KR102643722B1 - 스레드 바 결합 장치, 이를 포함하는 다축 내진 말뚝 및 다축 내진 말뚝의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

스레드 바 결합 장치, 이를 포함하는 다축 내진 말뚝 및 다축 내진 말뚝의 시공 방법이 개시되며, 상기 스레드 바 결합 장치는, 상기 스레드 바에 대하여 상기 가이드 관보다 낮은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 하부 너트; 상기 스레드 바가 통과하는 하부 홀을 가지고, 상기 하부 너트와 상기 가이드 관의 하단 사이에 개재되는 하부 스레드 바 고정 디스크; 상기 스레드 바에 대하여 상기 가이드 관보다 높은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 상부 너트; 및 상기 스레드 바가 통과하는 상부 홀을 가지고, 상기 상부 너트와 상기 가이드 관의 상단 사이에 개재되는 상부 스레드 바 고정 디스크를 포함하되, 상기 하부 스레드 바 고정 디스크는, 상기 하부 홀을 상기 하부 스레드 바 고정 디스크의 반경 방향 외측과 연통시키는 열린 구간이 형성되는 열린 루프 형태이다.

Description

스레드 바 결합 장치, 이를 포함하는 다축 내진 말뚝 및 다축 내진 말뚝의 시공 방법{THREAD BAR COMBINATION APPARATUS, MULTI AXIS SEISMIC PILE HAVING THE SAME AND CONSTRUCTION METHOD FOR MULTI AXIS SEISMIC PILE}

본원은 스레드 바 결합 장치, 이를 포함하는 다축 내진 말뚝 및 다축 내진 말뚝의 시공 방법에 관한 것이다.

지진에 대응하기 위한 건축물의 내진 구조에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는데, 지진 발생시 건축물 자체 붕괴 보다는 기초 붕괴 및 전도에 의한 피해가 크게 발생할 수 있다. 그런데, 종래에는, 건축 기초에 대한 내진 구조 적용이 보편화되지 않은 실정이며, 특히 3~7층의 중규모 건축물에 적용할 수 있는 내진 말뚝 기술을 찾기 어려웠으며, 파일 상부에 대한 전단 보강 기술은 대규모 구조물에 적용 가능하며, 중규모 건축물의 전도 방지를 위해 다수개의 소구경 마이크로 파일을 설치하는 사례가 있으나 효율성이 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 소구경 마이크로 파일은 수평하중에 의한 모멘트와 전단력에 취약하여 수평 가진력 0.2~0.3g의 하중 작용시 파괴되어 말뚝의 기능을 하지 못하게 될 수 있었다.

이에 따라, 이러한 종래의 문제를 극복하기 위해, 등록특허공보 제10-2014125호가 개시된 바 있다.

상기 특허에는, 지진에 의한 수평하중에 대항할 수 있는 3축 내진 말뚝 구조 및 공법이 개시되었는데, 개시된 3축 내진 말뚝 구조는, 두부 결합판, 복수의 가이드 관 및 복수의 가이드 관 각각을 통고하며 지반에 정착되는 파일을 포함한다.

개시된 3축 내진 말뚝 구조는 상부 구조물에 의한 수직 하중은 물론 지진에 의한 수평 하중에 대한 내력을 가지고 효율적이고 안정적인 기초 구조를 형성하는 효과를 발휘할 수 있었으나, 이를 보다 발전시키기 위해, 개시된 3축 내진 말뚝에 있어서, 가이드 관과 파일을 결합시키는 장치의 필요가 있었왔다.

본원의 배경이 되는 기술은 등록특허번호 제10-2451603호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 다축 내진 말뚝에 적용되도록 가이드 관에 스레드 바를 결합시키는 스레드 바 결합 장치, 이를 포함하는 다축 내진 말뚝 및 다축 내진 말뚝의 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 구현예에 따른 스레드 바 결합 장치는, 상기 스레드 바에 대하여 상기 가이드 관보다 낮은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 하부 너트; 상기 스레드 바가 통과하는 하부 홀을 가지고, 상기 하부 너트와 상기 가이드 관의 하단 사이에 개재되는 하부 스레드 바 고정 디스크; 상기 스레드 바에 대하여 상기 가이드 관보다 높은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 상부 너트; 및 상기 스레드 바가 통과하는 상부 홀을 가지고, 상기 상부 너트와 상기 가이드 관의 상단 사이에 개재되는 상부 스레드 바 고정 디스크를 포함하되, 상기 하부 스레드 바 고정 디스크는, 상기 하부 홀을 상기 하부 스레드 바 고정 디스크의 반경 방향 외측과 연통시키는 열린 구간이 형성되는 열린 루프 형태일 수 있다.

