KR101601876B1 - 복합말뚝 이음장치 및 이를 이용한 복합말뚝 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 복합말뚝 이음장치는, 강관을 포함하는 제1이음말뚝의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 강관이 안착되는 안착홈이 형성된 상판부, 콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝의 강봉너트에 체결되는 체결볼트에 대응되는 복수의 볼트체결홀이 둘레를 따라 형성된 하판부 및 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 구비되는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는, 상기 연결부의 외경 방향으로 개구되고, 상기 볼트체결홀에 연통되는 복수의 볼트삽입홀과, 서로 인접한 볼트삽입홀 사이에 구비되는 응력분산홀을 포함한다.
그리고 이를 이용한 복합말뚝 시공방법은, 강관을 포함하는 제1이음말뚝의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 강관이 안착되는 안착홈이 형성된 상판부와, 콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝의 강봉너트에 체결되는 체결볼트에 대응되는 복수의 볼트체결홀이 둘레를 따라 형성된 하판부와, 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 구비되는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는, 상기 연결부의 외경 방향으로 개구되고, 상기 볼트체결홀에 연통되는 복수의 볼트삽입홀과, 서로 인접한 볼트삽입홀 사이에 구비되는 응력분산홀을 포함하는 말뚝 이음장치를 이용한 말뚝 시공방법에 있어서, 상기 볼트삽입홀을 통해 체결볼트를 삽입하고, 상기 볼트체결홀에 상기 체결볼트를 체결하여 상기 하판부와 상기 제2이음말뚝을 연결시키는 단계 및 상기 안착홈에 상기 제1이음말뚝의 강관을 안착시켜 상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계를 포함한다.

Description

복합말뚝 이음장치 및 이를 이용한 복합말뚝 시공방법{Composite Pile Connecting Apparatus and Composite Pile Construction Method Using the Same}

본 발명은 말뚝 간을 서로 연결시키는 말뚝 이음장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복합말뚝을 서로 연결하기 위한 복합말뚝 이음장치에 관한 것이다.

일반적으로 지반의 상부에 소정의 상재 구조물을 설치하기 위해서는 그 지반이 상재구조물의 하중에 대한 충분한 지지력이 확보되어야 한다. 그리고 지반 조건이나 상재구조물의 하중 조건에 대응하여 충분한 지지력이 확보되지 않은 지반을 연약지반이라 한다.

이와 같은 연약지반은 상재 구조물의 안정성과 침하 문제에 대한 대책이 상재 구조물 설치 이전에 마련되어야 할 필요가 있다. 이러한 사전 대책 중에 가장 보편적으로 사용되고 있는 방법으로서, 향후 예측되는 상재 구조물의 하중을 지지층에 균등하고 안전하게 도달시키고자 선시공하는 말뚝공법이 있다.

말뚝공법에 사용하는 말뚝의 종류는 구조물에 가해지는 하중조건과 내진설계 여부, 기타 충격응력 등을 고려하여 사용하는 말뚝을 선정하게 되는데, 현재 건축현장에서는 고강도 콘크리트 말뚝이 보편적으로 사용되고 있다. 한국 산업규격(KS)에 따르면, 원심력을 응용하여 제조된 콘크리트의 압축 강도가 78.5N/㎟(800㎏f/㎠) 이상의 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝(이하, 콘크리트 말뚝이라 함)이라 규정하고 있다.

한편 도로 및 교량 등 토목현장에서는 건축물에 비하여 하중 조건이 복잡하고 다양하여 콘크리트 말뚝으로는 설계조건을 만족하지 못하는 경우가 많아 강관말뚝을 사용하는 경우가 있으며, 이 강관말뚝에 대해서도 그 규격이 한국 산업규격(KS)에 규정되어 있다.

상재 구조물에 의하여 말뚝에 가해지는 응력 중 전단응력은 지표면에서 약 10m 이내에서 최대가 되는 특성이 있다. 따라서 지지 지반까지의 깊이가 깊어서 말뚝의 길이를 길게 해야 하는 경우, 말뚝의 아래 부분은 상대적으로 전단력은 거의 작용하지 않고 축력만 작용하므로, 축력에는 강하지만 전단력에는 약한 콘크리트 말뚝으로도 충분한 내력을 발휘할 수 있게 된다.

반면, 지표면에 가까운 상부는 강관말뚝을 사용함으로써 충분한 전단내력과 압축내력을 발휘할 수 있도록 한다.

