KR102059470B1 - 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물에 관한 것이다.
발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체는, 내부에 충진재가 투입되는 하부충진공간(11)이 형성되어 있고, 상부가 개방되어 있으며, 하부가 뾰족한 각추 형상으로 이루어져 있고, 하단에는 말뚝부(12)가 하향 돌출되게 형성되어 있으며, 상면 둘레에 조립홈(13)이 형성되어 있되, 상기 조립홈(13)은 상면 둘레로부터 수직으로 일정 폭을 이루는 수직홈부(13a)와, 상기 수직홈부(3a)의 하부에 연결되며 내측으로 돌출된 쐐기 형상을 이루는 쐐기홈부(13b)로 구성되어 있는 하부몸체(10)와; 상기 하부몸체(10)의 상측 둘레 형상에 대응되는 각형 기둥 형태를 이루며, 내부에 상부충진공간(21)이 형성되어 있고, 상부 둘레에는 상부충진공간(21)을 향해 수평으로 절곡된 상부절곡부(23)가 형성되어 있으며, 하부 둘레에는 상기 수직홈부(13a)의 폭과 동일한 두께를 이루는 수직돌기부(22a)와, 쐐기홈부(13b)와 동일한 형상을 이루며 수직돌기(22a) 하부에 연결되어 있는 쐐기부(22b)로 구성된 조립돌기(22)가 형성되어 있으며, 상기 하부몸체(10)의 상부에 연결되는 상부몸체(20);를 구성된다.
본 발명에 의해, 팽이파일을 각형 기둥 형태의 상부몸체와 각추 형태의 하부몸체로 나누어 구성하고, 서로 조립이 가능하도록 함으로써 하부몸체가 동일한 형태를 취하면서 상부는 서로 높이가 다른 상부몸체를 선택적으로 조립할 수 있게 하여 기초 저부에 단차가 형성되는 경우에 팽이파일이 미설치되는 사각지대를 최소화하여 구조적 안정성을 보다 배가시킬 수 있게 된다.

Description

기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물{assembling unit for reinforcement of foundation and structrue using it}

본 발명은 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물에 관한 것으로, 팽이 조립체가 조립식으로 이루어져 있어 구조 설계나 피트 때문에 기초에 단차가 발생하게 되어 안식각을 두게 되는 경우에도 팽이 유닛이 미설치되는 사각지대를 최소화하여 견고한 기초 보강이 이루어질 수 있도록 한, 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트로 제작되는 팽이파일은 주로 연약지반에 설치하여 지반에 대한 응력분산 효과를 갖음과 동시에 하중(荷重)을 분산시켜 지반에 부드럽게 전달하므로서 연약지반을 보강하는 역할을 한다.

이와같이 연약한 지반을 보강할 목적으로 사용하는 팽이파일은, 다수개의 팽이파일을 지면에 평면상으로 배열한 후, 자갈(쇄석) 등의 골재로서 공간을 메우고 다져서 연약지반을 보강하는 것으로, 그 보강효과가 바로 나타나 건축물의 기초지반으로 손쉽게 이용할 수 있어 지반보강의 능률성과 경제성이 매우 뛰어난 것이다.

한편 이러한 목적으로 사용하는 종래의 팽이파일은 성형된 틀(팽이형 파일)에 콘크리트를 부어 양생하여 공장에서 단일체로 제작시킨 것으로, 특히, 팽이파일은 건축물의 하중을 받는 평면상의 몸체부와 지반에 매설시 중심을 잡아주는 말뚝부로 구성되므로 인하여 보관상에 문제가 있었으며, 부피가 크고 무거워 건설현장까지 운반시에도 파손률이 높았으며, 또한 운반에 따른 비용도 많이 소요되어 비경제적이며, 시공면에 있어서도 불편한 점이 매우 많아 전체적으로 그 능률성이 매우 저조하였다.

이러한 팽이 파일(말뚝)에 관한 기술로, "결합구조를 보강한 현장 타설형 팽이파일"(한국 등록특허공보 제10-0799848호, 특허문헌 1)에는 원통형 몸체를 가지면서 하부가 경사지게 형성된 팽이 형태의 구조가 공개되어 있다.

이러한 종래의 팽이형 파일은 상부가 원형으로 되어 있어 철근 한가닥 만이 팽이사이의 부등침하 발생을 제어하여야 하는 불합리한 점이 발생하는 단점이 있다.

두 번째, 상부면에서는 팽이부와 쇄석치환부가 함께 존재해 상시적으로 부등침하가 발생할 수 밖에 없는 구조적 취약점이 발생한다.

