KR101893658B1 - 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치에 있어서, 모노피일 시공용 굴착공 상부에 삽입되고 말뚝 철근망이 관통하는 원통 형태의 삽입부와, 상기 삽입부의 일측 끝단에 프랜지 형태로 돌출되는 거치부를 구비하는 캡하단;및 일측의 직경이 타측의 직경보다 작게 형성되는 철근망지지부, 경사 원통부가 상기 일측과 타측 사이에 형성되며, 상기 타측 끝단에 프랜지 형태로 돌출되는 캡상단지지부가 구비되는 캡상단을 포함하여, 상기 캡하단은 상기 굴착공 상부에 삽입되고 상기 거치부가 상기 굴착공 외주 모서리에 거치되며, 상기 캡상단지지부가 상기 거치부와 면으로 접하도록, 상기 캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치되는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치에 관한 것이다.

Description

모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법{APPARATUS FOR A MOLD FOR JOINT PART BETWEEN CASE IN PLACE UPER END OF PILE AND REAR BRIDGE FOR MONOPILE CONSTRUNCTION}

본 발명은 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 말뚝-기둥 시공에서 장축의 말뚝-기둥 철근망의 양중 및 굴착공 삽입을 용이하게 하는 기능이 가능하며, 말뚝 부분과 기둥 부분 연속 일괄 타설을 가능하도록 하는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법에 관한 것이다.

현장 타설 말뚝은, 긴 pile 형태의 구조물을 지면에서 일정 깊이로 파 묻는 것으로 건물의 기초이면서, 지상 구조물의 기둥이 되기도 한다. 일반적인 현장 타설 말뚝은 일정 깊이와 직경으로 지면에 굴착공을 형성하고, 말뚝 철근망을 삽입한 후, 콘크리트 타설한다.

도 1에는 현재의 말뚝-기둥 시공 방법 사진을 나타내었다.

도 1에 나타낸 바와 같이 현장 타설 말뚝은 말뚝 철근망을 양중하여, 굴착공에 삽입하고, 삽입된 상태에서 철근망의 직립성을 확보한후, 거푸집을 설치하여, 콘크리트 타설한다.

이와 같은 현재의 현장 타설 말뚝 시공방법에서는 여러가지 시공의 어려운 점이 나타난다.

우선 굴착공과 지면이 만나는 지점을 기준으로 그 아래를 말뚝, 지면에 노출되는 부분을 기둥으로 규정할 수 있는데, 말뚝과 기둥이 만나는 지면 근처에서는 콘크리트 일괄 타설이 어렵다. 즉, 굴착공에 말뚝 철근망을 삽입한 후, 콘크리트 타설시, 지면 아래 부분인 말뚝 구간에만 1차 콘크리트 타설 하고, 말뚝 부분 콘크리트 양생이 완료된 후, 콘크리트 이어치기 시공법으로 기둥 부분의 콘크리트 타설을 진행한다. 콘크리트 이어치기는 이어치기면의 면처리와 같은 추가적인 시공 과정이 적용되어야 하며, 온습도를 포함하는 시공 현장의 기우에 따라서 이어치기 시간이 달리지는 어려움이 있으며, 특히 이어치기한 이음면의 응력 불량 문제도 예상 할 수 있다. 이 1, 2차 콘크리트 타설을 일괄처리 하기 위해서는 도 1(a)에 나타낸 바와 같이 굴착공아래 거푸짚 기능이 가능하며, 지면위 기둥 부분의 콘크리트 타설을 위한 거푸집 연결이 가능한 강체의 구조물이 설치되어야 하는 어려움이 있다.

또한, 현재의 말뚝 시공에서는, 말뚝-기둥의 길이가 길어지면 거대한 철근망을 양중하고 굴착공에 삽입하며, 직립성을 확보하는 작업 자체가 매우 어려운 작업이며, 위험도가 높다. 특히 말뚝과 기둥의 직경이 다른 구조물에서는, 철근망의 직경도 달라지는데, 서로 다른 직경의 철근망을 조립하여야 하며, 이렇게 조립된 긴 길이의 철근망은 양중하여 굴착공에 삽입하는 과정에서, 조립 부분이 휘거나 분리될 수도 있으며, 직경이 다른 거푸집을 지면 위 아래 설치하는 것은 어려움이 많다.