종래에는 상기와 같이 강관말뚝과 콘크리트말뚝을 연결하여 사용하는 복합말뚝의 시공이 필요한 경우에는, 용접이음장치를 사용한 이음방법 또는 무용접 이음장치에 의한 볼트이음방법이 사용되고 있다.

대표적으로, 도 1에는 용접이음장치를 사용한 이음방법이 도시된다.

도 1에 도시된 강관말뚝(1)과 콘크리트 말뚝(2)이 연결되는 부분의 단면을 참조하면, 강관말뚝(1)은 두께가 얇고 콘크리트 말뚝(2)은 두께가 두꺼운 것을 확인할 수 있다.

이에 따라 시공 시 콘크리트말뚝(2)의 단판(4)과, 강관말뚝(1)에 부착된 용접단판(3) 간을 맞이음 용접시공을 실시하여 시공하게 된다.

이때 상기 용접단판(3)에는 콘크리트 말뚝(2)의 머리 부분에 가해지는 집중응력의 방지를 위하여 세로 방향의 보강판이 형성되며, 강관(1)이 안착되는 홈(3a)이 형성된다.

이와 같은 말뚝 이음방식은 강관말뚝(1)과 콘크리트말뚝(2)이 연결되는 부분의 말뚝 단면적 차이에 의하여 발생하는 상재하중에 대한 응력집중을 복수 개로 형성된 보강판으로 분산시키는 구조이나, 응력 분산 효과가 떨어진다는 문제가 있다.

또한 눈이 오거나 비가 내리는 날씨에는 용접작업이 어려워 시공성이 떨어지며, 현장에 전기용접을 위한 발전기가 추가로 필요하고, 용접부의 품질검사가 필요하므로 품질관리비가 증가하게 된다.

뿐만 아니라 습도가 높거나 물이 있는 장소에서는 안전사고 위험이 증가되는 것은 물론, 숙련된 용접작업자가 필요하므로 말뚝이음 인건비가 증가하는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국등록특허 제10-0720946호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 이음부가 구조적으로 안정적이고 경제적인 복합말뚝 이음장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.

그리고 기존의 무용접 이음방법 보다 시공성 및 경제성이 확보된 복합말뚝 이음방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합말뚝 이음장치는, 강관을 포함하는 제1이음말뚝의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 강관이 안착되는 안착홈이 형성된 상판부, 콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝의 강봉너트에 체결되는 체결볼트에 대응되는 복수의 볼트체결홀이 둘레를 따라 형성된 하판부 및 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 구비되는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는, 상기 연결부의 외경 방향으로 개구되고, 상기 볼트체결홀에 연통되는 복수의 볼트삽입홀과, 서로 인접한 볼트삽입홀 사이에 구비되는 응력분산홀을 포함한다.

그리고 상기 상판부에는, 상기 응력분산홀과 연통되며, 상기 응력분산홀에 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 시멘트밀크유입홀이 형성될 수 있다.

또한 상기 제1이음말뚝은 강관콘크리트합성말뚝 형태로 형성되며, 상기 시멘트밀크유입홀은, 상기 제1이음말뚝의 강봉에 대응되도록 형성되어, 상기 제1이음말뚝의 강봉이 삽입 및 고정되도록 형성될 수 있다.

그리고 상기 시멘트밀크유입홀은, 상기 제1이음말뚝의 강봉 머리보다 큰 직경을 가지며, 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 강봉삽입부와, 상기 제1이음말뚝의 강봉 직경보다 큰 직경을 가지되, 상기 제1이음말뚝의 강봉 머리가 정착될 수 있도록 형성된 강봉고정부를 포함할 수 있다.

또한 상기 볼트삽입홀에 삽입되어 상기 볼트체결홀에 체결된 체결볼트의 머리부를 보호하는 보호캡을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 보호캡의 외측은 상기 연결부 외경의 곡률에 대응되는 곡률로 형성될 수 있다.

또한 상기 보호캡에는 상기 체결볼트의 머리부가 수용되는 수용홈이 형성될 수 있다.

