KR200406780Y1 - 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고강도 콘크리트 파일의 보강철근을 고정시켜 줌과 동시에 파일의 내부에 채워지는 콘크리트를 하부에서 받쳐주기 위한 캡 조립체로서, 현장에서 조립 및 설치하기에 용이하고, 운반비 등을 획기적으로 절감할 수 있는 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체를 제공하기 위한 것이다.

고강도, 콘크리트, 파일, 캡, 조립체, 고정캡, 지지캡, 보강철근

Description

고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체{Prefabricated cap for iron reinforced rod of pretensioned spun high strength concrete piles}

도 1은 본 고안에 따른 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체의 전체 사시도 이다.

도 2는 도 1의 보강철근 캡 조립체에 보강철근이 조립되어 있는 상태를 보여주기 위한 사시도 이다.

도 3은 본 고안에 따른 캡 조립체를 콘크리트 파일 내부에 조립 및 설치한 상태를 보여주기 위한 콘크리트 파일의 부분절개 사시도 이다.

도 4는 도 3의 측 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ---- 보강철근 캡 11 ---- 고정캡

12 ---- 지지캡 13,13',14,14' ---- 체결너트

15, 16 ---- 관통구멍 17 ---- 플랜지부

18 ---- 플립 부위 21 ---- 보강철근

31 ---- PHC 파일 32 ---- 선단부

34 ---- 내부 철근 35 ---- 공간부위

41 ---- 콘크리트 42 ---- 지면

본 고안은 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 고안은 고강도 콘크리트 파일의 보강철근을 고정시켜 줌과 동시에 파일의 내부에 채워지는 콘크리트를 하부에서 받쳐주기 위한 캡으로서, 현장에서 조립 및 설치하기에 용이하고, 운반비 등을 획기적으로 절감할 수 있는 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체에 관한 것이다.

구조물이 점점 고층화, 대형화되고 지가상승, 환경문제 등의 발생으로 인하여 종래에는 볼 수 없었던 각종 특수공사가 증가하고 있다. 또한, 종래의 건설 구조물의 입지로써 경원시 되었던 연약지반에서의 건설과 해안공사도 활발해지고 내진설계법의 도입과 함께 구조물의 안전성에 대한 인식도 달라짐에 따라 기초구조 보강을 위해 사용되는 파일은 좀 더 깊은 관입량과 큰 지지력을 필요로 하게 되었다.

이에 기존 PC 파일의 고강도화에 대한 대책으로 PHC 파일(Pretensioned Spun High Strength Concrete Piles)이 실용화 되고 있다. PHC 파일은 "KS F 4306 프리텐션 방식 원심력 고강도 프리스트레스 콘크리트 말뚝"에 규정되어 있으며, 콘크리트 강도가 800 kg/㎠을 넘는 고강도 제품으로 현재는 대부분의 현장에서 PHC 파일을 사용하고 있다.

이러한 PHC 파일은 고강도 콘크리트 파일로서 공장이나 다른 장소에서 완제 품으로 만들어 현장에서 조립식으로 사용하거나 직접 사용할 수 있는 원통형의 기성콘크리트 제품이며, 내부 공간이 비여 있는 유공파일이다. 이 파일은 기초에서 받는 하중을 지반까지 연결하기 위해서 주로 고층아파트 등 대형 민간건축의 지반매립용으로 사용을 하고 있다.

PHC 파일은 보통 직타 공법을 이용하여 시공하는데, 이 공법은 가장 보편적이고 일반적으로 이용되는 공법이다. 먼저 굴삭기 등을 이용하여 터파기를 한 지면을 평탄하게 다지고, 파일을 박을 위치를 먼저 선정한 후, 트랙크레인에 파일을 장착한 후 항타기인 유압 햄머를 이용하여 파일 항타 작업을 수행하여 파일을 지지층까지 근입시킨다. 다음에 마무리 공정으로, 지면 위로 1 ~ 2미터 정도 올라온 파일의 맨 윗 부분에 대해 소정 높이까지 절단하게 되는 두부 정리 작업을 한다.

