KR100652011B1

KR100652011B1 - 내부설치말뚝

Info

Publication number: KR100652011B1
Application number: KR1020060041444A
Authority: KR
Inventors: 김성호; 유재준
Original assignee: 김성호; 유재준
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2006-11-30

Abstract

본 발명은 내부설치말뚝에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빌딩, 교량의 구조물을 시공할 때 사용되는 것으로 종래의 중공부를 갖는 원형단면의 프리캐스트 말뚝의 결함인 인장력과 단면의 2차 모멘트를 강화하기 위해 말뚝(파일)의 중공부에 인장파일을 설치하여 프리캐스트 말뚝의 압축지지력을 증가시킴은 물론 인장력에 저항할 수 있게 하고, 구조물을 시공할 때 말뚝(파일)의 중공부에 설치되는 인장파일에 그라우팅 호스를 체결부재로 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 등을 채움으로써, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성이 높으며, 그라우팅 호스 하부에 형성되는 배출구를 통해 말뚝에 콘크리트, 모르타르 등을 공급함으로써, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있고, 인장파일의 두부에 플레이트, 스터드 볼트, 앵글, 십자보강판 등을 부착 설치함으로써, 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시킬 수 있는 내부설치말뚝에 관한 것이다.

상기 내부설치말뚝은 지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부가 형성되어 있는 강성체와; 상기 강성체의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지지력과 인장력을 증대시키는 인장파일과; 상기 인장파일의 측면에 체결부재에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅재를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 그라우팅 호스와; 상기 인장파일의 두부의 양쪽 측면 또는 중앙에 관통되게 부착 설치되어 인장력이 강화되고 기계적 강도 를 증대시키는 보강부재와; 상기 그라우팅 호스를 통해 상기 강성체, 인장파일, 보강부재 사이로 충전된 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재; 로 구성됨을 특징으로 한다.

따라서 본 발명인 내부설치말뚝은 프리캐스트 말뚝의 압축지지력을 증가시킴은 물론 인장력에 저항할 수 있게 하고, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성이 높으며, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.

말뚝, 강성체, 인장파일, 그라우팅 호스, 배출구, 보강부재, 인장력, 압축지지력, 내부설치말뚝, 체결부재, 원형관, 스틸바, 강재(H형, L형, 철도레일 등), 강봉, 꼬인 강선, 철근망, 플레이트, 앵글, 스터드 볼트, 보강판.

Description

내부설치말뚝{Pile in Pile}

도 1은 종래의 프리캐스트 말뚝의 단면의 형상을 나타낸 도면.

도 2a와 도 2b는 종래의 프리캐스트 말뚝의 균열이 발생한 형상을 나타낸 도 면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝이 설치된 말뚝의 외부형상을 나타낸 도면.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝의 다양한 형상들(강관, 강봉, 강재, 강선, 철도레일)을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝에 그라우팅 호스가 체결된 형상을 나타낸 도면.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝의 보완을 위해 내부설치말뚝의 두부에 플레이트, 스터드 볼트, 앵글, 보강판 등의 다양한 형태의 보강부재가 부착된 형상을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10...강성체 11...중공부

20...인장파일 30...그라우팅 호스

31...체결부재 32...배출구

40...보강부재 50...콘크리트

60...내부설치말뚝

본 발명은 내부설치말뚝에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빌딩, 교량의 구 조물을 시공할 때 사용되는 것으로 종래의 중공부를 갖는 원형단면의 프리캐스트 말뚝의 결함인 인장력과 단면의 2차 모멘트를 강화하기 위해 말뚝(파일)의 중공부에 인장파일을 설치하여 프리캐스트 말뚝의 압축지지력을 증가시킴은 물론 인장력에 저항할 수 있게 하고, 구조물을 시공할 때 말뚝(파일)의 중공부에 설치되는 인장파일에 그라우팅 호스를 체결부재로 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 등을 채움으로써, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성이 높으며, 그라우팅 호스 하부에 형성되는 배출구를 통해 말뚝에 콘크리트, 모르타르 등을 공급함으로써, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있고, 인장파일의 두부에 플레이트, 스터드 볼트, 앵글, 보강판 등을 부착 설치함으로써, 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시킬 수 있는 내부설치말뚝에 관한 것이다.

