KR102463636B1

KR102463636B1 - 두부 커팅 pc말뚝의 외측보강구조

Info

Publication number: KR102463636B1
Application number: KR1020220113971A
Authority: KR
Inventors: 이승수
Original assignee: (주)하경엔지니어링
Priority date: 2022-09-08
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2022-11-04
Also published as: KR102614593B1

Abstract

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 것을 목적으로 한다. 구체적으로 기초구조물(F) 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);, 상기 PC말뚝 상부의 외측면 둘레에 형성되며, 복수로 구비되는 두부보강 주철근(210); 및 상기 두부보강 주철근을 감싸 결속하는 두부보강 횡철근(220);과 상기 두부보강 주철근 및 두부보강 횡철근이 형성하는 공간에 타설되며, 상기 PC말뚝과 일체화되는 두부보강 콘크리트(230);로 이루어지는 두부보강부(200);를 포함한다.

Description

두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조 {External Reinforcement Structure of Head Cutting PC Pile}

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 것을 목적으로 한다.

특허발명 001 내지 특허발명 004는 본 발명이 이르게 되는 관련기술의 종래발명을 제시한다. 특허문헌 001은 주조 방식으로 간편하게 제조가능한 동시에 중량을 경량화하되 지지강도는 상승시키고 취급성을 향상시켜 시공성이 우수하도록 하며 간단하게 시공 강관말뚝 두부 보강구조에 관한 것이다.

특허문헌 002는 말뚝의 두부 보강장치에 관한 것이다.

특허문헌 003은 구조물에 작용하는 지진이나 바람에 저항하고자 기초하부에 설치된 강관말뚝이나 PHC말뚝은 구조물의 확대기초 간의 수직한 철근을 보강하여 강결합 방식에 대한 것이다. 특허문헌 004는 파일의 두부 보강 구조체에 관한 것이다.

삭제

KR

10-1176030

B1 (등록일자 2012년08월16일)

KR

10-2268071

B1 (등록일자 2021년06월16일)

KR

10-2022-0083431

A (공개일자 2022년06월20일)

KR

10-1515348

B1 (등록일자 2015년04월23일)

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 구체적으로 기초구조물(F) 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);, 상기 PC말뚝 상부의 외측면 둘레에 형성되며, 복수로 구비되는 두부보강 주철근(210); 및 상기 두부보강 주철근을 감싸 결속하는 두부보강 횡철근(220);과 상기 두부보강 주철근 및 두부보강 횡철근이 형성하는 공간에 타설되며, 상기 PC말뚝과 일체화되는 두부보강 콘크리트(230);로 이루어지는 두부보강부(200);를 포함한다.

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 두부보강 주철근(210);은 상기 PC말뚝 상측으로 돌출 형성된 것;을 포함한다. 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 두부보강 횡철근(220);은 띠철근인 것;을 포함한다.

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 두부보강 콘크리트(230);는 상기 기초구조물(F)의 기초 콘크리트와 동일한 압축강도로 제작되는 것;을 포함한다

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 두부보강부(200);는 평면상 원형의 형상인 것;을 포함한다. 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 두부보강부는 프리캐스트 콘크리트 블록인 것;을 포함한다. 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 구체적으로 기초구조물(F) 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);, 상기 PC말뚝의 외경보다 크게 형성되며, 상기 PC말뚝의 상부외측면 둘레를 폐합 형성하는 두부보강강관부(300); 및 상기 두부보강강관부 내부에 형성되며, 수평방향 복수로 구비되는 제4요철부(310); 및 상기 두부보강강관부 내부에 접합되며, 두부보강강관부 상부로 노출형성되는 접합철근부(320); 및 상기 두부보강강관부 및 상기 PC말뚝 사이를 충전하는 충전재(400);를 포함한다.

본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 PC말뚝(100);의 외주면에 형성되며, 상기 외측보강구조와 결합되는 제1요철부(140);를 포함한다. 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 PC말뚝(100)은 상단에 이음 체결되어 하부에 위치되는 PC말뚝을 포함한다.

