KR20190123639A - 흙막이 벽체용 강재 조립파일 - Google Patents

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KR20190123639A
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(주)한국건설공법
이병희
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Abstract

본 발명은 흙막이 벽체용 강재 조립파일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ㄷ형 단면을 갖는 내측 부재 및 외측 부재를 제작하고 내측 부재 및 외측 부재를 용접하여 폐단면을 형성하도록 하여 흙막이 벽체의 엄지말뚝으로 사용이 가능하도록 하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 일정 길이 판 형상의 내측 플랜지와, 내측 플랜지의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 내측 웨브로 이루어지는 내측 부재와; 일정 길이 판 형상의 외측 플랜지와, 외측 플랜지의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 외측 웨브로 이루어져, 내측 부재의 내측 웨브의 단부에 외측 웨브의 단부가 접합되는 외측 부재와; 내측 부재 및 외측 부재의 내측 플랜지 및 외측 플랜지의 내측면에 각각 길이방향으로 형성되는 보강근;을 포함하여 이루어진다.

Description

흙막이 벽체용 강재 조립파일{Steel Assembly Pile}
본 발명은 흙막이 벽체용 강재 조립파일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ㄷ형 단면을 갖는 내측 부재 및 외측 부재를 제작하고 내측 부재 및 외측 부재를 용접하여 폐단면을 형성하도록 하여 흙막이 벽체의 엄지말뚝으로 사용이 가능하도록 하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일에 관한 것이다.
현장타설 콘크리트 기초나 임시 기초, 흙막이용 파일로써 사용되는 강관파일은 원형단면을 형성하고 있다. 단면이 원형에 따라서 콘크리트와 강관파일 간의 일체화를 위한 방법으로 스터드를 접합하는데 곡면에 따른 용접이 어려운 문제점이 있었으며, 다른 부재간의 접합에도 접하는 부재의 면도 곡면가공을 하여야 하고 곡면용접을 하여야 하는 번거로움이 있었다.
또한, 강관파일 근입시에는 천공홀 내부벽과 걸림으로 작업효율이 떨어지고 강관파일의 내외부 콘크리트간의 분리에 따른 구조안전성에 문제가 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1572561호 "엄지말뚝 시공을 위한 강재조립체"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 '흙막이 벽체를 구성하는 엄지말뚝을 시공하기 위하여 지중의 천공홀에 타설되는 콘크리트에 매립되는 강재조립체에 있어서, 상기 강재조립체(100)는, 흙막이 벽체(10)의 내측에 위치하는 내측플랜지(110)와, 상기 내측플랜지(110)에서 이격되어 흙막이 벽체(10)의 외측에 위치하는 외측플랜지(120), 및 상기 내·외측플랜지(110, 120) 사이에 위치하면서 일측의 말단면이 내측플랜지(110)에 접합됨으로써 일체가 되는 한 쌍의 웨브부재(130)로 이루어져 단면 내부에 폐쇄된 충진공간(S)을 가지는 것으로서; 상기 내측플랜지(110)의 폭은 내측플랜지(110)에 접합된 한 쌍의 웨브부재(130) 말단면 사이의 거리보다 더 크게 형성되어 내측플랜지(110)의 폭 단부와 웨브부재(130) 외측면 사이에 걸림부(H)가 구비되고, 상기 내측플랜지(110)의 두께는 웨브부재(130)의 두께보다 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝 시공을 위한 강재조립체'을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 토압에 대하여 효과적으로 대응하지 못할 뿐만 아니라, 내측플랜지(110)와 웨브부재(130)의 접합부가 내측면에 위치하기 때문에 압력에 의하여 내측플랜지(110)가 웨브부재(130)에서 이탈되는 문제점이 있었다.
특허등록 제1572561호 "엄지말뚝 시공을 위한 강재조립체"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, ㄷ형 단면을 갖는 내측 부재 및 외측 부재를 제작하고 내측 부재 및 외측 부재를 용접하여 폐단면을 형성하도록 하여 흙막이 벽체의 엄지말뚝을 형성할 때에는 폐단면 내에 콘크리트가 타설되기 때문에 콘크리트가 강재로 이루어지는 내측 부재 및 외측 부재에 의해 구속되므로 우수한 강성의 엄지말뚝을 형성하는 것이 가능하고 횡좌굴이 방지되어 우수한 휨내력을 발휘하도록 하는 효과가 있으며, 휨저항을 요하는 방향에 따라서 내측 부재와 외측 부재의 판두께를 달리하여 합리적인 단면구성이 가능한 흙막이 벽체용 강재 조립파일를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 일정 길이 판 형상의 내측 플랜지와, 내측 플랜지의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 내측 웨브로 이루어지는 내측 부재와; 일정 길이 판 형상의 외측 플랜지와, 외측 플랜지의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 외측 웨브로 이루어져, 내측 부재의 내측 웨브의 단부에 외측 웨브의 단부가 접합되는 외측 부재와; 내측 부재 및 외측 부재의 내측 플랜지 및 외측 플랜지의 내측면에 각각 길이방향으로 형성되는 보강근;을 포함하여 이루어지는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일을 제공하고자 한다.
