KR101847002B1 - 내부강관으로 보강되도록 제작된 phc파일 및 그 시공방법 - Google Patents

내부강관으로 보강되도록 제작된 phc파일 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

지표면 근처의 PHC 파일은 내부강관과 나선형 띠철근으로 PHC파일과 합성시켜 구조가 간단하면서도 현장에서 신속하게 시공할 수 있는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC파일 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 PHC파일은 PHC 파일본체의 중공부(S1)에 삽입된 내부강관; 상기 내부강관의 길이방향으로 연장되어 돌출된 수직판 형태로서 서로 내부강관 외주면에서 이격되어 형성되며 상면에는 전단홈이 형성된 수직판전단연결재; 및 상기 전단홈에 삽입시키면서 내부강관을 나선형으로 감싸도록 설치된 띠철근;을 포함하며, 상기 내부강관과 PHC 파일본체 사이에 수직판전단연결재와 띠철근이 내부공간(S2)에 충전되도록 형성된 합성콘크리트(C1)에 의하여 상기 PHC 파일본체와 내부강관이 일체화되도록 하게 된다.

Description

내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC파일 및 그 시공방법{PHC PILE REINFORCED WITH INNER PIPE AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC파일 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지표면 근처의 PHC 파일은 내부강관과 나선형 띠철근으로 PHC파일과 합성시켜 구조가 간단하면서도 현장에서 신속하게 시공할 수 있는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC파일 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 PHC 보강말뚝의 사시도, 단면도를 도시한 것이다.
즉, 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고, 상기 강봉(22)에 나선 형태로 철근(24)이 결합된 제1 보강구조물(20); 및 상기 제1 보강구조물(20)의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향으로 연장되어 형성되는 강관(11)의 표면에 복수개의 통공(14)이 형성되는 제2 보강구조물(10);을 포함하도록 하되, 상기 철근(24)은 상기 강봉(22)을 감싸 결합되도록 하고 있음을 알 수 있다.
즉, 제1 보강구조물(20)과 제2 보강구조물(10)을 이용하여 종래의 PHC말뚝(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)의 단점, 즉 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 취약하다는 문제점을 개선하기 위한 것으로, 수평 저항력을 향상시켜, 수평력과 압축력을 동시에 만족할 수 있도록 한 것인데,
상기 제 1보강구조물(20)은 결국 나선철근이 형성된 철근케이지 형태로 형성되고, 제 2보강구조물(10)은 통공이 형성된 강관(11)으로 형성됨을 알 수 있다.
하지만 이러한 PHC 보강말뚝은 PHC 말뚝(P)의 제작시에 제 1,2 보강구조물(10,20)을 형성시키는 것이기 때문에, 현장에서 바로 적용할 수 있도록 제작된 것은 아니라는 한계가 있고, 제 1보강구조물(20)과 제 2보강구조물(10)을 각각 별도로 설치함에 따른 공종이 많아져 작업성 및 시공성은 아무래도 떨어질 수밖에 없게 된다.
도 1b는 종래 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥(30) 정면도 및 단면도이다(등록특허 10-0620860호, 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥).
즉, 축방향 주철근(31)과 횡방향 철근(32)이 배근되는 콘크리트체(33) 내부에 속이 빈 중공부(34)가 중심축을 따라 형성되는 중공단면 철근 콘크리트 기둥에 있어서, 상기 중공부(34)의 중공면을 형성하면서 상기 콘크리트체(33)와 일체화되어 콘크리트체(33)의 내측부를 구속시키는 강관(35)이 삽입 설치되도록 하고 있으며,
상기 강관(35)의 외주면에는 일정간격 배열되는 다수의 전단연결재(36)가 접합·설치되고, 이 전단연결재(36)들이 상기 콘크리트체(33)속에 정착되어 상기 강관(315)과 콘크리트체(33)가 일체로 강결되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이러한 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥은 현장 또는 공장에서 모두 적용 가능하다고 개시되어 있다.