또한, 본원의 일 구현예에 따른 스레드 바 결합 장치에 있어서, 상기 하부 스레드 바 고정 디스크는 상기 가이드 관의 외경보다 큰 외경을 가지고, 상기 하부 너트는 상기 가이드 관을 통과 가능하도록 상기 가이드 관의 내경보다 작은 폭을 가지며, 상기 열린 구간은, 이를 통해 상기 하부 스레드 바 고정 디스크가 상기 스레드 바에 측 방향 삽입되어 상기 하부 홀이 상기 스레드 바를 통과하게 배치될 수 있는 크기로 설정될 수 있다.

본원의 일 구현예에 따른 다축 내진 말뚝은, 본원의 일 구현예에 따른 스레드 바 결합 장치 및 상기 스레드 바 결합 장치에 결합된 스레드 바를 포함할 수 있다.

본원의 일 구현예에 따른 다축 내진 말뚝 시공 방법은, (a) 상기 가이드 관을 통해 천공된 천공홀에 상기 스레드 바를 마이크로파일로서 배치하는 단계; (b) 상기 스레드 바 결합 장치를 이용하여 상기 가이드 관에 상기 스레드 바를 결합시키는 단계; 및 (c) 상기 가이드 관에 형성된 주입 홀을 통해 상기 가이드 관 내부에 시멘트질 경화용 재료를 충진하고 양생하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 스레드 바를 감싸는 하부 스레드 바 고정 디스크가 가이드 관과 스레드 바에 나사 결합되는 하부 너트 사이에 개재되며 가이드 관에 고정되고, 스레드 바를 감싸는 상부 스레드 바 고정 디스크가 가이드 관과 스레드 바에 나사 결합되는 상부 너트 사이에 개재되며 가이드 관에 고정되므로, 스레드 바를 가이드 관에 결합시키는 스레드 바 결합 장치가 구현될 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 하부 너트는 가이드 관의 내경보다 작은 폭을 가질 수 있고, 하부 스레드 바 고정 디스크는 스레드 바의 측 방향 삽입이 가능하도록 열린 구간을 가지므로, 스레드 바에 하부 너트가 장착된 상태로 스레드 바가 가이드 관에 삽입되어 배치되고, 하부 스레드 바 고정 디스크는 열린 구간을 통해 스레드 바가 하부 홀로 삽입되도록 하부 너트와 가이드 관 사이로 측 방향으로 삽입되어 배치될 수 있으며, 상부 스레드 바 고정 디스크 및 상부 너트는 스레드 바 가 각각의 홀에 삽입되게 순차적으로 스레드 바에 대하여 상측으로부터 하측으로 삽입 배치될 수 있으므로, 체결이 용이한 결합 장치가 구현될 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치가 적용되는 다축 내진 말뚝의 일부 구성을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치가 적용되는 다축 내진 말뚝의 상부의 개략적인 사시도이다.
도 3의 (a)는 도 3의 (b)의 A-A 단면도이고, 도 3의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 상하 단면도이며, 도 3의 (c)는 도 3의 (b)의 B-B 단면도이다.
도 4의 (a)는 도 4의 (b)의 A-A 단면도이고, 도 3의 (b)는 하부 와셔와 상부 와셔를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 상하 단면도이며, 도 4의 (c)는 도 4의 (b)의 B-B 단면도이다.
도 5는끼움 블록을 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 사시도이다.
도 6의 (a)는 도 6의 (b)의 A-A 단면도이고, 도 6의 (b)는 제1 디스크와 제2 디스크를 포함하는 하부 스레드 바 고정 디스크를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 상하 단면도이며, 도 6의 (c)는 도 6의 (b)의 B-B 단면도이고, 도 6의 (d)는 제1 디스크와 제2 디스크를 포함하는 하부 스레드 바 고정 디스크를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치의 하부 스레드 바 고정 디스크의 제1 디스크와 제2 디스크의 개념 평면도이다.
도 7a는 제1 디스크와 제2 디스크를 포함하는 하부 스레드 바 고정 디스크를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 개념 사시도이다.
도 7b의 (a)는 도 7b의 (b)의 A-A 단면도이고, 도 7b의 (b)는 제1 디스크와 제2 디스크를 포함하는 하부 스레드 바 고정 디스크를 포함하는 본원의 다른 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 상하 단면도이며, 도 7b의 (c)는 도 7b의 (b)의 B-B 단면도이고, 도 7b의 (d)는 제1 디스크와 제2 디스크를 포함하는 하부 스레드 바 고정 디스크를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치의 하부 스레드 바 고정 디스크의 제1 디스크와 제2 디스크의 개념 평면도이다.
도 8은 끼움 블록이 분리된 상태인 제1 디스크와 제2 디스크를 포함하는 하부 스레드 바 고정 디스크를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 가이드 관에 결합된 스레드 바의 개략적인 개념 사시도이다.
도 9 내지 도 11은 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 스레드 바가 가이드 관에 결합되는 것을 설명하는 개념 순서도이다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치에 의해 스레드 바가 가이드 관에 결합된 것을 도시한 개략적인 개념 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 상부, 하측, 하부, 종 방향, 횡 방향 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 1을 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 상측, 전반적으로 12시 방향을 향하는 부분이 상부, 전반적으로 6시 방향이 하측, 전반적으로 6시 방향이 향하는 부분이 하부 등일 수 있다. 다만, 본원의 실시예는, 하측이 다른 방향을 향하도록 배치되거나 사용될 수 있다.

