KR20130035069A - 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관 말뚝의 길이를 필요한 만큼 증가시킬 수 있고, 증가되는 길이에 비례하여 강관 말뚝의 이음부에 강관 날개가 부가적으로 설치됨으로써 관입이 안정되고 시공 후 말뚝 지지력을 향상시킬 수 있도록 한 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝의 구체적인 수단은, 동일한 외경과 일정한 길이를 갖고 일직선상에 배치되는 복수 개의 강관과; 서로 이웃한 2개의 강관 사이에 위치되어 강관의 연결 및 선회 관입을 유도하는 이음용 강관 날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝{Excavator blade connected steel pipe for rotating and interpenetrating}

본 발명은 구조물을 지지하기 위해 지반에 관입되는 강관 말뚝에 관한 것으로, 특히 관입 깊이의 증가에 따른 강관의 연결이 완료되면 이음부에 강관 날개가 부가적으로 설치되어 회전 관입이 이루어질 수 있도록 한 강관 말뚝에 관한 것이다.

회전 관입되는 강관 말뚝은 지반에 회전 관입되어 구조물 등에 작용하는 하중을 지지한다. 따라서 강관 말뚝에는 선회 관입을 위해 적어도 1개 이상의 날개를 갖는다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0017969호(공개일 2009.02.19) 공보에 '회전 관입 강관 말뚝'이 제시되어 있다. 이 배경기술은 소정의 지름을 갖는 중공 원통 형상인 강관말뚝 본체와, 상기 강관말뚝 본체의 선단에 설치되고, 상기 강관말뚝 본체의 회전 방향에 대해서 동일 방향으로 경사진 2장의 날개 날을 구비하는 회전 관입 강관말뚝에 있어서, 각각의 날개 날은, 상기 강관말뚝 본체와 동심으로 반원호상으로 연장되는 반원 외주부와, 상기 강관말뚝 본체의 지름 방향에 소정의 간격으로 평행하게 연장되는 중앙 연출부 및 상기 중앙 연출부의 양단과 상기 반원 외주부의 양단을 각각 연결하도록 형성되는 관입 날부에 의해서 구성되는 동시에, 상기 관입 날부는, 각각의 날개 날의 경사 중심을 경계로 해서 관입 회전 방향 전방이 되는 하측 관입 날부와 관입 회전 방향 후방이 되는 상측 관입 날부에 의해서 구성되고, 상기 강관말뚝 본체의 단부에는, 상기 2개의 날개 날의 중앙 연출부의 사이에 위치하고, 상기 강관말뚝 본체의 축 방향으로 연장되는 중앙 굴착 날부와, 상기 중앙 굴착 날부의 각각의 양단으로부터, 한쪽 상측 관입 날부 위에, 다른 쪽 하측 관입 날부를 따라서 소정의 길이로 연장되는 선단 측 굴착 날부에 의해 구성되는 굴착 날이 설치되는 것을 특징으로 한다.

이는 말뚝 선단에 설치한 굴착 날에 의해, 말뚝 선단의 흙의 긁어냄(흙의 이동)을 원활하게 실행할 수 있어, 말뚝의 끝이 흙으로 막히는 일이 일어나기 어렵게 할 수 있고, 또한 강관말뚝 상부에 압입 회전력을 가해서 말뚝의 매설을 실행할 때에 강관말뚝 본체의 선단에 형성된 능형 형상의 개구부를 설치함으로써, 견고한 지반을 깎아 무너뜨리는 효과를 높여 말뚝 본체로의 배토를 용이하게 하고, 소정 진도까지의 관입을 원활하게 실행할 수 있는 효과를 갖는다.

그러나 위 배경기술에서는 말뚝 선단에 설치된 기하학적인 굴착날에 의해 관입을 용이하게 하나 선단 지지력을 증대시키기 위한 방안이 제시되어 있지 않다.

