KR20140005051A - 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp) - Google Patents

말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp) Download PDF

Info

Publication number
KR20140005051A
KR20140005051A KR1020120072962A KR20120072962A KR20140005051A KR 20140005051 A KR20140005051 A KR 20140005051A KR 1020120072962 A KR1020120072962 A KR 1020120072962A KR 20120072962 A KR20120072962 A KR 20120072962A KR 20140005051 A KR20140005051 A KR 20140005051A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pile
reinforcement
reinforcement structure
reinforcing
steel pipe
Prior art date
Application number
KR1020120072962A
Other languages
English (en)
Inventor
신종흥
Original Assignee
신종흥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신종흥 filed Critical 신종흥
Priority to KR1020120072962A priority Critical patent/KR20140005051A/ko
Publication of KR20140005051A publication Critical patent/KR20140005051A/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/24Prefabricated piles
    • E02D5/28Prefabricated piles made of steel or other metals
    • E02D5/285Prefabricated piles made of steel or other metals tubular, e.g. prefabricated from sheet pile elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/24Prefabricated piles
    • E02D5/30Prefabricated piles made of concrete or reinforced concrete or made of steel and concrete
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/58Prestressed concrete piles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2200/00Geometrical or physical properties
    • E02D2200/16Shapes
    • E02D2200/1671Shapes helical or spiral
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00Production methods
    • E02D2250/0046Production methods using prestressing techniques
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00Materials
    • E02D2300/0026Metals
    • E02D2300/0029Steel; Iron
    • E02D2300/0034Steel; Iron in wire form

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물은 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고, 상기 강봉에 나선 형태로 철근이 결합된 제1 보강구조물; 및 상기 제1 보강구조물의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향으로 연장되어 형성되는 강관의 표면에 복수개의 통공이 형성되는 제2 보강구조물;을 포함할 수 있다.

