KR102118589B1 - 전단보강재로 제작된 합성phc말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법 - Google Patents

Abstract

전단보강재를 간단하게 설치할 수 있어 PHC말뚝의 전단력을 효과적으로 보강할 수 있으면서도, 부보강철근을 간단하게 조립 및 설치할 수 있어 신속하고 경제적인 파일 및 기초부등의 콘크리트 구조물 시공이 가능한 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법이 개시된다.

Description

전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법{REINFORCING DEVICE OF PILE HEAD PART AND METHOD OF PILE STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}

본 발명은 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 전단보강재를 간단하게 설치할 수 있어 PHC말뚝의 전단력을 효과적으로 보강할 수 있으면서도, 두부보강겸용 휨철근을 간단하게 조립 및 설치할 수 있어 신속하고 경제적인 파일 및 기초부등의 콘크리트 구조물 시공이 가능한 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 합성PHC말뚝의 구성사시도를 도시한 것이다.

종래 PHC 말뚝은 경제적인 말뚝이기는 하지만 작용하중에 대한 구조적 성능이 떨어지는 경우가 있어 특히 전단력에 대한 저항능력을 효율적으로 개선시킬 수 있는 합성 PHC말뚝이 소개되어 있다.

이러한 합성 PHC말뚝은 강봉 및 나선철근을 포함하는 내부보강재(12)가 형성된 중공 콘크리트 말뚝부(11)를 포함하여 이루어지는 프리텐션에 의한 고강도 중공 말뚝(PHC 말뚝)에 있어서,

상기 중공 콘크리트 말뚝부(11) 내부로부터 PHC 말뚝의 중공부(S)로 연장되어 노출되도록 설치된 철근을 포함하는 전단연결재(13); 상기 노출된 전단연결재(13)가 매입되어 합성되도록 PHC 말뚝의 중공부(S)에 중공부 콘크리트(14)를 충전시켜 형성시킨 중공 콘크리트부;를 포함하며,

상기 전단연결재(13)는 PHC 말뚝의 상단으로부터 하단으로 일정한 깊이까지만 형성되도록 하고, 상기 중공 콘크리트부 내부에 상하방향으로 철근을 포함하는 휨 보강재(15)가 상기 전단연결재(13) 형성 깊이까지 미리 매입 설치되도록 하되, 상기 휨 보강재의 상단은 PHC 말뚝의 상부표면으로부터 외부로 상방 돌출되도록 한 것이다.

결국, 종래 PHC말뚝의 강봉 및 나선철근을 포함하는 내부보강재(12)에 전단연결재(13)를 조립시켜 PHC말뚝을 제작한 것이라 할 수 있으며 상기 전단연결재(13)는 수평철근 조립체 형태로서 중공 콘크리트부(14)와 중공 콘크리트 말뚝부가 완전히 일체화되도록 하는 역할을 하는 것이다.

하지만 이러한 전단연결재(13)만으로는 PHC 말뚝 시공 시 토압에 의한 휨모멘트가 가장 크게 발생하는 부위의 보강에는 한계가 있고 내부보강재(12)에 일괄적으로 설치함에 있어 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다.

도 1b는 종래 두부보강철근(30)을 PHC 파일(10) 두부에 설치하는 설치도를 도시한 것이다.

즉, PHC 파일(10)의 중공부에는 내부강관(20)을 PHC 파일 상면에 걸쳐져 설치되도록 하기위하여, ㄱ자형 스트립으로 수직판전단연결재와 내부강관(20) 상면과 PHC 파일 상면에 지지되도록 설치되는 상단걸고리(50)를 이용하고 있음을 알 수 있다.

이때 내부강관(20) 내측면에 두부보강철근(30)을 설치하기 위하여 내부강관(20) 상부 내측면에는 고정클립(40)이 끼워져 설치되는데, 상기 고정클립(40)은 두부보강철근(30)의 외주면을 감싸 고정시키는 압착링부(41)와 상기 압착링부(41)의 배면에 일체로 형성된 클립부(42)를 포함하여 상기 클립부(42)가 내부강관(20) 상면에 삽입 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.

도 1c는 종래 와이어로프의 결속수단 예시도를 각각 도시한 것이다.

