KR101754035B1 - 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 phc 파일의 두부 보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축 또는 토목공사 등의 구조물이나 건축물을 시공할 때 지반 안정화를 위하여 타격을 통해 지반에 수직방향으로 박히는 PHC 파일의 두부를 보강하는 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 두부의 내경면(A)에 긴밀히 밀착되도록 가장자리를 따라 일정 간격으로 절개부(111)가 형성된 하부지지판(110)과, 보강철근을 이용하여 하부지지판으로부터 이격되게 설치되어 두부의 상단에 거치되는 상부지지판(120)과, 상기 하부지지판의 중앙에 수직으로 관통 체결된 조작볼트(130)와, 조작볼트의 하단에 설치되어 회전하는 조작볼트를 따라 상하로 이동하는 승강부재(150)와, 상기 승강부재가 하강할 때 인장력이 작용하면서 상기 절개부에 외측 방향의 회동력이 부여되도록 상기 승강부재(150)와 하부지지판(110)의 각 절개부를 독립적으로 연결하는 복수의 탄성부재(180)를 구비하고;
상기 조작볼트의 하단에 캡 부재(160)가 결합되며;
상기 캡 부재의 외측에 승강부재가 끼워져 상기 승강부재가 조작볼트를 따라 회전하지 않으면서 상부로의 이동이 제한되도록 하고;
상기 캡 부재의 하단에 승강부재가 캡 부재로부터 이탈되지 않도록 승강부재의 하단을 지지하는 고정캡(170)이 결합되며;
상기 탄성부재가 절개부에 용이하게 연결될 수 있도록, 상기 승강부재(150)의 가장자리에 일정간격으로 탄성부재 결합공(152)이 형성되고 각 절개부(111) 외측면에 상기 탄성부재 결합공에 연결되는 탄성부재 연결고리(113)가 구비된 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치를 제공한다.

Description

펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치{Apparatus for reinforcementing head of pretentioned spun high strength concrete pile including lower part supporting plate capable to unford}

본 발명은 건축 또는 토목공사 등의 구조물이나 건축물을 시공할 때 지반 안정화를 위하여 타격을 통해 지반에 수직방향으로 박히는 PHC 파일의 두부를 보강하는 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축 또는 토목공사 등의 구조물이나 건축물을 시공하는 과정에서 안전성 확보와 지반 침하현상의 방지를 위해 파일(PILE)을 지하 암반에 박아 넣거나 매립시켜서 기초를 다진 다음 그 위에 구조물이나 건축물을 시공하게 된다.

최근에는 연약지반 및 해안지역에서의 건설 및 내진설계법의 도입과 함께 구조물의 안전성 확보를 위해 연약지반을 기초로 하는 구조물의 안정성과 침하문제에 대한 대책으로서, PHC 파일(PRETENTIONED SPUN HIGH STRENGTH CONCRETE PILES)을 지반에 수직으로 박아서 지지층에 도달시키는 PHC 파일 공법이 사용되고 있다.

PHC 파일은 고강도 콘크리트 파일로서, 공장이나 다른 장소에서 완제품으로 만들어 현장에서 조립식으로 사용하거나 직접 사용할 수 있는 원통형의 기성콘크리트 제품이며, 내부 공간이 비어 있는 유공파일이다.

이와 같은 PHC 파일 공법은 PHC 파일을 항타(抗打)하여 지반에 깊게 박아 넣은 후에 지반 상부로 돌출된 파일의 두부를 절단하고 절단된 두부를 정리 및 보강한 다음 파일의 두부 상부에 수평 방향으로 철근을 배근하고 바닥 기초 콘크리트를 파일의 두부에도 충전하여 타설된 콘크리트에 의해 시공되는 구조물이나 건축물이 안정적으로 지지되도록 하는 것이다.

이때, 두부의 정리 및 보강은 두부의 내측에 삽입되는 보강장치를 통해 이루어지게 된다. 종래의 PHC 파일의 두부 보강장치로서 국내특허등록 제870865호가 알려져 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기한 종래의 PHC 파일의 두부 보강장치는 가장자리를 따라 절개부(11)가 일정 간격으로 형성된 하부지지판(10)과, 다수의 보강철근(30)을 이용하여 하부지지판(10)에 이격되게 설치되어 두부의 상단에 거치되는 상부지지판(20)으로 구성되어 있다.