대한민국 공개특허 공개번호 특2001-0012416호(공개일 2001.02.15) 공보에 '회전 매설항과 그 시공관리방법'이 제시되어 있다. 이는 강관 또는 다른 재료의 중공관으로 이루어진 항 본체의 선단부를 개방하고, 항 본체의 선단부의 외측면에 1장 또는 여러장의 날개를 설치하되, 날개의 선단부를 항 본체의 선단부보다 아래쪽으로 돌출시킨 것이다. 특허문헌 1의 경우 선단 지지력이 날개가 있는 항 본체의 선단부에만 의존하게 되어 지지력의 고른 분포를 이루기 어렵다. 따라서 지지력이 날개쪽에 집중되어 지지 강도를 저하시킬 수 있다. 또한 특허문헌1은 관입 깊이가 증가될 경우 그 증가에 따른 추가적인 날개의 설치 방안이 제시되어 있지 않다. 대한민국 공개특허 공개번호 10-2010-0009790호(공개일 2010.01.29) 공보에는 '굴착날개가 부착된 파일을 이용한 구조물의 축조방법'이 제시되어 있다. 이는 시공되는 구조물의 경계선을 따라 외부 흙막이 벽체를 시공하는 단계; 및벽체 안쪽으로 구조물의 기초가 되는 굴착날개가 부착된 파일을 미리 정해진 위치에 회전 인입하는 단계;를 포함하고, 상기 파일에 부착된 굴착날개에 의하여 파일이 지지되고, 굴착날개가 부착된 파일은 공사중 하중을 지지하는 임시 기초로 사용되고 구조물의 완성후 구조물의 하중을 지지하는 영구 기초로 사용되는 것을 특징으로 한다. 그러나 특허문헌 2의 경우에도 회전 인입 단계에서 사용되는 파일을 보면 선단에 설치된 날개만을 가지고 관입을 하고 있다. 따라서 선단측 날개에만 지지력이 집중되는 문제가 있다. 또한 파일의 선단에만 날개가 설치되어 관입 깊이가 증가될 경우 회전 관입을 안정되게 할 수 없다.

본 발명은 강관 말뚝의 길이를 필요한 만큼 증가시킬 수 있고, 증가되는 길이에 비례하여 강관 말뚝의 이음부에 강관 날개가 부가적으로 설치됨으로써 관입이 안정되고 시공 후 말뚝 지지력을 향상시킬 수 있도록 한 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝의 구체적인 수단은,

동일한 외경과 일정한 길이를 갖고 일직선상에 배치되는 복수 개의 강관과;

서로 이웃한 2개의 강관 사이에 위치되어 강관의 연결 및 선회 관입을 유도하는 이음용 강관 날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이음용 강관 날개는, 강관의 외경과 동일한 외경을 갖는 원통형 보스와 원통형 보스의 외주면에 형성된 나선날개로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 원통형 보스와 강관은 어느 하나가 다른 한쪽으로 일정 깊이만큼 삽입된 후 외부로 드러난 접합면이 용접되어 이음용 강관 날개가 강관에 일체로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통형 보스와 강관은 어느 하나가 다른 한쪽으로 일정 깊이만큼 삽입된 후 그 삽입된 둘레영역에서 직경 방향으로 강제 끼움된 연결핀을 통해 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 이음용 강관 날개는, 서로 이웃한 2개의 강관에 있어 상부측 강관의 하단에 형성된 상부 나선날개와 하부측 강관의 상단에 형성된 하부 나선날개로 구성되고, 상부 나선날개와 하부 나선날개는 동일한 나선 형상과 크기를 갖고 상호 면착되어져 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상부 나선날개와 하부 나선날개는 접합면의 둘레를 따라 용접으로 접합되어 구성되거나, 상부 나선날개와 하부 나선날개는 원주상에 일정간격을 가지고 배치된 볼트와 너트의 나사 결합에 의해 연결되어 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝은, 강관 말뚝의 길이를 이음용 강관 날개를 통하여 필요한 만큼 용이하게 증가시킬 수 있다.

