KR101892684B1 - 강관 파일 - Google Patents

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KR101892684B1
KR101892684B1 KR1020180016064A KR20180016064A KR101892684B1 KR 101892684 B1 KR101892684 B1 KR 101892684B1 KR 1020180016064 A KR1020180016064 A KR 1020180016064A KR 20180016064 A KR20180016064 A KR 20180016064A KR 101892684 B1 KR101892684 B1 KR 101892684B1
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박인수
백승훈
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주식회사 하림엔지니어링
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Abstract

본 발명은 상호 길이 방향으로 이웃하는 유닛 강관을 용접으로 상호 결합하는 강관 파일에서 상하부 유닛 강관 사이에 배면링을 끼워 고정함으로써 이웃하는 유닛 강관의 이음 작업을 용이하게 하면서도 수직 하중 전달을 확실하게 할 수 있는 강관 파일에 대한 것이다.
본 발명 강관 파일은 복수의 유닛 강관이 길이 방향으로 상호 연결되는 강관 파일에 관한 것으로, 상부는 상부의 유닛 강관 하단에 결합되고, 하부는 하부의 유닛 강관 상단 내측에 삽입되는 배면링이 구비되어, 상하부의 유닛 강관이 용접에 의해 상호 결합되되, 상기 배면링은 상부의 유닛 강관 하단 주변에 일정 간격으로 절취부를 형성하여 내측으로 절곡되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

강관 파일{Steel pile}
본 발명은 상호 길이 방향으로 이웃하는 유닛 강관을 용접으로 상호 결합하는 강관 파일에서 상하부 유닛 강관 사이에 배면링을 끼워 고정함으로써 이웃하는 유닛 강관의 이음 작업을 용이하게 하면서도 수직 하중 전달을 확실하게 할 수 있는 강관 파일에 대한 것이다.
강관 파일은 길이가 제한되어 있어 현장 시공시 지반 상황 등에 따라 복수의 유닛 강관을 상하로 연결하여 사용하여야 한다(등록실용신안 제20-0233328호 등).
일반적으로 이웃하는 유닛 강관을 연결하기 위해 볼트 결합이 많이 사용된다. 그런데 이러한 볼트 결합은 파일의 시공 중 또는 지중 근입 후 외부 충격이나 진동 등에 의해 볼트 풀림이 발생하는 경우가 있어 안전성에 문제가 있다. 또한, 이웃하는 유닛 강관의 볼트 결합을 위해 별도의 연결구가 필요하므로 불편함이 수반된다.
아울러 용접에 의하여 이웃하는 유닛 강관을 결합할 수도 있다. 그러나 단순히 상하부 유닛 강관의 단부를 서로 맞대어 맞댐 이음으로 용접할 경우, 이음되는 유닛 강관의 부재 맞춤이 어려워 강관 파일에 편심 발생 우려가 있다. 아울러 용접 과정 동안 유닛 강관의 위치가 이동되지 않도록 유닛 강관을 별도로 고정해야 하는 문제가 있다.
또한, 이 경우 유닛 강관이 서로 맞닿는 단부의 용접루트(root of weld)에서 용접살이 샐 수 있어 용접 품질 저하 가능성이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 길이 방향으로 상호 이웃하는 유닛 강관을 용접으로 상호 결합하여 구성되는 강관 파일에서 이웃하는 유닛 강관의 이음 작업을 용이하게 할 수 있는 강관 파일을 제공하고자 한다.
본 발명은 편심 발생의 우려가 없고 용접 품질이 우수하여 수직 하중을 확실하게 전달할 수 있는 강관 파일을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 복수의 유닛 강관이 길이 방향으로 상호 연결되는 강관 파일에 관한 것으로, 상부는 상부의 유닛 강관 하단에 결합되고, 하부는 하부의 유닛 강관 상단 내측에 삽입되는 배면링이 구비되어, 상하부의 유닛 강관이 용접에 의해 상호 결합되되, 상기 배면링은 상부의 유닛 강관 하단 주변에 일정 간격으로 절취부를 형성하여 내측으로 절곡되어 일체로 형성되고, 상기 절취부의 폭은 아래 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 제공한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
s=π×(D-d)/n, 여기서, s : 절취부 폭, D : 유닛 강관 외경, d : 유닛 강관 내경, n : 절취부 개수
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 최하부의 유닛 강관 하단에는 원통형으로 두께가 유닛 강관의 두께보다 큰 선단팁이 결합되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 최하부의 유닛 강관 하단에는 변단면 선단팁이 결합되되, 상기 변단면 선단팁은 최하부의 유닛 강관의 하단에 결합되는 원통 형상의 결합부, 상기 결합부의 하부에 연장 형성되는 것으로 하부로 갈수록 지름이 작아지는 연결부 및 상기 연결부의 하부에 연장 형성되는 원통 형상의 선단부로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일을 제공한다.
