KR101070445B1

KR101070445B1 - 콘크리트 파일과 강관 파일을 결합하기 위한 결합구

Info

Publication number: KR101070445B1
Application number: KR1020090010223A
Authority: KR
Inventors: 장순범
Original assignee: 주식회사 알씨씨
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2011-10-06
Also published as: KR20100090970A

Abstract

본 발명은 고강도 콘크리트 파일(Prestressed High Concrete Pile)과 강관 파일을 결합하여 복합 파일을 구성할 수 있는 결합구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명의 결합구를 사용함으로써 작업 현장에서 볼트 사용없이 간단한 용접 작업만으로도 빠르고 정확하게 콘크리트 파일과 강관파일의 체결작업을 수행할 수 있는 결합구에 관한 것이다.

본 발명은 하부에는 방사상으로 소정 개수의 슈링크홈이 형성된 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 하부에 체결되고 상기 슈링크홈과 대응되는 위치에 소정 개수의 용접홈이 형성된 디스크를 포함하여 구성됨으로써, 상기와 같이 구성된 본 발명은 콘크리트 파일과강관파일을 별도의 공구없이 간단한 용접작업만으로도 간단하고 빠르게 체결 결합할 수 있어 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 효과가 있다.

복합파일, 결합구

Description

콘크리트 파일과 강관 파일을 결합하기 위한 결합구 {Combine device concrete pile with steel pile}

본 발명은 고강도 콘크리트 파일(Prestressed High Concrete Pile)과 강관 파일이 체결된 복합 파일을 구성할 수 있는 결합구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명의 결합구를 사용함으로써 작업 현장에서 볼트 사용없이 간단한 용접 작업만으로도 빠르고 정확하게 콘크리트 파일과 강관파일의 체결작업을 수행할 수 있는 결합구에 관한 것이다.

파일기초는 지지층 심도가 깊은 경우에 채용되는 기초 형식의 하나로서, 상기 지지층까지 박아 넣은 파일 위에 상부 구조물을 구축함을써 구조물의 중량을 지지층에서 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 것이다.

파일기초에 이용하는 파일로는 콘크리트 파일, 강관 파일, 합성 파일이 이용되고 있다. 콘크리트 파일은 RC파일, PHC파일, PC파일 등을 말하는 것으로서, 자체의 선단부가 폐쇄되어 선단지지력이 높은 장점이 있으며, 자재비가 강관파일에 비해 2~3배 정도 저렴하여 공사비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상부 하중이 기초에 작용할 경우 가장 큰 전단력, 휨모멘트 및 축력이 파일 상부에 가해지는데 콘크리트 파일은 전단력 및 모멘트에 대한 저항력이 적어 파일 수의 증가로 공사비의 증가가 불가피한 문제점이 있다.

한편 강관파일은 파일 재질이 균일하여 파일의 전 길이에 걸쳐 하중에 대한 저항력이 균일하며 특히 휨모멘트 및 전단력에 대한 저항력이 우수하다. 더욱이 지중으로의 관입을 종료한 후 지표면 위로 돌출되는 파일의 여유분을 절단하여 재 사용할 수 있기 때문에 자재 손실을 최소화 할 수 있다.

그러나, 강관파일은 자재비가 콘크리트 파일에 비해 2~3배 정도 고가여서 시공비가 많이 소요되는 단점이 있다.

상기와 같은 콘크리트 파일과 강관 파일의 장점을 극대화하기 위하여 콘크리트 파일의 상단부에 결합구를 설치하고 강관을 용접 연결한 복합파일이 사용되고 있다. 즉, 복합파일은 파일 하부는 선단지지력이 우수하면서 자재비가 저렴한 콘크리트 파일을 사용하고, 모멘트 및 전단력이 크게 작용하는 파일 상부는 그것들에 대한 저항력이 우수한 강관파일을 연결함으로써 공사비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 종래의 복합 파일은 하부 파일부를 이루는 콘크리트 파일의 두부에 강재로 이루어진 덮개판(두부 보호판)을 설치하고, 상부 파일부를 이루는 강관 파일의 하단을 상기 콘크리트 파일 두부의 덮개판에 용접함으로써 하부의 콘크리트 파일과 상부의 강관 파일을 결합하는 단순한 구조를 가지고 있다.

