KR102620141B1 - 헬리컬 파일과 커플링 용접 방법 및 이에 의해 용접 고정된 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬리컬 파일과 커플링 용접 방법에 관한 것으로서, 헬리컬 파일과 커플링의 용접결합력이 증대되어질 수 있도록 하여 파일 시공작업 과정에서 용접부 크랙 발생에 따른 문제 발생이 방지됨과 함께 제품의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 헬리컬 날개가 일체로 구성되어져 있는 헬리컬 파일(10)의 상부에 연장관(20)의 연결을 위한 커플링(30)을 용접하는 용접 방법에 있어서, 상기 헬리컬 파일(10)의 상단부의 복수의 개소에 관통된 형태의 통공부(11)를 형성시키는 통공 형성단계와; 상기 통공부(11)가 형성된 헬리컬 파일(10)의 내부로 커플링(30)을 일정 깊이로 인입시키는 커플링 인입단계와; 상기 통공부(11) 주변을 따라 용접작업을 실시하여 커플링(30)을 용접 고정시키는 용접단계;를 통해 용접 작업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

헬리컬 파일과 커플링 용접 방법 및 이에 의해 용접 고정된 커플링{helical piles and couplings welding method and coupling structure}

본 발명은 헬리컬 파일과 커플링 용접 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연약 지반에 관입되는 헬리컬 파일과 연장파일의 연결을 위해 용접 결합이 이루어지는 커플링과의 용접방법 개선을 통하여 안정적인 관입 작업이 이루어질 수 있도록 하기 위한 용접 방법 개선 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 건축 구조물 구축시 연약지반 등 지반을 개량할 필요가 있을 경우 지반 침하를 방지하기 위하여 파일을 박거나 지반을 개량하는 기초공사가 선행된다.

한편, 연약지반에 시공되는 파일은 형태 및 용도에 따라 여러 가지가 있으나, 특히 크레인과 포크레인 등의 대형 장비를 이용하여 지지층까지 소정 깊이의 천공홀을 형성한 다음 공벽보호케이싱 등을 설치하고 내부에 그라우팅을 실시하여 현장타설 말뚝을 형성하는 헬리컬 파일이 이용되고 있다.

통상의 헬리컬 파일은 나선형의 날개가 일체로 용접되어 있으며, 길이 연장을 위해 상단부에 연장 파일의 연결이 이루어지게 되는데, 이때 헬리컬 파일과 연장파일의 연결부위에는 짧은 원형강관 형태의 커플링이 구성된다.

도 1은 종래 기술에서의 헬리컬 파일 연장부 단면 구조를 나타낸 것으로서, 헬리컬 파일(1) 상단부에 커플링(2)이 용접 고정되고, 연장관(3)은 커플링(2)과 연결볼트(4)에 의한 체결이 이루어지게 된다.

그러나, 종래 기술에서는 헬리컬 파일(1)과 커플링(2)이 용접이 1열 형태로 이루어짐으로 인해 파일 시공과정에서 용접부위에 강한 힘이 작용되면서 크랙에 따른 분리 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개 제2022-0128266호(2022.09.20.공개)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 헬리컬 파일과 커플링의 용접 결합이 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 새로운 형태의 용접방법을 제공함으로써 파일 시공작업이 보다 효과적으로 이루어지도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 헬리컬 날개가 일체로 구성되어져 있는 헬리컬 파일의 상부에 연장관의 연결을 위한 커플링을 용접하는 용접 방법에 있어서, 상기 헬리컬 파일의 상단부의 복수의 개소에 관통된 형태의 통공부를 형성시키는 통공 형성단계와; 상기 통공부가 형성된 헬리컬 파일의 내부로 커플링을 일정 깊이로 인입시키는 커플링 인입단계와; 상기 통공부 주변을 따라 용접작업을 실시하여 커플링을 용접 고정시키는 용접단계;를 통해 용접 작업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은, 헬리컬 파일과 커플링의 용접결합력이 증대되어질 수 있게 되어 파일 시공작업 과정에서 용접부 크랙 발생에 따른 문제 발생이 방지됨과 함께 제품의 신뢰성이 향상되는 효과를 나타낸다.

