WO2012011783A2 - 말뚝의 보강구조물 - Google Patents

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WO2012011783A2
WO2012011783A2 PCT/KR2011/005441 KR2011005441W WO2012011783A2 WO 2012011783 A2 WO2012011783 A2 WO 2012011783A2 KR 2011005441 W KR2011005441 W KR 2011005441W WO 2012011783 A2 WO2012011783 A2 WO 2012011783A2
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closing plate
pile
central
pair
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Inventor
강명석
강준아
Original Assignee
Kang Myung Suk
Kang Jun Ah
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D37/00—Repair of damaged foundations or foundation structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/72—Pile shoes

Definitions

  • the present invention relates to the field of civil engineering, and in particular, to the structure of the pile.
  • the construction method of piles to form the foundation of the structure on the ground can be largely divided into the method of entering the factory manufacturing pile by driving, and the method of installing the reinforcement in the drilling hole and placing the concrete in the field.
  • the former anti-punching method uses a hollow tube structure or a PHC pile formed with upper and lower trims as piles.
  • the soil is introduced through the lower trims and at some point consolidation is applied to the lower ground.
  • a stable foundation can be formed.
  • This anti-taking method has the advantage of excellent construction convenience and stability of the structure, but has the disadvantage that a large noise generated by the driving during construction.
  • the present invention was derived to solve the above problems, to reduce the effort and time required for the installation of the tip expansion shoe, and to propose a reinforcement structure of the pile so that there is no fear of damage to the expansion shoe during construction For that purpose.
  • the present invention is a protrusion coupling member protruding upward to be fitted to the lower trimming portion of the tubular pile body 10; Presenting the reinforcement structure (A) of the pile comprising a; to form an expansion shoe having an outer diameter larger than the outer diameter of the pile, the expansion shoe forming member 200 coupled to the lower portion of the protruding coupling member (100) do.
  • the protruding coupling member 100 is preferably formed such that the width of the portion that is coupled to the lower inner wall of the pile body 10 becomes narrower toward the upper side and the inner side.
  • the protruding coupling member 100 is preferably formed to be curved portion coupled to the lower inner wall of the pile body (10).
  • the protruding coupling member 100 is preferably a plate-like structure installed in the transverse direction.
  • the protruding coupling member 100 is preferably a semi-circular cross-sectional structure.
  • the protruding coupling member 100 is preferably installed so that a pair orthogonal to each other.
  • the expansion shoe forming member 200 preferably includes a sealing member (200a) of a plate-like structure having an outer diameter larger than the outer diameter of the pile.
  • the expansion shoe forming member 200 is coupled to the bottom outer end of the protruding coupling member 100, the support member 210 is formed with a recess in the core;
  • An opening and closing plate 220 installed to open and close the lower trimmed portion of the support member 210;
  • a central support member hinge portion 211 formed at the front end of the bottom of the support member 210;
  • a central connection member 231 having one end connected to the central support member hinge portion 211;
  • a central opening and closing plate hinge portion 221 which is connected to the other end of the central connection member 231 and is formed in the core of the opening and closing plate 220;
  • a pair of both support member hinge parts 212 formed at both ends of the bottom of the support member 210;
  • a pair of both connecting members 232 one end of which is connected to the pair of both supporting member hinge parts 212, respectively;
  • And a pair of both sides of the opening and closing plate hinge portion 222 formed at a rear side of the opening and closing plate hinge portion 221 of the opening and closing plate 2
  • the central opening and closing plate hinge portion 221 and a pair of both opening and closing plate hinge portions 222 are opened and closed in a state where the front end of the opening and closing plate 220 faces downward by opening the opening and closing plate 220. It is preferable that the front end of the plate 220 is formed at a position to incline toward the front.
  • the central opening and closing plate hinge portion 221 is preferably formed to be located inside the lower trimming portion of the support member 210 in a state in which the opening and closing plate 220 is closed.
  • the central hinge member insertion hole 223 is formed in the opening and closing plate 220 so that the central support member hinge portion 211 is inserted.
  • the center connecting member 231 has a head portion 2311, one end of which is connected to the central supporting member hinge portion 211; An inclined portion 2312 having one end connected to the other end of the head 2311 and inclined upward; One end is connected to the other end of the inclined portion 2312, and is formed to be inclined downward, the other end is connected to the central opening and closing plate hinge portion 221; In the closed state, a portion of the head 2311 and the inclined portion 2312 is preferably formed to be inserted into the central hinge insertion hole 223.