즉, 종래 PHC 파일 보강을 위하여 강관과 같은 내부관을 PCH 파일의 내부에 삽입하여 일체화 시키는 방법은 모두 개시되어 있음을 알 수 있지만, 현장에서 작업 가능한 내부관, 전단연결재를 실제 어떻게 활용하여 적용할 것인가에 대해서는 사실상 구체적으로 개시된 것이 없었다.
이는 전단연결재를 내부관에 일일이 용접에 의하여 부착하는 것은 현장에서나 공장에서 작업하기에 작업성이 매우 떨어질 뿐만 아니라, 철근을 추가로 배근하는 작업 이 필요 하는 등 작업성이 떨어질 수밖에 없기 때문이다.
대한민국 특허 제 10-0999020호(발명의 명칭: 합성 피에이취씨 말뚝 및 합성 피에이취씨 말뚝 시공방법, 공개일자: 2010년12월09일) 대한민국 특허 제 10-0999020호(발명의 명칭: 합성 피에이취씨 말뚝 및 합성 피에이취씨 말뚝 시공방법, 공개일자: 2010년12월09일) 대한민국 공개특허 제 10-2014-0005051호(발명의 명칭: 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥, 공개일자: 2006년09월19일) 대한민국 공개실용신안 제 20-2009-0000817호(발명의 명칭: 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝, 공개일자: 2009년01월30일)
이에 본 발명은 공장, 현장에서 간단하게 강관에 띠철근을 간단하게 배근할 수 있도록 하면서 PHC 파일과의 합성성능을 충분히 확보할 수 있어 효율적인 PCH 보강파일 제작 및 그 시공이 가능한 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일은
PHC 파일본체의 중공부(S1)에 삽입된 내부강관; 상기 내부강관의 길이방향으로 연장되어 돌출된 수직판 형태로서 서로 내부강관 외주면에서 이격되어 형성되며 상면에는 전단홈이 형성된 수직판전단연결재; 및 상기 전단홈에 삽입시키면서 내부강관을 나선형으로 감싸도록 설치된 띠철근;을 포함하며, 상기 내부강관과 PHC 파일본체 사이에 수직판전단연결재와 띠철근이 내부공간(S2)에 충전되도록 형성된 합성콘크리트(C1)에 의하여 상기 PHC 파일본체와 내부강관이 일체화되도록 하되, 상기 띠철근은 내부강관과 PHC 파일본체 사이의 내부공간(S2)에 충전되는 합성콘크리트(C1)를 보강하도록 하며, 상기 수직판전단연결재는 내부강관 전체 연장길이에 걸쳐 형성되도록 하여 합성콘크리트(C1)와 내부강관의 합성을 위한 전단연결재를 형성시키는 작업이 필요 없도록 하고, 상기 수직판전단연결재의 전단홈에 철선 또는 철근을 나선형으로 감아 배근함으로서 내부강관의 두께를 감소시킬 수 있도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작하게 된다.
상기 과제를 해결하기 위한 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일 시공방법은
(a) 굴착장치를 이용하여 지반에 형성된 천공홀(H)에 공장에서 미리 제작된 상기 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일을 인양하여 삽입시키는 단계; (b) 노출된 PHC 파일의 내부강관 상면에 두부보강철근을 고정클립을 이용하여 고정시키는 단계; 및 (c) 기초콘크리트(C2)를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 두부와 두부보강철근 철근이 매립되도록 기초부(A)를 시공하는 단계;를 포함하도록 하게 된다.
본 발명에 의한 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일은 상단걸고리, 수직판전단연결재, 띠철근을 추가로 구비하도록 하여 현장에서의 작업공정을 최소한으로 할 수 있도록 함으로서 보다 신속하고 효율적인 보강된 PHC 파일 제작 및 시공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 PHC 보강말뚝의 사시도, 단면도,
도 1b는 도 1b는 종래 강관을 삽입한 중공단면 철근콘크리트 기둥 정면도 및 단면도,
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 구성사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 시공방법 순서도,
도 5는 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 시공예시도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100) ]
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는는 본 발명의 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 구성사시도를 도시한 것이다.
