KR101220703B1

KR101220703B1 - 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법 및 이에 따라 제조된 강관말뚝

Info

Publication number: KR101220703B1
Application number: KR1020110052349A
Authority: KR
Inventors: 나승민; 안동욱; 여경윤; 하동화
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원; 주식회사 포스코
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2013-01-09
Also published as: KR20120133616A

Abstract

본 발명은 중굴공법으로 시공되는 강관말뚝과 선단의 확대 구근 사이의 합성효과를 간단하고 경제적으로 높일 수 있고 품질관리가 용이한 강관말뚝의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 강관말뚝에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, (a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계; (b) 이웃하는 2개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이를 가지고 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 2개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 삽입하고 다른 하나의 관통구멍에 다른 한쪽 끝을 삽입하여 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 외주면 또는 내주면을 따라 전단연결부재를 설치하는 단계; 및 (c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법이 제공된다.

Description

선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법 및 이에 따라 제조된 강관말뚝{Method for manufacturing steel pipe pile with shear connecting protrusions at a cylindrical surface and steel pipe pile with shear connecting protrusions at a cylindrical surface manufactured using the same}

본 발명은 중굴공법으로 시공되는 강관말뚝과 선단의 확대 구근 사이의 합성효과를 간단하고 경제적으로 높일 수 있고 품질관리가 용이한 강관말뚝의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 강관말뚝에 관한 것이다.

재료에 따라 말뚝을 분류하면 강말뚝, 콘크리트말뚝 및 합성말뚝으로 나눌 수 있다. 강말뚝은 다시 그 단면형상에 따라 강관말뚝과 H-말뚝으로 나눌 수 있는데 국내에서 H-말뚝은 지지말뚝으로는 잘 사용되지 않는다. 강관말뚝으로는 주로 원형강관이 사용된다.

강관말뚝의 시공방법에는 타입공법(항타공법)과 매입공법이 있고 매입공법은 프리보링공법(Pre-boring)과 중굴공법(속파기공법)이 있다. 중굴공법은 말뚝 내에 삽입된 오거를 회전하여 말뚝의 선단 지반을 굴착 및 배토하면서 말뚝을 시공하는 방법이다. 말뚝의 선단 지반에는 말뚝 직경과 동일한 구근 또는 확대된 구근이 형성되며 이 구근을 형성하기 위해 선단고정액(시멘트풀 또는 콘크리트)이 주입된다. 중굴공법은 말뚝 자체가 케이싱 역할을 하기 때문에 공벽이 붕괴되지 않으며 타입공법과 달리 소음, 진동 등으로 인한 민원 발생 소지가 없다는 장점을 가지지만, 굴착에 의해 말뚝 선단부 및 말뚝 주변의 지반이 이완되어 지지력 발현에 문제가 발생할 수 있고 구근의 품질을 확보하기 위해 세밀한 시공 관리가 필요하다는 단점을 가진다.

특히 구근과 강관말뚝 사이의 부착력이 지지력 발현에 중요한 인자가 되는데 종래에는 강관말뚝 선단의 내주면 및/또는 외주면에 링형 또는 나선형 돌기를 용접하거나 강관말뚝의 제조시에 일체로 형성하여 구근과 강관말뚝 사이의 부착력을 확보하였다. 그러나 돌기를 용접으로 부착할 경우 내주면에 돌기를 부착하는 것이 매우 곤란할 뿐만 아니라 품질관리가 용이하지 않다는 단점이 있다. 또한 돌기를 강관말뚝의 제조시 일체로 형성하는 경우 가공비와 제조비가 높아져 비경제적이라는 단점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 종래 기술의 단점을 해소하여 간단하고 경제적이며 다양하게 강관말뚝을 통해 전달되는 하중을 확실하게 구근에 전달할 수 있는 선단부 구조를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 간단하고 경제적으로 강관말뚝을 통해 전달되는 하중을 확실하게 구근에 전달할 수 있는 선단부 구조를 가지는 강관말뚝을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 강관말뚝의 둘레면을 따라 일정한 길이로 제작된 전단연결부재를 마치 스테이플러로 스테이플을 박아넣은 것과 유사한 방식으로 단속적으로 설치하거나 연속적으로 스테이플을 박아넣고 이들을 연결하여 전체가 단일의 부재가 되도록 하여 강관말뚝의 둘레면을 따라 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, (a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계; (b) 이웃하는 2개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이를 가지고 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 2개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 삽입하고 다른 하나의 관통구멍에 다른 한쪽 끝을 삽입하여 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 외주면 또는 내주면을 따라 전단연결부재를 설치하는 단계; 및 (c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법이 제공된다.