세 번째, 기존 팽이파일은 설치시 수평을 맞추는데 많은 시간이 소요되며, 숙련된 기능공 및 기술자가 필요하고, 설치량이 매우 적으므로 설치 작업시간이 길어지는 단점이 발생한다.

네 번째, 팽이파일은 외측면이 원형으로 이루어져 설치부와 쇄석 치환부가 혼재되어 있어 개별 팽이의 침하 또는 외측으로의 밀려남을 제어할 수 없는 형태이다.

다섯 번째, 단차이가 발생하는 경우에는 팽이파일은 연결하는 장치가 없으므로 불리해지고 적용 가능한 현장이 매우 적어진다.

여섯 번째, 종래의 팽이형파일은 원형으로 이루어져 건물 외측으로의 확장이 되지 않는 단점이 있다.

이처럼 원형의 형태를 취하는 팽이 파일의 문제점을 해소하기 위한 기술로, "수직 측면부를 갖는 팽이형말뚝집합체용기를 이용한 지반보강공법"(한국 등록특허공보 제10-0851037호, 특허문헌 2)이 공개되기도 하였다.

특허문헌 2는 사각형의 형태를 취하는 용기를 제공함으로써 특허문헌 1에 비해 시공이 용이해질 수 있도록 하였다.

한편, 이러한 팽이말뚝이 설치된 지반보강층 상부에 건축물의 시공을 위한 기초 콘크리트를 타설하게 되는데, 건축물의 일부 구간의 층고가 높아져 다른 구간에 비해 보다 견고한 지지력을 필요로 하게 되거나, 피트를 형성하게 되는 경우 기초 바닥면이 평평한 형태가 되지 못하고 단차를 갖는 형태를 취하게 된다.

종래에 팽이파일을 이용하여 이처럼 지반보강층이 단차를 형성하게 시공하는 방법은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 지반을 굴착할 때 굴착면에 단차를 형성하게 된다.

이때, 단차의 경계면은 토사의 특징상 직각으로 형성할 수 없게 되고, 도면에 나타난 바와 같이 경사면(1)으로 형성하게 되는 바, 이 구간에는 팽이의 설치가 불가능하게 된다.

따라서, 팽이말뚝을 외곽에서부터 중앙으로 연달아 설치한 후 단차의 경계 부분 즉, 굴착면이 안식각을 갖는 경사면에는 팽이파일을 설치하지 않으며, 단차를 형성하기 위해 상부에 버림콘크리트(6)를 타설하게 된다.

따라서, 구조물(5)의 하중은 단차를 기준으로 서로 분리되어 배치된 팽이들이 각각 지지하게 되는데, 기초(4) 두께가 두꺼운 부분에 가해지는 하중이 그 하부 외측의 다른 영역으로 잘 전달되지 못하게 되는 문제점이 있다.

즉 구조적 안정성이 떨어지게 된다.

KR 10-0799848 (2008.01.24) KR 10-0851837 (2008.08.06)

본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 팽이파일을 각형 기둥 형태의 상부몸체와 각추 형태의 하부몸체로 나누어 구성하고, 서로 조립이 가능하도록 함으로써 하부몸체가 동일한 형태를 취하면서 상부는 서로 높이가 다른 상부몸체를 선택적으로 조립할 수 있게 하여 기초 저부에 단차가 형성되는 경우에 팽이파일이 미설치되는 사각지대를 최소화하여 구조적 안정성을 보다 배가시킬 수 있게 하려는 것이다.

또, 상부몸체와 하부몸체는 별도의 공구 없이 간편하게 조립이 가능한 구조로 이루어짐으로써 현장 작업자의 시공이 편리해질 수 있게 하려는 것이다.

특히, 상부몸체와 하부몸체에는 조립홈과 조립돌기가 형성되어 있음으로써 서로 상부몸체의 높이가 다른 팽이조립체를 연결할 때 인접한 팽이조립체의 하부몸체와 상부몸체가 조립홈과 조립돌기를 통해 견고하게 연결됨으로써 부동침하를 방지하고 하중의 분산이 원할히 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