  • a pair of both hinge portion insertion holes 224 are formed in the opening and closing plate 220 so that the pair of both supporting member hinge parts 212 are inserted.
  • the present invention comprises the steps of forming a punched hole in the ground; Placing the reinforcing structure (A) near the drilling hole; Step of fitting the protruding coupling member 100 of the reinforcing structure (A) to the lower opening of the pile body (10) by transporting the pile body (10) by the equipment and lowered on the reinforcing structure (A). ; The pile body 10 coupled to the reinforcing structure (A) is again lifted by the equipment and inserted into the drilling hole, together with the pile construction method including.
  • the present invention provides a pile reinforcement structure that can reduce the effort and time required to install the tip expansion shoe, and there is no fear of damage to the expansion shoe during construction.
  • 1 is a state diagram used in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of a first embodiment
  • FIG. 3 is a side view of a second embodiment
  • FIG. 4 is a side view of a third embodiment
  • 5 is a first use state diagram of the fourth embodiment.
  • Fig. 6 is a second use state diagram of the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of a fifth embodiment.
  • protruding coupling member 200 expansion shoe forming member
  • sealing member 210 support member
  • central support member hinge portion 212 both support member hinge portion
  • opening and closing plate 221 central opening and closing plate hinge portion
  • both side hinge insertion hole 231 center connecting member
  • tail 232 connecting member on both sides
  • the reinforcement structure (A) of the pile according to the present invention is basically, a protruding coupling member 100 protruding upward to fit the lower trimming portion of the tubular pile body (10). ; It is configured to include; expansion shoe forming member 200 coupled to the lower portion of the protruding coupling member 100 to form an expansion shoe having an outer diameter larger than the outer diameter of the pile.
  • the protruding coupling member 100 formed in the reinforcing structure is inserted into the lower trimming portion of the pile main body 10 and is merely fitted to the fitting. It is to take the manner of mounting.
  • the construction of the pile and the reinforcing structure (A) is completed by placing the reinforcing structure (A) near the perforation hole in the field, carrying the pile (10) by the equipment, and simply laying it on the reinforcing structure (A). It can be done (Fig. 1).
  • Protruding coupling member 100 is coupled by friction with the inner wall of the lower end of the pile body 10, so the lower end of the pile only to maintain the coupling until the bottom of the hole, it is not necessary to achieve a very strong coupling.
  • Such friction coupling is made relatively firm, and in order to easily perform the coupling operation (work to lift the pile by the equipment to lower the predetermined position) of the protruding coupling member 100 and the pile body 10. , It is preferable to take the structure formed so that the width of the portion to be bonded to the lower inner wall of the pile main body 10 becomes narrower (inclined) toward the upper side and the inner side (FIGS. 1 to 4).
  • the protrusion coupling member 100 has a plate-like structure installed in the lateral direction, it is possible to obtain an efficient structure that achieves a firm coupling while reducing the material.
  • the protruding coupling member 100 takes a semi-circular cross-sectional structure, even when the lower end of the pile does not initially reach the correct position during the coupling operation of the pile, it will be easier to find the coupling position by sliding, making the coupling operation easier.
  • the advantage is that it can be done easily (Fig. 4).
  • Protruding coupling member 100 is installed so that the pair is orthogonal to each other, it is more preferable in terms of structural stability and ease of operation to take a planar "+" shaped structure.
  • the expansion shoe forming member 200 has a configuration including a sealing member 200a having a plate-like structure having an outer diameter larger than the outer diameter of the pile, thereby obtaining a structure of a general tip expansion shoe (FIGS. 1 to 4). .
  • expansion shoe forming member 200 may have an openable structure as shown in FIG.
  • the expansion shoe forming member 200 is coupled to the bottom outer end of the protruding coupling member 100, the support member 210 is formed with a recess in the core;
  • An opening and closing plate 220 installed to open and close the lower trimmed portion of the support member 210;
  • a central support member hinge portion 211 formed at the front end of the bottom of the support member 210;
  • a central connection member 231 having one end connected to the central support member hinge portion 211;
  • a central opening and closing plate hinge portion 221 formed at the core of the opening and closing plate 220 while the other end of the central connecting member 231 is connected;
  • a pair of both supporting member hinge parts 212 formed at both ends of the bottom of the supporting member 210;
  • a pair of both side connecting members 232 one end of which is connected to a pair of both side support member hinges 212, respectively;
  • And a pair of both opening and closing plate hinge parts 222 formed at a rear side of the opening and closing plate hinge part 221 of the opening and closing plate 220 and connected
  • the opening and closing driving of the opening and closing plate 220 is performed by the hinge driving of the central connecting member 231 and the pair of both connecting members 232.
