KR20070014547A

KR20070014547A - 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치

Info

Publication number: KR20070014547A
Application number: KR1020050069292A
Authority: KR
Inventors: 김봉학
Original assignee: 기묘중건설 주식회사; 김봉학
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-01

Abstract

본 발명은 흙막이 토목공사, 건물기초공사,등에 사용되는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치에 관한 것으로, 지중에 매설되는 강관파일의 항타깊이를 짧게하여 강관파일에 소용되는 강파이프를 절약하고 지중에서 발생되는 수압 및 부력도 방지히고 지탱력을 높이며, 또한 강관파일의 타설공기를 단축하여 경제적인 시공효과를 얻게 되는 강관파일의 선단부지지력확장 보강장치를 제공함에 있다.

일반적으로 지중에 타설하는 강관파일을 그대로 타설한후 강관파일의 머리부와 콘크리트 기초를 결합하는 강관파일 두부 결합구를 사용하는 시공방법이 이용되고 있었다.

본 발명은 지층에 타입되는 강관파일의 구경보다 큰 원판형의 차폐원판과 이에 볼트너트로 연설되어 파일하단에 삽입되는 접지원판을 개입시키고 상기의 차폐원판의 주연부로 강관파일과 구셩이 유사하게 용접에의해 구성되는 리브(rib)를 구성하여 강관파일 의주연에 접지되게히므로서 차폐원판의 변형을 예방하여 강관파일의 지지력을 높이고 항타되는 강관파일의 깊이를 짧게하여 강관파일의 소요량도 줄이고 항타기간도 단축 시키므로서,경제적인 시공을 기할수있게 하며, 또한 상기의 차폐원판과 접지원판에 각각으로 유통공을 형성하여 콘크리트몰탈이 강관파일 하단부에 충진되게하여 강관파일의 선단부의 부력감소 및 지탱력도 배가시키게 되는 강관파일의 선단부 지지력확장 보강장치에 특징이 있는 것이다.

본 발명을 구현하기 위하여 지층에 타입되는 강관파일(100)의 구경보다 큰 원판형의 차폐원판(200)과 이에 연결봉(400)및 너트로 연설되어 강관파일의 선단부(하단)에 삽입되는 저지원판(300)을 개입시키고 상기의 차폐원판과 강관파일 선단부에 용접에의해 구성되는 리브(rib)(220)를 구성하여 차폐원판을 견고히 접합시키어 강관파일(100)의 지지력을 높이고 항타되는 강관파일의 길이를 짧게하여 강관파일의 소요량도 줄이고 항타시간도 단축 시키므로서, 경제적인 시공을 기할수있게 하며, 상기의 차폐원판(200)과 접지원판(300)에 충진물 유통공(210),(310)을 각각 형성하여 콘크리트몰탈(130)이 강관파일 하단부에 충진되게 하여 강관파일의 선단부의 부력감소 및 지탱력도 배가시키게 되는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치를 제공함에 있다.

차폐원판, 저지원판, 리브

Description

강관파일의 선단부지지력 확장보강장치{Support reinforcement-machine fot tip of still pile pipe}

도 1 은 본 발명의 선단부지지력 확장보강장치를 구현한 강관파일의 사시도

도 2 는 본 발명의 선단부지지력 확장보강장치를 구현한 강관파일의 분해사시도

도 3 은 본 발명의 강관파일 선단부위의 확대 사시도

도 4 는 도 4 의 단면 예시도

도 5 는 본 발명의 항타상태의 강관파일 선단부의 확대단면 예시도

도 6 및 도 7 은 기존의 일반강관파일의 항타상태와 본 발명의 강관파일의 항타상태의 비교예시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100; 강관파일 110; 선단부

120; 굴착공 130; 콘크리트몰탈

200; 차폐원판 300; 저지원판

210,310; 유통공 400; 연결봉

410; 너트

본 발명은 흙막이 토목공사, 건물기초공사,등에 사용되는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치에 관한 것으로, 이는 지중에 매설되는 강관파일의 타임??이를 짧게하여 강관파일에 소용되는 강파이프를 절약하고 지중에서 발생되는 수압 및 부력도 방지히고 지탱력을 높이며, 원자재비용을 절감할수있고, 항타되는 강관파일의 타설공기도 단축하여 시공비용도 낮추어 경제적인 시공효과를 얻게 되는 강관파일의 선단부 지지력 확장보강장치를 제공함에 있다.

