KR101473361B1 - 외부 프레임과 케이싱으로 구성된 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치 및 이를 이용한 말뚝의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 프레임을 이용하여 거푸집 케이싱의 분해 조립이 가능하게 구성함으로써, 콘크리트 말뚝의 시공을 위하여 거푸집 케이싱을 조립할 때 필요한 볼트 결합 작업을 최소화하고, 고소(高所) 또는 수중에서의 말뚝 거푸집 조립 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 구성한 콘크리트 말뚝 거푸집 장치와 이를 이용한 콘크리트 말뚝의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)과; 수평프레임부재(20) 및 수직연결프레임부재(21)를 포함하여 구성되어 거푸집 케이싱을 감싸고 있는 외부 프레임(2)을 포함하며; 수평프레임부재(20)의 내부 일측에는 고정결합부재(201)가 구비되어 있고, 수평프레임부재(20)의 내부 타측에는 횡방향 이동가능한 이동결합부재(202)가 구비되어 있으며; 신축튜브(3)와 팽창부재(4)가 구비되어 있으며; 신축튜브(3)의 팽창과 팽창부재(4)의 수축에 의해 이동결합부재(202)가 이동하여 제1, 2거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합되며, 콘크리트 말뚝의 제작 완료 후, 팽창부재(4)의 신장과 신축튜브(3)의 수축에 의해 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이가 벌어져서 제1, 2거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 분리되어 탈형되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 거푸집 장치와 이를 이용한 콘크리트 말뚝의 시공방법이 제공된다.

Description

외부 프레임과 케이싱으로 구성된 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치 및 이를 이용한 말뚝의 시공방법{Casing Apparatus and Method for Constructing In-situ Concrete Pile}

본 발명은 현장 타설 콘크리트 말뚝(pile)이나 교각 등과 같은 기둥부재의 제작을 위한 거푸집 장치와 이를 이용한 기둥부재를 시공하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 콘크리트 말뚝(pile)이나 교각 등과 같은 기둥부재의 시공을 위하여 거푸집 케이싱을 조립할 때 필요한 볼트 결합 작업을 최소화할 수 있도록 외부 프레임을 이용하여 거푸집 케이싱을 자동적으로 조립하거나 분해할 수 있도록 구성함으로써, 고소(高所) 또는 수중에서의 말뚝 거푸집 조립 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 구성한 거푸집 장치와 이를 이용하여 기둥부재 즉, 현장 타설 콘크리트 말뚝을 시공하는 방법에 관한 것이다.

현장 타설 콘크리트를 이용하여 말뚝(pile)이나 교각 등과 같은 기둥부재를 현장에서 시공하기 위해서는 일반적으로 각각 말뚝의 단면을 2등분한 형태로 제작된 한 쌍의 거푸집 케이싱을 서로 마주 붙여서 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 형성하게 된다. 이하 본 명세서 전체에서는 편의상 말뚝이나 교각 등과 같은 기둥부재를 통칭하는 용어로서 "말뚝"을 사용한다. 즉, 편의상 기둥부재를 "콘크리트 말뚝"이라고 표현한다. 따라서 특허청구범위를 포함하여 본 명세서에서 "말뚝"은 지반에 관입 설치되는 파일이나 교량의 교각을 비롯하여 기둥형태의 부재를 모두 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에는 위에서 언급한 것처럼 말뚝의 단면을 2등분한 형태로 제작된 거푸집 케이싱을 서로 마주 붙여서 조립하는 거푸집 케이싱의 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 형식의 거푸집 케이싱은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0092828호에도 개시되어 있다.

위와 같은 종래의 말뚝 거푸집 장치의 경우, 말뚝의 단면을 2등분한 형태로 제작된 각각의 거푸집 케이싱(1)에는 횡측면에는 연직플랜지부(101)가 돌출된 상태로 연직하게 구비되어 있다. 따라서 한 쌍의 거푸집 케이싱(1)을 상기 연직플랜지부(101)가 마주 접하도록 서로 마주하여 거푸집 케이싱(1)으로 계획했던 말뚝의 단면형상을 이루도록 한 상태에서, 마주 접한 연직플랜지부(101)를 관통하여 볼트부재(102)를 체결 고정하는 작업을 수행해야 한다. 그런데 연직플랜지부(101)는 말뚝의 길이 범위에 걸쳐 길게 형성되어 있으므로, 말뚝 길이에 대해 많은 수의 볼트부재 체결 고정 작업을 수행해야만 한다. 또한 탈형시에는 볼트부재의 해체 작업도 마찬가지로 수행해야만 한다.

거푸집 케이싱(1)을 지면에 수평하게 배치한 상태에서 이러한 연직플랜지부(101)에 대한 볼트부재의 체결 고정 작업을 수행하는 것도 매우 번거롭고 시간이 많이 소요되는 일이지만, 만일 말뚝을 세운 상태로 제작할 수밖에 없고, 또 그 위치가 고소이거나 수중일 경우에는 연직플랜지부(101)에 대한 볼트부재의 체결 고정 및 해체 작업은 매우 위험하고 어려운 작업이 되며, 그 만큼 말뚝 제작에 소요되는 시간과 비용이 크게 증가된다.

한편, 이미 설치된 강관에 위와 같은 종래의 거푸집 케이싱(1)을 연결 설치하려면 도 1에 도시된 것처럼 거푸집 케이싱(1)의 하단에는 수평플랜지부(103)를 형성하고, 강관에 구비된 대응 수평플랜지부와 마주한 상태로 볼트부재(102)로 체결하여야 하는데, 이러한 볼트부재(102)의 체결 작업 역시 비용 증가 및 시공기간 연장의 원인이 되는데, 특히 불트부재 체결 작업 위치가 수중일 경우에는 비용 증가와 기간 연장이 더욱 커지게 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0092828호(2013. 08. 21. 공개) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래 기술이 가지는 한계와 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 현장 타설 콘크리트를 이용하여 말뚝을 현장에서 시공하기 위해서는 말뚝의 단면을 2등분한 형태로 제작된 한 쌍의 거푸집 케이싱을 서로 마주 붙여서 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 형성할 때, 플랜지부를 이용한 볼트부재의 체결 고정 작업을 배제할 수 있게 함으로써, 고소 또는 수중에서도 용이하고 경제적으로 거푸집 케이싱을 이용하여 현장타설 콘크리트 말뚝을 시공할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작하기 위한 거푸집 장치로서, 각각 말뚝 단면을 2등분한 형태로 제작된 한 쌍의 거푸집 케이싱과; 종방향 간격을 두고 배치되는 복수개의 수평프레임부재와, 상기 복수개의 수평프레임부재를 서로 일체화시키는 수직연결프레임부재를 포함하여 구성되어 한 쌍의 거푸집 케이싱을 감싸고 있는 외부 프레임을 포함하며; 수평프레임부재의 내부 영역 횡방향 일측에는 제1거푸집 케이싱과 결합되는 고정결합부재가 일체 구비되어 있고, 수평프레임부재의 내부 영역 횡방향 타측에는 고정결합부재와 마주하면서 제2거푸집 케이싱과 결합되어 횡방향으로 이동가능한 이동결합부재가 구비되어 있으며; 이동결합부재의 횡방향 타측 단부에는 수축 및 팽창이 가능한 신축튜브가 구비되어 있고, 고정결합부재와 이동결합부재 사이의 간격에는 신축이 가능한 팽창부재가 구비되어 있으며; 신축튜브가 팽창하고 팽창부재는 수축하여 이동결합부재가 고정결합부재를 향하여 이동하여 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱이 서로 결합되어 말뚝 제작용 콘크리트 타설 공간을 만들게 되며, 콘크리트 말뚝의 제작이 완료되면 팽창부재가 신장하고 신축튜브가 수축하여 이동결합부재와 고정결합부재 사이가 벌어져서 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱이 서로 분리되어 탈형되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 거푸집 장치가 제공된다.

