KR101056027B1

KR101056027B1 - 긴장재를 구비한 변단면 프리스트레스트 콘크리트 복합말뚝과 확대기초의 결합구조

Info

Publication number: KR101056027B1
Application number: KR1020090084925A
Authority: KR
Inventors: 홍성영; 오성남
Original assignee: 주식회사 스마텍엔지니어링
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: KR20110027022A

Abstract

본 발명은 수평력과 휨모멘트가 집중적으로 작용하게 되는 말뚝 상부에서는 큰 휨내력과 전단 내력을 가지도록 큰 단면을 가지면서도 내부에는 긴장재가 배치되어 프리스트레스에 의한 긴장력이 도입되어 있고 말뚝 두부 정리 작업이 용이하도록 기초연결 보강철근은 추후 결합하는 구조를 가지는 변단면 콘크리트 말뚝과 상대적으로 작은 휨내력을 가지는 하부말뚝을 연결함으로써 경제적인 구조를 가지게 되는 복합말뚝을 구성하고 이러한 복합말뚝을 확대기초와 일체로 결합하게 되는, 복합말뚝과 확대기초의 결합구조에 관한 것이다.

콘크리트, 말뚝, 보강철근, 변단면, 결합, 휨내력

Description

긴장재를 구비한 변단면 프리스트레스트 콘크리트 복합말뚝과 확대기초의 결합구조{Connecting Structure between Footing and Hybrid Concrete Pile having Various Cross-section}

본 발명은 건축 구조물 및 교량, 옹벽 등과 같은 구조물의 확대기초를 시공할 때 사용되는 콘크리트 복합말뚝과 확대기초의 결합구조에 관한 것으로서, 구체적으로는 수평력과 휨모멘트가 집중적으로 작용하게 되는 말뚝 상부에서는 큰 휨내력과 전단내력을 가지도록 큰 단면을 가지고 있고 내부에는 긴장재가 배치되어 있는 변단면 프리스트레스트 콘크리트 말뚝(이하, "변단면 PC 말뚝"이라고 약칭함)과 이러한 변단면 PC 말뚝의 하부에 상대적으로 작은 휨내력을 가지는 하부말뚝을 연결함으로써 경제적인 구조를 가지게 되는 복합말뚝을 형성하고 이러한 복합말뚝과 확대기초를 경제적으로 시공하게 되는, 긴장재를 구비한 복합말뚝과 확대기초의 결합구조에 관한 것이다.

말뚝은 기둥이나 벽체의 하중을 지반에 전달하는 기초 구조의 일종으로, 일 반적으로는 수직력을 지반에 전달시키기 위해 사용된다. 그러나 대부분의 구조물에는 수직 하중뿐만 아니라 수평력이나 모멘트가 동시에 작용하며, 구조물을 지지하는 말뚝 역시 상부의 구조물에 의한 하중, 토압, 지진이나 바람 등의 영향에 따라 큰 휨모멘트를 받게 된다.

이러한 사정을 고려하여 토목 구조물에서는 휨내력과 전단내력이 큰 강관을 말뚝의 주재료로 사용하고 있다. 그러나 강관의 재료비가 비싸기 때문에 이를 해결하기 위한 방편으로 말뚝의 상부 즉, 큰 휨모멘트와 전단력이 가 작용되는 구간에만 강관을 사용하고 하부는 콘크리트 말뚝을 사용하는 이른바 강관-콘크리트 복합말뚝이 제안되었다. 그러나 이와 같이 강관으로 이루어진 상부와 콘크리트로 이루어진 하부가 결합된 복합말뚝의 경우, 재료적인 성질과 두께가 서로 다른 두 개의 재료-강관과 콘크리트-를 연결하는 연결부가 취약하며, 이러한 연결부의 취약성을 처리하는 것이 매우 어렵기 때문에 연결부가 결국 하자 발생 요인이 되기 쉽다는 문제가 있다.

