KR101739266B1 - Phc 파일 연결용 고정장치 및 이를 이용한 중파 phc 파일의 보수 시공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PHC 파일 연결용 고정장치 및 이를 이용한 중파 PHC 파일의 보수 시공 방법에 관한 것이다.
본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치는 강봉이 삽입되는 볼트하우징과, 볼트하우징을 하부원판에 고정시키는 조인트너트 및 볼트하우징 내부에 삽입됨에 따라 강봉에 밀착되어 고정되는 왯지, 왯지를 가압하는 가압부재 및 가압부재를 가압하면서 볼트하우징에 나사결합되는 압입볼트로 구성된다. 더불어, 본 발명의 중파 PHC 파일 보수 시공 방법은 중파파일을 분리한 후 두부에 돌출부가 형성되도록 정리한 다음 무수축 고강도 몰탈을 두부에 평평하게 형성한 다음 그 위로 이음부재를 설치한 후 상기 고정장치를 이용하여 이음부재를 강봉과 견고하게 고정하고, 이음부재 상부에 별도의 PHC 파일을 설치하게 된다.
본 발명에 의해, PHC 파일의 증파된 부분을 기준으로 윗 부분은 분리고, 아랫 부분은 두부를 정리한 다음 보수를 위한 보강 PHC 파일을 제작하여 상호 연결시킴으로써 이미 삽입된 PHC 파일을 인발함에 따른 공기 지연을 방지하고 자원 활용율을 높일 수 있고, 이미 지중에 삽입된 PHC 파일과 새로이 연결되는 PHC 파일이 간단하면서도 견고하게 연결되도록 함으로써 보수에 따라 지지력이 저하되는 현상이 발생하지 않게 된다.
본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치는 강봉이 삽입되는 볼트하우징과, 볼트하우징을 하부원판에 고정시키는 조인트너트 및 볼트하우징 내부에 삽입됨에 따라 강봉에 밀착되어 고정되는 왯지, 왯지를 가압하는 가압부재 및 가압부재를 가압하면서 볼트하우징에 나사결합되는 압입볼트로 구성된다. 더불어, 본 발명의 중파 PHC 파일 보수 시공 방법은 중파파일을 분리한 후 두부에 돌출부가 형성되도록 정리한 다음 무수축 고강도 몰탈을 두부에 평평하게 형성한 다음 그 위로 이음부재를 설치한 후 상기 고정장치를 이용하여 이음부재를 강봉과 견고하게 고정하고, 이음부재 상부에 별도의 PHC 파일을 설치하게 된다.
본 발명에 의해, PHC 파일의 증파된 부분을 기준으로 윗 부분은 분리고, 아랫 부분은 두부를 정리한 다음 보수를 위한 보강 PHC 파일을 제작하여 상호 연결시킴으로써 이미 삽입된 PHC 파일을 인발함에 따른 공기 지연을 방지하고 자원 활용율을 높일 수 있고, 이미 지중에 삽입된 PHC 파일과 새로이 연결되는 PHC 파일이 간단하면서도 견고하게 연결되도록 함으로써 보수에 따라 지지력이 저하되는 현상이 발생하지 않게 된다.
Description
본 발명은 이음부재를 이용하여 PHC 파일을 연결함에 있어서 볼팅 방식으로 견고하고 간편하게 용접할 수 있도록 한, PHC 파일 연결용 고정장치 및, 이 고정장치를 이용하여 PHC 파일의 설치 과정에서 PHC 파일에 손상이 발생하였을 때 PHC 파일 전체를 뽑거나 제거한 후 재설치하지 않고 손상된 부분의 상측만 제거한 후 제거된 부분에 해당될 정도의 크기의 PHC 파일을 준비하여 지중에 이미 매립되어 있는 PHC 파일과 연결 설치하여 제거 후 다시 시공함에 따른 시공비의 증가 및 공기 증가를 방지할 수 있도록 한, 중파 PHC 파일의 보수 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 빌딩, 교량 등 각종 건축토목구조물을 시공할 때 약한 지반을 보강하기 위하여 강관파일을 지층에 타설하여 매설하고 매설되는 강관파일의 선단은 폐쇄하고 두부(상단)에는 보강구조를 설치하여 기초 콘크리트 구조물을 구축하여 콘크리트 토목/건축구조물을 지탱하도록 하고 있다.
현재에는 구조물이 점점 고층화, 대형화되고 지가상승, 환경문제 등의 발생으로 인하여 종래에는 볼 수 없었던 각종의 특수공사가 증가되고 있다.
또한, 종래의 건설구조물의 입지로써 등한시되었던 연약지반에서의 건설과 해안공사도 활발해지고 내진설계법의 도입과 함께 구조물의 안전성에 대한 인식도 달라짐에 따라 기초구조 보강을 위해 사용되는 파일은 좀 더 깊은 관입량과 큰지지력을 필요로 하게 되었다.
이에 따라서 기존에 사용되던 콘크리트말뚝인 프리텐션 방식 콘크리트 말뚝 (이하, PC 파일이라 한다.)의 고강도화에 대한 대책으로 PHC 파일(PRETENSIONED SPUN HIGH STRENGTH CONCRETE PILES)이 실용화되고 있다.
PHC 파일은 한국산업표준 "KS F4306 프리텐션방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝" 에 규정되어 있으며, 콘크리트 강도가 78.5MPa (800kg/cm2)를 넘는 고강도 제품으로 현재는 대부분의 현장에서 PHC 파일을 사용하고 있다.
