KR102421161B1 - 상부 구조물 지지용 프리캐스트 기초 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리캐스트 기초에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리캐스트로 제작되어 시공기간을 단축하면서도 지반에 삽입되는 파일의 위치나 길이의 시공 오차를 수용하면서도 안정적으로 방음벽 등의 상부 구조물을 지지할 수 있는 프리캐스트 기초에 관한 것이다.
본 발명은, 일정간격으로 여러 개가 설치되며, 지상으로 일부가 노출되고 나머지는 지중에 삽입되는 강재의 파일; 상기 파일로부터 일정한 간격을 두고 상기 파일의 설치방향을 따라 배치되는 판상인 프리캐스트 콘크리트 재질의 제1벽체; 상기 파일의 노출된 상부가 내부에 수용되도록 상기 파일을 감싸는 형상의 단면을 가지며 상기 파일을 감싼 상태로 상기 제1벽체와 결합하는 프리캐스트 콘크리트 재질의 제2벽체; 상기 제1벽체와 제2벽체에 의해 형성되는 공간 중 상기 제1벽체와 제2벽체와 인접하게 상하방향으로 배근되는 다수의 수직철근; 상기 다수의 수직철근을 감싸면서 수직철근에 결합하는 수평철근; 상기 수직철근과 수평철근을 일체화할 수 있도록 보강하는 보강부재; 상기 제1벽체와 상기 제2벽체를 구조적으로 결합하기 위한 결합수단; 상기 수직철근 또는 수평철근에 결합한 상태로 상하방향으로 배치되되 상단부는 상기 제1벽체나 제2벽체의 상부로 노출되는 다수의 지주용 앵커볼트; 상기 결합수단에 의해 상기 제2벽체와 상기 제1벽체가 결합한 후 상기 제2벽체와 제1벽체에 의해 형성된 공간에 타설되는 콘크리트; 을 포함하여 구성되는 프리캐스트 기초를 제공한다.

Description

상부 구조물 지지용 프리캐스트 기초{Precasted Basement}

본 발명은 프리캐스트 기초에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리캐스트로 제작되어 시공기간을 단축하면서도 지반에 삽입되는 파일의 위치나 길이의 시공 오차를 수용하면서도 안정적으로 방음벽 등의 상부 구조물을 지지할 수 있는 프리캐스트 기초에 관한 것이다.

방음벽은 말 그대로 소리의 전달을 차단하기 위한 벽이다. 통상 방음벽의 시공을 위해서는 지중에 삽입되는 파일을 포함하는 기초를 설치하고, 그 기초위에 방음벽과 방음벽에 작용하는 하중을 지지하기 위한 지주를 설치하게 된다. 최근 시공되는 방음벽의 기초에는 파일과 상기 방음벽의 길이방향을 따라 길게 형성되어 방음벽이 거치되는 벽체가 포함된다. 상기 파일이나 지주로는 H빔이 사용되는 경우가 많으며, 방음벽과 지주의 자중 및 방음벽을 통해 지주에 작용하는 하중(주로 풍하중)은 기초를 통해 지반으로 전달되는 하중의 흐름(Flow)이 만들어진다.

오거(auger)를 이용하여 지반을 구멍을 천공하고 천공된 구멍에 파일을 삽입한 후 구멍과 파일 사이의 공간은 토사나 콘크리트를 채움하여 파일을 설치한다. 통상 파일은 공장에서 일정한 길이로 제작된 기성품을 사용하는데, 매번 같은 깊이로 천공하는 것이 현실적으로 불가능하므로 지반으로 노출되는 파일의 길이를 일정하게 맞추는 것이 어렵고, 파일을 설치하는 위치도 설계위치와 정확하게 맞추는 것이 어려우므로 어느 정도의 파일의 위치와 관련해서도 어느 정도의 시공오차는 발생하기 마련이다.

한편, 옹벽도 비슷한 형태의 기초를 포함하여 구성되며, 옹벽의 경우에도 동일한 문제가 발생한다.

