KR20240039296A - 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 phc말뚝의 두부보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ??모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것으로서, PHC말뚝 두부를 원커팅하고, PHC말뚝 내벽에 미끄럼방지턱이 없이 속채움 콘크리트만의 PHC말뚝과 확대기초 결합장치는 시방서 방법인 말뚝체내보강철근의 결합장치보다 약 50% 정도의 결합도를 나타내였다. 이 결합도를 향상시키기 위하여 말뚝두부 횡방향 휨모멘트 향상과 매입된 말뚝두부의 파손방지를 위한 장치를 제시하였다. 첫 번째로, PHC말뚝 두부 본체의 파쇄방지를 위해 PHC말뚝 절단면에 보강캡으로 보강하였고, 두 번째로, 말뚝두부의 휨모멘트를 향상시키기 위하여 확대기초 하부 주철근까지 PHC말뚝체를 인상하였다. 세 번째로 PHC말뚝과 확대기초의 강결합시키기 위하여 PHC말뚝체 내의 PC강봉에 수평보강재 전단부재와 수평관통봉 전단부재를 PHC말뚝 공장 제작시 매입 및 설치하고, 이들의 전단부재에 사각강재블록의 수직보강철근과 L형 수직보강철근을 말뚝 내외측에 체결하여 미끄럼방지턱 형성과 PHC말뚝과 확대기초의 강결합 장치이다. 이와 같이 지진력에 의하여 발생될 수 있는 PHC말뚝 두부의 회전변형과 휨모멘트에 대하여 휨전단 저항력을 극대화한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 발명이다.

Description

휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조 {Reinforcing Structure For PHC Pile Head Connections To Improve Bending Moment and Distribute Uniform Normal Load}

본 발명은 ??모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것으로서, PHC말뚝 두부를 원커팅하고, PHC말뚝 내벽에 미끄럼방지턱이 없이 속채움 콘크리트만의 PHC말뚝과 확대기초 결합장치는 시방서 방법인 말뚝체내보강철근의 결합장치보다 약 50% 정도의 결합도를 나타내였다. 이 결합도를 향상시키기 위하여 말뚝두부 횡방향 휨모멘트 향상과 매입된 말뚝두부의 파손방지를 위한 장치를 제시하였다. 첫 번째로, PHC말뚝 두부 본체의 파쇄방지를 위해 PHC말뚝 절단면에 보강캡으로 보강하였고, 두 번째로, 말뚝두부의 휨모멘트를 향상시키기 위하여 확대기초 하부 주철근까지 PHC말뚝체를 인상하였다. 세 번째로 PHC말뚝과 확대기초의 강결합시키기 위하여 PHC말뚝체 내의 PC강봉에 수평보강재 전단부재와 수평관통봉 전단부재를 PHC말뚝 공장 제작시 매입 및 설치하고, 이들의 전단부재에 사각강재블록의 수직보강철근과 L형 수직보강철근을 말뚝 내외측에 체결하여 미끄럼방지턱 형성과 PHC말뚝과 확대기초의 강결합 장치이다. 이와 같이 지진력에 의하여 발생될 수 있는 PHC말뚝 두부의 회전변형과 휨모멘트에 대하여 휨전단 저항력을 극대화한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 발명이다.

상부구조물(건축물, 교량)을 지반에 설치하고자 할 때 지반의 지지력과 침하가 부족하면 지중에 말뚝을 설치하여 지지력을 보강하게 된다. 상기와 같이 지지력 보강을 위해 지반에 설치되는 말뚝은 재질 및 사용 용도에 따라 강관말뚝, PHC(Pretensioned spun High strength Concrete)말뚝 및 합성말뚝 등이 사용되고 있는데 제조 및 운반의 용이성과 성능 및 경제성 측면에서 PHC말뚝이 많이 적용되고 있는 실정이다.

도 1a는 도로교설계기준해설(2008, 한국), 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에 제시된 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 등록특허공보 10-1491746호에 따른 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, PHC말뚝(10)은 본체 내부에 복수개의 PC강봉(15)이 원주면의 중심 방향을 따라 내장된 상태로 공장제작시 매입시켜 제작 및 생산된다. 상기 PHC말뚝(10) 본체 내의 PC강봉(15)은 PHC말뚝(10)에 고정되어 말뚝두부 결합부를 강결합시켜 준다.

도 1a에 따른 도로교 시방서/동해설(2017, 일본)에 따르면, 확대기초(20)에 매입되는 PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)이 형성된 말뚝두부는 확대기초 하단면(20-1)으로부터 10cm 상부로 돌출되도록 하고, PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 주철근(21)사이는 5cm의 간격을 유지하도록 배치된다. 또한 PHC말뚝(10)의 말뚝두부 절단 시에, 기계장치와 인력으로 파쇄하면서 말뚝두부 상부절단면(11)의 말뚝 축방향(종방향)으로 균열이 발생하며, 지진 시에 확대기초(200) 저면의 말뚝 두부에서 확대기초 속의 말뚝머리 결합부보다 상대적으로 축소된 단면으로 인한 휨 전단력이 크게 발생하기 때문에 이를 보강하기 위하여 PHC말뚝(10)의 중공부에 약 1m의 길이로 속채움 보강철근(31)과 띠철근(32) 및 조립철근(33)으로 이루어지는 속채움 보강철근망(30)과 속채움콘크리트(10-3)를 삽입 및 충전하여 철근콘크리트 구조체를 완성한다.

또한, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, PHC말뚝(10) 두부의 일정구간에는 상기 속채움 보강철근망(30)과는 별도로 말뚝두부 및 PHC말뚝 중공부를 보강하기 위하여 축방향을 따라 PHC말뚝(10)의 말뚝체 내에 복수개의 말뚝체내 보강철근(41)과 띠철근(42)으로 이루어지는 말뚝체내 보강철근망(40)이 PHC말뚝(10) 두부 의 말뚝체 속에 매입 및 배치한다.

그러나 상기와 같은 도 1a 및 도 1b에 도시된 종래기술은 PHC말뚝(10) 본체 내의 PC강봉(15) 주위의 콘크리트말뚝을 기계장치와 인력으로 순차적으로 제거하여야 하기 때문에 공사기간과 공사비 상승은 물론 작업자들의 상해 등이 발생되고 있으며, 지진 발생 시에 지진하중이나 속채움 콘크리트(10-3)의 건조수축 등에 의해 PC말뚝(10) 중공부의 속채움 콘크리트(10-3)와 PHC말뚝(10) 내면의 시멘트와의 화학적 부착력이 분리되기 때문에 이를 통해 PHC말뚝(10)의 중공부 내로 작용하는 수직하중과 휨모멘트 하중을 PHC말뚝(10) 본체로 하중을 전이시키지 못하여, PHC말뚝(10) 상부절단면(11)의 자체 두께만으로 이들의 하중을 지탱하기 때문에 단면적 부족으로 말뚝두부에 과응력이 발생하여 확대기초 속에 매입된 말뚝두부가 완전히 파쇄되는 문제점이 발생되고 있다.

도 1c는 종래기술에 따른 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 구조에 대한 정면도를 나타낸 도면이고, 도 1d는 종래기술에 따른 PHC말뚝 상부가 절단된 단면을 나타내는 실물도이다.

도시된 바와 같이, 일반 PHC말뚝은 하중이 적은 건축물에 많이 적용되고 있는 실정이다. 상기 일반 PHC말뚝 역시도 도 1a에 도시된 시방서 PHC말뚝과 같이 말뚝체 콘크리트를 인력 및 기계장치로 파쇄 또는 절단 시에 PC강봉(15)의 풀림에 의하여 인명피해가 많이 발생하고, 파쇄하는 공기가 오래 지연되고 있는 실정이다. 따라서 PHC말뚝(10)과 확대기초(20)의 고정도는 낮지만 안전을 위하여, 말뚝두부를 기계장치로 원커팅 절단(one-cuttting)하는 방법이 1989년 일본에서 제안하여 우리나라 건축물에도 널리 사용 중에 있는 실정이다. 이와 같이 PHC말뚝(10)의 두부를 원커팅 절단하면 작업상 인명 안전은 확보되는 반면에 도 1a의 시방서 PHC말뚝의 두부결합에 비하여 고정도가 약 50~60% 정도로 낮아진다.

즉, PHC말뚝(10) 내벽과 속채움 콘크리트(10-3)의 부착강도가 불확실하여 PHC말뚝(10)과 확대기초(20)의 결합은 매우 낮게 되기 때문에 이와 같은 구조에서 유일하게 안정적으로 확보되는 부분은 PHC말뚝(10) 두부가 확대기초(20)에 매입되는 근입 깊이를 5(건축물)~10cm(교량)로 규정하고는 있으나, PHC말뚝(10)과 확대기초(20)의 고정도는 시방서 PHC말뚝 고정도의 약 50~60% 수준 밖에는 미치지 않는데, 그 이유는 확대기초(20) 속에 근입되는 PHC말뚝(10) 두부 근입 깊이 주변의 확대기초 콘크리트(23)와 PHC말뚝(10) 두부 근입부의 말뚝체가 파쇄되기 때문이다.

결과적으로 도 1a 및 도 1b에 따른 시방서 PHC말뚝의 경우는 PC강봉(15)의 절단과정 시의 인명 손상 및 일반 PHC말뚝(10) 체내의 PC강봉(15)과 속채움 보강철근망(철근바구니)(30) 각각의 노출작업으로 인하여 공기가 지연되며, 속채움 콘크리트(10-3)의 건조수축과 진동, 지반환경 등으로 PHC말뚝(10) 내벽과 속채움 콘크리트(10-3)의 부착강도의 발현이 불확실하며, PHC말뚝(10) 본체 내의 PC강봉(15)을 감싸고 있는 PHC말뚝(10) 체내의 콘크리트 파쇄로 인하여 PHC말뚝(10) 본체의 종방향 균열과 PHC말뚝(10) 본체의 강성이 감소하게 되며, 확대기초(20) 내부 속으로 근입된 PHC말뚝(10)의 근입 깊이 주변에서 확대기초 콘크리트(23) 파손 등이 발생되고 있으며, 한편, PC강봉(15)만 있는 일반 PHC말뚝의 경우는 말뚝두부 상부절단면(11)은 PHC말뚝(10) 두부 절단장비로 원커팅하여 절단하기 때문에 인명 손상 및 공기 지연은 해소되는 반면에, PHC말뚝(10) 본체 내의 PC강봉(15)을 절단하면서 PHC말뚝(10)과 확대기초(20)와의 연결이 단절되어 안정성이 낮아진다는 문제점이 발생되고 있는 실정이다.

도 1e는 종래기술에 따른 등록특허 10-0999020호에 제시된 합성 PHC말뚝 구성의 결합관계를 나타낸 도면이고, 도 1f는 도 1e에 따른 합성 PHC말뚝 구성의 결합관계에 대한 평면도를 나타낸 도면이며, 도 1g는 도 1e에 따른 합성 PHC말뚝 구성의 PHC말뚝 중공부를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래기술 도 1e에 따르면, 일정한 길이(H)를 가진 강봉(15) 및 나선철근(15-1)을 포함하는 내부보강재가 형성된 중공 콘크리트 본체를 포함하여 이루어지는 프리텐션에 의한 고강도 중공 말뚝(이하 PHC 말뚝)을 기준으로 제작된 합성 PHC말뚝(10)에 관한 발명으로서, 상기 중공 콘크리트 본체 내부로부터 PHC말뚝(10)의 중공부(S)로 연장되어 노출되도록 설치된 횡방향 철근을 포함하는 전단연결재(16)가 형성되며, 상기 전단연결재(16)는 소정의 간격을 갖고 보강이 필요한 구간에 다수가 형성되고 있으며, 속채움 보강철근(휨보강재)(31)으로 이루어지는 속채움 보강철근망(30)이 중공부 내부로 형성되어 일체화된 중공 콘크리트 PHC말뚝(10) 본체와 중공 콘크리트부(10-3)에 의하여 전단력에 대한 저항능력이 커진 지지단면으로 개선된 전단 저항능력에 의한 말뚝성능의 확보가 가능하게 됨을 알 수 있다.

즉, 상기 도 1a의 시방서 PHC말뚝 및 도 1c의 일반 PHC말뚝의 경우에 콘크리트 재료의 건조수축과 진동, 환경조건 등에 의하여 부착강도 값이 규정되어 있지 않고 실험치에 의존하고 있어서 속채움 콘크리트(10-3)의 부착강도의 발현이 불확실하기 때문에 종래기술 도 1e 및 도 1f에 따르면, 일반 PHC말뚝 내에 사각수평철근(16)을 매입 및 수평으로 설치하여 말뚝 중공부에 미끄럼방지턱의 기능을 수행하는 전단연결재(16)를 형성하고 있으나, 전단연결재(16)인 사각수평철근(16)이 말뚝 두부에만 공정제작으로 형성되고 있기 때문에 공사 현장에서 지지층이 깊으면 상기 사각수평철근(16)을 절단해야만 하는 문제점과 현장 지지층이 깊어지면 상기 사각수평철근(16)이 지중 속으로 들어가거나 아니면 말뚝 지지력이 연약한 지층에 말뚝 선단부를 설치해야만 하는 경우가 발생될 수도 있기 때문에 따라서, 지층변화에도 무관한 말뚝 내벽의 전단키가 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

등록특허공보 10-1491746호 (2015. 02. 11) 등록특허공보 10-0999020호 (2010. 12. 09)

"도로교설계기준해설(하부구조 편)", 대한토목학회, 2008년. "도로교시방서 및 동해설", 일본도로협회, 2017년.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따르면, 확대기초에 매입되는 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근 사이의 휨모멘트를 증가시켜 휨 전단파괴를 방지하기 위한 방안으로써, 확대기초 하단면으로부터 PHC말뚝을 10cm 이상 15cm 이하로 또는 PHC말뚝을 확대기초 하부주철근까지 매입 인상함으로써 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 PHC말뚝 두부상단 절단면을 감싸는 보강캡과 PHC말뚝 본체 내부에 매입되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 의한 미끄럼방지턱 기능에 의하여 PHC말뚝 중공부 내의 속채움 콘크리트의 완전한 페색/합성 효과를 발휘할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조를 제공함에 있다.

