KR100679728B1

KR100679728B1 - 콘크리트 말뚝용 철근구조물

Info

Publication number: KR100679728B1
Application number: KR1020050100207A
Authority: KR
Inventors: 박우빈
Original assignee: 박우빈
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-02-06

Abstract

본 발명은 원주상으로 세워서 설치되는 수직한 다수개의 주철근과, 상기 주철근의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 주철근에 끼워져 고정되는 다수개의 철근 삽입구멍이 형성된 원형 고리부와, 상기 원형 고리부의 원주상으로 일정한 간격을 두고 방사상으로 연장되어 상향 경사진 다수개의 앵커부재로 이루어진 스트럽부재와, 상기 다수개의 주철근의 하단부에 용접 고착되는 스톱퍼로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 콘크리트 말뚝용 철근구조물은 콘크리트 말뚝 내에서 앵커 역활을 확실히 하고 인장력의 향상으로 기초 구조물의 지지력을 충분히 확보할 수 있고, 조립 및 시공이 용이하여 능률의 향상으로 시공기간이 단축되어 기초 구조물의 시공 단가를 절감할 수 있는 각별한 효과가 있다.

콘크리트 말뚝, 기초 구조물, 인장력, 스트럽부재, 앵커부재, 스토퍼

Description

콘크리트 말뚝용 철근구조물{CONSTRUCTION FOR A CONCRETE PILE}

도 1은 종래 콘크리트 말뚝을 이용한 기초 구조물의 시공방법을 나타낸 도면,

도 2는 종래 콘크리트 말뚝을 이용한 다른 기초 구조물의 시공방법을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명 콘크리트 말뚝용 철근구조물의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 스트럽부재의 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 스톱퍼의 사시도,

도 6은 본발명 콘크리트 말뚝용 철근구조물을 이용하여 기초 구조물을 시공한 상태를 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 콘크리트 말뚝용 철근구조물 110 : 주철근

120 : 스트럽부재 121 : 철근 삽입구멍

122 : 원형 고리부 123 : 앵커부재

130 : 스톱퍼 131 : 원형철판

132 : 절개편

본 발명은 콘크리트 말뚝용 철근구조물에 관한 것으로서, 특히 콘크리트 말뚝을 이용한 기초 구조물의 시공 기간을 줄여 시공 능률의 향상으로 공사비용을 줄일 수 있으면서 콘크리트 말뚝과 결합된 철근구조물의 인장력을 강화시킬 수 있는 콘크리트 말뚝용 철근구조물에 관한 것이다.

최근 들어서 도시가 급격히 확대되면서 도로와 교량 등의 기간시설과 각종 건축 구조물을 포함한 많은 구조물이 연약지반에 건설되는 경우가 증가하고 있다. 이와 같은 지반에서는 연약지반으로부터 지반강도가 높은 지층까지의 깊이가 깊은 것이 일반적이며 이러한 지반에 구조물을 건설하는 경우에는 구조물의 하중을 지지층에 전달하기 위하여 길이가 긴 콘크리트 말뚝을 사용하고 있다.

이러한 콘크리트 말뚝은 원심력을 이용한 회전 성형을 하는데, 이러한 콘크리트 말뚝은 철근 콘크리트 말뚝(RC, Centrifugal Reinforce Concrete Pile), 프리텐션 원심력 프리스트레스 콘크리트 말뚝(PC, Prestressed Concrete Pile), 프리텐션 원심력 고강도 프리스트레스 콘크리트 말뚝(PHC, Prestressed Spun High Strength Concrete Pile) 등이 있으며, 상기 콘크리트 말뚝을 이용한 기초 구조물의 시공방법으로서는 일반적으로 도 1에 도시한 바와 같이 지반(1)에 콘크리트 말뚝의 선단부가 암반층까지 닿도록 박아 넣은 후, 콘크리트 말뚝(2) 자체에 매입된 수직철근(3)을 일정부분 노출시켜 수직철근(3)에다 철근(4)을 연결하여 배근하고 콘크리트(5)를 타설하여 시공하게 된다.

