KR102629212B1 - 말뚝상단과 하단을 확장 보강한 프리캐스트 복합말뚝구조 및 이의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강관말뚝의 대체말뚝으로 경제성을 확보하고 선단면적을 확대하여 지지력을 향상시키고, 시공성과 구조 안정성을 확보할 수 있는 선단 확대부와 상부 휨 강성을 증대한 프리캐스트 복합말뚝구조 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 프리캐스트 복합말뚝구조는 구체적으로 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상부 프리캐스트 말뚝부; 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단에 연결 형성되는 PHC말뚝부;와 상기 PHC말뚝부의 하단에 연결 형성되는 선단 프리캐스트 말뚝부;를 포함한다.
Description
본 발명은 강관말뚝의 대체말뚝으로 경제성을 확보하기 위하여 말뚝 상단과 하단을 확대하여 말뚝 상단 강성증진과 선단 지지력을 향상시키고, 시공성과 구조 안정성을 확보할 수 있는 말뚝 선단부와 상부를 확장한 프리캐스트 복합말뚝구조 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특허발명 001 내지 특허발명 004는 본 발명이 이르게 되는 관련기술의 종래발명을 제시한다.
특허문헌 001은 PHC 말뚝의 선단에 지지층 관입용 삽입관을 형성하여 지반에 천공된 천공홀에 삽입한 후, 항타 또는 경타에 의해 PHC 말뚝이 천공홀 하부의 지지층에 관입될 때, 관입 저항이 작은 지지층 관입용 삽입관이 천공홀의 굴착과정에서 발생한 천공홀 바닥의 슬라임과 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 안착되어 우수한 선단지지력을 확보할 수 있도록 하는 선단지지력이 강화 된 복합 말뚝 및 이를 이용한 복합 말뚝의 매입공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, PHC 말뚝의 선단에 지지층 관입용 삽입관을 부착하여 천공홀에 삽입한 후, 경타 시, 관입에 따른 저항이 줄어듦에 따라 지지층 관입용 삽입관이 천공홀에 잔류한 슬라임과 슬라임이 잔류한 천공홀 하부의 강도가 약해진 지지층을 통과하여 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 용이하게 도달하도록 함으로써, 작은 경타 에너지와 적은 타격 회수에 의해 소음과 진동의 발생을 최소화하여 도심지에서도 용이하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라 공기를 줄일 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
특허문헌 002는 PHC 말뚝에 고정되는 지지층 관입용 삽입관에 응력보강부를 보강하여 지지층 관입용 삽입관의 하중이 PHC 말뚝으로 전달되는 과정에서 PHC 말뚝의 슈판에 발생하는 응력을 분산시켜 복합말뚝의 손상을 방지함으로써, 구조적 안정성을 향상시킴과 아울러 지지층 관입용 삽입관이 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 관입되어 지지층과의 마찰력 증대는 물론 지지층 관입용 삽입관이 관내토에 의해 폐색되어 PHC 말뚝의 선단지지력을 향상시키는 매입말뚝의 선단지지력 향상을 위한 복합말뚝에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 지지층 관입용 삽입관에 작용하는 하중을 PHC 말뚝에 전달하는 과정에서 PHC 말뚝의 슈판 일부분에 집중되는 응력을 분산시켜 복합말뚝의 손상을 방지함으로써 구조적 안정성을 확보하면서 지지층 관입용 삽입관이 천공홀 하부의 강도가 단단한 지지층에 관입되므로 지지층과의 마찰력 증대는 물론 지지층 관입용 삽입관이 관내토에 의해 폐색되어 PHC 말뚝의 선단지지력을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
특허문헌 003은 강관 내면에 PC강선 정착부를 정착하여 강관과 그 상부에 형성되는 PHC 말뚝을 일체로 형성하는 과정이 간소화되어 작업공정을 단축시킴과 아울러 강관의 일단부 내면에 전단키를 형성하여 강관과 PHC 말뚝 간의 견고한 합성상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 말뚝의 축방향강도와 휨강도는 커지고 재료비는 절감되어 경제성이 향상될 수 있는 합성말뚝에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 강관 내면에 긴장재가 정착될 다수개의 정착부재가 일정간격으로 고정된 PC강선 정착부를 정착하여 강관과 그 내부에 형성되는 PHC 말뚝을 일체로 형성하는 과정을 간소화함으로써 작업공정을 단축시키고, 합성말뚝을 제조하는 과정에서 PC강선 정착부를 경계로 말뚝 길이방향으로 콘크리트의 이동을 자유롭게 하여 말뚝의 벽두께를 전 길이에 걸쳐 일정하게 함으로써 품질을 향상시킴은 물론 PC강선 정착부와 PHC 말뚝을 연결한 긴장재의 긴장으로 PC강선이 위치하는 말뚝 부분의 휨강도를 증가시킴과 아울러 강관의 두께를 줄여 공사비용을 절감해서 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