상기 외주면을 따라 설치된 전단연결부재가 설치되는 않은 위치의 바로 아래쪽 또는 위쪽 단의 내주면에 전단연결부재를 설치하여 높이방향으로 서로 엇갈린 위치의 외주면과 내주면에 교대로 전단연결부재를 설치할 수 있다.

또한 동일 높이에 있는 전단연결부재는 외주면과 내주면을 번갈아 가며 위치하도록 설치되고 전단연결부재는 서로 용접으로 연결될 수 있다.

또한 동일 높이에 있는 전단연결부재는 외주면과 내주면에 모두 설치되고 관통구멍을 공유하는 전단연결부재는 서로 용접으로 연결될 수 있다.

또한 상기 전단연결부재는 양쪽 끝에 형성되어 관통구멍에 삽입되는 2단절곡단부와, 2단절곡단부 사이의 강관말뚝의 곡률에 대응되는 곡률을 가지고 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착되는 원호 형상이 되는 부분으로 구성될 수 있다.

또한 상기 전단연결부재는 한쪽 끝에 일단전곡단부가 형성되고 다른 쪽 끝에 2단절곡단부가 형성되며 이들 절곡단부는 관통구멍에 삽입되고, 절곡단부 사이의 강관말뚝의 곡률에 대응되는 곡률을 가지고 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착되는 원호 형상이 되는 부분으로 구성될 수 있다.

또한 전단연결부재의 원호 형상이 되는 부분은 강관말뚝의 외주면 또는 내주면에 용접될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, (a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계; (b) 이웃하는 3개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이와 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지며 3개의 관통구멍 중 가운데 위치하는 관통구멍에 삽입되는 고리부를 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 3개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 삽입하고 다른 하나의 관통구멍에 다른 한쪽 끝을 삽입하며 고리부를 가운데 위치하는 관통구멍에 삽입하여 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 외주면 또는 내주면을 따라 전단연결부재를 설치하는 단계; 및 (c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법이 제공된다.

상기 강관말뚝의 바깥쪽 또는 안쪽으로 돌출된 서로 다른 높이에 위치하는 고리부를 연결하는 보조전단연결부재를 설치할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, (a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계; (b) 이웃하는 3개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이와 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지며 3개의 관통구멍 중 가운데 위치하는 관통구멍에 삽입되는 절곡부를 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 3개의 관통구멍 중 가운데 관통구멍에 삽입하고 양쪽 끝을 가운데 관통구멍의 양쪽에 위치하는 관통구멍에 각각 삽입하여 강관말뚝의 내주면과 외주면에 각각 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 전단연결부재를 설치하는 단계; 및 (c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법이 제공된다.

이때 전단연결부재의 원호 형상이 되는 부분은 강관말뚝의 외주면 또는 내주면에 용접될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 위에 기재된 방법으로 선단의 주면에 전단연결돌기가 형성된 강관말뚝이 제공된다.