PHC 파일은 기존의 PC 파일에 비하여 고강도 콘크리트를 사용하기 때문에 설계 지지력이 크게 향상되었으며, 타격에 대한 저항력이 높아 파손이 적고, 경제적인 시공설계가 가능하다는 장점이 있다.
한편, 항타 말뚝공법은 직타 방식과 선굴착 후 직타방식 그리고 매입 공법에 의한 경타방식으로 나누어지는데 연약지반에 20 ～ 30m 깊이로 PHC 파일을 심을 때에는 주변지반이 다짐되어 지지력이 증가하기 때문에 직타 방식을 주로 사용되나 현재에는 소음 및 진동의 영향으로 매입공법이 증가하는 추세이다.
그러나, 상기 PHC 파일을 항타기에 의해 연약지반에 직타 또는 경타하는 과정에서 지중에 위치한 암반 등의 장애물에 하단부가 부딪치면 PHC 파일이 수직으로 진행하는 게 아니라 한쪽으로 약간씩 휘어져 휨 현상이 발생한다.
상기와 같이 휨 현상이 발생하는 이유는 PHC 파일이 관 형상으로 이루어져 있어 암반에 부딪히거나 밀착되는 부분이 PHC 파일에서 중앙부분이 아니라 가장자리 부분이며, 접지압이 넓고 높기 때문에 직타 과정에서 쉽게 밀려나 휨 현상이 발생하는 문제점이 있다.
즉, PHC 파일의 하단 가장자리가 비트역할을 함으로 인해 PHC 파일의 중공부 중앙은 구심점 역할을 하지 못해 자갈 및 점토층, 암반 등에 부딪쳤을 때 직타하는 과정에서 쉽게 한쪽을 비겨나가 PHC 파일의 휨현상이 발생한다.
따라서 PHC 파일을 20 ～ 30m 깊이로 연결하여 진행하는 과정에서 지중에 위치하는 장애물에 의해 휨 현상 및 파손 현상이 쉽게 발생한다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로 "피 에이치 씨 파일 휨 방지용 비트"(한국 공개특허공보 제10-2013-0015036호, 특허문헌 1)에는 항타기의 하부에 특수한 형상을 갖는 비트를 설치함으로써 PHC 파일의 진행 안정성을 향상시킬 수 있게 하여 항타 과정에서의 파일 방지하고자 하였다.
하지만, 특허문헌 1과 같은 기술 개발이 이루어짐에도 불구하고 여전히 많은 시공 현장에서 PHC 파일의 휨, 파손, 증파 등이 발생하고 있는 것이 여전한 실정이다.
이러한 파손이 발생하게 되면 통상적으로는 인발 장치를 이용하여 삽입된 PHC 파일을 인발한 후 천공된 부분을 채운 다음 다져 지반 안정화를 도모하고, 그 이후에 다시 파일 시공을 하게 된다.
하지만 이 경우 공사기간이 매우 증가하게 되는 문제점이 있으며, 인발된 파일은 폐기 처리되므로 폐기물 처리 비용이 증가하는 문제점도 있다.
한편, 피 에이치 씨 파일간의 연결을 위한 기구로 본 발명의 출원인은 다수의 이음장치 특허를 출원하여 등록받은 바 있다.
그 구조는 "콘크리트 파일의 이음장치"(한국 등록특허공보 제10-1207138호, 특허문헌 2)에 나타나 있는 바와 같이 상부원판과 하부원판 및 그 사이를 연결하는 연결부재로 구성되고, 상부원판과 하부원판에는 PHC 파일의 강봉과 연결되기 위한 홀 타공이 이루어지며, 이 홀을 통해 강봉과 직, 간접적으로 볼팅함으로써 기존의 용접 연결 방식에서 발생하는 여러 문제를 해소한 바 있다.
그런데, 앞서 설명한 것처럼 기 시공된 파일이 중파된 경우 기존 공개되어 있는 이음장치를 단순한 볼팅 방법으로 체결할 경우 또다른 문제점이 발생하게 된다.
구체적으로 파손 과정에서 PHC 파일을 구성하는 콘크리트층과, 그 내부에 있는 강봉의 재질 차이로 인해 중파된 PHC 파일 상단부의 강보과 콘크리트가 견고한 결합 상태를 유지하지 못하게 되는 것이다.
이 경우 특허문헌 2와 같은 방식으로 연결할 경우 강봉을 충분히 견고하게 고정시키지 못하게 될 뿐만 아니라, 이로 인해 상,하부의 PHC 파일의 일체화가 이루어지지 못하는 심각한 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치 및 이를 이용한 중파 PHC 파일의 보수 시공 방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, PHC 파일의 증파된 부분을 기준으로 윗 부분은 분리고, 아랫 부분은 두부를 정리한 다음 보수를 위한 보강 PHC 파일을 제작하여 상호 연결시킴으로써 이미 삽입된 PHC 파일을 인발함에 따른 공기 지연을 방지하고 자원 활용율을 높일 수 있게 하려는 것이다.
더불어, 기존의 단순한 볼팅 연결 방식에 비해 강봉을 보다 견고하게 고정시킬 수 있는 새로운 구조의 PHC 파일 연결용 고정장치를 제시함으로써 이를 이용하여 이미 지중에 삽입된 PHC 파일과 새로이 연결되는 PHC 파일이 간단하면서도 견고하게 연결되도록 하여 보수에 따라 지지력이 저하되는 현상이 발생하지 않게 하려는 것이다.
