KR100891013B1

KR100891013B1 - 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화방법

Info

Publication number: KR100891013B1
Application number: KR1020080075751A
Authority: KR
Inventors: 이형훈
Original assignee: 주식회사 대산시빌테크날러지; 이형훈
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-03-31

Abstract

본 발명은 암거(CULVERT)와 같이 공장에서 프리캐스트 콘크리트 구조물을 상하로 제작하고, 현장에 운반한 후, 현장에서 상하로 일체화시켜 구조물을 시공하는 방법에 있어서, 제작오차에 의하여 접합면이 서로 들떠 완전하게 일체화되지 않는 문제점을 해결할 수 있도록 내부철근과 슬리브를 서로 삽입시키되 강재공을 이용 내부철근의 삽입홈과 슬리브의 관통홀이 서로 인위적으로 연통되도록 한 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화방법에 관한 것이다.

프리캐스트 콘크리트 구조물, 들뜸, 일체화

Description

제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화방법{PRECAST CONCRETE UNIT BONDING METHOD BY MAKING ERROR}

본 발명은 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 암거(CULVERT)와 같이 공장에서 프리캐스트 콘크리트 구조물을 상하로 제작하고, 현장에 운반한 후, 현장에서 상하로 일체화시켜 구조물을 시공하는 방법에 있어서, 제작오차에 의하여 접합면이 서로 들떠 완전하게 일체화되지 않는 문제점을 해결할 수 있도록 한 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화 방법에 관한 것이다.

도 1은 지중구조물로써 대표적인 암거구조물의 시공 상태를 도시한 것이다.

상기 암거구조물은 프리캐스트 콘크리트 구조물로 공장에서 제작하는 경우 통상은 소정의 운반 가능한 길이를 가지면서 상하로 분절하여 제작하고, 현장에 각각을 운반하게 된다.

이에 터파기된 지반에 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(20)을 먼저 설치하고, 상기 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물 상면에 상부 프리캐스트 콘크리트 구조 물(10)을 얹어 설치하여 서로 일체화시켜 길이방향으로 연장시공 하는 것이 일반적이다.

이때, 공장에서 엄격한 품질관리에 의하여 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(10,20)이 제작되기는 하지만 제작오차에 의하여 현장에서 상,하 접합면이 서로 완전하게 접하지 못하여 상하 접합면(이격공간:S)이 들뜨는 현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

물론, 이러한 제작오차에 의한 접합면 문제는 터파기된 지반의 편평성에도 기인하여 시공오차에 의하여도 발생할 수도 있다.

통상은 이러한 문제는 현장에서 들뜬 접합면에 모르타르와 같은 충진재를 사용하여 들뜬 접합면의 공간을 메우는 방식으로 해결이 가능하지만 이러한 방식은 접합면의 불일치, 접합부 철근 연속성의 결여 등에 따라 작용하중에 매우 취약할 수 있다는 문제점 때문에 근본적인 해결방식은 될 수 없었다.

또한, 상하부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 일체화 방식은 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 돌출된 내부철근(30,일종의 앵커)을 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 상면에 형성시킨 슬리브(40)에 매립되도록 하고 슬리브에 별도의 충진재(50)를 충진시켜 상하부 프리캐스트 콘크리트 구조물이 서로 밀착되도록 하고는 있으나 양자의 접합면이 서로 들뜬 상태에서는 상기 슬리브에 매립되는 내부철근의 길이가 일정하지 않고, 들뜬 접합면에서는 당초 설계된 내부철근과 슬리브의 매립길이 확보가 쉽지 않기 때문에 언제든 하자 발생요인이 될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 있어 들뜬 공간에 의한 접합면 이격공간과 기계적인 수단을 이용하여 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합성능을 향상시켜 보다 효율적인 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화 시공이 가능하도록 함을 그 기술적 과제로 한다.

이에 본 발명은 먼저 첫째, 제작 및 시공오차에 의하여 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 있어 발생하는 들뜸현상에 의한 이격공간(S)의 존재를 필연적으로 발생한다고 보고, 나아가 이러한 이격공간은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 최소화 노력에 의하여 제어 가능한 정도라는 것을 기본으로 한다.

