KR101672930B1 - 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 선행하중 재하방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 말뚝(100)의 상단이 삽입되도록 내부에 설치공이 형성된 관 구조의 본체(210); 상기 본체(210)의 내면에 형성된 암나사부; 상기 말뚝(100)의 상단에 접촉함과 아울러, 상기 암나사부에 결합하여 나사구동하도록 형성된 숫나사부를 구비한 재하봉(220); 구조물의 추가 기초저판(21)에 매설되어 고정되도록, 상기 본체(210)의 외면에서 외측으로 돌출형성된 고정부(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 제시함으로써, 기존 구조물의 증축 시 안정적으로 기초구조물을 보강할 수 있도록 한다.

Description

말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 선행하중 재하방법{PRE-LOADING APPARATUS FOR PILE AND PRE-LOADING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 말뚝의 시공방법에 관한 것이다.

아파트의 리모델링과 같이, 기존의 구조물의 규모를 확대(증축)할 필요가 있는 경우, 기초구조물의 보강이 문제시된다.

도 1,2는 종래의 추가말뚝 시공방법을 설명하기 위한 공정도이다.

종래에는 기존 구조물(1)의 기초저판(20)의 주변에 앵커(22) 등의 보강재를 활용하여 추가 기초저판(21)을 설치하고 그 하부에 추가말뚝(10a)을 설치하는 방식을 적용하여 왔다(도 1,2).

그런데, 종래의 공법에 의하는 경우, 다음과 같은 문제가 있었다.

기존구조물(1)이 200의 하중을 가진다고 할 때, 2개의 기존말뚝(10)은 본래 100의 하중을 각각 부담한다(도 1).

리모델링에 의해 확대된 구조물(2)이 400의 하중을 가진다고 한다면, 2개의 기존말뚝(10)과 2개의 추가말뚝(10a)은 각각 100의 하중을 부담하여야 한다.

그러나 실제에 있어서 종래의 공법에 의해 추가말뚝을 시공하는 경우, 기존말뚝(10)에는 더 많은 하중(120)이 작용하게 되고, 추가말뚝(10a)에는 더 작은 하중(80)이 작용한다는 문제가 있다.

말뚝은 주면마찰력(말뚝의 외주와 지반 사이의 마찰력)과 선단지지력에 의해 강도를 발휘하게 되는데, 주면마찰력이 발생하기 위해서는 그 전제로 말뚝의 외주와 지반 사이에 변위가 발생할 것이 요구된다.

그런데 종래의 공법에 의해 추가말뚝을 설치하는 경우, 추가말뚝의 외주와 지반 사이에 변위가 발생하지 않거나 미미한 상태에서 확대된 구조물(2)을 시공하게 되므로, 추가말뚝의 주면마찰력이 작용하지 않게 되어, 기존말뚝이 더 많은 하중을 부담하게 된다는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 기존 구조물의 증축 시 안정적으로 기초구조물을 보강할 수 있도록 하는 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 선행하중 재하방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 말뚝(100)의 상단이 삽입되도록 내부에 설치공이 형성된 관 구조의 본체(210); 상기 본체(210)의 내면에 형성된 암나사부; 상기 말뚝(100)의 상단에 접촉함과 아울러, 상기 암나사부에 결합하여 나사구동하도록 형성된 숫나사부를 구비한 재하봉(220); 구조물의 추가 기초저판(21)에 매설되어 고정되도록, 상기 본체(210)의 외면에서 외측으로 돌출형성된 고정부(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 제시한다.