본 발명은 전술한 시공 오차를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 파일의 시공오차가 생긴 경우에도 정확하게 벽체나 지주를 시공하도록 구조가 개선된 프리캐스트 기초를 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

일정간격으로 여러 개가 설치되며, 지상으로 일부가 노출되고 나머지는 지중에 삽입되며 강재로 제작되는 파일;

상기 파일로부터 일정한 간격을 두고 상기 파일의 설치방향을 따라 배치되는 판상인 프리캐스트 콘크리트 재질의 제1벽체;

상기 파일의 노출된 상부가 내부에 수용되도록 상기 파일을 감싸는 형상의 단면을 가지며 상기 파일을 감싼 상태로 상기 제1벽체와 결합하는 프리캐스트 콘크리트 재질의 제2벽체;

상기 제1벽체와 제2벽체에 의해 형성되는 공간 중 상기 제1벽체와 제2벽체와 인접하게 상하방향으로 배근되는 다수의 수직철근;

상기 다수의 수직철근을 감싸면서 수직철근에 결합하는 수평철근;

상기 수직철근과 수평철근을 일체화할 수 있도록 보강하는 보강부재;

상기 제1벽체와 상기 제2벽체를 구조적으로 결합하기 위한 결합수단;

상기 수직철근 또는 수평철근에 결합한 상태로 상하방향으로 배치되되 상단부는 상기 제1벽체나 제2벽체의 상부로 노출되는 다수의 지주용 앵커볼트;

상기 결합수단에 의해 상기 제2벽체와 상기 제1벽체가 결합한 후 상기 제2벽체와 제1벽체에 의해 형성된 공간에 타설되는 콘크리트; 을 포함하여 구성되는 프리캐스트 기초를 제공한다.

상기 제2벽체는 사각형, 사다리꼴, "ㄷ"자, 양단부가 벌어진 "ㄷ"자 형상 중 어느 하나일 수 있다.

상기 결합수단은,

상기 제2벽체 중 상기 제1벽체와 결합하는 부분에 여러 개가 형성되며 수평방향으로 긴 장공형태의 볼트공과,

일부는 상기 상기 제1벽체에 매립되고 나머지는 상기 볼트공과 대응되는 위치에 돌출되는 앵커볼트와 상기 앵커볼트에 체결되는 너트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 파일에 상기 콘크리트와 합성을 위해 마련되는 스터드와,

상기 제2벽체를 프리캐스팅 할 때 상기 제2벽체의 내벽에 형성되는 결합공과 상기 결합공에 삽입되는 스터드를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면 파일의 위치나 길이 등의 시공오차가 생긴 경우에도 정확하게 제1벽체나 지주를 시공하도록 구조가 개선된 프리캐스트 기초를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프리캐스트 기초의 분리사시도.
도 2는 도 1에 도시된 프리캐스트 기초의 결합도.
도 3은 도 1에 도시된 프리캐스트 기초의 단면도.
도 4는 파일의 설치 오차를 보정하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 5는 제2벽체의 실시예를 설명하기 위한 평면도.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프리캐스트 기초의 분리사시도, 도 2는 도 1에 도시된 프리캐스트 기초의 결합도. 도 3은 도 1에 도시된 프리캐스트 기초의 단면도. 도 4는 파일의 설치 오차를 보정하는 것을 설명하기 위한 도면, 도 5는 제2벽체의 실시예를 설명하기 위한 평면도이다.

본 실시예에 따른 프리캐스트 기초는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 파일(P), 제1벽체(10), 제2벽체(20), 수직철근(31), 수평철근(32), 보강부재(33), 결합수단(40), 지주용 앵커볼트(50), 콘크리트(60), 스터드(71)을 포함하여 구성된다.

상기 파일(P)은 상부의 일부는 지상으로 노출되고 나머지는 지중에 삽입되도록 설치되는 구성으로서 도면에는 한 개만 도시되어 있지만 실제로는 상기 제1벽체(10)의 길이방향을 따라 일정간격으로 여러 개가 설치된다. 본 실시예에서 상기 파일(P)로는 H-빔이 사용되는데 다른 형태의 파일이 사용될 수도 있다.

상기 파일(P)에는 도시되지 않았지만 콘크리트(60)와의 합성을 위한 스터드가 설치될 수 있다.

상기 제1벽체(10)는 프리캐스팅 방식으로 제작되며 상기 파일(P)로부터 일정한 간격을 두고 상기 파일(P)의 설치방향을 따라 길게 설치된다. 상기 제1벽체(10)를 무한히 크게 만들 수는 없으므로 일정한 길이로 공장에서 제작해서 현장에서 조립하는데 전단키(12)가 있어서 제1벽체(10)의 조립을 견고하게 한다.

상기 제2벽체(20)는 상기 파일(P)의 노출된 상부(파일 중 지상으로 노출된 부분)가 내부에 수용되도록 상기 파일(P)을 감싸는 형태의 단면을 가지며, 상기 파일(P)을 감싼 상태로 상기 제1벽체(10)와 결합한다. 본 실시예에서 상기 제2벽체(20)의 단면형태는 도 1에 도시된 바와 같이 벌어진 형태의 "ㄷ'자인데 도 5에 도시된 바와 같이 사다리꼴, 사각형, "ㄷ"자 형등으로 제작될 수도 있다.