말하자면 제작 및 시공오차에 의하여 터무니없는 이격공간이 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 발생한다면 이는 구조물 시공자체가 어렵기 때문이며 설사 가능하다 하더라도 이는 구조물 하자로 이어질 공산이 크기 때문이다.

둘째, 프리캐스트 콘크리트 구조물을 서로 일체화시키는 기본적인 구성들 예컨대 위에서 살펴본 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 내부철근이 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 슬리브에 매립되도록 하는 구성들을 그대로 이용하면서, 상하부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 발생하는 이격공간에 의한 접합면 들뜸현상을 최소화시키는 구성이 채택될 수 있도록 하였다.

이를 위하여 본 발명은 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 내부철근이 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물에 슬리브에 삽입될 때 접합면의 불일치에 의한 내부철근의 슬리브와의 겹침깊이 차이를 강제로 일치시키는 방식을 채택하였으며, 이를 위해 도 2 및 도 4와같이, 슬리브(220)에 형성된 관통홀(221)과 내부철근(110)의 하단부에 형성시킨 삽입홈(111)이 어느 정도 겹쳐지도록 배치된 상태에서 상기 관통홀(221)과 삽입홈(111)이 서로 연통되도록 강재구(300)를 끼워 넣는 방식을 채택하였다.

이를 위해 본 발명은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 외부에서 상기 강재구(300)를 끼워 넣을 수 있도록 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200), 슬리브(220) 및 삽입체결구(700)에 상부연통공(230) 및 관통홀(221,710)들이 형성되도록 하였다.

셋째, 본 발명은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 서로 강재로 이격공간이 강재구(300)에 의하여 해소될 수 있도록 슬리브 내부에는 강재스프링(400)과 웨지(500)가 내설되도록 하였으며, 최종 접합면 상태를 유지하기 위하여 슬리브 내부에는 에폭시와 같은 고정충진재(600)가 충전되도록 하여 추후 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에서 철근의 기계적이음의 기본성능인 인장, 압축력 전달 성능을 갖도록 하였다.

넷째, 본 발명은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 설치된 슬리브, 스프링, 웨지, 강재구에 의한 접합면에 있어서의 프리스트레스도입 을 이용 내부철근에 있어 기계적 이음의 연속성을 갖도록 하였다.

본 발명에 의하여 예컨대 프리캐스트 콘크리트 구조물의 접합면에 발생하는 이격공간(S)을 용이하게 해소시킬 수 있어 프리캐스트 콘크리트 구조물의 제작 및 시공오차(또는 공차)에 의한 구조물 하자를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명에 의한 프리캐스트 콘크리트 구조물(일측, 타측 또는 상부, 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물)의 접합면의 이격공간에 의한 문제점을 해결하기 위한 실시예 1에 의한 구성작용도이다.

먼저, 프리캐스트 콘크리트 구조물은 암거구조물로서 최종 완성 형태가 박스형태나 U 타입으로 제작 및 시공되는 구조물을 기준으로 설명하며, 공장에서 개략 중간에 접합면이 발생하는 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)로 각각 제작되어 현장에 운반된후 서로 일체화시키는 방식으로 시공된다.

먼저, 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)은 철근콘크리트 구조물로써 내부철근(110)이 하부면에 다수가 하방으로 돌출되어 형성된다.

상기 내부철근(110)의 형성 개수는 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 상부면에 형성된 슬리브(220)의 설치개수에 대응하여 결정되며 이는 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물의 단면크기 등에 의하여 전체 개수가 결정될 것이며 본 발명에서 특히 한정되지는 않는다.

상기 내부철근(110)의 단부에는 그 외주면을 따라 파여진 홈으로 형성된 삽입홈(111)이 형성되며 이는 적어도 1개 이상이 형성되도록 하게 된다.

이때 상기 내부철근(110)의 위치에 대응하여 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 상면에는 내부철근(110)이 삽입될 수 있도록 내부에 나사산이 형성된 슬리브(220)가 매설된다.

이러한 슬리브(220)는 상면이 개방된 원통형 강재로 제작된 것을 이용하되, 그 외부 저면은 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 내부철근(210)이 용접되는 방식으로 서로 일체화 되도록 하게 된다.

