KR200255715Y1 - 수상에 설치되는 강관파일의 인발력 억제를 위한강관파일 내부 어스앵커의 정착구 - Google Patents
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Abstract
본 고안은, 해상 및 수상부에 설치되는 돌출말뚝 형식 교량의 교대나 교각 의 하부 기초로 사용하는 강관파일이 받는 지진과 같은 외력이나 폭풍시에 발생하는 파력에 의한 인발력 억제를 위해, 강관파일 내부를 관통하여 암반층에 어스앵커를 설치한 강관파일에 있어서 강관말뚝이 인발력에 저항할 수 있도록 강관말뚝과 어스앵커를 결합시키기 위한 어스앵커 정착구에 관한 것이다.
본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구는, 강관파일의 인발력을 억제하기 위해서 강관파일을 관통하여 시공된 어스앵커의 긴장력을 강관파일에 전달 할 수 있도록 고안된 것으로서, 뒤집어진 원뿔대 형상의 중심체에, 4개의 플랜지서로 직각을 이루도록 측면에 부착되어있으며, 상기 중심체 윗면의 중심에는 그라우팅호스가 삽입되는 제1 관통홀과, 상기 제 1관통홀을 중심으로 하여 방사상의 모양으로, 어스앵커의 강선이 삽입, 고정되는 다수의 제 2관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 고안은, 해상 및 수상부에 설치되는 돌출말뚝 형식 교량의 교대나 교각 의 하부 기초로 사용하는 강관파일이 받는 지진과 같은 외력이나 폭풍시에 발생하는 파력에 의한 인발력 억제를 위해, 강관파일 내부를 관통하여 암반층에 어스앵커를 설치한 강관파일에 있어서, 강관말뚝이 인발력에 저항할 수 있도록 강관말뚝과 어스앵커를 결합시키기 위한 어스앵커 정착구에 관한 것이다.
일반적으로, 토목 구조물인 교량의 교대나 교각기초는 그 자중이 무겁고, 지하수에 의한 부력이 극히 미미하여 시공중이나 평상시에는 주로 압축력만을 받게된다. 따라서, 기초부의 내력 산정 시 기초부가 받는 압축력을 중요하게 고려하여 기초부를 설계하며, 해상 및 수상부의 교대 및 교각 기초에 설치되는 파일에 작용하는 지진시의 외력이나, 물의 흐름에 의한 유속압이나 파력에 의한 인발력이 고려되는 경우에도, 파일의 개수 및 기초 푸팅의 크기를 증가시켜 자중을 무겁게 하여 인발력을 억제함으로서 기초를 지지하도록 시공하였다.
그러나 이렇게 말뚝의 개수 및 기초 푸팅의 크기를 증가시켜 시공할 경우 말뚝 개수와 기초 크기의 증대로 공사비가 증가하고 공사기간이 장기간 소요되는 문제점이 있다.
기초의 침하를 방지하고 동시에 인발력을 억제하기 위한 종래의 방법으로는 도 1a에 도시된 바와 같이 연약지반(1)을 관통하여 암반층(2)까지 파일(3)을 항타하여 상기 파일(3)로 기초부(6)를 지지하여 상기 기초부(6)의 침하를 억제하고, 인발력을 억제하기 위해서는 암반층(2)내에 지중앵커(4)를 고정하고 상기 기초부(6) 위에 설치되는 고정판(7) 사이에 강연선(5)을 설치하였다.
그러나, 통상의 구조물을 신축하는 경우, 상기의 지중앵커(4)를 설치하는 작업과 파일(3)로 기초부를 지지하는 작업은 지하 기초를 형성하는 작업으로 동시에 이루어져야 하는데, 상기 지중앵커(4)를 설치하는 작업과 파일(3)을 설치하는 작업을 병행하는 경우 재료비 및 인건비, 설비비 등의 시공비가 많이 소요된다는 문제점이 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 '대한민국 공개특허공보 제1997-0062256호'에는 '앵커 파일 및 그 시공방법'이 개시되어 있으며 도 1b는 그 시공 단면도이다.
