KR20040057061A

KR20040057061A - 벽강관말뚝의 연결구조

Info

Publication number: KR20040057061A
Application number: KR1020020083508A
Authority: KR
Inventors: 사공명; 윤태양
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원; 포스코신기술연구조합; 주식회사 포스코건설
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-02

Abstract

본 발명은 항만 구조물 및 교각기초로서 뛰어난 적용성을 보이는 벽강관말뚝의 연결구조에 관한 것으로서, 본 발명의 연결구는 길이방향을 따라 일정폭의 절개부가 형성되고 절개부가 대형 강관(110)에 대해 개방되도록 길이방향을 따라 접합되는 연결관(140)과, 연결관내에 삽입될 수 있는 직경 크기와 연결관에 대응하는 길이를 갖는 원형봉(150) 및, 원형봉의 길이방향을 따라 일측이 접합되고 타측은 연결관에 대응하도록 대형 강관에 접합되며 절개부에 끼워질 수 있는 폭을 갖는 I형강(160)을 포함한다. 본 발명의 벽강관말뚝의 연결구조는 대형 강관의 연결관에 다른 대형 강관의 원형봉을 삽입하고, 연결관과 원형봉의 사이를 그라우팅하여 벽강관말뚝을 구성한다. 본 발명은 연결구를 이중관으로 구성하되 그 사이의 둘레에 충진재로 그라우팅하여 횡방향 변위에도 차수성을 확보하는 효과가 있다.

Description

벽강관말뚝의 연결구조{Connecting structure of steel pipe sheet piles}

본 발명은 벽강관말뚝에 관한 것이며, 특히, 항만 구조물 및 교각기초로서 뛰어난 적용성을 보이는 벽강관말뚝의 연결구조에 관한 것이다.

최근 토목 기초공사에는 많은 변화가 일고 있으며, 그 중에서도 사용환경이열악한 지반개량이나 굴토 또는 성토 등 토목공사의 수요가 늘어 강관말뚝을 사용하는 공법이 꾸준히 개발 보급되고 있다. 그 중에서도 벽강관말뚝은 최근에 개발되어 보급되는 공법 중의 하나이다.

이러한 벽강관말뚝은 수심이 깊은 해안지역의 안벽 및 방파제 등에 강한 토압을 지지하는 말뚝벽을 시공할 때 사용되는데, 특히, 연약지반이나 수심이 깊은 경우에 말뚝기초와 차수벽을 동시에 시공하기 위해 사용된다. 또한, 벽강관말뚝은 수직하중 및 횡하중이 작용하는 교량, 도로 및 철도공사 등에 사용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 벽강관말뚝(100)은 대형 강관(110)의 양옆에 대형 강관(110)을 연결할 수 있는 연결구(120)를 용접하여 부착한 형태로서, 이 연결구(120)를 통해 연속적으로 대형 강관(110)을 서로 연결함으로써 강관으로 벽체를 구성하는 것이다.

도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 벽강관말뚝의 연결구조를 도시한 분해 사시도 및 결합 평면도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 벽강관말뚝의 연결구조는 대형 강관(110)의 양옆에 대형 강관(110)을 연결할 수 있는 소형 강관(130)을 용접하여 부착하는 방식이 가장 많이 사용되고 있다. 즉, 종래의 벽강관말뚝의 연결구조는 대형 강관(110)의 일측에 길이방향을 따라 일측이 절개된 소형 강관(130)을 그 길이방향을 따라 용접하고, 이렇게 소형 강관(130)이 용접된 대형 강관(110)을 서로 맞물리게 결합하면서 서로 결합되는 소형 강관(130) 내에 충진재인 시멘트를 주입하는 그라우팅하여 연결한 것이다. 이 때, 소형 강관(130) 내에 시멘트 그라우팅을 하는 것은 벽강관말뚝의 내부로 물이 유입되는 것을 차단하는 차수성을 확보하기 위해서다. 이러한 벽강관말뚝의 연결구조를 P-P형이라 한다.