상기 PHC 파일의 두부 보강장치는 기초콘크리트가 타설되기 전에 두부의 내측에 삽입되어 두부 내부에 충전되는 바닥 기초 콘크리트가 파일의 아래로 누설되지 않도록 차단한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 PHC 파일의 두부 보강장치는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, PHC 파일을 제작하는 과정에서 파일의 두부 내경면(A)에 작은 콘크리트 덩어리와 같은 이물질이 부착되거나 두부의 내경면(A)이 정원으로 성형되지 않는 경우가 빈번하게 발생되며, 이로 인하여 하부지지판(10)을 두부의 내측으로 삽입하는 과정에서 이물질 부착부위나 좁은 파일의 내경면(A)을 통과한 일측의 절개부(11a)가 내측으로 과도하게 꺾이면서 두부의 내경면(A) 또는 인접한 절개부(11) 사이에는 틈새(B)가 발생된다.

일단 절개부(11)가 내측으로 꺾이게 되면 다시 외측으로 회동시킬 수 없기 때문에 발생된 틈새(B)는 제거되지 않으며 이 틈새(B)를 통해 파일의 내부에 충진되는 바닥 기초 콘크리트가 아래로 누출되는 문제가 발생된다.

더욱이 상기 틈새(B)는 상부로부터 낙하하는 콘크리트에 눌리면서 더 심하게 내측으로 꺾일 수 있으며 이 경우 틈새(B)가 더 벌어지면서 상기한 문제는 더욱 심화된다.

이와 같이 콘크리트가 누출되면, 파일 두부의 보강이 불완전하게 이루어지면서 시공되는 구조물이나 건축물의 안정성이 크게 저하되므로 그 대책이 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 PHC 파일의 두부의 내부로 충전되는 콘크리트가 누설되지 않도록 비균일한 두부의 내벽면을 통과하는 과정에서 과도하게 내측으로 꺾인 하부지지판의 절개부를 두부의 내벽면으로 이동 밀착시킬 수 있는 펼침이 가능한 PHC 파일의 두부 보강장치를 제공하는 데 있다.

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

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치는 가장자리를 따라 일정 간격으로 절개부가 형성된 하부지지판과, 보강철근을 이용하여 하부지지판으로부터 이격되게 설치되어 두부의 상단에 거치되는 상부지지판과, 상기 하부지지판의 중앙에 수직으로 관통 체결된 조작볼트와, 조작볼트의 하단에 설치되어 회전하는 조작볼트를 따라 상하로 이동하는 승강부재와, 상기 승강부재가 하강할 때 인장력이 작용하면서 상기 절개부에 외측 방향의 회동력이 부여되도록 상기 승강부재와 하부지지판의 각 절개부를 독립적으로 연결하는 복수의 탄성부재를 구비하고; 상기 조작볼트의 하단에 캡 부재가 결합되며; 상기 캡 부재의 외측에 승강부재가 끼워져 상기 승강부재가 조작볼트를 따라 회전하지 않으면서 상부로의 이동이 제한되도록 하고; 상기 캡 부재의 하단에 승강부재가 캡 부재로부터 이탈되지 않도록 승강부재의 하단을 지지하는 고정캡이 결합되며; 상기 탄성부재가 절개부에 용이하게 연결될 수 있도록, 상기 승강부재의 가장자리에 일정간격으로 탄성부재 결합공이 형성되고 각 절개부의 외측면에 상기 탄성부재 결합공에 연결되는 탄성부재 연결고리가 구비된 것을 특징으로 한다.

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상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치에 의하면, 하부지지판의 중앙에 설치된 조작볼트의 하단에 승강부재가 설치되고 승강부재와 하부지지판의 절개부가 탄성부재로 연결되도록 구성되어 있기 때문에 하부지지판을 두부에 삽입하는 과정에서 절개부가 과도하게 내측으로 꺾인다 하더라도 조작볼트를 회전시키는 단순한 조작만으로 해당 절개부가 두부의 내경면으로 강제 회동되면서 두부의 내경면에 긴밀히 밀착되므로 두부의 내경면은 물론 인접한 절개부들 사이에 틈새가 전혀 발생되지 않는다.