본 발명은 지층에 타입되는 강관파일의 구경보다 큰 원판형의 차폐원판과 이에 볼트너트로 연설되어 파일하단에 삽입되는 접지원판을 개입시키고 상기의 차폐원판의 주연부로 강관파일과 구셩이 유사하게 용접에의해 구성되는 리브(rib)를 구성하여 강관파일 의주연에 접지되게히므로서 차폐원판의 변형을 예방하여 강관파일의 지지력을 높이고 항타되는 강관파일의 깊이를 짧게하여 강관파일의 소요량도 줄이고 항타기간도 단축 시키므로서,경제적인 시공을 기할수있게 하며, 또한 상기의 차폐원판과 접지원판에 각각으로 유통공을 형성하여 콘크리트몰탈이 강관파일 하단부에 충진되게하여 강관파일의 선단부의 부력감소 및 지탱력도 배가시키게 되는 강관파일의 선단부 지지력 확장보강장치에 특징이 있는 것이다.

일반적으로 빌딩, 교량 등 각종 건축토목구조물을 시공할 때 약한 지반을 보강하기 위하여 강관파일을 지층에 타설하여 매설하고 매설되는 강관파일 위에 두 부(상단)의 보강구조를 시설하고 기초 콘크리트구조물을 구축하여 콘크리트 토목/건축구조물을 지탱되도록 하고 있다.

근래에는 강관말뚝의 선단부 외주면은 원형 그대로 유지하면서 그 선단부 내주면에 원주방향을 따라 띠형상으로 연속되는 보강재를 부착하여서 구성되는 강관말뚝 선단부 보강 구조(실용신안등록 제20-0232595호)이 개시고,

또,지반의 견고한 지층이 깊은 곳에 존재하여서 상부에 축조되는 구조물의 하중을 중간을관통하여 최종 지지층에 전달시키기 위해 지중으로 깊숙하게 타입되는 강관말뚝의 선단부를 보강함에 있어서, 강관말뚝의 선단부 외주면은 원형 그대로 유지하면서 그 선단부 내주면에 원주방향을 따라 띠형상으로 연속되는 보강재 를 부착하여서 구성되어 말뚝 항타시 선단부에 작용하는 과중한 외력에 의한 선단부의 파괴 현상을 방지하도록 말뚝의 선단부를 보강시켜 주는보강재의 역할을 완벽히 수행하게되고 특히 점성토인 경우 항타후 일정시간 경과시에 지반 강도가 회복되는 틱소트로피hixotrophy) 현상에 유리하게 작용함으로써 마찰말뚝으로서의 기능을 보장되는 .강관말뚝 선단부 보강 구조(등록제20-0232595호)가 개시도 있으며,

또한, 이건 출원인의 등록권으로 강관파일의 선단부의 내면에 삽입되어 용착되며 통기공이 형성된 삽입판과,이의 하부에 용접되는 연결관과,강관파일의 하단에 용착되며 통기공이 형성되는 외장판으로 구성되는 폐쇄부재를 개입시키어구성되는 강관파일의 선단지지력확장과 부력방지용 선단폐쇄구조(실용신안등록 제20-033622호)등이 개시되고 있다.

