KR102487969B1

KR102487969B1 - Phc 말뚝의 두부 보강장치

Info

Publication number: KR102487969B1
Application number: KR1020210161671A
Authority: KR
Inventors: 강양원
Original assignee: 주식회사 비비엠코리아; 강양원
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-01-13

Abstract

본 발명은 말뚝의 두부 보강장치에 관한 것이다.
본 발명은 복수개의 보강철근(200)이 말뚝(100)의 두부(110) 내측에 고정된 상태에서 상단이 두부 외측으로 수직 전개되어 두부(110)를 보강하게 되는 말뚝의 두부 보강장치에 있어서, 하단이 상기 두부(110)의 내측에 위치되어 상기 보강철근(200)의 하단을 고정하는 보강판(300)에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 외측을 나선형태로 감싸면서 상기 두부(110)의 상단에 걸림되는 거치대(600)에 지지되는 코일 형태의 외측 철근코일(400); 하단이 상기 보강판(300)에 체결수단을 통해 고정되고 상단이 상기 거치대(600)에 잠금수단을 통해 고정되어 상기 보강판(300)의 높낮이 위치를 제어하는 제어바(700)로 이루어진말뚝의 두부 보강장치를 제시한다.

Description

PHC 말뚝의 두부 보강장치{PHC Apparatus for reinforcing the pile head}

본 발명은 지중 관입을 위한 선단부와 구조물 연결을 위한 두부를 가져서 된 말뚝에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두부에 기초를 이루기 위한 구조물 연결시 두부에 결합되는 복수개의 보강철근이 코일 형태의 철근코일에 의해 감겨지면서 결속 고정된 후 두부의 내측에 위치되도록 하여 작업자의 작업 편의성을 크게 향상키고 동시에 속채움 상태에서 보강 위치를 제어할 수 있도록 하여 압입력, 인발력, 수평력에 저항할 수 있도록 함과 더불어 수직 지압응력, 펀칭 전단응력, 수평 지압응력이 보강될 수 있도록 하는 말뚝의 두부 보강장치에 관한 것이다.

통상 건물, 교량 등과 같은 건축 및 토목 구조물을 지반 위에 설치시 구조물에 작용하는 수평, 인발, 압축 하중을 지반에 설치된 말뚝에 전달하기 위해 말뚝 두부를 구조물의 콘크리트에 매입하거나 철근망을 이용해서 말뚝의 두부와 구조물의 콘크리트를 연결하도록 된 파일(PILE)공법이 적용되고 있다.

상기한 파일은 공장에서 미리 생산된 강관 파일, PHC 파일, PC 파일 또는 RC 파일 등을 매입공법 등을 통해 시공하게 되며, 이러한 파일은 적정하게 타격된 뒤에는 계획 지반 상부로 돌출된 파일을 적절히 절단하고, 그 끝부분을 보강하게 된다. 그 다음에는 그 상부에 수평 방향으로 바닥 철근을 배근하고, 기초 콘크리트를 타설하여 항타한 파일과 타설된 콘크리트에 의해 구조물을 안정적으로 지지하도록 되어 있다.

PHC 말뚝의 경우 대한민국 특허 제10-0866419호 콘크리트 파일 보강용 철근 캡 조립체가 제시된 바 있다.

이는, 다수의 굴곡면을 가진 지지대와, 이에 고정된 다수개의 철근, 상기 철근의 하단에 결합되어 콘크리트를 지지하는 원판 형태의 캡으로 구성되는 캡 조립체를 PHC 말뚝의 중공부에 삽입하고, 캡 조립체의 철근이 PHC 말뚝 상단 위로 일정 길이 돌출되도록 한 다음, 구조물의 바닥콘크리트를 타설하여 PHC 말뚝과 구조물의 바닥콘크리트가 캡 조립체에 의해 연결되도록 하는 구성으로 제시된 바 있다.

