KR20170138817A - 튜브형 연결부재를 이용한 phc말뚝의 무용접 연결구조 및 연결시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PHC말뚝을 서로 일체로 연결하여 결합함에 있어서, 이웃하는 PHC말뚝 사이에 속이 비어 있는 링 형상의 튜브부재를 위치시키고 매립연결재 및 튜브부재의 속채움을 통해서 튜브부재와 그 상,하에 위치하는 PHC말뚝을 결합함으로써, 현장에서 용접작업을 수행하지 않고 더 나아가 너트체결작업도 최소화한 상태로, 견고하게 PHC말뚝을 일체화시킬 수 있도록 하는 "튜브형 연결부재를 이용한 PHC 말뚝의 무용접 연결구조 및 연결시공방법"에 관한 것이다.

Description

튜브형 연결부재를 이용한 PHC말뚝의 무용접 연결구조 및 연결시공방법{Connecting Structure and Method of PHC Piles with Tube Member}

본 발명은 고강도 중공 콘크리트 말뚝(Pretensioned High strength Concrete Pile/ 이하 "PHC말뚝"이라고 약칭함)을 서로 일체로 연결하여 결합하는 구조와, 이를 이용하여 복수개의 PHC말뚝을 연결시공하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 PHC말뚝을 서로 일체로 연결하여 결합함에 있어서, 이웃하는 PHC말뚝 사이에 속이 비어 있는 링 형상의 튜브부재를 위치시키고 매립연결재 및 튜브부재의 속채움을 통해서 튜브부재와 그 상,하에 위치하는 PHC말뚝을 결합함으로써, 현장에서 용접작업을 수행하지 않고, 더 나아가 너트체결작업도 최소화한 상태로, 견고하게 상,하의 PHC말뚝을 일체화시킬 수 있도록 하는 "튜브형 연결부재를 이용한 PHC말뚝의 무용접 연결구조 및 연결시공방법"에 관한 것이다.

복수개의 PHC말뚝을 서로 연결하여 일체화시킬 때, 일반적으로는 PHC말뚝의 단부에 구비된 판형의 부재 즉, PHC말뚝의 좌판을 현장에서 서로 용접하는 방법이 이용되었다. 그런데 용접에 의해 PHC말뚝을 연결하는 기술의 경우, 용접열에 의한 콘크리트의 악영향, 작업성 감소, 비용 증가 등의 문제가 존재한다. 이와 같은 문제점을 가지는 종래의 용접에 의한 PHC말뚝 결합기술의 대안으로서 대한민국 등록특허 제10-0835778호에는 PHC말뚝 사이에 이음장치를 배치하고 볼트와 너트의 나사결합을 수행하는 기술이 제시되고 있다. 그런데 이러한 종래 기술의 경우, 볼트에 너트를 결합해야 하는 번거로운 너트체결작업을 현장에서 많은 회수로 수행하여야 하며, 그에 따라 작업효율성 저하, 시공기간 증가 및 시공비증가의 단점이 발생한다. 더 나아가 이러한 볼트와 너트의 체결을 이용한 종래 기술로는 일측의 PHC말뚝에 작용하는 큰 압축하중과 큰 휨모멘트를, 타측의 PHC말뚝에 효율적으로 전달하기 어렵게 되고, 그에 따라 PHC말뚝의 연결부에서 PHC말뚝에 작용하는 큰 압축하중과 큰 휨모멘트에 대해 충분한 저항성을 발휘하기 어렵게 되는 한계가 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-0835778호(2008. 06. 05. 공고).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 단점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 속이 비어 있는 링 형상의 튜브부재를 이웃하는 PHC말뚝 사이에 위치시키고 매립연결재 및 튜브부재의 속채움을 통해서 튜브부재와 그에 이웃하게 배치되는 PHC말뚝을 결합함으로써, 현장에서 용접작업을 수행하지 않으며 더 나아가 너트체결작업도 최소화한 상태로 견고하게 PHC말뚝을 일체화시킴으로써, PHC말뚝의 연결 결합 작업의 효율성을 크게 향상시키고 그에 따라 시공기간 단축 및 시공비 절감의 효과를 발휘하며, PHC말뚝에 작용하는 큰 압축하중 및 휨모멘트에 대해서 우수한 저항성을 발휘할 수 있도록 하는 PHC말뚝의 연결구조와 연결시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 서로 연결될 제1 PHC말뚝과 제2 PHC말뚝의 연결 단부 사이에 튜브부재가 배치되는데, 튜브부재는, 아래쪽에 위치하는 제2 PHC말뚝의 좌판 상면에 밀착하게 되는 하면과, 위쪽에 위치하는 제1 PHC말뚝의 좌판 하면에 밀착하게 되는 상면을 가지며, 속은 비어 있는 링 형태의 부재로 이루어져 있으며; 연직방향으로 연장되어 있는 복수개의 매립연결재가, 그 일단이 각각 제1, 2 PHC말뚝에 고정되고 타단은 튜브부재의 하면과 상면을 각각 관통하여 튜브부재의 내부공간에 위치한 상태로 튜브부재가 제1 PHC말뚝과 제2 PHC말뚝의 연결 단부 사이에 배치된 후, 튜브부재의 내부공간에 채움재가 채워져서 튜브부재의 내부공간에 존재하던 매립연결재가 채움재 내에 매립된 채로 채움재가 경화됨으로써 튜브부재에 의해 제1, 2 PHC말뚝이 일체화되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝의 연결구조가 제공된다.

