KR100797002B1 - 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치에 관한 것으로, 원반 모양의 하부원형판(10); 'ㄷ' 자 단면 형상으로 상·하부와 측면에 각각 관통된 끼움공(22)(22′), 고정공(24)(24′)과 상기 하부 끼움공(22′)과 일정 거리를 두고 관통된 지지공(23)을 형성한 고정구(20); 지지수단(30)이 구비되어, 상기 하부원형판(10) 가장자리로 지지수단(30)을 삽입하여, 고정된 지지수단(30)의 타측으로 고정구(20)를 고정하여, 하부원형판(10) 상부에 원 형상으로 다수의 고정구(20)가 배치되고, 상기 끼움공(22)(22′)으로 보강철근(40)을 끼워 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치를 구성한다.

상기와 같은 두부 보강 장치는, 항타한 강관 파일(1)의 돌출된 상부를 절단·정리하고, 그 상단 부분을 따라 관통된 고정공(1a)을 다수 개 형성하여, 상기 두부 보강 장치를 삽입하는데, 강관파일(1)의 고정공(1a)과 고정구(20)의 고정공(24)(24′)을 일치시켜 볼트(25)와 너트(26)로 고정하여, 고정구(20)의 끼움공(22)(22′)에 보강철근(40)을 끼우고, 그 수직으로 띠철근(50)을 설치하여, 이에 콘크리트를 타설·경화하여 두부를 보강함에 따라, 신속하고 정확한 두부 보강을 할 수 있는 것이다.

강관파일, 두부 보강, 고정구, 콘크리트 채움, 연결볼트, 장볼트

Description

강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치 { the apparatus for head of steel pipepile }

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 설치 사시도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 두부 보강 장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 두부 보강 장치의 평면도.

도 4는 도 3의 B부분 상세도.

도 5는 도 3의 AA'부분 단면도.

도 6은 도 5의 C부분 상세도.

도 7은 도 5의 D부분 상세도.

[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ]

10 : 하부원형판 11, 23 : 지지공 12a, 12b : 연결볼트

20 : 고정구 21 : 상부고정구 21′: 하부고정구

22, 22′: 끼움공 24, 24′,1a : 고정공

25 : 볼트 26 : 너트

30 : 지지수단 31 : 와이어지지대

40 : 보강철근

본 발명은 강관 파일의 콘크리트 두부 보강 장치에 관한 것으로, 원반 형태의 하부원형판; 'ㄷ' 자 단면 형상으로, 상·하부와 측면에 각각 관통된 끼움공과 고정공, 상기 하부 끼움공과 일정거리를 두고 관통된 지지공을 형성한 고정구; 지지수단이 구비되어, 하부원형판 가장자리로 지지수단(30)을 끼움·고정하고, 고정된 지지수단(30)의 타측으로 고정구가 고정되어, 하부원형판 상부에 원 형상으로 다수의 고정구가 배치되고, 상기 끼움공으로 일정 길이의 보강철근을 끼움으로, 두부 보강 장치를 구성하는 것으로, 이를 항타한 강관 파일에 적용하여, 신속하고 효율적인 두부 보강을 할 수 있는 것이다.

통상적으로 연약지반(soft ground)이라 함은 지반 자체가 상부 구조물로부터 전해오는 하중을 견딜 수 없거나 혹은 예측 침하량이 허용치를 넘는 경우로서, 연약한 점토, 느슨한 사질토, 유기질토 등이 이에 속하며, 이러한 연약한 지반 위에 도로, 교량, 건물 등이 그대로 놓이면 전단면 침하량이 과대하여지고, 지지력이 부족하여 안전상의 문제가 생긴다.