본 발명에 따르면 상호 길이 방향으로 이웃하는 유닛 강관을 용접으로 상호 결합하여 구성되는 강관 파일에서, 상하부 유닛 강관 사이에 끼워지는 배면링에 의하여 상하부 유닛 강관을 가고정한 상태에서 용접 작업을 진행할 수 있다. 따라서 이웃하는 유닛 강관의 이음 작업을 용이하게 진행할 수 있다.
본 발명에 따르면 상하부 유닛 강관의 이음부 용접시 배면링이 유닛 강관의 후면을 지지하므로, 용접살이 외부로 새는 것을 방지하여 용접 품질 저하 문제를 예방할 수 있다.
본 발명에 따르면 배면링에 의하여 이음되는 유닛 강관의 부재 맞춤을 쉽게 할 수 있으므로, 강관 파일에 편심 발생 우려가 없고 수직 하중을 확실하게 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명 강관 파일을 도시하는 사시도.
도 2는 배면링에 의해 상하부 유닛 강관이 결합된 상태를 도시하는 단면도.
도 3은 스토퍼가 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 평면도.
도 4는 일실시예에 의한 배면링이 구비된 상부 유닛 강관을 도시하는 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 상부 유닛 강관과 하부 유닛 강관의 결합 상태를 도시하는 단면도.
도 6은 선단팁이 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 단면도.
도 7은 변단면 선단팁이 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 단면도.
도 8은 타격용 헤드가 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 강관 파일을 도시하는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명 강관 파일은 복수의 유닛 강관(11, 11')이 길이 방향으로 상호 연결되는 강관 파일(1)에 관한 것으로, 상부는 상부의 유닛 강관(11') 하단에 결합되고, 하부는 하부의 유닛 강관(11) 상단 내측에 삽입되는 배면링(12)이 구비되어, 상하부의 유닛 강관(11, 11')이 용접에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상호 길이 방향으로 이웃하는 유닛 강관(11, 11')을 용접으로 결합하는 강관 파일(1)에서 이웃하는 유닛 강관(11, 11')의 이음 작업을 용이하게 하면서도 수직 하중 전달을 확실하게 할 수 있는 강관 파일(1)을 제공한다.
상기 배면링(12)은 상부가 상부 유닛 강관(11')의 하단에 결합되고, 하부가 하부 유닛 강관(11)의 상단 내측에 삽입된다.
상기 배면링(12)은 상부 유닛 강관(11')과 하부 유닛 강관(11)의 사이에 끼워져 상하부 유닛 강관(11, 11')을 서로 가고정하는 역할을 한다.
뿐만 아니라 상기 배면링(12)은 상하부 유닛 강관(11, 11')의 이음부 용접시 유닛 강관(11, 11')의 후면을 지지하여 용접살이 외부로 새는 것을 방지하는 뒷받침쇠(back strip) 역할을 한다.
상기 배면링(12)은 상부의 유닛 강관(11')과 별도로 구비되어 상부의 유닛 강관(11') 하단 내측에 삽입되도록 구성될 수 있다.
상기 배면링(12)은 상부의 유닛 강관(11')과 별도로 구비하여, 배면링(12)의 상부와 하부가 각각 상부 유닛 강관(11')과 하부 유닛 강관(11)의 내부에 끼워지도록 구성할 수 있다.
이 경우 배면링(12)은 외주면의 지름이 유닛 강관(11, 11')의 내주면 지름과 동일하도록 주물 제작 가능하다.
후술할 도 2 등에 도시된 바와 같이, 상기 배면링(12)은 상단 외측을 하향으로 경사지게 형성하여, 배면링(12)의 상단이 상부 유닛 강관(11')의 하부 내측으로 쉽게 삽입되도록 구성할 수 있다. 아울러 도면에는 도시되지 않았으나 배면링(12)의 하단 역시 외측을 상향 경사지게 형성할 수 있다.
한편, 상부 유닛 강관(11')은 하단 외측에 상향으로 경사지게 개선을 형성함으로써, 상하부 유닛 강관(11, 11')의 용접 이음시 용접살이 채워지도록 구성하는 것이 바람직하다.
물론 하부 유닛 강관(11)의 상단 외측에도 개선을 형성할 수 있으나 상부 유닛 강관(11')을 통해 전달되는 수직 하중을 제대로 지지할 수 있도록 이 부분에는 별도의 개선을 형성하지 않아도 된다.
