KR101773434B1 - 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)을 이음하기 위한 이음장치(100)에 관한 것으로,
특히, 콘크리트 파일(200)과 접촉되는 중공의 원형플레이트(111)와, 상기 원형플레이트(111)의 둘레로부터 하부로 연장되는 휨 응력 보강대(112)로 이루어진 콘크리트파일 결합부(110)와; 상기 원형플레이트(111)의 상단으로부터 상부로 복수개 연장되는 구성으로, 각각의 구성 간에는 간격(L2)을 갖게 하고, 각각의 일측면은 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L1)을 갖게 하며, 상기 일측면에는 원형플레이트(111)의 중심방향으로 상기 강관 파일(300)과의 결합을 위한 강관파일 결합홀(123)이 형성된 강관파일 결합부(120);를 포함하며,
상기 강관파일 결합부(120)와 이웃하는 강관파일 결합부의 사이의 원형플레이트(111)에는 콘크리트파일 결합홀(113)이 형성되고, 상기 원형플레이트(111)의 하단과, 휨 응력 보강대(112)의 내주면은 각각 콘크리트파일(200)의 상단과, 외주면에 밀착되며, 상기 복수개의 결합부(120)의 외측면과 원형플레이트(111)의 외주면 사이의 간격(L1)에 해당하는 원형플레이트(111)의 상부면과, 상기 복수개의 결합부(120)의 각각의 외측면은 각각 강관파일(300)의 하단과, 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치에 관한 것이다.

Description

콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치{Coupling device for concrete and steel File}

본 발명은 콘크리트 파일과 강관 파일을 결합하기 위한 이음장치에 관한 것이다.

지반에 토목공사나 건축공사를 하는 경우에는 지반의 보강을 위하여 콘크리트 파일이나 강판 파일을 박고 그 위에 기초공사를 시공한다. 콘크리트 파일은 비교적 제조단가가 저렴하고 수직방향 하중에 높은 저항을 하기 때문에 주로 건축물의 기초공사에 널리 이용되고 있으며, 강관파일은 수평방향 하중에 높은 저항을 하기 때문에 주로 교량이나 항만 등 토목공사의 기초공사에 널리 이용된다.

그리고 해안가나 공장부지 등의 연약지반에서는 파일을 깊게 박아야 하는데 파일(pile)이 너무 길면 제작 및 운반이 곤란하므로 일정길이의 파일을 제작하여 시공현장에서 박혀진 하부파일의 상단에 상부파일을 연결하여 시공하고 있다.

따라서 하부와 상부 파일의 이음부분은 강도가 강하여야 파손이 없이 파일이 깊게 박혀질 수 있다.

종래에는 동일한 재질인 콘크리트 파일과 콘크리트 파일을 서로 연결하여 파일을 박았으므로 파일의 수평방향 하중에 약하다. 또한 이하에서 설명하는 바와 같이 이음강도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

종래 콘크리트 파일의 이음장치의 일실시예가 도1 및 도2에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 종래의 이음장치(10)는 중심부에 파일의 중공부 내경과 동일한 중공부가 형성되어 있으며 외경이 파일의 외경과 동일하며 상부 파일(1)의 PC(Prestressed Concrete) 너트(1a)에 대응한 위치에 관통공(11a)이 천공되어 있는 상부원판(11)과, 중심부에 하부파일(2)의 중공부 내경과 동일한 중공부가 형성되어 있으며 외경이 파일의 외경과 동일하며 하부 파일(2)의 PC 너트(2a)에 대응한 위치에 관통공(12a)이 천공되어 있는 하부원판(12)과, 상기 상부원판(11)과 하부원판(12)의 사이에 일체로 연결된 중앙관(13) 및 방사형 방향의 다수의 보강판(14)으로 구성되어 있다. 상기 구성부품들은 모두 철강제로 되어 있으며, 용접에 의하여 서로 일체로 연결되어 있다.

상부파일(1)과 하부파일(2)을 모두 콘크리트로 제작되며, 강도를 높이기 위하여 상단과 하단에 PC 너트(2a)를 매입하고 그 사이에 길이방향으로 PC 강봉(2b)을 설치하여 파일에 스트레스를 가함으로써 파일의 강도를 높이고 있다.

그리고 상부파일(1)의 하단과 하부파일(2)의 상단에는 각각 콘크리트의 파손을 방지하기 위하여 보강밴드(1c)(2c)를 체결한다.