즉, 와이어로프(61)는 다루기 용이하고 직경이 크지 않기 때문에 이중슬리브(62)를 이용하여 고리부를 형성시킬 경우, 와이어로프(61)의 한쪽 끝을 이중슬리브(62)에 일측 중공부에 넣고 이중슬리브(62)의 위치를 고정하게 된다.

이중슬리브(62)의 밖으로 나와 있는 와이어로프(61) 끝을 휘어서 원호를 형성하고 다시 이중슬리브(62)의 타측 중공부 안으로 넣어 준다. 이때 와이어로프(61)는 한쪽에 타원형의 고리부(63)를 갖게 되며, 이중슬리브(62)의 고정은 유압 압착공구(미 도시)를 이용하여 견고히 정착하게 된다.

또한 도 1b에 의하면 볼트클립(64)을 이용한 정착방식이 도시되어 있으며, 상기 볼트클립(64)을 이용한 정착은 별도의 공구를 필요로 하지 않기 때문에, 긴급 공사 및 소규모 공사에서 편리하게 이용될 수 있게 되지만 다수의 볼트 체결작업이 요구되어 다소 불편할 수밖에 없게 됨을 알 수 있다.

대한민국 등록특허 제 10-0999020호(발명의 명칭: 합성 피에이취씨 말뚝 및 합성 피에이취씨 말뚝 시공방법, 공개일자: 2010년12월09일) 대한민국 공개특허 제 10-2007-0050516호(발명의 명칭: 중공형상 콘크리트 파일의 두부 보강용 구조물 및 그시공방법, 공개일자: 2007년05월16일) 대한민국 등록실용신안 제 20-0448755호(발명의 명칭: 건축용 파일의 조립식 두부보강장치, 공개일자: 2009년06월29일)

이에 본 발명은 종래 합성PHC말뚝에 있어 발생하는 전단력에 보다 효과적으로 저항할 수 있도록 하면서도 설치가 용이한 전단보강재를 제공하되, PHC말뚝의 상단을 추가로 보강할 수 있는 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법을 제공하는 것이다.

나아가 본 발명은 와이어로프가 아닌 수직으로 배근되어야 하는 두부보강겸용 휨철근을 별도의 유압공구를 이용하지 않고서 간단하게 현장에서 수작업에 의하여 조립할 수 있어 신속하고 효율적인 콘크리트 구조물(파일 및 기초) 시공이 가능한 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝 및 이를 이용한 파일시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝은 합성PHC말뚝용 내부보강재를 먼저 제작한 상태에서 내부보강재의 일측에서 내부로 바로 삽입하여 세팅될 수 있도록 원통형하우징(531)을 먼저 구비하고, 상기 원통형하우징 내측면에 나선형보강철근을 삽입하고, 나선형보강철근이 삽입된 원통형하우징의 외측면이 내부보강재의 내측면을 따라 슬라이딩 시키는 방식으로 배치하고, 상기 나선형보강철근이 잔류하도록 원통형하우징을 내부보강재로부터 인발시키는 공종으로 추가 배근된 나선형보강철근; 및 합성성PHC말뚝의 길이방향으로 연장되도록 하되, 다수의 절곡부가 이격되어 연속하여 형성된 것을 나선형보강철근 내측으로 위치시켜 내부보강재에 결속되도록 형성된 합성용 절곡철근;을 포함하여, 상기 합성용 절곡철근의 절곡부가 중공부(S)에 노출되도록 형성된다.

또한 본 발명의 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝에 사용되는 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대는

외측 및 내측수직부 사이의 블록끼움부가 형성되도록 ㄷ자 단면이 되도록 강봉부재를 절단하여 절곡시켜 형성된 것으로서 파일 두부 상면에 끼워지도록 설치되는 철근지지대; 내부로 두부보강겸용 휨철근이 삽입되도록 하여 가이드하는 원형관 부재로서 외측면이 철근지지대의 내측수직부 표면에 고정되도록 형성된 철근삽입관; 및 구부려지는 바를 커팅한 후, 두부보강겸용 휨철근에 조여지도록 꼬아 결속시켜 두부보강겸용 휨철근이 철근삽입관 또는 충진재마감판에 걸려지면서, 하방으로 빠지지 않도록 형성된 꼬임클립;을 포함하도록 하게 된다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대를 이용한 파일시공방법은,

