KR200249424Y1

KR200249424Y1 - 강관 파일 상단의 철근 연결 구조

Info

Publication number: KR200249424Y1
Application number: KR2020010020152U
Authority: KR
Inventors: 금구현; 천병식; 원장현
Original assignee: (주)삼원기술단
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2001-11-16

Abstract

본 고안은 교량과 같은 토목구조물의 기초 공사시 하부 지반에 타입되는 강관파일의 상부에 기초 콘크리트를 타설하기 위한 강관파일의 보강구조에 있어서, 특히, 지반에 타입된 강관파일의 상단에 설치하여 그 상부의 기초 콘크리트의 하중을 지지하는 덮개수단의 설치 및 기초 콘크리트의 내력철근과 결속되는 보강철근 배근이 용이한 강관파일 상단의 철근 연결장치에 관한 것이다.

본 고안의 강관파일 상단의 철근 연결장치는, 전체적으로 원통 형상을 가지며, 상기 강관파일의 상단에 끼워져 결합되는 덮개통(300)과, 상기 덮개통의 상부에 고정 결합되어 보강철근(360)을 지지하기 위한 환형의 지지판(320), 및 상기 보강철근의 하단에 끼워져 고정되는 쐐기형 끼움철편(330)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강관 파일 상단의 철근 연결 구조{APPARATUS FOR CONNECTING THE TOP END OF A STEEL PIPE PILE WITH REINFORCING BAR}

본 고안은 강관파일 상단의 철근 연결 장치에 관한 것으로서, 특히, 교량과 같은 토목구조물의 기초 공사시 연약지반에 타입된 강관파일의 상단에 결합되어, 콘크리트 구조물의 기초와 강관파일을 효과적으로 결합하기 위한 강관파일 상단의 철근 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연약지반에 강관파일을 박아 지정작업을 하게 되면, 콘크리트 기초를 타설하기 위하여 타입시 변형된 강관의 상단을 자르고 강관파일 상단에 덮개구조의 설치 및 보강철근의 배근이 이루어지게 된다. 종래의 도로교 표준시방서에 따른 강관파일 상단의 연결구조는 도 1에서 나타난 바와 같이, 강관파일의 내면의 하측에 강판을 둥글게 용접하여 걸림턱(101)을 형성하고 그 위측에 2층의 강판을 둥글게 용접하여 미끄럼방지턱(102)을 형성한 다음, 상기 걸림턱(101)에 합판(103)을 올려 강관파일을 폐쇄한 후에 강관파일 내에 철근을 삽입하여 그 위에 콘크리트를 타설하여 철근을 고정시키도록 하고 있다.

상기 종래의 강관파일 상단의 철근 연결구조는 강관파일 내에 합판(103)을 받쳐주는 걸림턱(101)과 콘크리트의 미끄러짐을 방지하는 미끄럼방지턱(102)을 용접하게 된다. 이에 따라 강관파일 내에서 용접을 해야하는 작업상의 어려움으로 상부 쪽으로만 대충 용접을 하고 콘크리트를 타설하여 감추어 버리는 일이 흔히 있어 구조적인 부실 요인이 되고 있다. 이 뿐만 아니라 이러한 어려움을 보완한 다른 강관파일의 덮개구조에 있어서도 용접결합은, 작업장에서 용접에 의해 이루어지기 때문에 작업자체가 노동집약적일 뿐만 아니라 용접조건과 과정에 따라 용접열에 기인하는 여러 가지 변형, 균열 및 조직약화 및 부식이 유발될 수 있고, 철근을 덮개판 외주면에 용접을 하여 고정하는 경우 용접면적이 좁아 용접이 탈락되기 쉽고 수직하중에 취약하게 되는 등 구조물의 부실의 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

한편, 상기 용접결합의 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로서, 볼트 결합을 채택한 강관파일 상단 철근 연결장치의 구조가 대한민국 공개특허공보 제2001-0007930호에 개시되어 있고, 도 2는 이에 대한 절개 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 종래의 강관파일 상단 철근 연결장치의 구조는, 지반에 타입된 강관파일의 상단 벽체에는 강관파일 결합구(200)를 결합하기 위한 구멍(211)이 다수개 형성되어 있고, 상기의 구멍(211)은 강관파일과 강관파일 결합구(200)와의 결합력이 골고루 분포될 수 있도록 강관파일 상단벽체에 원주를 따라 소정간격을 두고 형성되어 있다. 그리고 상기 강관파일 결합구(200)는 강관파일(250)의 외경이상의 외경과 강관파일 내경보다 적은 내경을 갖는 원통 형태로서, 이는 하방으로 관통하는 구멍(201)이 다수개 형성된 수평부(220)와 상기 수평부(220) 하부의 강관파일 내부면 위치에서 하방 수직으로 설치되고, 측면에 강관파일 결합구(200)를 강관파일과 결합하기 위한 구멍(211)이 형성된 수직부(210)로 구성되며, 수직부(210)와 수평부(220)는 일체로 형성될 수 있다.

