KR20150107226A - Phc 파일의 선단 확장 기구 - Google Patents

Phc 파일의 선단 확장 기구 Download PDF

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KR20150107226A
KR20150107226A KR1020140029794A KR20140029794A KR20150107226A KR 20150107226 A KR20150107226 A KR 20150107226A KR 1020140029794 A KR1020140029794 A KR 1020140029794A KR 20140029794 A KR20140029794 A KR 20140029794A KR 20150107226 A KR20150107226 A KR 20150107226A
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(주) 포유엔지니어링
최영덕
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Abstract

본 발명은 PHC 파일의 시공 내력이 PHC 파일의 자체 내력에 가깝게 충분한 선단지지력을 확보할 수 있는 PHC 파일의 선단 확장 기구를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 PHC 파일의 선단 확장 기구는, 중공부를 구비하고 복수 개의 강봉이 내설된 콘크리트 기둥을 구비한 PHC 파일의 선단 확장 기구로서, 상기 PHC 파일의 선단면에 구비되고 상기 PHC 파일의 선단 보다 큰 외경을 가지며 중심부에 개구를 가지는 확장 원판; 상기 확장 원판의 일 면에 구비되어 상기 확장 원판을 보강하는 보강 튜브; 및 상기 보강 튜브의 측면과 상기 확장 원판 사이를 연결하여 상기 보강 튜브를 지지하는 보강 리브를 포함한다.