그리고, 교량, 도로 및 철도공사 등에 사용되는 벽강관말뚝은 일반적인 관측 및 예측되는 상황을 고려해 볼 때 모멘트 및 횡하중을 받게 된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 P-P형 연결구조는 연결구의 역할을 하는 소형 강관(130)에서 횡변형을 겪게된다. 즉, 이러한 횡변형은 소형 강관(130)끼리 서로 당기는 방향으로 작용하기 때문에, 소형 강관(130)의 내부에 충진되는 시멘트가 영향을 받게 된다. 즉, 소형 강관(130)의 내부에 충진되는 시멘트가 소형 강관(130)으로부터 분리되는 현상이 발생하여 그 틈새를 따라 물이 유입되어 차수효과가 저감되는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연결구를 이중관으로 구성하되 그 사이의 둘레에 충진재로 그라우팅하여 횡방향 변위에도 차수성을 확보하는 벽강관말뚝의 연결구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 통상의 벽강관말뚝의 구성관계를 도시한 평면도이고,

도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 벽강관말뚝의 연결구조를 도시한 분해 사시도 및 결합 평면도이며,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 벽강관말뚝의 연결구조를 도시한 분해 사시도 및 결합 평면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 벽강관말뚝 110 : 대형 강관

120 : 연결구 130 : 소형 강관

140 : 연결관 150 : 원형봉

160 : I형강

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 벽강관말뚝의 연결구조는, 대형 강관의 양옆에 대형 강관을 연결할 수 있는 연결구를 그 길이방향을 따라 접합하고, 상기 연결구를 통해 연속적으로 상기 대형 강관을 서로 연결하면서 그 내부를 그라우팅하여 벽체를 구성하는 것으로서, 상기 연결구는 길이방향을 따라 일정폭의 절개부가 형성되고 상기 절개부가 상기 대형 강관에 대해 개방되도록 길이방향을 따라 접합되는 연결관과, 상기 연결관내에 삽입될 수 있는 직경 크기와 상기 연결관에 대응하는 길이를 갖는 원형부재 및, 상기 원형부재의 길이방향을 따라 일측이 접합되고 타측은 상기 연결관에 대응하도록 상기 대형 강관에 접합되며 상기 절개부에 끼워질 수 있는 폭을 갖는 연결부재를 포함하며, 상기 대형 강관의 연결관에 다른 대형 강관의 원형부재를 삽입하고, 상기 연결관과 상기 원형부재의 사이를 그라우팅하여 벽강관말뚝을 구성하는 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 벽강관말뚝의 연결구조의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 벽강관말뚝의 연결구조는 연결구를 이중관으로 구성하되 그 사이의 둘레에 충진재로 그라우팅하여 횡방향 변위에도 차수성을 확보하도록 구성한 것이다.

본 발명의 대형 강관(110)의 일측에는 일부분이 길이방향을 따라 절개된 절개부를 갖는 연결관(140)이 그 길이방향을 따라 용접 접합되고, 상기 일측에 대응하는 타측에는 상기 연결관(140)내에 삽입될 수 있는 크기의 원형부재인 원형봉(150)이 그 길이방향을 따라 접합된 I형강(160)이 그 길이방향을 따라 용접되어 있다. 이 때, 연결관(140)은 그 절개부가 대형 강관(110)에 대해 개방되도록 길이방향을 따라 용접 접합된다.

