KR101423613B1 - 지지력 보강부 및 이를 구비한 파일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지반에 대한 지지력에 증대시킬 수 있는 지지력 보강부를 구비한 파일에 관한 것으로, 소정의 길이를 갖도록 형성되어 지반에 관입되는 파일과; 상기 지반에 대한 상기 파일의 지지력을 증가시킬 수 있도록 상기 파일의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 지반과의 접촉면적을 확장시키도록 상기 파일의 외주면에 구비되는 지지력 보강부를; 포함하여 구성됨으로써, 파일의 길이를 확장시키기 위하여 파일을 상호 연결시에 커플러의 역할을 수행함과 동시에 파일 각각의 지지력을 증가시켜 설치해야 할 파일의 전체적인 개수를 줄일 수 있도록 함으로써 공사 비용을 줄이고 공사 기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

지지력 보강부 및 이를 구비한 파일{BEARING POWER REINFORCEMENT PART AND PILE HAVING BEARING POWER REINFORCEMENT PART}
본 발명은 파일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 지지력을 증대시킬 수 있는 지지력 보강부를 구비한 파일에 관한 것이다.
파일(Pile)이란 상부 구조물의 하중을 지반에 전달하기 위하여 시공되는 기초구조물로서, 압축력만이 작용한다는 전제하에 압축부재로서 설계되는 것이 일반적이다.
그러나, 파일이라 하더라도 연약지반에서 부등침하가 발생하는 경우와 같이, 경우에 따라서는 인장력(부력)에 대하여 저항하는 인장부재(부력 앵커)로서의 역할을 담당해야 한다.
그런데, 종래의 파일은 이와 같이 인장부재로서 역할을 하는 경우에 관한 구조가 개발되어 있지 않아 문제로 지적되어 왔으며, 파일 하나의 지지력이 작아서 많은 개수의 파일을 설치해야 하므로 공사에 소요되는 비용과 시간이 증가한다는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 파일의 길이를 확장시키기 위하여 파일을 상호 연결시에 커플러의 역할을 수행함과 동시에 파일 각각의 지지력을 증가시켜 설치해야 할 파일의 전체적인 개수를 줄일 수 있도록 함으로써 공사 비용을 줄이고 공사 기간을 단축시킬 수 있는 지지력 보강부를 구비한 파일을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 지지력 보강부를 구비한 파일은, 소정의 길이를 갖도록 형성되어 지반에 관입되는 파일과; 상기 지반에 대한 상기 파일의 지지력을 증가시킬 수 있도록 상기 파일의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 지반과의 접촉면적을 확장시키도록 상기 파일의 외주면에 구비되는 지지력 보강부를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 지지력 보강부는 상기 파일의 외주면을 따라 굴곡지게 형성되어 상기 파일의 외주면을 감싸는 환형의 고리부재와, 상기 고리부재의 외주면 일측에 상기 고리부재의 직경 방향을 따라 연장 형성되어 고정 결합되는 날개부재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 날개부재는 상기 고리부재의 둘레 방향을 따라 복수의 개소에 상호 대향되게 구비될 수 있다.
아울러, 상기 날개부재의 상면은 하향 경사지게 형성되고, 하면은 상향 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 날개부재는 상기 고리부재의 외주면에 상기 파일과 꼬인 위치를 이루도록 상기 지반의 평탄면에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
또한, 상기 고리부재는 그 직경 방향을 따라 분리가능하게 구비되며, 상기 고리부재의 판면 일측에는 상기 고리부재를 상기 파일의 외면에 고정하기 위한 볼트가 체결되는 볼트공이 관통 형성될 수 있다.
아울러, 상기 지지력 보강부는 중심에 상기 파일이 삽입되는 삽입공이 형성되고 상기 파일의 높이 방향을 따라 점진적으로 직경이 확장되도록 그 외주면이 경사지게 형성된 원뿔대 부재와, 상기 원뿔대 부재의 내주면에 형성되어 상기 원뿔대 부재가 상기 파일의 외주면에 고정되도록 상기 원뿔대 부재를 지지하는 지지부재로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 원뿔대 부재는 가장 긴 반경으로 형성된 단부가 상호 접촉된 상태로 상기 파일의 외주면에 한 쌍으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 지지력 보강부는 일정한 내부공간을 구비하고 상기 파일이 삽입되도록 그 상면과 하면이 개구 형성되며, 그 중앙 영역에 직경이 확장되게 형성된 확장부를 구비될 수 있다.
