KR102626367B1 - 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 - Google Patents

케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 Download PDF

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Abstract

서로 동일 또는 다른 직경을 가진 제1 케이싱과 제2 케이싱을 케이싱커플러를 이용하여 간단하게 연결할 수 있으며, 케이싱커플러에 내측 또는 외측 완충밴드를 더 추가하여 보다 안전하고 효과적인 파일 시공이 가능한 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법에 관한 것으로서, 상기 케이싱커플러는 일정한 제1,2 케이싱의 단부면과 케이싱커플러의 내측돌출지지블록이 변형 또는 파손이 발생하지 않도록 내측 또는 외측 완충밴드를 함께 이용함으로서 보다 안전하고, 신속한 제1,2 케이싱 연결이 가능한 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 제공이 가능하도록 하게 된다.

Description

케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법{CASING-COUPLER, AND PILE CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}
본 발명은 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법에 대한 것이다. 더욱 구체적으로 서로 동일 또는 다른 직경을 가진 제1 케이싱과 제2 케이싱을 케이싱커플러를 이용하여 간단하게 연결할 수 있으며, 케이싱커플러에 내측 또는 외측 완충밴드를 더 추가하여 보다 안전하고 효과적인 파일 시공이 가능한 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 케이싱커플러(10)의 예시도이다.
상기 케이싱커플러(10)는 제1케이싱(11), 제2 케이싱(12)을 서로 원터칙 체결방식으로 서로 연결되도록 한 것이다.
이때 상기 제1케이싱(11)과 제2 케이싱(12)은 서로 동일한 직경을 가진 케이싱임을 알 수 있다.
이에 상기 케이싱커플러(10)는 내부에 T형 내측플랜지(13)가 내측면에 돌출되도록 형성되어 있으며, 상기 T형 내측플랜지(13)의 파여진 지지부(16)에 제1케이싱(11)과 제2 케이싱(12)의 단부면이 삽입 지지되도록 하되,
T형 내측플랜지(13)가 형성된 내측면 상,하로 내측걸림부(14)가 더 형성되어 있어, 삽입된 제1케이싱(11)과 제2 케이싱(12)의 외측면이 내측걸림부(14)에 걸려지되도록 하여 인발되지 않도록 하는 장점이 있음을 알 수 있다.
하지만 T형 내측플랜지(13)와 내측걸림부(13)를 원통형 케이싱커플러(15) 내측면에 형성시키기 위한 가공 비용이 커지기 때문에 경제성에 한계가 있다는 문제점이 있게 된다.
도 1b는 종래 다른 케이싱커플러(20)의 예시도이다.
즉 상기 케이싱커플러(20)는 원통형으로 형성되도록 하는 것은 도 1a와 동일하고, 중앙내측면에 사각 단면의 내측플랜지(21)가 돌출 형성되도록 하여 간단한 구조로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
또한 케이싱커플러(20)의 양 단부는 테이퍼링 처리되어 제1케이싱과 제2 케이싱의 삽입이 용이하도록 한 것임을 알 수 있다.
이에 간단한 구조로 제작되어 경제적이라는 장점은 있으나, 사각 단면의 내측플랜지(21)를 이용하는 경우,
제1케이싱과 제2 케이싱을 내측플랜지(21) 상면과 저면에 서로 삽입 지지되는 시공 과정에서 변형 또는 파손의 우려가 있어 사용성이 저하 될 수 밖에 없다는 한계가 있었다.
도 1c는 종래 내부소켓연결관(30)을 이용한 제1,2 케이싱(31,32) 연결예시도이다.
상기 제1,2 케이싱(31,32)도 도 1b와 같이, 서로 동일한 직경을 가진 케이싱임을 알 수 있으며, 동일한 직경을 가진 제1,2 케이싱(31,32)을 서로 연결시키기 위한 것으로서,
제1,2 케이싱(31,32)의 내부소켓연결관(30) 외부로 돌출된 돌출된 연결플랜지(33,34)를 이용하고 있음을 알 수 있다.
이에 상기 내부소켓연결관(30)은 서로 동일한 직경을 가진 제1,2 케이싱(31,32)의 내측면에 삽입될 수 있는 직경을 가진 연결관으로서 개략 중간에 돌출된 연결플랜지(33,34)가 링 형태로서 일체로 형성되고 있음을 알 수 있다.