또한, 상부몸체의 모서리에는 가새가 설치됨으로써 상부몸체 내부에 충진되는 충진재의 하중에 의한 상부몸체의 변형을 방지하여 팽이조립체들의 상호 조립의 정확성을 유지할 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 내부에 충진재가 투입되는 하부충진공간(11)이 형성되어 있고, 상부가 개방되어 있으며, 하부가 뾰족한 각추 형상으로 이루어져 있고, 하단에는 말뚝부(12)가 하향 돌출되게 형성되어 있으며, 상면 둘레에 조립홈(13)이 형성되어 있되, 상기 조립홈(13)은 상면 둘레로부터 수직으로 일정 폭을 이루는 수직홈부(13a)와, 상기 수직홈부(3a)의 하부에 연결되며 내측으로 돌출된 쐐기 형상을 이루는 쐐기홈부(13b)로 구성되어 있는 하부몸체(10)와; 상기 하부몸체(10)의 상측 둘레 형상에 대응되는 각형 기둥 형태를 이루며, 내부에 상부충진공간(21)이 형성되어 있고, 상부 둘레에는 상부충진공간(21)을 향해 수평으로 절곡된 상부절곡부(23)가 형성되어 있으며, 하부 둘레에는 상기 수직홈부(13a)의 폭과 동일한 두께를 이루는 수직돌기부(22a)와, 쐐기홈부(13b)와 동일한 형상을 이루며 수직돌기(22a) 하부에 연결되어 있는 쐐기부(22b)로 구성된 조립돌기(22)가 형성되어 있으며, 상기 하부몸체(10)의 상부에 연결되는 상부몸체(20);를 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 상기 하부몸체(10)의 내주면(14)은, 뾰족한 내측 중앙 하단으로부터 외측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 내측외향경사면(14a)과, 상기 내측외향경사면(14a)의 상단과 연결되며, 내측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 내측내향경사면(14b)과, 상기 내측내향경사면(14b)의 상단과 연결되며, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 내측수직면(14c)으로 구성되고, 상기 하부몸체(10)의 외주면(15)은, 뾰족한 외측 중앙 하단으로부터 상기 내측외향경사면(14a)과 일정한 두께로 외측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 외측외향경사면(15a)과, 상기 외측외향경사면(15a)의 상단과 연결되며, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 외측수직면(15b)으로 구성되며, 상기 상부몸체(20)는 측벽(24)이, 상기 조립돌기(22)의 상부와 일체로 연결되며, 상부충진공간(21)의 외측을 향해 상향 경사진 상향경사부(24a)와, 상기 상향경사부(24a)의 상부와 일체로 연결되며, 수직으로 상향되게 형성되고 상단에 상기 상부절곡부(23)가 일체로 연결되는 측벽부(24b)로 구성되고, 상기 측벽부(24b)의 외주면은 상기 외측수직면(15b)과 수직으로 일직선을 이루는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하부몸체(10)의 일측(a) 측벽을 형성하는 외측수직면(15b)에는 다수가 상하로 일정 간격으로 층을 이루는 하부레벨돌기(16)가 형성되어 있고, 상기 하부레벨돌기(16)가 형성된 일측(a) 측벽의 반대측 타측(b) 측벽을 형성하는 외측수직면(15b)에는 하부레벨돌기(16)와 동일한 크기를 가지면서 다수가 상하로 하부레벨돌기(16)와 동일한 간격으로 하부레벨홈(17)이 형성되어 있으며, 상기 상부몸체(10)의 일측(a) 측벽부(24b) 외주면에는 상기 하부레벨돌기(16)들의 간격과 동일한 간격으로 다수가 상하로 층을 이루는 상부레벨돌기(25)가 형성되어 있고, 상기 일측(a) 측벽부(24b)의 반대측 타측(b) 측벽부(24b)에는 상부레벨돌기(25)와 동일한 크기를 가지면서 다수가 상하로 상부레벨돌기(25)와 동일한 간격으로 상부레벨홈(26)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부절곡부(23)에는 상부충진공간(21)을 향해 더 돌출된 확장절곡부(23a)가 형성되어 있고, 상기 확장절곡부(23a)에는 가새연결홈(23b)이 형성되어 있으며, 수평 방향의 플레이트부(31)와, 상기 플레이트부(31)의 양측 단부에 하향되게 연결된 수직부(32)로 이루어진 조립가새(30)가 구비되고, 상기 조립가새(30)의 수직부(32)가 상부몸체(20)의 모서리 양측의 가새연결홈(23b)에 끼워져 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물은, 굴착면이 평평한 일측수평면(2)과, 상기 일측수평면(2)보다 레벨이 낮은 타측수평면(3)과, 상기 일측수평면(2)과 타측수평면(3)을 연결하는 경사진 경사면(1)으로 구성된 바닥면에 설치되어 상부의 기초(4)를 지지하는 기초 보강 구조물에 있어서, 상기 일측수평면(2) 위에 서로 인접하여 다수 설치되어 있고, 제 4항의 구성으로 이루어진 제1팽이조립체(100)와; 상기 타측수평면(2) 위에 서로 인접하여 다수 설치되어 있고, 제1팽이조립체(100)와 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이와 같게 이루어져 제1팽이조립체(100)와 단차를 이루거나, 상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이보다 높게 이루어져 제1팽이조립체(100)와 동일 수평면을 이루는 제2팽이조립체(200)와; 상기 경사면(1)에 설치되어 있으며, 제1팽이조립체(100)와 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상단면의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상단면 높이와 같아지도록 상부몸체(20)의 수직 길이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 길이보다 길게 이루어져 있는 제3팽이조립체(300);를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 팽이파일을 각형 기둥 형태의 상부몸체와 각추 형태의 하부몸체로 나누어 구성하고, 서로 조립이 가능하도록 함으로써 하부몸체가 동일한 형태를 취하면서 상부는 서로 높이가 다른 상부몸체를 선택적으로 조립할 수 있게 하여 기초 저부에 단차가 형성되는 경우에 팽이파일이 미설치되는 사각지대를 최소화하여 구조적 안정성을 보다 배가시킬 수 있게 된다.