본 발명의 거푸집 장치에서, 상기 신축튜브는 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져서, 상기 이동결합부재의 횡방향 타측 단부와 수평프레임부재를 이루는 부재 중에서 폭방향으로 연장되어 있는 부재 사이에서 복수개의 수평프레임부재에 걸쳐서 배치되어, 유압이나 공압에 의해 팽창되어 이동결합부재의 횡방향 타측 단부를 가압하여 이동결합부재를 고정결합부재 방향으로 밀어주는 구성을 가질 수 있다.

이와 달리, 본 발명의 거푸집 장치에서, 상기 신축튜브는 폭방향으로 연장된 형태의 튜브 부재로 이루어져서, 복수개의 수평프레임부재 각각에서 수평프레임부재를 이루는 부재 중에서 폭방향으로 연장되어 있는 부재에 개별적으로 잇대어 설치되어, 유압이나 공압에 의해 팽창되어 이동결합부재의 횡방향 타측 단부를 가압하여 이동결합부재를 방향으로 밀어주는 구성을 가질 수도 있다.

이러한 본 발명의 거푸집 장치에서, 상기 팽창부재는 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 복수개의 수평프레임부재에 걸쳐서 배치되어 있으며; 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱의 분리에 의한 탈형이 필요하면 상기 팽창부재의 튜브부재는 유압이나 공압에 의해 팽창되어 이동결합부재와 고정결합부재 사이가 벌어지게 함으로써 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱을 서로 분리시키는 구성을 가질 수도 있다.

이와 달리 본 발명의 거푸집 장치에서, 상기 팽창부재는 신축잭장치로 구성되어 있으며; 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱의 분리에 의한 탈형이 필요하면 상기 신축잭장치가 신장하여 이동결합부재와 고정결합부재 사이가 벌어지게 함으로써 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱을 서로 분리시키는 구성을 가질 수도 있다.

한편, 본 발명의 거푸집 장치는, 종방향으로 복수개의 모듈로 분할되어, 복수개의 모듈이 종방향으로 서로 조립 결합되는 구성을 가질 수도 있다.

또한 본 발명의 거푸집 장치에서, 한 쌍의 거푸집 케이싱에는, 거푸집 케이싱의 온도를 상승시킬 수 있는 가열장치가 더 구비될 수 있는데, 한 쌍의 거푸집 케이싱은 2중 강관으로 구성되며, 가열장치는 전기 공급에 의해 가열되는 열선으로 이루어져서, 상기 2중 강관의 2개 강관 사이에 배치될 수 있다.

본 발명에서는 이러한 거푸집 장치를 이용하여 콘크리트 말뚝을 시공하는 방법이 제공된다. 구체적으로 본 발명에서는 관입강관의 상단이 수중 지반면 위로 돌출된 상태가 되도록 관입강관을 수중 지반 내에 관입 설치하는 단계; 각각 말뚝 단면을 2등분한 형태로 제작된 한 쌍의 거푸집 케이싱과; 종방향 간격을 두고 배치되는 복수개의 수평프레임부재와, 상기 복수개의 수평프레임부재를 서로 일체화시키는 수직연결프레임부재를 포함하여 구성되어, 한 쌍의 거푸집 케이싱을 감싸고 있는 외부 프레임을 포함하며; 수평프레임부재의 내부 영역 횡방향 일측에는 제1거푸집 케이싱과 결합되는 고정결합부재가 일체 구비되어 있고, 수평프레임부재의 내부 영역 횡방향 타측에는 고정결합부재와 마주하면서 제2거푸집 케이싱과 결합되어 횡방향으로 이동가능한 이동결합부재가 구비되어 있으며; 이동결합부재의 횡방향 타측 단부에는 수축 및 팽창이 가능한 신축튜브가 구비되어 있고, 고정결합부재와 이동결합부재 사이의 간격에는 신축이 가능한 팽창부재가 구비되어 있는 구성의 말뚝 거푸집 장치를, 수중으로 투입하여 관입강관의 상단에 상기 말뚝 거푸집 장치를 배치한 후, 신축튜브는 팽창시키고 팽창부재는 수축시켜서 이동결합부재가 고정결합부재를 향하여 이동하도록 함으로써, 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱을 서로 밀실하게 결합시켜서 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간을 관입강관의 상단에 연속하여 형성하는 단계; 관입굴착 장비를 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱에 의한 콘크리트 타설 공간 내로 삽입하고 관입강관 내부로 진입시켜 관입강관의 내부를 굴착함으로써 관입강관의 내부에도 콘크리트를 타설할 공간을 형성하는 단계;

