KR101714371B1

KR101714371B1 - 콘크리트 파일 및 강관 이음장치

Info

Publication number: KR101714371B1
Application number: KR1020160062074A
Authority: KR
Inventors: 배효성; 배지환
Original assignee: (주)성심씨앤엠; 주식회사 성원이앤씨
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-03-14

Abstract

본 발명은 콘크리트 파일 및 강관 이음장치에 관한 것으로, 지반 강화를 위하여 사용하는 파일들을 연결하고자 제공되는 블록들을 링형상 암형(雌形)블럭과 이 링형상 암형(雌形)블럭에 끼움결합되는 링형상 웅형(雄形)블럭으로 각각 독립적으로 형성하여, 해당 파일들에 각각 체결 고정할 수 있게 하고, 또한 상기 링형상 암형(雌形)블록의 내부로 링형상 웅형(雄形)블록을 끼움 결합 후, 링형상 암형(雌形)블록과 링형상 웅형(雄形)블록의 벽부에 설치된 볼트 체결공들을 통하여 체결 볼트로 고정하는 작업만으로 블록들을 연결할 수 있게 한다는 것이 개시되어 있다.

Description

콘크리트 파일 및 강관 이음장치{Joints Appartus of The Concrete Piles and Steel Pipe}

본 발명은 토목 혹은 건축공사의 기초 공사에서 연약지반 강화를 위해 연약 지반의 내부로 깊이 박아 공사하도록 된 콘크리트 파일 및 강관 파일(이하, 모두"파일"이라고 한다.)을 일체로 연결하는 데 사용하는 콘크리트 파일 및 강관 이음장치에 관한 것이다. 특히, 파일들을 연결하는 이음구성을 파일의 각각에 독립적으로 설치되는 분리형으로 하면서 상호 끼움 결합할 수 있게 구성하여, 파일의 연결 내지는 시공 작업을 용이하게 실시할 수 있도록 한 콘크리트 파일 및 강관 이음장치에 관한 것이다.

지반에 토목 혹은 건축공사를 하는 경우, 지반 보강을 위해 파일(Pile)을 박고 그 위에 기초공사를 실시하고 있다.

이와 같은 지반 기초공사에 제공되는 파일 중 콘크리트 파일의 경우, 강관(鋼管)파일에 비해 제조원가가 저렴하면서도 수직방향 하중에도 큰 저항력을 갖기 때문에 주로 건축물을 짓는 기초공사에 많이 사용되고 있다.

특히, 콘크리트 파일은 지반 조건에 따라 박히는 깊이가 달라서, 연약지반의 경우 2개 이상의 파일들을 연결하여 박음에 의해, 연약 지반에 더 큰 보강력을 갖도록 하는데, 이러한 콘크리트 파일을 연결하는 이음 장치들이 하기의 특허 문헌들에 공표되어 있다.

특허문헌1은 토목공사나 건축공사의 기초공사시 연약지반에 2개 이상 연결하여 깊게 박는 콘크리트 파일의 이음장치에 관한 것으로, 이음장치는 중심부에 상부 콘크리트 파일의 중공부 내경과 동일한 중공부가 형성되어 있으며 외경이 상부 콘크리트 파일의 외경과 동일하며 상부 콘크리트 파일의 PC 너트에 대응한 위치에 관통공이 천공되어 있는 상부원판과, 중심부에 하부 콘크리트파일의 중공부 내경과 동일한 중공부가 형성되어 있으며 외부경이 하부 콘크리트 파일의 외경과 동일하며 하부 콘크리트 파일의 PC너트에 대응한 위치에 관통공이 천공되어 있는 하부원판과, 상기 상부원판과 하부원판의 사이에 일체로 연결된 연결수직부재가 구성되어 있는 이음장치에 있어서,상기 상부원판의 가장자리와 하부원판의 가장자리 사이를 연결하며, 일정 원주방향 간격마다 관통공이 형성되고, 적어도 한 부분이 수직방향으로 절개된 환형링과, 상기 연결수직부재에 상기 환형링의 관통공과 대응되는 부분에 볼트공이 형성되어 있는 연결수직부재인 중앙관과, 상기 환형링의 관통공을 관통시키는 동시에 중앙관의 볼트공에 체결되는 볼트로 구성하고 있음이 확인되고,

