KR200292950Y1 - 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치 - Google Patents

강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치 Download PDF

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주식회사 스마텍엔지니어링
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Abstract

본 고안은 강관말뚝의 내부 또는 선단에 장착되어, 개단 강관말뚝의 내부로 어느 정도의 지반 유입을 허용하여 지지층으로의 관입 성능을 유지하면서도, 강관말뚝의 관입 깊이를 증가시키지 않고서도 선단지지력을 향상시킬 수 있도록 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치에 관한 것이다.
본 고안에서는 본 고안에서는 소정 폭의 원형 테 형태로 이루어져 강관말뚝의 관입시에 소정의 지반이 강관말뚝의 내부로 유입될 수 있도록 중앙에는 지반 유입공이 형성되어 있고 강관말뚝의 나머지 단면부분은 폐쇄하도록 구성되어 있으며, 강관말뚝의 내부 또는 선단부에 고정 설치되어 강관말뚝의 개방단면을 축소하여, 강관말뚝의 선단지지력을 발현시키는 유효 단면적을 증가시키도록 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치가 제공된다.
이와 같은 본 고안에 따른 선단슈장치에 따르면, 수평부에 의하여 강관말뚝의 개방단면이 소정 폭만큼 폐쇄되어 있으므로 강관말뚝의 유효 단면적이 증가하게 되고, 그에 따라 선단지지력이 증가되며, 동일한 선단지지력을 얻는 경우라도 종래의 일반 강관말뚝에 비하여 관입깊이를 줄일 수 있게 되며, 결국 관입 깊이의 축소를 통하여 고가의 강관말뚝 사용량을 절감하여 시공비를 줄일 수 있다는 효과가 있다.

Description

강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치{End Tip Apparatus for Reducing Opening Cross Section of Steel Pipe Pile}
본 고안은 강관말뚝의 선단슈장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 강관말뚝의 선단에 장착되어 말뚝의 유효 단면적을 증가시키므로써, 강관말뚝의 근입깊이를 증가시키지 않으면서도 선단지지력을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 강관말뚝의 선단슈장치에 관한 것이다.
일반적으로 말뚝이 상부의 하중을 지지할 수 있는 능력을 의미하는 말뚝의 지지력은 주변 마찰력과 선단지지력으로 구성된다. 말뚝의 주변 마찰력은 말뚝의 측면과 지반과의 접촉에 의하여 발현되는 마찰력을 의미하며, 말뚝의 선단지지력은 말뚝의 단부에서 발현되는 지지력을 의미한다. 이러한 말뚝의 선단지지력은 말뚝의 단부 형상에 따라 그 발현 메카니즘이 상이하다.
도 5a 및 도 5b는 말뚝에 작용하는 지지력을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 도 5a는 말뚝의 단부가 완전히 막힌 경우에 대한 것이며, 도 5b는 말뚝의 단부가 개방된 경우에 대한 것이다. 도 5a에 도시된 것과 같이 말뚝의 단부가 완전히 막혀있는 경우, 말뚝 단부의 전체 단면적이 선단지지력(RPC)을 발현시키는 면적이 되며, 주변 마찰력(ROF)과 선단지지력(RPC)의 합은 전체 하중(Pu)이 된다. 한편, 도 5b에 도시된 것과 같이 말뚝의 단부가 개방되어 있는 경우에는 선단지지력(RPC)은 말뚝의 순단면적(즉, 말뚝 재료의 단면적)에 의한 지지력(RPO)과 말뚝의 내부로 유입되는 지반의 체적에 따른 마찰력(RIF)의 합이 된다.
이와 같이, 말뚝에 있어서 선단지지력의 크기는 말뚝 단부의 단면적, 말뚝 단부의 단위면적당 지지력, 말뚝 내부로 유입되는 지반의 체적, 지반과 말뚝 내부 지반간의 마찰계수 등에 의하여 결정된다.
