KR100870859B1 - 볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피에이치씨 파일의 연결 구조에 관한 것으로, 관통된 강봉결합공과 관통공을 다수 개 형성한 상부슈와 상기 상부슈의 가장자리를 따라 각 관통공에 대응하는 위치로 사각 단면 형상으로 인입된 수밀박스를 형성한 상부보강밴드를 일체로 형성한 상부조인트캡 및; 상기 상부조인트캡과 동일한 간격으로 강봉결합공 및 결합너트부가 형성된 하부슈의 가장자리를 따라 하부보강밴드가 일체로 형성된 하부조인트캡을 구성함으로써, 상기 상부조인트캡과 하부조인트캡을 양단에 각각 형성한 피에이치씨 파일을 구성하고, 서로 이웃하여 접하는 피에이치씨 파일의 상부조인트캡과 하부조인트캡을 서로 접하여, 각 강봉결합공이 일치하고, 관통공을 관통한 볼트가 결합너트부에 체결되는 방식으로 각 피에이치씨 파일을 연결하는 방법을 통해, 연약 지반에 상기 피에이치씨 파일을 박고, 이 상부로 다른 피에이치씨 파일의 일단을 맞대어 연결하여, 피에이치씨 파일을 견고하고 용이하게 연결할 수 있도록 한다.

피에이치씨 파일, 조인트캡, 슈, 보강밴드, 볼트, 덮개판

Description

볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조 { the coupling structure of Pretentioned spun High strength Concrete Piles }

본 발명은 피에이치씨 파일의 연결 구조에 관한 것으로, 관통된 강봉결합공과 관통공을 다수 개 형성한 상부슈와 상기 상부슈의 가장자리를 따라 각 관통공에 대응하는 위치로 사각 단면 형상으로 인입된 수밀박스를 형성한 상부보강밴드를 일체로 형성한 상부조인트캡 및; 상기 상부조인트캡과 동일한 간격으로 강봉결합공 및 결합너트부가 형성된 하부슈의 가장자리를 따라 하부보강밴드가 일체로 형성된 하부조인트캡을 구성함으로써, 상기 상부조인트캡과 하부조인트캡을 양단에 각각 형성한 피에이치씨 파일을 구성하고, 서로 이웃하여 접하는 피에이치씨 파일의 상부조인트캡과 하부조인트캡을 서로 접하여, 각 강봉결합공이 일치하고, 관통공을 관통한 볼트가 결합너트부에 체결되는 방식으로 각 피에이치씨 파일을 연결하는 방법을 통해, 연약 지반에 상기 피에이치씨 파일을 박고, 이 상부로 다른 피에이치씨 파일의 일단을 맞대어 연결하여, 피에이치씨 파일을 견고하고 용이하게 연결할 수 있는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 연약한 점토나 느슨한 사질토 또는 유기질토 등의 연약지반(soft ground)은 지반 자체가 상부 구조물로부터 전해오는 하중을 견딜 수 없거나 혹은 예측 침하량이 허용치를 넘는 것으로서, 이러한 연약지반 상으로 도로, 교량, 건물 등을 그대로 시공하게 되면 전단면 침하량이 과대하여지고, 지지력이 부족하여 안전상의 문제가 생기게 될 뿐만 아니라, 최근에는 쓰레기 매립에 의해 이루어진 지반을 도로나 건축물의 기초로 활용하고자 하는 방안도 강구되고 있어, 이러한 지반에서도 과도한 침하와 지지력의 부족이 예상되므로 연약지반 처리대책이 요구된다.

상기와 같은 연약지반을 기초로 하는 구조물의 시공 시, 안정성과 침하문제에 대한 대책 중 통상적으로 사용되는 것은 성토하중을 지지층에 도달하는 공법(PILE이용 공법)인데, 이는 공장에서 미리 생산된 강, 피에이치씨, 피씨, 알씨 등의 기성 콘크리트 파일의 크기와 토질 등을 충분히 검토한 후 타입공법(타격, 진동)이나 매입공법 등의 방법으로 시공이 이루어지는 것이다.