다른 방법으로는 콘크리트로 말뚝을 제작하되 말뚝의 상부를 강관으로 피복한 이른바 피복 합성말뚝이 제안되었다. 그러나 이러한 피복 합성말뚝의 경우, 말뚝의 상부에 확대기초를 시공하기 위하여 말뚝의 두부를 절단하는 것이 매우 어렵기 때문에 기성 말뚝의 형태로 사전 제작하여 사용하는 것이 매우 어렵다는 한계가 있다.

이러한 종래 기술에 대안으로서 기존의 고강도 콘크리트 말뚝("PHC 말뚝")을 이용하되 휨모멘트와 전단력이 작용하는 구간에서는 말뚝 본체 내에 철근을 추가로 더 배근하여 말뚝의 휨내력을 보강하는 기술이 제안되었다. 이러한 말뚝은 흔히 "PRC 말뚝"(철근 보강 고강도 콘크리트 말뚝)이라고 불리는데, 이 경우에도 말뚝의 두부를 절단하는 과정에서 말뚝 본체에 매립되어 있던 철근을 노출시켜야 하는 작업이 필요하다. 말뚝 상부에서 철근을 노출시켜야 하는 이유는 말뚝 상부에 설치되는 확대기초와 말뚝을 연결해야하고, 이를 위해서는 말뚝 본체와 일체로 되어 있는 철근이 일정 길이(일반적으로는 철근 직경의 35배 이상) 이상으로 확대기초 내에 매입, 정착되어야 한다. 한편, 실무적으로 말뚝 시공을 위하여 말뚝을 주문함에 있어서, 지지층의 깊이가 일정하지 않은데 따른 천공 오차 및 보강철근 노출고(확대기초내 보강철근 정착장)를 감안하여 계획된 말뚝의 길이에 약 2 - 3m 정도를 더하여 말뚝을 주문하는 것이 일반적이다. 따라서 말뚝을 지반에 설치한 후에는, 남아 있는 말뚝의 불필요한 상부를 절단하여 정리하게 된다.

