KR101736575B1

KR101736575B1 - 조립식 파일용 두부 보강캡

Info

Publication number: KR101736575B1
Application number: KR1020150079747A
Authority: KR
Inventors: 배지환
Original assignee: (주)성심씨앤엠
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2017-05-17
Also published as: KR20160143269A

Abstract

본 발명은 토목 혹은 건축 구조물의 기초공사시 지반강화를 위해 사용되는 조립식 파일용 두부 보강캡에 관한 것으로, 특히 지반에 박아 넣는 파일의 내부를 막을 수 있게 설치되는 원형판체와, 이 원형판체에 등간격을 두고 직립되게 설치되는 보강철근들과, 상기 원형판체와 보강철근들과 일체로 고정되어 상기 파일의 상단면에 고정되는 폐곡선형의 고정부재들을 상호 조립식으로 구성하여, 제작비용의 절감과 아울러 현장 조립 설치를 할 수 있게 하여 운반이나 보관시 발생되는 물류비용을 최소화 할 수 있게 한 효과를 갖게 한 것이다.

Description

조립식 파일용 두부 보강캡 {Assembled Reinforced Cap for Head of Pile}

본 발명은 토목 혹은 건축 구조물의 기초공사시 연약지반의 보강을 위해 사용하는 파일용 두부 보강캡에 관한 것으로, 특히 보강캡의 운반 이송이나 보관시 운반의 편리성과 공간의 효율적인 활용성을 위해 조립체로 구성한 파일용 두부 보강캡에 관 한 것이다.

일반적으로 토목 혹은 건축 구조물의 기초공사시 보강하고자 하는 연약지반이라 함은 지반 자체가 상부 구조물로부터 전해오는 하중을 견딜 수 없거나 혹은 예측 침하량이 허용치를 넘는 경우로서, 연약한 점토, 느슨한 사질토, 유기질토 등이 이에 속한다. 이러한 연약한 점토나 유기질토로 구성된 지반 위에 도로, 교통, 건물 등을 그대로 건설하게 되면 전단면(剪斷面) 침하량이 과대해짐은 물론 지지력의 약화로 안전상의 문제가 발생됨은 익히 잘 알려져 있으며, 이와 같은 연약지반을 기초로 하는 구조물의 안정성과 침하문제에 대한 대책 중 흔히 사용되는 성토하중을 지지층에 도달하는 공법(PILE이용 공법)은, 공장에서 미리 생산된 강관 파일, PHC(Prestressed High-Strenghth Concrete Pile)파일, PC(Prestressed Concrete)파일, 및 RC(Reinforced Concrete)파일 등을 타입공법(타격, 진동)이나 매입공법 등의 방법으로 시공하게 된다.

이때, PHC 파일은 PC 파일보다 축방향 하중 지지력이 우수하고, 타격에 강하며, 휨내력이 크다는 장점을 갖추고 있어서, 지정공사를 위한 파일로 널리 사용되고 있다. 하지만 이러한 파일은 그 지반의 상태에 따라 타격 후에 연속으로 이어 타격되며, 적정하게 타격된 뒤에는 지반상부로 돌출된 파일을 적당하게 절단하고, 그 끝 부분을 보강하게 되는데, 이렇게 파일 끝을 보강하는 것을 "두부(頭部)정리"라 하며 이러한 파일의 두부를 정리·보강한 다음에는 그 상부에 수평 방향으로 철근을 배근하고, 기초콘크리트를 타설하게 된다. 이와 같이 항타한 파일과 타설된 콘크리트를 기초로 구조물을 건축하게 되면 구조물을 보다 안정적으로 지지할 수 있는 것이다.

이렇게 항타한 파일의 두부정리(두부보강)의 경우, 항타한 파일에는 두부 보강캡이 설치되는데, 종래의 두부 보강캡은 하기 특허문헌들로부터 확인되는 바와 같이, 맨 하부에 위치되는 원형판체와, 이 원형판체의 상방으로 수직으로 설치되는 다수의 보강철근들, 및 보강철근들의 중간부에 설치되어 원형판체와 이 원형판체에 수직으로 고정 설치되는 다수의 보강철근들을 파일에 고정지지하는 상부 고정부재로 구성된다.