따라서 말뚝-기둥 시공에서 장축의 말뚝-기둥 철근망의 양중 및 굴착공 삽입을 용이하게 하는 기능이 가능하며, 말뚝 부분과 기둥 부분 연속 일괄 타설을 가능하도록 하는 거푸집 장치 개발이 필요한 실정이다.

한국 공개특허 10-2015-0075405

한국 등록실용신안 20-0235100

따라서 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 일 실시예에 다르면, 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 시공시, 지면을 기준으로 지면아래 말뚝 부분과 지면 상부 일정 높이까지의 기중 부분의 콘크리트 타설이 일괄 진행됨으로써, 일반적인 모노파일 시공시 형성되는 construction joint가 형성되지 않는다. 따라서 말뚝과 기둥으로 이어지는 연결 부분의 콘크리트 재질의 연속성의 확보할 수 있는 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 직경이 서로 다른 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 시공시, 서로 다른 직경의 말뚝-기둥 철근망을 굴착공 내에서 연결 삽입하게 되며, 직립성이 확보된 상태에서는 캡상단의 철근망지지부의 지지 능력으로 양생 진행 과정까지 철근망의 직립성을 유지할 수 있는 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본발명의 제1목적은 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치에 있어서, 모노피일 시공용 굴착공 상부에 삽입되고 말뚝 철근망이 관통하는 원통 형태의 삽입부와, 상기 삽입부의 일측 끝단에 프랜지 형태로 돌출되는 거치부를 구비하는 캡하단;및 일측의 직경이 타측의 직경보다 작게 형성되는 철근망지지부, 경사 원통부가 상기 일측과 타측 사이에 형성되며, 상기 타측 끝단에 프랜지 형태로 돌출되는 캡상단지지부가 구비되는 캡상단을 포함하여, 상기 캡하단은 상기 굴착공 상부에 삽입되고 상기 거치부가 상기 굴착공 외주 모서리에 거치되며, 상기 캡상단지지부가 상기 거치부와 면으로 접하도록, 상기 캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치되는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 캡상단이 축방향 절개부를 더 구비하여, 상기 캡상단이 적어도 두 개 이상으로 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 굴착공의 직경이 D 이고, 상기 삽입부의 외경이 A이며 상기 삽입부의 두께가 T일때, A-D=2T인 것을 특징으로 할 수 있다