이에 종래 케이싱을 서로 연결시키기 위한 케이싱커플러는 간단한 형태로 제작할 필요성이 커지게 되고, 시공과정에서 변형 및 파손 우려가 없도록 하여 경제성과 사용성을 확보하는 것이 매우 중요해짐을 알 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2022-0001175호(발명의 명칭: 마이크로 파일용 케이싱 커플러, 공개일자: 2022년01월05일) 대한민국 등록특허 제10-0569710호(발명의 명칭: 원터치 방식의 관부재 이음장치, 공개일자: 2006년04월11일)
이에 본 발명은 일정한 제1,2 케이싱이 서로 다른 두께로 연결되어야 하는 경우에도 이용할 수 있고, 간단한 구조로 제작도 용이하여 경제적인 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 일정한 제1,2 케이싱의 단부면과 케이싱커플러의 내측돌출지지블록이 변형 또는 파손이 발생하지 않도록 내측 또는 외측 완충밴드를 함께 이용함으로서 보다 안전하고, 신속한 제1,2 케이싱 연결이 가능한 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한 본 발명은 상기 내측 또는 외측 완충밴드가 제1,2 케이싱의 단부면이 접하면서 압착되도록 하는 구조로 제작한 것을 이용함으로서 내측 또는 외측 돌출지지블록의 형태와 상관없이 안전하고, 신속한 제1,2 케이싱 연결이 가능한 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 케이싱커플러는,
원통형 부재로서 단조방식으로 가공하여 제작되며 양 단부는 제1,2 케이싱이 삽입될 수 있도록 테이퍼링부가 형성된 원통형 몸통부;
상기 원통형 몸통부 중앙 내측면을 따라 링 형태로 돌출되도록 가공하여 형성된 것으로서, 파여진 홈 형태의 지지부에 삽입된 제1케이싱과 제2 케이싱의 단부면이 안착되어 지지되도록 하는 T형 단면을 포함하는 내측돌출지지블록; 및
상기 내측돌출지지블록이 삽입되는 내측삽입홀이 형성된 링 형태의 탄성 몸통부를 포함하는 블록삽입몸통부; 상기 블록삽입몸통부와 일체로 형성되어 내측돌출지지블록의 지지부에 안착되도록 삽입된 제1,2 케이싱 외주면을 압착하여, 제1,2 케이싱의 케이싱커플러 삽입 설치가 가능하도록 하는 역할을 하며, 블록삽입몸통부와는 압착홀에 의하여 연결되는 링형태의 압착머리부; 및 제1,2 케이싱의 단부면이 내측돌출지지블록의 지지부에 삽입되면서 블록삽입몸통부가 수축되면, 연결된 압착머리부가 제1,2 케이싱 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생되도록 하는 역할을 하는 링 형태의 홈으로 형성된 압착홀;을 포함하는 내측완충밴드;를 포함하며, 상기 압착머리부를 블록삽입몸통부의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 경사압착부가 제1,2 케이싱 외주면에 전달된 상기 변형력에 의하여 압착되도록 하여 제1,2 케이싱의 단부면의 삽입에 의한 변형력을 이용하도록 하게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 케이싱커플러는,
원통형 부재로서 단조방식으로 가공하여 제작되며 양 단부는 제1,2 케이싱이 삽입될 수 있도록 테이퍼링부가 형성된 원통형 몸통부;
상기 원통형 몸통부 중앙 외측면을 따라 링 형태로 돌출되도록 가공하여 형성된 것으로서, 파여진 홈 형태의 지지부에 삽입된 제1케이싱과 제2 케이싱의 단부면이 안착되어 지지되도록 하는 T형 단면을 포함하는 외측돌출지지블록; 및
상기 외측돌출지지블록이 삽입되는 내측삽입홀이 형성된 링 형태의 탄성 몸통부를 포함하는 블록삽입몸통부; 상기 블록삽입몸통부와 일체로 형성되어 외측돌출지지블록의 지지부에 안착되도록 삽입된 제1,2 케이싱 외주면을 압착하여, 제1,2 케이싱의 케이싱커플러 삽입 설치가 가능하도록 하는 역할을 하며, 블록삽입몸통부와는 압착홀에 의하여 연결되는 링형태의 압착머리부; 및 제1,2 케이싱의 단부면이 외측돌출지지블록의 지지부에 삽입되면서 블록삽입몸통부가 수축되면, 연결된 압착머리부가 제1,2 케이싱 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생되도록 하는 역할을 하는 링 형태의 홈으로 형성된 압착홀;을 포함하는 외측완충밴드;를 포함하며,
상기 압착머리부를 블록삽입몸통부의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 경사압착부가 제1,2 케이싱 외주면에 전달된 상기 변형력에 의하여 압착되도록 하여 제1,2 케이싱의 단부면의 삽입에 의한 변형력을 이용하도록 하게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 케이싱커플러를 이용한 파일 시공방법은,
(a) 지반(G)의 토사층(G2)과 암반층(G1)에 천공홀을 형성시키면서, 상기 천공홀에 상기 케이싱커플러를 이용하여 연결된 케이싱을 삽입하여 케이싱의 두부가 지반(G)의 지표면 상부로 노출되도록 설치하는 단계; (b) 지반(G)의 지표면 위로 노출된 케이싱에 두부보강수단을 설치하는 단계; (c) 기초판을 콘크리트를 타설하여 형성되도록 하여 기초콘크리트 시공면을 마감시켜 높고, 기초판철근을 배근하는 단계; 및 (d) 기초판에 기초콘크리트를 타설하되, 케이싱의 두부와 두부보강수단이 구조물에 매립되도록 형성시키는 단계;를 포함하도록 하게 된다.