그러나, 특허문헌의 종래 기술에 따른 두부 보강캡들은, 하부 원형판체에 다수의 보강철근들을 수직으로 설치시 보강철근들의 하단부가 삽입구나 너트에 의한 나사 결합 또는 용접 등에 의해 하부 원형판체와 결합되는 구조를 채택하고 있고, 상부 고정부재 또한 보강철근들에 대하여 용접이나 혹은 고정 클립 등을 이용하여 결합하는 구조를 채택하고 있다.

이 때문에 두부 보강 캡의 제작에 많은 수고와 시간이 요구되어 생산비 상승의 요인이 되게하는 문제를 유발 시킴은 물론, 특히 원형판체, 보강철근들 및 고정부재가 상호 일체화 되게 제작된 두부 보강캡이 구조적으로 갖게 되는 부피는 운반 및 보관에 따른 공간 점유율을 많게 하여, 결과적으로 물류 비용도 증대 시키는 요인이 되게 하고 있다.

따라서 현지조립이 가능하게 조립체로 제작할 수 있게 하면서도 운반 혹은 보관에 따른 물류비용의 부담을 최소화 할 수 있는 파일용 두부 보강캡의 개발이 절실하게 요구되고 있다.

KR 특허등록 제10-0583879호 KR 특허등록 제10-0866419호 KR 등록실용 제20-0432210호

본 발명본 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 개발된 것으로서, 예컨대 토목 혹은 건축 구조물의 기초공사에 사용하는 보강캡의 각 구성품들을 독립적으로 제작하여 조립할수 있게 하여, 제작비용의 절감과 아울러 현장 조립이 가능한 편리성을 갖게 하였고, 또한 조립체에 의한 부피의 축소 달성으로 운반이나 보관에 따른 물류비용을 최소화 할 수 있게 한 조립식 파일용 두부 보강캡을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 조립식 파일용 두부 보강캡에 의하여 달성된다.
지반강화를 위해 지반에 박아 넣는 파일의 내부를 막을 수 있게 설치되는 원형판체와, 상기 원형판체와 이격된 위치에서 보강철근들을 고정하면서 상기 파일의 상단면에 지지되는 폐곡선형의 고정부재와, 상기 원형판체가 일정 위치에 고정상태로 있도록 하고자 상기 원형판체와 고정부재에 일정간격을 두고 설치되어 그 원형판체와 고정부재를 서로 연결하는 굽힘과 절곡이 자유자재로운 다수개의 연결용 와이어부재들을 구비하여 된 조립식 파일용 두부 보강캡에 있어서, 상기 고정부재에는 내측으로 등 간격을 두고 보강철근들을 각각 삽탈되게 끼움 고정할 수 있게 하는 보강철근 삽입공을 형성하는 보강철근 지지구가 돌출 설치되고, 또한 상기 원형판체에는 상기 보강철근 삽입공을 갖는 상기 보강철근 지지구와 대응 위치에 상기 보강철근 지지구의 보강철근 삽입공의 내부로 끼워지는 상태로 위치되는 상기 보강철근의 하단부를 움직임이 없도록 견실하게 지지하여 주도록 된 끼움공들을 등 간격을 두고 배치하되, 이 끼움공들은 상기 보강철근의 단부들이 상기 끼움공으로부터 이탈되는 일이 없이 견실하게 지지하여 주도록 된 받침편들이 상기 끼움공들의 내측으로 돌출되는 상태로 설치되어 상기 끼움공의 내부로 보강철근의 하단부가 삽탈되는 상태로 지지될 수 있도록 하고, 상기 와이어는 그 양단이 상기 원형판체와 고정부재에 각각 형성된 결속공에 직접 끼워져서 결속 됨을 특징으로 한다.

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본 발명에 의하면, 토목 혹은 건축 구조물의 기초공사에 사용하는 보강캡의 각 구성품들을 독립적으로 제작하여 조립할 수 있게 한 구성으로 노동력과 시간 절감의 효과는 물론 제작비용의 절감 효과를 부여한다. 또한 조립체에 의한 부피의 축소 달성으로 운반이나 보관에 따른 물류비용을 최소화 할 수 있게 한 효과를 부여한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 파일용 두부 보강캡의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 2는 도1의 분리 사시도이고,
도 3은 도 1의 I-I선 방향에 따른 종 단면도로서, 콘크리트파일의 두부(頭部)에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 A부분에 대한 확대도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 조립식 파일용 두부 보강캡을 도3과 같은 방향에서 보아 표시한 종단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조립식 파일용 두부 보강캡의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 6의 "B"부분에 대한 확대도이다.

