KR20150057518A - Ｐｈｃ 파일의 두부 보강 기구 및 두부 보강 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충분한 인발 저항력을 발휘할 수 있고, 인장 부재의 개수 및 굵기를 늘릴 필요 없이 휨모멘트에 대한 저항력을 증대시킬 수 있으며, 그리고 파일 본체의 손상 없이 두부를 보강할 수 있는 PHC 파일의 두부 보강 기구를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 기초판이 연결되기 전 중공된 PHC 파일의 두부를 보강하기 위한 PHC 파일의 두부 보강 기구로, 상기 두부의 외주면을 감싸는 관 형상의 강관 부재; 및 상기 강관 부재의 내부에 고정되고 상기 기초판을 향해 연장되는 인장 부재를 포함한다.

Description

ＰＨＣ 파일의 두부 보강 기구 및 두부 보강 방법{Apparatus and method for reinforcing PHC file head}
본 발명은 PHC 파일의 두부를 보강하는 기구 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물이나 구조물을 세울 때, 지반의 조건이나 구조물의 하중에 따라 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초공사를 시행하고 있다.
이러한 목적으로, PHC 파일(Pretensioned spun High strenth Concrete Pile)이 널리 사용되는데, 이러한 PHC 파일은 콘크리트 기둥의 내부에 인장된 상태로 내설된 PC 강봉(prestressing steel bar)으로 인해, 강한 하중 지지력을 갖는다.
이하에서는 도 14를 참조하여 이러한 PHC 파일(40)이 지반에 삽입된 상태에서 행해지는 종래의 두부 보강 기구 및 그 방법에 대해 설명한다.
종래의 두부 보강 기구 및 그 방법은, 복수 개의 철근(두부 보강 철근)(20)을 원형으로 배치하고 이들에 연결된 중공판 마개(10)를 PHC 파일(40)의 중공부에 삽입하고, 중공부에 속채움 콘크리트(30)를 타설하는 방식으로 구성되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 두부 보강 기구는, 기초 콘크리트(51)와 속채움 콘크리트(30)가 일체화되어 있고, 복수 개의 철근(20)에 연결된 기초판(50)이 속채움 콘크리트(30)에 매설된 복수 개의 철근(20)를 인발하는 힘을 작용시키고 이로 인해 두부 보강 기구가 PHC 파일(40)과 슬립되며, 또한 기초판(50)에 소정의 하중(인발력) 작용시 기초판(50)에 매설된 철근(20)이 슬립되는 현상이 발생하여 인발 저항력에 한계를 보이고, 또한 복수 개의 철근(20)이 인발되어 속채움 콘크리트(30)가 파괴되며 팽창하여, PHC 파일이 파단되는 문제가 있다. 특히, 파일의 중공부의 내벽에 슬러지층이 형성되는데, 이 슬러지층으로 인해 파일과 속채움 콘크리트(30)와의 부착력이 저하되어 슬립 현상이 더욱 커지는 문제가 있다.
또한, 종래의 두부 보강 기구는 PHC 파일(40)의 중공부에 삽입되므로 두부 보강 기구의 직경을 키우는데 한계가 있어 즉, 직경에 비례한 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키는데 구조적 한계가 있어, 이러한 구조적 한계를 보상하기 위해 보강 철근(20)의 굵기와 개수를 늘려야 하는 문제가 있다.
도 15에는 종래의 두부 보강 기구의 다른 예가 도시되어 있다.
즉, PHC 파일 본체(42)에 삽입되어 있는 강봉(41)을 그대로 활용하여 기초판(50)과 연결하는 경우인데, 상기 종래의 두부 보강 기구에 비하여 기초판(50)과 연결되는 강봉(41) 사이의 직경이 커, 인발/모멘트 저항에 유리하나, 파일 본체(42)를 파쇄하여 강봉(41)을 소정의 길이만큼 노출시켜야 하는 관계로 작업시 파일 본체 손상으로 인하여 파일 기능이 상실되는 문제점이 있었다.
