KR100991341B1 - 프리캐스트 기초 및 말뚝과 프리캐스트 기초의 연결구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 말뚝의 두부가 삽입되도록 삽입공이 형성된 프리캐스트 기초 부재와, 상기 기초 부재에 형성된 삽입공에 말뚝의 두부를 삽입하여 연결하고, 상부로는 연결철근을 이용하여 상부 구조물과 일체 결합시키는 기초 부재와 말뚝의 연결구조에 관한 것이다.
본 발명에서는 프리캐스트 기초(10)의 본체(11)를 상·하로 관통하는 삽입공(12)에 보강철근(31)이 연결된 말뚝(30)의 두부가 삽입되어 있고, 상기 삽입공(12)에 충진재가 주입되어 상기 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)의 두부가 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결구조가 제공되며, 본 발명에서는 이러한 연결구조를 위한 프리캐스트 기초도 제공된다.

Description

프리캐스트 기초 및 말뚝과 프리캐스트 기초의 연결구조 {Precast Foundation and Pile Connection Structure between Precast Foundation and Pile}
본 발명은 프리캐스트 기초 및 말뚝과의 연결구조에 관한 것으로, 구체적으로는 말뚝의 두부가 삽입되도록 삽입공이 형성된 프리캐스트 기초 부재와, 상기 기초 부재에 형성된 삽입공에 말뚝의 두부를 삽입하여 연결하고, 상부로는 연결철근을 이용하여 상부 구조물과 일체 결합시키는 기초 부재와 말뚝의 연결구조에 관한 것이다.
건축 또는 토목구조물의 하부구조로서 보통 지표면 위에 놓여 하중을 지반이나 암반으로 전달하는 것을 기초라 한다. 기초의 하단에는 말뚝이 설치될 수 있는데, 상기 말뚝은 지중에 매립되고 그 두부가 기초에 결합되어 기초와 일체로 상부 하중을 지지한다.
일반적으로 기초는 상기 말뚝을 설치한 뒤, 말뚝의 두부가 매립되도록 콘크리트를 타설함으로써 현장에서 시공되나, 콘크리트 타설 및 양생 시간이 길어져 전 체 구조물의 시공 기간이 늘어나는 단점이 있다.
또한, 상부 구조물의 콘크리트 내에 매립된 말뚝의 두부와 상부 구조물의 연결이 확실하지 못할 경우, 상기 말뚝이 상부 구조물로부터 뽑혀 이탈할 우려가 있다.
본 발명은 위와 같이 종래 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 프리캐스트 부재를 이용하여 기초를 시공함으로써 시공기간을 단축하는 것을 목적으로 한다.
또한, 말뚝의 두부와 기초를 일체로 연결하여 말뚝의 뽑힘을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 프리캐스트 부재를 이용한 기초에 말뚝의 두부를 연결함으로써, 시공기간을 단축시킬 수 있다.
또한, 말뚝의 두부와 기초를 일체로 연결하여 말뚝의 뽑힘을 방지할 수 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 프리캐스트 부재로 이루어진 본체와, 말뚝의 두부가 삽입될 수 있도록 상기 본체의 상·하면을 관통하는 삽입공을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초가 제공된다.
위와 같은 본 발명의 프리캐스트 기초에서, 상기 본체의 상면에는 오목부가 형성되고, 상기 본체 내부에 일단이 매립되고 상기 오목부의 상면으로 타단이 노출 된 연결철근이 구비될 수 있다.
또한, 위와 같은 본 발명의 프리캐스트 기초에서, 상기 삽입공은 상단이 좁고 하단이 넓은 뿔대 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 삽입공 내에는 전단키가 형성되어 있을 수 있고, 상기 연결철근의 일단부는 본체 내에 매립된 정착판에 고정 설치될 수 있다.
또한 본 발명에서는, 프리캐스트 기초의 본체를 상·하로 관통하는 삽입공에 보강철근이 연결된 말뚝의 두부가 삽입되어 있고, 상기 삽입공에 충진재가 주입되어 상기 프리캐스트 기초와 말뚝의 두부가 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결구조가 제공된다.
