KR20060072725A - 벽강관말뚝 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 벽강관말뚝은, 소정 직경 및 길이를 갖는 강관; 상기 강관의 길이 방향을 따라 상호 대응하도록 이 강관의 양측에 각각 부착 설치되는 보강부재; 인접하는 상기 각각의 보강부재에 상호 평행하게 연결 설치되는 한 쌍의 연결강판; 상기 보강부재와 연결강판의 단부에 형성되어 이 보강부재와 연결강판을 실질적으로 연결하는 연결유닛; 및 상기 연결강판 사이의 공간으로 모르타르를 충진하여 이루어지는 충진부를 포함한다.

벽강관말뚝, 강관, 보강부재, 형강말뚝, H말뚝, 연결강판, 강널말뚝, 연결유닛, 이음부, 충진부, 모르타르, 차수, 강성

Description

벽강관말뚝 {STEEL PIPE PILES}

도 1은 일반적인 벽강관말뚝의 구성 관계를 도시한 평면 구성도이다.

도 2는 종래기술에 따른 벽강관말뚝의 연결구조를 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 벽강관말뚝의 구조를 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3의 단면 구성도이다.

본 발명은 벽강관말뚝에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방파제 시설이나 항만 접안 시설에 적용되는 벽강관말뚝의 연결 구조에 관한 것이다.

최근 토목 기초공사에는 많은 변화가 일고 있으며, 그 중에서도 사용환경이 열악한 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 특히, 수심이 깊은 연약지반이나 수심이 깊은 경우에 말뚝기초와 차수벽을 동시에 시공하기 위해 사용된다.

도 1은 일반적인 벽강관말뚝의 구성 관계를 도시한 평면 구성도이고, 도 2는 종래기술에 따른 벽강관말뚝의 연결구조를 도시한 분해 사시도이다.

도면을 참고하면, 종래의 벽강관말뚝(100)은 대형 강관(110)의 양측에 이들 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.

이와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 벽강관말뚝(100)의 연결 구조는 해수층의 연약 지반에 타입되는 대형 강관(110)의 양측에 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 결합한 것이다. 이러한 벽강관말뚝의 연결구조를 통상 P-P형이라고 한다.

그런데, 종래에 따른 벽강관말뚝의 P-P형 연결 구조는 대형 강관(110)에 소형 강관(130)을 연결하고 인접한 대형 강관(110)의 소형 강관(130)을 서로 결합하게 되는 바, 작업 자체가 복잡하고, 대형 강관(110)의 관입을 위한 항타 시공시 상기 소형 강관(130)으로 인해 대형 강관(110)의 관입 저항력이 커져 더 큰 항타력이 필요로 하게 되는 시공상의 문제점이 있었다. 또한 대형 강관(110)이 소형 강관(130)에 의해 치밀하게 배치되기 때문에, 대형 강관(110)의 소요 개수가 증가하여 공사 비용이 상승하게 되고, 항타 작업에 있어 상당한 시공 정밀도가 요구되므로 시공 오차에 대한 보상이 자유롭지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 그 목적은 말뚝 전체의 소요 강성을 보강함은 물론, 시공 오차에 대한 보정 여유를 증대시킬 수 있는 벽강관말뚝을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 벽강관말뚝은, 소정 직경 및 길이를 갖는 강관; 상기 강관의 길이 방향을 따라 상호 대응하도록 이 강관의 양측에 각각 부착 설치되는 보강부재; 인접하는 상기 각각의 보강부재에 상호 평행하게 연결 설치되는 한 쌍의 연결강판; 상기 보강부재와 연결강판의 단부에 형성되어 이 보강부재와 연결강판을 실질적으로 연결하는 연결유닛; 및 상기 연결강판 사이의 공간으로 모르타르를 충진하여 이루어지는 충진부를 포함한다.