본 발명에 따르면 확대 구근과의 부착력 증대를 위해 강관말뚝의 선단에 설치되는 전단연결재를 간단하게 설치할 수 있으며 강관말뚝의 제조시 전단연결재를 일체로 형성하는 것에 비해 경제적으로 전단연결재를 형성시킬 수 있다. 또한 전단연결부재의 배치를 자유롭게 할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 순서대로 나타낸 것이고, 도 2는 단면도이며, 도 3은 도 1에 제시된 방법에 의해 제조된 강관말뚝과 그 변형 예에 의한 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 나타낸 사시도이고, 도 7은 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 나타낸 사시도이고, 도 11은 단면도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 순서대로 나타낸 것이고, 도 2는 단면도이며, 도 3은 도 1에 제시된 방법에 의해 제조된 강관말뚝과 그 변형 예에 의한 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝은 선단에 둘레를 따라 관통구멍(10)을 천공하고 이웃하는 2개의 관통구멍(10) 사이에 전단연결부재(20)를 설치하는 과정을 반복하는 방법으로 제조된다.

도 1의 (a)에서와 같이 관통구멍(10)은 전단연결부재(20)를 강관말뚝(1)의 둘레면에 설치하기 위한 것으로 동일 높이에 간격(Z1)을 두고 다수 개가 천공되고 다시 강관말뚝(1)의 길이방향을 따라 간격(Z2)을 두고 동일 높이에 다수 개가 간격(Z1)을 가지도록 천공된다. 따라서 동일 높이에 있는 다수 개의 관통구멍(10)은 동일 높이의 원주상에 위치하게 되고 동일 높이의 원주상에 위치하는 다수 개의 관통구멍(10)은 강관말뚝(1)의 길이방향을 따라 서로 다른 높이의 원주상에 위치하도록 즉, 높이방향으로 다수 개의 단으로 배치된다.

도면에서는 같은 높이에 동일한 간격(Z1)을 두고 6개의 구멍이 천공되고 강관말뚝의 길이방향을 따라 동일한 간격(Z2)을 두고 8단으로 배치되는 것으로 도시하였으나 동일 원주상에서의 간격(Z1) 및 높이방향으로의 간격(Z2)은 적절히 선택될 수 있다. 하나의 예로서 강관말뚝의 직경(Dp)이 1000mm일 경우, Z1은 πDp/6이 될 수 있고 Z2는 125mm가 될 수 있다. 한편 간격 Z1은 동일 높이에 형성되는 관통구멍(10)은 중심을 지나는 선상에 서로 대칭되게 천공되므로 마주보는 2개의 관통구멍을 연결하는 선 사이의 각도로 결정될 수도 있고 도면에서와 같이 동일 높이에 6개가 천공되는 경우 60도가 된다.

도 1의 (b)에서와 같이 동일 높이에 위치하는 이웃하는 2개의 구멍 사이에는 전단연결부재(20)가 설치된다. 전단연결부재(20)는 도면에서와 같이 6개의 구멍이 형성될 경우 첫번째와 두번째 관통구멍(11)(12) 사이에 설치되고 두번째와 세번째 관통구멍(12)(13) 사이에는 설치되지 않고 세번째와 네번째 관통구멍(13)(14) 사이에는 설치되는 방식으로 다섯번째 및 여섯번째 관통구멍(15)(16) 사이에도 설치되어 이웃하는 2개의 관통구멍 사이의 간격에 대응하는 간격을 두고 단속적으로 설치되어 6개의 관통구멍(20)이 형성된 이 실시 예에서 전단연결부재(20)는 3개가 설치된다.

전단연결부재(20)는 양쪽 끝에 2단절곡단부(22a,22b)가 형성되고 2단절곡단부(22a,22b) 사이의 길이는 강관말뚝(1)에 천공된 이웃하는 2개의 구멍 사이의 간격에 대응하는 길이를 가지며 강관말뚝(1)의 곡률보다 더 큰 곡률을 가지는 원호 형상이 된다. 2단절곡단부의 의미는 서로 다른 방향으로 2번 꺽여 있다는 의미로서 원호 형상이 되는 부분(21)의 끝에서 수직으로 절곡되고 다시 바깥쪽으로 절곡된 형상이 된다. 2단절곡단부(22a,22b) 사이의 원호 형상이 되는 부분(21)의 곡률을 강관말뚝(1)의 곡률보다 더 크게 한 이유는 2단절곡단부(22a,22b)를 관통구멍에 삽입하여 전단연결부재(20)를 설치했을 때 그 부분이 강관말뚝(1)의 외주면에 밀착되도록 하기 위함이다. 따라서 만일 전단연결부재(20)가 강관말뚝(1)의 내주면에 설치된다면 그 곡률은 강관말뚝(1)의 곡률보다 작게 되는 것이 바람직하다.