특히, 상기 피에이치씨 파일(PHC: Pretentioned spun High strength Concrete Piles)은 원심력을 응용하여 만든 콘크리트 압축강도가 78.5N/㎟(800Kgf/㎠) 이상의 프리텐션방식에 의한 고강도 말뚝으로서, 콘크리트의 허용압축응력이 대단히 크므로 종래의 피씨 파일보다 더 큰 축방향 하중에 견딜 수 있으며, 압축강도가 800Kgf/㎠ 이상인 콘크리트로 성형한 단면에 소요의 프리스트레스(prestress) 를 균일하게 도입하여 타격 내력에 우수할 뿐만 아니라, 항타 시 발생하는 반사파에 의한 인장응력을 완전히 흡수하기 때문에 균열이 없고, 종래의 피씨 파일로는 항타가 곤란한 중간의 단단한 층도 용이하게 관입이 이루어지기에 더욱 깊고 단단한 지층에 관입이 가능하며, 콘크리트의 휨인장응력이 크기 때문에 축력과 수평력을 동시에 받는 내진설계 시 가장 적합한 파일로 많이 사용되고 있다.

이러한 피에이치씨 파일은 구축할 건축물의 규모나 지질 상태에 따라 깊게 설치할 경우, 피에이치씨 파일 다수 개를 서로 긴밀하게 연결함으로써, 항타 시 편심이 발생하는 것을 방지해야 하는데, 종래에는 그 상부파일과 하부파일의 서로 접하는 각 상단과 하단에 조인트 캡 또는 조인트 슈를 설치하여, 이들을 함께 용접하거나, 볼트·너트로 체결하는 방법이 사용되었다.

그러나 용접에 의한 연결방법은 현장 작업자의 숙련도 등에 따라 좌우되는 용접부의 강도 불균형으로 연결이 용이하지 못할 뿐만 아니라 많은 용접부위에 용접을 함에 따라 용접 열에 의해 조인트 슈를 구성하는 철제 자체의 물성변화는 물론, 그 전도열에 의해 파일의 콘크리트까지 손상되어 파일의 연결부 강도를 저하하고 구조적 안정성을 저해하며, 현장 작업의 특성상 우천시에는 용접 작업 자체가 어려워 장시간의 작업시간이 소요되며, 겨울철에는 용접부가 급격히 냉각됨에 따라 용접부에 크랙이 발생하고 이로 인해 작업률이 떨어지고, 용접 단면이 지나치게 얇아 용접강도가 떨어질 경우에는 용접부의 균열 및 틈새 발생하고, 콘크리트의 강도 가 저하되면서 파손을 수반하여 타입 된 파일은 그 본래의 목적을 달성할 수 없는 등의 문제점이 있다.

그리고 볼트·너트체결을 통한 피에이치씨 파일의 연결방법은 상·하 파일에 각각 일정 크기로 인입된 결합홈의 통공된 결합공에 결합편을 덧대어, 결합홈의 결합공과 결합편의 결합공을 일치시켜 각각 수평으로 볼트로 체결하여 상·하부 파일을 연결하는 방법 등이 사용되었지만, 이렇게 연결된 피에이치씨 파일의 항타 시 발생하는 수직항력이 각 피에이치씨 파일의 측면에 수평으로 고정된 볼트로 전달됨으로써, 볼트에 발생하는 전단력에 의해 굽힘 또는 전단파괴가 발생하여, 연결되어 있던 피에이치씨 파일에 편심이 생겨 각 피에이치씨 파일이 긴밀한 연결을 이루지 못해, 상·하로 연결되어 있는 피에이치씨 파일에 구조적 문제가 발생하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 등록특허공보 제 0739499호에 게재된 “슬라이딩 로킹 조인트를 이용한 파일의 연결 구조”와 같이 조인트의 양면 각 걸림부를 각 파일 양단에 형성된 슈의 끼움부에 끼워 돌려 조립·연결하는 파일 연결 구조 또는, 등록특허공보 제 0692082호에 게재된 “피에이치씨 파일 연결장치”와 같이 조인트 슈와 조인트 캡을 연결구에 회전·삽입하여 피에이치씨 파일을 조립·연결하는 방법 등 다양한 방법이 제시되었지만, 이러한 방법들은 제조 및 연결방법이 복잡하고, 제작에 고비용이 소요되며, 상기 방법들을 통한 피에이치씨 파일의 연결된 강도가 현저하게 저하되어 주로 사용되지 않고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 서로 이웃하는 피에이치씨 파일의 각 강봉이 일치하고, 피에이치씨 파일의 항타 시 가해지는 수직항력의 방향으로 볼트를 체결함으로써, 강봉 및 볼트에 가해지는 전단력을 최소화하여 각 피에이치씨 파일을 긴밀하고, 용이하게 연결하는 것을 그 목적으로 한다.