또, 상부몸체와 하부몸체는 별도의 공구 없이 간편하게 조립이 가능한 구조로 이루어짐으로써 현장 작업자의 시공이 편리해질 수 있게 된다.

특히, 상부몸체와 하부몸체에는 조립홈과 조립돌기가 형성되어 있음으로써 서로 상부몸체의 높이가 다른 팽이조립체를 연결할 때 인접한 팽이조립체의 하부몸체와 상부몸체가 조립홈과 조립돌기를 통해 견고하게 연결됨으로써 부동침하를 방지하고 하중의 분산이 원할히 이루어질 수 있게 된다.

또한, 상부몸체의 모서리에는 가새가 설치됨으로써 상부몸체 내부에 충진되는 충진재의 하중에 의한 상부몸체의 변형을 방지하여 팽이조립체들의 상호 조립의 정확성을 유지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 팽이 파일을 이용하여 단차가 형성된 굴착면에 지반 보강 공사 시공을 실시한 상태를 나타낸 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체의 일 예를 나타낸 부분절단 분해 사시도 및 조립 사시도.
도 3은 도 2이 팽이 조립체를 이용한 기초 보강 구조물을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체의 다른 예를 나타낸 부분절단 분해 사시도.
도 5는 도 4의 조립 상태를 나타낸 부분절단 사시도.
도 6은 본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체를 이용한 기초 보강 구조물의 일 예를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체를 이용한 기초 보강 구조물의 다른 예를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체의 또다른 예를 나타낸 분해 사시도.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체 및 이를 이용한 기초 보강 구조물에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 기초 보강용 다각 팽이 조립체는 크게 하부몸체(10)와 상부몸체(20)를 포함하여 구성된다.

하부몸체(10)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 하부가 뾰족한 각추 형상으로 이루어져 있다.

다각의 형태는 사각, 팔각, 육각 등 다양한 형태가 가능하나, 도면과 같이 4각 형태가 되도록 형성하는 것이 가장 좋다.

하부몸체(10)는 상부가 개방되어 있고, 내부에 골재, 몰탈 등 다양한 공지의 충진재가 투입되는 하부충진공간(11)이 형성되어 있다.

하부몸체(10)의 하단 중앙에는 종래의 팽이 파일과 마찬가지로 말뚝부(12)가 하향 돌출되게 형성되어 있다.

하부몸체(10)의 상부 둘레에는 도시된 바와 같이 조립홈(13)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

조립홈(13)은 도시된 바와 같이 하부몸체(10)의 상면 둘레로부터 수직으로 일정 폭을 이루는 수직홈부(13a)와, 상기 수직홈부(3a)의 하부에 연결되며 내측으로 돌출된 쐐기 형상을 이루는 쐐기홈부(13b)로 구성되어 있다.

쐐기 형상의 쐐기홈부(13b)는 상부몸체(20)와의 결합을 견고하게 해주게 되며, 조립시에는 경사면을 이용하여 탄성을 이용하여 강제 끼움 결합이 이루어지게 해준다.

도 2, 3의 구성은 하부몸체(10)의 측벽이 조립홈(13)의 수직홈부(13a)로 이루어진다.

본 발명의 구성요소인 상부몸체(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 하부몸체(10)의 상측 둘레 형상에 대응되는 각형 기둥 형태를 이루며, 상하로 개방되어 있으며, 내부에는 상부충진공간(21)이 형성되어 있다.

상부몸체(20)의 상부 둘레에는 상부충진공간(21)을 향해 수평으로 절곡된 상부절곡부(23)가 형성되어 있어, 충진재의 충진시 레벨링이 용이해지도록 하고, 충진된 충진재의 이탈을 방지하게 된다.

이러한 상부몸체(20)의 하부 둘레에는 상기 조립홈(13)에 체결되는 조립돌기(22)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

조립돌기(22)는 도시된 바와 같이 상기 수직홈부(13a)의 폭과 동일한 두께를 이루는 수직돌기부(22a)와, 쐐기홈부(13b)와 동일한 형상을 이루며 수직돌기(22a) 하부에 연결되어 있는 쐐기부(22b)로 구성된다.