그런데, 일반적으로 도 5b와 같이 말뚝 단부가 개방된 개단(開端)말뚝에서, 말뚝의 내부로 유입되는 지반의 체적과, 그 마찰계수 등을 구하는 것은 매우 어렵고 번잡한 작업이다. 따라서, 이러한 말뚝 내부로 유입되는 지반에 의하여 발현되는 마찰력(RIF)을 별도로 계산하기보다는 말뚝의 단면적으로 환산하여 말뚝의 선단지지력에 반영하여 계산하는 방법이 보편적으로 이용되고 있다. 요컨대, 말뚝 단부가 지지층에 근입된 정도에 따라, 말뚝의 순단면적을 증가시키되, 그 증가되는 값은 전체 단면적을 기준으로 환산하여 구한 말뚝의 유효 단면적으로 하는 것이다.
일예로서, 일본 건설성의 규정에 따르면, 개단 강관말뚝과 개단 철근콘크리트 말뚝에 대하여 유효 단면적을 다음과 같이 산정하도록 정하고 있다.
즉, 개단 철근콘크리트 말뚝은 지지층에 근입된 깊이가 말뚝 직경보다 작으면 전체 단면적의 80%를 유효 단면적으로 하고, 지지층에 근입된 깊이가 말뚝 직경의 2배 이상이면, 전체 단면적의 100%를 유효 단면적으로 한다. 한편, 개단 강관말뚝의 경우, 지지층에 근입된 깊이가 말뚝 직경의 2배 이상이고 5배 이하이면 전체 단면적의 0.16배를 한 후 이 값에 지지층에 근입된 깊이를 곱하여 선단지지력이발현되는 유효 단면적으로 하고, 지지층에 근입된 깊이가 말뚝 직경의 5배 이상이면, 전체 단면적의 80%를 유효 단면적으로 한다.
따라서, 개단 강관말뚝과 개단 철근콘크리트 말뚝에 있어서, 선단지지력이 발현되는 유효 단면적이 전체 단면적의 80%가 되려면, 지지층에 근입되어야 하는 깊이가 철근콘크리트 말뚝의 경우 말뚝의 직경정도인데 비하여 강관말뚝의 경우에는 말뚝 직경의 5배 이상이 된다. 요컨대, 동일한 선단지지력을 발휘하기 위해서는 개단 강관말뚝은 개단 철근콘크리트 말뚝보다 말뚝 직경의 4배정도 더 깊게 말뚝을 지지층에 근입시켜야 하는 것이다.
이와 같이, 개단 강관말뚝과 개단 철근콘크리트 말뚝의 근입 깊이에 있어서 차이가 발생하는 이유는, 개단 철근콘크리트 말뚝의 순단면적은 전체 단면적의 50% 정도인데 비하여, 개단 강관말뚝의 경우 말뚝의 두께가 말뚝의 직경에 비하여 매우 작아 순단면적이 전체 단면적의 10%정도에 불과하기 때문이다. 개단 강관말뚝의 근입 깊이가 크다는 것은 결국, 고가의 강관말뚝 사용량이 많다는 것으로서 시공비용이 많이 소요된다는 것을 의미한다.
한편, 강관말뚝을 개단(開端) 형식이 아닌 선단부가 완전히 폐쇄된 형태로 구성할 수도 있으나, 이 경우 강관말뚝을 지반에 관입시키기가 매우 어렵게 되며, 관입을 위한 항타수가 증가되어 그에 따른 추가 비용이 발생될 뿐만 아니라, 과다한 항타수의 증가로 인하여 말뚝의 머리부 및 선단부가 손상될 가능성이 매우 높아지므로, 위와 같이 강관말뚝을 완전히 폐쇄시키는 것은 결코 바람직한 개선방법이 되지 못한다.
본 고안은 위와 같이 종래의 개단 강관말뚝이 가지고 있는 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 강관말뚝의 내부 또는 선단에 장착되어, 개단 강관말뚝의 내부로 어느 정도의 지반 유입을 허용하여 지지층으로의 관입 성능을 유지하면서도, 강관말뚝의 관입 깊이를 증가시키지 않고서도 선단지지력을 향상시킬 수 있도록 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치를 제공하는 것을 고안의 목적으로 한다.