먼저 상기 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)은 도 2a 및 도 2b와 같이, PHC 파일본체(110), 내부강관(120), 수직판전단연결재(130), 띠철근(140), 상단걸고리(150), 마감판(160)을 포함하여 구성된다.
상기 PHC 파일본체(110)는 도 2a와 같이, PHC말뚝(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile) 자체로서 이미 내부에 긴장강선에 의하여 프리스트레스가 미리 도입된 철근콘크리트 중공파일이다.
이러한 PHC 파일본체(110)는 공장 제작되어 품질관리가 용이하고, 경제적이라는 장점은 있지만 살펴본 바와 같이, 지표면 근처에서 발생하는 수평력, 휨 모멘트에는 취약하다는 단점이 있다.
이러한 PHC 파일본체(110)에 삽입되어 보강하기 위한 것이 내부강관(120)이다.
상기 내부강관(120)은 도 2a 및 도 2b와 같이, PHC 파일본체(110)의 중공부(S1)에 삽입되는 직경을 가진 강관을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 내부강관(120)은 PHC 파일본체(110)의 전체 연장길이를 기준으로 지표면 부위에서 발생하는 수평력등에 저항하기 위하여 중간 위쪽의 중공부(S1)에 배치될 수 있도록 연장길이를 가지도록 하는 것이 바람직하다.
이때 상기 내부강관(120)의 외주면에는 도 2b와 같이, 길이방향으로 연장된 수직판 형태의 수직판전단연결재(130) 다수가 서로 외주면에서 이격되어 형성되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 수직판전단연결재(130)는 수직판 형태로서 내부강관(120)의 외주면에 일정한 높이로 돌출 형성되어 있으며 상면에는 전단홈(131)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 수직판전단연결재(130)는 도 2b 및 도 2c와 같이, 전단홈(131)과 함께, 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이의 내부공간(S2)에 충전되는 합성콘크리트(C1)의 합성 성능을 확보할 수 있게 된다.
말하자면, 내부강관(120)에 미리 전단홈(131)이 형성된 수직판전단연결재(130)를 형성시켜 따로 전단연결재를 형성시키는 작업이 필요 없도록 하면서, 내부강관(120) 전체 연장길이에 걸쳐 수직판전단연결재(130)가 형성되도록 하여 콘크리트 충전도 용이하면서도 콘크리트와의 합성성능을 확보한 것이다.
상기 띠철근(140)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이의 내부공간(S2)에 충전되는 합성콘크리트(C1)를 함께 보강하기 위한 것이라 할 수 있다.
먼저 내부강관(120)의 보강효과는 그 연장길이와 두께에 의하여 정해지게 되는데 과도한 두께로 내부강관(120)을 제작할 경우 경제성이 저하되기 때문에 수직판전단연결재(130)의 전단홈(131)에 철선, 철근을 나선형으로 감아 배근함으로서 내부강관의 단면을 최적화(감소) 시키고,
또한 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이의 내부공간(S2)에 충전되는 합성콘크리트(C1)는 무근콘크리트로 타설되기 때문에 합성성능을 증진시키면서 합성콘크리트(C1)를 보강하기 위한 기능도 하게 된다.
또한 수직판전단연결재(130)의 전단홈(131)에 의하여 위치가 정해지게 되므로 원하는 부위에 간단한 작업으로 띠철근(140)을 배근할 수 있게 된다.
상기 상단걸고리(150)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 내부강관(120)을 PHC 파일본체(110) 상면에 걸쳐져 설치되도록 하기 위한 것으로서 ㄱ자형 스트립으로 수직판전단연결재(130)와 내부강관(120) 상면과 PHC 파일본체(110) 상면에 지지되도록 설치하고 있음을 알 수 있다.
