KR102631860B1 - Reinforcing Structure For Steel Pipe Pile Head Connections To Improve Bending Moment and Distribute Uniform Normal Load - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조는, 지반에 천공 및 항타에 의해 설치되고 두부의 상부 끝단면이 절단되어 형성되는 상부절단면을 구비하는 강관말뚝과, 상기 강관말뚝의 두부가 매입되어 배치되는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와, 상기 강관말뚝의 상부절단면과 확대기초의 확대기초 콘크리트에 작용하는 수직하중/수평하중/휨전단/휨하중에 대하여 저항하기 위하여 배치되는 확대기초 하부주철근, 상기 확대기초에 매입되어 배치되는 상기 강관말뚝의 두부에 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 천공하여 형성되는 다수 개의 하층 관통홀과, 상기 강관말뚝 원주둘레를 따라 형성된 다수 개의 하층 관통홀 상부측으로는 강관말뚝의 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 천공하여 형성되는 상층 관통홀, 및 상기 천공된 하층 관통홀에 삽입되어 고정너트에 의하여 고정 배치되는 수평보강재와 상기 천공된 상층 관통홀에 삽입되어 고정너트에 의하여 고정 배치되는 L형보강재를 포함하는 휨전단 보강재로 이루어져서 휨모멘트와 횡방향 구속효과가 향상되어 강관말뚝과 확대기초의 결합부의 고정도가 향상되며, 강관말뚝 중공부의 속채움 콘크리트와 확대기초 저면 콘크리트 피복두께 속에 매입된 수평보강재 및 L형보강재의 수평부의 주면에 주면저항력이 발생하여 강관말뚝 내부 중공부에 채워지는 속채움 콘크리트와 확대기초의 외측 확대기초 콘크리트가 일체화되어 확대기초 상부에 배치되는 상부건축물(건축물, 교량)의 붕괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.The steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and equal vertical load distribution according to the present invention includes a steel pipe pile installed in the ground by drilling and driving and having an upper cut surface formed by cutting the upper end surface of the head; Regarding the vertical load/horizontal load/bending shear/bending load acting on the expanded foundation, which is the basic concrete of the ground superstructure in which the head of the steel pipe pile is embedded and placed, and the upper cut surface of the steel pipe pile and the expanded foundation concrete of the expanded foundation. The lower main rebar of the expanded foundation disposed for resistance, a plurality of lower layer through holes formed by drilling from the outside to the inner hollow portion along the circumferential circumference of the head of the steel pipe pile embedded in the expanded foundation, and the circumference of the steel pipe pile. On the upper side of the plurality of lower layer through holes formed along the circumference, an upper layer through hole is formed by drilling from the outside to the inner hollow side along the circumferential circumference of the steel pipe pile, and is inserted into the drilled lower layer through hole and fixed by a fixing nut. It is composed of a bending shear reinforcement including a horizontal reinforcement and an L-shaped reinforcement that is inserted into the drilled upper layer through hole and fixed by a fixing nut, so that the bending moment and lateral restraint effect are improved, thereby improving the fixation of the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation. is improved, and the main surface resistance is generated on the main surface of the horizontal reinforcement and L-shaped reinforcement embedded in the concrete cover thickness of the bottom of the expanded foundation and the filling concrete in the hollow part of the steel pipe pile, and the filling concrete and enlarged filling in the hollow part of the steel pipe pile are improved. The outer expanded foundation concrete of the foundation is integrated, which has the effect of preventing the collapse of upper structures (buildings, bridges) placed on top of the expanded foundation.

Description

휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조{Reinforcing Structure For Steel Pipe Pile Head Connections To Improve Bending Moment and Distribute Uniform Normal Load}{Reinforcing Structure For Steel Pipe Pile Head Connections To Improve Bending Moment and Distribute Uniform Normal Load}

본 발명은 강관말뚝의 본체 길이를 확대기초 하부주철근까지 더 길게 매입하고, 확대기초 저면의 콘크리트 피복 두께(무근 콘크리트)를 보강하기 위하여 강관말뚝 두부 상부에 천공된 관통홀을 관통하여 수평보강재와 L자형 보강재를 포함하는 휨전단 보강재를 삽입 체결하여 강관말뚝과 확대기초를 서로 결합한 강관말뚝 두부보강 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 강관말뚝의 두부 절단면을 확대기초 하부주철근과 접하도록 인상하여 확대기초 저면 피복두께 속에 더 길게 매입시킴으로써 수평하중, 측방유동 및 지진하중 등의 휨전단이 가해질 경우에 가장 먼저 파괴되는 휨전단 취약부인 강관말뚝의 두부 절단면과 확대기초 하부주철근 사이에 강관말뚝 두부 결합부를 보강함으로써 휨모멘트와 횡방향 구속효과(hoop tension effect)가 향상되어 강관말뚝과 확대기초의 결합부 고정도(degree of rigidity)의 향상은 물론, 강관말뚝의 두부 상부에 천공된 관통홀을 관통하는 강관말뚝의 내부 및 외부로 돌출되는 수평보강재와 강관말뚝의 내부 및 외부로 도출되는 수평부와 상부방향의 수직부로 이루어지는 L형보강재로 형성되는 휨전단 보강재를 구비하여 강관말뚝의 외주면을 둘러싸고 있는 확대기초 콘크리트와 강관말뚝 사이의 확대기초 저면 피복두께(무근 콘크리트)를 보다 강하게 결합되도록 보강함으로써 강관말뚝의 외주면을 감싸는 합성효과(hoop tension effect)와 미끄럼방지턱(전단키) 효과가 극대화되고, 아울러, 상기 강관말뚝을 관통하여 강관말뚝의 내측 중공부에 배치되는 수평보강재의 끝단부와 L형보강재의 수평부 끝단부에 큰 직경의 앵커형너트를 구비함으로써 강관말뚝 본체와 강관말뚝 중공부 내부에 속채움한 콘크리트 사이에는 폐색효과(미끄럼방지턱 효과와 합성효과의 합)가 극대화되며, 아울러 확대기초 하부주철근 배근이 완전히 일체화되어 상부구조물의 수직하중을 균등하게 강관말뚝 두부 및 강관말뚝 본체로 분포시킬 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조에 관한 것이다.In the present invention, the main body of the steel pipe pile is buried longer up to the main rebar at the bottom of the expanded foundation, and in order to reinforce the concrete cover thickness (plain concrete) on the bottom of the expanded foundation, the horizontal reinforcement and L are penetrated through the through hole drilled in the upper part of the head of the steel pipe pile. This relates to a steel pipe pile head reinforcement structure in which a steel pipe pile and an enlarged foundation are connected to each other by inserting and fastening bending shear reinforcement including a shaped reinforcement material. More specifically, the head section of the steel pipe pile is raised and enlarged to contact the lower main rebar of the enlarged foundation. By embedding it longer into the cover thickness of the bottom of the foundation, the head joint of the steel pipe pile is created between the head cut surface of the steel pipe pile, which is the flexural shear vulnerable area that is the first to fail when bending shear such as horizontal load, lateral flow, and earthquake load is applied, and the lower main rebar of the expanded foundation. By reinforcing, the bending moment and lateral restraint effect (hoop tension effect) are improved, improving the degree of rigidity of the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation, as well as increasing the degree of rigidity through the through hole drilled in the upper part of the head of the steel pipe pile. An extension surrounding the outer circumferential surface of a steel pipe pile, provided with a bending shear reinforcement formed of horizontal reinforcement that protrudes into and out of the steel pipe pile and an L-shaped reinforcement consisting of a horizontal part and a vertical part in the upper direction that protrude into the inside and outside of the steel pipe pile. By reinforcing the cover thickness (plain concrete) of the bottom of the expanded foundation between the foundation concrete and the steel pipe pile to ensure a stronger bond, the hoop tension effect and the non-slip bump (shear key) effect surrounding the outer peripheral surface of the steel pipe pile are maximized, and in addition, the above By providing large-diameter anchor nuts at the ends of the horizontal reinforcement and the horizontal ends of the L-shaped reinforcement, which penetrate the steel pipe pile and are disposed in the inner hollow portion of the steel pipe pile, the steel pipe pile body and the inside of the steel pipe pile hollow portion are filled. The blocking effect (the sum of the skid bump effect and the composite effect) is maximized between the concrete blocks, and the reinforcement of the lower cast iron bars of the expanded foundation is completely integrated, allowing the vertical load of the superstructure to be evenly distributed to the steel pipe pile head and steel pipe pile body. This relates to a steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and uniform vertical load distribution.

상부구조물(건물, 교량)을 지반에 설치하고자 할 때 지반의 지지력과 침하가 부족하면 지중에 강관말뚝을 설치한다. 설계지반면 위의 강관말뚝은 절단한 후에 확대기초와 연결한다. 이 연결부에 강결합 조건의 연결부재를 설치하지 않으면 응력집중과 강결합 조건을 만족할 수 없기 때문에 큰 변형이 발생한다. 따라서 강관말뚝과 확대기초의 결합부는 강결합의 구조세목을 적용하도록 도로교설계기준(2008)에 명시되어 있다. 이 기준에 의하면, 강관말뚝 두부의 강결합조건은 강관말뚝 내면에 2열의 미끄럼방지턱이 필수적으로 설치되어 말뚝 중공부에 타설한 속채움 보강철근과의 완전한 폐색효과를 가진 상태에서 보강철근(정착철근)으로 확대기초와 연결한다. When installing a superstructure (building, bridge) on the ground, if the bearing capacity and settlement of the ground are insufficient, steel pipe piles are installed in the ground. The steel pipe piles on the design ground surface are cut and then connected to the expanded foundation. If a connecting member that meets the strong bonding condition is not installed at this connection, large deformation occurs because the stress concentration and strong bonding conditions cannot be satisfied. Therefore, the road bridge design standards (2008) specify that the structural details of the steel connection should be applied to the connection between the steel pipe pile and the expanded foundation. According to this standard, the condition for strong bonding of the head of a steel pipe pile is to install reinforcing steel (anchored steel) in a state where two rows of anti-slip ridges are necessarily installed on the inner surface of the steel pipe pile and have a complete blocking effect with the filling reinforcing bar cast in the hollow part of the pile. ) to connect to the expansion base.

도 1a는 도로교설계기준(2008, 한국), 도로교시방서 및 동해설(2017, 일본)에 제시된 강관말뚝과 확대기초 결합부의 구조세목을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 종래기술에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합 시 다용도 두부보강장치의 구조를 나타낸 도면이며, 도 1c는 강관말뚝과 확대기초와의 다양한 결합방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 1d는 강관말뚝 실물도와 확대기초와의 결합상태를 나타낸 도면이다. 도 1e는 강관말뚝 두부 상부에 배치되어 설치되는 확대기초 하부주철근의 배근 상태를 나타낸 도면이다.Figure 1a is a drawing to explain the structural details of the steel pipe pile and expanded foundation joint presented in the Road Bridge Design Standard (2008, Korea) and the Road Bridge Specification and Commentary (2017, Japan), and Figure 1b is a view of the steel pipe pile according to the prior art and This is a drawing showing the structure of a multi-purpose head reinforcement device when combining an expanded foundation. Figure 1c is a drawing to explain various coupling methods between a steel pipe pile and an expanded foundation, and Figure 1d is a view showing the connection state between the actual steel pipe pile and the expanded foundation. This is the drawing shown. Figure 1e is a diagram showing the reinforcement status of the lower main rebar of the expanded foundation disposed and installed on the upper part of the head of the steel pipe pile.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 강관말뚝(10)의 버림콘크리트(20-4) 상부로 10cm 노출된 강관말뚝의 두부의 부족한 내력을 보강하기 위한 강관말뚝(10) 두부 보강방법은, 강관말뚝(10) 두부에 속채움 보강철근망(30)을 체결 보강하여 확대기초(20)와의 결합에 있어서, 속채움 보강철근망(30)이 확대기초(20) 속에 매입된 것을 "확대기초 보강" 이라고 하고, 강관말뚝(10)과 강관말뚝(10)의 두부 내측면에 속채움 콘크리트(10-3)와의 긴밀한 결속을 위하여 도 1a와 같이 미끄럼방지턱(12-3)을 용접하거나, 또는 도 1b인 등록특허공보 10-0693814호(2007. 03. 13)와 같이 겸용연결재(12-1, 12-2)를 사용하여 속채움 보강철근망(30)과 결합하는 것을 "말뚝두부 보강" 이라고 한다. 즉, 이와 같이 강관말뚝(10)의 두부 상단 길이 10cm를 확대기초(20) 속에 매입하여 강관말뚝(10) 두부와 확대기초(20)를 보강철근구조(30)로 서로 연결하는 구조이다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the method of reinforcing the head of the steel pipe pile 10 to reinforce the insufficient load capacity of the head of the steel pipe pile exposed 10 cm above the abandoned concrete 20-4 of the steel pipe pile 10 is, In connecting the filled rebar network (30) to the head of the steel pipe pile (10) and the expanded foundation (20), the filled rebar network (30) is embedded in the expanded foundation (20) as the "expanded foundation." Referred to as "reinforcement", a non-slip protrusion (12-3) is welded as shown in Figure 1a to tightly bind the steel pipe pile (10) and the filled concrete (10-3) to the inner surface of the head of the steel pipe pile (10), or As shown in Figure 1b, Registered Patent Publication No. 10-0693814 (March 13, 2007), combining with the fill reinforcing bar network (30) using dual connectors (12-1, 12-2) is referred to as "pile head reinforcement". It is said that That is, in this way, the 10 cm upper length of the head of the steel pipe pile (10) is buried in the expanded foundation (20), and the head of the steel pipe pile (10) and the expanded foundation (20) are connected to each other with the reinforcing bar structure (30).

상기 강관말뚝(10) 본체에 설치하는 속채움 보강철근망(30)의 위치 및 강관말뚝(10) 본체 중공부 내측면에 용접한 미끄럼방지턱(12-3)에 의하여 강관말뚝(10) 두부와 확대기초(20)와의 강결합을 구성하는 가장 중요한 변수이다. 상기 미끄럼방지턱(12-3)은 강관말뚝(10) 본체 중공부 내부에 충전되는 속채움 콘크리트(103)가 강관말뚝(10) 본체와 일체적으로 결속되도록 한다.The head of the steel pipe pile (10) is separated by the location of the filled reinforcing bar network (30) installed on the body of the steel pipe pile (10) and the non-slip bump (12-3) welded to the inner surface of the hollow portion of the steel pipe pile (10) body. It is the most important variable that constitutes strong coupling with the expanded basis (20). The non-slip bump 12-3 ensures that the filled concrete 103 filled inside the hollow portion of the steel pipe pile 10 body is integrally bound to the steel pipe pile 10 body.

도 1c의 강관말뚝과 확대기초의 결합부 기본개념 및 1d와 같은 강관말뚝 실물도와 확대기초와의 결합상태를 나타낸 도면을 참조하면, 도 1c 좌측에 도시된 바와 같이, 강관말뚝(10)을 확대기초(20) 하면(20-1)으로부터 상부 방향으로 강관말뚝(10)의 직경(D)에 해당되는 높이로 매입(돌출)시키거나, 또는 도 1c 우측 및 도 1d에 나타낸 바와 같이, 강관말뚝(10)은 확대기초(20) 하면(20-1)으로부터 상부 방향으로 10cm 돌출되도록 배치함으로써 강관말뚝과 확대기초의 결합부에 수평 변위량이 적게 발생되도록 하고, 부정정 차수가 크도록 설계하여 내진에도 견고하게 견딜 수 있도록 한다(도로교 설계기준해설, 2008).Referring to the basic concept of the connection between the steel pipe pile and the enlarged foundation in FIG. 1c and the drawing showing the connection state between the actual steel pipe pile and the enlarged foundation as shown in 1d, the steel pipe pile 10 is enlarged as shown on the left side of FIG. 1c. The foundation 20 is embedded (projected) upward from the bottom 20-1 to a height corresponding to the diameter D of the steel pipe pile 10, or as shown on the right side of Figure 1c and Figure 1d, the steel pipe pile (10) is arranged to protrude 10 cm upward from the lower surface (20-1) of the expanded foundation (20), so that a small amount of horizontal displacement occurs at the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation, and is designed to have a large degree of irregularity to prevent earthquakes. (Interpretation of Road Bridge Design Standards, 2008).