그리고 상기 피에이치씨 파일을 연결하는 볼트는 헤드 부분을 육각 또는 사각의 요철 렌치볼트로 구성함으로써, 피에이치씨 파일의 연결 구조를 신속하고, 안정적으로 하는 동시에, 체결부위의 크기를 최소화하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 볼트의 체결을 위해 외측으로 노출된 부분은 막아, 타격 시 볼트의 부식 방지는 물론, 타격에 대한 강도를 높여 견고한 볼트 체결에 의해 파일의 연결 구조를 안전하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명인 볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조는, 관통된 강봉결합공과 관통공을 다수 개 형성한 상부슈와, 상기 상부슈의 가장자리를 따라 각 관통공에 대응하는 위치로 사각 단면 형상으로 인입된 상 태에서 외측으로 개방된 수밀박스를 형성한 상부보강밴드를 일체로 형성한 상부조인트캡 및; 상기 상부조인트캡과 동일한 간격으로 강봉결합공 및 결합너트부가 형성된 하부슈의 가장자리를 따라 하부보강밴드가 일체로 형성된 하부조인트캡을 구성함으로써, 상기 상부조인트캡과 하부조인트캡을 양단에 각각 형성한 피에이치씨 파일을 구성하고, 서로 이웃하여 접하는 피에이치씨 파일의 상부조인트캡과 하부조인트캡을 서로 접하여, 각 강봉결합공이 일치한 상태로 관통공을 관통한 볼트가 결합너트부에 체결되는 방식으로 각 피에이치씨 파일을 연결한다.

이때, 상기 하부조인트캡의 결합너트부는 하부로 일정두께의 하부플레이트가 일체로 연결된 상태에서 일정깊이로 나사산이 파인 형태 또는, 천공된 하부로 너트가 일체로 연결된 형태로 선택적으로 구성함으로써, 상기 결합너트부로 상부조인트캡의 관통공을 통과한 볼트를 체결할 수 있도록 한다.

그리고 상기 피에이치씨 파일을 연결하는 볼트는 헤드 부분이 돌출 또는 홈이 파인 육각이나 사각의 요철 렌치볼트로 구성한다.

또한, 상기 피에이치씨 파일의 외측을 향해 개방된 수밀박스에 의해 노출된 공간으로는 동일한 크기의 피브이씨(PVC) 내지는 금속재질(steel)의 덮개판을 끼우거나, 또는 수밀박스 내부에 모르타르를 충진한 후 상기 덮개판을 끼움으로 수밀박스 부분을 보강한다.

상기와 같이 서로 이웃하는 피에이치씨 파일의 강봉이 일치되고, 상부조인트캡과 하부조인트캡을 동시에 체결하는 볼트는 항타 시 가해지는 수직항력의 방향으로 체결됨으로써, 피에이치씨 파일의 연결을 단시간에 용이하게 하고, 강봉 및 볼트에 가해지는 전단력을 최소화하여 각 피에이치씨 파일을 긴밀하게 연결하는 효과를 가진다.

그리고 상기 결합너트부는 하부플레이트 또는 너트가 일체로 형성된 부위까지 볼트를 체결함으로써, 피에이치씨 파일의 체결력을 향상시키며, 볼트의 헤드 부분을 요철 렌치볼트로 형성함으로써, 공구를 통해 자동 또는 반자동으로 체결하여 시공을 용이하게 하는 동시에 수밀박스의 크기를 최소화하여 피에이치씨 파일의 강도를 증대시키는 효과를 가진다.

또한, 덮개판을 통해 피에이치씨 파일의 외측을 향해 개방된 수밀박스에 의해 노출된 공간을 마감함으로써, 수밀박스 내부로 충진한 모르타르의 이탈 및 분리 등을 막아 볼트의 부식을 방지하고, 타격에 대한 강도를 높여 견고한 볼트 체결에 의한 파일의 연결 구조를 안전하게 하는 효과를 가진다.