본원은 스레드 바 결합 장치, 이를 포함하는 다축 내진 말뚝 및 다축 내진 말뚝의 시공 방법에 관한 것이다.

먼저, 본원의 일 실시예에 따른 스레드 바 결합 장치(이하 '본 장치'라 함)(1)에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)를 마이크로파일로 사용하는 다축 내진 말뚝에 적용되도록 가이드 관(3)에 가이드 관(3)의 내부를 통과하는 상태로 배치되는 스레드 바(2)를 결합시키는 스레드 바 결합 장치이다. 참고로, 다축 내진 말뚝이라 함은, 등록 특허 공보 제10-2014125호에 개시되는 3축 내진 말뚝을 포함하는 것으로서, 상기 등록 특허 공보를 통해 이해될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)에 대하여 가이드 관(3)보다 낮은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 하부 너트(11)를 포함한다. 스레드 바(2)는 외면에 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 하부 너트(11)는 스레드 바(2)를 감싸며 구비되어 스레드 바(2)와 나사 결합할 수 있다. 하부 너트(11)는 스레드 바(2)와 나사 결합이므로 위치(높이) 조정이 가능하다.

또한, 도 2 및 도 3의 (b)와 (c)를 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)가 통과하는 하부 홀(121)을 가지고, 하부 너트(11)와 가이드 관(3)의 하단 사이에 개재되는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)를 포함한다. 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 스레드 바(2)의 적어도 일부를 감싸며 구비될 수 있다. 다시 말해, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 하부 홀(121)에 스레드 바(2)가 통과 배치되게 구비될 수 있다. 또한, 하부 너트(11)는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 가이드 관(3)에 밀착된 상태를 유지하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 하부 너트(11)에 의해 지지되어 가이드 관(3)의 하면에 접촉된 상태를 가지고 배치될 수 있다.

또한, 도 3의 (b)와 (c)를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경을 가질 수 있다. 또한, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 가이드 관(3)의 내경보다 작은 내경을 가질 수 있다. 이에 따라, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 가이드 관(3)과 하부 너트(11) 사이에 개재될 수 있다.

또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 하부 너트(11)는 가이드 관(3)을 통과 가능하도록 가이드 관(3)의 내경보다 작은 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 하부 너트(11)는 스레드 바(2)에 나사 결합된 상태로 스레드 바(2)가 가이드(3)을 통과하며 배치될 때 가이드 관(3)을 통과할 수 있다.

도 3의 (c)를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 하부 홀(121)을 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 반경 방향 외측과 연통시키는 열린 구간(122)이 형성되는 열린 루프 형태일 수 있다.

또한, 도 3의 (c)를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 열린 구간(122)은, 열린 구간(122)을 통해 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 스레드 바(2)에 측 방향 삽입되어 하부 홀(121)이 스레드 바(2)를 통과하게 배치될 수 있는 크기로 설정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 그가 갖는 크기로 인해 가이드 관(3)을 상하로 통과하지 못할 수 있지만, 스레드 바(2)가 열린 구간(122)을 통과해 하부 홀(121) 내에 위치하는 형태로 하부 너트(11)와 가이드 관(3) 사이에 개재되며 스레드 바(2)에 대하여 구비될 수 있다.

또한, 도 2 및 도 3의 (b)를 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)에 대하여 가이드 관(3)보다 높은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 상부 너트(13)를 포함한다.

또한, 도 2 및 도 3의 (a)와 (b)를 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)가 통과하는 상부 홀(141)을 가지고, 상부 너트(13)와 가이드 관(3)의 상단 사이에 개재되는 상부 스레드 바 고정 디스크(14)를 포함한다. 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 스레드 바(2)의 적어도 일부를 감싸며 구비될 수 있다. 다시 말해, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 상부 홀(141)에 스레드 바(2)가 통과 배치되게 구비될 수 있다. 또한, 상부 너트(13)는 상부 스레드 바 고정 디스크(14)가 가이드 관(3)에 밀착된 상태를 유지하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 상부 너트(11)에 의해 하측으로 가압되며 가이드 관(3)의 상면에 접촉된 상태를 가지고 배치될 수 있다.