또한 상기 슬리브(220) 상부에는 관통홀(221)이 형성되어 후술되는 강재구(300)가 삽입되어 끼워 넣을 수 있도록 한다.

나아가 상기 슬리브(220) 개략 하부에는 충진홀(222)이 형성되어 후술되는 에폭시와 같은 고정충진재(600)가 하부연통공(240)을 통해 액체상태로 충전되어 슬리브(220) 내부로 고정충진재(600)가 메워질 수 있도록 한다.

이때 상기 관통홀(221)과 연통되도록 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에 상부연통공(230)이 형성되도록 하게 되며, 이러한 상부연통공(230)은 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 제작 시 강봉 등을 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 제작용 거푸집에 미리 배치하고, 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)용 콘크리트 타설 후 거푸집 해체 시 자연스럽게 형성되도록 한다.

또한, 상기 충진홀(222)과 연통되도록 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에 하부연통공(240)이 형성되도록 하게 되며, 이러한 하부연통공(240)도 역시 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 제작 시 강봉 등을 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 제작용 거푸집에 미리 추가 배치하고, 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)용 콘크리트 타설 후 거푸집 해체 시 역시 자연스럽게 형성되도록 한다.

슬리브(220)의 관통홀(221)과 충진홀(222)은 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에 있어 그 설치 위치가 세팅되어 있어 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 상부 및 하부연통공(230,240)과 항상 일치하게 된다.

다음으로 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)의 내부철근(110)이 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 슬리브(210)에 삽입되면서 서로 서로 일체화시키게 됨을 알 수 있다.

이때, 도 1과 같이 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)의 하부면 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 상부면은 접합면이 되며, 위에서 살펴본 것과 같이 구조물 제작 및 시공오차 등에 의하여 접합면이 서로 들떠(이격공간 형성) 접 합면이 서로 완전하게 밀착되지 않게 됨을 알 수 있다.

이에 상기 접합면이 구조물 제작오차 또는 시공오차에 의하여 들떠 이격되지 않았다면 도 4와 같이 서로 일치하도록 설계된 슬리브(220)의 관통홀(221)과 내부철근(110)의 삽입홈(111)은 서로 약간 어긋나게 됨을 알 수 있다.(단지 이러한 어긋난 정도는 후술되는 강재구(300)가 관통홀(221)을 통해 삽입홈(111)에 끼워질 정도가 되도록 제한되며, 이는 제작 및 시공오차도 구조물 품질관리에 의하여 어느 정도 제어가능한 범위에서 발생되도록 한 것을 전제로 한다.)

다음으로는 상기 슬리브(220)의 관통홀(221)을 통해 강재구(300)를 삽입하여 봉 등으로 밀어넣으면서 다소 어긋나 있는 내부철근(110)의 삽입홈(111)에 강제적으로 끼워 넣게 된다.(이러한 강재구(300)는 구조물 외부에서 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 상부관통공(230)을 통해 끼워지게 된다.)

이러한 강재구(300)를 끼워 넣는 과정에서 자연스럽게 내부철근(110)의 삽입홈(111)은 웨지(500)에 하단부가 물려져 강재스프링(400)에 웨지는 상향으로 이동되고 내부철근은 하방으로 내려오면서 상기 어긋난 관통홀(221)과 삽입홈(111)은 서로 직선상으로 일치하게 되며, 이는 강재구(300)에 의하여 그 일치된 상태(연통상태)를 유지할 수 있게 됨을 알 수 있다.

이에 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)의 접합면은 제어된 관통홀과 삽입홈의 겹침구간 내에서 서로 압착되는 효과를 가질 수 있게 됨을 알 수 있다.

또한 강재구(300)는 강재로 제작된 구슬형태로 된 것을 의미하지만 도 4와 같은 직선봉 형태로 형성된 것을 포함하는 것으로 한다.

나아가, 상기 슬리브(220)에 강재구(300)에 의하여 일체화된 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)은 복토 등에 의하여 상재하중 작용으로 하방으로의 압축하중(압축력)이 발생할 수도 있고, 다른 구조적인 하중에 의하여 상방으로의 인발하중(인장력)이 발생할 수도 있다.

이러한 압축하중 및 인발하중을 상기 강재구(300)의 구속효과로 모두 저항할 수는 없으므로 본 발명에서는 강재스프링(400)과 웨지(500)를 이용하게 된다.

