KR101358471B1

KR101358471B1 - 복합 강관파일을 이용한 건축물

Info

Publication number: KR101358471B1
Application number: KR1020120022086A
Authority: KR
Inventors: 이상구
Original assignee: 이상구
Priority date: 2012-03-03
Filing date: 2012-03-03
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-03-03
Also published as: KR20130100878A

Abstract

본 발명은 다수의 복합강관파일을 건축물의 기초부에 설치하고 복합 강관파일 사이에 복합강간파일로 구성된 기둥파일을 설치하여 한개 층(層)의 간격으로 강관을 노출시켜 슬라브 보를 설치하고 슬라브를 타설하여 건축하여 공기를 획기적으로 줄일 수 있는 복합 강관파일을 이용한 건축물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 다수의 지하 벽체파일(10)을 항타작업에 의해 지하에 일정깊이로 서로 밀착되게 설치하여 지하 기초벽체를 구성하고, 다수의 기둥파일(20)을 다수의 지하 벽체파일(10)들 사이에 설치하여 건축물의 기둥을 구성하고, 1개층의 간격마다 다수의 기둥파일(20)에 지지되도록 슬라브(30)를 타설하여 다수의 층을 구성여 건축물을 시공함으로써 다수의 지하 벽체파일은 콘크리트와 강관이 복합된 복합파일로 구성하여 설치됨과 동시에 건축물의 기초벽체의 역할을 하게 되며 동시에 토류벽과 같은 역할을 하여 토류벽을 생략하여 건축물을 시공할 수 있게 되어 경제적이면서 공기를 단축할 수 있고, 건축물의 완공후에도 건축물의 일부로서 역할을 하게 되므로, 자원과 시간을 낭비하지 않을 수 있다.

Description

복합 강관파일을 이용한 건축물{architecture using a complex steel pile}

본 발명은 복합 강관파일을 이용한 건축물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 특히 다수의 복합강관파일을 건축물의 기초부에 설치하고 복합 강관파일 사이에 복합강간파일로 구성된 기둥파일을 설치하여 한개 층(層)의 간격으로 강관을 노출시켜 슬라브 보를 설치하고 슬라브를 타설하여 건축하여 공기를 획기적으로 줄일 수 있는 복합 강관파일을 이용한 건축물및 그 시공방법에 관한 것이다.

종래의 건축물 시공방법은 기둥프레임을 시공하기 위해 작업공간을 확보하고 흙이나 물이 밀고 들어오지 않도록 흙막이 공사, CIP, 토류벽 등의 별도 선행공사가 이루어지고, 철제건축물 같은 경우 기둥프레임을 항타기로 시공한 후, 콘크리트 건축물의 경우 거푸집을 만들어 내부 공간에 콘크리트를 부어 만드는 복잡한 다단계의 과정이 필요하여 작업시간 및 비용이 소모된다.

또한 이러한 흙막이 공사, CIP, 토류벽 등의 선행공사는 건축물 기초가 완공된 후 철거되는 가시설물이어서 시간과 물자 및 자금의 낭비적인 부분이 있었다. 이에 따라 건축물의 기초공사를 위한 선행공사를 건축물의 기초의 일부가 되도록 구성하여 낭비적인 부분을 제거한 간편하고 경제적인 기초공사를 개발하여 시공시간 및 작업공정이 단축되는 신 건축 기술이 요구된다.

종래기술에 의해 강재-콘크리트 합성형 벽체파일을 이용하여 지하차도를 시공하는 방법이 한국등록특허 제10-0938395호에 개시되고 도 1a에 종래기술에 의해 지하차도 시공에 사용되는 강합성 벽체파일의 단면도가 도시되고, 도 1b에 종래기술에 의해 시공된 지하차도의 단면도가 도시된다.