본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조를 적용하는 것으로 말뚝 내부의 강봉이나 철근 등의 보강재를 노출시키지 않고 콘크리트와 동시에 커팅으로 제거하여도 간단히 강도 및 내구성을 확보할 수 있고, PC말뚝 계열의 두부 커팅에 의한 두부보강의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있으며, 경제적이고 시공이 용이하며 안전하게 공사를 수행할 수 있다.

삭제

도 1은 본 발명이 적용되는 기초구조물 설치 단면도.
도 2는 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조의 형성 단면도.
도 3은 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조의 형성 평면도.
도 4는 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조의 세부 단면도.
도 5는 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 중공부 보강 실시예.
도 6 내지 8은 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 프리캐스트 외측보강구조.
도 9 내지 10은 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝에 두부보강강관부 외측보강구조를 적용한 실시예.
도 9는 본 발명의 두부 커팅 PC말뚝의 제1요철부가 적용된 실시예.
도 10은 본 발명의 제1요철부가 적용된 PC말뚝의 다양한 실시예.
도 11는 본 발명의 PC말뚝의 이음 단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

상기 실시예에서 제시한 인용번호는 제시된 번호에 한정하지 않으며, 다른 실시예와 적용 가능하다. 본 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적과 효과를 발휘하는 대상에 대하여 균등대상에 해당된다.

[실시예 1-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 구체적으로 기초구조물(F) 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);, 상기 PC말뚝 상부의 외측면 둘레에 형성되며, 복수로 구비되는 두부보강 주철근(210); 및 상기 두부보강 주철근을 감싸 결속하는 두부보강 횡철근(220);과 상기 두부보강 주철근 및 두부보강 횡철근이 형성하는 공간에 타설되며, 상기 PC말뚝과 일체화되는 두부보강 콘크리트(230);로 이루어지는 두부보강부(200);를 포함한다.