  • the opening and closing plate 220 is opened during the insertion of the pile body 10, the pile is suspended by buoyancy of the grout or other fluid present in the drilling hole, so that the pile is not disturbed by the rooting operation and the bottom of the drilling hole. Since the opening and closing plate 220 is in a closed state, it is possible to secure the tip support force by only a few strokes by forcibly blocking the floor.
  • the pile according to the present invention even when applied to the construction method of the partial piercing method of the boring to ensure sufficient support capacity (to ensure the floor is blocked) to achieve a stable foundation structure, and to reduce the construction cost It works.
  • the opening and closing plate 220 opens and closes the lower pile trim in a state in which the opening and closing plate 220 maintains a circular shape, there is little concern about a problem caused by deformation of the opening and closing plate 220 structure.
  • the support member 210 constituting the extension shoe forming member 200 is coupled to the bottom outer end of the protruding coupling member 100, and takes a configuration in which a slit is formed in the core, which is implemented by a ring structure. It is preferable in terms of structural stability with respect to the structure described below.
  • the opening and closing plate 220 is inserted into the drilling hole in the state hanged downward by its own weight, in order to allow the up and down driving (closed driving) to occur smoothly as the lower end of the opening and closing plate 220 comes into contact with the bottom surface of the drilling hole. It is necessary to allow the front end of the opening and closing plate 220 to be inserted into the punched hole in a state inclined toward the front (Figs. 8 and 9).
  • the front end of the 220 is formed at a position to tilt forward (Figs. 5 and 6).
  • the central opening and closing plate hinge portion 221 is formed in the core portion of the opening and closing plate 220, the opening and closing plate 220 is formed so as to be located inside the trimmed portion of the support member 210 to avoid the hindrance of the structure. More preferred (Figs. 5, 6).
  • the central support member hinge portion 211 may take a configuration protruding downward from the pile body 10, in which case, in order to avoid contact between the central support member hinge portion 211 and the opening and closing plate 220, the opening and closing plate ( In a state in which 220 is closed, it is preferable to take a configuration in which the central hinge member insertion hole 223 is formed in the opening and closing plate 220 so that the central support member hinge portion 211 is inserted (FIGS. 5 to 7).
  • the central connection member 231 has a head portion 2311 whose one end is connected to the central support member hinge portion 211; An inclined portion 2312 having one end connected to the other end of the head 2311 and formed to be inclined upward; It is preferable that one end is connected to the other end of the inclined portion 2312, and the tail portion 2313 is formed to be inclined downward and the other end is connected to the central opening and closing plate hinge portion 221; 7).
  • the pair of both supporting member hinge parts 212 may be mounted on the outer side of the supporting member 210 to avoid contact with other members.
  • the opening and closing plate may be In a state in which the 220 is closed, it is preferable to take a configuration in which a pair of both hinge portion insertion holes 224 are formed in the opening and closing plate 220 so that the pair of both support member hinge portions 212 are inserted ( 5,6).
  • the central connection member 231 and the pair of both side connection members 232 are coupled to the above-described hinges to play the opening and closing drive of the opening and closing plate 220, so that such driving can be performed smoothly.
  • the rear end of the opening and closing plate 220 is driven upward by the opening of the opening and closing plate 220, the rear end of the opening and closing plate 220 and the lower end of the main body 10 are formed to have a length such that they do not come into contact with each other. It is preferable (FIGS. 5 and 6).

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Abstract

본 발명은 관 형상의 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 끼움결합하도록 상측으로 돌출된 돌출결합부재(100); 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 확장슈를 형성하도록, 돌출결합부재(100)의 하부에 결합한 확장슈 형성부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A)을 제시함으로써, 선단 확장슈의 장착에 소요되는 수고와 시간을 절감할 수 있고, 시공시 확장슈의 파손 우려가 없도록 한다.

Description

말뚝의 보강구조물
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 말뚝의 구조에 관한 것이다.
지반에 구조물의 기초를 형성하기 위한 말뚝의 시공방법은 크게, 공장제작말뚝을 항타에 의해 근입하는 방법과, 천공 홀에 배근을 설치하고 콘크리트를 현장타설하는 방법으로 나누어 볼 수 있다.