(a) 합성PHC말뚝용 내부보강재를 먼저 제작한 상태에서 내부보강재의 일측에서 내부로 바로 삽입하여 세팅될 수 있도록 원통형하우징(531)을 먼저 구비하고, 상기 원통형하우징 내측면에 나선형보강철근을 삽입하고, 나선형보강철근이 삽입된 원통형하우징의 외측면이 내부보강재의 내측면을 따라 슬라이딩 시키는 방식으로 배치하고, 상기 나선형보강철근이 잔류하도록 원통형하우징를 내부보강재로부터 인발시키는 공종으로 추가 배근된 나선형보강철근; 및 합성성PHC말뚝의 길이방향으로 연장되도록 하되, 다수의 절곡부가 이격되어 연속하여 형성된 것을 나선형보강철근 내측으로 위치시켜 내부보강재에 결속되도록 형성된 합성용 절곡철근;을 포함하여, 상기 합성용 절곡철근의 절곡부가 중공부(S)에 노출되도록 형성된 합성PHC말뚝을 구비하고, (b) 외측 및 내측수직부 사이의 블록끼움부가 형성되도록 ㄷ자 단면이 되도록 강봉부재를 절단하여 절곡시켜 철근지지대를 형성시키고, 외측면이 상기 철근지지대의 내측수직부 표면에 고정되도록 형성된 철근삽입관 내부로 두부보강겸용 휨철근을 삽입하고, 구부려지는 바를 커팅한 후, 두부보강겸용 휨철근에 조여지도록 꼬아 결속시켜 두부보강겸용 휨철근이 철근삽입관 또는 충진재마감판에 걸려지면서, 하방으로 빠지지 않도록 하여 두부보강겸용 휨철근이 철근삽입관에 걸려지도록 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대를 구비하는 단계; (c) 합성PHC말뚝 두부 상면에 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대의 철근지지대가 끼워지도록 설치하는 단계;를 포함하도록 하게 된다.

본 발명의 전단보강재는 나선형철근을 내부보강재에 간단하게 삽입 설치하고, 합성용 절곡철근은 PHC말뚝의 길이방향으로 연장되어 합성범위를 효과적으로 연장시킬 수 있고, 절곡형태 및 크기를 조정할 수 있어 효과적인 합성성능을 가지게 된다.

또한 본 발명은 PHC말뚝의 내부보강재에 마감만지지용 철근을 미리 배근시켜 중공부 콘크리트의 마감판 설치도 용이하게 된다.

또한 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대에 의하면, 두부보강겸용 휨철근을 파일 두부에 고정 설치하기 위해서는 고정수단이 필요하지만 구조가 복잡하여 효율성 및 경제성이 매우 떨어질 수밖에 없지만 본 발명은 사각단면의 봉부재를 이용하여 간단하게 철근지지대를 공장 제작하고, 철근삽입관은 파이프를 절단한 것을 이용하여 서로를 용접시켜 바로 두부보강겸용 휨철근 고정 설치가 가능하고, 꼬임클립은 필요에 따라 연장길이를 조절할 수 있어 현장에서 바로바로 설치 및 분리가 가능하여 작업성이 매우 뛰어나게 된다.

또한 두부보강겸용 휨철근은 파일마다 설치해야 하기 때문에 두부보강겸용 휨철근 설치량이 많을 수 밖에 없어 설치가 간단하게 되면 공사를 신속하게 할 수 있으므로 매우 경제적인 파일 시공 및 기초부등 구조물 시공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 합성PHC말뚝의 구성사시도,
도 1b 및 도 1c는 종래 두부보강겸용 휨철근 설치도 및 와이어로프의 결속수단 예시도,
도 2a 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 합성PHC말뚝의 제작구성도 및 사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대의 구성사시도 및 조립상태도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대를 이용한 파일시공방법 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 본 발명의 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝(500)]

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 합성PHC말뚝(500)의 제작구성도 및 사시도를 도시한 것이다.

