KR20150071277A - Pc 소켓형 파일 복합 벽체기초 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방음벽 등 수평력이 지배적인 파일 복합형 벽체기초 구조물에 있어서 프리캐스트 소켓 및 벽체콘크리트를 고안하여 지반에 파일이 실제로 매입될 때 발생하는 수평 및 수직변위의 오차를 간편하게 보정하고 또한 각각의 분리되어 조립되는 프리캐스트 콘크리트로 인하여 콘크리트 구조물의 중량을 크게 줄일 수 있도록 고안된 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초에 관한 기술이다.
즉, 본 발명은 지반으로 파일을 매입할 경우 지반의 실제 여건에 의해 불가피하게 발생하는 위치오차 및 경사오차 등을 완벽하게 보정할 수 있도록 PC 소켓 및 PC 벽체를 개발하여 파일 복합 벽체기초의 프리캐스트 방식이 가능하게 함으로써 시공성을 크게 향상시키고 공기 또한 크게 단축하는 효과를 얻을 수 있도록 하였다. 아울러, 본 발명을 통해 파일 복합벽체의 상부에 연결되는 지주 또는 하부에 연결되는 파일의 직경에 제약을 받지 않고 복합 벽체기초의 벽체부 두께를 다양하게 조절할 수 있어 자재비를 크게 줄여줌으로써 파일 복합 벽체기초의 경제성 향상 효과를 얻을 수 있다.

Description

PC 소켓형 파일 복합 벽체기초{Pile footing wall complex with precast concrete socket}

본 발명은 방음벽 등 수평력이 지배적인 파일 복합형 벽체기초 구조물에 있어서 프리캐스트 소켓 및 벽체콘크리트를 고안하여 파일의 실제 매입 시 발생하는 수평 및 수직변위의 오차를 간편하게 보정하고 또한 각각의 분리되어 조립되는 프리캐스트 콘크리트로 인하여 콘크리트 구조물의 중량을 크게 줄일 수 있도록 고안된 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초에 관한 기술이다.

파일 복합 벽체기초 구조물은 일반적으로 수직력보다는 수평력이 지배적인 구조물로써 주로 H-파일이나 강관파일을 지중에 매입하고 지상에 돌출된 상단을 콘크리트 벽체 구조물과 연결함으로써 구조물의 상단으로부터 전달되는 수평력을 하부에 연결된 파일의 수평저항력으로 견디도록 설계되는 구조물이다.

통상적으로 파일 복합형 벽체기초의 시공순서는‘파일공 천공-파일매입-상부 벽체 콘크리트 연결’의 순서로 시공되는 것이 일반적이다.

그런데, 실제 파일의 천공 위치는 당초 설계 당시에 예상했던 위치와 다소 차이가 나게 되는데, 이는 파일공을 천공하는 과정에서의 실제 지반조건은 호박돌 등과 같은 다양한 지장물이 불규칙하게 분포함으로 인하여 파일공이 종방향 및 횡방향으로 다소 밀리거나 혹은 작업자가 이를 피하기 위해 임으로 조정하는 것이 불가피하기 때문이다. 이렇게 되면, 매입되는 파일의 위치는 설계당시의 위치보다 다소 차이가 발생할 수밖에 없는데 이 오차가 상부에 연결되는 구조물에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 통상적으로 상부 벽체 콘크리트는 현장타설형 콘크리트, 즉, 현장에서 철근 가공 및 거푸집 조립 후 현장치기 콘크리트공을 통해 연결하는 것이 가장 일반적으로 사용되어 왔다.

그러나, 현장타설형 콘크리트는 하부 파일기초의 매입이 완성된 후에 작업이 시작된다는 점과, 콘크리트가 완전히 궂은 상태에서 후속 공정이 진행되어야 한다는 점, 즉, 시간의 제약을 크게 받는다. 다시 말해서, 절대공기를 단축시키기가 매우 어렵다는 단점을 가지게 되는데 이는 운영중인 도로 및 철도의 교통통제비용이나 도심지 공사의 통행여건 제한 등에 있어 매우 불리한 측면이 있다는 것이다. 통상적으로, 현장타설형 콘크리트의 이러한 시간적 제한을 해결하기 위하여 그 대안으로 공장가공형 콘크리트, 즉 프리캐스트 콘크리트 구조물(PC 구조물)이 사용되기도 한다. 하지만, 파일 복합 벽체기초 구조물에 있어서는 상기 기술한 파일의 위치오차가 발생함으로 인해 그동안은 PC 콘크리트 방식을 적용하기가 매우 까다롭고 어려워 거의 사용되지 못한 것이 현실이다.