이러한 파일 두부 정리 작업을 마치게 되면, 기초 콘크리트를 타설하게 되는데, 이때 타설되는 기초 콘크리트가 파일의 중공부에 흘러들어가 파일의 중공부를 콘크리트로 채우면 안되므로 파일의 중공부에 파일 캡을 설치하여 중공부를 막은 후에 기초 콘크리트를 타설하거나, 다른 한편으로 기초 콘크리트를 위한 보강철근을 파일의 중공부에 추가로 설치하여 타설할 때 이들 보강 철근이 흔들리지 않도록 잡아 주기 위하여 철사 등으로 철근 주위를 감싼 후에 콘크리트를 타설하였다.

그러나, 최근에는 PHC 파일의 두부 정리시 파일의 균열발생과 빈번한 안전사고 및 많은 작업공정으로 인한 시간과 경비를 낭비하는 문제 등으로 파쇄 노출식 대신에 예를 들어 레벨선 밑으로 강선까지 완전히 절단한 뒤 실제 레벨선까지의 일정한 크기의 폼을 설치하고 초 고강도 콘크리트를 타설하여 레벨선을 맞추어 철근 을 배근하여 건축물을 기초 작업을 마무리하는 원 컷팅 공법을 시행하고 있는 추세이므로 종래와 같은 파일의 지지캡은 파일의 철근이 절단된 상태이므로 사용이 점점 곤란하여 이의 개선이 요구되고 있고, 콘크리트 타설시 보강 철근이 흔들리지 않도록 하기 위한 고정캡도 새롭게 개발된 바 있다.

종래의 지지캡 및 고정캡은 이들의 가장자리를 따라서 형성되어 있는 구멍에 철근을 조립 및 삽입하고 이들 구멍을 납땜으로 처리하여 일체로 한 후, 파일을 시공할 장소로 대형 차량을 이용해서 운반을 해야 하므로 부피가 크고, 운송비 부담이 매우 높으며, 치수가 맞지 않을 경우에는 사용이 불가능하여 자재의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 종래의 문제점을 예의 연구를 거듭한 결과 파일의 두부 정리 보강철근 캡 조립체와 보강철근을 보다 편리하게 조립할 수 있고, 부품 별로 운반을 해도 되므로 운반 부피를 줄일 수 있음과 동시에 공장에서 현장까지의 운반비용을 크게 절감할 수 있으며, 타설 콘크리트에 대한 캡 조립체의 안전성에도 기여할 수 있고, 두부 정리 선단부에서 외부 또는 내부로의 보강철근의 길이를 건축물에 따라 조절하는 것이 가능한 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 고안의 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체는 해당 원통형의 파일의 두부에 얹혀질 수 있도록 전체적으로 원반형을 이루되 그 중앙부위는 타설 기 초 콘크리트가 인입되어지도록 별 모양의 통로가 뚫려져 있고 가장자리 주연부를 따라서는 수직방향으로 세워지는 복수의 보강철근을 일체로 고정시키기 위하여 철근 관통구멍이 형성되어 있는 일련의 플랜지부가 형성되어 있는 철재로 된 고정캡과, 및

상기 파일의 상부에 놓이게 되는 상기 고정캡의 중앙부위의 통로를 따라서 인입되는 타설 콘크리트를 파일의 하단부까지 도달하지 못하도록 중간에서 막아주거나 지지하는 역할을 하되 원반형의 주연부를 따라서 철근이 관통하는 구멍이 일정간격으로 형성되어 있고, 가장자리 테두리는 유연하게 꺾일 수 있는 플립 부분이 형성되어 있는 원반형의 플라스틱제 지지캡으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

특히 본 고안의 고정캡과 지지캡으로 이루어진 캡 조립체는 철근을 고정시키기 위하여 체결너트로 고정시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.

이와 같은 본 고안을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면 중, 도 1은 본 고안에 따른 고강도 콘크리트 파일의 보강철근 캡 조립체의 전체 사시도 이고, 도 2는 도 1의 보강철근 캡 조립체에 보강철근이 조립되어 있는 상태를 보여주기 위한 사시도 이며, 도 3은 본 고안에 따른 캡 조립체를 콘크리트 파일 내부에 조립 및 설치한 상태를 보여주기 위한 콘크리트 파일의 부분절개 사시도 이고, 도 4는 도 3의 측 단면도이다.

도 1에서 본 고안에 따른 PHC 파일의 보강철근 캡 조립체는 전체적으로 크게 두 부분으로 구분되어 있다. 즉, 보강철근을 위한 파일 상단부에 설치되는 고정캡(11)과 파일의 중공부 내부에 설치되면서 인입되는 타설 콘크리트를 받쳐 주기 위한 지지캡(12), 그리고 상기 고정캡(11)이나 지지캡(12)에 보강철근을 고정시키기 위한 체결너트(13,13',14,14')으로 구성되어 있다.