또한, 상기 거치부의 일측 끝단면이 상기 굴착공 외주의 지반선과 일치하도록 상기 캡하단이 상기 굴착공에 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 철근망지지부의 내면에 상기 말뚝 철근망의 외주와 접하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 거치부에 볼트와 나사결합이 가능한 나사산이 내주면에 형성된 관통공이 형성되고, 상기 캡상단지지부에는 볼트가 관통하는 볼트 관통부가 형성되며, 서로 맞춤되어, 상기 거치부와 상기 캡상단지지부가 볼트로 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 원통형이며, 외주면과 내주면을 관통하는 버팀봉 관통구가 형성되는 버팀봉 거치대;및 상기 버팀봉 관통구에 삽입되는 버팀봉을 포함하여, 상기 굴착공에 삽입된 상기 캡하단 상부에, 상기 버팀봉 거치대를 배치하고, 상기 말뚝 철근망을 양중하여 굴착공에 인입하며, 상기 버팀봉을 상기 버팀봉 관통공에 슬라이드 삽입하여, 상기 말뚝 철근망의 띠철근이 걸침되어 상기 철근망이 양중 상태를 유지하며, 또 다른 말뚝 철근망을 양중하여 상기 말뚝 철근망과 연결할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 철근이 관통할 수 있는 두 개의 원통 구조가 서로 평행하게 배치되어 연결된 철근 커플러를 더 포함하며, 서로 다른 직경의 상기 말뚝 철근망을 다단으로 연결할 때, 1단 철근망과 상기 1단 철근망보다 직경이 작은 2단 철근망의 중심축을 일치시키고, 상기 1단 철근망의 철근과 상기 2단 철근망의 철근을 상기 철근 커플러의 두 개의 철근 관통공에 각각 삽입하여, 상기 1단 철근망과 상기 2단 철근망을 연결하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 의한 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법에 있어서, 캡하단을 굴착공에 삽입하고, 거치부를 상기 굴착공 상부 모서리에 거치하는 단계; 캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치하여, 상기 거치부에 상기 캡상단지지부가 맞대어 체결되는 단계;및 상기 굴착공 및 상기 캡상단 원통 내부에 콘크리트 타설하는 단계를 포함하는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 제2목적은 제8항에 의한 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법에 있어서, 캡하단을 굴착공에 삽입하여, 거치부를 상기 굴착공 상부 모서리에 거치하고, 버팀봉 거치대를 상기 캡하단의 삽입부와 중심축이 일치하도록, 상기 거치부 상부에 배치하는 단계; 1단 철근망을 상기 버팀봉 거치대를 관통하여 상기 굴착공에 인입하는 단계; 버팀봉을 버팀봉 관통공에 슬라이드 결합하여, 상기 1단 철근망의 띠 철근이 상기 버팀봉에 걸침되어, 상기 버팀봉이 상기 1단 철근망을 양중하는 단계; 2단 철근망을 양중하여, 상기 1단 철근망과 연결하는 단계; 상기 버팀봉 및 상기 버팀봉 거치대를 탈거하는 단계; 연결된 상기 1단 철근망과 상기 2단 철근망을 상기 굴착공에 인입하는 단계; 캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치하여, 상기 거치부와 상기 캡상단지지부가 맞대어 체결되는 단계; 상기 굴착공 및 상기 캡상단 원통 내부에 콘크리트 타설하는 단계를 포함하는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법은, 지면을 기준으로 지면아래 말뚝 부분과 지면 상부 일정 높이까지의 기중 부분의 콘크리트 타설이 일괄 진행됨으로써, 일반적인 모노파일 시공시 형성되는 construction joint가 형성되지 않는다. 따라서 말뚝과 기둥으로 이어지는 연결 부분의 콘크리트 재질의 연속성의 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법은, 직경이 서로 다른 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 시공시, 서로 다른 직경의 말뚝-기둥 철근망을 굴착공 내에서 연결 삽입하게 되며, 직립성이 확보된 상태에서는 캡상단의 철근망지지부의 지지 능력으로 양생 진행 과정까지 철근망의 직립성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

도 1. 현재의 말뚝-기둥 시공 방법 사진
도 2. 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치가 적용된 상태의 측면도.
도 3. 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치의 캡상단 평면도
도 4. 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치의 버팀봉 거치대와 버팀봉이 결합한 상태의 평면도.
도 5. 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 직경이 서로 다른 철근 연결에 적용된 상태의 측면도
도 6. 도 5에 의 상태에 대한 평면도.
도 7. 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 직경이 서로 다른 철근 연결에 적용된 시공 방법의 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할

수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치 및 시공방법의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치가 적용된 상태의 측면도를 도시하였다.

도 2의 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 장치는 캡하단(100)과 캡상단(200)으로 구성될 수 있다.

캡하단(100)은 굴착공에 삽입되고, 말뚝-기둥 철근이 관통할 수 있는 원통형 구조체인 삽입부(110)와, 삽입부 일측에 형성된 프랜지 구조의 거치부(120)를 구비할 수 있다. 삽입부(110)의 직경과 길이는 굴착공의 직경 및 깊이에 따라 결정될 수 있으며, 프랜지 구조의 거치부(120)는, 삽입부가 굴착공에 삽입되면, 굴착공 외주 지면에 거치되어 삽입부가 더 이상 굴착공으로 삽입되지 않도록 캡하단을 고정한다.