도 1b에 도시된 바와 같이 종래의 앵커 파일 및 그 시공방법은, 지층의 상부연약지반층(110)에 파일링 되는 강관(101)과, 상기 강관(101)의 내측으로 연약지반층을 관통하여 암반층(120)의 고정 깊이까지 천공되는 설치공(102)에 삽입되고, 요철부가 외주부에 형성된 복수개의 금속재 단위지지봉이 연결되어 형성되는 연결지지봉(103)과, 상기 지층(110)에 형성된 설치공(102)의 내부에 충전되어 상기 연결지지봉(103)과 결합됨과 아울러 상기 암반층과 결합되는 시멘트 그라우트(140) 및 상기 연결지지봉(103)의 상단부를 구조물의 기초부(120)에 고정시키기 위하여, 상기 기초부(120)에 매설되고, 상기 연결지지봉(103)의 상단부가 고정되는 고정판(104)과, 상기 연결지지봉(103)을 고정시키기 위하여 상기고정판의 상, 하부에 위치하도록 상기 연결지지봉(103)의 상단부에 각각 체결되는 앵커너트(105a, 105b)로 구성된다.
그러나 상기의 '앵커 파일 및 그 시공방법'은 일반적인 건축 구조물의 침하 방지와 융기방지에는 효과적이나, 토목구조물인 교량의 교각이나 교대의 기초로 사용하기에는 다음과 같은 문제점이 있다.
96' 도로교 표준시방서에 따르면 강관파일과 기초 결합부의 결합은 도 2a에 도시된 바와 같이 확대기초(210) 속에 강관파일(8)을 일정 깊이만큼 근입하고, 근입된 부분으로 말뚝 머리의 휨모멘트를 저항하거나, 도 2b에 도시된 바와 같이 확대기초(210) 속으로 근입되는 강관파일(8)의 길이를 최소한으로 하고 주로 철근(9)을 보강함으로써 강관파일 머리를 휨모멘트에 저항 할 수 있도록 하고 있다.
상기 방법 중, 현장에서는 교량의 교대 및 교각의 기초 두께가 강관파일을 일정 깊이만큼 근입하기에는 그 두께가 작고 시공이 어렵기 때문에, 기초 속으로 근입되는 강관파일의 길이를 최소로 하고, 철근을 보강하는 방법을 주로 교량의 교대나 교각의 시공 시에 사용하고 있다. 즉, 강관파일 머리 안쪽으로 기초콘크리트(210)와 철근(9)을 배근시켜 강관파일 머리 부분의 휨모멘트를 받지 않도록 하는 강결 결합을 하는 것을 원칙으로 하는데, 상기의 '앵커 파일 및 그 시공방법'에서는 고정판(104)으로 강관파일 상단부분을 지지하고 지표면에 노출된 연결지지봉(103)에 앵커너트(105a, 105b)를 체결하여 상기 고정판(104)을 고정시키고 그 위에 기초부 콘크리트를 타설하게 되므로 교량의 교대나 교각 기초에 시공하기 어렵고, 96' 도로교 표준시방서에 제시된 강관파일 머리부와 기초의 결합방법에 위배되어 건축 구조물이 아닌 교량의 교대나 교각과 같은 토목구조물에서는 그 사용이 어려워지는 문제점을 가지게 된다.
또한, 종래의 앵커 파일은 건축 구조물의 특성상, 시공 시 및 시공 후에도 인발력 및 압축력을 받기 때문에, 건축 구조물의 기초 부분이 직접 인발력 및 압축력을 효과적으로 지지할 수 있도록 구성하였다. 그러나, 교량의 교각이나 교대와 같은 토목 구조물의 특성상, 상기 토목 구조물의 기초부는 자중으로 인하여 시공시 및 평상시에는 압축력만을 받고, 지진 시나 폭풍 시에만 인발력을 받기 때문에 이 경우의 인발력만을 억제할 수 있는 방법이 경비 절감 및 공기 단축에 효과적이다.
따라서 본 고안은, 강관파일이 받는 지진과 같은 외력이나 폭풍시에 발생하는 파력에 의한 인발력 억제를 위해 강관파일 내부를 관통하여 암반층에 어스앵커를 설치한 교량의 교대나 교각의 하부 기초의 강관파일에 있어서, 강관파일이 받는 인발력을 강관파일이 직접 억제할 수 있도록 하는 강관파일 내부의 어스앵커 정착구를 제공한다.
또한, 인발력을 억제하는 어스앵커와 강관파일의 상단부 부분을 도로교 표준시방서에 제시된 강결 결합이 가능한 강관파일 내부의 어스앵커 정착구를 제공한다.
