KR102054628B1 - Pile with Stiffness reinforcement by the pile-top composite effect and extended at the tip - Google Patents

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KR102054628B1 KR1020190104526A KR20190104526A KR102054628B1 KR 102054628 B1 KR102054628 B1 KR 102054628B1 KR 1020190104526 A KR1020190104526 A KR 1020190104526A KR 20190104526 A KR20190104526 A KR 20190104526A KR 102054628 B1 KR102054628 B1 KR 102054628B1
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Abstract

The present invention relates to a pile having an expanded front tip and reinforced hardness with a pile-top composite effect and, more specifically, to a pile having an expanded front tip and reinforced hardness with a pile-top composite effect, capable of securing high support force and structural stability through a hardness reinforcement part installed in the upper part and a front tip expanding part installed in the lower part, thereby having the effect of economic feasibility and constructability with a reduction in the number of piles. According to the present invention, the pile inserted into the ground to support an upper structure includes: an upper unit including an upper steel pipe having a circular cross section, a ring-shaped upper reinforcement plate fixed to the upper part of the steel pipe and including and a plurality of through holes, a disc-shaped lower reinforcement plate fixed to the lower part of the upper steel pipe, a plurality of rebars fixed to the lower reinforcement plate through the through holes of the upper reinforcement plate, and concrete placed and cured in the upper steel pipe; a central unit having the shape of a steel pipe having a circular cross section to be combined with the lower part of the upper unit; and a lower unit including a connection plate fixed to the lower part of the central unit and including a floating prevention hole, an expansion pipe connected to the connection plate and having a circular cross section getting larger in diameter towards the bottom of the pipe, a ring-shaped expansion plate combined with the lower part of the expansion pipe and including a floating prevention hole placed in the center, and a pair of expansion reinforcement plates combined with the lower part of the expansion plate and intersecting in a ′+′ shape.

Description

말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝{Pile with Stiffness reinforcement by the pile-top composite effect and extended at the tip}Pile with Stiffness reinforcement by the pile-top composite effect and extended at the tip}

본 발명은 말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상단부에는 강성 보강부가 마련되고 하단부에는 선단 확장부가 마련되어 구조적인 안정성과 높은 지지력을 확보할 수 있도록 함으로써 설치되는 말뚝의 수를 줄여 경제성과 시공성의 효과를 가지는 말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝에 관한 것이다.The present invention relates to a rigid reinforcement and tip expansion type by the pile top composite effect, more specifically, the upper end is provided with a rigid reinforcement and the lower end is provided with an extension to ensure structural stability and high bearing capacity The present invention relates to a stiffening reinforcement and tip expansion type pile by the composite effect of pile top having the effect of reducing the number of piles and having the effect of economy and constructability.

말뚝(Pile)은 지반에 관입된 장주형(長柱形) 구조물로서 말뚝 선단 지반의 지지력인 선단지지력과, 말뚝 외주면과 주변 지반 간 마찰력인 주면 마찰력에 의하여 상부 구조물의 하중을 지지하게 되며, 기 제작된 말뚝을 지반에 근입하는 기성말뚝과 지반에 굴착공을 형성한 후 콘크리트를 타설 및 양생하는 현장타설 말뚝으로 분류된다.The pile is a long column-shaped structure infiltrated into the ground and supports the load of the upper structure by the tip bearing force, which is the bearing force of the pile tip ground, and the principal surface friction force, which is the friction force between the outer circumference of the pile and the surrounding ground. The piles are classified into ready-made piles in which the piles are placed on the ground and site-casting piles that form and cure concrete after forming excavation holes in the ground.

전술한 기성말뚝에는 강관 말뚝, PHC 말뚝, 복합 말뚝 등이 있으며 이중 강관 말뚝은 강이라는 재료의 특성상 연직하중 뿐만 아니라 휨 하중에 대한 저항도 우수한 장점이 있고, 말뚝의 운반이나 이음 등 시공에 있어서도 편리한 특징이 있으나 고가의 재료로서 경제성이 떨어지는 단점이 있다.The above-mentioned ready-made piles include steel pipe piles, PHC piles, composite piles, etc. The double steel pipe piles have advantages of not only vertical loads but also resistance to bending loads due to the properties of steel, and are convenient for construction such as transporting or jointing piles. Although it is characteristic, it is an expensive material and has a disadvantage of low economic feasibility.