[실시예 1-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 PC말뚝에는 중공부(110);가 형성된 것을 포함한다.
[실시예 1-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-2에 있어서, 상기 PC말뚝의 중공부에는 콘크리트가 타설되는 것;을 포함한다.
[실시예 1-4] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-3에 있어서, 상기 PC말뚝의 중공부에 타설되는 콘크리트는 상기 두부보강 콘크리트의 연속타설인 것;을 포함한다.
[실시예 1-5] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-3에 있어서, 상기 중공부의 일정깊이 하단에는 콘크리트 막음판(120);이 형상되는 것을 포함한다.
[실시예 1-6] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-3에 있어서, 상기 중공부에는 상기 콘크리트에 매설되는 중공부 보강철근(130);이 설치되는 것을 포함된다.
통상 구조물 설치 시 기초지반의 지지력이 충분하지 못하거나 과다한 침하가 발생하는 경우 상부구조물의 하중을 지지력이 큰 하부지반에 안정적으로 전달하기 위해 말뚝을 사용하고 있으며 강관말뚝과 더불어 PHC말뚝, 현장타설 콘크리트말뚝, 프리캐스트RC말뚝, 프리스트레스트 콘크리트말뚝(PSC말뚝) 등 다양한 형태의 말뚝이 현장에 적용되고 있다.
이 중에서 공장에서 제작되는 프리캐스트 콘크리트말뚝(PC말뚝) 종류는 건축현장 등에서 가장 많이 사용되는 PHC말뚝, 철근으로 보강하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(프리캐스트 RC말뚝), 강봉이나 강연선으로 보강하는 프리스트레스트 콘크리트 말뚝(PSC말뚝) 등이 있다.
이러한 PC말뚝은 공장에서 제작되므로 현장에서 적용이 용이하고 가격이 저렴하여 많은 건설 현장에서 기초지지용으로 활용되고 있다.
현실적으로 말뚝 시공 시 상부의 연약한 지반을 관통하여 단단한 선단 지지층에 말뚝을 근입시키면 말뚝 지지층의 위치가 불균등하여 설계 시 예상한 말뚝의 근입깊이와 현장 근입 시 말뚝의 근입깊이가 상이한 것은 어찌보면 당연한 것이다.
대부분의 현장은 이러한 상황을 예측하여 말뚝을 예상 근입깊이보다 다소 길게 계획하고 시공하며, 돌출되는 부분을 컷팅하여 계획된 레벨에 맞추는 방법을 활용한다.
PHC말뚝, PSC말뚝이나 RC말뚝과 같은 PC말뚝은 두부 커팅 후에 말뚝 본체와 중공부에서 보강하는 기존 공법들이 손실된 강도를 보완하기 위해 말뚝 본체와 중공부에 철근이나 강재를 이용한 보강이 필요하다.
특히 흙과 직접 접하는 말뚝 특성상 균열에 대한 내구성 확보가 중요한데, 손실된 내구성을 보완하는 방법이 여의치 않거나 과도한 보강이 필요하며, 좁은 중공부에 철근이나 강재로 보강하므로 시공이 어려운 문제를 극복하기 위해 본 발명이 제안되었다.
본 발명은 말뚝 내부의 강봉이나 철근 등의 보강재를 노출시키지 않고 콘크리트와 동시에 커팅으로 제거되어도 간단히 강도 및 내구성을 확보될 수 있는 구조에 대한 것으로 두부 커팅 PC말뚝의 외층보강구조로서 구체적으로 기초구조물 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝을 형성한다.
여기에 상기 두부가 커팅된 PC말뚝을 외측에서 보강하는 구성으로 PC말뚝 상부 측면 둘레에 형성되고 복수개가 구비되는 두부보강 주철근과, 복수개의 상기 두부보강 주철근을 결속하는 두부보강 횡철근, 그리고 상기 두부보강 주철근 및 두부보강 횡철근이 형성하는 공간에 타설되어, PC말뚝의 외주면과 콘크리트 접합을 통해 일체화 형성되는 두부보강콘크리트로 이루어지는 두부보강부를 형성한다.
상기 PC말뚝은 공장제품으로서 제작 시 몰드(Mold) 회전에 의해 PC말뚝 중심에 중공부가 형성되게 된다.
따라서 상기 커팅된 PC말뚝의 상단에는 중공부가 노출되며, 상기 PC말뚝 중공부에는 콘크리트를 타설할 수 있다.
상기 중공부에 타설되는 콘크리트는 상기 두부보강 콘크리트의 타설 시 연속하여 타설함으로서 일체화 할 수 있고, 상기 기초구조물 형성 시 기초 콘크리트 타설 시 동시에 타설을 통해 구현할 수 있다.
이를 위해 상기 PC말뚝 중공부 하단에는 중공부 내부로 콘크리트가 지속적으로 유출되는 것을 방지하는 콘크리트 막음판이 형성될 수 있다.
상기 중공부에는 콘크리트 뿐만 아니라 콘크리트 타설 전 중공부 보강철근이 설치될 수 있고, 상기 중공부 보강철근은 상기 PC말뚝 외측으로 돌출되어 상기 두부보강 주철근에 결속되거나, 상부에 형성될 기초구조물 철근에 결속될 수 있다.

