KR101304501B1 - 강관파일 두부 보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축 구조물을 시공할 경우 연약지반의 강도를 보완하기 위하여 지반에 매설한 강관파일의 두부(頭部)를 보강하는 장치에 관한 기술로서, 건축 구조물의 시공현장에서 강관파일의 두부에 구멍을 천공하거나 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없이 베이스판과 보강철근의 조립으로 쉽고 간편하게 설치되므로 작업시간을 단축하고, 보강철근이 베이스판에 끼워져 강관파일의 상단부에 지지됨에 따라 하중을 분산시켜 구조강성을 높이는 강관파일 두부 보강장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성은 연약지반에 매설된 강관파일과; 상기 강관파일의 두부 안쪽에 삽입되고, 강관파일의 상단부에 체결로드가 걸려 고정 설치되는 베이스판과; 상기 베이스판에 하단부가 일정한 간격으로 끼워져 설치되고, 강관파일의 상단부에 놓여 지지되는 다수개의 보강철근과; 상기 보강철근의 외측에 끼워져 보강철근을 결속하는 띠철근;을 포함하여 구현된다.

Description

강관파일 두부 보강장치{Steel Pipe Pile head reinforcement device}

본 발명은 건축 구조물을 시공할 경우 연약지반의 강도를 보완하기 위하여 지반에 매설한 강관파일의 두부(頭部)를 보강하는 장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 다수개의 보강철근이 베이스판에 일정한 간격으로 끼워져 강관파일의 상단부에 놓여 지지되는 한편 보강철근이 일정 간격으로 정렬되어 고정 설치됨으로써, 건축 구조물의 시공현장에서 강관파일의 두부에 구멍을 천공하거나 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없이 베이스판과 보강철근의 조립으로 쉽고 간편하게 설치되므로 작업시간을 단축하고, 보강철근이 베이스판에 끼워져 강관파일의 상단부에 지지됨에 따라 하중을 분산시켜 구조강성을 높이는 강관파일 두부 보강장치에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 교량 등 각종 건축 구조물을 시공할 경우 기초공사로서 연약지반의 강도를 보강하기 위하여 강관파일을 지반에 매설하고 있으며, 이는 연약지반에 강관파일을 매설하고 기초 콘크리트를 타설한 후, 상부 구조물을 강관파일 위에 구축하여 그 하중을 지지하게 함으로써, 건축 구조물을 안전하고 효과적으로 시공하기 위한 것이다.

이를 위하여 연약지반에 매설된 강관파일의 두부에 보강 구조물을 설치하고, 그 위에 기초 콘크리트를 타설하여 강관파일의 두부를 보강 시공하며, 그리고 강관파일의 두부를 보강하기 위한 구조 및 그 구조물은 시공시간과 시공비용 뿐만 아니라 시공의 안전성과도 밀접한 관계를 갖고 있어 매우 중요하다.

종래 강관파일의 두부를 보강하는 방법으로 여러 가지가 제안된 바 있으며, 그 중에서 하나의 방법은 우선 강관파일의 내주면에 보강판을 용접한 다음, 강관파일의 상단에 덮개판을 용접하고, 다수개의 철근을 덮개판의 둘레에 용접하는 방식으로 강관파일의 상단에 덮개판을 설치하는 방법이 있다. 이러한 방법은 시공현장에서 작업자가 덮개판과 철근을 일일이 용접해야 함으로 노동력과 생산비가 증가될 뿐만 아니라 용접열로 인하여 용접 부위의 변형ㆍ균열ㆍ조직약화 및 부식이 야기될 수 있고, 비교적 좁은 용접면적으로 인해 용접 부위가 떨어질 수 있고, 수직 하중에 취약하여 구조물의 부실시공을 야기할 수 있는 단점이 있었다.

또한 널리 알려진 방법으로 강관파일에 십자보강판을 삽입하여 내부에 용접한 다음, 강관파일의 두부에 원형 덮개판을 용접하고, 다수개의 수직철근을 강관파일의 외측면 둘레에 필렛 용접한 후, 기초하부철근을 배근 작업하여 콘크리트를 타설하는 방법이 있다. 이러한 방법은 속채움 콘크리트가 불필요하지만 시공현장에서 용접을 해야하는 불편함과 기초하부철근의 배근 작업이 힘들고, 작업시간이 지연될 뿐만 아니라 공사비용이 많이 드는 단점이 있었다.

따라서, 강관파일의 두부 보강방법을 개선하여 시공현장에서 용접이 불필요하고, 기초하부철근의 배근 작업에 장애를 최소화할 뿐만 아니라 시공성을 높이는 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0877929호(강관파일 두부보강 구조)가 선행기술로 제안되었다.