도 2는 배면링에 의해 상하부 유닛 강관이 결합된 상태를 도시하는 단면도이고, 도 3은 스토퍼가 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 평면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부의 유닛 강관(11) 상부 내측에는 배면링(12)의 하단을 지지하는 스토퍼(13)가 결합될 수 있다.
상기 스토퍼(13)는 배면링(12)이 하부의 유닛 강관(11) 상부로 적절하게 돌출될 수 있도록 배면링(12)의 위치를 고정한다.
상기 스토퍼(13)는 도 3과 같이 복수 개가 하부 유닛 강관(11)의 내주면을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나 상기 스토퍼(13)는 링 형상으로 형성하는 것도 가능하다.
상기 스토퍼(13)는 상단에 하부 유닛 강관(11)과의 사이에서 일정한 공간이 형성되도록 삽입홈(131)이 형성되어, 상기 삽입홈(131)에 배면링(12)의 하단이 삽입되어 걸리도록 구성될 수 있다.
상기 삽입홈(131)에 배면링(12)의 하단이 삽입되어 걸리면 배면링(12)을 안정적으로 지지할 수 있다.
도 4는 일실시예에 의한 배면링이 구비된 상부 유닛 강관을 도시하는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 상부 유닛 강관과 하부 유닛 강관의 결합 상태를 도시하는 단면도이다.
도 4의 (a) 내지 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 배면링(12)은 상부의 유닛 강관(11') 하단 주변에 일정 간격으로 절취부(14)를 형성하여 내측으로 절곡되어 일체로 형성되도록 구성할 수 있다.
즉, 상기 배면링(12)은 상부의 유닛 강관(11')과 일체로 형성될 수 있다.
도 4의 (a)에는 상부의 유닛 강관(11') 하단에 일정 간격으로 절취부(14)가 형성된 상태가 도시된다.
상기 절취부(14)는 상부 유닛 강관(11')의 하단을 내측으로 절곡하여 하부 유닛 강관(11)의 상부에 끼워질 수 있도록 상부 유닛 강관(11')의 하단을 따내어 형성한다.
구체적으로 배면링(12) 형성을 위한 절취부(14)는 상부 유닛 강관(11')의 하단을 11자로 절취하되, 상부 유닛 강관(11')의 하부가 절곡되는 부분에서는 배면링(12)의 상부와 연속되도록 역 V자형으로 절취한다.
상기 절취부(14)는 상호 이격되도록 복수 개 형성한다.
이에 상기 절취부(14) 형성에 의하여 상부의 유닛 강관(11') 하단을 내측으로 절곡하면, 도 4의 (b)와 같이 상부의 유닛 강관(11')보다 폭이 좁은 배면링(12)이 형성된다.
이와 같이 배면링(12)을 상부의 유닛 강관(11')과 별도로 구성하지 않고 상부 유닛 강관(11')의 하부에 일체로 형성하면 시공이 보다 용이하다.
아울러 경사진 절곡부에 의해 자연스럽게 용접 개선이 형성될 수 있다(도 5).
상기 절취부(14)의 폭은 아래 수학식에 의해 결정 가능하다.
s=π×(D-d)/n, 여기서, s는 절취부(14) 폭, D는 유닛 강관 외경, d는 유닛 강관 내경, n은 절취부(14) 개수를 각각 의미한다.
상하부 유닛 강관(11, 11')의 지름이 같은 경우, 축관된 배면링(12)의 외경이 하부 유닛 강관(11)의 내경과 동일하도록 유닛 강관 외경의 원주와 유닛 강관 내경의 원주 차이가 절취부(14) 폭의 합과 동일하도록 구성한다.
이 경우 축관시 배면링(12)에 틈이 발생하지 않는다.
상기 절취부(14)의 개수를 최소화하면서도 상부 유닛 강관(11')의 하단을 절곡하여 축관시 단면이 원형을 유지할 수 있도록 하기 위해서는 절취부(14)의 개수를 5개로 하는 것이 바람직하다.
도 6은 선단팁이 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 최하부의 유닛 강관(11) 하단에는 원통형으로 두께가 유닛 강관(11)의 두께보다 큰 선단팁(15)이 결합될 수 있다.
일반적으로 파일 항타시에는 항타에너지에 의해 파일 선단부가 손상되게 된다. 따라서 최하부의 유닛 강관(11) 하부에 두께가 두꺼운 선단팁(15)을 결합하여 파일 선단부의 손상을 방지할 수 있도록 하였다.
상기 선단팁(15)에 의하여 파일 선단의 순단면적이 증가되므로 선단 지지력이 증가한다.
상기 선단팁(15)은 상단 외주면에 결합단턱을 형성함으로써, 선단팁(15)의 상단을 최하부 유닛 강관(11)의 하부에 삽입하고, 이들 부재의 결합부를 용접(W)하여 결합할 수 있다.