한편, 파일 복합 벽체기초는 벽체 구조물의 상부로부터 전달되는 수평력이 벽체 구조물을 통해 하부 파일로 전달 및 지지되는 구조물로써 방음벽과 같은 구조물이 상부에 연결될 경우에는 상부의 방음벽 지주는 물론 하부의 기초 파일을 모두 내포해야 하기 때문에 필요 이상으로 그 두께가 과다해 지게 된다.또한, 이렇게 설정된 구조물의 두께는 사실상 벽체구조물의 전체 두께가 되어 자재의 낭비를 초래하게 된다. 물론, 이를 방지하기 위하여 지주 및 파일이 연결되는 부위의 벽체는 두껍게 하고 그렇지 않은 구간의 벽체는 얇게 할 수도 있지만, 이렇게 하려면 철근조립 및 거푸집 조립이 매우 복잡해지고 이로 인해 비용의 상승을 초래하게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파일공의 위치오차 및 경사오차 등이 상부의 프리캐스트 벽체 구조물에 연결되는 과정에서 벽체 구조물은 물론이고 향후 벽체 구조물의 상부에 결합되는 다른 구조물이 정확하게 결합되는 데에 있어 부정적인 영향을 미치지 않도록 하여 파일 복합 벽체기초의 프리캐스트 공법화가 가능하게 함으로써 시공성 향상 및 공기단축 효과를 얻고자 하는 것이다.

또한, 본 발명을 통해 파일 복합벽체의 상부에 연결되는 지주 또는 하부 파일의 직경에 제약을 받지 않고 벽체부의 두께를 다양하게 조절할 수 있음으로써 파일 복합 벽체기초의 경제성 향상 효과를 얻고자 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 그 시공순서를 간단히 설명하자면 파일공 천공을 통해 파일을 지반에 매입한 후 상부에 PC 소켓을 연결하며 이렇게 연결된 다수의 PC 소켓 간에 PC 벽체를 삽입하여 결합함으로써 마무리 된다.

여기서, PC 소켓은 하부 내측에 적절한 공간, 즉 파일 삽입홀(1-1)을 구비하여 이곳으로 파일의 돌출된 상단부가 삽입되도록 하는데, 파일이 지반에 불규칙하게 매입되더라도 상기 파일 삽입홀이 상대적으로 여유로운 공간을 지님으로써 이를 보정할 수 있도록 하였다. 다시말해서, 파일 삽입홀에 기초 파일이 삽입되도록 PC 소켓을 파일에 연결한 후, PC 소켓간의 대응되는 간격 및 방향이 설계대로 정해진 대로 위치할 수 있도록 PC 소켓을 다소 회전 및 이동시킴으로써 보정한 후 내부 파일 삽입홀의 나머지 빈 공간을 무수축 콘크리트로 채움으로써 오차의 보정이 마무리되는 것이다.

한편, 이렇게 고정되는 PC 소켓간의 연결을 PC 벽체로 하게 되는데, PC 벽체는 상부 및 하부에 지주 또는 파일을 내포하고 있지 않기 때문에 그 두께가 PC 소켓에 비해 매우 얇게 제작될 수 있으므로 그 경제적 잇점이 매우 크다. 물론, 이와 동시에 다양한 두께로도 제작될 수 있기 때문에 현장 여건 및 설계자의 의도에 맞게 조정하여 사용될 수 있기도 하다. 또한, PC 소켓의 결합돌기(1-2)에 의해 PC 벽체가 결합되는데 상기 결합돌기의 단부 형상이 반원형으로 되어 있어 이에 연결되는 PC 벽체는 어느 정도 회전이 가능하다. 즉, 이는 벽체기초의 평면상 종단 선형이 급격한 곡선으로 계획되더라도 PC 소켓과 PC 벽체의 연결부가 다소간 회전변위를 수용할 수 있어 파일 복합 벽체기초의 원활한 선형의 확보가 가능하게 되는 것이다.

본 발명은 지반으로 파일을 매입할 경우 불가피하게 발생하는 위치오차 및 경사오차 등을 완벽하게 보정할 수 있는 PC 소켓 및 PC 벽체의 개발을 통해 파일 복합 벽체기초의 프리캐스트 방식이 가능하게 함으로써 시공성을 크게 향상시키고 공기 또한 크게 단축하는 효과를 얻을 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명을 통해 파일 복합벽체의 상부에 연결되는 지주 또는 하부에 연결되는 파일의 직경에 제약을 받지 않고 벽체부의 두께를 다양하게 조절할 수 있어 자재비를 크게 줄여줌으로써 파일 복합 벽체기초의 경제성 향상 효과를 얻을 수 있다.

‘도 1’은 종래의 현장 타설 방식 파일 복합 벽체기초의 시공순서 측면도
‘도 2’는 본 발명인 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초의 PC 소켓 상세도
‘도 3’은 본 발명인 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초의 PC 소켓과 다양한 두께의 PC 벽체가 연결된 평면도
‘도 4’는 본 발명인 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초의 PC 소켓과 PC 벽체 및 하부 파일이 결합된 형상을 보여주는 단면 예시도
‘도 5’는 본 발명인 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초의 시공 순서 예시 모형도
‘도 6’은 본 발명인 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초의 상부에 방음벽 설치사례를 보여주는 시공 순서 예시 모형도
‘도 7’본 발명인 PC 소켓형 파일 복합 벽체기초에서 PC 소켓이 H파일 또는 강관파일 등에 결합되는 모습을 하부에서 상향으로 바라보는 입체 모형도