본 발명은 피에이치씨 파일의 연결 구조에 관한 것으로, 관통된 강봉결합공과 관통공을 다수 개 형성한 상부슈와 상기 상부슈의 가장자리를 따라 각 관통공에 대응하는 위치로 사각 단면 형상으로 인입된 수밀박스를 형성한 상부보강밴드를 일체로 형성한 상부조인트캡 및; 상기 상부조인트캡과 동일한 간격으로 강봉결합공 및 결합너트부가 형성된 하부슈의 가장자리를 따라 하부보강밴드가 일체로 형성된 하부조인트캡을 구성함으로써, 상기 상부조인트캡과 하부조인트캡을 양단에 각각 형성한 피에이치씨 파일을 구성하고, 서로 이웃하여 접하는 피에이치씨 파일의 상부조인트캡과 하부조인트캡을 서로 접하여, 각 강봉결합공이 일치하고, 관통공을 관통한 볼트가 결합너트부에 체결되는 방식으로 각 피에이치씨 파일을 연결하는 방법을 통해, 연약 지반에 상기 피에이치씨 파일을 박고, 이 상부로 다른 피에이치씨 파일의 일단을 맞대어 연결하여, 피에이치씨 파일을 견고하고 용이하게 연결할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 크게 상부조인트캡과 하부조인트캡을 각 양단에 형성한 피에이치씨 파일과 그 연결 수단인 볼트로 이루어지는데, 이하 각 도면에 도시한 실시예를 참조하여 각 구성요소 및 이의 연결방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 도1에 도시한 바와 같이 상부조인트캡(100)은, 상부슈(110)의 측면을 따라 상부보강밴드(120)가 일체로 형성되는데, 상기 상부슈(110)는 중앙이 관통된 중앙홀(111)을 형성한 원형판상으로 다수개의 홀을 형성하는 것으로서, 원형판 가장자리를 따라 크고 작은 두 개의 원홈이 맞붙은 형상으로 관통되어 강봉이 삽입되는 강봉결합공(112)과, 후에 볼트(300)를 관통시키는 한 개의 원홈이 관통된 관통공(113)을 일정한 간격으로 다수 개 형성한다.

그리고 상기 상부슈(110)와 결합하는 상부보강밴드(120)는, 원형의 파이프 형상에 강철(steel)로 제조되며, 그 일단 내측 가장자리를 따라 사각 단면 형상의 수밀박스(121)를 일정 간격으로 다수 개 형성하는데, 상부보강밴드(120) 외측을 향해 개방되도록 형성된 상기 수밀박스(121)로 인해 보강밴드(120) 바깥에서 내측으로 인입된 공간을 형성하게 된다.

다시 말하면, 상기 보강 밴드(120)는 그 일단을 따라 상기 수밀박스(121)에 의해 사각 형상으로 인입된 박스 형상의 공간 형성하게 되며, 이때, 상기 각 수밀박스(121)는 상부슈(110)의 각 관통공(113)에 대응하는 위치로 형성된다.

참고로, 상기 상부보강밴드(120) 내측에는 호 형상의 바(미도시)를 삽입하여 용접함으로써, 상부보강밴드(120)의 강도를 높이도록 한다.

이렇게 구성한 상부슈(110)와 상부보강밴드(120)는 결합하여 상부조인트캡(100)을 구성하되, 이는 상기 상부슈(110)의 가장자리를 따라 상부보 강밴드(120)의 일단을 용접하여 일체 된 상부조인트캡(100)을 구성하는데, 상기 상부조인트캡(100)의 상부슈(110)와 상부보강밴드(120)의 결합하는 모서리 부분에 수밀박스(121)가 위치되며, 상기 수밀박스(121)의 인입된 공간에는 상부슈(110)의 관통공(113)이 각각 위치되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 상부슈(110)와 상부보강밴드(120)의 결합은 피에이치씨 파일(400)의 제조특성상 완전히 수밀되도록 이루어져야 한다.