아울러, 본 발명은 PHC말뚝 두부상단 절단면을 감싸는 보강캡과 말뚝 본체 내부에 매입되는 수평보강재 전단부재에 체결되는 사각블럭강재에 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 의하여 휨모멘트 저항력이 향상되고, 상기 PHC말뚝 본체 내부에 매입되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 의한 PHC말뚝 두부 주변의 횡방향 구속효과를 발휘할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조를 제공함에 있다.

부가하여, 본 발명은 PHC말뚝 두부상단 절단면을 감싸는 보강캡과 말뚝 본체 내부에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측/내측 L형 수직보강철근에 의하여 형성되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 의하여 휨모멘트 저항력이 향상되고, 상기 PHC말뚝 본체 내부에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 삽입 체결되는 외측/내측 L형 수직보강철근에 의한 PHC말뚝 두부 주변의 횡방향 구속효과를 발휘할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조를 제공함에 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 말뚝두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 상부절단면이 형성된 말뚝두부가 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝의 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 PHC말뚝은 말뚝두부 중공부에 속채움 콘크리트를 충전하기 위하여 PHC말뚝의 상부절단면에 갈고리에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집이 형성되고, 복수개의 이형철근이 수직하게 배치되는 속채움 수직보강철근과 상기 속채움 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 속채움 띠철근과 상기 속채움 수직보강철근과 상기 속채움 띠철근을 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥 구조체로 형성되는 속채움 보강철근망을 더 포함하며, 상기 속채움 보강철근망의 상부측은 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정 길이의 높이로 배치하고 상기 속채움 보강철근망의 하부측은 상기 PHC말뚝의 본체 중공부 내측으로 상기 PHC말뚝 하부에 구비되는 속채움 콘크리트 거푸집으로부터 상부 10cm 까지 매입되어 배치되어 상기 PHC말뚝의 두부와 상기 확대기초가 상기 속채움 보강철근망을 매개체로 상호 연결되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 말뚝두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개(9 ~ 12개)의 PC강봉에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개의 수평보강재 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며, 상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수평보강재 전단부재는, 상기 다수개의 PC강봉 각각에 감싸지도록 횡방향으로 수평하게 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연정 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재와 상기 수평보강재를 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 횡방향으로 수평하게 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재와 상기 수평보강재를 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평보강재 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며, 상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 수평보강재 전단장치의 수평보강재가 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 고정 체결되고, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되도록 상기 사각강재블럭의 상부면에 형성되는 나사홀에 삽입 체결되는 나사산이 형성된 내측 수직보강철근이 삽입 체결되고, 상기 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 횡방향으로 수평하게 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재와 상기 수평보강재를 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평보강재 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며, 상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 5개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재가 사각강재블럭의 측면부 관통홀을 관통하여 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 체결 고정되고, 상기 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 삽입되어 체결되며, 상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상기 상부층의 수직 하부에 배치되는 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 4개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재가 사각강재블럭의 측면부 관통홀을 관통하여 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 고정 체결되고, 상기 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 삽입되어 체결되며, 상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 상부층에 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되도록 삽입되어 체결되며, 상기 하부층에 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되도록 삽입되어 체결되며, 상기 상부층 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭에 체결되는 5개의 내측 수직보강철근과 상기 하부층 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭에 체결되는 4개의 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 수평관통봉와 상기 수평관통봉을 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평관통봉 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며, 상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 PC강봉에 묶여진 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에 PHC말뚝 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재가 삽입되고, 측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 수평보강재가 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면 또는 외측면에 고정 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 PHC말뚝 내측면 또는 외측면에 고정 체결되는 사각강재블럭의 상부면에 형성되는 나사홀에 내측 수직보강철근 또는 외측 수직보강철근이 삽입 체결되고, 상기 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되고, 상기 외측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 PC강봉에 묶여진 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에, 외주면에 나사산이 형성되는 수평부와 수직부로 이루어져 이형철근으로 형성되는 내측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되거나, 또는 외주면에 나사산이 형성되는 수평부와 수직부로 이루어져 이형철근으로 형성되는 외측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 내측 L형 수직보강철근의 수직부 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되거나, 또는 상기 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 외측 L형 수직보강철근의 수직부의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되거나, 또는 상기 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 내측 L형 수직보강철근의 수직부 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성되는 1단 배근용 보강철근망과 상기 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 외측 L형 수직보강철근의 수직부의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성되는 2단 배근용 보강철근망이 모두 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 수평관통봉와 상기 수평관통봉을 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평관통봉 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며, 상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 4개의 PC강봉에 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고, 상기 상부층 하부의 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 5개의 PC강봉에 고정되는 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고, 상기 PC강봉에 묶여진 상부층 4개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉과 상기 PC강봉에 묶여진 상부층 하부의 하부층 5개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉을 관통하는 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재가 삽입되고, 측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 외측 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 상부층 4개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에 삽입된 수평보강재의 일측에 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 외측면에 고정 체결되고, 4개의 외측 사각강재블럭의 상부면 나사홀 각각에 외측 수직보강철근이 삽입되어 체결되고, 측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 내측 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 하부층 5개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에 삽입된 수평보강재의 일측에 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 고정 체결되고, 5개의 내측 사각강재블럭의 상부면 나사홀 각각에 내측 수직보강철근이 삽입되어 체결되어, 상부층 4개의 외측 수직보강철근과 하부층 5개의 내측 수직보강철근이 확대기초 내부로 매입하되 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되며, 상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 PHC말뚝 내측면 5개 및 외측면 4개에 고정 체결되는 사각강재블럭의 상부면에 형성되는 나사홀 각각에 삽입 체결되어 확대기초 내부로 매입하되 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되는 5개의 내측 수직보강철근 및 4개의 외측 수직보강철근 각각은, 상기 5개의 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되고, 상기 4개의 외측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서, 상기 PHC말뚝은 PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 수평관통봉와 상기 수평관통봉을 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평관통봉 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며, 상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 5개의 PC강봉에 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고, 상기 상부층 하부의 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 4개의 PC강봉에 고정되는 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고, 상기 PC강봉에 묶여진 상부층 5개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에는 외주면에 나사산이 형성되며 수평부와 수직부로 이루어지는 이형철근으로 형성되는 외측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입 관통되어 너트에 의하여 고정 체결되고, 상기 PC강봉에 묶여진 하부층 4개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에는 외주면에 나사산이 형성되며 수평부와 수직부로 이루어지는 이형철근으로 형성되는 내측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입 관통되어 너트에 의하여 고정 체결되며, 상기 상부층 5개의 외측 L형 수직보강철근의 수직부와 상기 하부층 4개의 내측 L형 수직보강철근의 수직부가 확대기초 내부로 매입하되 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되며, 상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며, 상기 확대기초는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며, 상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 확대기초 내부로 매입되어 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되는 상기 상부층 5개의 외측 L형 수직보강철근의 수직부와 상기 하부층 4개의 내측 L형 수직보강철근의 수직부 각각은, 상기 4개의 내측 L형 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되고, 상기 5개의 외측 L형 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 확대기초에 매입되는 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근 사이의 휨모멘트를 증가시켜 휨 전단파괴를 방지하기 위한 방안으로써, 확대기초 하단면으로부터 PHC말뚝을 10cm 이상 15cm 이하로 또는 PHC말뚝을 확대기초 하부주철근까지 매입 인상함으로써 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중이 분포될 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 PHC말뚝 두부상단 절단면을 감싸는 보강캡과 PHC말뚝 본체 내부에 매입되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 의한 미끄럼방지턱 기능에 의하여 PHC말뚝 중공부 내의 속채움 콘크리트의 완전한 페색/합성 효과를 발휘할 수 있는 있다.

본 발명은 PHC말뚝 두부상단 절단면을 감싸는 보강캡과 말뚝 본체 내부에 매입되는 수평보강재 전단부재에 체결되는 사각블럭강재에 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 의하여 휨모멘트 저항력이 향상되고, 상기 PHC말뚝 본체 내부에 매입되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 의한 PHC말뚝 두부 주변의 횡방향 구속효과를 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명은 PHC말뚝 두부상단 절단면을 감싸는 보강캡과 말뚝 본체 내부에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측/내측 L형 수직보강철근에 의하여 형성되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 의하여 휨모멘트 저항력이 향상되고, 상기 PHC말뚝 본체 내부에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 삽입 체결되는 외측/내측 L형 수직보강철근에 의한 PHC말뚝 두부 주변의 횡방향 구속효과를 발휘할 수 있다.

도 1a는 도로교설계기준해설(2008, 한국)과 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에 제시된 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 종래기술에 따른 등록특허공보 10-1491746호에 제시된 보강된 두부의 유지가 가능한 말뚝의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 종래기술에 따른 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 구조에 대한 정면도를 나타낸 도면이다.
도 1d는 종래기술에 따른 PHC말뚝 상부가 절단된 단면을 나타내는 실물도이다.
도 1e는 종래기술에 따른 등록특허 10-0999020호에 제시된 합성 PHC말뚝 구성의 결합관계를 나타낸 도면이다.
도 1f는 도 1e에 따른 합성 PHC말뚝 구성의 결합관계에 대한 평면도를 나타낸 도면이다.
도 1g는 도 1e에 따른 합성 PHC말뚝 구성의 PHC말뚝 중공부를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 PHC말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 보강캡을 구비한 PHC말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 PHC말뚝의 상부절단면에 끼워지는 보강캡을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 사시도이다.
도 4c는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이다.
도 4d는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.
도 4e는 본 발명의 제3실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평보강재 전단부재를 설명하기 위한 상세도이다.
도 4f는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 보강캡이 끼워진 상부절단면을 나타낸 평면도이다.
도 4g는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 속채움 보강철근망 및 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 5b는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 사시도이다.
도 5c는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 수직 절단사시도이다.
도 5d는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 5e는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평보강재 전단부재에 체결되는 내측 사각강재블럭 및 내측 사각강재블럭에 정착되는 내측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 5f는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝에 대한 평면도이다.
도 5g는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 1단 배근용 보강철근망의 결합평면도이다.
도 5h는 본 발명의 제4실시예에 따른 확대기초 하부주철근과 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝의 결합평면도이다.
도 6a는 본 발명의 제5실시예에 따른 확대기초와 확대기초에 근입되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 6b는 본 발명의 제5실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 대한 상세도이다.
도 7a는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 7b는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 사시도이다.
도 7c는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 수직 절단사시도이다.
도 7d는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 7e는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 내측 사각강재블럭 및 내측 사각강재블럭에 정착되는 내측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 7f는 본 발명의 제6실시예에 따른 2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측 사각강재블럭 및 외측 사각강재블럭에 정착되는 외측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 7g는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측 및 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측/내측 사각강재블럭 및 외측/내측 사각강재블럭에 정착되는 외측/내측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 7h는 본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 대한 평면도이다.
도 7i는 본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.
도 7j는 본 발명의 제6실시예에 따른 확대기초 하부주철근에 결합되는 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.
도 8b는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 사시도이다.
도 8c는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 수직 절단사시도이다.
도 8d는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 8e는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 내측 L형 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 8f는 본 발명의 제7실시예에 따른 2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측 L형 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 8g는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측 및 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측/내측 L형 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 8h는 본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 대한 평면도이다.
도 8i는 본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.
도 8j는 본 발명의 제7실시예에 따른 확대기초 하부주철근에 결합되는 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며 아울러 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

< 본 발명에 따른 제1실시예>

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 PHC말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 결합정면도이다.

지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성된 PHC말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조는, 종래기술인 도 1a에 도시된 도로교설계기준해설(2008, 한국), 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에서 제시된 확대기초(20)에 매입되는 PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)이 형성된 말뚝두부가 확대기초 하단면(20-1)으로부터 10cm 상부로 돌출되도록 하고, PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 주철근(21)사이 간격은 5cm 거리를 유지하도록 배치되는 것과는 달리, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 상부절단면(110)이 포함된 PHC말뚝(100)의 말뚝두부를 확대기초(200)의 내부로 길게 매입되도록 한다.

상기 PHC말뚝(100)은, 말뚝두부 내측 중공부에 속채움 콘크리트(103)를 충전하기 위하여 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)에 갈고리(102)에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집(101)이 형성된다. 따라서, PHC말뚝(100)의 두부 내측 중공부에 타설한 속채움 콘크리트(103)를 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로 구속하여 양생시킬 수 있다.

상기 확대기초(200)는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트(203)의 하부 단면인 확대기초 하단면(201)과 확대기초 콘크리트(203)의 상부 단면인 확대기초 상단면(202)으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향으로 배치되는 하층 확대기초 하부주철근(211)과 종방향으로 배치되는 상층 확대기초 하부주철근(212)이 상호 수직으로 교차되는 확대기초 하부주철근(210)이 배치되어 형성된다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성된 PHC말뚝(100)이 상기 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘크리트(203) 내부 속으로 매입되는 결합구조에 있어서, 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상부절단면(110)을 기준으로 10cm~15cm 높이까지 매입된다.

즉, 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는 PHC말뚝(100)의 두부가 매입되는 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 PHC말뚝(100) 두부의 상부절단면(110)까지의 길이로서 10 ~ 15cm이거나, 또는 상기 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 하부주철근(210)에 면접촉하는 높이까지 보다 더 길게 확대기초(200) 내부로 매입되도록 인상된다.

이와 같이 확대기초(200)의 내부로 보다 깊게 매입되도록 함으로써 확대기초 콘크리트(200) 속에 매입된 PHC말뚝(100) 두부 외주면의 횡방향 구속효과에 의한 말뚝두부의 휨모멘트와 전단저항력에 저항할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 즉 PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강매개체로서의 속채움 보강철근망(300)을 포함시킴으로써 PHC말뚝의 두부 중공부 내측면에 속채움 콘크리트(103)의 충전 길이를 증가하여 화학적 부착력에 의해 PHC말뚝(100)과 속채움 콘크리트(103)가 긴밀하게 결속되도록 한다.

보다 상세하게는, 상기 PHC말뚝(100) 및 확대기초(200)에 대해서는 제1실시예에 따른 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 속채움 보강철근망(300)은, 두부를 보강하기 위하여, 복수 개 바람직하게는 6개 ~ 8개의 이형철근이 수직으로 배치되는 속채움 수직보강철근(310)과 상기 속채움 수직보강철근(310)의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 속채움 띠철근(320)과, 상기 속채움 수직보강철근(310)과 상기 속채움 띠철근(320)이 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥구조체로 형성된다.

