KR101862621B1 - Reinforcement apparatus for pile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파일(10)의 하단 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되어, 천공 홀의 지면에 접촉하도록 상기 파일(10)의 하단에 결합하는 보강장치(100)에 관한 것으로서, 외면이 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되고, 내부에 함몰부가 형성된 돌출부재(110); 기립상태의 판형 구조로 형성됨과 아울러, 상단이 상기 파일(10)의 하단에 결합하고, 하단이 상기 돌출부재(110)의 내면에 결합한 지지부재(120);를 포함하고, 다수의 상기 지지부재(120)가 둘레방향을 따라 상호 간격을 두고 방사상 구조로 설치된 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100)를 제시함으로써, 제조 및 시공이 용이하면서도, 응력집중이 발생하지 않고, 파일의 선단지지력을 효과적으로 증대할 수 있도록 한다.The present invention relates to a reinforcing device (100) formed in a structure that gradually protrudes downward from a lower edge of a pile (10) toward the center and is connected to the lower end of the pile (10) A protruding member 110 formed in a gradually protruding structure and having a depression in the interior thereof; And a support member 120 formed in an upright plate-like structure and having an upper end coupled to a lower end of the pile 10 and a lower end coupled to an inner surface of the projecting member 110, The present invention provides a file reinforcement device 100 that is installed in a radial structure with mutually spaced intervals along the circumferential direction so that it is easy to manufacture and construct but does not cause stress concentration, So that it can be effectively increased.
Description
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 파일의 보강장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
파일(pile)이란 상부 구조물의 하중을 지반에 전달하기 위하여 시공되는 기초구조물로서, 압축력만이 작용한다는 전제하에 압축부재로서 설계되는 것이 일반적이다.A pile is a basic structure that is constructed to transmit the load of a superstructure to the ground, and is generally designed as a compression member under the assumption that only compressive force acts.
지반에 구조물의 기초를 형성하기 위한 파일의 시공방법은 크게, 공장제작파일을 항타에 의해 근입하는 방법과, 천공 홀에 배근을 설치하고 콘크리트를 현장타설하는 방법으로 나누어 볼 수 있다.The construction method of the file to form the foundation of the structure on the ground can be roughly divided into a method of installing the file of the factory by hovering and a method of installing the concrete in the perforation hole and putting the concrete into the site.
파일의 선단지지력은 파일 선단(하단)의 면적에 비례하는데, 이러한 선단지지력을 증대하기 위하여, 파일의 선단에 파일의 폭에 비해 큰 폭을 갖는 선단확장판을 결합한 선단확장형 파일에 관한 연구 및 시공이 활발히 진행되고 있다.In order to increase the end bearing capacity of the file, research and construction on the end extension file combining the end extension plate having a width larger than the width of the file is carried out in order to increase the end bearing capacity of the file. It is actively proceeding.
이러한 선단확장형 파일을 시공하기 위해서는, 천공 홀의 직경이 확대되어야 하므로 공사비용 및 기간이 증대한다는 점, 시공 중 선단확장판이 천공 홀의 내면과 접촉함에 따른 손상위험이 크고 시공이 어렵다는 점 등의 문제가 지적된다.In order to construct such an end-expansive file, it is necessary to enlarge the diameter of the perforation hole, thereby increasing the construction cost and duration, and the risk of damage due to contact with the inner surface of the perforation hole during construction, do.
이러한 문제를 해소하기 위하여, 파일의 하단이 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출된 구조가 형성되도록 하는 구조 및 공법에 관한 연구가 진행되고 있다.In order to solve this problem, studies are being made on a structure and a method for forming a structure in which the lower end of the file is gradually protruded downward from the edge toward the center.
이러한 구성을 취하는 경우, 파일 하단의 돌출부의 표면적은 당연히 평면(종래의 말뚝의 하부 구조)의 표면적에 비해 크게 된다.When such a configuration is taken, the surface area of the projection at the lower end of the file is naturally larger than the surface area of the plane (lower structure of the conventional pile).