본 발명의 케이싱커플러는 내측면에 내측 또는 외측 돌출지지블록을 다양한 두께를 가진 제1,2 케이싱 연결도 가능하도록 형상 변경이 가해지더라도 내측 또는 외측 완충밴드를 함께 이용할 경우 안정적인 삽입 연결이 가능하기 때문에,
케이싱커플러 제작의 자유도가 높아질 뿐만 아니라 제1,2 케이싱 단부면과 내측돌출지지블록이 접하도록 하는 과정에서 변형 또는 파손이 우려가 현저하게 감소하여 보다 신속하고, 경제적인 케이싱커플러 및 이를 이용한 파일 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한 내측 또는 외측 완충밴드는 단순 밴드형태가 아니라, 제1,2 케이싱 단부면이 내측돌출지지블록과 접하는 과정에서 제1,2 케이싱 외주면과 압착되도록 하여 보다 정밀한 제1,2 케이싱 연결이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 케이싱커플러의 예시도,
도 1b는 종래 다른 케이싱커플러의 예시도,
도 1c는 종래 내부소켓연결관을 이용한 제1,2 케이싱 연결예시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 케이싱커플러의 구성예시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 케이싱커플러의 구성예시도,
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 본 발명의 케이싱커플러를 구성하는 내측돌출지지블록의 단면 형태의 예시도,
도 5는 본 발명의 케이싱커플러를 이용하여 연결된 케이싱의 시공단면도,
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 케이싱커플러를 이용하여 연결된 케이싱의 시공예시도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[본 발명의 케이싱커플러(100)]
본 발명의 케이싱커플러(100)는 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 삽입되어 케이싱커플러(100)의 원통형 몸통부(110)의 내측면 또는 외측면에 형성되어 있는 내측 또는 외측 돌출지지블록(120,140)에 안정적으로 변형 또는 파손되지 않도록 삽입 지지되도록 하는 방식으로 형성시키게 된다.
즉, 제1,2 케이싱(210,220)은 원통형 강관으로서 일정한 연장길이를 가지도록 제작된 기성제품을 이용하기 때문에 다수의 케이싱을 서로 연결하기 위하여 사용되는 것이 케이싱커플러(100)이다.
이러한 케이싱커플러(100)는 제1 실시예와 제2 실시예로 구분하게 되며, 제1 실시예는 제1,2 케이싱(210,220)을 내측 돌출지지블록(120)을 이용하여 케이싱커플러(100) 내측으로 삽입하여 연결하는 방식이고,
제2 실시예는 외측 돌출지지블록(140)을 이용하여 제1,2 케이싱(210,220)을 케이싱커플러(100) 외측으로 삽입하여 연결하는 방식에 차이가 있게 된다.
[ 본 발명의 제1 실시예에 의한 케이싱커플러(100) ]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 케이싱커플러(100)의 구성예시도이다.
이에 상기 제1 실시예에 의한 케이싱커플러(100)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 원통형 몸통부(110), 내측돌출지지블록(120), 내측완충밴드(130)를 포함하여 형성시키게 된다.
먼저 상기 원통형 몸통부(110)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일정한 직경을 가진 원통형 부재로서 강관등을 단조방식으로 가공하여 제작할 수 있다.
이때 상기 원통형 몸통부(110)의 양 단부는 파손되지 않고 제1,2 케이싱(210,220)이 용이하게 삽입될 수 있도록 테이퍼링부(111)가 각각 형성되도록 하게 되며, 단조방식으로 절삭가공하여 형성시키면 된다.
다음으로 상기 내측돌출지지블록(120)은 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 예컨대 T형 단면으로 원통형 몸통부(11) 개략 중앙 내측면을 따라 링 형태로 돌출되도록 역시 절삭가공하여 형성시킨 것이다.
이러한 내측돌출지지블록(120)의 파여진 홈 형태의 지지부(121)에 삽입된 제1케이싱(210)과 제2 케이싱(220)의 단부면이 안착되어 지지되도록 하는 역할을 하게 된다.
이는 도 5를 참조하면, 제1 케이싱(210)을 먼저 지반(G)에 수직으로 관입 시공하고,
제1 케이싱(210) 두부에 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)가 하방 지지되도록 세팅한 상태에서, 제2 케이싱(220)을 인양하여 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121) 상방에 지지되도록 세팅시키는 방식으로,
제1케이싱(210)과 제2 케이싱(220)을 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 각각 안착되어 지지되도록 할 수 있다.
다음으로 상기 내측완충밴드(130)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 내측돌출지지블록(120)이 다양한 두께를 가진 제1,2 케이싱(210,220) 연결도 가능하도록, 형상 변경이 가해지더라도 안정적인 삽입 연결이 가능하도록 하여, 케이싱커플러(100) 제작의 자유도가 높아질 뿐만 아니라,
제1,2 케이싱(210,220) 단부면과 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)가 접하도록 하는 과정에서 변형 또는 파손 우려가 감소되도록 하기 위한 것으로서, 탄성재질을 가진 링 형태의 밴드를 이용하게 된다.
이를 위해 도 2a 및 도 2b와 같이, 상기 내측완충밴드(130)는 블록삽입몸통부(131), 압착머리부(132), 압착홀(133)을 포함하도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.
먼저 상기 블록삽입몸통부(131)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 내측돌출지지블록(120)의 단면형태와 상관없이 삽입될 수 있는 내측삽입홀(131a)이 형성된 링 형태의 탄성 몸통부이다.
