KR20110105617A

KR20110105617A - 구조물용 기초말뚝

Info

Publication number: KR20110105617A
Application number: KR1020100024853A
Authority: KR
Inventors: 강병규
Original assignee: 한풀우드텍 주식회사
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-09-27

Abstract

본 발명은 시공이 용이하면서도 구조물을 안정적으로 지지할 수 있는 구조물용 기초말뚝에 관한 것이다. 이 구조물용 기초말뚝은 메인지주와; 메인지주를 박을 때 땅속에서 펼쳐져 메인지주의 지지를 강화할 수 있도록 메인지주에 회전 가능하게 연결되고, 연결부분으로부터 하방으로 길게 연장되며, 그 하단에 메인지주가 박히는 방향에 대하여 경사진 펼침안내부를 구비하는 복수의 서브지주를 포함한다.

Description

구조물용 기초말뚝{FOUNDATION PILE FOR STRUCTURE}

본 발명은 구조물용 기초말뚝에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시공이 용이하면서도 구조물을 안정적으로 지지할 수 있는 구조물용 기초말뚝에 관한 것이다.

놀이시설, 생태 탐방로, 울타리, 운동시설, 정자, 소형 건축물 등을 설치할 때는 안정적인 지지기반을 마련하기 위해 기초구조물을 설치한다. 통상적인 기초구조물은 소정깊이의 구덩이를 파고, 여기에 말뚝과 같은 기초구조물을 넣은 상태에서 콘크리트를 타설하여 양생시키는 방식으로 만든다.

그러나 이러한 기초구조물은 구덩이를 파서 콘크리트를 타설하는 방식이기 때문에 시공이 어려울 뿐 아니라 만드는데 시간이 오래 걸리는 문제가 있었다. 또 이를 수중이나 늪과 같은 연약지반에 설치하기는 더욱 어려웠다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 시공이 용이하면서도 구조물을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 구조물용 기초말뚝을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조물용 기초말뚝은 메인지주와; 상기 메인지주를 박을 때 땅속에서 펼쳐져 상기 메인지주의 지지를 강화할 수 있도록 상기 메인지주에 회전 가능하게 연결되고, 연결부분으로부터 하방으로 길게 연장되며, 그 하단에 상기 메인지주가 박히는 방향에 대하여 경사진 펼침안내부를 갖춘 복수의 서브지주를 포함한다.

상기 기초말뚝은 상기 서브지주를 상기 메인지주에 연결하기 위한 연결장치를 포함하고, 상기 연결장치는 상기 메인지주의 외면에 고정된 연결부재와, 상기 서브지주 상부를 상기 연결부재에 회전 가능하게 연결하는 연결축을 포함할 수 있다.

상기 펼침안내부는 상기 서브지주의 길이방향에 대하여 경사를 유지하도록 상기 서브지주의 하단에 형성된 경사면을 포함할 수 있다.

상기 펼침안내부는 상기 서브지주의 길이방향에 대하여 경사를 유지하도록 상기 서브지주의 하단에 결합되고 상기 서브지주의 하단보다 넓은 면적을 구비하며 그 하측 선단이 산형으로 된 경사판을 포함할 수 있다.

상기 서브지주는 땅속에 박힐 때 상기 메인지주 외면에 지지되어 그 펼침이 설정범위로 제한될 수 있도록 그 상단에 그 길이방향에 대하여 경사지게 형성된 지지면을 포함할 수 있다.

