KR200392125Y1 - 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡 - Google Patents

프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡 Download PDF

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KR200392125Y1
KR200392125Y1 KR20-2005-0012316U KR20050012316U KR200392125Y1 KR 200392125 Y1 KR200392125 Y1 KR 200392125Y1 KR 20050012316 U KR20050012316 U KR 20050012316U KR 200392125 Y1 KR200392125 Y1 KR 200392125Y1
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Abstract

본 고안은 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡에 관한 것이다. 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡은, 그 측부에 엠보싱 벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드가 일체로 고정 결합된 원판형 헤드캡 몸체; 상기 원판형 헤드캡 몸체 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 구비된 복수개의 원형상의 제1결합공; 및 상기 제1결합공 사이 사이에 형성된 복수개의 원형상의 제2결합공;을 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 말뚝용 헤드캡{Head cap of pretentioned spun high strength concrete piles}
본 고안은 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인장력을 도입하는 PC 강봉과 나란하게 배치되는 보강근을 고정시킬 수 있는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡에 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 고강도 콘크리트 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 프리텐션 방식이 도입된 고강도 콘크리트 말뚝의 구조 개선, 특히 콘크리트 말뚝 내부에 배근되는 종래의 프리스트레스 도입용 PC 강봉 이외에도 보강근을 더 추가하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡을 제공함에 본 고안의 목적이 있다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 제시되는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡은, 그 측부에 엠보싱 벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드가 일체로 고정 결합된 원판형 헤드캡 몸체; 상기 원판형 헤드캡 몸체 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 구비되며 원형으로 형성된 복수개의 제1결합공; 및 상기 제1결합공 사이 사이에 복수개의 원통형의 제2결합공;을 포함하여 이루어지며, 상기 제1결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉 말단부의 코킹처리부에 끼워진 너트와 결합되도록 상기 헤드캡 몸체 상부로부터 끼워지는 제1볼트가 관통하는 통로로 제공되며, 상기 제2결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 보강근을 고정시키기 위한 부재 말단의 코킹처리부에 끼워진 너트와 결합되도록 상기 헤드캡 몸체 상부로부터 끼워지는 제2볼트가 관통하는 통로로 제공는 것을 특징으로 한다.
한편, 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡은, 그 측부에 엠보싱 벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드가 일체로 고정 결합된 원판형 헤드캡 몸체; 상기 원판형 헤드캡 몸체 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 구비되며 원형으로 형성된 복수개의 제1결합공; 및 상기 제1결합공 사이 사이에 복수개로 형성되되, 그 상부는 원통형으로 이루어지되 그 하부의 홀내경이 감소되어 거치턱을 갖는 통공형의 제2결합공;을 포함하여 이루어지며, 상기 제1결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉 말단부의 코킹처리부에 끼워진 너트와 결합되도록 상기 헤드캡 몸체 상부로부터 끼워지는 제1볼트가 관통하는 통로로 제공되며, 상기 제2결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 보강근을 고정시키기 위한 부재 말단의 코킹처리부가 직접 끼워지는 고정홀로 제공되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보강근 고정을 위한 부재는 보강근 자체의 말단이거나, 보강근에 길이확장을 위해 연결된 길이확장부재의 말단이면 바람직하고, 상기 원판형 헤드캡 몸체의 상부면 중앙에는 중앙 관통홀이 형성된 개방형 구조이거나, 평판형 또는 함몰형의 폐쇄형 구조를 가지면 바람직하다. 한편, 상기 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡은 조인트링 또는 슈로 이용될 수 있다.
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.
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. 본 고안에 따른 헤드캡은 이러한 콘크리트 말뚝의 조인트링 또는 슈로 이용될 수 있으며, 이하 도면을 참조하여 설명하는 헤드캡의 구조는 바람직한 실시예로서 제시되는 것에 불과하며, 이들 도면구조에 본 고안의 기술적 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다.
도 1a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제1실시예에 관한 분해사시도이며, 도 1b는 도 1a의 세트플레이트(49)의 역위사시도이다.