또한 본 발명에서는 위와 같은 연결구조를 형성하여 PHC말뚝을 일체로 연결 결합하는 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, PHC말뚝을 연속 배치하여 일체로 연결함에 있어서, 현장에서 용접작업을 수행하지 않으며 더 나아가 너트체결작업도 최소화할 수 있게 되므로, PHC말뚝의 연결 결합 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 그에 따라 시공기간 단축 및 시공비 절감의 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에서는 튜브부재를 이용하여 PHC말뚝이 일체화되므로, PHC말뚝에 작용하는 큰 압축하중 및 휨모멘트에 대해서 우수한 저항성을 발휘할 수 있게 되는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 연결구조 및 연결시공방법에 의해 PHC말뚝을 일체 결합하는 상태를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 반단면 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 상태에 후속하여 튜브부재가 PHC말뚝 사이에 배치된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 반단면 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 상태에 후속하여 튜브부재의 비어 있던 내부에 채움재가 주입되어 PHC말뚝과 튜브부재가 일체로 연결 결합된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 반단면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 연결구조 및 연결시공방법에 의해 제2 PHC말뚝 위에 튜브부재를 배치하면서 매립연결재를 결합 설치하는 상태를 보여주는 도 3에 대응되는 개략적인 횡방향 반단면 사시도이다.
도 7은 튜브부재가 PHC말뚝 사이에 배치되고 튜브부재의 내부에 채움재가 주입되어 PHC말뚝과 튜브부재가 일체로 연결 결합된 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 횡방향 반단면 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따라 복수개의 PHC말뚝이 연속된 상태에서 내측 긴장재가 배치된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향의 단면도이다.
도 9는 도 8의 원 E부분에서의 개략적인 횡방향의 반단면 사시도이다.
도 10은 내측 긴장재가 배치되는 위치에만 정착돌출부가 튜브부재의 원주를 따라 간격을 두고 형성되어 있는 실시예에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 반단면 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 편의상 본 명세서에서 PHC말뚝이 연장되는 방향을 "연직방향"이라고 기재한다. 그리고 본 명세서에는 서로 연결 결합되는 2개의 PHC말뚝이, 서로 상,하 위치에 배치되는 것을 예시하여 기재하였다.