상기와 같은 이음장치(10)를 이용하여 하부파일(2)과 상부파일(1)을 연결하는 방법의 일례를 설명한다.

먼저 하부파일(2)을 항타(抗打)하여 지반에 박은 후 이음장치(10)를 하부파일(2)의 상부에 올려놓는다. 하부원판(12)의 모든 관통공(12a)에 각각 볼트(16)를 관통시키면서 하부파일(2)의 PC너트(2a)에 체결하고, 이어서 상기 이음장치(10)의 위에 상부파일(1)을 올려놓고 상부원판(11)의 모든 관통공(11a)에 각각 볼트(15)를 관통시키면서 상부파일(1)의 PC너트(1a)에 체결한다.

상기와 같은 종래 콘크리트 파일의 이음장치(10)는 상부원판(11)과 하부원판(12)을 연결하는 보강판(14)이 방사형으로 형성되어 있으므로 상부원판(11)의 인접하는 보강판(14)과 보강판(14) 사이의 부분에는 보강이 되지 못하여 항타시 상부원판(11)의 이 부분이 아래로 휜다. 그에 따라 항타력이 하부파일(2)의 상부면에 골고루 전달되지 못하고 보강판(14)이 있는 부분과 중앙관(13)이 있는 부분에 집중적으로 가해지게 되어 이 부분의 콘크리트가 파손되며, 그 만큼 파일의 강도가 떨어지게 되는 문제가 있다.

등록특허공보 제10-0835777호(공고일자: 2008년06월05일)

본 발명은 토목공사나 건축공사의 기초공사시에 연약지반에 2개 이상 연결하여 깊게 박는 파일(pile)의 이음장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부의 콘크리트 파일에 강관 파일을 연결하여 지반에 박음으로써 수직하중에 강한 콘크리트 파일과 수평하중에 강한 강관 파일의 장점을 최대한 살릴 수 있게 하며, 이음부분의 파손을 방지하여 이음강도를 높이는 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 적어도 두 종류의 콘크리트 파일과 강관파일을 결합할 수 있도록 호환성을 갖춘 이음장치를 제공하려는데 있다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적들은 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)을 이음하기 위한 이음장치(100)에 있어서, 콘크리트 파일(200)과 접촉되는 중공의 원형플레이트(111)와, 상기 원형플레이트(111)의 둘레로부터 하부로 연장되는 휨 응력 보강대(112)로 이루어진 콘크리트파일 결합부(110)와; 상기 원형플레이트(111)의 상단으로부터 상부로 복수개 연장되는 구성으로, 각각의 구성 간에는 간격(L2)을 갖게 하고, 각각의 일측면은 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L1)을 갖게 하며, 상기 일측면에는 원형플레이트(111)의 중심방향으로 상기 강관 파일(300)과의 결합을 위한 강관파일 결합홀(123)이 형성된 강관파일 결합부(120);를 포함하며,

상기 강관파일 결합부(120)와 이웃하는 강관파일 결합부의 사이의 원형플레이트(111)에는 콘크리트파일 결합홀(113)이 형성되고, 상기 원형플레이트(111)의 하단과, 휨 응력 보강대(112)의 내주면은 각각 콘크리트파일(200)의 상단과, 외주면에 밀착되며, 상기 복수개의 결합부(120)의 외측면과 원형플레이트(111)의 외주면 사이의 간격(L1)에 해당하는 원형플레이트(111)의 상부면과, 상기 복수개의 결합부(120)의 각각의 외측면은 각각 강관파일(300)의 하단과, 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치에 의하면, 강관 파일과 콘크리트 파일 간의 견고한 결합을 통하여 큰 인발저항력을 발휘함과 동시에, 강관 파일과 콘크리트 파일의 결합구조가 큰 휨내력을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 원형플레이트의 외주면과 간격을 갖는 일측면 보다 원형플레이트의 내주면과 근접한 타측면의 폭이 좁으며, 폭이 넓은 부분과 폭이 좁은 부분 간에는 라운드 처리됨으로써, 콘크리트파일 결합홀에 체결될 체결구의 두부를 수용하는 공간이 더욱 많이 형성시킬 수 있기 때문에 적어도 두 가지 종류의 콘크리트 파일에 적용 가능하여 호환성이 우수하다.