또한, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경을 가질 수 있다. 또한, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 가이드 관(3)의 내경보다 작은 내경을 가질 수 있다. 이에 따라, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 가이드 관(3)과 상부 너트(13) 사이에 개재될 수 있다.

또한, 도 3의 (a)를 참조하면, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 상부 홀(141)을 상부 스레드 바 고정 디스크(14)의 반경 방향 외측과 연통시키는 열린 구간(122)이 미형성되는 닫힌 루프 형태일 수 있다. 이는, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 가이드 관(3)의 상측에 위치하므로, 가이드 관(3)을 통과할 필요 없고, 상부 홀(141)에 스레드 바(2)가 인입되도록 스레드 바(2)의 상측으로부터 하측으로 이동하는 것을 통해 가이드 관(3)의 상측에 구비 가능하기 때문일 수 있다.

즉, 도 3의 (b)를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 스레드 바(2)에 대하여 하부 너트(11)와 가이드 관(3) 사이에 배치되어야 하므로, 가이드 관(3)을 통과하지 못하는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 스펙을 고려하여, 열린 구간(122)을 가지고, 열린 구간(122)을 통해 하부 홀(121)에 스레드 바(2)가 위치하도록 측 방향으로 이동하여 스레드 바(2)에 대하여 구비될 수 있고, 반면에, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 스레드 바(2)에 대한 배치시, 상부 홀(141)에 스레드 바(2)가 인입되도록 스레드 바(2)의 상측으로부터 하측으로 이동하는 것을 통해 가이드 관(3)의 상측에 구비된 후, 상부 너트(13)가 스레드 바(2)에 대하여 상부 스레드 바 고정 디스크(14) 상에 배치되면 되므로, 열린 구간이 형성될 필요가 없을 수 있다.

참고로, 본원에 있어서, 하부 스레드 바 고정 디스크(12) 및 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 서로 대응되는 형상(이를 테면, 대칭되는 형상) 및 기능을 가질 수 있다. 이에 따라, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 후술하는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 여러 실시예와 대응 내지 동일한 실시예를 가질 수 있다. 이에 따라, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 단일층으로 형성될 수 있고, 또는 제1 디스크(144) 및 제2 디스크(143)를 포함하는 다단(여러 층) 형상일 수도 있다. 다만, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 전술한 바와 같이 열린 구간이 필요하지 않을 수 있으므로, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 닫힌 루프 형태로 형성될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 도 2를 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)를 가이드 관(3)에 결합시킬 수 있다. 구체적으로, 본 장치(1)에 의하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 가이드 관(3)과 하부 너트(11) 사이에 개재되고, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)가 가이드 관(3)과 상부 너트(13) 사이에 개재됨으로써, 스레드 바(2)는 가이드 관(3)에 고정될 수 있다.

또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 가이드 관(3)의 하부 내면을 지지하는 하부 가이드 키(125)를 포함할 수 있다. 하부 가이드 키(125)는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)로부터 상측으로 돌출되어 가이드 관(3)에 삽입되어 하부 내면에 접촉된 상태일 수 있고, 가이드 관(3)을 내측에서 지지할 수 있다.

또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 가이드 관(3)의 상부 내면을 지지하는 상부 가이드 키(145)를 포함할 수 있다. 상부 가이드 키(145)는 상부 스레드 바 고정 디스크(14)로부터 하측으로 돌출되어 가이드 관(3)에 삽입되어 상부 내면에 접촉된 상태일 수 있고, 가이드 관(3)을 내측에서 지지할 수 있다.

또한, 도 4의 (b)와 (c)를 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)를 통과하는 상태로 하부 너트(11)와 하부 스레드 바 고정 디스크(12) 사이에 개재되는 하부 와셔(15)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 하부 와셔(15)는 그 외경이 가이드 관(3)을 통과 가능하도록 가이드 관(3)의 내경보다 작게 구비되되, 가이드 관(3)의 길이 방향에서 바라보았을 때 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 열린 구간(122)의 일부를 가리도록 상기 너트의 폭보다 크게 구비될 수 있다. 즉, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 하부 와셔(15)와 가이드 관(3) 사이에 개재되고, 하부 너트(11)의 조임 고정에 의해 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 가이드 관에 밀착되고, 하부 와셔(15)는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)에 밀착되어 마찰 형성에 의해 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 이탈이 방지되는 안전성이 확보될 수 있다.

