KR20130121622A

KR20130121622A - 지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법

Info

Publication number: KR20130121622A
Application number: KR1020120044990A
Authority: KR
Inventors: 강상욱; 유지훈
Original assignee: (주)아리터
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-11-06

Abstract

본 발명은 제1지지파일과 제2지지파일을 길이방향을 따라 서로 연결하는 장치 및 이를 구비한 지지파일에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 지지파일용 연결장치는, 상기 제1지지파일의 상면 또는 하면에 결합되는 판체; 상기 제1지지파일의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며, 상기 제2지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 제2지지파일과 결합되는 안내지지체; 및 상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 제1지지파일에 고정 결합되는 판체에 형성된 안내지지체의 홈부에 제2지지파일의 단부가 안내 삽입되면서 해당 단부의 내ㆍ외주면이 홈부의 내주면에 의해 안정적으로 지지됨으로써, 지지파일이 정확한 위치에 안정적으로 연결될 수 있고, 안내지지체의 복수의 체결홀과 제2지지파일의 복수의 결합홀을 각각 관통하여 체결되는 복수의 체결수단을 더 포함하여 제2지지파일에 무용접으로 결합될 수 있으며, 복수의 체결수단을 각각 수용하면서 안내지지체의 내주면에 돌출 형성되는 복수의 수용돌출부를 더 구비하여 체결 안정성과 내측 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시킬 수 있고, 제2지지파일의 두께와 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체를 더 포함하여 다양한 두께의 제2지지파일에 널리 적용될 수 있다.

Description

지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법 {CONNECTING APPARATUS FOR SUPPORTING PILE, SUPPORTING PILE WITH THE SAME AND CONSTRUCTION METHOD OF SUPPORTING PILE USING THE SAME}

본 발명은 지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 지지파일을 서로 정확한 위치에 안정적으로 연결할 수 있어 복합 파일을 용이하게 구현할 수 있고, 무용접 연결도 가능하며, 다양한 두께의 지지파일에도 널리 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 내측 충진부에 대한 전단 지지력도 향상시킬 수 있는 지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물이나 토목구조물을 지반 상에 건조할 때, 지반이 연약하거나 건축구조물이나 토목구조물의 하중이 큰 경우에는 하중에 대한 충분한 지지력 확보를 위해 지지파일이 사용된다.

이러한 지지파일로는 PHC 파일과 같은 콘크리트계 파일, 강관 파일, 이종의 파일을 서로 연결한 복합 파일 등이 이용되고 있다.

상기 콘크리트계 파일은 강관파일에 비해 자재비가 훨씬 저렴하지만 항타 시공시에 지반의 저항력이 커서 파일의 두부가 손상될 우려가 있고, 전단력이나 토크에 대한 저항력이 약한 단점이 있다.

반면, 강관 파일은 콘크리트계 파일에 비해 자재비가 2 ~ 4배 가량 비싼 단점이 있지만, 전단력이나 토크 등의 힘에 대해서도 저항력이 강하고 전 길이에 걸쳐 그 저항력이 균일하며 항타 시공도 용이하다.

이러한 콘크리트계 파일과 강관 파일의 단점을 극복하여 저렴하면서도 고품질의 지지파일을 확보하기 위해 이종의 지지파일을 길이 방향을 따라 서로 연결한 복합 파일이 제작 및 시공되며, 이종의 지지파일을 서로 연결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 지지파일용 연결장치(30)가 사용된다.

종래의 지지파일용 연결장치(30)는, 콘크리트계 파일인 PHC 파일로 구비되는 제1지지파일(10)과 강관 파일로 구비되는 제2지지파일(20)을 연결하여 복합 파일을 형성할 수 있도록 구비된 것으로서, 제1지지파일(10)의 연결판(12)에 용접 결합되는 원형판(31), 원형판(31)의 상면에 형성되어 강관 파일(20)의 외주면에 밀착되게 구비된 원통체(32), 원형판(31)에 대해 원통체(32)를 지지 보강하는 보강체(33) 및 원통체(32)와 제2지지파일(20)을 체결하는 체결수단(34)으로 이루어진다.

그러나 종래의 지지파일용 연결장치(30)는 일종의 띠 형상을 갖는 원통체(32)만이 제2지지파일(20)의 외주면을 안내 지지하게 구현되어, 그 지지 안정성이 충분하지 않는 단점이 있고, 이에 따라 지지파일용 연결장치(30)에 의해 형성된 복합 파일에 측방향 토크나 전단력이 작용할 경우에는 원통체(32)가 손상되면서 제1지지파일(10)에 대한 제2지지파일(20)의 위치나 결합 안정성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

특히, 종래의 지지파일용 연결장치(30)를 이용하여 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)을 연결하여 형성된 복합 파일을 지반에 회전 압입, 관입시킬 때에는 강한 비틀림 힘이 복합 파일에 작용되는데, 제2지지파일(20)의 외주면을 지지하는 원통체(32)의 지지 안정성이 충분하지 않아 원통체(32)가 손상되기 때문에 이와 같은 복합 파일은 회전 압입, 관입 시공이 불가능한 한계가 있다.

또한, 종래의 지지파일용 연결장치(30)는 반드시 번거로운 용접 작업을 통해 제1지지파일(10)에 연결되어야 하며, 용접 부분에 하자가 발생할 경우 제1지지파일(10)과의 결합 안정성이 급격히 저하되는 단점이 있다.

게다가, 제2지지파일(20)의 외경에 정확히 대응되는 내경을 갖는 원통체(32)를 구비한 연결장치(30)를 구비해야 하므로, 다양한 직경의 제2지지파일(20)에 널리 적용될 수 없는 한계가 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 제1지지파일에 대한 제2지지파일의 위치를 정확히 안내하면서 안정적인 연결을 구현할 수 있고, 견고하게 무용접 체결할 수 있으며, 제2지지파일과 체결되는 부분의 너비와 다른 두께를 갖는 제2지지파일도 용이하게 연결할 수 있는 지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법을 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 지지파일용 연결장치는, 제1지지파일과 제2지지파일을 길이방향을 따라 서로 연결하는 장치로서, 상기 제1지지파일의 상면 또는 하면에 결합되는 판체; 상기 제1지지파일의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며, 상기 제2지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 제2지지파일과 결합되는 안내지지체; 및 상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체; 를 포함한다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 안내지지체에 형성된 복수의 체결홀과 상기 복수의 체결홀에 대응되게 상기 제2지지파일에 형성된 복수의 결합홀을 각각 관통 체결함으로써 상기 안내지지체를 상기 제2지지파일과 결합시키는 복수의 체결수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 안내지지체는, 그 내주면으로 돌출 형성되어 상기 안내지지체에 관통 체결되는 복수의 체결수단을 내부에 각각 수용하여 그 체결 안정성을 향상시킴과 동시에 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 복수의 수용돌출부;를 더 포함할 수 있다.

