KR200392122Y1 - 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체 - Google Patents

프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체 Download PDF

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KR200392122Y1
KR200392122Y1 KR20-2005-0012314U KR20050012314U KR200392122Y1 KR 200392122 Y1 KR200392122 Y1 KR 200392122Y1 KR 20050012314 U KR20050012314 U KR 20050012314U KR 200392122 Y1 KR200392122 Y1 KR 200392122Y1
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Abstract

본 고안은 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체에 관한 것이다. 본 고안에 따른 고강도 콘크리트 말뚝 구조체는, 관형의 콘크리트 말뚝 몸체, 그 말단부에 연결되는 보강밴드 또는 조인트링인 제1고정부재, 그 선단부에 연결되는 슈 또는 조인트링인 제2고정부재, 및 상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 양말단이 각각 고정되며 상기 관형의 콘크리트 말뚝 몸체에 배근되어 있는 프리스트레스 도입용 PC 강봉, 보강근에 보충된 길이확장부재 및 나선형철선으로 이루어진 콘크리트 말뚝 골조체;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 내인장력, 내휨성이 개선되어, 상재 구조물의 특성, 하중조건, 시공시에 가해지는 응력조건, 시공 지반조건, 시공방법 및 시공 현장조건 등에 대한 구체적인 고려를 통하여 최적화된 고강도 콘크리트 말뚝을 제공할 수 있다.

Description

프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체{Structure of pretensioned spun high strength concrete piles}
본 고안은 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장력을 도입하는 PC 강봉과 나란하게 별도의 인장력이 가해지지 않으나 내인장력과 내휨력을 증가시키기 위한 목적으로 추가 배근하는 보강근이 배치된 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체에 관한 것이다.
지반 상부에 소정의 상재 구조물을 설치하기 위해서는 그 지반이 상재 구조물의 하중에 대한 충분한 지지력이 확보되어야 함은 자명하다. 지반 조건이나 상재 구조물의 하중 조건에 대응하여 충분한 지지력이 확보되지 않은 지반을 연약지반이라 한다. 따라서, 연약지반은 상재 구조물의 안정성과 침하 문제에 대한 대책이 상재 구조물 설치 이전에 마련되어야 하며, 이러한 사전 대책 중에 가장 보편적으로 사용되고 있는 방법이 향후 예측되는 상재 구조물의 하중을 지지층에 균등하고 안전하게 도달시키고자 선시공하는 말뚝 공법이다. 말뚝 공법은 미리 공장에서 생산된 기성의 콘크리트 말뚝을 디젤 헤머, 스팀헤머 또는 유압헤머 등을 사용하여 타격공법으로 시공하거나 지반을 천공한 후 매립시공하는 것이 가장 일반화된 방법이라 할 것이며, 시공의 편리성을 감안한다면, 실제 현장에서는 매립시공보다는 타격시공이 더 보편적으로 이용되고 있다.
연약지반을 강화하기 위해 사용되는 콘크리트 말뚝으로서, 고강도 콘크리트 말뚝이 보편적으로 사용되고 있는데, 한국 산업 규격(KS)에 따르면, 원심력을 응용하여 제조된 콘크리트의 압축 강도가 78.5N/㎟(800㎏f/㎠) 이상의 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝(이하, "PHC 말뚝"이라 함)이라 규정되어 있다. 상기 PHC 말뚝(Pretensioned spun high strength concrete piles)은 그 허용 압축응력이 종래의 PC 말뚝보다 크므로, 축 방향의 하중에 대한 지지력이 더욱 크며, 그 내부에 프리스트레스(prestress)가 균일하게 도입된 인장근이 포함되어 있어 휨 내력이 우수하고, 항타시 발생되는 반사파에 의한 인장 응력을 대부분 흡수하기 때문에 균열 발생의 우려가 적어 지반 내의 단단한 층에 대해서도 용이하게 관입이 이루어져 보다 깊게, 보다 단단한 지층에 대해서도 관입이 용이하게 이루어질 수 있는 이점이 있다. 또한, PHC 말뚝은 콘크리트 휨 인장응력이 크므로 축력과 수평력을 동시에 받은 내진 설계시 적합한 말뚝로서 연약지반 처리에 우수한 효과를 발현할 수 있는 장점이 있다.
종래의 PHC 말뚝은 그 바깥 지름에 따라 300㎜, 350㎜, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100 및 1200으로 각각 구분하고, 유효 프리스트레스의 크기에 따라 A종, B종 및 C종(이하, 각각 A, B 및 C라 한다)으로 구분하고 있다.
이러한 콘크리트 말뚝을 선택함에 있어서는 상재 구조물의 특성이나 하중 조건을 감안한 적절한 항종의 설계가 필요하다. 그러나, 실제 작업 현장에서는 구체적 여러 조건이나 상황을 충분하게 고려하지 않고 한국 산업 규격에 따른 항종에 맞추어 제작된 기성의 콘크리트 말뚝, 특히 A종의 콘크리트 말뚝이 가장 일반적으로 사용되고 있다. 비록 한국 산업 규격에 부합되는 콘크리트 말뚝이라 하여도, 실제 시공이 이루어지고 있는 시공 현장 조건에 최적화된 것이라 볼 수 없으며, 특히 중요 구조물이 아닌 일반 공장이나 주택 부지의 조성시 이러한 구체적인 조건에 대한 고려가 충분하게 이루어지지 않고 있다. 이로 인하여, 단순한 지반 공사가 이루어진 후, 축조된 상재 구조물에 지진 등의 외력이 작용하는 경우에는 구조물에 상당한 손상이나 파괴가 수반될 위험성이 내재되어 있음을 부인하기 어렵다 할 것이다.