또한, 강관 말뚝의 이음부에 강관 날개가 부가적으로 설치되어 관입이 안정되게 이루어지고 시공 후 다수의 강관 날개에 의해 말뚝 지지력이 향상된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 강관 말뚝의 정면도.
도 2는 도 1의 요부 분해도.
도 3은 강관과 이음용 강관 날개의 결합수단을 달리한 도 2의 변형예.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 강관 말뚝의 정면도.
도 5는 도 4의 요부 확대도.
도 6은 도 5의 결합전 분리 상태도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 강관 말뚝은 동일한 외경과 일정한 길이를 갖고 일직선상에 배치되는 복수 개의 강관과, 서로 이웃한 2개의 강관 사이에 위치되어 상호 강관의 연결 및 선회 관입을 유도하는 이음용 강관 날개로 구성된다. 따라서 강관 말뚝은 강관들이 서로 이음이 완료되면 그 이음부에 이음용 강관 날개가 설치됨으로써 선회 관입을 할 수 있는 조건이 이루어진다.

이때 강관 말뚝에 적용되는 강관은 강재로 제작되며 중공형으로 적어도 2개 이상으로 구성된다. 이음용 강관 날개의 구조에 따라 다양한 실시 예로 구성될 수 있다.

<제 1실시 예>

제 1실시 예에 따른 강관 말뚝(10)은 도 1 및 도 2와 같이 동일한 외경과 일정한 길이를 갖고 일직선상에 배치되는 복수 개의 강관(20,21)과, 서로 이웃한 2개의 강관(20,21) 사이에 위치되어 강관의 연결 및 선회 관입을 유도하는 이음용 강관 날개(30)를 갖는다.

이음용 강관 날개(30)는 도 2와 같이 강관(20 또는 21)의 외경과 동일한 외경을 갖는 원통형 보스(31)와 원통형 보스(31)의 외주면에 형성된 나선날개(32)로 이루어져 있다.

일 예로, 원통형 보스(31)와 강관(20,21)은 어느 하나가 다른 한쪽으로 일정 깊이만큼 삽입된 후 외부로 드러난 접합면이 용접되어 이음용 강관 날개(30)가 강관(20,21)에 일체로 연결될 수 있다.

이때 원통형 보스(31)와 강관(20,21)이 서로 삽입되기 위해 도 2와 같이 보스(31)의 양쪽 단부에 상대적으로 외경이 작은 플러그(31a,31a)를 형성하고, 강관(20,21)에는 플러그(31a)가 끼움되는 원형의 소켓홈(20a,21a)을 형성할 수 있다. 이와 반대로 플러그(31a,31a)를 강관(20,21)에 형성하고 소켓홈(20a,21a)을 보스(31)에 형성시켜서 구성할 수도 있다.

또한 다른 예로, 도 3과 같이 원통형 보스(31)와 강관(20,21)은 어느 하나가 다른 한쪽으로 일정 깊이만큼 삽입된 후 그 삽입된 둘레영역에서 직경 방향으로 강제 끼움되는 연결핀(40)을 통해 상호 연결될 수 있다.

이때 연결핀(40)은 강관(20,21)과 원통형 보스(31)에 형성된 동일 크기의 구멍(20b,21b,31b)에 강제적으로 끼움되어 쉽게 이탈되지 않도록 함이 바람직하다. 이때 연결핀(40)의 단면은 강관 말뚝(10)의 회전 관입시에 파단되지 않는 충분한 강도를 갖도록 그 단면 크기가 결정된다.

이와 같이 제 1실시 예에 따른 강관 말뚝(10)은 관입 깊이의 증가에 따라 강관(20,21)이 추가적으로 연결되는 경우, 중간에 설치되는 이음용 강관 날개(30)의 매개를 통해 이음과 동시에 나선날개(32)를 갖게 되어 회전 관입이 가능하게 된다.

따라서 강관 말뚝(10)의 길이를 필요한 만큼 증가시킬 수 있고, 강관 말뚝의 이음부에 강관 날개(30)가 부가적으로 설치되어 관입 시공이 안정되게 이루어지고 시공 후 말뚝 지지력이 향상된다.