도 7은 변단면 선단팁이 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 최하부의 유닛 강관(11) 하단에는 변단면 선단팁(16)이 결합되되, 상기 변단면 선단팁(16)은 최하부의 유닛 강관(11)의 하단에 결합되는 원통 형상의 결합부(161), 상기 결합부(161)의 하부에 연장 형성되는 것으로 하부로 갈수록 지름이 작아지는 연결부(162) 및 상기 연결부(162)의 하부에 연장 형성되는 원통 형상의 선단부(163)로 구성할 수 있다.
상기 강관 파일(1)을 지반에 쉽게 근입하기 위하여 최하부의 유닛 강관(11) 하부에 선단 지름이 작은 변단면 선단팁(16)을 결합할 수 있다.
상기 변단면 선단팁(16)은 결합부(161), 연결부(162) 및 선단부(163)로 구성된다.
상기 결합부(161)는 원통 형상으로, 최하부의 유닛 강관(11)의 하단에 용접 등으로 결합된다.
상기 연결부(162)는 결합부(161)의 하부에서 연장 형성되는 것으로, 하부로 갈수록 지름이 작아진다. 이에 따라 도 7과 같이 하향 외측으로 하중을 분산하여 지지력을 향상시킬 수 있다.
상기 선단부(163)는 연결부(162)의 하부에 연장 형성되는 것으로, 원통 형상으로 이루어진다.
상기 선단부(163)는 유닛 강관(11, 11')에 비하여 적은 단면적을 가지므로, 지반 근입성을 향상시켜 강관 파일(1)의 장기침하량을 저감시킬 수 있다.
도 8은 타격용 헤드가 구비된 본 발명 강관 파일을 도시하는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 최상부 유닛 강관(11')은 상단에 타격용 헤드(17)가 결합될 수 있다.
상기 타격용 헤드(17)에 의하여 파일 항타시 소음 발생 및 두부 손상을 방지할 수 있다.
상기 타격용 헤드(17)는 최상부 유닛 강관(11')의 상단 내부로 삽입되어 끼워질 수 있도록 하부에 돌출부 형성이 가능하다.
이 경우 최상부 유닛 강관(11')의 상단에 삽입된 타격용 헤드(17) 하부의 돌출부가 유닛 강관(11')의 상단 내측면을 지지하게 된다. 그러므로 타격기(2)에 의한 강관 파일(1) 타격시 유닛 강관(11')의 상단이 타격기(2)의 타격에 의해 내측으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라 상기 타격용 헤드(17)는 유닛 강관(11')의 상단을 폐쇄하는 커버 역할을 한다. 이에 따라 강관 파일(1)의 내부로 토사가 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 결국 강관 파일(1) 내부에 그라우팅재 속채움시 파일 내력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
1: 강관 파일
11, 11': 유닛 강관
12: 배면링
13: 스토퍼
131: 삽입홈
14: 절취부
15: 선단팁
16: 변단면 선단팁
161: 결합부
162: 연결부
163: 선단부
17: 타격용 헤드
2: 타격기

Claims (7)

  1. 복수의 유닛 강관(11, 11')이 길이 방향으로 상호 연결되는 강관 파일(1)에 관한 것으로,
    상부는 상부의 유닛 강관(11') 하단에 결합되고, 하부는 하부의 유닛 강관(11) 상단 내측에 삽입되는 배면링(12)이 구비되어, 상하부의 유닛 강관(11, 11')이 용접에 의해 상호 결합되되,
    상기 배면링(12)은 상부의 유닛 강관(11') 하단 주변에 일정 간격으로 절취부(14)를 형성하여 내측으로 절곡되어 일체로 형성되고,
    상기 절취부(14)의 폭은 아래 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 강관 파일.
    s=π×(D-d)/n
    여기서,
    s : 절취부(14) 폭
    D : 유닛 강관 외경
    d : 유닛 강관 내경
    n : 절취부(14) 개수
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    최하부의 유닛 강관(11) 하단에는 원통형으로 두께가 유닛 강관(11)의 두께보다 큰 선단팁(15)이 결합되는 것을 특징으로 하는 강관 파일.
  7. 제1항에서,
    최하부의 유닛 강관(11) 하단에는 변단면 선단팁(16)이 결합되되, 상기 변단면 선단팁(16)은 최하부의 유닛 강관(11)의 하단에 결합되는 원통 형상의 결합부(161), 상기 결합부(161)의 하부에 연장 형성되는 것으로 하부로 갈수록 지름이 작아지는 연결부(162) 및 상기 연결부(162)의 하부에 연장 형성되는 원통 형상의 선단부(163)로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 파일.
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