제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱에 의한 콘크리트 타설 공간과 관입강관 내부의 굴착된 공간이 연통된 상태에서 보강철근 또는 보강철근망을 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱에 의한 콘크리트 타설 공간과 관입강관 내부의 굴착된 공간 내에 배치하고 콘크리트를 타설하고 경화시켜서 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작하는 단계; 및 팽창부재를 신장시키고 신축튜브를 수축시켜서 이동결합부재와 고정결합부재 사이를 벌어지게 하여 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱을 서로 분리시켜서 말뚝 거푸집 장치를 콘크리트 말뚝으로부터 탈형하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 신축튜브 및 팽창부재의 팽창과 수축에 의해 거푸집 케이싱을 일체로 조립 결합하여 현장 타설 콘크리트 말뚝 제작용 거푸집을 형성하거나 또는 거푸집을 분해하게 되므로, 종래 기술에서와 같이 한 쌍의 거푸집 케이싱의 조립 결합을 위한 볼트체결 및 볼트분해 작업이 전혀 필요하지 않게 되며, 따라서 본 발명의 말뚝 거푸집 장치를 이용하게 되면, 콘크리트 말뚝 시공비용을 종래 기술에 비해 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 고소 또는 수중과 같이 볼트체결/분해 작업에 많은 비용과 어려움이 수반되는 현장에서도 작업 위험성도 크게 감소시키고 고소 또는 수중이라는 현장의 악조건에서도 콘크리트 말뚝 제작 작업을 용이하게 수행할 수 있게 되므로, 신속하게 그리고 경제적으로 현장 타설 콘크리트 말뚝을 시공할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 종래 기술에 따라 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작하기 위하여 플랜지부를 가지도록 제작된 거푸집 케이싱을 서로 마주 붙여서 조립하는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에서 한 쌍의 거푸집 케이싱이 서로 결합되지 아니한 상태를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에서 한 쌍의 거푸집 케이싱이 서로 결합된 상태를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6과 도 7은 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치를 말뚝 길이방향으로 내려다본 개략적인 평면도이다.
도 8은 말뚝 거푸집 장치가 종방향으로 복수개의 모듈의 연결로 이루어지는 것을 개략적인 분해 사시도이다.
도 9a는 한 쌍의 거푸집 케이싱이 각각 타원형의 절반 형상으로 되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 말뚝 거푸집 장치의 개략적인 종방향 평면도이다.
도 9b는 한 쌍의 거푸집 케이싱이 각각 사각형의 절반 형상으로 되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 말뚝 거푸집 장치의 개략적인 종방향 평면도이다.
도 10, 도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에서 한 쌍의 거푸집 케이싱이 서로 결합된 상태를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 12는 거푸집 케이싱이 2중 강관으로 구성되고 2개의 강관 사이에 열선이 배치되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 말뚝 거푸집 장치의 개략적인 종방향 평면도이다.
도 13 내지 도 18은 각각 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치를 이용하여 각각 수중에서 현장 타설 콘크리트 말뚝을 시공하는 과정을 주는 개략적인 측면도이다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에 구비된 가압 잭장치가 관입강관의 외부를 가압한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 21은 도 20에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에서 한 쌍의 거푸집 케이싱이 서로 결합되지 아니한 상태를 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 평면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치에서 한 쌍의 거푸집 케이싱이 서로 결합된 상태를 보여주는 도 7에 대응되는 개략적인 평면도이다.
도 23은 관입강관의 상단에 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치의 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱이 결합되는 것을 아래에서 위로 올려다본 상태로 도시한 개략적인 부분 사시도이다.
도 24는 관입강관의 상단에 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치의 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱이 결합된 상태에서의 개략적인 부분 단면도이다.
도 25는 덮음판을 구비한 실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치의 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱이 관입강관의 상단에 결합되는 것을 아래에서 위로 올려다본 상태로 도시한 개략적인 부분 사시도이다.
도 26은 도 25에 도시된 실시예에서 관입강관의 상단에 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치의 제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱이 결합된 상태에서의 개략적인 부분 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 2 내지 도 5는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 현장 타설 콘크리트 말뚝 제작용 거푸집 장치(이하, "말뚝 거푸집 장치"라고 약칭함)(100)의 개략적인 사시도로서, 도 2 및 도 3은 각각 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합되지 아니한 상태를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 것이고, 도 4 및 도 5는 각각 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합된 상태를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 것이다. 그리고 도 6과 도 7은 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)를 말뚝 길이방향(종방향)으로 내려다본 개략적인 평면도로서, 도 6은 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합되지 아니한 상태를 도시한 것이고, 도 7은 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합된 상태를 도시한 것이다. 편의상 도 2 내지 도 7에 도시된 본 발명의 실시예는 "제1실시예"라고 기재한다.

도면에 예시된 것처럼, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)는, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)과, 상기 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 외부를 감싸고 있으며 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 말뚝의 길이방향과 직교하는 방향으로 수평이동시켜서 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합시키거나 또는 서로 분리시키는 수평이동 부재를 구비한 외부 프레임(2)을 포함하여 구성된다. 참고로 본 명세서에서는 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 각각을 언급할 때 편의상 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)으로 기재한다. 그리고 본 명세서에서 말뚝의 길이방향(도 2의 화살표 A-A 방향)(종방향)과 직교하며 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 접근하거나 또는 서로로부터 멀어지도록 이동하는 방향을 "횡방향"(도 2의 화살표 B-B 방향)이라고 기재하며, 말뚝의 길이방향과 직교함과 동시에 상기 횡방향에도 직교하는 방향을 "폭방향"(도 2의 화살표 C-C 방향)이라고 기재한다.

한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)은 종방향으로 길게 연장되어 있으며 말뚝의 단면을 2등분한 형태로 제작된 부재이다. 따라서 횡방향으로 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합되면, 설계된 단면을 가지는 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간을 이루게 된다. 도면에 도시된 실시예는 원형 단면의 말뚝을 제작하는 것이므로, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 각각 반원호 형상을 가지고 있지만, 말뚝의 단면 형상이 달라지면 그에 따라 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 형상도 달라진다. 거푸집 케이싱(1a, 1b)은 강재로 제작될 수도 있지만, 경량, 내구성, 내부식성 등을 고려하여 섬유보강복합소재(Fiber Reinforced Plastic/ FRP) 등의 비금속성 합성수지 등으로 제작되는 것도 바람직하다.

한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합되었을 때 콘크리트 타설 공간이 밀실하게 형성될 수 있도록, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 마주하게 되는 단면부 각각에는 고무나 합성수지 등으로 이루어진 밀봉부재(19)가 구비되는 것이 바람직하다.

외부 프레임(2)은 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 연직하게 유지하면서 그와 동시에 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 횡방향으로 수평이동시켜서 서로 결합되거나 또는 분리되도록 만드는 장치로서, 종방향으로 간격을 두고 배치되는 복수개의 수평프레임부재(20)와, 복수개의 수평프레임부재(20)를 서로 일체화시키도록 연직하게 배치되는 수직연결프레임부재(21)를 포함하고 있다. 필요에 따라서는 종방향으로 간격을 두고 배치된 수평프레임부재(20) 사이에 경사보강프레임부재(23)를 더 구비할 수도 있다.

수평프레임부재(20)는 도 6 및 도 7에 도시되어 있듯이, 폐합된 형태를 가지고 있는데, 그 내부 영역에서 횡방향으로 일측에는 제1거푸집 케이싱(1a)이 고정설치되어 있고, 타측에는 제2거푸집 케이싱(1b)이 제1거푸집 케이싱(1a)으로 접근하거나 또는 그로부터 멀어지도록 이동가능하게 설치되어 있다.

