KR101378494B1 - 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항타용 말뚝으로 사용하는 PHC파일을 회전 관입이 가능토록 하여 정숙한 관입 시공이 가능하고, 구조물의 하중 지지력이 증대되도록 한 피에이치씨 파일을 제공하기 위한 것으로, 본 발명에의 바람직한 실시 예에 따른 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일의 구체적인 수단은, 내부가 비어있는 원통형으로 이루어지고 양단부의 둘레에 각기 보강밴드로 둘러싸여진 PHC파일과; 관입 깊이를 고려하여 필요한 갯수 만큼의 PHC파일이 복수개 이상 구비되어 일직선상으로 배열되고, 서로 이웃한 2개의 PHC파일의 대향하는 이음부측 보강밴드에 나선형 날개가 정착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일{PHC pile for rotating and interpenetrating}

본 발명은 지반에 회전 관입되어 구조물의 하중을 지지하는 파일에 관한 것으로, 특히 항타용 말뚝으로 사용하는 PHC파일을 회전 관입이 가능토록 한 피에이치씨 파일에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 구조물을 세울 때, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초공사를 시행하고 있다. 이러한 목적으로, PHC 파일(Pretensioned spun High strength Concrete Pile)이 널리 사용되는데, PHC 파일은 PC 파일보다 축방향 하중 지지력이 우수하고, 타격에 강하며, 휨내력이 크다는 장점을 갖추고 있다.

PHC 파일은 항타기를 이용하여 파일을 지반에 때려서 박는 타설시공법과, 오거를 이용하여 파일을 십입할 파일공을 굴착한 후 굴착된 파일공에 파일을 관입시키는 굴착시공법 등이 알려져 있다.

이같이 PHC 파일은 항타기를 이용할 경우 항타 소음이 심하여 정숙한 시공이 이루어질 수 없다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 국내 등록실용 등록번호 제20-0277683호 공보에 게재된 '연약지반 보강용 파일의 연결구조'가 있다. 이는 연약지반에 대한 파일 설치작업을 보다 신속하고 간편하게 실시할 수 있도록 한 것으로, 상,하부파일을 서로 연결하기 위한 연결구조에 있어서, 상기 상부파일 하단과 하부파일의 상단에는 각각 그 내부의 강봉과 연결되게 상, 하부결합부재를 각각 설치하되, 상기 상, 하부결합부재는 파일 연결부와 결합부로 되며, 상기 파일 연결부와 결합부 사이에는 각각 다수의 보강편을 방사상으로 설치하고, 상기 상부결합부재의 결합부에는 다수의 연결봉을 설치함과 동시에 상기 하부결합부재의 결합부에는 상기 연결봉이 끼워져 걸리는 장공형태의 연결공이 형성되게 하여 상, 하부파일이 상, 하부결합부재를 개재하여 서로 연결되도록 한 것이다.

그러나 위 배경기술은 관입 깊이에 따른 파일들간의 결합 관계를 제시하고 있을 뿐 회전 관입에 대한 언급이 없다. 따라서 관입 방법은 항타에 의존할 수 밖에 없고 이럴 경우 소음이 심해져 정숙한 관입 시공을 기대하기 힘들다. 또한 구조물의 하중을 선단지지력과 주면마찰력에만 의존하므로 전체적인 지지력을 증대시키는데 한계를 갖는다.

국내 등록특허 등록번호 제10-0743159호 공보에는 '나선형 하단부를 갖는 회전 파일'이 제시되어 있다. 이는 하단이 나선형으로 형성된 몸체; 및 상면이 몸체의 하단에 용접되어 설치될 수 있도록 상기 나선과 동일하게 굴곡된 나선형 굴착날개;를 구비하고, 몸체의 상단에는 상부 파일과의 체결을 위하여 체결용 볼트가 설치되는 천공부가 형성된 플레이트가 설치되고, 천공부는 상부 파일과의 체결을 용이하게 하기 위하여 체결용 볼트가 움직일 수 있도록 장공으로 형성되며, 몸체의 측면에는 복수개의 나선형 측면부 굴착날개가 설치되고, 나선형 측면부 굴착날개는 아래에서 위로 갈수록 직경이 크도록 구성한 것이다. 따라서 특허문헌 1은 굴착날개가 몸체로부터 떨어질 우려가 없고, 파일을 지반에 관입시키는 경우에 하중을 가할 필요가 없으며, 지반의 관입 저항력으로 인한 굴착날개 또는 파일 몸체의 변형을 방지할 수 있다. 그러나 특허문헌 1은 몸체가 금속인 강재로 제작된 강관으로서 PHC파일에는 적용하기가 어렵다. 즉, 나선형 굴착날개를 PHC 파일에 설치할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 항타용 말뚝으로 사용하는 PHC파일을 회전 관입이 가능토록 하여 정숙한 관입 시공이 가능하고, 구조물의 하중 지지력이 증대되도록 한 피에이치씨 파일을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에의 바람직한 실시 예에 따른 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일의 구체적인 수단은,