종래기술에 의해 지하차도 좌우의 양 측벽을 구성하게 되는 합성형 벽체파일(1)은 중공의 사각파일로서 고강도 콘크리트(4)에 매립된 원형형상의 이형강봉(3)을 통하여 프리텐션 방식으로 긴장력을 가하였고, 4개의 면 중, 일 측면에는 노출강판(2)이 노출되어 있다. 향후 상기 노출강판(2)의 노출면은 벽체의 벽면을 형성하게 될 도로 쪽 방향으로 노출된다. 상기 강합성 벽체파일(1)에서 노출강판(2)에는 용접을 통하여 다양한 형태의 부재를 접합할 수 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이 강합성 벽체파일(1)로 콘크리트 지하차도의 좌우 양 측벽면을 대체하기 위해서 하부 슬래브(5) 및 상부 슬래브(6)와 벽체파일(1)을 연결시켜 강재-콘크리트 합성형 벽체파일을 지하차도 좌우 양 측벽으로 시공함으로써 기존의 H-Pile 토류벽의 역할과 지하차도 벽체단면의 역할을 동시에 할 수 있도록 하여 임시로 H파일 토류벽을 설치하는 낭비적인 문제를 없애고, 합성형 벽체파일을 시공하고 노출강판을 통하여 띠장의 연결하부 슬래브 및 상부 슬래브의 연결, 벽체파일의 방수 및 내부 마감이 가능토록 하고, 기존의 지하차도 공법에 비하여 전체적인 공기를 획기적으로 절감할 수 있도록 하였다.

그러나 이 종래의 기술은 강합성 벽체파일에 강재가 부분적으로 구성되어 건축물의 중량을 지탱하는 기초벽체로 기능할 수 없고 단순히 지하차도에 한정되어 있어 다양한 층수로 건축되는 건축물에 사용하기에는 부족한 점이 많다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지하의 흙의 횡압에 견디기 유리한 유공관 파일 또는 일반 파일을 이용하여 건축물의 기초 부분을 시공하는 복합 강관파일을 이용한 건축물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 건축물의 기초공사를 위한 선행공사를 건축물의 기초의 일부가 되도록 복합 강관파일로 구성하여 임시로 벽체를 건설하는 낭비적인 부분을 제거한 간편하고 경제적인 기초공사를 할 수 있는 복합 강관파일을 이용한 건축물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 건축물의 기초용으로서 건축할 공간에 바로 파일을 연속하여 항타, 벽체를 시공하고 층간 구조물을 시공함으로써 건축 전 선행되는 준비 시공작업을 없앨 수 있고, 철근 투입, 콘크리트 양생 및 굳힘, 거푸집 제거 등의 여러 공정을 없애고 전체적으로 단순화시켜 시공 비용, 인력 및 기간 등을 단축시키고, 수평 토압에도 견디는 힘이 우수한 기초 벽체를 제공하여 건축물의 품질을 최상으로 유지할 수 있게 하는 복합 강관파일을 이용한 건축물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 복합강관 파일을 이용한 건축물은 내부에 강관이 삽입된 복합파일로 구성되고, 항타작업에 의해 지하에 일정깊이로 서로 밀착되게 설치되어 지하 기초벽체를 구성하는 다수의 지하 벽체파일과; 내부에 강관이 삽입된 복합파일로 구성되고, 상기 다수의 지하 벽체파일들 사이에 설치되어 건축물의 기둥을 구성하는 다수의 기둥파일과; 다수의 기둥파일에 지지되어 다수의 층을 구성하는 다수의 