KR200386881Y1 - 강관파일의 두부 보강 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건물이나 교량 등과 같은 구조물의 기초를 다지기 위해 지반에 박아 넣는 강관 파일의 두부 보강 구조에 관한 것으로, 강관 파일내에 수직으로 설치하는 다수개의 수직 연결 철근의 하단부를 만곡되게 직각으로 구부리고 구부린 단부를 강관파일의 외주면에 천공한 구멍에 끼워 넣어 수직 연결 철근과 강관 파일을 일체로 고정토록하며, 강관 파일 내측으로 부어지는 콘크리트를 지지하기 위해 강관 파일 내측에 설치 고정하는 하부원형판은 강관 파일 두부에 십자형으로 교차되어 얹어지는 단면이 "

Description

강관파일의 두부 보강 구조{A pile head reinforcement structure of precast concrete pile}

본 고안은 건축이나 토목의 기초공사에 있어서 지면에 타설한 강관의 상단부를 보강하기위한 기초공사용 강관의 상단부 보강 구조에 관한 것으로, 특히 강관의 상단부 내측에 매립되는 수직 연결 철근을 강관과 일체로 고정되도록 하여 굳은 고정력을 갖도록 하며 강관 내측으로 부어지는 콘크리트를 지지하는 원형판을 강관 내측에 간단히 설치되도록 하는 강관파일의 두부 보강 구조에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 교량을 축조할 때, 또는 연약 지반위에 구축물을 축조할 때 지반을 보강하는 방법 중의 하나로 강관파일을 일정 간격으로 박아 지반을 보강하는 강관파일 지반 보강공법을 볼 수 있다.

강관파일 지반 보강 공법은 해머 등으로 강관을 대상 지면에 박아 기초를 다지며, 강관의 상부에 다수개의 수직 연결 철근과 띠철근을 배근하고 이에 수평연결철근을 배근한 다음 그 위에 기초 확대 콘크리트를 타설하여 지반을 보강하는 것을 볼 수 있다.

본 고안은 지반을 보강하기 위해 박은 강관파일에 다수개의 수직 연결 철근을 배근하여 강관파일의 두부를 보강하는 두부 보강 구조를 제공하는 것이다.

종래 강관파일의 두부 보강 방법으로는 여러가지 것들이 있다.

그 일예로, 강관 파일의 내주면에 보강판을 용접하고, 덮개판을 강관파일의 상단에 용접하고 철근을 덮개판 둘레에 용접하는 방식으로 덮개판을 강관파일의 상단에 설치하는 방법이 있다.

이와 같은 방식은 현장에서 작업자가 덮개판 및 철근을 일일이 용접해야 함으로 노동력과 생산비가 증가될 뿐만 아니라, 용접열로 인해 용접부의 변형, 균열, 조직 약화 및 부식이 유발될 수 있고, 적은 용접 면적으로 인해 용접이 탈락될 수 있고, 수직 하중에 취약하여 구조물의 부실을 야기할 수 있는 단점을 지니고 있다.

또 다른 예로는, 볼트식 강관말뚝 두부 보강 공법이 있다. 이것은 유압 타공기로 강관파일 측면에 다수개의 볼트구멍을 타공하고 볼트식 강관말뚝 두부 보강 덮개판을 강관내부에 삽입하고, 강관파일 측면에 볼트를 조립하고, 지반에서 버팀 콘크리트를 타설하며, 확대기초 하부 주철근과 배력철근을 조립하고, 통상의 보강 철근과 나사를 원형 덮개판에 체결하고, 확대 기초 잔여 철근의 조립 및 콘크리트 타설하는 방법에 있어서는, 현장 용접 과정이 없으며, 미리 만들어진 덮개판을 사용 함으로 시공시간의 단축효과는 기대되나, 덮개판의 운반 및 수송이 곤란하며, 이로 인한 시공비용이 과다하게 소요되며, 과중한 중량으로 이를 취급하는데 많은 어려움으로 작업자들의 안전사고 발생이 우려되는 단점을 갖게 된다.