본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 상측으로 강봉(4)이 돌출된 PHC파일(1a)과, 상기 PHC파일(1a) 상부에 설치되며 상기 돌출된 강봉(4)이 관통되는 하부관통공(11a)이 형성되어 있는 하부원판(11)과 상기 하부원판(11) 상부에 설치되고, 둘레에 다수의 상부관통공(12a)이 형성되어 있는 상부원판(12)과, 상기 상부원판(12)과 하부원판(11)을 연결하는 연결부재(13)로 구성된 이음부재(10)를 고정 연결하는 PHC 파일 연결용 고정장치에 있어서, 외주면에 제1나사산(111)이 형성되어 있는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110) 상측에 형성되어 있으며, 외경이 상기 몸체부(110)보다 크게 이루어져 있는 머리부(120)와, 상기 몸체부(110) 하부에 형성되어 있고, 외경이 상기 몸체부(110)보다 작으면서 상기 하부관통공(11a)에 삽입되도록 이루어진 삽입부(130)로 구성되어 있고, 내부에는 상측에서 일정 길이만큼 일정한 내경을 갖는 가이드홀(140)이 형성되어 있으며, 상기 가이드홀(140) 하부에 연통되면서 하단까지 점차 내경이 작아지면서 하단 내경은 상기 강봉(4)의 외경보다 크게 이루어져 있는 축경홀(150)이 형성되어 있고, 상기 가이드홀(140) 내주면에는 제2나사산(160)이 형성되어 있는 볼트하우징(100)과; 중앙에 상하로 관통된 하우징체결중공홀(210)이 형성되어 있고, 상기 하우징체결중공홀(210) 내주면에는 상기 제1나사산(111)과 치합되는 제3나사산(220)이 형성되어 상기 볼트하우징(100)과 나사결합되는 조인트너트(200)와; 상기 가이드홀(140) 내경보다 작은 크기의 일정한 외경을 갖는 원판부(310)와, 상기 원판부(310)의 하부에 형성되어 있으며 외경이 점차 작아지는 형태로 이루어져 상기 축경홀(150) 벽면에 접촉하면서 축경홀(150)에 끼워지는 테이퍼부(320)로 구성되어 있고, 내부에는 상하로 관통되어 강봉이 끼워지는 강봉체결홀(330)이 형성되어 있으며, 상기 원판부(310) 및 테이퍼부(320)에는 평면상에서 상기 강봉체결홀(330) 중심을 기준으로 방사상으로 수직 방향의 절개부(340)가 형성되어 있는 왯지(300)와; 내부에 상기 강봉체결홀(330)과 동일한 내경을 갖는 중간강봉체결홀(410)이 형성되어 있는 링 형상을 취하고, 상기 왯지(300) 상단에 안착되는 가압부재(400)와; 볼트머리(510)와, 볼트머리(510) 하부에 형성되고 볼트머리(510)보다 외경이 작은 볼트몸체(520)로 구성되어 있으며, 볼트몸체(520) 외주면에는 상기 제2나사산(160)과 치합되는 제4나사산(521)이 형성되어 있고, 상기 강봉체결홀(330)과 동일한 내경을 갖는 상부강봉체결홀(530)이 형성되어 있으며, 제2나사산(160)과 제4나사산(521)의 나사결합에 따라 선택적으로 상기 가압부재(400)를 하방으로 가압하는 압입볼트(500);를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 있어서, 상기 조인트너트(200)의 측면에는 상기 하우징체결중공홀(210)과 연통되는 수평 방향의 수평관통홀(230)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 왯지(300)는 강봉체결홀(330) 내주면에 수평 방향으로 다수의 마찰돌기(331)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 축경홀(150) 상단은 가이드홀(140) 하부 내주면보다 내경이 작게 이루어짐으로써 단턱(151)이 형성되어 있고, 상기 왯지(300)의 원판부(310) 하부에는 수평 방향의 홈(311)이 형성되어 있어 왯지(300)가 축경홀(150) 내부로 끼워질 때 상기 단턱에 홈(311)이 걸려 이동이 제한되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 중파파일의 보수 시공 방법은, 내부에 길이 방향으로 중공부(2)가 형성되어 있고, 측벽면에 둘레를 따라 강봉(4)이 형성되어 있는 PHC 파일 중간이 손상된 중파파일(1)의 보수 시공 방법에 있어서, 중파파일(1)에서 중파된 부분을 기준으로 상측의 부분을 분리하는 분리단계; 상측 부분이 분리되고 남은 중파파일(1)의 두부를 정리하되 중파파일(1)의 강봉(4)이 두부 상측으로 돌출되도록 돌출부(4a)를 형성하는 두부정리단계; 상기 두부정리단계가 끝난 중파파일(1)의 두부 둘레에 거푸집을 설치한 후 거푸집에 무수축 고강도 몰탈을 주입한 후 양생하여 중파파일(1) 두부 상측으로 일체로 연장되는 연장부(5)를 형성하되, 상기 강봉(4)의 돌출부(4a)가 연장부(5) 상측으로 돌출되도록 하는 연장부설치단계; 상기 중파파일(1)과 동일한 외경을 가지며, 둘레를 따라 상기 강봉(4)의 돌출부(4a)와 일직선을 이루는 하부관통공(11a)이 형성되어 있는 하부원판(11)과, 상기 하부원판(11) 상부에 설치되고, 둘레에 다수의 상부관통공(12a)이 형성되어 있는 상부원판(12)과, 상기 상부원판(12)과 하부원판(11)을 연결하는 연결부재(13)로 구성된 이음부재(10)를 준비하는 이음부재준비단계; 상기 이음부재(10) 하부원판(11)의 하부관통공(11a)에 상기 강봉(4) 돌출부(4a)가 끼워지도록 한 다음 강봉(4)의 돌출부(4a)에 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 PHC 파일 연결용 고정장치를 설치하여 강봉(4)과 하부원판(11)을 고정시키는 이음부재고정단계; 상기 중파파일과 동일하게 내부에 중공부(2)가 형성되어 있고 벽면에 강봉(4)이 설치되어 있으며, 하부에 강봉(4)과 연결된 너트(7)가 인서트되어 있는 별도의 보강파일(8)을 준비한 후, 보강파일(8)을 상기 이음부재(10) 상부에 설치하되 상기 너트(7)를 상기 상부관통공(12a)의 위치와 일직선이 되도록 배치한 후 볼트(9)로 상부관통홀(12a)을 관통한 채 너트(7)에 체결하여 보강파일(8)을 상부원판(12)에 고정시키는 보강파일설치단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, PHC 파일의 증파된 부분을 기준으로 윗 부분은 분리고, 아랫 부분은 두부를 정리한 다음 보수를 위한 보강 PHC 파일을 제작하여 상호 연결시킴으로써 이미 삽입된 PHC 파일을 인발함에 따른 공기 지연을 방지하고 자원 활용율을 높일 수 있게 된다.