선단 지지력의 계산을 위해 일반적으로 사용되는 메이호프 공식에 따르면, 선단지지력은 선단면적에 비례하는 것이므로, 선단 표면적을 크게 함에 따라 선단 면적이 증대되어 선단지지력이 증대된다.According to the Mayhoff formula generally used for calculation of the tip end support force, since the tip end support force is proportional to the tip end surface area, the tip end surface area is increased and the tip end support force is increased as the tip end surface area is increased.
따라서 선단지지력을 증대할 수 있으면서도, 종래와 같이 선단확장판을 이용한 선단지지력 증대공법에 비해, 천공 홀의 직경이 확대될 필요가 없으므로 공사비용 및 기간이 줄어든다는 점, 시공 중 선단확장판이 천공 홀의 내면과 접촉함에 따른 손상위험이 없고 시공이 쉽다는 점 등의 장점이 있다.Therefore, it is possible to increase the end support force and reduce the construction cost and the period because the diameter of the perforation hole does not need to be enlarged as compared with the conventional method of increasing the end support force using the end extension plate as in the prior art. There is no risk of damage due to contact and it is easy to construct.
도 1 내지 3은 일본등록특허 제2857803호(선단지지력을 증대시킨 말뚝 및 연속지중벽)에 관한 것이다.Figures 1 to 3 relate to Japanese Patent No. 2857803 (pile with continuous end bearing capacity and continuous underground wall).
이는 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출된 구조를 갖는 굴착비트(8)에 의해 천공 홀의 저면에 반원형 단면 구조의 굴삭공저(3)가 형성되도록 하고, 그 천공 홀에 콘크리트(9)를 현장타설하여 선단지지력이 증대된 현장타설말뚝을 시공하는 방법을 개시하고 있다.This is because the
그런데, 위 종래기술은 굴착비트에 의한 천공 후, 실제로 천공 홀의 저면이 반원형 단면 형상을 유지하지 못할 가능성이 훨씬 크므로, 원하는 파일 구조를 얻기 어렵고 이에 따라 신뢰성있는 기초구조물의 설계가 어렵다는 문제가 있다.However, since the possibility that the bottom surface of the perforation hole does not substantially maintain the semicircular cross-sectional shape after drilling by the excavation bit is difficult, it is difficult to obtain a desired pile structure, thereby making it difficult to design a reliable foundation structure .
도 4 내지 6은 한국공개특허 제10-2011-0041391호(기초 공사용 지지력 보강 파일 구조체 형성방법 및 이에 사용되는 파일구조체)에 관한 것이다.4 to 6 relate to Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0041391 (a method of forming a supporting force reinforcing pile structure for foundation construction and a pile structure used therein).
이는 파일의 보강부재(40)의 하단에 보강 결합체(50)를 결합하는 구조로서, 보강 결합체(50)는 측방의 지지면(53)과 상방의 상면(51)을 구비하고, 통공 내측으로 통공부(55)가 형성된 구조를 개시하고 있다.This reinforcing
그런데, 위 종래기술은 파일에 의해 보강 결합체(50)에 전달된 하중이 천공 홀의 저면에 접촉하는 지지면(53)에 직접 전달되지 않고, 통공부(55)를 통해 중심부의 하측 지반에 집중적으로 전달되므로, 응력집중이 발생하여 구조적 안정성이 좋지 못하다는 점, 파일과 고중량의 보강 결합체의 현장결합에 의한 시공이 어렵고 결합 후 보관이 어렵다는 점 등의 문제가 있다.However, in the above conventional technique, the load transmitted to the reinforced
위 종래기술에 나타난 부호는 당해 종래기술에 대한 설명에 한정되는 것으로 한다.The reference numerals shown in the above prior art are to be limited to the description of the related art.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 제조 및 시공이 용이하면서도, 응력집중이 발생하지 않고, 파일의 선단지지력을 효과적으로 증대할 수 있도록 하는 파일의 보강장치를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a file reinforcement device which is easy to manufacture and construct, .
