WO2018080105A1 - 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반에 연속적으로 삽입 설치되어 흙막이 벽체를 형성하는 원형의 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝에 있어서, 상기 말뚝의 일측면에 길이방향으로 형성되는 가이드홈; 상기 말뚝의 타측 또는 상기 가이드홈에 길이방향으로 형성되에 그라우트를 주입하기 위한 주입홈; 상기 말뚝 내부에 배근되는 복수의 축철근; 및 상기 복수의 축철근을 감싸는 나선철근;을 포함하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝에 관한 것이다. 본 발명을 통해, 말뚝의 결합방향에 관계없이 주입홈이 주입하고자 하는 위치에 존재하게 되어 그라우팅 주입방법이 다양하고 흙막이 벽체의 차수성이 우수한 효과를 제공할 수 있다.

Description

프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법

본 실시예는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 구조물을 축조하기 위해서는 기초공사가 시행되어야 하는데 기초공사를 위해 지반을 굴착하는 경우에는 인접 지반의 토사 붕괴를 방지하고, 지하수유입을 차단하기 위해 가설 토류벽인 흙막이 벽체를 시공하게 된다.

이와 같은 가설 토류벽 시공 방법의 하나로 씨아이피(CIP: Cast in place pile) 공법이 있다.

상기 CIP 공법은 천공 장비를 사용하여 소정 직경으로 설계 심도까지 천공한 후, 철근망을 천공홀 내로 삽입하고, 콘크리트를 타설하여 현장 타설 콘크리트말뚝을 형성하되, 이러한 현장 타설 콘크리트말뚝을 외주면이 맞닿는 상태로 연속적으로 시공하여 주열식 벽체를 형성하는 공법이다. 이때 소정 간격으로 상기 철근망 대신 H-파일을 삽입하여 강도를 개선하기도 한다.

그러나 CIP 공법은 주열 사이가 완벽하게 밀폐되지 않으므로 차수성이 떨어지고, 따라서 차수를 위하여 별도의 그라우팅 작업이 필요한 문제가 있다. 즉, 말뚝들만으로는 완전한 흙막이 벽체를 이루지 못하고, 추가적인 벽체의 시공이 필수적이게 되는 것이다.

상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 대한민국 공개특허 제10-2010-0052123호(도면 8 참조)가 개시되어 있다. 이 종래 기술에서는 주열식 벽체 자체만으로 본 벽체의 기능을 수행 할 수 있도록 하기 위해 프리캐스트로 제작된 오목형 말뚝을 개발하여 겹침구조를 구비함으로써, 차수성을 확보하고 있다. 또한, 상기 주열식 벽체만으로 본 벽체로 사용하게 되므로 주열식 벽체의 단면을 키우거나 H형강 등의 강재를 삽입하여 벽체의 강성을 키워 굴착 단계에서 버팀대의 수직 간격을 늘릴 수 있어 가시설 공사비 절감과 공기 단축의 효과를 제공한다.

그러나 상기 종래 기술에서는 주열식 벽체를 본벽체로 사용하므로 벽체공사 완공 후 띠장과 버팀보 등을 설치가 용이하지 아니하고, 이를 위해 추가의 작업 및 장치가 필요한 문제점이 있다. 또한, H강재 없이 콘크리트와 철근만으로 말뚝을 제작함으로써, 말뚝의 강성이 부족하여 말뚝의 단면을 크게 해야 하는 등의 문제점이 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2016-0088059호(도면 9 참조)가 개시되어 있다. 이 종래 기술에는 고가의 H형강의 사용을 배제함으로써 벽체 시공에 대한 경제성을 부여 할뿐 아니라, 강관과 콘크리의 합성 및 구속효과에 의해 흙막이 벽체의 높은 구조적 안정성을 제공한다.

그러나 상기 종래기술 말뚝 상호간의 접촉이 선접촉이므로 차수성이 떨어지는 단점을 보완하지 못하고 있고, 버팀보 및 슬래브의 거치를 위해 면고르기 작업이 불가피 하며, 뿐만 아니라 CFT말뚝과 CIP말뚝을 번갈아 시공하고, 특히 CFT말뚝의 시공방식이 복잡하고, CFT말뚝과 흙막이 구조체의 연결구조가 복잡하여, 시공비용과 시공시간이 증가하는 단점이 있다.