본 발명에 따른 벽강관말뚝에 있어서, 상기 보강부재는 제1 플랜지, 제2 플랜지 및 이들 플랜지를 연결하는 복부로 구성되며, 상기 강관의 길이 방향에 상응하는 상기 각 플랜지의 일측 단부가 상기 강관의 외주면에 용접식으로 접합되는 구조로 되어 있다. 이 경우 상기 보강부재는 H-빔형의 형강말뚝인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 벽강관말뚝은, 상기 보강부재의 복부와 상기 각 플랜지의 일측 단부에 연결되는 상기 한 쌍의 연결강판에 의하여 상기 공간을 형성할 수 있다. 이 경우 상기 연결강판은 강널말뚝인 것이 바람직하다.

그기고 본 발명에 따른 벽강관말뚝에 있어서, 상기 연결유닛은 상기 각 플랜지의 다른 일측 단부에 형성되는 고리 형태의 제1 이음부와, 상기 연결강판의 단부 에 형성되어 상기 제1 이음부와 결합하는 고리 형태의 제2 이음부를 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 벽강관말뚝의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면 구성도이다.

도면을 참고하면, 본 발명에 따른 벽강관말뚝(200)은 방파제 시설이나 항만 접안 시설에 적용되는 것으로서, 대심도 연약지반 조건 혹은 대수심 조건의 가물막이와 깊은 기초 기능을 동시에 수행한다.

상기 벽강관말뚝(200)은, 기본적으로 소정 직경 및 길이를 갖는 복수의 강관(210)과, 이 강관(210)의 양측에 부착 설치되는 보강부재(230)와, 인접하는 상기 각각의 보강부재(230)에 연결 설치되는 한 쌍의 연결강판(250)과, 인접하는 상기 강관(210)에 대해 보강부재(230)와 연결강판(250)의 단부를 실질적으로 연결시키기 위한 연결유닛(270)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 의한 기술적 구성을 더욱 구체적으로 설명하면, 상기한 강관(210)은 소정의 항타력에 의하여 지반에 관입되는 주 몸체로서, 대략 13~20㎜의 두께를 가지면서 종래와 같은 구조의 대형 강관으로 구성된다.

이러한 강관(210)의 양측에는 이 강관(210)의 길이 방향을 따라 언급한 바 있는 보강부재(230)가 부착 설치되는 바, 이 보강부재(230)는 벽강관말뚝의 항타 시공시 구조적인 강성을 보강하여 강관(210)의 구조적인 소요 강성을 확보하는 기능을 하게 된다.

이러한 보강부재(230)는 제1 플랜지(231), 제2 플랜지(232) 및 이들 플랜지(231, 232)를 연결하기 위한 복부(233)로 구성되며, 상기 복부(233)의 길이 방향측 양단부에 제1 플랜지(231)와 제2 플랜지(232)가 수평 방향으로 배치되고 있는 통상적인 H-형강을 구비한다.

본 실시예에서 상기 보강부재(230)는 제1,2 플랜지(231, 232)의 길이 방향측 일측 단부가 상호 대응하도록 강관(210)의 길이 방향을 따라 이의 양측에 부착되는 바, 상기한 제1,2 플랜지(231, 232)의 일측 단부가 강관(210)의 외주면에 그 길이 방향을 따라 용접 접합되고 있다. 이 때, 상기한 보강부재(230)의 두께는 벽강관말뚝 전체의 소요 강성의 변화에 따라 가변될 수 있다. 그러므로 상기한 두께는 어느 특정 값으로 특별하게 한정되지 않는다.

그리고 상기한 보강부재(230)가 부착되고 있는 강관(210)과 강관(210) 사이에서 이들 강관(210)의 보강부재(230)에 연결 설치되는 연결강판(250)은, 벽강관말뚝 전체의 시공 오차를 보상하면서 가물막이와 차수벽의 기능을 하게 된다.