이러한 상황에서 종래의 PRC 말뚝과 같이 말뚝의 상부에 철근이 이미 일체로 매립되어 있는 경우, 말뚝 본체 내의 철근은 손상시키지 않고 콘크리트만을 절단하여 제거하여야 한다. 따라서 말뚝의 상부를 일괄하여 절단하지 못하고 말뚝 본체의 콘크리트를 일일이 파쇄하여 제거하는 방법으로 철근을 노출시켜서 말뚝 두부 정리 작업을 해야 하는데, 이와 같은 방식의 말뚝 상부의 두부 정리 작업에는 많은 시간과 비용이 소요된다. 특히, 말뚝 내부에 배치된 철근 및 긴장재를 손상시키지 않고 콘크리트만을 파쇄하는 것은 매우 어려운 작업이며, 자칫 온전히 유지되어야 하는 말뚝 본체의 다른 부분이 손상되어 말뚝의 기능을 저하시키게 되는 경우가 자주 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 휨에 대해서는 철근이나 긴장재의 개수를 늘려 휨강성을 증가시킬 수도 있지만, 동일한 직경에서 강관에 비해 콘크리트 말뚝의 허용 전단력이 작기 때문에, 결과적으로 확대기초를 위하여 설치되어야 할 말뚝의 수량이 증가하고 그에 연동하여 확대기초의 크기가 증가하는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같이 종래 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 말뚝 길이 방향으로 볼 때 휨모멘트와 수평력 작용 구간에 대해서는 큰 휨내력과 전단내력을 가지도록 긴장재를 보강함과 동시에 큰 단면을 가지도록 하고, 상대적으로 작은 휨모멘트가 작용하게 되는 말뚝의 하부는 작은 단면을 가지도록 함으로써 수평력에 의한 모멘트에 대해 효과적이면서도 경제적으로 저항력을 가지도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 말뚝의 상부를 계획고에 맞추어 절단하는 경우에 대비하여, 말뚝 상부를 절단할 시기에는 보강철근이 배치되지 아니한 길이조절부를 말뚝의 상부에 형성하여, 말뚝의 상부를 용이하게 절단하여 말뚝 두부 정리 작업을 신속하고 간편하게, 그리고 저렴하게 수행할 수 있도록 하면서도, 말뚝 두부 정리 작업 후에는 다시 철근을 용이하게 보강하여 말뚝과 상부에 시공되는 확대기초가 견고하게 결합될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 중공부를 가지는 원통형 콘크리트 말뚝 본체로 이루어진 변단면 PC 말뚝과, 상기 변단면 PC 말뚝의 하단부에서 일체로 결합되는 원통형 콘크리트 하부 말뚝으로 이루어진 복합말뚝과, 그 상부에 콘크리트 타설에 의하여 형성되는 확대기초의 결합구조로서, 상기 변단면 PC 말뚝의 상기 말뚝 본체는 상부에서 하부 방향으로, 기초연결 보강철근이 삽입될 철근삽입파이프가 매립되어 있는 길이조절부와, 말뚝 본체의 보강을 위해 프리텐션 방식에 의해 긴장력이 가해지고 있는 긴장재가 잔존하는 긴장재 배치부와, 하단부에서 또다른 콘크리트 하부 말뚝과 연결되도록 외경이 줄어드는 테이퍼 형상을 가지는 연결부로 구성되고; 길이조절부와 긴장재 배치부는, 그 외경이 상기 하부 말뚝의 외경보다 더 커서 상기 하부 말뚝의 두께보다 더 두꺼운 구조를 가지고 있으며; 기초연결 보강철근이 아직 삽입되지 아니한 상태의 길이조절부의 상부에서 불필요한 부분이 절단되어 말뚝 두부 정리 작업이 완료되고 긴장재 배치부의 긴장재에 의해 긴장력이 계속 가해진 상태에서, 상기 철근삽입파이프에 기초연결 보강철근이 삽입되어 고정되며; 콘크리트 말뚝 본체 상부 이상으로 돌출된 기초연결 보강철근이 내부에 매립되도록 콘크리트가 타설되어 상기 콘크리트 말뚝의 상부로 확대기초가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합말뚝과 확대기초의 결합구조가 제공된다.

본 발명에 따르면, 말뚝 길이 방향으로 볼 때 말뚝의 상부는 큰 작용 휨모멘트와 전단력에 맞추어 큰 단면을 가지게 되고, 상대적으로 작은 휨모멘트가 작용하게 되는 말뚝의 하부는 작은 단면을 가지게 됨으로써 수평력에 의한 모멘트와 전단력에 대해 효과적이면서도 경제적으로 저항력을 발휘하게 되는 효과가 발휘된다.

또한, 말뚝의 상부를 계획고에 맞추어 절단하는 경우에 대비하여, 말뚝 상부의 절단할 시기에는 보강철근이 배치되어 있지 아니한 길이조절부를 말뚝의 상부에 형성하여, 말뚝의 상부를 용이하고 신속하게 일괄 절단할 수 있도록 하며, 말뚝 본체의 손상을 최소화할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

다음에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성을 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝(1)의 개략적인 분해 단면 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝(1)이 지중에 설치된 상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 상태에 후속하여 길이조절부(A)의 길이가 정리된 후 그 상부에 확대기초(200)가 설치된 형상을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 것처럼, 본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)은, 중공부(10)를 가지 는 원통형 콘크리트 말뚝 본체로 이루어져 있는데, 말뚝 본체는 상부에서 하부 방향으로, 기초연결 보강철근(102)이 삽입될 철근삽입파이프(13)가 매립되어 있는 길이조절부(A)와, 말뚝 본체의 보강을 위한 긴장재(101)가 잔존하게 될 긴장재 배치부(B)와, 별도의 하부 말뚝(2)이 연결되도록 외경이 변화되는 연결부(C)로 구분될 수 있다.