상기 재하봉(220)은, 외면에 상기 숫나사부가 형성된 결합부(221); 상기 결합부(221)보다 폭이 좁게 형성됨과 아울러, 상기 결합부(221)의 상측으로 연장형성된 봉부(222);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 결합부(221)에는 상하방향을 따라 충전재 주입공(223)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 고정부(230)는, 상기 본체(210)의 회전을 방지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 상하방향으로 돌출형성된 복수의 날개부(231);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 고정부(230)는, 상기 복수의 날개부(231)의 상단을 지지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 둘레방향으로 돌출형성된 상측 지지부(232);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 고정부(230)는, 상기 복수의 날개부(231)의 하단을 지지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 둘레방향으로 돌출형성된 하측 지지부(233);를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 이용한 선행하중 재하방법으로서, 기존 기초저판(20)에 인접한 하부 지반을 천공하고, 상기 말뚝(100)을 근입한 후, 그라우트를 주입하여 말뚝기초를 형성하는 단계; 상기 말뚝(100)의 상단이 상기 선행하중 재하장치(200)의 설치공에 위치하도록, 상기 선행하중 재하장치(200)를 설치하는 단계; 상기 선행하중 재하장치(200)가 매설됨과 아울러, 상기 기존 기초저판과 일체구조를 이루도록, 콘크리트를 타설하여 상기 추가 기초저판(21)을 형성하는 단계; 상기 재하봉(220)을 나사구동하여 상기 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 인가하는 단계; 상기 설치공의 내부를 충전재에 의해 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하방법을 제시한다.

본 발명은 상기 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 이용한 선행하중 재하방법으로서, 상기 선행하중 재하장치(200)를 설치하고, 상기 선행하중 재하장치(200)가 매설되도록, 콘크리트를 타설하여 상기 추가 기초저판(21)을 형성하는 단계; 상기 선행하중 재하장치(200)의 설치공의 하부 지반을 천공하고, 상기 말뚝(100)을 근입한 후, 그라우트를 주입하여 말뚝기초를 형성하여, 상기 말뚝(100)의 상단이 상기 선행하중 재하장치(200)의 설치공에 위치하도록 하는 단계; 상기 재하봉(220)을 나사구동하여 상기 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 인가하는 단계; 상기 설치공의 내부를 충전재에 의해 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하방법을 제시한다.

본 발명은 기존 구조물의 증축 시 안정적으로 기초구조물을 보강할 수 있도록 하는 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 선행하중 재하방법을 제시한다.

도 1,2는 종래의 추가말뚝 시공방법의 공정도.
도 3 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3,4는 선행하중 재하방법의 공정도.
도 5는 응력분포도.
도 6은 선행하중 재하장치의 단면도.
도 7은 재하봉의 사시도.
도 8은 본체 및 고정부의 사시도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 말뚝의 선행하중 재하장치(200)는 기본적으로, 말뚝(100)의 상단이 삽입되도록 내부에 설치공이 형성된 관 구조의 본체(210); 본체(210)의 내면에 형성된 암나사부; 말뚝(100)의 상단에 접촉함과 아울러, 암나사부에 결합하여 나사구동하도록 형성된 숫나사부를 구비한 재하봉(220); 구조물의 추가 기초저판(21)에 매설되어 고정되도록, 본체(210)의 외면에서 외측으로 돌출형성된 고정부(230);를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 이용한 선행하중 재하방법은 다음과 같은 공정에 의해 이루어진다.

기존 기초저판(20)에 인접한 하부 지반을 천공하고, 말뚝(100)을 근입한 후, 그라우트를 주입하여 말뚝기초를 형성한다(도 3).

말뚝(100)의 상단이 선행하중 재하장치(200)의 설치공에 위치하도록, 선행하중 재하장치(200)를 설치하고, 선행하중 재하장치(200)가 매설됨과 아울러, 기존 기초저판과 일체구조를 이루도록, 콘크리트를 타설하여 추가 기초저판(21)을 형성한다(도 4).

재하봉(220)을 나사구동하여 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 인가하고, 설치공의 내부를 몰탈 등의 충전재에 의해 충전한다.