Description

말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 PHC보강말뚝(PSP){Reinforcement structure for pile and Pretensioned Spun High Strength Concrete reinforcement pile: Punching Steel Pipe Pile incuding the same}
본 발명은 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 PHC보강말뚝에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 PHC말뚝(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)의 단점을 보완하기 위한 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 PHC보강말뚝에 관한 것이다.
말뚝 기초(pile foundation)란 말뚝에 의해 구조물을 지지하는 기초로, 여기에 사용되는 말뚝은 상부구조물의 하중을 하부의 단단하고 상대적으로 견고한 지지층 또는 암반에 전달시키는 기둥형태의 부재이다.
여기서, 상기와 같은 말뚝은 단지 상부구조의 연직하중 뿐만 아니라, 휨, 전단, 측방유동 등에도 견딜 수 있는 저항력을 구비해야 하며, 결과적으로 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 구비해야 한다.
한편, 구조물을 지지하는 말뚝의 종류로는 강관말뚝, 현장타설 콘크리트 말뚝 및 기성 콘크리트 말뚝 등이 있으며, 각각 장단점이 존재하게 된다.
우선, 강관말뚝은 시공관리가 용이하고 재료의 특성상 수평력(휨, 전단)에 대해 강점이 있긴 하나, 다른 말뚝 재료에 비하여 재료비가 고가이며 원자재의 대부분을 외국 수입에 의존하므로 수급 및 가격의 변화가 심할 수 밖에 없다는 문제가 있다.
그리고, 현장타설 콘크리트 말뚝은 소음이 적고, 현장에서 요구하는 소정의 깊이까지 관입시킬 수 있다는 장점이 있으나, 장대교량 기초 또는 대형건물 기초 등 제한된 경우에 사용되고 대형 시공장비의 사용으로 인한 고가의 공사비, 보강재인 철근망의 품질관리 및 시공의 어려움 등의 문제가 있다.
그리고, 기성 콘크리트 말뚝은 PHC말뚝(고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝: Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)이 주로 사용되며, 허용압축력 응력이 대단히 크므로 축방향 하중에 강하다는 장점이 있으나, 수평력(휨, 전단)에는 약하다는 문제점이 있다.
한편, 상기에서 언급한 말뚝 중 강관말뚝을 제외한 말뚝은 구조물을 지지하기 위해 내부에 보강물을 구비하게 되며, 보강물의 특성에 따라 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력이 달라지게 된다.
즉, 저항력은 말뚝의 성능을 좌우하는 인자로 결국 어떠한 보강물을 구비하느냐에 따라 성능이 달라지게 되는 것이다.
결국, 보강물을 필요로 하는 말뚝의 경우 성능 향상을 위해 내부에 구비되는 보강물의 선택이 매우 중요한 것이 현실이다.
본 발명의 목적은 종래의 PHC말뚝의 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 취약하다는 문제점을 개선하기 위한 것으로, 수평 저항력을 향상시켜, 수평력과 압축력을 동시에 만족할 수 있는 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 PHC보강말뚝을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물은 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고, 상기 강봉에 나선 형태로 철근이 결합된 제1 보강구조물; 및 상기 제1 보강구조물의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향으로 연장되어 형성되는 강관의 표면에 복수개의 통공이 형성되는 제2 보강구조물;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 통공은 길이 방향으로 장축을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 통공을 규정하는 외측단의 곡률반경은 상기 강관의 외면의 곡률반경과 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 통공을 규정하는 외측단 중 적어도 하나는 반경 방향 내측 및 외측 중 적어도 하나의 방향으로 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 철근은 상기 강봉을 포위한 채 상기 강봉에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 강관은 상기 강봉의 반경 방향 내측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 강관은 상기 강봉과 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 제2 보강구조물의 길이 방향에 대한 길이는 상기 제1 보강구조물의 길이 방향에 대한 길이와 같거나 짧게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 PHC보강말뚝은 말뚝용 보강구조물; 및 상기 제1 보강구조물 및 상기 제2 보강구조물의 내부와 외부에 충진되는 콘크리트;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 PHC보강말뚝은 상기 콘크리트의 외부를 포위하여 내구성을 향상시키도록 하는 인장재;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 PHC보강말뚝에 의하면, 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
또한, 보강구조물과 콘크리트의 부착력을 향상시켜 성능을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도.
도 2는 도 1의 AA선에 따른 개략 단면도로, 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 단면도.
도 3은 도 1의 BB선에 따른 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝에 있어서, 제1 보강구조물과 제2 보강구조물의 길이에 대한 관계를 도시한 개략 단면도.
도 6는 도 4의 C에 대한 변형예를 도시한 개략 사시도.
도 7a은 도 4의 C에 대한 다른 변형예를 도시한 개략 사시도.
도 7b는 도 7a의 DD선에 따른 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도.
도 9은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도.
도 10는 본 발명에 따른 PHC보강말뚝의 변형예를 도시한 개략 절개 사시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도이며, 도 2는 도 1의 AA선에 따른 개략 단면도로, 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 단면도이다.
또한, 도 3은 도 1의 BB선에 따른 개략 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝에 있어서, 제1 보강구조물과 제2 보강구조물의 길이에 대한 관계를 도시한 개략 단면도이다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 길이 방향은 도 1에서 볼 때, PHC보강말뚝(100)의 하면으로부터 상면을 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있으며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 PHC보강말뚝(100)의 축 중심으로부터 콘크리트(130)의 외면을 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주 방향은 PHC보강말뚝(100)의 외면을 따른 회전 방향을 의미할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(130)을 포함하는 PHC보강말뚝(100)은 Punching Steel Pipe Pile로 정의할 수 있으며, 제1 보강구조물(120) 및 제2 보강구조물(110)을 포함하는 말뚝용 보강구조물(130) 및 콘크리트(140)를 포함할 수 있다.
