KR101436846B1

KR101436846B1 - 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조

Info

Publication number: KR101436846B1
Application number: KR1020140014912A
Authority: KR
Inventors: 이길환
Original assignee: 주식회사 길건축사사무소
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2014-09-04

Abstract

본 발명은 일정 길이를 갖고, 외주에 제 1나사산(S1)이 형성되는 파일 몸체와, 상기 파일 몸체의 하단에 형성되며, 끝단이 뾰족하게 형성되는 슈를 갖는 파일부와; 상기 파일 몸체의 상단과 연결되고, 상기 파일 몸체를 회전시켜, 상기 파일부를 지면으로부터 지중의 설정된 위치까지 순차적으로 삽입시키되, 상기 제 1나사산이 상기 지중에서 스크류 결합되도록 삽입시키는 회전부와; 상기 슈에 설치되며, 상기 파일부가 상기 지중의 설정된 위치까지 삽입되면, 상기 슈를 에워싸는 지중으로 상기 슈로부터 방사상으로 돌출되어 상기 지중에 고정되는 고정부를 포함하는 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조를 제공한다.

Description

부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조{PHC PILE STRUCTURE HAVING AN ANCHOR FOR PREVENTING BUOYANCY}

본 발명은 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조에 관한 것이다.

일반적으로, 전형적으로 기존의 지지말뚝을 이용하여 구조물을 지지하는 방법은 현장콘크리트 타설, 기성 콘크리트, 강관 등의 지지말뚝을 사용하였고, 그 선단지지력과 주면마찰력을 이용하여 구조물을 지지하는 방법이었다.

이와 같이 지지말뚝의 선단지지력을 이용하여 각종 구조물을 지지하는 것이 일반적이고, 연약지반의 경우에는 그 지지말뚝의 길이가 연약지반의 깊이만큼이나 길어져야 충분한 선단지지력이 발생하게 되었다.

각종 구조물의 하부기초 시공법에는 그 설치심도에 따라 얕은 기초(독립푸팅, 복합푸팅, 캔틸레버식 푸팅, 연속푸팅, 전면 기초 등)와, 깊은 기초(말뚝, 우물통, 케이슨 등)로 분류되고, 각 공법에 따라 다양한 형태의 시공법이 제안되어 적용되고 있으며, 지지말뚝으로서는 나무를 사용하는 나무말뚝, 강관 또는 H-형강 등의 강재말뚝, 공장에서 미리 제작하여 운반시공하는 기성콘크리트말뚝(RC, 피에이치씨 말뚝 등), 현장에서 타설하는 말뚝 등 다양하고, 지반 조건이나 요구되는 지지말뚝의 직경 등에 따라 시공법을 달리 하는 것이 일반적이다.

상기와 같이 다양한 공법에 사용되는 다양한 형태의 지지말뚝은 상부에 축조될 구조물의 하중을 충분히 지지하는 기능을 하게 되는데, 상기의 어떠한 공법에서도 지지말뚝이 하부의 견고한 지반에 의한 선단지지력을 이용하게 된다.

그러나 깊은 연약지반상에 구조물을 건설하고자 하는 경우에, 현재까지의 지지방식으로는 심도 깊은 곳의 견고한 지반에 지지말뚝이 다다르도록 하기 위하여 많은 갯수의 지지말뚝을 연결하여 길게 연장시켜야 하기 때문에 시공성이나 경제적인측면에서 하부기초 부분의 부담이 커서 어려움이 많았다.

그러나, 상기와 같은 지지 말뚝을 사용하여 연약지반, 해안 매립지 및 지하수 층이 상층에 형성되는 지반 상에 건축물을 축조 하는 경우, 상기와 같은 지반이 유동적인 특성에 의하여 지지 말뚝이 부력 상승되는 문제점이 있다.

이로 인하여, 상기 지반 상에 축조된 건축물이 일측으로 뒤틀어져 붕괴되는 문제점을 야기한다.

본 발명의 목적은, 연약 지반 및 지하수 층이 상층에 위치되는 지반에서의 말뚝 시공시, 선단에 슈가 장착된 파일을 일정 깊이로 지중에 스큐류 결합되도록 삽입하여 일차적으로 지지 시공을 하고, 슈로부터 방사되는 방향을 따라 슈 인근의 지중에 스크류 결합되도록 돌출되는 앵커인 다수의 고정 부재를 사용하여 지중에서의 마찰력을 증가시켜 파일부가 수직 상승되어 건축물이 붕괴는 문제를 해결할 수 있는 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조를 제공함에 있다.