도 1a는 본 고안에 따른 내삽식 선단슈장치의 개략적인 사시도이고,
도 1b는 도 1a의 내삽식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인 단면 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 내삽식 선단슈장치를 뒤집어서 도시한 개략적인 사시도이고,
도 1d는 도 1c의 내삽식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인 단면 사시도이다.
도 2a는 본 고안에 따른 내삽식 선단슈장치의 변형예로서 수직부가 구비된 실시예의 개략적인 사시도이고,
도 2b는 도 2a의 내삽식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인 단면 사시도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 내삽식 선단슈장치를 뒤집어서 도시한 개략적인 사시도이고,
도 2d는 도 2c의 내삽식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인단면 사시도이다.
도 3a는 본 고안에 따른 T형 거치식 선단슈장치의 개략적인 사시도이고,
도 3b는 도 3a의 T형 거치식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인 단면 사시도이다.
도 3c는 도 3a의 T형 거치식 선단슈장치를 변형한 예로서 수직부가 구비되지 않은 실시예의 개략적인 사시도이고,
도 3d는 도 3c의 T형 거치식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인 단면 사시도이다.
도 4a는 본 고안에 따른 크랭크형 거치식식 선단슈장치의 개략적인 사시도이고,
도 4b는 도 4a의 크랭크형 거치식 선단슈장치가 강관말뚝에 설치된 상태의 개략적인 단면 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 말뚝에 작용하는 지지력을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 강관말뚝 2 용접부
3 보강링 10, 10' 내삽식 선단슈장치
20, 20' T형 거치식 선단슈장치 30, 30' 크랭크형 거치식 선단슈장치
11, 21, 31 수평부 12, 22, 32 수직부
27, 37 걸림턱
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에서는 소정 폭의 원형 테 형태로 이루어져 강관말뚝의 관입시에 소정의 지반이 강관말뚝의 내부로 유입될 수 있도록 중앙에는 지반 유입공이 형성되어 있고 강관말뚝의 나머지 단면부분은 폐쇄하도록 구성되어 있으며, 강관말뚝의 내부 또는 선단부에 고정 설치되어 강관말뚝의 개방단면을 축소하여, 강관말뚝의 선단지지력을 발현시키는 유효 단면적을 증가시키도록 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치가 제공된다.
이와 같은 본 고안에 따른 선단슈장치에 따르면, 수평부에 의하여 강관말뚝의 개방단면이 소정 폭만큼 폐쇄되어 있으므로 강관말뚝의 유효 단면적이 증가하게 되고, 그에 따라 선단지지력이 증가되며, 동일한 선단지지력을 얻는 경우라도 종래의 일반 강관말뚝에 비하여 관입깊이를 줄일 수 있게 되며, 결국 관입 깊이의 축소를 통하여 고가의 강관말뚝 사용량을 절감하여 시공비를 줄일 수 있게 된다.
본 고안에서는 구체적인 실시예로서 일체로 결합된 상기 수평부가 강관말뚝의 선단부로부터 소정 깊이로 들어간 위치에서 강관말뚝의 내부에 설치되는 내삽식 선단슈장치인 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치가 제공된다.
본 고안에 있어서, 상기 수평부의 일측에는 수평부를 지지하는 수직 리브가 더 구비될 수 있다.
또한, 본 고안에 있어서, 상기 선단슈장치 상기 수평부를 지지하도록 상기 수평부의 원주를 따라서 일측에 결합되어 강관말뚝의 내부에 삽입 장착되는 수직부가 더 구비될 수 있다.
본 고안에서는 또다른 실시예로서, 상기 수평부의 일측에 설치되어 수평부를 지지하는 수직 리브가 더 구비되어 있으며; 상기 선단슈장치는, 상기 수평부가 강관말뚝의 선단부에 걸쳐지도록 상기 수직 리브가 강관말뚝의 두께만큼 내측에 위치하여 상기 수평부의 외곽에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱이 형성되어 있어 상기 수평부와 수직 리브가 결합된 선단슈장치가 걸림턱에 의하여 강관말뚝의 선단부에 일체로 설치되는 T형 거치식 선단슈장치가 제공된다.