또한, 콘크리트 말뚝은 시공이 종료된 후, 말뚝에 가해지는 하중 조건도 중요하지만, 시공시에 말뚝에 가해지는 응력 조건도 충분히 고려한 상태에서 말뚝의 항종이 선택되어야 하지만, 실제 시공 현장에서는 이러한 고려를 거의 하지 않고 있는 것이 업계의 관행이라 할 것이다. 그런데, 실제 말뚝을 시공할 때, 말뚝에 가해지는 과도한 응력이 발생함으로 인해 말뚝이 휘거나 말뚝에 횡균열이 발생하고 있음에도 불구하고 이러한 말뚝의 파손 현상에 대해서는 시각적으로 포착되지 않는 점으로 인해 그 위험성이 무시되거나 간과되고 있다.
한편, 콘크리트 말뚝의 선택에 있어서 가장 중요한 요소라 할 수 있는 시공되는 지반의 조건과 관련하여, 선택된 말뚝에 가해지는 하중 조건만을 고려하여 말뚝을 선택함으로 인해, 시공 지반의 상황에 대한 말뚝 파손을 충분하게 예측하지 못한 상태에서 발생된 응력으로 인하여 시공 결과가 부실로 연결되는 문제가 빈발하고 있다.
콘크리트 말뚝은 말뚝을 시공하는 방법에 따라서도 그 선택의 결과를 달리하여야 한다. 말뚝 시공시 말뚝에 가해지는 응력은 시공 방법에 따라 상이함에도 불구하고 현재 시공시 말뚝 선택의 기준을 상부 구조물의 하중 조건만을 고려하고 있는 것이 보편화된 현실이며, 이로 인해 콘크리트 말뚝 시공 불량의 원인이 되고 있다.
마지막으로, 시공 현장의 평탄화 조건 등이 불량한 경우로서, 특히 콘크리트 말뚝의 길이가 10m 이상인 경우에는 이를 운반하는 과정에서 허용 응력을 초과하는 휨응력이 발생함으로 인하여 시각적으로 포착되지 않는 내부적인 말뚝의 손상이 발생할 수도 있지만, 이러한 구체적인 현장 작업 조건에 따른 말뚝 자체의 결함 요인 등에 대해서는 실질적인 고려 등을 행하지 않고 시공 불량의 원인이 내재되어 있는 말뚝을 그대로 시공하고 있는 것도 업계의 현실이라 할 것이다.
전술한 바와 같이 상재 구조물의 특성, 하중조건, 시공시에 가해지는 응력 조건, 시공 지반조건, 시공방법 및 시공 현장조건 등에 대한 구체적인 고려가 없이, 하중 조건 만을 고려하여 한국 산업 규격에 맞는 콘크리트 말뚝을 선택함으로 인해 발생되는 여러 문제점을 해결하기 위한 방법으로서는 한국 산업 규격에서 제시하고 있는 유형에 정합되는 콘크리트 말뚝보다는 구체적인 상황과 조건에 충분하게 부합될 수 있는 최적화된 콘크리트 말뚝을 제공함으로써, 경제성, 시공시의 불량 요인의 배제 등과 관련하여, 종래에 알려져 있는 PHC 말뚝 구조를 개선하기 위한 노력이 관련 분야에서 지속적으로 이루어져 왔으며, 이러한 기술적 배경에 기초하여 본 고안이 안출된 것이다.
전술한 종래의 문제점에 기초하여 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상재 구조물의 특성, 하중조건, 시공시에 가해지는 응력조건, 시공 지반조건, 시공방법 및 시공 현장조건 등에 대한 구체적인 고려를 통하여 최적화된 PHC 말뚝의 구조 개선을 하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 제시되는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체는, 관형의 콘크리트 말뚝 몸체; 상기 콘크리트 말뚝 몸체 말단부에 연결되는 보강밴드 또는 조인트링인 제1고정부재; 상기 콘크리트 말뚝 몸체 선단부에 연결되는 슈 또는 조인트링인 제2고정부재; 및 상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 양말단이 각각 고정되며 상기 관형의 콘크리트 말뚝 몸체에 배근되어 있는 프리스트레스 도입용 PC 강봉, 보강근에 보충된 길이확장부재 및 나선형철선으로 이루어진 콘크리트 말뚝 골조체;를 포함하여 이루어지며, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉은, 콘크리트 말뚝의 길이방향으로 동일 원주 상에 등간격으로 6 내지 24 개로 배치되며 상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 결속되어 고정되며, 상기 보강근은, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉 길이와 비교하여 0.1 내지 1.5m 더 짧은 길이를 가지면서, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉과 동일 원주상에서 교번하여 배치되며, 상기 보강근 양단 각각에 간이 결속되어 보강근의 길이를 보충하여 주는 길이확장부재의 말단이 상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 결속되어 고정되며, 상기 나선형철선은 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉 및 보강근을 나선형으로 외접하여 감싸도록 배근되어 있는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 보강근은 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 중 선택된 어느 하나의 철선을 이용하는 것이 바람직하며, 상기 보강근은 그 양단에 후크가 형성되어 있으면 바람직하다.
상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉은 코킹처리된 단부를 구비하면 바람직하다. 이때, 상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단은, 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정된 구조를 가지면 바람직하며, 상기 제2고정부재가 슈 또는 조인트링인 경우, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단은, 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정된 구조를 가지면 바람직하다.
상기 길이확장부재는 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 중 선택된 어느 하나의 철선을 이용하되, 상기 길이 확장 부재와 보강근 간의 중첩부에서 점용접 또는 띠철근에 의해 간이 결속이 이루어지도록 하면 바람직하며, 상기 보강근에 연결되는 쪽의 길이확장부재의 연결단부에는 후크가 형성되어 있으면 바람직하고, 상기 제1고정부재 또는 제2고정부재에 고정되는 쪽의 길이확장부재의 고정단부는 코킹처리되어 있으면 바람직하다. 이때, 상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정된 구조를 가지면 바람직하고, 상기 제2고정부재가 슈 또는 조인트링인 경우, 상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정된 구조를 가지면 바람직하다.