캡상단(200)은 경사 원통부(220)를 구비하며, 직경이 작은 일측에는 원통형 철근망지지부(230)가 형성되고, 직경이 큰 타측에는 프랜지 형상의 캡하단지지부(210)가 형성될 수 있다. 캡하단지지부는 캡하단의 거치부(120)와 면으로 접하여 고정됨으로써 캡상단을 캡하단에 고정한다. 철근망지지부는 말뚝-기둥 철근망이 기울어지지 않도록 측면을 지지하여, 말뚝-기둥 철근망을 지지한다. 따라서 말뚝-기둥 철근망 지지부의 직경(b)는 말뚝-기둥 철근망의 외주 직경에 근사하게 제작됨으로써, 말뚝-기둥 철근망 설치시 철근망지지부의 내면에 말뚝-기둥 철근망이 접할 수 있다(C).

또한, 말뚝-기둥 및 구조물의 형태에 따라서, 경사 원통부(220)와 캡상단지지부(210) 사이에 일정한 직경과 길이를 갖는 기둥 원통부가 추가로 배치되어, 경사 원통부가 지면에서 연직 상방으로 이동될 수 있다(D). 즉, 지면아래 말뚝 부분의 직경이, 지상까지 돌출되어 형성 될 수 있다.

도 2에 도시된 철근망 결합 상태에서 확인 할 수 있듯이, 캡하단은 지면의 일부로 사용되며, 캡상단은 말뚝-기둥의 지상 부분의 거푸집 기능을 할 수 있다.

캡하단의 삽입부 내경(d)이 굴착공 내경과 동일하게 제작하여, 굴착공 삽입시 굴착공 내면과 삽입부 내면이 일치하도록 측면 매립 될 수 있다(B). 또한 삽입부가 굴착공에 삽입되면, 거치부의 일측 끝면이 지면과 일치하도록 거치부의 두께만큼 지면에 매립되도록 할 수 있다.(A) 캡하단은 희생 부재로서, 말뚝-기둥의 콘크리트 타설 후, 탈거되지 않고 그대로 건물의 건축 부재로 사용된다. 따라서 굴착공 시공시, 굴착공 입구에 캡하단에 맞춤될 수 있는 공간과 형상을 형성하여, 캡하단이 돌출되지 않도록 할 수 있다.

캡상단(200)은 말뚝-기둥 콘크리트 타설 후 양생이 완료되면, 탈거하여 재활용할 수 있으며, 캡상단과 캡하단(100) 각 부위의 직경은 말뚝-기둥의 직경에 따라서 변화 될 수 있다.

캡하단과 캡상단의 체결은 거치부에 볼트체결공과, 캡상단 지지부에 볼트 관통공이 형성되어 볼트(240) 체결함으로써 고정될 수 있다.

캡하단은 굴착공 형성 후, 굴착공에 삽입 설치되며, 캡상단은 캡하단 설치 후, 설치될 수 있으며, 말뚝-기둥 철근망이 철근망지지부를 통하여 굴착공으로 삽입될 수 있다. 또는, 캡하단 설치 및 말뚝-기둥 철근망 삽입 후, 말뚝-기둥 철근망 측면에서 체결될 수 있다.

도 3. 본 발명의 일 실시예에 따른 절개부를 갖는 캡상단 평면도를 나타내었다. 캡상단은 말뚝-기둥이 굴착공에 삽입된 후 설치되는 것이 용이하다, 앞서 설명한 바와 같이, 캡상단의 철근망지지부의 직경이 말뚝-기둥 직경에 근사할 수 있고, 말뚝 직경이 기둥 직경보다 크게 시공될 수도 있기 때문에, 말뚝-기둥 철근이 양중되어 굴착공에 삽입된 상태에서 캡상단이 설치될 수 있도록 캡상단 측면에 절개부(250)가 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 절개부(250)에 의해서 캡상단은 두 개의 부재로 분리될 수 있으며, 말뚝-기둥 철근망 삽입후 캡하단에 고정하는 것이 용이하다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이 캡하단과의 체결 방법은 탑다운 방식의 볼트 조립이므로, 캡상단을 말뚝-기둥의 측면에서 설치한다고 해도 캡상단과 캡하단의 체결 과정에 방해가 되는 요소도 없다. .

