KR101465480B1 - 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법 - Google Patents

프리스트레스트 강합성 파일 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강관의 외부에 콘크리트를 합성시켜 부식의 위험성을 방지하고, 콘크리트에 프리텐션이형PS강재, 유지관리용 이형PS강재, 포스트텐션용 이형PS강재를 이용하여 프리스트레스를 도입하여 휨성능 및 내구성을 향상시키고, 특히 인장구간과 압축구간으로 나누어 강합성 파일을 설치하여, 경제적이고 합리적인 단면을 구성한 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관과; 상기 강관의 외주면에 용접 설치되는 전단연결재와; 상기 강관의 외주면에 고정 설치되는 철근과; 상기 강관의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재와; 상기 강관의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일을 제작하는 단계; 상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일을 현장에 운반하는 단계; 지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일을 항타 삽입하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

프리스트레스트 강합성 파일 시공방법{Prestressed Steel and Concrete Composite pile construction methods}
본 발명은 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법에 관한 것으로, 특히 강관과 콘크리트를 합성하여 원형 파일을 제작하되, 이에 프리스트레스 긴장력을 도입하여 휨 성능을 극대화시켜 제작하고, 이를 푼툰지지 파일, 부잔교, 잔교, 교대, 교각 및 안벽 등에 시공하는 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 파일은 콘크리트만으로 구성된 원심력 철근콘크리트 파일(RC, Centrifugal Reinforced Concrete Pile)과 콘크리트 내부에 PC 강봉이 삽입된 프리텐션 원심력 프리스트레스 콘크리트 파일(PC, Prestressed Concrete Pile)과 프리텐션 원심력 고강도 프리스트레스트 콘크리트 파일(PHC, Prestressed Spun High Strength Concrete Pile)이 있으며, 그리고 강관 내부에 콘크리트를 충전한 강관합성 파일(SC, Steel Concrete Pile)과 강관파일(S, Steel Pile) 등이 있다.
상기한 파일들 중에서 강관합성 파일은 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 강관(1)의 내부에 콘크리트(2)를 충전하여 원심력으로 성형하여 양생시켜 강관과 콘크리트가 일체로 되어 하중을 지지하기 때문에 콘크리트 파일의 내력증대 및 단점이 보완되어 많이 사용되고 있다.
그러나 상기한 강관합성 파일은 외주면에 기성강관 파일을 사용하므로 부식의 우려가 있으며, 상대적으로 두께가 6㎜ 이상인 두꺼운 강관을 사용하므로 비경제적이며, 그리고 파일 내부의 콘크리트는 별도의 보강철망 및 PC강봉의 보강이 없이 단순히 콘크리트만 채워 성형하므로 상대적으로 내부의 콘크리트의 강성이 취약하며, 기성원형강관을 사용하므로 내부 콘크리트와 강관의 접착부가 이탈될 우려가 있으며 상대적으로 고가인 문제가 있다.
이에, 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 공개특허 제10-2006-0120786호 말뚝 외주면에 인장재가 보강된 프리스트레스 말뚝 및 그 제조방법이 제안되었다.