이에 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 내측삽입홀(131a)에 T형 단면의 내측돌출지지블록(120)도 간단하게 끼워 삽입되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 블록삽입몸통부(131)는 일정한 두께를 가진 링 형태이므로 링 형태로서 T형 단면의 내측돌출지지블록(120)의 하부로부터 상방으로 감싸 끼워지도록 하는 방식으로 간단한 설치가 가능하게 되며,
상기 블록삽입몸통부(131)의 두께는 제1,2 케이싱(210,220) 단부면이 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 최대한 접근하면서 수축되면서 변형력을 압착홀(133)을 통해 압착머리부(132)로 전달되도록 형성시키게 된다.
다음으로 상기 압착머리부(132)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 블록삽입몸통부(131)와 일체로 링형태로 형성되어 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 안착되도록 삽입된 제1,2 케이싱(210,220) 외주면을 압착하여,
제1,2 케이싱(210,220)의 안정적인 케이싱커플러(100) 삽입 설치가 가능하도록 하는 역할을 하게 되며, 블록삽입몸통부(131)와는 압착홀(133)에 의하여 연결되어 있다.
즉, 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 삽입되면서 블록삽입몸통부(131)가 수축되면, 압착홀(133)에 의하여 연결된 압착머리부(132)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생하도록 하게 된다.
이를 위해 압착머리부(132)를 블록삽입몸통부(131)의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 경사압착부(132a)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 전달된 상기 변형력에 의하여 압착되도록 하여 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면의 삽입에 의한 변형력을 이용할 수 있도록 하게 된다.
다음으로 상기 압착홀(133)은 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 삽입되면서 블록삽입몸통부(131)가 수축되면, 압착홀(133)에 의하여 연결된 압착머리부(132)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생되도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 압착홀(133)은 파여진 링 형태의 홈으로만 형성시킨 것으로서, 이러한 압착홀(133)에 의하여 압착머리부(132)의 단면적이 블록아웃되기 때문에,
제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 삽입되면서 발생되는 압착머리부(132)의 변형력이 압착홀(133)에 의한 단면적 블록아웃에 의하여 연결된 압착머리부(132)를 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 접하도록 수축 변형시킬 수 있도록 하게 된다.
[ 본 발명의 제2 실시예에 의한 케이싱커플러(100) ]
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 케이싱커플러(100)의 구성예시도이다.
이에 상기 제2 실시예에 의한 케이싱커플러(100)는,
제1 실시예가 제1,2 케이싱(210,220)을 케이싱커플러(100) 내측으로 삽입하여 연결하는 방식이라면,
제2 실시예는 제1,2 케이싱(210,220)을 케이싱커플러(100) 외측으로 삽입하여 연결하는 방식이라 할 수 있다.
이러한 제2 실시예에 의한 케이싱커플러(100)는 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 원통형 몸통부(110), 외측돌출지지블록(140), 외측완충밴드(150)를 포함하여 형성시키게 된다.
먼저 상기 원통형 몸통부(110)는 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일정한 직경을 가진 원통형 부재로서 강관등을 단조방식으로 가공하여 제작할 수 있으며,
이때 상기 원통형 몸통부(110)의 양 단부는 파손되지 않고 제1,2 케이싱(210,220)이 용이하게 삽입될 수 있도록 테이퍼링부(111)가 각각 형성되도록 하게 되며, 단조방식으로 절삭가공하여 형성시킬 수 있음은 제1 실시예와 동일하다.
다음으로 상기 외측돌출지지블록(140)은 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 실시예와 대비하여 제1,2 케이싱(210,220)을 케이싱커플러(100) 외측으로 삽입하여 연결시키기 때문에 외부로 노출되도록 하는 것에 차이가 있을 뿐이다.
이에 역시 T형 단면으로 원통형 몸통부(110) 개략 중앙 외측면을 따라 링 형태로 돌출되도록 절삭가공하여 형성시키고,
이러한 외측돌출지지블록(140)의 파여진 홈 형태의 지지부(141)에 삽입된 제1케이싱(210)과 제2 케이싱(220)의 단부면이 안착되어 지지되도록 하는 역할을 하는 것은 제1 실시예와 동일하다.
이에 역시 제1 케이싱(210)을 먼저 지반(G)에 수직으로 관입 시공하고,
제1 케이싱(210) 두부에 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)가 하방 지지되도록 세팅한 상태하고, 제2 케이싱(220)을 인양하여 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141) 상방에 지지되도록 세팅시키는 방식으로,
제1케이싱(210)과 제2 케이싱(220)을 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 안착되어 지지되도록 할 수 있음도 동일하다.
다음으로 상기 외측완충밴드(150)는 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 외측돌출지지블록(140)이 다양한 두께를 가진 제1,2 케이싱(210,220) 연결도 가능하도록 형상 변경이 가해지더라도 안정적인 삽입 연결이 가능하도록 하여, 케이싱커플러(100) 제작의 자유도가 높아질 뿐만 아니라,
제1,2 케이싱(210,220) 단부면과 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)가 접하도록 하는 과정에서 변형 또는 파손 우려가 감소되도록 하기 위한 것으로서, 탄성재질을 가진 링형태의 밴드를 이용함은 제1 실시예와 동일하다.