통상적으로 말뚝 기초란 구조물의 하중을 하부 안정된 지층으로 전달함을 목적으로 한다. 그러나 건물의 기초가 지하수 하부에 설치된 경우에 지하수압에 의한 부력이 작용하게 되며 이에 따라 상향의 부력이 발생한다. 또한 지진, 바람 등으로 인하여 건물 또는 교량에 연직력 및 수평력이 작용한다. 이에 따라 말뚝 기초는 인장력이나 휨응력에 대한 저항 기능을 추가로 필요하게 된다

이에 대하여 도 1 내지 도 2a에 도시한 바와 같은 상기 종래의 중앙이 비어 있는(중공) 프리캐스트 말뚝의 경우(예를 들면, 고강도 말뚝인 PHC 말뚝, 프리캐스트 콘크리트 말뚝인 PC 말뚝), 통상적으로 항타중 균열이 발생하며, 이로 인하여 인장 하중에 대한 지지력이 상실된다. 또한 프리캐스트 말뚝에 보강을 위해 가장자 리에 장착되는 강선은 균열부분에서 인장력을 받게 되면 지하수나 대기 등에 노출되어 부식에 의해 기능이 저하되어 긍정적으로 지지기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.

그래서, 종래의 중공부를 갖는 원형단면의 프리캐스트 말뚝의 경우 수직하중에 대한 적용성은 매우 높으나 수평하중, 인장하중에 대해서는 매우 취약한 단점을 지니고 있어 수평하중이나 인장하중이 발생하는 경우 적용이 어려운 문제점들이 있었다.

따라서 프리캐스트 말뚝의 압축지지력을 증가시킴은 물론 인장력 및 휨응력에 저항할 수 있게 하고, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성이 높으며, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있는 내부설치말뚝의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명인 내부설치말뚝은 빌딩, 교량의 구조물을 시공할 때 사용되는 것으로 종래의 중공부를 갖는 원형단면의 프리캐스트 말뚝의 결함인 인장력과 단면의 2차 모멘트를 강화하기 위해 말뚝(파일)의 중공부에 인장파일을 설치하여 프리캐스트 말뚝의 압축지지력을 증가시킴은 물론 인장력 및 휨에 저항할 수 있게 하는 내부설치말뚝을 제공하는데 그 목적이 있다.

다른 본 발명의 목적은 구조물을 시공할 때 말뚝(파일)의 중공부에 설치되는 인장파일에 그라우팅 호스를 체결부재로 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 등을 채움으로써, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성을 높일 수 있는 내부설치말뚝을 제공하는데 있다.

또 다른 본 발명의 목적은 그라우팅 호스 하부에 형성되는 배출구를 통해 말뚝에 콘크리트, 모르타르 등을 공급함으로써, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있는 내부설치말뚝을 제공하는데 있다.

