된 연결헤드(40)와 샤프트파일(50)을 결합 고정시킬 수 있다. 또한, 연결핀(60)은 상호 연통되는 헤드핀공(41)과 유압회전장치(미도시)의 결합공에 결합되어 상호 끼움 결합된 연결헤드(40)와 유압회전장치(미도시)를 결합 고정시킬 수 있다. 또한, 연결핀(60)은 상호 연통되는 본체핀공(12)과 유압회전장치(미도시)의 결합공에 결합되어 상호 끼움 결합된 파일본체(10)와 유압회전장치(미도시)를 결합 고정시킬 수 있다. 또한, 연결핀(60)은 상호 연통되는 연결핀공(51)과 유압회전장치(미도시)의 결합공에 결합되어 상호 끼움 결합된 샤프트파일(50)과 유압회전장치(미도시)를 결합 고정시킬 수 있다.

연결핀(60)은 상호 끼움 결합된 두 부재의 외주면 일측에 지지된 상태에서 상호 연통된 두 구멍을 통과하는 연결볼트(61)와, 상호 끼움 결합된 두 부재의 외주면 타측으로 돌출된 연결볼트(61)의 돌출단부에 체결되는 연결너트(62)를 포함할 수 있다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 파일을 이용한 회전 압입 방법에 대하여 설명한다.

파일본체(10)의 하단부에 형성된 하중돌부(11)를 증강나선부(211)의 지지승강부(214)까지 삽입하여 파일본체(10)에 천공헤드(20)를 결합한다. 또한, 파일본체(10)의 상단에 연결헤드(40)를 결합하고, 연결핀(60)을 매개로 연결헤드(40)와 유압회전장치(미도시)를 연결한다. 파일본체(10)의 상단에 연결핀(60)을 매개로 유압회전장치(미도시)를 직접 연결할 수 있다.

그리고 백호우의 붐을 조정하여 파일본체(10)의 하단에 결합된 천공헤드(20)의 천공날부(23)가 지반에 닿도록 한다.

기초절삭부(223)의 경사 및 절삭날(32)의 경사에 대응하여 유압회전장치(미도시)를 가동시키면, 파일본체(10), 천공헤드(20) 및 헬릭스(30)로 이루어지는 헬리컬 파일 전체가 회전하게 된다. 이때, 하중돌부(11)는 증강나선부(211)의 수평안내부(213)와 지지승강부(214)와 경사나선부(215) 중 어느 하나에 지지된 상태를 이루므로, 헬리컬 파일 전체의 회전을 원활하게 할 수 있다.

헬리컬 파일이 회전함에 따라 가장 먼저 천공헤드(20)의 천공날부(23)가 지반을 천공하게 된다. 이때, 복수개의 천공날부(23)는 원판부의 하면에 결합되는 구조로 구성되므로, 천공날부(23)의 하단과 빗변이 지반을 천공하게 되며, 천공의 직진성을 유지할 수 있게 되고, 연약 지반과 강성 지반은 물론 암반도 천공할 수 있게 된다.

천공날부(23)에 의한 지반 천공이 진행됨에 따라 원판부(22)의 기초절삭부(223)가 지면에 닿게 되면, 기초절삭부(223)의 기초인선부(미도시)에 의한 절삭이 이루어지게 된다. 이때, 원판부(22)는 승강원통부(21)에 대하여 직각을 이루도록 결합되고, 파일본체(10)와 승강원통부(21)가 일직선으로 연결되므로, 유압회전장치(미도시)에 연결된 파일본체(10)를 수직으로 유지시키면, 원판부(22)는 수평을 유지하면서 회전하게 되며, 절삭 과정에서 발생하는 토압이 파일본체(10)에 대한 좌굴부하로서 작용하지 않게 되어 헬리컬 파일을 지반에 대하여 정확하게 수직으로 관입할 수 있게 된다.

또한, 원판부(22)에 의한 지반 천공이 진행됨에 따라 헬릭스(30)의 절삭날(32)이 지면에 닿게 되면 절삭날(32)의 절삭인선부(321)에 의한 절삭이 이루어지게 된다. 이때, 헬릭스(30)는 파일본체(10)에 대하여 직각을 이루도록 결합되므로, 유압회전장치(미도시)에 연결된 파일본체(10)를 수직으로 유지시키면, 헬릭스(30)는 수평을 유지하면서 회전하게 되며, 절삭 과정에서 발생하는 토압이 파일본체(10)에 대한 좌굴부하로서 작용하지 않게 되어 헬리컬 파일을 지반에 대하여 정확하게 수직으로 관입할 수 있게 된다.

또한, 좌굴부하가 발생하지 않는 만큼 유압회전장치(미도시)로부터 파일본체(10)를 통해 헬릭스본체(31)에 전달되는 과정에서 토크에 손실없이 100% 전달되어 동력 손실이 없고, 지반 절삭 및 관입 효율이 향상되고, 연약 지반과 강성 지반은 물론 암반도 절삭 및 관입이 가능하게 된다.