본 실시예에서, 상기 연결강판(250)은 대략 "U" 자형 또는 "Z" 자형으로 이루어진 통상적인 강널말뚝(sheet Pile)을 구비한다. 이러한 연결강판(250)은, 일정 간격으로 이격되게 배치되는 강관(210)과 강관(210) 사이에서 서로 마주하는 보강부재(230)의 각 플랜지(231, 232)의 다른 일측 단부에 연결 설치된다. 즉, 연결강 판(250)은 이의 길이 방향측 단부가 상기 각 플랜지(231, 232)의 다른 일측 단부에 연결됨으로써 각각의 강관(210)을 연결할 수 있게 된다. 따라서, 상기한 연결강판(250)은 강관(210)과 강관(210) 사이에서 한 쌍으로 구비되며, 보강부재(230)의 플랜지 폭 만큼 소정 간격 이격되면서 상호 평행하게 배치되게 된다.

이와 같은 상기 연결강판(250)은 보강부재(230)가 부착 설치된 강관(210)이 지반에 관입된 상태에서, 뒤에서 더욱 설명하는 연결유닛(270)에 의해 각 플랜지(231, 232)의 다른 일측 단부에 결합되면서 지반에 타입되게 된다.

본 발명에 있어, 언급한 바 있는 상기 연결유닛(270)은 지반에 대한 연결강판(250)의 타입 시, 상기 연결강판(250)의 단부와 상기 각 플랜지(231, 232)의 다른 일측 단부를 연결시키기 위한 것이다.

이러한 연결유닛(270)은 보강부재(230)의 각 플랜지(231, 232)의 다른 일측 단부에 형성되는 고리 형태의 제1 이음부(271)와, 연결강판(250)의 길이 방향측 단부에 각각 형성되어 상기한 제1 이음부(271)와 결합하는 제2 이음부(272)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 이음부(271)는 각 플랜지(231, 232)의 길이 방향측 단부가 대략 "ㄷ"자 형태로 절곡되어 형성되며, 상기 제2 이음부(272)는 연결강판(250)의 길이 방향측 단부가 대략 "ㄷ"자 형태로 절곡되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결강판(250)의 타입시 이 연결강판(250)은 제2 이음부(272)가 제1 이음부(271)에 의해 가이드됨과 동시에 결합되면서 지반에 타입됨으로써 보강부재(230)와 실질적으로 연결되게 된다.

상기와 같이 구성된 벽강관말뚝(200)에, 본 발명에 따른 충진부(290)가 제공되는 바, 이 충진부(290)는 강관(210)과 강관(210) 사이에서 보강부재(230)의 제1 이음부(271)에 연결강판(250)의 제2 이음부(272)가 연결됨으로써 소정 간격 이격되고 있는 각 연결강판(250) 사이의 공간에 충진 형성될 수 있다. 이러한 충진부(290)는 시멘트 모르타르로 이루어지며, 연결강판(250)의 차수 기능과 벽강관말뚝 전체의 구조적인 강성을 더욱 보강하는 기능을 하게 된다.

여기서 상기 벽강관말뚝(200)은 강관(210)과 강관(210) 사이에서 한 쌍의 연결강판(250)이 제1 이음부(271)와 제2 이음부(272)에 의해 보강부재(230)에 결합되면서 지반에 타입됨에 따라, 상기 지반이 바닥을 이루고 상기 보강부재(230)의 복부(233)와 상기 한 쌍의 연결강판(250)이 사방의 벽체를 이루는 상기한 충진 공간을 형성할 수 있게 된다.

이와 같은 실시예에 의한 벽강관말뚝(200)의 시공 방법 및 작용을 설명하면, 일 예로서 보강부재(230)가 접합된 강관(210)을 항타하여 상기 강관(210)을 해수층 아래의 지반에 관입시킨다. 이 때 본 실시예에 의한 벽강관말뚝(200)은 상기한 강관(210)에 보강부재(230)가 부착 설치되어 있기 때문에, 항타력에 의한 강관(210)의 소요 강성을 확보할 수 있게 된다.