강관말뚝의 단점인 경제성 부족을 극복하기 위하여 복합재료를 이용한 말뚝이 개발되었는데, 말뚝의 상부에 작용하는 수평력에 대한 안전성 확보를 위해 말뚝 상부는 휨 강성이 우수한 강관말뚝을 적용하고 하부는 경제성이 우수한 PHC말뚝을 조합한 복합말뚝이 개발되기도 했고, 말뚝의 상부는 PHC말뚝을 철근으로 보강하고 하부는 PHC말뚝을 사용하는 합성말뚝이 개발되기도 했다.In order to overcome the economic shortcomings of steel pipe piles, a pile using composite materials has been developed. For the upper part of the pile, a steel pipe pile with excellent bending stiffness was applied, and the lower part had a composite pile combining the economical PHC pile. It also became.

말뚝이 설치되어야 하는 본수(本數)는 말뚝 시공의 경제성에 가장 중요한 요소 중 하나이므로 말뚝의 설치 본수를 줄이는 것은 경제적인 시공을 위한 가장 중요한 목표 중의 하나이다.Since the head of the pile should be installed is one of the most important factors in the economics of the pile construction, reducing the number of pile heads is one of the most important goals for economic construction.

그런데 전술한 복합말뚝이나 합성말뚝은 강관말뚝과 대비할 때 연직하중에 대한 안정성은 충분히 확보되어 강관말뚝과 동일한 본수를 사용해도 지지력의 확보가 가능하지만 수평력에 대한 지지력은 상대적으로 약해서 강관말뚝보다 많은 본수의 말뚝을 사용해야 하는 경우도 있다. 따라서 복합말뚝이나 합성말뚝은 말뚝의 개별 단가는 강관말뚝에 비하여 저렴하지만 강관말뚝에 비해 많은 본수의 말뚝을 설치해야 하므로 경제성의 개선에 크게 도움이 되지 못하는 경우도 있다.However, compared to the steel pipe pile, the above-mentioned composite pile or composite pile has sufficient stability against vertical load, so that it is possible to secure the bearing capacity even when using the same water column as the steel pipe pile, but the bearing capacity for the horizontal force is relatively weak, so that more water is required than the steel pipe pile. Sometimes you need to use stakes. Therefore, the price of individual piles of composite piles or composite piles is cheaper than that of steel pipe piles, but it may not be very helpful in improving economic efficiency because more piles of water must be installed than steel pipe piles.

한편, 강관말뚝의 제작 비용을 줄이기 위하여 강관의 직경을 줄이고 선단부에 확장판을 설치하여 선단면적을 늘림으로써 연직 지지력을 향상시킨 말뚝도 개발되어 왔으나 강관의 지름 축소에 따른 수평 저항력의 부족으로 설치 본수가 늘어나야 하는 경우가 발생하여 수평력이 지배적인 구조물에 있어서는 경제성 면에서 그다지 효율적이지 못한 것으로 알려지고 있다.Meanwhile, in order to reduce the production cost of steel pipe piles, the piles have been developed to improve the vertical bearing capacity by reducing the diameter of steel pipes and increasing the tip area by installing expansion plates at the tip.However, due to the lack of horizontal resistance due to the reduction of the diameter of steel pipes, In some cases, it is known that economic efficiency is not very effective in the structure where the horizontal force is dominant due to increase.

본 발명은 배경 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 경제적으로 제작 가능하면서도 설치 본수를 최소화할 수 있어서 경제적으로 시공이 가능한 말뚝 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in order to overcome the problems of the background art, the problem to be solved by the present invention is to provide a pile and a construction method that can be economically constructed while minimizing the number of installation economically possible.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above problems,

상부 구조물을 지지하기 위하여 지반에 삽입되는 말뚝에 있어서,In the pile inserted into the ground to support the superstructure,

원형 단면의 상부 강관과 상기 상부 강관의 상단부에 고정되며 여러 개의 관통공이 형성된 환형의 상부 보강판과 상기 상부 강관의 하단부에 고정되는 원판 형태의 하부 보강판과 상기 상부 보강판의 관통공을 통과하여 상기 하부 보강판에 고정되는 여러 개의 철근과 상기 상부 강관의 내부에 타설되어 양생되는 콘크리트를 포함하는 상부 유닛;Through the upper steel pipe of the circular cross section and the upper reinforcing plate of the annular upper reinforcement plate formed with a plurality of through holes and the lower reinforcing plate of the disc shape fixed to the lower end of the upper steel pipe and the through hole of the upper reinforcing plate An upper unit including a plurality of reinforcing bars fixed to the lower reinforcing plate and concrete which is poured and cured in the upper steel pipe;