도 1e는 강관말뚝 두부 상부에 배치되어 설치되는 확대기초 하부주철근의 배근 상태를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 강관말뚝(10) 두부 상부절단면(11) 측면과 상부에 배치되어 설치되는 확대기초 하부주철근(21)의 배근되는 특징을 살펴보면, 도 1e의 좌측에 도시된 바와 같이, 확대기초 하부주철근(21)이 강관말뚝(10) 측면에 배치되도록 함으로써 확대기초 하부주철근(21)이 연속되지 않고 끊어지기 때문에 경사 배근을 추가로 배치되어 배근이 복잡해지는 단점이 있다. 이와 같은 배근방식은 횡방향이 주거동인 완전일체식 교대교량, 옹벽, 방음벽, 방풍벽 등에 적합하며, 북미와 유럽 등에서 많이 사용하는 방식이다.Figure 1e is a diagram showing the reinforcement state of the lower main rebar of the enlarged foundation disposed and installed on the upper part of the head of the steel pipe pile. As shown, the enlarged section is disposed and installed on the side and upper part of the upper cut surface 11 of the head of the steel pipe pile 10. Looking at the characteristics of the arrangement of the lower main rebar 21 of the foundation, as shown on the left side of Figure 1e, the lower main rebar 21 of the expanded foundation is placed on the side of the steel pipe pile 10, so that the lower main rebar 21 of the expanded foundation is continuous. Since it breaks without being connected, it has the disadvantage of complicating the arrangement of the reinforcement by additionally arranging the inclined reinforcement. This reinforcement method is suitable for fully integrated abutment bridges, retaining walls, soundproof walls, windbreak walls, etc., whose lateral direction is residential, and is a method widely used in North America and Europe.

반면에 도 1e 우측에 나타낸 바와 같이, 강관말뚝(10)의 상부절단면(11)에서 5cm 위에 확대기초 횡방향과 종방향의 하부주철근((21-1, 21-2))을 배치하기 때문에 확대기초 하부주철근(21)이 연속 및 일체화되며 배근이 단순하다는 장점이 있다. 이와 같은 배근방식은 수직하중이 주거동인 조인트 교량과 반일체식 교대교량에 주로 사용되고 있으며, 한국, 일본, 중국, 베트남 등의 동남아시아에서 주로 채택하고 있다.On the other hand, as shown on the right side of Figure 1e, the lower main reinforcement bars ((21-1, 21-2)) in the transverse and longitudinal directions of the expanded foundation are placed 5 cm above the upper cut surface (11) of the steel pipe pile (10). There is an advantage that the foundation lower main reinforcing bars (21) are continuous and integrated and the reinforcement is simple. This reinforcement method is mainly used in joint bridges and semi-integral abutment bridges where the vertical load is vertical, and is mainly adopted in Southeast Asia such as Korea, Japan, China, and Vietnam.

한편, PHC말뚝의 지진피해사례는 많이 보고되었지만, 강관말뚝 두부보강은 거의 보고된 사례는 없다. 하지만 도 1c 우측과 같은 강관말뚝 두부보강은 좌측과 같이 말뚝 매입깊이 10cm로는 완전한 고정도(강결합)를 만족할 수 없기 때문에 일본 도로교시방서 및 동해설(2017)에서는 도 1c 우측과 같은 강관말뚝 두부보강을 강결합이라고 간주하고 있다.Meanwhile, many cases of earthquake damage to PHC piles have been reported, but almost no cases have been reported for head reinforcement of steel pipe piles. However, the steel pipe pile head reinforcement as shown on the right side of Figure 1c cannot satisfy complete fixation (strong bonding) with a pile embedment depth of 10 cm as shown on the left, so in the Japanese Road Bridge Specification and East Commentary (2017), the steel pipe pile head reinforcement as shown on the right side of Figure 1c is considered to be tightly coupled.

또한, 종래기술의 강관말뚝 두부보강 구조에서 중요한 구성 요소인 미끄럼방지턱(12-3)을 강관말뚝(10)의 내측면에 용접함으로써 공사비가 증가되는 요인이 되고 있다. 또한 속채움 보강철근망(30)을 다공판상으로 시도한 경우도 보고되고 있으나, 상기 용접공정으로 부착된 미끄럼방지턱(12-3) 구성의 배제와, 강관말뚝의 두부보강을 위한 다양한 구조 및 형상에 대한 다양한 방식의 연구개발 역시도 필요한 실정이다.In addition, the non-slip bump 12-3, which is an important component in the steel pipe pile head reinforcement structure of the prior art, is welded to the inner surface of the steel pipe pile 10, which is a factor in increasing construction costs. In addition, it has been reported that the filled reinforcing bar network 30 was attempted in the form of a perforated plate, but the non-slip bump 12-3 attached through the welding process was excluded and various structures and shapes for head reinforcement of the steel pipe pile were used. Research and development in various ways is also necessary.

도 1f는 도 1a에 따른 강관말뚝과 확대기초 결합부에서의 쐐기 파괴(균열) 현상을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이 강관말뚝(10)은 확대기초(20) 하면(20-1)으로부터 상부 방향으로 10cm 돌출되도록 배치함으로써 강관말뚝과 확대기초의 결합부에 수평 변위량이 적게 발생되도록 하고, 부정정 차수가 크도록 설계하여 내진에도 견고하게 견딜 수 있도록 설계하고 있으나, 강관말뚝(10)과 확대기초 하부주철근(21) 사이에 확대기초 콘크리트만 있는 구간인 확대기초 저면 피복두께(20-5)에는 무근 콘크리트만 있는 구간이어서 이 구간은 반복적인 수평/수직하중인 지진하중이나 측방유동, 풍하중 등에 의해 말뚝두부 결합부에 휨전단을 받게 되면 가장 먼저 파괴되는 구간으로 도 1f에 도시된 파괴선(25)과 같이 45도 ~ 75도의 각도로 쐐기 파괴 현상이 발생되어 균열이 예상되며, 확대기초(20)에 매입된 강관말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 하부주철근(21) 사이에서 휨 전단파괴가 발생하면 말뚝-확대기초 결합부가 저항력이 없이 수평변위가 급속도로 진행되기 때문에 이에 대한 보강 요소 역시도 절실히 요구되고 있는 실정이다. Figure 1f is a diagram for explaining the wedge failure (crack) phenomenon at the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation according to Figure 1a. As shown in Figures 1a, 1c, and 1d, the steel pipe pile 10 is connected to the expanded foundation. (20) By arranging it so that it protrudes 10 cm upward from the lower surface (20-1), a small amount of horizontal displacement occurs at the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation, and by designing it to have a large degree of irregularity, it can firmly withstand earthquake resistance. However, since the cover thickness (20-5) of the bottom of the expanded foundation, which is a section with only expanded foundation concrete between the steel pipe pile (10) and the lower main rebar (21) of the expanded foundation, has only plain concrete, this section has repetitive horizontal/ When the pile head joint is subjected to bending shear due to a vertical seismic load, lateral flow, or wind load, the first section to fail is a wedge failure phenomenon at an angle of 45 to 75 degrees, as shown in the fracture line 25 shown in Figure 1f. It is expected that cracks will occur, and if bending shear failure occurs between the upper cut surface (11) of the steel pipe pile (10) embedded in the expanded foundation (20) and the lower main rebar (21) of the expanded foundation, the pile-expanded foundation joint will have resistance. Since horizontal displacement progresses rapidly without this, reinforcing elements are also urgently required.

등록특허공보 10-0693814호(2007. 03. 13)Registered Patent Publication No. 10-0693814 (2007. 03. 13)

"도로교설계기준 해설(하부구조 편)",대한토목학회,2008년. “Explanation of road bridge design standards (substructure edition)”, Korean Society of Civil Engineers, 2008. "도로교시방서 및 동해설",일본도로협회,2017년. “Road Bridge Specification and Explanation”, Japan Road Association, 2017.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따르면, 확대기초에 매입되는 강관말뚝과 확대기초 하부주철근 사이의 휨모멘트를 증가시켜 휨 전단파괴를 방지하기 위한 방안으로써, 강관말뚝의 두부 절단면을 확대기초 하부주철근과 접하도록 확대기초 하단면으로부터 강관말뚝을 10cm 이상 15cm 이하로 확대기초 저면 피복두께 속에 더 길게 매입 인상함으로써 수평하중, 측방유동 및 지진하중 등의 휨전단이 가해질 경우에 가장 먼저 파괴되는 휨전단 취약부인 강관말뚝의 두부 절단면과 확대기초 하부주철근 사이에 강관말뚝 두부 결합부를 보강함으로써 휨모멘트와 횡방향 구속효과(hoop tension effect)가 향상되어 강관말뚝과 확대기초의 결합에서의 고정도(degree of rigidity)가 향상됨으로써 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝의 두부보강구조를 제공함에 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, according to the present invention, as a way to prevent bending shear failure by increasing the bending moment between the steel pipe pile embedded in the expanded foundation and the lower main rebar of the expanded foundation, the head cut surface of the steel pipe pile is By embedding and raising the steel pipe piles from the bottom of the expanded foundation by more than 10 cm and less than 15 cm into the cover thickness of the bottom of the expanded foundation to contact the lower main rebar of the expanded foundation, they are destroyed first when bending shear such as horizontal load, lateral flow, and seismic load is applied. By reinforcing the head joint of the steel pipe pile between the cut surface of the head of the steel pipe pile, which is a vulnerable area due to bending shear, and the lower main rebar of the expanded foundation, the bending moment and lateral restraint effect (hoop tension effect) are improved, thereby improving the fixation in the connection between the steel pipe pile and the expanded foundation. By improving the degree of rigidity, it provides a head reinforcement structure for steel pipe piles for improved bending moment and uniform vertical load distribution.

또한, 강관말뚝의 외주면을 둘러싸고 있는 확대기초 콘크리트와 강관말뚝 사이의 확대기초 저면 피복두께(무근 콘크리트)를 보다 강하게 결합되도록 보강하기 위한 방안으로써 강관말뚝의 두부 상부에 형성되는 관통홀을 관통하여 강관말뚝의 내부 및 외부로 돌출되는 수평보강재와 강관말뚝의 내부 및 외부로 도출되는 수평부와 상부방향의 수직부로 이루어지는 L형보강재로 형성되는 휨전단 보강재를 구비하여 강관말뚝의 외주면을 감싸는 합성효과(hoop tension effect)와 미끄럼방지턱(전단키) 효과가 극대화하기 위한 강관말뚝의 두부보강구조를 제공함에 있다.In addition, as a way to reinforce the cover thickness (plain concrete) of the bottom of the expanded foundation between the expanded foundation concrete surrounding the outer peripheral surface of the steel pipe pile and the steel pipe pile, the steel pipe penetrates the through hole formed in the upper part of the head of the steel pipe pile. A composite effect that surrounds the outer circumferential surface of a steel pipe pile by providing a flexural shear reinforcement formed of horizontal reinforcement that protrudes into and out of the pile and an L-shaped reinforcement consisting of a horizontal part and an upper vertical part that protrude into the inside and outside of the steel pipe pile ( The goal is to provide a head reinforcement structure for steel pipe piles to maximize the hoop tension effect and non-slip bump (shear key) effect.

아울러, 본 발명에 따른 강관말뚝의 두부 상부의 관통홀에 관통되어 형성되는 휨전단 보강재인 강관말뚝의 내측부에 설치되는 수평보강재의 단부와 L형보강재의 수평부 단부에 큰 직경의 앵커형너트를 구비함으로써 강관말뚝 본체와 강관말뚝 중공부 내부에 속채움한 콘크리트 사이에는 폐색효과(미끄럼방지턱 효과와 합성효과의 합)가 극대화되며, 확대기초 하부주철근 배근이 완전히 일체화되어 상부구조물의 수직하중을 균등하게 강관말뚝 두부 및 강관말뚝 본체로 분포시킴으로써 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조를 제공함에 있다.In addition, large diameter anchor nuts are installed at the ends of the horizontal reinforcement installed on the inner side of the steel pipe pile, which is a bending shear reinforcement formed by penetrating through the through hole at the top of the head of the steel pipe pile according to the present invention, and at the horizontal end of the L-shaped reinforcement. By providing this, the blocking effect (sum of the non-slip effect and the composite effect) is maximized between the steel pipe pile body and the concrete filled inside the hollow part of the steel pipe pile, and the lower main reinforcement of the expanded foundation is completely integrated to equalize the vertical load of the upper structure. The goal is to provide a steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and uniform vertical load distribution by distributing it to the steel pipe pile head and steel pipe pile body.

본 발명에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조는, 지반에 천공 및 항타에 의해 설치되고 두부의 상부 끝단면이 절단되어 형성되는 상부절단면을 구비하는 강관말뚝과, 상기 강관말뚝의 두부가 매입되어 배치되는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와, 상기 강관말뚝의 상부절단면과 확대기초의 확대기초 콘크리트에 작용하는 수직하중, 수평하중, 휨전단, 휨하중에 대하여 저항하기 위하여 배치되는 확대기초 하부주철근과, 상기 확대기초에 매입되어 배치되는 상기 강관말뚝의 두부에 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 천공하여 형성되는 다수 개의 하층 관통홀과, 상기 강관말뚝 원주둘레를 따라 형성된 다수 개의 하층 관통홀 상부측으로는 강관말뚝의 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 천공하여 형성되는 상층 관통홀 및 상기 천공된 하층 관통홀에 삽입되어 고정너트에 의하여 고정 배치되는 수평보강재와 상기 천공된 상층 관통홀에 삽입되어 고정너트에 의하여 고정 배치되는 L형보강재를 포함하는 휨전단 보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and equal vertical load distribution according to the present invention includes a steel pipe pile installed in the ground by drilling and driving and having an upper cut surface formed by cutting the upper end surface of the head; About the vertical load, horizontal load, bending shear, and bending load acting on the expanded foundation, which is the basic concrete of the ground superstructure in which the head of the steel pipe pile is embedded and placed, and the upper cut surface of the steel pipe pile and the expanded foundation concrete of the expanded foundation. The lower main rebar of the expanded foundation disposed for resistance, a plurality of lower layer through holes formed by drilling from the outside to the inner hollow side along the circumferential circumference of the head of the steel pipe pile embedded in the expanded foundation, and the steel pipe pile On the upper side of the plurality of lower layer through holes formed along the circumference, an upper layer through hole is formed by drilling from the outside to the inner hollow side along the circumferential circumference of the steel pipe pile, and is inserted into the perforated lower layer through hole and fixed by a fixing nut. It is characterized in that it includes a bending shear reinforcement including a horizontal reinforcement and an L-shaped reinforcement that is inserted into the perforated upper layer through hole and fixed by a fixing nut.