도 1 및 도 2에는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 연결구조 및 연결시공방법에 의해 상,하에 위치하는 PHC말뚝을 일체 결합하는 상태를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 3에 도시된 상태에 후속하여 튜브부재가 PHC말뚝 사이에 배치된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 4에 도시된 상태에 후속하여 튜브부재의 비어 있던 내부 공간에 채움재가 주입되어 PHC말뚝과 튜브부재가 일체로 연결 결합된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에서는 연직방향으로 서로 이웃하게 배치되는 제1 PHC말뚝(100a)과 제2 PHC말뚝(100b)을 일체로 연속시켜 결합함에 있어서, 그 연결부분에는 속이 비어 있는 링 형태의 튜브부재(1)를 배치하고, 튜브부재(1)와 제1,2 PHC말뚝(100a, 100b)을 각각 일체 결합하게 된다. 구체적으로 튜브부재(1)는, 아래쪽에 위치하는 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101) 상면에 밀착하게 되는 하면(11)과, 위쪽에 위치하는 제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101) 하면에 밀착하게 되는 상면(12)을 가지며, 속은 비어 있는 링 형태의 부재로 이루어진다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 튜브부재(1)에서 하면과 상면 사이의 외부측면(13)과 내부측면(14)이 모두 평면으로 이루어져 있어서, PHC말뚝의 원주 방향 즉, 튜브부재(1)의 링 형상에서 원주 방향으로의 단면이 직사각형으로 이루어져 있으나, 튜브부재(1)의 원주 방향 단면은 이러한 직사각형에 한정되지 않는다. PHC말뚝의 평평한 좌판(101)에 밀착되는 하면(11)과 상면(12)을 가지고 있다면 외부측면(13)과 내부측면(14)은 평면이 아닌 곡선형태의 면으로 이루어질 수 있는 것이다.

본 발명에서 위와 같은 튜브부재(1)는 매립연결재(2)와 튜브부재(1)의 속채움을 통해서 그 상,하에 위치하는 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)와 일체 결합하게 된다. 도 1 내지 도 5에 도시된 제1실시예의 경우, 매립연결재(2)는 제1 PHC말뚝(100a)의 하측에 위치하는 좌판(101) 및 제2 PHC말뚝(100b)의 상측에 위치하는 좌판(101)에 각각 일체로 구비되어 있고 연직방향으로 연장된 부재(예를 들면, 철근 등의 봉 부재)로 이루어져 있다. 즉, 도면에 도시된 실시예에서 매립연결재(2)는 봉 부재로 이루어져 있는데, 봉 부재는 그 일단이 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)의 좌판(101)에 각각 일체로 결합되어 연직하게 돌출되어 있으며, 좌판(101)에서 원주를 따라 복수개가 간격을 두고 구비되어 있는 것이다.

한편, 도 1 내지 도 5에 도시된 제1실시예의 경우, 튜브부재(1)의 하면(11)과 상면(12) 각각에는 매립연결재(2)의 설치 위치에 대응되는 위치에 관통삽입공(15)이 형성되어 있다. 또한 튜브부재(1)의 외부측면(13)에는, 튜브부재(1)의 비어 있는 내부 공간에 무수축 모르타르, 무수축 콘크리트 등과 같은 채움재(18)를 주입하기 위한 주입구(17)가 관통형성되어 있다. 필요에 따라서는 주입구(17)가 내부측면(14)에 형성될 수도 있으며, 채움재(18)가 튜브부재(1)의 비어 있는 내부 공간에 용이하게 주입되도록 하기 위한 공기배출공(19)이 외부측면(13)에 관통형성될 수도 있다. 물론 공기배출공(19) 역시 내부측면(14)에 형성될 수도 있다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에서는, 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101) 위에 튜브부재(1)가 놓이게 되는데, 이 때 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101)에 돌출 구비된 봉 부재 형태의 매립연결재(2)는 그 상단이 튜브부재(1)의 하면(11)에 형성된 관통삽입공(15)에 삽입되어, 매립연결재(2)가 튜브부재(1)의 비어 있는 내부 공간에 위치하게 된다. 제1 PHC말뚝(100a)의 아래쪽 좌판(101)이 튜브부재(1)의 상면(12)에 접합도록 배치되며, 그에 따라 제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)에서 아래로 돌출 구비된 봉 부재 형태의 매립연결재(2)는 그 하단이 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)에 삽입되어 매립연결재(2)가 튜브부재(1)의 비어 있는 내부 공간에 위치하게 된다. 이 때, 도면에 예시된 것처럼, 제1 PHC말뚝(100a)의 매립연결재(2)와 제2 PHC말뚝(100b)의 매립연결재(2)는 튜브부재(1)의 내부 공간 내에서 단부의 일부가 겹쳐진 상태로 되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니므로, 반드시 겹쳐지지 않을 수도 있다.