특허문헌 004는 PHC 말뚝과 강관이 일체로 연결되어 형성되는 복합말뚝에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강관이 PHC말뚝의 상단부에 직접 놓임으로써 발생하는 응력집중으로 인한 파손을 방지하고 간단한 볼트 접합으로 PHC 말뚝과 강관의 결합을 이루어 시공성이 우수한 복합말뚝에 관한 것이다. 본 발명의 적절한 실시형태에 따른 볼트 체결식 결합부재를 이용해 연결된 PHC 말뚝과 강관으로 이루어진 복합말뚝은 단면 중심부에 길이 축을 따라 중공이 형성되고 단부로 노출되도록 PC너트가 원주방향을 따라 매립되는 PHC말뚝; 원형강판으로 구성되며 원주방향으로 일정한 간격으로 볼트홀이 천공되어 PHC 말뚝 상단에 볼트결합되는 하부강판, 하부강판의 상면에 하단이 결합되는 연결강관, 연결강관의 상단에 하면이 결합되는 상부강판, 원주방향 일정간격으로 제1볼트공이 형성되며 상부강판의 상면에 연결강관과 같은 길이축을 갖도록 결합되는 접합강관으로 구성되는 결합부재; 접합강관의 외경과 같은 내경을 갖고 접합강관의 제1볼트공의 상응위치에 제2볼트공이 형성되어 결합부재의 접합강관에 볼트결합되는 강관말뚝;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 강관말뚝의 대체말뚝으로 경제성을 확보하기 위하여 말뚝 상단과 하단을 확대하여 말뚝 상단 강성증진과 선단 지지력을 향상시키고, 시공성과 구조 안정성을 확보할 수 있는 말뚝 선단부와 상부를 확장한 프리캐스트 복합말뚝구조 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 구체적으로 프리캐스트 콘크리트로 제작된 확장된 상부 프리캐스트 말뚝부; 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단에 연결 형성되는 PHC말뚝부;와 상기 PHC말뚝부의 하단에 연결 형성되는 확장된 선단 프리캐스트 말뚝부;를 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 주철근;과 상기 주철근을 연속된 회전형태로 에워싸며 조립되는 나선철근; 및 콘크리트;의 조합으로 형성되고, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 상단에는 중공형의 함몰된 상부홈;이 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 상부홈에는 상기 상부 프리캐스트 말뚝부에 일부 매입되고,두부 보강을 위한 노출된 연결철근부;가 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 상부 및 선단부 프리캐스트 말뚝부의 상단에는 경타용 링 형태의 강재보강판;이 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단에는 상기 PHC말뚝부와 연결을 위한 제1연결판;이 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 제1연결판은 상기 PHC말뚝부와 용접 연결되는 것;을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 상기 PHC말뚝부보다 큰 직경으로 형성된 것;을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 주철근;과 상기 주철근을 연속된 회전형태로 에워싸며 조립되는 나선철근; 및 콘크리트;의 조합으로 형성되고, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부의 하단에는 중공형의 함입된 하부홈;이 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 상기 PHC말뚝부보다 큰 직경으로 형성된 것;을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부의 상단에는 상기 PHC말뚝부와 연결을 위한 제2연결판;이 형성된 것을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 제2연결판은 상기 PHC말뚝부와 용접 연결되는 것;을 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명의 프리캐스트 복합말뚝구조 시공방법에 있어서, 상부 프리캐스트 말뚝부 및 선단 프리캐스트 말뚝부와 PHC말뚝부를 시공 현장으로 운반하는 단계(S1); 및 선단 프리캐스트 말뚝부와 PHC말뚝부를 연결하는 하부말뚝부 구축단계(S2); 및 상기 상부 프리캐스트 말뚝부를 상기 하부말뚝부와 연결하여 프리캐스트 복합말뚝을 완성하는 단계(S3); 및 상기 완성된 복합말뚝 근입을 위해 말뚝 설치위치에 천공을 실시하는 단계(S4); 및 천공된 홀에 선단고정액과 주면고정액을 투입하는 단계(S5); 및 복합말뚝 근입 후 경타하여 말뚝 시공을 완료하는 단계(S6);를 포함한다.