이로서 내부강관(120)은 간단하게 그 위치를 세팅할 수 있게 되며, 도 2c를 참조하면 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이의 내부공간(S2)도 일정하게 확보할 수 있게 된다.
상기 마감판(160)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 내부강관(120) 저면에 일체로 형성된 원형 강판으로서 내부강관(120) 내부로 충전되는 기초콘크리트(C2)가 내부강관 하부로 누출되지 않도록 하면서 내부강관(120) 하단을 PHC 파일본체(110) 내측면에 세팅되도록 하는 역할도 하게 된다.
나아가 도 2c와 같이 내부강관(120) 상부 내측면에는 두부보강철근(300)이 고정클립(310)에 의하여 간단하게 고정되도록 하여 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 시공한 후, 기초부(A) 시공함에 있어서 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 두부보강철근(300에 의하여 일체화시키게 된다.
이때 상기 고정클립(310)은 두부보강철근(300)의 외주면을 감싸 고정시키는 압착링부(131)와 상기 압착링부(131)의 배면에 일체로 형성된 클립부(312)를 포함하여 상기 클립부(312)가 내부강관(120) 상면에 삽입 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.
도 2d는 본 발명의 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)에 있어 수직판전단연결재(130), 띠철근(140)과 더불어 형성되는 수평전단연결재(170)를 도시한 것이다.
앞서 살펴본 것 같이 PHC 파일본체(110)는 내부에 긴장강선에 의하여 프리스트레스가 미리 도입된 철근콘크리트 중공파일임을 살펴본 바와 같다.
이에 수직판전단연결재(130), 띠철근(140)은 PHC 파일본체(110)와 내부강관(120)의 합성에 더하여 내부철근과 연결되도록 하되 PHC 파일본체(110)의 중공부로 수평으로 연장되는 수평전단연결재(170)를 더 형성시켜 상기 합성성능을 보완할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 수평전단연결재(170)는 도 2d와 같이, 수평 사각근 형태로 PHC 파일본체(110)의 내부철근과 연결되어 중공부로 수평 연장되어 합성콘크리트(C1)에 의하여 매립되도록 하게 된다.
또한 수평전단연결재(170)는 도 2d와 같이, 분할된 수평 사각근 형태로 PHC 파일본체(110)의 내부철근과 연결되어 중공부로 수평 연장되어 합성콘크리트(C1)에 의하여 매립되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
[ 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100) 시공방법 ]
도 3 및 도 4는 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
즉, 본 발명에 의한 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)은 도 3과 같이, 공장에서 제작된 것을 현장에서 시공하는 방식과
도 4와 같이, 현장에서 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 제작, 시공하는 방식을 채택할 수 있다.
이에 먼저 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)은 공장에서 제작된 것을 현장에서 시공하는 방식을 도 3을 기준으로 살펴보면,
먼저, 도 3a와 같이, 오거와 같은 굴착장치(400)를 이용하여 지반에 천공홀(H)을 형성시키게 된다.
이때 지반은 하부는 지지층으로 구성되지만 지지층 상부에는 연약층으로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 도 3b와 같이, 굴착장치(400)를 서서히 인발하면서 천공홀(H)에 시멘트밀크(CEMENT MILK)를 주입하여 충전시키게 된다.
이는 오거링 시 발생하는 교란된 지반에 의하여 선단지지력을 확보하지 못하는 현상을 방지하기 위하여 시멘트와 물을 혼합한 시멘트 밀크를 주입시키게 된다.
다음으로 도 3c와 같이, 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 현장에서 인양하여 천공홀(H)에 삽입시키게 된다.
상기 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)은 PHC 파일본체(110), 내부강관(120), 수직판전단연결재(130), 띠철근(140), 상단걸고리(150), 마감판(160)이 일체로 제작된 것이다.