또한, 유압회전장치(미도시)가 지면을 향해 파일본체(10)를 가압하는 경우, 하중돌부(11)는 증강나선부(211)의 경사나선부(215)를 따라 하강하면서 파일본체(10)에 대하여 천공헤드(20)를 더 회전시킬 수 있으므로, 지반의 절삭 및 관입 효율이 더욱 향상되고, 유압회전장치(미도시)에서 전달되는 회전력을 줄이는 효과를 나타낼 수 있다.

이 과정에서 기초정리부(225)는 기초절삭부(223)에 의해 절삭된 지반토사를 상방으로 밀쳐 올리는 작용을 하게 되고, 토사정리날(33)은 절삭날(32)에 의해 지반토사를 상방으로 밀쳐 올리는 작용을 하게 되어 헤드본체부(221)와 기초절삭부(223)에 작용하는 절삭토사의 부하 및 헬릭스본체(31)와 절삭날(32)에 작용하는 절삭토사의 부하를 최소화할 수 있게 되고, 토크의 손실을 더욱 최소화할 수 있게 된다.

한편, 절삭기초가이드(미도시)가 기초절삭부(223)에 의해 절삭된 지반토사를 원통형으로 재차 절삭하게 되고, 정리기초가이드(미도시)가 절삭된 지반토사를 원통형으로 재차 절삭하게 되므로, 헬리컬 파일의 직진성을 높일 수 있다. 마찬가지로, 절삭가이드(34)가 절삭날(32)에 의하여 절삭된 지반토사를 원통형으로 재차 절삭하게 되고, 토사가이드(35)가 절삭된 지반토사를 원통형으로 재차 절삭하게 되므로, 헬리컬 파일의 직진성을 높일 수 있다. 따라서, 헬리컬 파일의 수직 관입을 원활하게 할 수 있다.

파일본체(10)의 상단 부분까지 관입이 이루어지면, 유압회전장치(미도시)를 정지시키고, 파일본체(10)로부터 유압회전장치(미도시)를 분리한 다음, 연결헤드(40)를 매개로 파일본체(10)의 상단 부분에 샤프트파일(50)을 추가로 연결한다. 그리고 샤프트파일(50)에 유압회전장치(미도시)를 직접 연결하거나 연결헤드(40)를 매개로 샤프트파일(50)에 유압회전장치(미도시)를 연결한 다음, 다시 유압회전장치(미도시)를 동작시키면, 헬리컬파일을 계속 관입하여 상술한 천공 및 절삭 과정이 이루어지게 된다.

이후, 관입 깊이에 따라 샤프트파일(50)의 상단에 또 다른 샤프트파일(50)을 연결하여 관입할 수 있으며, 최종 샤프트파일(50)을 연결하고 관입이 완료되면, 헬리컬 파일에서 유압회전장치(미도시)를 분리하고, 그라우팅 단계와 두부정리단계 및 동재하시험단계를 거쳐 시공을 완료한다.

상술한 헬리컬 파일에 따르면, 시공 시 헬리컬 파일의 회전에 따라 파일본체(10)와 천공헤드(20) 사이의 상대 회전력에 의해 종래에 비해 굴착 및 회전 압입 능력을 충분히 발휘할 수 있고, 시공 중 암반을 통과하여야 하는 경우에도 시공이 가능하다.

또한, 소형 헬리컬 파일은 물론 대형 헬리컬 파일에 적용하는 경우에도, 회전 압입하는 과정에서 발생하는 토압이 헬리컬 파일 본체에 대하여 좌굴하중으로서 작용하지 않게 하고, 헬리컬 파일을 수직으로 정확하게 회전 압입할 수 있다.

또한, 파일본체(10)와 천공헤드(20) 사이의 결합 관계를 통해 상대 운동에 따른 회전력을 추가로 부여할 수 있고, 천공 효율을 향상시키며, 지반토사가 헬리컬 파일을 안정되게 압착할 수 있다.

또한, 증강나선부(211)의 하향 경사각(A)을 한정함에 따라 천공 효율을 최대화할 수 있고, 하중돌부(11)가 증강나선부(211) 또는 경사나선부(215)에서 안정되게 이동될 수 있다.

또한, 증강나선부(211)의 세부 구성을 통해 파일본체(10)와 천공헤드(20) 사이의 끼움 결합 상태를 안정되게 유지시킬 수 있고, 파일본체(10)에 전달되는 압입력이 천공헤드(20)에 원활하게 전달될 수 있다.

또한, 원판부(22)의 세부 구성 및 천공날부(23)를 통해 굴착 및 회전 압입을 안정화시키고, 헬리컬 파일의 회전 압입을 부드럽게 하며, 천공헤드(20)에 작용하는 부하를 줄일 수 있다.