상기 상부 유닛의 하단부에 결합하는 원형 단면 강관 형태의 중앙 유닛;A central unit in the form of a circular cross-section steel pipe coupled to a lower end of the upper unit;

상기 중앙 유닛의 하단부에 고정되며 중앙에 부상방지공이 마련된 연결판과 상기 연결판에 연결되며 하부로 갈수록 지름이 증가하는 원형 단면의 강관인 확장관과 상기 확장관의 하단부에 결합하며 중앙에 부상방지공이 마련된 환형의 확장판과 상기 확장판의 하부에 결합하며 "+"형태로 교차하는 한 쌍의 판으로 제작되는 확장 보강판을 포함하는 하부 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝을 제공한다.It is fixed to the lower end of the central unit and is connected to the connecting plate and the connection plate is provided with a floating prevention hole in the center and the expansion pipe which is a steel pipe of circular cross-section that increases in diameter toward the bottom and the lower end of the expansion pipe and prevent the injury in the center And a lower unit including an annular expansion plate provided with a ball and an expansion reinforcement plate coupled to a lower portion of the expansion plate and made of a pair of plates intersecting in a "+" shape.

상기 상부 유닛의 강관 외부 면에 일정간격으로 결합하며 상하방향으로 배치되는 여러 개의 판인 윙 플레이트를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a wing plate coupled to the steel pipe outer surface of the upper unit at a predetermined interval and arranged in the vertical direction.

상기 하부 보강판에는 상기 상부 보강판의 관통공에 대응되는 위치에 관통공이 형성되어 상기 철근의 하단부의 고정 위치를 가이드하는 것이 바람직하다.Preferably, the lower reinforcing plate has a through hole formed at a position corresponding to the through hole of the upper reinforcing plate to guide the fixed position of the lower end of the reinforcing bar.

상기 철근의 하단부는 고장력 볼트 또는 용접에 의해 상기 하부 보강판에 고정되는 것이 좋다.The lower end of the reinforcing bar is preferably fixed to the lower reinforcing plate by a high tension bolt or welding.

상기 강관과 상기 콘크리트와의 합성을 위하여 상기 강관의 내부에 설치되는 다수의 전단연결재를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the steel pipe further comprises a plurality of shear connection material installed inside the steel pipe for the synthesis of the concrete.

상기 확장관 상단부의 지름은 상기 중앙 유닛을 구성하는 강관의 지름과 동일한 것이 바람직하다.The diameter of the upper end of the expansion pipe is preferably the same as the diameter of the steel pipe constituting the central unit.

상부 유닛, 중앙유닛, 하부 유닛으로 직경과 두께가 각각 다른 강관을 사용할 수도 있다.Steel pipes of different diameters and thicknesses may be used for the upper unit, the center unit, and the lower unit.

본 발명에 의하면 상대적으로 작은 구경의 강관을 사용하면서도 말뚝의 상부를 보강하여 수평 하중에 대한 저항력을 증대시키고, 선단확장부에 의해 연직지지력을 증대시킴으로써 말뚝의 설치 본수를 줄임으로써 경제적인 시공이 가능한 말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝을 제공할 수 있다.According to the present invention, economical construction is possible by using a relatively small diameter steel pipe to increase the resistance of horizontal load by reinforcing the upper portion of the pile, and increasing the vertical bearing force by the tip extension portion. Rigid reinforcement and tip expansion piles can be provided by the pile top composite effect.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 말뚝의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 말뚝의 결합 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 말뚝의 전단연결재 배치를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 말뚝의 단면도.
1 is an exploded perspective view of a pile in accordance with one embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the pile shown in FIG.
3 is a cross-sectional view for explaining the arrangement of the shear connector of the pile shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of a pile according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail with respect to the embodiment of the present invention by explaining the stiffness reinforcement and the tip-extended pile by the pile top synthesis effect according to one preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 말뚝의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 말뚝의 결합 단면도, 도 3은 도 1에 도시된 말뚝의 전단연결재 배치를 설명하기 위한 단면도, 도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 말뚝의 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a pile according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the pile shown in Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the arrangement of the shear connector of the pile shown in Figure 1, 4 is a cross-sectional view of a pile according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝은 그 상부에 시공되는 구조물을 지지하기 위하여 지반에 삽입되는 말뚝에 관한 것으로서 상부 유닛(10), 중앙 유닛(20) 및 하부 유닛(30)을 포함하여 구성된다.Rigidity reinforcement and tip expansion type by the pile top compounding effect according to an embodiment of the present invention relates to a pile inserted into the ground to support the structure to be constructed on the upper unit 10, the central unit 20 ) And the lower unit 30.