말뚝용 보강구조물(130)은 PHC보강말뚝(100)에 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 향상시키도록 하는 보강구조물로, 제1 보강구조물(120) 및 제2 보강구조물(110)을 포함할 수 있다.
상기 제1 보강구조물(120)은 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉(122)이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고 상기 강봉(122)에 나선 형태로 철근(124)이 결합되어 구현될 수 있다.
여기서, 상기 제1 보강구조물(120)은 강봉(122)을 원통 형상으로 배치한 후 복수개의 강봉(122)을 포위하도록 나선형상의 철근(124)을 용접함으로써 제조될 수 있다.
즉, 나선형상의 상기 철근(124)은 상기 원주 방향으로 이격되어 배치된 상기 강봉(122)을 둘러싸면서 상기 강봉(122)에 결합될 수 있는 것이다.
한편, 상기 제1 보강구조물(120)의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에는 제2 보강구조물(110)이 배치될 수 있다.
상기 제2 보강구조물(110)은 상기 제1 보강구조물(120)의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향으로 연장되고 표면에 복수개의 통공(114)이 형성된 강관(112)을 포함할 수 있다.
다만, 도 1 내지 도 4는 상기 제2 보강구조물(110)이 상기 제1 보강구조물(120)의 반경 방향 내측에 배치되는 경우를 도시하였을 뿐 상기 도면에 도시된 것에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
즉, 상기 제2 보강구조물(110)은 상기 제1 보강구조물(120)의 반경 방향 외측(도 8 및 도 9 참조)에 배치될 수 있으며, 양측에 모두 배치될 수도 있는 것이다.
이하에서는 상기 제2 보강구조물(110)이 상기 제1 보강구조물(120)의 반경 방향 내측에 배치된 경우를 상정하여 설명하기로 한다.
제2 보강구조물(110)은 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC보강말뚝(100)의 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 향상시키도록 하는 보강구조물일 수 있다.
한편, 상기 강관(112)은 복수개의 통공(114)이 형성된 일종의 원통형의 관으로 강철의 재질로 형성될 수 있으며, 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질을 포함하여 형성될 수도 있다.
다만, 상기 강관(112)의 재질은 강철 또는 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질에 한정되는 것은 아니며, 당업자의 의도에 맞게 다양한 재질을 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 강관(112)은 제1 보강구조물(120)의 강봉(122)의 반경 방향 내측에 배치되어 상기 강봉(122)과 용접 등의 방법에 의해 결합될 수 있으며, 강관(112)에 형성된 복수개의 통공(114)을 규정하는 외측단의 곡률반경은 상기 강관(112)의 외면의 곡률반경과 동일할 수 있다.
다만, 상기 강관(112)은 제1 보강구조물(120)의 강봉(122)과 이격되어 배치되어도 무방할 수 있다.
또한, 상기 강관(112)에 형성된 복수개의 통공(114)은 제2 보강구조물(110)의 내부와 외부에 콘크리트(140)가 충진되도록 할 수 있으며, 결국, 상기 통공(114)은 상기 콘크리트(140)가 관통되도록 하는 일종의 콘크리트(140) 이동 통로 일 수 있다.
따라서, 상기 통공(114)으로 인하여 상기 콘크리트(140)는 상기 제2 보강구조물(110)의 내부로부터 상기 제1 보강구조물(120)을 관통하여 상기 제1 보강구조물(120)의 외부까지 고르게 밀실 충진되도록 할 수 있다.
결국, 상기 제1 보강구조물(120) 및 상기 제2 보강구조물(110)의 내부와 외부에 콘크리트(140)를 충진하는데 있어서, 상기 강관(112)과 상기 콘크리트(140)의 부착력을 보다 향상시켜 전체적으로 외력에 대응한 저항력이 향상된 PHC보강말뚝(100)을 구현할 수 있는 것이다.
또한, 강관(112)의 표면에 복수의 통공(114)을 구비하는 제2 보강구조물(110)은 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC보강말뚝(100)에 있어서, 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
다시 말하면, 제2 보강구조물(110)의 내부로부터 제1 보강구조물(120)의 외부에까지 콘크리트(140)가 충진되는 경우 제2 보강구조물(110)인 강관(112)과 콘크리트(140)의 부착력이 증진되어 서로 일체화 거동할 수 있는 동시에 강관(112) 자체의 장력에 의해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 저항할 수 있는 저향력이 극대화될 수 있는 것이다.
즉, 종래의 PHC말뚝의 경우 보강구조물로 본 발명에 따른 제1 보강구조물만을 사용하는 것이 일반적이며, 이러한 경우 연직하중에 의한 수직력(압축력)에 대한 저항력은 어느 정도 보장될 수 있어도 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력은 다소 부족할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(100)은 보강구조물로 제1 보강구조물(120) 뿐만 아니라 상기 제1 보강구조물(120)의 반경 방향 내측에 배치되는 제2 보강구조물(110)에 의해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 보완할 수 있으므로, 외력의 방향에 상관없이 극대화된 저항력이 구현되어 성능을 극대화할 수 있는 것이다.
다시 말하면, 건물이나 교각 등을 지지하는 말뚝은 횡방향으로 가해지는 수평력과 연직하중에 의한 압축력 모두에 대한 저항력을 구비해야하며, 특히 상측부분에는 수평력에 대한 저항력 구비가 중요하다.
즉, 일반적으로 건물이나 교각 등을 지지하는 말뚝의 상측과 하측에 작용하는 힘의 성격은 서로 다르게 되며, 상측에 작용하는 힘은 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)이 크며, 하측에 작용하는 힘은 연직하중에 의한 수직력(압축력)이 대부분이다.
이는 지진 등의 자연 재해 발생의 경우를 상정해보면 쉽게 이해될 수 있다.
즉, 지면과 가까운 부분에서는 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력이 극대화되어야 말뚝의 기능을 완벽히 수행할 수 있으므로, 말뚝에서 지면과 가까운 부분에 대한 보강이 필요한 것이다.
그러므로, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(100)은 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력이 증대되어야 할 부분에 제2 보강구조물(110)을 형성함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(100)에 있어서, 제2 보강구조물(110)의 길이 방향에 대한 길이는 제1 보강구조물(120)의 길이 방향에 대한 길이와 같거나 짧게 형성될 수 있다.