상기 메인지주는 그 하단에 원뿔형으로 된 보강부재가 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 구조물용 기초말뚝은 메인지주를 단지 타격하여 땅에 박는 것만으로 시공을 완료할 수 있기 때문에 용이하게 시공할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 따른 구조물용 기초말뚝은 땅속에 박히면서 각 서브지주들이 펼쳐져 메인지주의 지지를 강화하기 때문에 구조물의 안정된 지지기반을 구현할 수 있는 효과가 있다. 특히 수중이나 늪과 같은 연약지반에도 손쉽게 시공할 수 있고, 이러한 환경에서도 안정된 지지기반을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물용 기초말뚝이 구조물의 지지를 위해 이용된 예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝의 측면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ‘선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 B부분 상세도이다.
도 6은 도 3의 A부분 상세도이다.
도 7은 도 3의 C부분 상세도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝의 시공과정을 단계적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝의 변형 예를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝의 사시도이다.
도 11은 도 10의 ΧⅠ-ΧⅠ'선에 따른 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝을 나타낸 것이다. 도 1은 발명에 따른 구조물용 기초말뚝(10)이 생태탐방로와 같은 구조물(1)의 기초로서 이용된 경우이다. 도시한 바와 같이, 기초말뚝(10)은 그 상단이 지면 또는 수면 위로 노출된 상태가 되도록 그 하부를 땅속에 박아 시공한 후 그 상단에 생태탐방로 등의 구조물(1)을 설치할 수 있도록 한다. 이러한 기초말뚝(10)은 도시한 경우 외에도 통상적인 공원의 놀이시설, 울타리, 방음벽, 운동시설, 정자, 소형 건축물 등 다양한 구조물을 안정적으로 지지하기 위한 기초로서 이용될 수 있다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 기초말뚝(10)은 메인지주(20)와, 메인지주(20)의 외면에 결합된 복수의 서브지주(30)와, 메인지주(10)에 복수의 서브지주(30)를 연결하기 위한 연결장치(40), 각 서브지주(30)의 하단에 마련된 펼침안내부(50)와, 메인지주(20)의 하단에 결합된 보강부재(60)를 포함한다.

메인지주(20)는 다각형 또는 원형의 단면구조를 가지며, 그 소재는 목재, 금속재, 수지재, 콘크리트 등 다양한 형태일 수 있다. 메인지주(20)의 하단에는 도 3과 도 6에 도시한 바와 같이, 땅속에 쉽게 박을 수 있도록 함과 동시에 강도를 보강할 수 있도록 금속재질로 마련되고 그 형상이 원뿔형으로 된 보강부재(60)가 결합된다. 메인지주(20)가 목재인 경우에는 보강부재(60)가 메인지주(20) 하단에 고정나사나 못에 의해 고정될 수 있고, 메인지주(20)가 금속재인 경우에는 용접에 의해 고정될 수 있다.

복수의 서브지주(30)는 그 상부가 연결장치(40)에 의해 메인지주(20)의 외면에 회전 가능하게 연결되고, 연결부분으로부터 하방으로 소정길이 길게 연장된다. 이러한 서브지주들(30)은 다각형이나 원형의 단면구조를 가진 강철막대, 또는 ㄷ형, I형 등의 단면구조를 가진 형강재일 수 있다. 그 길이와 굵기는 메인지주(20)보다는 작게 형성된다.

연결장치(40)는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 볼트(41) 등에 의해 메인지주(20)의 외면에 고정된 연결부재(42)와, 서브지주(30)의 상부를 연결부재(42)에 상하로 회전 가능하게 연결하는 것으로 볼트나 리벳형태의 연결축(43)을 구비한다. 여기서는 연결부재(42)가 메인지주(20)의 외면에 볼트(41)에 의해 고정되는 경우를 예시하였으나, 메인지주(20)와 연결부재(42)가 금속재질인 경우에는 이들이 용접에 의해 연결될 수 있다.