상기 상부 유닛(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부 강관(11), 상부 보강판(12), 하부 보강판(13), 철근(14), 콘크리트(15), 윙 플레이트(16), 전단 연결재(17)를 포함하여 구성되며, 말뚝에 작용하는 수평력을 지지하기 위한 보강재의 역할을 수행한다.1 and 2, the upper unit 10 includes an upper steel pipe 11, an upper reinforcement plate 12, a lower reinforcement plate 13, reinforcing bars 14, concrete 15, and wing plates ( 16), comprising a shear connector 17, and serves as a reinforcement for supporting the horizontal force acting on the pile.

상기 상부 강관(11)은 원형 단면을 가지는 강재의 관이다. 상기 상부 강관(11)의 길이는 말뚝에 작용하는 수평력의 크기를 고려하여 설계하게 된다.The upper steel pipe 11 is a tube of steel having a circular cross section. The length of the upper steel pipe 11 is designed in consideration of the magnitude of the horizontal force acting on the pile.

상기 상부 보강판(12)은 상기 상부 강관(11)의 상부에 결합하는 환형의 판으로서 여러 개의 관통공(121)이 형성되어 있다. 상기 상부 보강판(12)이 환형으로 제작되는 것은 가운데 구멍을 통하여 콘크리트(15)를 타설해야 하기 때문이다.The upper reinforcing plate 12 is an annular plate coupled to the upper portion of the upper steel pipe 11 is formed with a plurality of through holes 121. The upper reinforcement plate 12 is manufactured in an annular shape because the concrete 15 must be poured through the center hole.

상기 하부 보강판(13)은 상기 상부 강관(11)의 하부에 결합하는 원형의 판으로서 콘크리트(15)가 아래로 내려가지 않도록 하는 역할을 하며, 상기 상부 보강판(12)에 형성된 관통공(121)에 대응하는 위치에 관통공(131)이 형성되어 있어서 상기 철근(14)의 하단부의 고정 위치를 가이드할 수 있도록 한다. 또한, 상부유닛 강관 내의 콘크리트를 밀폐시킴으로 콘크리트와 강관이 일체거동을 하게 한다.The lower reinforcement plate 13 is a circular plate coupled to the lower portion of the upper steel pipe 11 serves to prevent the concrete 15 from falling down, and the through hole formed in the upper reinforcement plate 12 ( Through hole 131 is formed at a position corresponding to 121 to guide the fixed position of the lower end of the reinforcing bar (14). In addition, by sealing the concrete in the upper unit of the steel pipe allows the concrete and the steel pipe to be integrated.

상기 철근(14)은 상기 상부 보강판(12)의 관통공(121)과 상기 하부 보강판(13)의 관통공(131)에 의해 위치가 결정되며 상단부는 도 2에 도시된 바와 같이 말뚝 상부의 구조물(통상적으로는 구조물의 기초: 100)에 매립될 수 있도록 일정 길이 이상이 상기 상부 보강판(12)으로부터 돌출된다. 도 1에는 하나의 철근(14)이 도시되어 있지만 이는 도시 상의 편의를 위한 것이며 관통공(121,131)의 수와 동일한 수의 철근(14)이 설치된다. 상기 철근(14)의 수는 설계 사항이며 상기 철근(14)의 수에 따라 관통공(121, 131)의 수를 조절할 수 있다.The reinforcing bar 14 is determined by the through-hole 121 of the upper reinforcing plate 12 and the through-hole 131 of the lower reinforcing plate 13 and the upper end portion as shown in FIG. A predetermined length or more protrudes from the upper reinforcing plate 12 so as to be embedded in a structure (typically, the foundation of the structure: 100). Although one rebar 14 is shown in FIG. 1, this is for convenience of illustration and the same number of bars 14 as the number of through holes 121 and 131 are installed. The number of the reinforcing bars 14 is a design matter and the number of the through holes 121 and 131 may be adjusted according to the number of the reinforcing bars 14.