이러한 상태에 후속하여 주입구(17)을 통해서 튜브부재(1)의 비어 있던 내부 공간에 채움재(18)가 주입된다. 이 때 공기배출공(19)이 형성되어 있는 경우, 튜브부재(1)의 비어 있던 내부 공간에 존재하던 공기가 공기배출공(19)을 통해서 튜브부재의 외부로 배출되면서 채움재(18)가 튜브부재(1)의 비어 있던 내부 공간에 용이하게 그리고 충실하게 채워진다. 튜브부재(1)의 내부 공간에 채움재(18)가 채워지면, 튜브부재(1)의 내부공간으로 돌출되어 있던 매립연결재(2)는 채움재(13) 내에 매립되고, 이러한 상태에서 채움재(18)가 경화됨으로써 튜브부재(1)는 그 상,하에 존재하는 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)와 각각 일체를 이루게 된다. 즉, 튜브부재(1)와 매립연결재(2)에 의해 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)가 서로 일체를 이루어서 견고하게 연결 결합되는 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 현장에서 좌판을 서로 붙이기 위한 용접 작업을 전혀 수행하지 않고도, 튜브부재(1)와 매립연결재(2), 그리고 튜브부재(1) 내부의 속채움을 통해서 양측 PHC말뚝을 견고하게 일체로 연결 결합할 수 있게 되며, 따라서 종래 기술의 문제점이었던 용접작업 수반에 따른 작업효율성 저하, 시공기간 및 시공비 증가 등의 문제점을 모두 해결할 수 있게 된다. 특히, 위에서 살펴본 본 발명의 제1실시예에서는 너트체결작업 역시 전혀 필요하지 않으므로, 그만큼 작업효율성 향상 효과, 시공기간 및 시공비 절감효과가 매우 우수하다는 장점을 가진다.

더 나아가, 위와 같은 본 발명에서는 PHC말뚝과 일체화되어 있던 매립연결재(2)가 채움재(18)에 매립됨으로써 튜브부재(1)와 PHC말뚝이 견고하게 일체화되어 있으므로, PHC말뚝에 작용하는 큰 압축하중 및 휨모멘트에 대해서 매우 우수한 저항성을 발휘하게 된다.

또한 본 발명에서 매립연결재(2)는 채움재(18)에 완전히 매립되어 있고, 채움재(18)는 그 외부가 튜브부재(1)에 의해 싸여 있으므로, 매립연결재(2)는 외부에 전혀 노출되어 있지 않으며, 따라서 부식 등과 같은 매립연결재(2)의 열화를 원천적으로 방지할 수 있으며, 그에 따라 우수한 내구성을 발휘함은 물론이고 유지보수가 간편하고 용이하게 되는 장점도 가진다.