특허문헌2는 상부파일의 구조를 개선하여 시공현장에서 편리하게 사용할 수 있는 콘크리트 파일의 탈부착 이음장치에 관한 것인데, 이음장치는 다수개의 땅콩구멍이 형성된 상부원판과, 하부에 캡이 형성되고, 다수개의 관통공이 형성된 하부원판과, 상기 상부원판 및 하부원판 사이에 형성되는 다수개의 보강판으로 일체를 이루는 이음장치를 구성하여 연결되는 상부파일을 구성하고, 상기 상부파일의 이음장치 및 환형링을 통하여 콘크리트 파일인 하부파일이 결합되게 하고 있으며, 이와 같은 이음장치를 구성하는 상부원판의 땅콩구멍에 상부파일의 울본(PC강봉)이 결합되어 있는 것임을 알수 있고,

특허문헌3은 상부 콘크리트 파일의 선단과 고정 볼트로 체결되는 체결공을 가지는 상부판과, 하부 콘크리트 파일의 상단과 고정볼트로 체결되는 체결공을 가지는 하부판과, 상기 상부판과 하부판을 수직상으로 연결하는 수직판을 포함하는 2개 이상의 연결블럭으로 이루어진 콘크리트 파일의 이음장치 제공에 의해, 이음장치의 외주면을 감싸며 고정되는 외부링의 구조 개선으로 작업시간 단축은 물론 밀폐성을 확보할 수 있고, 항타시 발생되는 충격을 효율적으로 분산하여 내충격성이 높음과 동시에 제조가 쉬워 생산성이 증대 된다는 것이 개시되어 있음을 확인할 수 있다.

또, 특허문헌4는 세워 설치된 접속면을 가지는 상부원판과, 하부에 횡보강캡이 형성되고, 다수개의 관통공이 형성된 하부원판과, 상기 상부원판 및 하부원판 사이에 형성되는 다수개의 보강판과, 상기 보강판에 연이어 형성되고 수직항력에 대항하는 수직받침링으로 일체를 이루는 이음장치를 구성하여 연결되는 강관파일을 구성하고, 상기 강관파일의 이음장치 및 환형링을 통하여 하부 보강밴드의 내부에 하부 보강판과, 땅콩구멍이 있는 하부고정판으로 형성된 횡보강캡이 매입된 콘크리트 파일에 볼트로 체결되어 결합되는 것을 특징으로 하며, 이음장치내 세워 설치된 접속면을 가지는 상부원판과 강관파일은 접속면과 강관파일의 내경을 일치시킨 후 용접으로 고정시키는 것에 의하여, 연약지반의 기초공사시에 지반에 깊게 박는 콘크리트파일과 강관파일을 연결하는 이음부분의 강도를 강하게 하여 콘크리트 파일이나 이음 장치에서 파손이나 변형을 일으키지 않도록 하면서, 시공현장에서 편리하게 사용할 수 있도록 된 것임을 알 수 있다.

이상의 상기 특허문헌들에 기재된 콘크리트 파일 이음장치는, 파일을 연결하는 연결블록이 하나의 몸체를 이루고 있는 구조이어서, 2개의 파일을 일체로 연결하는 경우, 이음블록의 일단을 볼트로 결합 시킨 상부 콘크리트 파일을 크레인과 같은 중장비를 이용하여 들어 올린 상태로 지반에 먼저 박힌 하부 파일의 상단으로 이음블록의 타단부를 접하게 한 후, 상부 콘크리트 파일에 기 연결된 이음블록의 볼트 체결공을 하부 콘크리트 파일에 기 설치된 볼트 체결공과 일일히 일치되게 하면서 작업자들이 일치되는 볼트 체결공들을 통하여 준비된 볼트로서 하나씩 체결하 하면서 파일들의 연결작업을 실시 하고 있다. 이 때문에 파일들의 시공 작업에서 이들을 연결시키는 연결작업 공정에서 수고와 시간낭비가 심화되는 문제가 있다.

특히, 파일들의 연결에 제공되는 이음블럭은, 볼트 체결을 위한 작업 공간이 필연적으로 있어야 만되는 구조로 인하여, 이음블록에는 구조적으로 상하부로 간격(볼트를 넣어 체결할 수 있는 공간)을 두고 상,하부판(Frame)을 형성하지 않으면 안된다. 이때문에 연결블록들을 상,하부 파일에 일체로 연결시킨 후에는, 연결블록의 상,하부판에 형성된 빈공간의 강도 약화를 고려하여 별개의 외부링(벨트)을 설치하는 보강작업을 또 다시 해야만 하는 작업상의 어려움이 있다.

