KR101491746B1

KR101491746B1 - 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 설치 공법

Info

Publication number: KR101491746B1
Application number: KR20140077889A
Authority: KR
Inventors: 박상일; 박정현
Original assignee: 아이컨 주식회사; 주식회사 에스아이이앤씨
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-02-11

Abstract

본 발명은 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝에 관한 것이다.
본 발명은 PHC 공법으로 제조되며 선단부와 두부를 가져서 된 말뚝에 있어서, 몸체(100)가 중공부(160)로 이루어지며 상기 몸체(100)의 내부에 복수개의 강선(200)이 내장된 상태로 제조되고, 상기 몸체(100)의 일측 두부(120) 상단에 정착캡(300)이 결합되어 고정되도록 하되 복수개의 보강철근(600)이 각기 상기 몸체(100)의 두부(120) 측에서 상기 강선(200)과 함께 일측단이 일체로 내장되어 내력보강철근(610)을 형성하고 타측단이 상기 정착캡(300)의 원주면에 둘레를 따라 형성된 관통홀(310)을 각기 통과하여 외부로 노출되는 두부보강철근(611)을 형성함을 특징으로 한다.
본 발명은 PHC 말뚝 공법으로 공장에서 제조함에 있어 말뚝의 두부에 구조물을 연결시키기 위한 보강철근이 돌출된 상태로 제조됨에 따라 별도의 번잡한 추가공정 없이 상부 구조물 설치 작업이 가능하여 공정 및 공기가 단축되는 장점이 있고 또한, 말뚝의 선단 절단면에 선단절단부 보강재를 결합시킴으로 말뚝의 절단면 파손 방지가 가능하여 말뚝의 내구성이 향상되며, 이에 따른 말뚝 설치 시 지지층에 안정되게 삽입 및 고정될 수 있도록 하는 장점이 있다.

Description

보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 설치 공법{pile foundation and the installation method}

본 발명은 두부에 상부 구조물이 결합되고 선단부가 지지층에 지지 고정되는 말뚝에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PHC(Pretensioned Spun High Strength Concrete Piles) 말뚝의 두부를 절단하지 않고 설치 현장에서 매입 설치될 길이에 맞게 말뚝의 선단부를 절단하여 적용할 수 있도록 하여 보강된 말뚝의 두부를 손상시키지 않고 두부 유지가 가능한 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 및 이를 이용한 말뚝 설치 공법에 관한 것이다.

일반적으로 건물 및 토목 구조물을 시공하고자 하는 경우 지반 조건이나 건물 또는 구조물의 하중에 따라 지반을 보강하는 기초 공사를 실시하게 된다. 이때 구조물의 하중이나 지반 조건 등 다양한 조건에 따라 얕은 기초인 경우 구조물을 지반에 직접 지지시키고 비교적 깊은 기초인 경우 말뚝을 사용하여 지지력을 보강하게 된다.

상기와 같이 공장 제작 후 지반에 설치되는 기성말뚝은 재질에 따라 강관말뚝, 콘크리트말뚝, 합성말뚝 등으로 구분할 수 있으며 최근에는 제조, 운반이 용이하고 성능이 우수하며 경제적인 PHC(Pretensioned Spun High Strength Concrete)말뚝이 많이 적용되고 있다.

상기 PHC 말뚝은, 한국산업규격 KSF4306에 의하면 원심력을 이용하여 만든 콘크리트 압축강도가 78.5MPa 이상의 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝으로서 외부직경은 300mm~1200mm이며, 유효 프리스트레스에 따라 A, B 및 C종으로 구분한다. 여기서 A, B 및 C종의 유효 프리스트레스는 각각 3.92MPa, 7.85MPa 및 9.81MPa 이다.

또한, 콘크리트의 설계기준 압축강도가 높기 때문에 말뚝 본체의 지지력이 크고 항타할 때 타격 저항력이 큰 한편 장기 허용 응력 또한 20MPa로 본체의 설계 지지력을 향상시킬 수 있으며, 고장력 PC 강선을 통해 프리캐스트를 도입함으로써 휨모멘트에 대한 저항력을 다소 증진시킬 수 있다.