슬라브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 기둥파일은 한개 층(層)의 간격으로 강관을 노출시켜 층간 슬라브를 받쳐 줄수 있는 슬라브 보를 연결할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 강관의 노출부위에는 슬라브 보를 연결할 수 있는 다수의 볼트구멍이 형성되어 있고, 상기 슬라브 보의 양단부에는 연결판이 용접에 의해 부착되고 상기 강관의 볼트구멍에 대응하는 부분에 볼트구멍이 형성되어 상기강관의 볼트구멍에 상기 슬라브 보의 볼트구멍을 맞추어 볼트를 체결하여 슬라브 보를 기둥파일의 전방 좌우측면에 부착할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 기둥파일은 내부에 사각형의 강관이 포함된 복합파일로 구성되고, 하부에 놓이 하부 기둥파일에 상부에서 상부 기둥파일을 연결하는 경우 상기 하부 하부 기둥파일의 강관의 일단부는 상부로 노출되어 있으며, 상부 강관의 하단부는 하부로 노출되어 하부 강관과 상부 강관은 서로 연결되어 하부 기둥파일과 상부 기둥파일이 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 하부 기둥파일의 노출된 상단부에는 다수의 제1 및 제2 볼트구멍을 형성하여 상부 기둥파일의 강관의 제1 및 제2 볼트구멍과 겹쳐져 제1 및 제2 볼트와 제1 및 제2 너트에 의해 체결되어 상부 기둥파일과 하부기둥파일은 하나의 몸체로 연장되어 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 2개의 기둥파일을 연장할 때, 내진설계를 하기 위하여 기둥파일의 강관을 상단과 하단에서 길게 노출시켜 인장 스프링을 상기 강관의 내부에 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 2개의 기둥파일을 연장할 때, 인장 스프링의 하부고리와 상부고리를 각각 걸을 수 있도록 상기 하부강관과 상부강관에 볼트구멍을 형성하고 하부 지지볼트와 상부 지지볼트를 상기 볼트구멍에 체결하고 상기 인장 스프링의 하부고리와 상부고리를 걸어 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면 인장 스프링의 하부고리와 상부고리를 하부 지지볼트와 상부 지지볼트에 걸어 설치한 후, 하부 기둥파일의 하부 강관의 노출된 상단부에 형성된 제1 및 제2 볼트구멍에 상부 기둥파일의 강관에 형성된 제1 및 제2 볼트구멍과 겹쳐져 제1 및 제2 볼트와 제1 및 제2 너트에 의해 체결되어 상부 기둥파일과 하부기둥파일은 하나의 몸체로 연장되어 건축물을 지지하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복합 강관파일을 이용한 건축물 시공방법은, 건축 위치를 확인하고, 천공 가이드 빔을 설치하는 단계; 가이드에 따른 선 천공 및 일반파일 또는 강관삽입 파일을 이용하여 연속파일 벽체를 시공하는 단계; 터파기 시공 및 바닥을 보강하고, 바닥에 콘크리트를 타설하는 단계; 지상층 조립식 기둥 및 보를 설치하는 단계; 지상층별 슬라브를 가공하고, 층구조물을 연결하는 단계; 및 내외장재를 마무리 및 완성하는 단계; 를 포함한다.