상기한 종래의 말뚝 외주면에 인장재가 보강된 프리스트레스 말뚝은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 인장재와 콘크리트를 합성한 말뚝에 있어서, 상기 인장재(1)는 그 외주면에 말뚝 길이방향으로 굴곡 파형이 형성되고, 그 인장재(1)의 내부에는 말뚝 길이방향으로 관통된 구멍이 형성된 콘크리트(2)로 충전되고, 상기 콘크리트(2)의 내부에는 철근(6)에 의해 배근된 인장력을 가한 PC강봉(3)이 일정한 간격의 원형 배열로 정착된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 말뚝 외주면에 보강된 프리스트레스 말뚝은 외주면이 강관으로 구성됨으로써, 부식의 위험이 있는 지역의 시공시 별도의 부식방지시설인 전기방식 또는 비말대 부식방지 시설인 세라믹, FRP 방식 등이 필요하여, 유지관리에 어려움이 있고, 이로 인한 추가비용의 발생으로 경제성 면에서 불리하며, 부식으로 인하여 미관이 훼손되는 단점이 있으며, 특히 자립식 강관파일의 경우에는 휨응력에는 유리하나, 변위량이 많아 허용변위량을 초과하여 불필요한 단면을 형성하는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0120786호
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 강관의 외부에 콘크리트를 합성시켜 부식의 위험성을 방지하고, 콘크리트에 프리텐션이형PS강재, 유지관리용 이형PS강재, 포스트텐션용 이형PS강재를 이용하여 프리스트레스를 도입하여 휨 성능 및 내구성을 향상시키고, 특히 인장구간과 압축구간으로 나누어 강합성 파일을 설치하여, 경제적이고 합리적인 단면을 구성한 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 콘크리트에 프리스트레스 도입시 콘크리트 전단면 압축력 도입으로 인장응력의 미발생 및 시공전 강합성 파일의 운반 및 장기 적치가 가능하도록 한 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관과; 상기 강관의 외주면에 용접 설치되는 전단연결재와; 상기 강관의 외주면에 고정 설치되는 철근과; 상기 강관의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재와; 상기 강관의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일을 제작하는 단계; 상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일을 현장에 운반하는 단계; 지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일을 항타 삽입하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 강관과 콘크리트를 합성시키고, 상기 콘크리트에 프리텐션용 이형PS강재, 유지관리용 이형PS강재, 포스트텐션용 이형PS강재에 의해 긴장력을 도입함으로써, 강관의 부식에 대한 위험성이 없고, 유지관리가 용이하며, 휨성능 및 내구성을 향상시켜 경제적이면서도 실용성이 있는 기술인 이점이 있다.
도 1a 및 1b는 종래의 강관합성 말뚝을 도시한 평면도 및 사시도,
도 2a 내지 2c는 종래의 말뚝 외주면에 말뚝 길이방향으로 굴곡 파형이 형성된 인장재가 보강된 프리스트레스 말뚝을 도시한 평면도, 사시도, 단면도,
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제1실시예를 도시한 사시도 및 단면도,
도 4a∼4e는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제1실시예 제작과정을 도시한 공정도,
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제2실시예를 도시한 사시도 및 단면도,
도 6a∼6e는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제2실시예 제작과정을 도시한 공정도,
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제3실시예를 도시한 사시도 및 단면도,
도 8a∼8e는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제3실시예 제작과정을 도시한 공정도,
도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 간에 배면토사 유출방지재가 설치된 상태를 도시한 평면도 및 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 파일두부를 도시한 상세 단면도,
도 11a∼11c는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 연결부 접합상태를 상세 도시한 상세도,
도 12a∼12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 다양한 시공예를 도시한 예시도로서,
도 12a는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 잔교(조립식 잔교 및 콘크리트 잔교)에 설치된 상태를 도시한 예시도,
도 12b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 자립 및 앵커식 연속벽 파일(물양장, 안벽, 옹벽, 영구가시설 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도,
도 12c은 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 구조물 지지파일(교대, 교각, 파일교대, 건물기초 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도,
도 12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 부잔교지지파일(함선 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면과 다양한 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
[제1실시예]
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일을 도시한 사시도 및 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재(16a)와; 상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트(18)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)은 강관(10)이 콘크리트(18)로 피복되어 있으므로 염해에 강하고, 프리스트레스 도입으로 휨성능을 향상시켜 프리스트레스트 강합성 파일(P) 단면의 최적화 구성이 용이한 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제작에 대해 설명한다.
도 4a∼4e는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작과정을 도시한 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 강관(10)의 외주면에 전단연결재(12)를 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치하는 단계; 상기 강관(10)의 외주면에 철근(14)을 배근하는 단계; 상기 강관(10)에 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 배치하는 단계; 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 긴장하는 단계; 상기 강관(10)에 콘크리트(18)를 타설 및 양생하는 단계; 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 절단하는 단계로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 먼저, 강관(10)의 외주면에 콘크리트(18)를 타설하기 전에 콘크리트(18)와 합성시 부착력을 증진시킬 수 있도록 하는 전단연결재(12)를 용접으로 직선상 또는 나선상으로 설치한다(도 4a 참조).
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 철근(14)을 가공하여 조립한다(도 4b 참조).
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 배치하고(도 4c 참조), 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 긴장한다(도 4d 참조).
이때, 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)의 종류 및 수량은 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 단면 규격 및 길이에 따라 구분하여 배치한다.
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 콘크리트(18)를 타설 및 양생시킨 후, 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 절단한다(도 4e 참조).