삭제

[실시예 2-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 주철근(210);은 상기 PC말뚝 상측으로 돌출 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 2-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 두부보강 주철근은 상기 기초구조물의 기초콘크리트에 구속되는 것;을 포함한다.
[실시예 2-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 두부보강 주철근은 상기 PC말뚝 상측에서 외측방향 확장형성된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 2-1 내지 2-3)은 두부보강 주철근의 형성을 목적으로 한다.
PC말뚝 두부를 커팅하면 철근이나 강봉 등의 보강재도 절단되므로 커팅면으로부터 콘크리트 부착력으로 보강재의 기능이 완전히 발휘되는 깊이까지 구조적 성능이 저하되는 이 구간을 말뚝 외측에서 철근콘크리트로 보강하면 구조적 성능을 보상할 수 있다.
보강 길이는 커팅으로 강도 및 내구성이 손실된 길이 이상으로, 철근의 경우에는 정착길이 이상, 긴장재의 경우에는 부착력으로 긴장력이 복원되는 길이(전달길이) 이상으로 한다.
하나의 실시 예로, 커팅된 Φ500 PHC말뚝의 외측에서 약 200~300mm 두께로 말뚝 둘레를 철근콘크리트로 보강을 한다고 가정하면 외측 보강부의 강성이 PHC말뚝에 비해 8,000~ 18,000배 크므로 말뚝과 외측 두부보강 콘크리트가 일체화된다면 구조물 기초에 말뚝이 강결합되었다고 판단할 수 있어 구조적으로 매우 안정화된 말뚝 두부 보강 방법이 된다.
또한, 외측 두부보강 콘크리트는 기초구조물과 동시에 시공할 수 있어, 두부보강콘크리트와 구조물 기초는 일체화가 확실히 되고, 외측 두부보강 콘크리트와 말뚝은 부착력에 의해 결합되어 PC말뚝, 두부보강 콘크리트, 기초구조물이 일체로 결합되어 안정적인 구조물이 된다.
상기 두부보강 주철근은 두부가 커팅된 PC말뚝의 상부 외측에 위치되어 커팅으로 내구성이 취약해진 PC말뚝의 외부를 보강하는 형상으로 형성된다.
이를 위해 상기 두부보강 주철근은 상기 PC말뚝의 상측으로 돌출된 형상으로 형성된다. 이는 향후 상부에 설치될 기초구조물과의 결합을 위한 것이고, 기초구조물과 결속력 향상을 위해 상기 두부보강 주철근은 수평방향 외측으로 확대 형성되는 등 설치형상을 다양화 하여 기초구조물과 연속성을 확보할 수 있다.
상기 두부보강 주철근은 향후 기초구조물을 형성하는 기초콘크리트에 타설되어 기초구조물 및 PC말뚝을 일체화 연결하는 역할을 수행한다.

삭제

[실시예 3-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 횡철근(220);은 띠철근인 것;을 포함한다.

[실시예 3-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 횡철근은 나선철근인 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 3-1 내지 3-2)은 두부보강 횡철근 형성을 목적으로 한다.
상기 두부보강 횡철근은 띠철근 또는 나선철근으로 형성된다.
상기 두부보강 주철근에는 이를 감싸는 형상으로 상기 띠철근 또는 나선철근이 형성되는데, 이는 두부보강 주철근의 좌굴방지와, 내진력 향상, 콘크리트 파괴방지가 그 목적이다.
띠철근 및 나선철근은 설계 시 강도감소계수에서 차이를 보이며, 이에 따라 파괴시의 거동에서 차이를 보일 수 있다.

[실시예 4-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 콘크리트(230);는 상기 기초구조물(F)의 기초 콘크리트와 동일한 압축강도로 제작되는 것;을 포함한다.

[실시예 4-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 콘크리트는 상기 PC말뚝(100)의 콘크리트와 동일한 압축강도로 제작되는 것;을 포함한다
[실시예 4-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 4-2에 있어서, 상기 두부보강 콘크리트는 압축강도 60MPa이상의 고강도 콘크리트로 제작되는 것;을 포함한다.
[실시예 4-4] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 콘크리트는 폴리머 콘크리트로 제작된 것;을 포함한다.
[실시예 4-5] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강 콘크리트는 초속경 콘크리트로 제작된 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 4-1 내지 4-5)은 두부보강 콘크리트의 재료적 특징을 구체화한다.
상기 두부보강 콘크리트는 향후 커팅된 PC말뚝의 상부에 설치될 기초구조물과의 일체화를 위해 상기 기초구조물 콘크리트와 동일한 압축강도로 제작될 수 있다.
이는 상기 기초구조물 타설 시 상기 두부보강부와 동시타설을 통해 구현할 수 있다.
다른 실시예로 상기 두부보강 콘크리트는 상기 PC말뚝과 동일한 압축강도로 제작될 수 있는데, PC말뚝은 고강도 콘크리트로 제작되어 60MPa이상의 압축강도를 구현하며, 두부보강 콘크리트 또한 이에 상응하는 압축강도로 배합 및 타설될 수 있다.
또 다른 살시예로 상기 두부보강 콘크리트는 폴리머 콘크리트로 제작될 수 있는데, 폴리머 콘크리트는 고강도, 고속경이며, 마모저항, 충격저항, 내약품성, 동결융해저항성, 내부식성 등 강도특성과 내구성이 우수하기 때문에 다양한 구조물에 적용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 두부보강부에 폴리머 콘크리트를 적용함으로서 공용 중 기초구조물을 통해 PC말뚝으로 전달되는 충격, 진동등을 일반콘크리트보다 효과적으로 저감시킬 수 있고, 밀실한 구조 덕분에 균열발생이 적음으로, 지반 외부로부터의 영향 즉, 공기접촉, 수분 등 침투에 의한 커팅된 PC말뚝의 두부의 열화를 효과적으로 보호할 수 있다.
상기 두부보강 콘크리트는 현장에서 두부가 커팅된 PC말뚝 상부에 거푸집을 설치하여 제작하는 것으로 빠른 시공을 요하며, 이를 위해 조기강도발현이 가능한 초속경 콘크리트가 적용될 수도 있다.