본 발명에 따르면, 수평보강재는, 나사탭이 형성되어 강관말뚝의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 상기 강관말뚝에 천공된 하층 관통홀을 관통하여 삽입되고 강관말뚝의 내주면과 외주면에 고정너트에 의하여 고정 부착되며, 상기 강관말뚝 내부 중공부측으로 향하도록 형성되는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트가 체결 부착되어 형성되도록 하고, 상기 강관말뚝의 외측으로 향하는 타측은 보다 길게 외향되게 형성되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the horizontal reinforcement is formed with a screw tab and is inserted through the lower layer through hole drilled in the steel pipe pile from one outer side of the steel pipe pile to the inner hollow side and is fixed to the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile by a fixing nut. It is attached, and an anchor-type nut of a larger diameter is fastened and attached to one end that is formed to face toward the hollow part inside the steel pipe pile, and the other side that faces the outside of the steel pipe pile is formed to be longer and outward. do.

본 발명에 따른 L형보강재는, 나사탭이 형성되어 강관말뚝의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 상기 강관말뚝에 천공된 상층 관통홀을 관통하여 삽입되고 강관말뚝의 내주면과 외주면에 고정너트에 의하여 고정 부착되는 수평부와, 상기 강관말뚝 내측 중공부에 배치하는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트가 체결 부착되어 형성되며, 강관말뚝의 외측에 배치하는 타측은 절곡되어 상부 수직방향으로 1개의 띠철근에 의하여 구속되어 작은 구조의 철근망 구조체를 형성하기 위한 높이로 배치되는 수직부로 형성되는 것을 특징으로 한다.The L-shaped reinforcement according to the present invention is formed with a screw tab and is inserted through the upper layer through hole drilled in the steel pipe pile from one outer side of the steel pipe pile to the inner hollow side and is fixed to the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile by a fixing nut. An anchor-type nut of a larger diameter is fastened and attached to the attached horizontal portion and one end disposed in the hollow portion inside the steel pipe pile, and the other end disposed on the outside of the steel pipe pile is bent to form a band in the vertical direction at the top. It is characterized in that it is formed as a vertical part that is restrained by reinforcing bars and arranged at a height to form a small-structured reinforcing bar network structure.

본 발명에 따른 L형보강재는, 나사탭이 형성되어 강관말뚝의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 상기 강관말뚝에 천공된 상층 관통홀을 관통하여 삽입되고 강관말뚝의 내주면과 외주면에 고정너트에 의하여 고정 부착되는 수평부와, 상기 강관말뚝 내측 중공부에 배치하는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트가 체결 부착되어 형성되며, 강관말뚝의 외측에 배치하는 타측은 절곡되어 상부 수직방향으로 다수 개의 띠철근에 의하여 구속되어 큰 구조의 철근망 구조체를 형성하기 위한 높이로 배치되는 수직부로 형성되는 것을 특징으로 한다.The L-shaped reinforcement according to the present invention is formed with a screw tab and is inserted through the upper layer through hole drilled in the steel pipe pile from one outer side of the steel pipe pile to the inner hollow side and is fixed to the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile by a fixing nut. An anchor-type nut of a larger diameter is fastened to the attached horizontal portion and one end disposed in the hollow portion inside the steel pipe pile, and the other end disposed on the outside of the steel pipe pile is bent to form a plurality of bands in the upper vertical direction. It is characterized in that it is formed as a vertical part that is restrained by reinforcing bars and arranged at a height to form a large reinforcing bar network structure.

본 발명에 따르면, 확대기초에 채워지는 확대기초 콘크리트에 매입되는 강관말뚝의 두부와 확대기초 하부주철근 사이에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하기 위하여 강관말뚝의 두부와 확대기초를 연결하는 속채움 보강철근망을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, infill reinforcement connects the head of the steel pipe pile and the expanded foundation to resist cracks and bending shear forces occurring between the head of the steel pipe pile embedded in the expanded foundation concrete filled in the expanded foundation and the lower main rebar of the expanded foundation. It is characterized in that it further includes a reinforcing bar network.

본 발명에 따르면, 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 강관말뚝 두부의 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 강관말뚝의 두부 길이는 10 ~ 15cm이거나, 상기 강관말뚝의 상부절단면과 확대기초의 확대기초 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 강관말뚝의 상부절단면이 확대기초 하부주철근의 하부면에 접촉하는 높이(하부면에 맞닿는 높이)까지 보다 더 확대기초 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the head length of the steel pipe pile embedded in the expanded foundation from the bottom surface of the expanded foundation, which is the bottom of the expanded foundation, to the upper cut surface of the steel pipe pile head is 10 to 15 cm, or the upper cut surface of the steel pipe pile and the expanded foundation The gap between the lower main rebars of the expanded foundation is 0 to 5 cm high, so that the upper cut surface of the steel pipe pile is embedded and raised longer inside the expanded foundation to the height where it contacts the lower surface of the lower main rebar of the expanded foundation (height that contacts the lower surface). It is characterized by

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따르면, 확대기초에 매입되는 강관말뚝과 확대기초 하부주철근 사이의 휨모멘트를 증가시켜 휨 전단파괴를 방지하기 위한 방안으로써, 강관말뚝의 두부 절단면을 확대기초 하부주철근과 접하도록 확대기초 하단면으로부터 강관말뚝을 10cm 이상 15cm 이하로 확대기초 저면 피복두께 속에 더 길게 매입 인상함으로써 수평하중, 측방유동 및 지진하중 등의 휨전단이 가해질 경우에 가장 먼저 파괴되는 휨전단 취약부인 강관말뚝의 두부 절단면과 확대기초 하부주철근 사이에 강관말뚝 두부 결합부를 보강함으로써 휨모멘트와 횡방향 구속효과(hoop tension effect)가 향상되어 강관말뚝과 확대기초의 결합부의 고정도(degree of rigidity)가 증대될 수 있는 효과가 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, according to the present invention, as a way to prevent bending shear failure by increasing the bending moment between the steel pipe pile embedded in the expanded foundation and the lower main rebar of the expanded foundation, the head cut surface of the steel pipe pile is By embedding and raising the steel pipe piles from the bottom of the expanded foundation by more than 10 cm and less than 15 cm into the cover thickness of the bottom of the expanded foundation to contact the lower main rebar of the expanded foundation, they are destroyed first when bending shear such as horizontal load, lateral flow, and seismic load is applied. By reinforcing the head joint of the steel pipe pile between the cut surface of the head of the steel pipe pile, which is a vulnerable area due to bending shear, and the lower main rebar of the expanded foundation, the bending moment and lateral restraint effect (hoop tension effect) are improved, thereby improving the fixation of the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation ( There is an effect that the degree of rigidity can be increased.

또한, 강관말뚝의 외주면을 둘러싸고 있는 확대기초 콘크리트와 강관말뚝 사이의 확대기초 저면 피복두께(무근 콘크리트)를 보다 강하게 결합되도록 보강하기 위한 방안으로써 강관말뚝의 두부 상부에 형성되는 관통홀을 관통하여 강관말뚝의 내부 및 외부로 돌출되는 수평보강재와 강관말뚝의 내부 및 외부로 도출되는 수평부와 상부방향의 수직부로 이루어지는 L형보강재로 형성되는 휨전단 보강재를 구비하여 강관말뚝의 외주면을 감싸는 합성효과(hoop tension effect)와 미끄럼방지턱(전단키) 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, as a way to reinforce the cover thickness (plain concrete) of the bottom of the expanded foundation between the expanded foundation concrete surrounding the outer peripheral surface of the steel pipe pile and the steel pipe pile, the steel pipe penetrates the through hole formed in the upper part of the head of the steel pipe pile. A composite effect that surrounds the outer circumferential surface of a steel pipe pile by providing a flexural shear reinforcement formed of horizontal reinforcement that protrudes into and out of the pile and an L-shaped reinforcement consisting of a horizontal part and an upper vertical part that protrude into the inside and outside of the steel pipe pile ( It has the effect of maximizing the hoop tension effect and the non-slip bump (shear key) effect.

아울러, 본 발명에 따른 강관말뚝의 두부 상부의 관통홀에 관통되어 형성되는 휨전단 보강재인 강관말뚝의 내측부에 설치되는 수평보강재의 단부와 L형보강재의 수평부 단부에 큰 직경의 앵커형너트를 구비함으로써 강관말뚝 본체와 강관말뚝 중공부 내부에 속채움한 콘크리트 사이에서 폐색효과(미끄럼방지턱 효과와 합성효과의 합)를 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, large diameter anchor nuts are installed at the ends of the horizontal reinforcement installed on the inner side of the steel pipe pile, which is a bending shear reinforcement formed by penetrating through the through hole at the top of the head of the steel pipe pile according to the present invention, and at the horizontal end of the L-shaped reinforcement. By providing it, there is an effect of maximizing the blocking effect (the sum of the slippery effect and the composite effect) between the steel pipe pile main body and the concrete filled inside the hollow part of the steel pipe pile.

도 1a는 도로교설계기준(2008, 한국)과 도로교시방서 및 동해설(2017, 일본)에 제시된 강관말뚝과 확대기초 결합부의 구조세목을 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 종래기술에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합시 다용도 두부보강장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 강관말뚝과 확대기초와의 다양한 결합방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1d는 강관말뚝 실물도와 확대기초와의 결합상태를 나타낸 도면이다.
도 1e는 강관말뚝 두부 상부에 배치되어 설치되는 확대기초 하부주철근의 배근 상태를 나타낸 도면이다.
도 1f는 도 1a에 따른 강관말뚝과 확대기초 결합부에서의 쐐기 파괴(균열) 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 전체 결합정면도이다.
도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이다.
도 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.
도 2e는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에서 휨전단 보강재를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 2f는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 전체 결합정면도이다.
도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 하부주철근의 결합구조에 대한 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이다.
도 3d는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.
도 3e는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 전체 결합정면도이다.
도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이다.
도 4c는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이다.
도 4d는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.
도 4e는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.
Figure 1a is a drawing to explain the structural details of the steel pipe pile and expanded foundation joint presented in the Road Bridge Design Standard (2008, Korea) and the Road Bridge Specification and Commentary (2017, Japan).
Figure 1b is a diagram showing the structure of a multi-purpose head reinforcement device when combining a steel pipe pile and an expanded foundation according to the prior art.
Figure 1c is a diagram for explaining various methods of combining steel pipe piles and expanded foundations.
Figure 1d is a diagram showing the connection state between the actual steel pipe pile and the expanded foundation.
Figure 1e is a diagram showing the reinforcement status of the lower main rebar of the expanded foundation disposed and installed on the upper part of the head of the steel pipe pile.
FIG. 1F is a diagram for explaining the wedge failure (crack) phenomenon at the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation according to FIG. 1A.
Figure 2a is an overall front view showing the combined structure of a steel pipe pile and an expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2b is a perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2c is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2d is an exploded perspective view of the coupling structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2e is a partial enlarged view for explaining the bending shear reinforcement in the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2f is a plan view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3a is an overall front view showing the combined structure of a steel pipe pile and an expanded foundation according to the second embodiment of the present invention.
Figure 3b is a perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention.
Figure 3c is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention.
Figure 3d is an exploded perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention.
Figure 3e is a plan view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention.
Figure 4a is an overall front view showing the combined structure of a steel pipe pile and an expanded foundation according to the third embodiment of the present invention.
Figure 4b is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention.
Figure 4c is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention.
Figure 4d is an exploded perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention.
Figure 4e is a plan view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the description of the present invention is only an example for structural or functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can have various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea.

하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며 아울러 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.In all the drawings below, components having the same function are given the same reference numerals, so repeated descriptions are omitted, and the terms described below are defined in consideration of the functions in the present invention, which is consistent with the technical idea of the present invention. It is specified that the concept should be interpreted according to its own common meaning.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to specify the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.For each step, identification codes (e.g., a, b, c, etc.) are used for convenience of explanation. The identification codes do not explain the order of each step, and each step clearly follows a specific order in context. Unless specified, events may occur differently from the specified order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

< 제1실시예 > 속채움 보강철근망과 휨전단 보강재를 구비한 강관말뚝 두부보강구조<First Example> Steel pipe pile head reinforcement structure with filled reinforcing bar network and bending shear reinforcement

도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 전체 결합정면도이고, 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 사시도이며, 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이고, 도 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.Figure 2a is an overall front view showing the combined structure of the steel pipe pile and the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention, and Figure 2b is the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention. It is a perspective view of the steel pipe pile and the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention, Figure 2c is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the expanded foundation lower main rebar according to the first embodiment of the present invention, and Figure 2d is a vertical cut perspective view of the steel pipe pile and the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention. This is an exploded perspective view of the joint structure of the lower main rebar.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예인 속채움 보강철근망과 휨전단 보강재를 구비한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조에 대하여 설명하기로 한다. As shown, the first embodiment of the present invention, a steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and uniform vertical load distribution equipped with a filled rebar network and bending shear reinforcement, will be described.

본 발명의 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위하여 속채움 보강철근망과 휨전단 보강재를 구비한 강관말뚝 두부보강구조의 제1실시예로서, 도 2a내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 지반에 천공 삽입 및 항타에 의해 설치되는 강관말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조에서, 상부절단면(110)이 포함된 강관말뚝(100)의 말뚝두부를 기존의 매입 깊이인 10cm 보다 더 높게 인상하여 확대기초 콘크리트(200) 속에 매입된 강관말뚝(100) 두부 외주면의 횡방향구속 효과가 더 증가되는 휨모멘트 향상을 위한 강관말뚝 두부보강구조에 관한 것이다.As the first embodiment of the steel pipe pile head reinforcement structure equipped with a filled reinforcing bar network and bending shear reinforcement for improving the bending moment and uniform vertical load distribution of the present invention, as shown in Figures 2a to 2d, the ground In the combined structure of the steel pipe pile 100 installed by drilling and driving and the expanded foundation 200, which is the foundation concrete of the ground superstructure, the pile head of the steel pipe pile 100 including the upper cut surface 110 is existing. It relates to a steel pipe pile head reinforcement structure for improving the bending moment in which the lateral confinement effect of the outer peripheral surface of the head of the steel pipe pile (100) embedded in the expanded foundation concrete (200) is raised higher than the embedding depth of 10 cm.

보다 상세하게는, 상기 강관말뚝(100) 두부와 확대기초(200)와의 결합부에서 가장 취약한 “휨전단 취약부분(무근 콘크리트부)”인 즉, 반복적인 수평하중인 지진하중이나 측방유동, 풍하중 등에 의하여 강관말뚝(100)의 두부 결합부에 휨전단을 받게 되면 가장 파괴되는 구간으로서 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203)에 작용하는 수직하중, 수평하중, 휨전단(bending shear), 휨하중에 대하여 저항하는 역할을 수행하는 확대기초 하부주철근(210) 사이에 확대기초 콘크리트(203)로만 채워진 구간인 확대기초 저면 피복두께(205)를 보강해 주기 위하여 강관말뚝(100)의 두부 상부절단면(110)을 확대기초 하부주철근(210)과 면접촉하는 높이까지 인상되도록 상기 확대기초(200)의 내부 속으로 강관말뚝(100)의 말뚝두부를 보다 길게 매입되도록 한다.More specifically, the most vulnerable “flexural shear vulnerable part (plain concrete part)” at the joint between the head of the steel pipe pile 100 and the expanded foundation 200, that is, the repetitive horizontal load such as earthquake load, lateral flow, and wind load. When the head joint of the steel pipe pile 100 is subjected to bending shear due to, etc., the section that is most damaged is the vertical section acting on the upper cut surface 110 of the steel pipe pile 100 and the expanded foundation concrete 203 of the expanded foundation 200. The cover thickness (205) of the bottom of the expanded foundation, which is a section filled only with expanded foundation concrete (203), is installed between the lower main rebars (210) of the expanded foundation that play a role in resisting loads, horizontal loads, bending shear, and bending loads. In order to provide reinforcement, the pile head of the steel pipe pile 100 is pushed into the interior of the expanded foundation 200 so that the upper cut surface 110 of the head of the steel pipe pile 100 is raised to a height where it makes surface contact with the lower main rebar 210 of the expanded foundation. to be purchased for a longer period of time.