더불어, 기존의 단순한 볼팅 연결 방식에 비해 강봉을 보다 견고하게 고정시킬 수 있는 새로운 구조의 PHC 파일 연결용 고정장치를 제시함으로써 이를 이용하여 이미 지중에 삽입된 PHC 파일과 새로이 연결되는 PHC 파일이 간단하면서도 견고하게 연결되도록 하여 보수에 따라 지지력이 저하되는 현상이 발생하지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치를 나타낸 분해 단면도.
도 2는 본 발명에서 왯지의 실시예를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치가 설치된 상태를 나타낸 사진.
도 5는 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치의 각 구성요소를 나타낸 사진.
도 6은 중파된 PHC 파일 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 파일 분리를 위해 지반을 굴착한 상태를 나타낸 단면도.
도 8은 중파된 파일 상부를 분리한 상태를 나타낸 단면도.
도 9는 중파파일의 두부를 정리한 상태를 나타낸 단면도.
도 10은 중파파일의 두부에 연장부를 형성한 예를 나타낸 단면도.
도 11은 중파파일의 두부에 이음부재를 설치한 상태를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에서 왯지의 실시예를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치가 설치된 상태를 나타낸 사진.
도 5는 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치의 각 구성요소를 나타낸 사진.
도 6은 중파된 PHC 파일 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 파일 분리를 위해 지반을 굴착한 상태를 나타낸 단면도.
도 8은 중파된 파일 상부를 분리한 상태를 나타낸 단면도.
도 9는 중파파일의 두부를 정리한 상태를 나타낸 단면도.
도 10은 중파파일의 두부에 연장부를 형성한 예를 나타낸 단면도.
도 11은 중파파일의 두부에 이음부재를 설치한 상태를 나타낸 단면도.
본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치는 도 1, 3에 도시되어 있는 바와 같이 상측으로 강봉(4)이 돌출된 PHC파일(1a)과, 이음부재(10)를 고정 연결하는 장치이다.
이음부재(10)는 특허문헌 2 및, 도 1, 3에 나타나 있는 바와 같이 하부원판(11), 상부원판(12) 및 연결부재(13)로 구성된다.
하부원판(11)은 상기 PHC파일(1a) 상부에 설치되며 상기 돌출된 강봉(4)이 관통되는 하부관통공(11a)이 형성되어 있다.
또, 상부원판(12)은 상기 하부원판(11) 상부에 설치되고, 둘레에 다수의 상부관통공(12a)이 형성되어 있으며, 연결부재(13)는 상기 상부원판(12)과 하부원판(11)을 연결한다.
본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치는 볼트하우징(100), 조인트너트(200), 왯지(300), 가압부재(400), 압입볼트(500)를 포함하여 구성되어 있다.
이하에서는 본 발명의 PHC 파일 연결용 고정장치의 각 구성요소에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 구성요소인 볼트하우징(100)은 도 1 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이 몸체부(110), 머리부(120), 삽입부(130)로 구성되어 있다.
몸체부(110)는 도시된 것처럼 외주면에 제1나사산(111)이 형성되어 있다.
머리부(120)는 상기 몸체부(110) 상측에 형성되어 있으며, 외경이 상기 몸체부(110)보다 크게 이루어져 있다.
더불어 삽입부(130)는 상기 몸체부(110) 하부에 형성되어 있고, 외경이 상기 몸체부(110)보다 작게 이루어져 있다.
삽입부(130)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 하부관통공(11a)에 삽입되도록 이루어져 있다.
이러한 볼트하우징(100)은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 내부에는 상측에서 일정 길이만큼 일정한 내경을 갖는 가이드홀(140)이 형성되어 있으며, 가이드홀(140)의 하부에는 점차 내경이 작아지는 축경홀(150)이 형성되어 있다.
축경홀(150)은 상기 가이드홀(140)과 연통되면서 볼트하우징(100) 하단에서의 그 내경은 상기 강봉(4)의 외경보다 크게 이루어져 있다.
한편, 가이드홀(140) 내주면에는 압입볼트(500)와의 나사 결합을 위한 제2나사산(160)이 형성되어 있다.
본 발명의 구성요소인 조인트너트(200)는 도 1 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 상하로 관통된 하우징체결중공홀(210)이 형성되어 있고, 상기 하우징체결중공홀(210) 내주면에는 상기 제1나사산(111)과 치합되는 제3나사산(220)이 형성되어 상기 볼트하우징(100)과 나사결합된다.
