KR101050291B1 - 강관파일 두부 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원판형의 바닥판에 원주면 상에 등간격으로 형성된 결속구가 형성되고, 상기 결속구를 통해 “U”형으로 절곡된 제2고리부가 결속되며, 상기 제2고리부의 일측단과 수직으로 연장되며, 상기 연장된 상부에 상기 제2고리부와 대칭되는 “U”형으로 절곡된 제1고리부가 강관파일 상단부에 결속되는 결속고리로 상기 바닥판과 결속고리가 일체로 강관파일 내부에서 상단부로 연장되어 구성되는 지지부재가 상기 강관파일 상부로부터 투입되는 콘크리트 타설물의 하중을 지탱하며, 상기 투입된 콘크리트 타설물과 지지부재가 일체로 경화되어 견고하게 제공되고, 상기 강관파일 상부로 돌출된 철근지지대를 고정하기 위해 상기 강관파일의 내부 일면에 형성된 한쌍의 제1체결구와 연통되도록 제2체결구가 형성된 결속판이 부착되어 볼트와 너트로 고정되며, 상기 결속판 일측면에 한쌍의 철근지지대가 수직으로 용접/고정되어 콘크리트 타설물과 일체로 경화를 이루어 견고한 지지력을 가지도록 하고, 상기 철근지지대의 쓰러지는 현상을 방지하고 보다 견고한 상태로 지지되도록 한 기초공사용 강관파일의 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

Description

강관파일 두부 보강구조{Head reinforce structure of a steel pipe pile for construction}

본 발명은 강관파일 두부 보강구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강관파일의 상부의 외주에 고정되는 결속부재 및 강관파일의 내부에 배치되는 바닥판과 연결되어 강관파일 상단부에 결속되는 결속고리로 구성되는 지지부재를 구비함으로써, 결속부재와 지지부재를 강관파일 상부에 견고하게 설치하여 강관파일 내부로 투입되는 콘크리트 타설물과 일체를 이루어 건축물의 하중이 전달되는 강관파일에 견고하고 건축물의 구조적 안정성 및 내구성을 보장할 수 있는 강관파일의 두부 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로, 건물이나 교량을 축조할 때는 지면에 해머 등으로 강관말뚝을 수직으로 매설한 후 각 강관말뚝의 상부에 수직연결철근을 설치하여 확대 기초콘크리트를 타설하게 되는데, 이때 하단부가 지하에 매설 지지되는 강관말뚝의 상단부에는 강관말뚝의 상단부 및 외주면에 작용하는 수직 하중 및 측토압에 의해 강관말뚝의 상단부가 변형되는 것을 방지하기 위하여 강관말뚝의 상단부에 보강구조를 설치하게 된다.

이러한, 강관말뚝은 다른 토목공사용 말뚝재료에 비하여 재료의 중량이 경량이고 취급 시 재료손상 가능성이 낮으며 높은 타격에너지로 시공이 가능하고 내구성이 양호하다는 장점이 기술자들에게 널리 인식되어 PHC 말뚝과 함께 우리나라에서 가장 보편적으로 사용되는 말뚝재료이다.

특히 강관말뚝은 절단 및 이음이 용이하기 때문에 시공 관리 상 다른 말뚝에 비하여 장점을 가지고 있다. 또한 강관말뚝 단면의 기하학적 특성은 수평방향 하중에 높은 저항을 할 수 있기 때문에 주요교량이나 정밀한 품질관리가 요구되는 공장 등의 기초용으로는 가장 적합한 것으로 평가받고 있는 실정이다.