또한, 본 고안에서는 상기 수평부를 지지하도록 상기 수평부의 일측에 수직하게 결합되는 수직부가 더 구비되어 있으며; 상기 선단슈장치는, 상기 수평부가 강관말뚝의 선단부에 걸쳐지도록 상기 수직부가 강관말뚝의 두께만큼 내측에 위치하여 상기 수평부의 외곽에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱이 형성되어 있어 상기수평부와 수직부가 결합된 선단슈장치가 걸림턱에 의하여 강관말뚝의 선단부에 일체로 설치되는 T형 거치식 선단슈장치가 제공된다.
그 외에도 본 고안에서는 상기 수평부를 지지하도록 상기 수평부의 원주를 따라서 일측에 결합되어 강관말뚝의 내부에 삽입 장착되는 수직부가 더 구비하고 있으며; 상기 수직부의 일단부에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱이 형성되어 있고 상기 수평부는 상기 수직부의 타단부에 결합되어 있어 상기 수직부의 일단부에 형성된 걸림턱이 강관말뚝의 선단부에 걸쳐지므로써 상기 수평부와 수직부가 결합된 선단슈장치가 강관말뚝의 선단부에 일체로 설치되는 크랭크형 거치식 선단슈장치가 제공된다.
상기한 본 고안에 따른 T형 거치식 선단슈장치와 크랭크형 거치식 선단슈장치에서, 상기 수평부와 수직부의 사이에는 수평부를 지지하는 수직 리브가 더 구비될 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성과 작용효과에 대하여 설명한다.
도 1a에는 본 고안에 따른 선단슈장치의 일실시예로서 강관말뚝(1)의 선단 내부에 설치되는 내삽식 선단슈장치(10)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 본 고안에 따른 선단슈장치(10)는, 소정 폭의 원형 테 형태로 이루어져 강관말뚝(1)의 관입시에 소정의 지반이 강관말뚝(1) 내부로 유입될 수 있도록 중앙에 소정 지름의 지반 유입공(13)이 형성되고 강관말뚝(1)의 나머지 단면부분은 폐쇄하여 강관말뚝(1)의 개방 단면을 축소하는 수평부(11)와, 상기 수평부(11)를 지지하기 위한 다수개의 수직 리브(14)로 구성된다.
도 1b에는 상기한 내삽식 선단슈장치(10)가 강관말뚝(1) 내부에 장착된 상태의 개략적인 단면 사시도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 것과 같이, 상기 내삽식 선단슈장치(10)는 강관말뚝(1)의 선단부로부터 소정 깊이로 들어간 위치에서 강관말뚝(1)의 내부에 일체로 설치된다.
상기 선단슈장치(10)의 설치방법을 살펴보면, 소정의 짧은 강관말뚝 부분(1')에 상기한 내삽식 선단슈장치(10)를 위치시키고, 수평부(11)의 원주 주변과 상기 수직 리브(14)의 측면을 강관말뚝(1')의 내면에 용접하여 일체로 설치한다. 내삽식 선단슈장치(10)가 설치된 상기 짧은 강관말뚝 부분(1')을 강관말뚝 본체(1")에 용접하여 연결하여 일체화시킨다. 도 1b에서 부재번호 2는 강관말뚝의 용접부(2)를 나타낸다.
이와 같이 본 고안에 따른 유효단면확대용 내삽식 선단슈장치(10)가 설치된 강관말뚝(1)은 상기 선단슈장치(10)의 수평부(11)에 의하여 강관말뚝(10)의 개방단면이 소정 폭만큼 폐쇄되어 있으므로 강관말뚝의 유효 단면적이 증가하게 되고, 그에 따라 선단지지력이 증가되므로, 선단슈장치(10)가 구비되지 않은 일반 강관말뚝(1)에 비하여 관입깊이를 줄일 수 있게 되며, 결국 관입 깊이의 축소를 통하여 고가의 강관말뚝(1) 사용량을 절감하여 시공비를 줄일 수 있게 된다.