상기 합성PHC말뚝(500)은 종래 PHC말뚝을 보강하기 위하여 PHC말뚝 중공부에 추가로 철근콘크리트를 충전시켜 종래 PHC 말뚝 보다는 휨, 압축 및 전단력에 저항하는 능력이 커지도록 할 수는 있지만, PHC말뚝과의 일체성 확보 즉, PHC말뚝과 철근콘크리트의 경계면에서의 전단력에 효과적으로 저항하지 못하기 때문에 전단보강재를 PHC말뚝의 내부보강재로부터 중공부로 연장되도록 하여, 중공부 콘크리트에 매립되도록 하되, 상기 전단보강재를 보다 효과적으로 설치할 것인가를 특징으로 하게 된다.

상기 합성PHC말뚝(500)은 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 내부보강재(510), 콘크리트 말뚝부(520), 나선형보강철근(530), 합성용 절곡철근(540), 마감판 지지용철근(550)을 포함한다.

먼저 상기 내부보강재(510)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, PHC말뚝 내부의 철근조립체와 강연선을 지칭한다. 통상의 PHC말뚝용 내부보강재는 길이방향으로 연장된 길이방향 강연선과 강연선 외부를 감싸는 나선형철근(511)을 포함하도록 제작된다.

이러한 내부보강재(510)는 종래 PHC말뚝에서 채택한 기본적인 구성이지만 본 발명에서는 이러한 나선형철근(511)에 도 2b와 같이, 나선형보강철근(530), 합성용 절곡철근(540) 및 마감판 지지용철근(550)을 추가로 형성시켜 함성 PHC말뚝을 제작하게 된다.

다음으로 상기 콘크리트 말뚝부(520)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 내부보강재(510) 및 나선형보강철근(530)이 매립되도록 하는 것으로서 합성용 절곡철근(540) 및 마감판 지지용철근(550)은 중공부(S)에 노출되도록 PHC말뚝용 강재거푸집에 타설되어 원심력을 이용하여 일정한 두께로 형성되도록 하게 된다.

다음으로 상기 나선형보강철근(530)은 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 철근을 용수철 형태로 감아 나선형으로 형성시킨 것이다. 나선형철근(511) 보다는 직경이 작은 철근을 이용하여 나선형철근(511)을 보강하여 합성PHC말뚝의 상단(토압에 의한 휨모멘트가 가장 크게 발생하는 부위를 추가 보강하기 위한 것)에 추가로 배근되도록 하게 된다.

이에 내부보강재(510)를 먼저 제작한 상태에서 내부보강재(510)의 일측에서 내부로 바로 삽입하여 세팅될 수 있도록 원통형하우징(531)을 먼저 구비하고,

상기 원통형하우징(531) 내측면에 나선형보강철근(530)을 삽입하고,

나선형보강철근(530)이 삽입된 원통형하우징(531)의 외측면이 내부보강재(510)의 내측면을 따라 슬라이딩 시키는 방식으로 배치하고,

상기 나선형보강철근(530)이 잔류하도록 원통형하우징(531)를 내부보강재(510)로부터 인발시키는 공종으로 추가 배근되도록 하게 된다.

이에 나선형보강철근(530)은 내부보강재(510)의 나선형철근(511)에 간단하면서도 신속하게 세팅이 가능하게 된다.

다음으로 상기 합성용 절곡철근(540)은 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 종래 합성형PHC말뚝에 있어 전단연결재 역할을 하는 것이다.

이러한 종래 전단연결재는 내부보강재를 횡단하는 수평철근조립체로 형성된 것인데 1개씩 내부보강재의 연장길이에 걸쳐 설치해야 하고, 수평으로 배치되도록 하다보니 상,하 방향으로의 전단력은 설치 간격을 조정하여 전단력에 저항하도록 해야 했다.

이에 본 발명은 수평으로 횡단하도록 하는 것이 아니라 수직방향 즉, 본 발명의 합성성PHC말뚝의 길이방향으로 연장되도록 하되, 다수의 절곡부(541)가 이격되어 연속하여 형성된 것을 나선형보강철근(530) 내측으로 위치시켜 내부보강재(510)에 결속되도록 하게 된다.

이에 상기 절곡부(541)의 크기, 모양은 각각 또는 모두 별개로 형성시킬 수도 있고, 형성 위치, 개수 및 연장길이를 조정하여 전단력 저항에 대응할 수 있도록 하고, 수직방향으로 연장되어 있어 설치가 매우 간단하게 된다.