그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합말뚝 이음장치를 이용한 말뚝 시공방법은, 강관을 포함하는 제1이음말뚝의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 강관이 안착되는 안착홈이 형성된 상판부와, 콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝의 강봉너트에 체결되는 체결볼트에 대응되는 복수의 볼트체결홀이 둘레를 따라 형성된 하판부와, 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 구비되는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는, 상기 연결부의 외경 방향으로 개구되고, 상기 볼트체결홀에 연통되는 복수의 볼트삽입홀과, 서로 인접한 볼트삽입홀 사이에 구비되는 응력분산홀을 포함하는 말뚝 이음장치를 이용한 말뚝 시공방법에 있어서, 상기 볼트삽입홀을 통해 체결볼트를 삽입하고, 상기 볼트체결홀에 상기 체결볼트를 체결하여 상기 하판부와 상기 제2이음말뚝을 연결시키는 단계 및 상기 안착홈에 상기 제1이음말뚝의 강관을 안착시켜 상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계를 포함한다.

또한 상기 상판부에는, 상기 응력분산홀과 연통되며, 상기 응력분산홀에 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 시멘트밀크유입홀이 형성되며, 상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계 이후에는, 상기 시멘트밀크유입홀을 통해 시멘트밀크를 주입하여 상기 응력분산홀에 시멘트밀크를 채우는 단계가 더 포함될 수 있다.

그리고 상기 말뚝 이음장치는, 상기 볼트삽입홀에 삽입되어 상기 볼트체결홀에 체결된 체결볼트의 머리부를 보호하는 보호캡을 더 포함하며, 상기 하판부와 상기 제2이음말뚝을 연결시키는 단계 이후에는, 상기 볼트삽입홀에 상기 보호캡을 삽입하는 단계가 더 포함될 수 있다.

또한 상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계 이후에는, 상기 강관의 내측에 콘크리트를 충진시키는 단계가 더 포함될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 복합말뚝 이음장치 및 이를 이용한 복합말뚝 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 응력분산홀이 형성됨으로 인해 이음장치 내부에 복수의 보강판이 수직으로 형성되며, 이와 같은 보강판이 변형되며 콘크리트말뚝의 상단부에 등분포 응력에 가깝도록 응력을 분산시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 말뚝 이음장치의 중량 및 높이를 최소화할 수 있어 재료의 절감을 실현할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 용접을 수행할 필요가 없어 시공 비용을 절감할 수 있으며, 환경의 제약을 받지 않는 장점이 있다.

넷째, 작업 난이도가 낮아 숙련된 작업자가 필요하지 않은 장점이 있다.

다섯째, 종래 기성 말뚝에도 사용이 가능하다는 장점이 있다.

여섯째, 다양한 종류의 말뚝에 호환이 가능하므로 범용성이 뛰어나다는 장점이 있다.

일곱째, 기존 무용접 이음 방법에 비하여 시공성 및 경제성이 우수하다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 용접 방식으로 말뚝을 연결한 모습을 나타낸 단면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치에 있어서, 각 구성 간의 연결 구조를 나타낸 분해사시도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치의 모습을 확대한 모습을 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치를 보다 자세히 나타낸 평면도, 단면도 및 저면도;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치로 제1이음말뚝 및 제2이음말뚝을 서로 연결한 모습을 나타낸 단면도;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치에 있어서, 각 구성 간의 연결 구조를 나타낸 분해사시도;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치의 모습을 확대한 모습을 나타낸 사시도;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치를 보다 자세히 나타낸 평면도, 단면도 및 저면도;;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치로 제1이음말뚝 및 제2이음말뚝을 서로 연결한 모습을 나타낸 단면도; 및
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 말뚝 이음장치로 제1이음말뚝 및 제2이음말뚝을 서로 연결한 모습을 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치(100)에 있어서, 각 구성 간의 연결 구조를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치(100)의 모습을 확대한 모습을 나타낸 사시도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치(100)를 보다 자세히 나타낸 평면도, 단면도 및 저면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1이음말뚝(10) 및 제2이음말뚝(20)은 말뚝 이음장치(100)에 의해 서로 연결된다. 이때 상기 제1이음말뚝(10)은 강관을 포함할 수 있으며, 상기 제2이음말뚝(20)은 콘크리트말뚝 형태로 형성된다.

그리고 본 실시예의 경우, 상기 제1이음말뚝(10)은 강관만으로 형성된 형태를 가진다. 다만, 상기 제1이음말뚝(10)은 강관콘크리트합성말뚝 형태일 수도 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.

상기 말뚝 이음장치(100)는 상판부(110)와, 하판부(120)와, 연결부(130)를 포함한다. 상기 상판부(110)는 제1이음말뚝(10)의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 제1이음말뚝(10)의 강관이 안착되는 안착홈(115)이 형성된다.