다음으로, 도2 또는 도3에 도시한 바와 같이 하부조인트캡(200)은, 하부슈(210)의 측면을 따라 하부보강밴드(220)가 일체로 형성되어, 상부조인트캡(100)과 동일한 크기와 형태를 가지는데, 즉, 상기 하부슈(210)는 중앙이 관통된 중앙홀(211)을 형성한 원형판상으로 다수개의 홀을 형성하는 것으로서, 원형판 가장자리를 따라 크고 작은 두 개의 원홈이 맞붙은 형상으로 관통된 강봉결합공(212)과 후에 볼트(300)를 체결하는 한 개의 원홈이 관통된 결합너트부(213)을 일정한 간격으로 다수 개 형성한다.

이때, 상기 결합너트부(213)는 여러 가지 방법으로 볼트(300)를 체결 가능한 너트형태로 형성할 수 있는데, 바람직하게는, 도10에 도시한 바와 같이 상기 결합너트부(213) 하부로 일정두께를 가지는 하부플레이트(214)가 용접되어 일체로 형성되고, 상기 결합너트부(213)에 연장하여 동일한 직경으로 하부플레이트(214)에 홈이 파인 상태에서, 관통된 결합너트부(213) 및 이에 연장된 하부플레이트(214)의 홈 내측면으로 암나사산을 형성함으로써, 상기 결합너트부(213) 및 하부플레이트(214) 내부로 볼트(300)를 체결할 수 있도록 한다.

상기와 같이 결합너트부(213) 및 하부플레이트(214)로 동시에 볼트(300)를 체결함으로써, 볼트(300)가 체결되는 길이가 길어 체결력를 향상시키고, 볼트(300)의 끝단부는 하부플레이트(214)에 의해 밀폐되어, 콘크리트를 투입한 피에이치씨 파일(400)의 제조 시 하부플래이트(214) 및 결합너트부(213) 내부로 콘크리트 액이 침수되지 않도록 해, 내측의 나사산을 보호하고, 볼트(300)의 부식을 방지한다.

또한, 상기 결합너트부(213)의 또 다른 실시예로써, 도11에 도시한 바와 같이 관통된 결합너트부(213)의 하부로 너트(215)를 용접하여 일체로 형성함으로써, 볼트(300)가 결합너트부(213)를 통과해 너트(215)와 용이하게 체결되도록 하는데, 이때, 상기 너트(215)는 용접되지 않은 타측면 역시 상기 하부플레이트(214)와 동일하게 막히도록 형성됨으로써, 콘크리트를 투입한 피에이치씨 파일(400)의 제조 시 너트(215) 및 결합너트부(213) 내부로 콘크리트 액이 침수되지 않도록 해, 내측의 나사산을 보호하고, 볼트(300)의 부식을 방지한다.

그리고 상기 하부슈(210)와 결합하는 하부보강밴드(220)는, 원형의 파이프 형상에 강철(steel)로 제조되며, 이 역시, 상기 하부보강밴드(220) 내측에는 호 형상의 바(미도시)를 삽입하여 용접함으로써, 하부보강밴드(220)의 강도를 높이도록 한다.

이렇게 구성한 하부슈(210)와 하부보강밴드(220)는 결합하여 하부조인트캡(200)을 구성하되, 이는 상기 하부슈(210)의 가장자리를 따라 하부보강밴드(220)의 일단을 용접하여 일체 된 하부조인트캡(200)을 구성하며, 상기 하부슈(210)와 하부보강밴드(220)의 결합은 피에이치씨 파일(400)의 제조특성상 완전히 수밀되도록 이루어져야 한다.

상기와 같이 구성된 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200)은 통상 피에이치씨 파일(400)의 제조에 사용되어 피에이치씨 파일(400)을 구성하는데, 상기 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200)을 이용한 상기 피에이치씨 파일(400)의 제작 방법을 대략 설명하면 다음과 같다.