상기 안내지지체는, 상기 홈부에 대한 상기 제2지지파일의 삽입 위치를 안내하고 상기 안내지지체와 상기 제2지지파일 간의 전단 지지력을 향상시키도록, 상기 제2지지파일의 외주면에 대응되는 상기 홈부의 내주면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 제2지지파일의 외주면에 구비된 하나 이상의 돌출키가 삽입되는 하나 이상의 키홈;을 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면이 상기 안내지지체에 의해 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제2지지파일의 내주면 또는 외주면과 상기 홈부의 내주면 사이에 개재되어 상기 제2지지파일의 두께와 상기 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체;를 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 제1지지파일의 단부 내주면 또는 외주면을 감싸 지지하도록 상기 판체에 형성되며, 복수의 나사홀을 구비한 보강플레이트;를 더 포함하되, 상기 보강플레이트는, 상기 복수의 나사홀을 각각 수평 관통하여 상기 제1지지파일에 체결되는 복수의 수평 체결부재에 의해 상기 제1지지파일에 고정되게 구비될 수 있다.

상기 보강체는, 상기 안내지지체와 함께 상기 보강플레이트도 상기 판체에 대해 보강 지지할 수 있도록 상기 안내지지체에서 상기 보강플레이트까지 연장 형성될 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 안내지지체를 통해 상기 제2지지파일과 결합되는 상기 판체 및 상기 제1지지파일의 상면 또는 하면 사이에 개재 결합되는 결합체;를 더 포함하되, 상기 판체에 형성된 고정홀을 각각 수직 관통하여 상기 제1지지파일에 결합되는 복수의 수직 체결부재에 의해 상기 판체가 상기 제1지지파일과 결합되게 구비될 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 복수의 수직 체결부재를 상기 결합체에 체결하기 용이하도록 상기 제2지지파일의 복수의 공간홀에 대응되게 상기 안내지지체에 형성된 복수의 스페이스홀에 각각 설치되어 상기 공간홀과 상기 스페이스홀을 폐쇄하고 상기 복수의 수직 체결부재의 두부를 덮어 보호하면서 상기 판체에 대해 상기 공간홀의 상단 내측을 지지하도록, 상기 공간홀에 대응되는 형상을 가지며 상기 수직 체결부재의 두부가 수용되는 수용홈부를 각각 구비한 복수의 지지덮개;를 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 하나 이상의 보강체에 형성된 설치홈 또는 설치홀에 설치되어 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 보강골재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 지지파일은, 소정의 다른 연결 대상 지지파일과 연결될 수 있게 구비된 지지파일로서, 기둥 형상의 파일체; 상기 파일체의 상면 또는 하면에 설치되는 연결판; 및 상기 연결판에 결합되는 판체, 상기 파일체의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며 상기 연결 대상 지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 연결 대상 지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 연결 대상 지지파일과 결합되는 안내지지체, 및 상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체를 포함하는 지지파일용 연결장치;를 포함하되, 상기 연결판과 상기 판체가 일체로 형성된다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 안내지지체에 형성된 복수의 체결홀과 상기 복수의 체결홀에 대응되게 상기 연결 대상 지지파일에 형성된 복수의 결합홀을 각각 관통 체결함으로써 상기 안내지지체를 상기 연결 대상 지지파일과 결합시키는 복수의 체결수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 안내지지체는, 상기 홈부에 대한 상기 연결 대상 지지파일의 삽입 위치를 안내하고 상기 안내지지체와 상기 연결 대상 지지파일 간의 전단 지지력을 향상시키도록, 상기 연결 대상 지지파일의 외주면에 대응되는 상기 홈부의 내주면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 연결 대상 지지파일의 외주면에 구비된 하나 이상의 키가 삽입되는 하나 이상의 키홈;을 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치는, 상기 연결 대상 지지파일의 단부 내ㆍ외주면이 상기 안내지지체에 의해 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 연결 대상 지지파일의 내주면 또는 외주면과 상기 홈부의 내주면 사이에 개재되어 상기 연결 대상 지지파일의 두께와 상기 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법은, 제1ㆍ제2지지파일이, 상기 제1지지파일의 상면 또는 하면에 결합되는 판체, 상기 제1지지파일의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며, 상기 제2지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 제2지지파일과 결합되는 안내지지체 및 상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체를 포함하는 지지파일용 연결장치를 통해 서로 연결된 형태로 지반에 시공하는 방법으로서, 상기 지반에 상기 제2지지파일에 대응되는 길이만큼 지반개량체를 형성하는 단계; 상기 제1지지파일을 상기 지반개량체에 삽입하고 항타 관입 또는 회전 압입하는 단계; 상기 제1지지파일의 상단에 상기 지지파일용 연결장치를 결합하는 단계; 상기 제2지지파일을 그 하단부가 상기 안내지지체의 상기 홈부에 삽입되게 상기 지지파일용 연결장치에 설치하는 단계; 상기 지지파일용 연결장치와 상기 제2지지파일을 결합하는 단계; 및 상기 제1ㆍ제2지지파일이 상기 지지파일용 연결장치에 의해 연결된 복합 파일을 항타 관입 또는 회전 압입하는 단계;를 포함한다.

상기 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법에 있어서, 상기 지지파일용 연결장치는, 상기 안내지지체에 형성된 복수의 체결홀과 상기 복수의 체결홀에 대응되게 상기 제2지지파일에 형성된 복수의 결합홀을 각각 관통 체결함으로써 상기 안내지지체를 상기 제2지지파일과 결합시키는 복수의 체결수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법에 있어서, 상기 안내지지체는, 그 내주면으로 돌출 형성되어 상기 안내지지체에 관통 체결되는 복수의 체결수단을 내부에 각각 수용하여 그 체결 안정성을 향상시킴과 동시에 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 복수의 수용돌출부;를 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법에 있어서, 상기 안내지지체는, 상기 홈부에 대한 상기 제2지지파일의 삽입 위치를 안내하고 상기 안내지지체와 상기 제2지지파일 간의 전단 지지력을 향상시키도록, 상기 제2지지파일의 외주면에 대응되는 상기 홈부의 내주면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 제2지지파일의 외주면에 구비된 하나 이상의 돌출키가 삽입되는 하나 이상의 키홈;을 더 포함할 수 있다.

상기 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법에 있어서, 상기 지지파일용 연결장치는, 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면이 상기 안내지지체에 의해 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제2지지파일의 내주면 또는 외주면과 상기 홈부의 내주면 사이에 개재되어 상기 제2지지파일의 두께와 상기 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체;를 더 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법에 의하면, 제1지지파일에 고정 결합되는 판체에 형성된 안내지지체의 홈부에 제2지지파일의 단부가 안내 삽입되면서 해당 단부의 내ㆍ외주면이 홈부의 내주면에 의해 안정적으로 지지됨으로써, 제1ㆍ제2지지파일이 정확한 위치에 안정적으로 연결될 수 있다.

이에 따라, 제1지지파일로는 PHC파일, 제2지지파일로는 제1지지파일보다 작은 직경의 강관파일을 적용하여 견고하게 연결함으로써 복합 파일을 형성할 수 있으므로, 자재비 절감을 구현하는 복합 파일이나 항타가 용이한 복합 파일 등의 다양한 복합 파일을 용이하게 구현할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 지지파일용 연결장치를 이용하여 제1ㆍ제2지지파일을 연결해 형성된 복합 파일은 이처럼 제1ㆍ제2지지파일과 지지파일용 연결장치가 견고하게 연결되어 강한 비틀림 힘, 전단력 및 토크 등에도 잘 견딜 수 있으므로, 이러한 복합 파일을 지반에 회전 압입, 관입 시공할 수도 있다.