상기 제2벽체(20)를 공장에서 프리캐스팅 할 때 내면(21; 상기 제1벽체(10)와 공간을 형성했을때의 안쪽면)에는 구멍(72)이 마련되는데, 상기 구멍(72)은 나사공인 것이 바람직하다.

상기 수직철근(31)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1벽체(10)와 제2벽체(20)에 의해 형성되는 공간 중에서 상기 제1벽체(10)와 제2벽체(20)에 인접한 부분에 수직하게 배치되는 철근이다.

상기 수평철근(32)은 상기 수직철근(31)을 감싸면서 상기 수직철근(31)과 결합하는 철근이다.

상기 보강부재(33)는 지주앵커(50)와 함께 결합된 수직철근(31)과 수평철근(32)을 일체화할 수 있도록 하고, 파일(P)에 철근묶음을 올려둘 수 있도록 강재로 제작된 구성이다.

상기 결합수단(40)은 상기 제2벽체(20)가 상기 제1벽체(10)와 구조적으로 결합하기 위한 수단이다. 상기 결합수단(40)은 기 제2벽체(20)에 수평방향으로 긴 장공형태로 마련되는 볼트공(43)과, 상기 제1벽체(10) 중 상기 볼트공(43)에 대응되는 위치에 형성되는 앵커볼트(41)와 상기 앵커볼트(41)에 체결되는 너트(42)이다.

상기 볼트공(43)에 대응되는 위치에 앵커볼트(41)가 형성된다는 의미는 상기 앵커볼트(41)가 상기 볼트공(43)에 삽입될 수 있는 위치에 형성된다는 의미이고 상기 앵커볼트(41)는 제1벽체(10)를 프리캐스팅 할 때에 형성한다.

상기 지주 앵커볼트(50)는 상기 수직철근(31) 또는 수평철근(32)과 결합하여 고정된 상태로 상하방향으로 배치된다. 상기 지주 앵커볼트(50)의 상단부는 상기 제1벽체(10)나 제2벽체(20)의 상부로 노출되어 지주(100)를 고정하는데 이용된다.

상기 지주 앵커볼트(50)의 상부에는 너트(미도시)가 체결될 수 있도록 나사산이 형성되어 있다. 도면에는 상부의 일부에만 나사산이 도시되어 있는데 이는 도시의 편의를 위한 것이다.

상기 콘크리트(60)는 상기 제2벽체(20)가 상기 파일(P)의 상부를 감싼 상태로 상기 제1벽체(10)와 결합한 후 상기 제1벽체(10)와 제2벽체(20)에 의해 형성된 공간에 타설/양생된다.

상기 지주(100)는 방음벽이나 토류판 등을 고정하기 위한 프레임으로 사용되는데, H-파일(101)과 상기 H-파일(101)의 하단부에 결합하는 플레이트(102), 상기 플레이트(102)에 결합하는 관통공(103)을 포함하여 구성되며 관통공(103)에 상기 지지 앵커볼트(50)가 관통한 상태에서 너트(미도시)를 체결함으로써 지주(100)가 설치된다.

상기 스터드(71)는 상기 파일(P)이나 제2벽체(20)와 현장 타설되는 콘크리트(60)와의 합성을 위한 구성으로서, 제2벽체(20)와는 나사결합한다. 이를 위해 스터드(71)의 적어도 일부에는 나사산이 형성되어, 제2벽체(20)에 형성된 구멍(72; 나사공)에 체결된다.

본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이 도 4이다. 도 4의 (a)에는 설계 상 파일(점선 표시)이 설치될 위치를 P'으로 표시되어 있고, 실제 시공된 파일의 위치가 P로 표시되어 있다. 이러한 시공 오차는 제2벽체(20)가 파일(P)을 감쌀 수 있는 형태로 크게 제작되므로 보정될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 볼트공(43)이 수평방향의 장공형태로 형성되어 있어서, 제2벽체(20)가 제1벽체(10)와 결합하는 위치를 조절할 수 있다. 이러한 특징으로 인하여 파일(P)의 설치 위치에 약간의 오차가 발생하는 경우에도 제1벽체(10)에 형성된 앵커볼트(41)가 볼트공(43)에 삽입되는 위치를 변경함으로써 파일(P)의 위치에 오차가 발생해도 이를 보정할 수 있다. (도면에 도시된 바와 같이 앵커볼트(41)는 볼트공(43)의 맨 오른쪽에 삽입되어 있다. 파일(P)의 위치에 오차가 없었다면 앵커볼트(41)는 볼트공(43)의 중앙에 삽입되었을 것이다.)