바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 일정 길이를 갖고, 외주에 제 1나사산(S1)이 형성되는 파일 몸체와, 상기 파일 몸체의 하단에 형성되며, 끝단이 뾰족하게 형성되는 슈를 갖는 파일부와; 상기 파일 몸체의 상단과 연결되고, 상기 파일 몸체를 회전시켜, 상기 파일부를 지면으로부터 지중의 설정된 위치까지 순차적으로 삽입시키되, 상기 제 1나사산이 상기 지중에서 스크류 결합되도록 삽입시키는 회전부와; 상기 슈에 설치되며, 상기 파일부가 상기 지중의 설정된 위치까지 삽입되면, 상기 슈를 에워싸는 지중으로 상기 슈로부터 방사상으로 돌출되어 상기 지중에 고정되는 고정부를 포함하는 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조를 제공한다.

상기 회전부는, 회전축을 갖는 모터부와, 상기 모터부의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다.

상기 회전축은 상기 파일 몸체의 상단에 연결되어, 상기 파일 몸체를 회전시킨다.

상기 고정부는, 다수의 고정 부재와, 상기 다수의 고정 부재를 상기 슈 인근의 지중으로 졸출시키는 다수의 회전모터를 구비한다.

상기 슈에는 방사 방향을 따라 다수의 돌출홀이 형성되고, 상기 다수의 고정 부재 각각은, 상기 다수의 돌출홀 각각에 삽입 및 돌출 가능하도록 설치된다.

상기 다수의 회전 모터는 상기 슈에 내장 설치되고, 상기 제어부는 상기 다수의 회전 모터를 구동시켜, 상기 다수의 고정 부재를 돌출시켜, 상기 슈 인근의 지중에 삽입 고정되도록 한다.

상기 다수의 고정 부재와 상기 다수의 돌출홀 각각은 스크류 결합되고, 상기 슈와 상기 파일 몸체는 보조 회전축을 통해 연결된다.

상기 보조 회전축은 보조 모터와 연결되어 상기 보조 모터의 회전 구동에 의해 회전되고, 상기 다수의 고정 부재 각각은 단부에는, 압력을 측정하고, 측정한 압력을 상기 제어부로 전송하는 로드셀이 설치된다.

상기 제어부는 돌출되는 상기 다수의 고정 부재 각각의 로드셀로부터 전송된 압력들이 설정된 오차 범위에 포함되도록 상기 보조 모터를 구동을 통해 상기 보조 회전축을 회전시켜 상기 슈의 회전 위치를 조절한다.

상기 파일 몸체에는 중공 형상의 중공홀이 형성되고, 상기 중공홀의 내벽에는 제 2나사산이 형성되고, 상기 중공홀에는 작동 로드가 상기 제 2나사산과 스크류 결합되어 순차적으로 삽입된다.

상기 슈 인근의 상기 중공홀 내벽에는, 다수의 근접 센서가 설치된다.

상기 다수의 근접 센서는 상기 중공홀에 삽입되는 상기 작동 로드의 근접 여부를 측정하고, 근접 여부에 대한 신호를 상기 제어부로 전송한다.

상기 제어부는, 상기 다수의 근접 센서로부터 상기 작동 로드가 근접됨에 대한 신호를 받으면, 상기 회전 모터를 구동시킨다.

상기 슈는, 서로 절개되어 상하를 따라 벌어지도록 형성되고, 상단이 상기 보조 회전축에 힌지단을 통해 연결되는 다수의 단위 슈와, 상기 힌지단에 연결되고, 상기 다수의 단위 슈를 상하를 따라 회전시키는 상하 회전 모터를 구비한다.