전술한 강관말뚝의 시공 방법은 통상적으로 지반에 강관말뚝을 삽입하고, 강관말뚝의 두부에 철근 구조물을 설치한 후, 철근 구조물이 설치된 강관말뚝 두부에 콘크리트를 타설하여 완료되는데, 최근에는 강관 말뚝의 두부를 보강하기 위해서 철근 구조물을 강관말뚝에 고정하는 구조 및 강관말뚝 내에 콘크리트 타설을 위한 구조들이 다양하게 개발되고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 창안된 것으로, 원판형의 바닥판에 원주면 상에 등간격으로 형성된 결속구가 형성되고, 상기 결속구를 통해 “U”형으로 절곡된 제2고리부가 결속되며, 상기 제2고리부의 일측단과 수직으로 연장되며, 상기 연장된 상부에 상기 제2고리부와 대칭되는 “U”형으로 절곡된 제1고리부가 강관파일 상단부에 결속되는 결속고리로 상기 바닥판과 결속고리가 일체로 강관파일 내부에서 상단부로 연장되어 구성되는 지지부재가 상기 강관파일 상부로부터 투입되는 콘크리트 타설물의 하중을 지탱하며, 상기 투입된 콘크리트 타설물과 지지부재가 일체로 경화되어 견고하게 제공되고, 상기 강관파일 상부로 돌출된 철근지지대를 고정하기 위해 상기 강관파일의 내부 일면에 형성된 한쌍의 제1체결구와 연통되도록 제2체결구가 형성된 결속판이 부착되어 볼트와 너트로 고정되며, 상기 결속판 일측면에 한쌍의 철근지지대가 수직으로 용접/고정되어 콘크리트 타설물과 일체로 경화를 이루어 견고한 지지력을 가지도록 하고, 상기 철근지지대의 쓰러지는 현상을 방지하고 보다 견고한 상태로 지지되도록 한 기초공사용 강관파일의 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 강관파일의 상부 내주면에 결속부재가 등간격으로 복수개 형성되며, 상기 결속부재의 철근지지대의 하단부와 수평으로 연장되어 절곡된 보강단이 형성됨으로서 콘크리트 타설물에 의해 경화시 철근지지대의 견고한 지지력으로 인해 더욱 강한 결속력을 유지할 수 있도록 함에 있다.

또한, 상기 결속부재를 강관파일 내주면에 설치시 강관파일 상부로 건설되는 건축물의 하중에 따라 그 수를 설계할 수 있으며, 철근지지대의 결속판에 용접/고정되도록 철근지지대의 굵기와 높이를 설계에 따라 용이하게 변경할 수 있도록 함으로써 시공시의 편의성을 도모할 수 있도록 함에 있다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 결속부재와 지지부재의 간단한 구조를 통해 사용부품의 감소에 따른 시공비용을 크게 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조의 단순화에 따른 작업 능률을 향상시켜 시공 시간을 대폭 단축시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 구성에 있어 지중으로 고정 삽입되고 지면으로 노출된 강관파일의 상부에 구비되어 강관파일 상부로의 기초 콘크리트를 위한 배근에 있어 안전한 강도 유지를 위하여 사용되는 강관파일 보강구조에 있어서, 상기 강관파일 내부에 형성되며, 원주면 상에 등간격으로 다수의 결속구와 외주단에 등간격으로 다수의 차단홈이 형성된 바닥판이 구비되고, 상기 바닥판의 결속구에 결속되도록 제2고리부가 형성되며, 상기 제2고리부와 연장되어 차단홈에 끼워져 수직으로 연장되어 강관파일 상단부에 결속되도록 제1고리부가 형성된 결속고리로 구성되는 지지부재와,

상기 강관파일 내주면에 등간격으로 복수개 설치되며, 강관파일 내주의 일면에 관통된 한쌍의 제1체결구가 형성되며, 상기 제1체결구와 연통되도록 일측면에 관통된 한쌍의 제2체결구가 형성되어 상기 제1체결구가 형성된 강관파일 일면에 면접하여 연통된 제1, 2체결구를 통해 볼트와 너트로 체결되는 결속판이 형성하고, 상기 결속판 타측면에 용접으로 고정되는 수직으로 한쌍이 설치되며, 하단부와 수평으로 절곡/연장된 보강단이 형성된 철근지지대로 구성되는 결속부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강구조를 제공한다.