이에 따라, 흙막이 벽체를 시공함에 있어서 우수한 차수성을 확보하고, 고가의 H형강을 대신할 수 있는 부재를 구비하여 강성을 확보하면서도 경제성을 증진시키며, 흙막이 벽체 시공 후에 버팀보 및 슬래브의 설치가 신속하고 용이한 기술의 개발이 요청되고 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) 특허 1 : 대한민국 공개특허 제10-2010-0052123호

(특허문헌 2) 특허 2 : 대한민국 공개특허 제10-2016-0088059호

상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 지반에 연속적으로 삽입 설치되어 흙막이 벽체를 형성하는 원형의 프리캐스트 말뚝에 있어서 상기 말뚝 내부는 길이방향으로 배근되는 복수의 축철근과 상기 복수의 축철근을 나선형으로 감싸는 나선철근으로 형성되고, 상기 말뚝의 일측에 인접한 말뚝의 원형 측면이 밀착하여 삽입될 수 있도록 가이드홈을 형성하고 상기 말뚝의 타측 또는 상기 가이드홈에 그라우트를 주입할 수 있는 주입홈을 형성함으로써, 말뚝 상호간의 결합력이 증대되고, 흙막이 벽체의 우수한 차수성이 확보되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

특히, 주입홈을 가이드홈에 형성함으로써, 말뚝의 결합방향에 관계없이 주입홈이 그라우트를 주입하고자 하는 위치에 존재하게 되어 흙막이 벽체의 우수한 차수성이 확보되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 말뚝의 내측을 평면으로 형성함으로써, 시공 후 버팀보 및 슬래브 설치를 위한 면고르기 작업을 별도로 진행하지 않아도 되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 말뚝의 외측을 평면으로 형성함으로써, 불필요한 콘크리트를 제거하여 비용이 절감되고 구조가 개선되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 주입홈의 양옆에 절취부를 형성하여 주입되는 그라우트가 인접하는 말뚝의 사이에 잘 주입됨으로써, 말뚝 상호간의 결합력이 증대되고, 차수성이 증가되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 말뚝의 내측에 길이방향으로 ㄷ형강, T형강, I형강 등의 보걸이용 강재를 삽입 설치함으로써, 흙막이 벽체 시공 완료 후 띠장, 버팀보, 슬래브 등의 설치가 용이하고, 동시에 적은 비용으로 말뚝의 구조적 강도가 증가되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 말뚝 내의 보걸이용 강재와 결합되는 V자형상의 결합구를 구비함으로써, 보걸이용 강재가 견고히 결합되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