이하, 본 발명에 따른 조립식 파일용 두부 보강캡의의 보다 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 파일용 두부 보강캡(100)의 구성을 대별(大別)하면, 도 1 내지 도 4에 표시된 바와 같이, 원형판체(110), 다수개의 연결용 와이어 부재(120), 폐곡선형의 고정부재(130) 및 보강용철근들(140)로 구성되며, 지반강화 공사현장에서 조립하여 사용할 수 있도록 하고자 도 2의 표시와 같이, 상호 분리되어 공급된다. 다만 현장에 공급시 원형판체(110)와 폐곡선형의 고정부재(130)는 굽힘 및 절곡이 자유자재로운 연결용 와이어 부재(120)로 연결되어 공급될 수 있게 하였고, 그밖의 구성품들은 하기와 같이 작업자들이 현장에서 조립하여 설치할 수 있게 구성된다.

이를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 원형판체(110)는 콘크리트파일(1)의 중공부(2)의 하부로 콘크리트 몰탈이 유입되지 않도록 차단하는 역할을 하여 콘크리트파일(1)의 두부를 보강하는 작용을 한다. 이를 위해서 파일(1)의 중공부(2)의 직경과 부합되는 접시모양의 원판 형태로 형성되며, 원형판체(110)의 주연부(周緣部)를 파일(1)의 중공부(2)의 내벽면에 밀착되는 형태로 탄성적으로 위치되게 하고자, 원형판체(110)의 주연부에는 그 주연부를 따라서 일정간격을 두고 절개홈들(114)을 형성하였다.

상기 파일(1)의 내부를 차단하는 형태로 설치되는 원형판체(110)가 파일(1)의 내부로 들어가지 않도록 정 위치에 있게 잡아주는 것이 파일(1)의 상단면에 걸리게 설치되는 고정부재(130)이다. 고정부재(130)는 파일(1)의 상단면에 걸쳐지는 상태로 고정되어 있게 하고자 파일(1)의 직경보다는 큰 대략 3각형의 폐곡선 형태로 형성되어 하부 원형판체(110)와 일체로 연결될 수 있게 하였다.

상기 원형판체(110)와 고정부재(130)를 연결하는 것은 연결용 와이어부재(120)이고, 연결용 와이어부재(120)는 굽힘과 절곡이 자유자재로운 특성을 갖기 때문에 다른 구성의 부품들과는 달리 현장에 공급전이라도 원형판체(110)와 고정부재(130)를 연결하여 현장에서 설치함에 있어 작업자들에게 작업상의 편리성과 아울러 공기(工期)를 줄일 수 있는 이점을 갖게 한 것이다. 즉, 연결용 와이어부재(120)는 강도를 갖는 금속이면서도 굽힘과 절곡이 자유자재로운 가요성 특성을 갖기 때문에 원형판체(110)와 고정부재(130)를 연결 하더라도 얼마든지 원형판체(110)와 고정부재(130)의 간격을 축소 시키면서 연결 시킬수 있고, 사용시에는 그대로 원상회복 되게 펼쳐지므로 도 1 및 도3과 같은 상태를 유지할 수 있는 유리한 점이 있다. 상기 원형판체(110)와 고정부재(130)에 대한 연결용 와이어부재(120)의 연결은 원형판체(110)와 고정부재(130)의 대응위치에 각각 형성된 결속공(112,132)에 연결용 와이어부재(120)의 단부를 각각 끼워 넣은후 연결용 와이어 부재(120)의 단부들을 서로 결속하는 결속부(122)의 설치로 인하여, 원형판체(110)와 고정부재(130)로부터 이탈됨이 없도록 견실하게 고정되어 있게 한다. 이러한 연결 구성은 원형판체(110)와 고정부재(130)에 연결용 와이어부재(120)를 견실하게 결합할 수 있다고 하면 어떠한 결속부라도 무방하다. 연결용 와이어부재(120)또한 금속에 상응하는 강도를 갖는 것이라고 하면 금속재질 아닌 다른 수지 혹은 화이버글래스 등으로 만들어진 가요성 재질로도 채택할 수 있다.

