KR100736202B1 - 강관파일 힌지결합형 두부보강재 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관파일 힌지결합형 두부보강재(drill machine)에 관한 것으로,

더욱 자세히는 기초말뚝의 역할을 하는 강관으로서 타격력을 견디며 이음매를 사용해 땅속 깊은 곳에 도달시켜 안벽, 교량, 지하철, 하수도, 철탑, 기타 심층 연약지방의 토목 기초 공사에 이용되는 강관파일의 상부 결합 두부보강재에 관한 것으로, 강관파일의 상측 접부에 충격흡수 및 진동흡수패드를 구성하여 결합한 후, 상부 구조물과 결합력을 높이기 위한 돌출형이 다수 구성된 덮개형상의 보강재를 제공하여, 지반의 유동에 효과적으로 상측 구조물들이 대응할 수 있도록 구성한 강관파일 힌지결합형 두부보강재 및 그 공법에 관한 것이다.

강과파일, 두부보강재, 지진

Description

강관파일 힌지결합형 두부보강재 및 그 시공방법{The drill machine of steel piles jointed hinges and the contract method}

도 1은 본 발명의 결합된 모습을 보여주는 정면도

도 2는 본 발명의 평면도

도 3은 본 발명의 결합 구성도

도 4는 본 발명의 결합된 모습을 보여주는 절단면도

도 5는 본 발명의 상측에서 본 구성의 평단면도

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 분해사시도

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 단면도

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 평단면도

* 도면의 주요부분에 사용된 주요부호의 설명 *

1 : 강관파일 10 : 덮개 11 : 앵커볼트

30 : 충격흡수판 31 : 충격흡수판 홈부

50 : 힌지결합형 보강재 51 : 힌지결합형 보강재 홈부 53 : 돌출구

본 발명은 강관파일 힌지결합형 두부보강재 및 그 시공방법에 관한 것으로,

우선 우리특허청의 관련 선행 기술들을 살펴보면, 출원번호 20-2001-0038950은 지중으로 관입되어진 강관파일의 두부와 기초콘크리트를 일체의 구조로 결합하기 위해, 수직철근들과 띠철근들이 일연체의 구조로 조립되어져, 기초콘크리트를 타설하기에 앞서 강관파일의 두부 내에 삽입 설치되는 철근케이지에 있어서, 상기 철근케이지의 수직철근들 중단에 역 U자형태를 이루는 걸침고리를 적어도 3개 이상 용착하여 구비시키고, 상기 철근케이지의 수직철근들 최하단에 상기 강관파일의 내경과 거의 대등한 직경의 하부철판을 수평하게 용착한 구조로 구비시켜서, 상기 강관파일 안으로의 철근케이지 삽입 설치 시 상기 걸침고리들이 상기 강관파일의 상단에 걸쳐져 지지되게 하고, 강관파일의 두부내로 타설되는 속채움 콘크리트를 상기 하부철판이 받아 주도록 한 강관파일의 두부를 보강하면서 기초콘크리트와 연결하기 위한 철근조립체에 관한 것이다.

출원번호 10-2001-0050260은 강관파일의 두부보강 구조 및 그 구조물에 관한 것으로, 콘크리트와 철근의 결합에 의해 강관파일의 두부를 보강하기 위한 구조물에 있어서, 상부 원형판, 복수개의 체결부재, 하부 바닥판 및 고정체로 구성되고, 상부 원형판에는 중공부, 철근 수용홈 및 장공(長空)형 볼트공이 형성되고, 복수 개의 체결부재는 상부 체결부, 하부 지지부 및 측부로 구성되고, 하부 바닥판에는 복수개의 체결부재와 일축으로 절단부가 형성되고, 고정체는 상부 원형판 및 복수개의 체결부재를 고정하기 위한 것이다. 따라서 복수개의 체결부재를 강관파일의 측면에 장착하고, 하부 바닥판을 삽입하고, 상부 원형판을 복수개의 체결부재에 결합하고, s철근을 상부 원형판의 철근 수용홈에 삽입하고, 향후 기초콘크리트가 상부 원형판의 중공부를 통해 타설됨으로 강관파일 두부보강 시공을 완성하게 된다.