따라서, 이와 같은 연약지반을 기초로 하는 구조물의 안정성과 침하문제에 대한 대책 중 흔히 사용되는 성토하중을 지지층에 도달하는 공법(PILE이용 공법)은, 공장에서 미리 생산된 강관 파일, PHC 파일, PC 파일, RC 파일 등을 타입공법(타격, 진동)이나 매입공법 등의 방법으로 시공하게 되며, 이러한 파일은 그 지반의 상태에 따라 타격 후에 연속으로 이어 타격 되며, 적정하게 타격 된 뒤에는 지방 상부로 돌출된 파일을 적절히 절단하고, 그 끝 부분을 보강하게 되는바, 이렇게 파일 끝을 정리하면서 보강하는 것을 두부 정리(頭部 整理)라 하며, 이러한 두부를 정리·보강한 다음에는 그 상부에 수평 방향으로 철근을 배근하고, 기초 콘크리트를 타설하여 항타한 파일과 타설된 콘크리트에 의해, 이에 짓게 되는 구조물을 안정적으로 지지하도록 하는 것이다.

이렇게 항타한 파일의 두부 정리(두부 보강)의 경우, 상기 항타한 파일 내부에 원반 형태의 하부원형판을 일정 깊이로 삽입하고, 이에 보강 철근을 인입하거나 설치하면서, 상부로 보강철근을 일정 길이가 돌출되게 배근하고 이에, 파일의 적정 깊이로 콘크리트를 타설하여 메우면서 파일의 두부 정리 및 두부 보강을 하게 되며, 이를 위해 다양한 두부 보강 방법, 두부 보강 장치 등이 개발되었다.

상기 파일이 강관인 경우의 두부 보강에 있어서, 공개특허공보 제 0109403호에 개시된 '강관 파일의 두부 보강 장치'와 같이, 기존의 두부 보강 장치에서 사용되는 많은 구성품에 따른 제작 시간과 제작 단가에 따른 문제점을 보완하기 위해, 분리된 복수의 상부지지판과 강관 파일의 연결을 위한 별도의 고정구를 도입하였 다.

하지만, 인입되는 보강철근의 편심이동을 방지하기 위해 상부지지판에 통공된 끼움공 이외에 하부지지판에 별도의 안착 공을 형성하여, 보강철근을 끼움공과 안착공에 정확히 안착시켜야 함에 따라 두부보강 작업이 약간씩 지연되는 문제점이 발생한다.

또한, 고정구와 상부지지판을 분리하여 개별적 부품으로 생산하고, 상부지지판을 판형으로 구성함에 따른 비용상승의 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 원반형태의 하부원형판; 'ㄷ' 자 단면 형상의 끼움공, 고정공, 지지공을 구비한 고정구; 와이어로프 혹은 장볼트를 사용하는 지지수단이 구비되어, 하부원형판 가장자리로 지지수단을 끼움·고정하고, 고정된 지지수단의 타측으로 고정구를 고정하여, 하부원형판 상부에 원 형상으로 다수의 고정구가 배치되고, 상기 끼움공으로 일정 길이의 보강철근을 끼움으로 두부 보강 장치를 구성하여, 이를 항타한 강관 파일에 적용하여, 콘크리트를 타설·경화하여 두부를 보강한다.

따라서, 고정구를 강관파일에 고정할 때, 고정구의 볼트 체결작업으로 단일화함으로써 체결 작업을 간결화 하고, 상기 고정구에 상·하로 통공된 끼움공에 의해 보강철근을 끼움과 동시에 고정되게 함으로써 자체적으로 보강철근의 직진도가 유지되어, 설치 작업을 신속·정확하게 하는 데 그 목적이 있다.

그리고 기존의 판형으로 구성된 상부원형판을 설치에 필요한 부분만으로 단편적으로 구성하여 비용절감을 하는데 그 목적이 있다.

또한, 고정구가 상부고정구와 하부고정구로 분리 가능하도록 하여, 상부고정구가 강관파일의 상단에 걸치도록 형성하여, 보강철근 인입과 콘크리트 타설에 의해 발생하는 수직항력을 강관파일과 각각의 상·하부 고정구에 분산하여, 압축과 인장력에 대한 강도를 높임으로써, 내구성을 높임과 동시에 고정구의 견고한 안착에 따른 안전한 두부보강을 하는데 그 목적이 있다.