아울러, 상기 확장부의 상면은 하향 경사지게 형성되고, 상기 확장부의 하면은 상향 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 지지력 보강부의 일측에는 상기 지지력 보강부를 상기 파일에 결합시키는 볼트가 체결되는 볼트체결공이 구비될 수 있다.
또한, 상기 지지력 보강부를 상기 파일의 외주면에 결합시킬 수 있도록 상기 지지력 보강부의 내주면과 상기 지지력 보강부의 내주면과 접촉되는 상기 파일의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
아울러, 상기 지지력 보강부를 상기 파일의 외주면에 고정 결합시킬 수 있도록 상기 지지력 보강부의 상면과 하면은 상기 파일의 외주면과 용접 결합될 수 있다.
그리고, 상기 확장부의 일측에는 그라우팅액을 상기 파일 내부로 주입할 수 있는 그라우팅공이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지력 보강부는 상기 파일의 높이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 상기 파일 외주면의 복수의 개소에 각각 구비될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 지지력 보강부를 구비한 파일은 파일의 길이를 확장시키기 위하여 파일을 상호 연결시에 커플러의 역할을 수행함과 동시에 파일 각각의 지지력을 증가시켜 설치해야 할 파일의 전체적인 개수를 줄일 수 있도록 함으로써 공사 비용을 줄이고 공사 기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이고,
도 2는 도 1의 지지력 보강부의 구조를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 1의 지지력 보강부를 구비한 파일을 내려다본 구조를 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이며,
도 5는 도 4의 지지력 보강부의 구조를 도시한 사시도이고,
도 6은 지지력 보강부를 구비한 파일을 내려다본 구조를 도시한 평면도이며,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 사시도이고,
도 8은 도 7의 지지력 보강부를 구비한 파일을 측면에서 바라본 구조를 도시한 측면도이며,
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이고,
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이며,
도 11은 도 10의 지지력 보강부를 구비한 파일을 내려다본 구조를 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 지지력 보강부의 구조를 도시한 사시도이며,도 3은 도 1의 지지력 보강부를 구비한 파일을 내려다본 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이며, 도 5는 도 4의 지지력 보강부의 구조를 도시한 사시도이고, 도 6은 지지력 보강부를 구비한 파일을 내려다본 구조를 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 지지력 보강부를 구비한 파일을 측면에서 바라본 구조를 도시한 측면도이며, 도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이고, 도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일의 구조를 도시한 측면도이며, 도 11은 도 10의 지지력 보강부를 구비한 파일을 내려다본 구조를 도시한 평면도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지력 보강부를 구비한 파일은, 소정의 길이를 갖도록 형성되어 지반에 관입되는 파일(100)과, 상기 지반에 대한 파일(100)의 지지력을 증가시킬 수 있도록 파일(100)의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 지반과의 접촉면적을 확장시키도록 파일(100)의 외주면에 구비되는 지지력 보강부(200)를 포함하여 구성되어 있다.
파일(100)은 지반에 관입되어 상기 지반의 상측에 건설되는 구조물을 지지하기 위한 소정의 길이를 갖는 관상의 부재로서, 그 중심에는 중공(110)이 관통 형성되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 파일(100)의 외주면에 구비된 지지력 보강부(200)는 파일(100)의 외주면을 따라 굴곡지게 형성되어 파일(100)의 외주면을 감싸는 환형의 고리부재(210)와, 고리부재(210)의 외주면 일측에 고리부재(210)의 직경 방향을 따라 연장 형성되어 고정 결합되는 날개부재(220)로 이루어질 수 있다.
파일(100)과, 파일(100)의 외주면에 구비되는 지지력 보강부(200) 사이의 결합은 용접에 의하여 상호 접합되도록 할 수도 있고, 지지력 보강부(200)의 일측에 볼트공(211)을 관통 형성한 후에 볼트공에 볼트를 체결하여 결합이 이루어지도록 할 수도 있다.
날개부재(220)는 파일(100)이 관입된 상태에서 지면과의 접촉면접을 늘여서 파일(100)의 지지력을 향상시키기 위한 부재로서 고리부재(210)의 직경 방향을 따라 외측으로 연장 형성되는 판상의 부재이다.