설치방법은 동일 높이에 위치하는 이웃하는 2개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 한쪽 끝의 2단절곡단부(22a)를 삽입하고 다른 하나의 관통구멍에 다른 한쪽 끝의 2단절곡단부(22b)을 삽입하면 되고 그 사이의 원호 형상이 되는 부분(21)은 자연스럽게 강관말뚝(1)의 바깥쪽 둘레면에 밀착된다. 2단절곡단부(22a,22b)가 강관말뚝(1)의 관통구멍에 삽입되어 강관말뚝(1)의 내측면에 접하는 부분은 강관말뚝(1) 내부에 형성되는 구근과의 부착력을 높이는 전단키로서 기능할 수 있다.

도 1의 (c)에서와 같이 어느 한 단의 전단연결부재(20) 설치과정이 끝나면 연속하여 다른 단의 전단연결부재(20) 설치과정을 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍(10)에 전단연결부재(20)를 설치한다. 도면에서는 서로 다른 단에 위치하는 전단연결부재(20)가 서로 같은 패턴 즉, 전단연결부재(20)가 설치된 바로 위쪽 또는 아래쪽 단에도 전단연결부재(20)가 배치되는 것으로 도시되었으나 서로 엇갈리게 배치할 수 있다. 즉, 어느 하나의 단에 전단연결부재(20)가 설치되면 바로 위 또는 아래의 다른 하나의 단의 대응되는 위치에는 전단연결부재(20)를 설치하지 않는 방식으로 서로 엇갈리게 설치될 수 있다.

위와 같은 과정으로 전단연결부재(20)의 설치과정이 끝나면 전단연결부재(20)를 견고하게 강관말뚝(1)에 결합시키기 위해 용접을 할 수 있다.

한편, 위에서 설명한 것과 같은 방법으로 도 2의 (b)에 나타낸 것처럼 강관말뚝(1)의 내주면에 전단연결부재(20)가 다수 개의 단으로 설치될 수 있다.

전단연결부재(20)로는 철근을 사용하는 것이 바람직하지만 강관말뚝(1)의 선단에 설치되어 강관말뚝(1)의 선단이 일정 깊이(강관말뚝 직경과 동일한 길이)로 근입되는 구근과 확실한 합성효과를 나타낼 수 있도록 하는 재료이면 반드시 철근으로 한정될 필요는 없다.

위에서 설명한 것과 같은 방법으로 제조된 외주면 또는 내주면에 전단연결돌기가 형성된 강관말뚝은 도 3의 (a)에서와 같이 전단연결부재(20)가 높이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 배치된 형태가 되고 같은 단로 배치되는 전단연결부재(20)는 단속된 링 형태가 된다. 그러나 전단연결부재(20)는 도 3의 (b)에서와 같이 강관말뚝(1)의 길이방향에 대해 수직한 외주면에 대해 일정한 각도를 가지는 원주상에 다시 말해서 일정한 경사를 가지고 비스듬하게 배치될 수도 있다.

이상과 같이 본 실시 예에 따르면 제조가 간편하고 전단연결부재(20)의 배치 간격을 자유롭게 조절할 수 있다. 또한 외주면(내주면)에 전단연결부재(20)를 설치하는 것에 의해 강관말뚝(1)의 내주면(외주면)에도 동시에 구근과의 합성력을 높이는 전단연결재가 형성된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.

