KR102482691B1

KR102482691B1 - 스트럿 타이 보강재를 이용한 하부기초구조 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR102482691B1
Application number: KR1020200137674A
Authority: KR
Inventors: 신정열; 이안호; 여인호; 이성혁; 엄기영
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2023-01-03
Anticipated expiration: 2040-10-22
Also published as: KR20220053750A

Abstract

본 발명은 스트럿 타이 보강재를 이용한 하부기초구조 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부기초구조 시공을 위한 콘크리트 타설전, 기초구조벽체 내부에 설치되는 보강재에 있어서, 스트럿 타이 부재를 갖는 기초부 유닛; 및상기 기초부 유닛의 상단에 앵커 결합되는 강박스 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재에 관한 것이다.

Description

스트럿 타이 보강재를 이용한 하부기초구조 및 그 시공방법{Foundation structures using strut-tie reinforcement and its construction method}

본 발명은 스트럿 타이 보강재를 이용한 하부기초구조 및 그 시공방법에 대한 것이다.

일반적으로 건물, 교량, 타워크레인 등의 자중에 의해 지반이 침하되는 것을 방지하기 위하여 콘크리트구조물 시공시 콘크리트구조물의 하부에는 하중이 지반에 골고루 전달되며 지지될 수 있도록 기초 바닥층이 시공되는데, 종래의 기초 바닥 구조는 두꺼운 철근콘크리트 구조를 주로 사용하였다.

이러한 철근콘크리트를 사용한 기초공법에는 독립기초와 매트(mat)기초로 구분되며, 상기 독립기초의 경우 최하층 슬래브 두께를 최소화하여 경제적인 시공이 가능하나 부분터파기, 기초 및 슬래브 분리타설 등의 이유로 시공상에 어려움이 따른다. 반면에 매트기초의 경우 기초와 슬래브를 한 번에 시공함으로 시공성은 좋지만 불필요한 부분에 자재가 소요되어 공사비가 많이 소요된다.

이를 해결하기 위한 종래의 기술로는 특허등록번호 10-0624075호 "기초보강재"와 건설신기술 548호 "strut & Tie Model을 적용한 아치형 철판과 강봉으로 구성된 철근콘트리트 기초 보강공법"에서 찾아 볼 수 있다.

상기의 종래기술은 독립기초와 매트기초의 장점만을 채택하여 온통파기로 시공이 간단하게 하면서도 기초 바닥두께를 얇게 하여 경제적 시공이 가능하도록 하는 것이다. 도 1a는 종래의 기초보강재의 일실시예를 나타낸 단면도를 도시한 것이고, 도 1b는 종래의 기초보강재의 일실시예를 나타낸 설치상세도이다.

도 1a 및 도 1b를 참고로 살펴보면, 종래의 기초보강재는, 기둥의 하부에 위치되는 중앙부와, 상기 중앙부에 수직 및 수평방향으로 연결되어진 아치형 철판과, 상기 아치형 철판의 하부에 설치되어 수평 및 수직방향으로 연결시키는 인장타이를 포함하는 것이다.

이와 같이 구성된 기초보강재는, 기초 바닥에 설치하게 되는데, 이는 지면을 온통파기 한 후 버팀콘크리트를 타설하고, 하부철근을 배근하며, 상기 하부철근의 상면에 기초보강재를 설치하고, 상기 기초보강재의 중앙부에 기둥 드웰 바(DOWEL BAR)을 설치하며, 상부에 상부철근을 배근한다.

또한, 상기 상부철근의 상면에 콘크리트를 타설하여 기초 바닥을 형성하게 된다.

그러나, 종래의 기초보강재는 대형의 구조물로 이루어져 공장 등에서 제작하게 되는데 부피가 커서 보관의 어려움이 있고, 이를 현장으로 운반하여 기초판에 설치하는 과정에서 운반 및 설치의 어려움이 있다.