또한, 도 4의 (a)와 (b)를 참조하면, 본 장치(1)는 스레드 바(2)를 통과하는 상태로 상부 너트(13)와 상부 스레드 바 고정 디스크(14) 사이에 개재되는 상부 와셔(16)를 포함할 수 있다. 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 하부 와셔(15)와 가이드 관(3) 사이에 개재되고, 하부 너트(11)의 조임 고정에 의해 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 가이드 관에 밀착되고, 하부 와셔(15)는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)에 밀착되어 마찰 형성에 의해 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 이탈이 방지되는 안전성이 확보될 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 본 장치(1)는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 열린 루프 형태가 닫힌 루프 형태로 전환되도록, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 열린 구간(122)에 대하여 측 방향 끼움 배치되는 끼움 블록(17)을 포함할 수 있다. 끼움 블록(17)은 열린 구간(122)에 대하여 배치됨으로써 하부 너트(11)와 가이드 관(3) 사이에 개재됨으로써 고정될 수 있다. 이렇게, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 끼움 블록(17)에 의해 닫힌 루프 형태로 전환될 수 있고, 하부 스레드 바 고정 디스크(12) 및 끼움 블록(17)은 하부 너트(11)에 의해 가이드 관(3)에 대하여 조임 고정될 수 있고, 이에 따라, 보다 안정적인 구조가 제공될 수 있다.

또한, 전술한 하부 스레드 바 고정 디스크(12)와의 다른 예로서, 도 6을 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는, 가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 가이드 관(3)의 하단과 하부 너트(11) 사이에 개재되는 제1 디스크(123) 및 제1 디스크(123)의 상측에 배치되고 가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 가이드 관(3)의 하단과 하부 너트(11) 사이에 개재되는 제2 디스크(124)를 포함할 수 있다.

도 6의 (d)를 참조하면, 제1 디스크(123) 및 제2 디스크(124)는 열린 구간(122)이 서로 다른 위치에 형성되게 상대적인 회전이 가능하도록 상호 분리된 구성일 수 있다. 이렇게 제1 디스크(123) 및 제2 디스크(124)는 열린 구간(122)이 서로 다른 위치에 형성된 상태로 하부 너트(11)로 조임 고정되어 밀착으로 인한 마찰 형성을 통해 열린 루프 상태를 닫힌 루프 상태로 전환될 수 있고, 이에 따라, 제1 또는 제2 디스크(123, 124)의 이탈이 방지되는 보다 안정적인 구조가 제공될 수 있다.

또한, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 다른 예로서, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는, 가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 가이드 관(3)의 하단과 하부 너트(11) 사이에 개재되는 제1 디스크(123)를 포함할 수 있다. 또한, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는, 제1 디스크(123)와 일체적으로 연결되게 제1 디스크(123)의 상측에 배치되되, 가이드 관(3)의 외경보다 작은 외경으로 구비되어 가이드 관(3)의 내측으로 삽입된 상태로 배치되는 제2 디스크(124)를 포함할 수 있다. 제2 디스크(124)는 가이드 관(3)의 내경 이하의 외경을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 디스크(124)는, 제1 디스크(123)가 가이드 관(3)의 하면과 접촉된 상태일 때 가이드 관(3)의 내측으로 삽입된 상태를 가질 수 있다.

또한, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제2 디스크(124)는 가이드 관(3)의 내면에 접촉하게 가이드 관(3)과 맞물리는 외경을 가지게 구비될 수 있다. 접촉하게 맞물린다는 것은, 제2 디스크(124)가 접촉 상태의 소정의 마찰로 가이드 관(3)에 약간의 가고정(강제 끼움)을 기대할 수 있는 정도로 이해될 수 있다.