덧붙여, 보강철근의 적정위치에 굴곡을 형성하여, 수평으로 배근 되는 철근에 의한 간섭 발생 시 자체 회전에 의해 간섭을 피할 수 있음으로써, 시공능력을 높이는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치에 관한 것으로, 원반형태의 하부원형판(10); 'ㄷ' 자 단면 형상으로, 상·하부와 측면에 각각 관통된 끼움공(22)(22′), 고정공(24)(24′)과 상기 하부 끼움공(22′)과 일정 거리를 두고 관통된 지지공(23)을 형성한 고정구(20); 지지수단(30)을 구비하여, 상기 하부원형판(10)의 가장자리 상부로 고정구(20)가 원형으로 배치되는데, 상기 하부원형판(10)과 고정구(20) 사이를 지지수단(30)으로 연결하고, 상기 끼움공(22)(22′)으로 보강철근(40)을 끼워 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치를 구성하는 것으로서, 이렇게 구성되는 두부 보강 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 크게 하부원형판(10), 고정구(20), 지지수단(30) 및 보강철근(40)으로 이루어진다.

이를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면, 먼저, 하부원형판은(10), 도 2에 도시한 바와 같이, 원반 형태를 가지는 강철(steel)이나, 이와 비슷한 강도를 유지하는 금속판 혹은 합성수지재질(예를 들어 PVC, 강화플라스틱)로써, 그 상부 가장자리를 따라 관통된 지지공(11)을 일정 간격으로 다수 개 형성하고, 상기 하부원형판(10)의 외경을 이를 설치하는 강관 파일(1) 내경과 거의 일치하거나 조금 더 작은 지름으로 공차를 두어, 시공하는 강관 파일(1)에 삽입되도록 구성한다.

다음으로, 고정구(20)는, 'ㄷ' 자 단면 형상을 가지는 것으로, 도 1과 도 2, 도 5에서 도시된 바와 같이 일정 폭을 가진 'ㄱ' 자 단면형상의 상부고정구(21)와 하부고정구(21′)로 분리되어, 상부고정구(21)는 강관파일(1)의 외 측과 상단에 걸리도록 배치하고, 하부고정구(21′)는 강관파일(1) 내측에 'ㄴ' 자 형상으로 배치하여, 이 상부고정구(21)와 하부고정구(21′)의 일면을 강관파일을 중간에 두고 서로 같은 위치로 맞대어 각각의 고정공(24)(24′)에 하나의 볼트로 체결할 수 있도록 형성함이 바람직하고, 상기 고정구(20)는 구조물 축조시 하중을 견딜 수 있을 만큼의 강도를 지닌 금속성 소재로 강관파일(1)에 삽입할 보강철근(40)의 개수만큼 배치한다.

또한, 상기 상부고정구(21)와 하부고정구(21′)는 각각의 끼움공(22)(22′) 의 위치를 일치시키고, 상기 하부고정구(21′)에 형성된 끼움공(22′)과 일정거리를 두고 통공된 지지공(23)이 하부원형판(10)상의 지지공(11)과 상·하로 서로 마주보도록 위치를 일치시켜 고정구(20)를 구성한다.

참고로, 지지공(11)(23)에는 후설 하는 지지수단(30)이 설치·고정되도록 하고, 끼움공(22)(22′)의 관통된 구멍으로는 보강철근이 끼움 될 수 있도록 형성한다.

그리고 지지수단(30)의 경우, 도 2와 도 5를 참고하여 보면, 상기에서 서술한 하부원형판(10)과 고정구(20)를 연결하는 소재로서, 하부원형판(10) 상의 지지공(11)과 고정구(20)상의 지지공(23)에 상기 지지수단(30)을 삽입하여 적용하는 것으로서, 끼움이 되는 소재로 와이어지지대(31) 혹은 장볼트 중 하나를 선택하여 설치할 수 있다.

예를 들어, 와이어지지대(31)를 사용할 경우, 도 6과 도 7을 참고하여 보면, 상기 각각 일치된 위치로 관통된 지지공(11)(23)에 와이어로프 양단에 각각 연결볼트(12a)(12b)를 고정한 와이어지지대(31)를 끼우고, 각각 너트(13a)(13b)로 고정한다.