지중에 강관파일을 항타하여 고정하는 단계와, 상기 지중에 고정된 강관파일 내부에 원주면 상에 등간격으로 다수의 결속구와 외주단에 등간격으로 다수의 차단홈이 형성된 바닥판이 구비되고, 상기 바닥판의 결속구에 결속되도록 제2고리부가 형성되며, 상기 제2고리부와 연장되어 차단홈에 끼워져 수직으로 연장되어 상단부에 제1고리부가 형성된 결속고리로 구성되는 지지부재를 상기 강관파일 내부에 삽입하고 상기 강관파일 상단부에 결속고리의 제1고리부를 걸어주는 단계와, 상기 강관파일 내주의 일면에 관통된 한쌍의 제1체결구가 형성되며, 상기 제1체결구와 연통되도록 일측면에 관통된 한쌍의 제2체결구가 형성되며, 타측면에 용접으로 고정되는 수직으로 한쌍이 설치된 철근지지대가 형성된 결속판을 강관파일 일면에 면접하여 연통된 제1, 2체결구를 통해 볼트와 너트로 체결시키는 단계와, 상기 지지부재와 결속부재를 강관파일 상부에 설치한 후 상기 결속부재의 철근지지대의 상부로 철근을 연계하여 기둥구조물을 형성하는 단계와, 상기 기둥구조물 외주면을 거푸짚으로 감싸 기둥구조물 내부로 콘크리트 타설물을 투입하는 단계로 구성되는 강관파일 두부 보강구조를 이용한 시공방법을 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 강관파일 내부로 투입되는 콘크리트 타설물의 하중을 지탱하며 경화후 콘크리트 구조물과 일체로 형성되기 위해 강관파일 매부에 설치된 바닥판의 원주면 상에 등간격으로 결속구가 형성되며, 상기 결속구를 통해 제2고리부가 결속되어 수직으로 연장된 상단부에 제1고리부가 강관파일 상단부에 결속된 결속고리로 상기 결속고리가 강관파일 내부에 수평상태를 유지하며 강관파일에 수용된 콘크리트 타설물의 무게를 분산시키고자 바닥판 외주단에 등간격으로 차단홈이 형성되어 이 차단홈에 결속고리 일면에 수용되어 이탈을 방지함으로서 보다 견고한 결속부재를 유지하도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 다른 효과로는 강관파일의 상부 내주면에 결속부재가 등간격으로 복수개 형성되며, 상기 결속부재의 철근지지대의 하단부와 수평으로 연장되어 절곡된 보강단이 형성됨으로서 콘크리트 타설물에 의해 경화시 철근지지대의 견고한 지지력으로 인해 더욱 강한 결속력을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 결속부재를 강관파일 내주면에 설치시 강관파일 상부로 건설되는 건축물의 하중에 따라 그 수를 설계할 수 있으며, 철근지지대의 결속판에 용접/고정되도록 철근지지대의 굵기와 높이를 설계에 따라 용이하게 변경할 수 있도록 함으로써 시공시의 편의성을 도모할 수 있으며, 아울러, 본 발명에 따른 기술은 결속부재와 지지부재의 간단한 구조를 통해 사용부품의 감소에 따른 시공비용을 크게 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조의 단순화에 따른 작업 능률을 향상시켜 시공 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 투영사시도..
도 2는 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 투영 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 설치구조 분리도.
도 6은 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 지지부재 분리도.
도 7은 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 강관파일에 결속부재를 설치하는 조립도.
도 8은 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조의 결속부재 분리도.
도 9는 본 발명에 따른 강관파일 두부 보강구조를 이용한 시공 공정도.

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 상세한 설명 및 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 구성에 있어 도 1에서 도 8에 나타낸 바와 같이 지중으로 고정 삽입되고 지면으로 노출된 강관파일(10)의 상부에 구비되어 강관파일(10) 상부로의 기초 콘크리트를 위한 배근에 있어 안전한 강도 유지를 위하여 사용되는 강관파일 보강구조에 있어서, 상기 강관파일(10) 내부에 형성되며, 원주면 상에 등간격으로 다수의 결속구(211)와 외주단에 등간격으로 다수의 차단홈(212)이 형성된 바닥판(210)이 구비되고, 상기 바닥판(210)의 결속구(211)에 결속되도록 제2고리부(222)가 형성되며, 상기 제2고리부(222)와 연장되어 차단홈(212)에 끼워져 수직으로 연장되어 강관파일(10) 상단부에 결속되도록 제1고리부(221)가 형성된 결속고리(220)로 구성되는 지지부재(200)와,