날개부재(220)는 지지력을 향상시킬뿐만 아니라, 상기 지지력이 균일하게 분포되도록 하여 상측에 놓여지는 구조물을 안정하게 지지할 수 있도록 고리부재(210)의 둘레 방향을 따라 복수의 개소에 상호 대향되게 구비되는 것이 효과적이다.
그리고, 날개부재(220)의 상면은 하향 경사지게 형성되고, 하면은 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 일반적으로 파일에 압축력이 작용하는 경우에 날개부재(220)의 상면에 가해지는 압축저항을 크게 하고 부등침하와 같이 특수한 상황에서 파일에 인장력이 작용하는 경우에 날개부재(220)의 하면에 가해지는 인장저항을 크게 하여 결과적으로 파일(100)의 지지력을 향상시키기 위함이다.
또한, 상술한 바와 동일한 효과를 유발할 수 있도록 하는 다른 방법은 도 4내지 도 6에 도시한 바와 같이, 날개부재(200)가 고리부재(210)의 외주면에 파일(100)과 꼬인 위치를 이루도록 상기 지반의 평탄면에 대하여 경사지게 배치되게 할 수도 있다.
다만, 상술한 바와 같이 날개부재(220)가 고리부재(210)의 외주면에 경사지게 배치되는 경우에는 그 경사의 방향이 모두 동일한 방향으로 경사지게 배치되어야 하며, 이는 인장저항이나 혹은 압축저항이 발생시에 그 힘이 균일하게 분산되도록 하여 날개부재(220)에 비틀림 응력이 발생되지 않도록 하기 위함이다.
이러한 날개부재(220)는 파일(100)의 지지력을 더 향상시킬 수 있도록 파일(100)의 높이 방향을 따라 소정 간격 이격되도록 파일(100)의 외주면에 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 고리부재(210)는 파일(100)의 외주면에 고리부재(210)를 용이하게 결합시킬 수 있도록 그 직경 방향을 따라 이분되도록 구성될 수도 있으며, 이러한 경우에는 체결력을 높일 수 있도록 볼트공(211)이 이분된 고리부재(210)에 상호 대향하도록 구비되어야 할 것이다.
도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 지지력 보강부(300)는 중심에 파일(100)이 삽입되는 삽입공(311)이 형성되고 상기 파일의 높이 방향을 따라 점진적으로 직경이 확장되도록 그 외주면이 경사지게 형성된 원뿔대 부재(310)와, 원뿔대 부재(310)의 내주면에 형성되어 원뿔대 부재(310)가 파일(100)의 외주면에 고정되도록 원뿔대 부재(310)를 지지하는 지지부재(320)로 이루어질 수 있다.
원뿔대 부재(310)도 본 발명의 제1실시예와 제2실시예의 고리부재(210)와 마찬가지로 파일(100)의 지지력을 높일 수 있도록 파일(100)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격되는 위치에 복수로 구비될 수 있다.
그리고, 원뿔대 부재(310)의 내주면에 구비되어 원뿔대 부재(310)를 파일(100)에 고정하여 지지하는 지지부재(320)는 판형으로 형성된 부재로서 상호 대향하도록 복수로 구비되어 파일(100)과 용접에 의하여 접합된다.
원뿔대 부재(310)는 일반적으로 파일에 압축력이 작용하는 경우에 지반에 파일(100)을 관입시에는 그 측면이 상향 경사지게 배치하고, 부등침하와 같이 특수한 상황에서 파일에 인장력이 작용하는 경우에 지반에 파일(100)을 관입시에는 그 측면이 하향 경사지도록 배치하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 압축저항이나 인장저항이 모두 발생할 수 있는 지반에는 도 9에 도시한 바와 같이, 원뿔대 부재(310)의 가장 긴 반경으로 형성된 단부가 상호 접촉된 상태로 파일(100)의 외주면에 한 쌍으로 구비할 수도 있음은 물론이다.
이러한 경우에는 원뿔대 부재(310)사이의 접합력을 높일 수 있도록 상호 접촉되는 원뿔대 부재(310)의 가장 긴 반경의 둘레 방향을 따라서 용접 작업을 별도로 수행하는 것이 효과적이다.