본 발명의 기술적 과제는, 충분한 인발 저항력을 발휘할 수 있고, 인장 부재의 개수 및 굵기를 늘릴 필요 없이 휨모멘트에 대한 저항력을 증대시킬 수 있으며, 그리고 파일 본체의 손상 없이 두부를 보강할 수 있는 PHC 파일의 두부 보강 기구 및 두부 보강 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 기술적 과제 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 기술적 과제도 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 기초판이 연결되기 전 중공된 PHC 파일의 두부를 보강하기 위한 PHC 파일의 두부 보강 기구로, 상기 두부의 외주면을 감싸는 관 형상의 강관 부재; 및 상기 강관 부재의 내부에 고정되고 상기 기초판을 향해 연장되는 인장 부재를 포함한다.
상기 강관 부재는, 상기 두부의 외경보다 큰 내경을 갖는 중공된 원통 형상을 하는 수직관; 및 상기 수직관의 하단에 고정되는 중공된 하부 보강판을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 인장 부재는 상기 수직관의 내주면에 용접되어 고정될 수 있다.
다른 예로, 상기 인장 부재는 상기 하부 보강판에 용접되어 고정될 수 있다. 상기 하부 보강판에는 상기 인장 부재를 장착시키는 장착공이 형성될 수 있고, 상기 인장 부재는 상기 장착공에 삽입되어 용접될 수 있다. 상기 하부 보강판은 복수의 절편으로 쪼개져 이루어질 수 있다. 상기 복수의 절편 각각은 절곡되어 이루어질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 강관 부재는 상기 수직관의 상단에 고정되는 중공된 상부 보강판을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 보강판에는 상기 인장 부재를 통과시키는 통과공이 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 강관 부재는 상기 수직관의 상반부의 내주면에 고정되는 하나 이상의 보강링을 더 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 보강링은 상기 수직관에 높이 차를 두어 용접되는 제1 및 제2 보강링을 포함할 수 있고, 상기 인장 부재는 상기 제1 및 제2 보강링의 각 내주면과 상기 두부의 외주면 사이를 통과할 수 있다.
상기 수직관은 상하 방향으로 간격을 두어 오목부와 볼록부가 반복되는 주름진 형상을 가질 수 있다.
상기 인장 부재는 앙카 볼트, 고장력 철근 및 보강 철근 중 하나일 수 있다.
상기 인장 부재는 그 끝단에 구부러진 절곡부를 가질 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 상기 PHC 파일의 중공부를 막는 중공 막음판을 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 상기 인장 부재 중 상기 기초판과 연결되는 부위에 고정되어 상기 인장 부재와 상기 기초판과의 결합력을 높이는 연결 보강 부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 방법은, 중공된 PHC 파일의 두부를 보강하기 위한 방법으로, 상기 두부의 주변 지반에 보강 공간이 형성되도록 상기 주변 지반을 원커팅하는 단계; 상기 보강 공간에 인장 부재가 고정된 강관 부재를 삽입하는 단계; 상기 강관 부재와 상기 두부 사이의 공간에 그라우트를 타설하는 단계; 상기 PHC 파일의 중공부에 중공 막음판을 설치하는 단계; 상기 인장 부재에 기초 철근을 배근하는 단계; 및 콘크리트를 타설하는 단계를 포함한다.
상기 콘크리트를 타설하는 단계는, 상기 PHC 파일의 중공부에 속채움 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 기초 철근에 기초 콘크리트를 타설하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구 및 두부 보강 방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 두부 보강 기구가 PHC 파일의 두부의 외주면에 놓이므로, 기존의 PHC 파일의 두부의 중공부에 구비되어 발생되던 내주면의 슬러지층으로 인한 슬립 현상을 미연에 막을 수 있어 충분한 인발 저항력을 발휘할 수 있고, 두부 보강 기구의 지름이 커지므로 인해 인장 부재의 개수 및 굵기를 늘릴 필요 없이 휨모멘트에 대한 저항력을 증대시킬 수 있으며, 그리고 파일 본체의 파쇄로 인한 손상 없이 두부를 보강할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 사시도이다.
도 4는 PHC 파일이 항타되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 이용하여 PHC 파일의 두부가 보강되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 7은 도 6의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 9는 도 8의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 사시도이다.