특히, 타원형 절개 가공 부위의 용접에 따른 2열 형태의 용접이 이루어질 수 있게 되어 용접 품질이 향상됨과 함께 커플링이 헬리컬 파일과 연장관 사이의 연결부위 내부에 구성되어 외부 노출이 방지됨으로써 시공 과정에서 커플링의 변형 및 손상 발생이 방지되는 이점을 나타낸다.

도 1은 종래 기술에서의 헬리컬파일과 커플링 용접 상태도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬리컬파일과 커플링 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 헬리컬파일 상부에 커플링이 연결된 상태 측면도.
도 4는 본 발명의 헬리컬파일 상부에 커플링이 용접된 상태 단면도.
도 5는 본 발명에서 헬리컬파일 용접부 단면 확대도.
도 6은 본 발명에서 헬리컬파일 용접부 정면 구조도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 헬리컬파일과 커플링 분리 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에서 헬리컬파일 상부에 커플링이 연결된 상태 측면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에서 헬리컬파일 상부에 커플링이 용접된 상태 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에서 헬리컬파일 용접부 단면 확대도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에서 헬리컬파일 용접부 정면 구조도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬리컬 파일과 커플링 용접 방법을 도 2 내지 도 6을 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서는 헬리컬 날개가 일체로 구성되어져 있는 헬리컬 파일(10)의 상부에 연장관(20)의 연결을 위한 커플링(30)을 용접하게 되는데, 상기 헬리컬 파일(10)의 상단부의 복수의 개소에 관통된 형태의 통공부(11)를 형성시키는 통공 형성단계와, 상기 통공부(11)가 형성된 헬리컬 파일(10)의 내부로 커플링(30)을 일정 깊이로 인입시키는 커플링 인입단계와, 상기 통공부(11) 주변을 따라 용접작업을 실시하여 커플링(30)을 용접 고정시키는 용접단계를 통해 용접 작업이 이루어지게 된다.

이때, 상기 통공 형성단계에서 통공부(11)는 레이져 가공을 통해 일정 규격의 타원 형상으로 절개 가공을 통한 통공부 형성이 이루어지게 된다.

이에 따라 상기 용접단계에서는 통공부(11) 주변을 따라 상하, 좌우 2열로 용접이 이루어질 수 있도록 폐루프 형태로 용접이 이루어지는 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 방법으로 용접 작업이 이루어진 후에는 커플링(30)의 상부에 연장관(20)이 인입된 후 볼트공(35)에 연결볼트(40)가 체결되면서 연장관(20)이 연장된 구성을 이루게 되며, 이러한 상태에서 연장관(20) 상부에 연결된 오거로 부터 회전력이 전달되어 일방향 회전에 따라 헬리컬 파일(10)이 지반에 일정 깊이로 시공이 이루어지게 된다.

이때, 본 발명에서의 헬리컬 파일(10)은 커플링(30)과 용접 부위가 안정적인 결합상태를 유지하게 됨으로써, 시공 과정에서 용접부위의 크랙 및 파단현상 발생이 방지될 수 있게 된다.

특히, 헬리컬 파일(10)의 양측에 대칭 형태로 절개 가공된 통공부(11)에서 폐루프 형태의 용접이 이루어져 있기 때문에 보다 강력한 용접 결합상태가 유지될 수 있게 된다.

즉, 기존에는 수직 방향으로 1열 형태의 용접 구조를 이루고 있던것에 비하여, 본 발명에서는 2열 형태의 용접 구조를 이루고 있기 때문에 수직하중 뿐만 아니라 수평방향 회전력에도 안정적인 대응이 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

따라서 본 발명은, 헬리컬 파일과 커플링의 용접결합력이 증대되어질 수 있게 되어 파일 시공작업 과정에서 용접부 크랙 발생에 따른 문제 발생이 방지됨과 함께 제품의 신뢰성이 향상되는 효과를 나타낸다.

