KR102453703B1 - 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물의 기초공사시에 지중에 관입되는 강관말뚝의 두부에 확대마디를 갖는 수직근을 설치하도록 하여, 강관말뚝과 기초를 강결시켜 강관말뚝의 두부에 집중되는 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키도록 하며, 분산 나선근을 구성하여 균열이나 변형이 발생하는 것을 방지하도록 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 중앙부에 중공이 형성되는 강관말뚝의 두부 보강구조에 있어서, 강관말뚝은 상단부에서 하부로 일정높이에 복수의 관통공이 천공되어 형성되며, 강관말뚝의 중공 내부에 일정 깊이로 삽입되는 원판 형상의 바닥판과, 일단이 바닥판에 고정되고 타단부는 고리 형상으로 강관말뚝의 상단부에 걸리도록 고정되는 지지 철근으로 이루어지는 거푸집부재와; 일정길이의 마디철근과, 마디철근의 일정높이에 구성되는 고리형상의 걸침고리와, 마디철근의 양단부에 각각 구성되어 마디철근의 단면을 확장시키는 확대정착부와, 마디철근에 끼워져 고정되는 나선형의 분산나선근으로 이루어져, 걸침고리가 강관말뚝의 상단부에 끼워져 고정되는 복수의 확대마디 수직근과; 강관말뚝의 관통공을 수평방향으로 관통하여 단부가 관통공의 외측으로 일정길이 돌출하도록 구성되는 복수의 관통철근과; 강관말뚝의 외부에서 복수의 관통철근들을 연결하도록 구성되는 외부방석부재;를 포함하여 이루어진다.

Description

확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조{Pile Cap reinforcement structure of steel pile using vertical rebar and spiral rebar}

본 발명은 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물의 기초공사시에 지중에 관입되는 강관말뚝의 두부에 확대마디를 갖는 수직근을 설치하도록 하여, 강관말뚝과 기초를 강결시켜 강관말뚝의 두부에 집중되는 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키도록 하며, 분산 나선근을 구성하여 균열이나 변형이 발생하는 것을 방지하도록 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조에 관한 것이다.

강관말뚝의 두부를 보강하는 방식으로는, 강관말뚝의 상단에 덮개판을 씌우고 여기에 수직 철근을 연결하는 덮개식과 강관말뚝의 내부에 수직 철근을 넣고 콘크리트를 타설하는 속채움식이 있다.

덮개식은 수직 철근을 덮개판에 연결하는 방식이고, 속채움식은 강관의 머리부에 수직보강 연결 철근을 배치하고 콘크리트를 채우는 방식이며, 최근에는 속채움식이 일반화되고 있다.

그러나 이와 같은 강관말뚝의 두부보강 구조는 수직 보강 철근 연결부가 고정되기 때문에 수직 보강 철근의 위치변경이 불가능하여 강관말뚝의 상부 확대기초 철근의 배근시에 확대기초 철근과 수직 보강 철근 상호간의 간섭이 일어나거나 강관말뚝의 두부와 기초 콘크리트의 접경부에서 균열이나 변형이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0955788호 "강관파일 두부보강 구조"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 도 에서와 같이 '강관파일 두부보강 구조에 있어서, 둘레에 다수개의 관통홀(201)을 천공한 강관파일(200)과; 상기 관통홀(201)과 대응되는 전단홀(14)을 형성한 보강링(11)과, 상기 전단홀(14)이 형성된 보강링(11)의 내주면에 형성된 다수개의 수직철근 가이드대(13')와, 상기 보강링(11)의 내주면에 장착되는 복수개의 고정너트(12)로 구성된 고정부와; 상기 강관파일(200)의 내부에 고정부를 고정시키기 위해 구비되는 특강볼트(20)와; 상기 강관파일(200)의 내부에 삽입되어 강관파일 내부에 타설되는 콘크리트를 지지하는 지지부재(50)와; 상기 지지부재(50)와 고정부의 고정너트(12)에 결합되어 상기 지지부재(50)를 강관파일의 내부에 고정시키는 고정대(30);를 구비하여 이루어지되, 상기 특강볼트(20)는 관통홀(201)과 전달홀(14)을 관통하여 고정부를 강관파일(200) 내부에 고정시킴과 동시에 수직철근 가이드대(13')에 삽입되는 수직철근을 수직철근 가이드대(13')의 내측에 밀착시키는 구성인 것을 특징으로 하는 강관파일 두부보강 구조.'을 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 보강링(11)의 내주면에 형성된 다수개의 수직철근 가이드대(13')에 수직철근을 끼워 볼트로 고정하는 구조로 구조가 복잡하고 수직철근을 수직철근 가이드대에만 설치할 수 있어 수직철근의 설치 위치변경이 불가능하여 시공오차 발생을 회피할 수 없고, 특히 상부에 배근되는 확대기초 철근과의 간섭이 생기는 경우 이를 수정할 수 없는 문제점이 있었다.