그리고 상기 하판부(120)는 콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝(20)의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝(20)의 강봉너트(23)에 체결되는 체결볼트(160)에 대응되는 복수의 볼트체결홀(122)이 둘레를 따라 형성된다.

또한 상기 연결부(130)는 상기 상판부(110)와 상기 하판부(120) 사이에 구비되며, 소정의 높이를 가질 수 있다. 이때 상기 연결부(130)는 복수 개의 볼트삽입홀(124) 및 응력분산홀(114)을 포함할 수 있다.

상기 볼트삽입홀(124)은 상기 볼트체결홀(122)에 연통되며, 상기 연결부(130)의 외경 방향으로 개구된 형태를 가진다. 상기 볼트삽입홀(124)을 통해 체결볼트(160)를 측면으로부터 삽입할 수 있으며, 이에 따라 원활한 체결을 수행할 수 있다.

그리고 상기 응력분산홀(114)은 상기 복수 개의 볼트삽입홀(124) 중 서로 인접한 볼트삽입홀(124) 사이에 구비된다. 특히 본 실시예의 경우 상기 응력분산홀(114)은 연결부(130)의 내부에 구비되며, 원통 형태로 형성된다.

상기 응력분산홀(114)은 상기 볼트삽입홀(124)과의 사이에 소정 두께의 보강판을 복수 개 형성하게 되며, 이후 상기 보강판은 상재하중이 전달되는 과정에서 변형되며 제2이음말뚝(20)의 상단부에 등분포 응력에 가깝도록 응력을 분산시키게 된다.

이와 같은 응력분산홀(114)이 형성되지 않을 경우, 응력이 분산되지 않아 제2이음말뚝(20)의 상부 일부 지점에만 집중응력이 발생할 수 있다.

뿐만 아니라 상기 응력분산홀(114)은, 말뚝 이음장치(100) 전체의 중량을 감소시킬 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있도록 한다.

한편 본 실시예에서 상기 상판부(110)에는, 상기 응력분산홀(114)과 연통되며, 상기 응력분산홀(114)에 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 복수의 시멘트밀크유입홀(112)이 둘레를 따라 형성된다.

상기 시멘트밀크유입홀(112)은 선굴착 공법으로 말뚝 시공 시 말뚝의 내, 외부에 주입되는 시멘트밀크가 말뚝 이음장치(100)의 내측 빈공간인 응력분산홀(114)로 유입되도록 하며, 밀실 구조를 형성할 수 있도록 한다.

또한 본 실시예의 경우, 상기 볼트삽입홀(124)에 삽입되어 상기 볼트체결홀(122)에 체결된 체결볼트(160)의 머리부를 보호하는 보호캡(150)을 더 포함한다.

상기 보호캡(150)은 상기 볼트삽입홀(124)의 개수만큼 구비되어 각 볼트삽입홀(124)마다 삽입될 수 있으며, 흙 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하여 체결볼트(160)의 머리부가 토양과 접촉함에 따라 부식되는 것을 방지하는 목적으로 사용된다.

그리고 본 실시예에서 상기 보호캡(150)은 상부가 막힌 형태를 가지며, 상기 체결볼트(160)의 머리부가 수용되는 수용홈(152)이 형성된다. 또한 상기 보호캡(150)의 외측은, 상기 연결부(130) 외경의 곡률에 대응되는 곡률로 형성되도록 하여, 저항을 줄이고 시공성을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 말뚝 이음장치(100)로 제1이음말뚝(10) 및 제2이음말뚝(20)을 서로 연결한 모습을 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 말뚝 이음장치(100)는 제1이음말뚝(10) 및 제2이음말뚝(20)의 사이에 구비되며, 체결볼트(160)는 제2이음말뚝(20)의 강봉(22)을 고정시키는 강봉너트(23)에 결합된다. 그리고 강관 형태의 제1이음말뚝(10)은, 안착홈(115)에 안착된 상태를 가지고, 보호캡(150)이 볼트삽입홀(124)에 삽입된다.

이에 따라 상기 제1이음말뚝(10) 및 상기 제2이음말뚝(20)은 상기 말뚝 이음장치(100)에 의해 안정적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다.