다시 말하면, 제2 보강구조물(110)과 제1 보강구조물(120)의 길이 방향에 대한 각각의 길이의 비는 일정하게 정해지는 것은 아니며 다양하게 변경될 수 있는 것이다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 PHC보강말뚝(100)이 설치되는 환경인 횡방향으로의 수평력(휨, 전단)이 작용하는 범위, 즉, 깊이(H2)를 고려하여 PHC보강말뚝(100)의 전체 길이(H1)를 기준으로 한 상기 제2 보강구조물(110)의 길이(H2)를 결정할 수 있다.
다시 말하면, 제1 보강구조물(120)은 PHC보강말뚝(100)의 전체 길이(H1)에 대응되도록 형성될 수 있으며, 제2 보강구조물(110)은 PHC보강말뚝(100)의 일부에(H2)만 형성될 수 있는 것이다.
따라서, PHC보강말뚝(100)의 전체 길이(H1) 중 H2에 해당되는 부분은 제1 보강구조물(120)과 제2 보강구조물(110)이 동시에 형성될 수 있으며, H3에 해당하는 부분은 제1 보강구조물(120)만 형성될 수 있다.
다만, PHC보강말뚝(100)의 전체 길이(H1)에 수평력인 휨모멘트와 전단력이 작용하는 경우에는 제1 보강구조물(120)과 제2 보강구조물(110)의 길이를 같게 형성하여, H1 전체에 상기 제1 보강구조물(120)과 상기 제2 보강구조물(110)이 동시에 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC보강말뚝(100)의 제조 공정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 내부공간이 형성되도록 원통형의 강관(112)을 강철 또는 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질 등을 이용하여 제조한다.
이때, 강관(112)의 길이 방향에 대한 길이는 일정하게 정해지는 것은 아니며, 설치되는 환경 등에 따른 횡방향으로의 수평력(휨, 전단)을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.
여기서, 통공(114)을 구비하는 원통형의 강관(112)은 철판에 종방향(길이 방향으로 길게 형성되는 타원)으로 펀칭을 한 후 롤링 기계에 원형으로 감은 이후 접합부에 용접을 하면 제2 보강구조물(110)을 제조할 수 있다.
이후에는 상기 제2 보강구조물(110)의 반경 방향 외측에 복수의 강봉(122)을 설치하고 강봉(122)을 결속시키는 나선형의 철근(124)을 설치하며 프리스트레스를 도입한 후 원심력을 이용하여 콘크리트(140)를 다져 원심 성형하는 단계를 거치게 된다.
여기서, 상기 콘크리트(140)의 반경 방향으로의 두께는 PHC보강말뚝(100)의 반경 방향으로의 직경을 고려하여 상기 콘크리트(140)의 사용량을 조절하여 결정될 수 있다.
상기와 같은 공정에 의해 제조된 PHC보강말뚝(100)은 종래의 말뚝과 비교하여 공정시간 및 공정비용을 상당히 줄여줄 수 있으며, 제2 보강구조물(110)로 인해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 4의 C에 대한 변형예를 도시한 개략 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제2 보강구조물(110), 즉, 강관(112)의 표면에 형성되는 통공(114a)은 길이 방향으로 장축을 구비하는 타원 형상일 수 있다.
따라서, 강관(112)과 콘크리트(140)의 부착력이 향상되는 동시에 강관(112) 자체의 장력을 보다 더 향상시킬 수 있으므로, 장력에 의한 추가 저항력으로 인하여 횡방향으로 가해지는 수평력(휨,전단)에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
또한, 타원 형상의 통공(114a)으로 인하여 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(100)은 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 극대화할 수 있다.
이는 제2 보강구조물(110)을 제조하는 공정과 관련된 것으로, 상기 제2 보강구조물(110)은 앞서 설명한 바와 같이 철판에 펀칭을 하고 양쪽방향으로 당겨서 팽창되게 한 후 롤링 기계에 원형으로 감아 제조하게 되는데 원형으로 감는 과정에서 발생될 수 있는 강관(112)의 접힘을 방지하기 위한 것이다.
다시 말하면, 통공(114a)의 형상을 장축을 구비하는 타원 형상으로 하기 위해서는 철판에 종방향(길이 방향으로 길게 형성되는 타원)으로 펀칭을 할 수 밖에 없으며, 이로 인해 양쪽방향으로 당겨서 팽창하고 감을 때 통공(114a)을 규정하는 외측단이 접히는 것을 방지하고 라운드지게 형성되도록 함으로써 제2 보강구조물(110)의 외력에 대한 저항력을 극대화할 수 있는 것이다.
도 7a은 도 4의 C에 대한 다른 변형예를 도시한 개략 사시도이며, 도 7b는 도 7a의 DD선에 따른 개략 단면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제2 보강구조물(110), 즉, 강관(112)의 표면에 형성되는 통공(114)을 규정하는 외측단 중 적어도 하나는 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나의 방향으로 돌출(115)되어 형성될 수 있다.
이는 돌출되는 부분으로 인하여 콘크리트(140)와의 접촉 면적이 증가되어 강관(112)과 콘크리트(140)와의 부착력을 보다 더 향상시킬 수 있다.
따라서, 부착력 향상으로 인하여 강관(112)과 콘크리트(140)의 일체화가 향상되어 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 저항할 수 있는 저향력이 극대화될 수 있는 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도이며, 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(230)을 포함하는 PHC보강말뚝(200)은 제1 보강구조물(220) 및 제2 보강구조물(210)을 포함하는 말뚝용 보강구조물(230)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 보강구조물(210)은 상기 제1 보강구조물(220)의 반경 방향 외측에 배치될 수 있다.
다만, 상기 제2 보강구조물(210)은 상기 제1 보강구조물(220)의 반경 방향 외측에만 한정되는 것은 아니며 앞서 언급한 바와 같이 반경 방향 외측과 내측에 동시에 배치될 수도 있다.
한편, 상기 제2 보강구조물(210)은 상기 제1 보강구조물(220)의 강봉(222)과 용접 등의 방법으로 결합될 수 있으며, 상기 제1 보강구조물(220)과 소정 거리 이격되어도 무방하다.
도 10은 본 발명에 따른 PHC보강말뚝의 변형예를 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(300)은 콘크리트(340)의 외부를 포위하여 내구성을 향상시키도록 하는 인장재(350)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인장재(350)는 PHC보강말뚝(300)의 전체 길이에 대응되도록 형성되어도 무방하나, 수평력(휨, 전단)이 작용하는 부분에만 적용되어도 무방하다.
즉, 제2 보강구조물(310)에 대응되는 부분에만 적용되어도 무방한 것이다.
한편, 상기 인장재(350)는 PHC보강말뚝(300)의 내구 수명을 증대할 수 있도록 부식에 대해서 안정적이어야 하기 때문에 방식처리 또는 코팅 처리된 금속제 관이 사용될 수 있으며, 구체적으로 아연도금강관일 수 있다.
따라서, 상기 인장재(350)로 인하여 PHC보강말뚝(300)은 내구성이 극대화되어 내구수명을 극대화시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100, 200, 300: PHC보강말뚝
110, 210, 310: 제2 보강구조물
120, 220: 제1 보강구조물
140, 340: 콘크리트
350: 인장재