한편, 상기 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 양 단부에 미리 끼워진 너트를 더 구비하면 바람직하다. 이때, 상기 제1고정부재가 보강밴드인 경우, 상기 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 일단에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 보강밴드를 구비한 고정판에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되거나, 상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 일단에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정된 구조를 가지면 바람직하고, 상기 제2고정부재가 슈 또는 조인트링인 경우, 상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 코킹처리된 길이확장부재의 타단에 미리 끼워진 너트가 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정된 구조를 가지면 바람직하다.
또한, 상기 코킹처리된 보강근의 양 단부에 미리 끼워진 너트를 더 구비하면 바람직하다. 이때, 상기 제1고정부재가 보강밴드인 경우, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 보강밴드를 구비한 고정판에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되거나, 상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정된 구조를 가지면 바람직하며, 상기 제2고정부재가 슈 또는 조인트링인 경우, 상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 관통을 통과한 볼트와 체결되어 고정된 구조를 가지면 바람직하다.
이하, 본 고안을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 고안에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 고안에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 고안의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 한편, 본 명세서에서 '코킹처리'가 의미하는 바는, 강봉이나 강선의 선단부나 말단부를 압조하여 뭉툭한 헤드부를 형성시킴으로써, 소정의 관통홀을 강봉이나 강선이 자유롭게 관통되지만, 그 선단부나 말단부에 형성된 헤드부가 관통홀의 턱에 거치되어 고정이 이루어질 수 있도록 처리된 것을 뜻하며, 본 명세서 전체에서 동일한 의미로 사용하였다.
도 1a는 본 고안에 따른 고강도 콘크리트 말뚝의 일실시예의 부분절개사시도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 1c는 도 1a의 B-B'선에 다른 단면도이다.
콘크리트 말뚝은 그 사용 목적에 따라 각 단부에는 다음과 같은 4가지의 조합으로 고정부재가 구비될 수 있다. 첫째, 말뚝 1본을 시공하는 것으로서 작업이 종료되는 단일 말뚝의 경우에는 상부에는 보강밴드가, 하부에는 슈가 사용되고, 둘째 말뚝 2본 이상을 연결 시공하는 경우로서 최하부의 말뚝의 경우에는 상부에는 조인트링이, 하부에는 슈가 사용되며, 세째 말뚝을 3본 이상 연결 시공하는 경우 최하부나 최상부가 아닌 중간에 연결용으로 사용되는 말뚝의 경우에는 상하부 모두에 조인트링이 사용되며, 마지막으로 말뚝을 2본 이상 연결 시공시 최상부에 배치되는 말뚝의 경우에는 상부에는 보강밴드가 하부에는 조인트링이 사용된다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 고강도 콘크리트 말뚝(10)은 그 몸체(11) 상단부에는 엠보싱벨트가 구비된 원통형의 보강밴드(12)가, 그 하단부에는 슈(13)가 사용된 예를 도시하였으나, 전술한 4가지의 어떠한 조합도 본 고안의 기술적 범위에 포함됨은 자명하다.
고강도 콘크리트 말뚝(10)은 관형의 중앙홀(16)이 구비되어 있으며, 콘크리트 말뚝 몸체(11) 말단부에는 그 측면상에 엠보싱벨트가 구비된 보강밴드(12)가 감싸여져 있으며, 반대측의 선단부에는 슈(13)가 체결되어 있다. 고강도 콘크리트 말뚝의 몸체(11) 내부에 배근되어 있는 8개의 프리스트레스 도입용 PC 강봉(17)과 8개의 보강근(18)과 이를 감싸고 있는 나선형철선(20)이 기본 골조를 이루고 있다. 상기 고강도 콘크리트 말뚝(10)의 말단 단면에는 프리스트레스 도입용 PC 강봉(14)을 체결 고정하는 나사(17a)와 보강근(18)에 연결된 길이확장부재(19)를 고정하는 나사(19a)가 노출되도록 고정되어 있다. 골조구조의 보다 바람직한 이해를 돕기 위해서는 하기 별도 부연설명하는 도 2 내지 도 6의 설명을 참조하여야 한다. 한편, 도 1b 및 도 1c에서, 나선형철선(20)이 단면상에서는 일 부분만이 관찰되는 점을 감안하여, 콘크리트 말뚝 몸체(11) 내부에 포함되어 있는 부분이 존재하고 있음을 설명하기 위한 목적으로 나선형철선(20)을 점선으로 표시하였다.
도 2는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 제조용 철근롱을 편성하는 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 2에 도시된 바에 따르면, 철근롱을 제조하는 단계는, 프리스트레스 도입용 PC 강봉을 척판에 고정시키고(S11), 보강근을 배근하며(S12), 나선형철선을 배근하고(S13), 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 양단을 고정하고(S14), 보강근에 길이확장부재를 연결하고(S15), 마지막으로 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부를 고정하는(S16) 단계로 진행됨을 알 수 있다.
프리스트레스 도입용 PC 강봉을 척판에 고정시키는 단계(S11)는, 고강도 콘크리트 말뚝의 축방향으로 6 내지 24 개의 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 일단을 편성기의 척판에 등간격으로 이격되도록 배치하여 고정하는 단계이다.