수평프레임부재(20)의 내부 영역 횡방향 일측에서 제1거푸집 케이싱(1a)이 고정설치될 수 있도록, 수평프레임부재(20)를 이루는 부재 중에서 횡방향으로 연장되어 있는 부재(20b) 각각의 내측면에는 제1거푸집 케이싱(1a)과 결합되는 고정결합부재(201)가 일체 구비되어 있다. 제1거푸집 케이싱(1a)은 고정결합부재(201) 간의 폭방향 간격에 배치되어 상기 고정결합부재(201)에 결합되어 있다.

한편, 본 발명에서 제2거푸집 케이싱(1b)은 수평프레임부재(20)의 내부 영역에 배치되어 있되 제1거푸집 케이싱(1a)쪽으로 접근하거나 또는 멀어지도록 횡방향 이동이 가능하도록 설치되는데, 이를 위하여 수평프레임부재(20)의 내부 영역 횡방향 타측에는 제2거푸집 케이싱(1b)을 횡방향 수평이동시키는 케이싱 수평이동장치가 구비되어 있다. 구체적으로 케이싱 수평이동 장치는, 수평프레임부재(20)를 이루는 부재 중에서 횡방향으로 연장되어 있는 부재 각각의 내측면에서 각각 결합되어 있되 횡방향으로 이동이 가능한 이동결합부재(202)를 포함하고 있다. 제2거푸집 케이싱(1b)은 이동결합부재(202) 간의 폭방향 간격에 배치되어 이동결합부재(202)에 결합되어 있다. 그리고 각각의 이동결합부재(202)는 횡방향으로 상기 고정결합부재(201)와 마주하고 있다.

따라서 이동결합부재(202)가 고정결합부재(201)에 접근하도록 또는 고정결합부재(201)로부터 멀어지도록 움직이게 되면, 그에 따라 제2거푸집 케이싱(1b)도 제1거푸집 케이싱(1a)으로 접근하거나 또는 그로부터 멀어지도록 이동하게 된다. 도면에 예시된 제1실시예에서, 도면부호 203으로 표시된 부재는, 폭방향으로 간격을 두고 나란하게 배치된 상기 이동결합부재(202) 사이를 연결함과 동시에 제2거푸집 케이싱(1b)의 횡방향 배면을 감싸서 보강하도록 필요에 따라 구비될 수 있는 횡측보강연결재(203)이다. 본 발명에서 외부 프레임(2)에는 복수개의 수평프레임부재(20)가 종방향으로 간격을 두고 복수개로 배치되는데, 각각의 수평프레임부재(20)에는 위에서 설명한 것처럼, 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202)가 각각 구비된다.

수평프레임부재(20)의 내측 영역에서 이동결합부재(202)가 고정결합부재(201)를 향하여 이동하여 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 결합되게 만들기 위하여, 이동결합부재(202)의 횡방향 타측 단부(고정결합부재(201)를 마주보지 않는 방향의 단부)에는 수축 및 팽창이 가능한 신축튜브(3)가 위치한다. 도 2 내지 도 7에 도시된 제1실시예의 경우, 신축튜브(3)는 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 있으며, 각각의 신축튜브(3)는 이동결합부재(202)의 횡방향 타측 단부와, 수평프레임부재(20)를 이루는 부재 중에서 폭방향으로 연장되어 있는 부재(20a) 사이에 배치되어 있다. 따라서 신축튜브(3) 내에 유압이나 공압이 가해져서 팽창되면, 종방향의 전체 길이에 걸쳐 복수개의 수평프레임부재(20) 내에서, 이동결합부재(202)가 고정결합부재(201)를 향하여 이동하게 되고, 그에 따라 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 결합되어 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간을 이루게 된다(도 4, 도 5 및 도 7 참조).

한편, 후술하는 것처럼, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 결합되어 만들어진 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간 내에 콘크리트가 타설되어 현장타설 콘크리트 말뚝이 제작된 후, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 탈형을 위해서는 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 분리되어야 하는데, 이를 위해서 본 발명에서는 횡방향으로 서로 마주하고 있는 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202) 사이의 간격에는 팽창부재(4)가 구비된다. 제1실시예의 경우, 상기 팽창부재(4) 역시 신축튜브(3)와 마찬가지로 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져서 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있다.

이와 같은 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)는 종방향으로 복수개의 모듈이 연결된 구조를 가질 수도 있다. 도 8에는 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)과 외부 프레임(2), 그리고 신축튜브(3)와 팽창부재(4)를 포함하여 종방향으로 소정 길이를 가지도록 제작된 말뚝 거푸집 장치의 모듈이, 종방향으로 복수개가 연결되어 하나의 일체화된 말뚝 거푸집 장치(100)를 이루는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 이와 같이 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)는 종방향으로 복수개의 모듈로 분할되고, 이러한 모듈이 종방향으로 연직하게 서로 결합되어 하나의 장치를 이루는 구성을 가질 수 있는 것이다. 도 8에서는 2개의 모듈이 종방향으로 결합되는 것으로 도시되어 있으나, 3개 이상의 모듈이 결합되어 말뚝 거푸집 장치를 이룰 수도 있으며, 각각의 모듈은 그 종방향 길이가 서로 다를 수도 있다. 이와 같이 모듈의 조립 형태의 구성을 가지는 경우, 현장상황에 맞추어서 쉽게 말뚝 거푸집 장치(100)의 길이를 변화시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

한편, 도 1 내지 도 8에 도시된 실시예에서는 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 각각 반원형의 형상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 형상은 이러한 반원형 형상에 한정되지 아니한다. 도 9a는 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 각각 타원형의 절반 형상으로 되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 말뚝 거푸집 장치의 개략적인 종방향 평면도이고, 도 9b는 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 각각 사각형의 절반 형상으로 되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 말뚝 거푸집 장치의 개략적인 종방향 평면도이다. 도 9a 및 도 9b에 예시된 것처럼 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)은 타원형의 절반 형상, 사각형의 절반 형상 등 관입강관(50)의 형상에 맞추어서 기타 다양한 형태로 변형될 수 있는 것이다.

도 10, 도 11a 및 도 11b에는 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)의 개략적인 사시도로서, 도 10 및 도 11a는 각각 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합된 상태를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 것이고, 도 11b는 도 11a에 대응되는 사시도로서 각각의 수직연결프레임부재(21) 하단에서 가압 잭장치(211)와 가압판(212)이 복수개로 구비되어 있는 예를 보여주는 것이다.