위와 같은 본 발명에 따른 연결구조에 있어서, 상기 본체 내부에 일단이 매립되고 상기 프리캐스트 기초의 상면에 형성된 오목부로 타단이 노출되도록 연결철근이 배치되고, 상기 오목부로 노출된 연결철근이 매립되도록 상기 프리캐스트 기초 상면으로 콘크리트가 타설되어 상기 프리캐스트 기초와 일체로 연결되는 상부 구조물이 시공되는 구조를 가질 수 있으며, 상기 말뚝은 강관 말뚝으로 이루어질 수 있고, 상기 말뚝의 두부가 삽입공에 삽입된 후, 상기 삽입공에 충진재가 주입됨에 따라, 상기 말뚝의 내부에도 충진재가 유입되어 상기 프리캐스트 기초와 말뚝이 일체로 연결될 수도 있다.
위와 같은 본 발명의 연결구조에 있어서, 상기 말뚝의 두부에 연결된 보강철근이 상기 삽입공의 상면으로 노출되고, 상기 보강철근이 매립되도록 상기 프리캐스트 기초 상면으로 콘크리트가 타설되는 구조를 가질 수도 있다.
이하 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.
도 1a 및 도 1b에는 본 발명의 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)이 연결된 상태의 사시도 및 분해사시도가 도시되어 있고, 도 2a 및 도 2b에는 본 발명의 프리캐스트 기초(10)를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
본 발명의 프리캐스트 기초(10)는 도 1a에 도시된 바와 같이 하부에 말뚝(30)이 결합되고, 상부에는 상부 구조물(20)이 결합되어 있다. 도 1b에는 본 발명의 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)이 결합되기 전 상태가 도시되어 있는데, 말뚝(30)의 두부가 프리캐스트 기초(10)내에 삽입될 수 있다.
본 발명의 프리캐스트 기초(10)는 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어진 본체(11)를 가지며, 상부 구조물(20)과 하부 말뚝(30)의 배치에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서 보듯이, 상기 프리캐스트 기초(10)에는 상기 본체(11)의 상·하면을 관통하는 삽입공(12)이 형성된다. 상기 삽입공(12)에는 프리캐스트 기초(10) 하면에 설치되는 말뚝(30)의 두부가 삽입될 수 있는데, 상기 삽입공(12)은 상기 말뚝(30)의 두부가 용이하게 삽입되도록 하면서도 말뚝(30)의 두부가 프리캐스트 기초(10) 상부로 노출되지 않도록, 아래가 넓고 위가 좁은 뿔대 형태(테이퍼진 형태)인 것이 바람직하다. 상기 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12)에 말뚝(30)의 두부가 삽입된 후에는 상기 삽입공(12) 내부에는 삽입공(12)의 규모에 따라서 콘크리트, 그라우트, 시멘트 밀크 등의 충진재를 채움으로써, 상 기 말뚝(30)의 두부와 프리캐스트 기초(10)를 일체로 연결할 수 있다.
상기 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12) 내에 삽입되어 결합되는 말뚝(30)으로는 프리캐스트 콘크리트 말뚝(30)이나 강관 말뚝(30) 등이 사용될 수 있으며, 상기 말뚝(30)의 두부에는 보강철근(31)이 결합될 수 있다. 상기 보강철근(31)은 콘크리트 말뚝(30)의 경우, 말뚝(30) 제작 시에 미리 배치되어 말뚝(30)을 형성하는 콘크리트 내에 매립됨으로써 말뚝(30)과 일체로 연결될 수 있다. 또한, 강관 말뚝(30)을 사용하는 경우, 강관 말뚝(30)의 두부와 보강철근(31)을 용접 또는 볼트 결합하는 등의 다양한 방법으로 말뚝(30)과 보강철근(31)을 일체로 연결할 수 있다. 특히, 강관 말뚝(30)을 사용하는 경우에는 상기 보강철근(31)이 연결된 강관말뚝(30)의 두부를 상기 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12) 내에 삽입한 후에, 상기 삽입공(12)에 충진재를 주입할 수 있는데, 이때 상기 강관 내부에도 충진재가 유입될 수 있어 상기 강관말뚝(30)과 프리캐스트 기초(10)가 더욱 견고하게 결합될 수 있다. 이때, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 삽입공(12) 내부에는 전단키(16)가 형성되어 있어, 충진재 주입에 따른 말뚝(30)의 두부와 프리캐스트 기초(10)의 일체화를 도모할 수도 있다.