한편, 본 고안에 따른 선단슈장치(10)에서는 중앙에 지반 유입공(13)이 형성되어 있으므로, 상기 지반 유입공(13)을 통하여 어느 정도의 지반이 강관말뚝(1) 내부로 유입되는 것을 허용하므로, 강관말뚝(1)의 원활한 관입 성능을 유지할 수 있게 되며 그에 따라 무리한 항타로 인한 강관말뚝(1)의 손상도 방지할 수 있게 된다.
위에서 설명한 상기 내삽식 선단슈장치(10)는 일체로 이루어진 형태로 구성되어 있으나, 이를 변형하여 소정의 원주길이로 조각난 형태로 제작한 후 각각 강관말뚝(1)의 내측에 설치되도록 구성할 수도 있다. 또한, 상기 내삽식 선단슈장치(10)에서 수직 리브(14)는 생략할 수 있다.
더 나아가, 상기 내삽식 선단슈장치(10)의 설치방향을 변화시킬 수 있는데, 도 1c 및 도 1d에 도시된 것과 같이 내삽식 선단슈장치(10)를 뒤집어서 설치하여도 무방하다. 도 1b 및 도 1d에서 부재번호 3은 강관말뚝(1)의 선단부 보강을 위하여 선단부에 설치되는 보강링(3)이다.
도 2a 내지 도 2d에는 본 고안에 따른 내삽식 선단슈장치(10)의 변형 실시예가 도시되어 있는데, 도 2a 및 도 2c에는 변형된 형태의 내삽식 선단슈장치(10')의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2b 및 도 2d에는 상기 내삽식 선단슈장치(10')가 강관말뚝(1)에 설치된 형상의 개략적인 단면 사시도가 각각 도시되어 있다. 도 2c 및 도 2d에 도시된 것은 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예를 설치방향을 뒤집어 놓은 것이다.
상기 변형된 형태의 내삽식 선단슈장치(10')는 앞서 설명한 수평부(11)를 구비한 내삽식 선단슈장치(10)에 더하여 상기 수평부(11)를 지지하도록 상기 수평부(11)의 하단 또는 상단에 결합되어 강관말뚝(1)의 선단부에 삽입 장착되는 수직부(12)가 더 구비되어 있다. 상기 수직부(12)는 강관말뚝(1)의 내경에 대응되는 외경을 가지며, 상기 수평부(11)와 수직부(12) 사이에는 상기 수직하게 결합된수평부(11)와 수직부(12)를 지지하기 위헌 다수개의 수직 리브(14)가 일체로 구비된다. 상기한 변형된 형태의 내삽식 선단슈장치(10')에서도 상기 수직 리브(14)를 생략할 수 있다.
상기한 변형된 형태의 내삽식 선단슈장치(10')는 그 수직부(12) 상단 또는 수평부(11)의 하단을 강관말뚝(1)에 용접하여 강관말뚝(1)의 내부에 설치할 수 있는데, 상기 내삽식 선단슈장치(10')를 강관말뚝(1)의 내부에 설치하는 방법은 용접에 한정되지 아니하며, 볼트 등과 같은 체결수단에 의하여 설치하여도 무방하다.
즉, 도 2a 및 도 2c에 도시된 것처럼, 수직부(12)를 원통형으로 제작하고 그 측면에는 다수개의 체결 구멍(15)을 소정 간격으로 형성하며, 상기 강관말뚝(1)에도 대응되는 위치에 체결 구멍(도시되지 않음)을 형성하여 상기 체결 구멍(15)에 볼트와 같은 체결수단(도시되지 않음)을 삽입하여 체결하므로써 상기 수직부(12)를 강관말뚝(1)과 일체로 결합하여 상기 내삽식 선단슈장치(10')를 설치할 수도 있는 것이다.
한편, 앞서 수평부(11)를 구비한 내삽식 선단슈장치(10)와 관련하여 설명하였듯이, 변형된 내삽식 선단슈장치(10')에 있어서도 소정의 짧은 강관말뚝 부분(1')에 상기한 내삽식 선단슈장치(10')를 설치한 후 상기 짧은 강관말뚝 부분(1')을 강관말뚝 본체(1")에 용접하여 연결하여 일체화시킬 수 도 있다. 도 2b 및 도 2d에서 부재번호 2는 강관말뚝의 용접부(2)를 나타내며, 부재번호 3은 강관말뚝의 선단부 보강을 위한 보강링(3)이다.