또한 강관파일 내측에 십자형 보강판을 삽입하고 이를 강관 내부와 용접하고, 원형 덮개판과 강관말뚝 두부를 서로 용접하며, 다수개의 수직 철근을 강관파일의 바깥 측면 둘레에 필렛 용접하고, 그 후 확대 기초 철근을 조립하고, 그 위에 콘크리트를 타설하는 방법이 있다.

이는 강관파일은 내측으로 콘크리트 채움이 불필요하지만 현장에서 용접을 하는 번거로움과 확대 기초 철근조립이 힘들며, 수송이 곤란하며, 공사비가 많이 드는 단점을 갖게 된다.

이와 같은 종래의 두부 보강 방법들이 갖는 단점을 해결하기 위해 본 고안이 안출된 것으로, 종래 공법에서 볼 수 있는 현장용접에 의한 조립 방식을 탈피하고, 볼트나 너트조립에 의한 현장 체결방식으로 조립 및 설치가 간단하며, 강관파일과 수직철근의 원래 강도를 소손내지 훼손없이 100% 활용하는 일체로 연결되는 연결구조를 가지며, 강관 파일 내측으로 부어지는 콘크리트를 지지하는 원형판을 강관 파일 상단 테두리에 얹어지는 지지대에 다수개의 지지봉으로 연결되는 간단한 구조를 갖도록 하여 구조적 안정성과 경제성 작업자의 안전성과 공기단축드의 효과를 얻을수 있도록 한 것 이다.

본 고안은 토목이나 건축물의 기초를 다지기 위해 지면에 박는 강관파일의 두부를 보강하는 두부 보강 구조에 관한 것으로, 보다 간단히 강관파일의 두부보강 구조물을 장착 시공할 수 있도록 하며, 그 설치 과정 및 방법이 단순하여 비숙련자라도 이를 용이하게 시공할수 있으며, 이로인해 공기 단축 및 공사비 절감에 크게 기여할 수 있도록 한 것으로,

종래 두부보강 방법에서 볼 수 있는 용접방식을 배제하고, 부품의 조립 결합을 클램프나 너트등으로 결합토록 하여 간단한 수공구만으로도 이를 수행 가능토록 하며 특히, 강관파일에 수직연결철근을 그멍을 뚫고 직접 연결되도록 하여 강관과 수직연결철근이 굳은 결속력으로 결합되도록 한 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

강관(10) 내측에 하방 원형판(11)을 가지며 강관(10) 상방테두리에는 서로 교차하여 얹어지는 단면이 ""형상의 지지대(13)를 가지며 상기 하방 원형판(11)과 지지대(13)는 양단부에 너트(14)로 체결되는 다수개의 지지봉(15)으로 서로 연결후 상기지지대(13)와 하부원형판(11)을 강관에 삽입후 강관(10)의 외벽에 다수개의 구멍(10-1)을 천공하며 천공한 다수개의 구멍(10-1)에 만곡되게 구부려진 수직철근(31)의 단부(31-1)를 강관(10)내측에서 외측으로 끼워 결합하며 상기 수직철근의 단부(31-1)에는 클램프를 체결하거나, 나사산을 형성하고 너트로 체결하여 수직연결철근(31)이 강관으로부터 이탈되지 못하도록 고정토록하며, 상기 다수개의 수직 연결철근(31)은 다수개의 원형 띠철근(33)으로 묶음결합하여 강관(10) 상방에 수직으로 설치되도록 한 것이다.

또한 상기에 있어서 수직 연결 철근(31)의 단부(31-1)를 만곡되게 구부린 것을 강관(10) 외측에서 강관(10) 내측으로 끼움 결합하여 지반을 보강하거나 구조물의 기초를 조성할 수 있다.

이와 같은 구조를 갖는 본고안을 보다 상세히 설명함과 동시에 그 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 고안은 미리 해머등으로 강관(10)을 지면에 박은 후,강관(10)의 두부를 절단하여 강관의 두부를 반듯하게 하고 강관(10) 위에 철근콘크리트 기초를 조성하기 위해 강관(10)에 다수개의 수직연결철근(31)을 연결 설치하기 위한 구조를 제공하는 것이다.