또한, 보걸이용 강재의 웨브에 절개홈이 구비되고 이 절개홈에 나선철근 등이 삽입되어 결합됨으로써, 보걸이용 강재가 견고히 결합되는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일례의 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝은, 지반에 연속적으로 삽입 설치되어 흙막이 벽체를 형성하는 원형의 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝에 있어서, 상기 말뚝의 일측에 길이방향으로 인접한 말뚝의 원형 측면이 긴밀히 삽입될 수 있도록 형성되는 가이드홈; 상기 말뚝의 타측 또는 상기 가이드홈에 길이방향으로 형성되어 인접한 말뚝과의 사이에 그라우트를 주입하기 위한 주입홈; 상기 말뚝 내부에 길이방향으로 배근되는 복수의 축철근; 및 상기 복수의 축철근을 나선형으로 감싸는 나선철근;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 말뚝의 내측 또는/및 외측은 평면으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 주입홈의 양옆에 절취부를 더 형성하여 그라우트의 주입을 용이하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 말뚝의 내측에 길이방향으로 구비되는 보걸이용 강재를 포함하고, 상기 보걸이용 강재는 상기 말뚝의 내측면에 접하여 길이방향으로 설치되는 플랜지와, 상기 플랜지에 결합되어 상기 말뚝의 길이방향으로 설치되고 콘크리트에 매설되는 웨브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 웨브는 상기 나선철근이 삽입되는 복수의 절개홈이 길이방향으로 구비되고, 상기 나선철근은 상기 절개홈에 삽입된 후 용접됨으로써 견고히 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 복수의 축철근 중 2개의 축철근과 상기 보걸이용 강재를 결합하는 복수의 결합구를 더 포함하고, 상기 웨브는 절개홈이 구비되고, 상기 결합구는 V자 형상으로 형성되고, 상기 V자 형상의 양 단부는 절곡되어 상기 2개의 축철근을 감싸서 결합되고, 상기 V자 형상의 꼭지점은 상기 웨브의 절개홈에 삽입되어 용접 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 보걸이용 강재의 웨브는 한 쌍으로써 상기 플랜지의 양단에 각각 구비되며, 상기 한 쌍의 웨브 각각은 상기 나선철근이 삽입되는 복수의 절개홈이 길이방향으로 구비되고, 상기 나선철근은 상기 절개홈에 삽입된 후 용접되어 견고히 결합되며, 상기 한 쌍의 웨브에 구비되는 절개홈은 상기 나선철근의 경사를 고려하여 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 절개홈은 상향 또는 하향 경사지게 형성됨으로써, 상기 나선철근과 상기 보걸이용 강재의 결합강도를 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 웨브의 내측단부에는 내부플랜지가 더 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 말뚝의 상단 및 하단의 일단에 구비되는 수용캡 또는 타단에 구비되는 삽입캡을 포함하고, 상기 수용캡은 상기 말뚝의 일단에 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 단부에 결합되는 막음부와 상기 막음부에 결합되는 수용부를 포함하고, 상기 삽입캡은 상기 말뚝의 타단에 결합되는 제2결합부와, 상기 말뚝의 제2결합부에 결합되는 제2막음부와, 상기 제2막음부에 결합되는 삽입부를 포함하며, 상기 삽입부는 상기 수용부에 긴밀히 삽입되는 형상이며, 상기 막음부와 상기 제2막음부는 상기 축철근과 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 막음부와 상기 제2막음부는 상기 축철근이 관통하는 관통구가 형성되고, 상기 축철근의 단부에는 나사가 형성되며, 상기 막음부와 상기 제2막음부의 관통구로 노출된 상기 축철근에 너트가 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일례의 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 시공방법은, 지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 1단계; 상기 천공홀에 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 삽입하는 2단계; 상기 삽입된 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 가이드홈에 연하여 지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 3단계; 상기 3단계에 의해 형성된 천공홀에 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 삽입하는 4단계; 상기 3단계와 4단계를 반복하면서, 또는 반복한 후 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 주입홈을 통해 그라우트를 주입하는 5단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명을 통해, 지반에 연속적으로 삽입 설치되어 흙막이 벽체를 형성하는 원형의 프리캐스트 말뚝에 있어서 상기 말뚝 내부는 길이방향으로 배근되는 복수의 축철근과 상기 복수의 축철근을 나선형으로 감싸는 나선철근으로 형성되고, 상기 말뚝의 일측에 인접한 말뚝의 원형 측면이 밀착하여 삽입될 수 있도록 가이드홈을 형성하고 상기 말뚝의 타측 또는 상기 가이드홈에 그라우트를 주입할 수 있는 주입홈을 형성함으로써, 말뚝 상호간의 결합력이 증대되고, 흙막이 벽체의 우수한 차수성이 확보되는 효과를 제공할 수 있다.