즉, 상기 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 상기 강관말뚝(100) 두부의 상부절단면(110)까지 상기 확대기초에 매입되는 강관말뚝(100)의 두부 길이는 10 ~ 15cm이거나, 또는 상기 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)이 확대기초 하부주철근(210)의 하부면에 접촉하는 높이(하부면에 맞닿는 높이)까지 보다 더 확대기초(200) 내부로 길게 매입되어 인상되도록 한다.That is, the head length of the steel pipe pile 100 embedded in the expanded foundation from the bottom surface 201 of the expanded foundation, which is the bottom of the expanded foundation 200, to the upper cut surface 110 of the head of the steel pipe pile 100 is 10 ~ 15 cm, or the gap between the upper cut surface 110 of the steel pipe pile 100 and the lower main rebar 210 of the expanded foundation 200 is 0 to 5 cm high, and the upper cut surface 110 of the steel pipe pile 100 It is embedded and raised longer into the expanded foundation 200 to a height that contacts the lower surface of the expanded foundation lower main rebar 210 (height that contacts the lower surface).

본 발명의 제1실시예에 따른 속채움 보강철근망과 휨전단 보강재를 구비한 강관말뚝 두부보강구조의 보다 상세한 구조는, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 강관말뚝(100)은, 두부 내측 중공부에 속채움 콘크리트(103)를 충전하기 위하여 갈고리(102)에 의하여 지지되는 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집(101)이 형성된다. 따라서, 강관말뚝(100)의 두부 내측 중공부에 타설한 속채움 콘크리트(103)를 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로 구속하여 양생시킬 수 있다. As shown in FIGS. 2A to 2D, the steel pipe pile 100 is In order to fill the hollow portion inside the head with the filled concrete 103, a disc-shaped filled concrete form 101 is formed at the inner lower part supported by the hook 102. Therefore, the filled concrete 103 poured into the hollow portion inside the head of the steel pipe pile 100 can be cured by restraining it with the filled concrete form 101.

상기 확대기초(200)는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트(203)의 하부 단면인 확대기초 하단면(201)과 확대기초 콘크리트(203)의 상부 단면인 확대기초 상단면(202)으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘크리트(203) 내부 속으로 상기 강관말뚝(100)의 두부가 상부절단면(110)을 기준으로 10cm~15cm의 높이까지 매입되도록 한다.The expanded foundation 200 is the foundation concrete of the ground superstructure, and has an expanded foundation bottom surface 201, which is the lower cross section of the expanded foundation concrete 203, and an expanded foundation upper surface 202, which is the upper cross section of the expanded foundation concrete 203. The head of the steel pipe pile 100 is buried from the bottom surface 201 of the expanded foundation into the concrete 203 of the expanded foundation to a height of 10 cm to 15 cm based on the upper cut surface 110.

상기 확대기초 하부주철근(210)은, 확대기초(200)에서 확대기초 콘크리트(203)에 작용하는 수직하중, 수평하중, 휨전단(bending shear), 휨하중에 대하여 저항하는 역할을 수행하기 위하여, 상층 확대기초 하부주철근(212)과 하층 확대기초 하부주철근(211)이 서로 수직 교차되도록 배치되고, 상기 확대기초 하부주철근(210)의 하층 확대기초 하부주철근(211) 하부에는 강관말뚝(100) 두부 본체가 배치되는 구조이다. 즉, 상기 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)으로부터 상부의 일정거리에 위치하는 확대기초 하부주철근(210)은, 하층(횡방향의) 확대기초 하부주철근(211)과 그 상부의 상층(종방향의) 확대기초 하부주철근(212)이 서로 수직 교차되도록 배치되는 구조이다.The expanded foundation lower main rebar 210 serves to resist vertical load, horizontal load, bending shear, and bending load acting on the expanded foundation concrete 203 in the expanded foundation 200, The upper expanded foundation lower main rebar 212 and the lower expanded foundation lower main rebar 211 are arranged to perpendicularly intersect each other, and the head of the steel pipe pile 100 is located below the lower expanded foundation lower main rebar 211 of the expanded foundation lower main rebar 210. This is the structure in which the main body is arranged. That is, the expanded foundation lower main rebar 210 located at a certain distance from the upper cut surface 110 of the steel pipe pile 100 is the lower layer (transverse) expanded foundation lower main rebar 211 and the upper layer ( It is a structure in which the lower main reinforcing bars 212 of the expanded foundation (in the longitudinal direction) are arranged to cross each other perpendicularly.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝 두부 인상구조에 의한 휨모멘트를 향상시키기 위한 강관말뚝 두부보강구조는, 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 강관말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 지표로 노출되어 확대기초(200)로 매입되는 강관말뚝(100)의 두부(강관말뚝의 상부절단면(110))가 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10 ~ 15cm 높이 또는 10cm 보다 길게 인상하되, 최대 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)이 확대기초 하부주철근(210)과 면접촉하는 높이까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 내부로 보다 더 매입됨으로써, 확대기초 하부주철근(210)과 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)을 포함하는 두부 사이의 결합부에서 두부인상에 의한 보강구조로 인해 강관말뚝 두부의 고정도와 횡방향 구속효과를 극대화하여 강관말뚝(100) 두부의 수평력과 휨전단 저항력이 향상되고 휨모멘트 저항이 증대되어 휨 전단파괴를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the steel pipe pile head reinforcement structure for improving the bending moment by the steel pipe pile head raising structure according to the first embodiment of the present invention is the upper cut surface of the head of the steel pipe pile 100 embedded in the expanded foundation concrete 203. In order to resist and support cracks and bending shear forces occurring at the joint between (110) and the expanded foundation lower main rebar 210, the head (steel pipe) of the steel pipe pile 100 exposed to the ground and embedded in the expanded foundation 200 The upper cut surface (110) of the pile is raised to a height of 10 to 15 cm or longer than 10 cm from the bottom surface (201) of the expanded foundation (200), and the upper cut surface (110) of the maximum steel pipe pile (100) is raised to the lower part of the expanded foundation (201). By being further embedded into the expanded foundation concrete 203 of the expanded foundation 200 to a height of surface contact with the main reinforcing bar 210, the steel pipe pile ( Due to the reinforcement structure by head pulling at the joint between the heads including the upper cut surface 110 of 100), the fixation and lateral restraint effect of the steel pipe pile head are maximized to increase the horizontal force and bending shear resistance of the head of the steel pipe pile 100. This is improved and bending moment resistance is increased, which has the effect of preventing bending shear failure in advance.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 속채움 보강철근망과 휨전단 보강재를 구비한 강관말뚝 두부보강구조의 특징부로서, 휨전단 취약부인 확대기초 저면 피복두께(205)를 보다 강하게 보강하여 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하기 위하여 강관말뚝(100)의 두부 상단부에 천공된 관통홀에 삽입 체결되는 휨전단 보강재(400)를 구비한다.In addition, as a characteristic part of the steel pipe pile head reinforcement structure equipped with a filled reinforcing bar network and bending shear reinforcement according to the first embodiment of the present invention, the covering thickness 205 of the bottom of the expanded foundation, which is a bending shear vulnerable part, is more strongly reinforced. In order to resist cracks and bending shear forces that occur between the head of the steel pipe pile (100) and the lower main reinforcing bar (210) of the expanded foundation, the bending shear reinforcement (400) is inserted and fastened into the through hole drilled in the upper part of the head of the steel pipe pile (100). is provided.

보다 상세하게는, 상기 휨전단 보강재(400)는, 일자형의 수평보강재(410)와 일자형을 절곡하여 형성되는 L형보강재(420)로 이루어지며, 상기 L형보강재(420)는 절곡된 부위를 기준으로 수평부(420-1)와 수직부(420-2)로 구분된다. 이때 상기 수직부(420-2)의 끝단부는 상기 확대기초 하부주철근(210)이 배치되는 높이보다 약간 높게 배치되도록 형성된다. More specifically, the bending shear reinforcement 400 is made of a straight horizontal reinforcement 410 and an L-shaped reinforcement 420 formed by bending the straight shape, and the L-shaped reinforcement 420 is formed at the bent portion. As a standard, it is divided into a horizontal part (420-1) and a vertical part (420-2). At this time, the end portion of the vertical portion 420-2 is formed to be slightly higher than the height at which the expanded foundation lower main rebar 210 is disposed.

한편, 본 발명에 따른 강관말뚝(100)의 상부에는 강관말뚝(100)의 원주 테두리를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 관통하여 다수 개가 방사상으로 하층 관통홀(105)을 형성하고, 하층 관통홀(105)의 상부측으로 강관말뚝(100)의 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 관통하여 다수 개가 방사상으로 상층 관통홀(105)이 형성된다.Meanwhile, on the upper part of the steel pipe pile 100 according to the present invention, a plurality of lower layer through holes 105 are formed radially by penetrating from the outside to the inner hollow side along the circumferential edge of the steel pipe pile 100, and the lower layer through holes ( 105), a plurality of upper layer penetration holes 105 are formed radially by penetrating from the outside to the inner hollow portion along the circumferential circumference of the steel pipe pile 100.

즉, 상기 하층 관통홀(105)과 상기 상층 관통홀(105)은 강관말뚝(100)의 내부 중공부의 중심을 기준으로 볼 때, 방사상으로 형성되면서 강관말뚝(100) 수직 축방향으로 다층으로 형성되는 구조이다.That is, the lower layer through hole 105 and the upper layer through hole 105 are formed radially when viewed from the center of the internal hollow portion of the steel pipe pile 100 and are formed in multiple layers in the vertical axis direction of the steel pipe pile 100. It is a structure that works.

따라서, 상기 하층 관통홀(105)에는 상기 휨전단 보강재(400) 중에서 수평보강재(410)가 삽입되어 고정너트(411)에 의하여 고정 배치되고, 상기 상층 관통홀(105)에는 상기 휨전단 보강재(400) 중에서 L형보강재(410)의 수평부(420-1)이 삽입되어 고정너트(421)에 의하여 고정 배치되는 구조이다. Therefore, the horizontal reinforcement 410 among the bending shear reinforcements 400 is inserted into the lower layer through hole 105 and fixed by the fixing nut 411, and the bending shear reinforcement material ( 400), the horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 410 is inserted and fixed by the fixing nut 421.

아울러, 상기 휨전단 보강재(400)는, 상기 휨전단 보강재(400) 중에서 상기 확대기초 하부주철근(210)이 배치되는 높이보다 약간 높게 형성되는 복수 개의 L형보강재(410)의 수직부(420-2)를 띠철근(430)에 의하여 횡방향으로 구속하여 원형의 철근망 구조체를 형성할 수 있다.In addition, the bending shear reinforcement member 400 is a vertical portion 420 of a plurality of L-shaped reinforcement members 410 formed slightly higher than the height at which the expanded foundation lower main rebar 210 is disposed among the bending shear reinforcement members 400 - 2) can be restrained in the transverse direction by the band reinforcing bars 430 to form a circular reinforcing bar network structure.

도 2e는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에서 휨전단 보강재를 설명하기 위한 부분 확대도이다.Figure 2e is a partial enlarged view for explaining the bending shear reinforcement in the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 확대기초 하단면(201)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 공간에 매입되는 즉, 확대기초 저면 피복두께(205) 내부 속으로 매입되는 강관말뚝(100)의 상부에 강관말뚝(100)의 원주 테두리를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 관통하여 좌우 한 쌍씩 다수 개의 쌍이 방사상으로 천공되어 형성되는 하층 관통홀(105) 각각에는 강관말뚝(100)의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 관통하여 나사탭(미부호)이 형성된 수평보강재(410)가 삽입 형성되고, 강관말뚝(100)에 접하는 부분에는 고정너트(421)에 의하여 고정되도록 하되, 강관말뚝의 내주면에는 내측 고정너트(411-1)에 의하여 고정 부착하고, 외주면에는 외측 고정너트(411-2)에 의하여 고정 부착되며, 상기 수평보강재(410)의 강관말뚝(100) 내부 중공부측으로 향하도록 형성되는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트(415)가 체결 부착되어 형성되도록 하고, 상기 수평보강재(410)의 강관말뚝의 외측으로 향하는 타측은 보다 길게 외향으로 배치되게 형성되도록 한다.As shown, the steel pipe pile (100) is embedded in the space between the bottom surface (201) of the expanded foundation of the present invention and the lower main reinforcing bar (210) of the expanded foundation, that is, embedded into the bottom cover thickness (205) of the expanded foundation. The lower layer through-holes 105 are formed by radially perforating a plurality of pairs, one on the left and right, penetrating from the outside to the inner hollow portion along the circumferential edge of the steel pipe pile 100 at the upper portion, and each of the lower layer penetration holes 105 is formed from the outside of one side of the steel pipe pile 100 to the inside. A horizontal reinforcement member 410 with a screw tab (not marked) is inserted and formed through the hollow side, and is fixed to the part in contact with the steel pipe pile 100 by a fixing nut 421, and is fixed internally to the inner peripheral surface of the steel pipe pile. It is fixed and attached by a nut (411-1), and is fixed and attached to the outer peripheral surface by an outer fixing nut (411-2), and one end of the horizontal stiffener (410) is formed to face toward the hollow portion inside the steel pipe pile (100). An anchor nut 415 of a larger diameter is fastened and attached thereto, and the other side of the horizontal stiffener 410 facing the outside of the steel pipe pile is formed to be disposed outward longer.

또한, 하층 관통홀(105)의 상부측으로 강관말뚝(100)의 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 관통하여 다수 개가 방사상으로 천공되어 형성되는 상층 관통홀(105) 각각에는 강관말뚝(100)의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 관통하여 나사탭(미부호)이 형성된 L형보강재(420)의 수평부(420-1)가 삽입 형성되고, 상기 수평보강재(410)와 유사하게 상기 강관말뚝(100) 두부에 형성된 다수의 방사상 관통홀(105)을 관통하여 강관말뚝(100) 내측 중공부 및 외측에 위치하는 수평부(420-1)를 삽입시킨 후에 너트(421)로 고정하되, 강관말뚝(100)의 내측면과 외측면에 각각에 내측 고정너트(421-1)과 외측 고정너트(421-2)에 의하여 체결 및 고정하고 강관말뚝(100)의 내부 중공부측으로 배치되는 L형보강재(420)의 수평부(420-1) 일측 끝단에는 역시도 상기 수평보강재(410)와 동일하게 보다 큰 직경의 앵커형너트(415)가 체결 부착되어 형성되도록 한다.In addition, each of the upper layer through holes 105 formed by radially drilling a plurality of holes along the circumferential circumference of the steel pipe pile 100 from the outside toward the inner hollow portion of the lower layer through hole 105 has a steel pipe pile 100. ), the horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 420 formed with a screw tab (unmarked) is inserted and formed by penetrating from one outer side to the inner hollow side, and similarly to the horizontal reinforcement 410, the steel pipe pile is formed. (100) After inserting the horizontal portion (420-1) located on the inner hollow portion and the outer side of the steel pipe pile (100) through the plurality of radial through holes (105) formed in the head, the steel pipe pile (100) is fixed with a nut (421). An L-type fastened and fixed to the inner and outer surfaces of the pile 100 by the inner fixing nut 421-1 and the outer fixing nut 421-2, respectively, and disposed on the inner hollow side of the steel pipe pile 100. At one end of the horizontal portion 420-1 of the reinforcing material 420, an anchor nut 415 having a larger diameter, similar to that of the horizontal reinforcing material 410, is fastened and attached.