도 10, 도 11a 및 도 11b에 도시된 것처럼, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)에서, 폭방향으로 간격을 두고 나란하게 배치된 상기 고정결합부재(201) 사이에도, 이동결합부재(202)와 마찬가지로, 고정결합부재(201) 사이를 연결함과 동시에 제1거푸집 케이싱(1a)의 횡방향 배면을 감싸서 보강하도록 필요에 따라 구비될 수 있는 횡측보강연결재(203)가 더 구비될 수 있다.

또한 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)가 후술하는 것처럼 이미 설치된 관입강관에 결합 설치될 때, 말뚝 거푸집 장치(100)가 용이하게 그리고 견고하게 스스로 직립할 수 있도록, 외부 프레임(2)의 하단에는 잭 장치(211)가 더 구비될 수 있다. 즉, 도 10, 도 11a 및 도 11b의 제2실시예에 대한 도면에 예시된 것처럼, 외부 프레임(2)의 수직연결프레임부재(21) 하단은, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 하단보다 아래쪽으로 더 길게 연장되어 있고, 이렇게 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 하단 아래로 더 연장된 수직연결프레임부재(21)의 하단에는 외부 프레임(2)의 중앙 방향 즉, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 연직 중심축 방향으로 신축되는 가압 잭장치(211)가 각각 결합되어 구비될 수 있는 것이다. 가압 잭장치(211)의 선단부에는 관입강관의 외면을 감싸는 가압판(212)이 더 구비될 수도 있다. 특히, 도 11b에 도시된 것처럼, 각각의 수직연결프레임부재(21) 하단에서 가압 잭장치(211)와 가압판(212)은 종방향으로 간격을 두고 복수개로 구비될 수 있는데, 이와 같이 가압 잭장치(211)와 가압판(212)이 복수개로 구비됨으로써, 외부 프레임(2)의 자립 설치의 안정성이 더욱 향상되고, 이렇게 외부 프레임(2)을 안정적으로 자립 설치하는 작업도 더욱 쉽게 수행할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

후술하는 것처럼, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)가 이미 설치된 관입강관의 상단에 설치되었을 때, 가압 잭장치(211)는 신장하여 관입강관의 상단을 가압하게 됨으로써, 외부 프레임(2)이 연직한 상태로 안정적으로 자립할 수 있게 만든다. 이러한 가압 잭장치(211)는, 고정결합부재(201) 사이에 횡측보강연결재(203)가 구비되어 있지 아니한 것으로 도시된 상기한 제1실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

한편, 후술하는 것처럼 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 결합에 의해 만들어진 콘크리트 타설 공간에 콘크리트를 타설하여 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작함에 있어서, 타설된 콘크리트가 더욱 효과적으로 양생될 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)에서 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)에는 가열장치가 더 구비될 수 있다. 즉, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)에 가열장치가 더 구비되어 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 가열함으로써, 수중에서 타설된 콘크리트의 양생이 더욱 효과적으로 진행되도록 할 수 있으며, 콘크리트의 양생 속도를 필요에 맞추어서 적절히 조절할 수 있게 되는 것이다. 가열장치는 전기 공급에 의해 열을 발생시키는 열선으로 이루어져 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 외면에 밀착되어 구비될 수도 있지만, 거푸집 케이싱(1a, 1b) 자체를 2중 강관으로 구성하여 2개의 강관 사이에 발열체 또는 열선을 배치하는 형태로 구비될 수도 있다. 도 12에는 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 2중 강관으로 구성되고 2개의 강관 사이에 열선(199)이 배치되어 있는 것을 보여주는 도 6에 대응되는 말뚝 거푸집 장치의 개략적인 종방향 평면도가 도시되어 있다.

다음에서는 제1실시예 및 제2실시예를 비롯하여 위에서 설명한 여러 실시예에 따른 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)가 작동하는 과정을 설명한다.

현장에서의 콘크리트 타설에 의해 콘크리트 말뚝을 시공하기 위해서는 우선 설계된 단면을 가지는 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간을 이루도록 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 횡방향으로 서로 결합시켜야 한다. 이를 위해서 본 발명의 제1실시예에서는 신축튜브(3)에 유압이나 공압을 가하여 팽창시키게 된다. 이 때 팽창부재(4)는 감압상태로 되어 두께가 줄어든 상태 즉, 수축상태에 있게 된다. 신축튜브(3)가 팽창되면 이동결합부재(202)는 고정결합부재(201)를 향하여 이동하게 되고, 그에 따라 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 밀실하게 결합되어, 설계된 단면을 가지는 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간을 만들게 된다.

본 발명의 제1실시예에서 상기 신축튜브(3)는 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있으므로, 신축튜브(3)의 팽창에 의해 복수개의 수평프레임부재(20)에서 공통적으로 이동결합부재(202)의 이동 작용이 진행되고, 그에 따라 종방향으로 복수개의 개소에서 제2거푸집 케이싱(1b)을 제1거푸집 케이싱(1a)으로 가압하는 가압력이 제2거푸집 케이싱(1b)에 작용하게 되어, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 견고하게 결합되어 콘크리트 타설 공간이 밀실한 상태로 양호하게 형성된다.

제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 결합에 의해 만들어진 콘크리트 타설 공간에 콘크리트가 타설되어 현장 타설 콘크리트 말뚝이 성형된 후에는, 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 탈형이 필요한데, 이 때 상기 팽창부재(4) 내에 유압이나 공압을 가하여 팽창시킴과 동시에 신축튜브(3) 내를 감압하게 되면, 팽창부재(4)의 팽창(신장)에 의해 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202) 사이의 벌어지도록 이동결합부재(202)가 횡방향 타측으로 이동하게 되면서, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 분리된다. 팽창부재(4)가 신장할 때 신축튜브(3)는 수축하게 된다.

본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에서 상기 팽창부재(4)는, 신축튜브(3)와 동일하게 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있으므로, 팽창부재(4)에 유압이나 공압이 작용하게 되면 복수개의 수평프레임부재(20)에서 공통적으로 팽창부재(4)의 팽창에 의한 이동결합부재(202)의 이동 작용이 진행되고, 그에 따라 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 매우 용이하게 서로 분리된다. 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 분리되면, 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)를 제거하여 또다른 말뚝의 시공에 이용할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)는 고소에서 또는 수중에서 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작할 때 매우 유용하게 사용할 수 있는데, 다음에서는 그 일예로서 수중에서 현장 타설 콘크리트 말뚝을 시공함에 있어서 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 사용하는 과정 즉, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 이용하여 현장 타설 콘크리트 말뚝을 시공하는 방법에 대해 설명한다.