또한 종래기술에서는 하중이 기초철판의 상부 측면으로 전달되어 기초철판의 중앙 하부에 대해 휨모멘트가 발생하고 이러한 휨모멘트를 긴결철봉의 인장력에 의해 상쇄시키는 구조로 되어 있다. 그런데 종래기술에서 기초철판의 중앙부로 하중이 집중된다면, 기초철판의 중앙 하부에 대해 상기와 반대방향의 휨모멘트가 발생하게 되고, 긴결철봉에는 압축력이 작용하게 되므로, 긴결철봉은 특별한 기능을 하지 못한 채 좌굴될 수 있다. 더구나, 종래기술에서는 하중의 전달이 기초철판의 상부에서 이루어짐에 따라 하중이 기초의 바닥으로 전달되면서 소진되는 매커니즘을 구현하지 못하여 기초보강재와 기초의 바닥과의 결합력이 저하될 수 있다.

또한 종래기술은 기둥의 집중 하중으로 발생되는 슬래브에 사선 방향으로 발생되는 균열선상에 위치되는 것이 아니라 수평 배치되어 기둥의 하부 주변에서 지점 대각선으로 뻗어나가는 균열의 발생을 차단할 수 없고, 콘크리트를 압축할 수 있는 구조가 아니어서 효과적인 균열억제를 기대할 수 없다.

KR 0624075 B KR 1750177 B KR 1759397 B KR 1722977 B KR 2011-0046209 A

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 하이브리드 PC벽체와 함께, 기초 심도를 절감할 수 있는 스트럿-타이 보강재를 갖는 교각하부 기초구조물 및 그 시공방법을 제공하는데 목적이 있다

본 발명의 실시예에 따르면, 도심지의 기초 공사에 있어서 기초 심도를 축소시켜 기초구조물의 두께와 굴착량을 축소하여 공기축소 및 가설심도 단축을 달성할 수 있는 목적이 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 스트럿-타이 보강재를 통해 하부기초의 두께를 감소시킴에도 내하력을 개선시킬 수 있는 목적이 달성될 수 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 하부기초구조 시공을 위한 콘크리트 타설전, 기초구조벽체 내부에 설치되는 보강재에 있어서, 스트럿 타이 부재를 갖는 기초부 유닛; 및 상기 기초부 유닛의 상단에 앵커 결합되는 강박스 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 기초부 유닛은, 하부기초구조의 본체부 시공위치에 설치되며, 한 쌍의 종방향 스트럿부와 상기 한 쌍이 종방향 스트럿부의 각 상단측을 연결하는 연결부재를 갖는 적어도 2개의 종방향 스트럿; 상기 한 쌍의 종방향 스트럿부의 하단측을 긴장 연결하는 종방향 타이; 한 쌍의 횡방향 스트럿부와 상기 한 쌍이 횡방향 스트럿부의 각 상단측을 연결하는 연결부재를 갖고, 상기 종방향 스트럿과 교차 연결되는 적어도 2개의 횡방향 스트럿; 및 상기 한 쌍의 횡방향 스트럿부의 하단측을 긴장 연결하는 횡방향 타이;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 이TEk.