그러나, 이러한 종래의 복합 파일은 강재 덮개판의 단면적에 비해 상대적으로 작은 강관 파일의 단부에서 발생하는 집중 응력이 강재 덮개판에 가해지게 되므로, 강재 덮개판의 변형이 유발될 뿐만 아니라, 집중 응력에 대한 반작용력에 의해 강관 파일 단부의 변형이 발생하며, 이에 따라 콘크리트 파일 두부가 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 복합 파일은 단순히 강재 덮개판 위에 강관 파일의 하단부가 용접되는 구조를 가지고 있으므로 콘크리트 파일과 강관 파일 사이의 결합력에 한계가 있고, 그에 따라 두 파일 사이의 접합부는 전단력 및 휨모멘트에 특히 취약하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 콘크리트 파일과 강관 파일을 정확하게 수직으로 정렬한 상태에서 정확한 위치에 용접하기가 매우 어렵기 때문에 공기가 길어지고 작업의 난이도가 높아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 결합구를 이용하여 콘크리트 파일과 강관파일을 결합 체결함으로써, 별도의 체결공구 없이 간단한 용접만으로도 정확하고 빠르게 콘크리트 파일과 강관 파일을 결합할 수 있는 결합구를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 결합구의 슈링크홈 구조는 강관 파일의 내경보다 다소 크게 하여 강제 압입하는 구조로 구성되어 있어 필요에 따라서는 용접을 하지 않아도 결합력을 유지할 수 있으며, 복합 파일의 접합부가 전단력 및 휨모멘트에 충분히 견딜 수 있는 결합력을 유지할 수 있고, 복합 파일의 체결이 용이하여 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 결합구를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 결합구는 하부에는 방사상으로 소정 개수의 슈링크홈이 형성된 원통형의 몸체와; 상기 몸체의 하부에 체결되고, 상기 슈링크홈과 대응되는 위치에 소정 개수의 용접홈이 형성된 디스크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 몸체의 상부에는 테이퍼부가 형성되고, 상기 디스크의 하부에는 콘크리트 파일과의 센터 정렬을 위한 돌기가 형성되며, 상기 슈링크홈이 있는 몸체부는 강관 파일의 내경보다 소정의 크기만큼 크게 형성함으로써 결합구와 강관파일 이 서로 억지끼움 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 콘크리트 파일과 강관파일을 압입하는 방법으로 구성되어 있어 별도의 공구없이 간단한 용접작업만으로도 간단하고 빠르게 체결 결합할 수 있어 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명을 이용하여 복합 파일을 체결함으로써 복합파일의 체결부가 전단력 및 휨모멘트에 충분히 견딜 수 있는 결합력을 유지하여 단단한 기초를 구성할 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 결합구의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 결합구의 사시도이며, 도 3은 결합구와 콘크리트 파일과의 결합을 도시한 사시도이고, 도 4는 콘크리트 파일의 두부와 결합구 디스크의 용접상태를 도시한 도면이며, 도 5는 결합구와 강관 파일의 결합을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 결합구를 이용하여 복합 파일을 구성한 상태의 단면도이다.

본 발명에 의한 결합구(100)는 하부의 콘크리트 파일(130)과 상부의 강관 파일(140)을 결합하여 복합파일을 구성하는 데 사용하는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 결합구(100)는 몸체(110)와, 몸체(110)의 하부에 체결 되는 디스크(120)로 구성된다.

본 발명의 결합구(100)를 구성하는 몸체(110)는 원통형의 관 형태로서, 하부에 종방향으로 소정 개수의 슈링크홈(112)이 형성되고, 상부에는 테이퍼부(111)가 형성된다.