우선, 원심 성형 시, 상기 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200) 한 쌍을 일정 거리로 두고, 강봉의 양단을 각 강봉결합공(112)(212)에 끼워진 상태로 준비된 하부 형틀(미도시, 이 피에이치씨 파일을 제작하는 데는 원통형의 형틀이 필요한데, 이 형틀은 길이 방향을 따라 반으로 나뉘어져, 각각 반원 단면의 내부 구조를 가진 형틀로 이루어지되, 그 위치에 따라 하부 쪽의 하부 형틀, 그 상부 쪽의 상부 형틀로 구성됨)에 투입하고, 이 하부 형틀에 콘크리트를 부어 상부 형틀(미도시)을 조립하여 하부 형틀과 상부 형틀을 일체화하며, 이에 상기 강봉으로 긴장력 을 가해 프리스트레스를 가하고, 이에 상기 조립된 형틀의 회전으로 콘크리트를 다지는 원심 성형을 거친 후, 이에 상압 증기 양생의 1차 양생을 거친 후, 탈형하며 이를 다시 오토클레이브 양생의 2차 양생을 거쳐, 피에이치씨 파일(PHC Piles: Pretentioned spun High strength Concrete Piles)(400)을 구성한다.

이렇게 상기 제작 방법에 의해 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200)을 양단에 각각 일체로 형성한 피에이치씨 파일(400)을 구성한다.

다음으로, 상기와 같이 형성된 피에이치씨 파일(400)을 체결하는 볼트(300)를 설명하면, 이는 돌출된 헤드와 나사 산이 형성된 몸통을 일체로 형성한 통상적인 볼트에 있어서, 도5 또는 도6에 도시한 바와 같이 헤드의 상면 중심으로 사각 또는 육각 형태로 돌출되거나 홈이 파인 요철 렌치볼트(wrench bolt) 형태를 가지는 볼트(300)로 구성하는데, 이를 통해, 상기 볼트(300)를 임펙트 렌치나 복수렌치 레버 등의 공구를 사용하여 자동 또는 반자동으로 용이하고 신속하게 체결하는 동시에, 볼트(300)의 삽입 및 체결을 위한 공간인 수밀박스(121)의 크기를 통상적인 육각 형태의 헤드를 가지는 볼트에 비해 더욱 작게 형성하게 됨으로써, 수밀박스(121)의 크기를 최소화하여 그만큼 피에이치씨 파일(400)의 성형 시 콘크리트가 많이 투입되어, 피에이치씨 파일(400)의 강도를 증대시킨다.

그리고 상기와 같이 수밀박스(121)를 통해 관통공(113)에 볼트(300)를 체결 후에는, 도4 또는 도7에 도시한 바와 같이 피에이치씨 파일(400) 외부로 개방된 수밀박스(121)를 덮개판(122)으로 덮는데, 상기 덮개판(122)은 피에이치씨 파일(400) 외부에 수밀박스(21)에 의해 노출된 공간과 동일한 형상의 피브이씨(PVC) 내지는 금속 재질(steel)의 판으로서, 상기 덮개판(122) 내부로는 볼트(300)의 헤드 모양에 대응되도록 구부러진 형상으로 돌출되어 있는 탄력성 있는 재질의 걸림 턱을 형성한다.

이렇게 구성한 피에이치씨 파일(400)과 볼트(300)를 이용하여 본 발명인 볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조를 살펴보면, 파일 공법이 적용되는 곳에 피에이치씨 파일(400)을 박고, 이어 다른 피에이치씨 파일(400′)을 연결할 때, 도4 내지 도11에 도시한 바와 같이 상기 항타한 피에이치씨 파일(400) 위로 다른 피에이치씨 파일(400′)을 위치하되, 피에이치씨 파일(400) 일끝단의 상부조인트캡(100)이 다른 피에이치씨 파일(400′) 일끝단의 하부조인트캡(200)과 접하도록 각 상부슈(110)와 하부슈(210)를 맞대면서 각 강봉결합공(112)(212)을 일치시키는 동시에 각 관통공(113)과 결합너트부(213)가 서로 일치하도록 한다.

그리고 도5 내지 도7에 도시한 바와 같이 상기 피에이치씨 파일(400)의 상부조인트캡(100)으로 개방된 수밀박스(121)를 통해 결합너트부(213)와 일치된 각각의 관통공(113)으로 볼트(300)를 관통시켜 끼워넣은 후, 공구를 사용하여 볼트(300)를 결합너트부(213)에 체결·고정하여 서로 접하는 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200)을 체결하게 되며, 이러한 과정으로 각각의 관통공(113)에 볼트(300)를 체결하여 서로 접하는 두 피에이치씨 파일(400)(400′)을 연결하는 피에이치씨 연결 구조를 구성한다.