이러한 조립돌기(22)는 조립홈(13)에 부재의 재질 특성을 이용하여 강제로 끼워 결합하며, 결합 후에는 쐐기부(22b)에 의해 이탈이 방지되게 된다.

하부몸체(10)와 상부몸체(20)의 재질은 플라스틱과 같은 합성수지류, 철재류, 목재 등 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, 두 몸체들의 조립은 공장, 현장 등 시공 여건에 따라 달라질 수 있다.

채움재는 상부충진공간(21) 및 하부충진공간(11)에 공학적 거동에 다라 현장 콘크리트 타설, 쇄석 채움 등으로 구성된다.

더하여, 인접하여 설치되는 팽이 조립체들의 하부몸체(10) 사이 공간은 통상적인 팽이 파일 시공 방식과 마찬가지로 쇄석 등으로 채워 보강하면 된다.

도 3에는 도 2의 구성에 따른 기초 보강용 다각 팽이 조립체를 이용한 기초 보강 구조물의 단면 구조가 도시되어 있다.

도면을 보면 알 수 있듯이, 굴착면이 평평한 일측수평면(2)과, 상기 일측수평면(2)보다 레벨이 낮은 타측수평면(3)과, 상기 일측수평면(2)과 타측수평면(3)을 연결하는 경사진 경사면(1)으로 구성된 바닥면에 설치되어 상부의 기초(4)를 지지하게 되는데, 제1팽이조립체(100)는 다수 개가 상기 일측수평면(2) 위에 서로 인접하여 설치되어 있다.

제2팽이조립체(200)들은 다수 개가 상기 타측수평면(2) 위에 서로 인접하여 설치되어 있다.

도면에서 제2팽이조립체(200)들은 제1팽이조립체(100)와 상부몸체(20)의 높이가 각각 동일한 유닛으로 이루어진다.

따라서, 제2팽이조립체(200)들이 설치된 이후의 상부 표면은 일측수평면(1)과 타측수평면(2)의 높이 차와 동일한 차이를 이룬다.

한편, 경사면(1)에는 제3팽이조립체(300)가 설치되어 있는데, 제3팽이조립체(300)는 상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이보다 높게 이루어져 최종 설치되고 난 후에는 상부 표면이 도면과 같이 제1팽이조립체(100)와 동일한 상부면을 이룬다.

이러한 구성은 본 발명의 팽이 조립체가 상부몸체(20), 하부몸체(10)가 조립식으로 이루어진 것에 의해 가능한 것이다.

특히, 각추 형상은 높이를 다양하게 제조할 경우 막대한 제작비가 소요되는데, 본 발명과 같이 상부몸체(20)의 길이만 변경되도록 구성될 경우 도면과 같은 구조물의 시공이 가능해지기 때문에 시공의 편리함에 더하여 보다 구조적 안정성을 갖게 해주게 된다.

이러한 구성에서 인접한 팽이 조립체들을 연결하기 위한 방식은 종래와 같이 몸체에 홀 타공을 한 후 철근을 관통시킬 수도 있으나, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 대략 "C" 형상을 갖는 클립(40)을 이용하여 양측 팽이 조립체의 상부절곡부(23)에 하단 수평 부분이 걸리도록 하여 간편하게 조립할 수 있다.

더불어, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 단차를 형성하는 부분에는 홀 타공 하여 리벳(50)이나 볼팅 등을 이용하여 상호 고정할 수 있다.

그런데, 도 2 및 3에 도시된 구성은 하부몸체(10)에 조립홈(13)을 형성함에 따라 상부몸체(20)의 측벽면은 하부몸체(10)의 측벽면과 단차를 갖게 되며, 이로 인해 시공시 인접한 팽이조립체들의 상측에 공간이 형성되게 된다.

그런데, 이 공간은 상부몸체(20)의 두께보다 약간 큰 정도이기 때문에 쇄석 등으로 마감하여 충전하기도 어렵다.

즉, 이 공간에서는 충분히 하중을 지지하고 분산하지 못하고 빈 틈이 발생하기 쉽다.

더욱이, 클립(40)을 이용하여 상부몸체(20)들끼리 결합하는 경우 자칫 하부몸체(10)들이 수평방향으로 힘을 받게 될 경우 하부몸체(10)가 이탈하거나, 몸체가 변형되는 현상이 발생할 수도 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 상부몸체(20)와 하부몸체(10)는 도 4, 5에 도시된 구성으로 이루어짐이 보다 바람직하다.