또한, 도 7b를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 제1 디스크(123) 및 제2 디스크(124)를 포함하는 경우, 하부 가이드 키(125)는 제2 디스크(124)로부터 상측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 도 7b를 참조하면, 전술한 바와 같이, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)는 하부 스레드 바 고정 디스크(12)와 대칭되는 형상일 수 있는데, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)가 제1 디스크(144) 및 제2 디스크(143)를 포함하는 경우, 상부 가이드 키(145)는 제2 디스크(143)로부터 하측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 도 7a 및 도 8을 참조하면, 제1 디스크(123) 및 제2 디스크(124)는 동일한 위치에 열린 구간이 형성될 수 있다. 열린 구간은 제1 디스크(123)와 제2 디스크(124) 모두 동일한 위치에 형성될 수 있지만, 그 열린 폭(크기)는 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 도 8을 참조하면, 상술한 끼움 블록(16)도 열린 구간(122)의 상이한 열린 폭에 대응하게 다단으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 도면에는 도시되지 않았지만, 제1 디스크(123)의 열린 폭과 제2 디스크(124)의 열린 폭의 상대적 크기가 도 8에 도시된 바와 반대로, 다시 말해, 제1 디스크(123)의 열린 폭은 작고 제2 디스크(124)의 열린 폭은 크다면, 끼움 블록(17) 또한 제1 디스크(123)의 열린 구간에 대응하는 부분의 폭은 작고 제2 디스크(124)의 열린 구간에 대응하는 부분의 폭은 크게 설정될 수 있다. 이 경우, 끼움 블록(17)은 아래쪽의 하측 블록(171)보다 위쪽의 상측 블록(172)이 더 넓은 폭을 가지므로 열린 구간에 끼워지면서 하향으로는 이탈되지 않게 위쪽이 아래쪽 상에 안착될 수 있다. 반대의 예로, 도 8을 참조하면, 제1 디스크(123)의 열린 폭은 크고 제2 디스크(124)의 열린 폭은 작다면, 끼움 블록(17) 또한 제1 디스크(123)의 열린 구간에 대응하는 부분(171)의 폭은 크고 제2 디스크(124)의 열린 구간에 대응하는 부분(172)의 폭은 작게 설정될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 가이드 관(3)에는 시멘트질 경화용 재료(이를 테면, 시멘트 밀크, 콘크리트 등 중 하나 이상을 포함할 수 있음)의 채움을 위한 주입용 홀(31)이 형성될 수 있다. 주입용 홀(31)을 통해 가이드 관(3)에는 시멘트질 경화용 재료가 충진될 수 있다.

또한, 본원은 본원의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝을 제공한다. 본원의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝은 전술한 본 장치(1) 및 본 장치(1)에 결합된 스레드 바(3)를 포함한다.

이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝 시공 방법(이하 '본 시공 방법'이라 함)에 대해 설명한다.

도 9를 참조하면, 본 시공 방법은, 가이드 관(3)을 통해 천공된 천공 홀에 스레드 바(2)를 마이크로 파일로서 배치하는 단계(제1 단계)를 포함한다. 제1 단계에서, 스레드 바(2)에는 하부 너트(11)가 나사 결합된 상태일 수 있다. 이때, 하부 너트(11)는 전술한 바와 같이 가이드 관(3)을 통과 가능하므로 스레드 바(2)의 가이드 관(3)에 대한 삽입시 하부 너트(11)는 가이드 관(3)을 통과하여 가이드 관(3)의 하측에 위치할 수 있다.

또한, 본 시공 방법은, 제1 단계 이전에 가이드 관(3)을 이용해 천공을 할 수 있다. 이를 테면, 가이드 관(3)은 복수 개 구비될 수 있는데, 이러한 경우, 본 시공 방법은, 복수의 가이드 관(3)을 이용해 복수 축(다축) 천공을 수행할 수 있다. 천공은 오거 보링 방식을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 내부에 오거(auger)가 구비된 강관(케이싱)을 가이드관 내에 삽입하여 가이드관의 연장 방향을 따라 지반을 천공(보통 설계길이보다 50cm가량 더 천공)하는 형태로 진행될 수 있다.

또한, 제1 단계는 복수의 가이드 관 각각에 대응하는, 다시 말해, 복수의 축에 대응하는 파일 복수 개를 설치할 수 있다.

또한, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 시공 방법은, 본 장치(1)를 이용하여 가이드 관(3)에 스레드 바(2)를 결합시키는 단계(제2 단계)를 포함한다.

도 10을 참조하면, 제2 단계는, 스레드 바(2)에 상부 스레드 바 고정 디스크(14)를 설치하고, 상부 스레드 바 고정 디스크(14)의 상측에 상부 너트(13)를 체결할 수 있다. 이후, 제2 단계는, 도 11 및 도 12를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)를 가이드 관(3)과 하부 너트(11) 사이에 설치할 수 있다. 참고로, 도 10을 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치 이전에 하부 너트(11)는 가이드 관(3)과 하부 너트(11) 사이에 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치가 가능하도록 가이드 관(3)으로부터 하측으로 간격을 두고 배치되어 있을 수 있고, 도 11 및 도 12를 참조하면, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치 후, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 고정되도록 나사 조임을 통해 상측으로 이동되어 하부 스레드 바 고정 디스크(12)를 가이드 관(3) 측으로 밀착시킬 수 있다.

또한, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치는 다음과 같을 수 있다. 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 열린 구간(122)을 통해 스레드 바(2)에 측 방향 삽입됨으로써, 하부 너트(11)와 가이드 관(3) 사이에 개재되며 스레드 바(2)에 대하여 구비될 수 있다.