그러나, 상기한 구조는 수평이나 인발하중에 대한 캡 조립체의 구조 성능이 저하되어 수평이나 인발하중이 크게 작용하는 교량이나 플랜트 구조물 등에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

강관말뚝은 강제로 제조된 원통(pipe) 형상의 말뚝을 말하며, 지중에 관입되어 지지되는 선단부와 지면으로 노출된 상태에서 기초를 이루는 구조물과 연결되어 강관말뚝 기초를 이루게 되는 두부로 이루어지며, 또한, 강관말뚝 기초의 경우 지중에 강관말뚝을 관입시켜 선단부가 지반에 지지되도록 한 다음 상기 강관말뚝의 두부에 보강철근 구조물을 설치한 후, 상기 보강철근 구조물의 주위에 거푸집을 통해 콘크리트를 타설하여 강관말뚝과 콘크리트 구조물을 일체로 형성한 구조물을 포함한다. 그리고, 상기 강관말뚝에서 기초 구조물을 연결하기 위해서는 수직력, 전단력, 휨모멘트 등을 흡수하기 위해 두부를 보강하게 되는데, 기존 강관말뚝의 두부를 보강하는 방식의 경우 강관의 상단에 덮개판을 씌우고 여기에 보강철근을 용접하는 덮개식과 강관말뚝의 두부에 형성된 중공부에 보강철근을 복수개 고정하고 콘크리트를 타설하여 채움시키는 속채움식이 있다.

속채움식 방식이 적용되는 경우, 종래의 속채움식 강관말뚝 두부 보강재는 강관말뚝의 중공부에 걸림턱이나 볼트를 형성한 후에 속채움판을 걸치고 콘크리트를 타설하였으나 강관말뚝의 좁은 중공부에 별도의 걸림턱 등을 형성하여야 하므로 시공상 큰 불편함이 있다는 문제점이 있었다.

즉, 구조물의 기초 공사시 지중에 관입되는 강관말뚝과 바닥기초를 이루는 콘크리트를 강결시켜 강관말뚝의 두부에 집중하는 수직 축력과 전단력에 대한 저항력을 증가시켜 수직 및 수평 변위를 방지하기 위한 강관말뚝 두부를 보강하는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다

이를위해, 종래 강관말뚝과 수직한 보강철근 및 콘크리트와의 결속력을 강화하는 한편, 조립을 간단히 하여 작업성을 개선할 수 있는 강관말뚝 두부 보강장치가 제시된 바 있다.

이는, 강관말뚝의 매설 과정에서 수평으로 절단한 두부의 상단에 설치되는 것으로, 상기 두부의 단면형상에 대응하는 링 형상의 결합구와, 상기 결합구의 하부에 형성되어 두부의 내측 중공부로 삽입되는 보강판과, 상기 결합구의 둘레에 일정한 간격으로 체결되어 그 위에 구축되는 구조물 기초에 매입되고 띠철근과 결속되는 다수개의 보강철근으로 구성되어 있다.

이러한, 종래의 강관말뚝의 두부 보강 구조는 설치시 두부의 내주면에 보강판을 용접하고 결합구를 두부의 상단테두리의 둘레를 따라 용접하며, 상기 보강철근을 결합구 둘레에 용접하는 방식으로 상기 두부의 상단에 설치하게 된다.

이때, 상기 보강철근은 원형의 띠철근으로 상하 등간격 결속시킨 후 상기 두부의 중공부에 속채움 콘크리트를 타설하여서 된다.

하지만, 두부 보강에 따른 보강철근의 배열시 원형을 유지하도록 하기 위해 원형의 띠철근을 통해 상하 방향으로 등간격 용접 고정하게 된다. 이때 작업자는 원형의 띠철근을 일일이 용접 결합시켜야 함에 따라 작업이 힘든 문제점이 있어왔다.

이를 해결하고자 본 발명자에 의해 특허 제10-1734431호 강관 복합 두부 보강을 위한 말뚝의 두부 보강장치가 제시된 바 있다.

이는, 몸체 내부가 빈 중공부로 원형의 단면을 이루며 상기 몸체의 일측에는 관입을 위한 선단부가 그리고 타측에는 두부가 형성되는 강관말뚝에 있어서, 상기 중공부에 삽입되도록 원형으로 이루어지며 상기 두부의 중공부에 채움되는 콘크리트 채움재를 지지하도록 상기 두부의 상단으로부터 하향의 위치에 수평 상태로 위치되는 속채움판과, 상단이 절곡단을 형성하여 상기 두부의 상단에 걸림되고 하단이 고정단을 통해 상기 속채움판을 고정하는 복수개의 위치 고정용 고리와, 일단에 상기 두부의 상단 둘레를 따라 각각 걸림된 상태에서 볼트 조임되어 고정되도록 걸림 고정단이 형성되고 타단에 상기 중공부의 상측에서 수평을 이루도록 절곡되며 그 표면에 상하로 관통된 결합홀이 형성되는 수평면이 형성되는 복수개의 고정절편과, 상기 고정절편 사이사이에 위치되며 일단에 상기 두부의 상단에 슬라이드 걸림되도록 걸림단이 형성되고 타단에 상기 중공부의 상측에서 수평을 이루며 그 표면에 상하로 관통된 안내홀이 형성되는 수평면이 형성되는 복수개의 이동절편과, 세워진 상태에서 하단이 상기 고정절편의 결합홀에 체결수단을 통해 결합 고정되는 지지용 보강철근과, 세워진 상태에서 일단이 상기 이동절편의 안내홀을 통과하여 단부가 상기 속채움판의 상면에 지지되는 휨방지용 보강철근과, 링형으로 이루어지며 상기 지지용 보강철근과 상기 휨 방지용 보강철근이 원형의 링형태를 이루도록 상하 복수개 고정되는 띠철근을 포함하여 구성된 것이 제시된 바 있다.