철근망지지부(230)는 캡상단이 캡하단과 결합한 지면으로부터 이격된 위치에 있으며, 그 이격 거리가 시공 현장, 건물 구조에 따라 다를 수 있다. 이격 거리가 멀 경우에는 도 3에 도시된 바와 같은 절개부(250)를 갖는 캠상단이 적용되면, 철근망지지부에 철근망의 측방 하중이 인가될 때 절개부가 이격될 수 있다. 따라서 철근망지지부의 외경(b)에 맞게 띠 철근을 포함한 절개부(250) 이격방지 부재를 추가로 사용할 수 있다.

도 4. 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치의 버팀봉 거치대(300)와 버팀봉(310)이 캡하단에 설치된 상태의 측면도와 평면도를 나타내었다.

도 4에 나타낸 바와 같이 버팀봉 거치대(300)는 원통형 구조체에 버팀봉 관통구가 형성된 형태이다. 내경은 캡하단 삽입부의 내경(d)와 같거나 클 수 있다. 버팀봉(310)은 버팀봉 거치대에 형성된 버팀봉 관통구를 통하여 슬라이드 결합할 수 있다. 도 4와 같이 버팀봉 거치대가 캡하단 상부에 배치되고, 말뚝-기둥 철근망이 삽입된 후, 버팀봉(310)이 버팀봉 거치대에 슬라이드 결합하게 되면, 말뚝-기둥 철근망의 띠철근이 버팀봉에 거치될 수 있다. 따라서 말뚝-기둥 철근망은 버팀봉에 걸침되고, 버팀봉은 버팀봉 거치대에 의해서 캡하단에 상부의 거치부에 거치되어, 결국 말뚝-기둥 철근망을 굴착공에 삽입한 상태에서 양중된 상태를 유지할 수 있다. 캡하단의 거치부는 말뚝-기둥 철근망의 하중을 굴착공 입구 주면의 지면에 고르게 분산시킴으로써, 철근망의 하중이 크더라도 양중 상태를 유지 할 수 있도록 한다. 특히 굴착공 주변에서 토사 유실이 발생하는 연약 지면에서는 거치부의 넓이, 또는 두께를 조절하여, 중량 철근망의 버팀봉을 이용한 양중이 용이하도록 할 수 있다.

버팀봉 거치대의 버팀봉 관통구는 복수개가 슬라이드 결합할 수 있도록 버팀봉 거치대의 원통 중심축 방향으로 이격되어 복수개가 형성될 수 있다. 또는, 버팀봉이 버팀봉 거치대의 내부 원통부분을 가로지르지 않고, 말뚝-기둥 철근망이 걸침될 만큼만 버팀봉 거치대(300) 내면에 돌출되도록 슬라이드 결합할 수 있다. 이렇게 함으로써 다수의 버팀봉을 버팀봉 거치대에 결합하여, 철근망의 띠 철근이 다수의 버팀봉에 의해 걸침 될 수 있으며, 말뚝-기둥 철근망의 간격이 좁아서 버팀봉이 철근망을 관통하지 못하는 경우에 적용가능 하다. .