이때 내부강관(120)은 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100) 상부에 배치되도록 하고 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 3d와 같이, 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 두부를 항타하여 선단이 천공홀 선단에 박아지도록 한 후, 두부를 커팅하여 두부정리를 하고,
노출된 내부강관 상면에 도 2b와 같이 내부강관(120) 상부 내측면에는 두부보강철근(300)이 고정클립(310)에 의하여 고정되도록 하고,
필요한 기초부 철근을 배근한 후, 기초콘크리트(C2)를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 두부와 두부보강철근(300) 철근이 매립되도록 기초부(A)를 시공하게 됨을 알 수 있다.
이 과정에서 내부강관(120) 내부에는 기초콘크리트(C2)가 충전되어 콘크리트 충전강관으로서 지표면 근처에서 발생하는 수평력에 더욱 효과적으로 저항할 수 있게 된다.
다음으로 도 4와 같이, 현장에서 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 제작, 시공하는 방식을 살펴보면,
먼저, 도 4a와 같이, PHC 파일본체(110)를 천공홀에 삽입, 항타하는 방식으로 먼저 시공하고 두부를 커팅하게 된다.
다음으로는 도 4b와 같이, PHC 파일본체(110) 상면에 상단걸고리(150)를 이용하여 내부강관(120)이 PHC 파일본체(110)의 중공부(S1)에 삽입되도록 설치하게 된다.
상기 상단걸고리(150)는 ㄱ자형으로 PHC 파일본체(110) 외주면에 하단절곡부가 접하도록 되어 있어 내부강관(120)의 위치가 세팅됨에 따라 내부강관(120)에 형성된 수직판전단연결재(130), 띠철근(140), 상단걸고리(150), 마감판(160)의 위치도 자동적으로 세팅된다.
이에 상기 내부강관(120)은 미리 수직판전단연결재(130), 띠철근(140), 상단걸고리(150), 마감판(160)이 형성된 것을 이용하게 된다.
다음으로는 도 4c와 같이, 도 2b와 같이 내부강관(120) 상부 내측면에는 두부보강철근(300)이 고정클립(310)에 의하여 고정되도록 하고,
필요한 기초부 철근을 배근한 후, 기초부 콘크리트(C2)를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 두부와 두부보강철근(300) 철근이 매립되도록 기초부(A)를 시공하게 됨을 알 수 있다.
역시 이 과정에서 내부강관(120) 내부에는 기초콘크리트(C2)가 충전되어 콘크리트 충전강관으로서 지표면 근처에서 발생하는 수평력에 더욱 효과적으로 저항할 수 있게 된다.
[ 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100) 시공 예시 ]
도 5는 본 발명의 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 시공예시도를 도시한 것이다.
먼저, 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일은 기초파일, 해상잔교용 파일, 선박접안용 안벽용 파일로 이용될 수 있다.
즉, 도 5a와 같이, 건축물등에 있어 기초부(A)가 형성되는 경우, 기초부가 지반 하부의 지지층에 직접 지지될 수 있도록 본 발명의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 시공하고, 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일의 두부를 기초판(A)이 일체로 시공하는 것이다.
이로서 종래 강관파일이나, 복합파일을 대체할 수 있으며, 도 3과 도 4와 같은 방식으로 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 시공하면 된다.
다음으로 도 5b와 같이, 해상잔교의 기초부(A)에 있어 이용할 수 있다. 해상잔교용으로 사용되는 파일은 풍하중, 파력에 의한 수평력이 매우 크기 때문에 강재파일을 주로 사용하게 되는데 염해로 인한 부식문제가 발생하여 효율성이 떨어지고 경제성도 좋지 않게 되지만 본 발명의 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 이용하게 되면 보다 경제적인 해상잔교 파일 시공이 가능하게 된다.
역시 도 3과 도 4와 같은 방식으로 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 시공하면 된다.