하지만, 상기한 두부 보강 구조의 경우에도 작업자가 두부 보강시 설치의 간편함은 해결할 수 있었지만, 강관말뚝의 두부에 구조물 설치후 안정화를 위한 요건인 압입력, 인발력, 수평력에 저항할 수 있고 동시에 수직 지압응력, 펀칭 전단응력, 수평 지압응력을 만족하지 못하는 문제점이 있어왔다.

또한, 원형으로 배열되는 보강철근의 고정시 원형의 띠철근을 상하로 등간격 배열 시킨후 일일이 용접 고정함에 따라 작업자의 작업이 힘든 문제점이 있어왔다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 특허등록 제10-1734431호(2017. 05. 12) KR 특허공개 제10-2006-0090334호(2006. 08. 10) KR 특허등록 제10-0797002호(2008. 01. 22) KR 특허등록 제10-0866419호(2008.10.27)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 말뚝의 두부가 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서, 말뚝의 두부 보강시 작업자가 간편하게 설치할 수 있도록 하고 더불어 압입력, 인발력, 수평력에 저항할 수 있도록 함은 물론 수직 지압응력, 펀칭 전단응력, 수평 지압응력을 가질 수 있도록 한 말뚝을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 말뚝의 두부를 보강함에 있어 보강을 위한 보강철근을 두부 내측에 설치시 두부의 내측에 일정 깊이까지 보강철근이 간편하게 투입되어 위치 고정될 수 있도록 하여 작업자의 설치 간편화는 물론 보강판이 두부의 최적 위치에 고정될 수 있도록 하는 말뚝의 두부 보강장치를 제공하는데 있다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 구체적 수단은, 복수개의 보강철근이 말뚝의 두부 내측에 고정된 상태에서 상단이 두부 외측으로 수직 전개되어 두부를 보강하게 되는 말뚝의 두부 보강장치에 있어서, 하단이 상기 두부의 내측에 위치되어 상기 보강철근의 하단을 고정하는 보강판에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근의 외측을 나선형태로 감싸면서 상기 두부의 상단에 걸림되는 거치대에 지지되는 코일 형태의 외측 철근코일; 하단이 상기 보강판에 체결수단을 통해 고정되고 상단이 상기 거치대에 잠금수단을 통해 고정되어 상기 보강판의 높낮이 위치를 제어하는 제어바로 이루어진 말뚝의 두부 보강장치를 제시한다.

상기 잠금수단은, 상기 제어바에 상하로 등간격 복수개 형성된 걸림홈, 상기 걸림홈 중 어느 하나에 양쪽의 걸림단이 걸림되면서 상기 거치대에 걸림상태로 고정되는 걸림부재로 이루어진 것을 적용할 수 있다.

또한, 상기 보강판이 수평을 유지하도록 상기 제어바의 하단을 기준으로 하여 둘레를 따라 복수개의 수평지지바가 방사형으로 구비되어 상기 보강판을 지지하도록 할 수 있다.

또한, 상기 보강판의 중심이 돌출된 융기부로 형성되어 상기 보강철근의 하단을 외측으로 유도하고 외측 원주면상에 안내홈이 둘레를 따라 형성되어 상기 보강철근의 하단이 위치되도록 할 수 있다.

또한, 배열된 상기 보강철근의 내측에 제공되어 하단이 상기 보강철근을 고정하는 보강판에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근의 내측을 나선형태로 지지하면서 상기 거치대에 지지되는 코일 형태의 내측 철근코일을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 외측 철근코일과 내측 철근코일이 나선 방향을 달리하며 설치되도록 하여 보강판의 수평이 유지될 수 있도록 함이 바람직 할 것이다.