또한, 내측 부재 및/또는 외측 부재에는 1개 이상의 관통홀이 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일을 제공하고자 한다.
또한, 내측 부재의 두께는 외측 부재의 두께보다 일정 두께 더 두껍게 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일을 제공하고자 한다.
또한, 내측 부재의 내측 웨브는 외측 부재의 외측 웨브 보다 일정 폭 더 크게 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일을 제공하고자 한다.
또한, 내측 부재 내측 웨브의 폭방향 단부는 직각방향 내측으로 연장되는 립부가 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일을 제공하고자 한다.
또한, 외측 부재 외측 웨브의 폭방향 단부는 직각방향 내측으로 연장되는 립부가 형성되어, 내측 부재 및 외측 부재의 접합시 립부가 면접하여 접합되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일을 제공하고자 한다.
본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일은 ㄷ형 단면을 갖는 내측 부재 및 외측 부재를 제작하고 내측 부재 및 외측 부재를 용접하여 폐단면을 형성하도록 하여 흙막이 벽체의 엄지말뚝을 형성할 때에는 폐단면 내에 콘크리트가 타설되기 때문에 콘크리트가 강재로 이루어지는 내측 부재 및 외측 부재에 의해 구속되므로 우수한 강성의 엄지말뚝을 형성하는 것이 가능하고 횡좌굴이 방지되어 우수한 휨내력을 발휘하도록 하는 효과가 있으며, 휨저항을 요하는 방향에 따라서 내측 부재와 외측 부재의 판두께를 달리하여 합리적인 단면구성이 가능한 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 단면도이다.
도 3은 상기 도 2의 다양한 변형예를 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일의 립부가 형성된 실시예의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일의 시공 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일의 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 단면도이다.
본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, ㄷ형 단면으로 개단면인 내측 부재(10)와 외측 부재(20)를 용접하여 폐단면을 갖도록 제작된다.
내측 부재(10)는 일정 크기의 강판을 절곡 성형하여 ㄷ형 단면을 갖도록 제작될 수 있으며, 일정 길이 판 형상의 내측 플랜지(11)와, 내측 플랜지(11)의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 내측 웨브(12)로 이루어진다.
외측 부재(20)는 일정 크기의 강판을 절곡 성형하여 ㄷ형 단면을 갖도록 제작될 수 있으며, 일정 길이 판 형상의 외측 플랜지(21)와, 외측 플랜지(21)의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 외측 웨브(22)로 이루어진다.
도 3은 상기 도 2의 다양한 변형예를 도시한 도이다.
외측 부재(20)는 내측 부재(10)와 동일하게 ㄷ형 단면을 갖도록 형성되는데, ㄷ형 단면인 내측 부재(10)와 외측 부재(20)를 용접하여 폐단면을 만들기 때문에, 내측 부재(10)의 내측 플랜지(11)와 외측 부재(20)의 외측 플랜지(21)는 동일한 폭으로 이루어지며, 도 2에서와 같이, 내측 웨브(12)와 외측 웨브(22)는 동일한 폭으로 형성될 수도 있으며, 도 3a에서와 같이, 내측 웨브(12)의 폭이 일정 폭 더 크게 형성되거나 도 3b에서와 같이, 외측 웨브(22)의 폭이 일정 폭 더 크게 형성되도록 할 수도 있다.
이와 같은 내측 부재(10)의 내측 플랜지(11)는 별도의 결합부재 등의 설치 없이 띠장 등의 설치가 가능하도록 하는 결합면을 제공할 수 있으며, 내측 부재(10)는 용접이 가능한 판 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
상기와 같이 하나의 강판을 절곡하여 각각 내측 부재(10)와 외측 부재(20)를 제작할 수 있으며, 별도의 강판을 용접하여 제작할 수도 있다.