다음으로도 도 5c와 같이, 선박이 접안하는 안벽의 기초부(A)는 역시 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)에 의하여 시공되는데 역시 파력에 의한 수평력, 선박 접압에 따른 수평력이 발생하게 된다. 이에 기초부(A)의 파일은 경사파일, 수직파일을 조합하여 시공하게 되지만 본 발명은 대구경의 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 시공함으로서 이를 해결할 수 있고, 역시 도 3과 도 4와 같은 방식으로 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 시공하면 된다.
이때 도 5a에 의한 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)은 상부에 내부강관(120)이 형성되도록 하고 있으나, 도 5b 및 도 5c의 경우에는 상부와 하부에 각각 내부강관(120)이 형성되도록 하고 있음을 알 수 있다. 즉, 내부강관에 의한 PHC 파일본체(110) 보강부위는 전체 연장길이 또는 임의로 형성될 수 있음을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일
110: PHC 파일본체 120: 내부강관
130: 수직판전단연결재 131: 전단홈
140: 띠철근 150: 상단걸고리
160: 마감판 170: 수평전단연결재
300: 두부보강철근 310: 고정클립
400: 굴착장치A: 기초부 S1: 중공부
S2: 내부공간 C1: 합성콘크리트
C2: 기초콘크리트

Claims (10)

  1. PHC 파일본체(110)의 중공부(S1)에 삽입된 내부강관(120);
    상기 내부강관(120)의 길이방향으로 연장되어 돌출된 수직판 형태로서 서로 내부강관 외주면에서 이격되어 형성되며 상면에는 전단홈(131)이 형성된 수직판전단연결재(130); 및
    상기 전단홈(131)에 삽입시키면서 내부강관(120)을 나선형으로 감싸도록 설치된 띠철근(140);을 포함하며,
    상기 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이에 수직판전단연결재(130)와 띠철근(140)이 내부공간(S2)에 충전되도록 형성된 합성콘크리트(C1)에 의하여 상기 PHC 파일본체(110)와 내부강관(110)이 일체화되도록 하되,
    상기 띠철근(140)은 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이의 내부공간(S2)에 충전되는 합성콘크리트(C1)를 보강하도록 하며, 상기 수직판전단연결재(130)는 내부강관(120) 전체 연장길이에 걸쳐 형성되도록 하여 합성콘크리트(C1)와 내부강관(120)의 합성을 위한 전단연결재를 형성시키는 작업이 필요 없도록 하고, 상기 수직판전단연결재(130)의 전단홈(131)에 철선 또는 철근을 나선형으로 감아 배근함으로서 내부강관(120)의 두께를 감소시킬 수 있도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내부강관(120)을 PHC 파일본체(110) 상면에 걸쳐져 설치되도록 하기 위한 것으로서 ㄱ자형 스트립으로 수직판전단연결재(130)와 내부강관(120) 상면과 PHC 파일본체(110) 상면에 지지되도록 설치되는 상단걸고리(150)를 더 포함하며, 상기 상단걸고리(150)에 의하여 내부강관(120)과 PHC 파일본체(110) 사이의 내부공간(S2)을 세팅시킬 수 있도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내부강관(120) 저면에 일체로 형성된 강판으로서 내부강관(120) 내부로 충전되는 기초콘크리트(C2)가 내부강관 하부로 누출되지 않도록 하면서 내부강관(120) 하단을 PHC 파일본체(110) 내측면에 세팅되도록 하는 마감판(160)이 더 형성되도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일.