또한, 본 장치(1)가 끼움 블록(17)을 포함하는 경우, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치 이후, 끼움 블록(17)이 열린 구간(122)으로 측 방향 끼움 배치될 수 있다.

또한, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 제1 디스크(123) 및 가이드 관(3)의 내면에 접촉하게 가이드 관(3)과 맞물리는 외경을 갖는 제2 디스크(124)를 포함하는 경우, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)는 제2 디스크(124)가 가이드 관(3) 내측으로 삽입되게 설치될 수 있다.

또한, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 가이드 관(3)의 하단과 하부 너트(11) 사이에 개재되는 제1 디스크(123) 및 제1 디스크(123)의 상측에 배치되고 가이드 관(3)의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 가이드 관(3)의 하단과 하부 너트(11) 사이에 개재되는 제2 디스크(124)를 포함하는 경우, 제1 디스크(123) 및 제2 디스크(124)는 서로의 열린 구간(122)이 겹치지 않도록 설치될 수 있다.

또한, 본 장치(1)가 하부 와셔(15)를 포함하는 경우, 제1 단계에서 스레드 바(2)에는 하부 너트(11) 및 하부 와셔(15)가 구비된 상태일 수 있다. 이때, 하부 너트(11) 및 하부 와셔(15)는 전술한 바와 같이 가이드 관(3)을 통과 가능하므로 스레드 바(2)의 가이드 관(3)에 대한 삽입시 하부 너트(11) 및 하부 와셔(15)는 가이드 관(3)을 통과하여 가이드 관(3)의 하측에 위치할 수 있다. 또는, 제1 단계와 제2 단계 사이에 하부 와셔(15)가 설치될 수 있다. 하부 와셔(15)는 가이드 관(3)을 통과가능하므로, 제1 단계 이후에, 상부 너트(13) 및 상부 스레드 바 고정 디스크(12)가 설치되기 이전에 하부 와셔(15)의 홀에 스레드 바(2)가 삽입되도록 하부 와셔(15)가 상측으로부터 하측으로 인입되어 하부 너트(11) 상에 위치하게 구비될 수 있다. 이러한 경우, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치 이전에 하부 너트(11) 및 하부 와셔(15)는 가이드 관(3)과 하부 와셔(15) 사이에 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치가 가능하도록 가이드 관(3)으로부터 하측으로 간격을 두고 배치되어 있을 수 있고, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)의 설치 이후, 하부 스레드 바 고정 디스크(12)가 가이드 관(3)으로 밀착되고 하부 와셔(15)가 하부 스레드 바 고정 디스크(12)로 밀착되도록 하부너트(11)가 나사 조임될 수 있다.

또한, 본 시공 방법은 가이드 관(3)에 형성된 주입 홀(31)을 통해 가이드 관(3) 내부에 시멘트질 경화용 재료를 충진하고 양생하는 단계(제3 단계)를 포함한다.

또한, 본 시공 방법은, 제3 단계 이후, 천공 홀과 스레드 바(2) 사이의 공간을 시멘트질 경화용 재료로 그라우팅 하는 단계, 부지 정리하는 단계, 기초 시공 단계 등을 수행할 수 있다. 이러한 제3 단계 이후의 단계들은 말뚝 시공에 있어서 당 분야의 통상의 기술자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.

다만, 기초 시공 단계에서, 푸팅(Footing) 결합 디스크(4)에 선배치된 철근을 통해 다축 가이드 관 구조와 기초가 일체화되게 기초의 시공이 이루어질 수 있다. 푸팅 결합 디스크(4)는 철근일 이요한 기초와의 결합 장치로 제공될 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 다축 내진 말뚝은, 가이드 관(3)을 고정하는 고정부(8) 및 다축 내진말뚝 결합 전단 열결부(7)를 포함할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 스레드 바 결합 장치
11: 하부 너트
12: 하부 스레드 바 고정 디스크
121: 하부 홀
122: 열린 구간
123: 제1 디스크
124: 제2 디스크
125: 하부 가이드 키
13: 상부 너트
14: 상부 스레드 바 고정 디스크
141: 상부 홀
145: 상부 가이드키
15: 하부 와셔
16: 상부 와셔
17: 끼움 블록
171: 하측 블록
172: 상측 블록

Claims (10)