한편 이상과 같은 제1실시예의 말뚝 이음장치(100)를 이용한 말뚝 시공방법은, 상기 볼트삽입홀(124)을 통해 체결볼트(160)를 삽입하고, 상기 볼트체결홀(122)에 상기 체결볼트(160)를 체결하여 상기 하판부(120)와 상기 제2이음말뚝(20)을 연결시키는 단계와, 상기 안착홈(115)에 상기 제1이음말뚝(10)의 강관을 안착시켜 상기 상판부(110)와 상기 제1이음말뚝(10)을 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.

이때 상기 상판부(110)의 안착홈(115)에 상기 제1이음말뚝(10)의 강관을 안착시켜 상기 상판부(110)와 상기 제1이음말뚝(10)을 연결시키는 단계 이후, 즉 복합말뚝의 연결이 완료된 이후에는, 연결된 상기 복합말뚝의 내, 외부에 시멘트밀크를 주입하는 시공 과정에서 상기 시멘트밀크유입홀(112)을 통해 상기 응력분산홀(114)에 시멘크밀크를 채우는 단계 및 상기 볼트삽입홀(122)에 상기 보호캡(150)을 삽입하는 단계 중 적어도 어느 하나가 더 수행될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치(200)에 있어서, 각 구성 간의 연결 구조를 나타낸 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치(200)의 모습을 확대한 모습을 나타낸 사시도이다. 그리고 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치(200)를 보다 자세히 나타낸 평면도, 단면도 및 저면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치(200)는 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 형상을 가지도록 형성된다. 즉 상판부(210), 하판부(220), 연결부(230), 시멘트밀크유입홀(212), 볼트체결홀(222), 응력분산홀(214), 볼트삽입홀(224) 및 보호캡(250)이 모두 동일하게 형성되나, 본 실시예의 경우 제1이음말뚝(30)이 강관(30a)과 콘크리트(30b)가 합성된 강관콘크리트합성말뚝이라는 점이 다르다.

이와 같은 형태의 제1이음말뚝(30)은 강봉(32)이 구비되므로, 시멘트밀크유입홀(212)의 형상이 제1실시예와 다르게 형성된다. 구체적으로 본 실시예의 시멘트밀크유입홀(212)은 강봉삽입부(212a)와, 강봉고정부(212b)를 포함하는 형태로 형성된다.

상기 강봉삽입부(212a)는 제1이음말뚝(30)의 강봉(32) 머리보다 큰 직경을 가지며, 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 한다. 그리고 상기 강봉고정부(212b)는 상기 강봉의 직경보다 큰 직경을 가지되, 상기 강봉의 머리가 정착될 수 있도록 형성된다.

이에 따라 말뚝 제조 시 상기 제1이음말뚝(30)의 머리가 형성된 강봉(32)을 강봉삽입부(212a)에 삽입한 뒤, 강봉고정부(212b)로 이동시켜 말뚝 이음장치(200)가 제1이음말뚝(30)에 일체로 고정되도록 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 말뚝 이음장치(200)로 제1이음말뚝(30) 및 제2이음말뚝(20)을 서로 연결한 모습을 나타낸 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 말뚝 이음장치(200)는 제1이음말뚝(30) 및 제2이음말뚝(20)의 사이에 구비되며, 체결볼트(260)는 제2이음말뚝(20)의 강봉(22)을 고정시키는 강봉너트(23)에 결합된다.

그리고 제1이음말뚝(30)의 강봉(32)은 시멘트밀크유입홀(212)에 안착된 상태를 가지며, 강관(30a) 부분은 안착홈(215)에 안착된 상태를 가진다.

이에 따라 상기 제1이음말뚝(30) 및 상기 제2이음말뚝(20)은 상기 말뚝 이음장치(100)에 의해 안정적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다.

한편 이상과 같은 제2실시예의 말뚝 이음장치(200)를 이용한 말뚝 시공방법은 전술한 제1실시예의 말뚝 시공방법과 동일하게 이루어지나, 상판부(210)와 상기 제1이음말뚝(30)을 연결시키는 단계는, 강관(30a)을 안착홈(215)에 안착시키는 과정 외에도 상기 강봉삽입부(212a)를 통해 상기 제1이음말뚝(30)의 강봉(32)을 삽입시키고, 상기 제1이음말뚝(30)의 강봉(32)을 상기 강봉고정부(212b)에 정착시키는 과정이 더 수행될 수 있다.