하지만, PHC 말뚝은 축 방향력과 어느 정도의 휨에 대한 저항성 확보가 가능하나 전단에 대한 저항력이 동일 직경 강관 말뚝의 1/6~1/5 정도로 작아, 휨모멘트 및 수평력이 큰 옹벽 및 교량 구조물에는 적용성이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 지중에 설치된 말뚝에 작용하는 전단력 및 휨모멘트가 말뚝의 두부 일정구간에 집중분포하는 특성을 고려하여 이 구간을 보강하거나 내력이 큰 강관으로 대체하여 극복하려는 시도가 이루어지고 있다.

더불어, 상기한 말뚝을 지중에 설치하기 위한 설치공법을 살펴보면, 타입공법, 매입공법 등이 대표적 공법으로 적용되고 있다.

상기 타입공법은, 말뚝을 지반에 직접 타격하는 방법으로 전통적으로 이용되어온 공법이며, 상부 지층에 조밀층 또는 자갈층 등이 있어 타입이 곤란하거나, 점토층이 있어 타입시 기존 구조물 및 항타 말뚝에 영향을 줄 수 있는 경우에는 상부지층을 선굴착한 후 항타할 수도 있는데, 이 경우도 타입공법으로 분류할 수 있다. 근래에 타입공법은 항타시 발생하는 소음, 진동 등의 공해로 인해 제한적으로 사용되고 있다.

상기 매입공법은, 타입공법 시공 시 발생하는 소음, 진동의 문제를 해결하기 위해 개발된 공법으로 1994년 건설환경법이 공표되면서 그 이용이 급격히 증가하기 시작하였으며, 최근에는 항타시 소음, 진동으로 인한 민원 문제가 없는 임해지역과 같은 특수한 경우를 제외하면 매입공법이 대부분 사용되고 있다.

다시말해, 매입공법은 지반에 오거 굴착 후 굴착공에 말뚝을 삽입하여 고정시키는 것으로 비용이 다소 증가되지만 소음 및 진동의 환경적 문제의 저감뿐 아니라 배출토를 통해 선단지지층을 육안으로 확인할 수 있으며, 필요한 실제 말뚝길이를 확정할 수 있는 장점이 있다.

하지만, 종래의 매입말뚝 시공 시 상기의 장점에도 불구하고 예기치 못한 현장의 지반조건(지지층의 심도) 변화에 선단부를 지지층에 지지된 상태에서 두부 레벨을 맞추기 위하여 각기 다르게 돌출된 두부를 절단한 후 보강철근의 설치 및 내부콘크리트 충전을 필요로 하여, 시공이 번잡해지며 시공비가 늘어나는 문제점이 있음과 더불어 두부 절단시 프리스트레스의 손실로 인한 휨모멘트에 대한 저항력이 약해지는 문제점이 있다.

[문헌1] 대한민국 등록특허 제10-1047395호 공고일 2011년 07월 07일

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은,

첫째: PHC 말뚝을 공장에서 제조함에 있어 말뚝의 두부에 구조물 연결과 내력을 증대시키기 위한 보강철근이 설치된 상태로 제조하여 구조물과의 연결이 용이하고 단면의 내력을 증대시키는데 있다.

둘째; PHC 말뚝 공법으로 제조된 두부보강말뚝을 설치함에 있어 필요한 말뚝의 길이를 굴착공을 통해 측정하여, 말뚝의 두부가 아닌 선단부를 절단한 후 말뚝을 굴착공에 삽입, 설치하도록 하여 보강된 두부를 유지함으로서 두부의 손상을 피하고, 보강구간의 과다 또는 과소 없이 적정한 보강구간을 확보하고자 하는데 있다.

셋째; 말뚝의 선단 절단면에 선단절단부 보강재를 결합시켜 말뚝의 절단면의 파손을 방지하여, 안정적으로 하중을 지지할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

중공형으로 내부에 강선이 내장된 상태로 제조되며, 말뚝의 두부가 될 일측의 일정구간에 말뚝의 축방향을 따라 보강철근을 배치하고, 이에 연직하는 띠철근 또는 나선철근과 심부구속을 위한 횡방향 철근을 배근한 것으로 보강철근은 구조물과의 연결이 용이하도록 말뚝의 단부를 관통하여 일정길이를 노출되도록 형성된 것을 제공함에 그 특징이 있다.