도 1에 제시된 실시 예에서 전단연결부재(20)는 강관말뚝(1)의 바깥쪽 둘레면또는 안쪽 둘레면에 간격을 두고 단속적으로 설치된 반면에 도 4에 제시된 실시 예에서 전단연결부재(20)는 강관말뚝(1)의 바깥쪽과 안쪽 둘레면 모두에 설치된다. 안쪽 둘레면 즉, 내주면을 따라 설치되는 전단연결부재(20a)는 바깥쪽 둘레면 즉, 외주면을 따라 설치된 전단연결부재(20)가 설치되는 않은 위치의 바로 아래쪽 또는 위쪽 단의 내주면에 설치된다. 따라서 이 실시 예에 따르면 전단연결부재는 어느 하나의 단에서는 외주면에만 전단연결부재(20)가 단속적으로 설치되고 다른 하나의 단에는 내주면에만 전단연결부재(20a)가 단속적으로 설치된다. 따라서 높이방향으로는 서로 엇갈린 위치에 외주면과 내주면에 교대로 전단연결부재(20)(20a)가 설치된다.

이처럼 이 실시 예에 따르면 전단연결부재가 강관말뚝 선단의 내주면과 외주면에 모두 설치되므로 강관말뚝과 선단의 확대 구근 사이의 높은 합성효과를 기대할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝을 나타낸 사시도이다.

도 4에 제시된 실시 예에서 전단연결부재(20,20a)는 높이방향으로는 서로 엇갈린 위치의 강관말뚝(1)의 외주면과 내주면에 교대로 설치되었지만 이 실시 예에서 전단연결부재(20,20a)는 동일 높이에서 외주면과 내주면에 교대로 설치된다. 즉, 전단연결부재(20)를 강관말뚝(1)의 바깥쪽에 설치하고 이어서 안쪽에서 설치한 다음 다시 바깥쪽에서 설치하는 방식으로 바깥쪽과 안쪽에 번갈아 가며 전단연결부재(20,20a)를 설치한 후 바깥쪽과 안쪽에 설치된 전단연결부재(20,20a)의 2단절곡단부(20,20a)를 관통구멍에서 서로 용접함으로써 동일 높이에 안쪽과 바깥쪽에 번갈아 가며 설치된 전단연결부재(20,20a)가 마치 하나의 부재와 같이 거동할 수 있도록 한다. 전단연결부재를 바깥쪽과 안쪽에 설치하는 방법은 위에서 설명한 것과 같다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 나타낸 사시도이고 도 7은 평면도이다.

도 5에 도시된 실시 예에서 전단연결부재(20,20a)는 동일 높이에서 외주면과 내주면에 교대로 설치되는 반면에 이 실시 예에서 전단연결부재(20,20a)는 외주면과 내주면에 모두 설치된다. 또한 도 1에 도시된 실시예에서 전단연결부재(20)는 동일 높이에서 외주면 또는 내주면에서 간격을 두고 단속적으로 설치되는 반면에 이 실시 예에서는 간격을 두지 않고 연속적으로 설치된다. 그리고 동일 높이에 안쪽과 바깥쪽에 연속적으로 설치된 전단연결부재(20,20a)는 관통구멍에서 서로 용접하여 마치 하나의 부재와 같이 거동할 수 있도록 한다.

따라서 이 실시 예에 따르면 하나의 관통구멍에 4개의 전단연결부재가 관통하게 되고 내주면과 외주면에 연속적으로 전단연결부재(20,20a)가 설치되므로 도 1에서와 같이 양단부에 2단절곡단부(22a,22b)가 형성되는 것도 가능하지만 바람직하게는 일단에는 1단절곡단부(22c)가 형성되고 타단에는 2단절곡단부(22b)가 형성되는 형태가 될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 나타낸 사시도이다.