한편 제2실시예의 경우, 제1이음말뚝(30)에 말뚝 이음장치(200)가 미리 고정된 상태로 제조된다. 즉 제1이음말뚝(30)의 제조 과정에서 상기 말뚝 이음장치(200)는 강봉(32)에 의해 고정되며, 이후 제1이음말뚝(30)에 콘크리트를 투입 후 회전시키며 원심력에 의하여 콘크리트 두께를 일정하게 성형시키고 양생하여 제1이음말뚝(30)을 제조하게 된다. 이와 같은 과정에서 콘크리트가 말뚝 이음장치(200)의 시멘트밀크유입홀(212)을 통해 응력분산홀(214)에 채워지게 된다.

이와 같이 말뚝 이음장치(200)가 일체화된 제1이음말뚝(30)이 제조된 이후에는, 말뚝 시공 현장에서 말뚝 이음장치(200)의 하부에 제2이음말뚝(20)을 연결하여 말뚝의 시공을 완료할 수 있다.

이때 제1이음말뚝(300)의 운반 과정에서 말뚝 이음장치(200)의 응력분산홀(214)이 외부에 노출되므로, 응력분산홀(214)에 채워진 콘크리트가 이탈될 수 있는 가능성이 있다. 따라서 본 실시예의 경우 상기 응력분산홀(214)의 내면에 콘크리트의 이탈을 방지하기 위한 돌기가 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 말뚝 이음장치로 제1이음말뚝 및 제2이음말뚝을 서로 연결한 모습을 나타낸 단면도이다.

도 10에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 말뚝 이음장치(300)는 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 전체적으로 동일한 형상을 가지도록 형성된다. 다만, 본 실시예의 경우 제1이음말뚝(40)이 강관(40a) 내측 전체에 콘크리트(40b)가 충진된 형태인 것이 다르다.

그리고 전술한 실시예들의 경우, 말뚝 이음장치의 중앙부가 상하 관통된 형태를 가지는 반면, 본 실시예의 경우 상판부(310)가 폐쇄된 상태를 가지게 된다. 이는 강관(40a) 내측에 충진되는 콘크리트(40b)를 지지하기 위한 것이다.

이와 같은 본 실시예의 말뚝 시공방법은, 전술한 제1실시예의 말뚝 시공방법과 마찬가지로 볼트삽입홀(324)을 통해 체결볼트(360)를 삽입하고, 볼트체결홀(322)에 상기 체결볼트(360)를 체결하여 하판부와 제2이음말뚝(20)을 연결시킨 뒤, 안착홈(315)에 상기 제1이음말뚝(40)의 강관(40a)을 안착시켜 상판부(310)와 상기 제1이음말뚝(40)을 연결시킨다. 그리고 상기 강관(40a)의 내측에 콘크리트(40b)를 충진시켜 시공을 완료할 수 있다.

이 과정에서 콘크리트(40b)는 시멘트밀크유입홀(312)을 통해 응력분산홀(314)에 채워지게 된다. 또한 제1이음말뚝(40)을 제2이음말뚝(20)에 연결하기 전 말뚝이음장치(300)가 제1이음말뚝(40)에만 연결된 상태에서 콘크리트(40b)를 충진하는 경우, 충진 과정에서 응력분산홀(314)의 하부를 통해 콘크리트가 누실되지 않도록 받침을 구비할 수 있다.

이와 같은 본 실시예는 전술한 제2실시예와 달리 강봉을 정착시키고, 콘크리트를 주입하며 원심성형을 하는 과정이 생략되며, 강관(40a)에 강봉을 배근하지 않고 솔리드 상태로 콘크리트를 전면적에 충진하여 생산하기 때문에, 말뚝 이음장치(300)가 용접 부착된 강관(40a)을 세운 상태에서 콘크리트(40b)만 타설하여 양생, 생산하게 되므로 생산공정이 단순하고 제조원가가 절감되는 장점을 가진다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 제1이음말뚝 20: 제2이음말뚝
22: 강봉 23: 강봉너트
100: 말뚝 이음장치 110: 상판부
112: 시멘트밀크유입홀 114: 응력분산홀
115: 안착홈 120: 하판부
122: 볼트체결홀 124: 볼트삽입홀
130: 연결부 150: 보호캡
160: 체결볼트

Claims (11)

