KR100967652B1 - 프리캐스트 강널말뚝 합성형 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차수 및 흙막이 등을 위해 시공되는 강널말뚝의 부식이 효과적으로 방지될 수 있도록 함으로써 차수 및 흙막이 등을 위해 시공된 강널말뚝의 미관을 해치지 않고 제품의 내구성도 향상될 수 있도록 한 강널말뚝 합성형을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명은 이웃 강널말뚝과의 연결을 위한 커넥터가 구비되는 강철 재질의 강널말뚝과, 강널말뚝의 면상에 구비되는 전단연결재와, 상기 전단연결재를 감싸도록 강널말뚝 주위에 배근되는 횡방향 철근과, 상기 횡방향 철근에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근과, 상기 전단연결재와 횡방향 철근과 종방향 철근을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝의 양단부에 이웃 강널말뚝과의 연결을 위해 구비된 컨넥터부를 제외한 나머지를 봉지하되, 상기 강널말뚝의 높이방향에 있어서 일부 혹은 전체를 봉지하는 콘크리트부를 포함하여 구성되되, 프리캐스트되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형이 제공된다.
강널말뚝, 합성형, 콘크리트, 프리스트레스, 부식

Description

프리캐스트 강널말뚝 합성형 및 그 제조방법{Precast sheet pile composite and method for fabricating the same}
본 발명은 프리캐스트 강널말뚝 합성형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직립호안이나 안벽, 옹벽, 연직 차수벽과 같은 영구 구조물용으로 사용되거나 차수벽, 가물막이, 흙막이 토류벽등 가설 공사용으로 사용되는 강널말뚝과 관련하여 그 구조를 프리캐스트 타입의 강널말뚝 합성형으로 개선하여 강널말뚝의 부식 및 이로 인한 미관 저하를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
일반적으로, '강널말뚝'이라고 불리는 시트파일(Sheet Pile)은 토목공사시 필수적인 제품인데 주로 차수벽과 토류벽으로 사용되고 있다
상기 강널말뚝은 구조용 고장력강으로 제조되는 것으로 내구성이 우수하여 반복사용이 가능하며, 연성 벽체로 지진 및 침하상황에서도 탄성 범위 내에서 변위를 허용하므로 영구 구조물로 널리 사용된다.
상기 강널말뚝은 영구 구조물용(PERMANENT)의 경우, 차수면적당 공사비가 저렴하고 확실한 차수특성을 가지므로 제방의 파이핑(PIPING)현상 방지를 위한 연직차수벽, 쓰레기매립장의 침출수 차단을 위한 연직차수벽, 직립호안, 안벽 등에 주 로 사용한다.
그리고, 가설용(TEMPORARAY)의 경우, 강널말뚝은 그 자체가 수밀성으로 물막이, 흙막이 공사에 주로 사용되며, 특히 관로가시설, 2열가물막이, 대형구조물 터파기 가시설 등의 경우 경제성 측면에서 우수한 특성을 나타낸다.
이러한 강널말뚝의 시공은, 항타 작업을 위해 연직도 및 종방향 선형 유지를 위해 가이드빔을 설치하고, 크레인과 바이브로 햄머등의 시공장비를 이용하여 항타 종류에 맞추어 항타작업을 완료한 다음, 가이드빔을 철거하고 되메움 작업 및 현장정리를 하여 시공을 끝내게 된다.
그러나, 상기한 종래의 강널말뚝은 다음과 같은 문제점을 안고 있었다.
먼저, 종래의 강널말뚝은 시공된 상태에서 공기중에 강널말뚝의 전면이 그대로 노출되어 부식이 일어나게 되고, 이로 인해 설치 지역의 환경 및 미관을 해치게 되고 제품의 내구성에도 악영향을 미치는 단점이 있다.
예컨대, 방수로 직립호안에 설치된 강널말뚝의 경우, 수위가 낮아지게 되면 물속에 있던 부분이 노출되는데, 대기중에 노출되어 부식되고, 부식된 다음에는 벌겋게 부식된 부분이 수위가 낮아질때 마다 노출되어 미관상 매우 좋지 않고 제품 수명도 짧아지는 결과를 초래하게 된다.
특히, 직립호안이나 차수벽용으로 시공된 강널말뚝의 경우, 캡 콘크리트 아래부분으로 평상시에는 물속에 위치하고 있던 부분은 수위가 낮아지면 공기중에 노출되는데, 공기중에 노출되면 더 빨리 부식이 일어나게 된다.