상기 L형보강재(420)의 수평부(420-1)의 타측에서 절곡되어 수직으로 연장되는 수직부(420-2)는 본 발명에 따른 확대기초(200)에 구비되는 확대기초 하부주철근(210)이 배치되는 면보다 조금 더 높게 다수 개가 배치되며, 상기 다수 개의 수직부(420-2)들은 횡방향의 띠철근(430)과 결속선(미도시)에 의하여 횡방향으로 소정간격 매듭 연결되어 하나의 원기둥 형상의 철근망 구조체가 형성되도록 한다.The vertical part 420-2, which is bent on the other side of the horizontal part 420-1 of the L-shaped reinforcement 420 and extends vertically, is the expanded foundation lower main rebar 210 provided in the expanded foundation 200 according to the present invention. ) are arranged slightly higher than the surface on which the plurality of vertical parts 420-2 are arranged, and the plurality of vertical parts 420-2 are connected in knots at predetermined intervals in the transverse direction by transverse band reinforcing bars 430 and tie lines (not shown). A cylindrical reinforcing bar network structure is formed.

본 발명의 제1실시예에 따른 상기 수직부의 높이는, 강관말뚝의 외측에 배치하는 타측이 절곡되어 상부 수직방향으로 확대기초 하부 주철근이 배치되는 단면 또는 근처까지의 높이 즉, 1개의 띠철근에 의하여 구속되는 높이로 비교적 낮은 구조의 커다란 원기둥 철근망 구조체를 형성하기 위한 높이로 배치되도록 한다.The height of the vertical portion according to the first embodiment of the present invention is the height of the cross section or vicinity where the other side disposed on the outside of the steel pipe pile is bent and the lower main reinforcing bar of the expanded foundation is arranged in the upper vertical direction, that is, by one band reinforcing bar. It is placed at a height to form a large cylindrical rebar network structure with a relatively low structure at a restrained height.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 새로운 형태의 높이가 비교적 낮은 구조의 커다란 원기둥 철근망 구조체에 의하여 확대기초 내부에는 원기둥의 콘크리트 구조체가 형성될 수 있다.Therefore, according to the first embodiment of the present invention, a cylindrical concrete structure can be formed inside the expanded foundation by the new type of large cylindrical reinforcing bar network structure with a relatively low height structure.

상기 수평보강재(410)와 상기 L형보강재(420) 각각은 바람직하게는 4 ~ 12개가 강관말뚝(100) 두부의 관통홀(105)에 삽입되어 고정 배치되도록 한다.Preferably, 4 to 12 of the horizontal reinforcement 410 and the L-shaped reinforcement 420 are inserted into the through hole 105 of the head of the steel pipe pile 100 and fixedly arranged.

본 발명에 따르면, 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하기 위하여 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강 매개체로서의 속채움 보강철근망(300)을 포함되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in order to resist cracks and bending shear forces occurring between the head of the steel pipe pile (100) embedded in the expanded foundation concrete (203) and the expanded foundation lower main rebar (210), the head and the enlarged steel pipe pile (100) are It is characterized in that it includes a filled reinforcing bar network (300) as a reinforcing medium connecting the foundation (200).

상기 속채움 보강철근망(300)은, 두부를 보강하기 위하여, 복수 개 바람직하게는 8개 ~ 12개의 보강철근이 수직으로 배치되는 수직보강철근(310)과 상기 수직보강철근(310)의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 띠철근(320)과, 상기 수직보강철근(310)과 상기 띠철근(320)이 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥의 철근망 구조체가 형성된다. The filled reinforcing bar network 300 includes vertical reinforcing bars 310 in which a plurality of preferably 8 to 12 reinforcing bars are arranged vertically in order to reinforce the head, and an outer side of the vertical reinforcing bars 310. The reinforcing bar 320, which is formed to continuously connect along the circumference, the vertical reinforcing bar 310, and the strip reinforcing bar 320 are knotted and connected at predetermined intervals by tie lines to form a reinforcing bar network structure of a cylindrical column. do.

상기 속채움 보강철근망(300)의 하부측은 강관말뚝(100)의 본체 중공부 내측으로 매입하되 상기 강관말뚝(100)의 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm 까지 간격을 두고 배치되며, 상기 속채움 보강철근망(300)의 상부측은 확대기초(200) 내부로 매입하되 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정 길이 높이로 배치되도록 하여 상기 확대기초(200)와 상기 강관말뚝(100)의 두부가 상호 연결되도록 배치되는 구조이다. The lower side of the filled reinforcing bar network 300 is buried inside the hollow portion of the main body of the steel pipe pile 100, and is disposed at an interval of 10 cm from the filled concrete form 101 of the steel pipe pile 100 to the upper part, The upper side of the filled reinforcing bar network 300 is buried inside the expanded foundation 200, but is arranged at a certain length and height above the lower main rebar 210 of the expanded foundation 200, so that the expanded foundation 200 and the expanded foundation 200 are placed at a certain length and height. It is a structure in which the heads of the steel pipe piles 100 are arranged to be connected to each other.

즉 상기 속채움 보강철근망(300)은, 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210)을 기준으로 상부측 및 하부측으로 배치되며, 하부측은 상기 강관말뚝(100)의 중공부 내부로 삽입되어 상기 강관말뚝(100)의 속채움 콘크리트 거푸집(101)의 상부 10cm 까지 배치되는 구조이며, 상기 속채움 보강철근망(300)의 상부측은 확대기초 하부주철근(210)의 상부방향으로 하부측으로 배치되는 속채움 보강철근의 길이에 해당되는 높이만큼 배치된다.That is, the filled rebar network 300 is disposed on the upper and lower sides based on the lower main rebar 210 of the expanded foundation 200, and the lower side is inside the hollow portion of the steel pipe pile 100. It is a structure that is inserted and placed up to 10 cm above the filled concrete form 101 of the steel pipe pile 100, and the upper side of the filled reinforcing bar network 300 is directed downward toward the upper side of the lower main rebar 210 of the expanded foundation. It is placed at a height corresponding to the length of the placed filling rebar.

이때 속채움 콘크리트 거푸집(101)을 지지하기 위한 갈고리(102)는 상기 휨전단 보강재(400)의 강관말뚝(100)의 중공부에 배치되는 수평보강재(410)에 걸쳐지도록 한다. At this time, the hook 102 for supporting the filled concrete form 101 is placed over the horizontal reinforcement 410 disposed in the hollow portion of the steel pipe pile 100 of the bending shear reinforcement 400.

도 2f는 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.Figure 2f is a plan view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 2f-i는 관통홀이 형성된 천공된 단면을 기준으로 상층 천공면의 강관말뚝에 결합되는 L형보강재를 포함하는 구조에 대한 평면도로서, 강관말뚝(100)의 내부에 배치되는 L형보강재(420)의 수평부(420-1)는 내측 및 외측 고정너트(421-1, 421-2)에 의하여 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 지지되어 견고하게 고정되며, 강관말뚝(100)의 내측부에 배치되는 일측 끝단에는 앵커형너트(425)가 부착되어 형성되며, 강관말뚝(100)과 앵커형너트(425) 사이에는 속채움 보강철근망(300)이 배치된다. As shown, 2f-i is a plan view of a structure including an L-shaped reinforcement coupled to a steel pipe pile on the upper perforated surface based on the perforated cross section where the through hole is formed, and is disposed inside the steel pipe pile 100. The horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 420 is supported and firmly fixed on the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100 by the inner and outer fixing nuts 421-1 and 421-2, and the steel pipe pile An anchor-type nut 425 is attached to one end disposed on the inner portion of 100, and a filled reinforcing bar network 300 is disposed between the steel pipe pile 100 and the anchor-type nut 425.

2f-ii는 관통홀이 형성된 천공된 단면을 기준으로 하층 천공면의 강관말뚝에 결합되는 수평보강재를 포함하는 구조에 대한 평면도로서, 강관말뚝(100)의 내부에 배치되는 수평보강재(410)는 내측 및 외측 고정너트(411-1, 411-2)에 의하여 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 지지되어 견고하게 고정되며, 강관말뚝(100)의 내측부에 배치되는 일측 끝단에는 앵커형너트(415)가 부착되어 형성되며, 강관말뚝(100)과 앵커형너트(425) 사이에는 속채움 보강철근망(300)이 배치된다. 2f-iii는 확대기초 하부주철근(210)을 포함하는 전체적인 평면도이다.2f-ii is a plan view of a structure including a horizontal reinforcement material coupled to a steel pipe pile on the perforated surface of the lower layer based on the perforated cross section where the through hole is formed. The horizontal reinforcement material 410 disposed inside the steel pipe pile 100 is It is supported and firmly fixed on the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100 by the inner and outer fixing nuts 411-1 and 411-2, and an anchor-type nut ( 415) is attached, and a filled reinforcing bar network 300 is disposed between the steel pipe pile 100 and the anchor nut 425. 2f-iii is an overall plan view including the lower main rebar 210 of the expanded foundation.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 확대기초 저면 피복두께(205)를 보강해 주기 위하여 강관말뚝(100)의 두부 상부절단면(110)을 확대기초 하부주철근(210)과의 면접촉하는 높이까지 인상되도록 상기 확대기초(200)의 내부 속으로 강관말뚝(100)의 말뚝두부를 보다 길게 매입되도록 한 구조이며, 또한 강관말뚝(100) 두부와 확대기초(200)와의 결합부에서 반복적인 수평/수직 하중에 의하여 가장 먼저 균열이 발생되어 파괴되는 부분으로서 확대기초(200) 속에 매입된 강관말뚝(100) 두부의 테두리를 감싸고 있는 확대기초 콘크리트(203)에 균열이 발생하면 휨전단 저항력이 급속하게 저하되어 궁극적으로 속채움 보강철근망(300)이 파단되면서 확대기초의 상부측에 위치하는 상부구조물(건축, 교량)의 붕괴를 방지하기 위한 강관말뚝(100) 두부 결합부의 보강구조로서, 확대기초(200)와 강관말뚝의 두부 결합부의 무근인 확대기초 저면 콘크리트 피복두께(205)에 휨전단 보강재(400)인 수평보강재(410)와 L형보강재(420)를 구비한 구조이다.According to the first embodiment of the present invention, in order to reinforce the cover thickness 205 of the bottom of the expanded foundation, the upper cut surface 110 of the head of the steel pipe pile 100 is brought into surface contact with the lower main rebar 210 of the expanded foundation. It is a structure in which the pile head of the steel pipe pile (100) is embedded longer into the interior of the expanded foundation (200) so as to be raised, and in addition, the head of the steel pipe pile (100) and the expanded foundation (200) have repetitive horizontal/ When a crack occurs in the expanded foundation concrete (203) surrounding the edge of the head of the steel pipe pile (100) embedded in the expanded foundation (200), which is the part that cracks and is destroyed first by the vertical load, the bending shear resistance rapidly increases. It is a reinforcing structure of the head joint of the steel pipe pile (100) to prevent the collapse of the superstructure (building, bridge) located on the upper side of the expanded foundation due to deterioration and ultimately rupture of the filled reinforcing bar network (300). It is a structure equipped with horizontal reinforcement (410) and L-shaped reinforcement (420), which are bending shear reinforcement (400), on the concrete cover thickness (205) of the bottom of the expanded foundation, which is the base of the head joint of the steel pipe pile.

본 발명에 따르면, 강관말뚝(100) 두부 주면의 콘크리트 피복인 확대기초 저면 피복두께(205)에 휨전단 보강재(400)의 수평보강재(410)를 매입하여 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 휨전단 저항력을 극대화할 뿐만 아니라 강관말뚝(100) 두부 결합부의 강결합을 유도할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the horizontal reinforcement (410) of the bending shear reinforcement (400) is embedded in the bottom cover thickness (205) of the expanded foundation, which is the concrete covering of the main surface of the head of the steel pipe pile (100), to prevent the bending acting on the head of the steel pipe pile (100). It has the effect of not only maximizing shear resistance but also inducing strong bonding of the head joint of the steel pipe pile (100).

또한, 강관말뚝(100) 최외곽의 수직방향으로 설치되는 휨전단 보강재(400) L형보강재(420)의 수직부(420-2)를 띠철근(430)에 의하여 결속된 새로운 형태의 원기둥 형상의 철근망 구조체에 의한 원기둥의 콘크리트 구조체가 생김으로 인하여 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)의 결합이 강결합되는 구속효과에 의하여 강관말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력을 향상시키는 효과가 있다.In addition, a new type of cylindrical shape in which the vertical portion (420-2) of the L-shaped reinforcement (420) of the bending shear reinforcement (400) installed in the vertical direction of the outermost steel pipe pile (100) is bound by the band reinforcement (430) Due to the creation of a cylindrical concrete structure by the reinforcing bar network structure, the bonding effect of the head of the steel pipe pile (100) and the expanded foundation (200) is strongly bonded, thereby improving the bending shear resistance of the head of the steel pipe pile (100). It works.

본 발명에 따르면, 강관말뚝(100)의 내측 및 외측에 구비되는 외주면에 돌출된 나사탭이 형성되는 수평보강재(410)와 L형보강재(420)의 수평부(420-1)에 의하여 지진하중이나 수평하중에 의해 강관말뚝(100)의 두부가 회전하는 경우가 발생하더라도 강관말뚝(100) 중공부의 속채움 콘크리트(103)와 확대기초 저면 콘크리트 피복두께(205) 속에 매입된 수평보강재(410) 및 L형보강재(420)의 수평부(420-1)의 주면에 주면저항력이 발생하여 강관말뚝(100) 내부 중공부에 채워지는 속채움 콘크리트(103)와 확대기초(200)의 외측 확대기초 콘크리트(203)를 일체화시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the seismic load is generated by the horizontal reinforcement 410 and the horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 420, in which protruding screw tabs are formed on the outer peripheral surface provided on the inner and outer sides of the steel pipe pile 100. Even if the head of the steel pipe pile (100) rotates due to a horizontal load, the horizontal reinforcement (410) embedded in the filling concrete (103) of the hollow part of the steel pipe pile (100) and the concrete cover thickness (205) of the bottom of the expanded foundation And the main surface resistance force is generated on the main surface of the horizontal part (420-1) of the L-shaped reinforcement (420), and the fill concrete (103) and the outer expanded foundation of the expanded foundation (200) are filled in the inner hollow part of the steel pipe pile (100). There is an effect of unifying the concrete 203.