펼침안내부(50)는 도 3과 도 7에 도시한 바와 같이, 서브지주(30)의 길이방향에 대하여 경사를 유지하도록 각 서브지주(30)의 하단에 결합된다. 또 서브지주(30)의 하단보다 넓은 면적을 구비하며 땅속에 쉽게 진입할 수 있도록 그 하측 선단이 산형으로 된 경사판으로 이루어진다. 이러한 펼침안내부(50)는 서브지주(30)가 메인지주(20)와 평행을 유지한 상태에서 그 하면의 경사각(θ)이 메인지주(20) 외면에 대하여 대략 45도를 유지하도록 하는 것이 좋다. 이는 도 1에 도시한 바와 같이, 메인지주(20)를 땅속에 박을 때 서브지주들(30)이 경사진 펼침안내부(50)의 안내에 의해 사방으로 펼쳐져 메인지주(20)를 대략 45도의 각도로 지지하도록 함으로써 연약지반 등에서도 메인지주(20)가 안정적으로 지지될 수 있도록 한 것이다. 또 이러한 펼침안내부(50)는 그 면적이 서브지주(30)의 단면적보다 크게 마련됨으로써 땅속에 박힌 후 지반이 다져질 경우 서브지주(30)가 땅속에서 걸려 구속되도록 할 뿐 아니라 넓은 면이 땅속에 지지됨으로써 더욱 안정된 지지를 구현할 수 있도록 한 것이다.

한편, 도 1 내지 도 3에는 펼침안내부(50)가 서브지주(30)의 하단보다 넓은 경사판으로 이루어지는 경우를 나타내고 있으나, 펼침안내부(50)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 펼침안내부(50)는 별도의 경사판을 설치하지 않고 각 서브지주(30)의 하단에 직접 경사면을 형성시키는 방식일 수 있다. 즉 이러한 경우에도 메인지주(20)를 땅에 박을 때 각 서브지주(30)가 경사진 펼침안내부에 의해 안내되면서 펼쳐질 수 있다.

각 서브지주(30)의 상단에는 도 3과 도 5에 도시한 바와 같이, 서브지주(30)의 길이방향에 대하여 대략 45도로 경사지게 형성된 지지면(31)이 마련된다. 이는 서브지주(30)가 땅속에 박혀 펼쳐질 때 지지면(31)이 메인지주(20)의 외면에 지지됨으로써 그 펼침이 제한될 수 있도록 한 것이다. 즉 지지면(31)이 메인지주(20)의 외면에 닿는 순간부터 각 서브지주(30)의 회전이 제한되어 펼침이 설정한 범위로 한정되도록 한 것이다. 이는 각 서브지주(30)의 펼침을 안정된 지지를 구현할 수 있는 45도 정도로 제한하기 위함이다.

다음은 이러한 구조물용 기초말뚝의 시공방법에 대하여 설명한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 기초말뚝(10)을 시공할 때는 먼저 도 8의 (a)와 같이, 메인지주(20) 하단을 시공위치(지면)에 놓고 메인지주(20)를 직립으로 유지시킨다. 이 상태에서 각 서브지주(30)는 자중에 의해 하방으로 회전한 상태이므로 메인지주(20)와 평행(직립상태)을 유지한다. 이 상태에서 메인지주(20) 상단을 타격하여 메인지주(20)를 땅에 박으면, 도 8의 (b)와 같이 길이가 긴 메인지주(20)의 하부가 먼저 소정깊이 땅에 박히고, 이후 각 서브지주(30) 하단의 펼침안내부(50)가 땅에 접하면서 박히기 시작한다. 이처럼 메인지주(20)의 하단이 땅에 먼저 박히도록 하는 것은 메인지주(20)가 먼저 자리를 잡아 박히는 방향을 안내함으로써 이후로 박히는 서브지주들(30)의 박힘을 안내할 수 있도록 한 것이다.

도 8의 (b) 상태에서 메인지주(20) 상부를 더 타격하여 박으면, 도 8의 (c)와 같이, 경사진 펼침안내부들(50)이 땅속으로 진입하면서 각 서브지주(30)의 펼침을 안내하게 되므로 각 서브지주들(30)이 땅속으로 진입하면서 점진적으로 펼쳐진다.