상기 속채움 보강철근망(300)의 하부측은 PHC말뚝(100)의 본체 중공부 내측으로 매입하되 상기 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm까지 간격을 두고 배치되며, 상기 속채움 보강철근망(300)의 상부측은 확대기초(200) 내부로 매입하되 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 연결되도록 배치되는 구조이다.

즉 상기 속채움 보강철근망(300)은, 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 기준으로 사이에 두고 상기 확대기초(200)에서 확대기초 하부주철근(210)을 관통하여 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내부로 근입되어 상기 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm까지 배치되는 구조이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 확대기초(200) 내부 속으로 PHC말뚝(100) 두부의 근입되는 깊이를 보다 더 증가함으로써 확대기초 콘크리트의 파손을 방지할 수 있으며, PHC말뚝(100) 주변의 횡방향 구속효과로 인하여 PHC말뚝(100) 두부의 휨강성이 증가되는 효과가 있다. 즉, 확대기초(200) 내부 속으로 PHC말뚝(100) 두부의 근입되는 깊이를 5cm, 10cm, 15cm 증가시킬 때마다, 수평력이 각각 약 100, 200, 300 (kN)으로 증가하는 효과가 있다.

< 본 발명에 따른 제2실시예>

도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 보강캡을 구비한 PHC말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 결합정면도이고, 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 PHC말뚝의 상부절단면에 끼워지는 보강캡을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성된 PHC말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조는, 다수개의 보강캡(111)이 끼워져서 덮혀진 상부절단면(110)이 포함된 PHC말뚝(100)의 말뚝두부를 확대기초(200)의 내부로 길게 매입되도록 하되, 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는 PHC말뚝(100)의 두부가 매입되는 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡(111)이 끼워져서 덮혀진 상부절단면(110)까지의 길이로서 10 ~ 15cm이거나, 또는 상기 PHC말뚝(100)의 보강캡(111)이 끼워져서 덮혀진 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 PHC말뚝(100)의 보강캡(111)이 끼워져서 덮혀진 상부절단면(110)이 하부주철근(210)에 면접촉하는 높이까지 보다 더 길게 확대기초(200) 내부로 매입되도록 인상되는 것을 특징으로 한다,

상기 PHC말뚝(100)은, 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면(110)과, 상부절단면(110)에는 다수개의 보강캡(111)이 끼워져 형성된다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 도 3a에는 미도시 되었지만, 제1실시예와 같이, 상기 PHC말뚝(100)은, 말뚝두부 내측 중공부에 속채움 콘크리트(103)를 충전하기 위하여 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)에 갈고리(102)에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집(101)이 형성될 수도 있으며, 따라서, PHC말뚝(100)의 두부 내측 중공부에 타설한 속채움 콘크리트(103)를 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로 구속하여 양생시킬 수 있다.

상기 확대기초(200)는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트(203)의 하부 단면인 확대기초 하단면(201)과 확대기초 콘크리트(203)의 상부 단면인 확대기초 상단면(202)으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 상부방향으로 횡방향으로 배치되는 하층 확대기초 하부주철근(211)과 종방향으로 배치되는 상층 확대기초 하부주철근(212)이 상호 수직으로 교차되는 확대기초 하부주철근(210)이 배치되어 형성된다.

도 3b에 도시된 바와 같이 상기 보강캡(111)은 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)의 파손을 방지하기 위하여 만곡 ㄷ자형으로 형성되어 상부절단면(110)에 끼워져서 덮혀지며, 보강캡(111)의 내부면과 상부절단면(110) 사이에 공기가 배출되고 콘크리트가 스며들어 긴밀하게 밀착 접촉되도록 상부면에는 다수개의 보강캡 천공홀(112)이 형성된다. 또한 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)에는 PHC말뚝(100)의 직경에 따라 상기 보강캡(111)이 3 ~ 4개 구비될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 두부인 보강캡(111)이 끼워져 덮혀진 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 즉 PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 본 발명의 제1실시예와 같이, PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강매개체로서의 속채움 보강철근망(300)을 더 포함하여 형성함으로써, 상기 PHC말뚝의 두부 중공부 내측면에 속채움 콘크리트(103)의 충전 길이를 증가하여 화학적 부착력에 의해 PHC말뚝(100)과 속채움 콘크리트(103)가 긴밀하게 결속되도록 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 확대기초(200) 내부 속으로 PHC말뚝(100) 두부의 근입되는 깊이를 보다 더 증가함으로써 확대기초 콘크리트의 파손을 방지할 수 있으며, PHC말뚝(100) 주변의 횡방향 구속효과로 인하여 PHC말뚝(100) 두부의 휨강성이 증가되는 효과가 있다. 즉, 확대기초(200) 내부 속으로 PHC말뚝(100) 두부의 근입되는 깊이를 5cm, 10cm, 15cm 증가시킬 때마다 수평력이 각각 약 100, 200, 300 (kN)으로 증가하는 효과가 있으며, 또한 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)에 3 ~ 4개의 만곡 ㄷ자형 보강캡(111)이 끼워져서 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

< 본 발명에 따른 제3실시예>

도 4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초의 결합구조를 나타낸 결합정면도이고, 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 사시도이고, 도 4c는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 수직 절단사시도이며, 도 4d는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅된 상부절단면(110)에 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워지며 수평보강재 전단부재(160)가 본체 내부의 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입 형성되는 PHC말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조는, 종래기술인 도 1a에 도시된 도로교설계기준해설(2008, 한국), 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에서 제시된 확대기초(20)에 매입되는 PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)이 형성된 말뚝두부가 확대기초 하단면(20-1)으로부터 10cm 상부로 돌출되도록 하고, PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 주철근(21)사이 간격은 5cm 거리를 유지하도록 배치되는 것과는 달리, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 상부절단면(110)이 포함된 PHC말뚝(100)의 말뚝두부를 확대기초(200)의 내부로 길게 10cm ~ 15cm 매입되도록 한다.

본 발명에 따른 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100) 본체의 콘크리트에 수평보강재 전단부재(160)가 매입 경화되어 제작된다.

상기 PHC말뚝(100)의 제작공정은, PHC 말뚝체용 거푸집(형틀)을 작업대에 배치하고, 거푸집 내부에 내부보강재인 PC강봉(150)을 다수개 배치하고, 상기 PC강봉(150)은 긴장력이 형성되도록 거푸집에 따라 다수개(9 ~ 12개)가 이격되어 배치된다.

상기 다수개의 PC강봉(150)은, 상기 PHC말뚝(100)의 본체 콘크리트 내부에 매입되어 원주상으로 형성되도록 하며, 원주상으로 형성되는 상기 다수개(9 ~ 12개)의 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입되는 수평보강재 전단부재(160)를 포함한다.

상기 수평보강재 전단부재(160)는, 상기 PHC말뚝(100)의 본체 내부에 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 각각에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입 형성된다.

보다 상세하게는 상기 수평보강재 전단부재(160)는, 상기 다수개의 PC강봉(150) 각각에 감싸지도록 횡방향으로 수평하게 나사산이 형성된 수평보강재(161)와 상기 수평보강재(161)를 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(162)(볼트밴드)를 포함하여 PC강봉(150)에 고정시킨다.

PHC말뚝(100)의 본체 내부에 상기 수평보강재 전단부재(160)가 설치되는 일 예는 다음과 같다.

PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 PC강봉(150)에 수평보강재 전단부재(160)를 고정시키고, 그 하부의 하부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 PC강봉(150)에 수평보강재 전단부재(160)를 고정시킨다.

다음으로 고강도 콘크리트를 말뚝체 거푸집 속에 타설하여 원심력으로 PHC말뚝(100)을 공장 제작한다. 양생 후에, 말뚝체 중심으로 PC강봉(150)에 수평보강재(161)가 밴드(162)(볼트밴드)에 의하여 묶이도록 수평보강재 전단부재(160)가 형성된다.

상기 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)는 PHC말뚝(100) 내벽에서 말뚝중심인 중공부 측으로 수평하게 횡방향으로 연장 돌출되도록 형성되어 부가적인 미끄럼방지턱을 설치하지 않고, 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)가 미끄럼방지턱 기능을 수행한다.

아울러, 후술되는 본 발명의 제4실시예와 같이 PHC말뚝(100) 내벽에서 중공부 중심으로 돌출되는 나사산이 형성된 수평보강재(161)에 보강매개재인 사각강재블록(170)을 너트(190)로 고정 체결하고, 상기 사각강재블럭(170)을 매개로 하여 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성함으로써 PHC말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하도록 한다. 즉 1단 배근용 보강철근망(400)은 상기 PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강 매개체로서의 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에 따르면, PHC말뚝(100)의 제작공정은, PC강봉(150)과, PC강봉(150)을 감싸면서 구속되도록 횡방향으로 수평하게 수평보강재 전단부재(160)를 거푸집(미도시)에 배치한 후에 PHC말뚝(150)을 형성하기 위한 본체 콘크리트를 거푸집에 타설하여 PHC말뚝(150) 본체가 이루어지도록 한다.

다음으로 이때 상기 PC강봉(150)의 양쪽 단부를 잡아당겨서 신장되도록 한 상태에서 거푸집을 회전시켜 원심력에 의하여 타설된 말뚝본체 콘크리트가 거푸집의 내측면으로부터 일정 두께를 갖도록 형성되어 경화과정을 통하여 PHC말뚝(150)이 도우넛 중공관 형태로 제작된다.

상기와 같이 공장에서 제작된 PHC말뚝(100)은 말뚝두부는 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성된다.

PHC말뚝(150)의 말뚝두부가 절단되어 형성되는 상부절단면(110)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(150)의 말뚝두부를 보강하며, 수평보강재 전단부재(160)가 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입 형성되며, 횡방향으로 수평하게 내측 중공부 중심으로 연장 돌출되는 다수개의 수평보강재(161)가 매입된 PHC말뚝(100)은 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되어 지상 상부구조물의 기초 콘크트인 확대기초(200)와의 결합구조를 형성한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 상기 확대기초(200)는, 상기 전술한 제2실시예와 동일한 구조로 형성되며, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘리트(203) 내부 속으로 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)을 기준으로 10cm ~ 15cm 높이까지 매입된다.

즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는, PHC말뚝(100)의 두부가 매입되는 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)까지의 길이로서 10cm ~ 15cm이거나, 또는 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 하부주철근(210)에 면접촉하는 높이까지 보다 더 길게 확대기초(200) 내부로 매입되도록 인상되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 확대기초(200)의 내부로 보다 깊게 매입되도록 함으로써 확대기초 콘크리트(200) 속에 매입된 PHC말뚝(100) 두부 외주면의 횡방향 구속효과에 의한 말뚝두부의 휨모멘트와 전단저항력에 저항할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 상기 PHC말뚝(100)은, 말뚝두부 내측 중공부에 속채움 콘크리트(103)를 충전하기 위하여 PHC말뚝(100)의 수평보강재(160)에 걸쳐지는 갈고리(102)에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집(101)이 형성되며, PHC말뚝(100)의 두부 내측 중공부에 타설한 속채움 콘크리트(103)를 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로 구속하여 양생시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 전술한 상기 제2실시예와 동일하게 상기 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 즉 PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강 매개체로서의 속채움 보강철근망(300)은 속채움 수직보강철근(310)과 속채움 띠철근(320)이 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥 구조체로 형성되어 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 서로 결합되도록 한다.

즉, 상기 속채움 보강철근망(300)은, 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 기준으로 사이에 두고 상기 확대기초(200)에서 확대기초 하부주철근(210)을 관통하여 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내부로 근입되어 상기 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm 까지 배치되도록 한다.

도 4e는 본 발명의 제3실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평보강재 전단부재에 대한 상세도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 PHC말뚝(100) 본체 내부에 매입되어 콘크리트에 의하여 경화되는 수평보강재 전단부재(160)는, 나사산이 형성되는 수평보강재(161)와 상기 수평보강재(161)를 PC강봉(150)에 감싸서 구속되도록 체결 고정하는 밴드(162)(볼트밴드)를 포함하여 이루어진다.

즉, 본 발명에 따르면, PHC말뚝(100) 본체 내에 말뚝 축방향으로 형성되는 PC강봉(150)에 밴드(162)에 의하여 PC강봉(150)에 묶여서 PHC말뚝(100) 중공부 내측으로 수평하게 향하는 수평보강재(161)를 포함하는 미끄럼방지턱 기능의 수평보강재 전단부재(160)가 매입되고 콘크리트가 경화되어 제작되도록 한다.

도 4f는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 보강캡이 끼워진 상부절단면을 나타낸 평면도이다.

4f-1)은 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 PC강봉(150)에 수평보강재 전단부재(160)가 교번적으로 고정되어 본체에 매입되는 상부층의 평면도이고, 4f-2)는 상부층 하부에 배치되는 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 PC강봉(150)에 수평보강재 전단부재(160)가 교번적으로 고정되며, 상부층 및 하부층 두 개층에는 모두 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 각각으로 수평보강재 전단부재가 PC강봉(150)에 구속되어 서로 등간격이 되도록 형성되며, 상부절단면(110)이 형성된 PHC말뚝(100)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부를 보강하는 구조로 형성된다.

도 4g는 본 발명의 제3실시예에 따른 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 속채움 보강철근망 및 확대기초 하부주철근의 결합구조에 대한 평면도이다.

도시된 바와 같이, 상부는 상층 확대기초 하부주철근(212)과 하층 확대기초 하부주철근(211)이 서로 수직 교차되도록 배치되어 형성되는 확대기초 하부주철근(210)의 하부에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워진 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부 본체가 배치되며, 속채움 보강철근망(300)은 확대기초(200)의 하부주철근(210) 상부 위로 배치될 뿐만 아니라, PHC말뚝(100) 두부 본체의 중공부 내부로 삽입되는 구조로 배치된다.