본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)에서 말뚝 본체의 길이조절부(A)와 긴장재 배치부(B)는, 그 외경이 하부 말뚝(2)의 외경보다 더 클 뿐만 아니라 말뚝의 두께 즉, 중공부(10) 내면부터 긴장재 배치부(B)의 외면까지의 두께가 상기 하부 말뚝(2)의 두께보다 더 두꺼운 구조를 가지고 있다. 한편, 상기 연결부(C)는 위와 같은 본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)의 하단부가 하부 말뚝(2)과 연결될 수 있도록 그 외경이 하부로 갈수로 줄어드는 테이퍼 형상을 갖는다. 본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)이 하부 말뚝(2)과 일체로 연결되도록 하기 위하여, 도면에 도시된 실시예에서 상기 연결부(C)의 하단부에는 판형상의 강재 링 등으로 이루어진 연결부재(111)가 설치되고 하부 말뚝(2)의 상단부에도 마찬가지로 판형상의 강재 링 등으로 이루어진 연결부재(121)가 설치되어 있다. 상기 연결부재(111, 121)가 용접 등의 방법으로 결합됨으로써 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝(1)과 하부 말뚝(2)이 일체로 연결되어 새로운 형태의 복합말뚝을 형성하게 된다. 여기서 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝(1)의 연결부(C)와 하부 말뚝(2)의 상단부의 결합 방식은 위에서 예시한 구조에 한정되지 아니하며, 볼트에 의해 상기 연결부재(111, 121)를 서로 결합할 수도 있으며, 기타 다양한 구조를 채용할 수도 있다.

본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)에는 전체 길이에 걸쳐 프리스트레스트 긴장재(101)가 배치되어 있다. 상기 프리스트레스트 긴장재(101)는 프리텐션 방식으로 긴장되어 있다. 즉, 미리 긴장재(101)를 긴장해 놓은 상태에서 콘크리트를 원심성형하여 변단면 PC 말뚝(1)을 제작하는 것이다.

후술하는 것처럼, 길이조절부(A)에서 변단면 PC 말뚝(1)의 말뚝 본체를 절단하였을 때, 긴장재(101)가 계속하여 변단면 PC 말뚝(1)의 말뚝 본체 내부에서 정착된 상태를 유지하여 긴장력을 발휘할 수 있도록 긴장재 배치부(B)에서 긴장재(101)에는 너트나 쐐기체와 같은 중간정착부재(110)를 추가로 구비할 수도 있다. 도면에 도시된 것처럼, 상기 중간정착부재(110)는 상기 긴장재 배치부(B)의 상부 시작 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 중간정착부재(110)의 일예로는 너트를 들 수 있는데, 긴장재(101)의 외면에 나사부를 형성하여 너트를 해당 나사부에 체결하여 긴장재(101)에 너트를 중간정착부재(110)로서 일체로 결합 설치할 수 있으며, 상기 너트나 쐐기체를 용접에 의해 긴장재(101)에 결합할 수도 있다. 이러한 중간정착부재(110)는 긴장재 배치부(B) 구간에서 복수개로 구비될 수 있다. 도면에서 부재번호 112는 긴장재(101)의 양단부에서 긴장재(101)를 정착하기 위하여 구비되는 너트 등으로 이루어진 단부정착부재(112)이다.

변단면 PC 말뚝(1)의 상부에 해당하는 길이조절부(A)에는 기초연결 보강철근(102)이 삽입될 철근삽입파이프(13)가 배치되어 있다. 상기 철근삽입파이프(13)는 그 외면이 긴장재(101)와 결합될 수도 있고 긴장재 사이에 위치할 수도 있다. 결합되는 경우에는 길이조절부(A)까지 길게 연장되어 배치되어 있는 긴장재(101)의 외면과 철근삽입파이프(13)의 외면이 용접 등의 방법에 의해 서로 접합되어 일체화되어 있는 것이다. 만일 도면에 예시된 실시예와 달리, 철근삽입파이프(13)가 긴장재(101)와 분리되어 긴장재(101) 사이에 위치하는 경우에는, 띠철근이나 나선근 등의 연결철근(미도시)을 매개로 하여 긴장재(101)와 철근삽입파이프(13)가 일체화된다. 이와 같이 철근삽입파이프(13)는 긴장재(101)와 일체화되어 있으므로, 변단면 PC 말뚝(1)을 제작할 때 철근삽입파이프(13)가 고정되어 제 위치를 유지할 수 있다.