Claims (10)

  1. 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고, 상기 강봉에 나선 형태로 철근이 결합된 제1 보강구조물; 및
    상기 제1 보강구조물의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향으로 연장되어 형성되는 강관의 표면에 복수개의 통공이 형성되는 제2 보강구조물;을 포함하는 말뚝용 보강구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통공은 길이 방향으로 장축을 구비하는 타원 형상인 말뚝용 보강구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통공을 규정하는 외측단의 곡률반경은 상기 강관의 외면의 곡률반경과 동일한 말뚝용 보강구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통공을 규정하는 외측단 중 적어도 하나는 반경 방향 내측 및 외측 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되는 말뚝용 보강구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 철근은 상기 강봉을 포위한 채 상기 강봉에 결합되는 말뚝용 보강구조물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강관은 상기 강봉의 반경 방향 내측에 배치되는 말뚝용 보강구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 강관은 상기 강봉과 결합하는 말뚝용 보강구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보강구조물의 길이 방향에 대한 길이는 상기 제1 보강구조물의 길이 방향에 대한 길이와 같거나 짧게 형성되는 말뚝용 보강구조물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 말뚝용 보강구조물; 및
    상기 제1 보강구조물 및 상기 제2 보강구조물의 내부와 외부에 충진되는 콘크리트;를 포함하는 PHC보강말뚝.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 콘크리트의 외부를 포위하여 내구성을 향상시키도록 하는 인장재;를 더 포함하는 PHC보강말뚝.