즉, 본 발명은 동일한 직경으로 이루어진 두 개의 이음장치가 있다고 가정한 상태에서 하나는 라운드 처리를 하지 않고 체결구의 두부의 크기를 고려하여 결합부 간의 간격을 주어 배치하고, 다른 하나는 체결구의 두부의 크기를 고려하여 라운드 처리를 한 후 결합부 간의 간격을 주어 배치하면, 전자는 결합홀을 14개 정도 형성시킬 수 있다고 한다면, 후자는 결합홀을 그 이상 형성할 수 있어 서로 다른 수의 결합홀을 갖는 콘크리트 파일과의 호환이 가능한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 이음장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 이음장치를 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 도 4의 B부분 확대도,
도 6은 도 4의 A-A 단면도 및 강관 파일과 콘크리트 파일을 이음한 상태를 나타낸 도면,
도 7은 도 6의 분리 사시도.

본 발명은 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)을 이음하기 위한 이음장치(100)에 관한 것으로써, 콘크리트 파일(200)과 접촉되는 중공의 원형플레이트(111)와, 상기 원형플레이트(111)의 둘레로부터 하부로 연장되는 휨 응력 보강대(112)로 이루어진 콘크리트파일 결합부(110)와; 상기 원형플레이트(111)의 상단으로부터 상부로 복수개 연장되는 구성으로, 각각의 구성 간에는 간격(L2)을 갖게 하고, 각각의 일측면은 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L1)을 갖게 하며, 상기 일측면에는 원형플레이트(111)의 중심방향으로 상기 강관 파일(300)과의 결합을 위한 강관파일 결합홀(123)이 형성된 강관파일 결합부(120);를 포함한다.

여기서, 상기 강관파일 결합부(120)와 이웃하는 강관파일 결합부의 사이의 원형플레이트(111)에는 콘크리트파일 결합홀(113)이 형성되고, 상기 원형플레이트(111)의 하단과, 휨 응력 보강대(112)의 내주면은 각각 콘크리트파일(200)의 상단과, 외주면에 밀착되며, 상기 복수개의 결합부(120)의 외측면과 원형플레이트(111)의 외주면 사이의 간격(L1)에 해당하는 원형플레이트(111)의 상부면과, 상기 복수개의 결합부(120)의 각각의 외측면은 각각 강관파일(300)의 하단과, 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강관파일 결합부(120)는 상기 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L2)을 갖는 일측면 보다 원형플레이트(111)의 내주면과 근접한 타측면의 폭이 좁으며, 폭이 넓은 부분과 폭이 좁은 부분 간에는 라운드 처리되어, 콘크리트파일 결합홀(113)에 체결될 체결구(420)의 두부를 수용하는 공간(S)이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치(이하, '이음장치(100)'라 한다)는 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)을 이음하기 위한 구성으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 콘크리트 결합부(110)와 강관파일 결합부(120)를 포함한다. 도 3을 기준으로 이음장치(100)의 상부측은 강관파일(300)이 결합되고, 하부측은 콘크리트 파일(200)에 결합된다.

콘크리트 결합부(110)는 결합홀(113)이 형성된 원형플레이트(111)와 휨 응력 보강대(112)를 포함한다.

원형플레이트(111)의 상단은 강관 파일(300)과 접촉되고, 하단은 콘클리트 파일(200)과 접촉되는 구성으로써, 중공의 판 형태의 구성이고, 원주방향으로는 다수개의 결합홀(113)이 형성된다.

휨 응력 보강대(112)는 원형플레이트(111)의 하단과 함께 콘크리트 파일(200)의 휨 응력을 보강하기 위하여 콘크리트 파일(200)의 외주면과 밀착되는 구성으로써, 원형플레이트(111)의 둘레로부터 하부로 연장된 구성이다.

상기 원형플레이트(111) 및 휨 응력 보강대로(112)로 이루어진 콘크리트 결합부(110)는 콘크리트 파일(200)의 상단부를 감싸쥐는 형태를 취하고 있어 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)과의 이음되는 부위의 휨 응력을 보강한다.

강관파일 결합부(120)는 원형플레이트(111)의 상단으로부터 상부로 복수개 연장되는 구성으로써, 각각의 구성 간에는 간격(L2)을 갖게 하고, 각각의 일측면은 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L1)을 갖게 하며, 상기 일측면에는 원형플레이트(111)의 중심방향으로 상기 강관 파일(300)과의 결합을 위한 강관파일 결합홀(123)이 형성된 구성이다.

