KR100646258B1

KR100646258B1 - 콘크리트말뚝 연결장치

Info

Publication number: KR100646258B1
Application number: KR1020050100377A
Authority: KR
Inventors: 김성태; 이필구
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2006-11-23

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 콘크리트말뚝 연결장치는 적어도 하나의 상부말뚝과 하부말뚝을 각각 연결하기 위한 것으로서, 상기 상부말뚝의 일측 단부에 연결되게 설치되는 제1 캡과, 상기 하부말뚝의 일측 단부에 연결되게 설치되어 상기 제1 캡과 결합하는 제2 캡과, 상기 제1 캡, 및 상기 제2 캡에 형성되어 상기 제1 캡과 상기 제2 캡을 암수 결합시키는 결합부재와, 상기 제1 캡과 상기 제2 캡을 일체로서 체결시키는 볼트를 포함한다.

콘크리트말뚝, PHC, 상부말뚝, 하부말뚝, 캡, 결합부재, 결합돌기, 결합홈, 삽입구, 볼트

Description

콘크리트말뚝 연결장치 {APPARATUS FOR CONNECTING CONCRETE PILES}

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 콘크리트말뚝 연결장치의 구성을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 상부말뚝의 제1 캡을 나타내 보인 평면 구성도이다.

도 3은 도 1에 도시한 하부말뚝의 제2 캡을 나타내 보인 평면 구성도이다.

본 발명은 콘크리트말뚝 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부말뚝과 하부말뚝을 연결시키기 위한 콘크리트말뚝 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트말뚝은 지반의 강도가 약하고 지표면으로부터 단단한 지층까지의 심도가 깊은 연약 지반에 축조되는 구조물의 기초로서 많이 사용되고 있다.

이러한 콘크리트말뚝은 연질의 지면위에 토목공사 및 건축물을 안전하게 시공할 수 있도록 구조물의 중량을 지중에 전달하기 위해, 그 내부에는 소정의 간격으로 강선이 내장되어 있다. 따라서, 콘크리트 말뚝은 통상적으로 기초 터파기를 마친 상태에서 타격 또는 매입시키는 방법으로 지중의 암반층까지 박아 사용하게 된다.

이와 같은 종래에 의한 콘크리트말뚝은 운반 및 길이 등의 제한으로 인해 상부말뚝과 하부말뚝으로 분리하여 제작하고 이 상부말뚝과 하부말뚝을 연결하여 사용하게 되는 바, 일반적으로는 상부말뚝의 연결 부위와 하부말뚝의 연결 부위를 용접이음 함으로써 이루어진다.

그러나, 이러한 콘크리트말뚝의 용접이음공법은 기후 조건에 크게 영향을 받아서 바람이 불거나 비가 내리는 경우에는 용접 이음이 불가능해지거나 혹은 용접 품질이 양호하지 못하게 되며, 말뚝이 시공되는 동안 용접공이 항상 대기해야 하므로 공사비의 상승 요인이 되었다.

또한, 항타 공법으로 말뚝을 대략 20m 깊이까지 설치하는 경우, 용접에 의해 말뚝의 이음 시공이 이루어지면 용접 이음에 소요되는 시간이 전체 시공 시간의 약 60%를 차지하기 때문에 용접으로 인해 전체 공사 기간이 상당히 길어지게 된다.

그리고, 용접 이음을 위해서는 항타 장비가 상부말뚝을 지지하고 있어야 하므로, 용접이 이루어지는 동안에는 항타 장비의 작업이 불가능하게 되어 항타 장비의 시공성이 저하됨으로써 비경제적인 시공이 이루어지는 문제점이 있었다. 또한, 최근에는 볼트를 이용하여 상부말뚝과 하부말뚝을 연결시키는 이음 공법이 알려지고 있으나, 이러한 이음 공법은 부품수가 너무 많고 조잡하여 정밀 시공이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 그 목적 은 간단한 구조로서 상부말뚝과 하부말뚝을 연결하는 작업이 빠르고 쉬워 시공성이 우수하고 결합력이 뛰어난 콘크리트말뚝 연결장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 콘크리트뚝 연결장치는, 적어도 하나의 상부말뚝과 하부말뚝을 각각 연결하기 위한 것으로서, 상기 상부말뚝의 일측 단부에 연결되게 설치되는 제1 캡과, 상기 하부말뚝의 일측 단부에 연결되게 설치되어 상기 제1 캡과 결합하는 제2 캡과, 상기 제1 캡, 및 상기 제2 캡에 형성되어 상기 제1 캡과 상기 제2 캡을 암수 결합시키는 결합부재와, 상기 제1 캡과 상기 제2 캡을 일체로서 체결시키는 볼트를 포함한다.