상기의 선행기술은 연약지반에 매설된 강관파일의 두부 안쪽에 보강원판을 삽입하여 고정하고, 강관파일에 다수개의 결합홀을 천공한 다음, 볼트가 부착된 다수개의 보강부재를 강관파일의 내부에 끼워 결합홀에 고정 설치한 후, 다수개의 보강철근에 플레이트를 끼워 고정하고 이를 보강부재의 사이사이에 배치한 다음, 강관파일의 상단 둘레에 플레이트를 걸쳐서 고정 설치하고, 강관파일의 상부에 기초하부철근을 배근 작업하여 구현된다.

그러나 상기의 선행기술은 다수개의 보강부재를 강관파일에 고정 설치하기 위하여 강관파일에 다수개의 결합홀을 천공함에 따라 시공현장에서 드릴작업이 필요하여 시공작업이 매우 번거롭고, 작업시간이 지연될 뿐만 아니라 다수개의 보강부재가 강관파일에 볼트로 지지되므로 수직 하중에 매우 취약하고, 또한 설치과정에서 다수개의 볼트와 너트 및 플레이트 등 다수의 부품을 사용하므로 시공작업이 매우 복잡하고 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 종래 강관파일 두부 보강구조에서 강관파일에 다수개의 구멍을 천공하는 문제점과, 설치과정에서 다수개의 볼트와 너트 및 플레이트 등 다수의 부품을 사용하는 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 건축 구조물의 시공현장에서 강관파일의 두부에 구멍을 천공하거나 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없이 베이스판과 보강철근의 조립으로 쉽고 간편하게 설치하여 작업시간을 단축하고, 보강철근이 베이스판에 끼워져 강관파일의 상단부에 지지되어 수직 하중을 분산시켜 구조강성을 높이도록 다수개의 보강철근이 베이스판에 일정한 간격으로 끼워져 강관파일의 상단부에 놓여 지지되는 한편 보강철근이 일정 간격으로 정렬되어 고정 설치되는 강관파일 두부 보강장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

연약지반에 매설된 강관파일과; 상기 강관파일의 두부 안쪽에 삽입되고, 강관파일의 상단부에 체결로드가 걸려 고정 설치되는 베이스판과; 상기 베이스판에 하단부가 일정한 간격으로 끼워져 설치되고, 강관파일의 상단부에 놓여 지지되는 다수개의 보강철근과; 상기 보강철근의 외측에 끼워져 보강철근을 결속하는 띠철근;을 포함하여 구현된다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예로서, 보강철근은 상부철근과 하부철근 및 커플러로 구성되며, 상기 상부철근과 하부철근은 상하 직립상태로 위치하고, 상부철근의 하측부와 하부철근의 상측부가 일정 거리로 이격되어 커플러로 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 다수개의 보강철근이 베이스판에 일정한 간격으로 끼워져 강관파일의 상단부에 놓여 지지되는 한편 보강철근이 일정 간격으로 정렬되어 고정 설치됨으로써, 건축 구조물의 시공현장에서 강관파일의 두부에 구멍을 천공하거나 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없이 베이스판과 보강철근의 조립으로 쉽고 간편하게 설치되므로 작업시간을 단축하고, 보강철근이 베이스판에 끼워져 강관파일의 상단부에 지지됨에 따라 하중을 분산시켜 구조강성을 높이는 효과를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 실시예는 설치과정에서 부품이 적고 설치구조가 매우 간단하여 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 시공비용을 대폭 절감하는 한편 종래 강관파일의 두부 보강구조와 달리 시공현장에서 강관파일에 구멍을 천공하거나 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예를 나타낸 설치상태 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에서 베이스판의 설치상태를 나타낸 요부 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에서 보강철근을 나타낸 분리상태도.
도 6은 본 발명의 실시예에서 보강철근의 설치상태를 나타낸 요부 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에서 보강철근의 설치상태를 나타낸 요부 저단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 평단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에서 기초하부철근의 배근상태를 나타낸 평면도.

본 발명의 실시예에서 주된 요지는 건축 구조물의 시공현장에서 강관파일의 두부에 구멍을 천공하거나 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없이 베이스판과 보강철근의 조립과정으로 쉽고 간편하게 설치하여 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 시공비용을 절감하고, 보강철근이 베이스판에 끼워져 강관파일의 상단부에 지지되도록 하여 수직 하중을 분산시켜 구조강성을 높이고자 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 강관파일 두부 보강장치의 주요 구성을 살펴보면, 연약지반에 매설된 강관파일(10)과; 상기 강관파일(10)의 두부 안쪽에 삽입되고, 강관파일(10)의 상단부에 체결로드(21)가 걸려 고정 설치되는 베이스판(20)과; 상기 베이스판(20)에 하단부가 일정한 간격으로 끼워져 설치되고, 강관파일(10)의 상단부에 놓여 지지되는 다수개의 보강철근(30)과; 상기 보강철근(30)의 외측에 끼워져 보강철근(30)을 결속하는 띠철근(40);을 포함하여 이루어진다.