상기 강재스프링(400)은 슬리브(220) 내부 하부에 배치되도록 하게 되는데 이를 위하여 슬리브(220)의 하부직경은 강재스프링(400) 보다는 다소 크게 형성되도록 하게 됨을 알 수 있다.

이러한 강재스프림(400) 상부면에는 웨지(500)의 저면이 접하여 그 위치가 슬리브(220) 내부에 세팅되도록 슬리브(220)의 중간직경은 슬리브(220) 하부직경의 상단마구리로부터 상방으로 좁아지는 테이퍼링 처리가 이루어지도록 한다.

상기 중간직경의 상단마구리부터 슬리브의 개방된 상면까지는 동일한 직경으로써 상부직경을 가지게 된다.

이로써, 슬리브(220) 내부에는 그 하부에 강재스프링(4500)이 장착되고, 강재스프링(400) 상면에 접하여 웨지(500)의 위치가 세팅되도록 함을 알 수 있다.

이러한 웨지(500)는 강재스프링(400)에 지지되어 있기 때문에 내부철근(110)의 하단부에 물려진 웨지(500)가 내부철근(110)이 하방으로 이동한다 할지라도 웨지(500)의 하방이동은 강재스프링(400)에 의하여 탄성적 범위에서 자유로우면서도 일정 한도 이상은 구속되도록 함을 알 수 있다.

즉, 강재구(300)를 관통홀(221)과 삽입홈(111)에 끼워넣을 때 내부철근(110)이 하방으로 다소 밀려도 강재스프링(400)에 의하여 웨지(500)의 위치는 변동되지 않고 고정됨을 알 수 있다.

또한, 상기 웨지(500)는 슬리브(220) 내부에 그 위치가 세팅되어 있으므로, 내부철근(110)이 외부하중 작용에 의하여 인발되려고 할 때 내부철근(110)이 웨지(500)에 물려 내부철근(110)의 인발을 방지할 수 있게 됨을 알 수 있다.

반면, 상기 내부철근(110)이 외부하중 작용에 의하여 하방 압축되려고 할 때, 일부 웨지(500)와 탄성스프링(400)에 의하여 이를 방지할 수는 있지만 외부하중 작용이 큰 경우에는 내부철근(110)의 하방 이동을 방지할 수 없게 된다.

이에 슬리브(220) 내부에 배치된 내부철근(110)의 위치를 완전하게 고정시킬 수 있도록 슬리브(220) 하부에 형성된 충진홀(222)을 통해 고강도에폭시나 하이레벨모르타르와 같은 고정충진재(600)가 충전되도록 하게 된다.

즉 고정충진재(600)에 의하여 내부철근(110)이 슬리브(220) 내부에서 완전히 위치 고정될 수 있도록 할 수 있게 된다.

결국, 본 발명은 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 제작 및 시공오차에 의한 접합면 불일치 문제를 슬리브(220)의 관통홀(221), 내부철근(110)의 삽입홈(110)에 끼워지는 강재구(300)에 의하여 일치시키는 작용에 의하여 해결되도록 함을 알 수 있다.

물론, 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)의 접합면이 모두 들떠 있는 상태는 아니므로 밀착된 접합면에 있어서는 슬리브(220)의 관통홀(221)과 내부철근의 삽입홈(111)이 서로 일치하고 있으므로 강재구(300)를 그대로 삽입하고 슬리브(220) 내부를 고정충진재(600)로 충전되도록 하여 마감처리 하면 될 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 구성에 있어 다른 실시예 2를 도시한 것인데, 앞에서 살펴본 본 발명과 차이는 이는 슬리브(220)의 형태와 삽입체결구(700)가 추가된다는 것이다.

즉, 도 2에 의한 슬리브(220) 내부는 강재스프링(400)과 웨지(500)가 세팅되도록 그 하부, 내부 및 상부직경을 조정하여 제작해야 하는데, 이는 다소 복잡한 제작공종 및 비용증가를 요구할 수 있다.

이에 슬리브(220) 내부 직경은 일정한 내부직경으로 세팅되도록 하고, 요구되는 직경변화를 삽입체결구(700)로 해결하는 방식이라 할 수 있다.