출원번호 20-2001-0016684 강관파일 두부 결합구는 중앙에 개구가 형성되어 있고, 그 둘레에 다수의 보강철근 조립공이 형성되어 있으며, 강관파일에 대응하는 직경을 가지는 플랜지부, 플랜지부의 하부에 형성되고, 강관파일 안으로 삽입된 상태에서 강관파일과 볼트로 체결되는 다수의 레그, 플랜지부와 레그로 형성된 하부의 내부에 설치되는 다수의 지지플레이트, 상기 강관파일을 폐쇄하는 받침판, 보강철근 조립공에 삽입 및 고정되는 나사가 가공된 다수의 보강철근 및 받침판과 강관파일의 내부에 타설된 콘크리트로 구성되어지는 것이다.

출원번호 20-2001-0017966은 강관파일의 손상을 방지하기 위한 캡에 관한 것으로, 캡은 강관파일의 상단부를 감싸도록 원통형 모양을 가지며, 캡은 강관파일의 상단부가 외측으로 변형되는 것을 방지하기 위한 원통형 외부 보호재가 형성되고, 강관파일의 상단부가 내측으로 변형되는 것을 방지하기 위하여 원통형 외부 보호재의 내측에 강관파일이 내삽될 수 있도록 소정 거리만큼 이격되어 원통형 내부 보호재가 형성되되, 원통형 내부 보호재는 수직으로 절개된 다수의 편으로 구성되며, 상기 원통형 내부 보호재의 내주면에는 나사선이 형성되어 있고, 다수의 편은 캡이 강관파일의 상단부에 설치되기 전에는 캡의 내측으로 오므라들어 형성되며, 캡의 상단면에는 소정 깊이를 가지는 중공홈이 형성되어 있고, 중공홈의 가운데에는 볼트가 내삽될 수 있도록 수직으로 중공홀이 형성되고, 상부가 수평으로 절단된 원뿔 모양을 가지는 조임부재는 중공홀을 관통한 볼트가 조임부재의 상단면에 형성된 홀에 내삽되어 설치되며, 원통형 외부 보호재 및 원통형 내부 보호재의 사이에는 완충부재가 구성되는 강관파일 상단부 보호용 캡에 관한 것이다.

이상 살펴본 바와 같이 기존의 기술들은 주로 강관파일과 상부 구조체들과의 결합성을 높이기 위한 기술들이 대부분이고, 강과파일을 보호하기 위한 것이 대부분이다.

따라서, 지진 등의 지반 운동에 보다 효율적으로 대체를 하면서 상부 구조체와 탄력적으로 결속될 수 있는 기능성을 가지는 강관파일 연결방법이 필요한 실정이며, 이에 적용될 수 있는 구조체의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명에서는 상부 목적물에 대한 기초의 역할을 하는 강관파일에 있어,

강관파일(1)을 덮는 덮개(10)를 구성하고, 상기 덮개 상부로 강관파일을 내측으로 완전히 감싸며 덮어 구성할 수 있는 충격흡수판(30)을 구성하고, 상기 충격흡수판(30)을 포함하며 덮개형으로 구성되는 힌지결합형 보강재(50)를 구성하여 상기 덮개(10)와 상기 힌지결합형 보강재(50)를 앵커볼트(11)로 상호 체결토록 하여 지진 등의 외부의 충격으로 기초가 되는 강관파일들이 유동을 할 경우 그 충격을 상부 목적물에 최소화하여 전달되게 하고, 유동적으로 충격을 흡수하며, 상부에서 발생하는 인장력에 있어서도 효과적으로 대응할 수 있는 데에 그 기술적 과제를 두고 창안한 것이다.

도 1은 본 발명의 결합된 모습을 보여주는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 결합 구성도이고, 도 4는 본 발명의 결합된 모습을 보여주는 절단면도이고, 도 5는 본 발명의 상측에서 본 구성의 평단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 단면도이이며, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 평단면도로서 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면,

도 1~4를 참고로 하여 본 발명의 구성요소를 먼저 설명하면, 지반에 타격고정되는 강관파일(1)의 상부를 덮으며, 상부의 부재들과 체결을 위한 앵커볼트(11)가 구성된 파일덮개(10)를 구성하여 강관파일(1)의 상측 개구부를 폐쇄시키고 상측으로 접지되는 충격흡수판(30)과의 접지면을 넓게 하여 접지성을 높여 충격전달이 보다 용의하게 구성한다.