보강근을 배근하는 단계(S12)는, 상기 (S11)단계에서 사용된 프리스트레스 도입용 PC 강봉 길이와 비교하여 상대적으로 0.1 내지 1.5m 정도 더 짧은 길이를 갖는 6 내지 24개의 보강근의 일단을 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉 사이 사이에 배치되도록 편성기의 척판 등의 고정장치에 고정하는 단계이다. 이때, 상기 (S12)단계에서 사용되는 보강근은 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 등의 보강근으로 사용하기에 적합한 강봉이나 강선 중에서 선택하여 이용하면 바람직하다. 또한, 선택되는 보강근의 종류는 물론, 보강근의 굵기를 조정하여 적정한 인장 및 휨 내력에 대응할 수도 있다. 한편, 상기 (S12)단계의 보강근의 일단을 편성기의 척판 또는 편성기 척판과는 별도로 설치되어 배치된 강선이나 강봉을 각각 움켜쥐고 편성을 위하여 척판 대차가 후진시 강선이나 강봉을 충분히 잡아당길 수 있는 소정의 고정용 지그에 배치하여 진행하면 바람직하다.
나선형철선을 배근하는 단계(S13)는, 상기 (S11)단계 및 (S12)단계를 진행하여 배치고정된 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉 및 보강근을 나선형으로 외접하여 감싸되, 그 외접부에서 용접되어 결속되도록 나선형 철선을 배근하는 단계이다.
프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 양단을 고정하는 단계(S14)는, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 양단 중, 일단은 제1고정부재에 고정하고, 타단은 제2고정부재에 고정하는 단계이다. 이때, 상기 제1고정부재는 보강밴드 또는 조인트링인 경우로서, 상기 제1고정부재가 보강밴드인 경우에는 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 보강밴드를 구비한 고정판에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되도록 하면 바람직하다. 상기 제1고정부재가 조인트링인 경우에는 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단이 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정되도록 진행하면 바람직하며, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되도록 할 수도 있다. 한편, 상기 제2고정부재가 슈 또는 조인트링인 경우에는 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 타단이 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 구비된 고정홀에 끼워져 고정되도록 진행하면 바람직하며, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 타단에 미리 끼워진 너트가 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되도록 할 수도 있다.
보강근에 길이확장부재를 연결하는 단계(S15), 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉과 전체적으로 동일한 길이를 갖도록 보강근 양단 각각에 그 일단이 코킹처리된 길이확장부재를 연결하는 단계이다. 이때, 상기 길이확장부재는 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 등 보강근으로 이용하기에 적합한 강봉이나 강선 중 어느 하나를 선택하여 이용하되, 상기 길이 확장 부재와 보강근 간의 중첩부에서 점용접에 의해 결속되도록 하거나, 띠철근과 같은 결속선에 의해 간이 결속이 이루어지도록 하면 바람직하다.
보강근에 연결되는 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부를 고정하는 단계(S16)는, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는 상기 제1고정부재에 고정하고, 상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는 상기 제2고정부재에 고정하는 단계이다. 이때, 상기 제1고정부재가 보강밴드인 경우에는 상기 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 보강밴드를 구비한 고정판에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정시키며, 고정판 하부에 엠보싱벨트를 구비한 원통형의 보강밴드를 밀착 고정시키면 바람직하다. 상기 제1고정부재가 조인트링인 경우에는 상기 길이확장부재의 코킹처리된 일단이 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정되도록 진행하면 바람직하며, 상기 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정시킬 수도 있다. 한편, 상기 제2고정부재는 슈 또는 조인트링 경우에는 상기 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부가 상기 제2고정부재인 슈나 조인트링에 구비된 고정홀에 끼워져 고정되도록 진행하면 바람직하며, 상기 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정시킬 수도 있다.
전술한 바와 같은 여섯 단계(S11 내지 S16)를 경유하여 준비된 철근롱을 이용하여, 이후 콘크리트 말뚝 제조과정을 진행하면 목적하는 바의 고강도 콘크리트 말뚝을 얻을 수 있다.
도 3은 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하는 과정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 3에 도시된 바에 따르면, 콘크리트를 배합하고(S21), 도 2을 참조하여 설명한 바와 같이 철근롱을 편성한 후 조립하고(S22), 상기 편성된 철근롱을 몰드 내에 배치하고 조립한다(S23). 이어서, 준비된 콘크리트를 몰드 내에 투입하고(S24), 도 2을 참조하여 설명한 프리스트레스 도입용 PC 강봉에 프리스트레스를 도입시킨 후(S25), 원심성형을 진행하고(S26), 이후, 양생과정(S27) 및 탈형과정(S28)을 순차로 진행한다. 철근롱의 편성 단계(S22)를 제외한 다른 모든 과정은 이미 원심성형에 의한 콘크리트 말뚝을 제조하는 방법에서 잘 알려져 있는 주지 관용의 단계라 할 것이므로, 이들 각 단계에 대해서는 별도의 부가적인 설명이 없다 하더라도 당업자가 실시함에 아무런 장애가 없음은 자명하다. 다만, PC 강봉에 프리스트레스를 도입시키는 과정(S25)에서, 철근롱 내의 프리스트레스 도입용 PC 강봉과 외접하는 나선철근의 용접부는 서로 분리되지만, 본 고안에서와 같이 추가 편성되어 있는 보강근에 외접하는 나선철근의 용접은 프리스트레스의 도입과 무관하게 계속 유지되면서 상호 용접에 의한 구속력이 발생됨으로써 말뚝시공이나 운반시에 가해지는 외력에 대응하는 인장내력이나 휨 내력이 증대되며, 외부의 비틀림에 대해서도 보강근과 나선철근의 트러스 구조 형성으로 인하여 그에 대한 내력이 증대된다.