그리고 안내지지체의 복수의 체결홀과 제2지지파일의 복수의 결합홀을 각각 관통하여 체결되는 복수의 체결수단을 더 포함하여 제2지지파일에 무용접으로 간편하게 결합될 수 있으며, 복수의 체결수단을 수용하면서 안내지지체의 내주면에 돌출 형성되는 복수의 수용돌출부를 더 구비하여 체결 안정성과 내측 충진부에 대한 전단 지지력도 향상시킬 수 있다.

또한, 제2지지파일의 내주면과 홈부의 내주면 사이에 개재되어 제2지지파일의 두께와 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체를 더 포함하여, 다양한 두께에 맞게 피팅체를 변경하는 용이한 방식으로 다양한 두께의 제2지지파일에 널리 적용될 수 있다.

그리고 제1지지파일의 단부 내주면이나 외주면을 감싸 지지하며 복수의 수평 체결부재에 의해 제1지지파일에 체결되는 보강플레이트를 더 포함하여, 제1지지파일과의 연결을 더욱 견고하고 안정되게 할 수 있으며, 보강체가 판체로부터 이러한 보강플레이트까지 연장 형성됨으로써 구조적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.

게다가, 제1지지파일의 단부와 판체 사이에 개재되도록 제1지지파일에 결합되는 결합체가 더 구비되고, 복수의 수직 체결부재가 판체의 고정홀을 관통하여 결합체에 체결되게 구비됨으로써, 제1지지파일에도 무용접으로 간편하게 결합될 수 있다.

뿐만 아니라, 제2지지파일의 직경이 커서 수직 체결부재의 체결이 난해한 경우에도 제2지지파일에 스페이스홀을 형성하여 체결 공간을 확보하고, 수직 체결부재의 체결 후에는 수직 체결부재를 덮는 형태로 스페이스홀에 설치되는 지지덮개를 더 구비함으로써, 수직 체결부재의 두부를 보호할 수 있고, 판체에 대해 스페이스홀의 상단 내측을 지지하여 복합 파일의 지지력을 향상시킬 수 있으며, 스페이스홀을 폐쇄하여 외부의 충진물이 복합 파일의 내부로 유입되는 것도 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일이 연결된 상태를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치의 분리 사시도,
도 4와 도 5는 도 2에 도시된 A-A의 평단면도 및 B-B의 정단면도,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치가 지지파일에 다양하게 설치 또는 구비되는 형태를 보여주는 정단면도,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일을 연결하여 형성된 복합 파일을 지반에 시공된 상태로 도시한 정단면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치가 거꾸로 적용되어 제1ㆍ제2지지파일을 연결해 형성된 복합 파일을 지반에 시공된 상태로 도시한 정단면도,
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치가 서로 동일한 한 쌍의 지지파일을 서로 연결할 수 있게 변형 구비된 형태를 도시한 정단면도,
도 10a와 도 10b는 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일이 연결된 상태를 도시한 평단면도 및 C-C의 정단면도,
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일이 연결된 상태를 도시한 평단면도, D-D의 정단면도, 및 E-E의 평단면도,
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치에 있어서, 보강플레이트가 제2지지파일의 외측에 변형 구비된 형태를 도시한 정단면도,
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일이 연결된 상태를 도시한 평단면도, F-F의 정단면도, 및 G-G의 평단면도,
도 13d는 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일용 연결장치가 하나의 키홈에 다수의 돌출키가 삽입되게 구비된 제2지지파일을 제1지지파일과 연결한 상태를 도시한 정단면도,
도 14a와 도 14b는 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일이 연결된 상태를 도시한 평단면도 및 H-H의 정단면도,
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치에 있어서, 보강골재가 보강체의 내측 방향으로 변형 구비된 형태를 도시한 정단면도,
도 16a와 도 16b는 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일용 연결장치를 통해 제1ㆍ제2지지파일이 연결된 상태를 도시한 평단면도 및 I-I의 정단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 지지파일용 연결장치는 제1지지파일과 제2지지파일을 길이방향을 따라 서로 정확한 위치에 안정적으로 연결하여 복합 파일을 구현하는 장치에 관한 것이다.

이하의 실시예들에서는 주로 제1지지파일로서 콘크리트계 파일인 PHC 파일이 적용되고, 제2지지파일로서 강관 파일이 적용되는 경우를 설명하였으나, 제1ㆍ제2지지파일이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)는 판체(110), 안내지지체(120), 복수의 보강체(130), 복수의 체결수단(140) 및 피팅체(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 판체(110)는 제1지지파일(10)의 상면에 대응되는 형상으로 구비되어 제1지지파일(10)의 상면에 용접 등의 방식으로 결합된다.

상기 안내지지체(120)는 제2지지파일(20)의 단부가 안내 삽입될 수 있게 제2지지파일(20)의 단부 내ㆍ외주면을 모두 감싸 지지할 수 있도록 제2지지파일(20)의 단부에 대응되는 형상으로 구비되며, 제1지지파일(20)에 대한 제2지지파일(20)의 위치를 정확히 안내하고, 그 결합 안정성을 향상시킨다.

이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 안내지지체(120)의 중심부에는 제2지지파일(20)의 단부가 삽입되며 제2지지파일(20)의 단부 내ㆍ외주면을 모두 감싸 지지할 수 있도록 소정의 너비를 갖는 홈부(121)가 구비된다.

이러한 안내지지체(120)에는 복수의 체결홀(123)이 형성되며, 후술되는 체결수단(140)이 복수의 체결홀(123)과 이에 대응되게 제2지지파일(20)에 형성된 복수의 결합홀(21)과 피팅체(150)의 관통홀(151)을 관통하여 체결됨으로써 안내지지체(120)와 제2지지파일(20)을 결합한다.

그리고 상기 안내지지체(120)의 내주면에는 체결홀(123)과 결합홀(21)을 관통하여 안내지지체(120)와 제2지지파일(20)을 결합하는 체결수단(140)의 단부를 수용하는 수용돌출부(122)가 형성됨으로써, 안내지지체(120)에 대한 체결수단(140)의 체결 안정성을 향상시킨다.

또한, 상기 수용돌출부(122)는 안내지지체(120)의 내주면에서 내측으로 돌출 구비되므로, 지지파일용 연결장치(100)에 의해 형성된 복합 파일이 지반(GD)에 시공된 상태에서, 지지파일용 연결장치(100)의 내측에 충진 경화되어 형성된 충진부(CF')에 대한 복합 파일의 전단 지지력을 향상시키는 역할도 수행한다.

복수의 보강체(130)는 판체(100)와 안내지지체(120)의 표면에 각각 수직으로 덧대어진 플레이트 형상으로 구비되어 판체(100)에 대해 안내지지체(120)를 보강 지지하는 역할을 한다.

본 발명의 제1실시예에 있어서, 복수의 보강체(130)의 각각 삼각 플레이트 형상으로 구현되었으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

복수의 체결수단(140)은 전술된 바와 같이, 안내지지체(120)의 복수의 체결홀(123)과 이에 대응되게 제2지지파일(20)에 형성된 복수의 결합홀(21)과 피팅체(150)의 체결수단(140)을 관통하여 체결됨으로써 안내지지체(120)와 제2지지파일(20)을 결합한다.