상기 강관파일(10) 내주면에 등간격으로 복수개 설치되며, 강관파일(10) 내주의 일면에 관통된 한쌍의 제1체결구(11)가 형성되며, 상기 제1체결구(11)와 연통되도록 일측면에 관통된 한쌍의 제2체결구(121)가 형성되어 상기 제1체결구(11)가 형성된 강관파일(10) 일면에 면접하여 연통된 제1, 2체결구(11, 121)를 통해 볼트(20)와 너트(25)로 체결되는 결속판(120)이 형성하고, 상기 결속판(120) 타측면에 용접으로 고정되는 수직으로 한쌍이 설치되며, 하단부와 수평으로 절곡/연장된 보강단(111)이 형성된 철근지지대(110)로 구성되는 결속부재(100)로 이루어진 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강구조를 제공한다.

도 5와 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 지지부재(200)의 구성 중 바닥판(210)은 원판형의 형태로 원주면 상에 등간격으로 다수의 결속구(211)와 외주단에 등간격으로 다수의 차단홈(212)이 형성되어 있으며, 상기 바닥판(210)의 결속구(211)에 결속되어 강관파일(10) 상단부에 결속되도록 결속고리(220)가 형성되며, 상기 결속고리(220)는 상단부에 제1결속고리(221)가 형성되어 강관파일(10) 상단부를 걸어 결속하게 되며, 하단부에는 제2결속고리(222)가 형성되어 바닥판(210)의 결속구(211)에 결속하게 된다.

이때, 상기 결속고리(220)가 수직의 정위치에 놓여지도록 즉, 바닥판(210) 외주단에 면접하여 상향으로 수직으로 연계되며, 강관파일(10) 내부에 설치된 지지부재(200)의 바닥판(210) 상부로 콘크리트 타설물이 수용되어 그 하중에 의해 결속고리(220)가 수직으로 연계되어 있어야 콘크리트 타설물의 하중을 균등하게 분배되어 무게중심을 유지할 수 있기 때문에 상기 결속고리(220)의 바닥판(210) 외주단에 정위를 이탈할 우려가 있어 상기 바닥판(210) 외주단에 차단홈(212)을 형성하여 상기 차단홈(212)을 통해 결속고리(220)의 일부를 수용하여 상기 결속고리(220)의 이탈을 방지하게 된다.

그리고, 도 7과 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 결속부재(100)의 결속판(120)에 있어 강관파일(10)의 상부 일면에 관통된 한쌍의 제1체결구(10)가 등간격으로 다수개 형성되고, 상기 강관파일(10) 내측 즉, 한쌍의 제1체결구(11)가 형성된 일면에 면접되도록 결속판(120)을 설치하고, 이때 결속판(120) 일측면에 관통된 한쌍의 제2체결구(121)가 형성되어 상기 강관파일(10)의 제1체결구(11)와 연통되도록 결속판(120) 제2체결구(121)를 면접하여 볼트(20)와 너트(25)로 체결하게 된다.

물론, 상기 강관파일(10) 상부 외주면에 등간격으로 관통된 한쌍의 제1체결구(11)가 다수개 형성됨에 따라 상기 각각의 제1체결구(11)에 각각의 결속판(120)을 체결하여 고정하게 된다.

더구나, 상기 결속판(120) 체결시 상기 결속판(120) 타측면에 수직의 철근지지대(110)를 용접하여 고정시키며, 상기 철근지지대(110)는 결속판(120)에 고정하여 강관파일(10) 상부로 수직의 상향으로 돌출되게 연장하여 형성하게 된다.

그리고, 상기 철근지지대(110)의 하단부에 수평으로 절곡/연장하여 보강단(111)을 형성하게 되고, 이는 상기 강관파일(10) 내부로 콘크리트 타설물을 투입하여 경화 후 상기 철근지지대(110)가 강관파일(10) 내부로부터 이탈 또는 파형되는 것을 방지하고자 철근지지대(110) 하단부를 수평으로 절곡/연장하여 보강단(111)을 형성함에 콘크리트 타설물 내부에 수평으로 형성된 보강단(111)에 의해 견고히 고정되어 철근지지대(110)의 견고한 지지력을 발휘하여 구조물의 안정화를 제공하게 된다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 강관파일의 두부 보강구조를 이용하여 다음과 같이 시공방법을 서술한다.