특히, 본 발명에서는 휨저항을 요하는 방향에 따라서 내측 부재(10)와 외측 부재(20)의 판두께를 달리하여 합리적인 단면구성이 가능하도록 할 수 있는데, 도시된 바와 같이, 내측 부재(10)의 두께를 외측 부재(20)의 두께보다 일정 두께 더 두껍게 형성되도록 하여 인장응력에 대한 강성을 보강하거나 내측 부재(10)의 내측 플랜지(11)에 띠장, 브랏케 등을 설치시에 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)이 파손되는 것을 방지하도록 할 수 있다.
이외에도 필요에 따라서는, 내측 부재(10)와 외측 부재(20)의 판두께를 동일하게 하거나, 외측 부재(20)의 두께를 내측 부재(10)의 두께보다 두껍게 할 수도 있다.
상기와 같은 내측 부재(10)와 외측 부재(20)는 각각의 내측 웨브(12)의 단부와 외측 웨브(22)의 단부가 상호 맞닿아 용접 등의 공지의 다양한 방법으로 접합되는데, 상기와 같이 판두께를 달리하여 충분한 접합면을 제공할 수도 있다.
특히, 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)에는 1개 이상의 고나통홀(40)이 통공되어 형성될 수 있도록 하여, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 내부와 외부에 동시에 콘크리트를 타설할 수 있으며, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 내부와 외부의 콘크리트가 일체화되도록 하여 구조내력을 높이도록 할 수 있다.
관통홀(40)은 외측 부재(20)에 형성될 수도 있고 필요에 따라서는 내측 부재(10)에도 형성될 수 있으며, 내측 부재(10)와 외측 부재(20) 모두에 형성될 수 있다. 또한, 관통홀(40)이 형성되는 위치는 높이방향의 일정간격으로 복수개가 형성될 수도 있으며, 하단부에 치유쳐 복수개가 형성될 수도 있고, 필요에 따라서 다양한 위치와 크기로 형성될 수 있다.
또한, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)을 천공홀에 근입시에 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1) 내부에 슬라임이나 콘크리트가 존재하는 경우 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1) 하부에 있는 관통홀(40)을 통하여 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1) 내부에 있는 슬라임이나 콘크리트가 빠져나가도록 하여 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 근입시에 부력이 걸리지 않도록 하여 근입 작업효율을 높일 수 있으며, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 수직도를 높일 수 있으며, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 인발에 대하여 저항할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일의 립부가 형성된 실시예의 단면도이다.
도 4a에서와 같이, 내측 부재(10) 내측 웨브(12)의 폭방향 단부는 직각방향 내측으로 연장되는 립부(13)가 형성되도록 하여, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 비틀림 강성을 향상시키면서도 내부에 콘크리트 타설시 콘크리트와의 합성이 가능하도록 할 수 있다.
특히, 립부(13)는 외측 부재(20)와의 접합시에 접합면을 제공하고, 지압하중을 외측 부재(20)의 외측 웨브(22)를 통하여 내측 부재(10)와 다각형 강관파일(1) 내부에 충전되는 콘크리트(C)에 전달하도록 할 수 있다.
상기와 같이, 내측 부재(10)에만 립부(13)가 형성되도로 ㄱ할 수 있으나, 도 4b에서와 같이, 내측 부재(10) 및 외측 부재(20)의 내측 웨브(12) 및 외측 웨브(22)의 폭방향 단부가 각각 직각방향 내측으로 연장되는 립부(13)(23)가 형성되도록 하여, 내측 부재(10) 및 외측 부재(20)의 접합시 립부(13)(23)가 면접하여 립부(13)(23)을 직접 용접 등의 공지의 다양한 방법으로 접합하거나, 내측 웨브(12)의 단부와 외측 웨브(22)의 단부가 맞닿는 부분을 용접 등의 방법으로 접합하도록 할 수 있다.
본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)이 근입되어 흙막이 벽체를 형성시에 외측 부재(20) 립부(23)가 내측 부재(10)의 립부(13)에 면접되어 접합되기 때문에, 지압하중을 내측 부재(10)와 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1) 내부에 충전되는 콘크리트(C)에 전달하도록 할 수 있도록 하는 것이다.
내측 부재(10) 및 외측 부재(20)의 내측 플랜지(11) 및 외측 플랜지(21)의 내측면에 각각 길이방향으로 보강근(30)이 복수개가 용접 등의 공지의 방법으로 접합되도록 하여, 보강역할을 하도록 할 수 있다.