본 발명의 제3실시예에 따른 속채움 보강철근망(300)과 PHC말뚝(100) 두부 인상구조에 의한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝(100)의 두부보강구조는, PHC말뚝(100)의 두부가 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10 ~ 15cm 높이로 확대기초 하부주철근(210)까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입(인상)하되, 최대로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 확대기초 하부주철근(210)과 면접촉하는 높이까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입되고, PHC말뚝(100)과 속채움 콘크리트(103)의 횡방향 구속효과와 합성효과로 PHC말뚝(100) 두부의 고정도와 휨모멘트가 향상된 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 속채움 보강철근망(300)을 매개체로 하여 서로 긴밀하게 연결 배치되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 결합부에서 PHC말뚝(100)의 두부가 보강되는 구조이다.

따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10cm 이상 높게(길게) 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 내부로 매입됨으로써, 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)을 포함하는 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 횡방향 구속효과에 의한 PHC말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력 향상 및 휨모멘트가 증대된다.

또한, PHC말뚝과 속채움 콘크리트의 합성효과로 향상된 말뚝두부의 고정도와 휨모멘트를 갖는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하기 위하여 형성되는 속채움 보강철근망(300)이 PHC말뚝(100)의 중공부와 확대기초 콘크리트(203) 속에 삽입되며, PHC말뚝(100) 상부 절단면 상부방향으로의 속채움 보강철근망(300)은 속채움 보강철근(310)이 속채움 띠철근(320)으로 감싸고, PHC말뚝 상부 절단면 아래의 말뚝 중공부의 속채움 보강철근망(300)의 속채움 보강철근(310)은 속채움 조립철근(330)으로 에워싸서 하나의 커다란 원통형 기둥 구조체로 형성되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 서로 강하게 결합되는 효과가 있다.

상기 속채움 보강철근망(300)은 PHC말뚝의 내부 중공부에 있는 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm까지 배치되어 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트(103)의 충전에 의하여 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210)을 상호 연결시키며 PHC말뚝(100)의 두부 내측면에 말뚝중심으로 연장 돌출되는 수평보강재 전단부재(160)의 나사산이 형성된 수평보강재(161)와 속채움 콘크리트(103)가 긴밀하게 결속하여 일체화되기 때문에 PHC말뚝(100)과 확대기초(200) 결합부가 더욱 강한 휨 저항력을 갖게 되어 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 수평변위를 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 내진성능이 향상되는 효과가 있다.

결론적으로 본 발명에 따르면, 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부 주변인 확대기초 저면 피복두께(215)에서 균열이 발생한 후에도 속채움 보강철근망(300)이 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 연결구조체로 거동한다.

또한, 확대기초(200)에 근입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부의 근입 깊이가 종래기술의 시방서보다도 더 깊게 10cm ~ 15cm로 최대 33%의 매입길이가 증가하여 인상하고 말뚝두부에 ㄷ 자형의 보강캡이 끼워져 있기 때문에 그 만큼 더 확대기초 저면 피복두께에 의한 말뚝두부의 횡방향 구속효과와 보강캡에 의한 PHC말뚝 두부 본체의 파쇄방지 및 수평보강재(161)에 의한 PHC말뚝과 속채움 보강콘크리트의 일체화 거동을 하기 때문에, PHC말뚝(100)과 확대기초(20)의 결합부 역할이 더욱 강결합 조건으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

< 본 발명에 따른 제4실시예>

도 5a는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 결합정면도이고, 도 5b는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 사시도이며, 도 5c는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 수직 절단사시도이고, 도 5d는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제4실시예는, PHC말뚝(100) 두부가 절단되어 형성되는 상부절단면(110)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개가 커팅된 상부절단면(110)에 끼워져서 말뚝두부를 보강하며 수평보강재 전단부재(160)가 본체 내부의 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 본체 내부에 다수개가 매입 형성되며 상기 다수개의 수평보강재 전단부재(160)에 구비되는 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되는 수평보강재(161)를 포함하는 PHC말뚝(100)과, 지반의 굴착공에 삽입 배치되는 상기 PHC말뚝(150)과 결합구조를 형성하는 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와, 상기 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)까지 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는 10cm ~ 15cm이며, 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)이 상기 확대기초(200)에 구비되는 확대기초 하부주철근(210)까지 면접촉되게 보다 더 확대기초(200)의 내부로 길게 매입되어 인상되도록 한다.

상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되는 상기 다수개의 수평보강재 전단부재(160)의 나사산이 형성된 수평보강재(161) 각각에 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 매개체로서 사각강재블럭(170)의 측면부를 관통하는 수평의 관통홀(171)을 통과하여 너트(190)로 고정 체결한다.

도 5e는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평보강재 전단부재에 체결되는 내측 사각강재블럭 및 내측 사각강재블럭에 정착되는 내측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 사각강재블럭(170)은 수평보강재 전단부재(160)의 나사산이 형성된 수평보강재(161)에 삽입 관통하기 위하여 측면부를 관통하는 수평의 관통홀(171)과 1단 배근용 보강철근망(400)의 내측 수직보강철근(410)을 삽입 체결하기 위한 상부면의 나사홀(172)을 포함하여 이루어진다.

상기 다수개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에는 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위한 이형철근인 내측 수직보강철근(410)을 삽입 체결하고 상부측 방향으로 확대기초(200) 내부로 매입하게 배치하되 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하되, 상기 내측 수직보강철근(410)과 상기 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되도록 배치한다.

즉, 상기 1단 배근용 보강철근망(400)은, 다수개의 사각블럭강재(170) 각각에 수직으로 배치되는 이형철근인 내측 수직보강철근(410)과, 상기 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 원형의 1단 배근용 띠철근(420)과, 상기 내측 수직보강철근(410)과 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(400)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 강결합이 될 수 있는 연결구조체로 거동되도록 배치된다.

도 5f는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝에 대한 평면도이다.

5f-1)은 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 수평보강재 전단부재(160)가 PC강봉(150)에 교번적으로 고정되는 상부층의 평면도이고, 5f-2)는 상부층 하부에 배치되는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 수평보강재 전단부재(160)가 교번적으로 PC강봉(150) 고정되는 하부층 평면도이며, 상기 5f-1)의 상부층과 5f-2)의 하부층을 통하여 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 모두 9개의 수평보강재 전단부재가 서로 등간격이 되도록 형성되며, 상부절단면(110)이 형성된 PHC말뚝(100)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부를 보강하는 구조로 형성된다.

도 5g는 본 발명의 제4실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 1단 배근용 보강철근망의 결합평면도이다.

5g-1)은 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 PC강봉(150)에 고정되는 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 사각강재블럭(170)의 측면부 관통홀(171)을 관통하여 너트(190)에 의하여 체결 고정되고, 상기 사각강재블럭(170)의 상부면 나사홀(172)에는 1단 배근용 보강철근망(400)의 내측 수직보강철근(410)이 삽입되어 체결된 상태의 상부층 평면도이다.

5g-2)는 상부층 수직 하부에 배치되는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 PC강봉(150)에 고정되는 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 사각강재블럭(170)의 관통홀(172)을 관통하여 너트(190)에 의하여 체결 고정되고, 상기 사각강재블럭(170)의 상부면 나사홀(172)에는 1단 배근용 보강철근망(400)의 내측 수직보강철근(410)이 삽입되어 체결된 상태의 하부층 평면도이다.

5g-1)의 상부층과 5g-2)의 하부층 두 개층을 통하여 등간격으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 밴드(162)에 의하여 묶여진 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161) 각각에 사각강재블럭(170)의 관통홀(172)을 관통하여 너트(190)에 의하여 체결이 되도록 형성되며, 상기 사각강재블럭(170)의 각각의 상부면 나사홀(172)에는 1단 배근용 보강철근망(400)의 내측 수직보강철근(410)이 모두 9개 ~ 12개가 삽입되어 체결되며, 상부절단면(110)이 형성된 PHC말뚝(100)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부를 보강하는 구조로 형성된다.

도 5h는 본 발명의 제4실시예에 따른 확대기초 하부주철근과 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평보강재 전단부재가 매입된 PHC말뚝의 결합평면도이다.

도시된 바와 같이, 상부는 상층 확대기초 하부주철근(212)과 하층 확대기초 하부주철근(211)이 서로 수직 교차되도록 배치되어 형성되는 확대기초 하부주철근(210)의 하부에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부 본체가 배치된다.

상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 상부층 5개와 하부층 4개로 총 9개의 PC강봉(150)에 묶여서 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되는 각각의 수평보강재 전단부재(160)의 나사산이 형성된 수평보강재(161)에 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 매개체로서 사각강재블럭(170)의 측면부를 관통하는 수평의 관통홀(171)을 통과하여 너트(190)로 고정 체결된다.

상기 다수개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에는 원주상으로 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위한 이형철근인 내측 수직보강철근(410)을 삽입 체결하고 상부측 방향으로 확대기초(200) 내부로 매입하게 배치하되 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하되, 상기 내측 수직보강철근(410)과 상기 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되도록 배치한다.

즉, 상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 상부층에 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 고정되는 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 체결 고정되는 사각강재블럭(170)의 상부면 나사홀(172)에는 내측 수직보강철근(410)이 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 삽입되어 체결되며, 상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 하부층에 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 고정되는 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 체결 고정되는 사각강재블럭(170)의 상부면 나사홀(172)에는 내측 수직보강철근(410)이 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 삽입되어 체결된다.

따라서, 상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 상부층 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 체결 고정되는 사각강재블럭(170)에 체결되는 5개의 내측 수직보강철근(410)과 상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 하부층 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 체결 고정되는 사각강재블럭(170)에 체결되는 4개의 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망(400)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 강결합되는 구조를 형성한다.

따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 수평보강재 전단부재(160)와 이에 체결되는 1단 배근용 보강철근망(400)과 PHC말뚝(100) 두부 인상구조에 의한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝(100)의 두부보강구조는, 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100)의 두부가 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10 ~ 15cm 높이로 확대기초 하부주철근(210)까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입(인상)하되, 최대로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 확대기초 하부주철근(210)과 면접촉하는 높이까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입되고, PHC말뚝(100)과 속채움 콘크리트(103)의 횡방향 구속효과와 합성효과로 PHC말뚝(100) 두부의 고정도와 휨모멘트가 향상된 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 묶여서 매입된 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 고정된 사각블럭강재(170)에 체결되는 1단 배근용 보강철근망(400)을 매개체로 하여 서로 긴밀하게 연결 배치되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 결합부에서 PHC말뚝(100)의 두부가 보강되는 구조이다.

따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10cm 이상 높게(길게) 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 내부로 매입됨으로써, 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)을 포함하는 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 횡방향 구속효과에 의한 PHC말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력 향상 및 휨모멘트가 증대된다.

또한, PHC말뚝과 속채움 콘크리트의 합성효과로 향상된 말뚝두부의 고정도와 휨모멘트를 갖는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하기 위하여 형성되는 1단 배근용 보강철근망(400)이 PHC말뚝(100)의 중공부와 확대기초 콘크리트(203) 속에 삽입되며, PHC말뚝(100) 상부 절단면 상부방향으로의 1단 배근용 보강철근망(400)의 내측 보강철근(410)이 1단 배근용 띠철근(420)으로 감싸서 에워싸서 하나의 커다란 원통형 기둥 구조체로 형성되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 서로 강하게 결합되는 효과가 있다.

상기 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위하여 수평보강재 전단부재(160)의 수평보강재(161)에 체결되는 사각블럭강재(170)에 결합되는 PHC말뚝의 내부 중공부에 있는 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm까지 배치되어 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트(103)의 충전에 의하여 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210)을 상호 연결시키며 PHC말뚝(100)의 두부 내측면에 말뚝중심으로 연장 돌출되는 수평보강재 전단부재(160)의 나사산이 형성된 수평보강재(161)와 속채움 콘크리트(103)가 긴밀하게 결속하여 일체화되기 때문에 PHC말뚝(100)과 확대기초(200) 결합부가 더욱 강한 휨 저항력을 갖게 되어 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 수평변위를 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 내진성능이 향상되는 효과가 있다.

결론적으로 본 발명에 따르면, 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부 주변인 확대기초 저면 피복두께(215)에서 균열이 발생한 후에도 1단 배근용 보강철근망(400)이 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 연결구조체로 거동한다.

또한, 확대기초(200)에 근입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부의 근입되는 깊이가 종래기술의 시방서보다도 더 깊게 10cm ~ 15cm로 최대 33%의 매입길이가 증가하여 인상하고, 말뚝두부에 ㄷ 자형의 보강캡이 끼워져 있기 때문에 그 만큼 더 확대기초 저면 피복두께에 의한 말뚝두부의 횡방향 구속효과와 보강캡에 의한 PHC말뚝 두부 본체의 파쇄방지 및 수평보강재(161)에 의한 PHC말뚝과 속채움 보강콘크리트의 일체화 거동을 하기 때문에, PHC말뚝(100)과 확대기초(20)의 결합부 역할이 더욱 강결합 조건으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

< 본 발명에 따른 제5실시예>

도 6a는 본 발명의 제5실시예에 따른 확대기초와 확대기초에 근입되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝의 결합구조를 나타낸 결합정면도이고, 도 6b는 본 발명의 제5실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 대한 상세도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따르면, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅된 상부절단면(110)에 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워지며, 말뚝본체 내부의 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입 형성되는 수평관통봉 전단부재(180)를 포함하는 PHC말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조는, 종래기술인 도 1a에 도시된 도로교설계기준해설(2008, 한국), 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에서 제시된 확대기초(20)에 매입되는 PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)이 형성된 말뚝두부가 확대기초 하단면(20-1)으로부터 10cm 상부로 돌출되도록 하고, PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 주철근(21)사이 간격은 5cm 거리를 유지하도록 배치되는 것과는 달리, 본 발명의 제5실시예에 따르면, 상부절단면(110)이 포함된 PHC말뚝(100)의 말뚝두부를 확대기초(200)의 내부로 길게 10cm ~ 15cm 깊이로 매입되도록 한다.

본 발명의 제5실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, 전술한 제3실시예의 본체 내부의 콘크리트에 매입되는 PC강봉(150)에 묶여서 매입 형성되는 수평보강재 전단부재(160) 대신에 제5실시예의 특징적 구성요소로서 수평관통봉 전단부재(180)가 매입 및 경화되어 제작되는 것을 제외하고는 나머지 모든 제작공정은 전술한 제3실시예에서의 제작공정과 동일한 과정으로 제작되어진다.