도 4a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱의 인장시 고정단을 상세도시한 부분사시도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 마구리판(30)의 상방향 사시도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바에 따르면, 동일 원주상에 등간격으로 배치된 8개의 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)을 고강도 콘크리트 말뚝의 축방향으로 배치하였다. 너트(32a)가 끼워진 후, 이탈되지 않도록 하기 위해 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 선단부(31a)를 고정시키기 위해 인장시 고정판으로 활용되는 마구리판(30)의 몸체(30a)에 구비된 제1볼트결합공(37)을 통과하여 끼워진 제1볼트(32b)와 너트(32a)가 나사결합되어 고정되도록 하였다.
이와 더불어, 상기 동일 원주상에 등간격으로 배치된 8개의 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31) 사이 사이에 배치된 8개의 보강근(33)은 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)에 비해 그 길이가 전체적으로 약 1m 정도 짧은 상태로 준비하되, 보강근(33)의 선단부로부터 보강근 직경보다 더 10배 이상이 더 긴 길이만큼 축방향으로 중첩시키면서, 중첩된 중단부에서 띠철근(35)으로 묶어주어 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 길이만큼 보충하기 위한 길이 확장 부재(34)를 결속시켰다. 한편, 보강근(33)에 길이 보충된 길이 확장 부재(34)의 말단을 마구리판(30)에 고정시키기 위해 그 선단부(34a)가 코킹처리된 길이확장부재(34)에 끼워진 너트(36a)가 마구리판의 몸체(30a)에 형성된 제2볼트결합공(38)을 통과하여 끼워지는 제2볼트(36b)와 나사결합되도록 하였다. 마구리판의 몸체(30a) 하부에는 엠보싱벨트가 구비된 원통형의 보강밴드(39)가 밀착 고정되도록 하였다. 한편, 보강근(33)에 연결되는 쪽의 길이 확장 부재(34)의 연결단부에는 갈고리 형상의 후크(34b)가 구비되어 있어서 향후 타설되는 콘크리트와의 결속력을 강화시킬 수 있어 바람직하고, 보강근(33)의 양단에도 갈고리 형상의 후크(미도시)를 구비하게 하면 보강근의 인장내력이 증진될 수 있어 바람직하며, 이러한 형상은 다른 다양한 형태로 변형제작이 가능함은 자명하다.
한편, 인장시 고정판으로 활용되는 마구리판(30)의 중앙부에는 추후 성형되는 콘크리트 말뚝의 내측홀과 관통될 수 있는 중앙관통홀공(30b)이 구비된 도우넛 형태로서 준비되며, 마구리판 몸체(30a)에는 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)을 고정시키기 위한 제1볼트(32b)가 끼워지는 제1볼트결합공(37)과 상기 보강근(33)을 고정시키기 위해 연장 결속된 길이확장부재(34)와 결속시키기 위한 제2볼트(36b)가 끼워지는 제2볼트결합공(38)이 교번하면서 원주상에 등간격으로 형성되어 있다. 이때, 도 4b에 도시된 마구리판(30)을 통해 확인할 수 있듯이, 마구리판 몸체(30a) 내측 중심에는 통공(30b)이 형성되어 있으며, 이를 둘러싸고 있는 마구리판 몸체(30a)의 상부면은 동일 평면을 구성하고 있지만, 제1볼트결합공(37) 및 제2볼트결합공(38)이 형성된 영역은 그 주위를 둘러싸고 있는 테두리 영역에 비해 두껍게 형성되어 원형상의 단차를 이루고 있으며, 이러한 단차의 테두리영역은 콘크리트 말뚝 제조를 위한 몰드의 셀에 거치되도록 한다. 이러한 마구리판(30) 하부에 형성된 원형상의 턱은 콘크리트 말뚝 내부에 배근되는 각종 배근선의 말단을 고정함과 동시에 몰드의 셀에 거치되면서 이격되지 않도록 하는 기능을 할 수 있어 바람직하다.
그리고, 전술한 제1볼트결합공(37) 및 제2볼트결합공(38)의 직경은 이에 끼워지는 제1볼트(32b) 및 제2볼트(36b)의 굵기와 연동되며, 도시된 바와 같이, 제1볼트결합공(37)의 직경은 제2볼트결합공(38)에 비해 더 크거나 동일하게 구비될 수 있으며, 이는 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 굵기가 보강근의 굵기에 비해 더 굵거나 동일한 것을 고려하여, 이에 비례적으로 고정력을 부여하기 위해 비롯된 것이다.
보강근(33) 및 길이확장부재(34)는 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 등 보강근으로 선택하기에 적합한 강봉이나 강선을 선택하여 이용할 수 있으나, 본 실시예에서는 보통철선을 이용하였으며, 이를 이용한 최종 콘크리트 말뚝 제품에 대한 각종 물성치를 측정한 결과를 통해서도 본 고안이 추구하고자 하는 목적을 충분히 달성하였다.
도 5a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱의 인장시 인장단에 결합되는 철물의 일실시예인 슈(Shoe) 부분을 상세도시한 부분사시도이며, 도 5b는 상기 도 5a에 도시된 인장근 결속홀을 상세도시한 부분확대도이이고, 도 5c는 도 5a에 도시된 세트플레이트(49)의 역위사시도이고, 도 5d는 도 5a에 도시된 제2결합공(48b)의 단면구조를 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 바에 따르면, 고강도 콘크리트 말뚝의 인장시 고정단으로 배치되는 일단에 대응되어 인장단으로 배치되는 타단의 일실시예에 대한 이해가 이루어질 수 있다. 그 도시된 바에 따르면, 원주상에 등간격으로 배치된 8개의 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)을 고강도 콘크리트 말뚝의 축방향으로 배치하였다. 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)은 슈(40)의 몸체(40a) 상면에 형성된 아령형의 체결공(47)의 좌측홀(47a)에 끼워져 고정되도록 그 말단부(31b)가 코킹처리되어 있다.