따라서, 만약 직립호안이나 차수벽용으로 시공된 경우에 있어 수위가 낮아지 더라도 강널말뚝의 부식 부위가 노출되지 않도록 하려면 강널말뚝과 일정 거리 떨어진 위치에 별도의 차수벽을 설치하고 차수벽과 직립호안 사이의 물을 다 빼낸 다음, 강널말뚝 주위를 콘크리트가 감싸도록 시공하여 강널말뚝이 외부로 노출되지 않도록 해야 하는데, 이는 많은 공사비가 소요되고 시공성이 좋지 않다.
한편, 강널말뚝의 외면에 페인트 도장을 하여 대기와의 접촉을 차단하는 경우도 있는데, 이 역시 얼마 지나지 않아 도장된 페인트가 벗겨지게 되고 결국 부식이 일어나게 됨으로 근본적으로 강널말뚝의 부식을 피할 수 있는 방법이 되지는 못한다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차수 및 흙막이 등을 위해 시공되는 강널말뚝의 부식이 효과적으로 방지될 수 있도록 함으로써 차수 및 흙막이 등을 위해 시공된 강널말뚝의 미관을 해치지 않고 제품의 내구성도 향상될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 시공된 강널말뚝의 부식으로 인해 시공 지역의 미관을 해치는 현상을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 프리캐스트 강널말뚝 합성형 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이웃 강널말뚝과의 연결을 위한 커넥터가 구비되는 강철 재질의 강널말뚝과, 강널말뚝의 면상에 구비되는 전단연결재와, 상기 전단연결재를 감싸도록 강널말뚝 주위에 배근되는 횡방향 철근과, 상기 횡방향 철근에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근과, 상기 전단연결재와 횡방향 철근과 종방향 철근을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝의 양단부에 이웃 강널말뚝과의 연결을 위해 구비된 컨넥터부를 제외한 나머지를 봉지하되, 상기 강널말뚝의 높이방향에 있어서 일부 혹은 전체를 봉지하는 콘크리트부를 포함하여 구성되되, 프리캐스트 되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형이 제공된다.
전술한 구성에 있어서, 상기 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 콘크리트부에는 워터젯 설치를 위한 워터젯홀이 구비될 수 있음을 특징으로 한다.
상기 콘크리트부는 횡단면상 원형이나 사각형을 이룰 수 있으며, 강널말뚝의 단면 모양을 따르는 형태를 이룰 수 있음을 특징으로 한다.
상기 강널말뚝은 Z-형(type) 강널말뚝이거나, U-형(type) 강널말뚝 혹은 L-형 강널말뚝임을 특징으로 한다.
상기 강널말뚝이 전체적으로 콘크리트부에 의해 봉지될 경우, 콘크리트부의 단면은 강널말뚝의 높이방향 중간 지점부터 점점 줄어들거나 1/3 이하 지점부터 점점 줄어들게 됨을 특징으로 한다.
상기 횡방향 철근은 강널말뚝의 면을 관통하도록 설치되며, 겹이음됨을 특징으로 한다.
상기 강널말뚝의 콘크리트부 하단부에는 강도 보강을 위한 보강판이 더 구비됨을 특징으로 한다.
상기 상기 강널말뚝이 콘크리트부에 의해 전체적으로 봉지될 경우, 강널말뚝의 상단부에는 지압판이 더 설치됨을 특징으로 한다.
상기 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 콘크리트부에는 프리스트레스가 도입됨을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 강널말뚝을 준비하는 단계와; 상기 강널말뚝의 수압 또는 토압을 받는 면에 전단연결재를 고정하는 단계와; 상기 전단연결재를 감싸도록 횡방향 철근 및 종방향 철근을 배근하는 단계와; 상기 전단연결재와 횡방향 철근과 종방향 철근을 봉 지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝의 양단부에 이웃 강널말뚝과의 연결을 위해 구비된 컨넥터부를 제외한 나머지를 일부 혹은 전체에 대해 선택적으로 그라우팅하여 봉지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은, 차수 및 흙막이 등을 위해 시공되는 강널말뚝의 부식이 효과적으로 방지될 수 있도록 함으로써 차수 또는 흙막이 등을 위해 시공된 강널말뚝의 부식으로 인해 시설물의 미관을 해치는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 강널말뚝의 부식이 방지됨으로 인해 강널말뚝을 이용한 제품의 내구성도 향상되는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 현장타설이 아닌 공장제작되는 프리캐스트 타입이므로 제품의 품질이 균일해지고 시공성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 대해 도 1 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예1]
도 1은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제1실시예를 나타낸 사시도로서, 강널말뚝 합성형 2개의 결합상태를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 1의 강 널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형은, 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위한 커넥터(1a)가 좌우 양측에 구비되는 강철 재질의 강널말뚝(1)과, 강널말뚝(1)의 면상에 구비되는 전단연결재(2)(Shear Stud)와, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 강널말뚝(1) 주위에 배근되는 횡방향 철근(3)과, 상기 횡방향 철근(3)에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근(4)과, 상기 전단연결재(2)와 횡방향 철근(3)과 종방향 철근(4)을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝(1)의 양단부에 이웃 강널말뚝과의 연결을 위해 구비된 커넥터(1a)를 제외한 나머지를 봉지하되, 상기 강널말뚝의 높이 방향에 있어서 일부분을 봉지하는 콘크리트부(5)를 포함하여 구성되며, 공장제작에 의해 프리캐스트(precast)된다.