도 1a에 도시된 바에 따르면, 헤드캡(40) 측부에 엠보싱 벨트(40c)가 형성된 보강밴드가 헤드캡 몸체(40a)에 일체로 고정 결합되어 있으며, 헤드캡(40)의 중심에 오목한 함몰부(40b)가 형성되어 있고, 헤드캡 몸체(40a) 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 원형상의 제1결합공(47)이 8개 형성되어 있으며, 상기 제1결합공(47) 사이 사이에 원형상의 제2결합공(48a)이 8개 형성되어 있다. 상기 헤드캡(40) 상부에는 세트플레이트(49)가 배치되어 있으며, 그 몸체(49a) 내부에는 중앙관통홀(49b)이 형성되어 있고, 세트플레이트 몸체(49a) 상면에는 2종의 관통홀(42a, 46a) 각각 8개씩 서로 교번하여 동일 원주상에 형성되어 있다.
한편, 도 1b에 도시된 세트플레이트(49)의 상방향 사시도를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 세트플레이트 내측 중심에는 통공(49b, 도 1a 참조)이 형성되어 있으며, 이를 둘러싸고 있는 세트플레이트 몸체(49a, 도 1a 참조)의 상부면은 동일 평면을 구성하고 있지만, 그 하부면의 동일 원주상에 상호 교번하도로 배치된 16개의 관통홀들(42a, 46a, 도 1a 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.
고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 말단을 고정하기 위해, 세트플레이트 몸체(49a)에 형성된 관통홀(42a)을 통과하고, 연이어 헤드캡 몸체(40a)에 형성되어 있는 제1결합공(47)을 통과하도록 끼워진 제1볼트(42)가 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 말단의 코킹처리부(31b)에 끼워진 너트(31a)와 나사결합되게 한다. 한편, 고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 보강근(33)의 말단을 고정하기 위해, 세트플레이트 몸체(49a)에 형성된 관통홀(46a)을 통과하고, 연이어 헤드캡 몸체(40a)에 형성되어 있는 제2결합공(48b)을 통과하도록 끼워진 제2볼트(46)가 보강근 말단의 코킹처리부에 끼워진 너트(46b)와 나사결합되게 한다.
이때, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 굵기가 보강근에 비해 더 굵거나 적어도 동일한 상태로 배근되기 때문에 그 고정력을 높이기 위한 목적으로 사용되는 제1볼트(42)와 제2볼트(46)의 상대적인 굵기와 관련하여, 상기 제1볼트(42)가 끼워지도록 세트플레이트 몸체(49a)에 형성된 관통홀(42a)은 제2볼트(46)가 끼워지도록 세트플레이트 몸체(49a)에 형성된 관통홀(46a)에 비해 그 직경이 크거나 동일한 구조로 제조되면 바람직하며, 이와 동일한 원리에 의해, 헤드캡 몸체(40a)에 형성된 제1결합공(47)은 헤드캡 몸체(40a)에 형성된 제2결합공(48a)에 비해 그 직경이 크거나 동일한 구조로 제조되면 바람직하다.
도 2a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제2실시예에 관한 분해사시도이며, 도 2b는 도 2a의 세트플레이트(49)의 역위사시도이다.
도 2a에 도시된 바에 따르면, 헤드캡(40) 측부에 엠보싱 벨트(40c)가 형성된 보강밴드가 헤드캡 몸체(40a)에 일체로 고정 결합되어 있으며, 헤드캡(40)의 중심에 오목한 함몰부(40b)가 형성되어 있고, 헤드캡 몸체(40a) 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 원형상의 제1결합공(47)이 8개 형성되어 있으며, 상기 제1결합공(47) 사이 사이에 원형상의 제2결합공(48b)이 8개 형성되어 있다. 상기 헤드캡(40) 상부에는 세트플레이트(49)가 배치되어 있으며, 그 몸체(49a) 내부에는 중앙관통홀(49b)이 형성되어 있고, 세트플레이트 몸체(49a) 상면에는 관통홀(42a) 8개가 동일 원주상에 형성되어 있다.