여기서 상기 원형플레이트(111)의 하단과, 휨 응력 보강대(112)의 내주면은 각각 콘크리트파일(200)의 상단과, 외주면에 밀착되며, 상기 복수개의 결합부(120)의 외측면과 원형플레이트(111)의 외주면 사이의 간격(L1)에 해당하는 원형플레이트(111)의 상부면과, 상기 복수개의 결합부(120)의 각각의 외측면은 각각 강관파일(300)의 하단과, 내주면에 밀착됨으로써, 이 또한 강관 파일(300)의 하단부에 밀착 구성됨으로써, 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)과의 이음되는 부위의 휨 응력을 보강한다.

또한, 상기 강관파일 결합부(120)는 상기 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L1)을 갖는 일측면인 확장부(121) 보다 원형플레이트(111)의 내주면과 근접한 타측면인 연장부(122)의 폭이 좁으며, 폭이 넓은 확장부(121)와 폭이 좁은 연장부(122) 간에는 라운드 처리되어, 콘크리트파일 결합홀(113)에 체결될 체결구(420)의 두부를 수용할 수 있도록 공간(S)을 형성한다.

이와 같은 공간(S)은 강관파일 결합부(120)와 이웃하는 강관파일 결합부의 사이의 원형플레이트(111)에 형성된 콘크리트파일 결합홀(113)에 결합될 체결구(420)의 두부를 수용하기 위하여 형성된 것인 만큼 두부의 회전에 강관파일 결합부(120)가 간섭되는 일이 없을 정도의 공간으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 확장부(121)가 폭이 넓은 이유는 강관 파일(300)의 내주면과 접촉면을 많게 하여 인발저항력 및 휨 응력을 높이기 위한 것이다.

이에, 확장부(121)는 인발저항력을 더욱 향상시키기 위해 강관 파일(300)과 접촉되는 부위에 마찰력을 증가시키도록 널링 처리하는 것도 고려하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명은 강관파일과 콘크리트 파일 간의 견고한 결합을 통하여 큰 인발저항력을 발휘함과 동시에, 강관파일과 콘크리트파일의 결합구조가 큰 휨내력을 가질 수 있다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 이음장치
200: 콘크리트 파일
300: 강관 파일
110: 콘크리트파일 결합부
111: 원형플레이트
112: 보강대
113: 결합홀
120: 결합부
123: 결합홀

Claims (2)

1. 콘크리트 파일(200)과 접촉되는 중공의 원형플레이트(111)와,
   상기 원형플레이트(111)의 둘레로부터 하부로 연장되는 휨 응력 보강대(112)로 이루어진 콘크리트파일 결합부(110)와;
   상기 원형플레이트(111)의 상단으로부터 상부로 복수개 연장되는 구성으로, 각각의 구성 간에는 간격(L2)을 갖게 하고, 각각의 일측면은 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L1)을 갖게 하며, 상기 일측면에는 원형플레이트(111)의 중심방향으로 강관 파일(300)과의 결합을 위한 강관파일 결합홀(123)이 형성된 강관파일 결합부(120);를 포함하며,
   상기 강관파일 결합부(120)와 이웃하는 강관파일 결합부의 사이의 원형플레이트(111)에는 콘크리트파일 결합홀(113)이 형성되고,
   상기 원형플레이트(111)의 하단과, 휨 응력 보강대(112)의 내주면은 각각 콘크리트파일(200)의 상단과, 외주면에 밀착되며,
   상기 복수개의 결합부(120)의 외측면과 원형플레이트(111)의 외주면 사이의 간격(L1)에 해당하는 원형플레이트(111)의 상부면과, 상기 복수개의 결합부(120)의 각각의 외측면은 각각 강관파일(300)의 하단과, 내주면에 밀착되고,
   상기 강관파일 결합부(120)는 상기 원형플레이트(111)의 외주면과 간격(L2)을 갖는 일측면 보다 원형플레이트(111)의 내주면과 근접한 타측면의 폭이 좁으며, 폭이 넓은 부분과 폭이 좁은 부분 간에는 라운드 처리되어, 콘크리트파일 결합홀(113)에 체결될 체결구(420)의 두부를 수용하는 공간(S)이 형성되어 콘크리트 파일(200)과 강관 파일(300)을 이음하는 이음장치(100)에 있어서,
   상기 강관파일 결합부(120)는 연장부(122)보다 폭이 넓은 확장부(121)가 형성되어 강관파일(300)과의 접촉면에서 인발저항 및 휨응력이 높아지게 되고,
   상기 확장부(121)는 강관파일(300)과 접촉되는 부위에 마찰력을 증가시키도록 널링 처리가 되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 파일과 강관 파일 결합용 이음장치.
   
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