즉, 본 고안에 따른 PHC 파일의 보강철근 캡 조립체(10) 중에서 철재로 된 고정캡(11)은 도 1에 나타낸 바와 같이, PHC 파일의 두부를 원 컷팅 공법으로 내부 철근까지 깔끔하게 정리 작업을 한 후에 그의 선단부에 얹혀지게 되는 캡으로서, 전체적으로 원통형의 파일과 같이 원반형으로 이루어져 있으면서 중앙 부위에는 별 모양으로 구멍이 뚫려져 있다.

이렇게 별 모양으로 뚫려져 있는 구멍, 다른 표현으로 "통로"로 호칭하며, 상기 통로는 파일의 두부 정리 작업 후에 기초 콘크리트를 타설할 때 콘크리트가 PHC 파일의 중공부로 인입되는 통로 역할을 하게 된다. 그리고, 원반형 고정캡(11)의 가장자리를 따라서는 철근이 통과하게 되는 관통구멍(15)을 갖는 플랜지부(17)가 형성되어 있다.

도 1에서와 같이 PHC 파일의 보강철근 캡 조립체(10)에서 고정캡(11)의 플랜지부(17)는 중앙 부위쪽으로 돌출되게 형성되어 있으며, 그의 선단 부위에 관통구멍(15)이 형성되어 있으므로 철근이 상기 관통구멍(15)을 통해서 조립되어지게 되고, 해당 철근과 고정캡(15) 간에는 상하에서 함께 체결너트(13,13')로 조여지게 되어 일체로 결합되게 된다.

도 1에 도시한 본 고안에 따른 PHC 파일의 고정캡(11)은 플랜지부(17)가 여 섯개가 형성되어 있으나, 이는 단지 예시하기 위한 것이고, PHC 파일의 직경과 설치하고자 하는 철근의 갯수에 따라서 그 이하 또는 그 이상으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 PHC 콘크리트의 보강철근 캡 조립체(10)에서 앞에서 설명한 고정캡(11)과 대응하는 위치, 즉 보강철근의 아래 방향에 위치하게 되는 플라스틱재의 지지캡(12)은 상기 고정캡(11)의 경우와는 달리 중앙 부위가 메꾸어져 있으며 전체적으로 원반형으로 구성되어 있다. 이는 PHC 파일의 중공부 내부에 설치되면서 타설되는 콘크리트가 일정 깊이 이상으로 채워지게 하는 방지하기 위하여 밑에서 받쳐주는 역할을 하기 위한 것이다.

상기 플라스틱재로된 지지캡(12)은 원반형의 주연부를 따라서 상기 고정캡(15)과 대응되는 위치에 각각 철근이 삽입 및 고정될 수 있는 관통구멍(16)이 형성되어 있으며, 해당 구멍에 철근이 삽입된 후에 이들을 지지캡(12)에 완전하게 체결될 수 있도록 체결너트(14,14')가 한 부품으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 원반형의 플라스틱 지지캡(12)은 그의 가장자리 테두리를 따라서 유연하게 꺾일 수 있는 플립 부분(18)이 형성되어 있으므로 후술하겠지만, PHC 파일의 중공부 내에 삽입될 때 상기 플립 부분(18)이 플렉시블하게 꺾기에 되어 파일의 중공부 내부에 밀착됨으로써 지지캡(12)의 가장자리 테두리를 통해서 큰크리트가 밑으로 빠져나가는 것을 방지할 수 있게 된다.

첨부 도면 중 도 2는 도 1의 보강철근 캡 조립체(10)에서 고정캡(11)과 지지캡(12)에 형성되어 있는 관통구멍(15,16)에 보강철근(21)이 삽입되어 있는 상태를 나타내기 위한 것으로 상기 관통구멍(15,16)에 삽입된 보강철근(21)과 고정캡(11) 및 지지캡(12) 간에는 체결너트(13,14)에 의해 견고하게 조립되어 있음을 알 수 있다.

본 고안에 따른 도 2에서와 같이 현장에서 보강철근(21)과 캡 조립체(10)가 체결너트(13,14)에 의해서 조립된 상태로 PHC 파일의 중공부로 삽입되게 되므로 이들을 일체로 납땜하여 공장에서 현장으로 운송하는 종래의 경우에 비해 운송비를 절감할 수 있고, 현장에서 적절한 길이로 조립 상태를 변경할 수 있는 장점이 있다.