본 발명에서는 3개의 합성용 절곡철근(540)이 세팅되어 있으나 조정이 가능하고, 연장길이에 의하여 절곡부의 개수도 결정되고, 절곡부의 형상도 전단력 저항에 유리한 형상으로 변경도 가능하여 종래 수평철근망 형태와 대비하여 전단력 저항효과 및 설치시 작업성이 뛰어남을 알 수 있다.

상기 마감판 지지용철근(550)은 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 합성용 절곡철근(540)의 하단보다 하방에 내부보강재(510)에 수평으로 설치되는 것으로서 중공부 콘크리트(C가 중공부(S)의 일정한 깊이로 형성되도록 하는 마감판을 지지하는 철근이다.

이에 원판형의 마감판(551)이 마감판 지지용철근(550) 상면에 지지되어 세팅되도록 한후, 중공부 콘크리트(C를 중공부(S)에 채워지도록 하게 된다.

이로서 도 4b에 의하면 완성된 본 발명의 합성PHC말뚝(500)을 확인할 수 있다.

즉, 내부보강재(510)와 나선형보강철근(530)는 콘크리트 말뚝부(520)에 내장되어 있고, 중공분(S)에는 합성용 절곡철근(540) 및 마감판 지지용철근(550)이 노출되어 있으며, 마감판(551)이 마감판 지지용철근(550) 상면에 세팅되어 있고, 중공부 콘크리트(C가 중공부(S)에 채워지도록 하게 됨을 알 수 있다.

[ 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)]

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)의 구성사시도 및 조립상태도를 각각 도시한 것이다.

상기 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)는 앞서 살펴본 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝(500)의 상단에 설치하여 구조물 기초와 합성PHC말뚝(500)을 일체화시켜 시공하기 위한 것이라 할 수 있다.

이에 상기 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)는 철근지지대(110), 철근삽입관(120), 꼬임클립(130)을 포함하여 구성되는 것으로서, 두부보강겸용 휨철근(210)이 철근삽입관(120)에 삽입되도록 하여 세팅 시킨 후, 꼬임클립(130)으로 위치를 세팅시키고, 철근삽입관(120)이 장착된 철근지지대(110)를 합성PHC말뚝(500) 두부 상면에 끼워 간단하게 설치되도록 하여 결국 두부보강겸용 휨철근(210)을 합성PHC말뚝(500) 두부에 간단하게 장착시킬 수 있도록 한 것이다.

이에 상기 철근지지대(110)는 도 3a 및 도 3b와 같이, ㄷ자 단면의 지지블록으로서 합성PHC말뚝(500) 두부 상면에 끼워져 설치된다.

이에 블록끼움부는 합성PHC말뚝(500) 두께를 고려하여 일정한 공간이 형성되도록 외측 및 내측수직부를 형성시키고, 이러한 철근지지대는 사각단면의 강봉부재를 일정한 길이 절단하고, ㄷ자 단면이 되도록 절곡시켜 간단하게 제작하면 된다.

이에 사각단면의 강봉부재를 이용하게 되면 제작도 용이하고, 경제적이어서 사용하기에 용이하다.

이때 철근지지대(110)의 내측에 위치한 내측수직부(111)에는 드릴 등으로 형성시킨 수직홀(112)이 형성되도록 하여 후술되는 철근삽입관(120)의 세팅이 용이하도록 하고 있음을 알 수 있다.

상기 철근삽입관(120)은 도 3a 및 도 3b와 같이, 원형관을 이용하게 된다. 즉, 내부로 두부보강겸용 휨철근(210)이 삽입되도록 하여 가이드하는 부재로서 원형관 부재를 사용하면 된다.

예컨대, 강파이프를 일정길이 절단하여 사용되며 두부보강겸용 휨철근(210)이 관통되는 직경을 가진 것을 이용하면 된다.

이러한 철근삽입관(120)은 철근지지대(110)와 일체화시키게 되는데, 철근삽입관(120)의 외측면이 철근지지대(110)의 내측수직부(111) 표면에 고정되도록 하면 되는데 용접에 의한 작업으로 가능하다.