특허등록 제0955788호 "강관파일 두부보강 구조"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조물의 기초공사시에 지중에 관입되어 확대기초 구조물에 일부 매입한 강관말뚝의 두부에 작용되는 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키고 확대기초 구조물에 매입된 말뚝의 두부 주변의 콘크리트부에서 쉽게 발생하는 균열이나 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있으면서도 후속공정인 확대기초부의 주철근과의 간섭없이 강관말뚝에 용이하게 조립할 수 있으며 구조가 간단하고 경제성을 개선시킬 수 있도록 하는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 중앙부에 중공이 형성되는 강관말뚝의 두부 보강구조에 있어서, 강관말뚝은 상단부에서 하부로 일정높이에 복수의 관통공이 천공되어 형성되며, 강관말뚝의 중공 내부에 일정 깊이로 삽입되는 원판 형상의 바닥판과, 일단이 바닥판에 고정되고 타단부는 고리 형상으로 강관말뚝의 상단부에 걸리도록 고정되는 지지 철근으로 이루어지는 거푸집부재와; 일정길이의 마디철근과, 마디철근의 일정높이에 구성되는 고리형상의 걸침고리와, 마디철근의 양단부에 각각 구성되어 마디철근의 단면을 확장시키는 확대정착부와, 마디철근에 끼워져 고정되는 나선형의 분산나선근으로 이루어져, 걸침고리가 강관말뚝의 상단부에 끼워져 고정되는 복수의 확대마디 수직근과; 강관말뚝의 관통공을 수평방향으로 관통하여 단부가 관통공의 외측으로 일정길이 돌출하도록 구성되는 복수의 관통철근과; 강관말뚝의 외부에서 복수의 관통철근들을 연결하도록 구성되는 외부방석부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 외부방석부재는 선재를 절곡하여 링형상으로 이루어지거나, 일정 높이를 갖는 수직한 망체를 원기둥형상으로 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 마디철근은 일정길이의 수직의 상부 정착부와 상부 정착부의 하단부에서 경사 하방으로 연장되는 경사 확대부와 경사 확대부의 하단부에서 수직방향 하부로 연장되는 하부 정착부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 분산나선근은 마디철근의 상단부에서 높이방향 중앙부로의 일정 거리의 구간에 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 분산나선근은 마디철근의 상단부 및 하단부에서 높이방향 중앙부로의 일정 구간에 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 분산나선근은 마디철근의 전체 길이에 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 관통철근은 일정길이의 직선형으로 이루어지며 강관말뚝의 단면을 관통하여 관통공의 외측으로 양단부가 각각 돌출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 관통철근은 중앙부가 절곡된 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 관통철근은 강관말뚝은 외측으로 돌출된 외측 단부가 상부로 절곡되어 지지정착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 내부방석부재는 중공의 내부에서 복수의 관통철근들을 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 내부방석부재는 선재를 절곡하여 링형상으로 이루어지거나, 일정 높이를 갖는 수직한 망체를 원기둥형상으로 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 분산나선근은 일측단부에 원판형의 고정링 판이 접합되어, 고정링 판이 마디철근에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 구조물의 기초공사시에 지중에 관입되는 강관말뚝의 두부에 확대마디를 갖는 수직근을 설치하도록 하여 강관말뚝과 확대기초를 강결시켜 강관말뚝의 두부에 작용되는 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키도록 하며, 수직근의 단부에 확대마디의 정착력에 효과적으로 콘크리트를 감싸고 형성하고자 분산 나선근을 구성하여 정착성능 향상 및 정착부의 균열이나 변형이 발생하는 것을 억제하도록 하는 효과가 있다.

또한 구조물의 확대기초에 매입되는 강관말뚝의 경우 매입부를 둘러싼 콘크리트에 작용 수평력에 의한 콘크리트의 전단프라이아웃 균열발생 우려가 있기에 매입되는 강관말뚝의 상단에 관통근을 활용한 외부방석부재을 활용하여 균열 발생 억제와 균등 응력의 분산효과를 갖도록 하는 효과가 있다.