조인트너트(200)는 상기 볼트하우징(100)의 삽입부(130)가 하부관통공(11a)에 삽입된 상태에서 사용자가 돌림에 따라 볼트하우징(100)을 상하로 승하강시키며, 몸체부(110)와 삽입부(130) 사이의 턱진 부분이 하부원판(11) 상단에 안착될 때까지 회전하여 볼트하우징(100)을 하부원판(11)에 견고히 고정되도록 해준다.
조인트너트(200)는 도시된 것처럼 측면에 상기 하우징체결중공홀(210)과 연통되는 수평 방향의 수평관통홀(230)이 형성될 수 있다.
수평관통홀(230)이 형성되는 경우 이 홀을 통해 조인트너트(200)와 볼트하우징(100)을 용접 고정시켜 완전 일체화를 이룰 수 있으며, 또는 이 수평관통홀(230)에 나사산을 형성한 후 수평관통홀(230)을 통해 볼트를 삽입하여 볼트하우징(100)과 조인트너트(200)가 견고하게 고정되어 이탈되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 구성요소인 왯지(300)는 도 1 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이 원판부(310)와 테이퍼부(320)로 구성되어 있다.
원판부(310)는 상기 가이드홀(140) 내경보다 작은 크기의 일정한 외경을 가지며, 테이퍼부(320)는 상기 원판부(310)의 하부에 형성되어 있으며 외경이 점차 작아지는 형태로 이루어져 있다.
이러한 왯지(300)는 압입볼트(500)에 의해 가압부재(400)가 하방으로 누르는 힘을 가하게 되면 상기 축경홀(150) 벽면에 접촉하면서 축경홀(150)에 끼워지면서 하향 이동하게 되고 그럼과 동시에 내주면이 견고하게 강봉을 고정시키게 된다.
이를 위해 내부에는 상하로 관통되어 강봉이 끼워지는 강봉체결홀(330)이 형성되어 있다.
한편, 이처럼 강봉을 견고하게 고정할 수 있도록 상기 원판부(310) 및 테이퍼부(320)에는 평면상에서 상기 강봉체결홀(330) 중심을 기준으로 방사상으로 수직 방향의 절개부(340)가 형성되어 있다.
이를 위한 실시예가 도 2에 도시되어 있다.
도 2의 (A)에 도시된 경우는 절개부(340)가 일종의 홈 형상을 취하는 경우이며, 도 2의 (B)에 도시된 경우는 절개부(340)가 강봉체결홀(330)과 연통될 정도로 절개된 예를 나타낸 것이다.
도 2의 (B)의 경우 하단에서는 절개부(340)에 의해 분할된 조각들이 상호 연결된 상태가 되는 것이 좋다.
이러한 왯지(300)는 도시되어 있는 바와 같이 강봉체결홀(330) 내주면에 수평 방향으로 다수의 마찰돌기(331)가 형성되어 있어 마찰력 증대를 통해 강봉과의 견고한 고정이 이루어지도록 함이 바람직하다.
한편, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 축경홀(150) 상단은 가이드홀(140) 하부 내주면보다 내경이 작게 이루어짐으로써 단턱(151)이 형성되어 있고, 상기 왯지(300)의 원판부(310) 하부에는 수평 방향의 홈(311)이 형성되어 있어 왯지(300)가 축경홀(150) 내부로 끼워질 때 상기 단턱에 홈(311)이 걸려 이동이 제한되도록 할 수 있다.
이는 압입볼트(500)의 회전을 계속 가하게 될 경우 자칫 왯지(300)가 절개부(340) 부분에서 깨지거나 파손되어 강봉의 지지력을 잃어버리는 것을 방지하기 위한 것으로 어느 정도의 깊이까지만 왯지(300)가 이동될 수 있도록 하는 역할을 한다.
본 발명의 구성요소인 가압부재(400)는 도 1 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이 내부에 상기 강봉체결홀(330)과 동일한 내경을 갖는 중간강봉체결홀(410)이 형성되어 있는 링 형상을 취하고, 상기 왯지(300) 상단에 안착된다.
가압부재(400)는 상부에서 회전하는 압입볼트(500) 하단에 의해 눌려 아래로 이동하여 왯지(300) 상단에 힘을 전달하게 된다.
압입볼트(500) 하단에 가압부재(400)를 직접 설치하지 않는 것은 왯지(300) 상단이 절개부(340)에 의해 여러 개의 조각으로 나뉘어진 상태이기 때문에 그 상부에 압입볼트(500)가 나선 회전하게 될 경우 왯지(300)가 파손될 수 있기 때문이다.
본 발명의 구성요소인 압입볼트(500)는 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 볼트머리(510)와, 볼트머리(510) 하부에 형성되고 볼트머리(510)보다 외경이 작은 볼트몸체(520)로 구성되어 있다.
더불어, 볼트몸체(520) 외주면에는 상기 제2나사산(160)과 치합되는 제4나사산(521)이 형성되어 있고, 상기 강봉체결홀(330)과 동일한 내경을 갖는 상부강봉체결홀(530)이 형성되어 있다.
이러한 압입볼트(500)는 제2나사산(160)과 제4나사산(521)의 나사결합에 따라 선택적으로 상기 가압부재(400)를 하방으로 가압하게 된다.
이하에서는 상술한 구성으로 이루어진 PHC 파일 연결용 고정장치를 이용한 중파 PHC 파일의 보수 시공 방법에 대해 설명하기로 한다.