상기 특징에 따른 본 발명은,

PHC 공법으로 제조되며 보강된 두부를 가지는 말뚝의 설치공법에 있어서, 중공형으로 내부에 강선이 내장된 상태로 제조되며, 말뚝의 두부가 될 일측의 일정구간에 말뚝의 축방향을 따라 보강철근을 배치하고, 이에 연직하는 띠철근 또는 나선철근과 심부구속을 위한 횡방향 철근을 배근한 것으로 보강철근은 구조물과의 연결이 용이하도록 말뚝의 단부를 관통하여 일정길이를 노출되도록 제조되는 말뚝제조단계; 오거를 포함하는 기구를 통해 말뚝이 설치될 지반에 굴착공을 형성하고 동시에 선단의 지지층을 확보하는 지반굴착단계; 지표면으로부터 상기 선단지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 말뚝길이 결정단계: 상기 말뚝길이 결정단계에서 결정된 길이에 맞도록 말뚝의 선단부를 절단하는 말뚝선단부 절단단계; 상기 말뚝선단부 절단단계를 통해 일체가 형성된 말뚝을 굴착공 내부에 삽입 고정시키는 말뚝매입 설치단계; 상기 말뚝매입 설치단계후 두부에 노출된 두부보강철근을 정리, 가공하여 구조물이 연결되도록 하는 구조물 결합단계를 수행하여 설치될 수 있다.

또한, 상기 말뚝선단부 절단단계 후, 절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재가 결합되도록 하고, 상기 선단절단부 보강재가, 상기 말뚝에 형성된 중공부의 단부를 차단하는 선단 매입판, 상기 선단 매입판의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부의 내벽을 지지하는 내부 보강리브, 상기 선단 매입판의 상면에 돌출 구비되며 체결구 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링으로 제조되어, 상기 말뚝선단부 절단단계를 통해 절단된 말뚝의 선단부를 보호하기 위한 선단절단부 보강재를 설치하는 선단절단부 보강단계를 더 수행할 수 있다.

또한, 상기 말뚝선단부 절단단계 후, 절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재가 결합되도록 하고, 상기 선단절단부 보강재가, 상기 말뚝에 형성된 중공부의 단부를 차단하는 선단 매입판, 상기 선단 매입판의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부의 내벽을 지지하는 내부 고정링, 상기 선단 매입판의 상면에 돌출 구비되며 체결구 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링으로 제조되어, 상기 말뚝선단부 절단단계를 통해 절단된 말뚝의 선단부를 보호하기 위한 선단절단부 보강재를 설치하는 선단절단부 보강단계를 더 수행할 수 있다.

또한, 선단절단부 보강단계에서, 상기 선단부에 고무시트가 감싸지도록 한 후 상기 고무시트를 상기 선단 매입판의 상면에 밀착하며 고정되도록 하는 고무시트 결합단계를 더 수행할 수 있다.

또한, 상기 말뚝선단부 절단단계 후, 절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재가 결합되도록 하고, 상기 선단절단부 보강재가, 상기 말뚝에 형성된 중공부의 단부를 차단하는 선단 매입판, 상기 선단 매입판의 상면에 돌출 구비되며 내벽이 상기 선단부의 외측에 밀착되는 외부 고정링, 상기 선단 매입판과 상기 외부 고정링의 내벽에 도포되며 상기 외부 고정링이 상기 선단부에 고정되도록 하는 에폭시로 이루어져, 상기 선단부를 보강하는 선단절단부 보강단계를 더 수행 할 수 있다.

또한, 상기 선단 매입판의 테두리단에 선단 매입날을 돌출 형성하고, 상기 선단 매입판의 표면에 슬러지 안내를 위해 상하로 관통된 유입구를 형성할 수 있다.

또한, 상기 기초 구조물 결합단계에서, 상기 말뚝의 중공부 내벽에 둘레를 따라 복수개의 철근이 상기 강선 또는 보강철근과 평행하게 배열되도록 하여 상기 기초 구조물이 고정되도록 하는 철근 고정단계를 더 수행할 수 있다.

여기서, 상기 말뚝에 형성된 두부 측 중공부에 내부충전콘크리트가 미리 채움되도록 할 수 있다.

본 발명은

첫째; PHC 말뚝 공법으로 공장에서 제조함에 있어 말뚝의 두부에 구조물을 연결시키기 위한 보강철근이 돌출된 상태로 제조됨에 따라 별도의 번잡한 추가공정 없이 상부 구조물 설치 작업이 가능하여 공정 및 공기가 단축되는 장점이 있다.