이에 따라 지지파일용 연결장치(100)와 제2지지파일(20)을 용접 작업 없이도 서로 연결할 수 있거나, 복수의 체결수단(140)에 의해 연결된 지지파일용 연결장치(100)와 제2지지파일(20)에 대한 용접 작업이 보조적으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 있어서, 복수의 체결수단(140)은 수용돌출부(122)의 내부에 수용되게 체결되는 나사로 구현되었으나, 그 구현 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 피팅체(150)는 제2지지파일(20)의 단부 내ㆍ외주면이 안내지지체(120)에 의해 안정적으로 접촉 지지될 수 있도록 제2지지파일(20)의 내주면과 홈부(121)의 내주면 사이에 개재되어 제2지지파일(20)의 두께와 홈부(121)의 너비 간의 차이를 보상한다.

상기 피팅체(150)는 제2지지파일(20)의 내주면과 홈부(121)의 내주면 사이에 개재되어 홈부(121)의 안쪽 내주면보다 큰 직경을 갖는 제2지지파일(20)의 내주면을 보상하게 구현될 수도 있고, 제2지지파일(20)의 외주면과 홈부(121)의 내주면 사이에 개재되어 홈부(121)의 바깥쪽 내주면보다 작은 직경을 갖는 제2지지파일(20)의 외주면을 보상하게 구현될 수도 있으며, 제2지지파일(20)의 두께와 홈부(121)의 너비가 동일하게 구비되는 경우에는 본 발명의 지지파일용 연결장치(100)에 구비되지 않을 수도 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)는 복수의 체결수단(140)이 관통할 수 있도록 복수의 관통홀(151)이 형성된 상태로 구현되었으나, 그 구현 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 가상선으로 도시한 바와 같이 복수의 체결수단(140)이 관통하는 부분이 오목하게 구비되어 별도의 관통홀(151)이 형성되지 않더라도 복수의 체결수단(140)과 간섭을 일으키지 않게 구현될 수도 있으며, 이러한 오목한 부분은 곡선이나 직선으로 이루어진 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)는, 체결수단(140), 수용돌출부(122) 및 피팅체(150)를 포함하여 구현되었으나, 이러한 체결수단(140), 수용돌출부(122) 및 피팅체(150)는 필수적인 구성요소가 아님을 밝혀둔다.

만약, 본 발명에 따른 지지파일용 연결장치(100)가 체결수단(140), 수용돌출부(122) 및 피팅체(150)를 포함하지 않게 구현된다면, 안내지지체(120)와 제2지지파일(20)의 연결은 용접 등과 같은 작업에 의해 이루어질 수 있으며, 제2지지파일(20)의 두께에 대응되는 너비의 홈부(121)를 갖는 안내지지체(120)가 구비된 지지파일용 연결장치(100)를 적용해야 할 것이다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 제2지지파일(20)의 제조 과정에서 제2지지파일(20)에 구비된 상태로 제조되어 시공 현장에서는 지지파일용 연결장치(100)와 제1지지파일(10)의 연결판(12)을 용접하는 형태로 구현될 수 있고, 도 6b나 도 6c에 도시된 바와 같이, 제1지지파일(10)의 제조 과정에서 제1지지파일(10)에 구비된 상태로 제조되어 시공 현장에서는 지지파일용 연결장치(100, 100')의 안내지지체(120)와 제2지지파일(20)을 복수의 체결수단(140)으로 연결하는 형태로 구현될 수도 있다.

물론, 이와 달리 도 6d에 도시된 바와 같이 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)과는 별도로 제조되어 시공 현장에서 지지파일용 연결장치(100)와 제1지지파일(10)의 연결판(12)을 용접하고 지지파일용 연결장치(100)의 안내지지체(120)와 제2지지파일(20)을 복수의 체결수단(140)으로 연결하는 형태로 구현될 수 있음을 물론이다.

그리고 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100')가 제1지지파일(10)의 제조 과정에서 제1지지파일(10)에 구비된 상태로 제조되는 경우에는, 판체(110')가 제1지지파일(10)의 연결판과 일체화된 형태로 제조될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)를 통해 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)을 연결하여 형성된 복합 파일을 지반(GD)에 시공된 상태로 도시한 단면도이다.

이하, 이와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)를 이용하여 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)을 서로 연결된 형태로 지반(GD)에 시공하는 방법을 구체적으로 설명한다.

우선, 지반(GD)에 지반개량체 형성 장비를 이용해 제2지지파일(20)에 대응되는 길이만큼 시멘트를 주입하며 교반하여 지반개량체(GI)를 형성한다.

그리고 제1지지파일(10)을 지반개량체(GI)에 삽입하고 지반개량체(GI)의 하측 지반(GD)으로 항타 관입 또는 회전 압입한다.

물론, 항타 및 회전 압입 방식이 아닌 매입공법 방식이 적용될 수도 있으며, 항타 압입 작업이 용이하도록 해당 작업 전에 프리보링(Pre-Boring) 작업이 선택적으로 이루어질 수도 있다.

다음, 제1지지파일(10)의 상단에 지지파일용 연결장치(100)를 결합하고, 제2지지파일(20)의 하단부가 그 내ㆍ외주면이 안내지지체(120)의 홈부(121) 내주면에 의해 안정적으로 안내 지지되도록 제2지지파일(20)의 하단부를 홈부(121)에 삽입 설치한다.

이후, 복수의 체결수단(140)을 이용하여 지지파일용 연결장치(100)와 제2지지파일(20)을 결합시킴으로써, 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)이 지지파일용 연결장치(100)에 의해 연결된 복합 파일을 형성한다.

그 후, 이렇게 형성된 복합 파일을 지반(GD)에 최종 항타 관입 또는 회전 압입하고, 복합 파일의 내부에 충진물을 충진 및 경화시켜 내측 충진부(CF')를 형성한다.

이상 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)를 이용하여, 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)을 서로 연결된 형태로 지반(GD)에 시공하는 방법을 설명함에 있어서, 지지파일용 연결장치(100)에 피팅체(150)는 구비되지 않는 형태로 그 시공방법을 설명하지만 제2지지파일(20)의 하단부를 홈부(121)에 삽입 설치하는 단계에서 피팅체(150)가 더 설치될 수도 있다.

또한, 후술되는 실시예들도 이와 같은 시공방법으로 지반(GD)에 시공될 수 있으며, 지지파일용 연결장치(100)의 다양한 실시예에 따라, 제1지지파일(10)에 지지파일용 연결장치(100)를 결합하는 공정은, 용접 결합하는 공정, 수직 체결부재를 이용하여 결합하는 공정 등 다양한 형태의 공정이 적용될 수 있고, 이와 유사하게 지지파일용 연결장치(100)에 제2지지파일(20)을 결합하는 공정도, 체결수단(140)을 이용하여 결합하는 공정, 용접 결합하는 공정 등 다양한 형태의 공정이 적용될 수 있다.

그리고 상기 지반개량체(GI)를 형성하는 단계에서 제1지지파일(10)의 항타 관입 또는 회전 압입 시에 오버플로우를 방지하기 위해 소정의 만큼 굴착하여 토사나 지반개량체(GI) 상부를 제거하는 작업이 더 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 지지파일용 연결장치(100)를 통해 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)이 서로 연결되어 형성된 복합 파일을 지반(GD)에 시공하는 방법은 당연하게도 상술한 바와 같은 방법만 있는 것은 아니며, 지상에서 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)을 지지파일용 연결장치(100)로 연결하여 완전하게 형성된 복합 파일을 지반(GD)에 항타 관입하거나 지반개량체(GI)에 회전 압입하는 형태와 같이 통상의 기술자에게 자명한 시공방법으로 시공될 수도 있음을 물론이다.