또한 강관파일 결합구(200)는 강관파일 내부의 콘크리트 타설을 위해 타설 깊이까지의 공간을 확보하는 분리된 바닥부(230)를 포함하고 있으며, 상기바닥부(230)는 철근, 혹은 와이어 로드 등의 지지철선(240)에 의해 강관파일 결합구의 수평부(220)와 연결, 지지된다.

이와 같은 종래의 연결장치는 결합구(200)와 강관파일을 볼트 체결하기 위해, 강관파일의 소정의 위치에 볼트구멍을 정밀하게 천공하고 대응되는 여러 볼트구멍들을 정확하게 정렬하여 볼트를 체결해야하기 때문에, 강관파일 상단의 정밀한 위치에 볼트 구멍을 천공하는 것이 용이하지 않고, 볼트 체결 후에도 강관파일과 볼트 결합면이 잘 맞지 않는 등의 문제가 있었다.

또한 철근을 강관파일 상단에 연결하기 위해서는 먼저 철근의 하단에 나사 가공을 하고, 수평부(220)에 형성된 수직결합구멍(201)에 철근을 끼워 관통시킨 후 바닥부에 볼트고정을 해야하므로, 작업이 번거로워지고 작업공수가 많은 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 지중에 타입한 강관 파일의 상단과 보강 철근을 연결함에 있어 간단한 조립 기구물을 사용하여 작업하도록 함으로써 작업시간과 작업난이도를 개선한 강관 파일 상단의 철근 연결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 도로교 표준시방서에 따른 종래의 강관파일 상단의 철근연결 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 볼트결합식 강관파일 상단의 철근연결 장치의 구조를 나타낸 절개 사시도.

도 3은 본 고안에 따른 강관파일 상단의 철근 연결장치의 분리 사시도.

도 4는 도 3에 따른 덮개통과 지지판 결합 구조의 부분 상세도

도 5는 본 고안에 따른 강관파일 상단의 철근 연결장치의 결합 단면도.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

300 : 끼움철편

310 : 보강철근

320 : 환형의 지지판

330 : 덮개통

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 지중에 박아 넣은 강관파일과 콘크리트 구조물의 기초를 연결하기 위해 강관파일 상단에 보강 철근을 연결하는 장치에 있어서, 상기 강관파일의 내경보다 작은 외경을 가지며 상부에는 내주면을 따라 단턱이 형성되고 상기 단턱 상단면의 수 개소에 고정돌기가 형성되어 있는 내부 원통과, 상기 내부 원통의 하단에 일체로 형성되며 홀이 방사상의 소정 간격으로 다수 개 천공되어 있는 바닥판과, 상기 내부원통과 상단이 일체로 연결된 동심의 원통으로서 형성되며 상기 강관파일의 외경보다 큰 내경을 가지는 외부 원통으로 이루어져, 상기 내부 및 외부 원통의 간격 사이로 강관파일의 상단이 끼워져 고정되는 덮개통과; 외주를 따라 수 개소에 상기 내부 원통의 단턱 상에 형성된 고정돌기와 결합하는 고정홈이 형성되고, 내주를 따라 수 개소에 상기 보강철근을 지지할 수 있도록 U자형 돌기가 집게 모양으로 다수 개 형성되어 있는 환형의 지지판, 및 내부가 비어있는 역 삼각뿔 모양으로 그 벽체에, 둘레를 따라 수 개의 길이방향 절개홈이 형성되어 있고 상기 보강철근의 하단에 끼워져 고정된 상태에서 상기 덮개통의 바닥판에 천공된 홀에 압입되는 끼움철편을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도3이하를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 강관파일 상단의 철근 연결장치의 분리사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 덮개통과 환형의 지지판 결합 구조의 부분 상세도이며, 도 5는 본 고안에 따른 강관파일 상단의 철근 연결장치의 결합 단면도이다.

도 3에서 도시된 바와 같이 본 고안은, 하부가 바닥판(336)으로 막힌 원통형상을 가지며, 강관파일의 내부로 기초콘크리트가 들어가지 못하도록 강관파일의 상단을 차단하고, 보강철근을 강관파일의 상단에 연결시키기 위한 덮개통(330)과, 상기 덮개통(330)의 내부 상단에 결합되면서 보강철근을 지지하기 위한 환형의 지지판(320), 및 보강철근(310)의 하단에 끼워지고 상기 덮개통(330)의 바닥판(336)에 압입되어 상기 보강철근을 고정시키는 쐐기형의 끼움철편(300)을 포함한다.