아울러, 본 발명에 따른 강관말뚝(100) 관통홀(105)에 삽입되어 중공부 속채움 콘크리트(103) 속에 매입되며, 확대기초 저면 피복두께(205)에 매입되는 휨전단 보강재(400)의 수평보강재(410)와, 상기 수평보강재(410)를 강관말뚝(100)에 고정하기 위하여 서로 체결하기 위한 내측/외측 고정너트(411-1, 411-2)와, 강관말뚝(100) 중공부의 속채움 콘크리트(103) 속으로 매입된 앵커형 볼트(415), 및 강관말뚝(100) 내측/외측으로 수평보강재(410)의 외주면에 도출되는 나사탭에 의하여 강관말뚝(100) 중공부 속채움 콘크리트(103)와 강관말뚝(00) 외측의 확대기초 저면 피복두께(205)의 콘크리트가 일체화가 되도록 미끄럼방지턱 기능을 수행하여 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 수직력, 수평력, 휨모멘트에 뛰어난 저항력을 발휘할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 강관말뚝(100)의 관통홀(105)에 삽입되어 중공부 속채움 콘크리트(103) 속에 매입되며, 확대기초 저면 피복두께(205)에 매입되는 휨전단 보강재(400)의 L형보강재(420)와, 강관말뚝(100) 내주면 및 외주면에 고정하기 위하여 내측/외측 고정너트(412-1, 412-2) 및 강관말뚝(100) 내부 중공부측 구비되는 L형보강재(420)의 끝단부에 설치되는 앵커형너트(415, 425) 및 L형보강재(420)의 외주면에 돌출된 나사탭이 형성되어 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 휨모멘트를 저항하기 위한 앵커 기능 및 강관말뚝(100) 두부의 내부 중공부에 채워지는 속채움 콘크리트(103)와 강관말뚝(100)의 두부 외측 주변부에 존재하는 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트가 일체화가 되도록 미끄럼방지턱 역할을 수행하여 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 수직력, 수평력, 휨모멘트에 뛰어난 저항력을 발휘할 수 있어서 강관말뚝 내/외부의 일체화(내외부의 합성효과와 폐색효과)를 기할 수 있기 때문에 수평하중인 지진하중이나 측방유동, 풍하중 등에 의해 가장 취약한 강관말뚝(100) 두부의 결합부를 강하게 보강할 수 있는 효과가 있다. In addition, the horizontal bending shear reinforcement (400) is inserted into the through hole (105) of the steel pipe pile (100) according to the present invention and embedded in the hollow filling concrete (103), and is embedded in the bottom cover thickness (205) of the expanded foundation. Inner/outer fixing nuts (411-1, 411-2) for fastening the reinforcing material (410) and the horizontal reinforcing material (410) to each other to the steel pipe pile (100), and the inside of the hollow portion of the steel pipe pile (100) The hollow part of the steel pipe pile (100) is filled with concrete by the anchor-type bolt (415) embedded in the filling concrete (103) and the screw tab that is derived from the outer peripheral surface of the horizontal reinforcement (410) on the inside/outside of the steel pipe pile (100). (103) and the concrete of the bottom surface cover thickness (205) of the expanded foundation on the outside of the steel pipe pile (00) perform the function of a non-slip ridge so that it is integrated, providing excellent resistance to the vertical force, horizontal force, and bending moment acting on the head of the steel pipe pile (100). In addition, it is inserted into the through hole 105 of the steel pipe pile 100 and embedded in the hollow filling concrete 103, and is embedded in the cover thickness 205 of the bottom of the expanded foundation. 400) of the L-type reinforcement (420), inner/outer fixing nuts (412-1, 412-2), and L-type provided on the inner hollow side of the steel pipe pile (100) to secure it to the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile (100). A protruding screw tab is formed on the outer peripheral surface of the anchor nuts 415, 425 and the L-type reinforcement 420 installed at the end of the reinforcement 420 to resist the bending moment acting on the head of the steel pipe pile 100. Anchor function and non-slip bump so that the filling concrete (103) filled in the internal hollow part of the head of the steel pipe pile (100) and the expanded foundation concrete of the expanded foundation (200) existing in the outer periphery of the head of the steel pipe pile (100) are integrated. By performing its role, it can exert excellent resistance to the vertical force, horizontal force, and bending moment acting on the head of the steel pipe pile (100), and can achieve integration of the inside and outside of the steel pipe pile (compounding effect and blocking effect of the inside and outside), so it is a horizontal load. It has the effect of strongly reinforcing the joint of the head of the steel pipe pile (100), which is the most vulnerable due to seismic load, lateral flow, wind load, etc.

< 제2실시예 > 보다 큰 구조의 휨전단 보강재를 구비한 강관말뚝 두부보강구조 < Second Example > Steel pipe pile head reinforcement structure equipped with bending shear reinforcement of a larger structure

도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 전체 결합정면도이고, 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 하부주철근의 결합구조에 대한 사시도이며, 도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이고, 도 3d는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.Figure 3a is an overall combined front view showing the combined structure of the steel pipe pile and the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention, and Figure 3b is the combined structure of the lower main rebar of the steel pipe pile and the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention. is a perspective view of, and Figure 3c is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention, and Figure 3d is a steel pipe pile according to the second embodiment of the present invention and This is an exploded perspective view of the joint structure of the lower main rebar of the expanded foundation.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2실시예는 제1실시예와 기본적인 구조는 하기의 설명과 같이 동일한 구조이다. As shown, the second embodiment according to the present invention has the same basic structure as the first embodiment as described below.

상기 강관말뚝(100)은, 두부 내측 중공부에 속채움 콘크리트(103)를 충전하기 위하여 갈고리(102)에 의하여 지지되는 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집(101)이 형성된다. 따라서, 강관말뚝(100)의 두부 내측 중공부에 타설한 속채움 콘크리트(103)를 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로 구속하여 양생시킬 수 있다. The steel pipe pile 100 has a disk-shaped filled concrete form 101 formed at the inner lower part supported by hooks 102 in order to fill the hollow portion inside the head with filled concrete 103. Therefore, the filled concrete 103 poured into the hollow portion inside the head of the steel pipe pile 100 can be cured by restraining it with the filled concrete form 101.

상기 확대기초(200)는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트(203)의 하부 단면인 확대기초 하단면(201)과 확대기초 콘크리트(203)의 상부 단면인 확대기초 상단면(202)으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘크리트(203) 내부 속으로 상기 강관말뚝(100)의 두부가 상부절단면(110)을 기준으로 10cm~15cm의 높이까지 매입되도록 한다.The expanded foundation 200 is the foundation concrete of the ground superstructure, and has an expanded foundation bottom surface 201, which is the lower cross section of the expanded foundation concrete 203, and an expanded foundation upper surface 202, which is the upper cross section of the expanded foundation concrete 203. The head of the steel pipe pile 100 is buried from the bottom surface 201 of the expanded foundation into the concrete 203 of the expanded foundation to a height of 10 cm to 15 cm based on the upper cut surface 110.

상기 확대기초 하부주철근(210)은, 확대기초(200)에서 확대기초 콘크리트(203)에 작용하는 수직하중, 수평하중, 휨전단(bending shear), 휨하중에 대하여 저항하는 역할을 수행하기 위하여, 상층 확대기초 상부주철근(212)과 하층 확대기초 하부주철근(211)이 서로 수직 교차되도록 배치되고, 상기 확대기초 하부주철근(210)의 하층 확대기초 하부주철근(211) 하부에는 강관말뚝(100) 두부 본체가 배치되는 구조이다. 즉, 상기 강관말뚝(100)의 상부절단면(110)으로부터 상부의 일정거리에 위치하는 확대기초 하부주철근(210)은, 하층(횡방향의) 확대기초 하부주철근(211)과 그 상부에 상층(종방향의) 확대기초 하부주철근(212)이 서로 수직 교차되도록 배치되는 구조이다.The expanded foundation lower main rebar 210 serves to resist vertical load, horizontal load, bending shear, and bending load acting on the expanded foundation concrete 203 in the expanded foundation 200, The upper main rebar 212 of the upper expanded foundation and the lower main rebar 211 of the lower expanded foundation are arranged to perpendicularly intersect each other, and the head of the steel pipe pile 100 is located below the lower expanded foundation lower main rebar 211 of the expanded foundation lower main rebar 210. This is the structure in which the main body is arranged. That is, the expanded foundation lower main rebar 210 located at a certain distance from the upper cut surface 110 of the steel pipe pile 100 is the lower layer (transverse) expanded foundation lower main rebar 211 and the upper layer ( It is a structure in which the lower main reinforcing bars 212 of the expanded foundation (in the longitudinal direction) are arranged to cross each other perpendicularly.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 보다 큰 형태의 원형 철근망 구조체를 형성하기 위한 휨전단 보강재를 구비한 강관말뚝 두부보강구조로서, 휨전단 취약부인 확대기초 저면 피복두께(205)를 보다 강하게 보강하여 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하기 위하여 강관말뚝(100)의 두부 상단부에 형성되는 관통홀에 형성되는 휨전단 보강재(400)를 구비한다.In addition, according to the second embodiment of the present invention, it is a steel pipe pile head reinforcement structure equipped with bending shear reinforcement to form a circular reinforcing bar network structure of a larger shape, and the cover thickness 205 of the bottom of the expanded foundation, which is a bending shear vulnerable part, is A bending shear reinforcement material formed in the through hole formed at the upper end of the head of the steel pipe pile (100) to resist cracks and bending shear forces that occur between the head of the steel pipe pile (100) and the lower main rebar (210) of the expanded foundation by reinforcing it more strongly. (400) is provided.

보다 상세하게는, 상기 휨전단 보강재(400)는, 일자형의 수평보강재(410)와 일자형을 절곡하여 형성되는 L형보강재(420)로 이루어지며, 상기 L형보강재(420)는 수평부(420-1)와 수직부(420-2)로 구분된다. 이때 상기 수직부(420-2)는 상기 확대기초 하부주철근(210)이 배치되는 면을 통과하여 보다 길게 상부 수직한 방향으로 길게 형성된다. More specifically, the bending shear reinforcement 400 is made of a straight horizontal reinforcement 410 and an L-shaped reinforcement 420 formed by bending the straight shape, and the L-shaped reinforcement 420 is a horizontal portion 420. It is divided into -1) and vertical part (420-2). At this time, the vertical portion 420-2 passes through the surface on which the lower main reinforcing bar 210 of the expanded foundation is disposed and is formed to be longer in a direction perpendicular to the upper part.

본 발명에 따른 큰구조의 원기둥의 철근망 구조체를 형성하기 위한 휨전단 보강재(400)는, 본 발명에 제2실시예와 매우 유사한 구조로서, 강관말뚝(100) 두부 주면부의 확대기초 저면 피복두께(205)에 매입되어 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 휨 전단저항력을 극대화 및 강관말뚝 두부 결합부의 강결합을 유도하기 위하여 일자형으로 외부에 돌출된 나사탭이 형성되는 수평보강재(410)와, 강관말뚝(100) 내측으로 관통되는 수평부(420-1)와 강관말뚝(100) 최외측으로 수직한 방향으로 배치되는 수직부(420-2)로 형성되어 강관말뚝(100) 내부 속채움 콘크리와의 일체화 및 강관말뚝(100) 두부의 휨전단 저향력을 향상시키기 위하여 형성되는 L형보강재(420)를 포함하며, 상기 강관말뚝(100) 최외측으로 수직한 방향으로 배치되는 다수 개의 수직부(420-2)를 묶어서 원기둥 형상의 원통형 철근망 구조체로 형성하기 위한 띠철근(430)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The bending shear reinforcement 400 for forming a large cylindrical rebar network structure according to the present invention has a structure very similar to the second embodiment of the present invention, and has a cover thickness of the bottom of the expanded base of the main surface of the head of the steel pipe pile 100. A horizontal reinforcement (410) that is embedded in (205) and has a straight externally protruding screw tab formed in order to maximize the bending shear resistance force acting on the head of the steel pipe pile (100) and induce strong bonding of the steel pipe pile head joint, It is formed by a horizontal part (420-1) penetrating inside the steel pipe pile (100) and a vertical part (420-2) disposed in a vertical direction to the outermost side of the steel pipe pile (100), and the inner filling of the steel pipe pile (100) is made of concrete. It includes an L-shaped reinforcement (420) formed to integrate with and improve the bending shear resistance of the head of the steel pipe pile (100), and a plurality of vertical portions arranged in a vertical direction to the outermost part of the steel pipe pile (100). It is characterized in that it further includes a band reinforcing bar (430) for binding the (420-2) to form a cylindrical reinforcing bar network structure in the shape of a cylinder.

본 발명의 제2실시예에 따른 상기 수직부의 높이는, 강관말뚝의 외측에 배치하는 타측이 절곡되어 상부 수직방향으로 80cm ~ 1m 의 높이이며 이는 15cm 간격마다 띠철근이 배치되어 구속되기 때문에 6개 ~ 7개 정도의 띠철근의 개수로 구속되는 높이가 비교적 높은 길이로 큰 구조의 커다란 원기둥 철근망 구조체를 형성하기 위한 높이로 배치되도록 한다.The height of the vertical portion according to the second embodiment of the present invention is 80 cm to 1 m in the upper vertical direction when the other side disposed on the outside of the steel pipe pile is bent. This is because the band reinforcement is arranged and restrained at intervals of 15 cm, 6 to 1 m. The height restrained by the number of band reinforcing bars of about 7 is arranged at a height to form a large cylindrical reinforcing bar network structure with a relatively high length.

따라서, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 새로운 형태의 높이가 비교적 높은 구조의 커다란 원기둥 철근망 구조체에 의하여 확대기초 내부에는 원기둥의 콘크리트 구조체가 형성될 수 있다.Therefore, according to the second embodiment of the present invention, a cylindrical concrete structure can be formed inside the expanded foundation by the new type of large cylindrical reinforcing bar network structure with a relatively high height.

즉, 상기 띠철근(430)에 의하여 다수 개의 수직부(420-2)를 묶어서 형성되어 강관말뚝(100)을 중심부를 기준으로 보다 큰 반경에 걸쳐서 휨모멘트에 저항할 수 있는 보다 큰 구조의 원기둥 (보강)철근망 구조체로 인하여 확대기초(200) 내부에는 새로운 형태의 원기둥의 콘크리트 구조체가 형성되기 때문에 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)의 결합이 강결합되는 구속효과에 의하여 강관말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In other words, it is formed by binding a plurality of vertical parts 420-2 by the band reinforcement 430, and is a cylinder with a larger structure that can resist bending moment over a larger radius based on the center of the steel pipe pile 100. (Reinforcement) Because a new type of cylindrical concrete structure is formed inside the expanded foundation (200) due to the reinforcing bar network structure, the head of the steel pipe pile (100) and the expanded foundation (200) are strongly coupled to each other, resulting in a strong bonding effect. There is an effect of improving the bending shear resistance of the head of the pile 100.

본 발명에 따른 휨전단 보강재(400)의 일자형의 수평보강재(410)와, 수평부(420-1)와 수직부(420-2)로 이루어지는 L형보강재(420)는 강관말뚝의 두부 상부에 원주 테두리를 따라 상층 및 하층 2개 층으로 형성되는 관통홀(105)에 고정너트(411, 421)에 의하여 고정된다. The straight horizontal reinforcement 410 of the bending shear reinforcement 400 according to the present invention, and the L-shaped reinforcement 420 consisting of a horizontal part 420-1 and a vertical part 420-2 are located on the upper part of the head of the steel pipe pile. It is fixed to a through hole 105 formed in two layers, an upper layer and a lower layer, along the circumferential edge by fixing nuts 411 and 421.

