KR101980152B1 - 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기둥부(110)와, 상기 기둥부(110)의 하단에 결합한 바닥판(120)을 구비한 지주(100)의 파일기초 구조물에 관한 것으로서, 지중에 매설되는 강관말뚝(200); 상기 강관말뚝(200)의 외주를 둘러 간격을 두고 설치된 측방 영구거푸집(310); 상기 측방 영구거푸집(310)의 하단과 상기 강관말뚝(200)의 사이영역을 폐쇄하도록 설치된 하부 영구거푸집(320); 상기 강관말뚝(200)의 외측, 상기 측방 영구거푸집(310)의 내측 및 상기 하부 영구거푸집(320)의 상측에 형성된 공간에 충전된 충전재(C); 하부가 상기 충전재(C)에 매설되고, 상부가 상기 바닥판(120)에 결합한 앵커(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지주의 파일기초 합성구조물을 제시함으로써, 시공성 및 작업안전성이 우수하고, 응력집중부위를 효율적으로 보강할 수 있으며, 제작비용이 저렴하도록 한다.

Description

지주의 파일기초 합성구조물 및 이를 이용한 지주의 시공방법{COMPOSITE FOUNDATION STRUCTURE FOR POST AND CONSTRUCTION METHOD FOR POST USING THE SAME}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지주의 파일기초 합성구조물 및 이를 이용한 지주의 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에서 지주(post)란 가로등, 표지판, 신호등, 태양광 집광판, 방음벽 등의 설치를 위해 하단이 지중에 매설된 기립 구조물을 의미한다.

종래에는 지주의 기초 구조물로서 콘크리트(현장타설 또는 프리캐스트)를 사용하였으나, 이는 기초 구조물이 과도한 크기와 중량을 가짐에 따라, 시공성 저하, 비용증가의 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위하여, 강관파일을 지주의 기초 구조물로 사용하는 기술(대한민국특허 10-1358985 : 안정성 및 시공성이 우수한 지주 정착 구조물 및 그 시공 방법)이 개발되었다(도 1,2).

이는 지주구조체(20)를 지지하기 위한 기초 구조물에 관한 것으로서, 기초 파일(10)의 상부에 베이스 플레이트(17)가 일체로 형성되고, 지주구조체(20)의 하부플랜지(24)와 위 베이스 플레이트(17)가 볼트결합하는 구성을 취한다.

기초 파일(10)의 하부에는 선단부 회전 및 전도 방지용 날개(15) 복수가 수직방향을 따라 설치된다.

그런데 이러한 종래기술은 다음과 같은 문제가 지적되었다.

첫째, 기초 구조물이 일체형 구조로 형성되어 중량이 크므로(60kg 내외), 단거리의 이동시에도 장비가 필요하여 시공이 불편하고, 정밀한 시공이 어려우며, 작업안정성이 좋지 못하다.

둘째, 지주에 대하여 횡방향 하중 또는 회전하중이 가해지는 경우, 베이스 플레이트(17)가 일체로 형성된 기초 파일(10)의 상부에 응력집중이 발생하는데, 두부 회전 및 전도 방지용 날개(18)만으로는 보강이 부족하고 효율적이지 않다.

셋째, 기초 파일(10)의 상부에 대하여, 베이스 플레이트(17), 두부 회전 및 전도 방지용 날개(18) 등을 용접결합해야 하는데, 이는 과도한 제작비용을 초래한다.

위 종래기술의 도면부호는 당해 종래기술의 설명에 대하여만 한정되는 것으로 한다.

대한민국특허 10-1358985

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 시공성 및 작업안전성이 우수하고, 응력집중부위를 효율적으로 보강할 수 있으며, 제작비용이 저렴한 지주의 파일기초 복합구조물 및 이를 이용한 지주의 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 기둥부(110)와, 상기 기둥부(110)의 하단에 결합한 바닥판(120)을 구비한 지주(100)의 파일기초 구조물에 있어서, 지중에 매설되는 강관말뚝(200); 상기 강관말뚝(200)의 외주를 둘러 간격을 두고 설치된 측방 영구거푸집(310); 상기 측방 영구거푸집(310)의 하단과 상기 강관말뚝(200)의 사이영역을 폐쇄하도록 설치된 하부 영구거푸집(320); 상기 강관말뚝(200)의 외측, 상기 측방 영구거푸집(310)의 내측 및 상기 하부 영구거푸집(320)의 상측에 형성된 공간에 충전된 충전재(C); 하부가 상기 충전재(C)에 매설되고, 상부가 상기 바닥판(120)에 결합한 앵커(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지주의 파일기초 합성구조물을 제시한다.