상기한 바와 같은 제조로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 강관(10)과 콘크리트(18)를 합성시키고, 긴장력을 도입함으로써, 염해로 인한 부식에 대한 위험이 없어 유지관리가 용이하고, 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 휨성능 및 내구성을 향상시켜 경제적이면서도 실용성이 있는 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작할 수 있는 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 제작으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 시공에 대해 설명한다.
도 11a∼11c는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 연결부 접합상태를 상세 도시한 상세도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재(16a)와; 상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트(18)로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작하는 단계; 상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 현장에 운반하는 단계; 지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 항타 삽입하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 시공시 필요에 따라 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 지반에 적어도 2개 이상을 설치한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간에 배면토사 흡출방지재(20)를 직타 또는 천공 후, 삽입하는 단계를 추가한다.
여기서, 상기 배면토사 흡출방지재(20)는 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 배치 여건에 따라 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
그리고 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 시공시 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 길이가 짧아 수직으로 연결하여 시공할 경우에는 다수개의 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 프리텐션용 이형PS강재(16a) 상단부에 부착증대용 콘(24)을 설치하여 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 두부를 보강한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 상, 하로 밀착시켜 부착증대용 콘(24)을 서로 대향되게 위치시킨 후, 상기 밀착 부위에 콘크리트를 타설 및 양생시켜 연결한다.
한편, 도 12a∼12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 다양한 시공예를 도시한 예시도로서, 도 12a는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 잔교(조립식 잔교 및 콘크리트 잔교)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 자립 및 앵커식 연속벽 파일(물양장, 안벽, 옹벽, 영구가시설 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12c은 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 구조물 지지파일(교대, 교각, 파일교대, 건물기초 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 부잔교지지파일(함선 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 다양하게 적용 및 시공할 수 있음을 밝혀두는 바이다.
상기한 바와 같은 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 프리스트레스트 강합성 파일(P)이 강관(10)과 콘크리트(18)로 피복되어 시공됨으로써, 수중에 설치시 별도의 염해에 의한 부식방지시설의 설치가 불필요하여 유지관리가 용이하고, 프리스트레스 도입으로 휨성능을 향상시켜 단면의 최적화 구성을 용이하게 하여 전체 구조물의 불필요한 재료를 절감할 수 있는 작용효과가 있다.
[제2실시예]
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제2실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)와; 상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트(18)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)은 강관(10)이 콘크리트(18)로 피복되어 있으므로 염해에 강하고, 유지관리가 용이하며, 프리스트레스 도입으로 휨성능을 향상시켜 프리스트레스트 강합성 파일(P) 단면의 최적화 구성이 용이한 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제작에 대해 설명한다.
도 6a∼6e는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제2실시예 제작과정을 도시한 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 강관(10)의 외주면에 전단연결재(12)를 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치하는 단계; 상기 강관(10)의 외주면에 철근(14)을 배근하는 단계; 상기 강관(10)에 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)를 배치하는 단계; 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 긴장하는 단계; 상기 강관(10)에 콘크리트(18)를 타설 및 양생하는 단계; 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)를 절단하는 단계로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 먼저, 강관(10)의 외주면에 콘크리트(18)를 타설하기 전에 콘크리트(18)와 합성시 부착력을 증진시킬 수 있도록 하는 전단연결재(12)를 용접으로 직선상 또는 나선상으로 설치한다(도 6a 참조).
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 철근(14)을 가공하여 조립한다(도 6b 참조).
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)를 배치하고(도 6c 참조), 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)만을 긴장한다(도 6d 참조).
이때, 상기 프리텐션용 이형PS강재(16a) 및 유지관리용 이형PS강재(16b)의 종류 및 수량은 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 단면 규격 및 길이에 따라 구분하여 배치한다.
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 콘크리트(18)를 타설 및 양생시킨 후, 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)를 절단한다(도 6e 참조).
상기한 바와 같은 제조로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 강관(10)과 콘크리트(18)를 합성시키고, 긴장력을 도입함으로써, 염해로 인한 부식에 대한 위험이 없고, 유지관리용 이형PS강재(16b)가 설치됨으로써, 유지관리가 용이하고, 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 휨성능 및 내구성을 향상시켜 경제적이면서도 실용성이 있는 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작할 수 있는 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 제작으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 시공에 대해 설명한다.