도 1a는 종래 구조물의 침하와 융기방지를 위한 파일과 앵커 구조의 단면도.
도 1b는 종래의 인발력을 억제하기 위한 앵커파일의 시공단면도.
도 2a 및 도 2b는 도로교 표준시방서에 도시된 강관파일 상단 결합부 단면도.
도 3은 본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구의 사시도
도 4는 본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구를 시공한 시공 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 강관파일 내부의 어스앵커 정착구의 상부 어스앵커 결합부 부분의 확대 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
300 : 강관파일 내부의 어스앵커 정착구 200 : 강관파일
310 : 중심체 210 : 확대 기초
320 : 플랜지 220 : 보강철근
311 : 제 1관통홀 410 : 강선
312 : 제 2관통홀 420 : 쐐기앵커
321 : 플랜지 종단면 430 : 어스 앵커체
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 해상 및 수상부에 설치되는 돌출말뚝 형식 교량의 교각 기초용으로 사용하는 강관파일이 받는 인발력을 억제하기 위해서, 강관파일 내부를 관통하여 설치된 어스앵커를 강관파일에 정착시키기 위한 정착구에 있어서, 뒤집어진 원뿔대 형상을 가진 중심체에, 4개의 플랜지가 서로 직각을 이루도록 상기 중심체의 측면에 부착되어있고, 상기 중심체의 윗면의 중앙에는 제 1 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제 1관통홀에는 어스앵커의 그라우트호스가 삽입되고, 상기 제1 관통홀을 중심으로 방사상 모양으로 다수개의 제 2관통홀이 형성되며, 상기 제 2관통홀에는 어스앵커의 강선과 긴장된 어스앵커의 강선을 고정하는 쐐기 앵커가 고정되며, 상기 플랜지는 상기 강관파일 상부 내부에 용접결합 되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3 이하를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구이고, 도 4는 본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구를 시공한 시공 단면도이며, 도 5는 도4에 도시된 강관파일 내부의 어스앵커 정착구의 상부 어스앵커 결합부 부분의 확대 사시도이다.
본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구는, 강관파일을 관통하여 시공된 어스앵커의 긴장력을 강관파일에 전달할 수 있도록 고안된 것으로서, 도 3에 제시된 바와 같이, 뒤집어진 원뿔대 형상의 중심체(310)에, 4개의 플랜지(320)가 서로 직각을 이루도록 상기 중심체(310)의 측면에 부착되어 있고, 상기 중심체(310) 윗면의 중앙에 제 1관통홀(311)이 형성되어 있으며, 상기 제1 관통홀(311)을 중심으로 방사상의 모양으로 다수개의 제2 관통홀(312)이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 중심체(310)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 강관파일(200) 내부를 관통하여 시공된 어스앵커(400)의 인장력을 받는 브라켓 역할을 한다. 상기 중심체의 중앙에 형성된 제1 관통홀(311)에는 상기 어스앵커(400)의 그라우트호스가 삽입된다. 상기 제 2관통홀에는 어스앵커의 강선(410)이 삽입되는데, 어스앵커의 정착장부(450)의 양생이 끝나 상기 강선(410)에 긴장이 주어지면, 어스앵커의 쐐기앵커(420)에 의해 제2 관통홀과 강선이 결합되어진다.
상기 4개의 플랜지(320)는 상기 중심체(310)에 서로 직각을 이루도록 측면에 부착되어 있으며, 상기 어스앵커(400)의 인장력을 지지하는 버팀대의 역할을 한다. 상기 플랜지(320)의 종단면(321)은 상기 강관파일(200)의 상부 안쪽에 용접 결합되어, 상기 어스앵커(400)의 인장력을 상기 강관파일(310)에 전달한다. 따라서 상기 강관파일(200)은 상기 4개의 플랜지(320)가 전달하는 어스앵커의 인장력을 받아,상기 강관파일(200)에 작용하는 인발력에 대하여 저항할 수 있게된다.