버팀봉 거치대와 버팀봉은 다수의 철근망을 연결하여, 하나의 긴 철근망을 제작할때 사용될 수도 있다. 말뚝-기둥의 길이가 길어지면, 철근망도 길어 진다. 말뚝-기둥 철근망을 철근망의 축이 연직 방향과 평행하도록 양중하여, 굴착공에 삽입하기 위해서는, 굴착공 주위에 양중기가 배치되고, 철근망이 양중될수 있는 공간이 필요하다. 특히 이렇게 긴 철근망은 하중이 매우 커서, 시공시 안전 사고의 위험도 높다. 따라서 시공은 안정성, 편의성을 고려하면, 여러 개의 짧은 철근망을 굴착공에 삽입하고, 철근망 연결 작업을 번갈아 진행하면, 시공성을 높일 수 있을 것이다. 이를 위해서는 철근망이 굴착공에 삽입될 때 양중 상태를 유지하여야 하며, 그 상태에서 또 다른 철근망을 양중하여 굴착공에 삽입 양중된 철근망과 연결함으로써, 시공성과 편의성을 높일 수 있다.

버팀봉 거치대(300)는 측면에 절개부를 가짐으로써 두 개 이상의 부재로 분리될 수 있다. 버팀봉 거치대는 소모성 희생 부재가 아니므로, 철근망이 굴착공에 삽입된 상태에서 설치와 해체가 용이할 필요가 있다. 도 3에 도시된 절개부를 갖는 캡상단과 마찬가지로, 버팀봉 거치대에 절개부를 적용하여, 철근망이 굴착공에 삽입된 상태에서도, 자유로이 설치/해체가 용이하도록 할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치가 직경이 서로 다른 철근 연결에 적용된 상태의 측면도이며, 도 6에는 도5에 의한 상태의 평면도를 도시하였다.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이 말뚝-기둥의 직경이 서로 다를 경우에는 굴착공 부근에서 직경이 서로 다른 철근망의 철근이 연결되어야 한다. 도 4에 도시된 버팀봉과 버팀봉거치대를 사용하더라도, 서로 다른 철근망을 연결하기 위해서는 별도의 장치가 필요하다. 왜냐하면, 서로 다른 직경의 철근망에서는 각각의 철근 배치 간격이 다를 수 있기 때문에 철근망 연결 조립의 과정이 매우 복잡할 수 있다. 도 4에 도시된 버팀봉과 버팀대를 이용한 철근망 양중 상태를 오래 유지 하는 것은, 양중된 철근망의 변형과 같은 문제를 야기할 수 있으므로, 가능한 양중 시간을 줄이는 것이 바람직하다.

도 5내지 도 6에 도시된 철근커플러(320)를 사용하면 서로 다른 직경의 말뚝-기둥 철근망을 간편하게 연결할 수 있다. 도시된 바와 같이 철근 커플러는 철근이 관통할 수 있는 두 철근관통용 원통이 서로 나란히 배치되어 고정된 구조물이다.

도 6에 도시된 바와 같이 철근 커플러는 직경 서로 다른 철근망의 철근을 고정시켜주는 부재이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 버팀봉과 버팀봉 거치대를 이용한 다단 철근망의 연결은, 철근망이 그 축이 연직으로 직립된 상태에서 진행된다. 따라서, 측면 하중보다는 연직방향 하중이 큰 상태이며, 연결되는 두 철근망의 중심축이 틀어지지 않도록 연결하면, 이후 시공 과정에서 문제가 없다. 만일에 말뚝-기둥 철근망을 평지에서, 철근망이 누워있는 상태에서 조립한 후, 양중하여 직립시키면, 자체 하중으로 인해서, 직립과정에서 연결부위가 휘거나 파손될 수 있다. 그러나 이미 직립성이 확보된 철근망을 연결하는 방법을 적용하면, 위에 설명한 문제점의 발생 가능성이 매우 낮다.

도 5 내지 도 6에 도시된 철근 커플러는, 직경이 다른 두 철근망의 중심축을 일치시키고, 고정시키는 기능으로서, 두 철근망의 무게 중심의 수평위치를 동일하게 유지 시킴으로써, 이동시 가능성을 줄일 수 있고, 시공성도 향상 시킬 수 있다. 또한, 철근 커플러의 구조가 간단하고, 장착도 용이하여, 연결시간을 단축시킴으로써 시공 및 작업 효율을 높일 수 있다.