도 13 내지 도 18은 각각 수중에서 현장 타설 콘크리트 말뚝을 시공하는 과정을 주는 개략적인 측면도이다. 여기서 도면부호 50은 현장에서 콘크리트 말뚝을 시공하기 위하여 수중 지반에 관입되는 관입강관(50)이고, 도면부호 300은 관입강관(50) 등을 설치하기 위하여 수상에 설치된 수상 작업플랫폼(300)이다. 참고로 도 13 내지 도 18에서는 도 10 및 도 11a에 예시된 제2실시예에 따른 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)를 이용하는 것으로 도시하였다.

도 13 및 도 14에 도시된 것처럼, 진동 햄머 등과 같은 강관 관입 장비를 이용하여 관입강관(50)을 수중 지반 내에 관입 설치하는 단계를 수행한다. 이 때, 관입강관(50)의 상단은 수중 지반면 위로 돌출된 상태가 된다. 후속하여 도 15에 도시된 것처럼 인양장비를 이용하여 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)를 인양하여 수중으로 투입하여, 도 16에 도시된 것처럼 상기 관입강관(50)의 상단에 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 배치하는 단계를 수행한다. 이 때, 앞서 설명한 과정을 통해서 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 밀실하게 결합되어 설계된 단면을 가지는 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간이 이미 만들어진 상태로, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 관입강관(50) 위에 연결 설치할 수도 있지만, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 관입강관(50)의 상단 외부를 감싸면서 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 밀실하게 결합되도록 하여 콘크리트 타설 공간을 만들 수도 있다.

도 10, 도 11a 및 도 11b에 예시된 제2실시예처럼, 수직연결프레임부재(21)의 하단에 가압 잭장치(211)가 구비되어 있는 경우, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 관입강관(50)의 상단에 놓이게 되면, 수직연결프레임부재(21)의 하단은 관입강관(50)의 외부에 위치하게 되는데, 이러한 상태에서 복수개의 가압 잭장치(211)가 각각 신장하여 관입강관(50)의 외부를 가압하게 된다. 도 19에는 이와 같이 가압 잭장치(211)가 관입강관(50)의 외부를 가압한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 이와 같은 가압 잭장치(211)가 관입강관(50)의 외부를 가압하여 물어주게 됨으로써 외부 프레임(2)이 연직한 상태로 직립하게 되고 그에 따라 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)가 관입강관(50)의 상부에서 안정된 상태로 용이하게 자립할 수 있게 된다.

이와 같이 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 결합에 의해 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간이 형성되면서 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)가 관입강관(50) 위에 설치되어 있는 상태에서, 오거 등의 관입굴착 장비를 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)에 의한 콘크리트 타설 공간 내로 삽입하고 관입강관(50) 내부로 진입시켜 관입강관(50)의 내부를 굴착하여, 관입강관(50)의 내부에도 콘크리트를 타설할 공간을 형성하는 단계를 수행한다. 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)에 의한 콘크리트 타설 공간과 관입강관(50) 내부의 굴착된 공간이 연통된 상태에서, 콘크리트 말뚝의 보강을 위해 필요한 보강철근 또는 보강철근망을 상기 연통된 공간(제1거푸집 케이싱과 제2거푸집 케이싱에 의한 콘크리트 타설 공간과 관입강관 내부의 굴착된 공간) 내에 배치하고 콘크리트를 타설하여 경화시킴으로써 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작하는 단계를 수행한다. 이러한 과정을 보여주는 도 17에서는 편의상 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)의 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)에 의해 만들어진 콘크리트 타설 공간과 관입강관(50)의 내부에 콘크리트가 타설되어 콘크리트 말뚝(200)이 만들어진 것을 무늬로 표시하였다.

타설된 콘크리트의 경화가 이루어지면, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 탈형하여 제거하는 단계를 수행한다(도 18 참조). 즉, 앞서 설명한 것처럼 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202) 사이의 벌어지도록 하여, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)을 서로 분리시켜서, 제작된 콘크리트 말뚝으로부터 탈형한 후, 말뚝 거푸집 장치(100)를 인양하여 제거함으로써, 하단이 지반에 관입 설치되어 있는 형태의 현장 타설 콘크리트 말뚝(200)을 시공하게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 이용하게 되면, 수중에 위치하는 부분에서 콘크리트 말뚝을 제작하기 위하여 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 서로 조립 결합할 때, 볼트 체결 등의 작업이 전혀 필요하지 않는다. 본 발명에서는 신축튜브(3) 및 팽창부재(4)의 팽창과 수축에 의해 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 일체로 조립 결합하거나 또는 분해하게 되므로, 종래 기술에서와 같이 한 쌍의 거푸집 케이싱의 조립 결합을 위한 볼트체결 및 볼트분해 작업이 전혀 필요하지 않는 것이다.

종래 기술을 위와 같은 수중에서의 콘크리트 말뚝 시공에 적용하는 경우, 수중에서 잠수부가 볼트체결 및 볼트분해 작업을 수행하여야 하므로, 그에 따른 비용 증가는 물론이고 작업시의 위험성 증가가 발생하게 되고, 심지어 수중 조건에 따라서는 작업 수행자체가 불가능하게 되는 문제점이 생기게 된다. 그러나 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 이용하게 되면, 수중에서의 볼트체결 및 볼트분해 작업이 필요하지 아니하므로, 종래 기술이 가지는 위와 같은 문제점이 해결된다. 즉, 본 발명에 의하면, 콘크리트 말뚝 시공비용을 종래 기술에 비해 크게 절감하고 시공기간도 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작업 위험성도 크게 감소시킬 수 있게 되며, 수중의 악조건에서도 콘크리트 말뚝 제작 작업을 용이하게 수행할 수 있게 되는 장점을 가지는 것이다.

특히, 본 발명에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)는 반복 재사용이 가능한 것이므로, 한 곳의 현장에서 현장 타설 콘크리트 말뚝(200)을 시공한 후에는 다른 현장으로 이동하여 또다른 현장 타설 콘크리트 말뚝을 반복하여 시공할 수 있다. 이와 같이 단일 장비를 이용한 복수개의 콘크리트 말뚝 시공을 통한 경제성 향상도 기대할 수 있게 된다.

위에서 살펴본 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)에서는, 제2거푸집 케이싱(1b)을 밀어주는 신축튜브(3)가 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져서 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있으나, 신축튜브(3)의 배치 형상은 이에 한정되지 않는다. 또한 위에서 살펴본 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 말뚝 거푸집 장치(100)에서는, 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202) 사이의 벌어지게 만드는 팽창부재(4)가, 신축튜브(3)와 동일하게 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있으나, 팽창부재(4) 역시 그 배치 형상은 이에 한정되지 아니하며, 더 나아가 팽창부재(4)는 유압이나 공압에 의해 팽창되는 부재가 아니라, 잭 장치와 같이 기계적인 신축에 의해 팽창이 이루어지는 부재일 수도 있다.