위에서 상기 내삽식 선단슈장치(10')의 수직부(12)가 전체 원주에 걸쳐 일체로 형성된 것으로 설명하였으나, 상기 수직부(12)는 소정 원주 길이로 듬성듬성 형성될 수도 있으며, 상기 내삽식 선단슈장치(10')는 소정의 원주길이로 조각난 형태로 제작한 후 각각 강관말뚝(1)의 내측에 설치되도록 구성할 수도 있다. 상기 변형된 내삽식 선단슈장치(10')의 효과는 앞서 설명한 도 1a 내지 도 1d의 내삽식 선단슈장치(10)와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
다음으로는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 본 고안의 또다른 변형 실시예에 대하여 설명한다. 도 3a는 강관말뚝(1)의 선단부에 거치되는 T형 거치식 선단슈장치(20)의 개략적인 사시도이고, 도 3b는 상기 T형 거치식 선단슈장치(20)가 강관말뚝(1)의 선단부에 거치된 상태의 단면 사시도이다. 도 3c는 변형된 형태의 T형 거치식 선단슈장치(20')의 개략적인 사시도이고, 도 3b는 상기 T형 거치식 선단슈장치(20')가 강관말뚝(1)의 선단부에 거치된 상태의 단면 사시도이다.
상기한 T형 거치식 선단슈장치(20)는 소정 폭의 원형 테 형태로 이루어져 강관말뚝(1)의 관입시에 소정의 지반이 강관말뚝(1) 내부로 유입될 수 있도록 중앙에 소정 지름의 지반 유입공(23)이 형성되고 강관말뚝(1)의 나머지 단면부분은 폐쇄하여 강관말뚝(1)의 개방 단면을 축소하는 수평부(21)와, 상기 수평부(21)를 지지하도록 상기 수평부(21)의 하단 또는 상단에 결합되어 강관말뚝(1)의 선단부에 삽입 장착되는 원통형의 수직부(22)로 구성되는데, 선단슈장치(20)가 강관말뚝(1)의 선단부에 걸쳐질 수 있도록 상기 수평부(21)의 외곽에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱(27)이 형성되어 있다. 요컨대, 수평부(21)가 수직부(22)의 외경보다 더 외부로 확장되어 돌출되므로써 그 돌출된 부분이 걸림턱(27)을 형성하게 되는 것이다. 앞서 설명한 내삽식 선단슈장치(10')와 마찬가지로, 상기 수직부(22)는 강관말뚝(1)의 내경에 대응되는 외경을 가지며, 상기 수직하게 결합된 수평부(21)와 수직부(22)를 지지하기 위하여 수직한 다수개의 수직 리브(24)가 상기 수평부(21)와 수직부(22) 사이에 일체로 구비될 수 있다.
이와 같은 T형 거치식 선단슈장치(20)는 도 3b에 도시된 것처럼, 상기 걸림턱(27)이 강관말뚝(1)의 선단부에 걸쳐지도록 설치하는데, 상기 걸림턱(27)을 강관말뚝(1)의 선단부에 용접하여 일체화시킬 수 있다. 이에 더하여 수직부(22)의 단부를 강관말뚝(1)의 내측면에 용접할 수도 있다.
그러나, 앞서 내삽식 선단슈장치(10')에서 설명한 것과 마찬가지로, 용접하는 방법 이외에 수직부(22)의 측면에는 다수개의 체결 구멍(25)을 소정 간격으로 형성하고 상기 강관말뚝(1)에도 대응되는 위치에 체결 구멍(도시되지 않음)을 형성하여, 상기 체결 구멍(25)에 볼트와 같은 체결수단(도시되지 않음)을 삽입하여 체결하므로써 상기 T형 거치식 선단슈장치(20)를 설치할 수도 있다.