상기 강관파일(1), 파일덮개(1)의 상측으로 충격흡수판(30)이 얹혀 구성되는데, 상기 충격흡수판(30)은 강관파일(1)의 상측부를 포함하며 접지될 수 있도록, 상기 강관파일(1)과 접지되는 내측부로 강관파일(1)의 단면부를 포함할 수 있을 정도의 홈부(31)를 구성하고 반대측부는 평면으로 구성하도록 하여 단면부를 볼때에 전체적으로

형으로 구성되어 상기 강관파일(1) 상부 일측을 포함하며 얹혀 구성될 수 있도록 한다. 중앙부로는 다수의 볼트가 관통할 수 있도록 관통부를 구성한다. 상기 충격흡수판(30)은 강관파일(1)에서 발생하는 진동을 흡수하여 상부 구조체와 결합되어진 힌지결합형 보강재(50)에 전달되는 충격을 최소화하는 역할을 하므로 CR고무 등의 연성이 우수하면서도 내마모성이 강한 합성수지재를 이용하여 구성하도록 한다.

상기 충격흡수판(30)의 상측부로는 힌지결합형 보강재(50)가 구성되는데, 상기 충격흡수판(30)을 완전히 내측으로 포함하며 덮어 구성할 수 있도록, 상기 충격흡수판(30)의 접지면으로 홈부(51)를 구성하고, 외측으로는 타설물들과의 결합력을 높이기 위하여 도 6, 7에 도시된 바와 같은 다수의 돌출구(53)를 구성하여 둔다. 중앙부로는 볼트 관통부를 구성하여 하부 덮개(1)와 충격흡수판(30)을 일체화하여 체결하여 구성한다. 본 발명의 도면에서는 상기 힌지결합형 보강재(50)의 상부면으로 다수의 돌출구(53)를 원형을 이루며 구성하였으며, 외측면부에도 다수의 돌출구(53)를 형성하여 상부 구조체에 상기 돌출구(53)를 삽입하여 결합할 수 있도록 구성하여, 상기 힌지결합형 보강제(50)에 결합되는 상기 상부 구조체와 보다 용이하게 결합되고 결합력을 높일 수 있도록 하였다. 물론 상기 돌출구(53)에 직접 타설물을 타설할 수도 있고, 제3의 결합 보조구를 돌출구(53)와 연결하여 구조체와의 결합력을 높일 수도 있다.

상기와 같은 필수 구성요소로 이루어지는 본 발명에 있어서 도2, 5, 6을 참고로 하여 결합 및 과정을 다시 한번 설명하면,

강관파일(1)을 지반에 타격하여 고정 구성한 후에, 상기 강관파일(1)의 상측 개구부를 파일덮개(10)로 용접, 볼트결합 등 통상의 방법으로 결착하여 결속시키고,

상기 파일덮개(10) 상측부로 파일덮개(10)의 상측부와 접지하는 면으로 홈부(31)를 가지며, 반대측부는 평면으로 구성되어, 상기 홈부(31)내부로 강관파일(1)의 최상측부를 완전히 포함시켜 덮어 구성할 수 있도록 단면부가

형으로 구성된 충격흡수판(30)을 구성하여 상기 강관파일(1)위에 얹어 구성한다.

상기 충격흡수판(30) 상측부로 다수의 돌출구(53)가 외측으로 구성된 힌지결합형 보강재(50)를 구성하게 되는데, 돌출구(53)를 제외한 단면부는 상기 충격흡수판(30)과 같이

형으로 구성하여 홈부(51)로 상기 충격흡수판(30)을 완전히 포함하며 덮어 구성한 후, 상기 덮개(10)의 앵커볼트(11)와 이와 대응되게 구성된 충격흡수판(30), 힌지결합형 보강재(50)의 관통구를 순차적으로 연결하여 외측에서 체결하여 구성함으로 결합과정을 이루게 된다.