그러나 이와 같이 구성된 기초 구조물(10)의 시공방법은 콘크리트 말뚝의 두부를 망치로 정리 하여야 한다.

즉, 땅속에 콘크리트 말뚝을 박아넣되 콘크리트 말뚝의 상부가 지표면 위로 일정부분 돌출되게 박아넣는데, 상기 돌출된 콘크리트 말뚝들의 상부를 기능공들이 망치로 타격하여 상기 콘크리트 말뚝(2)에 매입되어 있는 수직철근(3)을 노출시켜 놓고, 상기 수직철근(3)과 연결하여 철근(4)을 배근하고 콘크리트를 타설하여 기초 구조물(10)을 시공하는 것이기 때문에, 상기 두부정리에 인건비와 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 콘크리트 파일(1)의 두부에 망치질을 하므로서 콘크리트 말뚝의 두부에 크랙이 발생되어 콘크리트 말뚝(2)의 지지력이 약화되는 문제점이 있었다.

그리고, 도2와 같이 말뚝의 두부를 절단기로 절단한 다음, 원형철판으로 된 스토퍼(8)에 다수개의 수직한 주철근(6)을 원주 형상으로 용접 고정하고, 상기 주철근의 둘레에 스트럽 철근(7)을 결합하여 구성된 철근 구조물을 상기 콘크리트 말뚝(2) 내에 삽입하고, 상기 철근 구조물이 삽입된 콘크리트 말뚝(2) 내에 콘크리트를 타설하면서 동시에 기초 콘크리트를 타설하여 기초 구조물(10)을 완성하였다.

그러나, 상기와 같은 기초 구조물(10) 시공방법은 콘크리트 말뚝(2)과 철근구조물(10)의 접합력이 약해서 지진이나 풍압 등의 큰 횡압이 생겼을 때 철근구조물(10)이 콘크리트 말뚝(2)으로부터 빠져나오는 일이 종종 일어나므로서 상부 하중을 콘크리트 말뚝(2)에 전달하지 못하여 기초 구조물(10)이 약화되는 문제점이 있었다.

따라서 상기 콘크리트 파일(2)에서 필요로 하는 인장력을 얻기 위해서는 콘크리트 파일(2) 내부 속으로 적정 깊이의 2∼3배 이상의 깊이로 철근구조물(10)을 설치하고 콘크리트(5)를 타설하여야 하므로서 자재비의 증가와 인건비의 증가로 공사비가 상승하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점 들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,

본 발명의 목적은 콘크리트 말뚝 내에 필요 이상의 긴 철근구조물(10)을 삽입하지 않고도 지진이나 풍압 등의 큰 횡압에 대하여 접합력을 증가시켜 철근구조물(10)의 인장력의 향상으로 기초 구조물의 지지력을 충분히 확보할 수 있는 콘크리트 말뚝용 철근구조물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 철근 삽입구멍이 구비된 스트럽부재를 사용하므로써 철근구조물 조립이 매우 용이하고, 콘크리트 말뚝의 내부 공간에 삽입, 고정 설치하기가 용이하여 시공 능률의 향상으로 기초 구조물의 시공기간을 단축함으로써 인건비를 절감할 수 있고, 따라서 콘크리트 말뚝을 이용한 기초 구조물의 시공 단가를 절감하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 콘크리트 말뚝용 구조물은 원주상으로 세워서 설치되는 다수개의 수직한 주철근과, 상기 주철근의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 주철근에 끼워져 고정되는 다수의 철근 삽입구멍이 형성된 원형 고리부와, 상기 원형 고리부의 원주상으로 일정한 간격을 두고 방사상으로 연장되어 상향 경사진 다수개의 앵커부재로 이루어진 다수개의 스트럽부재와, 상기 다수개의 주철근의 하단에 용접 고착되는 원형 철판의 스톱퍼로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 콘크리트 말뚝용 구조물에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명 콘크리트 말뚝용 철근구조물의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 스트럽부재의 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 스톱퍼의 사시도, 도 6은 본발명 콘크리트 말뚝용 철근구조물을 이용하여 기초구조물을 시공한 상태를 나타낸 도면이다.