또 다른 실시 예로, 장볼트(미도시)는 일자형의 길이가 충분히 긴, 강도가 좋은 금속재질로써 전반적으로 수나사 산으로 형성하고, 각각의 지지공(11)(23)의 내 주연을 암나사 산으로 형성하여 장볼트를 끼우고, 상기 장볼트에 대응되는 형태의 너트를 끼워 고정한다.

마지막으로, 보강철근(40)은 도 5에서 도시하는 바와 같이, 철근을 일정 길이로 형성하여, 일자형 철근을 사용하거나, 전체적으로는 일(一)자 형상이되, 적정 위치에 중간에 두 번의 굴곡이 형성되어,

내지는

의 굴곡을 가지는 형태로 구성하여, 수평으로 배근 되는 철근의 간섭 발생 시 자체 회전하여 간섭을 피할 수 있도록 구성되어 있다.

이렇게 구성한 하부원형판(10), 고정구(20), 지지수단(30), 보강철근(40)을 이용한 강관파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치를 설명하면, 하부원형판(10) 가장자리 상부로 'ㄱ' 자 단면의 상부고정구와 하부고정구로 분리 가능한 고정구(20)가 배치되고, 상·하로 마주하는 하부고정구(21′)상의 지지공(23)과 하부원형판(10) 상의 지지공(11)에 지지수단(30)을 삽입하여, 상기 하부원형판(10)과 고정구(20)를 연결하며, 상기 상부고정구(21)와 하부고정구(21′)에 같은 위치에 통공된 끼움공(22)(22′)으로 보강철근(40)을 끼움 한다.

상기 각각의 구성 요소로 구성된 두부 보강 장치는, 공장이나 제작소 등에서 미리 제작·조립되어, 구비된 하부원형판(10), 고정구(20), 지지수단(30), 보강철근(40) 등이 현장으로 이송되어, 강관 파일의 두부 보강이 필요한 현장에서 적절히 설치하여 구성한다.

현장에서 설치시, 항타한 강관 파일(1)의 상부를 지면과의 적정 높이에서 절단하고, 그 끝단 부분을 정리한 다음, 그 상부 가장자리를 따라 관통한 고정공(1a) 을 다수 개 형성하며, 고정구(20)의 고정공(24)(24′)과 강관 파일(1)의 고정공(1a)을 일치하여, 이에 볼트(25)와 너트(26)로 고정하고, 상기 돌출된 보강 철근(40)의 수직방향으로 띠철근(50) 혹은 철근을 수평 방향으로 배근을 하여 콘크리트를 타설·경화하여 메움으로 두부 보강을 마무리하게 된다.

따라서, 고정구(20)의 볼트 체결작업으로 단일화함으로써 체결 작업을 간결화 하고, 보강철근(40) 삽입시 상기 고정구(20)에 상·하로 통공된 끼움공(22)(22′)에 의해 보강철근(40)이 끼움과 동시에 고정되게 함으로써 자체적으로 보강철근(40)의 직진 도가 유지되어, 작업시간에 소요되는 시간과 비용을 절감한다.

또한, 고정구(20)를 상부고정구(21)와 하부고정구(21′)로 분리하고, 상부고정구(21)가 강관파일(1)에 걸리도록 구성함으로써, 보강철근(40)과 타설되는 콘크리트에 의해 발생하는 수직항력이 상기 상부고정구(21), 하부고정구(21′)와 강관파일(1)에 고루 분산하여, 압축과 인장력에 대한 강도를 높임으로써, 두부 보강 장치의 내구성을 향상시킨다.

이에 덧붙여, 고정구(20)와 하부원형판(10) 사이에 삽입된 지지수단(30)은 고정구(20)와 하부원형판(10)을 더욱 견고히 고정하여, 보강철근(40)과 함께 타설되는 콘크리트의 강도를 더욱 높일 수 있도록 구성한다.