구체적인 시공 방법에 대한 설명에 앞서 보수 대상이 되는 PHC 파일에 대해 설명하면, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 내부에 길이 방향으로 중공부(2)가 형성되어 있고, 측벽면에 둘레를 따라 강봉(4)이 형성되어 있는 PHC 파일이 지중에 삽입되는 과정 또는 삽입된 후 중간에 휨 또는 크랙(3), 절단 등 손상되어 도 6과 같은 중파파일(1)이 된 경우 이를 보수하여 시공하는 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 중파 PHC 파일의 보수 시공 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
1. 분리단계
도 8과 같이 중파파일(1)에서 중파된 부분을 기준으로 상측의 부분을 절단기 등을 이용하여 분리한다.
이때, 중파파일(1)의 삽입된 여건에 따라 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 중파된 부분까지 주변을 굴착하여 절단 작업이 용이할 수 있게 함이 바람직하다.
2. 두부정리단계
상측 부분이 분리되고 남은 중파파일(1)의 두부를 도 9와 같이 절단기, 그라인더 등을 이용하여 절단 등의 방법으로 정리하되 중파파일(1)의 강봉(4)이 두부 상측으로 돌출되도록 돌출부(4a)를 형성한다.
이때, 콘크리트 부분은 도면과 같이 최대한 평평한 상태가 되도록 하고, 돌출된 돌출부(4a)의 길이가 전체적으로 동일해질 수 있도록 정리한다.
3. 연장부설치단계
상기 두부정리단계가 끝난 중파파일(1)의 두부 둘레에 거푸집을 설치한 후 거푸집에 무수축 고강도 몰탈을 주입한 후 양생하여 도 10과 같이 중파파일(1) 두부 상측으로 일체로 연장되는 연장부(5)를 형성한다.
이때, 상기 강봉(4)의 돌출부(4a)가 연장부(5) 상측으로 돌출되도록 한다.
연장부(5)를 형성하는 것은 PHC 파일이 손상되는 과정에서 손상 부위 주변의 강봉(4)과 콘크리트 사이로 틈이 발생하는 등 중파파일(1)의 상단부가 파손된 상태인 경우가 많으므로 이 부분에 연장부(5)를 형성함으로써 강봉(4)과 콘크리트가 단부에서 일체화됨으로써 강도 저하를 방지할 수 있게 하려는 것이다.
4. 이음부재준비단계
도 11에 도시되어 있는 바와 같은 이음부재(10)를 준비한다.
이음부재(10)는 전술한 바와 같이 하부원판(11), 상부원판(12) 및 연결부재(13)로 이루어져 있으며 각각은 서로 용접 방식에 의해 견고하게 고정된 상태를 이룬다.
구체적으로 하부원판(11)은 상기 중파파일(1)과 동일한 외경을 가지며, 둘레를 따라 상기 강봉(4)의 돌출부(4a)와 일직선을 이루는 하부관통공(11a)이 형성되어 있다.
상부원판(12)은 상기 하부원판(11) 상부에 설치되고, 둘레에 다수의 상부관통공(12a)이 형성되어 있다.
5. 이음부재고정단계
도 3, 4, 11에 도시되어 있는 바와 같이 상기 이음부재(10) 하부원판(11)의 하부관통공(11a)에 상기 강봉(4) 돌출부(4a)가 끼워지도록 한 다음 강봉(4)의 돌출부(4a)에 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 PHC 파일 연결용 고정장치(1000)를 설치하여 강봉(4)과 하부원판(11)을 고정한다.
보다 구체적으로는 먼저 볼트하우징(100)에 미리 조인트너트(200)를 가 체결한 상태에서 볼트하우징(100)의 삽입부(130)가 하부관통공(11a)에 끼워지도록 하면서 볼트하우징(100) 내측으로 돌출부(4a)가 끼워지도록 설치한다.
그런 다음 조인트너트(200)를 돌려 볼트하우징(100)을 하부원판(11)에 견고하게 고정시킨다.
이 상태에서 전술한 것처럼 수평관통홀을 이용한 용접, 볼팅 등을 통해 가일층 견고하게 고정되도록 할 수 있다.
그런 다음 볼트하우징(100)의 가이드홀(140) 내측으로 가압부재(400)를 삽입하고, 그 위로 압입볼트(500)의 하부를 볼트하우징(100)의 가이드홀(140)에 끼우면서 일측으로 돌려 회전 결합을 시작한다.
압입볼트(500)를 회전하게 되면 가압부재(400)가 왯지(300) 상단을 누르게 되고, 절개부(340)가 형성된 왯지(340)는 축경홀(150) 벽면에 의해 가이드되면서 이동하게 되고, 이에 의해 왯지(340)의 내벽면은 강봉 외주면과 견고하게 밀착하게 된다.
이러한 구성은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 하부관통홀(11a) 내주면과 이격된 강봉 돌출부(4a)에 1차적으로 왯지(340) 내벽면이 가압 고정한 상태를 취하고, 그 외측으로 볼트하우징(100)이 하부원판(11)에 견고하게 고정된 상태를 취하게 되는 바 이음부재(10)와 강봉이 견고한 연결 상태를 갖게 되고, 강봉의 움직임도 최대한 방지할 수 있게 된다 할 것이다.
6. 보강파일설치단계
도 11에 도시된 바와 같이 상기 중파파일(1)과 동일하게 내부에 중공부(2)가 형성되어 있고 벽면에 강봉(4)이 설치되어 있되, 하부에 강봉(4)과 연결된 너트(7)가 인서트되어 있는 별도의 보강파일(8)을 준비한다.
너트(7)는 통상의 너트와 같이 일정한 내경을 갖도록 할 수 있으나, 도면과 같이 상부의 내경이 하부의 내경보다 작게 형성되고, 강봉(4)은 하단부가 상부보다 직경이 크게 형성되어 너트(7) 내부에 하단부가 끼워진 형태를 취하도록 함이 바람직하다.