특히, 주입홈을 가이드홈에 형성함으로써, 말뚝의 결합방향에 관계없이 주입홈이 그라우트를 주입하고자 하는 위치에 존재하게 되어 흙막이 벽체의 우수한 차수성이 확보되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 상기 말뚝의 내측을 평면으로 형성함으로써, 시공 후 버팀보 및 슬래브 설치를 위한 면고르기 작업을 별도로 진행하지 않아도 되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 상기 말뚝의 외측을 평면으로 형성함으로써, 불필요한 콘크리트를 제거하여 비용이 절감되고 구조가 개선되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 상기 주입홈의 양옆에 절취부를 형성하여 주입되는 그라우트가 인접하는 말뚝의 사이에 잘 주입됨으로써, 말뚝 상호간의 결합력이 증대되고, 차수성이 증가되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 상기 말뚝의 내측에 길이방향으로 ㄷ형강, T형강, I형강 등의 보걸이용 강재를 삽입 설치함으로써, 흙막이 벽체 시공 완료 후 띠장, 버팀보, 슬래브 등의 설치가 용이하고, 동시에 적은 비용으로 말뚝의 구조적 강도가 증가되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 말뚝 내의 보걸이용 강재와 결합되는 V자형상의 결합구를 구비함으로써, 보걸이용 강재가 견고히 결합되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 보걸이용 강재의 웨브에 절개홈이 구비되고 이 절개홈에 나선철근 등이 삽입되어 결합됨으로써, 보걸이용 강재가 견고히 결합되는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 이용하여 주열식 벽체를 형성한 모습을 도시하는 사시도이다.

도 2a는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 모습을 도시하는 사시도이다.

도 2b는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 내부 모습이 보이도록 도시한 사시도이다.

도 2c는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 내부 모습만 도시하는 사시도이다.

도 2d는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 내부 모습을 반대측에서 보는 모습을 도시하는 사시도이다.

도 2e는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 T자형상 보걸이용 강재의 사시도이다.

도 2f는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 ㄷ자형상 보걸이용 강재의 사시도 및 ㄷ자형상 보걸이용 강재가 설치된 말뚝의 사시도이다.

도 2g는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 I자형상 보걸이용 강재가 설치된 말뚝의 사시도이다.

도 3a, 도 3b는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 V자형 결합구가 설치된 모습을 도시하는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 주입홈의 양측에 절취부가 형성된 모습을 도시하는 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 가이드홈에 주입홈이 형성된 모습을 도시하는 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 내측 및 외측을 평면으로 형성한 모습을 도시하는 사시도이다.

도 7a 내지 7c는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝에 수용캡과 삽입캡이 설치된 모습을 도시하는 사시도들이다.

도 8, 도 9는 종래기술의 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝 및 이를 이용한 흙막이 벽체 시공방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1)(이하 편의상 '말뚝'으로 칭할 수 있다)은 일측에 길이방향으로 가이드홈(10)이 형성되며, 타측에는 그라우트를 주입하기 위한 주입홈(20)이 형성될 수 있다. 또한, 말뚝(1) 내부에는 길이방향으로 복수의 축철근(30)이 배근되며, 복수의 축철근(30)을 나선형으로 감싸는 나선철근(31)이 배근될 수 있다. 이하, 일측은 말뚝(1)에서 가이드홈(10)이 형성된 쪽을, 타측은 그 반대쪽을 지칭한다. 또한 내측은 말뚝(1)이 연속으로 설치된 흙막이 벽체에서 지반이 굴착되어 구조물이 설치되는 쪽을 지칭하고, 외측은 그 반대쪽인 토압이 작용하는 쪽을 지칭한다.

가이드홈(10)은 인접한 말뚝(1)의 원형 측면이 긴밀하게 삽입될 수 있도록 원형 형상으로 즉, 인접한 말뚝(1)의 측면과 잘 일치하는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서 가이드홈(10)에는 인접한 말뚝(1)이 삽입되어 긴밀히 결합됨으로써, 말뚝(1) 상호간의 어긋남에 대한 저항성이 증가하고, 동시에 인접한 말뚝(1)을 삽입하기 위한 천공홀을 형성할 때 가이드 역할을 함으로써, 천공홀을 정확하게 수직으로 천공할 수 있으며, 동시에 인접한 말뚝(1)을 천공홀에 삽입하는 경우에 가이드 역할을 함으로써, 인접한 말뚝(1)을 올바르게 수직으로 잘 삽입할 수 있게 할 수 있다. 또한 가이드홈(10)은 인접한 말뚝(1) 끼리의 접촉면적을 늘림으로써, 흙막이 벽체의 수밀성을 증대시킬 수 있다.