상기 원형판체(110)와 고정부재(130)는 사전에 연결용 와이어부재(120)에 의하여 연결되어 있기 때문에, 현장에서 원형판체(110)와 고정부재(130)에 대하여 같이 공급된 보강철근(140)만을 끼움 조립하는 작업만으로, 파일(1)의 두부를 보강하는 보강캡(100)으로 즉시 제공되게 할 수 있는 이점이 있다.

즉, 연결용 와이어부재(120)로서 연결된 하부 원형판체(110)와 고정부재(130)에는 같이 공급된 보강철근들(140)을 누구라도 수직으로 끼워서 조립 설치할 수 있는데, 이러한 작업은 고정부재(130)에는 내측으로 등 간격을 두고 보강철근들(140)을 각각 끼움 고정할 수 있게 하는 보강철근(140)을 삽입하는 보강철근 삽입공(134)을 갖는 보강철근 지지구(136)가 고정부재(130)를 보강하는 형태로 돌출 설치되어 있기 때문이고, 또 원형판체(110)에는 보강철근 삽입공(134)을 갖는 보강철근 지지구(136)와의 대응 위치에 보강철근 지지구(136)의 보강철근 삽입공(134)의 내부로 끼워지는 상태로 위치되는 보강철근(140)의 하단부를 움직임이 없도록 견실하게 지지하여 주도록 된 끼움공들(116)이 원형을 이루며 등 간격을 두고 배치되어 있기 때문이다. 이 끼움공들(116)의 내연부에는 보강철근(140)의 단부들이 끼움공(116)으로부터 이탈되는 일이 없이 견실하게 지지하여 주도록 된 받침편들(118)이 끼움공(116)의 내측으로 돌출되는 상태로 설치되어 끼움공(116)의 내부로 보강철근(140)의 하단부가 삽탈되는 상태로 지지될 수 있도록 하였다.

상기 고정부재(130)의 보강철근 삽입공(134)을 갖는 보강철근 지지구(136)를 통하여 원형판체(110)의 받침편(118)이 설치된 끼움공들(116)에 끼움 조립되는 보강철근(140)은 파일(1)의 상부로 돌출되는 상태로 위치되어 파일(1)과 파일(1)을 건너 지르게 설치되는 철근들과 결속되어 토목 혹은 건축구조물의 기초공사의 지반 강화에 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파일용 두부보강캡(100)은 지반강화 공사현장에 각 구성품들을 분리된 상태로 공급하여도, 미리 연결용 와이어부재(120)로서 연결된 원형판체(110)와 고정부재(130)에 대하여 보강철근들(140)만을 수직으로 끼워서 조립만 하여 설치하면 되기 때문에 누구라도 큰 수고나 불편 없이 손쉽게 설치할 수 있으면서도, 운반 및 보관에 따른 물류비용을 최소화할 수 있는 유리한 점이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 조립식 파일용 두부 보강캡의 종단면도로서, 일실시예와 동일 부분에 대해서는 동일부호로서 표시하였다.

도면표시와 같이, 본 실시예는 직선형 보강철근들(140)의 전(全) 외부 둘레로는, 그 직선형 보강철근들(140)의 하단에서부터 상단에 이르기까지 나선형을 이루며 감싸는 형태로 결속하는 나선형 보강철근(144)이나 혹은 나선형이 아닌 단순히 하나씩의 원형으로 이루어진 원형 띠 형태의 보강철근을 설치하여 직선형 보강철근들(140)을 보강할 수 도 있다는 것을 나타낸 것이다. 본 실시 예에서는 나선형 보강 철근(144)이 설치된 경우만을 일례로 들어 표시하였다. 나선형 보강철근(144)은 직선형 보강철근들(140)과 결합되어 견실한 혼합 보강 철근 부재를 구성하게 되는데, 이러한 것은 띠 형태의 원형 보강 철근의 경우에도 마찬가지이다.