상기 슈링크홈(112)은 이후 자세히 설명하겠지만, 결합구(100)를 강관파일(140)에 억지끼움으로 삽입할 때 상기 슈링크홈(112)에 의해 결합구(100)의 몸체(110)가 탄성 수축되도록 하는 역할과, 결합구(100)가 콘크리트 파일(130)의 두부(131)에 결합할 때, 상기 슈링크홈(112)에 용접봉을 삽입하여 이후 기술할 디스크(120)와 콘크리트 파일(130)의 접합면을 수월하게 용접할 수 있도록 하는 역할을 한다. 따라서, 상기 슈링크홈(112)은 이후 기술할 디스크(120)의 용접홈(121)의 폭보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 몸체(110)의 하부에 체결되는 디스크(120)는 원판 형태로서, 디스크(120) 둘레에 상기 몸체(110)의 슈링크홈(112)에 대응되도록 방사상으로 소정 개수의 용접홈(121)이 형성되고, 하부면에는 원형의 돌기(122)가 돌출되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 몸체(110)의 하부에 디스크(120)가 체결 결합되되, 상기 몸체(110)의 슈링크홈(112)에 디스크(120)의 용접홈(121)이 대응되도록 디스크(120)를 몸체(110)의 하부에 체결 결합함으로써 도 2에 도시한 바와 같은 본 발명의 결합구(100)가 구성된다. 이때, 상기 디스크(120)와 몸체(110)의 체결수단은 용접 또는 볼트체결 등 여러 가지 체결수단이 사용될 수 있다.

이후, 상기와 같이 구성된 본 발명의 결합구(100)를 이용하여 콘크리트 파일(130)과 강관 파일(140)을 체결하는 과정을 상세히 설명한다.

콘크리트 파일(130)은 원심력을 이용하여 콘크리트를 압축강도가 78.5 N/㎟ 이상이 되도록 압축하고 콘크리트 내부에 프리텐션을 가한 고강도 파일로서, 선단지지력이 높은 장점이 있고 자재비가 강관파일에 비해 2~3배 정도 저렴하여 복합 파일의 하부 파일로 많이 사용하고 있다. 상기와 같은 콘크리트 파일(130)은 내부가 빈 관 형태이고, 상단에는 금속 재질의 두부(131)가 형성되어 있다.

상기와 같은 콘크리트 파일(130)의 상부에 본 발명 결합구(100)의 디스크(120)가 접하도록 장착하면 디스크(120)의 하부에 형성된 돌기(122)가 상기 콘크리트 파일(130)의 두부(131) 내부에 삽입됨으로써 결합구(100)의 축과 콘크리트 파일(130)의 축이 정확하게 정렬된다. 물론 상기 결합구(100)의 돌기(122) 외경은 콘크리트 파일(130)의 두부(131) 내경보다 약간 작거나 같아야 결합구(100)와 콘크리트 파일(130)의 축이 정렬된다.

상기의 콘크리트 파일(130)에 결합구(100)를 고정 체결하기 위하여 결합구(100)의 슈링크 홈(112)에 용접봉을 삽입하여 도 4에 도시한 바와 같이 결합구(100)의 디스크(120)와 콘크리트 파일(130)의 두부(131)가 접하는 각 용접홈(121) 가장 자리를 용접함으로써, 콘크리트 파일(130)과 결합구(100)가 단단하게 체결 고정된다.

상기와 같이 결합구(100)와 콘크리트 파일(130)을 용접할 때 용접홈(121)의 일측 가장자리만 용접할 수도 있고 양측 가장자리 모두 용접할 수도 있다.

상기와 같이 결합구(100)가 체결 고정된 콘크리트 파일(130)에 강관 파일(140)을 체결하기 위해서 도 6과 같이 강관 파일(140)의 일측을 결합구(100)에 삽입함으로써 콘크리트 파일(130)과 강관 파일(140)이 결합된 복합 파일이 구성된다.

이때, 상기 결합구(100) 몸체(110)의 외경은 강관 파일(140)의 내경보다 약간 크게(대략 1~5㎜) 형성됨으로써 강관(140)에 결합구(100)가 억지끼움 방식으로 결합되어 견고하게 체결상태를 유지한다. 그리고 결합구(100)의 몸체(110) 상부에는 테이퍼부(111)가 형성됨으로써 강관(140)에 결합구(100)가 쉽게 삽입되도록 한다.