내부가 비어있는 원통형으로 이루어지고 양단부의 둘레에 각기 보강밴드로 둘러싸여진 PHC파일과;

관입 깊이를 고려하여 필요한 갯수 만큼의 PHC파일이 복수개 이상 구비되어 일직선상으로 배열되고, 서로 이웃한 2개의 PHC파일의 대향하는 이음부측 보강밴드에 나선형 날개가 정착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 나선형 날개는,

0도에서부터 180도까지 나선형으로 선회되어 있는 상부 날개편을 갖는 제1날개와;

상기 상부 날개편으로부터 연속되도록 180도에서 360도까지 동일한 나선형으로 선회되어져 있는 하부 날개편을 갖는 제2날개로 분할되어져 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 제1날개와 제2날개는 서로 맞대응하여 접하는 보강밴드의 둘레를 감싸는 원통 보스를 각기 갖고, 양쪽의 원통 보스에는 접합용 플랜지가 각기 형성되고, 상호 접합용 플랜지는 볼트와 너트의 나사 결합으로 체결된 후 원통 보스가 보강밴드에 용접으로 접합되어 PHC파일에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 최전방에 위치하는 PHC파일의 선단에 선단보강 슈가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일은, 항타용으로만 가능했던 PHC파일이 나선형 날개를 가짐으로써 회전 관입으로 말뚝이 시공될 수 있다. 따라서 항타에 비해 정숙한 관입 시공을 수행할 수 있다.

또한 PHC파일의 보강밴드를 이용하여 나선형 날개를 설치함으로써 관입 깊이를 깊게 할 수 있다. 또한 회전 관입이 안정적으로 이루어질 뿐만 아니라 피에이치 파일에 나선형 날개가 복수개로 설치되어 지지력이 향상되고 구조물의 지지력이 분산되어 나선형 날개의 강도 안정성이 향상된다.

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 1a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일의 조립전 상태도.
도 1b는 도 1a에서 보강밴드가 플랫형인 경우에 적용된 피에이치씨 파일의 조립전 상태도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일의 조립된 단면도 및 요부확대도.
도 3은 본 발명에 적용되는 나선형 날개의 조립 전후를 정면도에서 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 적용되는 나선형 날개의 조립 전후를 평면도에서 나타낸 도면.

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 1a 내지 도 2에서와 같이 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일(1)은 내부가 비어있는 원통형으로 이루어지고 양단부의 둘레에 각기 보강밴드(12,12)가 둘러싸여진 PHC파일(10)이 구비된다. PHC 파일(10)에는 긴장력을 가지고 고강도 콘크리트에 매설된 강연선이 포함되어 있다.

파일의 관입 깊이를 고려하여 필요한 갯수 만큼의 PHC파일(10,10)이 복수개 이상 구비되어 일직선상으로 배열되고, 서로 이웃한 2개의 PHC파일(10,10)의 대향하는 이음부측 보강밴드(12,12)에 나선형 날개(20)가 정착되어서 구성된 것이다.

여기서 보강밴드(12)는 도 1a과 같이 마밀라(MAMILLA)형이거나 도 1b와 같이 플랫(FLAT)형이 될 수 있다. 이 외에도 보강밴드(12)는 예시된 도면 형태에 한정되는 것은 아니며 강연선과 연결되어 PHC파일(10)의 단부에 설치된 것이면 어떠한 형태의 것이라도 좋다.

나선형 날개(20)는 도 3 및 도 4와 같이 0도에서부터 180도까지 나선형으로 선회되어 있는 상부 날개편(210)을 갖는 제1날개(21)와, 상기 상부 날개편(210)으로부터 연속되도록 180도에서 360도까지 동일한 나선 각도를 가지고 나선형으로 선회되어져 있는 하부 날개편(220)을 갖는 제2날개(22)로 분할되어져 구성된다.

제1날개(21)와 제2날개(22)는 서로 맞대응하여 접하는 보강밴드(12,12)의 둘레를 감싸는 원통 보스(211,221)를 각기 갖고, 양쪽의 원통 보스(211,221)에는 접합용 플랜지(212,222)가 각기 형성되고, 상호 접합용 플랜지(212,222)는 볼트(23)와 너트(24)의 나사 결합으로 체결된 후 원통 보스(211,221)가 보강밴드(12,12)에 용접으로 접합되어 PHC파일(10,10)에 설치될 수 있다.