상기 철근(14)의 하단부는 용접 또는 고장력 볼트(141)에 의해 상기 하부 보강판(13)에 고정되는데 본 실시예에서는 고장력 볼트(141)에 의해 고정된다.The lower end of the reinforcing bar 14 is fixed to the lower reinforcing plate 13 by welding or a high tension bolt 141, in this embodiment is fixed by a high tension bolt 141.

상기 콘크리트(15)는 상기 상부 강관(11)에 타설되어 양생된다.The concrete 15 is poured into the upper steel pipe 11 is cured.

상기 윙 플레이트(16)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상부 강관(11)의 외부에 상하 방향으로 배치되는 판으로서 그 수와 폭, 길이 등은 말뚝에 작용하는 수평 하중에 의해 결정되는 설계 사항이며, 외부 작용력이 클수록 강성 증대를 위하여 다수가 설치된다.The wing plate 16 is a plate disposed in the vertical direction on the outside of the upper steel pipe 11 as shown in Figure 1, the number, width, length, etc. of the design matter is determined by the horizontal load acting on the pile And, the greater the external action force is installed a plurality for increasing the rigidity.

상기 전단연결재(17)는 상기 상부 강관(11)의 내부에 결합하는 구성으로서 상기 콘크리트(15)와 상부 강관(11)의 합성을 공고히 하기 위하여 설치되며 밀폐공간으로 합성거동에 의한 충분한 강성확보가 가능할 경우에는 설치되지 않을 수도 있다. 도 1과 도 2에 도시된 전단연결재(17)은 강관의 구경이 작아 내부 작업이 불가능한 경우에 실시할 수 있는 전단연결재(17)로서 강봉이나 철근을 상부 강관(11)의 내부에 삽입하는 형태이며 강봉의 양 단부는 용접 또는 너트에 의해 상부 강관(11)에 고정되는데 본 실시예에서는 용접에 의해 고정된다. 도 3은 도 1에 도시된 전단연결재(17)의 배치를 설명하기 위한 단면도이다. 도시된 바와 같이 전단연결재(17)는 상부 강관(11)의 내부에 우물 정(井)자 형상 또는 "+" 형상으로 배치된다.The shear connector 17 is installed to secure the synthesis of the concrete 15 and the upper steel pipe 11 as a configuration that is coupled to the inside of the upper steel pipe 11, and secures sufficient rigidity by the synthetic behavior into a sealed space. If possible, it may not be installed. The shear connector 17 shown in FIGS. 1 and 2 is a shear connector 17 that can be implemented when the internal diameter of the steel pipe is too small to insert the steel rod or reinforcing bar into the upper steel pipe 11. And both ends of the steel bar are fixed to the upper steel pipe 11 by welding or a nut, which is fixed by welding in this embodiment. 3 is a cross-sectional view for explaining the arrangement of the shear connector 17 shown in FIG. As shown in the drawing, the shear connector 17 is disposed inside the upper steel pipe 11 in a well shape or a "+" shape.

도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 말뚝의 단면도로서 도 1에 도시된 실시예와 비교할 때 전단연결재(17)의 설치방법이나 형상만 차이가 있으며 나머지 구성은 동일하다. 도 4 도시된 실시예의 경우 상부 강관(11)의 구경이 커서 내부에 작업자가 들어갈 수 있는 경우에 설치될 수 있는 전단연결재(17)를 포함하고 있다. 상부 강관(11)의 구경이 작업자가 내부에서 작업을 할 수 있을 정도로 충분히 큰 경우에는 작업자가 상부 강관(11)에 들어가서 용접 등의 방법으로 전단연결재(17)를 고정한다.4 is a cross-sectional view of a pile according to another embodiment of the present invention, compared with the embodiment shown in FIG. 1, only the installation method or shape of the shear connector 17 is different, and the rest of the configuration is the same. In the embodiment shown in Figure 4 includes a shear connector 17 that can be installed when the aperture of the upper steel pipe 11 is large, the operator can enter inside. When the diameter of the upper steel pipe 11 is large enough to allow the worker to work inside, the worker enters the upper steel pipe 11 to fix the shear connector 17 by welding or the like.