또한, 확대마디 수직근을 용접하지 않고 강관말뚝에 끼워 용이하게 조립하고자 걸침고리를 구성하여 확대기초 주철근의 배근시 수직근과 간섭을 최소화시키거나 간섭에도 용이하게 위치를 조정하여 낮은 오차로 철근조립 시공성이 뛰어난 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조의 사시도이다.
도 3은 상기 도 2의 측단면도이다.
도 4는 상기 도 2의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 확대마디 수직근의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 마디철근 구성되는 확대정착부의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 관통철근의 다양한 실시예를 도시한 도이다.
도 8은 종래의 강관말뚝과 본 발명의 강관말뚝의 두부 보강구조를 비교한 도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조의 사시도이다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 본 발명의 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조는 강관말뚝(10)의 중공(11)의 내부로 확대마디 수직근(30)을 수직방향으로 복수개 구성하고, 수평방향으로 관통철근(40)을 구성하도록 하여 강관말뚝(10)의 두부를 보강하도록 한다.

본 발명에서의 강관말뚝(10)은 일반적인 강관말뚝(10)과 동일한 형상으로 중앙부에 중공(11)이 형성되며, 관통철근(40)의 구성을 위하여, 강관말뚝(10)은 상단부에서 하부로 일정높이에 복수의 관통공(12)이 천공되어 형성되도록 한다.

관통공(12)을 등간격 또는 부등간격으로 형성될 수 있으며, 관통철근(40)이 관통될 수 있는 크기로 강관말뚝(10)의 제작시 형성하거나 현장에서 천공하여 형성하도록 할 수 있다.

이때, 강관말뚝(10)의 중공(11) 내부에는 일정 깊이로 거푸집부재(20)가 구성되도록 한다.

거푸집부재(20)는 중공(11)의 내부로 일정깊이 삽입되는 원판 형상의 바닥판(21)과, 일단이 바닥판(21)에 고정되고 타단부는 고리 형상으로 형성되는 지지 철근(22)으로 이루어지도록 하여, 강관말뚝(10)의 상단부에 지지철근(220)의 상단부가 걸려 고정되도록 한다.

이와 같은 거푸집부재(20)는 강관말뚝(10)의 내부에 일정 깊이로 삽입되는 원판 형상의 바닥판(21)과, 일단이 바닥판(21)에 고정되고 타단부는 고리 형상으로 강관말뚝(10)의 상단부에 걸리도록 고정되는 지지 철근(22)으로 이루어져 콘크리트 타설 시 강관말뚝(10)의 상단부에서 일정 깊이 이상으로 콘크리트가 충전되지 않도록 하는 역할을 한다.

도 3은 상기 도 2의 측단면도이고, 도 4는 상기 도 2의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 확대마디 수직근의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.

본 발명에서의 확대마디 수직근(30)은 일정길이의 마디철근(310)과, 마디철근(310)의 일정높이에 구성되는 고리형상의 걸침고리(320)로 이루어져, 걸침고리(320)가 강관말뚝(10)의 상단부에 걸려 고정되도록 하여 마디철근(310)의 하부는 강관(10)의 내부에 위치하고 마디철근(310)의 상부는 강관(10)의 상부로 돌출되도록 구성되도록 하여 강관말뚝(10)의 상부에 형성되는 기초에 정착되도록 한다.

도 6은 본 발명의 마디철근 구성되는 확대정착부의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.

이때, 본 발명에서는 마디철근(310)의 양단부에는 각각 마디철근(310)의 단면을 확장시키도록 확대정착부(350)가 구성되도록 한다.

확대정착부(350)는 마디철근(310)의 단면이 확장되도록 하는 다양한 형상으로 이루어지도록 하여 콘크리트 내부에서 부착력을 높이고 콘크리트와 확대마디 수직근(30) 간의 일체적 합성으로 정착앵커와 같은 거동하고 인장에 저항하도록 한다.

이와 같은 확대정착부(350)는 도 6(a)에서와 같이, 원판형이나 도 6(b)에서와 같이, 사각판형상 등으로 이루어져 마디철근(310)의 단부에 태그나 스폿 용접, 스터드 용접 등으로 고정되도록 할 수 있으며, 도 6(c)에서와 같이, 마디철근(310)의 외주면에 나사산가공을 하고 너트형태로 끼워져 결합되도록 할 수도 있다.