본 고안은 강관(10)의 내측에 하방 원형판(11)을 가지며 하방 원형판(11)은 강관(10) 상방에 얹어지는 단면이 ""형상의 지지대(13)에 고정되는 다수개의 지지봉(15)에 의해 강관(10) 내측에 고정되어진다.

상기 하방원형판(11)은 강관(10) 내측으로 부어지는 콘크리트가 강관(10)의 필요 부분까지만 유입되도록 한다.

상기 지지대(13)는 단면이 ""형상의 철편 2개를 서로 교차 되도록 한것으로 이에 지지봉(15)의 상단을 고정하는 구멍과 이에 끼움 결합되는 지지봉(15)의 상단을 너트(14)로 고정하게 되며 지지봉(15)의 하단은 하방 원형판(11)에 체결된 후 너트(14)로 하방 원형판(11)을 고정하게 된다.

강관(10) 내측으로 삽치되는 수직 연결 철근(31)은 만곡되게 직각으로 구부린 하단부(31-1)를 가지며 수직연결철근(31)의 하단부(31-1)는 강관(10)의 외주면에 천공한 구멍(10-1)에 끼워져서 강관(10)과 수직연결철근(31)은 일체로 결합되며 강관(10)의 구멍(10-1)에 관통된 수직연결철근(31)의 하단부(31-1)는 클램프등으로 결합하거나, 하단부(31-1)에 나사산을 형성하고 너트(32)를 체결하여 수직연결철근(31)과 강관(10)을 일체로 고정하게 된다.

상기에 있어 수직연결철근(31)의 만곡되게 구부린 하단부(31-1)는 강관(10)의 내측에서 외측으로 결합하거나 강관(10)의 외측에서 내측으로 결합하게 된다.

이와 같이 강관(10)에 고정되는 수직연결철근(31)은 강관과 일체로 되어짐으로 인해 수직연결철근(31)은 강관(10)과 이탈됨이 없이 굳은 결합력을 갖게 된다.

이와 같이 강관(10)에 수직연결철근(31)을 일체로 고정한 후 강관(10)의 내측 및 외측에 콘크리트를 타설하여 건물이나 토목구조물의 기초를 조성하게 된다.

상기 수직 연결 철근(31)의 단부를 강관의 구멍(10-1)에 체결하기 위해 구부림에 있어 만곡되지 않고 직각으로 구부릴 경우 철근이 소손되어 강도가 떨어지게 됨으로 철근 성질상 원래성질을 유지 가능한 수준까지 만곡되게 구부리는 것이 바람직하게 된다.

따라서 수직철근 하단부(31)의 만곡부(31-1)의 곡률반경 a는 4db(db:철근직경)이상으로 만곡되게 구부리는 것이 바람직하게 된다.

이와 같은 구조를 갖는 본 고안의 시공 과정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 해머등으로 항타하여 지중에 박은 강관(10)의 상단부를 일정 높이로 절단하며 강관(10)에 연결하고자 하는 수직연결철근(31)의 수만큼 강관에 구멍(10-1)을 형성하며 강관(10) 내측에 콘크리트 지지판 역활을 하는 하방원형판(11)을 강관의 상방에 교차하여 얹어지는 단면이 ""형상의 지지대(13)에 체결,고정되는 지지봉(15)으로 이를 고정토록 하며 하단부를 만곡되게 구부린 만곡 하단부(31-1)를 수직연결철근(31)을 상기 강관(10)의 구멍(10-1)에 내측에서 외측 방향으로 아니면 외측에서 내측 방향으로 끼워 넣은 후 수직연결철근(31)의 하단부(31-1)를 너트(14)나 클램프등으로 하단부(31-1)가 빠지지 않토록 고정하며 수직연결철근(31)의 상단부는 띠철근으로 고정하여 수직연결철근(31)을 직립되게 설치한 후 강관(10)의 내측 및 외측에 콘크리트를 부어 지반을 구축하게 되는 것이다.