즉, 본 발명의 제5실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, 상기 다수개의 PC강봉(150)이 말뚝 본체 콘크리트 내부에 매입되어 원주상으로 형성되도록 하며, 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)을 감싸도록 내측이 중공부이거나 또는 나사산이 형성된 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 수평관통봉 전단부재(180)가 매입되어 형성되어진다.

전술한 제3실시예와 동일하게 마찬가지로 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성하고, 그 하부의 하부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성한다.

상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)은 상기 PHC말뚝(100)의 본체 콘크리트의 내측에서 외측으로 관통되게 횡방향으로 수평하게 배치되어 PC강봉(150)에 밴드(182)로 구속하여 묶어서 고정 형성된다.

본 발명의 제5실시예는, 후술되는 본 발명의 제6실시예와 같이, 상기 PHC말뚝(100) 내측에서 외측으로 관통되도록 매입되는 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)를 삽입하고 일측에는 사각강재블록(170)을 외측 또는 내측으로 배치하고 너트(190)로 PHC말뚝(100)의 내벽 또는 외벽에 밀착되게 고정 체결하고 타측은 너트(190)가 PHC말뚝(100)의 내벽 또는 외벽에 밀착되게 고정 체결하거나, 또는 다양한 형태의 전단부재를 체결 및 장착하여 미끄럼방지턱 기능을 수행할 수도 있다.

즉, 본 발명의 제5실시예는, 후술되는 제6실시예와 같이 상기 PHC말뚝(100)의 내측 또는 외측에 배치되는 사각강재블럭(170)을 매개로 하여 내측에 배치되어 고정 체결되는 내측 사각강재블럭(170-1)에는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성하기 위하여 내측 수직보강철근(410)을 삽입 체결하고, 외측에 배치되어 고정 체결되는 외측 사각강재블럭(170-2)에는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성하기 위하여 내측 수직보강철근(510)을 삽입 체결되어 PHC말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 즉, PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강 매개체로서의 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 제5실시예에 따라 제작된 PHC말뚝(100)은, 전술한 제3실시예와 같이, PHC말뚝(100)의 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성된다.

상기 PHC말뚝(150)의 말뚝두부가 절단되어 형성되는 상부절단면(110)에는 전술한 제2실시예와 같이 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 말뚝두부를 보강하며, 다양한 형태의 전단부재를 비롯하여 후술되는 제6실시예와 같은 수평관통봉 전단부재(180)가 수직 축방향으로 다수개가 매입 형성되는 PHC말뚝(100)은 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되어 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조를 형성한다.

본 발명의 제5실시예에 따른 상기 확대기초(200)는, 상기 전술한 제1실시예 내지 제4실시예와 동일한 구조로 형성되며, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘크리트(203) 내부 속으로 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)을 기준으로 10cm ~ 15cm 높이까지 매입된다.

즉, 본 발명의 제5실시예에 따른 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는 PHC말뚝(100)의 두부가 매입되는 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)까지의 길이로서 10cm ~ 15cm이거나, 또는 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 하부주철근(210)에 면접촉하는 높이까지 보다 더 길게 확대기초(200) 내부로 매입되어 인상되도록 한다.

상기와 같이 본 발명의 제5실시예에 따르면, 상기 확대기초(200)의 내부로 보다 깊게 PHC말뚝(100)을 매입되도록 함으로써 확대기초 콘크리트(200) 속에 매입된 PHC말뚝(100) 두부 외주면의 횡방향 구속효과에 의한 말뚝두부의 휨모멘트와 전단저항력에 저항할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것이다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 수평관통봉 전단부재(180)는, PHC말뚝(100)을 제작할 시에 본체 콘크리트에 배치되는 PC강봉(150)에 묶여서 매입과 경화되어 고정되어진다.

즉, 본 발명의 제5실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 구속하여 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150) 에 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

상기 수평관통봉(181)은, 외주면이 다양한 형태의 돌기형이고 내주면은 도우넛 형태로 관통되는 중공부이거나 또는 내주면에 나사산이 형성될 수도 있으며, 통상적인 중공부로 이루어진 관통형 슬리브로도 형성될 수도 있으며, 상기 수평관통봉(181)에 다양한 형태의 전단부재가 장착될 수 있도록 PHC말뚝(100)의 본체를 관통하면서 횡방형으로 수평하게 형성되어진다.

< 본 발명에 따른 제6실시예>

도 7a는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 결합정면도이고, 도 7b는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 사시도이며, 도 7c는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 수직 절단사시도이고, 도 7d는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위한 사각강재블럭이 체결되는 수평관통봉 전단부재가 매입된 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제6실시예에 의하면, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅된 상부절단면(110)에 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워지며, 본체 내부의 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입 형성되는 수평관통봉 전단부재(180)를 포함하는 PHC말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조는, 종래기술인 도 1a에 도시된 도로교설계기준해설(2008, 한국), 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에서 제시된 확대기초(20)에 매입되는 PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)이 형성된 말뚝두부가 확대기초 하단면(20-1)으로부터 10cm 상부로 돌출되도록 하고, PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 주철근(21)사이 간격은 5cm 거리를 유지하도록 배치되는 것과는 달리, 본 발명의 제6실시예에 따르면, 상부절단면(110)이 포함된 PHC말뚝(100)의 말뚝두부를 확대기초(200)의 내부로 길게 10cm ~ 15cm 깊이로 매입되도록 한다.

본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100) 본체 내부의 콘크리트에 매입되는 PC강봉(150)에 묶여서 매입 형성되는 수평관통봉 전단부재(180)가 매입과 경화되어 제작되는 것을 제외하고는 나머지 모든 제작공정은 전술한 제3실시예에서의 제작공정과 동일한 과정으로 제작되어진다.

즉, 본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, 상기 다수개의 PC강봉(150)이 말뚝본체 콘크리트 내부에 매입되어 원주상으로 형성되도록 하며, 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하는 수평관통봉 전단부재(180)가 매입되어 형성되어진다.

본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성하고, 그 하부의 하부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성한다.

상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)은 상기 PHC말뚝(100)의 본체 콘크리트의 내측에서 외측으로 관통되게 횡방향으로 수평하게 배치되어 PC강봉(150)에 밴드(182)로 구속하여 묶어서 고정 형성된다.

본 발명의 제6실시예는, 상기 PHC말뚝(100) 내측에서 외측으로 관통되도록 매입되는 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)를 삽입하고 일측에는 사각강재블록(170)을 외측 또는 내측으로 배치하고 너트(190)로 PHC말뚝(100)의 내벽 또는 외벽에 밀착되게 고정 체결하고 타측은 너트(190)가 PHC말뚝(100)의 내벽 또는 외벽에 밀착되게 고정 체결하거나, 또는 다양한 형태의 전단부재를 체결 및 장착하여 미끄럼방지턱 기능을 수행할 수도 있다.

즉, 본 발명의 제6실시예는, 상기 PHC말뚝(100)의 내측 또는 외측에 배치되는 사각강재블럭(170)을 매개로 하여 내측에 배치되어 고정 체결되는 내측 사각강재블럭(170-1)에는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성하기 위하여 내측 수직보강철근(410)을 삽입 체결하고, 외측에 배치되어 고정 체결되는 외측 사각강재블럭(170-2)에는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성하기 위하여 내측 수직보강철근(510)을 삽입 체결되어 PHC말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 즉, PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강 매개체로서의 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)의 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성되며, 상기 PHC말뚝(150)의 말뚝두부가 절단되어 형성되는 상부절단면(110)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 말뚝두부를 보강하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 수직 축방향으로 다수개가 PC강봉(150)에 묶여서 매입 형성되는 PHC말뚝(100)은 지반에 굴착공에 삽입되어 설치되어 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조를 형성한다.

본 발명의 제6실시예에 따른 상기 확대기초(200)는, 상기 전술한 제1실시예 내지 제5실시예와 동일한 구조로 형성되며, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘크리트(203) 내부 속으로 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)을 기준으로 10cm ~ 15cm 높이까지 매입된다.

즉, 본 발명의 제6실시예에 따른 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는 PHC말뚝(100)의 두부가 매입되는 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)까지의 길이로서 10cm ~ 15cm이거나, 또는 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 하부주철근(210)에 면접촉하는 높이까지 보다 더 길게 확대기초(200) 내부로 매입되어 인상되도록 한다.

상기와 같이 본 발명의 제6실시예에 따르면, 상기 확대기초(200)의 내부로 보다 깊게 PHC말뚝(100)을 매입되도록 함으로써 확대기초 콘크리트(200) 속에 매입된 PHC말뚝(100) 두부 외주면의 횡방향 구속효과에 의한 말뚝두부의 휨모멘트와 전단저항력에 저항할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것이다.

본 발명의 제6실시예에 따른 수평관통봉 전단부재(180)는, 제5실시예와 동일하게 PHC말뚝(100)을 제작할 시에 본체 콘크리트에 배치되는 PC강봉(150)에 묶여서 매입과 경화되어 고정되어진다.

즉, 본 발명의 제6실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)을 감싸도록 내주면이 중공부이거나 또는 나사산이 형성된 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

상기 수평관통봉(181)은, 외주면이 다양한 형태의 돌기형이고 내주면은 도우넛 형태로 관통되거나 또는 내주면에 나사산이 형성될 수도 있으며, 통상적인 중공부로 이루어진 관통형 슬리브로도 형성될 수도 있으며, 상기 수평관통봉(181)에 수평보강재(161)가 삽입되도록 PHC말뚝(100)의 본체를 관통하면서 횡방형으로 수평하게 형성되어진다.

도 7e는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 내측 사각강재블럭 및 내측 사각강재블럭에 정착되는 내측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면으로서, 도 7e는 하나의 일실시예로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6실시예에 따르면, PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)를 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측에 배치되는 수평보강재(161)의 일측은 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 외측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 수평보강재(161)의 타측으로 사각강재블럭(170)의 측면부를 관통하는 관통홀(171)을 통과하여 삽입하여 사각강재블럭(170)의 일측면이 PHC말뚝(100)의 내측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

상기 PHC말뚝(100)의 내측면에 부착되어 고정된 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 1단 배근용 보강철근망(400)의 이형철근인 내측 수직보강철근(410)을 삽입하여 체결한다. 이때 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위하여 모두 9개의 내측 수직보강철근(410)을 체결하는 경우에는, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입되는 수평보강재(161)에 체결된 5개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 내측 수직보강철근(410)을 체결 설치하고, 하부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입되는 수평보강재(161)에 체결된 4개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 내측 수직보강철근(410)을 체결 설치한다.

상기 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 이형철근인 내측 수직보강철근(410)은, 상부측 방향으로 확대기초(200) 내부로 매입하여 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하며, 상기 내측 수직보강철근(410)과 상기 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되도록 배치한다.

즉, 상기 1단 배근용 보강철근망(400)은, 다수개의 사각블럭강재(170) 각각에 수직으로 배치되는 이형철근인 내측 수직보강철근(410)과, 상기 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 원형의 1단 배근용 띠철근(420)과, 상기 내측 수직보강철근(410)과 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(400)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 강결합이 될 수 있는 연결구조체로 거동되도록 배치된다.

도 7f는 본 발명의 제6실시예에 따른 2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측 사각강재블럭 및 외측 사각강재블럭에 정착되는 외측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면으로서, 도 7f는 하나의 또 다른 일실시예로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6실시예에 따르면, PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)를 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 내측에 배치되는 수평보강재(161)의 일측은 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 내측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 수평보강재(161)의 타측에는 사각강재블럭(170)의 측면부를 관통하는 관통홀(171)을 통과하여 삽입하여 사각강재블럭(170)의 일측면이 PHC말뚝(100)의 외측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

상기 PHC말뚝(100)의 외측면에 부착되어 고정된 사각강재블럭(170)의 상면에 형성되는 나사홀(172)에 2단 배근용 보강철근망(500)의 이형철근인 외측 수직보강철근(510)을 삽입하여 체결한다. 이때 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하기 위하여 모두 9개의 외측 수직보강철근(510)을 체결하는 경우에는, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입되는 수평보강재(161)에 체결된 5개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 외측 수직보강철근(510)을 체결 설치하고, 하부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입되는 수평보강재(161)에 체결된 4개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 외측 수직보강철근(510)을 체결 설치한다.

상기 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 이형철근인 외측 수직보강철근(510)은, 상부측 방향으로 확대기초(200) 내부로 매입하여 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210)의 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하며, 상기 외측 수직보강철근(510)과 상기 외측 수직보강철근(510)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근(520)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되도록 배치한다.

즉, 상기 2단 배근용 보강철근망(500)은, 다수개의 사각블럭강재(170) 각각에 수직으로 배치되는 이형철근인 외측 수직보강철근(510)과, 상기 외측 수직보강철근(510)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 원형의 2단 배근용 띠철근(520)과, 상기 외측 수직보강철근(510)과 2단 배근용 띠철근(520)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 강결합이 될 수 있는 연결구조체로 거동되도록 배치된다.

도 7g는 본 발명의 제6실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측 및 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측/내측 사각강재블럭 및 외측/내측 사각강재블럭에 정착되는 외측/내측 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면으로서, 도 7g는 본 발명의 제6실시예 중 최적의 실시예로서, 도시된 바와 같이, 상기 도 7e 및 도 7f를 참조하여 설명하면, 본 발명 제6실시예에 따른 최적의 실시예는, 1단 배근용 보강철근망(400)과 2단 배근용 보강철근망(500) 모두를 형성하는 연결구조이다.

우선 먼저, 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위하여, PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)를 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측에 배치되는 수평보강재(161)의 일측은 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 외측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 수평보강재(161)의 타측으로 사각강재블럭(170)의 측면부를 관통하는 관통홀(171)을 통과하여 삽입하여 사각강재블럭(170)의 일측면이 PHC말뚝(100)의 내측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

다음으로, 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하기 위하여, PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)를 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 내측에 배치되는 수평보강재(161)의 일측은 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 내측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 수평보강재(161)의 타측에는 사각강재블럭(170)의 측면부를 관통하는 관통홀(171)을 통과하여 삽입하여 사각강재블럭(170)의 일측면이 PHC말뚝(100)의 외측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

즉, 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위하여, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입되는 수평보강재(161)에 체결된 5개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 내측 수직보강철근(410)을 체결 설치하고, 상기 내측 수직보강철근(410)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 원형의 1단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성한다.