그밖의 원형판체(110)를 고정부재(130)와 연결용 와이어부재(120)로서 연결시킨 구성이나 작용은 상기 일 실시예와 동일하여 별도의 설명은 생략한다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 조립식 파일용 두부 보강캡(100a)의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 일 실시예와 동일 부분에 대해서는 중복 설명을 피하기 위하여 동일부호로서 표시하였다.

본 실시예는 원형판체(110)와 고정부재(130)를 연결하는 연결부재를, 일 실시예의 연결용 와이어부재(120)와는 달리 철선부재(120a)로 연결한 것이다. 철선부재(120a)는 일 실시예의 연결용 와이어 부재(120)와 같이, 자유자재롭게 굽힙이나 절곡 할수가 없기 때문에, 일 실시예와 같이 원형판체(110)와 고정부재(130)를 사전에 연결하여 현장에 공급하는 것이 아니라, 연결용 철선부재(120a)를 원형판체(110)와 고정부재(130)로부터 분리된 상태로 공사 현장에 공급하여 그 현장에서 즉시 조립할 수 있게 한 것이다. 이 때문에 본 실시예의 연결용 철선부재(120a)는 원형판체(110)와 고정부재(130)에 연결할 수 있도록 하고자, 철선 부재(120a)는 양단을 대략 u자형으로 절곡한 걸림부들(122a,122b)를 형성하여, 고정부재(130)와 원형판체(110)에 결합되도록 걸릴수 있게 하였는데, 원형판체(110)에는 걸림부(122b)에 대응하는 걸림공(112a)을 형성하여 작업자들로 하여금 걸림공(112a)으로 쉽게 결합 할수 있게 하였다. 그밖의 구성이나 작용은 상기 실시예와 동일하여 별도의 설명은 생략한다.

본 발명은 토목 혹은 건축 구조물의 기초공사시 지반 강화를 위해 기초(콘크리트)파일을 설치하는 곳이라면 어디라도 적용하여 효율적으로 사용할 수 있는 유리한 점이 있다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

1 : 콘크리트 파일
110 : 원형판체
112 : 결속공, 116 : 끼움공 118 : 받침편
120 : 연결용 와이어 부재
122 : 결속부
120a : 연결용 철선부재
122a,122b : 걸림부
130 : 폐곡선형의 고정부재
134 : 보강철근 삽입공, 136 : 보강철근 지지구
140 : 보강용철근
144 : 나선형 보강철근

Claims

지반강화를 위해 지반에 박아 넣는 파일의 내부를 막을 수 있게 설치되는 원형판체와, 상기 원형판체와 이격된 위치에서 보강철근들을 고정하면서 상기 파일의 상단면에 지지되는 폐곡선형의 고정부재와, 상기 원형판체가 일정 위치에 고정상태로 있도록 하고자 상기 원형판체와 고정부재에 일정간격을 두고 설치되어 상기 원형판체와 고정부재를 서로 연결하는 굽힘과 절곡이 자유자재로운 다수개의 연결용 와이어부재들을 구비하여 된 조립식 파일용 두부 보강캡에 있어서,
상기 고정부재의 내측으로 등 간격을 두고 상기 보강철근들을 각각 삽탈되게 끼움 고정할 수 있게 하는 보강철근 삽입공을 형성하는 보강철근 지지구가 돌출 설치되고,
또한 상기 원형판체에는 상기 보강철근 지지구와 대응 위치에 상기 보강철근 지지구의 상기 보강철근 삽입공의 내부로 끼워지는 상태로 위치되는 상기 보강철근의 하단부를 움직임이 없도록 견실하게 지지하여 주도록 된 끼움공들을 등 간격을 두고 배치하되, 이 끼움공들은 상기 보강철근의 단부들이 상기 끼움공으로부터 이탈되는 일이 없이 견실하게 지지하여 주도록 된 받침편들이 상기 끼움공들의 내측으로 돌출되는 상태로 설치되어 상기 끼움공의 내부로 보강철근의 하단부가 삽탈되는 상태로 지지될 수 있도록 하고, 상기 와이어는 그 양단이 상기 원형판체와 고정부재에 각각 형성된 결속공에 직접 끼워져 결속됨 특징으로 하는 조립식 파일용 두부 보강캡.
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