  4. 제 1항에 있어서,
    내부강관(120) 상부 내측면에는 두부보강철근(300)이 고정클립(310)에 의하여 더 고정되도록 하되, 상기 고정클립(310)은 두부보강철근(300)의 외주면을 감싸 고정시키는 압착링부(131)와 상기 압착링부(131)의 배면에 일체로 형성된 클립부(312)를 포함하여 상기 클립부(312)가 내부강관 상면에 삽입 고정되도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 두부보강철근(300)은 기초콘크리트(C2)에 의하여 형성되는 기초부(A)에 매립되어 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)에 의하여 기초부(A)가 일체로 형성되도록 하되, 상기 기초부(A)는 건축물의 기초부, 잔교용 기초부 또는 선박접안용 안벽의 기초부로 이용되도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 PHC 파일본체(110)는,
    내부에 긴장강선에 의하여 프리스트레스가 미리 도입된 철근콘크리트 중공파일로서 내부철근과 연결되도록 하되 PHC 파일본체(110)의 중공부로 수평으로 연장되는 수평전단연결재(170)를 더 형성시키되, 상기 수평전단연결재(170)는
    수평 사각근 형태로 PHC 파일본체(110)의 내부철근과 연결되어 중공부로 수평 연장되어 합성콘크리트(C1)에 의하여 매립되도록 하거나,
    분할된 수평 사각근 형태로 PHC 파일본체(110)의 내부철근과 연결되어 중공부로 수평 연장되어 합성콘크리트(C1)에 의하여 매립되도록 형성시키는 PHC 파일.
  7. (a) 굴착장치(400)를 이용하여 지반에 형성된 천공홀(H)에 공장에서 미리 제작된 제 1항의 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)을 인양하여 삽입시키는 단계;
    (b) 노출된 PHC 파일의 내부강관(120) 상면에 두부보강철근(300)을 고정클립(310)을 이용하여 고정시키는 단계; 및
    (c) 기초콘크리트(C2)를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 두부와 두부보강철근(300) 철근이 매립되도록 기초부(A)를 시공하는 단계;를 포함하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일 시공방법.
  8. (a) 지반에 시공된 PHC 파일본체(110) 상면에 상단걸고리(150)를 이용하여 제 1항의 내부강관(120)이 PHC 파일본체(110)의 중공부(S1)에 삽입되도록 설치하는 단계;
    (b) 노출된 PHC 파일의 내부강관(120) 상면에 두부보강철근(300)을 고정클립(310)을 이용하여 고정시키는 단계; 및
    (c) 기초콘크리트(C2)를 타설하여, 공장에서 미리 제작된 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 두부와 두부보강철근(300) 철근이 매립되도록 기초부(A)를 시공하는 단계;를 포함하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일 시공방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 고정클립(310)은 두부보강철근(300)의 외주면을 감싸 고정시키는 압착링부(131)와 상기 압착링부(131)의 배면에 일체로 형성된 클립부(312)를 포함하여 상기 클립부(312)가 내부강관 상면에 삽입 고정되도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작되며,
    상기 내부강관(120)으로 보강되도록 제작된 PHC 파일(100)의 PHC 파일본체(110)는, 내부에 긴장강선에 의하여 프리스트레스가 미리 도입된 철근콘크리트 중공파일로서 내부철근과 연결되도록 하되 PHC 파일본체(110)의 중공부로 수평으로 연장되는 수평전단연결재(170)를 더 형성시키되, 상기 수평전단연결재(170)는 수평 사각근 형태로 PHC 파일본체(110)의 내부철근과 연결되어 중공부로 수평 연장되어 합성콘크리트(C1)에 의하여 매립되도록 하거나, 분할된 수평 사각근 형태로 PHC 파일본체(110)의 내부철근과 연결되어 중공부로 수평 연장되어 합성콘크리트(C1)에 의하여 매립되도록 형성되는 PHC 파일 시공방법.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 내부강관(120) 내부에는 기초부 시공시 타설되는 기초콘크리트(C2)가 충전되어 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일이 콘크리트 충전강관으로 시공되도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작되며, 상기 기초부(A)는 건축물의 기초부, 잔교용 기초부 또는 선박접안용 안벽의 기초부로 이용되도록 하는 내부강관으로 보강되도록 제작된 PHC 파일 시공방법.
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