이때 상기 내측수직부(111)에는 상면과 저면을 관통하는 수직홀(112)이 형성되어 있어 철근삽입관(120) 외측면에 탄성이 있는 걸림클립(121)을 장착하고, 상기 걸림클립(121)이 수직홀(112)에 상방에서 하강 삽입시켜 초기 위치가 세팅되면 용접에 의하여 완전히 일체화시키게 되면 제작도 용이해지게 되고, 과도한 용접이 필요 없어 매우 효율적이다. 이때 걸림클립(121)은 용접 후 제거하여 재사용하게 된다.

이러한 걸림클립(121)은 도 3a와 같이, 전체적으로 수직걸림봉이 ㄹ자 형태로 형성되어 일측 수직걸림봉(121a)는 수직홀(112)에 상방에서 하강 삽입하는 방식으로 삽입되도록 하고, 중간 수직걸림봉(121b)와 타측 수직걸림봉(121c)는 철근삽입관(120) 내측면에 탄성에 의하여 장착되어 있어 작업자는 걸림클립(121)을 철근삽입관(120)에 끼운후, 일측 수직걸림봉(121a)을 수직홀(112)에 삽입하는 것만으로 간단하게 세팅이 가능하도록 하고, 분리하여 재사용이 가능하도록 할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로 상기 꼬임클립(130)은 도 3a 및 도 3b와 같이 철근삽입관(120)에 삽입된 두부보강겸용 휨철근(210)이 하방으로 빠지지 않도록 하는 일종의 걸림구이다.

이러한 걸림구를 예컨대 너트 형태로 제작하여 두부보강겸용 휨철근(210)이 관통되도록 할 수도 있지만 이 경우 스패너등 공구가 필요하게 되고, 두부보강겸용 휨철근(210)에 나사부를 형성시켜야 하기 때문에 소모적인 비용이 된다.

이에 본 발명은 현장에서 쉽게 구부려지는 재질 예컨대, 알루미늄바등을 일정한 길이로 커팅한 후, 두부보강겸용 휨철근(210)에 조여지도록 꼬아 간단하게 결속시키는 것 만으로 정착구로 형성되도록 하고, 상기 정착구에 의하여 두부보강겸용 휨철근(210)은 철근삽입관(120)에 걸려지면서, 하방으로 빠지는 현상을 막을 수 있다.

이러한 꼬임클립(130)은 작업자가 휴대가 용이하고, 큰 힘을 들이거나 전동식 공구를 사용하지 않아도 간단하게 두부보강겸용 휨철근(210)에 장착할 수 있다는 장점이 있게 된다.

이에 도 3b에 의하면 본 발명의 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)가 합성PHC말뚝(500)에 조립 설치된 상태를 확인할 수 있다.

먼저 상기 합성PHC말뚝(500)은 강관파일, PHC파일(PHC말뚝)이 될 수 있는데, 일정한 두께를 가진 원형관으로서 중공부(S)가 형성된 것이다.

이러한 합성PHC말뚝(500)은 지반(G)에 별도 형성시킨 천공홀(H)에 삽입되어 두부를 커팅하게 되면 두부 상면이 평평하게 마감된다.

이에 상기 두부 상면에 본 발명의 ㄷ자 단면의 지지블록으로서 철근지지대(110)를 합성PHC말뚝(500) 두부 상면에 끼워지도록 하는 방식으로 간단하게 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)가 합성PHC말뚝(500)에 장착하여 조립 설치할 수 있게 됨을 알 수 있다.

즉, 두부보강겸용 휨철근(210)의 설치개수는 임의적이지만 필요한 두보보강철근(210)만을 철근지지대(110)에 일체로 형성시킨 철근삽입관(120)에 관통되도록 하여, 상기 꼬임클립(130)을 이용하여 두부보강겸용 휨철근(210)이 철근삽입관(120)에 걸려지도록 하게 됨을 알 수 있다.

이에 두부보강겸용 휨철근(210)은 철근삽입관(120)에 꼬임클립(130)에 의하여 위치가 세팅되면, 상방으로 더 연장되어 있음을 알 수 있다.

통상 두부보강겸용 휨철근(210)은 원통형으로 수직철근을 배근하고, 수직철근을 깜싸는 띠철근으로 제작한 것을 이용하게 된다.