또 다른 본 발명의 목적은 인장파일의 두부에 플레이트, 스터드 볼트, 앵글, 보강판 등을 부착 설치함으로써, 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시킬 수 있는 내부설치말뚝을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부설치말뚝은 지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부가 형성되어 있는 강성체와; 상기 강성체의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지지력과 인장력을 증대시키는 인장파일과; 상기 인장파일의 측면에 체결부재에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트 또는 모르타르를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 그라우팅 호스와; 상기 인장파일의 두부의 양쪽 측면 또는 중앙에 관통되게 부착 설치되어 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시키는 보강부재와; 상기 그라우팅 호스를 통해 상기 강성체, 인장파일, 보강부재 사이로 충전된 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재; 로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부설치말뚝은 지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부가 형성되어 있는 강성체와; 상기 강성체의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지지력과 인장력을 증대시키는 인장파일과; 상기 인장파일의 측면에 체결부재에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트 또는 모르타르를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 그라우팅 호스와; 상기 그라우팅 호스의 하단부에 콘크리트 또는 모르타르를 공급하기 위해 단수 또는 복수개가 형성되어 있는 배출구와; 상기 그라우팅 호스를 통해 상기 강성체와 인장파일 사이로 충전된 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재; 로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 인장파일은 원형관, 스틸바, 강재(H형, L형, 철도레일 등), 강봉, 꼬인 강선, 철근망 중에서 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 그라우팅 호스의 하단부에 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅재를 공급하기 위해 단수 또는 복수개가 형성되어 있는 배출구를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 보강부재는 플레이트, 앵글, 스터드 볼트, 십자보강판 중에서 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 상기 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝이 설치된 말뚝의 외부형상 을 나타낸 도면이고, 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝의 다양한 형상들을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝에 그라우팅 호스가 체결된 형상을 나타낸 도면이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝의 보완을 위해 내부설치말뚝의 두부에 플레이트, 스터드 볼트, 앵글, 보강판 등의 다양한 형태의 보강부재가 부착된 형상을 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 6d에 도시되어 있는 바와 같이, 내부설치말뚝(60)은 지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부(11)가 형성되어 있는 강성체(10)와; 상기 강성체의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지지력과 인장력을 증대시키는 인장파일(20)과; 상기 인장파일의 측면에 체결부재(31)에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅재를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 그라우팅 호스(30)와; 상기 인장파일의 두부의 양쪽 측면 또는 중앙에 관통되게 부착 설치되어 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시키는 보강부재(40)와; 상기 그라우팅 호스를 통해 상기 강성체(10), 인장파일(20), 보강부재(40) 사이로 충전된 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅(50); 으로 구성된다.

상기 본 발명인 내부설치말뚝을 구성하는 기술적 수단들의 기능을 살펴보면 다음과 같다.

상기 강성체(10)는 지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부(11)가 형성되어 있는 것이다.

상기 인장파일(20)은 상기 강성체(10)의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지 지력과 인장력, 수평력을 증대시키는 것이다. 상기 인장파일은 설치되는 구조물에 따라 원형관, 스틸바, 강재(H형, L형, 철도레일 등), 강봉(미도시), 꼬인 강선, 철근망(미도시) 중에서 어느 것을 사용하여도 무방할 것이다.

상기 그라우팅 호스(30)는 상기 인장파일의 측면에 체결부재(31)에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅재를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 것이다. 상기 그라우팅 호스(30)의 하단부에 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅재를 공급하기 위해 단수 또는 복수개가 형성되어 있는 배출구(32)가 형성된다.

상기 보강부재(40)는 상기 인장파일의 두부의 양쪽 측면 또는 중앙에 관통되게 부착 설치되어 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시키는 것이다. 상기 보강부재는 설치되는 구조물에 따라 플레이트, 앵글, 스터드 볼트, 십자보강판 중에서 어느 것을 사용하여도 무방할 것이다.

상기 콘크리트(50)는 상기 그라우팅 호스(30) 또는 타설을 통해 상기 강성체(10), 인장파일(20), 보강부재(40) 사이로 충전되는 것이다. 상기 충전되는 충전물은 콘크리트에 국한되는 것이 아니고, 모르타르, 그라우팅 등도 가능할 것이다.

상기와 같은 내부설치말뚝은 빌딩, 교량의 구조물, 건축물을 시공할 때 압축지지력과 인장력, 수평력을 증가시키기 위해 사용되는 것이며, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성이 높고, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 내부설치말뚝(60)이 시공되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

내부설치말뚝에 인장파일을 설치하는 방법은 먼저 프리캐스트 말뚝의 중공부에 원형관, 스틸바, 강재, 꼬인 강선, 철근망 등을 설치하고 내부에 콘크리트, 그라우팅, 모르타르 등을 채움으로 말뚝 내부에 소형 말뚝 또는 앙카를 설치하는 형태를 나타내는 것이다.