한편, 도 2b에 도시된 세트플레이트(49)의 상방향 사시도를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 세트플레이트 내측 중심에는 통공(49b, 도 2a 참조)이 형성되어 있으며, 이를 둘러싸고 있는 세트플레이트 몸체(49a, 도 2a 참조)의 상부면은 동일 평면을 구성하고 있지만, 그 하부면의 동일 원주상에 배치된 8개의 관통홀들(42a, 도 2a 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.
고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 말단을 고정하기 위해, 세트플레이트 몸체(49a)에 형성된 관통홀(42a)을 통과하고, 연이어 헤드캡 몸체(40a)에 형성되어 있는 제1결합공(47)을 통과하도록 끼워진 제1볼트(42)가 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 말단의 코킹처리부(31b)에 끼워진 너트(31a)와 나사결합되게 한다. 한편, 고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 보강근(33)의 말단을 고정하기 위해, 보강근의 말단에 길이확장부재(44)를 준비하고, 그 말단을 코킹처리한 후, 상기 길이확장부재(44) 말단의 코킹처리부(44a)를 제2결합공(48b)에 끼운 후, 보강근(33)의 말단에 소정의 연결철선(45)을 이용하여 결속시켰다. 상기 제2결합공(48)은 길이확장부재(44) 말단의 코킹처리부(44a)가 정착이 가능한 구조로 형성되어 있다(도 5 참조). 또한, 상기 길이확장부재(44)의 다른 타단에는 후크(44b)를 형성하여 콘크리트 타설 후 콘크리트체와의 결속력을 강화시키도록 하였다.
이때, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 굵기가 보강근에 비해 더 굵거나 적어도 동일한 상태로 배근되기 때문에, 헤드캡 몸체(40a)에 형성된 제1결합공(47)은 헤드캡 몸체(40a)에 형성된 제2결합공(48b)에 비해 그 직경이 크거나 동일한 구조로 제조되면 바람직하다.
한편, 도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 헤드캡 몸체(40a) 중앙의 함몰부(40b)를 평탄한 형태(미도시)로 형성할 수도 있고, 필요에 따라서는 중공된 형태의 개방형 구조(미도시)로 제조될 수도 있으며, 이들 모두 본 고안의 기술적 범위에 속함은 자명하다.
도 3은 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제3실시예에 관한 분해사시도이다.
도 3에 도시된 바에 따르면, 헤드캡(50) 측부에 엠보싱 벨트(50c)가 형성된 보강밴드가 헤드캡 몸체(50a)에 일체로 고정 결합되어 있으며, 헤드캡(50)의 중심부는 중공부(50b)가 형성되어 있고, 헤드캡 몸체(50a) 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 원형상의 제1결합공(57)이 8개 형성되어 있으며, 상기 제1결합공(57) 사이 사이에 원형상의 제2결합공(58a)이 8개 형성되어 있다. 상기 헤드캡(50) 상부에는 세트플레이트(59)가 배치되어 있으며, 그 몸체(59a) 내부에는 중앙관통홀(59b)이 형성되어 있고, 세트플레이트 몸체(59a) 상면에는 관통홀(52a) 8개가 동일 원주상에 형성되어 있다. 한편, 상기 세트플레이트(59)는 도 1b에서 설명한 세트플레이트(49, 도 1b참조)와 동일하므로, 그에 대한 구체적인 설명은 약하기로 한다.
고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉(31)의 말단을 고정하기 위해, 세트플레이트 몸체(59a)에 형성된 관통홀(56a)을 통과하고, 연이어 헤드캡 몸체(50a)에 형성되어 있는 제2결합공(58a)을 통과하도록 끼워진 제2볼트(56)가 보강근 말단의 코킹처리부에 끼워진 너트(56b)와 나사결합되게 한다.