둘째; PHC 말뚝 공법으로 제조되며 보강된 두부보강말뚝을 설치함에 있어 말뚝의 매입설치될 깊이를 측정한 후 말뚝의 두부가 아닌 선단부를 절단하여 적용할 수 있도록 하여 말뚝의 두부를 손상시키지 않고 말뚝을 설치할 수 있어 말뚝 단면의 내력 증가와 두부보강 공정이 필요없어 시공비가 절감되는 장점이 있다. 이에따라, 말뚝의 두부에 전단 및 휨에 대한 저항력을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째: 말뚝의 선단 절단면에 선단절단부 보강재를 결합시킴으로 말뚝의 절단면 파손 방지가 가능하여 말뚝의 내구성이 향상되며, 이에 따른 말뚝 설치 시 지지층에 안정되게 삽입 및 고정될 수 있도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝의 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 종단면도,
도 3은 도 1 또는 도 2에서 말뚝 중공부에 콘크리트가 충전된 상태를 도시한 요부 사시도,
도 4는 도 1 내지 도 3에서 말뚝 선단부에 말뚝의 길이를 연장시키기 위해 선단부에 결합되는 보조 말뚝을 도시한 사용상태 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 상태 흐름도,
도 6은 도 5의 말뚝 설치과정을 보인 요부도,
도 7a-7d는 도 1 내지 도 6에서 말뚝 선단부에 선단절단부 보강재가 설치된 상태의 실시예로 선단부가 폐쇄단면을 형성하도록 한 실시예,
도 8a-8d는 도 7의 다른 실시예로 선단부의 매입 편리를 위해 선단 매입날을 형성시킨 실시예,
도 9a-9b는 도 8의 다른 실시예로 선단부 매입시 슬러지가 이동될 수 있도록 한 실시예.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은, PHC말뚝을 공장에서 제조함에 있어 말뚝의 두부에 구조물 연결과 내력을 증대시키기 위한 보강철근이 설치된 상태로 제조하고, 필요한 말뚝의 길이를 굴착공을 통해 측정하여, 말뚝의 선단부를 절단한 후 말뚝을 굴착공에 삽입, 설치하도록 하여 보강된 두부를 유지함으로서 구조물과의 연결이 용이하고 두부의 손상을 피해 보강구간의 과다 또는 과소 없이 적정한 보강구간을 확보하고자 하는 말뚝에 관한 것이다. 또한, 말뚝의 선단 절단면에 선단절단부 보강재를 결합시켜 말뚝의 절단면의 파손을 방지하여, 안정적으로 하중을 지지할 수 있도록 하는 말뚝에 관한 것이다.

도 1 또는 도 2의 도시에 의하여 본 발명에 따른 말뚝은, 상기 말뚝을 이루는 몸체(100)가 중공부(160)를 가지며 수직한 상태에서 상하 양쪽이 각각 두부(120)와 선단부(140)를 이루도록 일체형을 이루며 제조된다.

그리고, 상기 몸체(100)의 내부에 복수개의 강선(200)이 원주면의 중심 방향을 따라 내장된 상태로 제조된다. 또한 상기 몸체(100)의 일측에 형성되는 상기 두부(120)의 상단에 정착캡(300)이 일체형으로 결합되고, 상기 몸체(100)의 두부(120)가 될 일측의 일정구간에 말뚝의 축방향을 따라 복수개의 보강철근(600)이 배치된다.

상기 보강철근(600)은, 각기 상기 몸체(100)의 두부(120) 측에서 상기 강선(200)과 함께 일측의 일정구간에 일체로 내장된 내력보강철근(610)과 상기 정착캡(300)의 원주면에 둘레를 따라 형성된 단부 관통홀(310)을 관통하여 일정길이를 노출되도록 돌출 제조되는 두부보강철근(611)으로 형성된다.

여기서, 상기 말뚝을 이루는 몸체(100)는 공지 기술인 PHC 공법으로 제조됨이 바람직 할 것이고, 상기 정착캡(300)의 경우 선택적으로 사용하면 된다.

또한, 도 3의 도시에 의하여 상기 말뚝은 상기 몸체(100)의 중공부(160)에 내부충전콘크리트(400)가 채움될 수 있다.