물론, 슬리브(200)에 형성되는 상부에 형성된 관통홀(221) 및 하부에 형성된 충진홀(222)은 동일하게 형성되어 있다.

상기 삽입체결구(700)는 슬리브에 체결될 수 있도록 역시 도 3과 같이 전체적으로 중공형 관형태로써 그 외부면은 슬리브(220)에 나사체결방식으로 체결될 수 있도록 수나사부가 형성되어 슬리브(220)에 장착되도록 한다.

또한, 그 내부에는 미리 위에서 살펴본 강재스프링(400)과 웨지(500)와 내부철근(110)이 세팅될 수 있도록 그 하부, 내부 및 상부직경이 조정되어 제작된 것을 이용한다. 이는 삽입체결구(700)를 주물로 제작할 때 미리 그 내부에 강재스프 링(400)과 웨지(500)가 세팅되도록 제작하면 된다.

또한, 슬리브(220)의 관통홀(221)과 충진홀(222)에 대응하여 관통홀(710)과 충진홀(720)이 형성되어 있게 된다.

이에 내부철근(110)이 강재스프링(400)과 웨지(500)가 내부에 세팅되며, 삽입체결구(700)가 삽입체결된 슬리브(220) 내부로 삽입되면, 그 계획된 연장길이에 의하여 삽입홈(111)은 슬리브(220)의 관통홀(221), 삽입체결구(700)의 관통홀(710)과 다소 어긋나 있게 되며, 이를 위하여 강재구(300)를 상기 관통홀(221,710)에 삽입하여 삽입홈(111)과 관통홀(221,710)들이 서로 연통되어 역시 시공오차에 의한 접합면 들뜸 현상이 상쇄되도록 하게 된다.

또한 슬리브의 충진홀(222)과 삽입체결구(700)의 충진홀(720)을 통해 고정충진재(600)가 충전되도록 하게 된다.

도 5는 본 발명에 의한 구성에 있어 또 다른 실시예 3을 도시한 것인데, 앞에서 살펴본 실시예 1과의 차이는 이는 슬리브(220)에 있어 그 높이가 다소 작게 형성되도록 하고, 이에 삽입체결구(700)도 개략 중앙 하부만 슬리브(220)에 체결되고, 그 상부는 수나사부가 없는 형태로 형성된 것이라 할 수 있다.

역시 삽입체결구(700) 내부에는 미리 위에서 살펴본 강재스프링(400)과 웨지(500)와 내부철근(110)이 세팅될 수 있도록 그 하부, 내부 및 상부직경이 조정되어 제작된 것을 이용한다.

역시 내부철근(110)이 강재스프링(400)과 웨지(500)가 내부에 세팅되며, 삽입체결구(700)가 삽입체결된 슬리브(220) 내부로 삽입되면, 그 계획된 연장길이에 의하여 삽입홈(111)은 슬리브(220)의 관통홀(221), 삽입체결구(700)의 관통홀(710)과 다소 어긋나 있게 되며, 이를 위하여 강재구(300)를 상기 관통홀(221,710)로 삽입하여 삽입홈(111)과 관통홀(221,710)들이 서로 연통되어 역시 시공오차에 의한 접합면 들뜸 현상이 상쇄되도록 하고, 또한 슬리브의 충진홀(222)과 삽입체결구(700)의 충진홀(720)을 통해 고정충진재(600)가 충전되도록 하는 것은 동일하다.

나아가, 강재구(300)가 삽입되는 슬리브(220)의 관통홀(221), 삽입체결구(700)의 관통홀(710)의 형성개수는 1개가 될 수 있음을 알 수 있으며 이는 도 3 및 도 4에 있어 상하로 2개가 설치되는 것과 대비됨을 알 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 구성에 있어 또 다른 실시예 4를 도시한 것인데, 앞에서 살펴본 실시예 1과의 차이는 슬리브(220)가 중공형 관으로 형성되도록 한 것이 아니라, 마개 형태로 형성되도록 하되, 하부판 상부의 몸통부 외주면에는 수나사부가 형성되도록 하여, 상기 수나사부에 삽입체결구(700)가 체결되도록 한 것이다.