상기한 T형 거치식 선단슈장치(20)에 있어서, 상기 수직부(22)는 생략이 가능하다. 즉, 도 3c 및 도 3d에 도시된 T형 거치식 선단슈장치(20')에서와 같이, 수직부(22)를 생략한 대신에 수직 리브(24)를 상기 수평부(21)의 원주로부터 강관말뚝(1)의 두께만큼 내측으로 설치되도록 하여 걸림턱(27)을 형성하는 것이다. 이와 같이 수직부(22)가 생략된 T형 거치식 선단슈장치(20')에서는 상기 걸림턱(27)을 강관말뚝(1)의 선단부에 용접하여 설치할 수 있다. 이에 더하여 상기 수직 리브(24)의 측면을 강관말뚝(1)의 내측면에 용접할 수도 있다.
한편, 상기한 T형 거치식 선단슈장치(20)에서도 상기 수직부(22)는 소정 원주 길이로 듬성듬성 형성될 수도 있으며, 상기 T형 거치식 선단슈장치(20) 및 변형된 T형 거치식 선단슈장치(20')는 소정의 원주길이로 조각난 형태로 제작하여 강관말뚝(1)의 선단부에 설치되도록 구성할 수도 있다. 상기 T형 거치식 선단슈장치(20) 및 변형된 T형 거치식 선단슈장치(20')의 효과는 내삽식 선단슈장치(10, 10')와 동일한 바, 반복설명은 생략한다.
도 4a 및 도 4b에는 본 고안의 또다른 실시예로서 크랭크형 거치식 선단슈장치(30)가 도시되어 있는데, 도 4a는 강관말뚝(1)의 선단부에 거치되는 크랭크형 거치식 선단슈장치(30)의 개략적인 사시도이고, 도 4b는 상기 크랭크형 거치식 선단슈장치(30)가 강관말뚝(1)의 선단부에 거치된 상태의 단면 사시도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 크랭크형 거치식 선단슈장치(30)는 앞서 도 3a 및 도 3b에 도시된 T형 거치식 선단슈장치(20)와 마찬가지로 소정 폭의 원형 테 형태로 이루어져 강관말뚝(1)의 관입시에 소정의 지반이 강관말뚝(1) 내부로 유입될 수 있도록 중앙에 소정 지름의 지반 유입공(33)이 형성되고 강관말뚝(1)의 나머지 단면부분은 폐쇄하여 강관말뚝(1)의 개방 단면을 축소하는 수평부(31)와, 상기 수평부(31)를 지지하도록 상기 수평부(31)의 하단 또는 상단에 결합되어 강관말뚝(1)의 선단부에 삽입 장착되는 원통형의 수직부(32)로 구성된다. 다만, 강관말뚝(1)에 걸쳐지는 걸림턱(37)이 수직부(32)의 단부에 별도로 돌출되어 형성되어 있다는 점과, 상기 수평부(31)는 수직부(32)의 타측단부에 결합되어 있다는 점이 앞서 설명한 T형 거치식 선단슈장치(20)와 구별되는 차이점이다. 기타, 수직 리브(34), 체결구멍(35) 및 강관말뚝(1)과의 결합방법, 그리고 선단슈장치(30)의 설치에 따른 효과 등에 있어서는 앞서 설명한 T형 거치식 선단슈장치(20)의 경우와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안의 유효단면확대용 선단슈장치(10, 10', 20, 20', 30)가 설치된 강관말뚝(1)은 상기 선단슈장치(10, 10', 20, 20', 30)의 수평부(11, 21, 31)에 의하여 강관말뚝(10)의 개방단면이 소정 폭만큼 폐쇄되어 있으므로 강관말뚝(1)의 유효 단면적이 증가하게 되고, 그에 따라 선단지지력이 증가된다. 이와 같이, 선단슈장치(10, 10', 20, 20', 30)에 의하여 강관말뚝(1)의 유효 단면적이 증가되고 선단지지력이 증가되므로, 동일한 선단지지력을 얻는 경우라도 종래의 일반 강관말뚝(1)에 비하여 관입깊이를 줄일 수 있게 되며, 결국 관입 깊이의 축소를 통하여 고가의 강관말뚝(1) 사용량을 절감하고 항타에 따른 비용을 줄여 전체 시공비를 절감할 수 있게 된다.