또한 상기 종방향 스트럿부와 상기 횡방향스트럿부 각각은, 평면방향이 수직으로 위치되며 판형태를 가지며, 테두리부는 평면방향인 상단면, 상기 상단면보다 긴 평면방향의 하단면, 연결부재와 연결되는 수직방향의 내측면과, 상기 내측면보다 긴 수직방향의 외측면, 상기 상단면과 상기 외측면을 연결하는 외측경사면, 상기 내측면과 하단면을 연결하는 내측경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 기초부 유닛의 내부에 설치되는 기초 앵커프레임과, 상기 기초 앵커 프레임 내부에 수직방향으로 배치된 복수의 앵커볼트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 강박스 유닛은, 하부기초구조의 기둥연결부 시공위치에 설치되며, 상부와 하부가 개방된 강박스와, 상기 강박스 내부에 설치되는 앵커 프레임과, 상기 앵커프레임에 결합되며 수직으로 배치되는 복수의 앵커볼트 삽입부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 기초부 유닛과 상기 강박스 유닛의 연결은, 상기 기초부 유닛을 기초구조벽체 내부공간에 설치한 후, 상기 강박스 유닛의 앵커볼트 삽입부재 각각에 상기 기초부 유닛의 앵커 볼트를 삽입하여 강박스 유닛을 연결, 체결시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 기초부 지반 굴착 후, 기초구조벽체를 제작하는 단계; 기초구조벽체 내부에 앞서 언급한 제1목적에 따른 스트럿 타이 보강재를 설치하는 단계; 및 콘크리트를 타설하여 하부기초 본체부와 기둥연결부를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조 시공방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 스트럿 타이 보강재를 설치하는 단계는, 스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛을 기초구조벽체 내부공간에 설치하는 단계와, 강박스 유닛의 앵커볼트 삽입부재 각각에 상기 기초부 유닛의 앵커 볼트를 삽입하여 강박스 유닛을 연결, 체결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 기초구조벽체를 제작하는 단계는, 지반천공 후 복수의 파일을 삽입 후, 상기 파일에 PC패널을 거치하여 PC벽체를 시공하는 단계와, 기초부 지반 굴착 후, 상기 PC패널을 압입하여 하부 기초구조벽체를 제작하는 단계와, PC패널 상단에 흙막이용 임시가설패널을 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 콘크리트를 타설하여 하부기초 본체부와 기둥연결부를 제작하는 단계는, 상기 기초구조벽체 내부 상기 기초부 유닛 측에 콘크리트를 타설하여 본체부를 제작하고, 상기 강박스 유닛 내부로 콘크리트를 타설하여 기둥연결부를 제작하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 콘크리트를 타설하여 하부기초 본체부와 기둥연결부를 제작하는 단계 후에, 임시가설패널과 파일을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제3목적은 앞서 언급한 제2목적에 따른 시공방법에 의해 시공된 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조로서 달성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스트럿-타이 보강재를 갖는 교각하부 기초구조물 및 그 시공방법에 따르면, 하이브리드 PC벽체와 함께, 기초 심도를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 스트럿-타이 보강재를 갖는 교각하부 기초구조물 및 그 시공방법에 따르면, 도심지의 기초 공사에 있어서 기초 심도를 축소시켜 기초구조물의 두께와 굴착량을 축소하여 공기축소 및 가설심도를 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스트럿-타이 보강재를 갖는 교각하부 기초구조물 및 그 시공방법에 따르면, 스트럿-타이 보강재를 통해 하부기초의 두께를 감소시킴에도 내하력을 개선시킬 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 종래의 기초보강재의 일실시예를 나타낸 단면도,
도 1b는 종래의 기초보강재의 일실시예를 나타낸 설치상세도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체화 PC 패널을 이용한 하부기초구조 시공방법의 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시예에 다른 H파일과 PC 패널이 결합된 PC 벽체의 정면도,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 PC기준블록의 사시도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 H파일이 삽입된 PC기준블록의 평면도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 PC코너블록의 사시도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 H파일이 삽입된 PC코너블록의 평면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PC패널블록의 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 PC코너블록과 PC기준블록 사이에 PC패널블록이 조립된 상태의 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 지반천공 후, H파일을 설치한 사시도,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따라 H파일을 설치후 PC기준블록과 PC코너블록을 H파일에 거치하는 상태의 측단면도와 사시도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 기초부 지반을 1차 굴착하는 상태의 측단면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 PC코너블록을 1차 압입한 상태의 측단면도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 PC기준블록을 1차 압입하고, PC코너블록과 PC기준블록 사이에 PC패널블록을 압입하여 조립한 상태의 측단면도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 PC 패널을 순차적으로 1차 압입하는 상태의 측단면도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 1차 압입된 PC패널 하부 기초부를 2차 굴착하는 상태의 측단면도,
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 PC패널을 2차 압입하는 상태의 측단면도,
도 16은 본 발명의 실시예에 따라 PC코너블록과 PC기준블록과 PC패널블록을 2차 압입하고, 그 상단에 흙막이용 임시가설패널을 설치한 상태의 측단면도,
도 17a 및 도 도 17b는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따라 순차적으로 2차 압입된 PC패널 상단부에 흙막이용 임시가설패널을 설치한 상태의 측단면도와 사시도,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체가 시공된 사시도,
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 보강재와 철근을 설치하고, 기초콘크리트를 타설한 상태의 측단면도,
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛을 설치한 상태의 사시도,
도 21a는 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛의 사시도,
도 21b는 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛의 정면도,
도 22a는 본 발명의 실시예에 따른 기초부 유닛의 스트럿 타이부재의 평면도,
도 22b는 도 22a의 A-A단면도,
도 22c는 도 22a의 B-B단면도,
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 강박스 유닛의 사시도,
도 24a는 본 발명의 실시예에 따른 기초부 유닛과 강박스 유닛의 분해 사시도,
도 24b는 본 발명의 실시예에 따른 기초구조벽체 내에 설치된 스트럿 타이 보강재의 사시도,
도 25a는 본 발명의 실시예에 따른 스트럿 타이 보강재의 평면도,
도 25b는 도 25a의 A-A 단면도,
도 25c는 도 25a의 B-B 단면도
도 26은 본 발명의 실시예에 따라 임시가설패널과 H파일을 제거하는 상태의 측단면도,
도 27 및 도 28은 본 발명의 실시예에 따라 시공된 하부기초구조의 측단면도와 사시도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 일체화 PC 패널을 이용한 하부기초구조 시공방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체화 PC 패널을 이용한 하부기초구조 시공방법의 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 하부기초구조(100) 시공에서는 거푸집과 동시에 기초구조벽체로 일체화되는 PC벽체(1)를 이용하게 된다.