도 5 내지 도 6에 도시된 서로 다른 직경의 철근망 연결 방법도, 도 4에 도시된 버팀봉, 버팀봉 거치대를 이용한 굴착공내 철근망 양중 방법을 이용한 것이다.

도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 직경이 서로 다른 철근 연결에 적용된 시공 방법의 순서도를 도시하였다.

도 7에 도시된 바와 같이 굴착공에 캡하단을 삽입 설치한다. 설치된 캡하단, 굴착공에 말뚝-기둥 철근망을 삽입한다. 이때 동일한 직경의 철근망을 다단으로 연결하여 철근망이 굴착공 바닥에 닿게 할 수 있다. 굴착공의 지면 아래 부분인 말뚝 부분의 철근망 삽입이 완료되면, 직경이 다른 기둥부분 철근망을 양중하여, 기 설치된 철근망 상부에 위치 시킨다. 기둥 부분 철근망은 양중된 상태이므로, 측면 방향의 작은 힘에도 수십cm정도의 위치 변위는 가능하다. 따라서 철근 커플러를 이용한, 두 철근망의 철근 결합은 매우 용이하게 진행 될 수 있다. 두 개의 철근망이 연결되면, 버팀봉, 버팀봉 거치대를 탈거하고, 캡상단을 설치하고, 캡하단과 결합하여 고정한다.

이 상태에서 콘크리트 타설하게 되면 서로 다른 직경의 말뚝-기둥 철근망을 굴착공 내에서 연결 삽입하게 되며, 직립성이 확보된 상태에서는 캡상단의 철근망지지부의 지지 능력으로 양생 진행 과정까지지 철근망의 직립성이 확보될 수 있다.

또한 지면을 기준으로 지면아래 말뚝 부분과 지면 상부 일정 높이까지의 기중 부분의 콘크리트 타설이 일괄 진행됨으로써, 일반적인 모노파일 시공시 형성되는 construction joint가 형성되지 않는다. 따라서 말뚝과 기둥으로 이어지는 연결 부분의 콘크리트 재질의 연속성의 확보할 수 있다.

또한 Construction Joint 형성 후 콘크리트 이어치기 공법을 사용할 경우에, 이어치기면에서 2차 콘크리트와의 접합 성능 저하 문제을 방지하기 위하여, 이어치기면에 대한 별도의 처리가 필요하다. 접합 성능이 저하되면 기둥의 전단 응력이 매우 약할 수 있기 때문이다. 하지만 본 발명에 의한 거푸집 장치를 사용하면, 캡상단의 경사 원통부 때문에 자연스럽게 돌출된 원추형 기둥이 형성될 수 있다. 따라서 이어치기 면이 평면이 아니므로, 기둥 설치를 위한 2차 콘크리트 타설시 그 접면의 전단응력에 향상될 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100. 캡하단
110. 삽입부
120. 거치부
200. 캡상단
210. 캡상단지지부
220. 경사 원통부
230. 철근망지지부.
240. 볼트.
300. 버팀봉 거치대
310. 버팀봉
320. 철근 커플러

Claims (10)