첨부 도면 중 도 3은 본 고안에 따른 캡 조립체 전체를 PHC 파일의 내부에 조립 및 설치한 상태를 보여주기 위한 콘크리트 파일의 부분절개 사시도이고, 도 4는 도 3의 측 단면도를 나타낸 것이다.

도 3에 나타낸 바와 같이 PHC 파일(31)은 연약지반에 항타에 의해 지지층까지 근입시킨 다음에 두부 정리 작업으로 원 컷팅 공법을 실시할 경우에는 두부 선단면(32)과 내부 철근(34)까지 함께 깔끔하게 절단되어지게 된다.

다음에 건축물을 시공하기 전에 PHC 파일(31)의 중공부에 보강철근(21)을 세우고 기초 콘크리트를 타설하게 되는 바, 본 고안에 의하면, 콘크리트의 타설시 파일의 중공부 속으로 C급 콘크리트가 인입되는 것을 방지하고, 수직방향으로 세워지게 되는 보강철근(21)의 흔들림이 없이 고정되어 있도록 하기 위하여 보강철근 캡 조립체(10)을 적용하게 된다. 고정캡(11)과 지지캡(12)으로 구성되어 있는 캡 조립체(10)는 도 3에서와 같이 PHC 파일(31)의 중공부에 철근과 함께 조립 및 설치되며, 부호 35로 나타낸 공간 부위는 상기한 바와 같이 타설 콘크리트가 채워지게 되 지만, 지지캡(12)의 하부에는 콘크리트가 인입되지 못하게 된다.

도 4에서 본 고안에 따른 보강철근 캡 조립체(10)는 PHC 파일(31)의 중공부 내부에서 그의 상단부에 설치되는 고정캡(11)과 하단부에 설치되는 지지캡(12)으로 구성되며, 보강철근(21)과 함께 체결너트(13,13',14,14')로 아래위에서 견고하게 조립되어지는 바, 고정캡(11)은 보강철근(21)을 고정시켜 주는 역할을 하며, 지지캡(12)의 플립부분(18)은 플렉시블하게 PHC 파일의 중공부 안쪽에서 꺾여져 있기 때문에 PHC 파일(31) 내부에 채워지게 되는 C급 기초 콘크리트(41)가 더 이상 밑으로 빠져들어가지 않도록 방지하기 위한 역할을 한다. 도 4에서 부호 42은 지면이다.

본 고안에 따른 PHC 파일의 보강철근 캡 조립체는 PHC 파일의 두부 정리 후에 시설되는 보강철근을 보다 편리하게 조립할 수 있고, 부품 별로 운반을 해도 되므로 운반 부피를 줄일 수 있음과 동시에 공장에서 현장까지의 운반비용을 크게 절감할 수 있으며, 타설 콘크리트에 대한 캡 조립체의 안전성에도 기여할 수 있고, 두부 정리 선단부에서 외부 또는 내부로의 철근의 길이를 건축물에 따라 조절하는 것이 가능한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 원통형의 고강도 콘크리트 파일의 두부에 얹혀질 수 있도록 전체적으로 원반형을 이루되 그 중앙부위는 타설 기초 콘크리트가 인입되어지도록 별 모양의 통로가 뚫려져 있고 가장자리 주연부를 따라서는 수직방향으로 세워지는 복수의 보강철근을 일체로 고정시키기 위하여 철근 관통구멍이 형성되어 있는 일련의 플랜지부가 형성되어 있는 철재로 된 고정캡 및

   상기 파일의 상부에 놓이게 되는 상기 고정캡의 중앙부위의 통로를 따라서 인입되는 타설 콘크리트를 파일의 하단부까지 도달하지 못하도록 중간에서 막아주거나 지지하는 역할을 하되 원반형의 주연부를 따라서 철근이 관통하는 구멍이 일정간격으로 형성되어 있고, 가장자리 테두리는 유연하게 꺾일 수 있는 플립부분이 형성되어 있는 원반형의 플라스틱제 지지캡으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 보강철근 캡 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정캡과 지지캡은 구멍들에 삽입 및 조립되어지는 보강철근을 고정시키기 위하여 체결너트를 겸비하는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 보강철근 캡 조립체.

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