상기 상부 보강판(12), 하부 보강판(13), 철근(14), 콘크리트(15)로 말뚝 상부 강성을 증대하며 외부 작용력이 클 경우 윙 플레이트(16), 전단연결재(17)를 추가로 보강하여 말뚝 상부의 강성이 증가하게 되어 말뚝의 두부를 보강하고 수평 허용 지지력을 향상시킴으로써 말뚝에 작용하는 수평 하중에 대한 구조적인 안정성을 확보할 수 있게 된다. 또한 콘크리트(15)를 타설/양생함으로써 말뚝의 자중을 증가시켜 인발에 대한 저항성도 키울 수 있는 장점이 있다.The upper reinforcement plate 12, the lower reinforcement plate 13, the reinforcing bar 14, concrete 15 to increase the pile upper rigidity, if the external force is large wing plate 16, shear connector 17 additionally The stiffness at the top of the pile is increased by reinforcement, thereby reinforcing the head of the pile and improving the horizontal allowable bearing force, thereby ensuring structural stability against horizontal loads applied to the pile. In addition, by placing / curing concrete 15, there is an advantage of increasing the self-weight of the pile to increase the resistance to drawing.

상기 중앙 유닛(20)은 상기 상부 유닛(10)의 하단부에 결합하는 원형 단면의 강관이다. 상기 중앙 유닛(20)의 길이는 설치되어야 하는 말뚝의 전체 길이에 비례하게 된다. 동일한 하중이 작용한다고 가정할 때 중앙 유닛(20)의 지름이나 두께는 상부 유닛의 지름이나 두께보다 작아질 수 있는데 이로 인하여 강재 중량이 감소하여 경제성이 증가하게 된다. (이는 상부 유닛에 의한 보강과 후술할 하부 유닛에 의한 선단부 확장의 결과이다.)The central unit 20 is a steel pipe of a circular cross section coupled to the lower end of the upper unit 10. The length of the central unit 20 is proportional to the total length of the pile to be installed. Assuming that the same load acts, the diameter or thickness of the central unit 20 may be smaller than the diameter or thickness of the upper unit, thereby reducing the weight of the steel, thereby increasing economic efficiency. (This is the result of reinforcement by the upper unit and tip extension by the lower unit to be described later.)

상기 하부 유닛(30)은 연결판(31), 확장관(32), 확장판(33), 확장 보강판(34)을 포함하여 구성된다.The lower unit 30 is configured to include a connecting plate 31, expansion tube 32, expansion plate 33, expansion reinforcement plate 34.

상기 연결판(31)은 상기 중앙 유닛(20)의 하부에 고정되며, 도 1에 도시된 바와 같이 중앙에 부상방지공(311)이 마련된 환형의 판이다. 부상방지공(311)은 말뚝이 삽입되는 지중의 지하수위에 의해 말뚝에 작용하는 상방의 부력이 작용하는 것을 방지하기 위한 구멍이다.The connecting plate 31 is fixed to the lower portion of the central unit 20, as shown in Figure 1 is an annular plate provided with a floating prevention hole 311 in the center. The anti-floating hole 311 is a hole for preventing the buoyancy of the upper portion acting on the pile by the groundwater level of the ground into which the pile is inserted.

상기 확장관(32)은 상기 연결판(31)에 고정되는 원형 단면의 관으로서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 설치되었을 때 아래쪽으로 갈수록 지름이 커지는 형태의 관으로서 상단부의 직경은 상기 중앙 유닛(20)의 직경과 동일하게 제작된다.The expansion pipe 32 is a tube of a circular cross-section fixed to the connecting plate 31 when installed as shown in Figs. It is manufactured equal to the diameter of the unit 20.

말뚝의 선단지지력은 선단면적에 비례하게 되는데, 아래쪽으로 지름이 커지는 형태의 확장관(32)에 의해 선단면적이 증가하여 연직하중에 대한 저항성을 키울 수 있게 된다. The tip bearing capacity of the pile is proportional to the tip area, and the tip area is increased by the expansion tube 32 having a larger diameter downward, thereby increasing resistance to vertical load.

상기 확장판(33)은 상기 확장관(32)의 하단부에 결합하는 환형의 판으로서 중앙에 부상방지공(331)이 형성된다. 부상방지공(331)의 역할은 전술한 바와 같다.The expansion plate 33 is an annular plate coupled to the lower end of the expansion tube 32 is formed with a floating prevention hole 331 in the center. The role of the injury prevention hole 331 is as described above.