위에서 설명한 실시 예는 전단연결부재가 서로 이웃하는 2개의 관통구멍을 통해 강관말뚝의 외주면 및/또는 내주면에 설치되는 방법에 대한 것인데 이 실시 예에서 전단연결부재는 연속하는 3개의 관통구멍을 통해 강관말뚝의 외주면 및/또는 내주면에 설치된다.

이를 위해 이 실시 예에 적용되는 전단연결부재(20c)는 앞서 설명한 전단연결부재(20,20a)의 구성이 변경된다. 즉, 앞서 설명한 전단연결부재(20,20a)는 원호 형상이 되는 부분(21)의 양쪽 끝에 2단절곡단부(22a,22b)가 형성된 형상인 반면에 이 실시 예에서 전단연결부재(20c)는 연속하는 3개의 관통구멍 중에서 가운데에 위치하는 관통구멍에 삽입되기 위한 고리부(23)가 더 형성된다. 따라서 이 실시 예에 따른 전단연결부재(20c)는 전체적으로 강관말뚝(1)의 곡률에 대응하는 곡률을 가지고 연속하는 3개의 관통구멍에 대응되는 길이를 가지며 양쪽 끝에는 2단절곡단부(22a,22b)가 형성되고 중앙에는 고리부(23)가 형성된 구성이 된다. 고리부(23)는 원호 형상이 되는 부분(21)을 절곡하여 형성할 수도 있고 별도의 부재를 결합하는 방식으로 구성될 수도 있다. 고리부(23)는 관통구멍(10)을 관통하여 전단연결부재(20c)를 강관말뚝(1)의 둘레면에 고정시킬 수 있는 형상이라면 도시된 형상 이외에 어떠한 형상이라도 가능하다.

설치방법은 동일 높이에 위치하는 연속하는 3개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 한쪽 끝의 2단절곡단부(22a)를 삽입하고 다른 하나의 구멍에 다른 한쪽 끝의 2단절곡단부(22b)을 삽입한 후 이들 사이의 관통구멍에 고리부(23)를 삽입하면 되고 그 사이의 원호 형상이 되는 부분(21)은 자연스럽게 강관말뚝(1)의 안쪽 둘레면에 밀착된다. 같은 방법으로 같은 높이에 있는 모든 관통구멍에 그리고 도 1(c)에서와 같이 계속해서 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재(20c) 설치과정을 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍(10)에 전단연결부재(20c)를 설치한다.

위에서 설명한 것과 같은 방법으로 강관말뚝의 외주면에도 설치될 수 있고 내주면과 외주면에 설치된 전단연결부재는 서로 엇갈리게 또는 동일 높이에 내주면과 외주면에 번갈아가며 설치되고 용접을 통해 서로 연결될 수 있다.

한편, 도 9에서와 같이 강관말뚝(1)의 바깥쪽 또는 안쪽으로 돌출된 서로 다른 높이에 있는 고리부(23)를 연결하는 보조전단연결부재(30)가 더 설치될 수 있고 보조전단연결부재(30)는 강관말뚝(1)의 길이방향과 나란하게 또는 일정한 경사를 가지도록 설치될 수 있다. 보조전단연결부재(30)에 의해 강관말뚝(1)의 내주면과 외주면에는 다양한 패턴을 가진 전단연결돌기가 형성되고 그에 따라 확대 구근과의 부착력을 더욱 향상시킬 수 있다.

보조전단연결부재(30)는 전단연결부재(20c)와 마찬가지로 철근으로 구성될 수 있으며 전단연결부재(20c)와의 결합방법은 도시된 것에 한정되지 않고 용접, 결속선 이용 등과 같이 이 분야에서 공지된 임의의 방법을 이용하여 결합시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법을 나타낸 사시도이고, 도 11은 단면도이다.

이 실시 예에서 전단연결부재는 도 8에 제시된 실시예와 마찬가지로 연속하는 3개의 관통구멍을 통해 강관말뚝의 외주면과 내주면에 번갈아 가며 위치하도록 설치된다.