그리고, 대형 건축물이나 교량 등과 같이 매우 큰 하중이 가해지는 구조물을 축조할때 지반위에 견고히 지지되도록 지층에 타설되는 강관파일의 선단부를 보강하여 지지력을 높이는 방안으로 강관파일의 선단부를 보강하는 예로서, 기초작업으로 지반에 항타하여 시공하게 된 강관파일에 있어서 강관파일의 선단부에 동일 외경으로 된 보강관을 용접하여 일체로 접합하고 상기 보강관의 내주면을 상하로 분할되게 밀폐판을 형성하고, 이 밀폐판의 상하부에 각기 복수개의 폐쇄부재를 각각 용접고정하며, 상기 강관파일을 지반에 수직으로 항타시공할 때 그 선단부에 용접된 보강관의 내측으로 유입되는 토사를 단단하게 다져지게 하여 원추형의코어를 형성하는 강관파일의 선단부 보강방법(공개특허공번 10-2001-0107103)이 개시되고는 있다.

상기와 같은 강관파일의 선단부 보강방법에서 이용되는 보강구조는 강관파일과 동일 외경으로 된 보강관을 강관파일의 선단부에 연장하여 용접하고 이러한 보강관의 내주면에 폐쇄부재)가 상하로 용접된 밀폐판을 용접하여 고정하게 되어있어 보강관의 구성이 복잡하여 제작이 번거롭고 제작비용이 높게들어 비경제적 이며, 특히 밀폐판에 의해 강관피일이 밀봉되어 지하수(지하공압)등이 분출되지 않게되어 강관피일이 수압을 받게되므로 지지력이 약화되는 경우도 발생되는 경우도 있게되고 또한 강관파일에 보강관을 연장되게 용접하는 관계로 강관파일 및 보강관의 견고성이 약화되어 지층에 타설할시에 우그러지는 문제점도 배제할 수 없는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할수 있도록, 흙막이 토목공사, 건물기초공사,등에 사용되는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치에 관한 것으로, 지중 에 매설되는 강관파일의 항타깊이를 짧게하여 강관파일에 소용되는 강파이프를 절약하고 지중에서 발생되는 수압 및 부력도 방지히고 지탱력을 높이며, 또한 강관파일의 타설공기를 단축하여 경제적인 시공효과를 얻게 되는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치를 제공함에 있다.

본 발명을 구형하기위하여 지중에 타입되는 강관파일의 선단부에 강관파일의 구경보다 큰 원판형의 차폐원판과 이에 볼트너트로 연설되어 파일하단에 삽입되는 저지원판을 개입시키고 상기의 차폐원판과 강관파일 선단부에 용접에의해 구성되는 리브(rib)를 구성하여 차폐원판을 견고히 용착시키어 강관파일의 지지력을 높이고 항타되는 강관파일의 길이를 짧게하여 강관파일의 소요량도 줄이고 항타기간도 단축 시키므로서, 경제적인 시공을 기할수있게 하며, 이때 상기의 차폐원판과 접지원판에 충진물유통공을 각각 형성하여 콘크리트몰탈이 강관파일 하단부에 충진되게하여 강관파일의 선단부의 부력감소 및 지탱력도 배가시키게 되는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치에 그 특징이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적을 구현하기 위하여는 상기와 같이 강관피일의 선단부에 개입되는 폐쇄원판과 저지원판에 각각으로 충진물(콘크리트몰탈)의 유통공을 형성하여 지층에서 발생되는 지하수등를 강관파일을 통하여 배출시키어 부력에 의한 지지력의 문제점을 예방하여 지지력을 높이는 강관파일의 선단부 지지력 확장보강장치에 있다.

본 발명은 강관파일(100)의 선단부에 저지원판을 일체로 구비하는 차폐원판 (200)을 개입시키어 강관파일에 소요되는 강파이프의 소모를 절감하고 지층에 항타되는 강관파일의 지지력을 확장하여 지탱력을 높이고 강관파일의 항타공기도 짧게하여 경제성을 높일수있게 한 강관파일의 선단부 지지력 확장보강장치 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 선단부지지력 확장보강장치를 구현한의 강관파일의 사시도로서, 본 발명은 지층에 타설하여 매설되는 강관파일(100)의 선단부(110)에 리브(rib)를 용착시킨 차폐원판(200)을 접합(또는 용접)시키어 강관파일(100)의 선단부(110)의 지지력을 확장하고 연직 하중의 반력을 크게하여 지지력을 향상시키며, 또 지층에 매설되는 강관파일(100)의 깊이를 짧게하여 강관파일(100)의 원자재인 강파이프의 소요를 적게하여 원자재비용을 절감할수있고, 또한 항타되는 강관파일(100)의 타설공기도 단축하여 시공비용도 낮출 수 있다.