아울러, 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성하기 위하여, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입되는 수평보강재(161)에 체결된 4개의 사각강재블럭(170)의 상부면에 형성되는 나사홀(172)에 외측 수직보강철근(510)을 체결 설치하고, 상기 외측 수직보강철근(510)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 원형의 2단 배근용 띠철근(520)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(500)을 형성한다.

도 7h는 본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 대한 평면도이다. 이는 상기 도 7g의 본 발명 제6실시예에 따른 최적의 실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재를 나타낸 평면도이다.

도 7h-1)은 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제6실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 4개의 PC강봉(150)을 감싸도록 내주면이 중공부이거나 또는 나사산이 형성된 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

도 7h-2)는 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제6실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 5개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

도 7h-3)은 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층과 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층을 모두 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제6실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 상부층에는 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 4개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어지고, 하부층에는 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 5개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

도 7i는 본 발명의 제6실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.

도시된 바와 같이, 7i-1)은 상기 도 7h-1)의 4개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉(181) 각각에 수평보강재(161)가 삽입되고, 이에 외측 사각강재블럭(170-2)에 체결되는 4개의 외측 수직보강철근(510) 및 이의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근(520)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(500)이 형성된 평면도를 나타낸 것이고, 7i-2)은 상기 도 7h-2)의 5개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉(181) 각각에 수평보강재(161)가 삽입되고, 이에 내측 사각강재블럭(170-1)에 체결되는 5개의 내측 수직보강철근(410) 및 이의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근(420)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(400)이 형성된 평면도를 나타낸 것이다.

도 7j는 본 발명의 제6실시예에 따른 확대기초 하부주철근에 결합되는 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.

도시된 바와 같이, 상부는 상층 확대기초 하부주철근(212)과 하층 확대기초 하부주철근(211)이 서로 수직 교차되도록 배치되어 형성되는 확대기초 하부주철근(210)의 하부에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부 본체가 배치된다.

상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 상부층 4개와 하부층 5개로 총 9개의 PC강봉(150)에 묶여서 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되는 각각의 수평관통봉 전단부재(180)에 나사산이 형성된 수평보강재(161)가 삽입되고 이에 내측/외측 사각강재블럭(170-1, 170-2)이 결합되고, 내측/외측 사각강재블럭(170-1, 170-2)의 상부면의 나사홀(172)을 통하여 삽입 체결되는 내측/외측 수직보강철근(410, 510)과 이를 에워싸는 1단/2단 배근용 띠철근(420, 520)에 의하여 형성되는 커다란 원통형 기둥구조체인 1단/2단 배근용 보강철근망(400, 500)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되는 구조이다.

따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 수평관통봉 전단부재(180)와 이에 수평보강재(161)에 의하여 체결되는 사각강재블럭(170) 및 사각강재블럭(170)을 매개로 하여 1단/2단 배근용 보강철근망(400, 500)과 PHC말뚝(100) 두부 인상구조에 의한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝(100)의 두부보강구조는, 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100)의 두부가 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10 ~ 15cm 높이로 확대기초 하부주철근(210)까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입(인상)하되, 최대로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 확대기초 하부주철근(210)과 면접촉하는 높이까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입되고, PHC말뚝(100)과 속채움 콘크리트(103)의 횡방향 구속효과와 합성효과로 PHC말뚝(100) 두부의 고정도와 휨모멘트가 향상된 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 묶여서 매입된 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)과 수평보강재(161)에 고정되는 사각블럭강재(170)에 체결되는 1단/2단 배근용 보강철근망(400, 500)을 매개체로 하여 서로 긴밀하게 연결 배치되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 결합부에서 PHC말뚝(100)의 두부가 보강되는 구조이다.

도시된 도 7h 내지 도 7j에 나타낸 바와 같이, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에는 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성하고, 그 하부의 하부층에는 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성되며, 상기 상부층 4개의 수평관통봉 전단부재(180)에 체결되는 외측 사각강재블럭(170-2) 및 이에 체결되는 4개의 외측 수직보강철근(510)으로 형성되는 2단 배근용 보강철근망(500)과 상기 하부층 5개의 수평관통봉 전단부재(180)에 체결되는 내측 사각강재블럭(170-1) 및 이에 체결되는 5개의 내측 수직보강철근(410)으로 형성되는 1단 배근용 보강철근망(400)은 하나의 예시에 불과한 것이며, 반듯이 이에 국한될 필요는 없고, 경우에 따라서는 상부층에는 5개의 외측 수직보강철근(510)으로 형성되는 2단 배근용 보강철근망(500)과 하부층에는 4개의 내측 수직보강철근(410)으로 형성되는 1단 배근용 보강철근망(400)이 형성될 수도 있는 것과 같이 건축물의 규모나 크기에 따라 다양한 방식으로 설계변경이 가능하다.

따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10cm 이상 높게(길게) 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 내부로 매입됨으로써, 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)을 포함하는 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 횡방향 구속효과에 의한 PHC말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력 향상 및 휨모멘트가 증대된다.

또한, PHC말뚝과 속채움 콘크리트의 합성효과로 향상된 말뚝두부의 고정도와 휨모멘트를 갖는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하기 위하여 형성되는 1단/2단 배근용 보강철근망(400, 500)이 PHC말뚝(100)의 중공부와 확대기초 콘크리트(203) 속에 삽입되며, PHC말뚝(100) 상부 절단면 상부방향으로의 1단/2단 배근용 보강철근망(400, 500)의 내측/외측 수직보강철근(410, 510)이 1단/2단 배근용 띠철근(420, 520)으로 감싸서 에워싸서 하나의 커다란 원통형 기둥 구조체로 형성되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 서로 강결합되는 효과가 있다.

상기 1단 배근용 보강철근망(400)을 형성하기 위하여 수평관통봉 전단부재(180)에 결합되는 수평보강재(161) 및 이에 체결되는 내측 사각강재블럭(170-1)에 결합되는 PHC말뚝의 내부 중공부에 있는 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm까지 배치되어 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트(103)의 충전에 의하여 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210)을 상호 연결시키며, PHC말뚝(100)의 수평관통봉(181)에 삽입되어 두부 내측면에 말뚝중심으로 연장 돌출되는 나사산이 형성된 수평보강재(161) 및 내측 사각강재블럭(170-1)과 속채움 콘크리트(103)가 긴밀하게 결속하고, PHC말뚝(100)의 수평관통봉(181)에 삽입되어 두부 외측으로 연장 돌출되는 나사산이 형성된 수평보강재(161) 및 외측 사각강재블럭(170-2)과 확대기초(200)의 확대기초 저면피복두께(205)가 긴밀하게 결속되어 일체화되기 때문에 PHC말뚝(100)과 확대기초(200) 결합부가 더욱 강한 휨 저항력을 갖게 되어 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 수평변위를 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 내진성능이 향상되는 효과가 있다.

결론적으로 본 발명에 따르면, 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부 주변인 확대기초 저면 피복두께(215)에서 균열이 발생한 후에도 1단/2단 배근용 보강철근망(400, 500)이 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 연결구조체로 거동한다.

또한 확대기초(200)에 근입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부의 근입되는 깊이가 종래기술의 시방서보다도 더 깊게 10cm ~ 15cm로 최대 33%의 매입길이가 증가하여 인상하고 말뚝두부에 ㄷ 자형의 보강캡이 끼워져 있기 때문에 그 만큼 더 확대기초 저면 피복두께에 의한 말뚝두부의 횡방향 구속효과와 보강캡에 의한 PHC말뚝 두부 본체의 파쇄방지 및 수평보강재(161)에 의한 PHC말뚝과 속채움 보강콘크리트의 일체화 거동을 하기 때문에, PHC말뚝(100)과 확대기초(20)의 결합부 역할이 더욱 강결합 조건으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

< 본 발명에 따른 제7실시예>

도 8a는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 결합정면도이고, 도 8b는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 사시도이고, 도 8c는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 수직 절단사시도이며, 도 8d는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 내측/외측 L형 수직보강철근이 결합되는 수평관통봉 전단부재를 구비한 PHC말뚝과 확대기초 하부주철근의 결합구조를 나타낸 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제7실시예에 의하면, 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅된 상부절단면(110)에 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워지며, 본체 내부의 PC강봉(150)에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개가 매입 형성되는 수평관통봉 전단부재(180)를 포함하는 PHC말뚝(100)과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조는, 종래기술인 도 1a에 도시된 도로교설계기준해설(2008, 한국), 도로교시방서/동해설(2017, 일본)에서 제시된 확대기초(20)에 매입되는 PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)이 형성된 말뚝두부가 확대기초 하단면(20-1)으로부터 10cm 상부로 돌출되도록 하고, PHC말뚝(10)의 상부절단면(11)과 확대기초 주철근(21)사이 간격은 5cm 거리를 유지하도록 배치되는 것과는 달리, 본 발명의 제7실시예에 따르면, 상부절단면(110)이 포함된 PHC말뚝(100)의 말뚝두부를 확대기초(200)의 내부로 길게 10cm ~ 15cm 깊이로 매입되도록 한다.

본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100) 본체 내부의 콘크리트에 매입되는 PC강봉(150)에 묶여서 매입 형성되는 수평관통봉 전단부재(180)가 매입과 경화되어 제작되는 것을 제외하고는 나머지 모든 제작공정은 전술한 제3실시예에서의 제작공정과 동일한 과정으로 제작되어진다.

즉, 본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, 상기 다수개의 PC강봉(150)이 본체 콘크리트 내부에 매입되어 원주상으로 형성되도록 하며, 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하는 수평관통봉 전단부재(180)가 매입되어 형성되어진다.

본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 5개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성하고, 그 하부의 하부층에는 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150) 중에서 4개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성한다.

상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)은 상기 PHC말뚝(100)의 본체 콘크리트의 내측에서 외측으로 관통되도록 횡방향으로 수평하게 배치되어 PC강봉(150)에 밴드(182)로 구속하여 묶어서 고정 형성된다.

본 발명의 제7실시예는, 상기 PHC말뚝(100) 내측에서 외측으로 관통되도록 매입되는 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 내측/외측 L형 수직보강철근(610, 710)을 삽입하여 외측 또는 내측으로 배치하고, 나사산이 형성된 내측/외측 L형 수직보강철근(610, 710)의 일측을 너트(190)로 PHC말뚝(100)의 내벽 또는 외벽에 밀착되게 고정 체결하고 타측은 너트(190)로 PHC말뚝(100)의 내벽 또는 외벽에 밀착되게 고정 체결하여 미끄럼방지턱 기능을 수행한다. 아울러, 본 발명의 제7실시예는 이에 국한되지 않고 다양한 형태의 전단부재를 체결 및 장착하여 미끄럼방지턱 기능을 수행할 수도 있다.

즉, 본 발명의 제7실시예는, 상기 PHC말뚝(100)의 내측 또는 외측에 배치되는 L형 수직보강철근(610, 710)을 매개로 하여 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성하기 위하여 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 내측/외측 수직보강철근(610, 710)을 삽입 체결하고, PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하는 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)을 형성하여 원통형 기둥구조체를 형성하여 PHC말뚝(100)의 두부인 상부절단면(110)과 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 발생하는 균열과 휨전단력을 저항하여 지지하기 위하여, 즉, PHC말뚝(100)의 두부의 지진력에 대한 PHC말뚝(100) 본체의 과응력(휨응력, 전단응력)을 방지하기 위하여 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초(200)를 연결하는 보강 매개체로서의 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)의 말뚝두부가 기계톱에 의하여 수평하게 커팅되어 상부절단면(110)이 형성되며, 상기 PHC말뚝(150)의 말뚝두부가 절단되어 형성되는 상부절단면(110)에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 말뚝두부를 보강하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 수직 축방향으로 다수개가 PC강봉(150)에 묶여서 매입 형성되는 PHC말뚝(100)은 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되어 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초(200)와의 결합구조를 형성한다.

본 발명의 제7실시예에 따른 상기 확대기초(200)는, 상기 전술한 제1실시예 내지 제6실시예와 동일한 구조로 형성되며, 상기 확대기초 하단면(201)으로부터 확대기초 콘크리트(203) 내부 속으로 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)을 기준으로 10cm ~ 15cm 높이까지 매입된다.

즉, 본 발명의 제7실시예에 따른 상기 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 두부의 길이는 PHC말뚝(100)의 두부가 매입되는 확대기초(200)의 저면인 확대기초 하단면(201)으로부터 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)까지의 길이로서 10cm ~ 15cm이거나, 또는 상기 PHC말뚝(100) 두부의 보강캡이 끼워진 상부절단면(110)과 확대기초(200)의 하부주철근(210) 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 하부주철근(210)에 면접촉하는 높이까지 보다 더 길게 확대기초(200) 내부로 매입되어 인상되도록 한다.

상기와 같이 본 발명의 제7실시예에 따르면, 상기 확대기초(200)의 내부로 보다 깊게 PHC말뚝(100)을 매입되도록 함으로써 확대기초 콘크리트(200) 속에 매입된 PHC말뚝(100) 두부 외주면의 횡방향 구속효과에 의한 말뚝두부의 휨모멘트와 전단저항력에 저항할 수 있는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조에 관한 것이다.

본 발명의 제7실시예에 따른 수평관통봉 전단부재(180)는, 제5실시예와 동일하게 PHC말뚝(100)을 제작할 시에 본체 콘크리트에 배치되는 PC강봉(150)에 묶여서 매입과 경화되어 고정되어진다.

즉, 본 발명의 제7실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

상기 수평관통봉(181)은, 외주면이 다양한 형태의 돌기형이고 내주면은 도우넛 형태로 관통되거나 또는 내주면에 나사산이 형성될 수도 있으며, 통상적인 중공부로 이루어진 관통형 슬리브로도 형성될 수도 있으며, 상기 수평관통봉(181)에 수평보강재(161)가 삽입되도록 PHC말뚝(100)의 본체를 관통하면서 횡방형으로 수평하게 형성되어진다.

도 8e는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 내측 L형 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면으로서, 도 8e는 하나의 일실시예로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7실시예에 따르면, 이형철근인 내측/외측 L형 수직보강철근(610, 710)의 수평부는 나사산이 형성되어 있으며, 수직부는 통상적인 형태로 이루어진다.