상기와 같은 피에이치씨 파일의 연결 구조를 완성한 뒤에는 계속 항타 작업을 지속하게 된다.

이러한 피에이치씨 파일 연결 구조는 도5 또는 도8 또는 도9에 도시한 바와 같이 각 강봉결합공(112)(212)이 일치되어 서로 이웃하는 피에이치씨 파일(400)의 강봉이 동일선상으로 위치하는 동시에 피에이치씨 파일(400)에 가해지는 힘의 방향으로 볼트(300)가 체결됨에 따라, 강봉 및 볼트(300)에 가해지는 전단력을 최소화하여 볼트(300)의 굽힘이나 전단 파괴가 방지되며, 이러한 특징은 기존에 볼트(300)가 수평으로 조립되는 파일을 연결하는 방법보다 더 견고하고 긴밀하게 연결할 수 있으며, 공구를 통해 볼트(300)를 자동 또는 반자동으로 단시간에 용이하게 체결하도록 한다.

게다가 상기 각 강봉이 동일선상에 수직으로 일치되도록 함으로써, 연결된 피에이치씨 파일(400)(400′)의 항타 시, 강봉에 가해지는 힘이 이웃하는 파일의 강봉으로 전달되기 때문에, 강봉의 휨이나 파손 또는, 강봉에 의해 이웃하여 접하는 파일의 콘크리트 부위가 파손되는 것을 방지하여, 피에이치씨 파일(400)의 강도 를 유지시킨다.

그리고 볼트(300) 체결 후, 피에이치씨 파일(400) 외측의 수밀박스(121)를 통해 개방된 빈 공간을 덮개판(122)으로 덧댈 경우, 도9에 도시한 바와 같이 상기 덮개판(122)을 수밀박스(21)에 의해 노출된 공간으로 끼움과 동시에 덮개판(122) 내부의 볼트(300) 헤드에 대응되는 형태를 한 걸림 턱에 의해 볼트 헤드에 걸림 턱이 걸려 고정되도록 할 수 있으며, 또는 상기 방법에 앞서 수밀박스(121)의 빈 공간에 급결성 모르타르를 채워 넣어 굳기 전에 상기 덮개판(122)을 끼움으로써, 타격 시 볼트(300)의 이탈이나 충진한 모르타르의 이탈 및 분리 등을 방지함은 물론 외부 이물질을 차단하여 수밀함으로써, 볼트(300)의 부식을 막고 수밀박스(121)와 볼트(300) 사이의 상대적 높이를 줄임으로 타격에 대한 강도를 높여 견고한 볼트(300) 체결에 의해 피에이치씨 파일(400)의 연결 구조를 안전하게 할 수 있도록 한다.

추가로 상기 볼트(300)는 내구성이 좋은 도금이 실시되거나, 방청 도료가 도포 된 것으로 사용되고, 혹은 볼트(300)와 결합너트부(213) 사이의 연결부위에 급결성 시멘트나 방청유를 뿌려 부식을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 각 도면의 실시예를 통해 설명한 바와 같이 본 발명인 볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조에서는, 볼트(300)가 상부조인트캡(100)과 하부조 인트캡(200)을 내부에서 동시에 수직으로 고정함으로써, 볼트(300)가 피에이치씨 파일(400)의 외경으로 돌출되지 않아 오거천공(상기 피에이치씨 파일(400)을 타입 할 위치에 미리 오거를 사용하여 지반 중에 파일 직경 정도의 굴삭경으로 소정의 깊이까지 굴삭한 후, 이 굴삭공에 파일을 삽입하여 지지 지반까지 해머로 타입 하는 공법)에 의한 매입공법의 적용이 가장 적합하다.

이렇게 볼트(300)를 이용한 피에이치씨 파일(400)의 연결 구조는, 서로 이웃하는 파일의 강봉이 일치되어, 피에이치씨 파일(400)에 가해지는 압축 및 휨에 대한 강도가 우수하고, 볼트(300)를 통한 시공이 용이하여, 기존의 용접을 통한 연결 구조에서 필요로 하던 숙련된 기능인력이 아니더라도 충분히 시공이 가능토록 하여 인건비를 절감함과 동시에 공사기간을 단축하고, 시공비를 절감하는 경제적인 특징이 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 상부조인트캡의 상부 사시도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 하부조인트캡의 상부 사시도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 하부조인트캡의 하부 사시도.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 연결된 피에이치씨 파일의 사시도.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 연결된 피에이치씨 파일의 일부절취 사시도.