이를 위해 도 3a 및 도 3b와 같이, 상기 외측완충밴드(150)는 블록삽입몸통부(151), 압착머리부(152), 압착홀(153)을 포함하도록 형성시키게 된다.
먼저 상기 블록삽입몸통부(151)는 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 외측돌출지지블록(140)의 단면형태와 상관없이 삽입될 수 있는 내측삽입홀(151a)이 형성된 링 형태의 탄성 몸통부이며,
이에 도 3a 및 도 3b에 의하면, 상기 내측삽입홀(151a)에 T형 단면의 외측돌출지지블록(140)도 간단하게 끼워 삽입되도록 할 수 있음을 알 수 있으며,
이러한 블록삽입몸통부(151)는 일정한 두께를 가진 링 형태로서 T형 단면의 외측돌출지지블록(140)의 하부로부터 상방으로 감싸 끼워지도록 하는 방식으로 간단한 설치가 가능하게 되며,
상기 블록삽입몸통부(151)의 두께는 제1,2 케이싱(210,220) 단부면이 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 최대한 접근하면서 수축되면서 변형력을 압착홀(153)을 통해 압착머리부(152)로 전달되도록 형성시키는 것은 제1 실시예와 동일하다.
다음으로 상기 압착머리부(152)는 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 블록삽입몸통부(151)와 일체로 링형태로 형성되어 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 최대한 접근하도록 삽입된 제1,2 케이싱(210,220) 외주면을 압착하여 제1,2 케이싱(210,220)의 안정적인 제2실시예에 의한 케이싱커플러(100) 삽입 설치가 가능하도록 하는 역할을 하게 되며, 블록삽입몸통부(151)와 압착홀(153)에 의하여 연결되어 있음은 제1 실시예와 동일하다.
즉, 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 삽입되면서 블록삽입몸통부(151)가 수축되면, 압착홀(153)에 의하여 연결된 압착머리부(152)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생하도록 하게 된다.
이를 위해 압착머리부(152)를 블록삽입몸통부(151)의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 경사압착부(152a)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 전달된 상기 변형력에 의하여 압착되도록 하여 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면의 삽입에 의한 변형력을 이용한 것이라 할 수 있음은 역시 제1 실시예와 동일하다.
다음으로 상기 압착홀(153)은 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 삽입되면서 블록삽입몸통부(151)가 수축되면, 압착홀(153)에 의하여 연결된 압착머리부(152)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생되도록 하는 역할을 하며,
이러한 압착홀(153)은 파여진 링 형태의 홈으로만 형성시킨 것으로서, 이러한 압착홀(153)에 의하여 압착머리부(152)의 단면적이 블록아웃되기 때문에, 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 삽입되면서 발생되는 압착머리부(152)의 변형력이 압착홀(153)에 의한 단면적 블록아웃에 의하여 연결된 압착머리부(152)를 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 접하도록 수축 변형시킬 수 있게 된은 제1 실시예와 동일하다.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 본 발명의 케이싱커플러(100)를 구성하는 내측돌출지지블록(120)의 단면 형태의 예시도이다.
앞서 제1 실시예의 내측완충밴드(130)와 제2 실시예 의한 외측완충밴드(150)는 내측돌출지지블록(120)과 외측돌출지지블록(140)의 단면형태와 상관없이 삽입될 수 있음을 살펴본 바 있다.
이에 도 4에서는 특히 제1 실시예를 기준으로 내측돌출지지블록(120)의 다양한 단면형태를 예시하고 있으며 이는 제1,2 케이싱(210,220)의 두께가 서로 다른 경우에도 적용할 수 있음을 알 수 있다.
이에 도 4a와 같이, 상기 내측돌출지지블록(120)은 수평상면의 폭이 수평하면의 폭보다 커지도록 형성된 사다리꼴 형태로 형성될 수 있음을 알 수 있으며, 수평상면과 수평하면에 안착되는 제2 케이싱(220)과 제1 케이싱의 두께가 동일한 경우에 적용될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 도 4b와 같이, 상기 내측돌출지지블록(120)은 역시 수평상면의 폭이 수평하면의 폭보다 커지도록 형성된 사다리꼴 형태로 형성될 수 있음을 알 수 있으며, 수평상면과 수평하면에 안착되는 제2 케이싱(220)과 제1 케이싱의 두께가 역시 동일한 경우에 적용될 수 있도록 하되,
상기 사다리꼴 형태의 내측돌출지지블록(120)이 다단으로 턱이 형성되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 도 4c와 같이, 상기 내측돌출지지블록(120)은 수평상면의 폭이 수평하면의 폭과 동일하도록 형성된 사다리꼴 형태로 형성될 수 있음을 알 수 있으며, 역시 수평상면과 수평하면에 안착되는 제2 케이싱(220)과 제1 케이싱의 두께가 동일한 경우에 적용될 수 있도록 하되, 내측돌출지지블록(120)의 상,하로 원통형 몸통부(110)에 내측홈(112)이 더 형성되도록 한 것으로서 안착되는 지지부(121) 면적이 커지는 효과를 가지게 된다.