이와 같이 시공된 복합 파일은, 지반개량체(GI)가 제2지지파일(20)과 일체 거동하게 되면서 건축구조물 또는 토목구조물로부터 인가되는 수평력에 의해 상대적으로 큰 힘을 받게 되는 복합 파일 상단부의 수평지지력이 크게 향상되고 제2지지파일(20)의 휨 모멘트가 매우 작게 발생하게 되면서도 제2지지파일(20)이 제1지지파일(10)보다 작은 직경으로 구비되므로 자재 비용을 절감할 수 있다.

게다가, 지반개량체(GI)의 제2지지파일(20)과의 주변부 마찰력이 증가하여 연직지지력이 증가하게 되는 장점을 가지게 된다. 추가적인 연직지지력 상승 효과를 위해, 파일 주변부에 마찰저항구조체를 제2지지파일(20) 외주면에 돌출되게 설치함으로써, 연직 지지력을 극대화시킬 수 있는 지지파일용 연결장치 기능을 충분히 수행하게 구현될 수도 있다.

또한, 지지파일용 연결장치(100)에 구비되는 수용돌출부(122)가 내측 충진부(CF')에 대한 복합 파일의 지지력을 향상시키므로 내측 충진부(CF), 지반개량체(GI)와 제2지지파일(20)이 더욱 견고하게 일체 거동할 수 있다.

여기서, 상기 지반개량체(GI)의 깊이를 결정하게 되는 제2지지파일(20)의 길이는 제1지지파일(10)의 횡방향 지반반력계수, 직경, 탄성계수, 단면 2차 모멘트가 반영된 특성치의 역수에 의해 결정되는 수평지지력 분담 길이에 대응되게 구현될 수 있고, 이에 따라 제2지지파일(20)의 무의미한 부분을 줄여 자재 비용이나 시공 비용을 최소화할 수 있다.

한편, 도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)가 거꾸로 적용되어 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)을 연결해 형성된 복합 파일은 지반(GD)에 대한 항타 압입의 저항이 감소된 복합 파일로서 이용될 수 있다.

마찬가지로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)가 거꾸로 적용되되, 제2지지파일(20')로서 내ㆍ외주면에 보강철근(24)이 구비된 강관 파일이 적용되어 형성된 복합 파일은, 고강도 충진부(HF)와 제2지지파일(20')의 부착력이 크게 증대되어 고강도 충진부(HF)와 제2지지파일(20')이 일체 거동하면서 선단부의 지지력이 향상된 복합 파일로서 이용될 수 있다.

여기서, 지지파일용 연결장치(100)를 통해 견고한 복합 파일을 형성함과 동시에 고강도 충진부(HF)와의 일체 거동을 위해서 제2지지파일(20')의 내ㆍ외주면에 보강철근(24)과 같은 원형 형상뿐만 아니라, 디스크 형상, 사각 형상, 사다리꼴 형상, 오목 볼록 형상, T 형상, ㄱ 형상, ㄴ 형상, ㄷ 형상 등 마디부 전단저항 구조체를 가지는 것을 모두 포함할 수 있다.

또한, 제2지지파일(20)은 리브형 강관이나 슬래브 강관, 다공강관, 돌출부 부착 각형 강관, H형강 일체형 강관, T형강 일체형 강관, 다양한 형상의 강관 등을 이용하여 고강도 충진부와 일체 거동을 하게 함과 동시에 제2지지파일이 지지파일용 연결장치(100)를 통해 견고하게 복합 파일을 이루 수 있도록 구현될 수 있다.

즉, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)가 거꾸로 적용되어 판체(100)의 하면에 안내지지체(120)가 형성된 형태로 구현될 수도 있음을 보여준다.

전술한 바와 같이, 이러한 복합 파일을 시공할 때에 복합 파일의 하단부는 선단 지지력 향상을 위해 고강도 충진부(HF)를 제2지지파일(20)을 감싸게 형성하고, 제1지지파일(10)의 주변에는 일반적인 강도의 충진부(CF)를 형성할 수도 있다.

또 한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 서로 동일한 직경을 갖는 제1ㆍ제2지지파일(10, 20'')도 서로 연결할 수 있는 형태로 구현될 수도 있다.

이 경우, 판체(110'')는 제1지지파일(10)의 상면보다 크게 구비되는 것이 바람직하며, 안내지지체(120'')의 홈부(121')도 제2지지파일(20'')의 두께에 대응되도록 크게 구비되어야 할 것이다.

물론, 본 발명에 따른 지지파일용 연결장치(100)는 안내지지체(120)의 홈부(121)의 너비가 더 크게 구비되어, 판체(110)와 결합되는 제1지지파일(10)보다 홈부(121)에 삽입되는 제2지지파일(20)이 더 큰 직경을 갖는 복합 파일을 형성하는 데에 적용되게 구현될 수도 있다.

이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-1)의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-1)는, 피팅체(150)가 구비되지 않는다는 점, 안내지지체(120-1)의 높이, 수용돌출부(122')와 체결수단(140)의 구비 개수 및 배치를 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)와 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-1)의 안내지지체(120-1), 수용돌출부(122) 및 체결수단(140)을 중심으로 설명하고, 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호로 표기하고 이에 대한 자세한 설명은 제1실시예의 설명을 참조하도록 한다.

상기 안내지지체(120-1)는 도 10b에 도시된 바와 같이, 측면에서 바라볼 때에 복수의 체결수단(140)을 두 개의 열로 배치하기 위해 제1실시예에 비해 더 높게 구비된다.

그리고 상기 안내지지체(120-1)의 내주면에는 측면에서 바라볼 때에 두 개의 열로, 평면에서 바라볼 1열의 수용돌출부(122')와 2열의 수용돌출부(122')가 하나 걸러 하나씩 위치되게 복수의 수용돌출부(122')가 구비된다.

상기 복수의 체결수단(140)은 이러한 복수의 수용돌출부(122')에 하나씩 수용되도록 측면에서 바라볼 때에 두 개의 열로 안내지지체(120-1)와 제2지지파일(20)을 관통 체결한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-1)는 이러한 수용돌출부(122) 및 체결수단(140)의 구비 개수 및 배치로 인해, 안내지지체(120-1)와 제2지지파일(20)의 결합이 제1실시예에 비해 훨씬 견고해질 수 있고, 이에 따라 안내지지체(120-1)와 제2지지파일(20)의 결합을 완전한 무용접으로 구현할 수 있으므로, 현장에서의 연결 작업이 매우 간편한 장점이 있다.

특히, 평면에서 바라볼 1열의 수용돌출부(122')와 체결수단(140) 및 2열의 수용돌출부(122')와 체결수단(140)이 하나 걸러 하나씩 위치되는 배치는, 수평 또는 수직 하중에 의한 응력이 안내지지체(120-1)나 제2지지파일(20)의 특정 부위에 집중되는 것을 차단함으로써 더욱 견고한 연결을 구현하게 된다.