즉, 상기 하층 관통홀(105)에는 상기 휨전단 보강재(400) 중에서 수평보강재(410)가 삽입되어 내주면에는 고정너트(411) 중 내측 고정너트(411-1)에 의하여 외주면에는 외측 고정너트(411-2)에 의하여 체결되어 고정 배치되고, 상기 상층 관통홀(105)에는 상기 휨전단 보강재(400) 중에서 L형보강재(410)의 수평부(420-1)가 삽입되어 내주면에는 고정너트(421) 중 내측 고정너트(421-1)에 의하여 외주면에는 외측 고정너트(421-2)에 의하여 체결되어 고정 배치되는 구조이며, 또한, 강관말뚝(100)의 내부 중공부측에 배치되는 수평보강재(410)의 일측 단부와 상기 L형보강재(410)의 수평부(420-1)의 일측 단부에는 보다 큰 직경의 앵커형 너트로 체결됨으로써 상기 수평보강재(410)와 L형보강재(420)의 수평한 부재와, 상기 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 고정하기 위한 고정너트(411, 421) 및 상기 강관말뚝(100)의 중공부측에 배치되는 수평보강재(410)의 일측 단부에 체결되는 앵커형너트(415)와 L형보강재(410)의 수평부(420-1) 단부에 체결되는 앵커형너트(425)에 의한 앵커 및 정착 기능에 의한 미끄럼방지턱 효과에 의하여 강관말뚝(100) 중공부 속채움 콘크리트(103)와 강관말뚝(100) 및 강관말뚝 외측의 확대기초 저면 피복두께(205)가 서로 일체화가 되어 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 수직력, 수평력, 휨모멘트에 뛰어난 저항력을 발휘할 수 있기 때문에 강관말뚝(100)의 두부가 강결합 조건으로 보강되는 효과가 있다.That is, the horizontal reinforcement 410 among the bending shear reinforcements 400 is inserted into the lower layer through hole 105, and an outer fixing nut (411-1) of the fixing nuts 411 is installed on the inner circumferential surface. It is fastened and fixedly arranged by 411-2), and the horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 410 of the bending shear reinforcement 400 is inserted into the upper layer through hole 105, and a fixing nut ( 421) It is a structure that is fastened and fixed to the outer peripheral surface by the inner fixing nut 421-1 by the outer fixing nut 421-2, and also the horizontal reinforcement disposed on the inner hollow side of the steel pipe pile 100 ( One end of 410) and one end of the horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 410 are fastened with an anchor-type nut of a larger diameter, thereby ensuring that the horizontal reinforcement 410 and the L-shaped reinforcement 420 are horizontal. One member, fixing nuts 411 and 421 for fixing to the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100, and an anchor fastened to one end of the horizontal reinforcement 410 disposed on the hollow side of the steel pipe pile 100. The hollow part of the steel pipe pile (100) is formed by the anti-slip effect of the anchor and anchoring function of the anchor-type nut (425) fastened to the end of the horizontal part (420-1) of the type nut (415) and the L-type reinforcement (410). The filling concrete (103), the steel pipe pile (100), and the cover thickness (205) of the bottom of the expanded foundation on the outside of the steel pipe pile are integrated with each other to demonstrate excellent resistance to the vertical force, horizontal force, and bending moment acting on the head of the steel pipe pile (100). Therefore, the head of the steel pipe pile 100 has the effect of being reinforced under a strong bond condition.

도 3e는 본 발명의 제2실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.Figure 3e is a plan view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the second embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 3e-i는 관통홀이 형성된 천공된 단면을 기준으로 상층 천공면의 강관말뚝에 결합되는 L형보강재를 포함하는 구조에 대한 평면도로서, 강관말뚝(100)의 내부에 배치되는 L형보강재(420)의 수평부(420-1)는 내측 및 외측 고정너트(421-1, 421-2)에 의하여 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 지지되어 견고하게 고정되며, 강관말뚝(100)의 내측부에 배치되는 일측 끝단에는 앵커형너트(425)가 부착되어 배치되며, 보다 큰 구조의 원기둥형 철근망 구초체가 띠철근(430)에 의하여 강관말뚝(100)의 최외곽에 배치된다. As shown, 3e-i is a plan view of a structure including an L-shaped reinforcement coupled to a steel pipe pile on the perforated surface of the upper layer based on the perforated cross section in which the through hole is formed, the steel pipe pile 100 The horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 420 disposed inside is firmly supported on the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100 by the inner and outer fixing nuts 421-1 and 421-2. It is fixed, and an anchor-type nut 425 is attached to one end of the steel pipe pile 100, and a cylindrical reinforcing bar network structure with a larger structure is attached to the steel pipe pile 100 by the band reinforcement 430. It is placed on the outermost edge of.

3e-ii는 관통홀이 형성된 천공된 단면을 기준으로 하층 천공면의 강관말뚝에 결합되는 수평보강재를 포함하는 구조에 대한 평면도로서, 강관말뚝(100)의 내부에 배치되는 수평보강재(410)는 내측 및 외측 고정너트(411-1, 411-2)에 의하여 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 지지되어 견고하게 고정되며, 강관말뚝(100)의 내측부에 배치되는 일측 끝단에는 앵커형너트(415)가 부착되어 형성되며, 3e-iii는 확대기초 하부주철근(210)을 포함하는 전체적인 평면도이다.3e-ii is a plan view of a structure including a horizontal reinforcement member coupled to a steel pipe pile on the perforated surface of the lower layer based on the perforated cross section where the through hole is formed. The horizontal reinforcement member 410 disposed inside the steel pipe pile 100 is It is supported and firmly fixed on the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100 by the inner and outer fixing nuts 411-1 and 411-2, and an anchor-type nut ( It is formed by attaching 415), and 3e-iii is an overall plan view including the lower main rebar 210 of the expanded foundation.

< 제3실시예 > 보다 큰 구조의 휨전단 보강재와 속채움 보강철근망을 구비한 강관말뚝 두부보강구조 < Third Embodiment > Steel pipe pile head reinforcement structure with larger structure of flexural shear reinforcement and filler reinforcing bar network.

도 4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 전체 결합정면도이고, 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이며, 도 4c는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이고, 도 4d는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.Figure 4a is an overall combined front view showing the combined structure of the steel pipe pile and the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention, and Figure 4b is the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention. Figure 4c is a vertical cut perspective view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention, and Figure 4d is a vertical cut perspective view of the steel pipe pile according to the third embodiment of the present invention and This is an exploded perspective view of the joint structure of the lower main rebar of the expanded foundation.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 보다 큰 구조의 휨전단 보강재와 속채움 보강철근망을 구비한 강관말뚝 두부보강구조는 상기 제2실시예의 구조와 동일하며, 이에 속채움 보강철근망(300) 더 포함하는 구조이다.As shown, the steel pipe pile head reinforcement structure having a larger structure of bending shear reinforcement and a filled reinforcing bar network according to the third embodiment of the present invention is the same as the structure of the second embodiment, and thus the filled reinforcement It is a structure that further includes a reinforcing bar network (300).

따라서, 제2실시예에 따른 띠철근(430)에 의하여 보다 큰 구조의 원기둥형 철근망 구초체 및 강관말뚝(100)의 내측으로 속채움 보강철근망(300)이 배치되도록 한다. Therefore, the filled reinforcing bar network 300 is disposed inside the cylindrical rebar network structure and the steel pipe pile 100 of a larger structure by the band rebar 430 according to the second embodiment.

상기 속채움 보강철근망(300)은, 두부를 보강하기 위하여, 복수 개 바람직하게는 8개 ~ 12개의 보강철근이 수직으로 배치되는 수직보강철근(310)과 상기 수직보강철근(310)의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 띠철근(320)과, 상기 수직보강철근(310)과 상기 띠철근(320)을 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥 구조체로 형성된다.The filled reinforcing bar network 300 includes vertical reinforcing bars 310 in which a plurality of preferably 8 to 12 reinforcing bars are arranged vertically in order to reinforce the head, and an outer side of the vertical reinforcing bars 310. A cylindrical column structure is formed by knotting the band reinforcing bars 320, which are formed to continuously connect along the circumference, and the vertical reinforcing bars 310 and the band reinforcing bars 320 at predetermined intervals using tie lines.

상기 속채움 보강철근망(300)의 최외곽에 형성되는 보다 큰 구조의 원기둥 철근망을 형성하기 위하여 상기 L형보강재(420)의 수직부(420-2)는 4 ~ 12개로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to form a cylindrical reinforcing bar network with a larger structure formed at the outermost part of the filled reinforcing bar network 300, the vertical portions 420-2 of the L-shaped reinforcing material 420 are formed in 4 to 12 pieces. Do it as

따라서, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 강관말뚝(300) 내부 중공부측의 속채움 보강철근망(300)에 더하여 강관말뚝(100) 외부에 보다 큰 구조의 원기둥 의 보강 철근망 구조체에 의하여 확대기초(200) 속에 보다 큰 철근콘크리트 구조체가 형성되어지므로 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 수직력, 수평력, 휨모멘트의 저항력이 향상되어 보다 안전하고 우수한 구조물이 될 수 있다. Therefore, according to the third embodiment of the present invention, in addition to the filling reinforcing bar network 300 on the hollow side of the steel pipe pile 300, a larger cylindrical reinforcing bar network structure is used on the outside of the steel pipe pile 100. Since a larger reinforced concrete structure is formed in the expanded foundation 200, the resistance to vertical force, horizontal force, and bending moment acting on the head of the steel pipe pile 100 is improved, resulting in a safer and superior structure.

도 4e는 본 발명의 제3실시예에 따른 강관말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.Figure 4e is a plan view of the combined structure of the steel pipe pile and the lower main rebar of the expanded foundation according to the third embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 4e-i는 관통홀이 형성된 천공된 단면을 기준으로 상층 천공면의 강관말뚝에 결합되는 L형보강재를 포함하는 구조에 대한 평면도로서, 강관말뚝(100)의 내부에 배치되는 L형보강재(420)의 수평부(420-1)는 내측 및 외측 고정너트(421-1, 421-2)에 의하여 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 지지되어 견고하게 고정되며, 강관말뚝(100)의 내측부에 배치되는 일측 끝단에는 앵커형너트(425)가 부착되어 형성되며, 강관말뚝(100)과 앵커형너트(425) 사이에는 속채움 보강철근망(300)이 배치되며 그의 최외곽으로 L형보강재(420)의 수직부(420-2)를 띠철근(430)에 의하여 구속하여 보다 큰 구조의 원형 철근망 구조체가 형상되어 배치된다. As shown, 4e-i is a plan view of a structure including an L-shaped reinforcement coupled to a steel pipe pile on the perforated surface of the upper layer based on the perforated cross section where the through hole is formed, and is disposed inside the steel pipe pile 100. The horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 420 is supported and firmly fixed on the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100 by the inner and outer fixing nuts 421-1 and 421-2, and the steel pipe pile An anchor-type nut 425 is attached to one end disposed on the inner part of (100), and a filled reinforcing bar network 300 is disposed between the steel pipe pile 100 and the anchor-type nut 425, and its maximum To the outside, the vertical portion 420-2 of the L-shaped reinforcement 420 is restrained by the band reinforcing bar 430, and a circular reinforcing bar network structure with a larger structure is formed and placed.

4e-ii는 관통홀이 형성된 천공된 단면을 기준으로 하층 천공면의 강관말뚝에 결합되는 수평보강재를 포함하는 구조에 대한 평면도로서, 강관말뚝(100)의 내부에 배치되는 수평보강재(410)는 내측 및 외측 고정너트(411-1, 411-2)에 의하여 강관말뚝(100)의 내주면 및 외주면에 지지되어 견고하게 고정되며, 강관말뚝(100)의 내측부에 배치되는 일측 끝단에는 앵커형너트(415)가 부착되어 형성되며, 강관말뚝(100)과 앵커형너트(425) 사이에는 속채움 보강철근망(300)이 배치된다. 4e-iii는 확대기초 하부주철근(210)을 포함하는 전체적인 평면도이다.4e-ii is a plan view of a structure including a horizontal reinforcement member coupled to a steel pipe pile on the perforated surface of the lower layer based on the perforated cross section where the through hole is formed. The horizontal reinforcement member 410 disposed inside the steel pipe pile 100 is It is supported and firmly fixed on the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile 100 by the inner and outer fixing nuts 411-1 and 411-2, and an anchor-type nut ( 415) is attached, and a filled reinforcing bar network 300 is disposed between the steel pipe pile 100 and the anchor nut 425. 4e-iii is an overall plan view including the lower main rebar 210 of the expanded foundation.

따라서, 본 발명에 따른 보다 큰 구조의 휨전단 보강재와 속채움 보강철근망을 구비한 강관말뚝 두부보강구조에 의하면, 강관말뚝의 두부 절단면을 확대기초 하부주철근과 접하도록 인상하여 확대기초 저면 피복두께 속에 더 길게 매입시킴으로써 수평하중, 측방유동 및 지진하중 등의 휨전단이 가해질 경우에 가장 먼저 파괴되는 휨전단 취약부인 강관말뚝의 두부 절단면과 확대기초 하부주철근 사이에 강관말뚝 두부 결합부를 보강함으로써 휨모멘트와 횡방향 구속효과(hoop tension effect)가 향상되어 강관말뚝과 확대기초의 결합부의 고정도(degree of rigidity)가 증가되는 효과가 있다.Therefore, according to the steel pipe pile head reinforcement structure provided with a larger structure of flexural shear reinforcement and a filling reinforcing bar network according to the present invention, the head cut surface of the steel pipe pile is raised to contact the lower main rebar of the expanded foundation to increase the cover thickness of the bottom of the expanded foundation. By embedding it longer into the core, the bending moment is increased by reinforcing the head joint of the steel pipe pile between the head cut surface of the steel pipe pile, which is the most vulnerable part to bending shear, which is the first to fail when bending shear such as horizontal load, lateral flow, and earthquake load is applied, and the lower main rebar of the expanded foundation. The hoop tension effect is improved, which increases the degree of rigidity of the joint between the steel pipe pile and the expanded foundation.

또한, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 강관말뚝(100) 두부 주면의 콘크리트 피복인 확대기초 저면 피복두께(205)에 휨전단 보강재(400)의 수평보강재(410)를 매입하여 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 휨전단 저항력을 극대화할 뿐만 아니라 강관말뚝(100) 두부 결합부의 강결합을 유도할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the third embodiment of the present invention, the horizontal reinforcement 410 of the bending shear reinforcement 400 is embedded in the bottom cover thickness 205 of the expanded foundation, which is the concrete covering of the main surface of the head of the steel pipe pile 100, to form a steel pipe pile ( 100) It has the effect of not only maximizing the bending shear resistance acting on the head, but also inducing strong bonding of the head joint of the steel pipe pile (100).

본 발명의 제3실시예에 따르면, 강관말뚝(100) 최외곽의 수직방향으로 설치되는 휨전단 보강재(400) L형보강재(420)의 수직부(420-2)를 띠철근(430)에 의하여 결속된 새로운 형태의 보다 큰 원기둥 형상의 철근망 구조체에 의한 원기둥의 콘크리트 구조체가 생김으로 인하여 강관말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)의 결합이 강결합되는 구속효과에 의하여 강관말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력을 향상시키는 효과가 있다.According to the third embodiment of the present invention, the vertical portion 420-2 of the L-shaped reinforcement 420 of the flexural shear reinforcement 400 installed in the vertical direction of the outermost steel pipe pile 100 is connected to the band reinforcement 430. The steel pipe pile ( 100) It has the effect of improving the bending and shear resistance of tofu.

본 발명의 제3실시예에 따르면, 강관말뚝(100)의 내측 및 외측에 구비되는 외주면에 돌출된 나사탭이 형성되는 수평보강재(410)와 L형보강재(420)의 수평부(420-1)에 의하여 지진하중이나 수평하중에 의해 강관말뚝(100)의 두부가 회전하는 경우가 발생하더라도 강관말뚝(100) 중공부의 속채움 콘크리트(103)와 확대기초 저면 콘크리트 피복두께(205) 속에 매입된 수평보강재(410) 및 L형보강재(420)의 수평부(420-1)의 주면에 주면저항력이 발생하여 강관말뚝(100) 내부 중공부에 채워지는 속채움 콘크리트(103)와 확대기초(200)의 외측 확대기초 콘크리트(203)가 일체화되어 확대기초(200) 상부에 배치되는 상부건축물(건축물, 교량)의 붕괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the third embodiment of the present invention, the horizontal reinforcement 410 and the horizontal portion 420-1 of the L-shaped reinforcement 420 are formed with protruding screw tabs on the outer peripheral surface provided on the inner and outer sides of the steel pipe pile 100. ) Even if the head of the steel pipe pile (100) rotates due to an earthquake load or horizontal load, the steel pipe pile (100) is embedded in the filling concrete (103) of the hollow part and the concrete cover thickness (205) of the bottom of the expanded foundation. The main surface resistance is generated on the main surface of the horizontal part (420-1) of the horizontal reinforcement (410) and the L-type reinforcement (420), and the filling concrete (103) and expanded foundation (200) are filled in the hollow part inside the steel pipe pile (100). ), the outer expanded foundation concrete 203 is integrated, which has the effect of preventing the collapse of the upper building (building, bridge) placed on top of the expanded foundation 200.