[실시예 5-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강부(200);는 평면상 원형의 형상인 것;을 포함한다.

[실시예 5-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강부는 평면상 다각의 형상인 것;을 포함한다.
[실시예 5-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 5-1 내지 5-2에 있어서, 상기 두부보강부는 하단에서 상단까지 확장 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 5-4] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 5-1 내지 5-2에 있어서, 상기 두부보강부는 하단에서 상단까지 점진적으로 확장 형성되는 아치 형상인 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 5-1 내지 5-4)은 두부보강부의 형상을 구체화 한다.
상기 두부보강부는 커팅된 PC말뚝 상부에 위치하며, PC말뚝 보호 및 손실된 PC말뚝의 강도성능 보상과, 기초구조물과의 연속성을 확보하는 역할을 수행한다.
이를 위해 상기 두부보강부는 통상의 말뚝 형상의 확장된 형태로 평면상 원형의 형상으로 제작되거나, 사각, 육각 등 다각의 형상으로 제작될 수 있다.
이러한 형상한정은 거푸집 설치 등 현장 시공의 용이성을 고려하여 여건에 따라 선택되어 실시될 수 있다.
상기 두부보강부는 단면상 PC말뚝 하부에서 상부로 갈수록 확장된 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 두부보강부를 하단에서 상단까지 점진적으로 확장 형성하는 것 즉, 아치형상으로 형성함으로서 강도의 증대효과를 구현할 수도 있다.

[실시예 6-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 두부보강부는 프리캐스트 콘크리트 블록인 것;을 포함한다.

[실시예 6-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 두부보강부의 내경은 상기 PC말뚝의 외경보다 크게 제작되는 것;을 포함한다.
[실시예 6-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 6-2에 있어서, 상기 두부보강부의 내경 및 상기 PC말뚝의 외경 사이에는 충전재(400);가 충전되는 것을 포함한다.
[실시예 6-4] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 두부보강부 내경에는 제3요철부(240);가 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 6-5] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 두부보강부 상단에는 주철근이 노출형성된 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 6-1 내지 6-5)은 두부보강부의 형식을 구체화 한다.
상기 두부보강부는 공장에서 프리캐스트 콘크리트 블록(Precast Concrete Block)으로 제작되어 현장 이동 후 시공될 수 있다.
상기 두부보강부는 커팅된 PC말뚝 두부에 위치하는 것으로 설치되는 위치만 다를 뿐 그 형상은 동일하게 구현할 수 있게되며, 제작, 시공의 효율성을 도모하기 위해 프리캐스트 제작을 고려할 수 있다.
이를 위해 상기 두부보강부는 PC말뚝이 함입될 홀 또는 홈이 형성되며, 그 내경은 PC말뚝의 외경보다 크게 제작되어 상호간 간격이 형성되므로 작업 시 결합이 용이하게 구현할 수 있다.
그리고 상기 PC말뚝과의 결합을 위해 상기 간격 내 충전재가 충전됨으로서 두부 커팅된 상기 PC말뚝과 일체화 결합될 수 있고 상기 충전재는 간격보상을 위해 건조수축이 적은 무수축 몰탈 재료나 고강도 몰탈, 에폭시가 적용될 수 있다.
부가적으로 상기 프리캐스트 콘크리트 블록으로 제작된 두부보강부는 향후 기초구조물의 배근과 결속을 위해 상단에 주철근이 노출형성 되도록 제작될 수 있다.
상기 PC말뚝과 프리캐스트 콘크리트 블록의 두부보강부간 부착력이 부족한 경우를 고려하여 상기 PC말뚝외경 및/또는 두부보강부 내경에 미끌림 방지를 위한 제3요철부를 구비하여 제작할 수도 있다.