본 발명에 의한 다수의 지하 벽체파일은 콘크리트와 강관이 복합된 복합파일로 구성하여 설치됨과 동시에 건축물의 기초벽체의 역할을 하게 되며 동시에 토류벽과 같은 역할을 하여 토류벽을 생략하여 건축물을 시공할 수 있게 되어 경제적이면서 공기를 단축할 수 있고, 건축물의 완공후에도 건축물의 일부로서 역할을 하게 되므로, 자원과 시간을 낭비하지 않을 수 있다.

또한 건축물의 기초용으로서 건축할 공간에 바로 파일을 연속하여 항타, 파일벽체를 시공하고 그 파일벽체상에 층간 구조물을 시공함으로써 건축 전 선행되는 준비 시공작업을 없앨 수 있고, 철근 투입, 콘크리트 양생 및 굳힘, 거푸집 제거 등의 여러 공정을 없애고 전체적으로 단순화시켜 시공 비용, 인력 및 기간 등을 단축시키며, 강관 삽입 파일로 시공된 벽체를 이용하여 수평 토압에도 견디는 힘이 우수한 기초 벽체를 제공하여 건축물의 품질을 최상으로 유지하게 하는 효과가 있다.

도 1a에 종래기술에 의해 지하차도 시공에 사용되는 강합성 벽체파일의 단면도,
도 1b에 종래기술에 의해 시공된 지하차도의 단면도,
도 2는 본 발명에 의해 복합 강관파일을 이용하여 부분적으로 시공된 건축물의 기초와 기둥 및 슬라브,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 지하 벽체파일을 복합 강관파일로 구성하여 그 너트구멍에 H형강 파일을 볼트로 체결하여 띠장을 구성하기 전후의 실시예,
도 4a는 본 발명에 의한 기둥파일의 볼트구멍에 슬라브 보를 연결하기 전의 상태를 나타내는 사시도,
도 4b는 본 발명에 의한 기둥파일의 볼트구멍에 슬라브 보를 연결한 후의 상태를 나타내는 사시도,
도 5a는 본 발명에 의한 기둥파일의 상부에 또 하나의 기둥파일이 연결되기 전의 상태를 나타내는 사시도,
도 5b는 본 발명에 의한 기둥파일의 상부에 또 하나의 기둥파일이 연결된 후의 상태를 나타내는 사시도,
도 6a는 본 발명에 의한 기둥파일을 연장시에 인장 스프링을 강관의 내부에 설치하여 상하좌우 진동에 견딜 수 있도록 내진설계가 되어 있는 기둥파일의 실시예,
도 6b는 본 발명에 의한 기둥파일의 강관 내부에 인장 스프링을 설치하여 연장시킨 상태를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 파일 벽체를 이용한 건축물 시공방법을 나타내는 공정도이다.

이하에서는 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 복합강관 파일을 이용한 건축물의 구성을 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 구체적인 구성, 효과, 특징 및 이점들이 첨부된 도면과 이하의 바람직한 실시예를 통하여 명확히 설명한다.

이하 본 발명에 의한 복합강관 파일을 이용한 건축물의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 2에 본 발명에 의해 복합 강관파일을 이용하여 부분적으로 시공된 건축물의 기초와 기둥 및 슬라브가 도시된다.

본 발명에 의한 복합강관 파일을 이용한 건축물은 항타작업에 의해 지하에 일정깊이로 서로 밀착되게 설치되어 지하 기초벽체를 구성하는 다수의 지하 벽체파일(10)과; 상기 다수의 지하 벽체파일(10)들 사이에 설치되어 건축물의 기둥을 구성하는 다수의 기둥파일(20)과; 다수의 기둥파일(20)에 지지되어 다수의 층을 구성하는 다수의 슬라브(30)를 포함한다.

여기서 설명안된 부호 40은 마감벽체이고, 지하벽체 파일(10)은 기존 생산되는 콘크리트 파일일 수 있으나, 동 출원인에 의해 출원된 도 3a 및 도 3b에 도시된 강관 삽입 파일로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 다수의 지하 벽체파일(10)은 건축물의 기초를 구성하기 위해 서로 밀착되어 건축물이 건축되는 땅속에 일정깊이로 항타작업에 의해 설치되며, 콘크리트 파일 또는 콘크리트와 강관이 복합된 복합파일로 구성된다.

도 3a 및 도 3b에 본 발명에 의한 지하 벽체파일을 복합 강관파일로 구성하여 그 너트구멍에 H형강 파일을 볼트로 체결하여 띠장을 구성하기 전후의 실시예가 도시된다.

다수의 지하 벽체파일(10)은 건축물의 지하벽체를 구성하며 내부에 강관(11)이 삽입된 복합파일(10)로 구성하여 측면에 형성된 너트구멍(12)에 띠장(13)의 너트 구멍(13a)을 맞추어 볼트(14)를 체결하여 띠장(13)을 설치할 수 있다.

다수의 지하 벽체파일(10)을 설치후 터파기 작업을 하여 상기 다수의 지하 벽체파일(10)이 형성하는 내부에 있는 흙을 파내어 지하공간을 만들어서 지하시설(예, 주차장, 정화조 등)을 설치할 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 다수의 지하 벽체파일(10)은 콘크리트와 강관이 복합된 복합파일로 구성하여 설치됨과 동시에 건축물의 기초벽체의 역할을 하게 되며 동시에 토류벽과 같은 역할을 하여 토류벽을 생략하여 건축물을 시공할 수 있게 되어 경제적이면서 공기를 단축할 수 있고, 건축물의 완공 후에도 철거할 필요없이 건축물의 일부로서 역할을 하게 되므로, 자원과 시간을 낭비하지 않을 수 있다.

도 4a에 본 발명에 의한 기둥파일의 볼트구멍에 슬라브 보를 연결하기 전의 상태를 나타내는 사시도가 도시되고, 도 4b에 본 발명에 의한 기둥파일의 볼트구멍에 슬라브 보를 연결한 후의 상태를 나타내는 사시도가 도시된다.