본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조의 시공방법에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 말뚝 시공을 완료하는 단계(S6); 이후에 말뚝 두부정리를 실시하는 단계(S7); 및 기초부와 연결 및 콘크리트 채움으로 기초부 시공을 완료하는 단계(S8);를 포함한다.
본 발명에 의한 선단 확대부와 상부 휨 강성을 증대한 프리캐스트 말뚝은 상부 프리캐스트 말뚝부로 수평력에 대한 구조 안정성을 확보하고 선단면적이 확대된 선단 프리캐스트 말뚝부를 상부 PHC말뚝과 용접이음으로 결합하여 지지력 증대와 휨강성을 증대하여, 기존 강관말뚝 및 복합말뚝 대비 경제성과 시공성을 확보할 수 있다.
도 1 내지 6은 본 발명의 프리캐스트 복합말뚝기초구조의 단면도 및 평면도.
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.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
[실시예 1-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 구체적으로 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상부 프리캐스트 말뚝부(100); 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단에 연결 형성되는 PHC말뚝부(300);와 상기 PHC말뚝부의 하단에 연결 형성되는 선단 프리캐스트 말뚝부(200);를 포함한다.
본 발명(실시예 1-1)은 프리캐스트 복합말뚝구조(10)의 형성을 목적으로 한다. 일반적으로 교량, 구조물 등 상부 구조물에 의해 발생되는 하중에 대해 지반(G, ground)으로부터 충분한 지지력을 확보하기 위하여 지반에 말뚝을 설치하며, 말뚝 선단 지반의 선단지지력과 말뚝과 주변 지반간의 마찰력으로 상부 구조물에 의해 발생되는 하중을 지지한다. 이러한 말뚝은 사용재료에 따라 강관말뚝, PHC말뚝, 복합말뚝 등이 주로 사용되며, 이중 강관말뚝은 재료 특성상 휨 강성이 우수하여 수평력에 대한 저항성이 우수하며, 말뚝운반, 절단, 이음 등이 용이하여 시공성이 우수한 다양한 장점이 있는 반면, 강재 가격 상승으로 경제성은 불리한 측면이 있다.
반면, PHC말뚝은 경제성은 우수하나 휨 강성이 적어 연직력이 작용하는 경우에 주로 사용되며, 수평력이 발생하는 경우에는 휨 강성이 적어 수평력에 대한 저항성이 불리하여 말뚝 본수가 증가하거나, 적용이 곤란한 경우가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수평력이 발생하는 말뚝 상부는 휨 강성이 유리한 강관말뚝을 적용하고 하부는 경제성이 우수한 PHC말뚝을 적용한 복합말뚝이 개발되기도 하였으며, 이러한 복합말뚝도 강관말뚝에 비해서는 경제성이 우수하나, 콘크리트와 강관의 이질 재료로 연결부의 구조거동이 불확실하고, 말뚝 상부 강관말뚝 적용으로 공사비가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 수평력이 발생하는 말뚝 상부를 철근으로 보강한 직경이 확장된 공장제작 프리캐스트 말뚝으로 개발하여 수평력에 대한 안전성을 확보하고 말뚝 하부는 경제성이 우수한 PHC말뚝을 결합하고, 선단부도 말뚝 직경확장으로 선단면적을 증대한 선단확대 프리캐스트 말뚝을 결합하여 말뚝 본수 절감에 의한 경제성과 시공성을 확보하고자 한다. 본 발명은 구체적으로 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상부 프리캐스트 말뚝부; 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단에 연결 형성되는 PHC말뚝부와 상기 PHC말뚝부의 하단에 연결 형성되는 선단 프리캐스트 말뚝부를 포함한다. 이러한 결합은 지중에 설치되는 말뚝의 재하하중, 지반상태, 기초(F, Foundation) 결합 조건에 따른 최적 형상을 도출한 결과로서, 대부분의 말뚝은 상부에서 휨 모멘트가 크게 작용하고 말뚝 하부로 내려가면서 수직력이 지배적인 특징을 고려한 것이다. 본 발명의 직경 확장 프리캐스트 복합말뚝은 이러한 말뚝의 거동특성에 따라 휨모멘트가 큰 말뚝 상부와 수직력이 지배적인 말뚝 하부를 서로 다른 재질로 구성하며 프리캐스트부 말뚝 직경을 확장하는 것으로 말뚝의 구조적 안정성을 확보하면서 경제성을 향상 시킬 수 있다.