따라서 연약지반 강화를 위해 사용되는 파일들을 상,하부로 일체로 연결함에 있어서 파일들의 연결 작업을 쉽고 편리하게 할 수 있는 파일 이음장치가 절실하게 요구되고 있다.

KR 국내 등록특허 제10-0835778호, KR 국내 등록특허 제10-1056655호, KR 국내 등록특허 제10-1207092호. KR 국내 특허공개번호 제10-2010-0086162호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위해 개발된 것으로서, 연약지반 강화에 사용되는 파일들을 연결하는데 사용되는 이음블록을 복수개의 분리형으로 형성하되 끼움 결합방식으로 구성하여, 파일에 대한 이음블럭의 설치작업 및 이음블럭 끼리의 연결작업을 비 숙련자라고 하더라도 쉽고 편리하게 연결할 수 있게 하여 전체적으로 파일들의 시공성을 향상시킨 콘크리트 파일 및 강관 이음장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 또한 종래의 이음장치에서 사용되는 보강벨트를 생략하여 작업공정수의 생략과 아울러 간결한 몸체 구조를 이루게 한 콘크리트 파일 및 강관 이음장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 콘크리트 파일 및 강관 파일 이음장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는콘크리트 파일 및 강관 파일 이음장치는,지반 강화를 위하여 사용하는 파일들의 어느 일단부에 각각 체결볼트로 체결할수 있록 하고자 독립적인 분할체로 형성되며, 또한 파일들을 직립상태로 연결하기 위한 링형상 암형(雌形)블럭과 링형상 웅형(雄形)블록으로 이루어진 이음 블록본체; 상기 링형상 암형(雌形)블록과 링형상 웅형(雄形)블록의 주벽부를 관통하는 형태로 소정 간격을 두고 형성되어 상기 링형상 암형(雌形)블록과 링형상 웅형(雄形)블록을 일체로 결합 고정하는 체결볼트들을 체결 하기 위한 다수개의 볼트 체결공들;을 포함하는 콘크리트 파일 및 강관 파일 이음장치에 있어서, 상기 링형상 암형블록은, 파일들의 직경에 상응하는 크기로 형성된 링형 기판부와 이 링형 기판부의 외측 주연부로부터 동심원을 이루며 수직으로 절곡 형성되어 내부로는 결합용 환형홈을 형성하는 환형 주벽부들로 구성되고, 상기 링형상 웅형블록은, 상기 결합용 환형홈의 내부로 수용되는 크기로 형성된 링형 판체와 이 링형 판체의 내외측 주연부로부터 동심원을 이루며 수직으로 절곡 형성되어 상기 결합용 환형홈의 내부로 끼움 고정할 수 있게 한 끼움 주벽부들로 구성되며, 상기 결합용 환형(環形)홈을 형성하는 환형 주벽부의 내부로 상기 웅형(雄形)블록의 끼움 주벽부 전체가 끼움 결합되게 하여 이음 블록본체는 다겹의 주벽부를 이루게 한 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명은, 연약지반의 강화 공사에 사용되는 파일들의 연결에 제공되는 이음블록을 분할체로 형성하되 서로 끼움 결합되는 끼움 결합 방식으로 구성하여, 비 숙련자라고 하더라도 각 파일들에 대한 이음블록의 설치작업을 노동력이나 시간의 낭비가 없도록 신속하고 편리하게 할수 있게 하고, 또한 이음블록 끼리의 연결작업 또한 노동력이나 시간의 낭비 없이 용이하게 실시할 수 있도록 한 효과를 부여한다.

또한, 본 발명은 이음블록에서의 보강벨트의 생략으로,이음블록 자체의 구성이 간결(Compact)하게 되는 효과와 아울러 보강벨트의 설치가 생략되는 만큼의 작업 공정수가 생략되는 효과가 부여된다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 파일 및 강관 이음장치의 외관을 보여주는 사시도이고,
도 2는 도1 표시의 콘크리트 파일 및 강관 이음장치의 분리 사시도로서, 콘크리트 파일들을 서로 연결하는 데 적용되는 것을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 결합 상태를 I-I선 방향에서 보아 표시한 종 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 콘크리트 파일 및 강관 이음장치의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 파일 및 강관 파일 이음장치(100)(이하, 단지 "이음장치"라 한다.)는, 파일들(10a,10b)의 각각에 독립적으로 쉽고 편리하게 연결할수 있게 하고자 두개로 분리 형성한 링형상 웅형(雄形) 블록(112)및 암형(雌形)블록(114)으로 이루어져 있다. 이 링형상 웅형(雄形)블록(112) 및 암형(雌形)블록(114)이 상호 끼움방식으로 결합되어 이음블록 본체(110)를 구성하게 된다. 이 이음블록 본체(110)는 외부충격으로부터 쉽게 파손됨이 없는 강도를 유지하도록 하고자 금속 재질로 형성됨이 바람직 하다.