이하, 도 11a 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-2)의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-2)는, 피팅체(150)가 구비되지 않는다는 점, 복수의 수평 체결부재(161)에 의해 제1지지파일(10)과 결합되는 보강플레이트(160)의 구성을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100)와 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-2)의 보강플레이트(160)와 복수의 체결부재(161)를 중심으로 설명하고, 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호로 표기하고 이에 대한 자세한 설명은 제1실시예의 설명을 참조하도록 한다.

상기 보강플레이트(160)는 제1지지파일(10)의 단부 내주면을 감싸 지지하도록 판체(110)에 형성되며, 도 11c에 도시된 바와 같이, 복수의 수평 체결부재(161)가 각각 관통하여 제1지지파일(10)에 체결될 수 있도록 복수의 나사홀(162)이 형성된다.

이러한 보강플레이트(160)는 제1지지파일(10)의 단부 내주면에 접촉되면서 제1지지파일(10)에 대한 지지파일용 연결장치(100-2)의 결합 위치를 안내하고, 그 결합 강도를 향상시킨다.

상기 수평 체결부재(161)는 보강플레이트(160)의 복수의 나사홀(162)을 각각 관통하여 제1지지파일(10)에 체결됨으로써, 보강플레이트(160)와 제1지지파일(10)을 결합시켜 제1지지파일(10)에 대한 지지파일용 연결장치(100-2)의 결합 강도를 제고한다.

이러한 수평 체결부재(161)는 도 11b와 도 11c에 도시된 바와 같이, 제1지지파일(10) 내부의 PC강연선(13)과 간섭이 일어나지 않도록 PC강연선(13) 사이에 각각 체결되게 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-2')는 이러한 보강플레이트(160')가 제1지지파일(10)의 단부 내주면이 아니라 외주면을 감싸 지지하는 형태로 판체(110)에 형성될 수도 있다. 이 경우, 복수의 수평 체결부재(161)는 제1지지파일(10)의 외측에서 제1지지파일(10)로 체결되어 보강플레이트(160')를 제1지지파일(10)에 결합시킨다.

본 발명의 제3실시예에 있어서, 상기 보강플레이트(160')는 제1지지파일(10)의 단부 내주면 또는 외주면을 감싸는 형태로 구현되었으나, 내주면과 외주면을 모두 감싸도록 판체(110)에 한 쌍에 구비될 수도 있으며, 제1지지파일(10)의 상단부에 홈이 있어 그 내주면이나 외주면에 매립되는 형태로 구현될 수도 있다.

이하, 도 13a 내지 도 13d를 참조하여, 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-3)의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-3)는, 안내지지체(120-2)의 홈부(121-2)에 형성되는 키홈(124) 및 보강체(130')의 구성을 제외하고는 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-2)와 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-3)의 키홈(124) 및 보강체(130')를 중심으로 설명하고, 제3실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호로 표기하고 이에 대한 자세한 설명은 제1실시예 및 제3실시예의 설명을 참조하도록 한다.

상기 키홈(124)은 제2지지파일(20-1)의 단부 외주면에 형성된 돌출키(22)가 삽입 슬라이딩 될 수 있도록 제2지지파일(20-1)의 단부 외주면에 접촉되는 홈부(121-2) 내주면에 형성되어, 홈부(121-2)에 대한 제2지지파일(20-1)의 삽입 위치를 안내하고 안내지지체(120-2)와 제2지지파일(20-1) 간의 슬립을 방지하여 전단 지지력을 향상시키는 역할을 한다.

이렇게 홈부(121-2)에 대한 제2지지파일(20-1)의 삽입 위치를 안내하는 역할은 제1실시예와 같이 체결수단(140)의 체결을 위해 결합홀(21)과 체결홀(123)의 위치를 정확히 일치시켜야 하는 경우 등에 특히 유용하다.

본 발명의 제4실시예는, 상기 제2지지파일(20-1)에 형성된 돌출키(22)는 하나의 키홈(124)에 하나씩 삽입되게 구현되었으나, 이에 한정되지 않고 도 13d에 도시된 바와 같이, 하나의 키홈(124)에 세 개의 돌출키(22')가 삽입되는 형태와 같이, 돌출키(22')가 제2지지파일(20-1')의 길이방향을 따라 복수가 구비된 형태로 구현될 수도 있다.

본 발명의 제4실시예에 있어서, 상기 키홈(124)은 단면 형상이 사각형이며, 120°간격으로 홈부(121-2)의 내주면에 세 개가 구비되었으나, 그 구비 형상 및 구비 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 키홈(124)은 단면 형상이 삼각형, 사각형, T형, L형, V형, 반원형, 타원형 등으로써 90°간격으로 홈부(121-2)의 내주면에 네 개가 구비되거나 60°간격으로 여섯 개가 구비될 수도 있다.

상기 보강체(130')는 도 13a에 도시된 바와 같이, 안내지지체(120-2)를 중심으로 크게 외측 보강체(131)와 내측 보강체(132)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 내측 보강체(132)는 안내지지체(120-2)와 함께 보강플레이트(160)도 판체(110)에 대해 보강 지지할 수 있도록 안내지지체(120-2)의 내주면에서 보강플레이트(160)까지 연장 형성된다.

이러한 보강체(130')로 인해 지지파일용 연결장치(100-3)의 내구성 및 제1ㆍ제2지지파일(10, 20-1)에 대한 결합 강도가 더욱 향상될 수 있다.

그리고 이러한 보강체(130')는, 도 12에 도시된 바와 같이, 보강플레이트(160')가 제1지지파일(10)의 단부 외주면을 감싸도록 구비되는 경우에는 그 외측 보강체(131)가 안내지지체(120-2)의 외주면에서 보강플레이트(160)까지 연장 형성되게 구현될 수도 있다.

이하, 도 14a 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-4)의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-4)는, 수직 체결부재(171)가 체결되는 결합체(170) 및 보강골재(180)의 구성을 제외하고는 본 발명의 제3실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-2)와 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-4)의 결합체(170)와 보강골재(180)를 중심으로 설명하고, 제3실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호로 표기하고 이에 대한 자세한 설명은 제1실시예 및 제3실시예의 설명을 참조하도록 한다.

상기 결합체(170)는 판체(110-1)와 제1지지파일(10-1)의 상면 사이에 개재되도록 제1지지파일(10-1)의 연결판(12)에 용접 결합된다. 이러한 결합체(170)는 판체(100-1)가 무용접 방식으로 제1지지파일(10-1)에 결합될 수 있도록 판체(110-1)의 복수의 고정홀(111)을 통해 복수의 수직 체결부재(171)가 체결될 수 있는 공간을 제공한다.

상기 수직 체결부재(171)는 판체(110-1)에 수직으로 형성된 복수의 고정홀(11)을 각각 관통하여 결합체(170)에 체결됨으로써, 판체(110-1)를 제1지지파일(10-1)에 고정하는 역할을 한다.

상기 보강골재(180)는 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 보강체(130-1)를 이루는 내측 보강체(132')에 형성된 설치홀(132-1)에 고정 설치되어, 시공 후에 지지파일용 연결장치(100-4)의 내부에 형성되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시켜 지지파일용 연결장치(100-4)와 충진부 간의 슬립 발생을 억제한다.