상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은, 말뚝의 두부를 보강하게 되는 보강철근이 보강철근의 하단을 지지하는 보강판과 외측이 원형을 유지하도록 지지하는 코일 형상의 철근코일을 통해 두부의 내측에 간편하게 투입되고 또한 보강판의 위치를 작업자가 간편하게 조절할 수 있도록 하여 작업의 간편화는 물론 설치후 안정된 내구성 및 고정력을 확보하는 장점이 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 말뚝의 두부 보강장치의 설치 상태 단면도이다.
도 2는 도 1의 요부 평단면도이다.
도 3은 도 1에서 제어바에 표시된 표시눈금부를 도시한 개략도이다.
도 4는 도 1에서 외측 철근코일에 더하여 내측 철근코일이 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 평단면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에서 내외측 철근코일의 결합상태를 보인 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 보강판의 다른 예를 보인 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 발명을 설명하기에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다. 또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, '포함하다' 또는 '구비하다', '가지다' 등의 용어는 본 명세서에서 설시(說示)하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.

본 발명은 일측에 관입을 위한 선단부가 형성되어 지중에 관입되고 타측에 외부로 노출되어 외부 구조물과 연결될 수 있도록 두부가 형성되는 말뚝에 있어 두부에 보강철근을 간편하게 설치하기 위한 관한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 말뚝의 두부 보강장치는, 말뚝(100)과, 보강철근(200)과, 보강판(300)과, 코일 형태의 외측 철근코일(400) 및 내측 철근코일(500)과, 거치대(600)와, 제어바(700)로 구성되어 있다.

다시말해, 지중에 세워지는 말뚝(100)과, 말뚝(100)의 두부(110) 내측에서 상향으로 돌출 전개되는 복수개의 보강철근(200)과, 상기 두부(110)의 내측에 위치되어 상기 보강철근(200)의 하단을 고정하는 보강판(300)과, 상기 두부(110)에 올려져 거치되는 거치대(600)와, 일단이 보강판(300)에 지지되고 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 외측을 나선형태로 감싸면서 상기 거치대(600)에 밀착되는 코일 형태의 외측 철근코일(400)과, 하단이 상기 보강판(300)에 체결수단을 통해 고정되고 상단이 상기 거치대(600)에 잠금수단을 통해 고정되어 상기 보강판(300)의 높낮이 위치를 제어하는 제어바(700)로 구성되어 있다.

말뚝(100)은, 공지와 동일한 위치에 적용되며, 파이프 형상으로 사각형. 다각형 등이 가능하지만 중공의 원형 단면을 이루는 것이 바람직하며, 일측인 하단에는 관입을 위한 선단부가 형성되어 있고, 타측인 상단에는 두부(110)가 형성되어 있다.

두부(110)는, 지면에 설치될 버림콘크리트(B)의 타설 위치 보다 높게 돌출된 형태로 위치되어 있다.

보강철근(200)은, 공지와 동일한 것으로 복수개로 이루어지며, 상기 말뚝(100)의 두부(110) 내측에 원형을 이루며 위치된 상태에서 하단이 보강판(300)에 올려져 고정되고 상단이 두부(110) 외측으로 수직 전개되어 구조물 설치시 두부(110)를 보강하도록 되어 있다.

즉, 상기 보강철근(200)은, 하단이 보강판(300)의 상면에 고정된 상태에서 원형을 이루며 배열되고, 상기 보강판(300)이 상기 두부(110)의 내측으로 삽입된 상태에서 상기 보강철근(200)이 상기 두부(110)의 외측으로 전개되도록 설치되고 있다.

상기한 보강철근(200)는 원의 중심을 기준으로 하여 원둘레를 따라 복수개 설치되도록 하되, 서로 마주보도록 쌍을 이루며 설치되어 있다.

보강판(300)은, 공지와 같은 금속 소재의 판상이 적용될 수 있으며, 채움되는 콘크리트를 받침하게 되는 것으로, 상기 보강철근(200)의 하단을 용접 또는 체결구를 통해 고정하게 되고 상기 말뚝(100)의 두부(110) 내측에 위치되어 채움되는 콘크리트를 받침하여 두부(110)를 보강하도록 되어 있다.