즉, 본 실시예에 있어서는, 상기 콘크리트부(5)가 강널말뚝(1)의 폭방향에 있어서는 커넥터(1a)가 노출되도록 봉지하는 한편 상기 강널말뚝(1)의 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1)의 중간부위 상부측만을 봉지하여 그 나머지 아래쪽 부위는 노출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서의 봉지(encapsulating)는 강널말뚝(1)의 토압 및 수압을 받는 면의 노출여부를 기준으로 한 것으로, 만약 상기 강널말뚝(1)을 위에서 바라볼때 상단면이 노출되고 강널말뚝(1)을 아래쪽에서 볼때 하단면이 노출되더라도 이는 본 실시예에서 말하는 봉지의 개념에 속한다는 것을 전제한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형 의 제조 과정 및 작용은 다음과 같다.
먼저, 제조 과정을 살펴보면, Z-형 강널말뚝 또는 U-형 강널말뚝의 수압 또는 토압을 받는 양측 면(이하, '압력면' 이라 약칭한다)에 전단연결재(2)를 용접등에 의해 고정하고, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 횡방향 철근(3)을 배근한다. 이때, 상기 횡방향 철근(3)은 Z-형 강널말뚝 또는 U-형 강널말뚝의 압력면을 관통하여 배근된다.
한편 횡방향 철근(3)의 배근후에는 그 내측에 종방향 철근(4)을 배근하고, 거푸집(도시는 생략함)을 만든 다음 그라우팅을 시행한다.
이때, 그라우팅에 의해 콘크리트로 봉지되는 부분은, 강널말뚝(1)의 폭방향에 있어서는 커넥터(1a)를 제외한 부분이고, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1)의 중간부위 상부측이다. 즉, 폭방향에 있어서 좌우 양측의 커넥터(1a) 및, 높이 방향에 있어서 중간부위 하부측은 노출된다.
다음으로, 작용을 살펴보면, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 차수 및 흙막이 등을 위해 항타 공법에 의해 현장에 시공될 경우, 콘크리트부(5)까지 지반에 관입됨에 따라 강널말뚝(1)의 강철 부위가 대기중에 노출되는 현상이 방지된다.
예컨대, 직립호안에 본 실시예의 강널말뚝(1)이 설치된 경우, 수위가 줄어들게 되더라도 종래와 같이 강널말뚝(1)의 부식부분이 노출되지 않는다.
따라서, 부식된 강널말뚝(1)의 노출로 인해 미관을 해치는 현상을 방지하게 되며, 제품의 내구성도 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 강널말뚝(1) 높이 방향 전체에 걸쳐 콘크리트부(5)를 형성하지 않고 일부 영역에만 형성하므로 콘크리트 타설량을 줄일 수 있게 된다.
[실시예2]
도 2는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제2실시예를 나타낸 사시도로서, 강널말뚝 합성형 2개의 결합상태를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 2의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형은, 좌우 양측에 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위한 커넥터(1a)가 구비된 강철 재질의 강널말뚝(1)과, 강널말뚝(1)의 면상에 구비되는 전단연결재(2)와, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 강널말뚝(1) 주위에 배근되는 횡방향 철근(3)과, 상기 횡방향 철근(3)에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근(4)과, 상기 전단연결재(2)와 횡방향 철근(3)과 종방향 철근(4)을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝(1)의 양단부에 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위해 구비된 커넥터(1a)를 제외한 나머지를 봉지하되, 상기 강널말뚝(1)을 높이방향에 있어서 전체적으로 봉지하는 콘크리트부(5)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 실시예에 있어서는, 상기 콘크리트부(5)가 강널말뚝(1)의 폭방향에 있어서는 커넥터(1a)만이 노출되도록 봉지하는 한편, 그 높이방향에 있어서 높이 전체에 걸쳐 봉지하게 된다.
본 실시예에서의 봉지(encapsulating)는 강널말뚝(1)의 토압 및 수압을 받는 면의 노출여부를 기준으로 한 것으로, 만약 상기 강널말뚝(1)을 위에서 바라볼때 상단면이 노출되고 강널말뚝(1)을 아래쪽에서 볼때 하단면이 노출되더라도 이는 본 실시예에서 말하는 봉지의 개념에 속한다는 것을 전제한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제조 과정 및 작용은 다음과 같다.