도 2 는 본 발명의 선단부지지력 확장보강장치를 구현한의 강관파일의 분해사시도 및 도 3 은 본 발명의 강관파일 선단부위의 확대 사시도로서, 강관파일(100)의 선단부(110)에 설치되는 차폐원판(200)과 저지원판(300)의 사이에 연결봉(400)을 개입시키도록 상기의 연결봉(400)양단에 나선을 구성하여 이들 나선부를 차폐원판(200)과 저지원판(300)에 형성된 볼트공에 삽입시키고 너트(410)를 양단에서 나합하여 일정간격을 갖게 결합시켜 저지원판(300)을 차폐원판(200)에 결합 고정시킨다.

이렇게, 차폐원판(200)과 일정간격으로 고정되어진 저지원판(300)을 상기의 강관파일(100) 선단부(110)의 내부로 삽입하여 상기의 차폐원판(200)의 중십부에는 유통공(210)을 천공하여 콘크리트몰탈이 강관파일(100)내부로 유입되게 하였으며, 상기의 저지원판(300)에도 상기의 차폐원판에 구성된 유통공(310)의 구경보다는 적은 유통공(310)을 2개 이상 천공하여 구성한다.

이때, 상기의 차폐원판(200)의 주연부을 따라 방사상으로 삼각형의 금속편을 용접하여 리브(rib)(220)을 구성하여서 상기의 저지원판(300)을 상기의 강관파일(100)의 선단부(110)내부로 삽입하여 차폐원판(200)을 강관파일(100)의 선단부(110)에 접합시킬때 상기의 리브(220)가 강관파일의 선단부(110)에 긴밀히 접합되어 임의로 한곳만을 용접하여도 차폐원판(200)이 강관파일(100)의 선단부(110)에 대하여 수직을 유지하게 된다.

이렇게, 상기의 강관파일(100)의 선단부(110)와 차폐원판(200)에 용접에 의해 방사상으로 구성되는 모두의 리브(220)을 용접하지 아니하여도 강관파일(100)에 차폐원판(300)이 견고히 고정되므로서, 상기의 강관파일(100)의 선단부(110)에 모두의 리브(220)를 용접하는 용접작업을 생략할수있 작업시간과 비용을 절감 할수있는 것이다.

또한, 상기의 강관파일(100)의 선단부(110)에 삽입되는 저지원판(300)과 차폐원판(200)을 연결봉(400)의 양단에 너트(410)를 나합하여 일정간격을 유지하게 결합시켜된 차폐원판(200)를 용접하지 않고도 일체화 시키므로서 연직 하중의 반력을 크게하여 지지력이 향상되는 것이다.

그리고, 강관파일을 항타라여 지층에 배설할 때 지층에서 발생되는 수압등을 차폐원판(200)의 유통공(210)과 저지원판(300)의 유동공(310)을 통하여 배출되어 부력에 의한 지지력약화의 문제점도 해결된다.

도 4 는 도 3 의 단면 예시도로서, 도3 에서와 같이, 차폐원판(200)과 일정간격으로 고정되어진 저지원판(300)을 상기의 강관파일(100) 선단부(110)의 내부에 삽입되며, 상기의 차폐원판(200)의 중십부에는 유통공(210)을 천공하여 콘크리트몰탈(130)이 강관파일(100)내부로 유입되게 하였으며, 상기의 저지원판(300)에도 상기의 차폐원판의 유통공(210)의 구경 보다는 적은 유통공(310)을 2개 이상 천공하여 구성한다.