상기 콘크리트말뚝 연결장치에 있어서, 상기 제1 캡은 원통형의 캡으로서 이루어지며, 상기 제2 캡은 상기 제1 캡에 삽입되어 상기 제1 캡의 내주면과 형태의 결합을 이루는 삽입구를 포함할 수 있다.

상기 콘크리트말뚝 연결장치에 있어서, 상기 결합부재는 상기 제1 캡의 내주면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 결합돌기와, 상기 삽입구의 외주면에 형성되어 상기 결합돌기가 상기 하부말뚝의 수직 방향으로 결합되면서 상기 삽입구의 원주 방향으로 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.

상기 콘크리트말뚝 연결장치에 있어서, 상기 제1 캡에는 상기 볼트를 체결시키기 위한 체결공을 형성하고, 상기 삽입구에는 상기 체결공을 관통한 상기 볼트가 체결되는 체결홈을 형성할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 콘크리트말뚝 연결장치(100)는, 지반의 강도가 약하고 지표면으로부터 단단한 지층까지의 심도가 깊은 연약 지반에 축조되는 구조물의 기초로서 많이 사용되는 콘크리트말뚝 즉, 외경이 동일한 상부말뚝과 하부말뚝을 일체로서 연결하기 위한 것이다.

여기서, 콘크리트말뚝 이라 함은 콘크리트의 원심력을 이용하여 내부에 중공부를 형성하고 소정의 간격으로 강선이 내장되어 있는 원형 말뚝으로서, 프리텐션 방식에 의한 고강도의 PHC(Pretensioned spun high strength concrete piles) 말뚝을 의미한다.

이러한 콘크리트말뚝 연결장치(100)는, 기본적으로 상부말뚝(10)의 일측 단부에 연결되게 설치되는 제1 캡(11)과, 하부말뚝(20)의 일측 단부에 연결되게 설치되는 제2 캡(21)과, 제1 캡(11)과 제2 캡(21)을 암수 결합시키기 위한 결합부재(30)와, 제1 캡(11)과 제2 캡(21)을 일체로서 체결시키기 위한 볼트(40)를 포함하여 구성된다.

상기에서, 제1 캡(11)은 상부말뚝(10)과 동일한 외경을 가지면서 상부말뚝(10)의 일측 단부 즉, 하부말뚝(20)과 연결되는 단부에 고정되게 설치되며, 소정 직경의 중공을 가진 원통형의 캡 형태로서 이루어진다.

여기서, 제1 캡(11)에는 이의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 연속적으로 관통 형성되는 복수의 체결공(13)을 구비하는 바, 이 체결공(13)에는 언급한 바 있는 볼트(40)가 체결된다.

제2 캡(21)은 하부말뚝(20)과 동일한 외경을 가지면서 하부말뚝(20)의 일측 단부 즉, 상부말뚝(10)과 연결되는 단부에 고정되게 설치되는 고정구(22)와, 이 고정구(22)와 일체로서 형성되며 제1 캡(11)의 중공 내부에 삽입되어 제1 캡(11)의 내주면과 형태의 결합을 이루는 삽입구(23)를 구비한다.

여기서, 삽입구(23)는 제1 캡(11)의 내경과 동일한 외경을 가지면서 제1 캡(11)의 중공 내부에 삽입 가능하게 형성된다. 그리고 이러한 삽입구(23)에는 이의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성되며, 제1 캡(11)의 체결공(13)들에 상응하는 위치에 형성되는 복수의 체결홈(27)들을 구비하는 바, 이 체결홈(27)에는 제1 캡(11)의 체결공(13)을 관통한 볼트(40)가 나사 결합된다.

본 실시예에서, 결합부재(30)는 제1 캡(11)의 내주면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 결합돌기(31: 도 2 참조)와, 삽입구(23)의 외주면에 형성되어 상기 결합돌기(31)가 상호 보완적으로 결합되는 결합홈(33)을 포함한다.

이 결합돌기(31)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 캡(11)의 내부 중심 방향을 기준으로 제1 캡(11)의 내주면에 방사 상으로 형성되며, 바람직하게는 제1 캡(11)의 내주면에 대해 이 내주면의 원주 방향을 따라 대략 90°방향으로 분할되어 돌출되게 형성되는 4 개의 돌기로서 형성된다.

상기에서, 결합홈(33)은 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 캡(11)의 결합돌기(31)에 대응되는 삽입구(23)의 외주면에 이 외주면의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성되며, 상기 결합돌기(31)가 상부말뚝(10)의 수직 방향으로 결합되면서 삽입구(23)의 원주 방향으로 결합되는 형상으로서 형성된다.