[실시예 7-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 구체적으로 기초구조물(F) 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);, 상기 PC말뚝의 외경보다 크게 형성되며, 상기 PC말뚝의 상부외측면 둘레를 폐합 형성하는 두부보강강관부(300); 및 상기 두부보강강관부 내부에 형성되며, 수평방향 복수로 구비되는 제4요철부(310); 및 상기 두부보강강관부 내부에 접합되며, 두부보강강관부 상부로 노출형성되는 접합철근부(320); 및 상기 두부보강강관부 및 상기 PC말뚝 사이를 충전하는 충전재(400);를 포함한다.

[실시예 7-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 제4요철부는 판재로 제작된 것;을 포함한다.
[실시예 7-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 7-2에 있어서, 상기 제4요철부는 타공판재로 제작된 것;을 포함한다.
[실시예 7-4] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 두부보강강관부 하단에는 내측으로 돌출형성된 막음판(330);을 포함한다.
[실시예 7-5] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 두부보강강관부는 상광하협의 콘형상인 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 7-1 내지 7-5)은 PC말뚝의 외측보강구조의 변형된 구성을 구체화 한다.
상기 PC말뚝의 외측보강구조는 강재인 두부보강강관부로 형성될 수 있다.
상기 외측보강구조를 두부보강강관부로 형성하는 경우 철근콘크리트구조로 적용하는 것보다 경량의 구조로 적용이 가능하고, 두부보강강관부가 영구거푸집역할을 동시에 수행함으로서 현장작업성이 향상될 수 있다.
이를 위해 상기 두부보강강관부는 상기 PC말뚝보다 외경을 크게 형성하고, 상기 PC말뚝의 커팅된 외경을 폐합하는 형상으로 구비된다.
상기 두부보강강관부는 상기 커팅된 PC말뚝과의 결합력 향상 즉, 미끄럼 방지를 위해 상기 두부보강강관부 내부에 수평방향으로 복수개의 제4요철부를 형성할 수 있고, 상기 제4요철부는 두부보강강관부 내경에 용접으로 접합될 수 있다.
상기 두부보강강관부 내부에는 상기 두부보강강관부 내부에 용접 접합되며' 두부보강강관부의 길이방향 상부로 노출형성되는 접합철근부를 형성하여 향후 기초철근과 연결을 도모할 수 있다.
상기 두부보강강관부는 상기 PC말뚝과 상기 두부보강강관부 내부에 충전재를 충전함으로서 일체화 될 수 있다.
상기 제4요철부는 그 형상을 판재로 형성하여 충전재와의 결합단면적을 확대할 수 있고, 더 바람직하게는 상기 판재를 타공판재로 형성하여 두부보강강관부 내 충전재의 유동성을 향상시키고, 제4요철부와 충전재간 결합단면적을 더욱 확대시킬 수 있다.
상기 두부보강강관부는 상기 PC말뚝의 외경보다 크게 형성되어 상기 충전재를 충전함으로서 상호간 간극을 채울 수 있고, 현장에서 효율적인 충전작업을 위해 상기 두부보강강관부의 최하단에는 내측으로 수평방향 돌출형성되어 상기 PC말뚝의 외경에 근접할 내경으로 형성되는 막음판을 포함할 수 있다.

[실시예 8-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1 또는 7-1에 있어서, 상기 PC말뚝(100);의 외주면에 형성되며, 상기 외측보강구조와 결합되는 제1요철부(140);를 포함한다.