상기 연결관(140)은 종래기술의 P-P형 연결구조에 사용되던 소형 강관의 직경보다는 다소 큰 직경이 대략 20cm 정도의 강관을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 연결관(140)의 일측에 형성되는 절개부는 연결부재인 상기 I형강(160)이 삽입될 수 있는 정도의 폭으로 절개하면 된다. 이 때, 절개부의 폭을 너무 좁게 할 경우에는 I형강(160)이 끼워지지 않고, 너무 넓게 할 경우에는 횡하중시에 그 내부에 충진되는 시멘트가 그곳에 집중되어 취약해질 우려가 있다. 따라서, 연결관(140)의 절개부는 I형강(160)이 끼워질 수 있는 정도로 하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 원형봉(150)은 연결관(140)에 대응하는 길이를 갖는 것으로서, 상기 연결관(140)에 끼워질 수 있는 직경을 가질 뿐만 아니라, 연결관(140)과 원형봉(150)의 사이에 충진될 시멘트의 충진공간을 고려하여 10cm 내외의 직경 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 원형봉(150)은 그 내부가 중공형인 강관을 이용하여도 무방하다.

이러한 원형봉(150)의 일측에는 그 길이방향을 따라 I형강(160)의 일측이 용접 접합되는데, 이 I형강(160)은 연결관(140)의 절개부에 끼워질 수 있는 폭을 갖는다. 그리고, I형강(160)의 타측은 연결관(140)이 고정되는 부분과 대응하는 대형 강관(110)의 일측에 고정된다. 따라서, 연결관(140)과 I형강(160)에 고정된 원형봉(150)은 대형 강관(110)에 각각 고정되지만, 서로 대응하는 위치에 고정된다.

상기와 같은 연결관(140)과 원형봉(150)이 각각 형성된 대형 강관(110)을 사용하여 벽강관말뚝을 구성하기 위해서는, 먼저 대형 강관(110)의 연결관(140)에 다른 대형 강관(110)의 원형봉(150)을 삽입한다. 이 때, 먼저 결합된 대형 강관(110)의 연결관(140) 및 그 절개부의 상부에서 하부로 다른 대형 강관(110)의 원형봉(150) 및 I형강(160)을 삽입하여 체결한다. 그런 다음, 연결관(140)과 원형봉(150)의 둘레 사이에 형성되는 공간에 충진재인 시멘트를 그라우팅하면 된다. 이러한 반복적인 과정을 통해 본 발명의 연결구조를 갖는 벽강관말뚝이 완성된다.

상기와 같이 본 발명의 연결구조는 원형봉(150)의 외측둘레를 시멘트가 모두 감싸는 형상이므로 어떠한 방향의 횡방향 변위에도 일정한 차수성을 유지할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 벽강관말뚝의 연결구조는 연결구를 이중관으로 구성하되 그 사이의 둘레에 충진재로 그라우팅하여 횡방향 변위에도 차수성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 벽강관말뚝의 연결구조에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

대형 강관의 양옆에 대형 강관을 연결할 수 있는 연결구를 그 길이방향을 따라 접합하고, 상기 연결구를 통해 연속적으로 상기 대형 강관을 서로 연결하면서 그 내부를 그라우팅하여 벽체를 구성하는 벽강관말뚝의 연결구조에 있어서,

상기 연결구는 길이방향을 따라 일정폭의 절개부가 형성되고 상기 절개부가 상기 대형 강관에 대해 개방되도록 길이방향을 따라 접합되는 연결관과, 상기 연결관내에 삽입될 수 있는 직경 크기와 상기 연결관에 대응하는 길이를 갖는 원형부재 및, 상기 원형부재의 길이방향을 따라 일측이 접합되고 타측은 상기 연결관에 대응하도록 상기 대형 강관에 접합되며 상기 절개부에 끼워질 수 있는 폭을 갖는 연결부재를 포함하며,

상기 대형 강관의 연결관에 다른 대형 강관의 원형부재를 삽입하고, 상기 연결관과 상기 원형부재의 사이를 그라우팅하여 벽강관말뚝을 구성하는 것을 특징으로 벽강관말뚝의 연결구조.
제1항에 있어서, 상기 원형부재는 원형봉인 것을 특징으로 벽강관말뚝의 연결구조.
제1항에 있어서, 상기 원형부재는 강관인 것을 특징으로 벽강관말뚝의 연결구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결부재는 I형강인 것을 특징으로 벽강관말뚝의 연결구조.