프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)들 사이 사이에 등간격으로 배치된 8개의 보강근(33)은 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)에 비해 그 길이가 전체적으로 약 1m 정도 짧은 상태로 준비하였다.
보강근(33)을 철근롱에서 고정에 필요한 길이를 보충하기 위해 보강근(33)의 말단부로부터 보강근 직경의 10배 이상으로 길이 만큼 축방향으로 상호 중첩시키면서, 중첩된 중단부에서 띠철근(45)으로 묶어주어 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)과 동일한 길이를 갖도록 길이확장부재(44)를 결속시켰다. 한편, 보강근(33)의 길이 보충을 위해 연결된 길이확장부재(44)의 고정을 위해 그 말단부(44a)를 코킹처리하였으며, 상기 코킹처리된 말단부(44a)가 슈의 몸체(40a) 상면에 코킹부가 정착되도록 형성된 체결공(48)에 끼워져 고정되도록 하였다. 이때, 길이 확장 부재(44)의 말단부에 구비된 갈고리 형상의 후크(44b)는 향후 타설되는 콘크리트와의 결속력을 강화시킬 수 있어 바람직하고, 보강근(33)의 양단에도 갈고리 형상의 후크(미도시)를 구비하게 하면 보강근의 인장내력이 증진될 수 있어 바람직하며, 이러한 형상은 다른 다양한 형태로 변형제작이 가능함은 자명하다. 한편, 슈의 몸체(40a) 상면의 중앙부는 오목부(40b)부로 형성되어 폐쇄된 형태로 제작될 수도 있으며, 필요에 따라서는 평형의 폐쇄형 또는 관통홀이 형성된 개방형 등의 다양한 형태로 제작될 수 있다.
상기 보강근(33) 및 길이확장부재(44)는 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 등의 강봉이나 강선 중에서 적합한 것을 선택하여 이용할 수 있으나, 본 실시예에서는 보통철선을 이용하였으며, 이를 이용한 최종 콘크리트 말뚝 제품에 대한 각종 물성치를 측정한 결과를 통해서도 본 고안이 추구하고자 하는 목적을 충분히 달성하였다.
슈(40)의 몸체(40a) 측부는 엠보싱벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드(50c)가 일체로 구비되어 콘크리트와의 결속을 강화시킬 수 있으며, 슈의 몸체(40a)의 상면의 동일 원주상에 2종의 체결공, 즉 아령형 체결공(47, 도 4b 참조)과 원통형 체결공(48b, 도 4d 참조)이 상호 등간격으로 교번하여 배치되어 있다. 한편, 슈의 몸체(40a) 상면의 중앙부는 오목부(40b)부로 형성되어 폐쇄된 형태로 제작될 수도 있으며, 필요에 따라서는 관통홀(미도시)이 형성된 개방형으로 제작될 수도 있다. 세트플레이트 몸체(49a) 내부에는 중앙관통홀(49b)이 형성되어 있으며, 세트플레이트 몸체(49a)에는 세트플레이트 고정용 볼트(42)가 끼워지는 관통홀(42a)이 동일 원주상에 등간격으로 8개 형성되어 있다.
한편, 도 5c에 도시된 세트플레이트(49)의 역위사시도를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 세트플레이트 내측 중심에는 통공(49b, 도 5a 참조)이 형성되어 있으며, 이를 둘러싸고 있는 세트플레이트 몸체(49a, 도 5a 참조)의 상부면은 동일 평면을 구성하고 있지만, 그 하부면의 동일 원주상에 배치된 8개의 관통홀들(42a, 도 4a 참조)이 형성된 영역은 그 주위를 둘러싸고 있는 테두리 영역에 비해 두껍게 형성되어 원형상의 단차를 이루고 있음을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 그 하부에 형성된 단차는 인접하여 연결되는 다른 세트플레이트(미도시)나 인장판(미도시)과의 상호 연결을 위한 커플러(미도시)가 끼워지는 결합홈으로 이용될 수 있다.
또한, 도 5d에 도시된 원통형 체결공(48b)의 구조에 따르면, 끝단이 뭉툭하게 코킹처리된 부재, 예컨대 길이확장용부재(44)의 코킹처리부(44a)가 상부에서 하부로 끼워질때, 코킹처리부가 안착됨과 동시에 하부로 빠지지 않도록 거치턱을 구비하고 있는 형태를 갖도록 하였다. 이때, 상기 거치턱을 형성시키는 방법은 드릴 작업이나 프레스 작업 등 통용되는 여러 가지 방법에 의하여 형성시킬 수 있으며 그 형상은 도 5d에 한정되지는 않는다.
프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)이 체결되는 아령형 체결공(47)의 좌측홀(47a)에 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 말단부(31b)가 끼워져 고정되며, 아령형 체결공(47)의 우측홀(47b) 벽에는 암나사가 형성되어 있다. 상기 아령형 체결공(47)의 우측홀(47b) 벽에 형성된 암나사는 상기 세트플레이트의 몸체(49a)에 형성된 관통홀(42a)을 통과하여 끼워진 세트플레이트 고정용 볼트(42)와 나사결합되어 고정된다.
한편, 프리스트레스 도입용 PC 강봉 및 길이확장부재의 코킹처리된 단부가 슈에 결합되는 방식은 도 5a 및 도 5b에서 설명한 방식과는 달리, 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 양단에 미리 끼워진 너트가 슈의 몸체를 관통하는 볼트와 체결되어 고정될 수도 있다. 이에 대해서는 구체적으로 도시하지 않았다 하더라도, 본 고안의 기술적 범주에 속함은 자명하다.