먼저, 제조과정을 살펴보면, Z-형 강널말뚝(1) 또는 U-형 강널말뚝(1)의 수압 또는 토압을 받는 양측 면(이하, '압력면' 이라 약칭한다)에 전단연결재(2)를 용접등에 의해 고정하고, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 횡방향 철근(3)을 배근한다. 이때, 상기 횡방향 철근(3)은 Z-형 강널말뚝 또는 U-형 강널말뚝의 압력면을 관통하여 배근된다.
한편 횡방향 철근(3)의 배근후에는 그 내측에 종방향 철근(4)을 배근하고, 거푸집(도시는 생략함)을 만든 다음 그라우팅을 시행한다.
이때, 그라우팅에 의해 콘크리트로 봉지되는 부분은, 강널말뚝(1)의 폭방향에 있어서는 커넥터(1a)를 제외한 부분이고, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1) 전체이다. 즉, 폭방향에 있어서 좌우측의 커넥터(1a)가 노출되고, 높이 방향에 있어서 전체적으로 노출되지 않으며, 보강판(6)이 부착된 하단부를 제외하고는 단면 감소가 없다.
다음으로, 작용을 살펴보면, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 차수 및 흙막이 등을 위해 항타 공법에 의해 현장에 시공될 경우, 콘크리트부(5)까지 지반까지 관입됨에 따라 강널말뚝(1)의 강철 부위가 대기중에 노출되는 현상이 방지된다.
예컨대, 직립호안에 본 실시예의 강널말뚝(1)이 설치된 경우, 수위가 줄어들게 되더라도 종래와 같이 강널말뚝(1)의 부식부분이 노출되지 않는다.
따라서, 부식된 강널말뚝(1)의 노출로 인해 미관을 해치는 현상을 방지하게 되며, 제품의 내구성도 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 강널말뚝(1) 높이 방향 전체에 걸쳐 콘크리트부(5)를 형성하므로 대기 노출로 인한 강널말뚝(1)의 부식에 대해 아무런 염려가 없다.
[실시예3]
도 3은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제3실시예를 나타낸 사시도로서, 강널말뚝 합성형 2개의 결합상태를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 3의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형은, 좌우 양측에 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위한 커넥터(1a)가 구비된 강철 재질의 강널말뚝(1)과, 강널말뚝(1)의 면상에 구비되는 전단연결재(2)와, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 강널말뚝(1) 주위에 배근되는 횡방향 철근(3)과, 상기 횡방향 철근(3)에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근(4)과, 상기 전단연결재(2)와 횡방향 철근(3)과 종방향 철근(4)을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝(1)의 양단부에 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위해 구비된 커넥터(1a)를 제외한 나머지를 전체적으로 봉지하되 상기 강널말뚝(1)의 높이방향 소정위치부터 하단부까지는 단면 감소가 이루어지는 콘크리트부(5)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 실시예에 있어서는, 상기 콘크리트부(5)가 강널말뚝(1)의 폭방향에 있어서는 커넥터(1a)만이 노출되도록 봉지하는 한편, 그 높이방향에 있어서 높이 전체에 걸쳐 봉지하게 되되, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향 소정위치(예: 중간 지점)부터 하단부에 이르기까지 콘크리트부(5)의 단면 감소가 이루어지게 되는 것이다.
본 실시예에서의 봉지(encapsulating)는 강널말뚝(1)의 토압 및 수압을 받는 면의 노출여부를 기준으로 한 것으로, 만약 상기 강널말뚝(1)을 위에서 바라볼때 상단면이 노출되고 강널말뚝(1)을 아래쪽에서 볼때 하단면이 노출되더라도 이는 본 실시예에서 말하는 봉지의 개념에 속한다는 것을 전제한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제3실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제조 과정및 작용은 다음과 같다.
먼저, 제조과정을 살펴보면, Z-형 강널말뚝 또는 U-형 강널말뚝의 수압 또는 토압을 받는 양측 면(이하, '압력면' 이라 약칭한다)에 전단연결재(2)를 용접등에 의해 고정하고, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 횡방향 철근(3)을 배근한다. 이때, 상기 횡방향 철근(3)은 Z-형 강널말뚝 또는 U-형 강널말뚝의 압력면을 관통하여 배근된다.
한편 횡방향 철근(3)의 배근후에는 그 내측에 종방향 철근(4)을 배근하고, 거푸집(도시는 생략함)을 만든 다음 그라우팅을 시행한다.