본 발명의 제5실시예에 있어서, 상기 보강골재(180)는 링 형상으로 구비되어 서로 직경이 동일한 한 쌍이 구비되었으나, 그 구비 형상, 크기, 개수 등이 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-4)는 내부에 충진부를 용이하게 형성할 수 있도록 막음판(14)이 구비된 제1지지파일(10-1)에 바람직하게 적용될 수 있다.

한편, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-4')에 있어서, 상기 보강골재(180')는 서로 다른 직경을 갖는 두 개가 구비되어 각각 내측 보강체(132'')에 형성된 설치홈(132-2)에 고정 설치되는 형태로 구현될 수도 있다.

이하, 도 16a 및 도 16b를 참조하여, 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-5)의 구성, 작용효과 및 사용상태를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-5)는, 보강플레이트(160)와 결합체(170)가 구비되지 않는다는 점, 안내지지체(120-3)의 스페이스홀(125), 수직 체결부재(171)의 구비 개수 및 지지덮개(190)의 구성을 제외하고는 본 발명의 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-4)와 그 구성이 유사하다.

따라서 이하, 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-5)의 안내지지체(120-3)의 스페이스홀(125) 및 지지덮개(190)를 중심으로 설명하고, 제5실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호로 표기하고 이에 대한 자세한 설명은 제1실시예, 제3실시예 및 제5실시예의 설명을 참조하도록 한다.

본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-5)와 제5실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-6)의 차이는 제2지지파일(20-2)의 직경 차이에 근거한다. 즉, 제2지지파일(20)의 직경이 충분히 작아 수직 체결부재(171)를 결합체(170)에 체결할 수 있는 공간이 확보되는 제5실시예의 경우에 비해, 제6실시예는 제2지지파일(20-2)의 직경이 제1지지파일(10)의 직경과 크게 차이가 나지 않아 수직 체결부재(171)를 제1지지파일(10)에 직접 체결하기 위한 공간이 충분히 확보될 수 없다.

따라서 본 발명의 제6실시예에 따른 지지파일용 연결장치(100-5)는 수직 체결부재(171)가 설치되는 공간에 공간홀(23)이 형성된 제2지지파일(20-2)에 적용되며, 이러한 공간홀(23)에 대응되게 안내지지체(120-3)에 스페이스홀(125)이 형성된다. 이러한 스페이스홀(125)과 공간홀(23)로 인해 수직 체결부재(171)의 체결을 위한 충분한 공간이 확보될 수 있다.

한편, 이렇게 복수의 스페이스홀(125)과 복수의 공간홀(23)이 존재할 경우, 제1ㆍ제2지지파일(10, 20-2)로 형성되는 복합 파일의 수직 하중에 대한 지지 강도가 저하될 수 있는데, 도 16b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 스페이스홀(125)과 복수의 공간홀(23)에 각각 설치되어 복수의 공간홀(23)의 상단 내측을 지지하는 복수의 지지덮개(190)에 의해 이러한 지지 강도의 저하를 방지할 수 있다.

그리고 복수의 지지덮개(190)는 그 하면에 수직 체결부재(171)의 머리 부분이 수용되는 수용홈부(191)가 구비되어 수직 체결부재(171)와 간섭 없이 설치될 수 있음과 동시에 수직 체결부재(171)의 머리 부분을 보호하고, 복수의 스페이스홀(125)과 복수의 공간홀(23)을 각각 폐쇄하여 스페이스홀(15)과 공간홀(23)을 통해 충진물 등이 복합 파일의 내부로 유입되는 것을 방지하는 복합적인 역할을 수행한다.

본 발명의 제6실시예에 있어서, 상기 스페이스홀(125), 공간홀(23) 및 지지덮개(190)는 사각 형상으로 각각 세 개씩 구비되었으나, 그 구비 형상 및 구비 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 지지파일용 연결장치는, 도 8a를 통해 설명한 바와 같이 다른 도면들과 달리 거꾸로 적용되어 복합 파일을 형성하게 구현될 수 있으므로, 상술한 설명에 있어서 상ㆍ하의 개념은 바뀔 수 있음을 밝혀둔다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지지파일용 연결장치, 이를 구비한 지지파일 및 이를 이용한 지지파일 시공방법에 의하면, 제1지지파일(10)에 고정 결합되는 판체(110)에 형성된 안내지지체(120)의 홈부(121)에 제2지지파일(20)의 단부가 안내 삽입되면서 해당 단부의 내ㆍ외주면이 모두 홈부(121)의 내주면에 의해 안정적으로 지지됨으로써, 제1ㆍ제2지지파일(10, 20)이 정확한 위치에 안정적으로 연결될 수 있고, 안내지지체(120)의 복수의 체결홀(123)과 제2지지파일(20)의 복수의 결합홀(21)을 각각 관통하여 체결되는 복수의 체결수단(140)을 더 포함하여 제2지지파일(20)에 무용접으로 결합될 수 있으며, 복수의 체결수단(140)을 수용하면서 안내지지체(120)의 내주면에 돌출 형성되는 복수의 수용돌출부(122)를 더 구비하여 체결 안정성과 내측 충진부(CF')에 대한 전단 지지력을 향상시킬 수 있고, 제2지지파일(20)의 두께와 홈부(121)의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체(150)를 더 포함하여 다양한 두께의 제2지지파일(20)에 널리 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100, 100', 100'', 100-1, 100-2, 100-2', 100-3, 100-4, 100-4', 100-5 : 지지파일용 연결장치
110, 110', 110'', 110-1 : 판체 111 : 고정홀
120, 120'', 120-1, 120-2, 120-3 : 안내지지체
121, 121', 121-1, 121-2, 121-3 : 홈부
122, 122' : 수용돌출부 123 : 체결홀
124 : 키홈 125 : 스페이스홀
130, 130', 130-1, 130-2 : 보강체
131 : 외측 보강체 132, 132', 132'' : 내측 보강체
132-1 : 설치홀 132-2 : 설치홈
140 : 체결수단 150, 150' : 피팅체
151 : 관통홀 160, 160' : 보강플레이트
161 : 수평 체결부재 162 : 나사홀
170 : 결합체 171 : 수직 체결부재
180, 180' : 보강골재 190 : 지지덮개
191 : 수용홈부
10, 10', 10-1 : 제1지지파일 11 : 파일체
12 : 연결판 13 : PC강연선
14 : 막음판
20, 20', 20'', 20-1, 20-1', 20-2 : 제2지지파일
21 : 결합홀 22, 22' : 돌출키
23 : 공간홀 24 : 보강철근
CF : 충진부 CF' : 내측 충진부
HF : 고강도 충진부 GI : 지반개량체
GD : 지반