도 10과 도 11에 도시한 바와 같이, 지지력 보강부(400)는 일정한 내부공간(410)을 구비하고 파일(100)이 삽입되도록 그 상면과 하면이 개구 형성되며, 그 중앙 영역에 직경이 확장되게 형성된 확장부(420)를 구비하도록 형성할 수도 있다.
여기서, 압축저항과 인장저항에 대한 저항력을 높여서 파일(100)의 지지력을 향상시킬 수 있도록 확장부(420)의 상면은 하향 경사지게 형성되고, 확장부(420)의 하면은 상향 경사지게 형성되는 것이 효과적이다.
지지력 보강부(400)를 파일(100)의 외주면에 결합시키는 방법은 간단하게는용접에 의하여 결합시킬 수도 있고, 지지력 보강부(400)의 일측에는 지지력 보강부(400)를 파일(100)에 결합시키는 볼트가 체결되는 볼트체결공(430)를 별도로 구비하여 볼트에 의하여 결합시킬 수 있다.
또 다른 방법은, 지지력 보강부(400)의 내주면과, 지지력 보강부(400)의 내주면과 접촉되는 파일(100)의 외주면에는 각각 나사산을 형성하여 지지력 보강부(400)와 파일(100)이 결합되도록 할 수도 있다.
확장부(420)의 일측에는 그라우트를 파일(100)과 천공홀 사이의 영역에 주입시에 그라우트 주입관을 삽입하여 설치할 수 있는 주입관 삽입공(421)이 관통 형성되어 있다.
상술한 바와 같이, 지지력 보강부(200, 400)는 압축저항과 인장저항을 높여서 파일(100)의 지지력을 향상시키는 역할뿐만 아니라, 파일(100)과 파일(100)을 연결하는 이음부재로도 사용할 수 있음은 물론이며, 이러한 목적을 위하여 파일(100)과는 별도로 제작되어 공급될 수 있음은 물론이다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 파일 110 : 중공
200, 300, 400 : 지지력 보강부 210 : 고리부재
211 : 볼트공 220 : 날개부재
310 : 원뿔대 부재 311 : 삽입공
320 : 지지부재 410 : 내부공간
420 : 확장부 421 : 주입관 삽입공
430 : 볼트체결공

Claims (16)

  1. 소정의 길이를 갖도록 형성되어 지반에 관입되는 파일과;
    상기 지반에 대한 상기 파일의 지지력을 증가시킬 수 있도록 상기 파일의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 지반과의 접촉면적을 확장시키도록 상기 파일의 외주면에 구비되는 지지력 보강부를; 포함하며,
    상기 지지력 보강부는 일정한 내부공간을 구비하고 상기 파일이 삽입되도록 그 상면과 하면이 개구 형성되고, 그 중앙 영역에 직경이 확장되게 형성된 확장부를 구비하며, 상기 지지력 보강부를 상기 파일의 외주면에 결합시킬 수 있도록 상기 지지력 보강부의 내주면과 상기 지지력 보강부의 내주면과 접촉되는 상기 파일의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 확장부의 일측에는 그라우트를 상기 파일과 상기 지반에 형성된 천공홀 사이의 영역에 주입시에 그라우트 주입관을 삽입하여 설치할 수 있는 주입관 삽입공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강부를 구비한 파일.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 확장부의 상면은 하향 경사지게 형성되고, 상기 확장부의 하면은 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강부를 구비한 파일.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지력 보강부의 일측에는 상기 지지력 보강부를 상기 파일에 결합시키는 볼트가 체결되는 볼트체결공이 구비된 것을 특징으로 하는 지지력 보강부를 구비한 파일.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 확장부의 일측에는 그라우팅액을 상기 파일 내부로 주입할 수 있는 그라우팅공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강부를 구비한 파일.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지지력 보강부는 상기 파일의 높이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 상기 파일 외주면의 복수의 개소에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 지지력 보강부를 구비한 파일.
  16. 지반에 관입되는 파일의 지반에 대한 지지력을 증가시킬 수 있도록 상기 파일의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 상기 지반과의 접촉면적을 확장시키도록 상기 파일의 외주면에 구비되는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11, 14, 15항 중 어느 한 항에 따른 지지력 보강부.
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