[실시예 2-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)는 주철근;과 상기 주철근을 연속된 회전형태로 에워싸며 조립되는 나선철근; 및 콘크리트;의 조합으로 형성되고, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 상단에는 중공형의 함몰된 상부홈(110);이 형성된 것을 포함한다.
[실시예 2-2] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 상부홈(110)에는 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)에 일부 매입되고, 노출된 연결철근부(120);가 형성된 것을 포함한다.
[실시예 2-3] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 2-2에 있어서, 상기 연결철근부(120)는 상기 주철근이 연장된 형태로 형성된 것;을 포함한다.
[실시예 2-4] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 2-2에 있어서, 상기 연결철근부(120)의 상단에는 철근 연결을 위한 커플러;가 형성되는 것을 포함한다.
본 발명(실시예 2-1 내지 2-4)은 상부 프리캐스트 말뚝부 구성을 구체화 한다. 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 통상의 복합말뚝 구조가 상부를 강관말뚝을 적용하는 것을 프리캐스트 말뚝으로 변경하여 적용한 것으로 강관 말뚝 사용에 의한 재료비, 공사비 증가문제를 해결하기 위한 선택이다. 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 공장에서 프리캐스트(Precast) 제작을 통해 만든 말뚝 구조로서 거푸집에 콘크리트 타설을 통해 형성되며 기본적으로 주철근과 주철근을 감싸는 나선철근을 포함하여 제작된다. 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 그 위치가 복합말뚝의 상단에 위치하여 향후 말뚝 상단부에 형성될 구조물(Structure)의 기초부가 연결된다. 따라서 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 상단에는 중공형의 함몰된 상부홈이 형성된다. 이는 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 상단 기초부와의 연결 시 콘크리트 타설을 통한 일체화를 위한 것으로 이해하면 쉽다. 여기에서 상기 상부홈에는 상기 상부프리캐스트 말뚝부의 내부에서 노출된 복수개의 연결철근부가 더 형성되는데, 상기 연결철근부는 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 주철근 및 나선철근배근에서 주철근 연장 형상으로 형성될 수 있고, 주철근과 별도의 철근으로 콘크리트 타설 전 부가 배치를 통해 형성할 수도 있다. 상기 연결철근부에는 두부보강용 배근 철근과의 연결을 위해 단부에 커플러를 설치할 수 있는데, 이를 통해 기초구조물과 일체거동을 도모할 수 있고, 기초구조물 지지목적에 부합할 수 있다. 상기 커플러는 통상의 나사산이 적용되어 나사산을 형성한 철근 단부를 나사 체결하는 연결철근용 커플러가 적용될 수 있고, 이형철근 형상에 삽입만으로 결합을 도모하는 원터치 커플러 구성이 설치됨으로써 두부보강용 철근 배근과 연속성을 확보를 보다 손쉽게 구현할 수 있다.
[실시예 3-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 상단에는 링 형태의 강재보강판(130);이 형성된 것을 포함한다.
[실시예 3-2] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 강재보강판(130)은 상기 상부 및 선단부 프리캐스트 말뚝부(100)의 상단측면을 덮도록 캡 형상으로 적용된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 3-1 내지 3-2)은 상부 프리캐스트 말뚝부 상단의 링 형태의 강재보강판 구성을 구체화한다. 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 상기 프리캐스트 복합말뚝구조(10)의 상단부에 위치하여 굴착을 통해 삽입된 후 경타를 실시할 수 있고, 경타 시 프리캐스트 말뚝 두부 및 선단부의 손상방지를 위해 두부 단면에 강재의 보강판을 설치할 수 있다. 상기 강재보강판은 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 상단에 링(Ring)형태로 적용되는데 이는 말뚝부 상단 중공형의 함몰된 상부홈 유지를 고려한 것이다. 상기 강재보강판은 통상의 판재로서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 제작 시 거푸집에 삽입 형성하여 타설을 통해 일체화 형성될 수 있다. 상기 강재보강판은 항타에 따른 상기 상부 및 선단부 프리캐스트 말뚝부의 파손을 방지하고, 저감시키기 위해 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 상단 측면을 덮는 캡형상으로 형성될 수 있다. 상기 캡형상은 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 상단 외측면과 중공형의 함몰된 상부홈이 형성된 내측면을 선택적으로 커버할 수 있다.