더불어 이 너트(7)는 내주면에 나사산이 형성되어 있다.
이러한 보강파일(8)을 준비한 후 보강파일(8)을 상기 이음부재(10) 상부에 설치하되 상기 너트(7)를 상기 상부관통공(12a)의 위치와 일직선이 되도록 배치한 후 도시된 볼트(9)로 상부관통홀(12a)을 관통한 채 너트(7)에 체결하여 보강파일(8)을 상부원판(12)에 고정킨다.
이러한 보수 시공 방법에 따르면, 손상이 발생된 PHC 파일 전체를 지중에서 분리하지 않아도 되므로 공기를 획기적으로 단축시키고, 자원의 폐기를 최소화할 수 있는 장점을 갖게 된다.
더불어, 손상이 발생되어 상측이 분리된 중파파일(1)에 별도의 보강파일(8)이 원래의 파일에 최대한 근접되게 견고하게 연결된 상태가 되므로 설계 계획으로부터 벗어나는 구조적 불량을 최대한 방지할 수 있게 된다.
1 : 중파파일 2 : 중공부
3 : 크랙 4 : 강봉
4a : 돌출부 5 : 연장부
7 : 너트 8 : 보강파일
9 : 볼트 10 : 이음부재
11 : 하부원판 11a : 하부관통공
12 : 상부원판 12a : 상부관통공
13 : 연결부재 100 : 볼트하우징
110 : 몸체부 111 : 제1나사산
120 : 머리부 130 : 삽입부
140 : 가이드홀 150 : 축경홀
151 : 단턱 160 : 제2나사산
200 : 조인트너트 210 : 하우징체결중공홀
220 : 제3나사산 230 : 수평관통홀
300 : 왯지 310 : 원판부
320 : 테이퍼부 330 : 강봉체결홀
331 : 마찰돌기 340 : 절개부
400 : 가압부재 410 : 중간강봉체결홀
500 : 압입볼트 510 : 볼트머리
520 : 볼트몸체 521 : 제4나사산
530 : 상부강봉체결홀 1000 : 고정장치
3 : 크랙 4 : 강봉
4a : 돌출부 5 : 연장부
7 : 너트 8 : 보강파일
9 : 볼트 10 : 이음부재
11 : 하부원판 11a : 하부관통공
12 : 상부원판 12a : 상부관통공
13 : 연결부재 100 : 볼트하우징
110 : 몸체부 111 : 제1나사산
120 : 머리부 130 : 삽입부
140 : 가이드홀 150 : 축경홀
151 : 단턱 160 : 제2나사산
200 : 조인트너트 210 : 하우징체결중공홀
220 : 제3나사산 230 : 수평관통홀
300 : 왯지 310 : 원판부
320 : 테이퍼부 330 : 강봉체결홀
331 : 마찰돌기 340 : 절개부
400 : 가압부재 410 : 중간강봉체결홀
500 : 압입볼트 510 : 볼트머리
520 : 볼트몸체 521 : 제4나사산
530 : 상부강봉체결홀 1000 : 고정장치
Claims (5)
- 상측으로 강봉(4)이 돌출된 PHC파일(1a)과, 상기 PHC파일(1a) 상부에 설치되며 상기 돌출된 강봉(4)이 관통되는 하부관통공(11a)이 형성되어 있는 하부원판(11)과 상기 하부원판(11) 상부에 설치되고, 둘레에 다수의 상부관통공(12a)이 형성되어 있는 상부원판(12)과, 상기 상부원판(12)과 하부원판(11)을 연결하는 연결부재(13)로 구성된 이음부재(10)를 고정 연결하는 PHC 파일 연결용 고정장치에 있어서,
외주면에 제1나사산(111)이 형성되어 있는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110) 상측에 형성되어 있으며, 외경이 상기 몸체부(110)보다 크게 이루어져 있는 머리부(120)와, 상기 몸체부(110) 하부에 형성되어 있고, 외경이 상기 몸체부(110)보다 작으면서 상기 하부관통공(11a)에 삽입되도록 이루어진 삽입부(130)로 구성되어 있고, 내부에는 상측에서 일정 길이만큼 일정한 내경을 갖는 가이드홀(140)이 형성되어 있으며, 상기 가이드홀(140) 하부에 연통되면서 하단까지 점차 내경이 작아지면서 하단 내경은 상기 강봉(4)의 외경보다 크게 이루어져 있는 축경홀(150)이 형성되어 있고, 상기 가이드홀(140) 내주면에는 제2나사산(160)이 형성되어 있는 볼트하우징(100)과;
중앙에 상하로 관통된 하우징체결중공홀(210)이 형성되어 있고, 상기 하우징체결중공홀(210) 내주면에는 상기 제1나사산(111)과 치합되는 제3나사산(220)이 형성되어 상기 볼트하우징(100)과 나사결합되는 조인트너트(200)와;
상기 가이드홀(140) 내경보다 작은 크기의 일정한 외경을 갖는 원판부(310)와, 상기 원판부(310)의 하부에 형성되어 있으며 외경이 점차 작아지는 형태로 이루어져 상기 축경홀(150) 벽면에 접촉하면서 축경홀(150)에 끼워지는 테이퍼부(320)로 구성되어 있고, 내부에는 상하로 관통되어 강봉이 끼워지는 강봉체결홀(330)이 형성되어 있으며, 상기 원판부(310) 및 테이퍼부(320)에는 평면상에서 상기 강봉체결홀(330) 중심을 기준으로 방사상으로 수직 방향의 절개부(340)가 형성되어 있는 왯지(300)와;
내부에 상기 강봉체결홀(330)과 동일한 내경을 갖는 중간강봉체결홀(410)이 형성되어 있는 링 형상을 취하고, 상기 왯지(300) 상단에 안착되는 가압부재(400)와;
볼트머리(510)와, 볼트머리(510) 하부에 형성되고 볼트머리(510)보다 외경이 작은 볼트몸체(520)로 구성되어 있으며, 볼트몸체(520) 외주면에는 상기 제2나사산(160)과 치합되는 제4나사산(521)이 형성되어 있고, 상기 강봉체결홀(330)과 동일한 내경을 갖는 상부강봉체결홀(530)이 형성되어 있으며, 제2나사산(160)과 제4나사산(521)의 나사결합에 따라 선택적으로 상기 가압부재(400)를 하방으로 가압하는 압입볼트(500);를 포함하여 구성된,