상기 덮개통(330)은 도 3에서 도시된 바와 같이, 강관파일(340)의 내경보다 작은 외경을 가지는 내부 원통(331)과, 상기 내부 원통(331)의 하단에 일체로 형성된 바닥판(336)과, 상기 내부원통(331)과 상단이 일체로 연결된 동심의 원통으로서 형성되며 상기 강관파일(340)의 외경보다 큰 내경을 가지는 외부 원통(332)으로 이루어져, 상기 내부 및 외부 원통(331,332)의 간격 사이로 강관파일(340)의 상단을 끼워 고정되도록 한 구조를 가진다.

그리고, 상기 외부 원통(332)의 하단(335) 부분은 상기 내부 및 외부 원통(331,332)의 간격사이로 강관파일(340)의 상단이 쉽게 끼워질 수 있도록 바깥을 향해 비스듬히 절곡되어 있고. 상기 바닥판(336)에는 보강철근(310)의 단부에 고정된 쐐기형 끼움철편(300)이 끼워지게될 홀(337)이 방사상의 소정 간격으로 다수 개 천공되어 있다.

상기 내부 원통(331)의 상부에는 원통의 내주면을 따라 상기 환형의 지지판(320)의 위치를 고정하기 위한 단턱(334)과 상기 단턱(334) 상단면의 수 개소에 고정돌기(333)가 형성된다. 도4에 도시된 바와 같이, 상기 고정돌기(333)는 상부에 사다리꼴 모양의 걸림턱(338)을 형성하여, 상기 환형의 지지판(320)을 상ㆍ하 및 좌ㆍ우로 움직이지 않게 고정시키는 기능을 수행한다.

상기 환형의 지지판(320)은 그 외주면을 따라 수 개소에 상기 내부 원통(331)의 단턱(334)상에 형성된 고정돌기(333)와 결합하는 고정홈(321)이 형성되고, 내주면을 따라 수 개소에 보강철근(310)을 지지할 수 있도록 신축성을 가진 U자형 돌기(322)가 집게 모양으로 다수 개 형성된다. 이러한 환형의 지지판(320)은 소정 강도를 갖는 합성수지재로 제작되어 고정홈(321)과 U자형 돌기(322)가 약간의 신축성을 가지도록 구성된다.

그러므로 환형의 지지판(320)을 내부원통(331)의 단턱(334)에 안착시키기 위해 고정홈(321)을 상기 단턱(334)의 고정돌기(333) 위에 맞추어 올려놓고 가압하면 고정홈(321)이 다소 벌어지면서 고정돌기(333)의 상부를 통과하여 사다리꼴 걸림턱(338)에 끼워지게 되어 상ㆍ하ㆍ좌ㆍ우로 움직이지 않게 고정된다. 그리고 상기 환형의 지지판(320)의 고정홈(321)이 상기 고정돌기(333)와 견고하게 결합되어 단턱(334)에 안착되면 상기 덮개통(330)의 바닥판(336)에 천공되어진 홀(337)들과 보강철근(310)을 지지하기 위한 환형의 지지판(320)의 U자형 돌기(322)들은 수직으로 일직선상에 위치하도록 구성하여 U자형 돌기(322)에 지지되는 보강철근(310)이 바닥판의 홀(337)들에 고정되는데 오차가 없도록 하였다.

상기 쐐기형 끼움철편(300)은, 내부가 비어있는 역 삼각뿔 모양으로 그 벽체에, 둘레를 따라 수 개의 길이방향 절개홈(301)이 형성되어 있다. 상기 절개홈(301)은 보강철근(310) 하단이 삽입되면서 그 틈이 벌어졌다가, 덮개통의 바닥판(336)에 천공된 홀(337)에 압입되면 절개홈(301)의 틈이 다시 오므라들면서 끼움철편(300)에 삽입된 보강철근(310)의 하단을 바닥판(336)에 견고하게 고정시키게된다. 따라서 끼움철편(300)을 하단에 끼운 보강철근(310)을 환형의 지지판(320)의 U자형 돌기(322)에 끼우고 수직으로 바닥판(336)의 홀(337)에 박아 넣게 되면 보강철근의 배근이 끝나게 된다.