<제 2실시 예>

제 2실시 예에 따른 강관 말뚝(10A)은 도 4 및 도 5와 같이 동일한 외경과 일정한 길이를 갖고 일직선상에 배치되는 복수 개의 강관(20,21)과, 서로 이웃한 2개의 강관(20,21) 사이에 위치되어 강관의 연결 및 선회 관입을 유도하는 이음용 강관 날개(30)를 갖는다.

이음용 강관 날개(30)는 서로 이웃한 2개의 강관(20,21)에 있어 상부측 강관(20)의 하단에 형성된 상부 나선날개(120)와 하부측 강관(21)의 상단에 형성된 하부 나선날개(121)로 구성되고, 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)는 동일한 크기의 나선 형상을 갖고 상호 면착되어져 연결되어 있는 구조를 갖는다.

여기서 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)는 접합면의 둘레를 따라 용접으로 접합되거나 도 5와 같이 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)는 원주상에 일정간격을 가지고 배치된 볼트(50)와 너트(52)의 나사 결합에 의해 연결될 수 있다.

이때 볼트(50)의 머리부와 너트(52)는 나선날개(120, 121)의 표면에서 돌출되지 않도록 설치됨이 바람직하다. 또한 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)의 각기 두께는 서로 동일하며 볼트(50)의 머리부와 너트(52)가 돌출되지 않도록 충분한 두께를 갖는다.

이와 같이 제 2실시 예에 따른 강관 말뚝(10A)은 상,하부측 강관(20,21)을 연결하게 되면 그 이음부에 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)의 연결로 인해 이음용 강관 날개(30)가 설치됨으로 인해 강관 말뚝(10A)의 회전 관입을 이룰 수 있는 강관 말뚝이 된다.

따라서 강관 말뚝(10)의 길이를 필요한 만큼 쉽게 증가시킬 수 있고, 강관 말뚝의 이음부에 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)로 이루어진 이음용 강관 날개(30)가 부가적으로 설치되어 관입 시공이 안정되게 이루어지고 시공 후 말뚝 지지력이 향상된다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

20,21: 강관
30: 이음용 강관 날개
31: 보스
32: 나선날개
40: 연결핀
120: 상부 나선날개
121: 하부 나선날개

Claims (7)

1. 동일한 외경과 일정한 길이를 갖고 일직선상에 배치되는 복수 개의 강관(20,21)과;
   서로 이웃한 2개의 강관(20,21) 사이에 위치되어 강관의 연결 및 선회 관입을 유도하는 이음용 강관 날개(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 이음용 강관 날개(30)는,
   강관(20 또는 21)의 외경과 동일한 외경을 갖는 원통형 보스(31)와 원통형 보스(31)의 외주면에 형성된 나선날개(32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 원통형 보스(31)와 강관(20,21)은 어느 하나가 다른 한쪽으로 일정 깊이만큼 삽입된 후 외부로 드러난 접합면이 용접되어 이음용 강관 날개(30)가 강관(20,21)에 일체로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 원통형 보스(31)와 강관(20,21)은 어느 하나가 다른 한쪽으로 일정 깊이만큼 삽입된 후 그 삽입된 둘레영역에서 직경 방향으로 강제 끼움된 연결핀(40)을 통해 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 이음용 강관 날개(30)는,
   서로 이웃한 2개의 강관(20,21)에 있어 상부측 강관(20)의 하단에 형성된 상부 나선날개(120)와 하부측 강관(21)의 상단에 형성된 하부 나선날개(121)로 구성되고, 상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)는 동일한 나선 형상과 크기를 갖고 상호 면착되어져 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.
6. 제 5항에 있어서,
   상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)는 접합면의 둘레를 따라 용접으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.
7. 제 5항에 있어서,
   상부 나선날개(120)와 하부 나선날개(121)는 원주상에 일정간격을 가지고 배치된 볼트(50)와 너트(52)의 나사 결합에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 관입을 위한 날개를 이음용으로 활용한 강관 말뚝.

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