상기 강관말뚝(200) 및 측방 영구거푸집(310)은 원통형 구조인 것이 바람직하다.

상기 앵커(400)는 "ㄴ"자형 구조이고, 상기 앵커(400)의 하단은 상기 강관말뚝(200)의 외면에 것이 바람직하다.

상기 앵커(400)는 상기 강관말뚝(200)의 주위를 둘러 복수가 설치되고, 상기 복수의 앵커(400)의 외주를 둘러 띠철근(410)이 설치된 것이 바람직하다.

상기 강관말뚝(200)의 외면에는 내부스터드(201)가 외측으로 돌출되도록 설치된 것이 바람직하다.

상기 측방 영구거푸집(310)의 내면에는 외부스터드(311)가 내측으로 돌출되도록 설치된 것이 바람직하다.

상기 강관말뚝(200)의 상단의 높이가 상기 측방 영구거푸집(310)의 상단의 높이보다 높게 형성되고, 상기 강관말뚝(200)의 상단은 상기 기둥부(110)의 하측 트임부에 삽입되는 것이 바람직하다.

상기 충전재(C)의 상부를 폐쇄하도록, 상기 강관말뚝(200)의 상단 및 상기 측방 영구거푸집(310)의 상단에 결합함과 아울러, 상기 앵커(400)의 노출공(331)이 형성되고, 상기 강관말뚝(200)의 상단보다 낮은 위치에 설치된 덮개(330);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 덮개(330)에는 충전재 주입공(332)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 측방 영구거푸집(310) 및 하부 영구거푸집(320)은 강재인 것이 바람직하다.

상기 측방 영구거푸집(310)은 강재이고, 상기 하부 영구거푸집(320)은 합성수지 또는 목재인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법으로서, 지중에 상기 강관말뚝(200)을 매설하는 단계; 상기 앵커(400)를 설치하는 단계; 상기 강관말뚝(200)의 상부에 상기 측방 영구거푸집(310) 및 하부 영구거푸집(320)을 설치하는 단계; 상기 강관말뚝(200)의 외측, 상기 측방 영구거푸집(310)의 내측 및 상기 하부 영구거푸집(320)의 상측에 형성된 공간에 상기 충전재(C)를 충전하는 단계; 상기 지주(100)의 바닥판(120)을 상기 충전재(C)의 상부에 결합하고, 상기 앵커(400)의 상단에 의해 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법을 제시한다.

본 발명은 상기 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법으로서, 지중에 상기 강관말뚝(200)을 매설하는 단계; 상기 앵커(400)를 설치하는 단계; 상기 강관말뚝(200)의 상부에 상기 측방 영구거푸집(310), 하부 영구거푸집(320) 및 덮개(330)를 설치하는 단계; 상기 강관말뚝(200)의 외측, 상기 측방 영구거푸집(310)의 내측, 상기 하부 영구거푸집(320)의 상측 및 상기 덮개(330)의 하측에 형성된 공간에 상기 충전재 주입공(332)을 통해 상기 충전재(C)를 충전하는 단계; 상기 지주(100)의 바닥판(120)을 상기 덮개(330)의 상부에 결합하고, 상기 앵커(400)의 상단에 의해 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법을 제시한다.

본 발명은 시공성 및 작업안전성이 우수하고, 응력집중부위를 효율적으로 보강할 수 있으며, 제작비용이 저렴한 지주의 파일기초 복합구조물 및 이를 이용한 지주의 시공방법을 제시한다.