1. 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치에 있어서,
   모노피일 시공용 굴착공 상부에 삽입되고 말뚝 철근망이 관통하는 원통 형태의 삽입부와, 상기 삽입부의 일측 끝단에 프랜지 형태로 돌출되는 거치부를 구비하는 캡하단;및
   일측에 원통형 철근망지지부와, 타측에 프랜지 형태의 캡상단지지부를 구비하고, 일측에서 타측 방향으로 직경이 커지는 경사 원통부가 상기 철근망지지부와 상기캡상단지지부 사이에 배치되는 캡상단을 포함하여,
   상기 캡하단은 상기 굴착공 상부에 삽입되고 상기 거치부가 상기 굴착공 외주 모서리에 거치되며,
   상기 캡상단지지부가 상기 거치부와 면으로 접하도록, 상기 캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치되고,
   원통형이며, 외주면과 내주면을 관통하는 버팀봉 관통구가 형성되는 버팀봉 거치대; 및 상기 버팀봉 관통구에 삽입되는 버팀봉을 포함하여, 상기 굴착공에 삽입된 상기 캡하단 상부에, 상기 버팀봉 거치대를 배치하고, 상기 말뚝 철근망을 양중하여 굴착공에 인입하며, 상기 버팀봉을 상기 버팀봉 관통공에 슬라이드 삽입하여, 상기 말뚝 철근망의 띠철근이 걸침되어 상기 철근망이 양중 상태를 유지하며, 또 다른 말뚝 철근망을 양중하여 상기 말뚝 철근망과 연결할 수 있는 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 캡상단이 축방향 절개부를 더 구비하여,
   상기 캡상단이 적어도 두 개 이상으로 분리되는 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 굴착공의 직경이 D 이고, 상기 삽입부의 외경이 A이며 상기 삽입부의 두께가 T일때, A-D=2T인 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 거치부의 일측 끝단면이 상기 굴착공 외주의 지반선과 일치하도록 상기 캡하단이 상기 굴착공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 철근망지지부의 내면에 상기 말뚝 철근망의 외주와 접하는 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 거치부에 볼트와 나사결합이 가능한 나사산이 내주면에 형성된 관통공이 형성되고, 상기 캡상단지지부에는 볼트가 관통하는 볼트 관통부가 형성되며, 서로 맞춤되어, 상기 거치부와 상기 캡상단지지부가 볼트로 체결되는 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   철근이 관통할 수 있는 두 개의 원통 구조가 서로 평행하게 배치되어 연결된 철근 커플러를 더 포함하며,
   서로 다른 직경의 상기 말뚝 철근망을 다단으로 연결할 때
   1단 철근망과 상기 1단 철근망보다 직경이 작은 2단 철근망의 중심축을 일치시키고,
   상기 1단 철근망의 철근과 상기 2단 철근망의 철근을 상기 철근 커플러의 두 개의 철근 관통공에 각각 삽입하여, 상기 1단 철근망과 상기 2단 철근망을 연결하는 것을 특징으로 하는 모노파일 시공을 위한 현장타설말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치.
   
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법에 있어서,
   캡하단을 굴착공에 삽입하고, 거치부를 상기 굴착공 상부 모서리에 거치하는 단계;
   캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치하여, 상기 거치부에 캡상단지지부가 맞대어 체결되는 단계;및
   상기 굴착공 및 상기 캡상단 원통 내부에 콘크리트 타설하는 단계를 포함하는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법.
   
10. 제8항에 의한 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법에 있어서,
    캡하단을 굴착공에 삽입하여, 거치부를 상기 굴착공 상부 모서리에 거치하고, 버팀봉 거치대를 상기 캡하단의 삽입부와 중심축이 일치하도록, 상기 거치부 상부에 배치하는 단계;
    1단 철근망을 상기 버팀봉 거치대를 관통하여 상기 굴착공에 인입하는 단계;
    버팀봉을 버팀봉 관통공에 슬라이드 결합하여, 상기 1단 철근망의 띠 철근이 상기 버팀봉에 걸침되어, 상기 버팀봉이 상기 1단 철근망을 양중하는 단계;
    2단 철근망을 양중하여, 상기 1단 철근망과 연결하는 단계;
    상기 버팀봉 및 상기 버팀봉 거치대를 탈거하는 단계;
    캡상단을 상기 캡하단 상부에 배치하여, 상기 거치부와 상기 캡상단지지부가 맞대어 체결되는 단계;및
    상기 굴착공 및 상기 캡상단 원통 내부에 콘크리트 타설하는 단계를 포함하는 모노파일 시공을 위한 현장 타설 말뚝 상단과 교각 하단 사이 연결부 거푸집 장치를 이용한 시공 방법.
    
    
    

Images