상기의 강관파일 내부의 어스앵커 정착구를 사용하여 교량의 교대나 교각의 기초하부를 시공하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 강관파일(200)을 교량의 교대나 교각이 시공될 연약지반(1)을 관통하여 암반층(2)까지 항타한다. 상기 강관파일(200) 내에 어스앵커(400)를 시공하기 위하여 앵커체(430)를 가공·조립 후에 상기 강관파일 내부 안쪽으로 암반층(2)의 소정의 깊이 까지 상기 어스앵커(400)가 시공될 구멍을 천공한다. 상기 어스앵커의 앵커체(430)를 삽입 후 상기 강관파일 내부의 어스앵커 정착구(300)의 플랜지(320)를 상기 강관파일(200)의 상부에 용접 결합시키고, 상기 어스앵커의 강선 및 그라우팅호스를 상기 강관파일 내부의 어스앵커 정착구의 중심체(310)의 제 1관통홀 및 제 2 관통홀에 관통시켜 바깥쪽으로 빼어낸다. 어스앵커의 시공순서에 따라 팩커부(440)및 정착장부(450)를 순차적으로 가압 그라우팅 하여 암반층 내부에 정착장부(450)를 형성한 뒤 양생시킨다. 양생이 끝나면 상기 중심체(310)를 관통한 상기 어스앵커의 강선(410)을 긴장시킨 뒤 쐐기앵커(420)를 이용하여 상기 중심체(310)에 상기 강선(410)을 고정시키면, 상기 강관파일(200)은 상기 어스앵커(400)가 하부로 인장을 받는 힘을 상기 강관파일 내부의 어스앵커 정착구(300)의 플랜지(320)에 의해 전달받게 된다.
상기 강관파일의 인발력 억제 장치(300)의 시공 및 상기 강관파일(200) 내의 상기 어스앵커(400)의 시공이 끝나면, 강관파일과 교량의 교대나 교각의 기초부(210)를 상기 강관파일(200)의 상부와 결합하여야 하는데, 상기 강관파일 내부의 어스앵커 정착구(300)는 상기 강관파일(200)의 상부 하측에 시공되므로, 강관파일의 상부는 교량의 교대나 교각의 기초와 96' 도로교 표준시방서에 제시된 바와 같이 미끄럼턱(230)을 용접하고, 확대기초의 주철근과, 강관파일 내부로 배근된 보강철근(220)을 연결하고 상부로 콘크리트를 타설함으로서 강결결합을 할 수 있다.
따라서, 이상에서 설명한 본 고안에 따른 강관파일 내부의 어스앵커 정착구에 의하면, 강관파일 내의 어스앵커가 받는 인장력을 강관파일에 효과적으로 전달하여, 강관파일에 작용하는 인발력을 효과적으로 억제시킬 수 있게 된다.
또한, 상기의 정착구는 강관파일 내에 용접으로 결합되므로, 96' 도로교 표준시방서에 제시된 강관파일과 기초 결합부의 규준에 맞추어 강관파일 내에 미끄럼방지 턱을 사용하여 콘크리트를 기준 깊이 만큼 타설하거나, 기초와 연결하여 철근을 배근하는 것이 용이 하게된다.
Claims (1)
- 해상 및 수상부에 설치되는 돌출말뚝 형식 교량의 교각 기초용으로 사용하는 강관파일이 받는 인발력을 억제하기 위해서, 강관파일 내부를 관통하여 설치된 어스앵커를 강관파일에 정착시키기 위한 정착구에 있어서,뒤집어진 원뿔대 형상을 가진 중심체에, 4개의 플랜지가 서로 직각을 이루도록 상기 중심체의 측면에 부착되어있고, 상기 중심체의 윗면의 중앙에는 제 1 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제 1관통홀에는 어스앵커의 그라우트호스가 삽입되고, 상기 제1 관통홀을 중심으로 방사상 모양으로 다수개의 제 2관통홀이 형성되며, 상기 제 2관통홀에는 어스앵커의 강선과 긴장된 어스앵커의 강선을 고정하는 쐐기 앵커가 고정되며, 상기 플랜지는 상기 강관파일 상부 내부에 용접결합 되는 것을 특징으로 하는 강관파일 내부의 어스앵커 정착구.
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| KR2020010027331U KR200255715Y1 (ko) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 수상에 설치되는 강관파일의 인발력 억제를 위한강관파일 내부 어스앵커의 정착구 |
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Publications (1)
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| KR (1) | KR200255715Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100923587B1 (ko) * | 2008-12-12 | 2009-10-27 | 김선영 | 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법 |
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2001
- 2001-09-06 KR KR2020010027331U patent/KR200255715Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR100923587B1 (ko) * | 2008-12-12 | 2009-10-27 | 김선영 | 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법 |
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