도 8, 9를 참고로 하여 설명하면 상기 결합과정에서 충격흡수판(30)과, 힌지결합형 보강재(50)의 결합은 별도의 결속 부재를 사용하지 아니하고 하부 구조체와 결착되는 것으로 차후 발생할 수 있는 강관파일(1)의 유동의 전달을 용이하게 흡수할 수 있도록 한다. 즉, 지진 등 지반의 유동현상이 발생하였을 때 힌지결합형 보강재(50)와 직접적으로 연결 결합되어진 건물 등 상부 구조체에 전달되는 진동을 최소화하기 위한 것으로, 1차적으로 충격흡수판(30)의 탄성력으로 좌우상하 진동을 흡수하고, 2차적으로 강관파일(1)의 흔들림 및 뒤틀림, 회전등에 상기 힌지결합형 보강재(5)는 효과적으로 지상 구조체에 전달되는 지면의 진동을 감쇄시킬 수 있는 것이다. 또한, 상기 앵커볼트(11)로서 상하부를 연결하여 구성함으로서 외부인장력에서도 효과적으로 대응이 가능하게 되는 것이다.

현재 지진 등의 위험으로 내진 설계를 하여 지상의 구조물을 건설하고 있음을 볼 때 본 발명을 통하여 기존의 공법에 부가적으로 도움을 줄 수가 있을 뿐만 아니라, 여러 건축물에 효과적으로 적용하여 사용이 가능한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 강관파일 힌지결합형 두부보강재 및 그 시공방법을 통하여,

지진 등의 지반의 움직임을 지상의 건축 구조물에 전달되는 것을 1차적으로 감쇄시킬 수가 있어, 기존과 비교하여 보다 안전한 건축 구조물을 건설할 수 있는 등 그 효과가 다대한 발명이다.

Claims (4)

1. 강관파일(1)의 상측 개구부를 막고 상측으로 접지되는 충격흡수판(30)과의 접지면을 넓게 하여 접지성을 높여 충격전달이 보다 용이하게 하는 파일덮개(10)와,

   상측으로 상기 강관파일(1)과 접지되는 내측부는 강관파일(1)의 단면부를 포함할 수 있을 정도의 홈부(31)를 구성하고 반대측부는 평면으로 구성하도록 하여 단면부를 볼 때에 전체적으로

   

   상기 구성요소를 볼트로 결착하여 구성하는 것을 포함하는 강관파일 힌지결합형 두부보강재

   상측부로 상기 충격흡수판(30)을 완전히 내측으로 포함하며 덮어 구성할 수 있도록, 상기 충격흡수판(30)의 접지면으로 홈부(51)를 구성하여 충격흡수판(30)을 구성하여, 상기 구성요소를 볼트로 결착하여 구성하는 것을 포함하는 강관파일 힌지결합형 두부보강재
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 힌지결합형 보강재(50)의 외측으로는 타설물과의 결합력을 높이기 위하여 다수의 돌출구(53)가 구성되는 것을 포함하는 강관파일 힌지결합형 두부보강재
4. 강관파일(1)을 지반에 타격하여 고정 구성하고,

   상기 강관파일(1)의 상측 개구부를 파일덮개(10)로 용접, 볼트결합 등 통상의 방법으로 결착하여 결속시키고,

   상기 파일덮개(10) 상측부로 파일덮개(10)의 상측부와 접지하는 면으로 홈부(31)를 가지며, 반대측부는 평면으로 구성되어, 상기 홈부(31)내부로 강관파일(1)의 최상측부를 완전히 포함시켜 덮어 구성할 수 있도록 단면부가

   

   형으로 홈부(31)가 구성된 충격흡수판(30)을 상기 강관파일(1)위에 얹어 구성하고,

   상기 충격흡수판(30) 상측부로 다수의 돌출구(53)가 외측으로 구성되고 돌출구(53)를 제외한 단면부는 상기 충격흡수판(30)과 같이

   

   형으로 구성된 힌지결합형 보강재(50)로 상기 충격흡수판(30)을 포함하며 덮어 구성하며 상기 덮개(10), 충격흡수판(30), 힌지결합형 보강재(50)를 볼트 등의 체결수단으로 결속한 후,

   상기 돌출구(53)를 상부 구조체에 삽입하여 타설하는 것을 포함하는 강관파일 힌지결합형 두부보강재 시공방법

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