도시된 구성을 구체적으로 설명하면, 상기 하부몸체(10)의 내주면(14)이 뾰족한 내측 중앙 하단으로부터 외측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 내측외향경사면(14a)과, 상기 내측외향경사면(14a)의 상단과 연결되며, 내측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 내측내향경사면(14b)과, 상기 내측내향경사면(14b)의 상단과 연결되며, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 내측수직면(14c)으로 구성되어 있다.

또, 상기 하부몸체(10)의 외주면(15)은, 뾰족한 외측 중앙 하단으로부터 상기 내측외향경사면(14a)과 일정한 두께로 외측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 외측외향경사면(15a)과, 상기 외측외향경사면(15a)의 상단과 연결되며, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 외측수직면(15b)으로 구성되어 있다.

더하여, 상기 상부몸체(20)는 측벽(24)이, 상기 조립돌기(22)의 상부와 일체로 연결되며, 상부충진공간(21)의 외측을 향해 상향 경사진 상향경사부(24a)와, 상기 상향경사부(24a)의 상부와 일체로 연결되며, 수직으로 상향되게 형성되고 상단에 상기 상부절곡부(23)가 일체로 연결되는 측벽부(24b)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 측벽부(24b)의 외주면은 상기 외측수직면(15b)과 수직으로 일직선을 이룬다.

이러한 구성은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 팽이 조립체들을 인접시켜 조립할 때, 측벽부(24b)들이 서로 맞닿아 밀착되고, 외측수직면(15b)들이 서로 맞닿아 밀착하게 되므로, 인접한 팽이 조립체들 사이에 틈을 최소화할 수 있게 되어 구조적 안정성을 배가시킬 수 있게 된다.

또한, 이러한 형태를 이루기 위해 형성된 내측내향경사면(14b)은 채움재가 하부몸체(10)에서 이탈하는 것을 억제해주는 역할까지 해주게 된다.

더하여, 도 4 내지 7에 도시되어 있는 구성은 상기 하부몸체(10)의 일측(a) 측벽을 형성하는 외측수직면(15b)에는 다수가 상하로 일정 간격으로 층을 이루는 하부레벨돌기(16)가 형성되어 있고, 상기 하부레벨돌기(16)가 형성된 일측(a) 측벽의 반대측 타측(b) 측벽을 형성하는 외측수직면(15b)에는 하부레벨돌기(16)와 동일한 크기를 가지면서 다수가 상하로 하부레벨돌기(16)와 동일한 간격으로 하부레벨홈(17)이 형성되어 있다.

또, 상기 상부몸체(10)의 일측(a) 측벽부(24b) 외주면에는 상기 하부레벨돌기(16)들의 간격과 동일한 간격으로 다수가 상하로 층을 이루는 상부레벨돌기(25)가 형성되어 있고, 상기 일측(a) 측벽부(24b)의 반대측 타측(b) 측벽부(24b)에는 상부레벨돌기(25)와 동일한 크기를 가지면서 다수가 상하로 상부레벨돌기(25)와 동일한 간격으로 상부레벨홈(26)이 형성되어 있다.

즉, 모든 레벨홈과 돌기들의 크기 및 간격을 일정하게 한 것으로, 상부몸체(20)의 상하 길이를 다르게 하여 다수 제조하는 경우에도 하부몸체(10)에 형성되어 있는 최하단의 하부레벨돌기(16)를 기준으로 동일 배율의 간격으로 형성되도록 한다.

이렇게 되면, 레벨홈들과 레벨돌기들이 서로 치합된 구조를 이루기 때문에 상부에서 국부 집중 하중이 가해지더라도 인접한 팽이 조립체들의 레벨홈과 레벨돌기들이 하중을 견고하게 분산시켜 부동 침하 가능성을 확연히 줄여줄 수 있게 된다.

또, 전술한 등배율 홈, 돌기 구성을 취할 경우 도 6, 7에 도시되어 있는 바와 같이 크기가 큰 상부몸체(20)를 이용한 조립시 조립이 매우 용이해지게 된다.

한편, 도 8에는 상기 상부절곡부(23)에는 상부충진공간(21)을 향해 더 돌출된 확장절곡부(23a)가 형성되어 있고, 상기 확장절곡부(23a)에는 가새연결홈(23b)이 형성되어 있다.

도면에서는 조립가새(30)가 설치됨을 알 수 있다.