상기 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부를 본체의 내부에서 외부로 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측에서 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부 일측을 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 외측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부의 타측을 PHC말뚝(100)의 내측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

이때 PHC말뚝(100)의 중공부 내측 및 외부로 돌출되는 수평부는 각각 속채움 콘크리트(103) 및 확대기초(200)와 일체화가 되어 미끄럼방지턱 역할을 한다.

상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측에 배치되는 1단 배근용 보강철근망(600)의 이형철근인 내측 L형 수직보강철근(610)은, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입하여 체결한다.

상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 삽입되는 이형철근인 내측 L형 수직보강철근(610)은, 상부측 방향으로 확대기초(200) 내부로 매입하여 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하며, 상기 내측 L형 수직보강철근(610)과 상기 내측 L형 수직보강철근(610)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근(620)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(600)을 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되도록 배치한다.

즉, 상기 1단 배근용 보강철근망(600)은, 다수개의 상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 삽입되는 이형철근인 내측 L형 수직보강철근(610)과, 상기 내측 L형 수직보강철근(610)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 원형의 1단 배근용 띠철근(620)과, 상기 내측 L형 수직보강철근(610)과 1단 배근용 띠철근(620)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(600)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 강결합될 수 있는 연결구조체로 거동되도록 배치된다.

도 8f는 본 발명의 제7실시예에 따른 2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측 L형 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면으로서, 상기 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부를 본체의 외부에서 내부로 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측에서 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부 일측을 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 내측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부의 타측을 PHC말뚝(100)의 외측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

이때 PHC말뚝(100)의 중공부 내측 및 외부로 돌출되는 수평부는 각각 속채움 콘크리트(103) 및 확대기초(200)와 일체화가 되어 미끄럼방지턱 역할을 한다.

상기 PHC말뚝(100)의 중공부 외측에 배치되는 2단 배근용 보강철근망(700)의 이형철근인 외측 L형 수직보강철근(710)은, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층의 PC강봉(150)에 고정된 수평관통봉(181)에 삽입하여 체결한다.

상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 삽입되는 이형철근인 외측 L형 수직보강철근(710)은, 상부측 방향으로 확대기초(200) 내부로 매입하여 상기 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210) 상부 일정길이 높이로 배치되도록 하며, 상기 외측 L형 수직보강철근(710)과 상기 외측 L형 수직보강철근(710)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근(720)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(700)을 형성하여 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되도록 배치한다.

즉, 상기 2단 배근용 보강철근망(700)은, 다수개의 상기 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 삽입되는 이형철근인 외측 L형 수직보강철근(710)과, 상기 외측 L형 수직보강철근(710)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 원형의 2단 배근용 띠철근(720)과, 상기 외측 L형 수직보강철근(710)과 2단 배근용 띠철근(720)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(700)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 강결합이 될 수 있는 연결구조체로 거동되도록 배치된다.

도 8g는 본 발명의 제7실시예에 따른 1단/2단 배근용 보강철근망을 형성하기 위하여 PHC말뚝 외측 및 중공부 내측으로 PHC말뚝에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 체결되는 외측/내측 L형 수직보강철근의 결합구조를 나타낸 도면으로서, 도 8g는 본 발명의 제7실시예 중 최적의 실시예로서, 도시된 바와 같이, 상기 도 8e 및 도 8f를 참조하여 설명하면, 본 발명 제7실시예에 따른 최적의 실시예는, 1단 배근용 보강철근망(600)과 2단 배근용 보강철근망(700) 모두를 형성하는 연결구조이다.

우선 먼저, 1단 배근용 보강철근망(600)을 형성하기 위하여, 상기 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부를 본체의 내부에서 외부로 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측에서 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부 일측을 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 외측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부의 타측을 PHC말뚝(100)의 내측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

다음으로, 2단 배근용 보강철근망(700)을 형성하기 위하여, 상기 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 횡방향으로 수평하게 밴드(182)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부를 본체의 외부에서 내부로 삽입 관통하고, 상기 PHC말뚝(100)의 중공부 내측에서 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부 일측을 너트(190)로 체결하여 PHC말뚝(100)의 내측면에 고정시키고, 상기 PHC말뚝(100)의 외측으로 연장하여 돌출되어 배치되는 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부의 타측을 PHC말뚝(100)의 외측면에 부착하여 너트(190)로 고정 체결한다.

즉, 1단 배근용 보강철근망(600)을 형성하기 위하여, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층의 PC강봉(150)에 고정된 4개의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 내측 L형 수직보강철근(610)의 수평부를 본체의 내부에서 외부로 삽입 관통하여 너트(190)로 고정 체결하고, 상기 내측 L형 수직보강철근(610)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 원형의 1단 배근용 띠철근(620)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(600)을 형성한다.

아울러, 2단 배근용 보강철근망(700)을 형성하기 위하여, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층의 PC강봉(150)에 고정된 5개의 수평관통봉(181)에 나사산이 형성된 외측 L형 수직보강철근(710)의 수평부를 본체의 외부에서 내부로 삽입 관통하여 너트(190)로 고정 체결하고, 상기 외측 L형 수직보강철근(710)의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위하여 원형의 2단 배근용 띠철근(720)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(700)을 형성한다.

도 8h는 본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재에 대한 평면도이다. 이는 상기 도 8g의 본 발명 제7실시예에 따른 최적의 실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재를 나타낸 평면도이다.

도 8h-1)은 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제7실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 5개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

도 8h-2)는 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제7실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 4개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

도 8h-3)은 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 상부층과 PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 하부층을 모두 나타낸 도면으로서, 본 발명의 제7실시예에 따라 제작되는 PHC말뚝(100)은, PHC말뚝(100)본체 콘크리트 내부에 다수개의 PC강봉(150)이 원주상으로 매입되어 형성되도록 하며, 상부층에는 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 5개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어지고, 하부층에는 수평관통봉 전단부재(180)가 원주상으로 형성되는 4개의 PC강봉(150)을 감싸도록 수평관통봉(181)과 상기 수평관통봉(181)을 PC강봉(150)에 구속하여 체결 고정하는 밴드(182)(볼트밴드)를 포함하여 구속 고정되어 형성되어진다.

도 8i는 본 발명의 제7실시예에 따른 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.

도시된 바와 같이, 8i-1)은 상기 도 8h-1)의 5개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉(181) 각각에 외측 L형 수직보강철근(710)이 삽입되고, 5개의 외측 수직보강철근(710) 및 이의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근(720)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 2단 배근용 보강철근망(700)이 형성된 평면도를 나타낸 것이고, 8i-2)은 상기 도 8h-2)의 4개의 PC강봉(150)에 묶여진 수평관통봉(181) 각각에 내측 L형 수직보강철근(610)이 삽입되고, 4개의 내측 수직보강철근(610) 및 이의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근(620)을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체인 1단 배근용 보강철근망(600)이 형성된 평면도를 나타낸 것이다.

도 8j는 본 발명의 제7실시예에 따른 확대기초 하부주철근에 결합되는 PHC말뚝 본체에 매입되는 수평관통봉 전단부재의 내측 및 외측으로 결합되는 1단/2단 배근용 보강철근망에 대한 평면도이다.

도시된 바와 같이, 상부는 상층 확대기초 하부주철근(212)과 하층 확대기초 하부주철근(211)이 서로 수직 교차되도록 배치되어 형성되는 확대기초 하부주철근(210)의 하부에는 ㄷ 자형의 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100) 두부 본체가 배치된다.

상기 PHC말뚝(100) 본체에 매입되는 하부층 4개와 상부층 5개로 총 9개의 PC강봉(150)에 묶여서 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되는 각각의 수평관통봉 전단부재(180)에 나사산이 형성된 내측/외측 L형 수직보강철근(610, 710)이 삽입되고 상기 내측/외측 수직보강철근(610, 710)과 이를 에워싸는 1단/2단 배근용 띠철근(620, 720)에 의하여 형성되는 커다란 원통형 기둥구조체인 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)이 형성되어 상기 확대기초(200)와 상기 PHC말뚝(100)의 두부가 상호 결합되는 구조이다.

따라서, 본 발명의 제7시예에 따른 수평관통봉 전단부재(180)와 수평관통봉(181)에 삽입되어 체결되는 상기 내측/외측 수직보강철근(610, 710)을 매개로 하여 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)과 PHC말뚝(100) 두부 인상구조에 의한 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝(100)의 두부보강구조는, 보강캡이 3 ~ 4개 끼워져서 상부절단면(110)을 포함한 PHC말뚝(100)의 두부가 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10 ~ 15cm 높이로 확대기초 하부주철근(210)까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입(인상)하되, 최대로 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)이 확대기초 하부주철근(210)과 면접촉하는 높이까지 상기 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 속으로 보다 더 매입되고, PHC말뚝(100)과 속채움 콘크리트(103)의 횡방향 구속효과와 합성효과로 PHC말뚝(100) 두부의 고정도와 휨모멘트가 향상된 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 PHC말뚝(100) 본체의 PC강봉(150)에 묶여서 매입된 수평관통봉 전단부재(180)의 수평관통봉(181)과 수평관통봉(181)에 삽입 체결되어 고정되는 상기 내측/외측 수직보강철근(610, 710)에 의하여 형성되는 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)을 매개체로 하여 서로 긴밀하게 연결 배치되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 결합부에서 PHC말뚝(100)의 두부가 보강되는 구조이다.

도시된 도 8h 내지 도 8j에 나타낸 바와 같이, PHC말뚝(100)의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에는 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성하고, 그 하부의 하부층에는 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉(150)에 수평관통봉 전단부재(180)를 고정시켜서 본체에 매입되도록 형성되며, 상기 상부층 5개의 수평관통봉 전단부재(180)에 체결되는 외측 L형 수직보강철근(710)으로 형성되는 2단 배근용 보강철근망(700)과 상기 하부층 4개의 수평관통봉 전단부재(180)에 체결되는 내측 L형 수직보강철근(610)으로 형성되는 1단 배근용 보강철근망(600)은 하나의 예시에 불과한 것이며, 반듯이 이에 국한될 필요는 없고, 경우에 따라서는 상부층에는 4개의 외측 L형 수직보강철근(710)으로 형성되는 2단 배근용 보강철근망(700)과 하부층에는 5개의 내측 L형 수직보강철근(610)으로 형성되는 1단 배근용 보강철근망(600)이 형성될 수도 있는 것과 같이 건축물의 규모나 크기에 따라 다양한 방식으로 설계변경이 가능하다.

따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조는, 확대기초(200)의 확대기초 하단면(201)으로부터 10cm 이상 높게(길게) 확대기초(200)의 확대기초 콘크리트(203) 내부로 매입됨으로써, 확대기초 콘크리트(203)에 매입되는 PHC말뚝(100)의 상부절단면(110)을 포함하는 PHC말뚝(100)의 두부와 확대기초 하부주철근(210) 사이의 결합부에서 횡방향 구속효과에 의한 PHC말뚝(100) 두부의 휨전단 저항력 향상 및 휨모멘트가 증대된다.

또한, PHC말뚝과 속채움 콘크리트의 합성효과로 향상된 말뚝두부의 고정도와 휨모멘트를 갖는 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)를 상호 연결하기 위하여 형성되는 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)이 PHC말뚝(100)의 중공부와 확대기초 콘크리트(203) 속에 삽입되며, PHC말뚝(100) 상부 절단면 상부방향으로의 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)의 내측/외측 L형 수직보강철근(610, 710)이 1단/2단 배근용 띠철근(620, 720)으로 감싸서 에워싸서 하나의 커다란 원통형 기둥 구조체로 형성되어 상기 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)가 서로 반강결합되는 효과가 있다.

상기 1단 배근용 보강철근망(600)을 형성하기 위하여 수평관통봉 전단부재(180)에 결합되는 L형 내측 수직보강철근(610)의 수평부에 결합되는 PHC말뚝의 내부 중공부에 있는 속채움 콘크리트 거푸집(101)으로부터 상부 10cm까지 배치되어 PHC말뚝(100)의 속채움 콘크리트(103)의 충전에 의하여 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 확대기초 하부주철근(210)을 상호 연결시키며, PHC말뚝(100)의 수평관통봉(181)에 삽입되어 두부 내측면에 말뚝중심으로 연장 돌출되는 나사산이 형성된 L형 내측/외측 수직보강철근(610, 710)의 수평부와 속채움 콘크리트(103)가 긴밀하게 결속되고, PHC말뚝(100)의 수평관통봉(181)에 삽입되어 두부 외측으로 연장 돌출되는 나사산이 형성된 L형 내측/외측 수직보강철근(610, 710)의 수평부와 확대기초(200)의 확대기초 저면피복두께(205)가 긴밀하게 결속되어 일체화되기 때문에 PHC말뚝(100)과 확대기초(200) 결합부가 더욱 강한 휨 저항력을 갖게 되어 PHC말뚝과 확대기초 결합부의 수평변위를 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 내진성능이 향상되는 효과가 있다.

결론적으로 본 발명에 따르면, 확대기초(200)에 매입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부 주변인 확대기초 저면 피복두께(215)에서 균열이 발생한 후에도 1단/2단 배근용 보강철근망(600, 700)이 PHC말뚝(100)과 확대기초(200)의 강결합 연결구조체로 거동한다.