또한, 헬릭스본체(31)의 배치 구조를 통해 지중에서 헬리컬 파일의 회전 압입을 안정화시키고, 헬리컬 파일의 회전 압입을 부드럽게 할 수 있다.

또한, 절삭날(32) 및 토사정리날(33)을 통해 지반의 절삭을 용이하게 하고, 절삭가이드(34)와 토사가이드(35)를 통해 헬리컬 파일을 보다 정확하게 회전 압입할 수 있다.

또한, 연결헤드(40)의 결합 관계 및 연결핀(60)의 결합 관계를 통해 파일본체(10)와 샤프트파일(50) 사이의 연결 부위 또는 상호 인접한 샤프트파일(50) 사이의 연결 부위를 견고하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

10: 파일본체 11: 하중돌부 12: 본체핀공
20: 천공헤드 21: 승강원통부 211: 증강나선부
212: 탈착승강부 213: 수평안내부 214: 지지승강부
215: 경사나선부 22: 원판부 221: 헤드본체부
222: 절개부 223: 기초절삭부 225: 기초정리부
25: 천공날부 30: 헬릭스 31: 헬릭스본체
32: 절삭날 321: 절삭인선부 33: 토사정리날
34: 절삭가이드 35: 토사가이드 40: 연결헤드
41: 헤드핀공 50: 샤프트파일 51: 연결핀공
60: 연결핀 61: 연결볼트 62: 연결너트

Claims (7)

1. 원형 파이프로 이루어지는 파일본체;
   상기 파일본체의 하단에 결합되는 천공헤드; 및
   상기 천공헤드의 상방에서 상기 파일본체의 외주면에 회전 대칭형으로 결합되는 둘 이상의 헬릭스;를 포함하고,
   상기 천공헤드는,
   상기 파일본체의 하단과 결합되는 승강원통부;
   상기 승강원통부의 하단에 결합되는 원판부; 및
   직각삼각형 형태로 형성되어 직교하는 두 변이 각각 상변과 수직변을 이루고 빗변이 상기 승강원통부의 외주 방향을 향하도록 배치되고, 상기 수직변이 상호 결합된 상태에서 상기 상변이 상기 원판부에 결합되도록 상기 원판부의 하면에 등각도로 결합되는 복수의 천공날부;를 포함하며,
   상기 원판부는,
   상기 승강원통부의 외경보다 크고 상기 헬릭스와 같거나 작은 외경을 가지고, 하나 이상의 절개부를 매개로 구획되는 헤드본체부;
   상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헤드본체부의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 기초절삭부; 및
   상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헤드본체부의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 기초정리부;가 포함되고,
   상기 파일본체의 하단부에는,
   하나 이상의 하중돌부;가 돌출 형성되고,
   상기 승강원통부에는,
   상기 하중돌부와 끼움 결합된 상태에서 상기 하중돌부의 이동 경로를 형성하도록 하향 경사지게 형성되는 증강나선부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 증강나선부의 경사각은,
   상기 승강원통부의 길이 방향에 수직인 가상의 평면을 기준으로 30도 내지 60도를 이루는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일
   
4. 제1항에 있어서,
   상호 인접한 상기 헬릭스본체는,
   상기 파일본체의 길이 방향에 수직인 가상의 평면에 배치되거나, 상기 파일본체의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
   
5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 헬릭스는,
   반원과 같거나 작고 1/4원과 같거나 큰 원호면을 가지며 수평으로 설치되는 헬릭스본체;
   상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헬릭스본체의 리딩 에지에 하향 경사지게 형성되는 절삭날; 및
   상기 파일본체의 회전 방향에 대응하여 상기 헬릭스본체의 트레일링 에지에 상향 경사지게 형성되는 토사정리날;을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 헬릭스본체는,
   리드각이 "0"이 되도록 파일본체에 대하여 직각을 이루는 상태로 접합되어 상기 파일본체를 수직으로 세웠을 때 수평을 이루고,
   상기 헬릭스본체의 하면 가장자리에는,
   상기 헬릭스본체의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성되고, 상기 절삭날의 돌출 높이와 같거나 낮게 돌출되는 절삭가이드;가 포함되며,
   상기 헬릭스본체의 상면 가장자리에는,
   상기 헬릭스본체의 외경과 동일한 외경을 가지는 원호형으로 형성되고, 상기 토사정리날의 돌출 높이와 같거나 낮게 돌출되는 토사가이드;가 포함되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 절삭날은,
   절삭 효율과 구조적 강도를 높이기 위하여 상면과 하면 중 적어도 상면이 곡면 형태로 만곡되어 하향 경사를 이루고,
   상기 토사정리날은,
   토사정리 효율과 구조적 강도를 높이기 위하여 상면과 하면 중 적어도 상면이 곡면 형태로 만곡되어 상향 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일.
   

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