상기 실시예의 주요 구성에서 강관파일(10)은 건축 구조물의 시공현장에서 연약지반에 일정 간격으로 박혀 매설되고, 상기 강관파일(10)의 두부에 베이스판(20)과, 다수개의 보강철근(30) 및 띠철근(40)이 설치되며, 상기 다수개의 보강철근(30)과 기초하부철근(50)을 배근 작업한 다음, 콘크리트를 타설하여 건축 구조물을 시공하게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 베이스판(20)은 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 원형의 판상으로 강관파일(10)의 두부 안쪽에 삽입되며, 상기 베이스판(20)의 가장자리에 일정 간격으로 다수개의 체결로드(21)가 직립상태로 고정 설치되고, 상기 체결로드(21)의 상단부는 고리형태로 절곡되어 강관파일(10)의 상단부에 걸려 고정되도록 형성됨에 따라 베이스판(20)이 강관파일(10)의 두부 안쪽에 일정 깊이로 삽입되어 고정 설치된다.

즉, 베이스판(20)은 강관파일(10)의 내경보다 작은 원형의 판상으로 형성되고, 그 가장자리에 직립상태로 다수개의 체결로드(21)가 고정 설치되는 한편 상기 체결로드(21)의 상단부가 외측을 향하여 고리형태로 형성되므로 강관파일(10)의 상단부에 걸려서 베이스판(20)이 강관파일(10)의 두부 안쪽에 일정 깊이로 삽입된 상태로 고정 설치된다.

한편 베이스판(20)의 가장자리에 일정한 간격으로 다수개의 체결공(22)이 관통 형성되며, 상기 관통된 체결공(22)에 보강철근(30)을 구성하는 하부철근(32)이 끼워져 설치된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 보강철근(30)은 건축 구조물의 안전성과 내구성을 감안할 때 일반적으로 대략 8개로 구성됨이 바람직하고, 도면에서 도 5 내지 도 7과 같이 상부철근(31)ㆍ하부철근(32)ㆍ커플러(33)로 구성되며, 상기 상부철근(31)의 하측부와 하부철근(32)의 상측부 사이에 커플러(33)가 부착되어 상부철근(31)과 하부철근(32)이 연결 설치된다.

상기에서 보강철근(30)을 구성하는 상부철근(31)과 하부철근(32)은 상하 직립상태로 위치하고, 상부철근(31)의 하측부와 하부철근(32)의 상측부가 일정 거리로 이격되어 커플러(33)로 부착되며, 여기서 커플러(33)는 대략 사각형태의 판으로 구현됨이 바람직하다.

상기 커플러(33)는 한쪽 측면의 중간부분 위에 상부철근(31)의 하측부가 부착되고, 대향쪽 측면에 하부철근(32)의 상측부가 부착되며, 여기서 커플러(33)에 상부철근(31)과 하부철근(32)의 부착방법은 일반적인 용접방법을 적용할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 보강철근(30)은 도면에서 도 4 및 도 6과 같이, 상부철근(31)의 하단부가 강관파일(10)의 두부 상단부에 놓여 지지되고, 상기 강관파일(10)의 두부 안쪽에서 하부철근(32)의 하단부가 베이스판(20)의 체결공(22)에 끼워져 설치되며, 다수(8개)의 보강철근(30)이 강관파일(10)의 두부에 방사상으로 놓여 설치된다.

한편 보강철근(30)은 상부철근(31)이 강관파일(10)의 두부 상단부에 놓여 지지된 상태를 유지하도록 도면에서 도 5 내지 도 7과 같이, 상부철근(31)의 하단부 외측에 아래 방향으로 고정핀(34)이 부착 형성되며, 여기서 고정핀(34)은 강관파일(10)의 두께보다 넓은 간격을 갖도록 커플러(33)의 외측면과 이격되게 상부철근(31)의 하단부 외측에 형성된다.