도 20에는, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)에 대한 또다른 실시예(제3실시예)로서, 신축튜브(3)가 폭방향으로 연장된 형태의 튜브 부재로서 복수개의 수평프레임부재(20)에 각각 개별적으로 구비되어 있고 팽창부재(4)가 잭장치로 구성된 실시예에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 21에는 도 20에 도시된 제3실시예의 말뚝 거푸집 장치(100)에서 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합되지 아니한 상태를 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 평면도가 도시되어 있고, 도 22에는 도 20에 도시된 제3실시예의 말뚝 거푸집 장치(100)에서 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)이 서로 결합된 상태를 보여주는 도 7에 대응되는 개략적인 평면도가 도시되어 있다.

도 20 내지 도 22에 도시된 제3실시예처럼, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)에서 신축튜브(3)는, 폭방향으로 연장된 형태의 튜브 부재로 이루어져서, 수평프레임부재(20)를 이루는 부재 중에서 폭방향으로 연장되어 있는 부재(20a)에 잇대어 설치되며, 유압이나 공압에 의해 팽창되어 이동결합부재(202)의 횡방향 타측 단부를 가압하여 이동결합부재(202)를 고정결합부재(201) 방향으로 밀어주도록 설치될 수 있다. 이 경우, 복수개의 수평프레임부재(20)에는 상기 신축튜브(3)가 각각 개별적으로 구비된다. 그러나 각각의 수평프레임부재(20)에 구비된 신축튜브(3)를 관 부재를 통해서 서로 연통시켜서 공압이나 유압이 동시에 주입되고 배출되게 하거나 또는 각각의 신축튜브(3)로 공압이나 유압이 공급되는 시기를 동기화시키는 등의 방법에 의해서, 각각의 수평프레임부재(20)에 구비된 신축튜브(3)가 일시에 팽창하거나 수축되도록 할 필요가 있다. 제3실시예와 같은 형태로 신축튜브(3)가 구비되는 경우, 신축튜브(3)의 수리 및 교체가 용이하다는 장점이 있다.

또한 제3실시예처럼, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)에서 팽창부재(4)가 신축잭장치로 구성될 수도 있다. 즉, 복수개의 수평프레임부재(20) 각각에서 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이의 횡방향 간격에, 상기 팽창부재(4)로서 신축이 가능한 신축잭장치가 배치될 수 있는 것이다. 특히, 앞서 설명한 제1실시예처럼 신축튜브(3)가 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져서 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있는 구성에서도, 팽창부재(4)를 잭장치로 교체하여 사용할 수 있다. 더 나아가 팽창부재(4)를 신축잭장치로 변경함에 있어서, 반드시 종래의 기계적인 유압이나 공압식 신축잭장치가 아니라, 합성수지로 이루어진 풍선 등과 같은 팽창가능 부재로 이루어진 신축잭장치를 이용할 수도 있다.

물론 앞서 설명한 제1실시예 및 제2실시예처럼 팽창부재(4)는 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있는 상태에서, 신축튜브(3)가 상기한 제3실시예의 경우처럼 신축튜브(3)가 폭방향으로 연장된 형태의 튜브 부재로 이루어져서 각각의 수평프레임부재(20)에 개별적으로 구비될 수도 있는 것이다. 상기 잭장치가 신장하게 되면 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이가 벌어지게 되고 그에 따라 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 분리된다.

한편, 도 13 내지 도 19와 관련하여 살펴본 사례처럼 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 기존 강관의 상단에 결합하여 사용하는 경우, 기존 강관(도 13 내지 도 19의 사례에서는 관입강관)의 상단에서 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 결합된 것이 미끄러지는 등의 불안정한 현상 없이 안정적이고 견고하게 결합 설치되어 기존 강관의 내부와 제1거푸집 케이싱(1a) 및 제2거푸집 케이싱(1b)에 의해 만들어진 콘크리트 타설 공간이 밀실하게 서로 연통할 수 있도록 하기 위하여, 아래에서 설명하는 바와 같은 연직 거치 구조를 가질 수도 있다.

도 23에는 관입강관(50)의 상단에 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 결합되는 것을 아래에서 위로 올려다본 상태로 도시한 개략적인 부분 사시도가 도시되어 있고, 도 24에는 관입강관(50)의 상단에 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 결합된 상태에서의 개략적인 부분 단면도가 도시되어 있는데, 도면에 예시된 것처럼, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 내면에 단턱부(18)를 형성하여, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 마주 접하여 결합되었을 때, 관입강관(50)의 상단면이 단턱부(18)에 걸리는 형태가 되도록 할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 관입강관의 상단에 놓았을 때 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 결합된 것이 미끄러지지 않고 안정적으로 관입강관 상단에서 견고하게 결합 설치되어 직립된 상태를 유지할 수 있다. 단턱부(18)의 내면에는 관입강관(50)의 상단 외면과의 밀착을 위하여 고무, 합성수지 등으로 이루어진 밀봉재가 개재될 수도 있다.

제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 관입강관에 연직 거치되는 구성에 있어서, 위와 같이 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 내면에 단턱부를 형성하는 대신, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 외부에 덮음판(17)을 더 설치할 수도 있다. 도 25 및 도 26은 덮음판(17)을 구비한 실시예에 대한 도 23 및 도 24에 각각 대응되는 부분 사시도(도 25)와 부분 단면도(도 26)인데, 도면에 예시된 것처럼, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 외부에 덮음판(17)을 더 설치하여, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 마주 접하여 결합되고 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 관입강관(50)의 상단에 놓였을 때, 상기 덮음판(17)이 관입강관(50)의 상단 외면을 덮게 될 수도 있는 것이다. 이 경우, 단턱부를 형성한 실시예와 마찬가지로 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 관입강관의 상단에 놓았을 때 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 결합된 것이 미끄러지지 않고 안정적으로 관입강관 상단에서 견고하게 결합 설치되어 연직하게 자립된 상태를 만들 수 있으면서도, 단턱부 형성으로 인한 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 단면 손실을 방지할 수 있게 되는 장점이 있다. 이와 같이 덮음판(17)을 설치하는 경우, 덮음판(17)의 내면에 관입강관(50)의 상단 외면과의 밀착을 위하여 고무, 합성수지 등으로 이루어진 밀봉재가 개재될 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 위와 같은 단턱부나 덮음판 설치와 병행하여 또는 이와 달리 관입강관의 외면에 수평플랜지를 형성하여, 본 발명의 말뚝 거푸집 장치(100)를 관입강관의 상단에 놓았을 때 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 관입강관에 형성된 수평플랜지에 놓이도록 하여 말뚝 거푸집 장치(100)가 관입강관을 따라 연직 방향으로 미끄러지는 것을 방지할 수도 있다. 물론 이 경우, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b) 각각의 하단에도 플랜지를 형성하여, 플랜지 간의 결합이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.

