KR101050458B1 - Ｐｈｃ 파일의 두부 보강구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본체(110)의 심부에 공동(120)이 형성되고, 본체(110)에 방사상으로 다수의 긴장재(130)가 설치된 PHC 파일(100)의 두부 보강구조물에 있어서, 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 두부에 상기 PHC 파일(100)의 길이를 따라 형성된 보강홈(140)에, 정착되는 보강철근(200); 상기 보강철근(200) 및 상기 긴장재(130)와 일체로 형성된 확대기초;를 포함하는 PHC 파일의 두부 보강구조물을 제시함으로써, 확대기초의 시공 전후에 걸쳐 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한다.
PHC 파일, 두부, 철근, 보강철근

Description

ＰＨＣ 파일의 두부 보강구조물{REINFORCED STRUCTURE FOR PHC PILE}
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 구조물의 기초를 형성하는 PHC 파일의 두부 보강구조물에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 PHC 파일의 두부 보강구조물을 도시한 도면이다.
PHC(Pre-stressed High-tension Concrete) 파일(10)이란, 프리텐션 방식에 의해 방사상으로 다수의 긴장재(12)를 설치하고 콘크리트를 타설한 후, 원심력을 인가하여 심부에 공동(11)이 형성되도록 제조한 말뚝용 구조체를 말한다
이는 강관 말뚝에 비해 가격이 저렴하면서도, 현장 타설 콘크리트 말뚝에 비해 대단히 큰 강도를 발휘한다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.
특히 PHC 파일(10)은 PC(Pretensioned spun strength Concrete) 파일의 유형 중의 하나로 가장 많이 사용되고 있다.
이러한 PHC 파일(10)은 지반의 천공 홀에 설치된 후, 그 상부에 형성될 확대기초와 견고하게 결합하기 위하여, 두부의 보강구조가 필요하다.
즉 도시된 바와 같이, PHC 파일(10)의 두부 보강을 위해, PHC 파일(10)의 공동(11)에 보강철근(20)이 설치되는데, 이 보강철근(20) 및 돌출된 긴장재(12)의 상 단부는 띠철근(21)에 의해 결속되어 확대기초의 내부배근구조와 일체로 결합한다.
그런데, 이와 같은 종래의 구조는 보강철근(20)이 PHC 파일(10)과 견고하게 결합하는 구조를 취하지 않고, 단지 공동(11) 내부에 설치되는 별도의 지지판 상부에 얹혀져 속채움 콘크리트(30)의 타설에 의해 비로소 고정되는 구조를 취하는바, 횡방향 하중에 취약하므로 확대기초의 시공 전후에 걸쳐 구조적 안정성 측면에서 문제로 지적되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 확대기초의 시공 전후에 걸쳐 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본체(110)의 심부에 공동(120)이 형성되고, 본체(110)에 방사상으로 다수의 긴장재(130)가 설치된 PHC 파일(100)의 두부 보강구조물에 있어서, 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 두부에 상기 PHC 파일(100)의 길이를 따라 형성된 보강홈(140)에, 정착되는 보강철근(200); 상기 보강철근(200) 및 상기 긴장재(130)와 일체로 형성된 확대기초;를 포함하는 PHC 파일의 두부 보강구조물을 제시한다.
상기 보강철근(200)은 상기 PHC 파일(100)의 본체(110)에 방사상으로 다수 정착되는 것이 바람직하다.
상기 보강철근(200)은 상기 다수의 긴장재(130) 사이 영역에 적어도 하나 정착되는 것이 바람직하다.
상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)과 상기 보강철근(200)에는 각각, 서로 나사 체결될 수 있도록 나사산이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에는 상기 보강철근(200)이 고정될 수 있도록 충진물(400)이 채워지는 것이 바람직하다.
상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 삽입되어 고정되고, 나사산이 형성된 체결홈(510)을 갖는 연결구(500)를 더 포함하고; 상기 보강철근(200)은 상기 연결구(500)의 체결홈(510)에 삽입되어 나사 체결될 수 있도록 나사산이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 연결구(500)는 상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 채워지는 충진물(400)에 의해, 고정되는 것이 바람직하다.
상기 보강철근(200)에 나사 체결되어 상기 보강철근(200)을 상기 PHC 파일(100)에 죄는 보강철근용 너트(410)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보강철근용 너트(410)와 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 사이에는 와셔(420)가 개재되는 것이 바람직하다.