특히, 본 발명에서는 마디철근(310)에 나선형의 분산나선근(360)는 끼워지거나 용접 또는 결착 방식으로 접합하여 구성되도록 하여, 마디철근(310)의 단부에서의 기초 내부에서의 균열이 발생하지 않도록 할 수 있다.

이때, 분산나선근(360)은 도 5에서와 같이, 마디철근(310)의 상단부 및 하단부에서 중앙부로 일정구간까지의 구간에 각각 구성되도록 하거나, 상단부의 일부 구간에만 형성되도록 할 수도 있고, 마디철근(310)의 전체 길이에 형성되도록 할 수도 있다.

또한, 분산나선근(360)의 형상은 철선, 강선. 철근 등을 나선형으로 구성하여 사용하며, 상부와 하부의 단면이 동일한 원통형이나 상부와 하부의 단면 크기가 다른 원뿔형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 일측 단부가 마디철근(310)에 용접되거나 확대정착부(350)에 용접 등의 방법으로 고정되도록 할 수 있다.

특히, 분산나선근(360)은 도 5b에서와 같이, 하단부 또는 상단부에 원판형의 고정링 판(370)이 접합되어, 고정링 판(370)이 마디철근(310)에 끼워져 고정되도록 하여, 확대정착부(350)와 동일한 기능을 함과 동시에 분산나선근(360)의 설치를 용이하게 한다.

이때, 고정링 판(370)은 마디철근(310)에 용이하게 설치되도록 중앙부에 관통공이 통공되며, 마디철근(310)의 소정위치에서 용접 등의 공지의 다양한 방법으로 고정되도록 한다.

이와 같은 확대마디 수직근(30)은 걸침고리(320)가 강관말뚝(10)의 상단부에 끼워져 고정되도록 하며, 기초 콘크리트 타설을 위하여 강관말뚝(10)의 상부에 배근되는 철근과의 간섭을 피하여 강관말뚝(10)에서 걸침고리(320)를 이용하여 용이하게 설치위치를 변경하도록 할 수 있으며 위치 선정이 완료된 이후에는 추가로 용접 등의 방법으로 고정하도록 할 수도 있다.

마디철근(310)은 일정길이의 수직한 부재로 이루어질 수 있으며, 도 1 내지 도 5에서와 같이, 마디철근(310)은 일정길이의 수직의 상부 정착부(311)와 상부 정착부(311)의 하단부에서 경사 하방으로 연장되는 경사 확대부(312)와 경사 확대부(312)의 하단부에서 수직방향 하부로 연장되는 하부 정착부(313)로 이루어지도록 할 수도 있다.

이와 같이 중앙부에 절곡되어 경사 확대부(312)를 형성함으로써, 강관말뚝(10)의 중공(11)의 내부에서 강관말뚝(10)의 내주면과 하부 정착부(313)간 일정거리 이격되도록 할 수 있으며, 강관말뚝(10)의 상단부에서 상부로 돌출되는 상부 정착부(311)는 강관말뚝(10)의 단면의 크기보다 확대되는 효과를 갖도록 하여 효과적으로 두부를 보강하도록 할 수 있다.

경사 확대부(312)는 다양한 각도로 경사지도록 할 수 있으며, 걸침고리(320)는 필요에 따라서, 상부 정착부(311), 경사 확대부(312) 및 하부 정착부(313) 중 선택하여 용접 등의 방법으로 고정하여 사용하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 강관말뚝(10)의 두부보강구조는 수직방향으로는 확대마디 수직근(30)을 구성하여 두부를 보강하며 콘크리트 내부에서의 균열 등을 방지하도록 할 수 있으며, 수평방향으로는 관통철근(40)을 구성하여 두부를 보강하도록 한다.

관통철근(40)은 강관말뚝(10)의 관통공(12)을 수평방향으로 관통하여 단부가 관통공(12)의 외측으로 일정길이 돌출하도록 구성되도록 하여, 관통철근(40)이 강관말뚝(10)의 내부와 외부로 각각 돌출된 형태를 갖도록 한다.

도 7은 본 발명의 관통철근의 다양한 실시예를 도시한 도로써, 도 7(a)(b)는 평면도이고 도 7(c)는 사시도이다.