따라서, 보강철근(30)은 하부철근(32)이 베이스판(20)의 체결공(22)에 끼워져 상부철근(31)의 하단부가 강관파일(10)의 두부 상단부에 놓일 경우, 강관파일(10)의 상단부가 커플러(33)의 외측면과 고정핀(34) 사이에 끼워져 강관파일(10)의 내측면이 커플러(33)의 외측면과 인접하고, 강관파일(10)의 외측면이 고정핀(34)의 내측면과 인접하게 된다.

결과적으로, 커플러(33)와 고정핀(34) 사이에 강관파일(10)의 상단부가 끼워져 결속력을 유지하므로 상부철근(31)의 하단부가 강관파일(10)의 두부 상단부에 놓일 경우, 유동이나 이탈이 방지되고 지지된 상태를 유지하게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 띠철근(40)은 다수개의 보강철근(30)을 일정한 간격으로 결속하는 기능으로서, 도면에서 도 1 내지 도 2 및 도 4와 같이 가느다란 철근을 환형(環形)으로 절곡하여 제작함이 바람직하고, 강관파일(10)의 상부에 일정한 간격으로 배치되며, 내측에 다수개의 상부철근(31)이 끼워져 배치되는 한편 다수개의 상부철근(31)과 띠철근(40)을 철사 등으로 배근 작업하여 견고하게 결속한다.

상기에서 띠철근(40)은 강관파일(10)의 상부로 위치하는 다수개의 상부철근(31)을 일정한 간격으로 유지하여 정렬하는 한편 상부철근(31)과 배근 작업으로 콘크리트 구조물의 안전성과 내구성 및 구조강성을 더욱 높이게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 도면에서 도 9와 같이, 시공현장의 연약지반에 매설된 강관파일(10)의 두부에 베이스판(20)과, 다수개의 보강철근(30)과, 띠철근(40)을 설치한 다음, 강관파일(10)의 두부 상측에 기초하부철근(50)을 배근 작업하고, 콘크리트를 타설하여 건축 구조물을 시공하게 된다.

상기에서 기초하부철근(50)은 강관파일(10)의 상부에서 격자형태로 배근 작업됨에 따라 기초하부철근(50)의 배근 작업에 장애를 최소화하여 시공작업이 간편하고, 작업시간을 단축하는 한편 베이스판(20)과 띠철근(40)이 다수개의 보강철근(30)을 일정한 간격으로 유지하여 정렬된 상태로 고정하므로 콘크리트 구조물의 강성을 더욱 높이게 된다.

또한 본 발명의 실시예는 구조물에 수직 하중이 작용할 경우, 보강철근(30)에서 상부철근(31)의 하단부가 강관파일(10)의 상단부에 놓여 지지되므로 보강철근(30)에 가해지는 수직 하중을 분산시켜 구조물의 내구성과 구조강성을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예는 보강철근(30)을 구성하는 상부철근(31)과 하부철근(32) 및 커플러(33)를 작업공장에서 미리 부착한 다음, 시공현장에 공급하므로 종래 건축 구조물의 시공현장에서 구멍을 천공하거나, 용접을 실시하거나, 볼트를 체결하는 등의 번거로운 작업이 필요없고, 베이스판(20)과 보강철근(30) 및 띠철근(40)의 조립으로 쉽고 간편하게 설치되므로 작업시간을 단축하고, 시공비용을 절감할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 강관파일 20: 베이스판
21: 체결로드 22: 체결공
30: 보강철근 31: 상부철근
32: 하부철근 33: 커플러
34: 고정핀 40: 띠철근
50: 기초하부철근

Claims (6)

1. 연약지반에 매설된 강관파일(10);과
   상기 강관파일(10)의 두부 안쪽에 삽입되고, 강관파일(10)의 상단부에 체결로드(21)가 걸려 고정되고 가장자리에 일정한 간격으로 다수개의 체결공(22)이 형성된 베이스판(20);과
   상기 베이스판(20)에 하부철근이 일정한 간격으로 끼워져 설치되고, 상부철근(31)의 하단부가 강관파일(10)의 상단부에 놓여 지지되며, 한쪽 측면의 중간부분 위에 상부철근(31)의 하측부가 부착되고, 상부철근(31)의 하단부 외측에 아래 방향으로 강관파일(10)의 두께보다 넓은 간격을 갖도록 커플러(33)의 외측면과 이격되게 상부철근(31)의 하단부에 고정핀(34)이 부착 형성되고, 대향쪽 측면에 하부철근(32)의 상측부가 사각형태의 커플러(33)에 부착되어 상기 상부철근(31)과 하부철근(32)은 상하 직립상태로 위치하는 다수개의 보강철근(30);과
   상기 보강철근(30)의 외측에 끼워져 보강철근(30)을 결속하는 띠철근(40);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강장치.
   
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