두개의 분할체로 구성된 상기 링형상 웅형(雄形) 및 암형(雌形)블록들(112,114)은, 지반 강화를 위하여 사용되는 파일들(10a,10b)에 대하여 각각 독립적으로 연결 시킬수 있는 작업상의 편리성이 있다. 즉, 독립적으로 각각 구성된 링형상 웅형(雄形) 및 암형(雌形)블록들(112,114)은 상기 파일들(10a,10b)이 서로 인접되는 어느 단부들의 각각에 기 설치된 체결공들을 통하여 역회전방지용 체결볼트들(20a,20b)에 의해 쉽게 고정시킬 수 있다고 하는 편리성이 있다.

이렇게 독립적으로 구성되어 상기 파일(10a)과 파일(10b)에 각각 설치되는 링형상 웅형(雄形) 및 암형(雌形)블록들(112,114)은, 링형상 웅형(雄形) 블록(112)을 암형(雌形)블록(114)의 내부에 수용되는 끼움방식 형태로 결합됨에 의해, 상기 파일(10a)과 파일(10b)을 직립 상태로서 상호 일체적으로 연결 시킬수 있게 되는데, 이와 같이 연결되는 링형상 웅형 및 암형블록들(112,114)은 연결될 파일들(10a,10b)과 동일 직경을 이루게 형성되어, 연결 후에도 파일들(10a,10b)의 외주면과 같은 매끄러운 연결면을 형성되게 하여, 항타(抗打)작업시 이음부위 즉, 이음블록 본체(110)로 인하여 항타(抗打)작업에 장해를 주는 일은 없게 된다.

또한, 도면표시와 같이, 도2 및 도3에서 보아 하부쪽으로 위치하는 파일(10b)의 일단면에 역회전방지용 체결볼트(20b)로 고정되는 상기 링형상 암형블록(114)에는, 이와 대응하여 상부쪽으로 위치하는 파일(10a)에 역회전방지용 체결볼트(20a)로 풀림이 없도록 견실하게 체결 고정되는 링형상 웅형블록(112)의 전체가 몰입되는 상태로 결합할 수 있는 크기의 결합용 환형(環形)홈(114-1)의 형성으로, 상기 링형상 웅형(雄形)블록(112)이 링형상 암형(雌形)블록(114)의 결합용 환형(環形)홈(114-1)의 내부로 완전히 몰입되게 수용되는 상태로 결합될수 있다(도3참조).

이때문에 상기 이음블록 본체(110)의 전(全) 외주 벽부가 피 연결용 파일들(10a,10b)의 외주 벽부와 같이 매끄러운 주벽부를 이루게 되어, 종래의 선행 기술에서와 같이 별도 설치하게 되는 보강용 벨트를 생략할 수 있게 되는 유리한 이점이 있다.

또한, 상기 링형상 암형블록(114)은, 파일들(10a,10b)의 직경에 상응하는 크기로 형성된 링형 기판부(114-2)와 이 링형 기판부(114-2)의 내외측 주연부로부터 동심원을 이루며 수직으로 절곡 형성되어 내부로는 소정 깊이를 이루는 상기 결합용 환형홈(114-1)을 형성하는 환형 주벽부들(114-3)로 구성되어 있고, 이에 결합되는 상기 링형상 웅형블록(112)역시 상기 링형상 암형블록(114)과 같은 형태로 형성되어 있으나, 상기 링형상 암형블록(114)의 내부로 수용되는 상태로 끼움 결합되게 하고자 상기 결합용 환형홈(114-1)에 대응하는 형태로 형성된 링형 판체(112-2)와 이 링형 판체(112-2)의 내외측 주연부로부터 동심원을 이루며 수직으로 절곡 형성되어 상기 결합용 환형홈(114-1)의 내부로 끼움 결합할 수 있게 한 끼움 주벽부들(112-3)로 구성하고 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 링형상 암형블록(114)에 링형상 웅형블록(112)이 끼움 결합되는 경우, 링형상 암형블록(114)의 환형 주벽부(114-3)와 링형상 웅형블록(112)의 끼움 주벽부(112-3)의 결합으로 인해 형성된 이음 블록본체(110)는 다겹의 주벽부를 이루게 되고, 이렇게 형성된 다겹의 주벽부들은 종래 보강 벨트와 같이 외부 충격으로부터도 견디게 되는 견실한 보강벽 작용을 하게 된다.