본 발명에 의한 다수의 지하 벽체파일(10)과 기둥파일(20)은 1본이 대략 15∼20m 의 길이로 제작할 수 있으며, 도 4a에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 기둥파일(20)의 한개 층(層)의 간격(예를 들면 3m, 4m 등)으로 강관(21)을 노출시켜 층간 슬라브(30)를 받쳐 줄수 있는 슬라브 보(50)를 연결하여 각 층의 하중을 지지하도록 한다.

강관(21)의 노출부위에는 슬라브 보(50)를 연결할 수 있는 다수의 볼트구멍(29)이 형성되어 있다. 슬라브 보(50)는 대표적으로 H 형강으로 구성되며 그 양단부에는 연결판(51)이 용접에 의해 부착되고 상기 강관(21)의 볼트구멍(29)에 대응하는 부분에 볼트구멍(52)이 형성된다.

강관(21)의 볼트구멍(29)에 상기 슬라브 보(50)의 연결판(51)에 형성된 볼트구멍(52)을 맞추어 볼트(53)를 체결하여 도 4b에 도시된 바와 같이 슬라브 보(50)를 기둥파일(20)의 전방 좌우측면에 부착할 수 있다.

상기 슬라브 보(50)를 기둥파일(20)에 연결하여 부착하고 그 위에 슬라브 거푸집을 설치하고 콘크리트와 철근을 타설하여 슬라브(30)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 슬라브(30)는 하나의 층을 구성하여 건축물의 기둥을 타설하는 기간이 필요치 않아 공정이 대폭적으로 줄어서 공기를 단축할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 기둥파일(20)은 1본이 대략 15∼20m 의 길이로 제작되므로 1본의 기둥파일(20)은 지하에 박히는 부분을 제외하면 2층 정도의 높이이며 층수를 증가시키기 위하여 기둥파일(20)과 기둥파일(20)을 상하로 이어서 1본의 기둥파일(20)로 4, 5층 정도의 층수를 증가시킬 수 있다.

도 5a에 본 발명에 의한 기둥파일의 상부에 또 하나의 기둥파일이 연결되기 전의 상태를 나타내는 사시도가 도시되고, 도 5b에 본 발명에 의한 기둥파일의 상부에 또 하나의 기둥파일이 연결된 후의 상태를 나타내는 사시도가 도시된다.

본 발명에 의한 기둥파일(20)은 도시된 바와 같이 그 내부에 사각형의 강관(21)이 포함된 복합파일로 구성되고, 하부 강관(21a)의 일단부는 상부로 노출되어 있으며, 상부 강관(21a)의 하단부는 하부로 노출되어 하부 강관(21a)과 상부 강관(21a)은 서로 연결되어 하부 기둥파일(20a)과 상부 기둥파일(20b)는 서로 연결된다.

하부 기둥파일(20a)의 노출된 상단부에는 다수의 제1 및 제2 볼트구멍(22a, 23a)을 형성하여 상부 기둥파일(20b)의 강관(21b)의 제1 및 제2 볼트구멍(22b, 23b)과 겹쳐져 제1 및 제2 볼트(25, 27)와 제1 및 제2 너트(26, 28)에 의해 체결되어 상부 기둥파일(20b)과 하부기둥파일(20a)은 도 4b에 도시된 바와 같이 하나의 몸체로 되어 연장되어 건축물을 지지하게 된다.

여기서 제1볼트(25)가 삽입되는 하부 강관(21a)의 제1볼트구멍(22a) 및 그 반대편의 볼트구멍(22a)과 제 2볼트(27)가 삽입되는 제2 볼트구멍(23a) 및 그 반대편의 볼트구멍(23a)은 서로 부딪히지 않도록 높이가 다르게 형성되고,

마찬가지로 제1볼트(25)가 삽입되는 상부 강관(21b)의 제1볼트구멍(22b) 및 그 반대편의 볼트구멍(22b)과 제 2볼트(27)가 삽입되는 제2 볼트구멍(23b) 및 그 반대편의 볼트구멍(23b)은 서로 부딪히지 않도록 높이가 다르게 형성된다.