상기 확장 보강판(34)은 상기 확장판(33)에 결합하는 구성으로서 도 1에 도시된 바와 같이 "+"자 형태로 교차되는 한 쌍의 판이다. The expansion reinforcing plate 34 is a pair of plates crossed in a "+" shape as shown in Figure 1 as a configuration coupled to the expansion plate 33.

상기 확장 보강판(34)은 말뚝의 최종 설치단계에서 경타를 할 때 슬라임층에 관입되며 이로 인하여 선단지지력을 증대시키는 역할을 하게 된다.The expansion reinforcement plate 34 is infiltrated into the slime layer when it is swung in the final installation step of the pile and thereby serves to increase the tip bearing capacity.

도 2는 전술한 말뚝 상단 합성 효과에 의한 강성 보강 및 선단확대형 말뚝이 지중에 설치된 상태를 도시한 것이다. 지반을 천공하여 전술한 말뚝을 천공된 홀에 삽입하고 하방의 힘을 가하는 경타를 하게 되며 홀과 말뚝 사이의 공간에는 콘크리트를 타설하여 말뚝을 고정하게 된다.Figure 2 shows a state in which the rigid reinforcement and the tip-extended pile by the above-described pile top synthesis effect is installed in the ground. By drilling the ground, the above-described pile is inserted into the perforated hole and puts downward force, and the concrete is placed in the space between the hole and the pile to fix the pile.

전술한 실시예의 말뚝 상단 합성 효과에 의한 강성 보강 및 선단확대형 말뚝은 말뚝의 상부를 상부 보강판(12), 하부 보강판(13), 철근(14), 콘크리트(15), 윙 플레이트(16) 등으로 보강함으로써 수평 하중에 대한 지지력을 키우고, 확장관(32)을 가지는 하부 유닛(30)에 의해 선단지지력을 증가시킴으로써 연직하중에 대한 지지력도 증대시킴으로써 말뚝의 설치 본수를 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다. 이에 따라 개별적인 말뚝의 제작 비용은 일반적인 강관 말뚝에 비해서 커지지만 말뚝의 설치 본수를 줄임으로 인하여 그러한 상승효과를 상쇄할 뿐만 아니라 궁극적으로는 경제적으로 시공할 수 있는 말뚝을 제공하게 된다.Rigid reinforcement and tip-extended piles according to the pile top composite effect of the above-described embodiment is the upper reinforcement plate 12, lower reinforcement plate 13, reinforcing bar 14, concrete 15, wing plate 16 By increasing the bearing capacity against horizontal loads by increasing the tip load by the lower unit 30 having the expansion pipe 32, the bearing capacity against the vertical load is also increased by reducing the number of piles. You can expect. As a result, the manufacturing cost of the individual piles is larger than that of the general steel pipe piles, but the reduction of the number of pile piles offsets the synergistic effect and ultimately provides a pile that can be economically constructed.

한편, 전술한 실시예와 딸리 상부 유닛, 중앙 유닛 및 하부 유닛으로 직경과 두께가 다른 강관을 사용할 수도 있는데 이는 설계 사항으로서 재료의 적절한 사용에 의한 경제성 증대의 효과를 기대할 수 있게 한다.On the other hand, steel pipes of different diameters and thicknesses may be used as the above-described embodiment and the upper, central and lower units, which can be expected to increase the economic efficiency by the proper use of materials as a design matter.

이상에서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 말뚝 상단 합성효과에 의한 강성 보강 및 선단 확장형 말뚝에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하였으며 본 발명의 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니다.In the above description by providing a detailed description for the implementation of the present invention by explaining the stiffening reinforcement and the tip expansion-type pile by the pile top synthesizing effect according to one preferred embodiment of the present invention limited to the embodiments described It doesn't happen.