이에 도 3b에 의하면 원통형으로 수직철근을 배근하되, 수직철근을 깜싸는 띠철근을 형성시키게 되며, 꼬임클립(130)에 의하여 철근삽입관(120)에 수직철근이 지지되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 도 4b와 같이, 합성PHC말뚝(500)의 중공부(S)에 중공부 콘크리트(C를 충진시키게 되면 마감판(551)에 의하여 마감판(551)의 하부의 중공부(S)로는 중공부 콘크리트(C가 채워지지 않게 됨을 알 수 있고, 중공부 콘크리트(C는 두부보강겸용 휨철근(210)이 합성PHC말뚝(500) 두부에 합성되도록 하는 역할도 하게 된다.

[ 본 발명의 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝(500)을 이용한 파일시공방법]

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝(500)을 이용한 파일시공방법 순서도를 도시한 것이다.

즉, 상기 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)를 이용한 합성PHC말뚝(500)은 구조물 기초를 시공함에 있어, 지반에 먼저 합성PHC말뚝(500)을 시공하여 파일 두부에 기초콘크리트가 서로 일체화되도록 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)를 합성PHC말뚝(500) 두부에 설치하는 것이 상기 파일 시공방법이다.

이에, 도 4a와 같이, 구조물 기초가 시공되는 공간은 건축물이 시공되는 지반이 될 수도 있을 것이다.

이에 먼저 지반(G)에 천공홀을 오거장치 등을 이용하여 수직홀 형태로 시공하게 되며 공벽이 무너지지 않도록 한 상태에서 합성PHC말뚝(500)을 천공홀(H)에 삽입하여 시공하게 된다.

천공홀(H) 깊이 보다는 합성PHC말뚝(500)의 연장길이가 약간 길게 형성되도록 하여 파일 두부가 지표면에서 상방으로 노출되도록 하게 된다.

현장에서는 천공홀(H)의 깊이가 일정하지 않을 수 있어 합성PHC말뚝(500)의 두부를 커팅하여 두부 마감을 할 수 있다.

이에 도 4b와 같이, 합성PHC말뚝(500)의 두부에 앞서 살펴본 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)를 설치하게 된다.

이러한 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)는 두부보강겸용 휨철근(210)이 미리 철근삽입관(120)을 관통하도록 하고, 상기 철근삽입관(120)은 철근지지대(110)에 일체로 형성되도록 하여 조립된 상태로 바로 설치하면 된다.

이는 결국 철근지지대(110)를 합성PHC말뚝(500) 두부 상면에 삽입시키는 작업으로 간단하게 이루어질 수 있게 된다.

이에 기초부 콘크리트(C)를 타설하여 합성PHC말뚝(500)의 두부에 설치된 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)가 매립되도록 하는 방식으로 기초부(400)를 시공하게 되며 이에 기초부(400)는 합성PHC말뚝(500)과 일체화되어 거동하게 됨을 알 수 있다. 이때 중공부 콘크리트(C는 합성PHC말뚝(500)의 중공부(S)에 타설되는데 상기 기초부 콘크리트 타설시 함께 타설하면 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대
110: 철근지지대 111: 내측수직부
112: 수직홀 120: 철근삽입관
121: 걸림클립 130: 꼬임클립
210: 두부보강겸용 휨철근
500: 합성PHC말뚝
510: 내부보강재
520: 콘크리트 말뚝부
530: 나선형보강철근
540: 합성용 절곡철근
550: 마감판 지지용철근

Claims (3)