이때, 상기의 차폐원판(200)의 주연부을 따라 방사상으로 삼각형의 금속편을 용접하여 리브(rib)(220)을 구성하여 저지원판(300)을 상기의 강관파일(100)의 선단부(110)내부로 삽입하여 차폐원판(200)을 강관파일(100)에 접합시킬때 상기의 리브(220)가 강관파일의 선단부(110)의 외주연을 긴밀히 접합되어 임의로 한곳만을 용접하여도 차폐원판(200)이 강관파일(100)에 대하여 수직을 유지하게 된다.

이렇게, 상기의 강관파일(100)의 선단부(110)와 차폐원판(200)에 용접에 의해 방사상으로 구성되는 모두의 리브(220)을 용접하지 아니하여도 강관파일(100)에 차폐원판(2300)이 견고히 고정되므로서, 상기의 강관파일(100)의선단부(110)과 모두의 리브(220)를 용접하는 용접작업을 생략할수있 작업시간과 비용을 절감 할수있다.

상기와 같이 강관파일(100)의 선단부(110)에 삽입되는 저지원판(300)과 차폐원판(200)에 연결봉(400)을 개입시키고 너트(410)를 나합하여 고정시키어 차폐원판(200)을 강관파일(100)과 일체화로 결합시키어 연직 하중의 반력을 크게하여 지 지력이 향상되는 것이다.

특히, 본 발명에서는 기존에서와 같이 시공여건에 따라 406mm의 소경강관파일, 508mm의 중경강관파일, 609mm의 대경강관파일(100)을 지층에 항타하여 매설시공하는 것이다.

이때, 본 발명에서는 406mm의 소경강관파일(100)을 항타시공할 경우에는 상기의 소경강관파일(100)의 선단부(110)에 상기와 같이 저지원판(300)과 지경이 506mm의 차폐원원판(200)으로 구성되는 확장보강장치를 소경강관파일(100)에 설치하여 항타시공 하므로서, 중형상관피일(100)을 항타시공 할 때와 동일한 지지력을 확장보강할 수 있는 효과를 얻게되는 것으로, 상기의 중경강관파일(100) 및 대경강관파일(100)의 경우도 동일한 확장보강장치를 사용하여 강관파일의 지지력을 확장보강하게 되는 것이다.

이렇게, 소경강관파일(100)을 항타시공하여도 중경강관파일(100)을 항타시공하는 효과를 얻을수있게 되므로서, 소경강관파일(100)과 중경강관파(100)의 차이에서 얻는 강파이프재료의 절감효과에서 얻게되는 경제적인 효과가 높은 것으로 시공비용을 절감하게 되며, 중경강관파일(100),대경강관파(100)을 사용할 경우에도 동일한 효과를 얻게되는 것이다.

도 5 는 본 발명의 항타상태의 강관파일 선단부의 확대단면 예시도로서, 강관파일(100)을 지층에 항타하기전에 굴착기로 굴착공(120)을 지층에 형성한후에 굴착공에 콘크리트몰탈을 주입시키고 상기의 강관파일(100)을 콘크리트몰탈(130)이 주입된 굴착공(120)에 항타하여 굴착공에 충진된 콘크리트몰탈(130)이 항타되는 간 관파일(100)의 선단부에 확장보강되는 차폐원판(200)에 형성된 유통공(210)을 통하여 유입되며 이렇게 유입된 콘크리트몰탈(130)이 다시 항타력에 의해 상부에 일체로 구성된 저지원판(300)에 형성된 유통공(310)을 통하여 콘크리트몰탈(130)의 일부가 저지원판(300)의 상부로 누출되어 경화되므로서, 강관파일(100)이 굴착공(120)의 지층과 견고히 고정되어 지지력이 확장보강되는 것이다.