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 파일(10)의 하단 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되어, 천공 홀의 지면에 접촉하도록 상기 파일(10)의 하단에 결합하는 보강장치(100)에 있어서, 외면이 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되고, 내부에 함몰부가 형성된 돌출부재(110); 기립상태의 판형 구조로 형성됨과 아울러, 상단이 상기 파일(10)의 하단에 결합하고, 하단이 상기 돌출부재(110)의 내면에 결합한 지지부재(120);를 포함하고, 다수의 상기 지지부재(120)가 둘레방향을 따라 상호 간격을 두고 방사상 구조로 설치된 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100)를 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a reinforcing device (not shown) which is formed in a structure that gradually protrudes downward from the lower edge of the
상기 돌출부재(110)의 중앙부에는 관통공(111)이 형성되고, 다수의 상기 지지부재(120)는 지름방향을 따라 상호 간격을 두고 설치된 것이 바람직하다.A through
상기 지지부재(120)의 심부에는 상하방향의 체결구 관통공(121)이 형성된 것이 바람직하다.The
상기 지지부재(120) 중 상기 체결구 관통공(121)의 형성부위는 타 부위에 비해 측방으로 돌출된 것이 바람직하다.It is preferable that a portion of the
상기 체결구 관통공(121)과 연통하도록, 상기 돌출부재(110)에는 체결구 머리부 삽입공(112)이 형성된 것이 바람직하다.The protruding
상기 돌출부재(110)의 횡단면은 직선형, 절곡형 또는 만곡형 구조인 것이 바람직하다.The cross-section of the protruding
상기 돌출부재(110)의 상단은 상기 파일(10)의 외측으로 돌출되도록 형성된 것이 바람직하다.It is preferable that the upper end of the protruding
상기 체결구 머리부 삽입공(112) 및 체결구 관통공(121)에 장착된 체결구(20)의 꼬리부가 결합하는 결합공(202)이 형성되도록, 상기 파일(10)의 하단에 결합한 결합부재(200)를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a
상기 결합부재(200)의 심부에는 배출공(201)이 형성된 것이 바람직하다.Preferably, a
상기 지지부재(120)의 내측부는 하향경사진 구조로 형성되고, 상기 내측부(112)의 상단은 상기 배출공(201)의 가장자리에 위치하도록 설치된 것이 바람직하다.It is preferable that the inner side of the
본 발명은 제조 및 시공이 용이하면서도, 응력집중이 발생하지 않고, 파일의 선단지지력을 효과적으로 증대할 수 있도록 하는 파일의 보강장치를 제시한다.The present invention proposes a pile reinforcement device which is easy to manufacture and construct but which can effectively increase the leading end supporting force of the pile without causing stress concentration.
도 1 내지 3은 일본등록특허 제2857803호의 도면.
도 4 내지 6은 한국공개특허 제10-2011-0041391호의 도면.
도 7 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 7은 보강장치의 제1 실시예의 단면도.
도 8은 보강장치의 제1 실시예의 저면도.
도 9는 돌출부재의 제1 실시예의 사시도.
도 10은 돌출부재의 제1 실시예의 측면도.
도 11은 돌출부재의 제2 실시예의 측면도.
도 12는 돌출부재의 제3 실시예의 측면도.
도 13은 보강장치의 제2 실시예의 단면도.
도 14는 보강장치의 제3 실시예의 사시도.1 to 3 are views of Japanese Patent No. 2857803.
Figures 4 to 6 are views of Korean Patent Application No. 10-2011-0041391.
FIG. 7 shows an embodiment of the present invention,
7 is a sectional view of a first embodiment of a reinforcement device.
8 is a bottom view of the first embodiment of the reinforcement device.
9 is a perspective view of the first embodiment of the projecting member.
10 is a side view of the first embodiment of the projecting member.
11 is a side view of a second embodiment of the projecting member.
12 is a side view of the third embodiment of the projecting member.
13 is a sectional view of a second embodiment of a reinforcement device.