즉, 말뚝(100)을 하측으로 가압하여, 말뚝(100)과 지반 사이에 연직방향 변위가 형성되도록 함과 아울러, 말뚝(100)의 상단과 기초저판(20)을 일체화하는 것이다(도 5).

이는 기초저판(20)에 대하여 말뚝(100)을 설치하는데 그치는 것이 아니라, 말뚝(100)을 하측으로 가압하여, 말뚝(100)과 지반 사이에 연직방향 변위가 형성되도록 한다는 점에 특징이 있다.

이와 같이 말뚝(100)과 지반 사이에 변위가 발생하도록 한 후, 기존구조물을 증축하는 경우, 위 변위로 인하여 말뚝(100)이 선단지지력 뿐만 아니라 주면마찰력을 발휘할 수 있게 되므로, 증축된 구조물의 추가 하중을 말뚝(100)이 제대로 분담할 수 있고, 이로 인하여 기존말뚝(10)에 하중이 추가되는 부담을 없애거나 줄일 수 있다는 효과가 있다.

재하봉(220)은, 외면에 숫나사부가 형성된 결합부(221); 결합부(221)보다 폭이 좁게 형성됨과 아울러, 결합부(221)의 상측으로 연장형성된 봉부(222);를 포함하는 구조를 취하므로, 폭이 넓은 결합부(221)가 말뚝(100)의 상단에 접촉하여 안정적인 접촉부를 형성하는 한편, 폭이 좁은 봉부(222)의 회전구동에 의해 안정적으로 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 재하할 수 있다는 효과가 있다.

결합부(221)에 상하방향을 따라 충전재 주입공(223)이 형성되는 경우, 충전재 주입공(223)의 상부를 통한 몰탈 등의 충전재의 충전작업을 더욱 안정적으로 수행할 수 있다는 장점이 추가된다.

고정부(230)는, 본체(210)의 회전을 방지하도록, 본체(210)의 외면에 상하방향으로 돌출형성된 복수의 날개부(231);를 포함하는 구성을 취하므로, 재하봉(220)의 회전 구동에 불구하고, 추가 기초저판(21)에 매설된 재하장치 본체(210)가 안정적으로 제자리에 고정되도록 한다는 효과가 있다.

고정부(230)는, 복수의 날개부(231)의 상단을 지지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 둘레방향으로 돌출형성된 상측 지지부(232); 복수의 날개부(231)의 하단을 지지하도록, 본체(210)의 외면에 둘레방향으로 돌출형성된 하측 지지부(233);를 포함하는 구성을 취하는데, 이는 복수의 날개부(231)의 상단 및 하단을 지지하여 재하봉(220)의 회전 구동 시 유해한 응력집중의 발생을 방지한다.

위에서는 말뚝(100)의 설치 후 선행하중 재하장치(200) 및 추가 기초저판(21)을 설치하는 실시예를 설명하였으나, 경우에 따라 선행하중 재하장치(200) 및 추가 기초저판(21)을 먼저 설치하고 이후 말뚝(100)을 설치하는 방식을 취할 수도 있다.

즉, 선행하중 재하장치(200)를 설치하고, 선행하중 재하장치(200)가 매설되도록, 콘크리트를 타설하여 추가 기초저판(21)을 형성하는 단계; 선행하중 재하장치(200)의 설치공의 하부 지반을 천공하고, 말뚝(100)을 근입한 후, 그라우트를 주입하여 말뚝기초를 형성하여, 말뚝(100)의 상단이 선행하중 재하장치(200)의 설치공에 위치하도록 하는 단계; 재하봉(220)을 나사구동하여 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 인가하는 단계; 설치공의 내부를 충전재에 의해 충전하는 단계;를 포함하는 공정에 의해 말뚝의 선행하중 재하방법을 구현할 수도 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

20 : 기존 기초저판 21 : 추가 기초저판
100 : 말뚝 200 : 선행하중 재하장치
210 : 본체 220 : 재하봉
221 : 결합부 222 : 봉부
223 : 충전재 주입공 230 : 고정부
231 : 날개부 232 : 상측 지지부
233 : 하측 지지부