10 : 상부 유닛 11 : 상부 강관
12 : 상부 보강판 13 : 하부 보강판
14 : 철근 15 : 콘크리트
20 : 중앙 유닛 30 : 하부 유닛
31 : 연결판 32 : 확장관
33 : 확장판 34 : 확장 보강판
10: upper unit 11: upper steel pipe
12: upper reinforcement plate 13: lower reinforcement plate
14: rebar 15: concrete
20: central unit 30: lower unit
31: connecting plate 32: expansion tube
33: expansion plate 34: expansion gusset

Claims (7)

상부 구조물을 지지하기 위하여 지반에 삽입되는 말뚝에 있어서,
원형 단면의 상부 강관과 상기 상부 강관의 상단부에 고정되며 여러 개의 관통공이 형성된 환형의 상부 보강판과 상기 상부 강관의 하단부에 고정되는 원판 형태의 하부 보강판과 상기 상부 보강판의 관통공을 통과하여 상기 하부 보강판에 고정되는 여러 개의 철근과 상기 상부 강관의 내부에 타설되어 양생되는 콘크리트를 포함하는 상부 유닛;
상기 상부 유닛의 하단부에 결합하는 원형 단면 강관 형태의 중앙 유닛;
상기 중앙 유닛의 하단부에 고정되며 중앙에 부상방지공이 마련된 연결판과 상기 연결판에 연결되며 하부로 갈수록 지름이 증가하는 원형 단면의 강관인 확장관과 상기 확장관의 하단부에 결합하며 중앙에 부상방지공이 마련된 환형의 확장판과 상기 확장판의 하부에 결합하며 "+"형태로 교차하는 한 쌍의 판으로 제작되는 확장 보강판을 포함하는 하부 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝.
In the pile inserted into the ground to support the superstructure,
Through the upper steel pipe of the circular cross section and the upper reinforcing plate of the annular upper reinforcement plate formed with a plurality of through holes and the lower reinforcing plate of the disc shape fixed to the lower end of the upper steel pipe and the through hole of the upper reinforcing plate An upper unit including a plurality of reinforcing bars fixed to the lower reinforcing plate and concrete which is poured and cured in the upper steel pipe;
A central unit in the form of a circular cross-section steel pipe coupled to a lower end of the upper unit;
It is fixed to the lower end of the central unit and connected to the connecting plate and the connecting plate provided with a floating prevention hole in the center and the expansion pipe which is a steel pipe of a circular cross section whose diameter increases toward the bottom and the lower end of the expansion pipe and prevents injury in the center And a lower unit including an annular expansion plate provided with a ball and an expansion reinforcement plate which is coupled to a lower portion of the expansion plate and is made of a pair of plates intersecting in a "+" shape.
제1항에 있어서,
상기 상부 유닛의 상부 강관 외부 면에 결합하며 상하방향으로 배치되는 여러 개의 판인 윙 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝.
The method of claim 1,
And a wing plate coupled to the outer surface of the upper steel pipe of the upper unit, the wing plate being a plurality of plates disposed in a vertical direction.
제1항에 있어서,
상기 하부 보강판에는 상기 상부 보강판의 관통공에 대응되는 위치에 관통공이 형성되어 상기 철근의 하단부의 고정 위치를 가이드 하는 것을 특징으로 하는 말뚝.
The method of claim 1,
The lower reinforcement plate has a through hole is formed in a position corresponding to the through hole of the upper reinforcement plate, characterized in that the pile to guide the fixed position of the lower end of the reinforcing bar.
제1항에 있어서,
상기 철근의 하단부는 고장력 볼트 또는 용접에 의해 상기 하부 보강판에 고정되는 것을 특징으로 하는 말뚝.
The method of claim 1,
The lower end of the reinforcement pile, characterized in that fixed to the lower reinforcement plate by high-strength bolt or welding.
제1항에 있어서,
상기 상부 강관과 상기 콘크리트와의 합성을 위하여 상기 상부 강관의 내부에 설치되는 전단연결재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝.
The method of claim 1,
The pile further comprises a shear connector installed in the upper steel pipe for the synthesis of the upper steel pipe and the concrete.
제1항에 있어서,
상기 확장관 상단부의 지름은 상기 중앙 유닛을 구성하는 강관의 지름과 동일한 것을 특징으로 하는 말뚝.
The method of claim 1,
The diameter of the upper end of the expansion pipe pile is characterized in that the same as the diameter of the steel pipe constituting the central unit.
제1항에 있어서,
상부 유닛, 중앙유닛, 하부 유닛으로 직경과 두께가 각각 다른 강관을 사용하는 것을 특징으로 하는 말뚝.
The method of claim 1,
The upper unit, the central unit, the lower unit, characterized in that the use of steel pipes of different diameters and thicknesses.
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