다른 예로서 상기 보강판(300)의 중심을 돌출된 형태의 융기부(360)로 볼록하게 형성시켜 상기 보강철근(200)의 하단을 외측으로 유도하도록 하고 외측 원주면상에 상기 융기부(360)의 라운딩각에 의해 둘레를 따라 안내홈이 형성되어져 상기 보강철근(200)의 하단이 슬라이드 형태로 위치 고정되도록 할 수 있다.

또한, 상기 보강판(300)이 수평을 유지하도록 상기 제어바(700)의 하단을 기준으로 하여 둘레를 따라 복수개의 수평지지바를 방사형으로 결합시켜 상기 보강판(300)을 지지하도록 할 수 있다.

외측 철근코일(400)은, 철근이 코일 또는 스프링 형태를 이루도록 나선방향으로 감겨진 형상을 취하고 있다.

즉, 세워진 상태에서 내측이 원형을 이루게 됨에 따라 내측에 복수개의 보강철근(200)이 원형을 이루며 배열되도록 할 수 있다. 그리고, 양쪽 단부의 압축 또는 인장을 통해 원형으로 배열된 상기 보강철근(200)의 일정구간을 감싸며 지지할 수 있도록 되어 있다.

이에따라 상기 외측 철근코일(400)은 상기 보강판(300)에 원형을 이루며 배열된 상기 보강철근(200)을 일정구간 감싸는 형태로 결합되며, 설치시 상기 보강판(300)에 고정된 상기 보강철근(200)을 외측 철근코일(400)로 감싸도록 한 상태에서 외측 철근코일(400)의 하단을 보강판(300)에 일체로 고정하고 연속해서 말뚝(100)의 두부(110)에 삽입시킨 후 적정 위치에 고정되도록 한 다음 두부(110) 상단에 걸림된 거치재(600)에 보강철근(200)과 함께 외측 철근코일(400)의 상단을 고정시키면 된다.

여기서, 외측 철근코일(400)은 상기 보강철근(200)을 감싸는 경우 조밀하게 감싸는 것이 바람직하나 탄성 및 복원이 가능하도록 10-12회 감싸면서 고정되도록 하면 된다.

다른 예로서, 상기 보강철근(200)의 내측에 코일 형태의 내측 철근코일(500)이 더 제공되도록 할 수 있다.

내측 철근코일(500)은, 배열된 상기 보강철근(200)의 내측에 제공되어 하단이 상기 보강철근(200)을 고정하는 보강판(300)에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 내측을 나선형태로 지지하면서 상기 거치대(600)에 밀착 지지되도록 설치되어 있다.

여기서, 상기 외측 철근코일(400)과 내측 철근코일(500)이 나선 방향을 달리하며 설치되도록 할 수 있다. 이는 다수의 보강철근(200)이 원형을 유지하도록 하고 또한 보강판(300)이 수평을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

띠철근(900)은, 철근이 원형으로 절곡되어 이루어진 것이며, 복수개가 원형으로 배열된 상기 보강철근(200)을 감싸며 고정하도록 되어 있다.

즉, 상기 두부(110)의 상측으로 노출된 보강철근(200)에 상하로 등간격 설치되어 보강철근(200)을 지지하도록 고정되어 있다.

거치대(600)는, 수평한 상기 두부(110)의 상면에 올려져 걸림되도록 하기 위한 것이며, 상기 보강철근(200)을 고정하여 상기 보강판(300)의 위치를 결정할 수 있도록 되어 있다.

상기 거치대(600)는, 상기 두부(110)의 상단에 걸림 고정되어 상기 보강판(300)을 고정할 수 있도록 하기 위한 것이며, 콘크리트 투입이 용이하도록 양단이 걸림될 수 있는 평행한 한쌍의 일자형 또는 3개의 모서리가 걸림되는 삼각형 형태로 이루어진 것이 적용될 수 있다.

제어바(700)는, 상기 보강판(300)을 고정한 상태에서 상기 거치대(600)에 걸림 고정되어 상기 보강판(300)의 위치를 결정하도록 되어 있다.

즉, 하단이 상기 보강판(300)에 체결수단을 통해 고정되고 상단이 상기 거치대(600)에 잠금수단을 통해 고정되어 상기 보강판(300)의 높낮이 위치를 제어할 수 있도록 되어 있다.