전자인 항타공법은 말뚝으로서 상하단에 트임부가 형성된 속이 빈 관 구조의 강관이나 PHC말뚝을 사용하는데, 이러한 구조의 말뚝을 항타하는 경우 토사가 하단의 트임부를 통해 유입되다가 어느 시점부터는 하부 지반에 압밀이 일어나 더 이상 토사의 유입이 발생하지 않으므로(이를 현장에서는 '바닥이 막힌다.'라고 표현한다), 안정적인 기초 구조물을 형성할 수 있다.
이러한 항타공법은 시공의 편의성 및 구조의 안정성이 우수하다는 장점이 있지만, 시공 시 항타에 의한 소음이 크게 발생한다는 단점이 있다.
후자인 현장타설공법은 위와 반대의 장단점을 갖는다.
한편, 최근 항타공법에서 말뚝의 하단에 말뚝의 직경에 비해 더 큰 직경을 갖는 슈(선단 확장슈)를 장착하여 시공하는 방식이 개발된바 있는데, 이는 말뚝의 슈(선단)의 면적이 넓어짐에 따라 더욱 큰 선단지지력을 확보할 수 있으므로, 기초 구조물의 안정성을 증대할 수 있고, 이에 따라 말뚝의 수를 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
그런데 이러한 종래의 공법에 있어서는, 선단 확장슈를 말뚝의 하단에 장착하는 구조에 관한 연구가 미흡하여 다음과 같은 문제가 지적되어 왔다.
첫째, 선단 확장슈를 미리 공장에서 말뚝의 하단에 장착하여 현장으로 이동하는 경우에는, 운반 및 보관이 불편하다는 점이다.
둘째, 현장에서 선단 확장슈를 용접 등에 의해 장착하는 경우에는, 그 작업에 소요되는 수고와 시간이 지나치게 많이 소요된다는 점이다.
셋째, 시공을 위하여 장비에 의해 말뚝을 일으켜 세우다가 장착된 확장슈가 파손되기 쉽다는 점이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 선단 확장슈의 장착에 소요되는 수고와 시간을 절감할 수 있고, 시공시 확장슈의 파손 우려가 없도록 하는 말뚝의 보강구조물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 관 형상의 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 끼움결합하도록 상측으로 돌출된 돌출결합부재(100); 상기 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 확장슈를 형성하도록, 상기 돌출결합부재(100)의 하부에 결합한 확장슈 형성부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A)을 제시한다.
상기 돌출결합부재(100)는 상기 말뚝 본체(10)의 하단 내벽에 결합하는 부위의 폭이 상측 및 내측을 향하여 점점 좁아지도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 돌출결합부재(100)는 상기 말뚝 본체(10)의 하단 내벽에 결합하는 부위가 만곡지게 형성된 것이 바람직하다.
상기 돌출결합부재(100)는 횡방향으로 설치된 판형 구조인 것이 바람직하다.
상기 돌출결합부재(100)는 반원형 단면 구조인 것이 바람직하다.
상기 돌출결합부재(100)는 한 쌍이 상호 직교하도록 설치된 것이 바람직하다.
상기 확장슈 형성부재(200)는 상기 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 판형 구조의 밀폐부재(200a)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 확장슈 형성부재(200)는 상기 돌출결합부재(100)의 하단 외측 단부에 결합함과 아울러, 심부에 트임부가 형성된 지지부재(210); 상기 지지부재(210)의 하단 트임부를 개폐하도록 설치된 개폐판(220); 상기 지지부재(210)의 저면 전단에 형성된 중앙 지지부재 힌지부(211); 일단이 상기 중앙 지지부재 힌지부(211)에 연결된 중앙 연결부재(231); 상기 중앙 연결부재(231)의 타단이 연결됨과 아울러, 상기 개폐판(220)의 심부에 형성된 중앙 개폐판 힌지부(221); 상기 지지부재(210)의 저면 양측단에 형성된 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212); 일단이 상기 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)에 각각 연결된 한 쌍의 양측 연결부재(232); 상기 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 타단이 연결됨과 아울러, 상기 개폐판(220)의 중앙 개폐판 힌지부(221)보다 후방에 형성된 한 쌍의 양측 개폐판 힌지부(222);를 포함하고, 상기 중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 힌지구동에 의해 상기 개폐판(220)의 개폐구동이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 중앙 개폐판 힌지부(221) 및 한 쌍의 양측 개폐판 힌지부(222)는, 상기 개폐판(220)의 개방에 의해 상기 개폐판(220)의 전단이 하부를 향하는 상태에서, 상기 개폐판(220)의 전단이 전방을 향하여 기울도록 하는 위치에 형성된 것이 바람직하다.