이를 위해 이 실시 예에 적용되는 전단연결부재(20d)는 앞서 설명한 전단연결부재(20c)의 구성이 변경된다. 즉, 앞서 설명한 전단연결부재(20c)는 원호 형상이 되는 부분(21)의 양쪽 끝에 2단절곡단부(22a,22b)가 형성되고 연속하는 3개의 관통구멍 중에서 가운데에 위치하는 관통구멍에 삽입되기 위한 고리부(23)가 더 형성된 구성을 가지는데 비해, 이 실시예에 따른 전단연결부재(20d)는 원호 형상이 되는 부분(21)의 양쪽 끝에 2단절곡단부(22a,22b)가 형성되고 연속하는 3개의 관통구멍 중에서 가운데에 위치하는 관통구멍에 삽입되기 위한 절곡부(22d)가 형성된 구성을 가진다. 다시 말해서 연속하는 3개의 관통구멍 중에서 가운데 관통구멍에 위치하는 절곡부(22d)를 기준으로 어느 한쪽은 강관말뚝(1)의 외주면에 위치하고 다른 한쪽은 내주면에 위치하면서 강관말뚝(1)에 결합된다. 절곡부(22d)와 양쪽 끝의 2단절곡부(22a,22b) 사이의 원호 형상이 되는 부분(21)의 곡률은 강관말뚝(1)의 곡률에 대응하는 곡률을 가진다.

설치방법은 동일 높이에 위치하는 연속하는 3개의 관통구멍 중 가운데 관통구멍으로 어느 한쪽 끝의 2단절곡단부(22a 또는 22b)를 삽입하여 절곡부(22d)가 위치하도록 한 상태에서 가운데 관통구멍의 양쪽에 위치하는 관통구멍에 각각 2단절곡단부(22a,22b)를 삽입하면 되고 그 사이의 원호 형상이 되는 부분(21)은 자연스럽게 강관말뚝(1)의 안쪽 둘레면과 바깥쪽 둘레면에 밀착된다. 같은 방법으로 같은 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재(20d) 설치과정을 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍(10)에 전단연결부재(20d)를 설치한다.

위와 같은 방법으로 설치가 완료되면 전단연결부재(20d)를 강관말뚝(1)의 내주면과 외주면에 각각 용접하여 견고하게 고정시킨다.

이상에서 상세히 설명한 것처럼 도 1, 4, 5, 6에 제시된 실시 예에서는 강관말뚝의 둘레면을 따라 일정한 길이로 제작된 전단연결부재를 마치 재료를 고정하기 위해 스테이플러로 스테이플을 박아넣은 것과 유사한 방식으로 설치된다. 그리고 도 5, 6에 제시된 실시 예에서는 이들 전단연결부재가 모두 연결되어 마치 하나의 부재처럼 강관말뚝(1)의 둘레면을 따라 설치한다. 이처럼 본 발명에 따르면 확대 구근과의 부착력 증대를 위해 강관말뚝의 선단에 설치되는 전단연결재를 간단하게 설치할 수 있으며 강관말뚝의 제조시 전단연결재를 일체로 형성하는 것에 비해 경제적으로 전단연결재를 형성시킬 수 있다. 또한 전단연결부재의 배치를 자유롭게 할 수 있다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 관통구멍
20, 20a, 20c, 20d: 전단연결부재
21: 원호 형상이 되는 부분
22a,22b: 2단절곡단부
22c: 1단절곡단부
22d: 절곡부
23: 고리부
30: 보조전단연결부재