상기 프리캐스트 말뚝의 중공부에 인장파일을 설치하고 콘크리트, 그라우팅, 모르타르 등을 채우는 방법은 첫째로는 말뚝을 시공하는 데 있어 물이 없는 경우, 콘크리트를 말뚝 상부에서 하부로 부어 넣는 상부 콘크리트 타설 방법이 있으며, 둘째로는 말뚝을 시공하는 데 있어 물이 있는 경우, 그라우팅 호스를 인장파일의 측면에 체결부재로 고정시킨 후 상기 그라우팅 호스 하단부에 있는 배출구를 통하여 말뚝 하부 면에서부터 상부 면으로 그라우팅을 채우므로 물이 외부로 배출되어 보다 강도가 높은 말뚝을 설치할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 두 가지 채우는 방법을 모두 적용할 수 있는 것이며, 강관의 경우는 강관 자체를 그라우팅 및 타설 기구로 사용할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명인 내부설치말뚝은 다음과 같은 효과를 나타낸다.

첫째, 본 발명은 빌딩, 교량의 구조물을 시공할 때 사용되는 것으로 종래의 중공부를 갖는 원형단면의 프리캐스트 말뚝의 결함인 인장력과 단면의 2차 모멘트를 강화하기 위해 말뚝(파일)의 중공부에 인장파일을 설치하여 프리캐스트 말뚝의 압축지지력을 증가시킴은 물론 인장력, 수평력에 저항할 수 있게 한다.

둘째, 본 발명은 구조물을 시공할 때 말뚝(파일)의 중공부에 설치되는 인장파일에 그라우팅 호스를 체결부재로 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재 등을 채움으로써, 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있어 안정성을 높일 수 있다.

셋째, 본 발명은 그라우팅 호스 하부에 형성되는 배출구를 통해 말뚝에 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재 등을 공급함으로써, 수분을 말뚝 외부로 배출시킬 수 있어 말뚝의 견고성을 높일 수 있어 말뚝의 수량을 줄여 시공비용을 절약할 수 있다.

넷째, 본 발명은 인장파일의 두부에 플레이트, 스터드 볼트, 앵글, 보강판 등을 부착 설치함으로써, 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시킬 수 있다.

Claims

내부설치말뚝에 있어서,

지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부가 형성되어 있는 강성체와;

상기 강성체의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지지력과 인장력을 증대시키는 인장파일과;

상기 인장파일의 측면에 체결부재에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트, 모르타르 또는 그라우팅재를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 그라우팅 호스와;

상기 인장파일의 두부의 양쪽 측면 또는 중앙에 관통되게 부착 설치되어 인장력이 강화되고 기계적 강도를 증대시키는 보강부재와;

상기 그라우팅 호스를 통해 상기 강성체, 인장파일, 보강부재 사이로 충전된 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재; 로 구성됨을 특징으로 하는 내부설치말뚝.
내부설치말뚝에 있어서,

지중에 설치되며 원형 또는 다각형 형태의 둘레로 연결되어 중공부가 형성되어 있는 강성체와;

상기 강성체의 중공부의 중앙에 설치되어 압축지지력과 인장력을 증대시키는 인장파일과;

상기 인장파일의 측면에 체결부재에 의해서 고정시켜 말뚝에 콘크리트 또는 모르타르를 공급하여 항타중 발생되는 결함을 보완할 수 있게 하는 그라우팅 호스와;

상기 그라우팅 호스의 하단부에 콘크리트 또는 모르타르를 공급하기 위해 단수 또는 복수개가 형성되어 있는 배출구와;

상기 그라우팅 호스를 통해 상기 강성체와 인장파일 사이로 충전된 콘크리트, 모르타르, 그라우팅재; 로 구성됨을 특징으로 하는 내부설치말뚝.
제 1항에 있어서,

상기 그라우팅 호스의 하단부에 콘크리트 또는 모르타르를 공급하기 위해 단수 또는 복수개가 형성되어 있는 배출구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 내부설치말뚝.
제 1항에 있어서,

상기 보강부재는 플레이트, 앵글, 스터드 볼트, 보강판 중에서 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 내부설치말뚝.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 인장파일은 원형관, 스틸바, 강재(H형, L형, 철도레일), 강봉, 꼬인 강선, 철근망 중에서 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 내부설치말뚝.