1. 스레드 바를 마이크로파일로 사용하는 다축 내진 말뚝가이드 관에 가이드 관의 내부를 통과하는 상태로 배치되는 스레드 바를 결합시키는 스레드 바 결합 장치로서,
   상기 스레드 바에 대하여 상기 가이드 관보다 낮은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 하부 너트;
   상기 스레드 바가 통과하는 하부 홀을 가지고, 상기 하부 너트와 상기 가이드 관의 하단 사이에 개재되는 하부 스레드 바 고정 디스크;
   상기 스레드 바에 대하여 상기 가이드 관보다 높은 높이에서 나사 결합되어 구비되는 상부 너트; 및
   상기 스레드 바가 통과하는 상부 홀을 가지고, 상기 상부 너트와 상기 가이드 관의 상단 사이에 개재되는 상부 스레드 바 고정 디스크를 포함하되,
   상기 하부 스레드 바 고정 디스크는, 상기 하부 홀을 상기 하부 스레드 바 고정 디스크의 반경 방향 외측과 연통시키는 열린 구간이 형성되는 열린 루프 형태이고,
   상기 하부 스레드 바 고정 디스크는 상기 가이드 관의 외경보다 큰 외경을 가지고,
   상기 하부 너트는 상기 가이드 관을 통과 가능하도록 상기 가이드 관의 내경보다 작은 폭을 가지며,
   상기 열린 구간은, 이를 통해 상기 하부 스레드 바 고정 디스크가 상기 스레드 바에 측 방향 삽입되어 상기 하부 홀이 상기 스레드 바를 통과하게 배치될 수 있는 크기로 설정되는 것인, 스레드 바 결합 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부 스레드 바 고정 디스크는, 상기 상부 홀을 상기 상부 스레드 바 고정 디스크의 반경 방향 외측과 연통시키는 열린 구간이 미형성되는 닫힌 루프 형태인 것인, 스레드 바 결합 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 스레드 바를 통과하는 상태로 상기 하부 너트와 상기 하부 스레드 바 고정 디스크 사이에 개재되는 하부 와셔를 더 포함하고,
   상기 하부 와셔는, 그 외경이 상기 가이드 관을 통과 가능하도록 상기 가이드 관의 내경보다 작게 구비되되, 상기 가이드 관의 길이 방향에서 바라보았을 때 상기 하부 스레드 바 고정 디스크의 열린 구간의 일부를 가리도록 상기 너트의 폭보다 크게 구비되는 것인, 스레드 바 결합 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 열린 루프 형태가 닫힌 루프 형태로 전환되도록, 상기 하부 스레드 바 고정 디스크의 열린 구간에 대하여 측 방향 끼움 배치되는 끼움 블록을 더 포함하는, 스레드 바 결합 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하부 스레드 바 고정 디스크는,
   상기 가이드 관의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 상기 가이드 관의 하단과 상기 하부 너트 사이에 개재되는 제1 디스크; 및
   상기 제1 디스크와 일체적으로 연결되게 상기 제1 디스크의 상측에 배치되되 상기 가이드 관의 외경보다 작은 외경으로 구비되어 상기 가이드 관의 내측으로 삽입된 상태로 배치되는 제2 디스크를 포함하고,
   상기 제1 디스크 및 상기 제2 디스크는 동일한 위치에 상기 열린 구간이 형성되는 것인, 스레드 바 결합 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 디스크는 상기 가이드 관의 내면에 접촉하게 맞물리는 외경을 가지게 구비되는 것인, 스레드 바 결합 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 하부 스레드 바 고정 디스크는,
   상기 가이드 관의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 상기 가이드 관의 하단과 상기 하부 너트 사이에 개재되는 제1 디스크; 및
   상기 제1 디스크의 상측에 배치되고 상기 가이드 관의 외경보다 큰 외경으로 구비되어 상기 가이드 관의 하단과 상기 하부 너트 사이에 개재되는 제2 디스크를 포함하고,
   상기 제1 디스크 및 상기 제2 디스크는 상기 열린 구간이 서로 다른 위치에 형성되게 상대적인 회전이 가능하도록 상호 분리된 구성인 것인, 스레드 바 결합 장치.
9. 제1항에 따른 스레드 바 결합 장치 및 상기 스레드 바 결합 장치에 결합된 스레드 바를 포함하는 다축 내진 말뚝.
10. 제9항에 따른 다축 내진 말뚝의 시공 방법으로서,
    (a) 상기 가이드 관을 통해 천공된 천공홀에 상기 스레드 바를 마이크로파일로서 배치하는 단계;
    (b) 상기 스레드 바 결합 장치를 이용하여 상기 가이드 관에 상기 스레드 바를 결합시키는 단계; 및
    (c) 상기 가이드 관에 형성된 주입 홀을 통해 상기 가이드 관 내부에 시멘트질 경화용 재료를 충진하고 양생하는 단계를 포함하는 다축 내진 말뚝 시공 방법.

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