Claims

(a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계;
(b) 이웃하는 2개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이를 가지고 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 2개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 삽입하고 다른 하나의 관통구멍에 다른 한쪽 끝을 삽입하여 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 외주면 또는 내주면을 따라 전단연결부재를 설치하는 단계; 및
(c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
외주면을 따라 설치된 전단연결부재가 설치되는 않은 위치의 바로 아래쪽 또는 위쪽 단의 내주면에 전단연결부재를 설치하여 높이방향으로 서로 엇갈린 위치의 외주면과 내주면에 교대로 전단연결부재를 하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
동일 높이에 있는 전단연결부재는 외주면과 내주면을 번갈아 가며 위치하도록 설치되고 전단연결부재는 서로 용접으로 연결되는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
동일 높이에 있는 전단연결부재는 외주면과 내주면에 모두 설치되고 관통구멍을 공유하는 전단연결부재는 서로 용접으로 연결되는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
전단연결부재는 양쪽 끝에 형성되어 관통구멍에 삽입되는 2단절곡단부와, 2단절곡단부 사이의 강관말뚝의 곡률에 대응되는 곡률을 가지고 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착되는 원호 형상이 되는 부분으로 구성된 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
전단연결부재는 한쪽 끝에 일단전곡단부가 형성되고 다른 쪽 끝에 2단절곡단부가 형성되며 이들 절곡단부는 관통구멍에 삽입되고, 절곡단부 사이의 강관말뚝의 곡률에 대응되는 곡률을 가지고 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착되는 원호 형상이 되는 부분으로 구성된 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
전단연결부재의 원호 형상이 되는 부분은 강관말뚝의 외주면 또는 내주면에 용접된 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
(a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계;
(b) 이웃하는 3개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이와 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지며 3개의 관통구멍 중 가운데 위치하는 관통구멍에 삽입되는 고리부를 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 3개의 관통구멍 중 어느 하나의 관통구멍에 삽입하고 다른 하나의 관통구멍에 다른 한쪽 끝을 삽입하며 고리부를 가운데 위치하는 관통구멍에 삽입하여 강관말뚝의 내주면 또는 외주면에 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 외주면 또는 내주면을 따라 전단연결부재를 설치하는 단계; 및
(c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
강관말뚝의 바깥쪽 또는 안쪽으로 돌출된 서로 다른 높이에 위치하는 고리부를 연결하는 보조전단연결부재를 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 8에 있어서,
전단연결부재의 원호 형상이 되는 부분은 강관말뚝의 외주면 또는 내주면에 용접된 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
(a) 강관말뚝의 선단에 둘레를 따라 간격을 두고 동일 높이에 관통구멍을 천공하는 과정을 길이방향으로 간격을 두고 반복하여 동일 높이에 서로 간격을 두고 형성된 관통구멍이 길이방향을 따라 간격을 두고 다수 개의 단으로 형성되도록 관통구멍을 천공하는 단계;
(b) 이웃하는 3개의 관통구멍 사이의 길이에 대응되는 길이와 강관말뚝의 곡률에 대응하는 곡률을 가지며 3개의 관통구멍 중 가운데 위치하는 관통구멍에 삽입되는 절곡부를 가지는 전단연결부재의 한쪽 끝을 동일 높이에 위치하는 이웃하는 3개의 관통구멍 중 가운데 관통구멍에 삽입하고 양쪽 끝을 가운데 관통구멍의 양쪽에 위치하는 관통구멍에 각각 삽입하여 강관말뚝의 내주면과 외주면에 각각 밀착하도록 결합하는 과정을 반복하여 동일 높이에 전단연결부재를 설치하는 단계; 및
(c) 강관말뚝의 길이방향을 따라 간격을 두고 동일 높이에 형성된 관통구멍들에 (b) 단계에 기재된 전단연결부재를 설치하는 단계를 반복하여 길이방향을 따라 서로 다른 높이에 있는 모든 관통구멍에 전단연결부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
전단연결부재의 원호 형상이 되는 부분은 강관말뚝의 외주면과 내주면에 용접된 것을 특징으로 하는 선단의 주면에 전단연결돌기를 가지는 강관말뚝의 제조방법.
청구항 1, 청구항 8 또는 청구항 11에 기재된 방법에 의해 선단의 주면에 전단연결돌기가 형성된 강관말뚝.