따라서, 이후 두부 내부에 타설되는 바닥 기초콘크리트가 하부지지판의 아래로 누출되지 않아 두부의 강보보강이 완벽하게 이루어지고 시공되는 구조물이나 건축물의 안정성이 크게 향상되는 효과가 있다.

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

도 1은 일반적인 PHC 파일의 두부 보강장치의 사시도;
도 2는 일반적인 PHC 파일의 두부 보강장치의 사용상태단면도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 사시도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 분해사시도;
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 단면도;
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 사용상태를 순서대로 나타내는 단면도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. 먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치의 단면도로서, 도시된 것처럼, 본 발명은 가장자리를 따라 절개부(111)가 일정 간격으로 형성된 하부지지판(110)과, 보강철근을 이용하여 하부지지판(110)으로부터 이격되게 설치되어 두부의 상단에 거치되는 상부지지판(120)을 기본적으로 구비한다. 상기 하부지지판(110)과 상부지지판(120)은 종래와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 하부지지판(110)의 중앙에는 조작볼트(130)가 수직으로 관통 체결된다.

여기서 하부지지판(110)이 얇은 금속판임을 감안할 때, 하부지지판(110)과 조작볼트(130)가 직접적으로 체결되긴 어려우므로 상기 하부지지판(110)의 중앙에 조작볼트(130)의 나사부가 관통할 수 있는 관통공(112)이 형성되고 상기 관통공(112)의 상부 또는 하부에 조작볼트(130)와 체결되는 너트부재(140)가 부착되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 조작볼트(130)의 하단에는 승강부재(150)가 설치된다.

상기 승강부재(150)는 상기 너트부재(140)와 체결되는 조작볼트(130)를 따라 오로지 상하로 이동만 할 뿐 조작볼트(130)를 따라 회전하지 않도록 설치되어야 한다.

이를 위하여, 상기 조작볼트(130)의 하단에는 캡 부재(160)가 결합되는 것이 바람직하다.

상기 캡 부재(160)는 조작볼트(130)의 하단에 체결되는 몸체부(161)와 상기 몸체부(161)의 상단에 형성된 수평플랜지(162)로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 승강부재(150)는 수평플랜지(162)보다 큰 외경을 가진 디스크 형상으로서, 중앙에는 상기 캡 부재(160)의 몸체부(161)의 외경보다 큰 내경을 가진 관통공(151)이 형성된다.

따라서, 승강부재(150)는 상기 관통공(151)을 통해 캡 부재(160)의 몸체부(161)의 외측에 여유있게 끼워지며 수평플랜지(162)에 의하여 상부로의 이동이 차단된다.

한편, 상기 캡 부재(160)의 하단에는 승강부재(150)가 상기 캡 부재(160)의 하방으로 이탈되지 않도록 캡 부재(160)의 하단에 결합되어 승강부재(150)의 하단을 지지해 주는 고정캡(170)이 더 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 고정캡(170) 도시된 바와 같이 캡 부재(160)의 하단에 나선결합될 수도 있으나 억지 끼움 결합되어도 무방하다.

여기서, 상기 고정캡(170)은 승강부재(150)에 밀착되지 않고 일정 갭을 유지하도록 고정캡(170)에 결합되어야 한다. 이는 승강부재(150)가 고정캡(170)에 밀착됨으로써 조작볼트(130)가 회전할 때 승강부재(150)가 고정캡(170)을 따라 회전하지 않도록 하기 위함이다.

한편, 상기 승강부재(150)와 하부지지판(110)의 절개부(111)는 탄성부재(180)를 통해 상호연결된다.

상기 탄성부재(180)는 압축코일스프링이나 고무줄 등 다양한 재질로 제작이 가능하다.

상기 탄성부재(180)는 승강부재(150)와 하부지지판(110)의 각 절개부(111)를 독립적으로 연결하도록 승강부재(150)의 가장자리를 따라 일정간격을 두고 각 절개부(111)에 일대일로 연결된다.

따라서, 상기 탄성부재(180)는 승강부재(150)가 하강할 때 인장력이 작용하면서 각각의 절개부(111)에 대하여 외측 방향으로의 회동력을 부여하게 된다.