상기 내부충전콘크리트(400)는, 상기 중공부(160)에 대하여 상기 말뚝을 이루는 몸체(100)의 두부(120) 위치에 충전되도록 함이 바람직 하고, 더불어 상기 몸체(100) 제조와 함께 충전되도록 함이 가능할 것이다.

그리고, 상기 몸체(100)는, 도 3의 도시에 의하여 적용하고자 하는 길이에 비해 길이가 긴 경우 상기 몸체(100)의 선단부(140)를 절단하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 몸체(100)의 선단부(140)에는 상기 몸체(100)의 길이가 짧은 경우 선택적으로 연결할 수 있으며, 이때, 도 4에 도시된 바와같이 별도로 제조된 다른 몸체(100a)를 결합시켜 연결한 후 사용하면 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 말뚝의 제조 과정을 살펴보면 다음과 같다.

공장에서의 제조시 공지의 PHC 공법으로 제조하면 되는데 먼저, 형틀에 복수개의 강선(200)을 배열시키되 원형을 이루며 배열되도록 한 후, 상기 말뚝의 두부에 해당하는 위치에 보강철근(600)이 상기 강선(200)과 다른 강선(200) 사이에서 상기 강선(200)과 동축 방향으로 평행하게 위치되도록 하되, 상기 강선(200)의 단부보다 길게 돌출 시킨 상태로 고정시킨 다음, 형틀에 콘크리트를 투입하여 원심 회전 공정을 거쳐 말뚝을 제조하면 된다. 그러면 말뚝의 두부 측으로부터 보강철근(600)의 일단이 일정길이 내장되어 내력보강철근(610)을 이루고 상기 보강철근(600)의 다른 일단이 상기 두부 측으로부터 돌출되어져 두부보강철근(611)을 형성하며 제조되게 된다.

여기서, 상기 두부 측의 단부에 정착캡(300)을 위치시키고 상기 정착캡(300)의 원주면에 형성된 관통홀(310)에 상기 강선(200)의 단부가 고정 그리고, 상기 보강철근(600)이 통과되면서 고정되도록 할 수 있다.

이상에서와 같이 공장에서 미리 제조된 말뚝을 현장에서 설치시 그 설치과정을 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6의 도시에 의하여 공장에서 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝을 제조하는 말뚝 제조단계(S1)와, 지반을 통해 지지층까지 굴착공을 형성하고 동시에 선단의 지지층을 확보하는 지반굴착단계(S2)와, 지표면으로부터 상단지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 말뚝길이 결정단계(S3)와, 상기 말뚝길이 결정단계(S3)에서 결정된 길이에 맞도록 말뚝의 선단부(140)를 절단하는 말뚝선단부 절단단계(S4)와, 말뚝선단부 절단단계(S4)를 통해 일체가 형성된 말뚝을 굴착공 내부에 삽입 고정시키는 말뚝매입 설치단계(S5)와, 설치된 말뚝 두부(120)에 노출된 두부보강철근(611)을 정리, 가공하여 구조물이 연결되도록 하는 구조물 결합단계(S6)를 수행하여 설치하면 된다.

상기 말뚝 제조단계(S1)에서는, 아래에서 설명되는 말뚝 제조방법을 통해 제조될 수 있다.

즉, 말뚝의 제조시에는 PHC 공법으로 제조되며 몸체(100)는 중공부(160)로 이루어지고 상기 몸체(100)의 일측 두부(120) 상단에 정착캡(300)이 결합되어 몸체(100)의 두부(120) 측에서 상기 강선(200)과 함께 일측의 일정구간에 일체로 내장된 내력보강철근(610)과 정착캡(300)의 원주면에 둘레를 따라 형성된 단부 관통홀(310)을 관통하여 일정길이가 노출되도록 두부보강철근(611)을 형성하도록 제조하면 된다.

여기서, 상기 정착캡(300)의 경우 강선(200)과 보강철근(600)의 고정을 위한 것으로 필요시 선택적으로 적용할 수 있다.

한편, 상기 말뚝 제조단계(S1)에서 말뚝에 형성된 중공부(160) 구간에 대해 내구성 향상을 위해 내부충전콘크리트(400)를 충전시키는 내부충전콘크리트 채움단계(S11)를 더 수행할 수 있다.