또한, 상기 프리캐스트 기초(10)의 상면에는 오목부(13)가 형성될 수 있는데, 상기 오목부(13) 위로는 연결철근(14)의 일단부가 노출될 수 있다. 상기 연결철근(14)의 타단부는 기초 내에 매립되며, 복 수개의 연결철근(14)이 배치될 경우에는 각 연결철근(14)의 단부가 고정된 정착판(15)을 배치할 수 있다 (도 2b 참조). 상기 정착판(15)의 일부가 상기 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12) 내부로 돌 출 배치될 수 있으며, 이와 같이 배치되는 경우 돌출된 정착판(15) 부위가 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12) 내에서 전단키(16)와 같은 역할을 할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에는 각각 순서대로 본 발명의 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)의 연결 과정 및 상부 구조물(20) 시공 과정을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 먼저 도 3a에서 보듯이, 프리캐스트 기초(10)를 배치하고, 도 3b에서 보듯이, 상기 프리캐스트 기초(10)를 상·하로 관통하는 삽입공(12)에 말뚝(30)의 두부를 삽입한다. 상술한 바와 같이, 상기 삽입공(12)은 말뚝(30)의 두부가 상기 프리캐스트 기초(10) 상면으로 뽑히지 않도록 위가 좁고 아래가 넓은 원뿔대 형상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 말뚝(30)의 두부에 연결되는 보강철근(31)도 그 단부가 갈고리 형상 등을 가짐으로써, 상기 말뚝(30)의 뽑힘을 방지하고 상기 말뚝(30)과 프리캐스트 기초(10)의 전단 연결 및 일체화를 도모할 수 있다. 이와 같이, 말뚝(30)의 두부를 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12)에 삽입하고 상기 삽입공(12)에 충진재를 주입하여, 말뚝(30)의 두부와 프리캐스트 기초(10)를 일체화할 수 있다.
말뚝(30)과 프리캐스트 기초(10)를 연결 시공한 후에는, 도 3c에서 보듯이, 상기 프리캐스트 기초(10)의 상면으로 상부 구조물(20)을 시공할 수 있다. 이때, 상기 프리캐스트 기초(10)의 상면으로 돌출된 연결철근(14) 또는 긴장재가 매립되도록 콘크리트를 타설하여 상부 구조물(20)을 시공하거나 프리캐스트 교각 세그먼트를 설치할 수 있다. 또한, 상기 연결철근(14)과 상부 구조물(20) 내에 배치되는 철근을 이음하는 등의 방법으로 상부 구조물(20)과 프리캐스트 기초(10)를 일체화 시킬 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이, 상기 프리캐스트 기초(10)의 상면에 형성된 오목부(13)에 콘크리트가 타설되면, 상부 구조물(20)과 프리캐스트 기초(10)의 접촉면적이 늘어나게 되어 양 구조물의 일체화를 도모할 수 있다. 한편, 상부 구조물(20)이 프리캐스트 부재인 경우에는 상기 프리캐스트 기초(10)와 상부 구조물(20)을 연결하기 위하여 상부 구조물(20)의 하단으로 미리 강봉(미도시)을 매입하여 일정 길이로 돌출시킴으로써, 상기 프리캐스트 기초(10)의 연결철근(14)과 이음하는 등의 방법으로 연결할 수도 있다.
도 4에는 도 3b에 대응되는 도면으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)의 연결 상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 말뚝(30)의 두부에 연결된 상기 보강철근(31)의 단부가 상기 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12) 상면으로 돌출되도록 연장될 수 있다. 이와 같이, 말뚝(30)의 보강철근(31)을 프리캐스트 기초(10) 상면으로 연장하게 되면, 상기 보강철근(31)이 상부 구조물(20)을 형성하는 콘크리트 내에 매립되므로, 상부 구조물(20)과 기초, 말뚝(30)의 일체 연결을 강화할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 보강철근(31)의 단부가 상기 프리캐스트 기초(10)의 삽입공(12) 상면에 정착될 수도 있는데, 이 경우는 상기 삽입공(12)의 상단면이 상기 보강철근(31)의 단부를 정착할 수 있을 정도로 좁은 것이 바람직하다.