역시 내부철근(110)이 강재스프링(400)과 웨지(500)가 내부에 세팅되며, 삽입체결구(700)가 삽입체결된 슬리브(220) 내부로 삽입되면, 그 계획된 연장길이에 의하여 삽입홈(111)은 슬리브(220)의 관통홀(221), 삽입체결구(700)의 관통홀(710)과 다소 어긋나 있게 되며, 이를 위하여 강재구(300)를 상기 관통홀(221,710)으로 삽입하여 삽입홈(111)과 관통홀(221,710)들이 서로 연통되어 역시 시공오차에 의한 접합면 들뜸 현상이 상쇄되도록 하고, 또한 슬리브의 충진홀(222)과 삽입체결구(700)의 충진홀(720)을 통해 고정충진재(600)가 충전되도록 하는 것은 동일하고, 강재구(300)가 삽입되는 슬리브(220)의 관통홀(221), 삽입체결구(700)의 관통홀(710)의 형성개수는 1개임을 알 수 있다.

도 7은 본 발명에 의한 구성에 있어 또 다른 실시예 5를 도시한 것인데, 앞에서 살펴본 실시예 2와 차이는 내부철근(110)에 있어 삽입체결구(700)와 함께 또는 별도로 보강캡(800)이 더 형성되도록 한 것이다.

이러한 보강캡(800)은 내부철근(110)의 하단부로부터 삽입체결구(700) 상면에 배치되도록 하여 내부철근(110)의 하단부를 보강하는 역할 및 삽입체결구(700) 삽입 시 그 삽입을 용이하게 하는 가이드부 역할을 하게 된다.

위에서 살펴본 실시예 1,2,3,4,5에 의한 내부철근(110)이 슬리브(220)또는 삽입체결구(700)에 초기 삽입이 용이하도록 상기 슬리브(220)또는 삽입체결구(700) 초입은 테이퍼링된 초입구를 가지는 것이 바람직하다.

다음으로는, 본 발명에 의한 실시예1 내지 실시예 5들에 의한 구조물 시공방법을 살펴보면,

먼저, 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)을 먼저 제작하게 된다.(S1 단계)

상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)의 저면에는 그 내부철근(110)이 하방으로 연장 돌출되도록 제작하게 되며, 상기 내부철근(110)의 하단부에는 삽입홈(111)이 형성되도록 하게 된다.

하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)은 그 내부철근(210)의 상단부에 실시예1 내지 실시예 5에 의한 슬리브(220)가 용접등의 방법으로 고정된 것이 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 상면에 상기 슬리브(220)의 내부가 노출되도록 제작하게 된다.

물론, 슬리브(220)에 삽입체결구(700), 보강캡(800)이 미리 설치되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 삽입체결구(700) 또는 보강캡(800)은 사정에 따라 현장에서 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 시공후 세팅할 수도 있을 것이다.

또한 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에는 슬리브(220)의 관통홀(221)과 연통되도록 상부연통공(230)이 형성되며, 슬리브(220)의 충전홀(222)과 연통되도록 하부연통공(240)이 형성되도록 제작하되,

이러한 연통공들은 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 제작 시 강봉 등을 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 제작용 거푸집에 미리 추가 배치하고, 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)용 콘크리트 타설 후 거푸집 해체 시 역시 자연스럽게 형성되도록 하게 된다.

다음으로는 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 하부 프리캐스트 콘크 리트 구조물(200)을 현장에 반입하고, 이들을 서로 일체화시키게 된다.(S2 단계)

이는 먼저 기초터파기 된 지반에 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)을 시공하고, 시공된 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200) 상부에 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)을 얹어 설치하는 방식이 되며,

구체적으로는 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)의 내부철근(110)이 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 슬리브(220) 삽입되도록 시공하게 된다.

이때 제작 및 시공오차에 의하여 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 접합면이 서로 약간 부위에 따라 들뜨게 되면, 이러한 들뜸을 상쇄시키기 위하여 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에 형성된 상부연통공(230)에 강재구(300)를 삽입하되 어긋난 위치에 있는 내부철근(110)의 삽입홈(111)까지 끼워 넣어 상기 들뜸이 상쇄되도록 한다.

이와 같이 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)을 서로 완전하게 압착되어 일체화되면, 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 하부연통공(240)을 통해 고정충진재(600)를 슬리브(220) 내부에 충전되도록 하게 된다.