이하에서는 전술한 프리캐스트 기초의 시공방법에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.

오거(auger)를 이용하여 지반을 천공하여 파일(P)을 지중에 삽입하고 천공된 공간 중 파일(P)을 제외한 공간은 흙이나 콘크리트로 채움한다. 물론 항타를 하는 방식에 의해서 파일(P)을 설치할 수 있으며, 항타에 의할 경우 파일(P)의 형태가 달리질 수도 있다.

파일(P)과 일정한 간격을 두고 제1벽체(10)를 시공하며, 제1벽체(10)의 시공이 완료된 후에는 상기 수직철근(31), 수평철근(32), 보강수단(33)을 설치한다. 지주 앵커볼트(50)도 함께 설치하는데, 제1벽체(10)와 제2벽체(20)를 결합한 후 지주 앵커볼트(50)와 함께 수직철근(31), 수평철근(32), 보강수단(33)이 설치된다. 이때 파일(P)의 위치에 따라 결합수단(40) 중 하나인 앵커볼트(41)가 볼트공(43)에 삽입되는 위치를 변경하게 된다.

상기 제1벽체(10)와 제2벽체(20)의 결합이 완료되면 콘크리트(60)를 제1벽체(10)와 제2벽체(20)에 의해 형성된 공간에 타설하여 양생이 완료되면 프리캐스트 기초의 시공이 완료된다.

프리캐스트 기초의 시공이 완료되면 지주(100)와 방음벽(미도시)를 설치하는 방식으로 방음벽을 시공하거나 지주(100) 사이에 토류판을 설치하여 옹벽이나 암파쇄 방호시설을 시공할 수도 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 프리캐스트 기초로 구체화될 수 있다.

P : 파일 10 : 제1벽체
20 : 제2벽체 40 : 결합수단
50 : 지주 앵커 60 : 콘크리트

Claims (4)

1. 일정간격으로 여러 개가 설치되며, 지상으로 일부가 노출되고 나머지는 지중에 삽입되며 강재로 제작되는 파일;
   상기 파일로부터 일정한 간격을 두고 상기 파일의 설치방향을 따라 배치되는 판상인 프리캐스트 콘크리트 재질의 제1벽체;
   상기 파일의 노출된 상부가 내부에 수용되도록 상기 파일을 감싸는 형상의 단면을 가지며 상기 파일을 감싼 상태로 상기 제1벽체와 결합하는 프리캐스트 콘크리트 재질의 제2벽체;
   상기 제1벽체와 제2벽체에 의해 형성되는 공간 중 상기 제1벽체와 제2벽체와 인접하게 상하방향으로 배근되는 다수의 수직철근;
   상기 다수의 수직철근을 감싸면서 수직철근에 결합하는 수평철근;
   상기 수직철근과 수평철근을 일체화할 수 있도록 보강하는 보강부재;
   상기 제1벽체와 상기 제2벽체를 구조적으로 결합하기 위한 결합수단;
   상기 수직철근 또는 수평철근에 결합한 상태로 상하방향으로 배치되되 상단부는 상기 제1벽체나 제2벽체의 상부로 노출되는 다수의 지주용 앵커볼트;
   상기 결합수단에 의해 상기 제2벽체와 상기 제1벽체가 결합한 후 상기 제2벽체와 제1벽체에 의해 형성된 공간에 타설되는 콘크리트; 을 포함하여 구성되는 프리캐스트 기초.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2벽체는 사각형, 사다리꼴, "ㄷ"자, 양단부가 벌어진 "ㄷ"자 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 결합수단은,
   상기 제2벽체 중 상기 제1벽체와 결합하는 부분에 여러 개가 형성되며 수평방향으로 긴 장공형태의 볼트공과,
   일부는 상기 상기 제1벽체에 매립되고 나머지는 상기 볼트공과 대응되는 위치에 돌출되는 앵커볼트와 상기 앵커볼트에 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기초.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 파일에 상기 콘크리트와 합성을 위해 마련되는 스터드와,
   상기 제2벽체를 프리캐스팅 할 때 상기 제2벽체의 내벽에 형성되는 결합공과 상기 결합공에 삽입되는 스터드를 더 포함하는 프리캐스트 기초.
   

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