도 3과 내지 도 6에 도시한 바와 같이 콘크리트 말뚝(2)의 내부 속이 빈 공간에 콘크리트(5)를 타설할 때 사용하는 본 발명 콘크리트 말뚝용 철근구조물(100)은 원주상으로 세워서 고정 설치되는 다수개의 주철근(110)과, 상기 주철근(110)의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 주철근(110)에 끼워져 고정되는 다수개의 철근 삽입구멍(121)이 형성된 원형 고리부(122)와, 상기 원형 고리부(122)의 원주상으로 일정한 간격을 두고 방사상으로 연장되어 상향 경사진 다수개의 앵커부재(123)로 이루어진 다수개의 스트럽부재(120)와, 상기 다수개의 주철근(110)의 하단부에 용접 고착되는 스톱퍼(130)로 구성되어 있다.

상기 주철근(110)은 원주상으로 다수개를 세워서 설치되는 것으로 콘크리트와의 결합력을 향상시키도록 인장력이 큰 PC강선을 사용하는 것이 바람직하지만 이형 철근을 사용할 수도 있다.

상기 스트럽부재(120)는 다수개의 철근 삽입구멍(121)이 형성된 원형 고리부 (122)와 상기 원형 고리부(122)의 원주상으로 일정한 간격을 두고 방사상으로 연장되어 다수개의 앵커부재(123)로 이루어진 것으로서, 철판을 프레스로 성형하여 제작하며, 철판의 뚜께는 2 ~ 3 mm 인 것이 바람직하다.

상기 다수의 앵커부재(123)는 수평으로 형성할 수 있으나, 상향 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 철근구조물(100)을 콘크리트 말뚝(2) 내로 삽입할 때 앵커부재(123)가 상향 경사져 있으면 삽입하기가 용이하며, 또한 철근구조물이 콘크리트 말뚝내로 삽입되면 앵커부재(123)가 앵커 구실을 하므로써 콘크리트 말뚝(2)으로부터 쉽게 빠져 나오지 않게 된다.

상기 스트럽부재(120) 대신에 상기 주철근(110)의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 환상의 띠철근을 다수개를 배근하고 띠철근에 방사상으로 소정 길이의 철근 앵커를 상향 경사지게 용접하여 사용할 수도 있다.

또한, 콘크리트 말뚝 내로 콘크리트를 타설할 때에 콘크리트가 말뚝 내로 더 이상 흘러 내려가지 못하도록 방지하여 주는 것이 스토퍼(130)이다.

상기 스톱퍼(130)는 두께 2 ~ 3 mm 의 철판을 프레스로 성형하여 제작하는 것으로서, 원형철판(131)의 외측 둘레의 일정 부분이 일정간격으로 방사상으로 절개되어 상향 경사진 절개편(132)을 갖는 접시모양이며, 상기 다수개의 주철근(110)의 하단부에 용접으로 고착되어 콘크리트 말뚝(2)의 내부 공간부에 콘크리트(5)를 타설할 때 콘크리트가 콘크리트 말뚝의 하부로 더 이상 내려가지 않도록 차단판 역할을 하는 것이다.

본 발명의 일실시예에서는 상기 절개편(132)이 상향 경사지게 형성하는 것이 바람직하나, 상기 절개편(132)을 수평되게 형성할 수도 있다.

다음으로 본 발명 콘크리트 말뚝용 구조물을 채용한 기초 구조물의 시공에 대하여 설명한다.

먼저 콘크리트 말뚝용 철근구조물(100)을 제작한다.