[실시예 8-2] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 제1요철부는 링형상이며, 상기 PC말뚝에 수평방향 함몰 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 8-3] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-2에 있어서, 상기 제1요철부는 상협하광의 쐐기형상인 것;을 포함한다.
[실시예 8-4] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-2에 있어서, 상기 제1요철부는 복수로 형성되며, 위치에 따라 제1요철부의 크기가 상이한 것;을 포함한다.
[실시예 8-5] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-4에 있어서, 복수개의 상기 제1요철부는 상기 PC말뚝 상단에서 하단으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 것;을 포함한다.
[실시예 8-6] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-4에 있어서, 복수개의 상기 제1요철부는 상기 PC말뚝 상단에서 하단으로 갈수록 그 폭이 넓어지는 것;을 포함한다.
[실시예 8-7] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 제1요철부는 상기 PC말뚝 외주면에 나선형태로 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 8-8] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 제1요철부에 수직형성되며, 상기 PC말뚝의 길이방향으로 함몰되는 제2요철부(150);를 포함한다.
[실시예 8-9] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 PC말뚝에는 복수개의 커팅유도홈(160);이 형성된 것을 포함한다.

본 발명(실시예 8-1 내지 8-9)은 PC말뚝의 기능 향상을 위한 형상을 구체화 한다.
상기 PC말뚝 외측에 외측보강구조 즉, 두부보강부 또는 두부보강강관부로 보강하더라도 말뚝과 일체로 결합되어야 기초구조물에 작용하는 외력을 말뚝 하부에 원활히 전달할 수 있으므로 두 구조체의 결합은 매우 중요하다.
교량 구조물같이 외력이 매우 크게 작용하는 구조물을 지지하는 말뚝을 공장에서 제작된 매끈한 면 상태 그대로 외측보강구조(두부보강부 또는 두부보강강관부)를 형성하면 외력에 비해 부착력이 부족하여 두 구조체가 분리되어 구조적으로 취약할 수 있다.
이렇게 외력에 비해 부착력이 부족한 경우에는 말뚝 외측에 미끌림방지용 요철을 구비하여 제작하면 기계적 맞물림으로 일체화 성능을 향상시킬 수 있다.
먼저 공장에서 프리캐스트로 제작되는 말뚝 두부에 미끌림방지용 요철을 형성하고, 현장에서 외측보강구조(두부보강부 또는 두부보강강관부) 형성을 실시하면 자연스럽게 두 구조체는 요철로 맞물리게 되어 미끌림이 방지되므로 강한 외력에도 일체로 거동하는 것이 가능하게 된다.
구체적으로 상기 PC말뚝의 외주면에는 외측보강구조(두부보강부 또는 두부보강강관부)와 결합을 위해 제1요철부를 포함한다.
또한, 상기 제1요철부는 외측보강구조(두부보강부 또는 두부보강강관부)에 형성된 제3요철부 또는 제4요철부와의 조합으로 미끌림에 대한 저항성을 극대화 할 수 있다.
상기 제1요철부는 PC말뚝의 수평방향 형성되는 링형상이며, 상기 PC말뚝의 외경보다 작은 직경으로 함몰 형성된다.
상기 제1요철부는 공용중 구조물의 부착력을 보다 향상시키기 위해 상협하광 즉, 단면상 상부는 좁고 하부는 넓은 형태의 쐐기 형상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상협하광 형상과 반대인 상광하협 형상과 복합적으로 배치하여, PC말뚝에 부착력 증가를 구현할 수도 있다.
상기 제1요철부는 상기 PC말뚝 상측에 복수로 형성되며, 위치에 따라 제1요철부의 길이방향 폭을 상이하게 형성할 수 있다.
구체적으로 복수의 상기 제1요철부는 상기 PC말뚝의 상단에서 하단으로 갈수록 길이방향 폭을 점차 좁게 형성하거나, 넓게 형상할 수 있다.
또한, 상기 PC말뚝에는 일정간격마다 깊고 좁은 홈을 구성하여, 근입 후 지반에 노출되어 레벨을 맞추기 위한 말뚝두부 커팅 시 커팅을 용이하게 하기 위한 커팅유도홈을 구비할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 제1요철부는 상기 PC말뚝 외주면에 나선형태로 형성하거나, 상기 제1요철부와 직교되도록 교차형성되는 제2요철부를 형성함으로서 상부구조물의 수평방향 비틀림(토션, Torsion)에 저항하는 효과도 구현할 수 있다.