이러한 과정을 거친 후, 연결강판(250)의 제2 이음부(272)를 보강부재(230)의 제1 이음부(271)에 이 보강부재(230)의 길이 방향으로 결합시킨 상태에서, 상기 연결강판(250)을 항타하여 지반에 타입시킨다. 이 때 상기 연결강판(250)은 제2 이음부(272)가 보강부재(230)의 제1 이음부(271)와 결합됨과 동시에 제1 이음부(271) 에 의해 가이드되면서 지반에 타입되게 된다.

따라서 본 발명에 의한 벽강관말뚝(200)은 강관(210)과 강관(210) 사이에서 보강부재(230)와 연결되는 강널말뚝 타입의 연결강판(250)을 구비함에 따라, 연결강판(250)이 가물막이와 차수벽의 기능을 수행하게 된다. 또한 상기한 강관(210)이 연결강판(250)의 전체 폭에 상응하는 만큼의 간격을 유지할 수 있게 된다.

한편, 이와 같은 일련의 과정을 통해 복수의 강관(210)을 연결하게 되는 바, 상기 한 쌍의 연결강판(250)이 보강부재(230)에 결합되면서 지반에 타입됨에 따라, 상기 지반이 바닥을 이루고 상기 보강부재(230)의 복부(233)와 상기 한 쌍의 연결강판(250)이 사방의 벽체를 이루는 공간을 형성할 수 있게 된다.

이로써 상기한 공간에 시멘트 모르타르를 충진하여 충진부(290)를 형성하게 되면, 상기 충진부(290)에 의하여 상기 연결강판(250)의 차수 성능이 보강되고, 벽강관말뚝 자체의 구조적인 강성이 더욱 보강되게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 강관에 H말뚝 타입의 보강부재가 부착 설치되므로, 항타력에 의한 강관의 강성을 보강할 수 있다. 따라서 강관의 관입 저항력이 작아지게 되어 시공이 용이해지는 효과가 있다.

또한, 강관을 강널말뚝 타입의 연결강판으로 연결함에 따라, 강관이 연결강판의 전체 폭에 상응하는 만큼의 간격을 유지할 수 있게 되어 종래와 달리 강관의 수를 대폭 줄일 수 있고, 강관의 항타 작업시 발생할 수 있는 시공 오차를 연결강판의 시공시 보상할 수 있다. 따라서, 공사 비용을 절감할 수 있으며, 시공 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 연결강판 사이에 시멘트 모르타르의 충진부를 형성함에 따라, 벽강관말뚝 전체의 구조적인 강성을 더욱 보강함은 물론 차수 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 소정 직경 및 길이를 갖는 강관;

   상기 강관의 길이 방향을 따라 상호 대응하도록 이 강관의 양측에 각각 부착 설치되는 보강부재;

   인접하는 상기 각각의 보강부재에 상호 평행하게 연결 설치되는 한 쌍의 연결강판;

   상기 보강부재와 연결강판의 단부에 형성되어 이 보강부재와 연결강판을 실질적으로 연결하는 연결유닛; 및

   상기 연결강판 사이의 공간으로 모르타르를 충진하여 이루어지는 충진부

   를 포함하는 벽강관말뚝.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강부재는 제1 플랜지, 제2 플랜지 및 이들 플랜지를 연결하는 복부로 구성되며,

   상기 강관의 길이 방향에 상응하는 상기 각 플랜지의 일측 단부가 상기 강관의 외주면에 용접식으로 접합되는 구조의 벽강관말뚝.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보강부재의 복부와 상기 각 플랜지의 일측 단부에 연결되는 상기 한 쌍 의 연결강판에 의하여 상기 공간을 형성하는 벽강관말뚝.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강부재가 H-빔형의 형강말뚝인 벽강관말뚝.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결유닛은, 상기 각 플랜지의 다른 일측 단부에 형성되는 고리 형태의 제1 이음부와, 상기 연결강판의 단부에 형성되어 상기 제1 이음부와 결합하는 고리 형태의 제2 이음부를 포함하는 벽강관말뚝.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결강판이 강널말뚝인 벽강관말뚝.

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