도 6은 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱의 일단에 결합되는 철물의 일실시예인 조인트링(Joint ring) 부분을 상세도시한 부분사시도이다. 상기 조인트링 부분은 콘크리트 말뚝의 인장시 고정단으로 배치되는 일단의 실시예로 채택될 수도 있으며, 이와 달리 콘크리트 말뚝의 인장시 고정단으로 배치되는 일단에 대응되어 인장단으로 배치되는 타단의 실시예로 채택될 수도 있다.
도 6에 도시된 바에 따르면, 조인트링의 몸체(50a) 측부에 엠보싱벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드(50c)가 일체로 구비되어 콘크리트와의 결속을 강화시킬 수 있으며, 조인트링의 몸체(50a) 상면의 동일 원주상에 2종의 체결공, 즉 아령형 체결공(57)과 원통형 체결공(58b)이 등간격으로 상호 교번하여 각각 8개씩 총 16개의 체결공이 배치되어 있다. 조인트링의 몸체(50a) 중앙에는 콘크리트 말뚝의 내측홀과 연동되는 관통홀(50b)이 형성되어 있다. 조인트링의 몸체(50a)에 형성된 아령형 체결공(57)은 도 5b에서 설명한 아령형 체결공(47)과 동일한 구조를 가지며, 상기 조인트링의 몸체(50a)에 형성된 원통형 체결공(58b)은 도 5d에서 설명한 원통형 체결공(48b)과 동일한 구조를 갖는다.
한편, 원주상에 등간격으로 배치된 8개의 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31, 8개 중 하나만을 대표 도시함)을 고강도 콘크리트 말뚝의 축방향으로 배치하였다. 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)은 조인트링(50)의 몸체(50a) 상면에 형성된 아령형의 체결공(57)의 PC 강봉 선단부 체결공(57a)에 끼워져 고정되도록 그 말단부(31c)가 코킹처리되어 있다.
프리스트레스 도입용 PC 강봉(31) 사이 사이에 원주상에 등간격으로 배치된 8개의 보강근(33, 8개 중 하나만을 대표 도시함)은 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)에 비해 그 길이가 전체적으로 약 1m 정도 짧은 상태로 준비하였다.
보강근(33)의 철근롱에서의 고정을 위해 부족한 길이를 보충하기 위해 보강근(33)의 말단부와 소정 길이만큼 축방향으로 중첩시키면서, 중첩된 중단부에서 띠철근(55)으로 묶어주어 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)과 동일한 길이를 갖도록 길이 확장 부재(54)를 결속시켰다. 한편, 보강근(33)의 길이 보충을 위해 연결된 길이 확장 부재(54)의 고정을 위해 그 선단부(54a)를 코킹처리하였으며, 상기 코킹처리된 선단부(54a)가 조인트링(50)의 몸체(50a) 상면에 형성된 원통형 체결공(58b)에 끼워져 고정되도록 하였다. 이때, 길이 확장 부재(54)의 말단부에 구비된 갈고리 형상의 후크(54b)는 향후 타설되는 콘크리트와의 결속력을 강화시킬 수 있어 바람직하고, 보강근(33)의 양단에도 갈고리 형상의 후크(미도시)를 구비하게 하면 보강근의 인장내력이 증진될 수 있어 바람직하며, 이러한 형상은 다른 다양한 형태로 변형제작이 가능함은 자명하다. 이때, 보강근(33) 및 길이확장부재(54)는 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 등 보강근으로 적합하게 이용될 수 있는 강봉이나 강선을 선택하여 이용할 수 있으나, 본 실시예에서는 보통철선을 이용하였으며, 이를 이용한 최종 콘크리트 말뚝 제품에 대한 각종 물성치를 측정한 결과를 통해서도 본 고안이 추구하고자 하는 목적을 충분히 달성하였다.
세트플레이트 몸체(59a) 내부에는 중앙관통홀(59b)이 형성되어 있으며, 세트플레이트 몸체(59a)에는 세트플레이트 고정용 볼트(52)가 끼워지는 관통홀(52a)이 동일 원주상에 등간격으로 8개 형성되어 있다. 상기 세트플레이트(59)는 하부는 도 5c에서 설명한 세트플레이트의 하부와 동일한 구조를 갖는다.
프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)이 체결되는 아령형 체결공(57, 도 5b와 동일구조임)의 좌측홀(도 5b의 47a 참조)은 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 선단부(31c)가 끼워져 고정되며, 그 우측홀(도 5b의 47b 참조) 벽에 형성된 암나사가 세트플레이트 몸체(59a)를 관통하는 관통홀(52a)에 끼워진 세트플레이트 고정용 볼트(52)와 나사결합되어 고정된다.
도 6에 도시된 조인트링은 말뚝의 연속적 연결을 위한 목적으로 필요에 따라서는 콘크리트 말뚝의 상부나 하부 증 선택된 어느 일측단에만 사용되기도 하지만, 경우에 따라, 상하 양방향으로 다른 콘크리트 말뚝과 연결하여 사용되기 위한 목적으로 콘크리트 말뚝의 양측단 모두에 채택될 수도 있다.
한편, 프리스트레스 도입용 PC 강봉 및 길이확장부재의 코킹처리된 단부가 조인트링에 결합되는 방식은 도 6에서 설명한 방식과는 달리, 프리스트레스 도입용 PC 강봉 또는 길이확장부재의 코킹처리된 양단에 미리 끼워진 너트가 조인트링의 몸체를 관통하는 볼트와 체결되어 고정될 수도 있다. 이에 대해서는 구체적으로 도시하지 않았다 하더라도, 본 고안의 기술적 범주에 속함은 자명하며, 조인트링 몸체(50a)의 상부면과 측면이 만나는 이음부는 오목하게 깎여진 형상으로 마무리되어 있어, 헤드캡 몸체가 상하로 배치되어 밀착되면, 그 경계에서 V자 형태의 면취부가 형성되며, 이곳에 대해 용접을 행하여 상하 조인트링이 상호 연결되도록 함으로써, 콘크리트 말뚝을 상하로 연결시킬 수 있다.