위에서 살펴본 본 발명의 제1실시예에서는 매립연결재(2)가 미리 PHC말뚝의 좌판(101)에 결합 구비되어 있으나, 매립연결재(2)는 현장에서 PHC말뚝에 결합 설치할 수도 있다. 도 6 및 도 7에는 본 발명의 제2실시예가 도시되어 있는데, 도 6에는 제2 PHC말뚝 위에 튜브부재를 배치하면서 매립연결재를 결합 설치하는 상태를 보여주는 도 3에 대응되는 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있으며, 도 7에는 도 6에 후속하여 PHC말뚝 사이에 튜브부재를 배치하는 작업을 완료하고 튜브부재의 내부 공간에 채움재가 주입되어 PHC말뚝과 튜브부재가 일체로 연결 결합된 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 제2실시예에서, 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101)에는 매립연결재(2)가 미리 구비되어 있지 않다. 그 대신에 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101)에는 매립연결재(2)의 일단이 삽입고정될 수 있는 삽입부(21)가 형성되어 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 제2실시예의 경우, 삽입부(21)는, 원통형의 내면에는 나사부가 형성되어 있는 원통형 부재가 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101)에서부터 제2 PHC말뚝(100b)의 콘크리트 부분에 매립되어 있는 구조로 형성되어 있다. 특히, 도 6 및 도 7에 도시된 제2실시예에서는, PHC말뚝의 보강을 위하여 PHC말뚝의 콘크리트 부분에 PHC말뚝의 길이 방향으로 배치되는 긴장재(22)의 단부가, 삽입부(21)의 바닥판을 관통하여 삽입부(21)의 원통형 내부 공간에 정착되어 있는 형태 즉, 삽입부(21)의 원통형 부재가 긴장재(22)의 단부 정착기능도 겸하는 것으로 도시되어 있지만, 삽입부(21)은 이러한 긴장재(22)의 단부 정착 기능을 가지고 있지 않고, 긴장재(22)의 단부가 정착되는 위치를 벗어난 위치에 구비되어 매립연결재(2)의 일단을 고정하는 기능만을 가질 수도 있다.

이와 같이 매립연결재(2)가 결합될 수 있는 삽입부(21)가 제2 PHC말뚝(100b)의 상면에 구비되어 있는 상태로, 공장에서 사전 제작된 제2 PHC말뚝(100b)의 위쪽에, 튜브부재(1)가 배치된다. 튜브부재(1)가 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101) 상면에 놓인 상태에서, 작업자는 매립연결재(2)를 튜브부재(1)의 내부 공간으로 반입하여 매립연결재(2)의 일단이 튜브부재(1)의 내부 공간에서부터 그 하면(11)에 형성된 관통삽입공(15)을 관통하도록 한 후 매립연결재(2)의 일단을 제2 PHC말뚝(100b)의 삽입부(21)에 삽입하여 견고하게 결합 고정한다. 앞서 설명한 것처럼 삽입부(21)의 원통형 내부 측면에 나사부가 형성되어 있는 경우에는, 튜브부재(1)의 하면을 관통하는 매립연결재(2)의 일단에도 나사부를 형성하여, 튜브부재(1)의 하면에 형성된 관통삽입공(15)을 매립연결재(2)가 관통한 후, 매립연결재(2)의 일단이 삽입부(21)에 나사결합되도록 한다. 따라서 이 경우, 튜브부재(1)의 하면을 관통하는 매립연결재(2)는 볼트부재로 이루어지는 것이 바람직하다. 볼트부재로 이루어진 매립연결재(2)는, 볼트머리가 튜브부재(1)의 하면에 밀착되도록 함으로써, 튜브부재(1)와 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101)을 볼트에 의한 기계적 결합으로 일체화시킬 수도 있지만, 도면에 도시된 것처럼 볼트부재로 이루어진 매립연결재(2)의 볼트머리가 튜브부재(1)의 내부 공간에 돌출된 형태로 위치하도록 함으로써, 전술한 것처럼 튜브부재(1)의 내부 공간에 채움재(18)가 채워졌을 때, 볼트부재로 이루어진 매립연결재(2)가 채움재(18)에 매립되도록 할 수도 있다. 이와 같이 볼트부재로 이루어져서 제2 PHC말뚝(100b)에 결합된 매립연결재(2)가 그 볼트머리가 튜브부재(1)의 내부 공간에 돌출된 상태에 있는 경우, 도면에 예시된 것처럼, 제1 PHC말뚝(100a)의 매립연결재(2)는 그 단부가 볼트부재로 이루어진 매립연결재(2)와 튜브부재(1)의 내부 공간에서 일부 겹쳐진 상태에 있는 것이 바람직하다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 튜브부재(1)를 제2 PHC말뚝(100b) 위에 배치한 후, 작업자가 현장에서 매립연결재(2)를 튜브부재(1)의 내부로 반입함에 있어서, 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)을 이용할 수 있다. 즉, 작업자는 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)을 통해서 매립연결재(2)를 튜브부재(1)의 내부로 반입할 수 있는 것이다. 또한 튜브부재(1) 내부로 반입된 매립연결재(2)를 튜브부재(1)의 하면을 관통시켜 제2 PHC말뚝(100b)에 결합시키는 작업을 수행함에 있어서, 작업자는 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)을 통해서 공구 또는 손을 집어넣어서 결합작업을 수행할 수 있다. 그러나 필요에 따라서는 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)과 별도로, 매립연결재(2)의 반입과 조립작업을 위한 구멍을 튜브부재(1)에 추가로 형성할 수도 있다.