상기 잠금수단은, 상기 거치대(600)의 중간에 위치하여 상기 제어바(700)가 통과되도록 형성된 통과홀(610)과, 상기 제어바(700)에 상하로 등간격 복수개 형성된 걸림홈(710)과, 상기 거치대(600)에 올려진 상태에서 상기 걸림홈(710) 중 어느 하나에 양단이 걸림되면서 상기 거치대(600)에 걸림 고정되는 클립 형태의 걸림부재(720)로 구성된 것으로 적용될 수 있다.

상기 걸림부재(720)는, 거치대(600)에 걸림된 상태에서 집게 형태로 손잡이편 누름시 중간 힌지를 중심으로 양단의 고정구가 스프링 탄성력으로 벌어진후 스프링 복원력을 통해 서로 마주하면서 상기 걸림홈(710)에 걸림되는 구조 또는 클립 형태로 일측에 양단이 상기 걸림홈(710)에 끼워져 고정되도록 걸림단(721)(722)이 형성된 구조가 적용될 수 있다.

상기 체결수단은, 상기 보강판(300)의 중심에 상기 제어바(700)의 하단이 고정되도록 하기 위한 것으로 상기 보강판(300)의 중심에 형성된 통과홀(310)과, 상기 통과홀(310)을 통과한 상기 제어부(700)의 나사부(750)에 나사 조임되어 상기 보강판(300)에 걸림되는 너트부재(760)로 이루어진 것이 적용될 수 있다.

또한, 상기 제어바(700)에는 높이를 측정하는 표시눈금부(740)가 형성되어 두부(110)의 선단에 대해 보강판(300)이 두부의 어느 위치에 위치하는지를 외부에서 정확하게 확인할 수 있으며, 이를 통해 두부의 전단력 등 내구성을 외부에서 간편하게 측정할 수 있다.

상기 표시눈금부(740)는, 작업자 확인이 가능하도록 상기 제어바(700)에 길이 방향을 따라 표시판을 돌출 형성시키고 상기 표시판에 눈금, 문자, 숫자 등으로 표기하여 형성할 수 있다.

또한, 보강판(300)에는 상기 보강판(300)이 수평을 유지하도록 상기 제어바(700)의 하단을 기준으로 하여 둘레를 따라 복수개의 수평지지바가 방사형으로 구비되도록 할 수 있다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 말뚝의 두부 보강장치의 설치 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터파기 작업후 말뚝(100)을 이루는 몸체의 선단부를 항타 작업 등을 통해 관입되도록 하여 관입부가 지반 등에 지지되도록 한다. 그런다음 자동 절단기를 통해 지면으로 부터 일부가 돌출 즉, 도 1에 도시된 바와같이 두부(110)가 돌출되도록 절단한다. 이후, 말뚝(100)의 두부(110) 주변에 도 1에 도시된 바와같이 버림콘크리트(B)를 타설한다. 그러면 두부(110)의 선단으로부터 일정 높이의 하측에 버림콘크리트(B)가 위치된다.

이후, 보강판(300)의 상면에 복수개의 보강철근(200)의 하단을 각각 고정하여 상기 보강판(300)에 대해 보강철근(200)이 원형을 이루며 배열되도록 설치한다. 이때, 도 2에 도시된 바와같이 보강철근(200)은 서로 대응되도록 위치시킨다.

예컨데, 8개의 보강철근(200)을 서로 마주보도록 배열하여 원형을 이루도록 한 후 용접 등을 통해 보강판(300)에 일체로 결합시키면 된다.

그런다음, 도 4에 도시된 바와같이 보강철근(200)에 외측 철근코일(400) 및 내측 철근코일(500)이 밀착되도록 하되, 보강판(300)과 거치대(600)를 제어바(700)로 연결한다.

이후, 보강판(300)과 함께 보강철근(200)을 두부(110) 내측에 삽입시키면 되는데 이때, 작업자가 보강판(300)의 위치를 확인하여 조정이 필요한 경우 도 1 및 도 3 에 도시된 바와같이 제어바(700)를 고정하는 걸림부재(720)를 걸림홈(710)으로부터 해제시킨 후 제어바(700)를 들어올리면서 적정 위치에서 걸림부재(720)를 걸림홈(720)에 걸림되도록 하면 걸림부재(720)가 외측 및 내측 철근코일(400)(500)의 복원력으로 거치대(600)에 걸림되면서 위치 고정되게 된다.