도 11a∼11c는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 연결부 접합상태를 상세 도시한 상세도이이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)와; 상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트(18)로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작하는 단계; 상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 현장에 운반하는 단계; 지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 항타 삽입하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 시공시 필요에 따라 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 지반에 적어도 2개 이상을 설치한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간에 배면토사 흡출방지재(20)를 직타 또는 천공 후 삽입하는 단계를 추가한다.
여기서, 상기 배면토사 흡출방지재(20)는 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 배치 여건에 따라 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
그리고 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 시공시 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 길이가 짧아 수직으로 연결하여 시공할 경우에는 다수개의 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 프리텐션용 이형PS강재(16a) 및 유지관리용 이형PS강재(16b) 상단부에 부착증대용 콘(24)을 설치하여 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 두부를 보강한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 상, 하로 밀착시켜 부착증대용 콘(24)을 서로 대향되게 위치시킨 후, 상기 밀착 부위에 콘크리트를 타설 및 양생시켜 연결한다.
한편, 도 12a∼12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 다양한 시공예를 도시한 예시도로서, 도 12a는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 잔교(조립식 잔교 및 콘크리트 잔교)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 자립 및 앵커식 연속벽 파일(물양장, 안벽, 옹벽, 영구가시설 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12c은 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 구조물 지지파일(교대, 교각, 파일교대, 건물기초 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 부잔교지지파일(함선 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 다양하게 적용 및 시공할 수 있음을 밝혀두는 바이다.
상기한 바와 같은 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 프리스트레스트 강합성 파일(P)이 강관(10)과 콘크리트(18)로 피복되어 시공됨으로써, 수중에 설치시 별도의 염해에 의한 부식방지시설의 설치가 불필요하여 유지관리가 용이하고, 프리스트레스 도입으로 휨성능을 향상시켜 단면의 최적화 구성을 용이하게 하여 전체 구조물의 불필요한 재료를 절감할 수 있는 작용효과가 있다.
[제3실시예]
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제3실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 포스트텐션용 이형PS강재(16c)와; 상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트(18)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)은 강관(10)이 콘크리트(18)로 피복되어 있으므로 염해에 강하고, 프리스트레스 도입으로 휨성능을 향상시켜 프리스트레스트 강합성 파일(P) 단면의 최적화 구성이 용이한 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 제작에 대해 설명한다.
도 8a∼8e는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작과정을 도시한 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 강관(10)의 외주면에 전단연결재(12)를 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치하는 단계; 상기 강관(10)의 외주면에 철근(14)을 배근하는 단계; 상기 강관(10)에 포스트텐션용 이형PS강재(16c)를 배치하는 단계; 상기 강관(10)에 콘크리트(18)를 타설 및 양생하는 단계; 상기 포스트텐션용 이형PS강재(16b)를 긴장 및 정착하는 단계로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 먼저, 강관(10)의 외주면에 콘크리트(18)를 타설하기 전에 콘크리트(18)와 합성시 부착력을 증진시킬 수 있도록 하는 전단연결재(12)를 용접으로 직선상 또는 나선상으로 설치한다(도 8a 참조).
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 철근(14)을 가공하여 조립한다(도 8b 참조).
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 포스트텐션용 이형PS강재(16c)를 배치한다(도 6c 참조).
이때, 상기 포스트텐션용 이형PS강재(16c)의 종류 및 수량은 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 단면 규격 및 길이에 따라 구분하여 배치한다.
이어서, 상기 강관(10)의 외주면에 콘크리트(18)를 타설 및 양생시킨다(도 6d 참조).
이어서, 상기 포스트텐션용 이형PS강재(16c)를 긴장하고, 정착한다(도 6e 참조).
상기한 바와 같은 제조로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 제작방법은 강관(10)과 콘크리트(18)를 합성시키고, 긴장력을 도입함으로써, 염해로 인한 부식에 대한 위험이 없고, 포스트텐션용 이형PS강재(16c)가 설치됨으로써, 유지보수가 가능하고, 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 휨성능 및 내구성을 향상시켜 경제적이면서도 실용성이 있는 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작할 수 있는 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 제작으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 시공에 대해 설명한다.
도 11a∼11c는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 연결부 접합상태를 상세 도시한 상세도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 포스트텐션용 이형PS강재(16c)와; 상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생된 콘크리트(18)로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작하는 단계; 상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 현장에 운반하는 단계; 지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 항타 삽입하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 시공시 필요에 따라 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 지반에 적어도 2개 이상을 설치한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간에 배면토사 흡출방지재(20)를 직타 또는 천공 후 삽입하는 단계를 추가한다.