도 6a에 본 발명에 의한 기둥파일을 연장시에 인장 스프링을 강관의 내부에 설치하여 상하좌우 진동에 견딜 수 있도록 내진설계가 되어 있는 기둥파일의 실시예가 도시되고, 도 6b에 본 발명에 의한 기둥파일의 강관 내부에 인장 스프링을 설치하여 연장시킨 상태를 나타내는 사시도가 도시된다.

본 실시예에서는 2개의 기둥파일(60a, 60b)을 연장할 때, 내진설계를 하기 위하여 기둥파일(60a, 60b)의 강관(61a, 61b)을 상단과 하단에서 길게 노출시켜 인장 스프링(70)을 상기 강관(61a, 61b)의 내부에 설치한다.

인장 스프링(70)의 하부고리(70a)와 상부고리(70b)를 각각 걸을 수 있도록 하부강관(61a)과 상부강관(61b)에 볼트구멍(62a, 62b)을 형성하고 하부 지지볼트(72)와 상부 지지볼트(71)를 상기 볼트구멍(62a, 62b)에 체결하고 상기 인장 스프링(70)의 하부고리(70a)와 상부고리(70b)를 걸어 도 6b에 도시된 바와 같이 설치한다.

상기 인장 스프링(70)의 하부고리(70a)와 상부고리(70b)를 걸어 설치한 후, 하부 기둥파일(60a)의 하부 강관(61a)의 노출된 상단부에 형성된 제1 및 제2 볼트구멍(62a, 63a)에 상부 기둥파일(20b)의 강관(61b)에 형성된 제1 및 제2 볼트구멍(62b, 63b)과 겹쳐져 제1 및 제2 볼트(65, 67)와 제1 및 제2 너트(66, 68)에 의해 체결되어 상부 기둥파일(60b)과 하부기둥파일(60a)은 도 6b에 도시된 바와 같이 하나의 몸체로 연장되어 건축물을 지지하게 된다.

따라서 도 2에 도시된 다수의 기둥파일(20)의 연장시에 본 실시예에 의한 인장 스프링을 구비한 기둥파일(60a, 60b)로 연장하는 경우 지진이 발생하더라도 각 기둥파일(20)들의 인장 스프링(70)에 의해 좌우상하 진동을 흡수하여 줌으로써 지진에 의한 손상이나 붕괴를 방지할 수 있다.

도 7에 본 발명에 따른 파일 벽체를 이용한 건축물 시공방법의 개략도가 도시된다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 건축물 시공방법은 다음과 같은 과정을 가진다.

1. 건축 위치 확인 및 천공 가이드 빔 설치

건축물(100) 설계에 따른 측량 및 시공 위치를 확인하고, 파일 천공을 위한 가이드 빔을 건축물 공간에 대응되도록 설치한다.

2. 가이드에 따른 선 천공 및 연속파일 벽체 시공

설치된 가이드 빔에 따라 지하 구조물의 외벽 및 중요 구조부에 선 천공을 실시하고, 일반 파일 또는 강관 삽입 파일을 건축물의 벽체 측방향으로 연속적으로 시공하며, 건축물 구조 계산에 따라 중요 구조부에 보강 파일을 중굴공법(고강도의 파일을 사용하여, 파일의 빈 중공(中孔) 안을 오거비트로 토사를 굴삭, 배토하면서 동시에 파일을 유압해머로 항타하여 지지층에 도달시키는 공법)으로 공사해가면서 연속 벽체를 완성하고, 파일들 상단부에 띠장을 연결한다.

도2 및 도5a와 도 5b에 나타낸 바와 같이, 이러한 강관 삽입 파일은 시공 전 설계에 따라 각 위치에 시공될 치수 및 형상으로 지상층을 연결하는 중요 기둥 구조파일(20)과 지하 벽체파일(10)로 미리 제작되며, 현장으로 이동되어 바로 건축물 기초 벽체를 만들기 위한 연속 항타 시공이 이루어져 지하 기초 구조물용 연속 파일 벽체를 완성한다. 이후, 필요에 따라 파일 벽체 내측에 보강 콘크리트가 타설될 수 있다.