도 10은 하부 보강판의 다른 형태를 (a)에 나타내고, 이 하부 보강판이 강관 부재의 수직관에 용접된 상태를 (b)에 나타낸 도면이다.
도 11은 하부 보강판의 또 다른 형태를 (a)에 나타내고, 이 하부 보강판이 강관 부재의 수직관에 용접된 상태를 (b)에 나타낸 도면이다.
도 12는 강관 부재의 수직관의 다른 형태를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 14는 종래의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 도면이다.
도 15는 종래의 PHC 파일의 두부 보강 기구의 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 횡단면도이며, 그리고 도 3은 도 1의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 기초판(도 5의 "50" 참조)이 연결되기 전 중공된 PHC 파일(40)의 두부를 보강하기 위한 PHC 파일(40)의 두부 보강 기구로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 강관 부재(110)와 인장 부재(120)를 포함한다.
강관 부재(110)는 PHC 파일(40)(이하, "파일" 이라고 함)의 두부의 외주면을 감싸는 관 형상을 가진다. 구체적으로, 강관 부재(110)는 파일(40)의 두부의 외주면에 그라우트(G)(예들 들어, 무수축 그라우트)를 타설할 수 있는 공간을 형성시키며, 그라우트(G)가 그 공간에 타설되면 강관 부재(110)의 내주면과 파일(40)의 외주면은 그라우트(G)에 의한 강한 부착력으로 서로 구속된다.
따라서, 인장 부재(120)에 인발력이 작용하더라도 이러한 강한 부착력으로 인해 강관 부재(110)가 뽑히는 것을 막을 수 있어 충분한 인발 저항력을 발휘할 수 있고, 강관 부재(110)가 파일(40)의 외주면에 놓이므로 기존의 파일(40)의 중공부에 구비되어 발생되던 내주면의 슬러지층으로 인한 슬립 현상을 미연에 막을 수 있어 충분한 인발 저항력을 더욱 발휘할 수 있다. 또한, 강관 부재(110)가 파일(40)의 외주면에 놓이므로, 두부 보강 기구의 전체 지름이 커지므로 인해 인장 부재(120)의 개수 및 굵기를 늘릴 필요 없이 휨모멘트에 대한 저항력을 증대시킬 수 있어, 파일(40)의 두부에 미치는 힘으로부터 충분히 파일(40)을 보호할 수 있다. 또한, 강관 부재(110)가 파일(40)의 외주면에 놓이므로, 파일 본체(42)의 파쇄로 인한 손상 없이 두부를 보강할 수 있다.
인장 부재(120)는 강관 부재(110)의 내부에 고정되고 기초판(도 5의 "50" 참조)을 향해 연장된다. 구체적으로, 인장 부재(120)는 앙카 볼트(anchor bolt), 고장력 철근 및 보강 철근 중 하나일 수 있다. 이러한 인장 부재(120)는 강관 부재(110)와의 강한 결합력을 확보하기 위해 강관 부재(110)의 내부에 용접을 통해 고정될 수 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 하나의 예로 인장 부재(120)가 강관 부재(110)의 수직관(111)의 내주면에 용접된 형태가 나타나 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 인장 부재(120)가 수직관(111)의 내주면에 용접되는 타입일 경우, 인장 부재(120)를 수직관(111)의 내주면에 접촉시킨 상태로 용접하면 되므로 용접이 용이할 수 있다. 또한, 기초판(도 5의 "50" 참조)과의 결합력을 높이기 위해 인장 부재(120)의 끝단에 구부러진 절곡부(121)가 형성될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 다시 참조하여, 상술한 강관 부재(110)에 대해 보다 상세히 설명한다.
강관 부재(110)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 수직관(111)과 하부 보강판(112)을 포함할 수 있다.