본 발명은, 연약 지반 및 지하수 층이 상층에 위치되는 지반에서의 말뚝 시공시, 선단에 슈가 장착된 파일을 일정 깊이로 지중에 스큐류 결합되도록 삽입하여 일차적으로 지지 시공을 하고, 슈로부터 방사되는 방향을 따라 슈 인근의 지중에 스크류 결합되도록 돌출되는 앵커인 다수의 고정 부재를 사용하여 지중에서의 마찰력을 증가시켜 파일부가 수직 상승되어 건축물이 붕괴는 문제를 해결할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따르는 고정 부재들이 방사상으로 배치되는 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 고정부를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 슈의 다른 예를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조를 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조 하면, 본 발명은 일정 길이를 갖고, 외주에 제 1나사산(S1)이 형성되는 파일 몸체(110)와, 상기 파일 몸체(110)의 하단에 형성되며, 끝단이 뾰족하게 형성되는 슈(120)를 갖는 파일부(100)와, 상기 파일 몸체(110)의 상단과 연결되고, 상기 파일 몸체(110)를 회전시켜, 상기 파일부(100)를 지면으로부터 지중의 설정된 위치까지 순차적으로 삽입시키되, 상기 제 1나사산(S1)이 상기 지중에서 스크류 결합되도록 삽입시키는 회전부(200)와, 상기 슈(120)에 설치되며, 상기 파일부(100)가 상기 지중의 설정된 위치까지 삽입되면, 상기 슈(120)를 에워싸는 지중으로 상기 슈(120)로부터 방사상으로 돌출되어 상기 지중에 고정되는 고정부(300)로 구성된다.

상기 회전부(200)는, 회전축(211)을 갖는 모터부(210)와, 상기 모터부(210)의 구동을 제어하는 제어부(230)로 구성된다.

상기 회전축(211)은 상기 파일 몸체(110)의 상단에 연결되어, 상기 파일 몸체(110)를 회전시킨다.

상기 고정부(300)는, 다수의 고정 부재(310)와, 상기 다수의 고정 부재(310)를 상기 슈(120) 인근의 지중으로 돌출시키는 다수의 회전모터(320)로 구성된다.

상기 슈(120)에는 방사 방향을 따라 다수의 돌출홀(121)이 형성되고, 상기 다수의 고정 부재(310) 각각은, 상기 다수의 돌출홀(121) 각각에 삽입 및 돌출 가능하도록 설치된다.

상기 다수의 회전 모터(320)는 상기 슈(120)에 내장 설치된다.

상기 제어부(230)는 상기 다수의 회전 모터(320)를 구동시켜, 상기 다수의 고정 부재(310)를 돌출시켜, 상기 슈(120) 인근의 지중에 스크류 결합되도록 삽입 고정되도록 한다.

상기 다수의 고정 부재와(310) 상기 다수의 돌출홀(121) 각각은 스크류 결합되고, 상기 슈(310)와 상기 파일 몸체(110)는 보조 회전축(410)을 통해 연결된다.

상기 보조 회전축(410)은 보조 모터(400)와 연결되어 상기 보조 모터(400)의 회전 구동에 의해 회전되고, 상기 다수의 고정 부재(310) 각각은 단부에는, 압력을 측정하고, 측정한 압력을 상기 제어부(230)로 전송하는 로드셀(430)이 설치된다.

상기 제어부(230)는 돌출되는 상기 다수의 고정 부재(310) 각각의 로드셀(430)로부터 전송된 압력들이 설정된 오차 범위에 포함되도록 상기 보조 모터(400)를 구동을 통해 상기 보조 회전축(410)을 회전시켜 상기 슈(120)의 회전 위치를 조절한다.

상기 파일 몸체(110)에는 중공 형상의 중공홀(111)이 형성되고, 상기 중공홀(111)의 내벽에는 제 2나사산(S2)이 형성되고, 상기 중공홀(111)에는 작동 로드(500)가 상기 제 2나사산(S2)과 스크류 결합되어 순차적으로 삽입된다.

상기 슈(120) 인근의 상기 중공홀(111) 내벽에는, 다수의 근접 센서(510)가 설치된다.

상기 다수의 근접 센서(510)는 상기 중공홀(111)에 삽입되는 상기 작동 로드(500)의 근접 여부를 측정하고, 근접 여부에 대한 신호를 상기 제어부(230)로 전송한다.

상기 제어부(230)는 상기 다수의 근접 센서(510)로부터 상기 작동 로드(500)가 근접됨에 대한 신호를 받으면, 상기 회전 모터(320)를 구동시킨다.

상기 슈(120)는, 서로 절개되어 상하를 따라 벌어지도록 형성되고, 상단이 상기 보조 회전축(410)에 힌지단(H)을 통해 연결되는 다수의 단위 슈(120a)와, 상기 힌지단(H)에 연결되고, 상기 다수의 단위 슈(120a)를 상하를 따라 회전시키는 상하 회전 모터(122)를 구비한다.