그리고, 상기 강관 파일(140)의 내경보다 외경이 약간 더 큰 결합구(100)를 억지끼움하여 체결할 때 결합구(100)의 몸체(110)에 형성된 슈링크홈(112)에 의해 결합구(100)의 몸체(110)가 탄성 수축하며 강관 파일(140)에 삽입되기 때문에, 강관 파일(140)에 삽입된 결합구(100)의 몸체(110)는 강관 파일(140)의 내벽에 밀착 고정된다.

상기과 같이 결합구(100)를 이용하여 콘크리트 파일(130)과 강관 파일(140)을 결합한 후 강관 파일(140)과 콘크리트 파일(130)의 두부(131)가 접하는 부분을 용접함으로써 복합 파일이 완성된다.

현장에서의 체결과정을 살펴보면, 콘크리트 파일(130)을 디젤햄머 또는 유압햄머를 이용하여 지반에 압입하고, 본 발명의 결합구(100)를 지반에 압입된 콘크리트 파일(130)의 두부(131)에 장착 용접하여 고정한 후, 기중기를 이용하여 강관 파 일(140)을 수직으로 들어 올려 강관 파일(140)을 결합구(100)에 삽입한다. 이때 결합구(100)의 몸체(110) 상부에는 테이퍼부(111)가 형성되어 있기 때문에 강관 파일(140)이 콘크리트 파일(130)과 정확하게 정렬되면서 삽입된다.

이후, 강관파일(140)과 콘크리트 파일(130)의 두부(131)가 접하는 곳에 용접만 하면 두 파일(130)(140)의 체결이 이루어지기 때문에 두 파일(130)(140)을 연결하기 위한 별도의 공구나 부속품이 필요없고 또한, 강관파일(140)과 콘크리트 파일(130)의 수직 정렬을 위한 별도의 작업공정이 필요 없기 때문에 작업량과 공기를 상당 부분 단축할 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이 결합구(100)의 디스크(120)가 콘크리트 파일(130)의 두부(131)와 용접될 때 디스크(120)의 용접홈(121) 모서리를 따라 콘크리트 파일(130)의 축과 직각방향으로 용접되기 때문에 복합 파일에 가해지는 전단력과 휨모멘트에 강하게 견딜 수 있다. 또한, 결합구(100)의 몸체(110)가 강관 파일(140)에 억지 끼움되며 이때 결합구(100)의 몸체(110)가 슈링크홈(112)에 의해 탄성 수축하며 강관파일(140)에 삽입되기 때문에 강관파일(140) 내벽에 결합구(100)의 몸체(110)가 밀착 고정되어 복합파일에 전달되는 휨모멘트에 효과적으로 견딜 수 있다.

이상, 본 발명에 의한 콘크리트 파일과 강관 파일을 결합하기 위한 결합구에 대해 설명하였다. 상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 결합구의 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 결합구의 사시도.

도 3은 결합구와 콘크리트 파일과의 결합을 도시한 사시도.

도 4는 콘크리트 파일의 두부와 결합구 디스크의 용접상태를 도시한 도면.

도 5는 결합구와 강관 파일의 결합을 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 결합구를 이용하여 복합 파일을 구성한 상태의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 결합구

110 : 몸체

111 : 테이퍼부

112 : 슈링크홈

120 : 디스크

121 : 용접홈

122 : 돌기

130 : 콘크리트 파일

131 : 두부

140 : 강관 파일

Claims

하부에는 방사상으로 소정 개수의 슈링크홈(112)이 형성되고, 상부에는 테이퍼부(111)가 형성되며, 상기 슈링크홈(112)이 있는 몸체(110)는 강관 파일(140)의 내경보다 소정의 크기만큼 크게 형성되어 강관 파일(140)에 억지끼움되는 원통형의 몸체(110)와;

상기 몸체(110)의 하부에 체결되고, 상기 슈링크홈(112)과 대응되는 위치에 소정 개수의 용접홈(121)이 형성되며, 하부에는 콘크리트 파일(130)과의 센터 정렬을 위한 돌기(122)가 형성된 디스크(120);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 큰크리트 파일과 강관 파일을 결합하기 위한 결합구.
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