Claims

제1지지파일과 제2지지파일을 길이방향을 따라 서로 연결하는 장치에 있어서,
상기 제1지지파일의 상면 또는 하면에 결합되는 판체;
상기 제1지지파일의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며, 상기 제2지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 제2지지파일과 결합되는 안내지지체; 및
상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체;
를 포함하는 지지파일용 연결장치.
제1항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 안내지지체에 형성된 복수의 체결홀과 상기 복수의 체결홀에 대응되게 상기 제2지지파일에 형성된 복수의 결합홀을 각각 관통 체결함으로써 상기 안내지지체를 상기 제2지지파일과 결합시키는 복수의 체결수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제2항에 있어서,
상기 안내지지체는,
그 내주면으로 돌출 형성되어 상기 안내지지체에 관통 체결되는 복수의 체결수단을 내부에 각각 수용하여 그 체결 안정성을 향상시킴과 동시에 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 복수의 수용돌출부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내지지체는,
상기 홈부에 대한 상기 제2지지파일의 삽입 위치를 안내하고 상기 안내지지체와 상기 제2지지파일 간의 전단 지지력을 향상시키도록, 상기 제2지지파일의 외주면에 대응되는 상기 홈부의 내주면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 제2지지파일의 외주면에 구비된 하나 이상의 돌출키가 삽입되는 하나 이상의 키홈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면이 상기 안내지지체에 의해 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제2지지파일의 내주면 또는 외주면과 상기 홈부의 내주면 사이에 개재되어 상기 제2지지파일의 두께와 상기 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 제1지지파일의 단부 내주면 또는 외주면을 감싸 지지하도록 상기 판체에 형성되며, 복수의 나사홀을 구비한 보강플레이트;를 더 포함하되,
상기 보강플레이트는, 상기 복수의 나사홀을 각각 수평 관통하여 상기 제1지지파일에 체결되는 복수의 수평 체결부재에 의해 상기 제1지지파일에 고정되는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제6항에 있어서,
상기 보강체는,
상기 안내지지체와 함께 상기 보강플레이트도 상기 판체에 대해 보강 지지할 수 있도록 상기 안내지지체에서 상기 보강플레이트까지 연장 형성된 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 안내지지체를 통해 상기 제2지지파일과 결합되는 상기 판체 및 상기 제1지지파일의 상면 또는 하면 사이에 개재 결합되는 결합체;를 더 포함하되,
상기 판체에 형성된 고정홀을 각각 수직 관통하여 상기 제1지지파일에 결합되는 복수의 수직 체결부재에 의해 상기 판체가 상기 제1지지파일과 결합되는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제8항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 복수의 수직 체결부재를 상기 결합체에 체결하기 용이하도록 상기 제2지지파일의 복수의 공간홀에 대응되게 상기 안내지지체에 형성된 복수의 스페이스홀에 각각 설치되어 상기 공간홀과 상기 스페이스홀을 폐쇄하고 상기 복수의 수직 체결부재의 두부를 덮어 보호하면서 상기 판체에 대해 상기 공간홀의 상단 내측을 지지하도록, 상기 공간홀에 대응되는 형상을 가지며 상기 수직 체결부재의 두부가 수용되는 수용홈부를 각각 구비한 복수의 지지덮개;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 하나 이상의 보강체에 형성된 설치홈 또는 설치홀에 설치되어 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 보강골재;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치.
소정의 다른 연결 대상 지지파일과 연결될 수 있게 구비된 지지파일로서,
기둥 형상의 파일체;
상기 파일체의 상면 또는 하면에 설치되는 연결판; 및
상기 연결판에 결합되는 판체, 상기 파일체의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며 상기 연결 대상 지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 연결 대상 지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 연결 대상 지지파일과 결합되는 안내지지체, 및 상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체를 포함하는 지지파일용 연결장치;를 포함하되,
상기 연결판과 상기 판체가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제11항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 안내지지체에 형성된 복수의 체결홀과 상기 복수의 체결홀에 대응되게 상기 연결 대상 지지파일에 형성된 복수의 결합홀을 각각 관통 체결함으로써 상기 안내지지체를 상기 연결 대상 지지파일과 결합시키는 복수의 체결수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제12항에 있어서,
상기 안내지지체는,
그 내주면으로 돌출 형성되어 상기 안내지지체에 관통 체결되는 복수의 체결수단을 내부에 각각 수용하여 그 체결 안정성을 향상시킴과 동시에 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 복수의 수용돌출부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내지지체는,
상기 홈부에 대한 상기 연결 대상 지지파일의 삽입 위치를 안내하고 상기 안내지지체와 상기 연결 대상 지지파일 간의 전단 지지력을 향상시키도록, 상기 연결 대상 지지파일의 외주면에 대응되는 상기 홈부의 내주면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 연결 대상 지지파일의 외주면에 구비된 하나 이상의 키가 삽입되는 하나 이상의 키홈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 연결 대상 지지파일의 단부 내ㆍ외주면이 상기 안내지지체에 의해 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 연결 대상 지지파일의 내주면 또는 외주면과 상기 홈부의 내주면 사이에 개재되어 상기 연결 대상 지지파일의 두께와 상기 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일.
제1ㆍ제2지지파일이, 상기 제1지지파일의 상면 또는 하면에 결합되는 판체, 상기 제1지지파일의 길이방향을 따라 상기 판체에 형성되며, 상기 제2지지파일의 단부가 안내 삽입될 수 있도록 상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면을 감싸 지지하는 홈부를 구비하여 상기 제2지지파일과 결합되는 안내지지체 및 상기 판체에 대해 상기 안내지지체를 보강 지지하는 하나 이상의 보강체를 포함하는 지지파일용 연결장치를 통해 서로 연결된 형태로 지반에 시공하는 방법으로서,
상기 지반에 상기 제2지지파일에 대응되는 길이만큼 지반개량체를 형성하는 단계;
상기 제1지지파일을 상기 지반개량체에 삽입하고 항타 관입 또는 회전 압입하는 단계;
상기 제1지지파일의 상단에 상기 지지파일용 연결장치를 결합하는 단계;
상기 제2지지파일을 그 하단부가 상기 안내지지체의 상기 홈부에 삽입되게 상기 지지파일용 연결장치에 설치하는 단계;
상기 지지파일용 연결장치와 상기 제2지지파일을 결합하는 단계; 및
상기 제1ㆍ제2지지파일이 상기 지지파일용 연결장치에 의해 연결된 복합 파일을 항타 관입 또는 회전 압입하는 단계;
를 포함하는 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법.
제16항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 안내지지체에 형성된 복수의 체결홀과 상기 복수의 체결홀에 대응되게 상기 제2지지파일에 형성된 복수의 결합홀을 각각 관통 체결함으로써 상기 안내지지체를 상기 제2지지파일과 결합시키는 복수의 체결수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법.
제16항에 있어서,
상기 안내지지체는,
그 내주면으로 돌출 형성되어 상기 안내지지체에 관통 체결되는 복수의 체결수단을 내부에 각각 수용하여 그 체결 안정성을 향상시킴과 동시에 상기 지지파일용 연결장치의 내부에 충진 경화되는 충진부에 대한 전단 지지력을 향상시키는 복수의 수용돌출부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안내지지체는,
상기 홈부에 대한 상기 제2지지파일의 삽입 위치를 안내하고 상기 안내지지체와 상기 제2지지파일 간의 전단 지지력을 향상시키도록, 상기 제2지지파일의 외주면에 대응되는 상기 홈부의 내주면에 길이방향을 따라 형성되어 상기 제2지지파일의 외주면에 구비된 하나 이상의 돌출키가 삽입되는 하나 이상의 키홈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지파일용 연결장치는,
상기 제2지지파일의 단부 내ㆍ외주면이 상기 안내지지체에 의해 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제2지지파일의 내주면 또는 외주면과 상기 홈부의 내주면 사이에 개재되어 상기 제2지지파일의 두께와 상기 홈부의 너비 간의 차이를 보상하는 피팅체;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지파일용 연결장치를 이용한 지지파일 시공방법.