이하, 본 고안에 따른 철근 연결장치를 이용하여 강관파일의 상단에 보강철근을 배근하여 구조물의 기초를 형성하는 공정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 지중 타입과정에서 타격을 받아 변형된 강관파일(340)의 상단을 지반에서 대략 200mm정도 남겨두고 절단기로 절단한 후에, 강관파일(340)의 상단을 덮개통(330)의 내부원통(331)과 외부원통(332)의 사이에 맞추어 끼워 넣는다. 그 후, 환형의 지지판(320)의 외주면에 형성된 고정홈(321)을 상기 내부원통(331) 상부의 단턱(334)상에 형성된 고정돌기(333)의 위치에 맞추어 가압하여 끼워 넣게 되면 덮개통 바닥판(336)에 천공된 홀(337)과 지지판의 U자형 돌기(322)의 위치가 수직으로 일치한다.

보강철근(310)의 끝단에 쐐기형 끼움철편(300)을 끼운 후, 환형의 지지판(320)의 내측으로 진입시켜 U자형 돌기(322)에 끼워 넣은 후에 바닥판(336)에 천공된 홀(337)에 박아 넣는다. 보강철근을 U자형 돌기(322)와 바닥판(337)들의 홀(337) 들에 모두 끼워 넣은 후 콘크리트를 덮개통(330)의 내측에 채워지도록 타설하여 구조물의 기초를 형성한다.

따라서, 이상에서 설명한 본 고안에 따른 강관파일 상단의 철근 연결장치에의하면, 강관파일과 보강철근과의 결합이 조립형 기구물들에 의해 이루어지므로 종래와 같이 용접이나 볼트를 이용한 작업의 불편함과 어려움을 덜 수 있으며 작업공수와 시간을 현저하게 줄일 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims

지중에 박아 넣은 강관파일과 콘크리트 구조물의 기초를 연결하기 위해 강관파일 상단에 보강 철근을 연결하는 장치에 있어서,

상기 강관파일의 내경보다 작은 외경을 가지며 상부에는 내주면을 따라 단턱이 형성되고 상기 단턱 상단면의 수 개소에 고정돌기가 형성되어 있는 내부 원통과, 상기 내부 원통의 하단에 일체로 형성되며 홀이 방사상의 소정 간격으로 다수 개 천공되어 있는 바닥판과, 상기 내부원통과 상단이 일체로 연결된 동심의 원통으로서 형성되며 상기 강관파일의 외경보다 큰 내경을 가지는 외부 원통으로 이루어져, 상기 내부 및 외부 원통의 간격 사이로 강관파일의 상단이 끼워져 고정되는 덮개통과;

외주를 따라 수 개소에 상기 내부 원통의 단턱 상에 형성된 고정돌기와 결합하는 고정홈이 형성되고, 내주를 따라 수 개소에 상기 보강철근을 지지할 수 있도록 U자형 돌기가 집게 모양으로 다수 개 형성되어 있는 환형의 지지판, 및

상기 보강철근의 하단에 끼워져 고정되며, 철근의 하단을 고정한 상태에서 상기 덮개통의 바닥판에 천공된 홀에 압입되어 철근을 지지하는 끼움철편

을 포함하는 것을 특징으로 하는 강관파일 상단의 철근 연결장치.
청구항1에 있어서,

상기 덮개통의 외부 원통의 하단은 상기 내부 및 외부 원통의 간격사이로 강관파일의 상단이 쉽게 끼워질 수 있도록 바깥을 향해 비스듬히 절곡되게 구성한 것을 특징으로 하는 강관파일 상단의 철근 연결장치.
청구항1에 있어서,

상기 덮개통의 내부원통의 단턱 상에 형성된 상기 고정돌기는 상부에 사다리꼴 모양의 걸림턱을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 강관파일 상단의 철근 연결장치.
청구항 1에 있어서,

상기 환형의 지지판의 U자형 돌기들은, 고정홈이 상기 고정돌기와 결합되어 상기 환형의 지지판이 단턱에 안착되었을 때, 상기 덮개통의 바닥판에 천공되어진 홀들과 수직으로 일직선상이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 강관파일 상단의 철근 연결장치.
청구항 1에 있어서,

상기 끼움철편은, 내부가 비어있는 역 삼각뿔 모양으로 그 벽체에, 둘레를따라 수 개의 길이방향 절개홈이 형성되어 있고, 상기 보강철근의 하단에 결합될 때 길이방향 절개홈에 의해 그 벽체가 벌어졌다가 상기 덮개통의 바닥판에 천공된 홀에 압입되면서 오므라들면서 상기 보강철근의 하단을 덮개통의 바닥판에 고정시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 강관파일 상단의 철근 연결장치.