상기 중앙 개폐판 힌지부(221)는 상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서 상기 지지부재(210)의 하단 트임부 내부에 위치하도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 상기 중앙 지지부재 힌지부(211)가 삽입되도록, 상기 개폐판(220)에는 중앙 힌지부 삽입공(223)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 중앙 연결부재(231)는 일단이 상기 중앙 지지부재 힌지부(211)에 연결된 머리부(2311); 일단이 상기 머리부(2311)의 타단에 연결됨과 아울러, 상측으로 경사를 이루도록 형성된 경사부(2312); 일단이 상기 경사부(2312)의 타단에 연결됨과 아울러, 하측으로 경사를 이루도록 형성되어 타단이 상기 중앙 개폐판 힌지부(221)에 연결된 꼬리부(2313);를 포함하고, 상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 상기 머리부(2311)와 상기 경사부(2312)의 일부는 상기 중앙 힌지부 삽입공(223)에 삽입되도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 상기 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)가 삽입되도록, 상기 개폐판(220)에는 한 쌍의 양측 힌지부 삽입공(224)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)는, 상기 개폐판(220)의 개방에 의해 상기 개폐판(220)의 후단이 상부를 향하는 구동 시, 상기 개폐판(220)의 후단과 상기 지지부재(210)의 하단이 저촉하지 않을 정도의 길이를 갖도록 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 지반에 천공 홀을 형성하는 단계; 상기 보강구조물(A)을 상기 천공 홀 근처에 세워두는 단계; 장비에 의해 말뚝 본체(10)를 운반하여 보강구조물(A) 위에 내려놓음으로써, 상기 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 상기 보강구조물(A)의 돌출결합부재(100)를 끼움결합하는 단계; 상기 보강구조물(A)이 결합한 상기 말뚝 본체(10)를 다시 장비에 의해 들어올려 상기 천공 홀에 삽입하는 단계;를 포함하는 말뚝의 시공방법을 함께 제시한다.
본 발명은 선단 확장슈의 장착에 소요되는 수고와 시간을 절감할 수 있고, 시공시 확장슈의 파손 우려가 없도록 하는 말뚝의 보강구조물을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 제1실시예의 사용상태도.
도 2는 제1실시예의 사시도.
도 3은 제2실시예의 측면도.
도 4는 제3실시예의 측면도.
도 5는 제4실시예의 제1사용상태도.
도 6은 제4실시예의 제2사용상태도.
도 7은 제5실시예의 단면도.
도 8 내지 10은 제6실시예의 사용상태도.
** 부호의 설명 **
A : 말뚝의 보강구조물 10 : 말뚝 본체
100 : 돌출결합부재 200 : 확장슈 형성부재
200a : 밀폐부재 210 : 지지부재
211 : 중앙 지지부재 힌지부 212 : 양측 지지부재 힌지부
220 : 개폐판 221 : 중앙 개폐판 힌지부
222 : 양측 개폐판 힌지부 223 : 중앙 힌지부 삽입공
224 : 양측 힌지부 삽입공 231 : 중앙 연결부재
2311 : 머리부 2312 : 경사부
2313 : 꼬리부 232 : 양측 연결부재
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 말뚝의 보강구조물(A)은 기본적으로, 관 형상의 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 끼움결합하도록 상측으로 돌출된 돌출결합부재(100); 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 확장슈를 형성하도록, 돌출결합부재(100)의 하부에 결합한 확장슈 형성부재(200);를 포함하여 구성된다.
즉, 종래와 같이 확장슈를 말뚝의 하단에 용접 등에 의해 결합하는 방식을 취하는 것이 아니라, 보강구조물에 형성된 돌출결합부재(100)가 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 삽입되면서 단지 끼움결합에 의해 장착되는 방식을 취하도록 한 것이다.
이에 따라 현장에서 보강구조물(A)을 천공 홀 근처에 세워두고, 장비에 의해 말뚝(10)을 운반하여 보강구조물(A) 위에 단지 내려놓는 작업에 의해 말뚝과 보강구조물(A)의 결합을 완료할 수 있는 것이다(도 1).
따라서 종래와 같이 선단 확장슈의 장착에 소요되는 수고와 시간을 절감할 수 있고, 상술한 작업에 의해 보강구조물(A)이 결합한 말뚝을 다시 장비에 의해 들어올려 천공 홀에 삽입하면 되므로 시공시 확장슈의 파손 우려가 없다는 효과가 있다.
돌출결합부재(100)는 말뚝 본체(10)의 하단 내벽과의 마찰에 의해 결합하여 말뚝의 하단이 천공 홀 바닥에 이르기까지만 결합을 유지하면 되므로, 대단히 강한 결합을 이룰 필요는 없다.