Description

PHC 파일의 선단 확장 기구{Apparatus for enlarging the embedded end of PHC file}
본 발명은 PHC 파일의 매입측 선단을 확장하는 PHC 파일의 선단 확장 기구에 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 11을 참조하여 이러한 PHC 파일(40)의 시공 내력에 대해 설명한다.
도 11은 지반에 매입된 PHC 파일의 시공 내력을 보여주는 개념도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 구조물(4)의 하중(PF)은 구조물(4)의 하부에 근입된 다수의 PHC 파일(2)의 시공 내력에 의하여 지지된다. 특히, 지반에 매입된 PHC 파일(2)의 시공 내력은 PHC 파일의 선단의 선단지지력(TF)과 PHC 파일의 측면의 주변마찰력(SF)의 합으로 이루어진다.
그런데, PHC 파일 자체의 내력은 대부분 높지만 시공성 등으로 PHC 파일의 시공 내력이 낮아지는 문제가 있다.
예를 들어, Φ400의 PHC 파일의 경우, PHC 파일의 자체 내력은 112 tf 이지만 시공 내력은 60∼80 tf 정도이어서, 결과적으로 PHC 파일의 내력 중 32∼52 tf가 낭비되고 있는 실정이다. 특히, 매입 공법의 경우, 지반을 PHC 파일의 직경보다 크게 천공한 후, 제작된 PHC 파일을 천공에 근입하여 설치하고, PHC 파일과 지반 사이에 충진재(cement paste)를 주입하여 주변 마찰력을 높여 주기는 하지만, 시공 후의 테스트는 주변마찰력이 아주 미미하여 대부분의 시공 내력이 선단지지력에 의존하고 있음을 보여 주었다.
본 발명의 기술적 과제는, PHC 파일의 시공 내력이 PHC 파일의 자체 내력에 가깝게 충분한 선단지지력을 확보할 수 있는 PHC 파일의 선단 확장 기구를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구는, 중공부를 구비하고 복수 개의 강봉이 내설된 콘크리트 기둥을 구비한 PHC 파일의 선단 확장 기구로서, 상기 PHC 파일의 선단면에 구비되고 상기 PHC 파일의 선단 보다 큰 외경을 가지며 중심부에 개구를 가지는 확장 원판; 상기 확장 원판의 일 면에 구비되어 상기 확장 원판을 보강하는 보강 튜브; 및 상기 보강 튜브의 측면과 상기 확장 원판 사이를 연결하여 상기 보강 튜브를 지지하는 보강 리브를 포함한다.
일 예로, 상기 보강 튜브는, 상기 확장 원판의 평면에 수직하게 구비될 수 있다.
여기서, 상기 보강 튜브를 기준으로, 상기 PHC 파일의 상기 선단은 상기 보강 튜브의 내측에 구비될 수 있고, 상기 보강 리브는 상기 보강 튜브의 외측에 구비될 수 있다.
또한, 상기 확장 원판 중 상기 보강 튜브의 내측에 위치한 부위에 볼트공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 보강 리브는, 상기 보강 튜브의 외측면에 간격을 두고 복수개 형성될 수도 있고, 상기 보강 튜브의 외측면 전체에 일체로 형성될 수도 있다.
다른 예로, 상기 보강 튜브는, 상기 확장 원판의 저면에 수직하게 구비될 수 있다.
여기서, 상기 보강 튜브는, 상기 확장 원판의 상기 개구에 접하여 구비될 수 있다.
또한, 상기 확장 원판 중 상기 보상 튜브의 외측에 위치한 부위에 볼트공이 형성될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, PHC 파일의 선단에 확장 원판과, 보강 튜브와, 보강 리브를 제공하므로, PHC 파일의 시공 내력이 PHC 파일의 자체 내력에 가깝게 충분한 선단지지력을 확보할 수 있다. 궁극적으로, 시공에서 사용되는 PHC 파일의 수를 줄일 수 있어, 원가 절감 및 공기 단축을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 볼트공 등을 통해 PHC 파일의 매입될 때 비로서 조립되어 사용되는 기술구성을 가지므로, PHC 파일의 운반성 및 적재성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구가 파일에 장착되어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1 의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 일부 절개도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구가 파일에 장착되어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 6은 도 5의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구가 파일에 장착되어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 9는 도 8의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 평면도이다.
도 11은 지반에 매입된 기존의 PHC 파일의 시공 내력을 보여주는 개념도이다.
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 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구가 파일에 장착되어 있는 상태를 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1 의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 평면도이며, 그리고 도 4는 도 2의 PHC 파일의 선단 확장 기구를 나타낸 일부 절개도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 중공부(11)를 구비하고 복수 개의 강봉(12)이 내설된 콘크리트 기둥(13)을 구비한 PHC 파일(10)의 선단 확장 기구로서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 확장 원판(110)과, 보강 튜브(120)와, 그리고 보강 리브(130)를 포함한다.
확장 원판(110)은, PHC 파일(10)의 선단면(10a)에 구비되고, PHC 파일(10)의 선단(10b) 보다 큰 외경을 가지며, 그리고 그 중심부에 개구(110a)를 가진다. 예를 들어, 확장 원판(110)은, 도 1에 도시된 바와 같이, PHC 파일(10)의 선단면에 볼트(B)에 의해 결합될 수 있다. 이를 위해, 확장 원판(110) 중 보강 튜브(120)의 내측에 위치한 부위에 볼트공(111)이 형성될 수 있다. 또한, 확장 원판(110)의 개구(110a)는, 도 1에 도시된 바와 같이 PHC 파일(10)의 중공부(11)와 동일한 내경을 가질 수도 있고, 도시되지는 않았지만 PHC 파일(10)의 중공부(11)보다 작은 내경을 가질 수도 있다. 특히, 이렇게 확장 원판(110)에 개구(110a)를 주는 이유는, 확장 원판(110)이 PHC 파일(10)과 함께 매입되는 동안 확장 원판(110)이 찢어지는 것을 방지하여 폐쇄여부와 무관하게 선단지지력을 확보하기 위함이다.
보강 튜브(120)는 확장 원판(110)의 평면에 구비되어 확장 원판(110)을 보강한다. 즉, 보강 튜브(120)는, 보강 리브(130)와 함께 확장 원판(110)이 PHC 파일(10)과 함께 매입되는 동안 확장 원판(110)의 가장자리부가 매입되는 반대 방향으로 휘어지는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보강 튜브(120)는 확장 원판(110)의 평면에 수직하게 구비될 수 있다. 구체적으로, 보강 튜브(120)를 기준으로, PHC 파일(10)의 선단은 보강 튜브(120)의 내측에 삽입될 수 있고, 보강 리브(130)는 보강 튜브(120)의 외측에 구비될 수 있다. 또한, PHC 파일(10)의 선단면과의 원활한 볼트 체결을 위하여, 상술한 볼트공(111)은, 보강 튜브(120)를 기준으로, 확장 원판(110) 중 보강 튜브(120)의 내측에 위치한 부위에 형성될 수 있다.