도 1,2는 종래기술인 대한민국특허 10-1358985의 도면.
도 3 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3은 파일기초 복합구조물의 제1 실시예의 종단면도.
도 4는 파일기초 복합구조물의 제2 실시예의 횡단면도.
도 5는 파일기초 복합구조물의 제3 실시예의 횡단면도.
도 6은 강관말뚝의 사시도.
도 7은 덮개의 사시도.
도 8은 측방 영구거푸집의 사시도.
도 9는 하부 영구거푸집의 사시도.
도 10은 파일기초 복합구조물의 제4 실시예의 분해사시도.
도 11은 파일기초 복합구조물의 제4 실시예의 사시도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로, 기둥부(110)와, 기둥부(110)의 하단에 결합한 바닥판(120)을 구비한 지주(100)의 파일기초 구조물에 관한 것이다.

이는 지중에 매설되는 강관말뚝(200); 강관말뚝(200)의 외주를 둘러 간격을 두고 설치된 측방 영구거푸집(310); 측방 영구거푸집(310)의 하단과 강관말뚝(200)의 사이영역을 폐쇄하도록 설치된 하부 영구거푸집(320); 강관말뚝(200)의 외측, 측방 영구거푸집(310)의 내측 및 하부 영구거푸집(320)의 상측에 형성된 공간에 충전된 콘크리트, 몰탈 등의 충전재(C); 하부가 충전재(C)에 매설되고, 상부가 바닥판(120)에 결합한 앵커(400);를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 파일기초 구조물을 이용한 지주의 시공방법은, 지중에 강관말뚝(200)을 매설하는 단계; 앵커(400)를 설치하는 단계; 강관말뚝(200)의 상부에 측방 영구거푸집(310) 및 하부 영구거푸집(320)을 설치하는 단계; 강관말뚝(200)의 외측, 측방 영구거푸집(310)의 내측 및 하부 영구거푸집(320)의 상측에 형성된 공간에 충전재(C)를 충전하는 단계; 지주(100)의 바닥판(120)을 충전재(C)의 상부에 결합하고, 앵커(400)의 상단에 볼트 등의 체결부재에 의해 고정하는 단계;를 포함하여 구성된다.

즉, 지주(100)를 기본적으로 하단에 결합하는 강관말뚝(200)에 의해 지지하되, 강관말뚝(200)의 상부에 측방 영구거푸집(310) 및 하부 영구거푸집(320)를 설치하고 충전재(C)를 충전하여 보강하고, 그 상부에 지주(100)를 결합하도록 한 것이다.

이는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 상술한 종래의 기초 구조물은 일체형 구조를 현장에서 설치하는 구조임에 비해, 본 발명에 의한 기초 구조물은 강관말뚝(200)을 먼저 지반에 매립하고, 이후 콘크리트 등의 충전재(C)를 타설하여 기초 구조물을 형성하는 구조이므로, 인력에 의한 운반 및 설치가 가능한 중량으로 제조가 가능하여, 단거리의 이동시 장비가 필요 없어 시공이 편리하고, 정밀한 시공이 가능하며, 작업안정성이 우수하다.

둘째, 지주에 대하여 횡방향 하중 또는 회전하중이 가해지는 경우, 강관말뚝(200)의 상단에 응력집중이 발생하는데, 본 발명은 응력집중의 발생부위인 강관말뚝(200)의 상단이 영구거푸집(310,320) 및 충전재(C)에 의해 보강되므로, 자연스럽고 효율적으로 응력집중의 발생부위를 보강하는 구조를 이룰 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.

강관말뚝(200) 및 측방 영구거푸집(310)은 각형 단면 구조를 취할 수도 있으나, 원통형 구조를 취하는 경우, 더욱 안정적인 보강효과를 얻을 수 있다.

상단이 지주(100)의 바닥판(120)에 결합하는 앵커(400)는 그 하부가 충전재(C)에 매립되는 것만으로도 안정적인 결합구조를 이룰 수 있으나, "ㄴ"자형 구조의 앵커(400)의 하단이 강관말뚝(200)의 외면에 용접 등에 의해 결합한 구조를 취하는 경우, 더욱 안정적인 결합구조를 이룰 수 있다는 장점이 있다.