수직관(111)은 파일(40)의 두부의 외경보다 큰 내경을 갖는 중공된 원통 형상을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 두부 보강 기구의 전체 지름이 기존의 파일(40)의 중공부에 놓이는 두부 보강 기구에 비해 커지므로 휨모멘트에 대한 저항력을 증가시키기 위한 구조적 한계를 극복할 수 있고, 이로 인해 휨모멘트에 대한 저항력을 충분히 보상할 수 있어 인장 부재(120)의 개수 및 굵기를 증가시키지 않아도 되므로 이에 따른 비용을 대폭 줄일 수 있다. 또한, 수직관(111)의 내주면과 파일(40)의 외주면 사이에 그라우트(G)를 타설할 수 있는 충분한 공간이 형성될 수 있고, 이 공간에 그라우트(G)가 타설될 경우 상술한 바와 같이 본 발명의 두부 보강 기구에 충분한 인발 저항력을 제공할 수 있다.
한편, 이러한 수직관(111)은 다양한 형상을 가질 수 있는데, 일 예로 도 3에 도시된 바와 같이 내주면 및 외주면이 모두 평평한 형상을 가질 수도 있고, 다른 예로 도 12에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 간격을 두어 오목부와 볼록부가 반복되는 주름진 형상을 가질 수도 있다. 특히, 주름진 형상을 가질 경우 마찰력이 증대[그라우트(G)와의 부착 면적이 증대]되어 슬라이딩의 방지 효과로 상술한 인발 저항력을 더욱 증대시킬 수 있다.
하부 보강판(112)은 수직관(111)의 하단에 용접되어 고정되며 파일(40)이 삽입될 수 있는 중공된 형상을 갖는다. 구체적으로, 하부 보강판(112)은 수직관(111)의 내주면과 파일(40)의 외주면 사이의 공간을 일정하게 유지시키는 역할과, 그 공간에 채워지는 그라우트(G)의 유출을 방지하는 역할 등을 수행한다. 이러한 하부 보강판(112)은 아래와 같이 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도 10은 하부 보강판의 다른 형태를 (a)에 나타내고, 이 하부 보강판이 강관 부재의 수직관에 용접된 상태를 (b)에 나타낸 도면이고, 도 11은 하부 보강판의 또 다른 형태를 (a)에 나타내고, 이 하부 보강판이 강관 부재의 수직관에 용접된 상태를 (b)에 나타낸 도면이다.
하부 보강판(112)은, 일 예로 도 3에 도시된 바와 같이 도넛 형상을 가질 수도 있고, 다른 예로 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 절편(P)으로 쪼개져 이루어질 수도 있으며, 또 다른 예로 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 절편(P)으로 쪼개짐과 함께 복수의 절편 각각이 절곡되어 이루어질 수 있다. 특히, 하부 보강판(112)이 복수의 절편(P)으로 쪼개진 타입의 경우 현장 상황에 따라 구조 변경을 용이하게 할 수 있다.
이하, 강관 부재(110)와 파일(40) 사이의 공간에 채워지는 무수축 그라우트(G)에 대해 설명한다.
무수축 그라우트(G)는 파일(40)의 두부와 강관 부재(110) 사이에 개재되어 그 강한 부착력으로 서로 일체화되도록 강관 부재(110)를 파일(40)에 구속시키는 역할과, 강관 부재(110)에 고정되는 인장 부재(120)를 그 강한 결합력으로 강관 부재(110)와 파일(40) 사이의 공간에 구속시키는 역할을 한다. 따라서, 무수축 그라우트(G)를 통해 상술한 인발 저항력을 더욱 극대화시킬 수 있다.
나아가, 무수축 그라우트(G)는 양생시 수축이 일어나지 않아, 강관 부재(110)와 파일(40) 사이의 공간에 부피 변화를 미연에 막을 수 있다.
이와 더불어, 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 도 1에 도시된 바와 같이, 파일(40)의 중공부를 막는 중공 막음판(130)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 파일(40)의 중공부에 속채움 콘크리트(30)가 타설되는 동안 중공 막음판(130)에 의해 속채움 콘크리트(30)가 아래로 유출되는 것을 막을 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 이용한 두부 보강 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 PHC 파일이 삽입되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 이용하여 PHC 파일의 두부가 보강되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하여, 두부 보강을 하기 전에 이루어지는 파일 삽입 과정을 설명한다.