이러한 고정충진재(600)는 슬리브(220) 내부의 강재스피링(400) 및 웨지(500)의 위치를 확실하게 고정시켜 압축력 및 인발력에 효과적으로 저항할 수 있도록 하게 된다.

상기 고정충진재(600)는 에폭시 이므로 시간이 경과함에 따라 경화되며, 최종적으로 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)의 상부 및 하부연통공(230,240)을 모르타르와 같은 마감재로 메워주게 된다.

더불어, 본 발명에 의하면 통상의 프리캐스트 접합부에서 필연적으로 활용되는 현장 채움 불럭아웃부가 필요 없어 기존에 발생되는 모재와 블록아웃부 콘크리트 강도의 불일치 및 현장시공자의 숙련도에 따라 많은 하자가 발생하고 별도의 블록아웃 채움공정, 고가의 고강도모르타르가 필요 없는 블록아웃부 없는 전단면 공장제품화 함에따라 치밀한 제품을 제작하고 경제적 시공이 된다.

이에 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)의 일체화작업이 완료되면, 지중구조물의 경우 복토 등을 통하여 구조물을 최종 완성하게 되며, 길이방향으로 연장되는 구조물인 경우에는 위에서 살펴본 작업들을 반복하여 원하는 연장길이를 확보하면 될 것이다.

도 1은 종래 프리캐스트 콘크리트 구조물의 결합상태를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예1에 의한 프리캐스트 콘크리트 구조물의 작용상태도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예 2를 도시한 것이다.

도 5, 도 6, 도 7은 본 발명의 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:일측 또는 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물

110:내부철근 111:삽입홈

200:타측 또는 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물

210:내부철근 220:슬리브

221:관통홀 222:충진홀

230:상부연통공 240:하부연통공

300:강재구(강재봉) 400:강재스프링

500:웨지 600:고정충진재

700:삽입체결구 800:보강캡

Claims

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하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)을 접합하는 방법에 있어서,

하단부에 삽입홈이 형성된 내부철근(110)이 하방으로 연장 돌출되도록 형성된 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 상면에 상기 내부철근(110)이 삽입되도록 내부에 강재스프링(400)과 웨지(500)가 장착되거나 삽입체결구(700)에 의하여 그 내부에 강재스프링(400)과 웨지(500)가 장착되는 슬리브(220)가 노출되도록 매립되고, 상기 슬리브(220)에 형성된 관통홀(221)과 연통되도록 상부연통공(230)이 형성되며, 상기 슬리브(220)에 형성된 충진홀(222)과 연통되도록 하부연통공(240)이 형성되도록 제작된 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)을 미리 제작하는 단계;

상기 상부 및 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100,200)을 현장에 반입한 후, 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)을 터파기된 지반에 시공하고, 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)의 내부철근(110)이 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 슬리브(220) 삽입되어 상기 슬리브에 장착된 웨지에 물려지도록 하는 단계;

제작 및 시공오차에 의하여 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)의 접합면이 서로 약간 부위에 따라 들뜰 경우, 이러한 들뜸을 상쇄시키기 위하여 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)에 형성된 상부연통공(230)에 강재구(300)를 삽입하되 어긋난 위치에 있는 내부철근(110)의 삽입홈까지 끼워 넣어 상기 들뜸이 상쇄되도록 하여 상부 프리캐스트 콘크리트 구조물(100)과 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물(200)이 압착되어 일체화되도록 하는 단계;를 포함하는 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화방법.
제 4항에 있어서, 상기 충진홀(222)을 통하여 슬리브(220) 내부에 에폭시를 포함하는 고정충진재(600)을 충전시켜 고정충진재(600)에 의하여 슬리브의 강재스프링, 웨지의 위치가 고정 세팅되도록 하는 단계가 더 포함되는 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화방법.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 슬리브 내부에 장착되는 강재스프링과 웨지는 하부 프리캐스트 콘크리트 구조물 제작 시 설치되도록 하거나 현장에서 슬리브 내부에 직접 또는 삽입체결구에 의하여 설치되도록 하는 제작오차를 이용한 프리캐스트 콘크리트 구조물 일체화방법.