본 발명의 관통철근(40)은 도 7(a)에서와 같이, 일정길이의 직선형으로 이루어지도록 하여 강관말뚝(10)의 단면을 관통하여 양단부가 각각 관통공(12)의 외측으로 돌출되도록 구성할 수도 있으며, 도 7(b) 에서와 같이, 관통철근(40)은 중앙부가 절곡된 형상으로 이루어지도록 하여, 도 1 내지 도 4에서와 같이, 절곡된 중앙부는 강관말뚝(10)의 중공(11)의 내부에 위치하고 양단부는 각각 관통공(12)을 관통하여 강관말뚝(10)의 외부로 일정길이 돌출되도록 구성할 수도 있다.

특히, 관통철근(40)이 중앙부가 절곡된 형상으로 이루어지는 경우에는 도 7(c)에서와 같이, 강관말뚝(10)은 외측으로 돌출된 외측 단부가 상부로 절곡되어 지지정착부(410)가 형성되도록 함으로써, 콘크리트 내부에서와 정착력을 높이고 외부방석부재(60)는 구성되는 경우 외부방석부재(60)는 안정적으로 안착되어 이탈되지 않도록 하는 결합면을 제공하도록 한다.

도 8은 종래의 강관말뚝과 본 발명의 강관말뚝의 두부 보강구조를 비교한 도이다.

일반적으로, 도 8a에서와 같이, 종래의 강관말뚝(1)의 두부보강 구조는 수직 철근(2)과 강관말뚝(1)의 상부에 확대 기초를 위한 확대기초 철근(3)의 배근시에 확대기초 철근(3)과 수직 철근(2) 상호간의 간섭이 일어날 뿐만 아니라, 강관말뚝(1)의 상부에 대략 100~150mm의 매입깊이(d)를 확보하고 상부에 확대기초 철근(3)을 배근하는데 이때 확대기초 철근(3)의 하부의 철근이 배근되지 않는 무근영역(D)에서는 전단프라이아웃균열(pryout shear 균열)(C)이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 관통철근(40)이 강관말뚝(10)의 외부에 일정길이 돌출되도록 하여 강관말뚝(10)의 상부 및 외부에 타설되는 콘크리트와의 정착을 용이하도록 하는데, 이때, 외부방석부재(60)는 강관말뚝(10)의 외부에서 복수의 관통철근(40)들을 연결하도록 구성되도록 함으로써, 도 4에서와 같이, 내부방석부재(50)과 함께 확대되는 방사형 형상을 이루도록 하여 강관말뚝(10)의 내부와 외부의 콘크리트와의 일체적 합성이 이루어지도록 하면서도, 무근영역(D)에서 외부방석부재(60)가 위치하도록 하여 강관말뚝(10)의 외주 바깥에 형성되는 콘크리트를 구속시키면서 전단프라이아웃 균열 발생 문제를 해결할 수 있도록 하는 것이다.

그리고 도 4에서와 같이 내부방석부재(50)도 복수의 고나통철근(40)들을 연결하도록 구성하여 연직하중에 의한 강관말뚝(10) 내부에서 하중분산력을 향상시킨다.

이와 같이 강관말뚝(10)에 복수의 관통철근(40)이 구성되면, 강관말뚝(10)의 중공(11)의 내부에는 중공(11)의 내부에서 복수의 관통철근(40)들을 연결하도록 링형상으로 형성되는 내부방석부재(50)가 구성된다.

내부방석부재(50) 및 외부방석부재(60)는 철근 등의 선재(線材)를 링형상으로 절곡하여 이루어져 관통철근(40)의 상부에 안착되도록 구성하거나, 일정 높이를 갖는 수직한 메탈라스 등의 망체를 원기둥형상으로 만들어 일정 높이에서 관통철근(40)이 끼워져 고정하도록 할 수도 있다.