도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 지반을 천공하고, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 천공된 부위에 밀크를 주입한다. 그리고 나서, 도 4의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이 파일(40)을 밀크가 주입된 천공 부위에 삽입하여, 도 4의 (f)에 도시된 바와 같이 파일(40)을 경타하여 보다 깊숙히 삽입시킨다.
이렇게 파일 삽입이 완료되면, 두부 보강 과정을 수행하게 된다. 즉, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 파일(40)의 두부의 외주면과 지반 사이에 보강 공간(S)이 형성되도록 파일(40)의 두부의 주변 지반을 원커팅한다. 그리고 나서, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 인장 부재(120)가 용접된 강관 부재(110)를 보강 공간(S)에 삽입하고, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 강관 부재(110)와 파일(40) 사이의 공간에 그라우트(G)를 타설한다. 이 후, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 파일(40)의 중공부에 중공 막음판(130)을 설치하고, 인장 부재(120)에 기초 철근(60)을 배근한다. 배근이 완료되면, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이 콘크리트를 타설한다. 구체적으로, 콘크리트를 타설하는 과정은, 파일(40)의 중공부에 속채움 콘크리트(30)를 타설하고, 기초 철근(60)에 기초 콘크리트(51)를 타설한다. 속채움 콘크리트(30)는 파일(40)의 균열 및 파단을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 파일(40)의 두부 보강과 함께 지반에 기초판(50)이 완성된다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구에 대해 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 7은 도 6의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 강관 부재(210) 및 인장 부재(220)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 강관 부재(210) 및 인장 부재(220) 위주로 설명한다.
강관 부재(210)는 파일(40)의 두부의 외주면을 감싸는 관 형상을 가진다. 구체적으로, 강관 부재(210)는 파일(40)의 두부의 외주면에 그라우트(G)(예들 들어, 무수축 그라우트)를 타설할 수 있는 공간을 형성시키며, 그라우트(G)가 그 공간에 타설되면 강관 부재(210)의 내주면과 파일(40)의 외주면은 그라우트(G)에 의한 강한 부착력으로 서로 구속된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하나, 강관 부재(210)의 하부 보강판(212)에 인장 부재(220)를 장착시키는 장착공(212a)이 형성된다는 점과, 수직관(211)의 상단에 상부 보강판(213)이 더 부가되어 용접되어 고정된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 다르다. 특히, 상부 보강판(213)이 용접되어 고정될 경우, 강관 부재(210)의 상단부가 반경방향 외측으로 벌어지는 현상을 잡아줄 수 있고, 그라우트(G) 및 인장 부재(220)가 뽑히는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 상부 보강판(213)에는 인장 부재(220)를 통과시키는 통과공(213a)이 형성될 수 있다. 나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 보강판(213)은 그라우트(G)가 타설된 후 인장 부재(220) 및 수직관(211)에 순차적으로 조립되어 수직관(211)에 최종 용접된다.
인장 부재(220)는 강관 부재(210)의 내측에 고정되고 기초판(도 5의 "50" 참조)을 향해 연장된다. 구체적으로, 인장 부재(220)는 앙카 볼트, 고장력 철근 및 보강 철근 중 하나일 수 있다. 이러한 인장 부재(220)는 강관 부재(210)와의 강한 결합력을 확보하기 위해 강관 부재(210)의 내부에 용접을 통해 고정된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하나, 인장 부재(220)가 강관 부재(210)의 하부 보강판(212)의 장착공(212a)에 삽입되어 하부 보강판(212)에 용접된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 다르다. 특히, 인장 부재(220)가 수직관(211)의 내주면에 아닌 하부 보강판(212)에 용접되므로, 강관 부재(210)와 파일(40) 사이에 채워지는 그라우트(G)가 수직관(211)의 내주면 전체에 도포되어 강관 부재(210)의 인발 저항력을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 이용한 두부 보강 방법은, 상술한 본 발명의 제1 실시예를 통해 쉽게 알 수 있으므로 생략한다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 9는 도 8의 PHC 파일의 두부 보강 기구를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 강관 부재(310) 및 인장 부재(320)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 강관 부재(310) 및 인장 부재(320) 위주로 설명한다.