보강근(30)은 내측 부재(10) 및 외측 부재(20)의 내측 플랜지(11) 및 외측 플랜지(21)의 내측면에 각각 동일한 수로 구성될 수도 있으며, 필요에 따라서는 달리 구성할 수 있는데, 특히, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)은 외측 부재(20)가 토압을 직접 전달받기 때문에 외측 부재(20) 측으로 내측 부재(10)의 내측 플랜지(11)에 접합되는 보강근(30) 보다 많은 수의 보강근(30)이 구성되도록 하여 외측 부재(20)를 더 보강하도록 할 수도 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일의 시공 실시예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
상기와 같은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)은 CIP등 흙막이 벽체 시공시에 지반에 일정 깊이로 천공홀(H)을 천공하고 천공홀(H)에 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)을 근입한 후에 내부에 콘크리트(C)를 타설하도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)은 일정간격으로 천공홀(H)을 천공하고, 제작된 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)을 천공홀(H)에 근입 후 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 내부 공간부(S)에 콘크리트를 타설하여 충전하도록 하는 것이다.
일반적인 CIP공법의 경우에는 일정간격으로 천공홀(H) 천공 후에 천공홀(H)의 일정 간격마다 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)을 근입하고, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 천공홀(H)에는 콘크리트를 타설하여 엄지말뚝으로 사용하고, 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)과 흙막이 벽체용 강재 조립파일(1)의 사이의 천공홀(H)에는 철근망 등을 삽이한 후에 콘크리트(C)를 타설하여 제자리말뚝(2)을 형성하도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 흙막이 벽체용 강재 조립파일은 ㄷ형 단면을 갖는 내측 부재 및 외측 부재를 제작하고 내측 부재 및 외측 부재를 용접하여 폐단면을 형성하도록 하여 흙막이 벽체의 엄지말뚝을 형성할 때에는 폐단면 내에 콘크리트가 타설되기 때문에 콘크리트가 강재로 이루어지는 내측 부재 및 외측 부재에 의해 구속되므로 우수한 강성의 엄지말뚝을 형성하는 것이 가능하고 횡좌굴이 방지되어 우수한 휨내력을 발휘하도록 하는 효과가 있으며, 휨저항을 요하는 방향에 따라서 내측 부재와 외측 부재의 판두께를 달리하여 합리적인 단면구성이 가능한 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1 :흙막이 벽체용 강재 조립파일
10 : 내측 부재
11 : 내측 플랜지
12 : 내측 웨브
13 : 립부
20 : 외측 부재
21 : 외측 플랜지
22 : 외측 웨브
23 : 립부
30 : 보강근
2 : 제자리말뚝
3 : 토류판

Claims (6)

  1. 일정 길이 판 형상의 내측 플랜지(11)와, 내측 플랜지(11)의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 내측 웨브(12)로 이루어지는 내측 부재(10)와;
    일정 길이 판 형상의 외측 플랜지(22)와, 외측 플랜지(21)의 폭방향 양측에서 직각으로 절곡되어 연장되는 외측 웨브(22)로 이루어져, 내측 부재(10)의 내측 웨브(12)의 단부에 외측 웨브(22)의 단부가 접합되는 외측 부재(20)와;
    내측 부재(10) 및 외측 부재(20)의 내측 플랜지(11) 및 외측 플랜지(21)의 내측면에 각각 길이방향으로 형성되는 보강근(30);을 포함하여 이루어지는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일.
  2. 청구항 1에 있어서,
    내측 부재(10) 및/또는 외측 부재(20)에는 1개 이상의 관통홀(40)이 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일.
  3. 청구항 1에 있어서,
    내측 부재(20)의 두께는 외측 부재(20)의 두께보다 일정 두께 더 두껍게 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일.
  4. 청구항 1에 있어서,
    내측 부재(10)의 내측 웨브(12)는 외측 부재(20)의 외측 웨브(22) 보다 일정 폭 더 크게 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일.
  5. 청구항 1에 있어서,
    내측 부재(10) 내측 웨브(12)의 폭방향 단부는 직각방향 내측으로 연장되는 립부(13)가 형성되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일.
  6. 청구항 5에 있어서,
    외측 부재(20) 외측 웨브(22)의 폭방향 단부는 직각방향 내측으로 연장되는 립부(23)가 형성되어,
    내측 부재(10) 및 외측 부재(20)의 접합시 립부(13)(23)가 면접하여 접합되는 것을 포함하는 흙막이 벽체용 강재 조립파일.
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