본 발명의 제3실시예에 따르면, 강관말뚝(100) 관통홀(105)에 삽입되어 중공부 속채움 콘크리트(103) 속에 매입되며, 확대기초 저면 피복두께(205)에 매입되는 휨전단 보강재(400)의 수평보강재(410)와, 상기 수평보강재(410)를 강관말뚝(100)에 고정하기 위하여 서로 체결하기 위한 내측/외측 고정너트(411-1, 411-2)와, 강관말뚝(100) 중공부의 속채움 콘크리트(103) 속으로 매입된 앵커형 볼트(415), 및 강관말뚝(100) 내측/외측으로 수평보강재(410)의 외주면에 도출되는 나사탭에 의하여 강관말뚝(100) 중공부 속채움 콘크리트(103)와 강관말뚝(00) 외측의 확대기초 저면 피복두께(205)의 콘크리트가 일체화가 되도록 미끄럼방지턱 기능을 수행하여 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 수직력, 수평력, 휨모멘트에 뛰어난 저항력을 발휘할 수 있는 효과가 있다.According to the third embodiment of the present invention, a bending shear reinforcement ( The horizontal reinforcement 410 of 400, the inner/outer fixing nuts 411-1, 411-2 for fastening the horizontal reinforcement 410 to the steel pipe pile 100, and the steel pipe pile 100 ) The steel pipe pile (100) is hollowed out by the anchor-type bolt (415) embedded in the filling concrete (103) of the hollow part, and the screw tab that is derived from the outer peripheral surface of the horizontal reinforcement (410) to the inside/outside of the steel pipe pile (100). The vertical force, horizontal force, and bending moment acting on the head of the steel pipe pile (100) performs the function of a non-slip bump so that the subfilling concrete (103) and the concrete of the bottom cover thickness (205) of the expanded foundation outside the steel pipe pile (00) are integrated. It has the effect of demonstrating excellent resistance to

아울러 본 발명의 제3실시예에 따르면, 강관말뚝(100)의 천공된 관통홀(105)에 삽입되어 중공부 속채움 콘크리트(103) 속에 매입되며, 확대기초 저면 피복두께(205)에 매입되는 휨전단 보강재(400)의 L형보강재(420)와, 강관말뚝(100) 내주면 및 외주면에 고정하기 위하여 내측/외측 고정너트(412-1, 412-2) 및 강관말뚝(100) 내부 중공부측 구비되는 L형보강재(420)의 끝단부에 설치되는 앵커형너트(415, 425) 및 L형보강재(420)의 외주면에 돌출된 나사탭이 형성되어 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 휨모멘트를 저항하기 위한 앵커 기능 및 강관말뚝(100) 두부의 내부 중공부에 채워지는 속채움 콘크리트(103)와 강관말뚝(100)의 두부 외측 주변부에 존재하는 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트가 일체화가 되도록 미끄럼방지턱 역할을 수행하여 강관말뚝(100) 두부에 작용하는 수직력, 수평력, 휨모멘트에 뛰어난 저항력을 발휘할 수 있어서 강관말뚝 내/외부의 일체화(내외부의 합성효과와 폐색효과)를 기할 수 있기 때문에 수평하중인 지진하중이나 측방유동, 풍하중 등에 의해 가장 취약한 강관말뚝(100) 두부의 결합부를 강하게 보강할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the third embodiment of the present invention, it is inserted into the drilled through hole 105 of the steel pipe pile 100, is embedded in the hollow filling concrete 103, and is embedded in the cover thickness 205 of the bottom of the expanded foundation. In order to secure the L-shaped reinforcement (420) of the bending shear reinforcement (400) to the inner and outer peripheral surfaces of the steel pipe pile (100), the inner/outer fixing nuts (412-1, 412-2) and the inner hollow side of the steel pipe pile (100) Anchor nuts 415, 425 installed at the ends of the L-shaped reinforcement 420 and a protruding screw tab are formed on the outer circumferential surface of the L-shaped reinforcement 420, thereby forming a bending moment acting on the head of the steel pipe pile 100. The anchor function to resist and the fill concrete (103) filled in the internal hollow part of the head of the steel pipe pile (100) and the expanded foundation concrete of the expanded foundation (200) present in the outer periphery of the head of the steel pipe pile (100) are integrated. By acting as a non-slip ledge, it can exert excellent resistance to the vertical force, horizontal force, and bending moment acting on the head of the steel pipe pile (100), thereby achieving integration of the inside and outside of the steel pipe pile (compounding effect and blocking effect of the inside and outside). Therefore, there is an effect of strongly reinforcing the joint of the head of the steel pipe pile (100), which is the most vulnerable due to horizontal loads such as seismic load, lateral flow, and wind load.

5, 50 : 지반 10, 100 : 강관말뚝
10-1, 101 : 속채움 콘크리트 거푸집 10-2, 102 : 갈고리
10-3, 103 : 속채움 콘크리트 105 : 관통홀
11, 110 : 강관말뚝 상부 절단면 12 : 전단키
12-1 : 겸용연결재1 12-2 : 겸용연결재2
12-3 : 미끄럼방지턱
20, 200 : 확대기초 20-1, 201 : 확대기초 하단면
20-2, 202 : 확대기초 상단면 20-3, 203 : 확대기초 콘크리트
20-4. 204 : 버림콘크리트
20-5, 205 : 확대기초 저면 피복두께 25 : 파괴선
210 : 확대기초 하부주철근
21-1, 211 : 하층 확대기초 하부주철근
21-2, 212 : 상층 확대기초 하부주철근
30, 300 : 속채움 보강철근망 31, 310 : 수직보강철근
32, 320 : 띠철근 33, 330 : 조립철근
34 : 지지부
400 : 휨전단 보강재
410 : 수평보강재 411 : 고정너트
411-1 : 내측 고정너트 411-2 : 외측 고정너트
415 : 앵커형너트
420 : L형보강재 420-1 : 수평부
420-2 : 수직부 421 : 고정너트
421-1 : 내측 고정너트 421-2 : 외측 고정너트
425 : 앵커형너트 430 : 띠철근
5, 50: Ground 10, 100: Steel pipe pile
10-1, 101: Filled concrete form 10-2, 102: Hook
10-3, 103: Filled concrete 105: Through hole
11, 110: Upper cut surface of steel pipe pile 12: Shear key
12-1: Combined connector 1 12-2: Combined connector 2
12-3: Non-slip bump
20, 200: Enlarged base 20-1, 201: Bottom surface of expanded base
20-2, 202: Top surface of expanded foundation 20-3, 203: Concrete expanded foundation
20-4. 204: Abandoned concrete
20-5, 205: Covering thickness of bottom of expanded foundation 25: Destruction line
210: Expanded foundation lower main rebar
21-1, 211: Lower main rebar of expanded lower floor foundation
21-2, 212: Lower main rebar of upper expanded foundation
30, 300: Filled reinforcing bar network 31, 310: Vertical reinforcing bar
32, 320: Band rebar 33, 330: Assembly rebar
34: support part
400: Bending shear reinforcement material
410: Horizontal reinforcement 411: Fixing nut
411-1: Inner fixing nut 411-2: Outer fixing nut
415: Anchor type nut
420: L-shaped reinforcement 420-1: Horizontal part
420-2: Vertical part 421: Fixing nut
421-1: Inner fixing nut 421-2: Outer fixing nut
425: Anchor type nut 430: Band rebar

Claims (6)

지반에 천공 및 항타에 의해 설치되고 두부의 상부 끝단면이 절단되어 형성되는 상부절단면을 구비하는 강관말뚝과;
상기 강관말뚝의 두부가 매입되어 배치되는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와;
상기 강관말뚝의 상부절단면과 확대기초의 확대기초 콘크리트에 작용하는 수직하중, 수평하중, 휨전단, 휨하중에 대하여 저항하기 위하여 배치되는 확대기초 하부주철근과;
상기 강관말뚝 상부끝단면에 형성되는 상부절단면을 포함하는 강관말뚝의 두부 상부가 상기 확대기초 하부주철근과 확대기초의 하단면 사이인 확대기초 저면 피복두께에 배치되며,
상기 확대기초에 매입되어 배치되는 상기 강관말뚝의 두부에 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 천공하여 형성되는 다수 개의 하층 관통홀과, 상기 강관말뚝 원주둘레를 따라 형성된 다수 개의 하층 관통홀 상부측으로는 강관말뚝의 원주방향 둘레를 따라 외측에서 내부 중공부측으로 천공하여 형성되는 상층 관통홀; 및
상기 천공된 하층 관통홀에 삽입되어 고정너트에 의하여 고정 배치되는 수평보강재와 상기 천공된 상층 관통홀에 삽입되어 고정너트에 의하여 고정 배치되는 L형보강재를 포함하는 휨전단 보강재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조.
A steel pipe pile installed in the ground by drilling and driving and having an upper cut surface formed by cutting the upper end surface of the head;
an expanded foundation which is the basic concrete of the above-ground superstructure in which the head of the steel pipe pile is embedded and placed;
Main reinforcing bars at the bottom of the expanded foundation arranged to resist vertical loads, horizontal loads, bending shear, and bending loads acting on the upper cut surface of the steel pipe pile and the expanded foundation concrete of the expanded foundation;
The upper part of the head of the steel pipe pile, including the upper cut surface formed on the upper end surface of the steel pipe pile, is disposed at the cover thickness of the bottom of the expanded foundation between the lower main rebar of the expanded foundation and the lower surface of the expanded foundation,
A plurality of lower layer through holes formed by drilling from the outside to the inner hollow portion along the circumferential circumference of the head of the steel pipe pile embedded in the expanded foundation, and an upper portion of a plurality of lower layer through holes formed along the circumference of the steel pipe pile. On the side, an upper layer through hole is formed by drilling from the outside to the inner hollow side along the circumferential circumference of the steel pipe pile; and
A bending shear reinforcement including a horizontal reinforcement inserted into the drilled lower layer through-hole and fixedly arranged by a fixing nut and an L-shaped reinforcement inserted into the perforated upper layer through-hole and fixedly arranged by a fixing nut; A steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and uniform vertical load distribution, comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 수평보강재는, 나사탭이 형성되어 강관말뚝의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 상기 강관말뚝에 천공된 하층 관통홀을 관통하여 삽입되고 강관말뚝의 내주면과 외주면에 고정너트에 의하여 고정 부착되며, 상기 강관말뚝 내부 중공부측으로 향하도록 형성되는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트가 체결 부착되어 형성되도록 하고, 상기 강관말뚝의 외측으로 향하는 타측은 보다 길게 외향되게 형성되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상을 위한 강관말뚝 두부보강구조.
In claim 1,
The horizontal reinforcement is formed with a screw tab and is inserted through a lower layer through hole drilled in the steel pipe pile from one outer side of the steel pipe pile to the inner hollow side and is fixed and attached to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the steel pipe pile by a fixing nut, An anchor-type nut of a larger diameter is fastened and attached to one end of the steel pipe pile that is formed to face the hollow portion inside, and the other side that faces the outside of the steel pipe pile is formed to be longer and outward. Improved bending moment. Steel pipe pile head reinforcement structure for.
청구항 2에 있어서,
상기 L형보강재는, 나사탭이 형성되어 강관말뚝의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 상기 강관말뚝에 천공된 상층 관통홀을 관통하여 삽입되고 강관말뚝의 내주면과 외주면에 고정너트에 의하여 고정 부착되는 수평부와, 상기 강관말뚝 내측 중공부에 배치하는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트가 체결 부착되어 형성되며, 강관말뚝의 외측에 배치하는 타측은 절곡되어 상부 수직방향으로 1개의 띠철근에 의하여 구속되어 작은 구조의 철근망 구조체를 형성하기 위한 높이로 배치되는 수직부로 형성되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상을 위한 강관말뚝 두부보강구조.
In claim 2,
The L-shaped reinforcement is formed with a screw tab and is inserted through the upper layer through hole drilled in the steel pipe pile from one outer side of the steel pipe pile to the inner hollow side, and is a horizontal structure fixed and attached to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the steel pipe pile by fixing nuts. An anchor-type nut of a larger diameter is fastened and attached to one end disposed in the hollow portion inside the steel pipe pile, and the other end disposed on the outside of the steel pipe pile is bent and secured by one band reinforcing bar in the upper vertical direction. A steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment, characterized in that it is formed of vertical parts that are restrained and arranged at a height to form a small-structured reinforcing bar network structure.
청구항 2에 있어서,
상기 L형보강재는, 나사탭이 형성되어 강관말뚝의 일측 외측에서 내부 중공부측으로 상기 강관말뚝에 천공된 상층 관통홀을 관통하여 삽입되고 강관말뚝의 내주면과 외주면에 고정너트에 의하여 고정 부착되는 수평부와, 상기 강관말뚝 내측 중공부에 배치하는 일측 끝단에는 보다 큰 직경의 앵커형너트가 체결 부착되어 형성되며, 강관말뚝의 외측에 배치하는 타측은 절곡되어 상부 수직방향으로 다수 개의 띠철근에 의하여 구속되어 큰 구조의 철근망 구조체를 형성하기 위한 높이로 배치되는 수직부로 형성되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상을 위한 강관말뚝 두부보강구조.
In claim 2,
The L-shaped reinforcement is formed with a screw tab and is inserted through the upper layer through hole drilled in the steel pipe pile from one outer side of the steel pipe pile to the inner hollow side, and is a horizontal structure fixed and attached to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the steel pipe pile by fixing nuts. An anchor-type nut of a larger diameter is fastened and attached to one end disposed in the hollow portion inside the steel pipe pile, and the other end disposed on the outside of the steel pipe pile is bent and secured by a plurality of band reinforcing bars in the upper vertical direction. A steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment, characterized in that it is formed of vertical parts that are restrained and arranged at a height to form a large rebar network structure.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확대기초에 채워지는 확대기초 콘크리트에 매입되는 강관말뚝의 두부와 확대기초 하부주철근 사이에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하기 위하여 강관말뚝의 두부와 확대기초를 연결하는 속채움 보강철근망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 강관말뚝 두부보강구조.
The method according to any one of claims 1 to 4,
In order to resist cracks and bending shear forces occurring between the head of the steel pipe pile embedded in the expanded foundation concrete filled in the expanded foundation and the lower main rebar of the expanded foundation, a filled reinforcing bar network is added to connect the head of the steel pipe pile and the expanded foundation. A steel pipe pile head reinforcement structure for improving bending moment and uniform vertical load distribution, which includes:
청구항 5에 있어서
상기 강관말뚝의 상부절단면과 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근 사이의 간극이 없이 상기 상기 강관말뚝의 상부절단면이 확대기초 하부주철근과 면접촉되게 보다 더 확대기초 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상을 위한 강관말뚝 두부보강구조.
In claim 5
Characterized in that the upper cut surface of the steel pipe pile is buried and raised longer into the expanded foundation so as to come into surface contact with the lower main rebar provided in the expanded foundation without a gap between the upper cut surface of the steel pipe pile and the lower main rebar provided in the expanded foundation. Steel pipe pile head reinforcement structure to improve bending moment.
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