또한, 확대기초(200)에 근입되는 PHC말뚝(100) 말뚝두부의 근입되는 깊이가 종래기술의 시방서보다도 더 깊게 10cm ~ 15cm로 최대 33%의 매입길이가 증가하여 인상하고 말뚝두부에 ㄷ 자형의 보강캡이 끼워져 있기 때문에 그 만큼 더 확대기초 저면 피복두께에 의한 말뚝두부의 횡방향 구속효과와 보강캡에 의한 PHC말뚝 두부 본체의 파쇄방지 및 수평보강재(161)에 의한 PHC말뚝과 속채움 보강콘크리트의 일체화 거동을 하기 때문에, PHC말뚝(100)과 확대기초(20)의 결합부 역할이 더욱 강결합 조건으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

5, 50 : 지반 10 : PHC말뚝
10-1 : 바닥판 10-3 : 속채움 콘크리트
11 : 상부절단면
15 : PC강봉 15-1 : 나선철근
16 : 전단연결재, 사각수평철근
20 : 확대기초
20-1 : 확대기초 하단면 20-2 : 확대기초 상단면
20-4 : 버림콘크리트 21 : 확대기초 주철근
21-1 : 하부 확대기초 주철근 21-2 : 상부 확대기초 주철근
23 : 확대기초 콘크리트
30 : 속채움 보강철근망
31 : 속채움 보강철근 32 : 띠철근
33 : 조립철근
40 : 말뚝체내 보강철근망
41 : 말뚝체내 보강철근 42 : 띠철근
100 : PHC말뚝
101 : 속채움 콘크리트 거푸집
102 : 갈고리 103 : 속채움 콘크리트
110 : 상부절단면 111 : 보강캡
112 : 보강캡 천공홀
150 : PC강봉
160 : 수평보강재 전단부재
161 : 수평보강재 162 : 밴드
170 : 사각강재블럭
170-1 : 내측 사각강재블럭 170-2 : 외측 사각강재블럭
171 : 관통홀 172 : 나사홀
180 : 수평관통봉 전단부재
181 : 수평관통봉 182 : 밴드
190 : 너트
200 : 확대기초
201 : 확대기초 하단면 202 : 확대기초 상단면
203 : 확대기초 콘크리트 204 : 버림콘크리트
205 : 확대기초 저면 피복두께
210 : 확대기초 하부주철근
211 : 하층 확대기초 하부주철근
212 : 상층 확대기초 하부주철근
300 : 속채움 보강철근망
310 : 속채움 수직보강철근 320 : 속채움 띠철근
330 : 속채움 조립철근
400 : 1단 배근용 보강철근망
410 : 내측 수직보강철근 420 : 1단 배근용 띠철근 500 : 2단 배근용 보강철근망
510 : 외측 수직보강철근 520 : 2단 배근용 띠철근
600 : 1단 배근용 보강철근망
610 : 내측 L형 수직보강철근 620 : 1단 배근용 띠철근 700 : 2단 배근용 보강철근망
710 : 외측 L형 수직보강철근 720 : 2단 배근용 띠철근
H : PHC말뚝 길이
L : 보강 구간
S : 중공부

Claims (20)

1. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
   상기 PHC말뚝은, 말뚝두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고,
   상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
   상기 PHC말뚝의 상부절단면이 형성된 말뚝두부가 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝의 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 PHC말뚝은, 말뚝두부 중공부에 속채움 콘크리트를 충전하기 위하여 PHC말뚝의 상부절단면에 갈고리에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집이 형성되고,
   복수개의 이형철근이 수직하게 배치되는 속채움 수직보강철근과, 상기 속채움 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 속채움 띠철근과, 상기 속채움 수직보강철근과 상기 속채움 띠철근을 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥 구조체로 형성되는 속채움 보강철근망을 더 포함하며,
   상기 속채움 보강철근망의 상부측은 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정 길이의 높이로 배치하고, 상기 속채움 보강철근망의 하부측은 상기 PHC말뚝의 본체 중공부 내측으로 상기 PHC말뚝 하부에 구비되는 속채움 콘크리트 거푸집으로부터 상부 10cm 까지 매입되어 배치되어 상기 PHC말뚝의 두부와 상기 확대기초가 상기 속채움 보강철근망을 매개체로 상호 연결되어 배치되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
3. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
   상기 PHC말뚝은, 말뚝두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
   상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
   상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 PHC말뚝은, 말뚝두부 중공부에 속채움 콘크리트를 충전하기 위하여 PHC말뚝의 상부절단면에 갈고리에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집이 형성되고,
   복수개의 이형철근이 수직하게 배치되는 속채움 수직보강철근과, 상기 속채움 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 속채움 띠철근과, 상기 속채움 수직보강철근과 상기 속채움 띠철근을 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥 구조체로 형성되는 속채움 보강철근망을 더 포함하며,
   상기 속채움 보강철근망의 상부측은 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정 길이의 높이로 배치하고, 상기 속채움 보강철근망의 하부측은 상기 PHC말뚝의 본체 중공부 내측으로 상기 PHC말뚝 하부에 구비되는 속채움 콘크리트 거푸집으로부터 상부 10cm 까지 매입되어 배치되어 상기 PHC말뚝의 두부와 상기 확대기초가 상기 속채움 보강철근망을 매개체로 상호 연결되어 배치되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
5. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
   상기 PHC말뚝은, PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개(9 ~ 12개)의 PC강봉에 묶여서 수직축 하방으로 등간격으로 다층이면서 원주상으로 다수개의 수평보강재 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며,
   상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
   상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
   상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 수평보강재 전단부재는, 상기 다수개의 PC강봉 각각에 감싸지도록 횡방향으로 수평하게 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연정 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재와 상기 수평보강재를 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 PHC말뚝은, 말뚝두부 중공부에 속채움 콘크리트를 충전하기 위하여 PHC말뚝의 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 갈고리에 의하여 지지되는 중공부 내측 하부에 원판형의 속채움 콘크리트 거푸집이 형성되고,
   복수개의 이형철근이 수직하게 배치되는 속채움 수직보강철근과, 상기 속채움 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 연속적으로 연결하기 위하여 형성되는 속채움 띠철근과, 상기 속채움 수직보강철근과 상기 속채움 띠철근을 결속선에 의하여 소정간격으로 매듭 연결하여 원통형 기둥 구조체로 형성되는 속채움 보강철근망을 더 포함하며,
   상기 속채움 보강철근망의 상부측은 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정 길이의 높이로 배치하고, 상기 속채움 보강철근망의 하부측은 상기 PHC말뚝의 본체 중공부 내측으로 상기 PHC말뚝 하부에 구비되는 속채움 콘크리트 거푸집으로부터 상부 10cm 까지 매입되어 배치되어 상기 PHC말뚝의 두부와 상기 확대기초가 상기 속채움 보강철근망을 매개체로 상호 연결되어 배치되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
8. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
   상기 PHC말뚝은, PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 횡방향으로 수평하게 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재와 상기 수평보강재를 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평보강재 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며,
   상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
   상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
   측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 수평보강재 전단장치의 수평보강재가 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 고정 체결되고,
   상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되도록 상기 사각강재블럭의 상부면에 형성되는 나사홀에 삽입 체결되는 나사산이 형성된 내측 수직보강철근이 삽입 체결되고, 상기 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
10. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
    상기 PHC말뚝은, PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 횡방향으로 수평하게 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재와 상기 수평보강재를 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평보강재 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 5개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재가 사각강재블럭의 측면부 관통홀을 관통하여 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 체결 고정되고, 상기 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 삽입되어 체결되며,
    상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상기 상부층의 수직 하부에 배치되는 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 4개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재가 사각강재블럭의 측면부 관통홀을 관통하여 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 고정 체결되고, 상기 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 삽입되어 체결되며,
    상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
    상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 상부층에 원주상으로 배치되는 5개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되도록 삽입되어 체결되며, 상기 하부층에 원주상으로 배치되는 4개의 PC강봉에 고정되는 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭의 상부면 나사홀에는 내측 수직보강철근이 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되도록 삽입되어 체결되며,
    상기 상부층 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭에 체결되는 5개의 내측 수직보강철근과 상기 하부층 수평보강재 전단부재의 수평보강재에 체결 고정되는 사각강재블럭에 체결되는 4개의 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
12. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
    상기 PHC말뚝은, PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 수평관통봉와 상기 수평관통봉을 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평관통봉 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며,
    상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
    상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 PC강봉에 묶여진 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에 PHC말뚝 중공부측 말뚝중심 횡방향으로 연장 돌출되도록 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재가 삽입되고, 측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 수평보강재가 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면 또는 외측면에 고정 체결되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 PHC말뚝 내측면 또는 외측면에 고정 체결되는 사각강재블럭의 상부면에 형성되는 나사홀에 내측 수직보강철근 또는 외측 수직보강철근이 삽입 체결되고, 상기 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되고, 상기 외측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 PC강봉에 묶여진 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에, 외주면에 나사산이 형성되는 수평부와 수직부로 이루어져 이형철근으로 형성되는 내측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되거나, 또는 외주면에 나사산이 형성되는 수평부와 수직부로 이루어져 이형철근으로 형성되는 외측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 내측 L형 수직보강철근의 수직부 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되거나, 또는 상기 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 외측 L형 수직보강철근의 수직부의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되거나, 또는 상기 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 내측 L형 수직보강철근의 수직부 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성되는 1단 배근용 보강철근망과 상기 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입되어 너트에 의하여 고정 체결되는 외측 L형 수직보강철근의 수직부의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 형성되는 2단 배근용 보강철근망이 모두 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
17. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
    상기 PHC말뚝은, PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 수평관통봉와 상기 수평관통봉을 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평관통봉 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 4개의 PC강봉에 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고, 상기 상부층 하부의 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 5개의 PC강봉에 고정되는 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고,
    상기 PC강봉에 묶여진 상부층 4개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉과 상기 PC강봉에 묶여진 상부층 하부의 하부층 5개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉을 관통하는 나사산이 형성되어 배치되는 수평보강재가 삽입되고,
    측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 외측 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 상부층 4개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에 삽입된 수평보강재의 일측에 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 외측면에 고정 체결되고, 4개의 외측 사각강재블럭의 상부면 나사홀 각각에 외측 수직보강철근이 삽입되어 체결되고, 측면부를 관통하여 형성되는 수평의 관통홀 및 상부면에 나사홀을 구비하는 내측 사각강재블럭의 측면부 관통홀에 상기 하부층 5개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에 삽입된 수평보강재의 일측에 삽입되어 너트에 의하여 PHC말뚝 내측면에 고정 체결되고, 5개의 내측 사각강재블럭의 상부면 나사홀 각각에 내측 수직보강철근이 삽입되어 체결되어, 상부층 4개의 외측 수직보강철근과 하부층 5개의 내측 수직보강철근이 확대기초 내부로 매입하되 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되며,
    상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
    상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 PHC말뚝 내측면 5개 및 외측면 4개에 고정 체결되는 사각강재블럭의 상부면에 형성되는 나사홀 각각에 삽입 체결되어 확대기초 내부로 매입하되 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되는 5개의 내측 수직보강철근 및 4개의 외측 수직보강철근 각각은,
    상기 5개의 내측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되고, 상기 4개의 외측 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
19. 지반의 굴착공에 삽입되어 설치되는 PHC말뚝과 지상 상부구조물의 기초 콘크리트인 확대기초와의 결합구조에서,
    상기 PHC말뚝은, PHC말뚝 본체의 콘크리트 내부에 다수개가 매입되어 원주상으로 형성되는 PC강봉과, 원주상으로 형성되는 상기 다수개의 PC강봉에 묶여서 감싸지도록 수직축 하방으로 다층이면서 원주상으로 형성하되 수평관통봉와 상기 수평관통봉을 PC강봉에 구속하여 체결 고정하는 밴드로 이루어지는 수평관통봉 전단부재가 횡방향으로 수평하게 매입 경화되어 도우넛 형상으로 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 종방향인 수직 상부측을 기준으로 상부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 5개의 PC강봉에 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고, 상기 상부층 하부의 하부층에 원주상으로 배치되는 9 ~ 12개의 PC강봉 중에서 4개의 PC강봉에 고정되는 묶여서 고정되는 수평관통봉전단부재의 수평관통봉이 밴드에 의하여 PC강봉에 구속하여 체결 고정되고,
    상기 PC강봉에 묶여진 상부층 5개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에는 외주면에 나사산이 형성되며 수평부와 수직부로 이루어지는 이형철근으로 형성되는 외측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 외측에서 내측으로 삽입 관통되어 너트에 의하여 고정 체결되고, 상기 PC강봉에 묶여진 하부층 4개의 수평관통봉 전단부재의 수평관통봉에는 외주면에 나사산이 형성되며 수평부와 수직부로 이루어지는 이형철근으로 형성되는 내측 L형 수직보강철근이 PHC말뚝 내측에서 외측으로 삽입 관통되어 너트에 의하여 고정 체결되며, 상기 상부층 5개의 외측 L형 수직보강철근의 수직부와 상기 하부층 4개의 내측 L형 수직보강철근의 수직부가 확대기초 내부로 매입하되 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되며,
    상기 도우넛 형상으로 형성되는 PHC말뚝의 두부가 수평하게 커팅되어 상부절단면이 형성되고, 수평하게 커팅되어 형성되는 상부절단면에는 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀지며,
    상기 확대기초는, 지상 상부구조물의 기초 콘크리트로서 확대기초 콘크리트의 하부 단면인 확대기초 하단면과 확대기초 콘크리트의 상부 단면인 확대기초 상단면으로 이루어지고, 상기 확대기초 하단면으로부터 상부방향으로 소정거리 위치에는 횡방향과 종방향으로 교차되는 확대기초 하부주철근이 배치되어 형성되며,
    상기 PHC말뚝의 3개 ~ 4개의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초의 저면 피복두께에 매입되어 배치하되, 상기 확대기초의 저면인 확대기초 하단면으로부터 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면까지 상기 확대기초에 매입되는 PHC말뚝 두부의 길이는 10 ~ 15cm 이거나, 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면과 확대기초의 하부주철근 사이의 간격이 0 ~ 5cm 높이로 형성되어 상기 PHC말뚝 두부의 보강캡이 끼워져서 덮혀진 상부절단면이 상기 확대기초에 구비되는 하부주철근까지 면접촉되도록 보다 더 확대기초의 내부로 길게 매입되어 인상되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.
20. 청구항 19에 있어서,
    확대기초 내부로 매입되어 상기 확대기초의 확대기초 하부주철근 상부 일정길이 높이로 배치되는 상기 상부층 5개의 외측 L형 수직보강철근의 수직부와 상기 하부층 4개의 내측 L형 수직보강철근의 수직부 각각은,
    상기 4개의 내측 L형 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 1단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 1단 배근용 보강철근망이 형성되고, 상기 5개의 외측 L형 수직보강철근의 외측 둘레를 따라 각각을 연속적으로 연결하기 위한 원형의 2단 배근용 띠철근을 결속선에 의하여 매듭 연결하여 하나의 원통형 기둥 구조체로 2단 배근용 보강철근망이 형성되어 상기 확대기초와 상기 PHC말뚝의 두부가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 휨모멘트 향상과 균등한 수직하중 분포를 위한 PHC말뚝의 두부보강구조.