이때, 그라우팅에 의해 콘크리트로 봉지되는 부분은, 강널말뚝(1)의 폭방향에 있어서는 커넥터(1a)를 제외한 부분이고, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1) 전체이다. 즉, 폭방향에 있어서 좌우측의 커넥터(1a)가 노출되고, 높이 방향에 있어서는 전체적으로 노출이 되지 않는다.
이와 더불어, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1) 전체에 대해 콘크리트부(5)가 형성되되, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향 소정위치(예: 중간 지점)부터 하단부에 이르기까지 콘크리트부(5)의 단면 감소가 이루어지게 되는 것이다.
다음으로 작용을 살펴보면, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 차수 및 흙막이 등을 위해 항타 공법에 의해 현장에 시공될 경우, 콘크리트부(5)까지 지반까지 관입됨에 따라 강널말뚝(1)의 강철 부위가 대기중에 노출되는 현상이 방지된다.
예컨대, 직립호안에 본 실시예의 강널말뚝(1)이 설치된 경우, 수위가 줄어들게 되더라도 종래와 같이 강널말뚝(1)의 부식부분이 노출되지 않는다.
따라서, 부식된 강널말뚝(1)의 노출로 인해 미관을 해치는 현상을 방지하게 되며, 제품의 내구성도 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 강널말뚝(1) 높이 방향 전체에 걸쳐 콘크리트부(5)를 형성하므로 대기 노출로 인한 강널말뚝(1)의 부식에 대해 아무런 염려가 없으며, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향 일부 영역은 단면 감소 가 이루어지므로 단면감소가 없는 제2실시예에 비해 콘크리트 타설량을 줄일 수 있다.
[실시예4]
도 4는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제4실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예는 전술한 [실시예1]의 변형 실시예에 해당한다.
그 구성을 살펴보면, 기본적으로 [실시예1]의 강널말뚝 합성형과 같으며, 다만 콘크리트부(5)가 실질적으로 강널말뚝(1) 상부 영역을 봉지하는 점에 차이가 있다.
즉, 강널말뚝(1)의 하부측은 콘크리트에 의해 봉지되지 않고 노출되고,강널말뚝(1)의 상단부는 콘크리트부(5) 중간에 묻히는 형태를 띄게 된다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 콘크리트부(5)에 묻히게 되는 강널말뚝(1) 상단부에 지압판(7)을 설치하는 것이 필요하다. 상기 지압판(7)은 용접등에 의해 강널말뚝 상단부에 고정된다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 작용은 기본적으로 전술한 [실시예1]과 동일하다.
[실시예5]
도 5는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제5실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예는 전술한 [실시예2]의 변형 실시예에 해당한다.
그 구성을 살펴보면, 기본적으로 [실시예2]의 강널말뚝 합성형과 같으며, 다만 콘크리트부(5)가 실질적으로 강널말뚝(1) 상부 영역을 봉지하는 점에 차이가 있다.
즉, 강널말뚝(1)의 하부측은 콘크리트에 의해 봉지되되, 강널말뚝(1)의 상단부는 콘크리트부(5) 중간에 묻히는 형태를 띄게 된다.
따라서, 본 실시예에 있어서도 [실시예4]와 마찬가지로 콘크리트부(5)에 묻히게 되는 강널말뚝(1) 상단부에 지압판(7)을 설치하는 것이 필요하다. 상기 지압판(7)은 용접등에 의해 강널말뚝 상단부에 고정된다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 작용은 기본적으로 전술한 [실시예2]와 동일하다.
[실시예6]
도 6은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제6실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예는 전술한 [실시예3]의 변형 실시예에 해당한다.
그 구성을 살펴보면, 기본적으로 [실시예3]의 강널말뚝 합성형과 같으며, 다만 콘크리트부(5)가 실질적으로 강널말뚝(1) 상부 영역을 봉지하는 점에 차이가 있다.
즉, 강널말뚝(1)은 전체적으로 콘크리트부(5)에 봉지되되 일정 높이 이하에서 콘크리트부(5)의 단면 감소가 이루어지고, 강널말뚝(1)의 상단부는 콘크리트부(5) 중간에 묻히는 형태를 띄게 된다.
따라서, 본 실시예에 있어서도 [실시예4] 및 [실시예5]에서와 마찬가지로 콘크리트부(5)에 묻히게 되는 강널말뚝(1) 상단부에 지압판(7)을 설치하는 것이 필요하다. 상기 지압판(7)은 용접등에 의해 강널말뚝 상단부에 고정된다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 작용은 기본적으로 전술한 [실시예3]과 동일하다.
[실시예7]
도 7은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제7실시예를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 7의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도로서, 본 실시예는 전술한 [실시예1]의 또 다른 변형 실시예에 해당한다.