일체화 PC 패널을 이용한 하부기초구조 시공방법의 설명에 앞서, 하부기초구조 시공에 적용되는 PC 벽체(1)의 구성에 대해 먼저 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 H파일(2)과 PC 패널이 결합된 PC 벽체(1)의 정면도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PC벽체(1)는 H파일(2)과 PC패널(3)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 PC패널(3)은 PC기준블록(10), PC코너블록(20) 및 PC패널블록(30)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 이러한 PC패널은 섬유 보강 시멘트 복합재, 섬유 보강매쉬 등을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, PC패널블록(30)은 PC기준블록(10)과 PC코너블록(20) 사이, 및 PC기준블록(10)과 PC기준블록(10) 사이에 조립되어 결합되어 기초구조벽체를 제작할 수 있게 된다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 PC기준블록(10)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 H파일(2)이 삽입된 PC기준블록(10)의 평면도를 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, PC기준블록(10)은 측면부 일측에 길이방향을 따라 H파일(2)의 플랜지 양단이 삽입되도록 형성된 파일삽입단(11)과, 양측단면 각각에 구비되는 패널 삽입단(12)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 PC코너블록(20)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 H파일(2)이 삽입된 PC코너블록(20)의 평면도를 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, PC코너블록(20)은 전체적으로, ㄱ자 단면을 갖고, 외측면에 형성되는 파일삽입단(21)과, 내측면 각각에 형성되는 패널삽입단(22)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PC패널블록(30)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 PC코너블록(20)과 PC기준블록(10) 사이에 PC패널블록(30)이 조립된 상태의 사시도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 PC패널블록(30)은 도 6에 도시된 바와 같이, 판 형태로, 양측단면에 길이방향으로 돌출단(31)이 형성됨을 알 수 있다. 따라서 PC기준블록(10)의 파일삽입단(11)으로 H파일(2)이 결합되며, PC코너블록의 파일삽입단(21)으로 H파일(2)이 결합되고, 도 7에 도시된 바와 같이, PC기준블록(10)의 패널삽입단(12)과 또 다른 PC기준블록(10)의 패널삽입단(12) 사이에 PC패널블록(30)이 조립, 체결될 수 있도록 구성되며, PC기준블록(10)의 패널삽입단(12)과 PC코너블록의 패널삽입단(22) 사이에 PC패널블록(30)이 조립, 체결될 수 있도록 구성됨을 알 수 있다.

이하에서는 일체화 PC 패널을 이용한 하부기초구조(100) 시공방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, H파일(2)이 관입된 위치 각각에 대해 지반을 천공한 후, H 파일(2)을 설치하게 된다(모래채움 수직도 확보)(S1). 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 지반천공 후, H파일(2)을 설치한 사시도를 도시한 것이다.