[실시예 4-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 하단에는 상기 PHC말뚝부(300)와 연결을 위한 제1연결판(140);이 형성된 것을 포함한다.
[실시예 4-2] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 제1연결판(140)은 상기 PHC말뚝부(300)와 용접 연결되는 것;을 포함한다.
[실시예 4-3] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 제1연결판(140)은 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 하단측면을 덮도록 캡 형상으로 적용된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 4-1 내지 4-3)은 제1연결판의 구성을 구체화 한다. 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 하단의 하부말뚝부와의 연결을 위해 상기 PHC말뚝부와 결합되며, 그 결합은 통상 용접을 통해 구현될 수 있다. 이를 위해 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 제작 시 콘크리트 타설 전 하단부에 제1연결판 구성을 설치하여 상기 상부 프리캐스트 말뚝부와 일체화 형성할 수 있다. 이때 상기 제1연결판은 콘크리트와 결합성 확보를 위해 상부 프리캐스트 말뚝부 내측으로 돌출되는 복수개의 스터드를 포함할 수 있다. 상기 돌출 스터드 구성을 통해 콘크리트와의 결합단면적을 확대하고 결과적으로 복합말뚝구조(10)의 일체거동을 도모할 수 있다. 상기 제1연결판은 상기 PHC말뚝부와 용접 연결에 따라 연속화 되는데 서로 다른 재료 및 구조의 두 부재가 연결되는 조인트로서, 외력에 의한 파일 거동 시 연결부로서 파손을 방지하고, 상부 프리캐스트 말뚝부의 콘크리트 균열 및 파손 저감을 위해 상기 제1연결판은 상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단 측면을 덮는 캡형상으로 형성될 수 있다. 상기 캡형상은 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 하단 외부측면을 커버하는 형상으로 적용될 수 있다.
[실시예 5-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)는 상기 PHC말뚝부(300)보다 큰 직경으로 형성된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 5-1)은 상부 프리캐스트 말뚝부의 형상을 구체화 한다. 상기 상부 프리캐스트 말뚝부는 상기 PHC말뚝부보다 한단계 큰 직경의 형상으로 적용될 수 있다. 이는 말뚝 상부에서 휨모멘트가 크게 작용하는 것에 대비한 것으로 적용 직경을 크게 형성하여 공용중 발생되는 휨모멘트에 저항 성능을 향상시킴으로서 말뚝구조의 안정성을 확보할 수 있다.
[실시예 6-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)는 주철근;과 상기 주철근을 연속된 회전형태로 에워싸며 조립되는 나선철근; 및 콘크리트;의 조합으로 형성되고, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부의 하단에는 중공형의 함입된 하부홈(210);이 형성된 것을 포함한다.
[실시예 6-2] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)는 상기 PHC말뚝부(300)보다 큰 직경으로 형성된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 6-1 내지 6-2)은 선단 프리캐스트 말뚝부 구성을 구체화한다. 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 공장에서 프리캐스트(Precast) 제작을 통해 만든 말뚝 구조로서 거푸집에 콘크리트 타설을 통해 형성되며, 기본적으로 주철근과 주철근을 감싸는 나선철근을 포함하여 제작된다. 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 그 위치가 복합말뚝의 하단에 위치하여 향후 지반(G)을 직접 지지하는 역할을 수행한다. 따라서 상기 선단 프리캐스트 말뚝부의 하단에는 중공형의 함입된 하부홈이 형성된다. 이는 상기 선단 프리캐스트 말뚝부 하단이 근입될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 상기 PHC말뚝부보다 한 단계 큰 직경의 형상으로 적용될 수 있다. 이는 말뚝 선단면적을 확대적용함으로서 말뚝의 지지성능을 증대시키고 말뚝 상부구조의 수직력을 안정적으로 지지함과 동시에 지반(G)으로 하중을 안정적으로 전달하기 위함이다.
[실시예 7-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)의 상단에는 상기 PHC말뚝부(300)와 연결을 위한 제2연결판(220);이 형성된 것을 포함한다.