그 구성을 살펴보면, 기본적으로 [실시예1]의 강널말뚝 합성형과 같으며, 다만 콘크리트부(5) 위로 강널말뚝(1) 상부 영역이 돌출되는 점에 차이가 있다.
즉, 강널말뚝(1)의 상단부가 콘크리트부(5) 위로 돌출되어, 강널말뚝(1)의 중간부위를 콘크리트가 봉지하는 형태를 띄게 된다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 강널말뚝(1)의 상단부가 콘크리트부(5) 위로 돌출되므로 지압판 설치가 불필요하다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 작용은 기본적으로 전술한 [실시예1]과 동일하다.
[실시예8]
도 8은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제8실시예를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 8의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도로서, 본 실시예는 전술한 [실시예2]의 또 다른 변형 실시예에 해당한다.
그 구성을 살펴보면, 기본적으로 [실시예2]의 강널말뚝 합성형과 같으며, 다만 콘크리트부(5) 위로 강널말뚝(1) 상부 영역이 돌출되는 점에 차이가 있다.
즉, 강널말뚝(1)의 상단부가 콘크리트부(5) 위로 돌출되어, 강널말뚝(1)의 중간부위 이하 영역을 콘크리트가 봉지하는 형태를 띄게 된다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 강널말뚝(1)의 상단부가 콘크리트부(5) 위로 돌출되므로 지압판 설치가 불필요하다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 작용은 기본적으로 전술한 [실시예2]와 동일하다.
[실시예9]
도 9는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제9실시예를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 8의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도로서, 본 실시예는 전술한 [실시예3]의 또 다른 변형 실시예에 해당한다.
그 구성을 살펴보면, 기본적으로 [실시예3]의 프리캐스트 강널말뚝 합성형과 같으며, 다만 콘크리트부(5) 위로 강널말뚝(1) 상부 영역이 돌출되는 점에 차이가 있다.
즉, 강널말뚝(1)의 상단부가 콘크리트부(5) 위로 돌출되어, 강널말뚝(1)의 중간부위 이하 영역이 콘크리트부(5)에 의해 봉지되되, 높이 방향의 일정 지점 이하에서 콘크리트부(5)의 단면 감소가 이루어지는 형태를 띄게 된다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 강널말뚝(1)의 상단부가 콘크리트부(5) 위로 돌출되므로 지압판 설치가 불필요하다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 작용은 기본적으로 전술한 [실시예3]과 동일하다.
[실시예10]
도 12는 본 발명 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제10실시예에 따른 연결 시공 상태를 나타낸 평면도로서, 본 실시예에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형은, 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위한 커넥터(1a)가 구비되는 강철 재질의 강널말뚝(1)과, 강널말뚝(1)의 면상에 구비되는 전단연결재(2)(Shear Stud)와, 상기 전단연결재(2)를 감싸도록 강널말뚝(1) 주위에 배근되는 횡방향 철근(3)과, 상기 횡방향 철근(3)에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근(4)과, 상기 전단연결재(2)와 횡방향 철근(3)과 종방향 철근(4)을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝(1)의 양단부에 이웃 강널말뚝(1)과의 연결을 위해 구비된 커넥터(1a)를 제외한 나머지를 봉지하되, 상기 강널말뚝(1)을 높이방향에 있어서 일부 또는 전체적으로 봉지하는 콘크리트부(5)를 포함하여 구성된다.
이때, 본 실시예의 강널말뚝(1)은 전술한 실시예들과는 달리, 좌우측이 분리된 형태를 띠는 점에 특징이 있다.
즉, 본 실시예의 좌우 분리된 강널말뚝(1)('L-형 강널말뚝'이라 한다)은 철근 및 전단연결재(2)에 의해 콘크리트부(5)와 견고히 결합됨으로써 실질적으로는 하나의 연결 구조체를 이루게 된다.
도시는 하지 않았으나, 본 실시예의 L-형 강널말뚝(1) 역시, 전술한 [실시예1]과 [실시예4] 및 [실시예7]에서와 같이 상단면만이 콘크리트부(5)가 노출되는 봉지형태를 이루거나, 전술한 [실시예2]와 [실시예5] 및 [실시예8]에서와 같이 상단부가 콘크리트부(5) 중간에 파묻히게 되거나, 전술한 [실시예3]과 [실시예6] 및 [실시예9]에서와 같이 콘크리트부(5) 위로 돌출되거나 하는 형태를 취하도록 여러가지 변형된 형태로 제작될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 12가 평면도인 관계로 도시되지는 않았으나, 전술한 실시예의 구성과 마찬가지로, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1)의 중간부위 상부측만을 콘크리트로 봉지하여 그 나머지 아래쪽 부위는 노출되도록 하거나, 강널말뚝의 높이방향에 있어서 전체에 걸쳐 봉지되도록 할 수 있으며, 높이방향에 있어서 전체에 걸쳐 봉지되되 상기 강널말뚝의 높이방향 소정위치(예: 중간 지점)부터 하단부에 이르기까지 콘크리트부(5)의 단면 감소가 이루어지게 될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 본 실시예에서는 좌우 분리된 강널말뚝(1)으로서 'L-형 강널말뚝'을 도시하고 있지만, 좌우 분리된 강널말뚝은 'I-형 강널말뚝'등 여러 형태로 변형 가능하다.