그리고 PC패널인 PC기준블록(10), PC코너블록(20), PC패널블록(30)을 현장으로 운반한 후, 코너 부근에 설치된 H파일(2)에 PC코너블록(20)을 거치하고, 나머지 H파일(2) 각각에 PC기준블록(10)을 거치시키게 된다(S2). 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따라 H파일(2)을 설치후 PC기준블록(10)과 PC코너블록(20)을 H파일(2)에 거치하는 상태의 측단면도와 사시도를 도시한 것이다.

PC기준블록(10), PC코너블록(20)의 거치가 완료되면, 기초부를 1차 굴착하게 된다. 예를 들어 2m정도를 굴착하게 된다(S3). 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 기초부 지반을 1차 굴착하는 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

그리고, 1차 굴착완료 후, PC코너블록(20)와 PC기준블록(10)을 1차 압입 후, 그 사이에 PC패널블록(30)을 삽입, 설치하게 된다(S4).

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 PC코너블록(20)을 1차 압입한 상태의 측단면도를 도시한 것이다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 PC기준블록(10)을 1차 압입하고, PC코너블록(20)과 PC기준블록(10) 사이에 PC패널블록(30)을 압입하여 조립한 상태의 측단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 13은 본 발명의 실시예에 따라 PC 패널을 순차적으로 1차 압입하는 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

즉, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, PC코너블록(20)을 1차 압입하고, PC기준블록(10)을 1차 압입한 후, 그 사이에 PC패널블록(30)을 설치하고, 순차적으로 PC기준블록(10)을 1차 압입한 후, PC기준블록(10) 사이에 PC패널블록(30)을 설치하게 된다.

그리고 1차 압입이 완료된 후(S5)에, PC패널 하단측 기초부 지반을 2차 굴착하게 된다(예를 들어 약 1.5m)(S6). 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 1차 압입된 PC패널 하부 기초부를 2차 굴착하는 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

그리고 PC코너블록(20), PC패널블록(30), PC기준블록(10)을 순차적으로 2차 압입하게 된다(S7). 시공 기초심도에 따라 이러한 과정은 더 반복될 수 있다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따라 PC패널을 2차 압입하는 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

이러한 PC코너블록(20), PC패널블록(30), PC기준블록(10)을 순차적으로 2차 압입하면서, 그 상단부에는 흙막이용 임시가설패널(40)이 설치되게 된다(S8).도 16은 본 발명의 실시예에 따라 PC코너블록(20)과 PC기준블록(10)과 PC패널블록(30)을 2차 압입하고, 그 상단에 흙막이용 임시가설패널(40)을 설치한 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

도 17a 및 도 도 17b는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따라 순차적으로 2차 압입된 PC패널 상단부에 흙막이용 임시가설패널(40)을 설치한 상태의 측단면도와 사시도를 도시한 것이다. 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 하부기초구조벽체가 시공된 사시도를 도시한 것이다.

하부 기초구조벽체의 시공이 완료되면, 콘크리트를 타설하기 전에 그 내부로 철근 연결 후(S9), 콘크리트를 타설, 양생시킨 후(S10), 임시가설패널(40)과, H파일(2)을 철거하고(S11), 기초 상면을 되메우기하여 하부기초구조(100)를 시공하게 된다(S12). 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 보강재(110)와 철근을 설치하고, 기초콘크리트를 타설한 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

이때, 콘크리트를 타설하기 전에 본 발명의 실시예에서는 기초구조벽체 내부에 스트럿 타이 보강재(110)를 설치하고, 철근을 조립한 후, 콘크리트를 타설하게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스트럿 타이 보강재(110)의 구성, 기능에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에서는, 스트럿 타이 보강재(110)를 적용하게 됨으로써, 하부기초구조(100)의 두께를 감소시키면서도 최대 내하력을 증대시킬 수 있게 된다. 스트럿 내 콘크리트 충전 효과 및 타이 강봉의 역할로 하부기초구조(100) 내 응력전달이 원활히 이루어져 하부기초구조(100)의 두께 감소에도 내하력을 개선할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 스트럿에 의해 압축부를 보강하고, 인장부에 강봉을 이용한 타이로 구성하여, 스트럿 내 콘크리트 충전효과 및 타이강동이 기둥으로부터 전달되는 상부 하중을 스트럿을 통해 더욱 효과적으로 전달하여 하부기초구조(100)의 두께 감소에도 내하력을 개선시킬 수 있게 된다.