이상에서는 단일 프리캐스트 부재로 이루어진 프리캐스트 기초(10)를 예로 들어 본 발명의 구성을 설명하였으나, 규모가 큰 기초의 경우에는 도 5와 같이, 기초 세그먼트 (10a, 10b) 부재를 이웃 배치시키고, 사전에 설치한 쉬스관(17)을 통 해서 강봉 혹은 철근 다발 등의 긴장재(18)를 배치하여 프리스트레스를 도입하거나 쉬스관(17) 내부를 그라우팅함으로써 복수 개의 기초 세그먼트 (10a, 10b)를 일체화할 수 있다. 한편, 상기 프리캐스트 기초(10)를 구성하는 중앙의 기초 세그먼트(10b)는 상부 구조물(20)에서 아래로 축력이 작용하고, 프리캐스트 기초(10)의 외곽을 구성하는 기초 세그먼트(10a)는 말뚝으로부터 상향으로 힘이 작용한다. 따라서, 중앙부의 기초 세그먼트(10b)는 상면이 넓은 것이 바람직하고, 외곽의 기초 세그먼트(10a)는 하면이 넓은 형상인 것이 바람직하다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 프리캐스트 기초와 말뚝이 연결된 상태의 사시도 및 분해사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 프리캐스트 기초를 보여주는 개략적인 사시도 이다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 순서대로 본 발명의 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결 과정 및 상부 구조물 타설 과정을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3b에 대응되는 도면으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 3c에 대응되는 도면으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리캐스트 기초를 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 프리캐스트 기초 10a, 10b 기초 세그먼트
11 본체 12 삽입공 13 오목부
14 연결철근 15 정착판 16 전단키
17 쉬스관 18 긴장재
20 상부 구조물 30 말뚝 31 보강철근

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 프리캐스트 부재로 이루어진 본체(11)와,
    말뚝(30)의 두부가 삽입될 수 있도록 상기 본체(11)의 상하면을 관통하는 삽입공(12)을 포함하며;
    상기 본체(11)의 상면에는 오목부(13)가 형성되어 있고;
    상기 본체(11) 내부에 일단이 매립되고 상기 오목부(13)의 상면으로 타단이 노출된 연결철근(14)이 구비되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 삽입공(12)은 상단이 좁고 하단이 넓은 뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 삽입공(12) 내에는 전단키(16)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 연결철근(14)의 일단부는 본체(11) 내에 매립된 정착판(15)에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초.
  6. 삭제
  7. 프리캐스트 기초(10)의 본체(11)를 상하로 관통하는 삽입공(12)에 보강철근(31)이 연결된 말뚝(30)의 두부가 삽입되어 있고,
    상기 삽입공(12)에 충진재가 주입되어 상기 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)의 두부가 일체로 연결되는데,
    상기 본체(11) 내부에 일단이 매립되고 상기 프리캐스트 기초(10)의 상면에 형성된 오목부(13)로 타단이 노출되도록 연결철근(14)이 배치되고,
    상기 오목부(13)로 노출된 연결철근(14)이 매립되도록 상기 프리캐스트 기초(10) 상면으로 콘크리트가 타설되어 상기 프리캐스트 기초(10)와 일체로 연결되는 상부 구조물(20)이 시공되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 말뚝(30)은 강관 말뚝이고,
    상기 말뚝(30)의 두부가 삽입공(12)에 삽입된 후, 상기 삽입공(12)에 충진재가 주입됨에 따라, 상기 말뚝(30)의 내부에도 충진재가 유입되어 상기 프리캐스트 기초(10)와 말뚝(30)이 일체로 연결되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결구조.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 말뚝(30)의 두부에 연결된 보강철근(31)이 상기 삽입공(12)의 상면으로 노출되고, 상기 보강철근(31)이 매립되도록 상기 프리캐스트 기초(10) 상면으로 콘크리트가 타설되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초와 말뚝의 연결구조.
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