특히, 타원형 절개 가공 부위의 용접에 따른 2열 형태의 용접이 이루어질 수 있게 되어 용접 품질이 향상됨과 함께 커플링(30)이 헬리컬 파일(10)과 연장관(20) 사이의 연결부위 내부에 구성되어 외부 노출이 방지됨으로써 시공 과정에서 커플링(30)의 변형 및 손상 발생이 방지되는 이점을 나타낸다.

한편, 도 7 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 헬리컬 파일 연결 형태를 나타낸 것으로서, 커플링(30)의 구경을 헬리컬 파일(10)의 외경보다 크게 제작한 상태에서 커플링(30)의 복수의 개소에 관통된 형태의 통공부(31)를 형성시킨 후, 커플링(30)의 하부로 헬리컬 파일(10)의 상단부가 일정 깊이로 인입되도록 하는 파일 인입단계가 실시된다.

이후, 상기 통공부(31) 주변을 따라 용접작업을 실시하여 헬리컬 파일(10)의 외벽면과 용접 고정이 이루어지게 된다.

즉, 이때에는 커플링(30)의 구경이 헬리컬 파일(10)의 외경보다 크게 제작된 상태에서 레이져 가공을 통해 양측에 대칭 형태의 일정 규격으로 통공부(31)를 형성시키고, 커플링(30)의 하부에 헬리컬 파일(10)을 삽입시킨 상태에서 폐루프 형태로 용접 작업이 이루어지게 된다.

이후, 커플링(30)의 상부에 연장관(20)을 삽입한 후 체결볼트(40)를 체결하여 고정시킴으로써, 헬리컬 파일(10)과 연장관(20)의 연결작업이 완료되어지게 된다.

이와 같은 형태로 용접작업이 이루어지게 되면, 통공부(31) 주변을 따라 용접이 이루어진 상태를 이룸으로써 헬리컬 파일(10)과 커플링(30) 상호 간의 결합력이 극대화되어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

특히, 커플링(30)이 대구경으로 제작되어 헬리컬 파일(10)과 연장관(20) 연결부위를 외부에서 감싸는 형태를 이루는 가운데, 절개부(31)에서 폐루프 형태의 용접 구조를 이루고 있기 때문에 연결부의 안정적인 지지가 이루어짐과 함께 헬리컬파일의 시공이 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 이점을 나타낸다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 헬리컬 파일 용접작업이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

그러나 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 헬리컬 파일 11 : 통공부
20 : 연장관 30 : 커플링
31 : 통공부 40 : 연결볼트

Claims (6)

1. 헬리컬 날개가 일체로 구성되어져 있는 헬리컬 파일(10)의 상부에 연장관(20)의 연결을 위한 커플링(30)을 용접하는 용접 방법에 있어서,
   상기 헬리컬 파일(10)의 상단부의 복수의 개소에 관통된 형태의 통공부(11)를 형성시키는 통공 형성단계와;
   상기 통공부(11)가 형성된 헬리컬 파일(10)의 내부로 커플링(30)을 일정 깊이로 인입시키는 커플링 인입단계와;
   상기 통공부(11) 주변을 따라 용접작업을 실시하여 커플링(30)을 용접 고정시키는 용접단계;
   를 통해 용접 작업이 이루어지되,
   상기 통공 형성단계에서 통공부(11)는 레이져 가공을 통해 일정 규격의 타원 형상으로 절개 가공을 통한 통공부(11) 형성이 이루어지고,
   상기 용접단계에서는 상하, 좌우를 포함하여 2열로 용접이 이루어질 수 있도록 통공부(11) 주변을 따라 용접작업을 실시하여 용접부위가 연속되는 폐루프 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일과 커플링 용접 방법.
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6. 청구항 1의 용접 방법에 의해 헬리컬 파일에 용접 고정이 이루어진 것을 특징으로 하는 커플링.

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