다음으로 도 4d와 같이, 상기 내측돌출지지블록(120)은 도 4a와 같이, 수평상면의 폭이 수평하면의 폭보다 커지도록 형성된 사다리꼴 형태로 형태로 형성되도록 함은 동일하지만, 수평상면과 수평하면에 안착되는 제2 케이싱(220)의 두께가 제1 케이싱(210)의 두께보다 작은 경우에 적용될 수 있음을 알 수 있으며,
이에 상기 내측돌출지지블록(120)을 기준으로 하방의 원통형 몸통부(110)의 두께도 더 커지도록 하고 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 케이싱커플러(100)를 이용하여 연결된 케이싱(200)의 시공단면도를 도시한 것이다.
먼저 상기 케이싱(200)은 도 5를 참조하면,
지반(G)은 토사층(G2)과 암반층(G1)으로 구분되어 있으며,
마이크로파일(230)의 선단부가 케이싱(200)을 이용하여 암반층(G1)에 형성시킨 암반층 천공홀에 관입되어 지지되도록 하고,
암반층 천공홀로부터 상방의 토사층(G2)에서는 토사층 천공홀에 관입되는 케이싱(200) 내부에 마이크로파일(230)이 위치하도록 하고 있음을 알 수 있다.
또한, 상기 케이싱(200)은 암반층과 토사에 관입되는 깊이에 따라서 제1,2 케이싱(210,220)을 본 발명의 케이싱커플러(100)를 이용하여 연결시킨 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.
또한, 제1 케이싱(210)의 두부에는 도 5를 참조하면 두부보강수단(240)이 더 설치되어 있으며, 구조물(300)의 기초판(310)과 기초콘크리트(320)에 상기 두부보강수단(240)과 제1 케이싱(210) 두부가 매립되어,
구조물(300)의 기초판(310)과 기초콘크리트(320)로부터 전달되는 하중을 마이크로파일(230)과 케이싱(200)이 토사층(G2)과 암반층(G1)으로 전달하는 작용을 하게 된다.
이러한 마이크로파일(230)은 도 5를 참조하면, 마이크로파일 커플러(231)를 이용하여 연결하여 이용하고, 스페이서(232)가 외주면을 감싸도록 설치하여 케이싱(200) 내부에서의 설치 간격이 유지되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 본 발명의 케이싱커플러(100)는 예컨대, 제1,2 케이싱(210,220)을 연결하기 위한 내측완충밴드(130)를 포함하는 제1,2 실시예에 의한 케이싱커플러(100)를 이용할 수 있다.
특히 상기 케이싱커플러(100)를 이용하여 연결된 케이싱(200)은 케이싱(200)의 직경이 서로 다른 것을 연결하여 이용할 수 있다.
이와 같이 서로 다른 케이싱(200)을 사용하는 이유는, 지표면으로부터 하방으로 일정한 시공깊이까지는 토압에 의한 하중이 크게 발생하지만, 일정 깊이 이상이 되면 토압의 크기에 큰 변화가 없기 때문에,
지표면 근처의 제1 케이싱(210)의 직경이 일정 깊이 이상에 위치하는 제2 케이싱(220) 보다 커지도록 하여 보다 효율적인 단면으로 경제적인 케이싱(200)을 이용할 수 있기 때문이다.
[ 본 발명의 케이싱커플러(100)를 이용한 케이싱(200) 시공방법]
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 케이싱커플러(100)를 이용한 케이싱(200)의 시공방법 예시도를 도시한 것이다.
먼저 상기 케이싱커플러(100)를 이용한 케이싱(200) 시공방법은,
제1 케이싱(210)과 제2 케이싱(220)를 케이싱커플러(100)를 이용하여 서로 연결시킨 케이싱(200)을 지반(G)에 관입하고, 두부를 지반(G) 상부로 노출시킨 다음,
마이크로파일(230)을 케이싱 내부로 위치하도록 하되,
마이크로파일(230)의 선단부가 지반(G)의 암반층(G1)에 지지되도록 하면서, 두부보강수단(240)을 노출된 케이싱(200) 두부에 고정 설치하고,
케이싱(200) 내부에 콘크리트를 타설하면서 기초판(310)을 시공한 이후, 두부보강수단(240)이 매립되도록 구조물의 기초콘크리트(320)를 시공하는 방법이라 할 수 있다.,
이에 도 6a와 같이, 지반(G)의 토사층(G2)과 암반층(G1)에 미도시한 천공홀을 형성시키면서, 상기 천공홀에 본 발명의 케이싱(200)을 삽입하여 케이싱(200)의 두부가 지반(G)의 지표면 상부로 노출되도록 설치하게 된다.
이때 케이싱(200)은 암반층(G1) 상면에 선단부가 지지되도록 설치하게 되고, 암반층(G1)에 형성된 천공홀에는 시멘트밀크등을 주입하여 후술되는 마이크로파일(230)의 선단부 지지가 가능하도록 하게 된다.
또한, 상기 토사층(G2)의 천공홀은 케이싱(200)을 천공홀에 삽입함에 따라 공벽이 유지될 수 있게 된다.