조립가새(30)는 수평 방향의 플레이트부(31)와, 상기 플레이트부(31)의 양측 단부에 하향되게 연결된 수직부(32)로 이루어지며, 상기 조립가새(30)의 수직부(32)가 상부몸체(20)의 모서리 양측의 가새연결홈(23b)에 끼워져 설치된다

이러한 조립가새(30)는 일체형의 가새로 구성되는 경우와 비교하여 벽면의 형상을 잘 유지해줄 수 있음에 더하여 일체형 가새에 비해 충진재의 충진율 저하를 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 6에는 굴착면이 평평한 일측수평면(2)과, 상기 일측수평면(2)보다 레벨이 낮은 타측수평면(3)과, 상기 일측수평면(2)과 타측수평면(3)을 연결하는 경사진 경사면(1)으로 구성된 바닥면에 설치되어 상부의 기초(4)를 지지하는 기초 보강 구조물에 있어서,

상기 일측수평면(2) 위에 서로 인접하여 다수 설치되어 있고, 도 4 내지 5의 구성으로 이루어진 제1팽이조립체(100)와;

상기 타측수평면(2) 위에 서로 인접하여 다수 설치되어 있고, 제1팽이조립체(100)와 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이와 같게 이루어져 제1팽이조립체(100)와 단차를 이루는 제2팽이조립체(200)와;

상기 경사면(1)에 설치되어 있으며, 제1팽이조립체(100)와 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상단면의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상단면 높이와 같아지도록 상부몸체(20)의 수직 길이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 길이보다 길게 이루어져 있는 제3팽이조립체(300);로 이루어진 구성이 도시되어 있다.

도 7은 도 6과 동일한 구조를 이루되, 제2팽이조립체(200)는 상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이보다 높게 이루어져 제1팽이조립체(100)와 동일 수평면을 이루어 전체 기초 보강 구조물의 상면 높이가 동일 레벨이 되도록 이루어져 있다.

도 6과 도 7의 도면에서 팽이조립체들의 내부에는 전술한 채움재가 충전되고, 외부에는 쇄석이 충전된다.

이상, 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 구성은 종래의 팽이 파일을 이용한 기초 보강 공사에 비해 조립이 훨씬 간편할 뿐만 아니라, 평면상에서 팽이 조립체들 사이의 공간을 최소화하고, 측단면 상에서도 접촉면의 틈을 최소화하여 상부 하중의 분산도를 극대화시킬 수 있게 된다.

또, 전술한 것처럼 단차를 구비한 지형에서도 견고한 기초 보강 구조를 제공할 수 있게 된다.

1 : 경사면 2 : 일측수평면
3 : 타측수평면 4 : 기초
5 : 구조물 6 : 버림콘크리트
10 : 하부몸체 11 : 하부충진공간
12 : 말뚝부 13 : 조립홈
13a : 수직홈부 14 : 내주면
14a : 내측외향경사면 14b : 내측내향경사면
14c : 내측수직면 15 : 외주면
15a : 외측외향경사면 15b : 외측수직면
16 : 하부레벨돌기 17 : 하부레벨홈
20 : 상부몸체 21 : 상부충진공간
22 : 조립돌기 22a : 수직돌기부
22b : 쐐기부 23 : 상부절곡부
23a : 확장절곡부 23b : 가새연결홈
24 : 측벽 24a : 상향경사부
24b : 측벽부 25 : 상부레벨돌기
26 : 상부레벨홈 30 : 조립가새
31 : 플레이트부 32 : 수직부
100 : 제1팽이조립체
200 : 제2팽이조립체
300 : 제3팽이조립체
a : 일측
b : 타측

Claims (5)

1. 기초 보강용 다각 팽이 조립체에 있어서,
   내부에 충진재가 투입되는 하부충진공간(11)이 형성되어 있고, 상부가 개방되어 있으며, 하부가 뾰족한 각추 형상으로 이루어져 있고, 하단에는 말뚝부(12)가 하향 돌출되게 형성되어 있으며, 상면 둘레에 조립홈(13)이 형성되어 있되, 상기 조립홈(13)은 상면 둘레로부터 수직으로 일정 폭을 이루는 수직홈부(13a)와, 상기 수직홈부(3a)의 하부에 연결되며 내측으로 돌출된 쐐기 형상을 이루는 쐐기홈부(13b)로 구성되어 있는 하부몸체(10)와;
   상기 하부몸체(10)의 상측 둘레 형상에 대응되는 각형 기둥 형태를 이루며, 내부에 상부충진공간(21)이 형성되어 있고, 상부 둘레에는 상부충진공간(21)을 향해 수평으로 절곡된 상부절곡부(23)가 형성되어 있으며, 하부 둘레에는 상기 수직홈부(13a)의 폭과 동일한 두께를 이루는 수직돌기부(22a)와, 쐐기홈부(13b)와 동일한 형상을 이루며 수직돌기(22a) 하부에 연결되어 있는 쐐기부(22b)로 구성된 조립돌기(22)가 형성되어 있으며, 상기 하부몸체(10)의 상부에 연결되는 상부몸체(20);를 구성되어 있는,
   기초 보강용 다각 팽이 조립체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하부몸체(10)의 내주면(14)은,
   뾰족한 내측 중앙 하단으로부터 외측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 내측외향경사면(14a)과,
   상기 내측외향경사면(14a)의 상단과 연결되며, 내측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 내측내향경사면(14b)과,
   상기 내측내향경사면(14b)의 상단과 연결되며, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 내측수직면(14c)으로 구성되고,
   