상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140) 측을 보강하기 위해, 상기 PHC 파일(100)의 공동(120) 또는 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 외측 중 적어도 어느 한 곳에 끼워져서 PHC 파일(100)에 고정되는 보강 링(600)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
속채움 콘크리트가 지지되도록, 상기 PHC 파일(100)의 공동(120)의 일정 깊이에 설치되는 지지판(300); 상기 지지판(300)과 상기 보강철근(200)을 연결하는 연결부(310);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 확대기초의 시공 전후에 걸쳐 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물을 제시한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 본체(110)의 심부에 공동(120)이 형성되고, 본체(110)에 방사상으로 다수의 긴장재(130)가 설치된 PHC 파일(100)의 두부 보강구조물에 관한 것이다.
여기서, PHC 파일(100)의 본체(110)의 두부에는 PHC 파일(100)의 길이를 따라 보강홈(140)이 형성되고, 이 보강홈(140)에 정착되는 보강철근(200), 보강철근(200) 및 긴장재(130)와 일체로 형성된 확대기초;를 포함하여 구성된다는 점에서 기술적 특징이 있다.
즉, 종래에는 보강철근이 PHC 파일의 본체와 별도로 결합하는 구성을 전혀 취하지 않아, 횡방향 하중에 취약하다는 문제가 있었으나, 본 발명의 경우 보강철근(200)이 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 정착함으로써 PHC 파일(100)과 견고하게 일체로 결합하는 구조를 취하는바, 위 문제를 모두 해소할 수 있다는 장점이 있다.
PHC 파일(100)의 보강홈(140)은 PHC 파일(100)에 기설치된 긴장재(130)들을 해하지 않도록, 그 사이 영역에 형성되어야 한다.
PHC 파일(100)의 보강홈(140)은 PHC 파일(100)의 본체(110) 형성시 같이 형성될 수 있다. 또는 PHC 파일(100)의 보강홈(140)은 PHC 파일(100)의 본체(110) 형성 후, 천공 과정에 의해 형성될 수 있으며, 이때 PHC 파일(100)의 상단에는 긴장재(130)의 상단이 돌출되어 있으므로 이를 참조하여 긴장재(130)의 위치를 추정한 후, 위 보강홈(140)을 형성하면 된다.
보강철근(200)은 PHC 파일(100)의 두부를 견고하게 보강하기 위해서, PHC 파 일(100)의 본체(110)에 방사상으로 다수 정착되는 것이 더욱 바람직하다. 이때 보강철근(200)은 다수의 긴장재(130) 사이 영역에 적어도 하나 정착되도록 구성됨으로써, 보강철근(200)이 다수의 긴장재(130)와 간섭되지 않도록 정착될 수 있고, PHC 파일(100)의 두부가 균형적으로 보강될 수 있다.
한편, 보강철근(200)은 긴장재(130)와 띠철근(250)에 의해 결속되어 확대기초의 내부배근구조와 일체로 결합되는 것이 바람직하다.
그리고, PHC 파일(100)의 공동(120)에 소정 깊이까지 속채움 콘크리트(C)가 타설되어야 하므로, 속채움 콘크리트(C)가 지지되도록, PHC 파일(100)의 공동(120)의 일정 깊이에 설치되는 지지판(300); 지지판(300)과 보강철근(200)을 연결하는 연결부(310);를 더 구비하는 것이 바람직하다.
위 연결부(310)는 다양한 구조를 취할 수 있으며, 바람직한 일 예로써, 지지판(300)과 일체로 거동되도록 구성되고 상단이 보강철근(200)에 걸리도록 형성되는 걸림부재(321)를 포함하는 구조를 취하는 것이 바람직한 것이다.
이하, 본 발명에 의한 보강철근(200)을 정착하는 방법에 관하여 상세히 설명한다.
첫째, 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 보강철근(200)이 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 삽입됨과 아울러, PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 삽입된 보강철근(200)을 고정하기 위해 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 충전물(400)이 채워짐으로써, 보강철근(200)이 PHC 파일(100)에 견고하게 정착될 수 있다. 충전물(400)은 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 삽입된 보강철근(200)을 고정할 수 있다면 어떠한 것이든 가능하며, 바람직한 일 예로써 토목분야에서 철근이나 파일 등의 정착을 위해 많이 사용되는 레진이나 몰탈을 제시할 수 있다.