한편, 전술한 [실시예1] 내지 [실시예10]의 각 프리캐스트 강널말뚝 합성형 에 있어서, 콘크리트부(5)에는 상기 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 콘크리트부(5)에는 워터젯(미도시) 설치를 위한 워터젯홀(1b)이 구비될 수 있다.
그리고, [실시예2]와 [실시예3], [실시예5]와 [실시예6], [실시예8]과 [실시예9]와 같이 강널말뚝(1)의 하부 영역이 콘크리트부(5)에 봉지되어 노출되지 않는 경우에 있어서는, 지반을 뚫고 들어가는 하단부의 강도 보강을 위해 보강판(6)이 외면상에 구비됨이 바람직하다.
또한, 전술한 [실시예1] 내지 [실시예10]의 각 프리캐스트 강널말뚝 합성형에 있어서, 상기 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 콘크리트부(5)에는 프리스트레스가 도입될 수 있다.
즉, 현장타설이 아닌 공장제작되는 프리캐스트 타입으로서, 공장제작 과정에서 균열에 대한 안전성을 확보하기 위하여 프리스트레스를 도입한 고강도 콘크리트를 합성함으로써 중,대구경의 강관파일에 대응할 수 있다.
또한, 전술한 [실시예1] 내지 [실시예10]의 각 프리캐스트 강널말뚝 합성형에 있어서, 상기 콘크리트부(5)는 평면 혹은 횡단면에서 볼때, 사각형이나 원형을 이룰 수 있으며, 대략 강널말뚝(1)의 단면 모양을 따르는 기하학적 형태를 이룰 수도 있는 등 그 형태에는 특별한 제한이 없음은 물론이다.
그리고, 도 11의 (가) 및 (나)는 U-형(type) 강널말뚝(1)이 적용된 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태들을 예시한 평면도로서, [실시예1] 내지 [실시예9]는 Z-형(type) 강널말뚝을 도시하고 예로 들어 설명하였으나, 현장여건 및 시공조건에 따라 U-형(type) 강널말뚝이 적용될 수 있음을 보여주고 있 으며, 콘크리트부의 단면 형상 또한 여러가지로 변경 가능함을 예시하고 있다.
도시는 하지 않았으나, U-형 강널말뚝(1) 역시, 전술한 [실시예1]과 [실시예4] 및 [실시예7]에서와 같이 상단면만이 콘크리트부(5)가 노출되는 봉지형태를 이루거나, 전술한 [실시예2]와 [실시예5] 및 [실시예8]에서와 같이 상단부가 콘크리트부(5) 중간에 파묻히게 되거나, 전술한 [실시예3]과 [실시예6] 및 [실시예9]에서와 같이 콘크리트부(5) 위로 돌출되거나 하는 형태를 취하도록 여러가지 변형된 형태로 제작될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 11이 평면도인 관계로 도시되지는 않았으나, 전술한 실시예의 구성과 마찬가지로, 상기 강널말뚝(1)의 높이방향에 있어서는 강널말뚝(1)의 중간부위 상부측만을 콘크리트로 봉지하여 그 나머지 아래쪽 부위는 노출되도록 하거나, 강널말뚝의 높이방향에 있어서 전체에 걸쳐 봉지되도록 할 수 있으며, 높이방향에 있어서 전체에 걸쳐 봉지되되 상기 강널말뚝의 높이방향 소정위치(예: 중간 지점)부터 하단부에 이르기까지 콘크리트부(5)의 단면 감소가 이루어지게 될 수도 있음은 물론이다.
한편, 도 10 내지 도 12의 각 유형별 강널말뚝 합성형의 연결구조에 있어서, 이웃 강널말뚝 합성형과의 연결부위에 형성되는 접속구(5a)는 그라우팅을 통해 마감한다.
이상에서 상술한 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은, 차수 및 흙막이 등을 위해 시공되는 강널말뚝(1)의 부식이 효과적으로 방지될 수 있도록 함으로써 차수 또는 흙막이 등을 위해 시공된 강널말뚝(1)의 부식으로 인해 시설물의 미관을 해치는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 강널말뚝(1)의 부식 부위가 콘크리트에 둘러싸여 대기중에 노출되지 않으므로 부식으로 인해 주변 미관을 해치는 현상이 방지된다.