[실시예 9-1] 본 발명은 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1 또는 7-1에 있어서, 상기 PC말뚝(100)은 상단에 이음 체결되어 하부에 위치되는 PC말뚝;을 포함한다.

본 발명(실시예 9-1)은 PC말뚝의 분할 제작 및 현장 연결 구성을 구체화 한다.
상기 PC말뚝은 공장에서 제작되어, 운반이 가능한 단위길이 형태로 시공현장에 이송되어 설치되는데, 시공 구조물의 규모 및 지반조건에 따라 PC말뚝의 근입 깊이가 다양하게 발생될 수 있다.
따라서, 상기 PC말뚝은 현장에서 수직방향으로 연속화 될 수 있으며, 통상 PC말뚝의 연속화 작업은 선 설치된 PC말뚝의 상단 및 후 설치될 PC말뚝의 선단에 위치된 단부 지지플레이트의 용접이나, 별도의 브라켓 장치를 삽입/결합하여 상호 볼트결합을 통해 실시될 수 있다.

삭제

F : 기초구조물
11 : 기둥 12 기초철근
100 : PC말뚝
110 : 중공부 120 : 콘크리트 막음판
130 : 중공부 보강철근 140 : 제1요철부
150 : 제2요철부 160 : 커팅유도홈
170 : 말뚝 띠철근 180 : 말뚝 보강재
200 : 두부보강부
210 : 두부보강 주철근 220 : 두부보강 횡철근
230 : 두부보강 콘크리트 240 : 제3요철부
300 : 두부보강강관부
310 : 제4요철부 320 : 접합철근부
330 : 막음판
400 : 충전재

Claims

기초구조물(F) 하부에 형성되며 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);
상기 PC말뚝 상부의 외측면 둘레에 형성되며 복수로 구비되는 두부보강 주철근(210), 상기 두부보강 주철근을 감싸 결속하는 두부보강 횡철근(220), 상기 두부보강 주철근 및 두부보강 횡철근이 형성하는 공간에 타설되며 상기 PC말뚝과 일체화되는 두부보강 콘크리트(230)로 이루어지는 두부보강부(200);를 포함되는 두부커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 있어서,
상기 PC말뚝에 형성된 중공부의 일정깊이 하단에 형성된 막음판(120);
상기 PC말뚝의 중공부에는 콘크리트가 타설되는 것;
상기 두부보강 주철근(210)이 상기 PC말뚝 상측으로 돌출 형성된 것;
를 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 두부보강 횡철근(220)은 띠철근인 것;을 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
청구항 1에 있어서,
상기 두부보강 콘크리트(230)는 상기 기초구조물(F)의 기초 콘크리트와 동일한 압축강도로 제작되는 것;을 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
청구항 1에 있어서,
상기 두부보강부(200)는 평면상 원형의 형상인 것;을 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
청구항 1에 있어서,
상기 두부보강부는 프리캐스트 콘크리트 블록인 것;을 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조에 있어서,
기초구조물(F) 하부에 형성되며, 계획된 레벨을 맞추기 위해 두부가 커팅된 PC말뚝(100);,
상기 PC말뚝의 외경보다 크게 형성되며, 상기 PC말뚝의 상부외측면 둘레를 폐합 형성하는 두부보강강관부(300); 및
상기 두부보강강관부 내부에 형성되며, 수평방향 복수로 구비되는 제4요철부(310); 및
상기 두부보강강관부 내부에 접합되며, 두부보강강관부 상부로 노출형성되는 접합철근부(320); 및
상기 두부보강강관부 및 상기 PC말뚝 사이를 충전하는 충전재(400);를 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
청구항 1 또는 7에 있어서,
상기 PC말뚝(100)의 외주면에 형성되며, 상기 외측보강구조와 결합되는 제1요철부(140);를 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.
청구항 1 또는 청구항7에 있어서,
상기 PC말뚝(100)은 상단에 이음 체결되어 하부에 위치되는 PC말뚝을 포함하는 두부 커팅 PC말뚝의 외측보강구조.