기둥 파일(20)을 시공 후, 연속해서 지하 벽체파일(10)을 시공해나가며, 필요에 따라 동 출원인에 의해 10-2011-0132439호로 출원되어 그 단면은 반지름이 동일하고 외접하는 2개의 원을 외접시키고, 상기 좌측원의 좌측 반원을 좌측면으로 형성하고, 상기 우측원의 좌측 반원을 우측면으로 형성하고, 상기 2개의 원에 외접하는 2개의 면에 의해 2개의 원 사이에 외접하는 부분을 전면과 후면으로 형성하고, 상기 우측면과 전면 및 후면으로 이루어지는 부분은 우측원의 중심에서 30°되는 부분까지 모따기하여 모따기면을 형성하고, 상기 좌측면과 우측면에 상기 2개의 원의 중심을 지나는 수평 중심선 G1에 꼭지가 형성되도록 좌우측 오목 홈을 형성하고, 상기 좌측원의 중심에 중앙홀을 형성하여 구성되어 연속된 파일의 항타 작업시에 토류벽의 코너부분에서 연속된 파일 사이에 밀착도를 유지하면서 시공이 가능하여 배면 토사의 토압 등으로 인한 붕괴를 방지할 수 있도록 충분한 강성을 가짐과 동시에 토류벽의 차수성을 유지할 수 있는 커브 밀착형 라운드 파일을 시공하여 곡선 형태의 벽체 시공에 적용할 수도 있다.

또한, 파일 시공시 설계 측량에 따라 정확한 수직도 및 수평도에 따른 시공이 이루어질 수 있도록 동 출원인에 의해 10-2011-0128687호로 출원되어 파일을 연속으로 설치하기 위하여 상기 파일의 폭으로 바닥에 설치되는 한쌍의 레일을 따라 이동하며 상기 파일(P)의 전후 수직도와 좌우 수직도를 측정하여 운영자 단말기로 송신한다. 제어부는 수광소자로부터 빛이 입력되지 않았음을 나타내는 신호를 입력받으면 파일의 전후 수직도는 정확하게 설정된 것으로 판단하고, 좌측 하부 수광소자로부터 빛이 입력되지 않았음을 나타내는 신호를 입렵받은 반면에 우측하부 수광소자로부터 수광신호가 입력되었음을 나타내는 신호를 입력받으면 파일의 좌우 수직도가 좌로 기울어져 있는 것으로 판단하고, 좌측하부 수광소자로부터 수광신호가 입력되었음을 나타내는 신호를 입렵받은 반면에 우측하부 수광소자로부터 수광신호가 입력되지않았음을 나타내는 신호를 입력받으면 파일의 좌우 수직도가 우측으로 기울어져 있는 것으로 판단하여 운영자 단말기로 송신하여 조정하도록 하여 연속된 파일의 항타 작업시에 파일의 수직도를 감지하여 조정해가면서 파일을 항타함으로서 연속된 파일을 정밀하게 시공가능하고 작업의 오류를 감소시켜 작업능률을 향상시킬 수 있고 그에 따른 경제적 효과와 생산성을 향상시키는 파일변위 감지장치가 이용되어 보다 정확하면서 간편하게 시공될 수가 있다.

3. 터파기 및 바닥보강, 콘크리트 타설

상기 단계에서 지하 벽체파일(10)를 이용한 기초용 지하 구조물이 완성된 후, 내측에 남아있는 흙을 걷어내는 터파기가 이루어진 다음, 필요에 따라 바닥 및/또는 파일 중앙 홀 내부에 보강할 보강자재를 투입 후, 콘크리트를 타설한다.

4. 지상층 조립식 기둥 및 보 설치

지하 건축물 기초용 구조물을 완성한 후, A부분과 같이, 측하중과 횡하중을 많이 받는 곳은 추가로 케이싱을 보강하고, 미리 지상층 시공을 위한 노출된 강관을 이용하여 필요에 따라 선택적으로 그 위로 지상층 조립식 기둥파일(20)을 볼트 및 너트에 의해 연장하여 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 기둥을 설치해나갈 수 있으며, 케이싱 연결재와 체결부재(볼트,너트)를 사용하여 층간 보(50)를 적절히 설치한다.