이러한 케이싱(200)은 도 6a와 같이, 제1,2 케이싱(210,220)을 본 발명의 케이싱커플러(100)를 이용하여 연결하여 일체화시킨 것을 이용할 수 있다.
이에 상기 제1,2 케이싱(210,220)은 서로 다른 직경을 가진 것으로서, 직경이 더 큰 제1 케이싱(210)에 케이싱커플러(100)를 설치하고, 설치된 케이싱커플러(100)에 제2 케이싱을 삽입하여 연결시키게 된다.
단지 제1 실시예, 제2 실시예에 의한 케이싱커플러(100)를 이용하여 제1,2 케이싱(210,220)를 서로 연결시킬 수 있음은 당연하다.
다음으로 도 6b와 같이, 지반(G)의 지표면 위로 노출된 케이싱(200)에 두부보강수단(240)을 추가로 설치하게 된다.
상기 두부보강수단(240)은 다양한 형태로 설치가 가능한데, 특히 본 발명에서는 마이크로파일(230)이 일체화된 것을 이용하게 된다.
이에 마이크로파일(230)은 외주면에 나사부가 연속 형성된 강봉 부재로서,
역시 연장길이에 따라 마이크로파일 커플러(231)를 이용하여 연결하여 이용하고, 스페이서(232)가 외주면을 감싸도록 설치하여 케이싱(200) 내부에서의 설치 간격이 유지되도록 하는 것은 살펴본 바와 같다.
이러한 마이크로파일(230)의 두부는 케이싱(200) 내부에 위치하여 두부가 케이싱(200) 상방으로 더 연장 노출되도록 하여 상부플레이트를 관통하여 고정되도록 하고 있음을 알 수 있다.
또한 상기 상부플레이트는 수평판 형태로서, 마이크로파일(230)의 두부가 체결되어 고정될 수 있도록 상,하 체결너트를 이용하고 있음을 알 수 있고,
상부플레이트 상면으로부터, 노출된 케이싱 두부를 관통하여 연결되는 ㄷ자형 두부보강철근을 일체로 형성시키고 있으며,
상기 케이싱 두부를 관통하는 두부보강철근의 단부는 확장플레이트를 구비한 너트에 의하여 이탈되지 않도록 케이싱에 미리 형성시킨 관통홀을 이용하여 케이싱 두부 내부 및 외부에서 체결 고정되도록 하게 되며,
마이크로파일(230)의 선단부는 암반층(G1)에 형성된 천공홀의 양생된 시멘트밀크등에 선단부 지지되도록 하고 있음을 알 수 있다.
다음으로 지반(G)의 지표면 위로 노출된 케이싱(200) 내부로 콘크리트등을 타설하고 기초판(310)을 시공하여 케이싱(200)과 두부보강수단(240)을 최종 세팅시키게 된다.
케이싱(200)은 토사층(G2)에 위치한 부위의 직경이 지표면으로부터 하방으로 갈수록 작아지도록 할 수 있고, 케이싱커플러(100)에 의하여 제1,2 케이싱(210,220)이 서로 연결된 상태임을 알 수 있다.
이러한 케이싱(200)은 내부에 마이크로파일(230)만 위치하고 있어 내부를 콘크리트로 타설하여 케이싱(200)의 하중 지지강성을 확실하게 확보할 수 있도록 하게 된다.
다음으로 도 6c와 같이, 기초판(310)을 콘크리트를 타설하여, 일정한 두께로 형성되도록 하여 기초콘크리트 시공면을 마감시켜 놓게 되며 케이싱 내부의 콘크리트와 기초판(310) 콘크리트는 함께 타설할 수 있으며, 기초판철근(330)을 추가로 배근하게 된다.
즉, 두부보강수단(240) 주위에 기초판철근(330)이 더 배근되도록 할 수 있으며 기초콘크리트(320)는 기초판(310) 상에, 케이싱(200)의 두부보강수단(240), 제1 케이싱(210)의 두부와 기초판철근(330)이 매립도록 하되, 구조물에 따른 기초 두께를 충분히 확보할 수 있도록 하게 된다.