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 말뚝(100)의 상단이 삽입되도록 내부에 설치공이 형성된 관 구조의 본체(210);
   상기 본체(210)의 내면에 형성된 암나사부;
   상기 말뚝(100)의 상단에 접촉함과 아울러, 상기 암나사부에 결합하여 나사구동하도록 형성된 숫나사부를 구비한 재하봉(220);
   구조물의 추가 기초저판(21)에 매설되어 고정되도록, 상기 본체(210)의 외면에서 외측으로 돌출형성된 고정부(230);를 포함하고,
   상기 재하봉(220)은,
   외면에 상기 숫나사부가 형성된 결합부(221);
   상기 결합부(221)보다 폭이 좁게 형성됨과 아울러, 상기 결합부(221)의 상측으로 연장형성된 봉부(222);를 포함하며,
   상기 결합부(221)에는 상하방향을 따라 충전재 주입공(223)이 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치(200).
4. 말뚝(100)의 상단이 삽입되도록 내부에 설치공이 형성된 관 구조의 본체(210);
   상기 본체(210)의 내면에 형성된 암나사부;
   상기 말뚝(100)의 상단에 접촉함과 아울러, 상기 암나사부에 결합하여 나사구동하도록 형성된 숫나사부를 구비한 재하봉(220);
   구조물의 추가 기초저판(21)에 매설되어 고정되도록, 상기 본체(210)의 외면에서 외측으로 돌출형성된 고정부(230);를 포함하고,
   상기 고정부(230)는,
   상기 본체(210)의 회전을 방지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 상하방향으로 돌출형성된 복수의 날개부(231);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치(200).
5. 제4항에 있어서,
   상기 고정부(230)는,
   상기 복수의 날개부(231)의 상단을 지지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 둘레방향으로 돌출형성된 상측 지지부(232);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치(200).
6. 제4항에 있어서,
   상기 고정부(230)는,
   상기 복수의 날개부(231)의 하단을 지지하도록, 상기 본체(210)의 외면에 둘레방향으로 돌출형성된 하측 지지부(233);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치(200).
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 이용한 선행하중 재하방법으로서,
   기존 기초저판(20)에 인접한 하부 지반을 천공하고, 상기 말뚝(100)을 근입한 후, 그라우트를 주입하여 말뚝기초를 형성하는 단계;
   상기 말뚝(100)의 상단이 상기 선행하중 재하장치(200)의 설치공에 위치하도록, 상기 선행하중 재하장치(200)를 설치하는 단계;
   상기 선행하중 재하장치(200)가 매설됨과 아울러, 상기 기존 기초저판과 일체구조를 이루도록, 콘크리트를 타설하여 상기 추가 기초저판(21)을 형성하는 단계;
   상기 재하봉(220)을 나사구동하여 상기 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 인가하는 단계;
   상기 설치공의 내부를 충전재에 의해 충전하는 단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하방법.
8. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 말뚝의 선행하중 재하장치(200)를 이용한 선행하중 재하방법으로서,
   상기 선행하중 재하장치(200)를 설치하고, 상기 선행하중 재하장치(200)가 매설되도록, 콘크리트를 타설하여 상기 추가 기초저판(21)을 형성하는 단계;
   상기 선행하중 재하장치(200)의 설치공의 하부 지반을 천공하고, 상기 말뚝(100)을 근입한 후, 그라우트를 주입하여 말뚝기초를 형성하여, 상기 말뚝(100)의 상단이 상기 선행하중 재하장치(200)의 설치공에 위치하도록 하는 단계;
   상기 재하봉(220)을 나사구동하여 상기 말뚝(100)에 대하여 선행하중을 인가하는 단계;
   상기 설치공의 내부를 충전재에 의해 충전하는 단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하방법.

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