[실시예 7-2] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 제2연결판(220)은 상기 PHC말뚝부(300)와 용접 연결되는 것;을 포함한다.
[실시예 7-3] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 제2연결판(220)은 상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)의 상단측면을 덮도록 캡 형상으로 적용된 것;을 포함한다.
본 발명(실시예 7-1 내지 7-2)은 제2연결판의 구성을 구체화 한다. 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 하부말뚝부를 형성하기 위해 상기 PHC말뚝부의 하단과 결합되며, 그 결합은 통상 용접을 통해 구현될 수 있다. 이를 위해 상기 선단 프리캐스트 말뚝부는 제작 시 콘크리트 타설 전 상단부에 제2연결판 구성을 설치하여 상기 선단 프리캐스트 말뚝부와 일체화 형성할 수 있다. 이때 상기 제2연결판은 콘크리트와 결합성 확보를 위해 선단 프리캐스트 말뚝부 내측으로 돌출되는 복수개의 스터드를 포함할 수 있다. 상기 돌출 스터드 구성을 통해 콘크리트와의 결합단면적을 확대하고 결과적으로 하부말뚝구조의 일체거동을 도모할 수 있다. 상기 제2연결판은 상기 PHC말뚝부와 용접 연결에 따라 연속화 되는데, 서로 다른 재료 및 구조의 두 부재가 연결되는 조인트로서, 외력에 의한 파일 거동 시 연결부로서 파손을 방지하고, 선단 프리캐스트 말뚝부의 콘크리트 균열 및 파손 저감을 위해 상기 제2연결판은 상기 선단 프리캐스트 말뚝부의 상단 측면을 덮는 캡형상으로 형성될 수 있다. 상기 캡형상은 상기 선단 프리캐스트 말뚝부 상단 외부측면을 커버하는 형상으로 적용될 수 있다.
[실시예 8-1] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조에 대한 발명이며, 실시예 1-1의 프리캐스트 복합말뚝구조 시공방법에 있어서, 상부 프리캐스트 말뚝부(100) 및 선단 프리캐스트 말뚝부(200)와 PHC말뚝부(300)를 시공 현장으로 운반하는 단계(S1); 및 선단 프리캐스트 말뚝부와 PHC말뚝부(300)를 연결하는 하부말뚝부 구축단계(S2); 및 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)를 상기 하부말뚝부와 연결하여 프리캐스트 복합말뚝을 완성하는 단계(S3); 및 상기 완성된 복합말뚝 근입을 위해 말뚝 설치위치에 천공을 실시하는 단계(S4); 및 천공된 홀에 선단고정액과 주면고정액을 투입하는 단계(S5); 및 복합말뚝 근입 후 경타하여 말뚝 시공을 완료하는 단계(S6);를 포함한다.
[실시예 8-2] 본 발명은 프리캐스트 복합말뚝구조의 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 말뚝 시공을 완료하는 단계(S6); 이후에 말뚝 두부정리를 실시하는 단계(S7); 및 기초부와 연결 및 콘크리트 채움으로 기초부 시공을 완료하는 단계(S8);를 포함한다.
본 발명(실시예 8-1 내지 8-2)은 프리캐스트 복합말뚝구조의 시공단계를 구체화하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로 상부 프리캐스트 말뚝부는 하부에 연결되는 PHC말뚝부에 비해 단면이 큰 형상으로 제작되어, 작용하는 단면력에 따라 규격 및 간격이 조정된 주철근과 나선철근을 조립하고, 하단부에 PHC말뚝부과 이음을 위한 스터드 볼트가 부착된 제1연결판을 설치된 상태에서 강재거푸집을 설치하고, 콘크리트 타설-증기양생-탈형의 순으로 상부 프리캐스트 말뚝부를 공장 제작한다.