14 is a perspective view of a third embodiment of a reinforcement device.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로, 파일(10)의 하단 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되어, 천공 홀의 지면에 접촉하도록 상기 파일(10)의 하단에 결합하는 보강장치(100)에 관한 것이다.7, the present invention is basically formed as a structure that gradually protrudes downward from the lower edge of the
여기서, 외면이 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되고, 내부에 함몰부가 형성된 돌출부재(110); 기립상태의 판형 구조로 형성됨과 아울러, 상단이 파일(10)의 하단에 결합하고, 하단이 돌출부재(110)의 내면에 결합한 지지부재(120);를 포함하고, 다수의 지지부재(120)가 둘레방향을 따라 상호 간격을 두고 방사상 구조로 설치된 것을 특징으로 한다.Here, the projecting
즉, 바가지와 같이 외면이 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되고, 내부에 함몰부가 형성된 돌출부재(110)에 대하여, 우산망과 같이 둘레방향을 따라 상호 간격을 두고 방사상 구조로 설치된 다수의 지지부재(120)를 결합하고, 그 지지부재(120)들이 파일(10)의 하단에 결합하는 구조를 취한다.That is, a plurality of
파일의 저면에 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출된 구조가 형성됨에 따른 선단지지력 증대효과는 상술한 바와 같다.The effect of increasing the tip end supporting force due to the structure in which the bottom surface of the file is gradually protruded downward from the edge toward the center is as described above.
본 발명은 이에 더하여, 파일에 의해 보강장치(100)에 전달된 하중이 다수의 지지부재(120)를 통해 천공 홀의 저면에 접촉하는 돌출부재(110)에 직접적으로 전달되므로 응력집중이 발생하지 않아 구조적 안정성이 우수하다는 장점이 있다.In addition, since the load transferred to the reinforcing
돌출부재(110)의 중앙부에는 관통공(111)이 형성되고, 다수의 지지부재(120)는 지름방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되는 경우, 그라우트나 슬러지가 관통공(111)을 통해 상측(파일 내부)으로 배출되도록 한다는 효과가 추가된다.A through
지지부재(120)의 심부에 상하방향의 체결구 관통공(121)이 형성되고, 그 체결구 관통공(121)과 연통하도록, 돌출부재(110)에 체결구 머리부 삽입공(112)이 형성되는 경우, 볼트와 같은 체결부재(20)에 의해 돌출부재(110), 지지부재(120)를 파일(10)의 하단에 쉽고 안정적으로 결합할 수 있다.A
본 발명에 의한 보강장치는 어떠한 구조의 파일(현장타설 제외)에 대하여도 적용할 수 있는데, PHC 파일(10a)의 경우에는 그 하부에 기형성된 결합공을 활용하여 위 체결부재(20)에 의해 돌출부재(110), 지지부재(120)를 결합할 수 있다.In the case of the PHC file 10a, the reinforcing device according to the present invention can be applied to any structure file (except for site installation). In the case of the PHC file 10a, The protruding
경우에 따라, 돌출부재(110)와 지지부재(120)가 용접 등에 의해 미리 결합한 구조로 현장에 제공될 수도 있다.In some cases, the
상술한 바와 같이 지지부재(120)는 기립상태의 판형 구조로 형성되는데, 지지부재(120) 중 체결구 관통공(121)의 형성부위가 타 부위에 비해 측방으로 돌출된 구조를 취하는 것(관통공 형성부위에 비해 타 부위가 얇은 구조를 취하는 것)이 자재의 효율적 운용 측면에서 바람직하다(도 9).As described above, the
돌출부재(110)의 횡단면은 가장자리로부터 중앙을 향하여 점진적으로 하향 돌출되도록, 직선형, 절곡형 또는 만곡형 구조를 취한다(도 10 내지 12).The cross-sectional surface of the projecting
돌출부재(110)의 상단이 상기 파일(10)의 외측으로 돌출되도록 형성된 경우, 파일(10)의 선단이 확장된 효과를 추가로 얻을 수 있다(도 7).When the upper end of the projecting
강관파일(10b)이나 H 파일(10c)의 경우에는, 체결구 머리부 삽입공(121) 및 체결구 관통공(114)에 장착된 체결구(20)의 꼬리부가 결합하는 결합공(202)이 형성되도록, 파일(10)의 하단에 판형 구조 등의 결합부재(200)를 결합하여 적용하면 된다(도 13,14).In the case of the steel pipe file 10b or the H file 10c, the
이 결합부재(200)의 심부에 배출공(201)이 형성되는 경우, 상술한 그라우트, 슬러지 배출효과를 얻을 수 있다.When the
지지부재(120)의 내측부는 하향경사진 구조로 형성되고, 내측부(112)의 상단은 배출공(201)의 가장자리에 위치하도록 설치되는 경우, 위 배출효과 및 구조적 안정성을 동시에 얻을 수 있다는 효과가 추가된다(도 13).When the inner side portion of the
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.