이후, 두부(110) 외측으로 노출된 보강철근(200)에 원형의 띠철근(900)을 상하로 등간격 결속시키면 기초 구조물의 설치가 완료되고, 연속해서 두부(110) 내측에 콘크리트 채움재를 채움시켜 양생하면 기초 구조물의 설치 준비가 완료된다.

여기서, 본 발명의 실시에 따른 말뚝의 두부 보강에 대한 설치과정에서 공지의 기술과 동일한 기술에 대해서는 구체적인 설명은 생략하였다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다. 그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

B: 버림 콘크리트
100: 말뚝 110: 두부
200: 보강철근
300: 보강판 310: 통과홀
360: 융기부
400: 외측 철근코일
500: 내측 철근코일
600: 거치대 610: 통과홀
700: 제어바
710: 걸림홈 720: 걸림부재
721,722: 걸림단 740: 표시눈금부
900: 띠철근

Claims

복수개의 보강철근(200)이 말뚝(100)의 두부(110) 내측에 고정된 상태에서 상단이 두부 외측으로 수직 전개되어 두부(110)를 보강하게 되는 말뚝의 두부 보강장치에 있어서,
하단이 상기 두부(110)의 내측에 위치되어 상기 보강철근(200)의 하단을 고정하는 보강판(300)에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 외측을 나선형태로 감싸면서 상기 두부(110)의 상단에 걸림되는 거치대(600)에 지지되는 코일 형태의 외측 철근코일(400);
하단이 상기 보강판(300)에 체결수단을 통해 고정되고 상단이 상기 거치대(600)에 잠금수단을 통해 고정되어 상기 보강판(300)의 높낮이 위치를 제어하는 제어바(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 두부 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 잠금수단은,
상기 제어바(700)에 상하로 등간격 복수개 형성된 걸림홈(710),
상기 걸림홈(710) 중 어느 하나에 양쪽의 걸림단(721)(722)이 걸림되면서 상기 거치대(600)에 걸림상태로 고정되는 걸림부재(720)로 이루어짐을 특징으로 하는 말뚝의 두부 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 보강판(300)이 수평을 유지하도록 상기 제어바(700)의 하단을 기준으로 하여 둘레를 따라 복수개의 수평지지바가 방사형으로 구비되어 상기 보강판(300)을 지지하도록 하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 두부 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 보강판(300)의 중심이 돌출된 융기부(360)로 형성되어 상기 보강철근(200)의 하단을 외측으로 유도하고 외측 원주면상에 안내홈(362)이 둘레를 따라 형성되어 상기 보강철근(200)의 하단이 위치되도록 함을 특징으로 하는 말뚝의 두부 보강장치.
제1항에 있어서,
배열된 상기 보강철근(200)의 내측에 제공되어 하단이 상기 보강철근(200)을 고정하는 보강판(300)에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 내측을 나선형태로 지지하면서 상기 거치대(600)에 지지되는 코일 형태의 내측 철근코일(500)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 두부 보강장치.
제5항에 있어서,
상기 외측 철근코일(400)과 내측 철근코일(500)이 나선 방향을 달리하며 설치됨을 특징으로 하는 두부 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 제어바(700)의 외측에 상기 보강판(300)의 위치를 확인할 수 있도록 상하로 높이를 측정하는 표시눈금부(740)가 형성됨을 특징으로 하는 두부 보강장치.
복수개의 보강철근(200)이 말뚝(100)의 두부(110) 내측에 고정된 상태에서 상단이 두부 외측으로 수직 전개되어 두부(110)를 보강하게 되는 말뚝의 두부 보강장치에 있어서,
하단이 상기 두부(110)의 내측에 위치되어 상기 보강철근(200)의 하단을 고정하는 보강판(300)에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 외측을 나선형태로 감싸면서 상기 두부(110)의 상단에 걸림되는 거치대(600)에 지지되는 코일 형태의 외측 철근코일(400);
배열된 상기 보강철근(200)의 내측에 제공되어 하단이 상기 보강철근(200)을 고정하는 보강판(300)에 지지되고, 상단이 복수개로 배열된 상기 보강철근(200)의 내측을 나선형태로 지지하면서 상기 거치대(600)에 지지되는 코일 형태의 내측 철근코일(500); 및
하단이 상기 보강판(300)에 체결수단을 통해 고정되고 상단이 상기 거치대(600)에 잠금수단을 통해 고정되어 상기 보강판(300)의 높낮이 위치를 제어하는 제어바(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 두부 보강장치.
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