상기 구성을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는, 연약 지반 및 지하수 층이 상층에 위치되는 지반에서의 말뚝 시공시, 선단에 슈가 장착된 파일을 일정 깊이로 지중에 스큐류 결합되도록 삽입하여 일차적으로 지지 시공을 하고, 슈로부터 방사되는 방향을 따라 슈 인근의 지중에 스크류 결합되도록 돌출되는 앵커인 다수의 고정 부재를 사용하여 지중에서의 마찰력을 증가시켜 파일부가 수직 상승되어 건축물이 붕괴는 문제를 해결할 수 있다.

이상, 본 발명의 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조에 관한 구체적인 실시예들에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 파일부
110 : 파일 몸체
111 : 중공홀
120 : 슈
120a : 단위슈
121 : 돌출홀
122 : 상하 회전모터
200 : 회전부
210 : 모터부
211 : 회전축
230 : 제어부
300 : 고정부
310 : 고정 부재
320 : 회전 모터
400 : 보조 모터
410 : 보조 회전축
430 : 로드셀
500 : 작동 로드
510 : 근접 센서

Claims

일정 길이를 갖고, 외주에 제 1나사산이 형성되는 파일 몸체와, 상기 파일 몸체의 하단에 형성되며, 끝단이 뾰족하게 형성되는 슈를 갖는 파일부;
상기 파일 몸체의 상단과 연결되고, 상기 파일 몸체를 회전시켜, 상기 파일부를 지면으로부터 지중의 설정된 위치까지 순차적으로 삽입시키되, 상기 제 1나사산이 상기 지중에서 스크류 결합되도록 삽입시키는 회전부;
상기 슈에 설치되며, 상기 파일부가 상기 지중의 설정된 위치까지 삽입되면, 상기 슈를 에워싸는 지중으로 상기 슈로부터 방사상으로 돌출되어 상기 지중에 고정되는 고정부를 포함하고,
상기 회전부는,
회전축을 갖는 모터부와, 상기 모터부의 구동을 제어하는 제어부를 구비하되,
상기 회전축은 상기 파일 몸체의 상단에 연결되어, 상기 파일 몸체를 회전시키고,
상기 고정부는,
다수의 고정 부재와, 상기 다수의 고정 부재를 상기 슈 인근의 지중으로 졸출시키는 다수의 회전모터를 구비하되,
상기 슈에는 방사 방향을 따라 다수의 돌출홀이 형성되고,
상기 다수의 고정 부재 각각은, 상기 다수의 돌출홀 각각에 삽입 및 돌출 가능하도록 설치되고,
상기 다수의 회전 모터는 상기 슈에 내장 설치되고,
상기 제어부는, 상기 다수의 회전 모터를 구동시켜, 상기 다수의 고정 부재를 돌출시켜, 상기 슈 인근의 지중에 삽입 고정되도록 하고,
상기 다수의 고정 부재와 상기 다수의 돌출홀 각각은 스크류 결합되고,
상기 슈와 상기 파일 몸체는 보조 회전축을 통해 연결되고,
상기 보조 회전축은 보조 모터와 연결되어 상기 보조 모터의 회전 구동에 의해 회전되고,
상기 다수의 고정 부재 각각은 단부에는, 압력을 측정하고, 측정한 압력을 상기 제어부로 전송하는 로드셀이 설치되고,
상기 제어부는 돌출되는 상기 다수의 고정 부재 각각의 로드셀로부터 전송된 압력들이 설정된 오차 범위에 포함되도록 상기 보조 모터를 구동을 통해 상기 보조 회전축을 회전시켜 상기 슈의 회전 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 파일 몸체에는 중공 형상의 중공홀이 형성되고, 상기 중공홀의 내벽에는 제 2나사산이 형성되고,
상기 중공홀에는 작동 로드가 상기 제 2나사산과 스크류 결합되어 순차적으로 삽입되고,
상기 슈 인근의 상기 중공홀 내벽에는, 다수의 근접 센서가 설치되고,
상기 다수의 근접 센서는 상기 중공홀에 삽입되는 상기 작동 로드의 근접 여부를 측정하고, 근접 여부에 대한 신호를 상기 제어부로 전송하고,
상기 제어부는, 상기 다수의 근접 센서로부터 상기 작동 로드가 근접됨에 대한 신호를 받으면, 상기 회전 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조.
청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 3항에 있어서,
상기 슈는,
서로 절개되어 상하를 따라 벌어지도록 형성되고, 상단이 상기 보조 회전축에 힌지단을 통해 연결되는 다수의 단위 슈와,
상기 힌지단에 연결되고, 상기 다수의 단위 슈를 상하를 따라 회전시키는 상하 회전 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 부력방지앵커를 구비한 피에이치씨 말뚝구조.