이와 같은 일렬의 공정을 수직연결철근이나 하방원형판과 지지봉,상부지지대의 결합을 클램프나 너트등의 결합수단으로 간단히 조립 할 수 있어 시공이 용이하며 간단하며 신속히 시공이 가능하여 비숙련자라도 이를 용이하게 시공 할 수 있는 시공의 간편함과 특히 수직연결철근의 하단부를 만곡되게(철근의 소손이 없는 수준까지) 구부리고 이를 강관에 천공한 구멍에 직접 연결 고정함으로 인해 아주 견고한 구조물을 얻게 되는 것이다.

건축물이나 교량등을 축조하는 경우, 축조하기에 앞서 지반을 보강하거나 또는 연약지반등을 보강 구축하기 위해 수미터에서 수십미터되는 강관을 박아 기초를 구축하게 되며, 강관 상방에 강관과 일체로 되는 다수개의 수직철근을 배열 고정하여 구축물의 기둥이나 구축물의 토대를 구축하게 된다.

본 고안은 강관 내측에 타설되는 콘크리트를 저지하는 원형판을 강관 내측에 고정 함에 있어서 강관의 상단 테두리에 십자로 교차되어 얹어지는 지지대와 지지봉으로 고정되는 극히 간단한 원형판 고정구조를 갖도록 하며 수직연결철근의 하단부를 만곡되게(철근의 소손이 없는 수준까지) 구부리고 이를 강관에 천공한 구멍에 끼워 고정되는 수직연결철근과 강관이 일체로 되는 구조를 갖도록 하여 아주 굳은 지지력을 얻게 되며 강관에 설치하는 모든 부품의 결합방식이 너트나 클램프등의 간단한 결합용구를 사용함으로 인해 조립 설치에 많은 시간이 요구되지 않아 공기단축 및 공사비 절감효과와 비숙련 자라도 이를 간단히 시공할수 있는 아주 유용한 고안인 것이다.

도 1 - 본 고안의 분해 사시도.

도 2 - 본 고안의 조립 단면도.

도 3 - 본 고안의 타 실시예의 분해 사시도.

도 4 - 본 고안의 타 실시예의 조립 단면도.

도 5 - 본 고안에 사용되는 수직연결철근의 하단 만곡부의 정면도.

Claims (3)

1. 강관(10) 내측에 하방 원형판(11)을 가지며 강관(10) 상방테두리에는 서로 교차하여 얹어지는 단면이 ""형상의 지지대(13)를 가지며 상기 하방 원형판(11)과 지지대(13)는 양단부에 너트(14)로 체결되는 다수개의 지지봉(15)으로 서로 연결되도록 하며 강관(10)의 외벽에 다수개의 구멍(10-1)을 천공하며 천공한 다수개의 구멍(10-1)에 만곡되게 구부려진 수직철근(31)의 단부(31-1)를 각각 끼워 결합하며 상기 수직철근의 단부(31-1)에 클램프를 체결하거나 나사산을 형성하고 너트로 체결하여 수직연결철근(31)이 강관으로부터 이탈되지 못하도록 고정토록하며 상기 다수개의 수직 연결철근(31)은 다수개의 원형 띠철근(33)으로 묶음결합하여 강관(10) 상방에 수직으로 설치되도록 한것을 특징으로 하는 강관 파일의 두부 보강 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 수직 연결 철근(31)의 단부(31-1)를 만곡되게 구부린 것을 강관(10) 외측에서 강관(10) 내측으로 끼움 결합하고 강관(10) 내측으로 너트(14)나 클램프로 수직연결철근(31)의 단부를 고정토록 한 것을 특징으로 하는 강관 파일의 두부 보강 구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서 수직연결철근(31)의 하단에 강관(10)의 구멍(10-1)에 결합하기 위해 구부린 만곡된 하단부(31-1)의 구부림 정도인 곡률반경 a는 4db(db:철근의 직경)이상으로 구부린 것을 특징으로 하는 강관파일의 두부 보강 구조.