특히, 본 고안의 선단슈장치(10, 10', 20, 20', 30)에서는 중앙에 지반 유입공(13)이 형성되어 있으므로, 상기 지반 유입공(13)을 통하여 어느 정도의 지반이 강관말뚝(1) 내부로 유입되는 것을 허용하므로, 강관말뚝(1)의 원활한 관입 성능을 유지할 수 있게 되며 그에 따라 무리한 항타로 인한 강관말뚝(1)의 손상도 방지할 수 있게 된다.
이상에서는 본 고안의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 고안은 설명된 실시예에 한정되지 아니하며, 본 고안의 기술적 사상 및 특허청구범위 내에서 자유로운 변형과 개선이 이루어질 수 있다.

Claims (8)

  1. 소정 폭의 원형 테 형태로 이루어져 강관말뚝(1)의 관입시에 소정의 지반이 강관말뚝(1) 내부로 유입될 수 있도록 중앙에 소정 지름의 지반 유입공(13, 23, 33)이 형성되고 강관말뚝(1)의 나머지 단면부분은 폐쇄하여 강관말뚝(1)의 개방 단면을 축소하는 수평부(11, 21, 31)를 구비하여 강관말뚝(1)의 개방단면을 축소하므로써 강관말뚝의 선단지지력을 발현하는 유효 단면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선단슈장치는, 일체로 결합된 상기 수평부(11)가 강관말뚝(1)의 선단부로부터 소정 깊이로 들어간 위치에서 강관말뚝(1)의 내부에 설치되는 내삽식 선단슈장치(10)인 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수평부(11)의 일측에 설치되어 수평부(11)를 지지하는 수직 리브(14)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선단슈장치는, 상기 수평부(11)를 지지하도록 상기 수평부(11)의 원주를 따라서 일측에 결합되어 강관말뚝(1)의 내부에 삽입 장착되는 수직부(12)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수평부(21)의 일측에 설치되어 수평부(21)를 지지하는 수직 리브(24)가 더 구비되어 있으며;
    상기 선단슈장치는, 상기 수평부(21)가 강관말뚝(1)의 선단부에 걸쳐지도록 상기 수직 리브(24)가 강관말뚝(1)의 두께만큼 내측에 위치하여 상기 수평부(21)의 외곽에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱(27)이 형성되어 있어 상기 수평부(21)와 수직 리브(24)가 결합된 선단슈장치가 걸림턱(27)에 의하여 강관말뚝(1)의 선단부에 일체로 설치되는 T형 거치식 선단슈장치인 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평부(21)를 지지하도록 상기 수평부(21)의 일측에 수직하게 결합되는 수직부(22)가 더 구비되어 있으며;
    상기 선단슈장치는, 상기 수평부(21)가 강관말뚝(1)의 선단부에 걸쳐지도록 상기 수직부(22)가 강관말뚝(1)의 두께만큼 내측에 위치하여 상기 수평부(21)의 외곽에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱(27)이 형성되어 있어 상기 수평부(21)와 수직부(22)가 결합된 선단슈장치가 걸림턱(27)에 의하여 강관말뚝(1)의 선단부에 일체로 설치되는 T형 거치식 선단슈장치인 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 선단슈장치는, 상기 수평부(31)를 지지하도록 상기 수평부(31)의 원주를 따라서 일측에 결합되어 강관말뚝(1)의 내부에 삽입 장착되는 수직부(32)가 더 구비하고 있으며;
    상기 수직부(32)의 일단부에는 외부로 돌출된 형태의 걸림턱(37)이 형성되어 있고 상기 수평부(31)는 상기 수직부(32)의 타단부에 결합되어 있어 상기 수직부(32)의 일단부에 형성된 걸림턱(37)이 강관말뚝(1)의 선단부에 걸쳐지므로써 상기 수평부(31)와 수직부(32)가 결합된 선단슈장치(30)가 강관말뚝(1)의 선단부에 일체로 설치되는 크랭크형 거치식 선단슈장치(30)인 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 수평부(21, 31)와 수직부(22, 32)의 사이에는 수평부(21, 31)를 지지하는 수직 리브(24, 34)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 강관말뚝의 유효단면확대용 선단슈장치.
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