다음으로 도 6d와 같이, 기초판(310)에 기초콘크리트(320)를 타설하되, 케이싱(200)의 두부와 두부보강수단(240)이 구조물(300)에 매립되도록 일정한 두께로 형성되도록 하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 케이싱커플러
110: 원통형 몸통부
111: 테이퍼링부 112: 내측홈
120: 내측돌출지지블록 121: 지지부
130: 내측완충밴드
131: 블록삽입몸통부 131a: 내측삽입홀
132: 압착머리부 132a: 경사압착부
133: 압착홀
140: 외측돌출지지블록
141: 지지부
150: 외측완충밴드
151: 블록삽입몸통부 151a: 내측삽입홀
152: 압착머리부 152a: 경사압착부
153: 압착홀
200: 케이싱 210,220: 제1 케이싱 및 제2 케이싱
230: 마이크로파일 240: 두부보강수단
300: 구조물 310: 기초판
320: 기초콘크리트 330: 기초판철근
G1: 암반층 G2: 토사층

Claims (5)

  1. 원통형 부재로서 단조방식으로 가공하여 제작되며 양 단부는 제1,2 케이싱(210,220)이 삽입될 수 있도록 테이퍼링부(111)가 형성된 원통형 몸통부(110);
    상기 원통형 몸통부(110) 중앙 내측면을 따라 링 형태로 돌출되도록 가공하여 형성된 것으로서, 파여진 홈 형태의 지지부(121)에 삽입된 제1케이싱(210)과 제2 케이싱(220)의 단부면이 안착되어 지지되도록 하는 T형 단면을 포함하는 내측돌출지지블록(120); 및
    상기 내측돌출지지블록(120)이 삽입되는 내측삽입홀(131a)이 형성된 링 형태의 탄성 몸통부를 포함하는 블록삽입몸통부(131); 상기 블록삽입몸통부(131)와 일체로 형성되어 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 안착되도록 삽입된 제1,2 케이싱(210,220) 외주면을 압착하여, 제1,2 케이싱(210,220)의 케이싱커플러(100) 삽입 설치가 가능하도록 하는 역할을 하며, 블록삽입몸통부(131)와는 압착홀(133)에 의하여 연결되는 링형태의 압착머리부(132); 및 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 내측돌출지지블록(120)의 지지부(121)에 삽입되면서 블록삽입몸통부(131)가 수축되면, 연결된 압착머리부(132)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생되도록 하는 역할을 하는 링 형태의 홈으로 형성된 압착홀(133);을 포함하는 내측완충밴드(130);를 포함하며,
    상기 압착머리부(132)를 블록삽입몸통부(131)의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 경사압착부(132a)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 전달된 상기 변형력에 의하여 압착되도록 하여 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면의 삽입에 의한 변형력을 이용하는 것을 특징으로 하는 케이싱커플러.
  2. 원통형 부재로서 단조방식으로 가공하여 제작되며 양 단부는 제1,2 케이싱(210,220)이 삽입될 수 있도록 테이퍼링부(111)가 형성된 원통형 몸통부(110);
    상기 원통형 몸통부(110) 중앙 외측면을 따라 링 형태로 돌출되도록 가공하여 형성된 것으로서, 파여진 홈 형태의 지지부(141)에 삽입된 제1케이싱(210)과 제2 케이싱(220)의 단부면이 안착되어 지지되도록 하는 T형 단면을 포함하는 외측돌출지지블록(140); 및
    상기 외측돌출지지블록(140)이 삽입되는 내측삽입홀(151a)이 형성된 링 형태의 탄성 몸통부를 포함하는 블록삽입몸통부(151); 상기 블록삽입몸통부(151)와 일체로 형성되어 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 안착되도록 삽입된 제1,2 케이싱(210,220) 외주면을 압착하여, 제1,2 케이싱(210,220)의 케이싱커플러(100) 삽입 설치가 가능하도록 하는 역할을 하며, 블록삽입몸통부(151)와는 압착홀(153)에 의하여 연결되는 링형태의 압착머리부(152); 및 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면이 외측돌출지지블록(140)의 지지부(141)에 삽입되면서 블록삽입몸통부(151)가 수축되면, 연결된 압착머리부(152)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 압착되도록 하는 변형력이 발생되도록 하는 역할을 하는 링 형태의 홈으로 형성된 압착홀(153);을 포함하는 외측완충밴드(150);를 포함하며,
    상기 압착머리부(152)를 블록삽입몸통부(151)의 폭 보다 더 큰 폭을 가진 경사압착부(152a)가 제1,2 케이싱(210,220) 외주면에 전달된 상기 변형력에 의하여 압착되도록 하여 제1,2 케이싱(210,220)의 단부면의 삽입에 의한 변형력을 이용하는 것을 특징으로 하는 케이싱커플러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내측돌출지지블록(120) 또는 외측돌출지지블록(140)은,
    사다리꼴 형태를 더 포함하여 서로 다른 두께의 제1,2 케이싱(210,22) 연결이 가능하도록 하되, 다단으로 턱이 형성되도록 하거나, 내측돌출지지블록(120) 또는 외측돌출지지블록(140)의 상,하로 원통형 몸통부(110)에 내측홈(112)이 더 형성되도록 하는 케이싱커플러.
  4. 삭제
  5. (a) 지반(G)의 토사층(G2)과 암반층(G1)에 천공홀을 형성시키면서, 상기 천공홀에 제1항 또는 제 2항의 케이싱커플러(100)를 이용하여 연결된 케이싱(200)을 삽입하여 케이싱(200)의 두부가 지반(G)의 지표면 상부로 노출되도록 설치하는 단계;
    (b) 지반(G)의 지표면 위로 노출된 케이싱(200)에 두부보강수단(240)을 설치하는 단계;
    (c) 기초판(310)을 콘크리트를 타설하여 형성되도록 하여 기초콘크리트 시공면을 마감시켜 놓고, 기초판철근(330)을 배근하는 단계; 및
    (d) 기초판(310)에 기초콘크리트(320)를 타설하되, 케이싱(200)의 두부와 두부보강수단(240)이 구조물(300)에 매립되도록 형성시키는 단계;를 포함하는 케이싱커플러를 이용한 파일 시공방법.
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