전체적으로 본 발명의 실시예에 따른 스트러 타이 보강재(110)는, 스트럿 타이 부재를 갖는 기초부 유닛(50)과, 이러한 기초부 유닛(50)의 상단에 앵커 결합되는 강박스 유닛(90)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 스트럿 타이 보강재(110)의 기초부 유닛(50)을 설치한 상태의 사시도를 도시한 것이다.

또한 도 21a는 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛의 사시도를 도시한 것이고, 도 21b는 본 발명의 실시예에 따른 하부기초벽체 내부에 스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛의 정면도를 도시한 것이다.

먼저 기초부 유닛(50)은 스트럿 타이 부재와, 기초 앵커프레임(80)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 기초부 유닛(50)은, 하부기초구조(100)의 본체부(101) 시공위치에 설치된다. 그리고 스트럿 타이부재는 복수의 종방향 스트럿(60)와 종방향 타이(67), 그리고 복수의 횡방향 스트럿(70)과 횡방향 타이(77)가 결합되어 구성된다.

도 22a는 본 발명의 실시예에 따른 기초부 유닛(50)의 스트럿 타이부재의 평면도를 도시한 것이다. 그리고 도 22b는 도 22a의 A-A단면도를 도시한 것이고, 도 22c는 도 22a의 B-B단면도를 도시한 것이며, 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 강박스 유닛의 사시도를 도시한 것이다.

이러한 종방향 스트럿(60)과 횡방향 스트럿(70)은 서로 수직방향으로 연결되며, 시공된 하부기초구조(100)의 본체부(101)와 기둥연결부(102)의 사이즈에 따라 그 개수, 크기가 결정되게 된다.

종방향 스트럿(60)은 본 발명의 실시예에서는 도 22a 내지 도 22d에 도시된 바와 같이, 2개의 종방향 스트럿(60)이 서로 특정간격 이격되어 배치될 수 있음을 알 수 있다. 그리고 종방향 스트럿(60) 각각은 한 쌍의 종방향 스트럿부(61)와 이러한 한 쌍이 종방향 스트럿부(61)의 각 상단측을 연결하는 연결부재(69)를 포함하여 구성된다.

그리고 종방향 타이(67)는 한 쌍의 종방향 스트럿부(61)의 하단측을 긴장 연결하도록 구성된다.

그리고 횡방향 스트럿(70)은 종방향 스트럿(60)의 수직방향으로 연결되며 본 발명의 실시예에서는 도 22a 내지 도 22d에 도시된 바와 같이, 5개의 횡방향 스트럿(70)이 서로 특정간격 이격되어 배치될 수 있음을 알 수 있다. 횡방향 스트럿(70) 각각은 한 쌍의 횡방향 스트럿부(71)와 이러한 한 쌍이 횡방향 스트럿부(71)의 각 상단측을 연결하는 연결부재(79)를 갖고 있다. 또한 횡방향 타이(77)는 한 쌍의 횡방향 스트럿부(71)의 하단측을 긴장 연결하게 된다.

또한, 도 22b 및 도 22c 등에 도시된 바와 같이, 종방향 스트럿부(61)와 횡방향스트럿부(71) 각각의 형태는 평면방향이 수직으로 위치되며 판형태를 가지고 있다.

그리고, 스트럿부(61, 71)의 테두리부는 평면방향인 상단면(62,72), 그리고 상단면보다 긴 평면방향의 하단면(65,75)을 가지며, 연결부재(69,79)와 연결되는 수직방향의 내측면과, 이러한 내측면보다 긴 수직방향의 외측면(64,74)을 가지고 있다. 그리고 상단면(62,72)과 외측면을 연결하는 외측경사면(63,73), 및 내측면과 하단면(65,75)을 연결하는 내측경사면(66,76)으로 이루어짐을 알 수 있다.