상기 내부충전콘크리트(400)는 상기 중공부(160)의 전구간이 아닌 두부(120)측 일정구간에 충전시켜 전단 변형력을 증가시키도록 함이 바람직하다.

상기 지반굴착단계(S2)에서는, 오거를 포함하는 기구를 통해 말뚝이 설치될 지반에 굴착공을 형성하고 동시에 선단의 지지층을 형성하면 된다.

상기 말뚝길이 결정단계(S3)에서는, 지표면으로부터 상기 선단지지층 까지의 깊이를 측정하여 말뚝의 길이를 결정하면 된다.

여기서, 상기 말뚝이 삽입될 깊이의 측정은 배출토를 통해 선단지지층을 육안으로 확인할 수 있어 필요한 실제 말뚝길이를 결정할 수 있다.

이때, 말뚝 길이가 제조 운반된 말뚝의 길이보다 길어야 하는 경우 별도로 마련된 말뚝(100a)을 하단에 연결시켜 사용하면 되고, 절단하여야 하는 경우 후술된 바와같이 선단부(140)를 절단하여 사용하면 된다.

상기 말뚝선단부 절단단계(S4)에서는, 상기 말뚝길이 결정단계(S3)에서 결정된 깊이에 맞도록 말뚝을 이루는 몸체(100)의 선단부(140)를 해당 깊이만큼 절단하면 된다.

상기 말뚝매입 설치단계(S5)에서는, 상기 말뚝선단부 절단단계(S4)를 통해 절단되고 남은 말뚝의 선단부(140)를 상기 선단지지층의 홈에 지지되도록 끼워넣어 고정시키면 된다.

상기 구조물 결합단계(S6)에서는, 상기 말뚝매입 설치단계(S5) 후 상기 정착캡(300)을 통해 노출된 두부보강철근(611)을 정리, 가공하여 기초 구조물이 연결되도록 하면 된다.

여기서, 상기 말뚝매입 설치단계(S5) 후, 절단된 상기 선단부(140)에 선단절단부 보강재(500)가 결합되도록 할 수 있다.

상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 선단부(140)의 단부를 폐쇄시켜 매입하는 단면폐쇄 보강, 상기 선단부(140)의 단부에 단부폐쇄 보강 상태에서 매입이 용이하도록 매입날을 추가 형성하여 매입시키는 단면폐쇄 매입날 보강, 상기 선단부(140)의 단면이 개방되어 슬러지가 유입되도록 하는 단면개방 보강의 구조로 이루어질 수 있다.

상기 단면폐쇄 보강 구조는 도 7a - 7d의 구조를 통해 설명하면 다음과 같다.

도 7a의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는, 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 보강리브(520), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530)으로 구성된다.

상기 내부 보강리브(520)와 상기 외부 고정링(530)이 선단부(140) 매입시 상기 선단부(140)의 훼손을 방지하게 된다.

도 7b의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는, 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 고정링(531), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부(140)에 고정되는 외부 고정링(530)으로 구성된다.

상기 내부 고정링(531)와 상기 외부 고정링(530)이 선단부(140) 매입시 상기 선단부(140)를 견고하게 지지하여 매입이 안정되고 원활하게 이루어지도록 하게 된다.

도 7c의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는, 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 올려지는 고무시트(570), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부(140)에 고정되는 외부 고정링(530)으로 구성된다.

상기 고무시트(570)가 상기 선단 매입판(510)의 선단부(140) 결합시 완충력을 제공하며 결합되도록 하게 된다.

도 7d의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 선단부(140)의 외측을 감싸는 형태로 밀착되는 외부 고정링(530), 상기 외부 고정링(530)의 내벽과 상기 선단 매입판(510)의 상면에 도포되는 에폭시(571)로 구성된다.

상기 에폭시(571)를 통해 상기 외부 고정링(530)과 상기 선단 매입판(510)을 상기 선단부(140)에 견고하게 부착되도록 하게 된다.

도 8a의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 보강리브(520), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530) 및 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향 돌출되며 하단에 경사날을 갖는 선단 매입날(540)로 구성된다.

상기 선단 매입날(540)을 통해 상기 선단부(140)가 빠르고 안정되게 매입되도록 하게 된다.

도 8b의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 고정링(531), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530) 및 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향 돌출되며 하단에 경사날을 갖는 선단 매입날(540)로 구성된다.