KR1020120072962A 2012-07-04 2012-07-04 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp) KR20140005051A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120072962A KR20140005051A (ko) 2012-07-04 2012-07-04 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120072962A KR20140005051A (ko) 2012-07-04 2012-07-04 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140005051A true KR20140005051A (ko) 2014-01-14

Family

ID=50140762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120072962A KR20140005051A (ko) 2012-07-04 2012-07-04 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp)

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140005051A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104005407A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 山东中能杆塔有限公司 一种部分预应力混凝土结构基础桩
KR101636225B1 (ko) * 2016-01-20 2016-07-04 정제평 횡강성 보강형 내부 철근콘크리트 icp 파일 및 그 시공방법
KR20210001657A (ko) * 2019-06-28 2021-01-06 (주)삼일씨엔에스 단부 보강 내진 phc 파일
KR102230953B1 (ko) * 2019-10-24 2021-03-24 현대건설주식회사 스티로폼을 이용한 중공형 말뚝

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104005407A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 山东中能杆塔有限公司 一种部分预应力混凝土结构基础桩
KR101636225B1 (ko) * 2016-01-20 2016-07-04 정제평 횡강성 보강형 내부 철근콘크리트 icp 파일 및 그 시공방법
KR20210001657A (ko) * 2019-06-28 2021-01-06 (주)삼일씨엔에스 단부 보강 내진 phc 파일
KR102230953B1 (ko) * 2019-10-24 2021-03-24 현대건설주식회사 스티로폼을 이용한 중공형 말뚝

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100999020B1 (ko) 합성 피에이취씨 말뚝 및 합성 피에이취씨 말뚝 시공방법
KR100938394B1 (ko) 관통홀이 형성된 강관이 매입된 중공 콘크리트 말뚝
EP2615226B1 (en) Steel pipe column structure and method for producing same
US9631336B2 (en) Screw anchor pile for earth reinforcement and manufacturing method for the same
JP5503253B2 (ja) 構造物
KR20140005051A (ko) 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 phc보강말뚝(psp)
KR101349297B1 (ko) 보강철근에 의한 부분 보강 구조의 콘크리트 합성 강관말뚝 및 그 제작방법
KR101847002B1 (ko) 내부강관으로 보강되도록 제작된 phc파일 및 그 시공방법
KR101665361B1 (ko) 다단계로 보강된 두부보강 일체식 복합 phc 말뚝 및 그 제작방법
JP2012057443A (ja) 鋼管・鉄筋コンクリート複合杭及びその製造方法
KR102020441B1 (ko) 충전강관기둥 및, 강관기둥구조체
KR100942129B1 (ko) 콘크리트 충전 지지부재 및 그 시공방법
KR101588619B1 (ko) 횡방향구속이 가능한 phc파일 및 그 시공방법
CN103103978A (zh) 部分预应力钢筋混凝土实心方桩上段及其制作方法
KR20140060742A (ko) 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 phc보강말뚝(esp)
KR102351779B1 (ko) 흙막이 벽체용 phc 파일
KR101241483B1 (ko) 대구경 콘크리트관용 보강재
CN108240071A (zh) Frp型材-钢复合管混凝土组合柱
KR101315377B1 (ko) 해양구조물 과 그 제작방법 및 그 시공방법
RU74644U1 (ru) Сборная железобетонная свая
KR20170059793A (ko) 테이퍼형 말뚝 및 그 제작방법
CN102966092A (zh) 一种设置非预应力钢筋笼的tsc管桩
JP2018084047A (ja) コンクリート杭
KR200400705Y1 (ko) 구경 확대 기초 말뚝
KR101334444B1 (ko) 다단 헤드확장형 마이크로 파일

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right