천공 홀 바닥에 이른 이후에는 항타에 의해 말뚝 본체(10)와 보강구조물(A)이 서로 결합하는 방향으로 힘을 받게 되기 때문이다.
이와 같은 마찰 결합이 비교적 견고하게 이루어지고, 돌출결합부재(100)와 말뚝 본체(10)의 하단의 결합작업(장비에 의해 말뚝을 들어올려 소정 위치에 내려놓는 작업)을 용이하게 수행하도록 하기 위해서는, 말뚝 본체(10)의 하단 내벽에 결합하는 부위의 폭이 상측 및 내측을 향하여 점점 좁아지도록(경사지도록) 형성된 구조를 취하는 것이 바람직하다(도 1 내지 4).
이하, 돌출결합부재(100)의 구조에 관한 실시예에 대하여 설명한다.
돌출결합부재(100) 중 말뚝 본체(10)의 하단 내벽에 결합하는 부위가 만곡지게 형성되는 경우, 위와 같은 효과를 더욱 크게 얻을 수 있다(도 3,4).
돌출결합부재(100)가 횡방향으로 설치된 판형 구조를 취하는 경우, 재료를 줄이면서도 견고한 결합을 이루는 효율적인 구조를 얻을 수 있다.
돌출결합부재(100)가 반원형 단면 구조를 취하는 경우, 말뚝의 결합작업시 말뚝의 하단이 최초에 정확한 위치에 도달하지 않더라도 슬라이딩에 의해 결합위치를 쉽게 찾을 수 있을 것이므로, 말뚝의 결합작업을 더욱 용이하게 수행할 수 있다는 장점이 추가된다(도 4).
돌출결합부재(100)는 한 쌍이 상호 직교하도록 설치됨으로써, 평면상 "+"자형 구조를 취하도록 하는 것이 구조적 안정성 및 작업의 편의성 측면에서 더욱 바람직하다.
이하, 확장슈 형성부재(200)의 구조에 관한 실시예에 대하여 설명한다.
기본적으로 확장슈 형성부재(200)는 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 판형 구조의 밀폐부재(200a)를 포함하는 구성을 취함으로써, 일반적인 선단 확장슈의 구조를 얻을 수 있다(도 1 내지 4).
나아가, 확장슈 형성부재(200)는 도 5 이하에 도시된 바와 같은 개폐식 구조를 취할 수도 있다.
즉, 확장슈 형성부재(200)는 돌출결합부재(100)의 하단 외측 단부에 결합함과 아울러, 심부에 트임부가 형성된 지지부재(210); 지지부재(210)의 하단 트임부를 개폐하도록 설치된 개폐판(220); 지지부재(210)의 저면 전단에 형성된 중앙 지지부재 힌지부(211); 일단이 중앙 지지부재 힌지부(211)에 연결된 중앙 연결부재(231); 중앙 연결부재(231)의 타단이 연결됨과 아울러, 개폐판(220)의 심부에 형성된 중앙 개폐판 힌지부(221); 지지부재(210)의 저면 양측단에 형성된 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212); 일단이 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)에 각각 연결된 한 쌍의 양측 연결부재(232); 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 타단이 연결됨과 아울러, 개폐판(220)의 중앙 개폐판 힌지부(221)보다 후방에 형성된 한 쌍의 양측 개폐판 힌지부(222);를 포함하고, 중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 힌지구동에 의해 개폐판(220)의 개폐구동이 이루어지는 구성을 취할 수 있다.
이와 같은 힌지구조로 인하여 중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 힌지구동에 의해 개폐판(220)의 개폐구동이 이루어지게 된다.
즉, 천공 홀에 대한 말뚝 본체(10)의 근입 시에는 개폐판(220)이 개방상태를 취하도록 하고(도 8), 천공 홀의 바닥에 이르러서는 개폐판(220)이 폐쇄상태를 취하도록 한 것이다(도 9,10).
이는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 말뚝 본체(10)의 삽입 작업 중에는 개폐판(220)이 개방상태를 취하게 되므로, 천공 홀에 존재하는 그라우트 기타 유체의 부력에 의해 말뚝이 부유하여 근입 작업에 방해받지 않게 되고, 천공 홀의 바닥에 이르러서는 개폐판(220)이 폐쇄상태를 취하게 되므로, 강제로 바닥이 막히도록 함으로써 일부항타만으로도 선단지지력을 크게 확보할 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 말뚝은 선천공 일부항타방식의 공법에 적용되는 경우라도 선단지지력을 충분히 확보하도록 하여(바닥이 확실히 막히도록 하여) 안정적인 기초 구조물을 이룰 수 있고, 공사비용을 절감할 수 있도록 한다는 효과가 있다.