강관 부재(310)는 파일(40)의 두부의 외주면을 감싸는 관 형상을 가진다. 구체적으로, 강관 부재(310)는 파일(40)의 두부의 외주면에 그라우트(G)(예를 들어, 무수축 그라우트)를 타설할 수 있는 공간을 형성시키며, 그라우트(G)가 그 공간에 타설되면 강관 부재(310)의 내주면과 파일(40)의 외주면은 그라우트(G)에 의한 강한 부착력으로 서로 구속된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하나, 강관 부재(310)의 하부 보강판(312)에 인장 부재(320)를 장착시키는 장착공(312a)이 형성된다는 점과, 수직관(311)의 상반부의 내주면에 하나 이상의 보강링(313)이 더 부가되어 용접되어 고정된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 다르다. 특히, 보강링(313)이 용접되어 고정될 경우, 강관 부재(310)의 상반부가 반경방향 외측으로 벌어지는 현상을 잡아줄 수 있고, 그라우트(G) 및 인장 부재(320)가 뽑히는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 보강링(313)은 수직관(311)에 높이 차를 두어 용접되는 제1 및 제2 보강링(313a)(313b)을 포함할 수 있다.
인장 부재(320)는 강관 부재(310)의 내측에 고정되고 기초판(도 5의 "50" 참조)을 향해 연장된다. 구체적으로, 인장 부재(320)는 앙카 볼트, 고장력 철근 및 보강 철근 중 하나일 수 있다. 이러한 인장 부재(320)는 강관 부재(310)와의 강한 결합력을 확보하기 위해 강관 부재(310)의 내부에 용접을 통해 고정된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하나, 인장 부재(320)가 강관 부재(310)의 하부 보강판(312)의 장착공(312a)에 삽입되어 하부 보강판(312)에 용접된다는 점에서 상술한 본 발명의 제1 실시예와 다르다. 특히, 인장 부재(320)가 수직관(311)의 내주면에 아닌 하부 보강판(312)에 용접되므로, 강관 부재(310)와 파일(40) 사이에 채워지는 그라우트(G)가 수직관(311)의 내주면 전체에 도포되어 강관 부재(310)의 인발 저항력을 더욱 향상시킬 수 있다. 나아가, 인장 부재(320)가 상술한 제1 및 제2 보강링(313a)(313b)의 각 내주면과 파일(40)의 외주면 사이를 통과할 수 있도록 제1 및 제2 보강링(313a)(313b)의 돌출 정도가 정해질 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 이용한 두부 보강 방법은, 상술한 본 발명의 제1 실시예를 통해 쉽게 알 수 있으므로 생략한다.
이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구에 대해 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구는, 도 13에 도시된 바와 같이, 인장 부재(220)에 연결 보강 부재(421)가 구비되는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제2 실시예와 동일하므로, 이하에서는 연결 보강 부개(421) 위주로 설명한다. 또한, 상술한 본 발명의 제2 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.
연결 보강 부재(421)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 인장 부재(220)에 고정되어 인장 부재(220)와 기초판(도 5의 "50" 참조)과의 결합력을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 연결 보강 부재(421)는 인장 부재(220) 중 기초판(50)과 연결되는 부위에 용접되거나 나사 결합될 수 있다. 또한, 연결 보강 부재(421)는, 도 13에 도시된 바와 같이 원판 형상을 가질 수도 있고, 도시되지는 않았지만 다각판 형상을 가질 수도 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 PHC 파일의 두부 보강 기구 및 두부 보강 방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 두부 보강 기구가 파일(40)의 두부의 외주면에 놓이므로, 기존의 파일(40)의 두부의 중공부에 구비되어 발생되던 내주면의 슬러지층으로 인한 슬립 현상을 미연에 막을 수 있어 별도의 부상 방지 앵커를 시공할 필요 없이 충분한 인발 저항력을 발휘할 수 있고, 두부 보강 기구의 지름이 커지므로 인해 인장 부재(120, 220, 320)의 개수 및 굵기를 늘릴 필요 없이 휨모멘트에 대한 저항력을 증대시킬 수 있으며, 그리고 파일 본체의 파쇄로 인한 손상 없이 두부를 보강할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
30: 속채움 콘크리트 40: 파일
50: 기초판 51: 기초 콘크리트
60: 기초 철근 110, 210: 310: 강관 부재
111, 211, 311: 수직관 112, 212, 312: 하부 보강판
120, 220, 320: 인장 부재 121: 절곡부
130: 중공 막음판 212a, 312a: 장착공