1a: 제1거푸집 케이싱
1b: 제2거푸집 케이싱
2: 외부 프레임
3: 신축튜브
4: 팽창부재

Claims (10)

1. 각각 말뚝 단면을 2등분한 형태로 제작된 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b); 및
   종방향 간격을 두고 배치되는 복수개의 수평프레임부재(20)와, 상기 복수개의 수평프레임부재(20)를 일체화시키는 수직연결프레임부재(21)를 포함하여 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 감싸고 있는 외부 프레임(2)을 포함하며;
   수평프레임부재(20)의 내부 영역 횡방향 일측에는 제1거푸집 케이싱(1a)과 결합되는 고정결합부재(201)가 일체 구비되어 있고, 수평프레임부재(20)의 내부 영역 횡방향 타측에는 고정결합부재(201)와 마주하면서 제2거푸집 케이싱(1b)과 결합되어 횡방향 이동이 가능한 이동결합부재(202)가 구비되어 있으며;
   이동결합부재(202)의 횡방향 타측 단부에는 수축 및 팽창이 가능한 신축튜브(3)가 구비되어 있고, 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202) 사이의 간격에는 신축이 가능한 팽창부재(4)가 구비되어 있으며;
   신축튜브(3)는 폭방향으로 연장된 형태의 튜브 부재로 이루어져서, 복수개의 수평프레임부재(20) 각각에서 수평프레임부재(20)를 이루는 부재 중에서 폭방향으로 연장되어 있는 부재(20a)에 개별적으로 잇대어 설치되어 있고;
   신축튜브(3)는 유압이나 공압에 의해 팽창되어 이동결합부재(202)의 횡방향 타측 단부를 가압하여 이동결합부재(202)를 고정결합부재(201) 방향으로 밀어줌과 동시에 팽창부재(4)는 수축함으로써, 이동결합부재(202)가 고정결합부재(201)를 향하여 이동하여 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 결합되어 말뚝 제작용 콘크리트 타설 공간을 만들게 되며, 상기 콘크리트 타설 공간에 콘크리트가 타설되어 콘크리트 말뚝이 제작되면 팽창부재(4)가 신장하고 신축튜브(3)가 수축하여 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이가 벌어져서 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)이 서로 분리되어 탈형되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 팽창부재(4)는 종방향으로 길게 연장된 봉 형상의 튜브부재로 이루어져 복수개의 수평프레임부재(20)에 걸쳐서 배치되어 있으며;
   제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 분리에 의한 탈형이 필요하면 상기 팽창부재(4)의 튜브부재는 유압이나 공압에 의해 팽창되어 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이가 벌어지게 함으로써 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)을 서로 분리시키는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 팽창부재(4)는 신축잭장치로 구성되어 있으며;
   제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)의 분리에 의한 탈형이 필요하면 상기 신축잭장치가 신장하여 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이가 벌어지게 함으로써 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)을 서로 분리시키는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   외부 프레임(2)의 수직연결프레임부재(21) 하단은, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 하단보다 아래쪽으로 더 길게 연장되어 있고;
   한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 하단 아래로 더 연장된 수직연결프레임부재(21)의 하단에는 외부 프레임(2)의 중앙 방향으로 신축되는 가압 잭장치(211)가 각각 결합되어 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   종방향으로 복수개의 모듈로 분할되며, 복수개의 모듈이 종방향으로 서로 조립 결합되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)에는, 거푸집 케이싱(1a, 1b)의 온도를 상승시킬 수 있는 가열장치가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)은 2중 강관으로 구성되며;
   가열장치는 전기 공급에 의해 가열되는 열선으로 이루어져서, 상기 2중 강관의 2개 강관 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공용 자동화 거푸집 장치.
   
10. 관입강관(50)의 상단이 수중 지반면 위로 돌출된 상태가 되도록 관입강관(50)을 수중 지반 내에 관입 설치하는 단계;
    각각 말뚝 단면을 2등분한 형태로 제작된 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)과; 종방향 간격을 두고 배치되는 복수개의 수평프레임부재(20)와, 상기 복수개의 수평프레임부재(20)를 일체화시키는 수직연결프레임부재(21)를 포함하여 구성되어, 한 쌍의 거푸집 케이싱(1a, 1b)을 감싸고 있는 외부 프레임(2)을 포함하며; 수평프레임부재(20)의 내부 영역 횡방향 일측에는 제1거푸집 케이싱(1a)과 결합되는 고정결합부재(201)가 일체 구비되어 있고, 수평프레임부재(20)의 내부 영역 횡방향 타측에는 고정결합부재(201)와 마주하면서 제2거푸집 케이싱(1b)과 결합되어 횡방향으로 이동가능한 이동결합부재(202)가 구비되어 있으며; 이동결합부재(202)의 횡방향 타측 단부에는 수축 및 팽창이 가능한 신축튜브(3)가 구비되어 있고, 고정결합부재(201)와 이동결합부재(202) 사이의 간격에는 신축이 가능한 팽창부재(4)가 구비되어 있는 구성의 말뚝 거푸집 장치(100)를, 수중으로 투입하여 관입강관(50)의 상단에 상기 말뚝 거푸집 장치(100)를 배치한 후, 신축튜브(3)는 팽창시키고 팽창부재(4)는 수축시켜서 이동결합부재(202)가 고정결합부재(201)를 향하여 이동하도록 함으로써, 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)을 서로 밀실하게 결합시켜서 말뚝 형상의 콘크리트 타설 공간을 관입강관(50)의 상단에 연속하여 형성하는 단계;
    관입강관(50)의 내부를 굴착함으로써 관입강관(50)의 내부에도 콘크리트를 타설할 공간을 형성하는 단계;
    제1 및 제2거푸집 케이싱(1a, 1b)에 의한 콘크리트 타설 공간과 관입강관(50) 내부의 굴착된 공간이 연통된 상태에서 보강철근 또는 보강철근망을 제1 및 2거푸집 케이싱(1a, 1b)에 의한 콘크리트 타설 공간과 관입강관 내부의 굴착된 공간 내에 배치하고 콘크리트를 타설하고 경화시켜서 현장 타설 콘크리트 말뚝을 제작하는 단계; 및
    팽창부재(4)를 신장시키고 신축튜브(3)를 수축시켜서 이동결합부재(202)와 고정결합부재(201) 사이를 벌어지게 하여 제1거푸집 케이싱(1a)과 제2거푸집 케이싱(1b)을 서로 분리시켜서 말뚝 거푸집 장치(100)를 콘크리트 말뚝으로부터 탈형하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 타설 콘크리트 말뚝의 시공방법.

Images