한편, 위와 같은 튜브부재(1)의 배치작업, 매립연결재(2)의 반입작업, 및 반입된 매립연결재(2)의 제2 PHC말뚝(100b) 결합작업을 완료한 후에는, 튜브부재(1)의 상면(12) 위에 제1 PHC말뚝(100a)을 배치한다. 이 때, 제1 PHC말뚝(100a)의 아래쪽에 위치하는 좌판(101)에도, 앞서 제2 PHC말뚝(100b)의 경우와 마찬가지로 삽입부(21)을 형성하여 두고, 매립연결재(2)를 튜브부재(1) 내부로 반입하여 제1 PHC말뚝(100a)와 결합하는 과정을 반복할 수도 있지만, 그보다는 앞서 살펴본 제1실시예의 경우처럼, 제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)에 미리 매립연결재(2)를 돌출 고정시킨 상태에서, 제1 PHC말뚝(100a)가 튜브부재(1) 위에 놓일 때, 제1 PHC말뚝(100a)의 매립연결재(2)가 튜브부재(1)의 상면(12)에 형성된 관통삽입공(15)에 관통되어 튜브부재(2)의 내부공간에 위치하게 만드는 것이 더욱 편리하다.

이와 같이 튜브부재(1)의 상면(12) 위에 제1 PHC말뚝(100a)가 배치되고 제1 PHC말뚝(100a)의 매립연결재(2)가 튜브부재(2)의 상면(12)에 형성된 관통삽입공(15)에 관통되어 튜브부재(2)의 내부공간에 위치한 후에는, 앞서 살펴본 제1실시예와 마찬가지로 주입구(17)을 통해서 튜브부재(1)의 비어 있던 내부 공간에 채움재(18)를 주입하여 속채움함으로써 튜브부재(1)의 내부 공간에 존재하던 매립연결재(2)가 채움재(13) 내에 매립된 상태로 경화되도록 하여 튜브부재(1)와 매립연결재(2)에 의해 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)을 견고하게 연결 결합하여 일체화시킨다. 기타 제2실시예의 특장점은 앞서 설명한 제1실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.

한편, 위와 같은 본 발명의 연결구조 및 연결시공방법에 의하여 복수개의 PHC말뚝을 연속적으로 배치하여 일체 결합하여 풍력발전용 타워와 같은 지주구조물을 형성함에 있어서, 필요에 따라서는 PHC말뚝의 연속된 중공 내부에 PHC말뚝의 길이 방향으로 추가적인 내측 긴장재가 설치될 수 있다. 도 8에는 복수개의 PHC말뚝이 연속결합된 상태에서 내측 긴장재가 배치된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향의 단면도가 도시되어 있다.