먼저, 지중에 강관파일(10)을 항타하여 고정하는 단계와, 상기 지중에 고정된 강관파일(10) 내부에 원주면 상에 등간격으로 다수의 결속구(211)와 외주단에 등간격으로 다수의 차단홈(212)이 형성된 바닥판(210)이 구비되고, 상기 바닥판(210)의 결속구(211)에 결속되도록 제2고리부(222)가 형성되며, 상기 제2고리부(22)와 연장되어 차단홈(212)에 끼워져 수직으로 연장되어 상단부에 제1고리부(221)가 형성된 결속고리(220)로 구성되는 지지부재(200)를 상기 강관파일(10) 내부에 삽입하고 상기 강관파일(10) 상단부에 결속고리(220)의 제1고리부(221)를 걸어주는 단계와, 상기 강관파일(10) 내주의 일면에 관통된 한쌍의 제1체결구(11)가 형성되며, 상기 제1체결구(11)와 연통되도록 일측면에 관통된 한쌍의 제2체결구(121)가 형성되며, 타측면에 용접으로 고정되는 수직으로 한쌍이 설치된 철근지지대(110)가 형성된 결속판(120)을 강관파일 일면에 면접하여 연통된 제1, 2체결구(11, 121)를 통해 볼트(20)와 너트(25)로 체결시키는 단계와, 상기 지지부재(200)와 결속부재(100)를 강관파일(10) 상부에 설치한 후 상기 결속부재(100)의 철근지지대(110)의 상부로 철근(30)을 연계하여 기둥구조물을 형성하는 단계와, 상기 기둥구조물 외주면을 거푸짚(40)으로 감싸 기둥구조물 내부로 콘크리트 타설물(50)을 투입하는 단계로 구성되는 강관파일 두부 보강구조를 이용한 시공방법을 제공한다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

강관파일 : 10, 제1체결구 : 11, 볼트 : 20, 너트 : 25, 철근 : 30, 거푸짚 : 40, 콘크리트 타설물 : 50, 결속부재 : 100, 철근지지대 : 110, 보강단 : 111, 결속판 : 120, 제2체결구 : 121, 지지부재 : 200, 바닥판 : 210, 결속구 : 211, 차단홈 : 212, 결속고리 : 220, 제1고리부 : 221, 제2고리부 : 222

Claims (2)

1. 지중으로 고정 삽입되고 지면으로 노출된 강관파일(10)의 상부에 구비되어 강관파일(10) 상부로의 기초 콘크리트를 위한 배근함에 상기 강관파일(10) 내부에 형성되며, 원주면 상에 등간격으로 다수의 결속구(211)와 외주단에 등간격으로 다수의 차단홈(212)이 형성된 바닥판(210)이 구비되고, 상기 바닥판(210)의 결속구(211)에 결속되도록 제2고리부(222)가 형성되며, 상기 제2고리부(222)와 연장되어 차단홈(212)에 끼워져 수직으로 연장되어 강관파일(10) 상단부에 결속되도록 제1고리부(221)가 형성된 결속고리(220)로 구성되는 지지부재(200)와, 상기 강관파일(10) 내주면에 등간격으로 복수개 설치되며, 강관파일(10) 내주의 일면에 관통된 한쌍의 제1체결구(11)가 형성되어 상기 제1체결구(11)가 형성된 강관파일(10)의 내주 일면에 체결되는 결속부재(100)로 이루어지는 강관파일 보강구조에 있어서,
   상기 결속부재(100)는,
   상기 강관파일(10)의 제1체결구(11)와 연통되도록 일측면에 관통된 한쌍의 제2체결구(121)가 형성되어 상기 제1체결구(11)가 형성된 강관파일(10) 일면에 면접하여 연통된 제1, 2체결구(11, 121)를 통해 볼트(20)와 너트(25)로 체결되는 판상의 결속판(120)이 형성되고,
   상기 결속판(120) 타측면에 용접으로 고정되는 수직으로 한쌍이 설치되며, 하단부와 수평으로 절곡/연장된 보강단(111)이 형성된 철근지지대(110)로 포함되는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강구조.
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