상기 내부 고정링(531)과 외부 고정링(530)을 통해 선단부(140)를 고정하고 선단부(140) 매입시 선단 매입날(540)을 통해 매입이 안정되게 빠르게 이루어지도록 하게 된다.

도 8c의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 올려지는 고무시트(570), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530) 및 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향 돌출되며 하단에 경사날을 갖는 선단 매입날(540)로 구성된다.

상기 고무시트(570)를 통해 매입되는 선단부(140)가 완충력을 가지며 매입될 수 있도록 하게 된다.

도 8d의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 선단부(140)의 외측을 감싸는 형태로 밀착되는 외부 고정링(530), 상기 외부 고정링(530)의 내벽과 상기 선단 매입판(510)의 상면에 도포되는 에폭시(571) 및 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향 돌출되며 하단에 경사날을 갖는 선단 매입날(540)로 구성된다.

상기 에폭시(571)를 통해 상기 선단 매입판(510)이 선단부(140)에 견고한 부착상태를 유지하게 된다.

도 9a의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하며 표면에 슬러그가 통과될 수 있도록 복수개의 유입구(550)가 상하로 관통된 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 고정링(531), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530) 및 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향 돌출되며 하단에 경사날을 갖는 선단 매입날(540)로 구성된다.

상기 유입구(550)를 통해 상기 선단부(140)의 매입시 발생되는 슬러지가 말뚝 내를 통해 배출되어져 선단부(140) 매입이 빠르게 이루어질 수 있게 된다.

도 9b의 도시에 의하여 상기 선단절단부 보강재(500)는 상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하며 표면에 슬러그가 통과될 수 있도록 복수개의 유입구(550)가 상하로 관통된 선단 매입판(510), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 올려지며 상기 유입구(550)와 동일한 방향으로 유입구(550)가 관통 형성되는 고무시트(570), 상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530) 및 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향 돌출되며 하단에 경사날을 갖는 선단 매입날(540)로 구성된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

100: 몸체 120: 두부
140: 선단부 160: 중공부
200: 강선
220: 원형띠철근
300: 정착캡
310: 관통홀
400: 내부충전콘크리트
500: 선단절단부 보강재
510: 선단 매입판 520: 내부 보강리브
530: 외부 고정링 531: 내부 고정링
532: 체결구
540: 선단 매입날 550: 유입구
570: 고무시트 571: 에폭시
600: 보강철근
610: 내력보강철근 611: 두부보강철근