이러한 내측 긴장재는 연속화된 복수개의 PHC말뚝 전체의 길이에 걸쳐 그 중공 내부에 배치될 수도 있지만, 도 8에 도시된 것처럼, 내측 긴장재의 일부는, 전체 연속된 복수개의 PHC말뚝 중에서 일부 연속된 개수의 PHC말뚝에만 배치될 수도 있다. 편의상 도 8에서는 맨 위쪽에서부터 아래로 가면서 순차적으로 PHC말뚝을 제1 PHC말뚝(100a), 제2 PHC말뚝(100b), 제3 PHC말뚝(100c), 제4 PHC말뚝(100d)로 구분하여 표현하였다.

도면에 예시된 것처럼, 복수개의 내측 긴장재 중 제1 내측 긴장재(3a)는 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)에 걸쳐서 배치되고, 제2 내측 긴장재(3b)는 제2, 3 PHC말뚝(100b, 100c)에 걸쳐서 배치되며, 제3 내측 긴장재(3c)는 제3, 4 PHC말뚝(100c, 100d)에 걸쳐서 배치될 수 있다.

이와 같이 내측 긴장재가 배치되고, 내측 긴장재의 단부가 긴장 정착될 수 있도록, 튜브부재(1)의 내부측면에는 내측 긴장재가 관통할 수 있는 정착돌출부(16)가 구비될 수 있다. 도 9에는 도 8의 원 E부분에 대한 개략적인 횡방향의 반단면 사시도가 도시되어 있는데, 도면에 예시된 것처럼, 정착돌출부(16)는 튜브부재(1)의 내부측면에서 PHC말뚝의 중공 내부 방향을 향하여 돌출되어 형성되어 있는데, 연직방향으로 내측 긴장재가 관통할 수 있는 긴장재 관통공이 형성되어 있다. 따라서 내측 긴장재는 정착돌출부(16)의 긴장재 관통공을 관통하여 정착돌출부(16)의 상면이나 하면에서 정착될 수 있다. 이러한 정착돌출부(16)는 튜브부재(1)의 원주 전체에 형성될 수도 있지만, 내측 긴장재가 배치되는 위치에만 형성될 수도 있다. 도 10에는 도 9에 대응되는 개략적인 반단면 사시도로서, 내측 긴장재가 배치되는 위치에만 정착돌출부(16)가 튜브부재의 원주를 따라 간격을 두고 형성되어 있는 실시예가 도시되어 있다. 이러한 정착돌출부(16)는 위에서 살펴본 제1실시예뿐만 아니라, 제2실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 PHC말뚝의 연속된 중공 내부에 PHC말뚝의 길이 방향으로 추가적인 내측 긴장재를 설치하고 이를 이용하여 PHC말뚝의 길이 방향으로 긴장력을 도입할 수 있으므로, PHC말뚝이 연속되어 형성하게 되는 풍력발전용 타워와 같은 지주구조물의 휨강성 등을 크게 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다. 특히, 내측 긴장재를 설치하고 정착함에 있어서, 튜브부재(1)를 이용하여 내측 긴장재가 정착될 수 있는 부분 즉, 정착돌출부를 간편하게 형성할 수 있으므로, 내측 긴장재의 배치 및 정착이 매우 용이하게 되며, 그에 따라 내측 긴장재를 이용한 지주구조물의 휨강성 향상 등을 쉽게 도모할 수 있게 되는 장점이 있다.

1: 튜브부재
2: 매립연결재
11: 하면
12: 상면
13: 외부측면
14: 내부측면
15: 관통삽입공
17: 주입구
18: 채움재
19: 공기배출공
100a : 제1 PHC말뚝
100b : 제2 PHC말뚝
101: 좌판

Claims (5)