또한, 외측면(64,74) 각각에는 플랜지(68,78)가 설치되며 이러한 플랜지(68,78)를 통해 타이(67,77)를 연결시키게 된다.

또한 본 발명의 기초부 유닛(50)은 한 쌍의 종방향 스트럿(60) 사이 공간 하단 내부에 설치되는 기초 앵커프레임(80)을 포함하며, 이러한 기초 앵커프레임(80) 내부에 수직방향으로 배치된 복수의 앵커볼트(81)가 앵커볼트연결부(82)를 통해 설치되게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 강박스 유닛(90)은, 하부기초구조(100)의 기둥연결부(102) 시공위치에 설치되며, 도 22에 도시된 바와 같이, 상부와 하부가 개방된 강박스(91)와, 이러한 강박스(91) 내부에 설치되는 앵커 프레임(92), 그리고 앵커프레임(92)에 결합되며 수직으로 배치되는 복수의 앵커볼트 삽입부재(93)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

도 24a는 본 발명의 실시예에 따른 기초부 유닛(50)과 강박스 유닛(90)의 분해 사시도를 도시한 것이다. 도 24b는 본 발명의 실시예에 따른 기초구조벽체 내에 설치된 스트럿 타이 보강재의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 25a는 본 발명의 실시예에 따른 스트럿 타이 보강재(110)의 평면도를 도시한 것이다. 또한 도 25b는 도 25a의 A-A 단면도, 도 25c는 도 25a의 B-B 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 기초부 유닛(50)과 상기 강박스 유닛(50)의 연결은, 기초부 유닛(50)을 기초구조벽체 내부공간에 설치한 후, 강박스 유닛(90)의 앵커볼트 삽입부재(93) 각각에 기초부 유닛(50)의 앵커볼트(81)를 삽입하여 강박스 유닛(90)을 연결, 체결시키게 된다.

그리고 기초부 유닛(50) 측에 콘크리트를 타설하여 본체부(101)를 제작하고, 강박스 유닛(90) 내부로 콘크리트를 타설하여 기둥연결부(102)를 제작하게 된다.

도 26은 본 발명의 실시예에 따라 임시가설패널(40)과 H파일(2)을 제거하는 상태의 측단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 27 및 도 28은 본 발명의 실시예에 따라 시공된 하부기초구조(100)의 측단면도와 사시도를 도시한 것이다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:PC벽체
2:H파일
3:PC패널
10:PC기준블록
11:기준블록 파일삽입단
12:기준블록 패널삽입단
20:PC코너블록
21:코너블록 파일삽입단
22:코너블록 패널삽입단
30:PC패널블록
31:돌출단
40:임시가설패널
50:기초부 유닛
60:종방향 스트럿
61:종방향 스트럿부
62:종방향 스트럿부 상단면
63:종방향 스트럿부 외측경사면
64:종방향 스트럿부 외측면
65:종방향 스트럿부 하단면
66:종방향 스트럿부 내측경사면
67:종방향 타이
68:종방향 스트럿 플랜지
69:종방향 스트럿 연결부재
70:횡방향 스트럿
71:횡방향 스트럿부
72:횡방향 스트럿부 상단면
73:횡방향 스트럿부 외측경사면
74:횡방향 스트럿부 외측면
75:횡방향 스트럿부 하단면
76:횡방향 스트럿부 내측경사면
77:횡방향 타이
78:횡방향 스트럿 플랜지
79:횡방향 스트럿 연결부재
80:기초 앵커프레임
81:앵커볼트
82:앵커볼트연결부
90:강박스 유닛
91:강박스
92:내부 앵커프레임
93:앵커볼트 삽입부재
100:하부기초구조
101:본체부
102:기둥연결부
110:스트럿 타이 보강재