이때 접합용 플랜지(212,222)의 서로 마주하는 양면 중 어느 한 면에는 키이(Key)를 다른 한 면에는 키이가 끼움 결합되는 키이홈을 형성시켜 제1날개(21)와 제2날개(22)의 조립을 용이하게 할 수도 있다.

본 실시 예는 나선형 날개(20)가 2부분으로 분할되어 있으나 그 이상의 부분으로 원주상 분할하여 구성할 수도 있다. 그러나 이같이 분할 수를 증가시키면 제작 및 조립이 복잡해지므로 바람직하지 못하다.

이와 같이 구성된 피에이치씨 파일(1)의 제작 방법을 설명한다.

먼저, PHC파일(10)을 적어도 2개 이상으로 구비하여 일직선상에 배열한다. 그리고 2개의 PHC파일(10,10)을 단부를 밀착시켜 놓고 나선형 날개(20)를 설치한다. PHC파일(10,10)을 단부가 서로 밀착되면 서로간의 보강밴드(12,12)측 단면도 도 2와 같이 함께 밀착된다.

나선형 날개(20)는 분할된 제1날개(21)와 제2날개(22)로 이루어져 있으므로 이들 제1날개(21)와 제2날개(22)를 보강밴드(12,12)를 감싸도록 위치시킨다.

이때 제1날개(21)와 제2날개(22)의 원통 보스(211,221)가 각기 보강밴드(12,12)의 둘레를 밀착하여 감싸게 된다.

이 상태에서 볼트(23)를 접합용 플랜지(212,222)를 삽통시킨 후 너트(24)로 나사 체결시킨다. 따라서 제1날개(21)와 제2날개(22)는 볼트(23)를 매개로 체결되어 보강밴드(12,12)에 조임되어 밀착되어 있게 된다.

다음, 원통 보스(211,221)를 보강밴드(12,12)에 용접하여 제1날개(21)와 제2날개(22)가 PHC파일(10,10)의 이음부에 고정 설치가 된다.

이때 최전방에 위치하는 PHC파일(10)에는 주지의 선단보강 슈(30)를 적용할 수 있다. 선단보강 슈(30)는 예시된 형태에 한정되는 것은 아니다.

따라서 본 발명은 항타용으로만 가능했던 PHC파일(10)이 나선형 날개(20)를 가짐으로써 회전 관입으로 말뚝이 시공될 수 있다. 따라서 항타에 비해 매우 조용하고 정숙한 관입 시공을 수행할 수 있다.

또한 본 발명은 PHC파일(10,10)의 보강밴드(12,12)를 이용하여 나선형 날개(20)를 설치함으로써 관입 깊이를 깊게 할 수 있다. 또한 회전 관입이 안정적으로 이루어질 뿐만 아니라 피에이치 파일(1)에 나선형 날개(20)가 복수개로 설치되어 지지력이 향상되고 구조물의 지지력이 분산되어 나선형 날개(20)의 강도 안정성이 향상된다.

지금까지 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: PHC 파일
20: 나선형 날개
21: 제1날개
22: 제2날개
210: 상부 날개편
211,221: 원통 보스
212,222: 접합용 플랜지
220: 하부 날개편
30: 선단보강 슈

Claims (4)

1. 내부가 비어있는 원통형으로 이루어지고 양단부의 둘레에 각기 보강밴드(12,12)로 둘러싸여진 PHC파일(10)과;
   관입 깊이를 고려하여 필요한 갯수 만큼의 PHC파일(10,10)이 복수개 이상 구비되어 일직선상으로 배열되고, 서로 이웃한 2개의 PHC파일(10,10)의 대향하는 이음부측 보강밴드(12,12)에 장착된 나선형 날개(20)를 포함하며,
   상기 나선형 날개(20)는,
   0도에서부터 180도까지 나선형으로 선회되어 있는 상부 날개편(210)을 갖는 제1날개(21)와; 상기 상부 날개편(210)으로부터 연속되도록 180도에서 360도까지 동일한 나선형으로 선회되어져 있는 하부 날개편(220)을 갖는 제2날개(22)로 분할되어져 구성되고,
   상기 제1날개(21)와 제2날개(22)는,
   서로 맞대응하여 접하는 보강밴드(12,12)의 둘레를 감싸는 원통 보스(211,221)를 각기 갖고, 양쪽의 원통 보스(211,221)에는 접합용 플랜지(212,222)가 각기 형성되고, 상호 접합용 플랜지(212,222)는 볼트(23)와 너트(24)의 나사 결합으로 체결된 후 원통 보스(211,221)가 보강밴드(12,12)에 용접으로 접합되어 PHC파일(10,10)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   최전방에 위치하는 PHC파일(10)의 선단에 선단보강 슈(30)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 회전 관입이 가능한 피에이치씨 파일.

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