또한, 위와 같이 철근삽입파이프(13)가 긴장재(101)와 일체화되면, 후술하는 것처럼 길이조절부(A)의 말뚝 본체 절단이 이루어지더라도 긴장재(101)의 정착에 유리하다. 후술하는 것처럼 길이조절부(A)를 절단하게 되면 길이조절부(A)에 배치되어 있던 긴장재(101)도 절단되는데, 절단 후 본체에 남아 있는 철근삽입파이프(13)가 긴장재(101)의 정착장치로서 기능을 하게 되어, 긴장재(101)의 단부가 길이조절부(A)에 잔류하고 있는 철근삽입파이프(13)에 의해 여전히 길이조절부(A) 내에서 말뚝 본체에 고정되어 있게 되어 긴장재(101)의 긴장 상태가 계속 유지된다. 말뚝 본체와의 결합 강도 증진을 위해 상기 철근삽입파이프(13)는 외면이 거칠게 되어 있는 주름관과 같은 형상을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 철근삽입파이프(13)의 최하단에는 철근결합부재(30)가 구비될 수 있다. 상기 철근결합부재(30)에는 추후 상기 철근삽입파이프(13)에 삽입되는 기초연결 보강철근(102)의 하부가 결합된다. 물론 철근결합부재(30)는 생략될 수도 있고, 철근결합부재(30)가 존재하더라도 기초연결 보강철근(102)의 하단부 를 철근결합부재(30)와 결합시키지 않을 수도 있다.

또한, 후술하는 것처럼 휨내력 보강을 위해 긴장재 배치부(B)에 추가적으로 수직 보강철근(106)을 배치할 수도 있다. 이 경우, 상기 수직 보강철근(106)의 상단부는 철근삽입파이프(13)와 동일 축선에서 철근결합부재(30)를 매개로 결합되거나, 길이조절부(A)의 하부까지 연장되어 철근삽입파이프(13)와 겹이음된다(부재번호 106은 후술하는 도 4 참조).

본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)에서 상기 긴장재 배치부(B)의 아래쪽으로는 연결부(C)가 존재한다. 앞서 설명한 것처럼 긴장재 배치부(B)의 외경은 하부 말뚝(2)의 외경보다 더 크기 때문에, 변단면 PC 말뚝(1)이 하부 말뚝(2)과 연결될 수 있도록 외경이 점차로 줄어드는 연결부(C)가 변단면 PC 말뚝(1)의 하부에 존재하게 되는 것이다.

다음에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝(1)과 확대기초(200)의 결합구조를 더욱 상세히 설명한다.

변단면 PC 말뚝(1)이 지중에 매립되면 초기에는 도 2에 도시된 것처럼 상기 길이조절부(A)에는 아직 기초연결 보강철근(102)이 삽입되어 있지 아니한 상태가 된다. 이러한 상태에서 변단면 PC 말뚝(1) 상부의 불필요한 부분을 절단하여 제거하는 말뚝 두부 정리 작업을 할 수 있다. 아직 기초연결 보강철근(102)이 존재하지 아니한 상태에서 절단을 하게 되므로 컷터 등을 이용하여 한 번에 절단할 수 있게 된다. 앞서 살펴본 종래의 기술에서는 말뚝 두부 정리 작업 단계에서 말뚝 본체 내에 철근이 존재하고 있고 이 철근을 노출시킨 상태로 남겨두어야 하므로, 정 착장(약 1m) 정도의 길이로 철근 주변의 콘크리트를 일일이 털어내어 제거하여야 하는 어려운 작업을 수행하여야만 한다. 그러나 본 발명의 경우, 위와 같이 철근이 없는 상태에서 말뚝을 절단하여 말뚝 두부 정리 작업을 수행하므로 종래 기술에 비하여 매우 용이하게 작업을 수행할 수 있으며 그에 따라 비용 절감, 작업 시간 단축 등의 효과를 얻을 수 있다. 특히, 말뚝을 주문할 때 철근의 노출길이 만큼의 말뚝 길이를 추가로 확보하지 않아도 되므로 그만큼 주문할 말뚝의 길이가 줄어들게 되어 그에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