Claims

하부기초구조 시공을 위한 콘크리트 타설전, 기초구조벽체 내부에 설치되는 보강재에 있어서,
하부기초구조의 본체부 시공위치에 설치되며, 스트럿 타이 부재를 갖는 기초부 유닛; 및
상기 기초부 유닛의 상단에 앵커 결합되는 강박스 유닛;을 포함하고,
상기 기초부 유닛은, 한 쌍의 종방향 스트럿부와 상기 한 쌍이 종방향 스트럿부의 각 상단측을 연결하는 연결부재를 갖는 적어도 2개의 종방향 스트럿;상기 한 쌍의 종방향 스트럿부의 하단측을 긴장 연결하는 종방향 타이; 한 쌍의 횡방향 스트럿부와 상기 한 쌍이 횡방향 스트럿부의 각 상단측을 연결하는 연결부재를 갖고, 상기 종방향 스트럿과 교차 연결되는 적어도 2개의 횡방향 스트럿; 및 상기 한 쌍의 횡방향 스트럿부의 하단측을 긴장 연결하는 횡방향 타이;를 포함하며,
상기 종방향 스트럿부와 상기 횡방향스트럿부 각각은,
평면방향이 수직으로 위치되며 판형태를 가지며, 테두리부는 평면방향인 상단면, 상기 상단면보다 긴 평면방향의 하단면, 연결부재와 연결되는 수직방향의 내측면과, 상기 내측면보다 긴 수직방향의 외측면, 상기 상단면과 상기 외측면을 연결하는 외측경사면, 상기 내측면과 하단면을 연결하는 내측경사면으로 이루어지고,
상기 기초부 유닛의 하단 내부에 설치되는 기초 앵커프레임과, 상기 기초 앵커 프레임 내부에 수직방향으로 배치된 복수의 앵커볼트를 포함하며,
상기 강박스 유닛은, 하부기초구조의 기둥연결부 시공위치에 설치되며, 상부와 하부가 개방된 강박스와, 상기 강박스 내부에 설치되는 앵커 프레임과, 상기 앵커프레임에 결합되며 수직으로 배치되는 복수의 앵커볼트 삽입부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재.
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제 1항에 있어서,
상기 기초부 유닛과 상기 강박스 유닛의 연결은, 상기 기초부 유닛을 기초구조벽체 내부공간에 설치한 후, 상기 강박스 유닛의 앵커볼트 삽입부재 각각에 상기 기초부 유닛의 앵커 볼트를 삽입하여 강박스 유닛을 연결, 체결시키는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재.
기초부 지반 굴착 후, 기초구조벽체를 제작하는 단계;
기초구조벽체 내부에 제1항 또는 제6항에 따른 스트럿 타이 보강재를 설치하는 단계; 및
콘크리트를 타설하여 하부기초 본체부와 기둥연결부를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조 시공방법.
제 7항에 있어서,
스트럿 타이 보강재를 설치하는 단계는,
스트럿 타이 보강재의 기초부 유닛을 기초구조벽체 내부공간에 설치하는 단계와, 강박스 유닛의 앵커볼트 삽입부재 각각에 상기 기초부 유닛의 앵커 볼트를 삽입하여 강박스 유닛을 연결, 체결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조 시공방법.
제 8항에 있어서,
상기 기초구조벽체를 제작하는 단계는,
지반천공 후 복수의 파일을 삽입 후, 상기 파일에 PC패널을 거치하여 PC벽체를 시공하는 단계와, 기초부 지반 굴착 후, 상기 PC패널을 압입하여 하부 기초구조벽체를 제작하는 단계와, PC패널 상단에 흙막이용 임시가설패널을 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조 시공방법.
제 9항에 있어서,
상기 콘크리트를 타설하여 하부기초 본체부와 기둥연결부를 제작하는 단계는,
상기 기초구조벽체 내부 상기 기초부 유닛 측에 콘크리트를 타설하여 본체부를 제작하고, 상기 강박스 유닛 내부로 콘크리트를 타설하여 기둥연결부를 제작하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조 시공방법.
제 10항에 있어서,
상기 콘크리트를 타설하여 하부기초 본체부와 기둥연결부를 제작하는 단계 후에,
임시가설패널과 파일을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿 타이 보강재 이용한 하부기초구조 시공방법.
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