1. 강관을 포함하는 제1이음말뚝의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 강관이 안착되는 안착홈이 형성된 상판부;
   콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝의 강봉너트에 체결되는 체결볼트에 대응되는 복수의 볼트체결홀이 둘레를 따라 형성된 하판부; 및
   상기 상판부와 상기 하판부 사이에 구비되며, 일체로 형성된 연결부;
   를 포함하며,
   상기 연결부는,
   상기 연결부의 외경 방향으로 개구되고, 상기 볼트체결홀에 연통되는 복수의 볼트삽입홀과, 상기 연결부와 일체로 상기 연결부 내부에 형성되며, 둘레가 차폐된 형태의 중공을 가지도록 횡 방향으로의 폐단면을 형성하고, 서로 인접한 볼트삽입홀 사이에 구비되는 응력분산홀을 포함하는 말뚝 이음장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상판부에는,
   상기 응력분산홀과 연통되며, 상기 응력분산홀에 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 시멘트밀크유입홀이 형성된 말뚝 이음장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1이음말뚝은 강관콘크리트합성말뚝 형태로 형성되며,
   상기 시멘트밀크유입홀은,
   상기 제1이음말뚝의 강봉에 대응되도록 형성되어, 상기 제1이음말뚝의 강봉이 삽입 및 고정되도록 형성된 말뚝 이음장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 시멘트밀크유입홀은,
   상기 제1이음말뚝의 강봉 머리보다 큰 직경을 가지며, 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 강봉삽입부와, 상기 제1이음말뚝의 강봉 직경보다 큰 직경을 가지되, 상기 제1이음말뚝의 강봉 머리가 정착될 수 있도록 형성된 강봉고정부를 포함하는 말뚝 이음장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 볼트삽입홀에 삽입되어 상기 볼트체결홀에 체결된 체결볼트의 머리부를 보호하는 보호캡을 더 포함하는 말뚝 이음장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 보호캡의 외측은 상기 연결부 외경의 곡률에 대응되는 곡률로 형성된 말뚝 이음장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 보호캡에는 상기 체결볼트의 머리부가 수용되는 수용홈이 형성된 말뚝 이음장치.
8. 강관을 포함하는 제1이음말뚝의 일단에 연결되며, 둘레에는 상기 강관이 안착되는 안착홈이 형성된 상판부와, 콘크리트말뚝 형태의 제2이음말뚝의 일단에 연결되며, 상기 제2이음말뚝의 강봉너트에 체결되는 체결볼트에 대응되는 복수의 볼트체결홀이 둘레를 따라 형성된 하판부와, 상기 상판부와 상기 하판부 사이에 구비되며, 일체로 형성된 연결부를 포함하며,
   상기 연결부는,
   상기 연결부의 외경 방향으로 개구되고, 상기 볼트체결홀에 연통되는 복수의 볼트삽입홀과, 상기 연결부와 일체로 상기 연결부 내부에 형성되며, 둘레가 차폐된 형태의 중공을 가지도록 횡 방향으로의 폐단면을 형성하고, 서로 인접한 볼트삽입홀 사이에 구비되는 응력분산홀을 포함하는 말뚝 이음장치를 이용한 말뚝 시공방법에 있어서,
   상기 볼트삽입홀을 통해 체결볼트를 삽입하고, 상기 볼트체결홀에 상기 체결볼트를 체결하여 상기 하판부와 상기 제2이음말뚝을 연결시키는 단계; 및
   상기 안착홈에 상기 제1이음말뚝의 강관을 안착시켜 상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계;
   를 포함하는 말뚝 시공방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 상판부에는,
   상기 응력분산홀과 연통되며, 상기 응력분산홀에 시멘트밀크를 유입시킬 수 있도록 하는 시멘트밀크유입홀이 형성되며,
   상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계 이후에는,
   상기 시멘트밀크유입홀을 통해 시멘트밀크를 주입하여 상기 응력분산홀에 시멘트밀크를 채우는 단계가 더 포함되는 말뚝 시공방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 말뚝 이음장치는,
    상기 볼트삽입홀에 삽입되어 상기 볼트체결홀에 체결된 체결볼트의 머리부를 보호하는 보호캡을 더 포함하며,
    상기 하판부와 상기 제2이음말뚝을 연결시키는 단계 이후에는,
    상기 볼트삽입홀에 상기 보호캡을 삽입하는 단계가 더 포함되는 말뚝 시공방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 상판부와 상기 제1이음말뚝을 연결시키는 단계 이후에는,
    상기 강관의 내측에 콘크리트를 충진시키는 단계가 더 포함되는 말뚝 시공방법.

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