기초연결 보강철근(102)이 없는 상태에서 길이조절부(A)를 절단하게 되면, 길이조절부(A)에 배치되어 있던 긴장재(101) 역시 절단되지만, 긴장재(101)가 철근삽입파이프(13)와 결합되어 있기 때문에 긴장재(101)의 긴장력의 이완을 최소화할 수 있다. 특히, 긴장재 배치부(B)에서 긴장재(101)에 중간정착부재(110)가 구비되어 있는 경우, 중간정착부재(110)에 의한 긴장재(101)의 고정에 의해 긴장력 이완을 더욱 줄일 수 있게 된다.

위와 같이 길이조절부(A)를 절단하여 말뚝 두부 정리 작업을 수행한 후에는 도 3에 도시된 것처럼 상기 철근삽입파이프(13)에 기초연결 보강철근(102)을 삽입하여 두부보강을 한다. 상기 철근삽입파이프(13) 내에 에폭시, 시멘트 밀크 등과 같은 그라우트재료를 주입함으로써 상기 기초연결 보강철근(102)이 철근삽입파이프(13) 내에서 견고하게 설치되도록 할 수 있다.

이와 같이 기초연결 보강철근(102)을 철근삽입파이프(13)에 삽입하여 고정시킨 후에는, 도 3에 도시된 것처럼 변단면 PC 말뚝(1)의 상부에 콘크리트(21)를 타 설하여 상기 변단면 PC 말뚝(1)의 상부와 일체를 이루어 확대기초(200)를 형성한다. 이 때, 도면에 도시된 것처럼, 변단면 PC 말뚝(1)에 배치된 기초연결 보강철근(102)의 외부로 돌출된 부분은 상기 확대기초(200) 내에 매립된다.

확대기초(200)의 형성을 위한 콘크리트(21)가 타설될 때, 상기 콘크리트(21)는 변단면 PC 말뚝(1)의 중공부(10)로 유입되어 채워지는데, 그 유입 깊이를 필요한 만큼으로 제한하기 위하여 상기 변단면 PC 말뚝(1)의 중공부(10)에는 차단판(100)이 설치된다. 이 때, 도 3에 도시된 것처럼 제작 단계에서 말뚝 중공부 내부에 미리 설치된 걸림턱(11) 위에 차단판을 거치할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 하부 말뚝(2)과 변단면 PC 말뚝(1)이 일체로 이루고 있는 본 발명의 복합말뚝의 상부에 확대기초(200)가 일체로 결합되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝(1)은, 길이 방향으로 하부보다 상부에 더 큰 모멘트와 전단력이 크게 작용하는 것에 대응하여 말뚝의 상부가 하부보다 더 두꺼운 단면을 가지도록 구성함으로써, 수평력에 의해 발생하는 휨모멘트와 전단력에 효과적이고 경제적으로 저항력을 발휘할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 특히, 본 발명의 변단면 PC 말뚝(1)이 하부 말뚝(2)보다 더 큰 단면 즉, 더 두꺼운 두께로 이루어져 있으므로 변단면 PC 말뚝(1)에서 기초연결 보강철근(102)이 하부 말뚝(2)에서보다 더 외곽에 위치할 수 있고, 그에 따라 모멘트 팔길이가 증가되므로 말뚝에 작용하는 휨모멘트에 대해 효과적으로 저항할 수 있게 되어 말뚝의 위쪽에 대한 보강 효과가 발휘된다.