보강 리브(130)는 보강 튜브(120)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 보강 튜브(120)의 외측면과 확장 원판(110)의 평면 사이를 연결한다. 특히, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 보강 리브(130)는 보강 튜브(120)의 외측면에 간격을 두고 복수개 형성될 수도 있다. 여기서, 보강 리브(130)는 보강 튜브(120)를 원활하게 지지하기 위해 PHC 파일(10)의 매입 깊이 또는 지반의 상태 등에 따라 그 수가 정해질 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보강 리브(130)는 보강 튜브(120)의 상단에서 아래 방향으로 갈수록 점점 그 외경이 작아지는 형상을 할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 확장 원판(110), 보강 튜브(120), 그리고 보강 리브(130)는 하나의 몸체로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, PHC 파일(10)의 선단(10b)에 확장 원판(110)과, 보강 튜브(120)와, 보강 리브(130)를 제공하므로, PHC 파일(10)의 시공 내력이 PHC 파일(10)의 자체 내력에 가깝게 충분한 선단지지력을 확보할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구(200)에 대해 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구(200)는, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 보강 리브(230)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 보강 리브(230) 위주로 설명한다.
보강 리브(230)는 보강 튜브(220)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 보강 튜브(220)의 외측면과 확장 원판(210)의 평면 사이를 연결한다. 특히, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 보강 리브(230)는 보강 튜브(220)의 외측면 전체에 일체로 형성될 수도 있다. 여기서, 보강 리브(230)는 보강 튜브(220)를 원활하게 지지하기 위해 PHC 파일(10)의 매입 깊이 또는 지반의 상태 등에 따라 그 형상이 정해질 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 보강 리브(230)는 보강 튜브(220)의 상단에서 아래 방향으로 갈수록 점점 그 외경이 작아지는 형상을 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 보강 리브(230)가 보강 튜브(220)의 외측면 전체에 일체로 형성되므로, 상술한 본 발명의 제1 실시예에 비해 제작이 용이하고 확장 원판에 보다 충분한 강도를 제공할 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구(300)에 대해 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구(300)는, 도 8에 도시된 바와 같이 중공부(11)를 구비하고 복수 개의 강봉(12)이 내설된 콘크리트 기둥(13)을 구비한 PHC 파일(10)의 선단 확장 기구(300)로서, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 확장 원판(310)과, 보강 튜브(320)와, 그리고 보강 리브(330)를 포함한다.
확장 원판(310)은, PHC 파일(10)의 선단면(10a)에 구비되고, PHC 파일(10)의 선단(10b) 보다 큰 외경을 가지며, 그리고 그 중심부에 개구(310a)를 가진다. 예를 들어, 확장 원판(310)은, 도 8에 도시된 바와 같이, PHC 파일(10)의 선단면(10a)에 볼트(B)에 의해 결합될 수 있다. 이를 위해, 확장 원판(310) 중 보강 튜브(320)의 외측에 위치한 부위에 볼트공(311)이 형성될 수 있다. 또한, 확장 원판(310)의 개구(310a)는, 도 8에 도시된 바와 같이 PHC 파일(10)의 중공부(11)와 동일한 내경을 가질 수도 있고, 도시되지는 않았지만 PHC 파일(10)의 중공부(11)보다 작은 내경을 가질 수도 있다. 특히, 이렇게 확장 원판(310)에 개구(310a)를 주는 이유는, 확장 원판(310)이 PHC 파일(10)과 함께 매입되는 동안 확장 원판(310)이 찢어지는 것을 방지하여 폐쇄여부와 무관하게 선단지지력을 확보하기 위함이다.
보강 튜브(320)는 확장 원판(310)의 저면에 구비되어 확장 원판(310)을 보강한다. 즉, 보강 튜브(320)는, 보강 리브(330)와 함께 확장 원판(310)이 PHC 파일(10)과 함께 매입되는 동안 확장 원판(310)의 가장자리부가 매입되는 반대 방향으로 휘어지는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 보강 튜브(320)는 확장 원판(310)의 저면에 수직하게 구비될 수 있다. 구체적으로, PHC 파일(10)의 선단(10b)은 확장 원판(310)의 평면에 장착될 수 있고, 보강 리브(330)는 보강 튜브(320)의 외측에 구비될 수 있다. 또한, PHC 파일(10)의 선단면(10a)과의 원활한 볼트 체결을 위하여, 상술한 볼트공(311)은, 확장 원판(310) 중 보강 튜브(320)의 외측에 위치한 부위에 형성될 수 있다. 나아가, 도 8에 도시된 바와 같이, 보강 튜브(320)는 확장 원판(310)의 개구(310a)에 접하여 구비될 수 있다.
보강 리브(330)는 보강 튜브(320)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 보강 튜브(320)의 외측면과 확장 원판(310)의 저면 사이를 연결한다. 특히, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 보강 리브(330)는 보강 튜브(320)의 외측면에 간격을 두고 복수개 형성될 수도 있다. 여기서, 보강 리브(330)는 보강 튜브(320)를 원활하게 지지하기 위해 PHC 파일(10)의 매입 깊이 또는 지반의 상태 등에 따라 그 수가 정해질 수 있다. 또한, 상술한 볼트공(311)은 확장 원판(310) 중 보강 리브(330)들 사이에 형성될 수 있다. 나아가, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 보강 리브(330)는 보강 튜브(320)의 하단에서 위 방향으로 갈수록 점점 그 외경이 커지는 형상을 할 수 있다. 도 8에 도시되 바와 같이, 상술한 확장 원판(310), 보강 튜브(320), 그리고 보강 리브(330)는 하나의 몸체로 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 의하면, PHC 파일(10)의 선단(10b)에 확장 원판(310)과, 보강 튜브(320)와, 보강 리브(330)를 제공하므로, PHC 파일(10)의 시공 내력이 PHC 파일(10)의 자체 내력에 가깝게 충분한 선단지지력을 확보할 수 있다. 또한, 보강 튜브(320)가 확장 원판(310)의 저면에 수직하게 구비되므로, PHC 파일(10)의 매입시 매입 저항의 감소로 상술한 본 발명의 제1 실시예에 비해 보다 원활하게 매입될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 PHC 파일의 선단 확장 기구(100, 200, 300)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, PHC 파일(10)의 선단(10b)에 확장 원판(110, 210, 310)과, 보강 튜브(120, 220, 230)와, 보강 리브(130, 230, 330)를 제공하므로, PHC 파일(10)의 시공 내력이 PHC 파일(10)의 자체 내력에 가깝게 충분한 선단지지력을 확보할 수 있다. 궁극적으로, 시공에서 사용되는 PHC 파일(10)의 수를 줄일 수 있어, 원가 절감 및 공기 단축을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 볼트공(111, 211, 311) 등을 통해 PHC 파일(10)의 매입될 때 비로서 조립되어 사용되는 기술구성을 가지므로, PHC 파일(10)의 운반성 및 적재성을 높일 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.
10: PHC 파일 11: 중공부
12: 강봉 13: 콘크리트 기둥
10a: 선단면 10b: 선단
100, 200, 300: PHC 파일의 선단 확장 기구
110, 210, 310: 확장 원판 110a, 210a, 310a: 개구
111, 211, 311: 볼트공 120, 220, 320: 보강 튜브
130, 230, 330: 보강 리브