본 발명을 실시하기 위해 도면과 함께 구체적으로 설명하면, ‘도1’과 같이 통상적인 파일 복합 벽체기초는 지반을 천공하여 파일(3)을 매입한 후 파일 내부를 콘크리트로 채운 다음 최종적으로 상부에 벽체 콘크리트를 설치, 연결함으로써 종료되는 것인데, 본 발명은 ‘도 4’에서처럼 파일(3)의 매입 후에 PC 소켓(1)을 파일의 상단 돌출부를 덮도록 연결한다. 이때, PC 소켓은 필요시 상부에 앵커(1-3)를 포함하기도 하며 하부 내측으로는 파일 삽입홀(1-1)이 있어 이곳에 파일의 상단 돌출부가 삽입되는 것이다. 여기서, PC 소켓(1)은 ‘도 4’에서 볼 수 있듯이, 하부 내측에 적절한 공간, 즉 파일 삽입홀(1-1)을 구비하여 이곳으로 파일의 돌출된 상단부가 삽입되도록 하는데, 파일(3)이 지반에 불규칙하게 매입되더라도 상기 파일 삽입홀(1-1)이 상대적으로 여유로운 공간을 지님으로써 이를 보정할 수 있도록 하였다. 다시말해서, 파일 삽입홀(1-1)에 기초 파일이 삽입되도록 PC 소켓을 파일에 연결한 후, PC 소켓간의 대응되는 간격 및 방향이 설계대로 정해진 대로 위치할 수 있도록 PC 소켓을 다소 회전 및 이동시킴으로써 보정한 후 내부 파일 삽입홀(1-1)의 나머지 빈 공간을 무수축 콘크리트로 채움으로써 오차의 보정이 마무리되는 것이다.

한편, 이렇게 고정되는 PC 소켓(1)간의 연결을 PC 벽체(2)로 하게 되는데, PC 벽체(2)는 상부 및 하부에 지주 또는 파일(3)을 내포하고 있지 않기 때문에 그 두께가 PC 소켓(1)에 비해 매우 얇게 제작될 수 있으므로 그 경제적 잇점이 매우 크다. 물론, 이와 동시에 다양한 두께로도 제작될 수 있기 때문에 현장 여건 및 설계자의 의도에 맞게 조정하여 사용될 수 있기도 하며 ‘도 3’에서는 이렇게 다양한 두께의 PC 벽체가 PC 소켓에 의해 고정되는 평면형상을 잘 보여주고 있다. 또한, ‘도 2’ 또는‘도 3’에서도 볼 수 있듯이, PC 소켓의 결합돌기(1-2)에 의해 PC 벽체(2)가 결합되는데 상기 결합돌기의 단부 형상이 반원형으로도 제작될 수 있어 이에 연결되는 PC 벽체(2)는 어느 정도 회전이 가능하게 된다. 즉, 이는 파일 복합 벽체기초의 평면상 종단 선형이 급격한 곡선으로 계획되더라도 PC 소켓(1)과 PC 벽체(2)의 연결부가 다소간 회전변위를 수용할 수 있어 파일 복합 벽체기초의 원활한 선형의 확보가 가능하게 되는 것이다.

1 : PC 소켓
1-1 : 파일 삽입홀
1-2 : 결합 돌기
1-3 : 매입 앵커
2 : PC 벽체
3 : 기초 파일

Claims (2)

1. 전체적으로는 상부가 좁고 하부가 넓은 사각 기둥형태의 외형을 지니되 하부의 내측으로는 지중에 매입되는 강관 혹은 H형강의 파일(3)의 지상으로 돌출된 단부가 삽입되되 파일의 위치가 보정된 후 무수축 몰탈로 채움이 가능하도록 다소의 추가적인 여유공간이 확보되어 사각형 또는 원형 단면의 빈 공간이 적절한 높이만큼 확보된 파일 삽입홀(1-1)을 구비하고, 상부로는 필요시 앵커(1-3)가 매입되어 구비되며, 측면으로는 PC 벽체(2)의 측단면이 상하 방향으로 슬라이딩 끼움으로 삽입되어 고정되게 수용할 수 있도록 각 방향으로 2개 이상의 결합 돌기(1-2)가 종방향으로 좌측 및 우측이 상호 대칭되어 구비된 것을 특징으로 하는 PC 소켓(1)과 ; 상기 PC 소켓(1)이 일정한 간격을 두고 종방향으로 연속적으로 배치되도록 하여 2개의 PC 소켓(1)간에 결합 돌기(1-2)를 통해 상부에서 하부로 다양한 두께의 PC 벽체(2)가 슬라이딩 끼움 방식으로 결합하여 고정됨으로써 기초의 벽체가 완성되는 것을 특징으로 하는‘PC 소켓형 파일 복합 벽체기초’
   
2. ‘청구항 1’에 있어서 상기 결합 돌기(1-2)가 종방향으로의 단부 형상이 반원형으로 구성되게 하는 것을 특징으로 하는 ‘PC 소켓형 파일 복합 벽체기초’
   

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