둘째, 도 5에 도시된 바와 같이, 나사 체결 방식에 의해 보강철근(200)이 PHC 파일(100)에 견고하게 정착될 수 있다. 즉, PHC 파일(100)의 보강홈(140)과 보강철근(200)에 각각 서로 나사 체결될 수 있도록 나사산(140A)(200A)이 형성될 수 있다.
여기서, 속채움 콘크리트가 PHC 파일(100)의 공동(120)에서 상하방향으로 활동(sliding)을 일으킴에 따라 전단파괴가 발생할 수 있는데, 보강철근(200)이 위 나사 체결 방식에 의해 정착됨으로써 이러한 전단변형을 방지할 수 있어, 전체적으로 구조적 안전성을 더욱 높일 수 있다.
한편, 보강철근(200)은 위 나사 체결 방식만으로도 PHC 파일(100)에 견고하게 정착될 수 있으며, 다만 보강철근(200)의 좀 더 견고한 정착을 위해 상술한 제1실시 예와 같이 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 충전물(400)이 채워질 수 있다.
셋째, 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 보강철근(200)은 연결구(500)에 의해 PHC 파일(100)에 정착될 수 있다. 즉, PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 연결구(500)가 삽입되어 고정되고, 이 연결구(500)의 내부에 보강철근(200)이 결합될 수 있다.
이때 연결구(500)는 PHC 파일(100)의 제조시 PHC 파일(100)의 본체(110)에 매립됨으로써 PHC 파일(100)과 일체화될 수 있다. 또는 연결구(500)는 PHC 파일(100)의 제조 후, PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 삽입될 수 있으며, PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 채워지는 충전물(400)에 의해 견고하게 고정될 수 있다.
연결구(500)는 보강철근(200)과 나사 체결 방식에 의해 결합될 수 있도록 심부에 나사산이 형성된 체결홈(510)이 형성되고, 위 체결홈(510)에 나사 체결될 수 있도록 보강철근(200)에도 나사산(200A)이 형성될 수 있다.
넷째, 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 보강철근(200)은 상술한 제1실시예 또는 제2실시예 또는 제3실시예, 또는 이외 방법에 의해, PHC 파일(100)의 보강홈(110)에 삽입되어 고정되며, 더 나아가 보강철근(200)에 나사 체결되는 보강철근용 너트(410)에 의해 PHC 파일(100)에 조여짐으로써, 더욱 견고하게 정착될 수 있다.
이때, PHC 파일(100)의 본체(110)의 두부면(110A)은, 두부 정리로 인해 거칠 수 있는바, 보강철근용 너트(410)에 의한 조임력이 크도록, 보강철근용 너트(410)와 PHC 파일(100)의 본체(110) 사이에는 와셔(420)가 개재되는 것이 더욱 바람직하다. 와셔(420)는 금속 플레이트도 구성될 수 있으며, 고무 팩킹이나 이외 구성도 가능하다.
다섯째, 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, PHC 파일(100)의 본체(110)에 보강홈(140)이 형성됨에 따라, 이 부분이 상대적으로 구조적으로 취약할 수밖에 없는바, PHC 파일(100)의 보강홈(140) 측을 보강하기 위해, PHC 파일(100)의 공동(120) 또는 PHC 파일(100)의 본체(110) 외측 중 적어도 어느 한 곳에 끼워져서 PHC 파일(100)에 고정되는 보강 링(600)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 보강 링(600)은 본 실시 예와 같이 PHC 파일(100)의 공동(120) 및 PHC 파일(100)의 본체(110) 외측에 각각 끼워질 수 있을 뿐만 아니라, 이 둘 어느 하나 에만 끼워지는 것도 가능하다.
이러한 보강 링(600)은 벌림 가능토록 일측이 절개된 구조로 형성됨으로써 PHC파일(100)에 용이하게 끼워질 수 있고, 절개부분(600A)이 스크류(610) 등에 의해 조여짐으로써 PHC파일(100)에 견실하게 고정될 수 있다.