1. 서로 연결될 제1 PHC말뚝(100a)과 제2 PHC말뚝(100b)의 연결 단부 사이에 튜브부재(1)가 배치되는데,
   튜브부재(1)는, 아래쪽에 위치하는 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101) 상면에 밀착하게 되는 하면(11)과, 위쪽에 위치하는 제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101) 하면에 밀착하게 되는 상면(12)을 가지며, 속은 비어 있는 링 형태의 부재로 이루어져 있으며;
   튜브부재(1)가 제1 PHC말뚝(100a)과 제2 PHC말뚝(100b)의 연결 단부 사이에 배치되고, 연직방향으로 연장되어 있는 복수개의 매립연결재(2)의 일단은 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)의 단부에 고정되고 매립연결재(2)의 타단은 튜브부재(1)의 하면(11)과 상면(12)을 각각 관통하여 튜브부재(1)의 내부공간에 위치한 상태에서, 튜브부재(1)의 내부공간에 채움재(18)가 채워져서 튜브부재(1)의 내부공간에 위치하던 매립연결재(2)가 채움재(13) 내에 매립된 채로 채움재(18)가 경화됨으로써 튜브부재(1)에 의해 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)가 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝의 연결구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   매립연결재(2)는 봉부재로 이루어져서, 제1, 2 PHC말뚝(100a, 100b)에 구비된 좌판(101)에 그 일단이 고정된 상태로 미리 좌파(101)에 일체화된 상태로 구비되어 있으며;
   튜브부재(1)의 하면(11)과 상면(12) 각각에는 매립연결재(2)의 설치 위치에 대응되는 위치에 관통삽입공(15)이 형성되어 있어서;
   제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101) 위에 튜브부재(1)가 놓이면, 제2 PHC말뚝(100b)의 좌판(101)에 구비되어 있던 매립연결재(2)는 자동적으로 그 타단이 튜브부재(1)의 하면에 형성된 관통삽입공(15)에 삽입되어 튜브부재(1)의 내부 공간에 돌출되어 위치하고;
   제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)이 튜브부재(1)의 상면(12)에 접합도록 배치되면, 제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)에 구비되어 있던 매립연결재(2)는 자동적으로 그 타단이 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)에 삽입되어 튜브부재(1)의 내부 공간에 돌출되어 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝의 연결구조.
   
3. 제1항에 있어서,
   매립연결재(2)가 결합될 수 있는 삽입부(21)가 제2 PHC말뚝(100b)의 상면에 구비되어 있는 상태로 제2 PHC말뚝(100b)가 제작되고;
   제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)에 매립연결재(2)가 일체화되어 아래로 돌출된 상태로 미리 구비되어 있도록 제1 PHC말뚝(100a)가 제작되며;
   튜브부재(1)의 하면(11)에는 삽입부(21)가 존재하는 설치 위치에 대응되는 위치에 관통삽입공(15)이 형성되어 있고;
   제2 PHC말뚝(100b)에 구비될 매립연결재(2)는, 현장에서 튜브부재(1)의 내부공간으로 반입되어 그 일단이 튜브부재(1)의 내부 공간에서부터 그 하면(11)의 관통삽입공(15)을 관통한 후 제2 PHC말뚝(100b)의 삽입부(21)에 삽입되어 결합 고정되며;
   튜브부재(1)의 상면(12)에는 제1 PHC말뚝(100a)에 구비된 매립연결재(2)의 설치 위치에 대응되는 위치에 관통삽입공(15)이 형성되어 있어서;
   제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)이 튜브부재(1)의 상면(12)에 접합도록 배치되면, 제1 PHC말뚝(100a)의 좌판(101)에 구비되어 있던 매립연결재(2)는 그 타단이 튜브부재(1)의 상면에 형성된 관통삽입공(15)에 삽입되어 튜브부재(1)의 내부 공간에 돌출되어 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝의 연결구조.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   PHC말뚝의 중공 내부에 연직방향으로 배치되는 내측 긴장재가 관통할 수 있는 정착돌출부(16)가, 튜브부재(1)의 내부측면(14)에서 PHC말뚝의 중공 내부 방향으로 돌출되어 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝의 연결구조.
   
5. PHC말뚝의 연결시공방법으로서,
   제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 PHC말뚝의 연결구조에 의해 PHC말뚝을 연결하여 일체로 결합하는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝의 연결시공방법.

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