철선으로 축방향 배근을 나선 모양으로 감싸도록 하여 배근을 마무리 하고, PC 강봉(31) 및 보강근(33)에 외접하는 나선철선을 점용접의 방식으로 결속시킨 다음, 상기 전술한 도 4 내지 6에 따른 철근롱 구조의 양단과 중앙부의 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31) 및 보강근(33)의 축방향 배근 및 고정을 행하였다.
이러한 점용접은 추후 인장단을 통한 인장을 행할 경우, PC 강봉(31)과 나선철선과의 점용접 부위는 떨어지더라도 인장력이 전달되지 않는 보강근(33)에는 여전히 결속이 이루어진 상태를 유지할 수 있다. 이로써, 축방향 보강근에 대한 나선철선의 상호 용접에 의한 구속력이 발생됨으로써 말뚝시공이나 운반시에 가해지는 외력에 대응하는 인장내력이나 휨 내력이 증대되며, 외부의 비틀림에 대해서도 보강근과 나선철근의 트러스 구조 형성으로 인하여 그에 대한 내력이 증대될 수 있다.
이상에서 설명된 본 고안의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 고안을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.
본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱을 편성조립하는 경우에는 종래에 알려져 있는 제품에 비하여 내인장력, 내휨성이 개선되어, 상재 구조물의 특성, 하중조건, 시공시에 가해지는 응력조건, 시공 지반조건, 시공방법 및 시공 현장조건 등에 대한 구체적인 고려를 통하여 최적화된 고강도 콘크리트 말뚝을 제공할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안을 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1a는 본 고안에 따른 고강도 콘크리트 말뚝의 일실시예의 부분절개사시도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 B-B'선에 다른 단면도이다.
도 2는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 제조하기 위한 철근롱을 편성조립하는 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 3은 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하는 과정을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 4a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱의 인장시 고정단을 상세도시한 부분사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 마구리판(30)의 상방향 사시도이다.
도 5a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱의 인장시 인장단에 조립되는 철물의 일실시예인 슈(Shoe) 부분을 상세도시한 부분사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 인장근 결속홀을 상세도시한 부분확대도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 세트플레이트(49)의 역위사시도이다.
도 5d는 도 5a에 각각 도시된 제2결합공(48b)의 단면구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위한 철근롱의 일단에 조립되는 철물의 일실시예인 조인트링(Joint ring) 부분을 상세도시한 부분사시도이다.

Claims (17)

  1. 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체에 있어서,
    관형의 콘크리트 말뚝 몸체;
    상기 콘크리트 말뚝 몸체 말단부에 연결되는 보강밴드 또는 조인트링인 제1고정부재;
    상기 콘크리트 말뚝 몸체 선단부에 연결되는 슈 또는 조인트링인 제2고정부재; 및
    상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 양말단이 각각 고정되며 상기 관형의 콘크리트 말뚝 몸체에 배근되어 있는 프리스트레스 도입용 PC 강봉, 보강근에 보충된 길이확장부재 및 나선형철선으로 이루어진 콘크리트 말뚝 골조체;를 포함하여 이루어지며,
    상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉은, 콘크리트 말뚝의 길이방향으로 동일 원주 상에 등간격으로 6 내지 24 개로 배치되며 상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 결속되어 고정되며,
    상기 보강근은, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉 길이와 비교하여 0.1 내지 1.5m 더 짧은 길이를 가지면서, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉과 동일 원주상에서 교번하여 배치되며, 상기 보강근 양단 각각에 간이 결속되어 보강근의 길이를 보충하여 주는 길이확장부재의 말단이 상기 제1고정부재 및 제2고정부재에 결속되어 고정되며,
    상기 나선형철선은 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉 및 보강근을 나선형으로 외접하여 감싸도록 배근되어 있는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강근은 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 중 선택된 어느 하나의 철선을 이용하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강근은 그 양단에 후크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉은 코킹처리된 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단은, 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리드 말뚝 구조체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 코킹처리된 일단은, 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 길이확장부재는 PC 강봉, PC 경강선 및 보통철선 중 선택된 어느 하나의 철선을 이용하되, 상기 길이 확장 부재와 보강근 간의 중첩부에서 점용접 또는 띠철근에 의해 간이 결속이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보강근에 연결되는 쪽의 길이확장부재의 연결단부는 후크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1고정부재 또는 제2고정부재에 연결되는 쪽의 길이확장부재의 고정단부는 코킹처리되어 있는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리드 말뚝 구조체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 고정홀에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 양 단부에 미리 끼워진 너트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1고정부재가 보강밴드인 경우, 상기 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 일단에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 보강밴드를 구비한 고정판에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되거나,
    상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 코킹처리된 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 일단에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되는 것을 특징으로 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 코킹처리된 길이확장부재의 타단에 미리 끼워진 너트가 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되는 것을 특징으로 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 코킹처리된 보강근의 양 단부에 미리 끼워진 너트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1고정부재가 보강밴드인 경우, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 보강밴드를 구비한 고정판에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되거나,
    상기 제1고정부재가 조인트링인 경우, 상기 보강근의 일단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 상기 제1고정부재인 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되는 것을 특징으로 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 보강근의 타단에 연결된 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부는, 상기 길이확장부재의 코킹처리된 고정단부에 미리 끼워진 너트가 제2고정부재인 슈 또는 조인트링에 형성된 관통홀을 통과한 볼트와 체결되어 고정되는 것을 특징으로 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝 구조체.
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