이때, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 굵기가 보강근에 비해 더 굵거나 적어도 동일한 상태로 배근되기 때문에 그 고정력을 높이기 위한 목적으로 사용되는 제1볼트(52)와 제2볼트(56)의 상대적인 굵기와 관련하여, 상기 제1볼트(52)가 끼워지도록 세트플레이트 몸체(59a)에 형성된 관통홀(52a)은 제2볼트(56)가 끼워지도록 세트플레이트 몸체(59a)에 형성된 관통홀(56a)에 비해 그 직경이 크거나 동일한 구조로 제조되면 바람직하며, 이와 동일한 원리에 의해, 헤드캡 몸체(50a)에 형성된 제1결합공(57)은 헤드캡 몸체(50a)에 형성된 제2결합공(58a)에 비해 그 직경이 크거나 동일한 구조로 제조되면 바람직하다.
도 4는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제4실시예에 관한 분해사시도이다.
도 4에 도시된 바에 따르면, 헤드캡(50) 측부에 엠보싱 벨트(50b)가 형성된 보강밴드가 헤드캡 몸체(50a)에 일체로 고정 결합되어 있으며, 헤드캡(50)의 중심은 내부 중공부(50b)가 형성되어 있고, 헤드캡 몸체(50a) 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 원형상의 제1결합공(57)이 8개 형성되어 있으며, 상기 제1결합공(57) 사이 사이에 원형상의 제2결합공(58b)이 8개 형성되어 있다. 상기 헤드캡(50) 상부에는 세트플레이트(59)가 배치되어 있으며, 그 몸체(59a) 내부에는 중앙관통홀(59b)이 형성되어 있으고, 세트플레이트 몸체(59a) 상면에는 관통홀(52a) 8개가 동일 원주상에 형성되어 있다. 한편, 상기 세트플레이트(59)는 도 2b에서 설명한 세트플레이트(49, 도 2b참조)와 동일하므로, 그에 대한 구체적인 설명은 약하기로 한다.
고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 말단을 고정하기 위해, 세트플레이트 몸체(59a)에 형성된 관통홀(52a)을 통과하고, 연이어 헤드캡 몸체(50a)에 형성되어 있는 제1결합공(57)을 통과하도록 끼워진 제1볼트(52)가 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 말단의 코킹처리부(31c)에 끼워진 너트(31a)와 나사결합되게 한다. 한편, 고강도 콘크리트 말뚝에 배근되는 보강근(33)의 말단을 고정하기 위해, 보강근의 말단에 길이확장부재(54)를 준비하고, 그 말단을 코킹처리한 후, 상기 길이확장부재(54) 말단의 코킹처리부(54a)를 제2결합공(58b)에 끼워 거치시킨 후(도 5 참조), 보강근(33)의 말단에 소정의 연결철선(55)을 이용하여 결속시켰다. 상기 길이확장부재(54)의 다른 타단에는 후크(54b)를 형성하여 콘크리트 타설 후 콘크리트체와의 결속력을 강화시키도록 하였다.
이때, 상기 프리스트레스 도입용 PC 강봉의 굵기가 보강근에 비해 더 굵거나 적어도 동일한 상태로 배근되기 때문에 헤드캡 몸체(50a)에 형성된 제1결합공(57)은 헤드캡 몸체(50a)에 형성된 제2결합공(58b)에 비해 그 직경이 크거나 동일한 구조로 제조되면 바람직하다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드캡 몸체(50a) 중앙의 중공부(50b)가 메워지되, 그 외형이 평탄형(미도시)이거나, 그 중심부가 함몰된 형태(미도시)로 제조될 수도 있으며, 이들 모두 본 고안의 기술적 범위에 속함은 자명하며, 헤드캡 몸체(50a)의 상부면과 측면이 만나는 이음부에는 오목하게 깎여진 형상으로 마무리되어 있어, 헤드캡 몸체가 상하로 배치되어밀착되면, 그 경계에서 V자 형태의 면취부가 형성되며, 이곳에 대해 용접을 행하여 상하 헤드캡이 연결되도록 함으로써, 콘크리트 말뚝을 상하 연결시킬 수 있다.
도 5는 도 2a 및 도 4에 각각 도시된 제2결합공(48b 및 58b)의 단면구조를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바에 따르면, 끝단이 뭉툭하게 코킹처리된 부재가 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 5에 한정되지는 않는다. 이와 달리, 도 1 및 도 3에 각각 도시된 제2결합공(48a 및 58a)은 상부에서 끼워지는 볼트가 통과하도록 단순한 원통형의 통공으로 형성되도록 하였다.