구체적으로, 이 결합홈(33)은 결합돌기(31)가 하부말뚝(20)의 수직 방향을 따라 결합되도록 이 하부말뚝(20)의 수직 방향을 따라 형성되는 제1 홈(33a)과, 결합돌기(31)가 삽입구(23)의 원주 방향을 따라 결합되도록 제1 홈(33a)과 연결되면서 삽입구(23)의 원주 방향을 따라 형성되는 제2 홈(33b)으로서 이루어진다. 즉, 이러한 결합홈(33)은 삽입구(23)의 외주면에 대하여 대략 "ㄴ"자 형상의 홈으로서 형성된다.

여기서, 제1 홈(33a)은 제1 캡(11)이 삽입구(23)에 대하여 하부말뚝(20)의 수직 방향을 따라 암수 결합되도록 하는 기능을 하게 되며, 상부말뚝(10)이 하부말뚝(20)에 대하여 원주 방향으로 회전되지 않도록 결합돌기(31)를 구속시키는 기능도 하게 된다. 그리고 제2 홈(33b)은 제1 캡(11)과 삽입구(23)가 상호 결합된 상태에서 상부말뚝(10)이 하부말뚝(20)에 대하여 수직 방향으로 분리되지 않도록 결합돌기(31)를 구속시키는 기능을 하게 된다.

상기와 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트말뚝 연결장치(100)의 작용을 설명하면, 제1 캡(11)의 결합돌기(31)를 삽입구(23)의 제1 홈(33a)에 맞춘 상태에서 상부말뚝(10)을 하부말뚝(20)의 수직 방향으로 이동시키게 되면, 결합돌기(31)가 하부말뚝(20)의 수직 방향을 따라 제1 홈(33a)에 결합되면서 제2 캡(21)의 삽입구(23)는 제1 캡(11)의 중공에 삽입되어 결합되게 된다. 이 때, 결합돌기(31)가 하부말뚝(20)의 수직 방향을 따라 제1 홈(33a)에 결합되면서 제1 홈(33a)에 의해 구속됨에 따라, 상부말뚝(10)은 하부말뚝(20)에 대하여 원주 방향으로 회전되지 않게 된다.

이 상태에서, 상부말뚝(10)을 이의 원주 방향으로 회전시키게 되면, 결합돌기(31)가 제2 홈(33b)에 결합되면서 구속됨에 따라, 상부말뚝(10)이 하부말뚝(20)에 대하여 수직 방향으로 분리되지 않게 된다.

이러한 과정을 거친 후, 볼트(40)는 제1 캡(11)의 체결공(13)을 관통하여 삽입구(23)의 체결홈(27)에 체결되면서 상부말뚝(10)의 제1 캡(11)과 하부말뚝(20)의 제2 캡(21)을 일체로서 결합시키게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 돌기와 홈의 체결 방식으로서 상부말뚝과 하부말뚝을 연결함에 따라, 결합력이 우수하면서도 구조가 간단하여 제작비가 저렴하며, 시공이 간편하기 때문에 공사 기간의 증가로 인한 제작비의 상승을 줄일 수 있고, 종래와 같은 용접이음 방식과 달리 기상 조건에 영향을 받지 않으므로 시공 품질이 더욱 향상되는 효과가 있다.

Claims

적어도 하나의 상부말뚝과 하부말뚝을 각각 연결하는 콘크리트말뚝 연결장치에 있어서,

상기 상부말뚝의 일측 단부에 연결되게 설치되는 제1 캡;

상기 하부말뚝의 일측 단부에 연결되게 설치되어 상기 제1 캡과 결합하는 제2 캡;

상기 제1 캡, 및 상기 제2 캡에 형성되어 상기 제1 캡과 상기 제2 캡을 암수 결합시키는 결합부재; 및

상기 제1 캡과 상기 제2 캡을 일체로서 체결시키는 볼트

를 포함하는 콘크리트말뚝 연결장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 캡은 원통형의 캡으로서 이루어지며,

상기 제2 캡은 상기 제1 캡에 삽입되어 상기 제1 캡의 내주면과 형태의 결합을 이루는 삽입구를 포함하는 콘크리트말뚝 연결장치.
제2 항에 있어서,

상기 결합부재는,

상기 제1 캡의 내주면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 결합돌기와,

상기 삽입구의 외주면에 형성되어 상기 결합돌기가 상기 하부말뚝의 수직 방향으로 결합되면서 상기 삽입구의 원주 방향으로 결합되는 결합홈

을 포함하는 콘크리트말뚝 연결장치.
제3 항에 있어서,

상기 제1 캡에는 상기 볼트를 체결시키기 위한 체결공을 형성하고, 상기 삽입구에는 상기 체결공을 관통한 상기 볼트가 체결되는 체결홈을 형성하는 콘크리트말뚝 연결장치.