한편, 보강 링(600)은 또 다른 예로써, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, PHC파일(100)의 상면에 접하도록 연장 형성된 적어도 하나의 연장부(602)가 형성되고, 보강철근(200)에 끼워짐으로써 고정될 수 있도록 연장부(602)에 홀(602A)이 형성됨으로써, PHC파일(100)에 용이하게 끼워져서 견실하게 유지될 수 있다.
한편, 위 실시예 이외에도, 보강철근(200)이 PHC 파일(100)의 본체(110)에 길이방향으로 정착될 수 있다면, 어떠한 것이든 가능하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 종래의 PHC 파일의 두부 보강구조물의 횡단면도.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도.
도 3 이하는 본 발명에 의한 PHC 파일의 두부 보강구조물의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3은 제1실시예의 횡단면도.
도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면도.
도 5는 제2실시예의 횡단면도.
도 6은 제3실시예의 횡단면도.
도 7은 도 6의 C-C선에 따른 단면도.
도 8은 제4실시예의 횡단면도.
도 9는 도 8의 D-D선에 따른 단면도.
도 10은 제5실시예의 횡단면도.
도 11은 도 10의 E-E선에 따른 단면도.
도 12는 제6실시예의 횡단면도.
도 13은 도 12의 F-F선에 따른 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100; PHC 파일 110; 본체
120; 공동 130; 긴장재
140; 보강홈 200; 보강철근
250; 띠철근 300; 지지판
310; 연결부 400; 충전물
410; 너트 420; 와셔
500; 연결구 600; 보강링

Claims (11)

  1. 본체(110)의 심부에 공동(120)이 형성되고, 본체(110)에 방사상으로 다수의 긴장재(130)가 설치된 PHC 파일(100)의 두부 보강구조물에 있어서;
    상기 PHC 파일(100)의 본체(110)에 방사상으로 다수 정착됨과 아울러 상기 다수의 긴장재(130) 사이에 정착될 수 있도록 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 두부에 상기 PHC 파일(100)의 길이를 따라 형성된 보강홈(140)에 정착된 보강철근(200);
    상기 보강철근(200) 및 상기 긴장재(130)와 일체로 형성된 확대기초;
    상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 삽입되어 고정되고, 상기 보강철근(200)이 삽입되는 체결홈(510)을 가지며, 상기 보강철근(200)과 나사 체결될 수 있도록 상기 체결홈(510)에 상기 보강철근(200)에 형성된 나사산(200A)과 대응되는 나사산이 형성된 연결구(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 본체(110)의 심부에 공동(120)이 형성되고, 본체(110)에 방사상으로 다수의 긴장재(130)가 설치된 PHC 파일(100)의 두부 보강구조물에 있어서,
    상기 PHC 파일(100)의 본체(110)에 방사상으로 다수 정착됨과 아울러 상기 다수의 긴장재(130) 사이에 정착될 수 있도록 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 두부에 상기 PHC 파일(100)의 길이를 따라 형성된 보강홈(140)에 정착된 보강철근(200);
    상기 보강철근(200) 및 상기 긴장재(130)와 일체로 형성된 확대기초;를 포함하며,
    상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에는 상기 보강철근(200)이 고정될 수 있도록 충진물(400)이 채워지는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)과 상기 보강철근(200)에는 각각, 서로 나사 체결될 수 있도록 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결구(500)는 상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140)에 채워지는 충진물(400)에 의해, 고정되는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  8. 제1항,제4항,제5항,제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강철근(200)에 나사 체결되어 상기 보강철근(200)을 상기 PHC 파일(100)에 죄는 보강철근용 너트(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보강철근용 너트(410)와 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 사이에는 와셔(420)가 개재되는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  10. 제1항,제4항,제5항,제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PHC 파일(100)의 보강홈(140) 측을 보강하기 위해, 상기 PHC 파일(100)의 공동(120) 또는 상기 PHC 파일(100)의 본체(110) 외측 중 어느 한 곳 또는 양쪽에 끼워져서 PHC 파일(100)에 고정되는 보강 링(600)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
  11. 제1항,제4항,제5항,제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    속채움 콘크리트가 지지되도록, 상기 PHC 파일(100)의 공동(120)의 일정 깊이에 설치되는 지지판(300);
    상기 지지판(300)과 상기 보강철근(200)을 연결하는 연결부(310);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일의 두부 보강구조물.
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