PHC 파일 연결용 고정장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 조인트너트(200)의 측면에는 상기 하우징체결중공홀(210)과 연통되는 수평 방향의 수평관통홀(230)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
PHC 파일 연결용 고정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 왯지(300)는 강봉체결홀(330) 내주면에 수평 방향으로 다수의 마찰돌기(331)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
PHC 파일 연결용 고정장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 축경홀(150) 상단은 가이드홀(140) 하부 내주면보다 내경이 작게 이루어짐으로써 단턱(151)이 형성되어 있고,
상기 왯지(300)의 원판부(310) 하부에는 수평 방향의 홈(311)이 형성되어 있어 왯지(300)가 축경홀(150) 내부로 끼워질 때 상기 단턱에 홈(311)이 걸려 이동이 제한되는 것을 특징으로 하는,
PHC 파일 연결용 고정장치.
- 내부에 길이 방향으로 중공부(2)가 형성되어 있고, 측벽면에 둘레를 따라 강봉(4)이 형성되어 있는 PHC 파일 중간이 손상된 중파파일(1)의 보수 시공 방법에 있어서,
중파파일(1)에서 중파된 부분을 기준으로 상측의 부분을 분리하는 분리단계;
상측 부분이 분리되고 남은 중파파일(1)의 두부를 정리하되 중파파일(1)의 강봉(4)이 두부 상측으로 돌출되도록 돌출부(4a)를 형성하는 두부정리단계;
상기 두부정리단계가 끝난 중파파일(1)의 두부 둘레에 거푸집을 설치한 후 거푸집에 무수축 고강도 몰탈을 주입한 후 양생하여 중파파일(1) 두부 상측으로 일체로 연장되는 연장부(5)를 형성하되, 상기 강봉(4)의 돌출부(4a)가 연장부(5) 상측으로 돌출되도록 하는 연장부설치단계;
상기 중파파일(1)과 동일한 외경을 가지며, 둘레를 따라 상기 강봉(4)의 돌출부(4a)와 일직선을 이루는 하부관통공(11a)이 형성되어 있는 하부원판(11)과, 상기 하부원판(11) 상부에 설치되고, 둘레에 다수의 상부관통공(12a)이 형성되어 있는 상부원판(12)과, 상기 상부원판(12)과 하부원판(11)을 연결하는 연결부재(13)로 구성된 이음부재(10)를 준비하는 이음부재준비단계;
상기 이음부재(10) 하부원판(11)의 하부관통공(11a)에 상기 강봉(4) 돌출부(4a)가 끼워지도록 한 다음 강봉(4)의 돌출부(4a)에 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 PHC 파일 연결용 고정장치를 설치하여 강봉(4)과 하부원판(11)을 고정시키는 이음부재고정단계;
상기 중파파일과 동일하게 내부에 중공부(2)가 형성되어 있고 벽면에 강봉(4)이 설치되어 있으며, 하부에 강봉(4)과 연결된 너트(7)가 인서트되어 있는 별도의 보강파일(8)을 준비한 후, 보강파일(8)을 상기 이음부재(10) 상부에 설치하되 상기 너트(7)를 상기 상부관통공(12a)의 위치와 일직선이 되도록 배치한 후 볼트(9)로 상부관통홀(12a)을 관통한 채 너트(7)에 체결하여 보강파일(8)을 상부원판(12)에 고정시키는 보강파일설치단계;를 포함하여 구성된,
PHC 파일 연결용 고정장치를 이용한 중파 PHC 파일의 보수 시공 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160182618A KR101739266B1 (ko) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Phc 파일 연결용 고정장치 및 이를 이용한 중파 phc 파일의 보수 시공 방법 |
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| KR1020160182618A KR101739266B1 (ko) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Phc 파일 연결용 고정장치 및 이를 이용한 중파 phc 파일의 보수 시공 방법 |
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| KR1020160182618A KR101739266B1 (ko) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Phc 파일 연결용 고정장치 및 이를 이용한 중파 phc 파일의 보수 시공 방법 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200037677A (ko) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 김수명 | Ｐｃ벽체 시공중 자립을 위한 구조물 및 이의 시공 방법 |
| KR20220157714A (ko) | 2021-05-21 | 2022-11-29 | 주식회사 이아이라이팅 | 살균용 uv 패널 및 그 제조방법 |
| KR20230053138A (ko) | 2021-10-14 | 2023-04-21 | 정진수 | 폐타이어를 이용한 phc 파일 고정장치 및 이의 제조방법 |
Citations (1)
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| KR200363687Y1 (ko) | 2004-06-26 | 2004-10-06 | 이성환 | 파일의 결합기구 |
-
2016
- 2016-12-29 KR KR1020160182618A patent/KR101739266B1/ko active IP Right Grant
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