또한 기초연결 보강철근(102)을 삽입할 때 현장에서 필요에 따라 기초연결 보강철근(102)을 설치할 수 있으므로, 기성 말뚝을 주문하여 사용하는 경우, 기초연결 보강철근(102)을 용이하게 더 추가 설치할 수 있어, 말뚝의 상부에 작용하는 휨모멘트의 크기에 맞추어 말뚝의 모멘트 내력을 더 증가시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

도 4는 도 2에 대응되는 도면으로서, 긴장재 배치부(B)에 추가적으로 수직 보강철근(106)을 더 배치한 실시예를 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 4에 도시된 실시예에서 긴장재 배치부(B)에는 철근삽입파이프(13)와 연결하여 수직 보강철근(106)이 더 배근되어 있다. 구체적으로 도면에 도시된 것처럼 철근결합부재(30)가 존재하는 경우, 긴장재 배치부(B)에 추가적으로 수직 보강철근(106)이 더 배치되고, 상기 수직 보강철근(106)의 상단부가 철근결합부재(30)의 하부에 결합되는 형태로 수직 보강철근(106)이 긴장재 배치부(B)에 더 구비될 수 있다. 이와 같은 수직 보강철근(106)의 배치를 통해 긴장재 배치부(B)에서의 말뚝 강성을 더욱 증가시킬 수 있게 된다. 물론 이와 같이 긴장재 배치부(B)에 수직 보강철근(106)을 더 배치하는 경우에는, 철근결합부재(30)를 구비하지 않고 상기 수직 보강철근(106)의 상부를 철근삽입파이프(13)와 겹이음하여 연결할 수도 있다. 기타 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 반복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 변단면 PC 말뚝의 개략적인 분해 단면 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 변단면 PC 말뚝이 지중에 설치된 상태를 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 상태에서 기초연결 보강철근이 결합된 후 그 상부에 확대기초가 설치된 형상을 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 4는 도 2에 대응되는 도면으로서, 긴장재 배치부에 수직 보강철근이 더 배근되어 있는 본 발명에 따른 실시예의 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 변단면 PC 말뚝 2 : 하부 말뚝

101 : 긴장재 102 : 기초연결 보강철근

Claims

중공부(10)를 가지는 원통형 콘크리트 말뚝 본체로 이루어진 변단면 PC 말뚝(1)과, 상기 변단면 PC 말뚝(1)의 하단부에서 일체로 결합되는 원통형 콘크리트 하부 말뚝(2)으로 이루어진 복합말뚝과, 그 상부에 콘크리트 타설에 의하여 형성되는 확대기초(200)의 결합구조로서,

상기 변단면 PC 말뚝(1)의 상기 말뚝 본체는 상부에서 하부 방향으로, 기초연결 보강철근(102)이 삽입될 철근삽입파이프(13)가 매립되어 있는 길이조절부(A)와,

말뚝 본체의 보강을 위해 프리텐션 방식에 의해 긴장력이 가해지고 있는 긴장재(101)가 잔존하는 긴장재 배치부(B)와, 하단부에서 또다른 콘크리트 하부 말뚝(2)과 연결되는 연결부(C)로 구성되고; 길이조절부(A)와 상기 긴장재 배치부(B)는, 그 외경이 상기 하부 말뚝(2)의 외경보다 더 커서 상기 하부 말뚝(2)의 두께보다 더 두꺼운 구조를 가지고 있으며;

기초연결 보강철근(102)이 아직 삽입되지 아니한 상태의 길이조절부(A)의 상부에서 불필요한 부분이 절단되어 말뚝 두부 정리 작업이 완료되고 상기 철근삽입파이프(13)에 기초연결 보강철근(102)이 삽입되어 고정되며;

콘크리트 말뚝 본체 상부 이상으로 돌출된 기초연결 보강철근(102)이 내부에 매립되도록 콘크리트가 타설되어 상기 콘크리트 말뚝의 상부로 확대기초(200)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합말뚝과 확대기초의 결합구조.
제1항에 있어서,

긴장재 배치부(B)에는 철근삽입파이프(13)와 연결하여 수직 보강철근(106)이 더 배근되어 있는 것을 특징으로 하는 복합말뚝과 확대기초의 결합구조.