도 8의 (d)와 같이 각 서브지주들(30)이 땅속이 완전히 매입되도록 박으면, 각 서브지주들(30)이 땅속으로 진입함과 동시에 메인지주(20)에 대하여 대략 45도를 유지하도록 펼쳐진다. 즉 서브지주들(30)이 메인지주(20)를 가장 안정적으로 지지할 수 있는 45도의 각으로 펼쳐진다. 또 이 상태에서는 메인지주(20)의 하단이 땅속에 깊숙이 박힌 상태에서 각 서브지주들(30)이 상대적으로 지면과 가까운 상부에서 경사지게 펼쳐져 메인지주(20)의 상측을 지지하게 되므로 메인지주(20)가 안정적으로 지지될 수 있다. 특히 이 상태에서는 복수의 서브지주들(30)이 넓게 펼쳐지면서 지지기반을 확대하고 상대적으로 넓은 면적을 가진 펼침안내부(50)가 땅속에서 대략 수평을 유지하면서 각 서브지주(30)의 하단을 지지하게 되므로 수변공원과 같은 연약지반에서도 메인지주(20)의 침하나 흔들림 없이 안정된 지지기반을 구현할 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 구조물용 기초말뚝(10)은 메인지주(20)를 단지 타격하여 땅에 박는 것만으로 시공을 완료할 수 있기 때문에 구조물의 기초를 용이하게 시공할 수 있도록 할 뿐 아니라, 땅속에 박히면서 각 서브지주들(30)이 펼쳐져 지지기반이 강화되기 때문에 메인지주(20)의 안정된 지지를 구현할 수 있다. 따라서 메인지주(20)의 상부에 설치되는 각종 구조물을 안정적으로 지지할 수 있다.

도 9는 전술한 제1실시 예의 변형 예로 메인지주(20)의 외면에 3개의 서브지주(30)가 상호 등 간격을 유지하도록 설치된 형태이다. 또 도 9의 예는 메인지주(20)가 원통형의 금속관으로 이루어지고, 그 외면에 서브지주(30)를 연결하는 연결부재(42)가 용접에 의해 결합된 형태이다.

도 10과 도 11은 본 발명의 제2실시 예에 따른 구조물용 기초말뚝(100)을 나타낸 것으로, 메인지주(120)가 H빔으로 이루어진 형태를 나타낸 것이다. 이처럼 메인지주(120)가 H빔인 경우에는 도 11에 도시한 바와 같이, 서브지주들(130)이 H빔의 홈부분에 수용되거나 양측의 외면에 돌출하도록 장착될 수 있다. 이러한 기초말뚝(100)이 땅에 박히는 원리는 전술한 제1실시 예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

10: 기초말뚝, 20: 메인지주,
20: 서브지주, 40: 연결장치,
42: 연결부재, 43: 연결축,
50: 펼침안내부, 60: 보강부재.

Claims

메인지주와;
상기 메인지주를 박을 때 땅속에서 펼쳐져 상기 메인지주의 지지를 강화할 수 있도록 상기 메인지주에 회전 가능하게 연결되고, 연결부분으로부터 하방으로 길게 연장되며, 그 하단에 상기 메인지주가 박히는 방향에 대하여 경사진 펼침안내부를 갖춘 복수의 서브지주를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 기초말뚝.
제1항에 있어서,
상기 서브지주를 상기 메인지주에 연결하기 위한 연결장치를 포함하고,
상기 연결장치는 상기 메인지주의 외면에 고정된 연결부재와, 상기 서브지주 상부를 상기 연결부재에 회전 가능하게 연결하는 연결축을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 기초말뚝.
제1항에 있어서,
상기 펼침안내부는 상기 서브지주의 길이방향에 대하여 경사를 유지하도록 상기 서브지주의 하단에 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 기초말뚝.
제1항에 있어서,
상기 펼침안내부는 상기 서브지주의 길이방향에 대하여 경사를 유지하도록 상기 서브지주의 하단에 결합되고 상기 서브지주의 하단보다 넓은 면적을 구비하며 그 하측 선단이 산형으로 된 경사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 기초말뚝.
제1항에 있어서,
상기 서브지주는 땅속에 박힐 때 상기 메인지주 외면에 지지되어 그 펼침이 설정범위로 제한될 수 있도록 그 상단에 그 길이방향에 대하여 경사지게 형성된 지지면을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 기초말뚝.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메인지주는 그 하단에 원뿔형으로 된 보강부재가 결합된 것을 특징으로 하는 구조물용 기초말뚝.