213: 상부 보강판 213a: 통과공
313: 보강링 421: 연결 보강 부재
P: 복수의 절편 S: 보강 공간
G: 그라우트

Claims (18)

  1. 기초판이 연결되는, 중공된 PHC 파일의 두부를 보강하기 위한 PHC 파일의 두부 보강 기구로,
    상기 두부의 외주면을 감싸는 관 형상의 강관 부재; 및
    상기 강관 부재의 내부에 고정되고 상기 기초판을 향해 연장되는 인장 부재
    를 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  2. 제1항에서,
    상기 강관 부재는,
    상기 두부의 외경보다 큰 내경을 갖는 중공된 원통 형상을 하는 수직관; 및
    상기 수직관의 하단에 고정되는 중공된 하부 보강판을 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  3. 제2항에서,
    상기 인장 부재는
    상기 수직관의 내주면에 용접되어 고정되는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  4. 제2항에서,
    상기 인장 부재는
    상기 하부 보강판에 용접되어 고정되는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  5. 제4항에서,
    상기 하부 보강판에는 상기 인장 부재를 장착시키는 장착공이 형성되고,
    상기 인장 부재는 상기 장착공에 삽입되어 용접되는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  6. 제2항에서,
    상기 하부 보강판은 복수의 절편으로 쪼개져 이루어지는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 절편 각각은 절곡되어 이루어지는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  8. 제5항에서,
    상기 강관 부재는
    상기 수직관의 상단에 고정되는 중공된 상부 보강판을 더 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  9. 제8항에서,
    상기 상부 보강판에는 상기 인장 부재를 통과시키는 통과공이 형성되는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  10. 제5항에서,
    상기 강관 부재는,
    상기 수직관의 상반부의 내주면에 고정되는 하나 이상의 보강링을 더 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  11. 제10항에서,
    상기 하나 이상의 보강링은 상기 수직관에 높이 차를 두어 용접되는 제1 및 제2 보강링을 포함하고,
    상기 인장 부재는 상기 제1 및 제2 보강링의 각 내주면과 상기 두부의 외주면 사이를 통과하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  12. 제2항에서,
    상기 수직관은
    상하 방향으로 간격을 두어 오목부와 볼록부가 반복되는 주름진 형상을 가지는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  13. 제1항에서,
    상기 인장 부재는
    앙카 볼트, 고장력 철근 및 보강 철근 중 하나인 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  14. 제1항에서,
    상기 인장 부재는 그 끝단에 구부러진 절곡부를 가지는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  15. 제1항에서,
    상기 PHC 파일의 두부 보강 기구는
    상기 PHC 파일의 중공부를 막는 중공 막음판을 더 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  16. 제1항에서,
    상기 PHC 파일의 두부 보강 기구는,
    상기 인장 부재 중 상기 기초판과 연결되는 부위에 고정되어 상기 인장 부재와 상기 기초판과의 결합력을 높이는 연결 보강 부재를 더 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 기구.
  17. 중공된 PHC 파일의 두부를 보강하기 위한 방법으로,
    상기 두부의 주변 지반에 보강 공간이 형성되도록 상기 주변 지반을 원커팅하는 단계;
    상기 보강 공간에 인장 부재가 고정된 강관 부재를 삽입하는 단계;
    상기 강관 부재와 상기 두부 사이의 공간에 그라우트를 타설하는 단계;
    상기 PHC 파일의 중공부에 중공 막음판을 설치하는 단계;
    상기 인장 부재에 기초 철근을 배근하는 단계; 및
    콘크리트를 타설하는 단계
    를 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 콘크리트를 타설하는 단계는
    상기 PHC 파일의 중공부에 속채움 콘크리트를 타설하는 단계; 및
    상기 기초 철근에 기초 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 PHC 파일의 두부 보강 방법.
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