전술한 도면들을 참조하여 설명한 본 고안에 따른 다양한 형태의 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡을 이용하면, 고강도 콘크리트 말뚝을 제조하기 위해 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉 및 보강근의 말단을 고정을 견고하게 함으로써, 고강도 콘크리트 말뚝의 제조를 용이하게 함은 물론, 콘크리트 말뚝의 강도 개선이 가능할 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 말뚝용 헤드캡 구조를 이용하면, 종래에 알려져 있는 콘크리트 말뚝에 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 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제1실시예에 관한 분해사시도이며, 도 1b는 도 1a의 세트플레이트(49)의 역위사시도이다.
도 2a는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제2실시예에 관한 분해사시도이며, 도 2b는 도 2a의 세트플레이트(49)의 역위사시도이다.
도 3은 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제3실시예에 관한 분해사시도이다.
도 4는 본 고안에 따른 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡의 제4실시예에 관한 분해사시도이다.
도 5는 도 2 및 도 4에 각각 도시된 제2결합공(48b 및 58b)의 단면구조를 도시한 것이다.

Claims (5)

  1. 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡에 있어서,
    그 측부에 엠보싱 벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드가 일체로 고정 결합된 원판형 헤드캡 몸체;
    상기 원판형 헤드캡 몸체 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 구비되며 원형으로 형성된 복수개의 제1결합공; 및
    상기 제1결합공 사이 사이에 형성된 복수개의 원통형의 제2결합공;을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉 말단부의 코킹처리부에 끼워진 너트와 결합되도록 상기 헤드캡 몸체 상부로부터 끼워지는 제1볼트가 관통하는 통로로 제공되며,
    상기 제2결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 보강근을 고정시키기 위한 부재 말단의 코킹처리부에 끼워진 너트와 결합되도록 상기 헤드캡 몸체 상부로부터 끼워지는 제2볼트가 관통하는 통로로 제공되는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡.
  2. 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡에 있어서,
    그 측부에 엠보싱 벨트가 하나 이상 형성된 보강밴드가 일체로 고정 결합된 원판형 헤드캡 몸체;
    상기 원판형 헤드캡 몸체 외주면상의 동일 원주상에 등간격으로 구비되며 원형으로 형성된 복수개의 제1결합공; 및
    상기 제1결합공 사이 사이에 복수개로 형성되되, 그 상부는 원통형으로 이루어지되 그 하부의 홀내경이 감소되어 거치턱을 갖는 통공형의 제2결합공;을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 프리스트레스 도입용 PC 강봉 말단부의 코킹처리부에 끼워진 너트와 결합되도록 상기 헤드캡 몸체 상부로부터 끼워지는 제1볼트가 관통하는 통로로 제공되며,
    상기 제2결합공은, 상기 고강도 콘크리트 말뚝 내에 배근되는 보강근을 고정시키기 위한 부재 말단의 코킹처리부가 직접 끼워지는 고정홀로 제공되는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강근 고정을 위한 부재는 보강근 자체의 말단이거나, 보강근에 길이확장을 위해 연결된 길이확장부재의 말단인 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 원판형 헤드캡 몸체의 상부면 중앙에는 중앙 관통홀이 형성된 개방형 구조이거나, 평판형 또는 함몰형의 폐쇄형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡은 조인트링 또는 슈로 이용되는 것을 특징으로 하는 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트 말뚝용 헤드캡.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102267179A (zh) * 2010-05-10 2011-12-07 株式会社第一产机 具备凸缘形挂线构件的混凝土桩用桩帽
KR101205893B1 (ko) * 2010-10-22 2012-11-28 송인우 Phc 파일의 단부 결합장치
KR101231789B1 (ko) * 2010-12-24 2013-02-19 주식회사 제일산기 비절개형 플랜지형 강선걸이부재를 구비하는 콘크리트파일용 헤드캡

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