5. 지상층별 슬라브 가공 및 층구조물 연결

상기 지하 벽체파일(10)을 이용하여 지하 기초구조물을 만든 다음, 미리 지상층 구조물 프레임과 연결할 부위가 가공된 기둥 파일(20)의 연결부를 통해 지상층의 슬라브(30)와 연결하여 지상 바닥 구조물 및 마감벽체(40)를 층별로 시공한다.

6. 내외장재 마무리 및 완성

지하 벽체 구조물 및 지상층 벽체에 인테리어용의 내외장재 및 전기설비 등을 시공하여 마무리 완성한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 건축물 시공방법은, 건축물의 기초용으로서 건축할 공간에 바로 파일을 연속하여 항타, 파일벽체를 시공하고 그 파일벽체상에 층간 구조물을 시공함으로써 건축 전 선행되는 준비 시공작업을 없앨 수 있고, 철근 투입, 콘크리트 양생 및 굳힘, 거푸집 제거 등의 여러 공정을 없애고 전체적으로 단순화시켜 건식 공법으로 시공 비용, 인력 및 기간 등을 단축시키며, 강관 삽입 파일로 시공된 벽체를 이용하여 수평 토압에도 견디는 힘이 우수한 기초 벽체를 제공하여 건축물의 품질을 최상으로 유지하게 하며, 기존의 강철 빔구조물의 단점인 부식문제를 해결하고, 지하에서 지상까지 일체화된 재료로 시공가능하며, 시공하는 과정에도 보다 간편하면서 정확한 파일 시공이 이루어져 설계에 대응된 건축의 정확도가 높아지는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이것에 한정되는 것은 아니며, 당분야의 통상의 기술자에 의해 여러 가지 변경 및 변형이 가능할 수 있다.

10: 벽체파일 11: 강관
12: 너트구멍 13:띠장
14: 볼트 15:
20, 60a, 60b: 기둥파일 21a, 21b, 61a, 61b: 강관
22a, 22b, 23a, 23b, 62a, 62b: 볼트구멍 25, 27, 65, 67: 볼트
26, 28: 너트 30: 슬라브
40: 마감벽체 50: 슬라브 보
70: 인장 스프링

Claims

내부에 강관(11)이 삽입된 복합파일로 구성되고, 항타작업에 의해 지하에 일정깊이로 서로 밀착되게 설치되어 지하 기초벽체를 구성하는 다수의 지하 벽체파일(10)과;
내부에 강관(21)이 삽입된 복합파일로 구성되고, 하부에 놓이는 하부 기둥파일에 상부에서 상부 기둥파일을 연결하는 경우 내진설계를 하기 위하여 상하 기둥파일의 강관을 상단과 하단에서 길게 노출시켜 인장 스프링을 상기 강관의 내부에 설치하고, 상기 다수의 지하 벽체파일(10)들 사이에 설치되어 건축물의 기둥을 구성하는 다수의 기둥파일(20)과;
다수의 기둥파일(20)에 지지되어 다수의 층을 구성하는 다수의 슬라브(30)를 포함하는 복합강관 파일을 이용한 건축물.
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제 1항에 있어서,
상기 2개의 기둥파일을 연장할 때, 인장 스프링의 하부고리와 상부고리를 각각 걸을 수 있도록 상기 하부강관과 상부강관에 볼트구멍을 형성하고 하부 지지볼트와 상부 지지볼트를 상기 볼트구멍에 체결하고 상기 인장 스프링의 하부고리와 상부고리를 걸어 설치하는 것을 특징으로 하는 복합강관 파일을 이용한 건축물.
제 7항에 있어서,
상기 인장 스프링의 하부고리와 상부고리를 하부 지지볼트와 상부 지지볼트에 걸어 설치한 후, 하부 기둥파일의 하부 강관의 노출된 상단부에 형성된 제1 및 제2 볼트구멍에 상부 기둥파일의 강관에 형성된 제1 및 제2 볼트구멍과 겹쳐져 제1 및 제2 볼트와 제1 및 제2 너트에 의해 체결되어 상부 기둥파일과 하부기둥파일)은 하나의 몸체로 연장되어 건축물을 지지하게 하는 것을 특징으로 하는 복합강관 파일을 이용한 건축물.
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