   상기 하부몸체(10)의 외주면(15)은,
   뾰족한 외측 중앙 하단으로부터 상기 내측외향경사면(14a)과 일정한 두께로 외측 방향으로 상향 경사지게 형성되어 있는 외측외향경사면(15a)과,
   상기 외측외향경사면(15a)의 상단과 연결되며, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 외측수직면(15b)으로 구성되며,
   
   상기 상부몸체(20)는 측벽(24)이,
   상기 조립돌기(22)의 상부와 일체로 연결되며, 상부충진공간(21)의 외측을 향해 상향 경사진 상향경사부(24a)와,
   상기 상향경사부(24a)의 상부와 일체로 연결되며, 수직으로 상향되게 형성되고 상단에 상기 상부절곡부(23)가 일체로 연결되는 측벽부(24b)로 구성되고,
   
   상기 측벽부(24b)의 외주면은 상기 외측수직면(15b)과 수직으로 일직선을 이루는 것을 특징으로 하는,
   
   기초 보강용 다각 팽이 조립체.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 하부몸체(10)의 일측(a) 측벽을 형성하는 외측수직면(15b)에는 다수가 상하로 일정 간격으로 층을 이루는 하부레벨돌기(16)가 형성되어 있고,
   상기 하부레벨돌기(16)가 형성된 일측(a) 측벽의 반대측 타측(b) 측벽을 형성하는 외측수직면(15b)에는 하부레벨돌기(16)와 동일한 크기를 가지면서 다수가 상하로 하부레벨돌기(16)와 동일한 간격으로 하부레벨홈(17)이 형성되어 있으며,
   
   상기 상부몸체(10)의 일측(a) 측벽부(24b) 외주면에는 상기 하부레벨돌기(16)들의 간격과 동일한 간격으로 다수가 상하로 층을 이루는 상부레벨돌기(25)가 형성되어 있고,
   상기 일측(a) 측벽부(24b)의 반대측 타측(b) 측벽부(24b)에는 상부레벨돌기(25)와 동일한 크기를 가지면서 다수가 상하로 상부레벨돌기(25)와 동일한 간격으로 상부레벨홈(26)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   
   기초 보강용 다각 팽이 조립체.
   
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 상부절곡부(23)에는 상부충진공간(21)을 향해 더 돌출된 확장절곡부(23a)가 형성되어 있고,
   상기 확장절곡부(23a)에는 가새연결홈(23b)이 형성되어 있으며,
   수평 방향의 플레이트부(31)와, 상기 플레이트부(31)의 양측 단부에 하향되게 연결된 수직부(32)로 이루어진 조립가새(30)가 구비되고,
   상기 조립가새(30)의 수직부(32)가 상부몸체(20)의 모서리 양측의 가새연결홈(23b)에 끼워져 설치되는 것을 특징으로 하는,
   기초 보강용 다각 팽이 조립체.
   
5. 굴착면이 평평한 일측수평면(2)과, 상기 일측수평면(2)보다 레벨이 낮은 타측수평면(3)과, 상기 일측수평면(2)과 타측수평면(3)을 연결하는 경사진 경사면(1)으로 구성된 바닥면에 설치되어 상부의 기초(4)를 지지하는 기초 보강 구조물에 있어서,
   상기 일측수평면(2) 위에 서로 인접하여 다수 설치되어 있고, 제 4항의 구성으로 이루어진 제1팽이조립체(100)와;
   상기 타측수평면(2) 위에 서로 인접하여 다수 설치되어 있고, 제1팽이조립체(100)와 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이와 같게 이루어져 제1팽이조립체(100)와 단차를 이루거나,
   상부몸체(20)의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 높이보다 높게 이루어져 제1팽이조립체(100)와 동일 수평면을 이루는 제2팽이조립체(200)와;
   상기 경사면(1)에 설치되어 있으며, 제1팽이조립체(100)와 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상단면의 높이가 제1팽이조립체(100)의 상단면 높이와 같아지도록 상부몸체(20)의 수직 길이가 제1팽이조립체(100)의 상부몸체(20) 길이보다 길게 이루어져 있는 제3팽이조립체(300);를 포함하여 구성된,
   기초 보강용 다각 팽이 조립체를 이용한 기초 보강 구조물.
   

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