도6은 도5의 A부분 확대도.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 피에이치씨 파일의 연결 사시도.

도8은 본 발명의 실시예에 따른 연결된 피에이치씨 파일의 연결부위 단면도.

도9는 도8의 B-B′부분 단면도.

도10은 본 발명의 실시예에 따른 도9의 C-C′부분 단면도.

도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도9의 C-C′부분 단면도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

100: 상부조인트캡 110: 상부슈 111,211: 중앙홀

112,212: 강봉결합공 113: 관통공 120: 상부보강밴드

121: 수밀박스 122: 덮개판 200: 하부조인트캡

210: 하부슈 213: 결합너트부 214: 하부플레이트

215: 너트 220: 하부보강밴드 300: 볼트

400: 피에이치씨 파일

Claims (5)

1. 삭제
2. 중앙이 관통된 중앙홀(111)을 형성한 원형판상에 관통된 강봉결합공(112)과 관통공(113)을 적어도 하나 형성한 상부슈(110)의 측면을 따라, 원형의 파이프 형상에 내측 가장자리를 따라 외측으로 개방된 사각 단면 형상의 수밀박스(121)를 상기 관통공(113)에 대응하는 위치로 형성한 상부보강밴드(120)를 일체로 형성한 상부조인트캡(100)과;

   중앙이 관통된 중앙홀(211)을 형성한 원형판상에 관통된 강봉결합공(212)와 결합너트부(213)를 적어도 하나 형성한 하부슈(210)의 측면을 따라, 원형의 파이프 형상을 가지는 하부보강밴드(220)를 일체로 형성하며,

   상기 결합너트부(213)는, 그 하부로 하부플레이트(214)가 용접되어 일체로 형성되고, 상기 결합너트부(213)에 연장하여 동일한 직경으로 하부플레이트(214)에 홈이 파여, 결합너트부(213) 및 이에 연장된 하부플레이트(214)의 홈 내측면으로 암나사산을 형성함으로써, 후술하는 볼트(300)를 결합너트부(213)에 용이하게 체결할 수 있도록 한 하부조인트캡(200)을 각각 형성하여,

   상기 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200)을 양단에 각각 일체로 형성한 피에이치씨 파일(400)(400′)을 구성하고;

   연결하기 위한 각 피에이치씨 파일(400)(400′) 양단의 각 상부조인트캡(100)과 하부조인트캡(200)이 서로 접하도록 상부슈(110)와 하부슈(210)를 맞대면서 각 강봉결합공(112)(212)을 일치시키는 동시에 각 관통공(113)과 결합너트부(213)가 서로 일치하도록 하여, 상부조인트캡(100)의 개방된 수밀박스(121)를 통해 각각의 관통공(113)으로 볼트(300)를 관통시켜 끼워 넣은 후, 볼트(300)를 결합너트부(213)에 체결·고정한 피에이치씨 파일(400)(400′)의 연결 구조를 구성함으로써,

   피에이치씨 파일(400)(400′)을 서로 긴밀하고 용이하게 연결하는 것을 특징으로 하는 볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 하부조인트캡(200)에 형성하는 결합너트부(213)는, 그 하부로 결합너트부(213)과 동일한 직경의 홈이 파이고, 이들 결합너트부(213) 및 이에 연장된 하부플레이트(214)의 홈 내측면으로 암나사산을 형성한 하부플레이트(214)가 용접되어 일체로 형성한 결합너트부(213)에 대체하여,

   결합너트부(213)의 하부로 너트(215)가 용접되어 일체로 형성되고,

   상기 너트(215)의 용접되지 않은 타측면은 막히도록 결합너트부(213)을 형성함으로써,

   후술하는 볼트(300)를 결합너트부(213)에 용이하게 체결하는 것을 특징으로 하는 볼트를 이용한 피에이치씨 파일의 연결 구조.
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5. 삭제

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