10 : 파일 11 : 중앙홈
100 : 보강장치 110 : 돌출부재
111 : 관통공 112 : 체결구 머리부 삽입공
120 : 지지부재 121 : 체결구 관통공
200 : 결합부재 201 : 배출공10: File 11: Central home
100: reinforcing device 110: projecting member
111: through hole 112: fastener head insertion hole
120: support member 121: fastener through hole
200: coupling member 201: exhaust hole
Claims (10)
외면이 점진적으로 하향 돌출된 구조로 형성되고, 내부에 함몰부가 형성된 돌출부재(110);
기립상태의 판형 구조로 형성됨과 아울러, 상단이 상기 파일(10)의 하단에 결합하고, 하단이 상기 돌출부재(110)의 내면에 결합한 지지부재(120);를 포함하고,
다수의 상기 지지부재(120)가 둘레방향을 따라 상호 간격을 두고 방사상 구조로 설치되고,
상기 돌출부재(110)의 중앙부에는 관통공(111)이 형성되고,
다수의 상기 지지부재(120)는 지름방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되고,
상기 지지부재(120)의 심부에는 상하방향의 체결구 관통공(121)이 형성되고,
상기 지지부재(120) 중 상기 체결구 관통공(121)의 형성부위는 타 부위에 비해 측방으로 돌출되고,
상기 체결구 관통공(121)과 연통하도록, 상기 돌출부재(110)에는 체결구 머리부 삽입공(112)이 형성된 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100).The reinforcing device (100) is formed in a structure that gradually protrudes downward from the lower edge of the pile (10) toward the center and is coupled to the lower end of the pile (10)
A projecting member (110) formed in a structure in which an outer surface gradually protrudes downward and having a depression in the interior thereof;
And a support member 120 formed in a standing plate shape in an upright state and having an upper end coupled to a lower end of the pile 10 and a lower end coupled to an inner surface of the projecting member 110,
A plurality of the support members 120 are installed in a radial configuration at mutually spaced intervals along the circumferential direction,
A through hole 111 is formed at the center of the protruding member 110,
A plurality of the support members 120 are installed at a distance from each other along the radial direction,
A vertically oriented fastener through-hole 121 is formed in the core of the support member 120,
The support member 120 has a portion where the fastener through-hole 121 is formed is laterally projected relative to the other portion,
And a fastener head insertion hole (112) is formed in the protrusion member (110) so as to communicate with the fastener insertion hole (121).
상기 돌출부재(110)의 횡단면은 직선형, 절곡형 또는 만곡형 구조인 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100).The method according to claim 1,
Wherein the cross-section of the protruding member (110) is a straight, bent or curved structure.
상기 돌출부재(110)의 상단은 상기 파일(10)의 외측으로 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100).The method according to claim 1,
Wherein the upper end of the protruding member (110) is formed to protrude to the outside of the pile (10).
상기 체결구 머리부 삽입공(112) 및 체결구 관통공(121)에 장착된 체결구(20)의 꼬리부가 결합하는 결합공(202)이 형성되도록, 상기 파일(10)의 하단에 결합한 결합부재(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100).The method according to claim 1,
And a coupling hole 202 is formed at the lower end of the pile 10 so as to form a coupling hole 202 to which the tail of the fastener 20 mounted on the fastener head insertion hole 112 and the fastener hole 121 is formed. Further comprising a member (200).
상기 결합부재(200)의 심부에는 배출공(201)이 형성된 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100).9. The method of claim 8,
And a vent hole (201) is formed in a deep portion of the coupling member (200).
상기 지지부재(120)의 내측부는 하향경사진 구조로 형성되고, 상기 내측부(112)의 상단은 상기 배출공(201)의 가장자리에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 파일의 보강장치(100).10. The method of claim 9,
Wherein the inner side of the support member (120) is formed in a downwardly inclined structure, and the upper end of the inner side portion (112) is positioned at the edge of the discharge hole (201).
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