또한, 본 발명의 강널말뚝(1)의 부식이 방지됨으로 인해 강널말뚝(1)을 이용한 제품의 내구성도 향상되는 효과가 있다.
이와 더불어, 본 발명의 강널말뚝 합성형은 현장타설이 아닌 공장제작되는 프리캐스트 타입이므로 제품의 품질이 균일해지고 시공성이 향상되는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형은 차수 또는 흙막이 등을 위해 시공된 강널말뚝(1)의 부식으로 인해 시설물의 미관을 해치는 현상을 방지할 수 있고, 강널말뚝(1)의 부식을 방지하여 현장에 시공된 제품의 내구성도 향상시킬 수 있으며, 현장타설이 아닌 공장제작되는 프리캐스트 타입이므로 제품의 품질이 균일해지고 시공성이 향상되는 효과가 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높은 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제1실시예를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제2실시예를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제3실시예를 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제4실시예를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제5실시예를 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제6실시예를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제7실시예를 나타낸 사시도
도 8은 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제8실시예를 나타낸 사시도
도 9는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제9실시예를 나타낸 사시도
도 10은 도 1 내지 도 3, 그리고 도 7 내지 도 8의 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태를 보여주는 평면도로서, Z-형(type) 강널말뚝이 적용된 경우의 평면도
도 11의 (가) 및 (나)는 U-형(type) 강널말뚝이 적용된 경우를 예시한 본 발명의 강널말뚝 합성형의 연결 시공상태 평면도
도 12는 본 발명의 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제10실시예에 따른 연결 시공 상태를 나타낸 평면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1:강널말뚝 1a:커넥터
1b:워터젯홀 2:전단연결재
3:횡방향 철근 4:종방향 철근
5:콘크리트부 5a:접속구
6:보강판 7:지압판

Claims (10)

  1. 이웃 강널말뚝과의 연결을 위한 커넥터가 양단부에 구비되는 강철 재질의 강널말뚝과;
    강널말뚝의 면상에 돌출되게 고정되는 전단연결재와;
    상기 전단연결재를 에둘러 감싸도록 강널말뚝 주위에 배근되는 횡방향 철근과;
    상기 횡방향 철근에 대해 직교하는 방향으로 배근되는 종방향 철근과;
    상기 전단연결재와 횡방향 철근과 종방향 철근을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝의 양단부에 이웃 강널말뚝과의 연결을 위해 구비된 커넥터를 제외한 일부 혹은 전체를 봉지하여 이웃 강널말뚝 합성형과의 연결부위에 그라우팅을 통한 마감을 위한 접속구를 형성하는 콘크리트부;를 포함하여 구성되며,
    상기 강널말뚝은 콘크리트부 상단면을 통해 노출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강널말뚝 합성형의 콘크리트부에는 워터젯 설치를 위한 워터젯홀이 구비됨을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘크리트부는 평면상에서 볼때, 원형이나 사각형태 혹은 강널말뚝의 단면 모양을 따르는 형태를 이룰 수 있음을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성 형.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 강널말뚝은 Z-형(type) 강널말뚝이거나, U-형(type) 강널말뚝 혹은 L-형 강널말뚝임을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 강널말뚝이 전체적으로 콘크리트부에 의해 봉지될 경우, 상기 콘크리트부의 단면은 강널말뚝의 높이방향 중간 지점부터 그 하단부까지 단면 감소가 이루어짐을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 횡방향 철근은 강널말뚝의 면을 관통하도록 설치되며, 겹이음됨을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 강널말뚝의 콘크리트부 하단부에는 강도 보강을 위한 강철 재질의 보강판이 구비됨을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 강널말뚝이 콘크리트부에 의해 전체적으로 봉지될 경우, 강널말뚝의 상단부에는 지압판이 설치됨을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 강널말뚝 합성형의 콘크리트부에는 프리스트레스가 도입됨을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 프리캐스트 강널말뚝 합성형 제조방법에 있어서,
    강널말뚝을 준비하는 단계와;
    상기 강널말뚝의 수압 또는 토압을 받는 면에 전단연결재를 고정하는 단계와;
    상기 전단연결재를 감싸도록 횡방향 철근 및 종방향 철근을 배근하는 단계와;
    상기 전단연결재와 횡방향 철근과 종방향 철근을 봉지(encapsulating)하는 한편 강널말뚝의 양단부에 이웃 강널말뚝과의 연결을 위해 구비된 커넥터를 제외한 일부 혹은 전체에 대해 선택적으로 그라우팅하여 봉지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 강널말뚝 합성형의 제조방법.
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