Claims (9)

  1. 중공부를 구비한 PHC 파일의 선단 확장 기구로서,
    상기 PHC 파일의 선단면에 구비되고 상기 PHC 파일의 선단 보다 큰 외경을 가지며 중심부에 개구를 가지는 확장 원판;
    상기 확장 원판의 일 면에 구비되어 상기 확장 원판을 보강하는 보강 튜브; 및
    상기 보강 튜브의 측면과 상기 확장 원판 사이를 연결하여 상기 보강 튜브를 지지하는 보강 리브
    를 포함하는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  2. 제1항에서,
    상기 보강 튜브는
    상기 확장 원판의 평면에 수직하게 구비되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  3. 제2항에서,
    상기 보강 튜브를 기준으로, 상기 PHC 파일의 상기 선단은 상기 보강 튜브의 내측에 구비되고, 상기 보강 리브는 상기 보강 튜브의 외측에 구비되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  4. 제3항에서,
    상기 확장 원판 중 상기 보강 튜브의 내측에 위치한 부위에 볼트공이 형성되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 보강 리브는,
    상기 보강 튜브의 외측면에 간격을 두고 복수개 형성되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 보강 리브는
    상기 보강 튜브의 외측면 전체에 일체로 형성되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  7. 제1항에서,
    상기 보강 튜브는
    상기 확장 원판의 저면에 수직하게 구비되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  8. 제7항에서,
    상기 보강 튜브는 상기 확장 원판의 상기 개구에 접하여 구비되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
  9. 제8항에서
    상기 확장 원판 중 상기 보상 튜브의 외측에 위치한 부위에 볼트공이 형성되는 PHC 파일의 선단 확장 기구.
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KR200481735Y1 (ko) * 2016-04-11 2016-11-04 도원산업(주) Phc 파일 장착용 선단지지구 및 이를 포함하는 phc 파일
KR200482746Y1 (ko) * 2016-08-26 2017-03-02 노진표 Phc 파일의 스마트 보강 부재
KR101714408B1 (ko) 2016-09-28 2017-03-13 주식회사 포유엔지니어링 Phc 파일의 선단 확장 기구와 그 제조 방법
KR200483207Y1 (ko) * 2016-08-26 2017-05-02 노진표 Phc 파일의 보강 부재

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