도 6 및 도 7 은 기존의 강관파일의 항타상태와, 본 발명의 강관파일의 항타상태의 비교예시도로서, 기존의 강관파일 항타시에는 지층은 일반적으로 대략 상층으로부터 표토층, 실트층, 점토질층,풍화토층, 풍암층으로 구성되는데, 기존에는 강관파일(100)을 항타할때, 통상15-18m길이 정도의 강관파일(100)을 3개정도 연장 용접하여 매설하여 대략 45m이상의 강관파일의 선단부가 풍암층까지 이르게 매설되어야 기초콘크리트구조물의 지지력을 갖게 되는 것으로 알려져 있다.

그러나, 도 7 과 같이 본 발명에서는 동일한 조건하에서 항타한 결과 15-18m길이 정도의 강관파일(100)을 2개정도 연장 용접하여 매설하여 대략 30-36m의 강관파일의 선단부를 풍화토층까지만 매설하여도 기초콘크리트구조물을 지지할 수 있는 것을 시험결과 발견 하였다.

이와같이, 강관파일을 항타한후에는 강관파일(100)의 선단부(110)에 차폐원판괴 저지원판으로 구성되는 확장보강장치를 개입하고 기초콘크리트 구조물을 축조하는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 강관파일(100)의 선단부(110)에 저지원판(300)과 일체로 구성되는 차폐원판(200)을 개입하므로서, 종전에 비하여 강관파일(100)의 소 요가 적고도 동일유사한 지지력을 갖게되어 강관파일의 원자재인 강파이프를 절약할 수 있고 항타시간이 짧아져 공기를 줄일수있어 자재절감 및 시공비용도 절감하는 경제적인 효과를 얻게된다.

본 발명은 강관파일의 선단(하단)부에 지지력화장보강장치를 개입 시키므로서,강관파일의 지층 지지력도 보완하고 강파이프의 재료도 절약하는 동시에 항타시간도 짧아지는 등의 재료의 절약 및 비용의 절감에 의한 경제적인 효과를 얻게되는 유익한 발명이다.

Claims

지층에 타설하여 매설되는 강관파일(100)의 지지력 확장보강에 있어서,

상기의 강관파일(100)의 연결시키며 강관파일(100)의 외경보다 직경이 큰 차폐원판(200)과,

상기의 차폐원판(200)에 연결봉(400)과 너트(410)로 나합하여 일정간격으로 구성되게 연결하여 강관파일(100) 선단부(110)의 구경내로 삽입되는 저지원판(300)과,

상기의 강관파일(100)의 선단부(하단)(110)와 상기의 차폐원판(200)사이를 보강하도록 차폐원판(200)의 주연부에 삼각금속을 용접 구성하는 리브(220)와,

상기의 차폐원판(200)의 중앙부에 충진물(130)(콘크리트몰탈)이 내부로 유입되게 천공하여 구성되는 유통공(210)과,

상기의 저지원판(300)의 중앙부를 중심 양측부에 상기의 차폐원판(200)유통공(210)보다 구경이 적게 천공되어 충진물(콘크리트몰탈)이 유입되게 하는 저지원판(300)에 구성되는 유통공(310)의 관련 구성을 특징으로 하는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치.
제 1 항에 있어서,

상기의 강관파일(100)의 내경과 적에하여 강관파일내로 삽입되는 저지원판(300)과 강관파일의 외경보다 지름이큰 차폐원판(200)를 연결봉(400)과 이에 나합 되는 너트(410)으로 저지원판(300)과 차폐원판(200)을 일체로 구성함을 특징으로 하는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치.
제 1 항에 있어서,

상기의 강관파일(100)의 외경이 적은 406mm의 소경강관파일(100)을 사용할 경우 강관파일 선단부(110)을 차폐하는 차폐원판(200)의 지름을 508mm의 중형강광파일(100)의 외경과 동일하게 형성하고, 상기의 중형강관파일(100)을 사용할 경우 강관파일 선단부(110)을 차폐하는 차폐원판(200)의 지름을 609mm의 대경강광파일(100)의 외경과 동일하게 형성하여 중경강관파일(100) 및 대경강관파일(100)을 타설시공한 지지력을 유지할수있게 함을 특징으로 하는 강관파일의 선단부지지력 확장보강장치.