둘째, 개폐판(220)이 원형을 유지한 상태에서 말뚝 하단 트임부를 개폐하므로, 개폐판(220) 구조의 변형으로 인한 문제의 발생 우려가 적다.
셋째, 측방에서 볼 때, 4개의 힌지에 의한 개폐구동구조를 취하므로, 자유로운 형상의 변형이 가능하여, 적치장소에서 들어올리거나 천공 홀 부근에 내려놓는 작업 시 파손의 우려가 적다.
확장슈 형성부재(200)를 구성하는 지지부재(210)는 돌출결합부재(100)의 하단 외측 단부에 결합함과 아울러, 심부에 트임부가 형성된 구성을 취하는데, 이는 링형 구조에 의해 구현되는 것이 후술하는 구조와 관련하여 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
개폐판(220)은 자중에 의해 하측으로 늘어뜨려진 상태로 천공 홀에 삽입되는데, 이러한 개폐판(220)의 하단이 천공 홀의 저면에 닿게 됨에 따른 상향구동(폐쇄구동)이 원활히 일어나도록 하기 위해서는, 개폐판(220)의 전단이 전방을 향하여 기울어진 상태로 천공 홀에 삽입되도록 하는 것이 필요하다(도 8,9).
이를 위해서는, 중앙 개폐판 힌지부(221) 및 한 쌍의 양측 개폐판 힌지부(222)는, 개폐판(220)의 개방에 의해 개폐판(220)의 전단이 하부를 향하는 상태에서, 개폐판(220)의 전단이 전방을 향하여 기울도록 하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다(도 5,6).
중앙 개폐판 힌지부(221)는 개폐판(220)의 심부에 형성되는데, 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서 지지부재(210)의 트임부 내부에 위치하도록 형성하는 것이 구조의 저촉을 피하기 위하여 더욱 바람직하다(도 5,6).
중앙 지지부재 힌지부(211)는 말뚝 본체(10)보다 하측으로 돌출된 구성을 취할 수 있는데, 이 경우 중앙 지지부재 힌지부(211)와 개폐판(220)의 저촉을 피하기 위해서는, 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 중앙 지지부재 힌지부(211)가 삽입되도록, 개폐판(220)에 중앙 힌지부 삽입공(223)이 형성된 구성을 취하는 것이 바람직하다(도 5 내지 7).
나아가, 상술한 콘크리트 말뚝에 본 발명을 적용하는 경우, 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 콘크리트 말뚝 본체(10)와 중앙 연결부재(231)의 저촉이 발생할 우려가 있다.
이를 방지하기 위하여, 중앙 연결부재(231)는 일단이 중앙 지지부재 힌지부(211)에 연결된 머리부(2311); 일단이 머리부(2311)의 타단에 연결됨과 아울러, 상측으로 경사를 이루도록 형성된 경사부(2312); 일단이 경사부(2312)의 타단에 연결됨과 아울러, 하측으로 경사를 이루도록 형성되어 타단이 중앙 개폐판 힌지부(221)에 연결된 꼬리부(2313);를 포함하는 구성을 취하는 것이 바람직하다(도 7).
이 경우, 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 머리부(2311)와 경사부(2312)의 일부가 중앙 힌지부 삽입공(223)에 삽입됨으로써, 콘크리트 말뚝 본체(10)와의 저촉을 피할 수 있다.
한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)는 지지부재(210)의 외측에 장착함으로써, 타 부재와의 저촉을 피할 수 있는데, 경우에 따라 혹시라도 발생할 수 있는 저촉을 완전히 방지하기 위해서는, 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)가 삽입되도록, 개폐판(220)에 한 쌍의 양측 힌지부 삽입공(224)이 형성된 구성을 취하는 것이 바람직하다(도 5,6).
중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)는, 상술한 힌지부들에 결합하여 개폐판(220)의 개폐구동이 이루어지도록 하는 역할을 담당하는데, 이러한 구동이 원활히 이루어지도록 하기 위해서는, 개폐판(220)의 개방에 의해 개폐판(220)의 후단이 상부를 향하는 구동 시, 개폐판(220)의 후단과 상기 본체(10)의 하단이 저촉하지 않을 정도의 길이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다(도 5,6).