한편, 탄성부재(180)의 용이한 연결을 위하여, 상기 승강부재(150)의 가장자리에는 일정간격으로 탄성부재 결합공(152)이 형성되고 각 절개부(111) 외측면에는 탄성부재 연결고리(113)가 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, PHC 파일의 두부 내측으로 하부지지판(110)을 삽입한다.

하부지지판(110)의 삽입 과정에서 하부지지판(110)의 절개부(111)들은 내경면(A)과 접촉되면서 내측으로 꺾이게 되고 그 결과 절개부(111)와 두부의 내경면(A)은 긴밀하게 밀착된다.

이때, 두부의 내경면(A)의 불균일하여 일측의 절개부(111a)가 내측으로 과도하게 꺾이면서 두부의 내경면(A) 또는 인접한 절개부(111)들과 틈새(B)가 발생할 경우에는 조작볼트(130)를 오른쪽으로 회전시킨다.

도 7에 도시된 바와 같이, 조작볼트(130)를 회전시키면 조작볼트(130)가 너트부재(140)와의 체결이 진행되면서 하강하게 된다. 조작볼트(130)가 하강하게 되면 조작볼트(130)의 하단에 체결된 고정캡(170)과 승강부재(150)가 동반하강하게 되면서 탄성부재(180)에 인장력이 가해지게 된다.

탄성부재(180)에 인장력이 가해지면, 탄성부재(180)의 상단에 연결된 내측으로 과도하게 꺾인 절개부(111a)를 포함한 모든 절개부(111)에 각각 외측으로 회동력이 독립적으로 작용하게 된다.

그 결과, 과도하게 내측으로 꺾여 두부의 내경면(A)으로부터 이격된 절개부(111a)는 외측으로 꺾이면서 두부의 내경면(A)에 밀착되고, 두부의 내경면(A)에 이미 밀착된 다른 절개부(111)들은 더욱 긴밀하게 두부의 내경면(A)에 밀착되게 된다.

따라서, 하부지지판(110)을 두부에 삽입하는 과정에서 불균일한 내벽면(A)에 의하여 절개부(111)가 과도하게 내측으로 꺾여지더라도 조작볼트(130)를 회전시키기만 하면 해당 절개부(111a)가 두부의 내경면(A)으로 강제 회동되면서 두부의 내경면(A)에 긴밀히 밀착되므로 두부의 내경면(A) 또는 인접한 절개부(111)와의 틈새(B)가 전혀 발생되지 않게 되고 이후 두부 내부에 타설되는 바닥 기초콘크리트가 아래로 누출되지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 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.

100: 하부지지판 111: 절개부
113: 탄성부재 연결고리 120: 상부지지판
130: 조작볼트 150: 승강부재
152: 탄성부재 결합공 160: 캡 부재
170: 고정캡 180: 탄성부재

Claims (4)

1. 두부의 내경면에 긴밀히 밀착되도록 가장자리를 따라 일정 간격으로 절개부가 형성된 하부지지판과, 보강철근을 이용하여 하부지지판으로부터 이격되게 설치되어 두부의 상단에 거치되는 상부지지판과, 상기 하부지지판의 중앙에 수직으로 관통 체결된 조작볼트와, 조작볼트의 하단에 설치되어 회전하는 조작볼트를 따라 상하로 이동하는 승강부재와, 상기 승강부재가 하강할 때 인장력이 작용하면서 상기 절개부에 외측 방향의 회동력이 부여되도록 상기 승강부재와 하부지지판의 각 절개부를 독립적으로 연결하는 복수의 탄성부재를 구비하고;
   상기 조작볼트의 하단에 캡 부재가 결합되며;
   상기 캡 부재의 외측에 승강부재가 끼워져 상기 승강부재가 조작볼트를 따라 회전하지 않으면서 상부로의 이동이 제한되도록 하고;
   상기 캡 부재의 하단에 승강부재가 캡 부재로부터 이탈되지 않도록 승강부재의 하단을 지지하는 고정캡이 결합되며;
   상기 탄성부재가 절개부에 용이하게 연결될 수 있도록, 상기 승강부재의 가장자리에 일정간격으로 탄성부재 결합공이 형성되고 각 절개부의 외측면에 상기 탄성부재 결합공에 연결되는 탄성부재 연결고리가 구비된 것을 특징으로 하는 펼침이 가능한 하부지지판을 구비한 PHC 파일의 두부 보강장치.
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