1. 합성PHC말뚝용 내부보강재를 먼저 제작한 상태에서 내부보강재의 일측에서 내부로 바로 삽입하여 세팅될 수 있도록 원통형하우징(531)을 먼저 구비하고, 상기 원통형하우징 내측면에 나선형보강철근을 삽입하고, 나선형보강철근이 삽입된 원통형하우징의 외측면이 내부보강재의 내측면을 따라 슬라이딩 시키는 방식으로 배치하고, 상기 나선형보강철근이 잔류하도록 원통형하우징을 내부보강재(510)로부터 인발시키는 공종으로 추가 배근된 나선형보강철근; 및 합성성PHC말뚝의 길이방향으로 연장되도록 하되, 다수의 절곡부가 이격되어 연속하여 형성된 것을 나선형보강철근 내측으로 위치시켜 내부보강재에 결속되도록 형성된 합성용 절곡철근;을 포함하여, 상기 합성용 절곡철근의 절곡부가 중공부(S)에 노출되도록 형성된 합성PHC말뚝에
   외측 및 내측수직부 사이의 블록끼움부가 형성되도록 ㄷ자 단면이 되도록 강봉부재를 절단하여 절곡시켜 형성된 것으로서 파일 두부 상면에 끼워지도록 설치되는 철근지지대(110); 내부로 두부보강겸용 휨철근(210)이 삽입되도록 하여 가이드하는 원형관 부재로서 외측면이 철근지지대(110)의 내측수직부(111) 표면에 고정되도록 형성된 철근삽입관(120); 및 구부려지는 바를 커팅한 후, 두부보강겸용 휨철근(210)에 조여지도록 꼬아 결속시켜 두부보강겸용 휨철근(210)이 철근삽입관(120) 에 걸려지면서, 하방으로 빠지지 않도록 형성된 꼬임클립(130);을 포함하는 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대가 설치되는 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 철근지지대(110)는
   블록끼움부가 형성되도록 외측 및 내측수직부를 형성시키되, 내측수직부(111)의 상면과 저면을 관통하는 수직홀(112)이 형성되어 있어 철근삽입관(120) 외측면에 탄성이 있는 걸림클립(121)을 장착하고,
   상기 걸림클립(121)은 수직걸림봉(121a,121b,121c)가 ㄹ자 형태로 형성되어 일측 수직걸림봉(121a)는 수직홀(112)에 상방에서 하강 삽입하는 방식으로 삽입되도록 하고, 중간 수직걸림봉(121b)와 타측 수직걸림봉(121c)는 철근삽입관(120) 내측면에 탄성에 장착되어 있어, 걸림클립(121)을 철근삽입관(120)에 끼운후, 일측 수직걸림봉(121a)을 수직홀(112)에 삽입하는 것만으로 간단하게 세팅이 가능하도록 하고, 분리하여 재사용이 가능하도록 하는 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝.
3. (a) 합성PHC말뚝용 내부보강재를 먼저 제작한 상태에서 내부보강재의 일측에서 내부로 바로 삽입하여 세팅될 수 있도록 원통형하우징(531)을 먼저 구비하고, 상기 원통형하우징 내측면에 나선형보강철근을 삽입하고, 나선형보강철근이 삽입된 원통형하우징의 외측면이 내부보강재의 내측면을 따라 슬라이딩 시키는 방식으로 배치하고, 상기 나선형보강철근이 잔류하도록 원통형하우징을 내부보강재(510)로부터 인발시키는 공종으로 추가 배근된 나선형보강철근; 및 합성성PHC말뚝의 길이방향으로 연장되도록 하되, 다수의 절곡부가 이격되어 연속하여 형성된 것을 나선형보강철근 내측으로 위치시켜 내부보강재에 결속되도록 형성된 합성용 절곡철근;을 포함하여, 상기 합성용 절곡철근의 절곡부가 중공부(S)에 노출되도록 형성된 합성PHC말뚝을 구비하고,
   (b) 외측 및 내측수직부 사이의 블록끼움부가 형성되도록 ㄷ자 단면이 되도록 강봉부재를 절단하여 절곡시켜 철근지지대(110)를 형성시키고, 외측면이 상기 철근지지대(110)의 내측수직부(111) 표면에 고정되도록 형성된 철근삽입관(120) 내부로 두부보강겸용 휨철근(210)을 삽입하고, 구부려지는 바를 커팅한 후, 두부보강겸용 휨철근(210)에 조여지도록 꼬아 결속시켜 두부보강겸용 휨철근(210)이 철근삽입관(120)에 걸려지면서, 하방으로 빠지지 않도록 하여 두부보강겸용 휨철근(210)이 철근삽입관(120)에 걸려지도록 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)를 구비하는 단계;
   (c) 합성PHC말뚝(500) 두부 상면에 두부보강겸용 휨철근 조립용 지지대(100)의 철근지지대(110)가 끼워지도록 설치하는 단계;를 포함하는 전단보강재로 제작된 합성PHC말뚝을 이용한 파일시공방법.

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