선단 프리캐스트 말뚝부는 PHC말뚝부에 비해 단면이 큰 형상으로 제작되어, 상단부에 PHC말뚝부와 연결을 위한 스터드볼트가 부착된 제2연결판이 부착되어 있고, 하부는 중공형으로 돌출된 형상이며, 철근 조립 후 강재거푸집을 설치하고, 콘크리트 타설-증기양생-탈형의 순으로 공장제작한다. 상기 공장 제작된 상부 프리캐스트 말뚝부 및 선단 프리캐스트 말뚝부는 PHC말뚝부와 함께 시공현장으로 운반(S1)되고, 현장에서 상기 PHC말뚝부 및 선단 프리캐스트 말뚝부의 제2연결판을 용접이음하는 것으로 하부말뚝부를 구축(S2)하고, 상기 하부말뚝부의 상단, 즉, PHC말뚝 상단과 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 하단에 설치된 제1연결판을 용접이음하는 것으로 프리캐스트 복합말뚝을 완성(S3)할 수 있다. 전체 말뚝 제작완료 후 말뚝 설치 위치에 천공(S4)을 하고 선단고정액 및 주면 고정액을 투입(S5)하며, 제작된 전체 말뚝을 천공홀에 근입하고 최종 경타로 말뚝 시공을 완료(S6)한 후 말뚝 두부정리를 시행(S7)하고 상부에 돌출된 철근과 두부보강 철근을 커플러로 이음하고 중공부를 콘크리트로 속채움하여 말뚝과 연결되는 기초부 시공을 완료(S8)하게 된다.
G : 지반 F : 기초
10 : 복합말뚝구조
100 : 상부 프리캐스트 말뚝부
110 : 상부홈 120 : 연결철근부
130 : 강재보강판 140 : 제1연결판
200 : 선단 프리캐스트 말뚝부
210 : 하부홈 220 : 제2연결판
300 : PHC말뚝부
10 : 복합말뚝구조
100 : 상부 프리캐스트 말뚝부
110 : 상부홈 120 : 연결철근부
130 : 강재보강판 140 : 제1연결판
200 : 선단 프리캐스트 말뚝부
210 : 하부홈 220 : 제2연결판
300 : PHC말뚝부
Claims (13)
- 프리캐스트 복합말뚝구조에 있어서,
프리캐스트 콘크리트로 제작된 상부 프리캐스트 말뚝부(100);,
상기 상부 프리캐스트 말뚝부의 하단에 연결 형성되는 PHC말뚝부(300);와
상기 PHC말뚝부의 하단에 연결 형성되는 선단 프리캐스트 말뚝부(200);를 포함하고,
상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)는
주철근;과
상기 주철근을 연속된 회전형태로 에워싸며 조립되는 나선철근; 및
콘크리트;의 조합으로 형성되고,
상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 상단에는 중공형의 함몰된 상부홈(110);이 형성되며,
상기 상부홈(110)에는 상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)에 일부 매입되고, 노출된 연결철근부(120);가 형성되고,
상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 상단에는 링 형태의 강재보강판(130);이 형성되며,
상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)의 하단에는 상기 PHC말뚝부(300)와 연결을 위한 제1연결판(140);이 형성되고,
상기 연결철근부(120)는 주철근과 별도의 철근으로 콘크리트 타설 전에 추가로 배치하여 형성되며,
상기 연결철근부(120)에는 두부보강용 배근 철근과의 연결을 위해 단부에 커플러를 설치하고,
상기 커플러는 나사산이 적용되어 나사산을 형성한 철근 단부와 나사 체결하는 구조로 형성하며,
상기 강재보강판(130)은 상기 상부 프리캐스트 말뚝부 제작 시 거푸집에 삽입 형성하여 타설을 통해 일체화하여 형성하고,
상기 제1연결판(140)은 상기 PHC말뚝부(300)와 용접 연결되며, 상부 프리캐스트 말뚝부(100) 내측으로 돌출되는 복수 개의 스터드를 추가로 설치하며,
상기 상부 프리캐스트 말뚝부(100)는 상기 PHC말뚝부(300)보다 큰 직경으로 형성되고,
상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)는
주철근;과
상기 주철근을 연속된 회전형태로 에워싸며 조립되는 나선철근; 및 콘크리트;의 조합으로 형성되며,
상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)의 하단에는 중공형의 함입된 하부홈(210);이 형성되고,
상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)는 상기 PHC말뚝부(300)보다 큰 직경으로 형성되며,
상기 선단 프리캐스트 말뚝부(200)의 상단에는 상기 PHC말뚝부(300)와 연결을 위한 제2연결판(220);이 형성되고,
상기 제2연결판(220)은 상기 PHC말뚝부(300)와 용접 연결되는 것;을 포함하는 프리캐스트 복합말뚝구조. - 삭제
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| KR20230168118A (ko) | 2023-12-12 |
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