다수개의 주철근(110)을 원주상으로 세워 배치하여 주철근(110)의 하단부에 용접으로 스톱퍼(130)를 고정하고, 스트럽부재(120)의 원형 고리부(122)에 형성된 다수의 철근 삽입구멍(121)에 상기 주철근(110)을 끼워서 고정하는 작업을 반복하여 주철근(110)의 길이방향으로 일정한 거리를 두고 다수개의 스트럽부재(120)를 설치함으로써 콘크리트 말뚝용 구조물(100)을 제작한다.

다음에는 도 6에 도시한 바와 같이 선단부가 암반층(또는 자갈층)까지 닿도록 지반(1)에 박아 넣은 콘크리트 말뚝(2)의 내부 공간에 콘크리트 말뚝용 철근구조물(100)을 힘을 가하여 밀어 넣으면 콘크리트 말뚝용 철근구조물(100)이 콘크리트 말뚝(2)의 원통형 공간내로 삽입되는데, 상기 콘크리트 말뚝(2)의 내부 벽에 콘크리트 몰탈이 묻어 내부가 매끈하지 않고 거칠지만, 스트럽부재(120)의 앵커부재(123)가 상향 경사진 구조이고, 스톱퍼(130)의 절개편(132)이 상향 경사진 구조이므로 콘크리트 말뚝용 철근구조물(100)이 콘크리트 말뚝(2)의 원통형 공간내로 용이하게 삽입되는 것이다.

이어 지상으로 노출되는 콘크리트 말뚝용 구조물(100)의 주철근(110)에 철근(4)을 배근하고 콘크리트(5)를 타설함으로써 기초 구조물(10)의 시공을 완료한다.

이와 같이 시공된 기초 구조물(10)에 있어서 스트럽부재(120)의 앵커부재(123)와 스톱퍼(130)의 절개편(132)은 콘크리트 몰탈이 묻어 매끈하지 않고 거치른 콘크리트 말뚝(2)의 내부 벽에 닿아 앵커되게 되므로 지진이나 풍압 등의 횡력에 대하여 앵커 역활을 확실히 하여 철근구조물(100)이 빠져나오는 것을 방지하며, 따라서 콘크리트 말뚝(2)의 인장력을 강화시키게 된다.

상기 설명에 있어서, 특정 실시예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러가지로 설계변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 콘크리트 말뚝용 구조물은 콘크리트 말뚝의 내부벽에 별도의 앵커작업을 하지 않아도 지진이나 풍압 등의 횡압에 대하여 앵커 역활을 확실하게 하고, 인장력의 향상으로 기초 구조물의 지지력을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 철근 삽입구멍이 구비된 스트럽부재를 사용하므로써 철근구조물 조립이 매우 용이하고, 콘크리트 말뚝의 내부 공간에 삽입, 고정 설치하기가 용이하여 시공 능률의 향상으로 기초 구조물의 시공기간을 단축시킬수 있는 효과가 있다.

Claims

원주상으로 세워서 설치되는 다수개의 수직한 주철근(110)과; 상기 주철근(110)의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 상기 주철근(110)에 끼워져 고정되는 다수의 철근 삽입구멍(121)이 형성된 원형 고리부(122)와, 상기 원형 고리부(122)의 원주상으로 일정한 간격을 두고 방사상으로 연장된 다수개의 앵커부재(123)로 이루어진 다수개의 스트럽부재(120)와; 상기 다수개의 주철근(110)의 하단부에 용접 고착되는 스톱퍼(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 말뚝용 철근구조물
제 1항에 있어서, 상기 방사상으로 연장된 다수개의 앵커부재(123)는 상향 경사진 것을 특징으로 하는 콘크리트 말뚝용 철근구조물
제 1항에 있어서, 상기 스톱퍼(130)의 절개편(132)은 상향 경사진 것을 특징으로 하는 콘크리트 말뚝용 철근구조물
제 1항에 있어서, 상기 스트럽부재(120)는 상기 수직한 주철근(110)의 길이방향을 따라 일정한 거리를 두고 주철근(110)의 둘레에 배근한 환상의 띠철근에 방사상으로 상향 경사지도록 다수의 철근 앵커를 용접하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 말뚝용 철근구조물