이와 같이 본 발명은, 원반형태의 하부원형판; 'ㄷ' 자 단면 형상의 끼움공, 고정공, 지지공을 구비한 고정구; 와이어로프 혹은 장볼트를 사용하는 지지수단이 구비되어, 하부원형판 가장자리로 지지수단을 끼움·고정하고, 고정된 지지수단의 타측으로 고정구를 고정하여, 하부원형판 상부에 원 형상으로 다수의 고정구가 배치되고, 상기 끼움공으로 일정 길이의 보강철근을 끼움으로 두부 보강 장치를 구성하여, 이를 항타한 강관 파일에 적용하여, 콘크리트를 타설·경화하여 두부를 보강함에 따라, 고정구의 볼트 체결작업으로 단일화함으로써 체결 작업을 간결화 하고, 상기 고정구에 상·하로 통공된 끼움공에 의해 보강철근을 끼움과 동시에 고정되게 함으로써 자체적으로 보강철근의 직진도가 유지되어, 설치 작업을 신속·정확하게 하는 효과가 있다.

또한, 고정구를 상부고정구와 하부고정구로 형성하되, 상부고정구가 강관파일의 상단에 걸치도록 형성하여, 보강철근 인입과 콘크리트 타설시 발생하는 수직항력을 강관파일과 각각의 상·하부 고정구에 분산하여, 압축과 인장력에 대한 강도를 높임으로써, 내구성을 높임과 동시에 고정구의 견고한 안착에 따른 안전한 두부보강을 하는 효과가 있다.

덧붙여, 보강철근의 적정위치에 굴곡을 형성하여, 수평으로 배근 되는 철근에 의한 간섭 발생 시 자체 회전에 의해 간섭을 피할 수 있음으로써, 시공능력을 높이는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 통상의 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치에 있어서,

   금속이나 합성수지 재질로 이루어진 원반 형상의 하부원형판(10)을 구비하고,

   'ㄱ' 자 단면의 상부 고정구(21)와 하부 고정구(21′)로 구성되고, 각각의 일면이 서로 겹쳐 'ㄷ' 자 단면으로 구성된 고정구(20)를 구비하되, 이들 고정구(20)의 상·하부로 일치된 위치에 관통된 끼움공(22)(22′)을 각각 형성하고, 상기 고정구(20) 측면에 관통된 고정공(24)(24′)을 형성한 고정구(20)와,

   일정 길이를 가지는 지지수단(30)과 일정 길이의 보강철근(40)을 각기 구비하여,

   이들 각 구성은, 하부 원형판 (10)의 가장자리를 따라 지지수단(30)을 다수 개 고정하고, 상기 고정된 각 지지수단(30)의 타 단으로 고정구(20)가 각각 고정되고, 상기 끼움공(22)(22´)에 보강철근(40)을 끼운 두부 보강 장치를 구성하여,

   상기 두부 보강 장치를 항타한 강관 파일에 상기 고정구의 고정공으로 볼트와 너트로 고정하여, 비용절감과 신속한 두부 보강이 이루어짐을 특징으로 하는 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치
3. 제 2항에 있어서,

   상기 하부원형판(10) 체결에 있어, 하부원형판(10)의 가장자리를 따라 지지공(11)을 관통하고, 하부고정구(21′)의 끼움공(22′)과 일정 거리에 두어 관통된 지지공(23)을 형성하며, 상기 지지수단(30)의 양단은 볼트로 형성되어,

   상기 지지수단(30)의 양단이 각 지지공(11),(23)에 끼움 되어 너트(13a),(13b)를 사용하여 고정하도록 함으로써, 조립이 용이함을 특징으로 하는 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 지지수단(30)은 일정 길이의 와이어로프 양단에 각각 연결볼트(12a)(12b)를 고정한 와이어지지대(31)로 구성되고, 이를 사용하여 조립함으로써, 두부 보강 장치의 조립이 용이함을 특징으로 하는 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 지지수단(30)은 장볼트가 사용되어,

   두부 보강 장치의 조립이 용이함을 특징으로 하는 강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치.
6. 삭제

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