Claims

삭제
몸체(100)가 중공부(160)로 이루어지고 상기 몸체(100)의 내부에 복수개의 강선(200)이 내장되도록 PHC 공법으로 제조되며 선단부(140)와 두부(120)를 가져서 된 말뚝에 있어서,
상기 몸체(100)의 일측 두부(120) 상단에 정착캡(300)이 결합되고, 상기 몸체(100)의 두부(120)측에 복수개의 보강철근(600)이 상기 강선(200)과 함께 내장되도록 하되,
상기 보강철근(600)의 일측단이 각기 상기 몸체(100)의 두부(120) 측에서 상기 강선(200)과 함께 일체로 내장되어 내력보강철근(610)을 형성하고,
상기 보강철근(600)의 타측단이 상기 정착캡(300)의 원주면에 둘레를 따라 형성된 관통홀(310)을 각기 통과하여 외부로 노출되어 두부보강철근(611)을 형성하며,
상기 몸체(100)에 형성된 중공부(160) 중 두부(120) 측 공간에 내부충전콘크리트(400)가 채움되어 상기 몸체(100)와 일체형을 이루도록 함을 특징으로 하는 두부 유지 가능한 말뚝.
삭제
몸체(100)가 중공부(160)로 이루어지고 상기 몸체(100)의 내부에 복수개의 강선(200)이 내장되도록 PHC 공법으로 제조되며 선단부와 두부를 가져서 된 말뚝의 설치 공법에 있어서,
중공형으로 몸체(100)의 내측에 복수개의 강선(200)이 둘레를 따라 심어진 형태의 일체형을 이루고, 상기 몸체(100)의 두부(120) 측에 복수개의 보강철근(600)이 내장되도록 하되, 각기 일측단이 상기 몸체(100)의 두부(120) 측에서 상기 강선(200)과 함께 일체로 내장되어 내력보강철근(610)을 형성하고 타측단이 상기 몸체(100)로부터 외부로 노출되어 연장되는 두부보강철근(611)이 형성되도록 PHC 공법을 통해 제조되는 말뚝 제조단계(S1);
오거를 포함하는 기구를 통해 말뚝이 설치될 지면에 굴착공을 형성하고 동시에 선단 지지층을 확보하는 지반굴착단계(S2);
지표면으로부터 상기 선단 지지층 까지의 깊이를 측정하여 설치되는 말뚝의 길이를 결정하는 말뚝길이 결정단계(S3):
상기 말뚝길이 결정단계(S3)에서 결정된 길이에 맞도록 말뚝의 선단부(140)를 절단하는 말뚝선단부 절단단계(S4);
상기 말뚝선단부 절단단계(S4)를 통해 일체형 형성된 말뚝을 굴착공 내부에 삽입 고정시키는 말뚝매입 설치단계(S5);
상기 말뚝매입 설치단계(S5)후 두부(120)에 노출된 두부보강철근(611)을 정리 가공하여 구조물이 연결되도록 하는 구조물 결합단계(S6);
를 수행하여 설치하는 것을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제4항에 있어서,
상기 말뚝 제조단계(S1)에서,
상기 몸체(100)에서 두부(120)를 이루는 상단 위치에 원주면 둘레를 따라 관통홀(310)이 형성된 정착캡(300)을 결합시키되 상기 보강철근(600)의 일측단이 상기 강선(200)과 함께 상기 몸체(100)의 두부(120)측에 일체로 내장되어 내력보강철근(610)을 형성하고 타측단이 상기 정착캡(300)의 원주면에 둘레를 따라 형성된 관통홀(310)을 각기 통과하여 외부로 노출된 두부보강철근(611)이 형성되도록 함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 말뚝 제조단계(S1)에서,
말뚝에 형성된 중공부(160) 구간에 대해 상기 두부(120) 측에 내부충전콘크리트(400)를 채움시키는 내부충전콘크리트 채움단계(S11)를 더 수행함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제4항에 있어서,
상기 말뚝선단부 절단단계(S4) 후,
절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재(500)가 결합되도록 하고,
상기 선단절단부 보강재(500)가,
상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 보강리브(520),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530),
으로 제조되어
상기 선단부(140)를 보강하는 선단절단부 보강단계를 더 수행함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제4항에 있어서,
상기 말뚝선단부 절단단계 후,
절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재(500)가 결합되도록 하고,
상기 선단절단부 보강재(500)가,
상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 상기 중공부(160)의 내벽을 지지하는 내부 고정링(531),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부에 고정되는 외부 고정링(530),
으로 제조되어
상기 선단부(140)를 보강하는 선단절단부 보강단계를 더 수행함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제4항에 있어서,
상기 말뚝선단부 절단단계 후,
절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재(500)가 결합되도록 하고,
상기 선단절단부 보강재(500)가,
상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 올려져 완충력을 제공하는 고무시트(570),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 체결구(532) 결합에 따라 상기 선단부(140)에 고정되는 외부 고정링(530),
으로 제조되어
상기 선단부(140)를 보강하는 선단절단부 보강단계를 더 수행함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제4항에 있어서,
상기 말뚝선단부 절단단계 후,
절단된 상기 선단부에 선단절단부 보강재(500)가 결합되도록 하고,
상기 선단절단부 보강재(500)가,
상기 말뚝에 형성된 중공부(160)의 단부를 차단하는 선단 매입판(510),
상기 선단 매입판(510)의 상면에 돌출 구비되며 내벽이 상기 선단부의 외측에 밀착되는 외부 고정링(530),
상기 선단 매입판(510)과 상기 외부 고정링(530)의 내벽에 도포되며 상기 외부 고정링(530)이 상기 선단부에 고정되도록 하는 에폭시(571)로 이루어져,
상기 선단부(140)를 보강하는 선단절단부 보강단계를 더 수행함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선단부(140)를 고정하는 상기 선단 매입판(510)의 테두리단에 하향으로 돌출 형성된 선단 매입날(540)을 형성한 것임을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.
제11항에 있어서,
상기 선단 매입판(510)의 표면에 슬러지 안내를 위해 상하로 관통된 유입구(550)를 형성함을 특징으로 하는 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝 설치 공법.