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 관 형상의 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 끼움결합하도록 상측으로 돌출된 돌출결합부재(100);
    상기 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 확장슈를 형성하도록, 상기 돌출결합부재(100)의 하부에 결합한 확장슈 형성부재(200);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출결합부재(100)는 상기 말뚝 본체(10)의 하단 내벽에 결합하는 부위의 폭이 상측 및 내측을 향하여 점점 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출결합부재(100)는 상기 말뚝 본체(10)의 하단 내벽에 결합하는 부위가 만곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 돌출결합부재(100)는 횡방향으로 설치된 판형 구조인 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출결합부재(100)는 반원형 단면 구조인 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  6. 제4항에 있어서,
    상기 돌출결합부재(100)는 한 쌍이 상호 직교하도록 설치된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확장슈 형성부재(200)는 상기 말뚝의 외경보다 큰 외경을 갖는 판형 구조의 밀폐부재(200a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확장슈 형성부재(200)는
    상기 돌출결합부재(100)의 하단 외측 단부에 결합함과 아울러, 심부에 트임부가 형성된 지지부재(210);
    상기 지지부재(210)의 하단 트임부를 개폐하도록 설치된 개폐판(220);
    상기 지지부재(210)의 저면 전단에 형성된 중앙 지지부재 힌지부(211);
    일단이 상기 중앙 지지부재 힌지부(211)에 연결된 중앙 연결부재(231);
    상기 중앙 연결부재(231)의 타단이 연결됨과 아울러, 상기 개폐판(220)의 심부에 형성된 중앙 개폐판 힌지부(221);
    상기 지지부재(210)의 저면 양측단에 형성된 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212);
    일단이 상기 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)에 각각 연결된 한 쌍의 양측 연결부재(232);
    상기 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 타단이 연결됨과 아울러, 상기 개폐판(220)의 중앙 개폐판 힌지부(221)보다 후방에 형성된 한 쌍의 양측 개폐판 힌지부(222);를 포함하고,
    상기 중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)의 힌지구동에 의해 상기 개폐판(220)의 개폐구동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중앙 개폐판 힌지부(221) 및 한 쌍의 양측 개폐판 힌지부(222)는, 상기 개폐판(220)의 개방에 의해 상기 개폐판(220)의 전단이 하부를 향하는 상태에서, 상기 개폐판(220)의 전단이 전방을 향하여 기울도록 하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중앙 개폐판 힌지부(221)는 상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서 상기 지지부재(210)의 하단 트임부 내부에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  11. 제8항에 있어서,
    상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 상기 중앙 지지부재 힌지부(211)가 삽입되도록, 상기 개폐판(220)에는 중앙 힌지부 삽입공(223)이 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중앙 연결부재(231)는
    일단이 상기 중앙 지지부재 힌지부(211)에 연결된 머리부(2311);
    일단이 상기 머리부(2311)의 타단에 연결됨과 아울러, 상측으로 경사를 이루도록 형성된 경사부(2312);
    일단이 상기 경사부(2312)의 타단에 연결됨과 아울러, 하측으로 경사를 이루도록 형성되어 타단이 상기 중앙 개폐판 힌지부(221)에 연결된 꼬리부(2313);를 포함하고,
    상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 상기 머리부(2311)와 상기 경사부(2312)의 일부는 상기 중앙 힌지부 삽입공(223)에 삽입되도록 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  13. 제11항에 있어서,
    상기 개폐판(220)이 폐쇄된 상태에서, 상기 한 쌍의 양측 지지부재 힌지부(212)가 삽입되도록, 상기 개폐판(220)에는 한 쌍의 양측 힌지부 삽입공(224)이 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  14. 제8항에 있어서,
    상기 중앙 연결부재(231) 및 한 쌍의 양측 연결부재(232)는, 상기 개폐판(220)의 개방에 의해 상기 개폐판(220)의 후단이 상부를 향하는 구동 시, 상기 개폐판(220)의 후단과 상기 지지부재(210)의 하단이 저촉하지 않을 정도의 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 보강구조물(A).
  15. 지반에 천공 홀을 형성하는 단계;
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 보강구조물(A)을 상기 천공 홀 근처에 세워두는 단계;
    장비에 의해 말뚝 본체(10)를 운반하여 보강구조물(A) 위에 내려놓음으로써, 상기 말뚝 본체(10)의 하단 트임부에 상기 보강구조물(A)의 돌출결합부재(100)를 끼움결합하는 단계;
    상기 보강구조물(A)이 결합한 상기 말뚝 본체(10)를 다시 장비에 의해 들어올려 상기 천공 홀에 삽입하는 단계;를
    포함하는 말뚝의 시공방법.
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