도면표시와 같이, 상기 링형상 암형(雌形)블럭(114)의 결합용 환형홈(114-1)을 형성하는 환형 주벽부(114-3)와 링형상 웅형(雄形)블록(112)의 끼움 주벽부(112-3)에는 볼트 체결공들(112-4,114-4)이 설치되어, 상기 링형상 암형(雌形)블럭(114)에 링형상 웅형(雄形)블럭(112)을 결합 한 후, 상호 일치되는 볼트 체결공들(112-4,114-4)을 통하여 역회전방지용 체결볼트들(116)로 체결됨에 의해, 상기 링형상 웅형(雄形)블럭(112)과 링형상 암형(雌形)블럭(114)이 일체화되게 결합된 상태로 고정시킬 수 있다.

상기에서 링형상 암형(雌形)블록(114) 및 웅형(雄形)블록(112)의 체결 작업에 제공되는 상기 역회전 방지용 체결볼트들(20a,20b,116)은, 볼트 체결공들(112-6,114-6) 및 볼트 체결공(116)의 주위로는 도1, 도2 표시의 역회전방지용 체결볼트들(20a,20b,116)의 두부 저면에 설치된 역회전 방지용 걸림부(28,118)가 맞물리는 결합치들을 각각 설치하여, 역회전 방지용 체결볼트들(20a,20b,116)의 체결 후에는 외부 충격이나 그밖의 다른 물리적인 요인에 의해 쉽게 풀리게 될 우려나 위험성은 없게 될 것임은, 상기 실시예에 따른 도면들로부터 충분히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 중량(重量)의 콘크리트 파일 혹은 강관을 큰 수고 없이 쉽고 편리하게 연결할 수 있어 시공작업이 편리하게 되는 유용성이 있다.

10a,10b : 콘크리트 파일
20a,20b : 역회전방지용 체결볼트
28 : 역회전방지용 걸림부
110 : 블록본체
112 : 링형상 웅형(雄形)블록
112-2 : 링형상 판체
112-3 : 끼움 주벽부
112-4 : 볼트 체결공
114 : 링형상 암형(雌形)블록
114-1 : 결합용 환형(環形)홈
114-2 : 링형 기판부
114-3 : 환형 주벽부
114-4 : 볼트 체결공
116 : 역회전 방지용 체결볼트
118 :역회전 방지용 걸림부

Claims

지반 강화를 위하여 사용하는 파일들의 어느 일단부에 각각 체결볼트로 체결할수 있록 하고자 독립적인 분할체로 형성되며, 또한 파일들을 직립상태로 연결하기 위한 링형상 암형(雌形)블럭과 링형상 웅형(雄形)블록으로 이루어진 이음 블록본체; 상기 링형상 암형(雌形)블록과 링형상 웅형(雄形)블록의 주벽부를 관통하는 형태로 소정 간격을 두고 형성되어 상기 링형상 암형(雌形)블록과 링형상 웅형(雄形)블록을 일체로 결합 고정하는 체결볼트들을 체결 하기 위한 다수개의 볼트 체결공들;을 포함하는 콘크리트 파일 및 강관 파일 이음장치에 있어서,
상기 링형상 암형블록은, 파일들의 직경에 상응하는 크기로 형성된 링형 기판부와 이 링형 기판부의 외측 주연부로부터 동심원을 이루며 수직으로 절곡 형성되어 내부로는 결합용 환형홈을 형성하는 환형 주벽부들로 구성되고,
상기 링형상 웅형블록은, 상기 결합용 환형홈의 내부로 수용되는 크기로 형성된 링형 판체와 이 링형 판체의 내외측 주연부로부터 동심원을 이루며 수직으로 절곡 형성되어 상기 결합용 환형홈의 내부로 끼움 고정할 수 있게 한 끼움 주벽부들로 구성되며,
상기 결합용 환형(環形)홈을 형성하는 환형 주벽부의 내부로 상기 웅형(雄形)블록의 끼움 주벽부 전체가 끼움 결합되게 하여 이음 블록본체는 다겹의 주벽부를 이루게 한 것을 특징으로 하는 콘크리트 파일 및 강관 파일 이음장치.
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