앵커(400)는 강관말뚝(200)의 주위를 둘러 복수가 설치되고, 그 복수의 앵커(400)의 외주를 둘러 띠철근(410)이 설치되는 경우, 철근 콘크리트 기둥에 사용되는 주철근-띠철근 보강구조를 얻을 수 있다.

띠철근(410)은 원형으로 설치될 수도 있고(도 4), 각형으로 설치될 수도 있다(도 5).

강관말뚝(200)의 외면에는 내부스터드(201)가 외측으로 돌출되도록 설치되고, 측방 영구거푸집(310)의 내면에는 외부스터드(311)가 내측으로 돌출되도록 설치되는 경우, 측방 영구거푸집(310), 강관말뚝(200) 및 충전재(C)의 일체형 결합구조에 의해 강관말뚝(200) 상부의 보강효과를 더욱 크게 얻을 수 있다.

강관말뚝(200)은 영구거푸집(310,320)의 설치에 앞서 항타 등에 의해 지반에 매립되는데, 영구거푸집(310,320)의 설치 및 충전재(C)의 타설 이후, 추가적인 항타작업이 필요할 수 있다.

강관말뚝(200)의 상단의 높이가 측방 영구거푸집(310)의 상단의 높이보다 높게 형성되도록 하는 경우, 위와 같은 상황에서 충전재(C)의 상면보다 상부로 돌출된 강관말뚝(200)의 상단을 항타할 수 있으므로, 항타작업으로 인한 충전재(C)의 파손을 방지할 수 있다는 장점이 추가된다.

또한, 상부로 돌출된 강관말뚝(200)의 상단은 지주(100)의 기둥부(110)의 하측 트임부에 삽입되도록 할 수 있으므로, 더욱 안정적인 결합구조를 이루는데 기여할 수 있다.

충전재(C)의 상부가 노출되고, 그 노출면에 지주(100)의 바닥판(120)이 직접 접촉되도록 할 수도 있으나, 보다 정확하고 안정적인 시공을 위해서는 충전재(C)의 상부에 별도의 덮개(330)가 설치되도록 하고, 그 덮개(330)의 상부에 지주(100)의 바닥판(120)이 접촉되어 결합하도록 하는 것이 바람직하다.

이 경우, 덮개(330)는 충전재(C)의 상부를 폐쇄하도록, 강관말뚝(200)의 상단 및 측방 영구거푸집(310)의 상단에 결합하는데, 앵커(400)가 상부로 노출되도록 앵커(400)의 노출공(331)이 형성되고, 상술한 추가 항타작업으로 인한 손상을 방지하기 위하여 강관말뚝(200)의 상단보다 낮은 위치에 설치된다.

이와 같이 덮개(330)가 추가 설치되는 경우, 본 발명에 의한 지주의 시공방법은 다음과 같은 공정에 의해 이루어진다.

지중에 강관말뚝(200)을 매설하고, 앵커(400)를 설치한 후, 강관말뚝(200)의 상부에 측방 영구거푸집(310), 하부 영구거푸집(320) 및 덮개(330)를 설치한다.

강관말뚝(200)의 외측, 측방 영구거푸집(310)의 내측, 하부 영구거푸집(320)의 상측 및 덮개(330)의 하측에 형성된 공간에 충전재 주입공(332)을 통해 충전재(C)를 충전한다.

즉, 덮개(330)에는 충전재(C)의 주입을 위한 충전재 주입공(332)이 형성되고, 필요한 경우 공기의 배출을 위한 배출구(333)가 형성된다(도 7).

이후, 지주(100)의 바닥판(120)을 덮개(330)의 상부에 결합하고, 앵커(400)의 상단에 의해 고정한다.

기본적으로, 측방 영구거푸집(310) 및 하부 영구거푸집(320)은 강재에 의해 형성되는 것이 안정적인 보강구조를 위하여 바람직하다.

다만, 이 경우 하부 영구거푸집(320)과 측방 영구거푸집(310) 및 강관말뚝(200)을 용접결합해야 한다는 단점이 있는데, 하부 영구거푸집(320)으로서 합성수지 또는 목재를 사용하여 위 단점을 해소할 수 있다.