여기서, 상기 배면토사 흡출방지재(20)는 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 배치 여건에 따라 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
그리고 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 시공시 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 길이가 짧아 수직으로 연결하여 시공할 경우에는 다수개의 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 포스트텐션용 이형PS강재(16c) 상단부에 부착증대용 콘(24)을 설치하여 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 두부를 보강한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 상, 하로 밀착시켜 부착증대용 콘(24)을 서로 대향되게 위치시킨 후, 상기 밀착 부위에 콘크리트를 타설 및 양생시켜 연결한다.
한편, 도 12a∼12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일의 다양한 시공예를 도시한 예시도로서, 도 12a는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 잔교(조립식 잔교 및 콘크리트 잔교)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12b는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 자립 및 앵커식 연속벽 파일(물양장, 안벽, 옹벽, 영구가시설 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12c은 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 구조물 지지파일(교대, 교각, 파일교대, 건물기초 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도, 도 12d는 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일이 부잔교지지파일(함선 등)에 설치된 상태를 도시한 예시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 다양하게 적용 및 시공할 수 있음을 밝혀두는 바이다.
상기한 바와 같은 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법은 프리스트레스트 강합성 파일(P)이 강관(10)과 콘크리트(18)로 피복되어 시공됨으로써, 수중에 설치시 별도의 염해에 의한 부식방지시설의 설치가 불필요하여 유지관리가 용이하고, 프리스트레스 도입으로 휨성능을 향상시켜 단면의 최적화 구성을 용이하게 하여 전체 구조물의 불필요한 재료를 절감할 수 있는 작용효과가 있다.
10: 강관 12: 전단연결재
14: 철근 16a: 프리텐션용 이형PS강재
16b: 유지관리용 이형PS강재 16c: 포스트텐션용 이형PS강재
18: 콘크리트 20: 배면토사 흡출방지재
22: 선단슈 24: 부착증대용 콘
P: 프리스트레스트 강합성 파일

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  7. 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재(16a)로 구성되고,
    상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 긴장하는 단계;
    상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생되어 프리스트레스가 도입된 콘크리트(18)로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작하는 단계;
    상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 현장에 운반하는 단계;
    상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간의 수직연결은 상, 하부 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 프리텐션 이형PS강재(16a) 상단부에 부착증대용 콘(24)을 설치하여 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 두부를 보강한 후, 상기 상, 하부 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 밀착시켜 부착증대용 콘(24)을 서로 대향되게 위치시킨 후, 상기 밀착 부위에 콘크리트를 타설하여 연결하는 단계;
    지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 항타 삽입하는 단계;
    상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 지반에 적어도 2개 이상을 설치한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간에 배면토사 흡출방지재(20)를 직타 또는 천공 후, 삽입하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법.
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  10. 일정한 직경 및 길이를 갖는 강관(10)과; 상기 강관(10)의 외주면에 일직선상 또는 나선상으로 용접 설치되는 전단연결재(12)와; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 철근(14)과; 상기 강관(10)의 외주면에 고정 설치되는 프리텐션용 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b)로 구성되고,
    상기 프리텐션용 이형PS강재(16a)를 긴장하는 단계;
    상기 강관(10)의 외주면에 타설 및 양생하여 프리스트레스가 도입된 콘크리트(18)로 구성된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 제작하는 단계;
    상기 제작된 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 현장에 운반하는 단계;
    상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간의 수직연결은 상, 하부 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 프리텐션 이형PS강재(16a)와 유지관리용 이형PS강재(16b) 상단부에 부착증대용 콘(24)을 설치하여 프리스트레스트 강합성 파일(P)의 두부를 보강한 후, 상기 상, 하부 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 밀착시켜 부착증대용 콘(24)을 서로 대향되게 위치시킨 후, 상기 밀착 부위에 콘크리트를 타설하여 연결하는 단계;
    지반에 오거를 이용하여 일정한 직경을 갖는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀에 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 삽입하거나, 지반에 항타기로 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 항타 삽입하는 단계;
    상기 프리스트레스트 강합성 파일(P)을 지반에 적어도 2개 이상을 설치한 후, 상기 프리스트레스트 강합성 파일(P) 간에 배면토사 흡출방지재(20)를 직타 또는 천공 후, 삽입하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 프리스트레스트 강합성 파일 시공방법.
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