외부방석부재(60) 또는 내부방석부재(50)는 중공(11)의 내부에서 복수의 관통철근(40)의 상부에 안착되어 용접되어 고정되도록 함으로써, 복수의 관통철근(40)을 일체화하며, 도 4에서와 같이, 평면상 방사형 형상으로 이루어지도록 함으로써 내부에 타설되는 콘크리트와의 일체적 합성이 이루어지도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 구조물의 기초공사시에 지중에 관입되는 강관말뚝의 두부에 확대마디를 갖는 수직근을 설치하도록 하여 강관말뚝과 확대기초를 강결시켜 강관말뚝의 두부에 작용되는 전단력 및 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키도록 하며, 수직근의 단부에 확대마디의 정착력에 효과적으로 콘크리트를 감싸고 형성하고자 분산 나선근을 구성하여 정착성능 향상 및 정착부의 균열이나 변형이 발생하는 것을 억제하도록 하는 효과가 있으며, 구조물의 확대기초에 매입되는 강관말뚝의 경우 매입부를 둘러싼 콘크리트에 작용 수평력에 의한 콘크리트의 전단프라이아웃 균열발생 우려가 있기에 매입되는 강관말뚝의 상단에 관통근을 활용한 외부방석부재을 활용하여 균열 발생 억제와 균등 응력의 분산효과를 갖도록 하는 효과도 있고, 확대마디 수직근을 용접하지 않고 강관말뚝에 끼워 용이하게 조립하고자 걸침고리를 구성하여 확대기초 주철근의 배근시 수직근과 간섭을 최소화시키거나 간섭에도 용이하게 위치를 조정하여 낮은 오차로 철근조립 시공성이 뛰어난 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10 : 강관말뚝
11 : 중공
12 : 관통공
20 : 거푸집부재
30 : 확대마디 수직근
310 : 마디철근
320 : 걸침고리
350 : 확대정착부
360 : 분산나선근
40 : 관통철근
50 : 내부방석부재
60 : 외부방석부재

Claims (12)

1. 중앙부에 중공(11)이 형성되는 강관말뚝(10)의 두부 보강구조에 있어서,
   강관말뚝(10)은 상단부에서 하부로 일정높이에 복수의 관통공(12)이 천공되어 형성되며,
   강관말뚝(10)의 중공(11) 내부에 일정 깊이로 삽입되는 원판 형상의 바닥판(21)과, 일단이 바닥판(21)에 고정되고 타단부는 고리 형상으로 강관말뚝(10)의 상단부에 걸리도록 고정되는 지지 철근(22)으로 이루어지는 거푸집부재(20)와;
   일정길이의 마디철근(310)과, 마디철근(310)의 일정높이에 구성되는 고리형상의 걸침고리(320)와, 마디철근(310)의 양단부에 각각 구성되어 마디철근(310)의 단면을 확장시키는 확대정착부(350)와, 마디철근(310)에 끼워져 고정되는 나선형의 분산나선근(360)으로 이루어져, 걸침고리(320)가 강관말뚝(10)의 상단부에 끼워져 고정되는 복수의 확대마디 수직근(30)과;
   강관말뚝(10)의 관통공(12)을 수평방향으로 관통하여 단부가 관통공(12)의 외측으로 일정길이 돌출하도록 구성되는 복수의 관통철근(40)과;
   강관말뚝(10)의 외부에서 복수의 관통철근(40)들을 연결하도록 구성되는 외부방석부재(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   외부방석부재(60)는 선재를 절곡하여 링형상으로 이루어지거나, 일정 높이를 갖는 수직한 망체를 원기둥형상으로 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   마디철근(310)은 일정길이의 수직의 상부 정착부(311)와 상부 정착부(311)의 하단부에서 경사 하방으로 연장되는 경사 확대부(312)와 경사 확대부(312)의 하단부에서 수직방향 하부로 연장되는 하부 정착부(313)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   분산나선근(360)은 마디철근(310)의 상단부에서 높이방향 중앙부로의 일정 거리의 구간에 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   분산나선근(360)은 마디철근(310)의 상단부 및 하단부에서 높이방향 중앙부로의 일정 구간에 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
6. 청구항 1에 있어서,
   분산나선근(360)은 마디철근(310)의 전체 길이에 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
7. 청구항 1에 있어서,
   관통철근(40)은 일정길이의 직선형으로 이루어지며 강관말뚝(10)의 단면을 관통하여 관통공(12)의 외측으로 양단부가 각각 돌출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
8. 청구항 1에 있어서,
   관통철근(40)은 중앙부가 절곡된 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
9. 청구항 8에 있어서,
   관통철근(40)은 강관말뚝(10)은 외측으로 돌출된 외측 단부가 상부로 절곡되어 지지정착부(410)가 형성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
10. 청구항 1에 있어서,
    내부방석부재(50)는 중공(11)의 내부에서 복수의 관통철근(40)들을 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
11. 청구항 10에 있어서,
    내부방석부재(60)는 선재를 절곡하여 링형상으로 이루어지거나, 일정 높이를 갖는 수직한 망체를 원기둥형상으로 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.
12. 청구항 1에 있어서,
    분산나선근(360)은 일측단부에 원판형의 고정링 판(370)이 접합되어, 고정링 판(370)이 마디철근(310)에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 확대마디 수직근 및 분산 나선근이 구성되는 강관말뚝의 두부 보강구조.

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