즉, 하부 영구거푸집(320)은 충전재(C)의 타설 및 양생을 위해 필요한 부재이고, 충전재(C)의 양생 이후에는 전체 구조물의 강도에 미치는 영향이 작으므로, 이를 강재가 아닌 합성수지 또는 목재로 구현함으로써, 전체적으로 효율적인 구조를 얻을 수 있는 것이다.

지주(100)에 설치될 전선은 강관말뚝(200)에 형성된 전선 삽입공(202) 및 강관말뚝(200)의 상측 트임부를 통해 상부로 연결된다.

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.

100 : 지주 110 : 기둥부
120 : 바닥판 200 : 강관말뚝
201 : 내부스터드 310 : 측방 영구거푸집
311 : 외부스터드 320 : 하부 영구거푸집
330 : 덮개 331 : 노출공
332 : 충전재 주입공

Claims (13)

1. 기둥부(110)와, 상기 기둥부(110)의 하단에 결합한 바닥판(120)을 구비한 지주(100)의 파일기초 합성구조물의 시공방법에 있어서,
   상기 파일기초 합성구조물은,
   지중에 매설되는 강관말뚝(200);
   상기 강관말뚝(200)의 외주를 둘러 간격을 두고 설치된 측방 영구거푸집(310);
   상기 측방 영구거푸집(310)의 하단과 상기 강관말뚝(200)의 사이영역을 폐쇄하도록 설치된 하부 영구거푸집(320);
   상기 강관말뚝(200)의 외측, 상기 측방 영구거푸집(310)의 내측 및 상기 하부 영구거푸집(320)의 상측에 형성된 공간에 충전된 충전재(C);
   하부가 상기 충전재(C)에 매설되고, 상부가 상기 바닥판(120)에 결합한 앵커(400);
   상기 충전재(C)의 상부를 폐쇄하도록, 상기 강관말뚝(200)의 상단 및 상기 측방 영구거푸집(310)의 상단에 결합함과 아울러, 상기 앵커(400)의 노출공(331)이 형성되고, 상기 강관말뚝(200)의 상단보다 낮은 위치에 설치된 덮개(330);를 포함하고,
   상기 앵커(400)는 "ㄴ"자형 구조이고,
   상기 앵커(400)의 하단은 상기 강관말뚝(200)의 외면에 결합하고,
   상기 앵커(400)는 상기 강관말뚝(200)의 주위를 둘러 복수가 설치되고,
   상기 복수의 앵커(400)의 외주를 둘러 띠철근(410)이 설치되고,
   상기 강관말뚝(200)의 외면에는 내부스터드(201)가 외측으로 돌출되도록 설치되고,
   상기 측방 영구거푸집(310)의 내면에는 외부스터드(311)가 내측으로 돌출되도록 설치되고,
   상기 강관말뚝(200)의 상단의 높이가 상기 측방 영구거푸집(310)의 상단의 높이보다 높게 형성되고,
   상기 강관말뚝(200)의 상단은 상기 기둥부(110)의 하측 트임부에 삽입되고,
   상기 덮개(330)에는 충전재 주입공(332)이 형성되고,
   상기 측방 영구거푸집(310)은 강재이고, 상기 하부 영구거푸집(320)은 합성수지 또는 목재이고,
   상기 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법은,
   지중에 상기 강관말뚝(200)을 매설하는 단계;
   상기 앵커(400)를 설치하는 단계;
   상기 강관말뚝(200)의 상부에 상기 측방 영구거푸집(310), 하부 영구거푸집(320) 및 덮개(330)를 설치하는 단계;
   상기 강관말뚝(200)의 외측, 상기 측방 영구거푸집(310)의 내측, 상기 하부 영구거푸집(320)의 상측 및 상기 덮개(330)의 하측에 형성된 공간에 상기 충전재 주입공(332)을 통해 상기 충전재(C)를 충전하는 단계;
   상기 지주(100)의 바닥판(120)을 상기 덮개(330)의 상부에 결합하고, 상기 앵커(400)의 상단에 의해 고정하는 단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 강관말뚝(200) 및 측방 영구거푸집(310)은 원통형 구조인 것을 특징으로 하는 지주의 파일기초 합성구조물의 시공방법.
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