주입홈(20)은 말뚝(1)의 타측에 오목하게 형성되는 것으로써, 이 주입홈(20)을 통해 말뚝(1)과 말뚝(1)의 사이에 그라우트를 주입할 수 있다. 즉, 주입홈(20) 내부로 호스를 삽입한 후 어느 정도 가압하면서 그라우트를 주입함으로써, 주입홈(20)뿐만 아니라 주입홈(20)의 주변인 적어도 말뚝(1)의 가이드홈(10) 부분까지 그라우트를 주입함으로써 흙막이 벽체의 수밀성 즉, 차수성을 현저히 증가시킬 수 있다.

축철근(30)은 말뚝(1)의 내부에 길이 방향으로 복수개 배근되어 말뚝(1)의 배면에서 작용하는 토압에 대해 저항할 수 있게 한다. 축철근(30)의 경우 둘레방향으로 고르게 배치할 수도 있으나, 본 실시예의 말뚝(1)의 경우 주로 외측의 토압이 내측으로 작용하므로, 내측과 외측에 배치하는 것이 구조적으로 바람직하다.

나선철근(31)은 복수의 축철근(30)을 나선형으로 감싸면서 결속하여 축철근(30)의 좌굴이나 이탈을 방지함으로써, 말뚝(1)의 휨강도를 현저히 증가시킬 수 있다. 이 나선철근(31)은 복수의 축철근(30)을 길이방향으로 즉, 상하방향으로 나선형으로 감싸서 설치될 수 있다. 또한, 이 나선철근(31) 대신 상하방향으로 일정 간격으로 이격되면서 복수개 설치되는 띠철근으로 설치될 수도 있다.

말뚝(1)의 내측에는 길이방향으로 보걸이용 강재(40)를 구비할 수 있다. 이 보걸이용 강재(40)는 흙막이 벽체를 지지하기 위해 설치되는 띠장 등을 지지하기 위한 보걸이를 설치할 수 있도록 하는 것이다.

보걸이용 강재(40)는 말뚝(1)의 내측면에 접하여 설치되는 플랜지(41)와 플랜지(41)에 직각으로 결합되어 상기 말뚝(1)의 내부 콘크리트에 매설되는 웨브(43)로 구성되는 T자 형상으로 될 수 있다. 즉, 플랜지(41)는 일측이 내측으로 노출되게 설치되어, 띠장 등의 설치를 위한 보걸이가 용접 등으로 용이하게 설치될 수 있게 한다. 또한 웨브(43)는 플랜지(41)에 직각방향으로 설치되는 것으로서, 플랜지(41)와 일체로 형성되거나 또는 플랜지(41)에 용접 등으로 결합되어 말뚝(1)의 콘크리트에 매설됨으로써, 플랜지(41)가 말뚝(1)에 견고히 고정되게 한다.

또한, 보걸이용 강재(40)는 말뚝(1)의 길이방향으로 설치됨으로써, 토압 등에 대한 말뚝(1) 구조적 강도를 증가시킨다. 따라서 본 실시예는 종래기술과 같이 말뚝의 단면을 증가시키거나, 말뚝의 중앙에 H형강을 설치할 필요가 없게 됨으로써, 최소의 비용으로 말뚝의 강도를 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 띠장 등을 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 말뚝(1)의 내부에 매설되는 웨브(43)는 하나 이상으로 구성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 웨브(43)가 플랜지(41)의 양측단부에 각각 하나씩 결합되어 구비되는 ㄷ자형상(도 2f 참조)으로 형성될 수 있다. 이와 같이 플랜지(41)의 양 단부에 한 쌍의 웨브(43)가 결합됨으로써, 말뚝(1)의 구조적 강도가 증가할 뿐 아니라, 보걸이용 강재(40)가 말뚝(1)에 더욱 견고히 결합됨으로써 보걸이 등이 더욱 안정적으로 결합될 수 있다.

또한, 상기 웨브(43)의 내측단부에는 내부플랜지(41)가 더 구비되어 보걸이용 강재(40)가 I자 형상(도 2g 참조)으로 형성될 수 있다. 이 I자 형상의 보걸이용 강재(40)는 말뚝(1)의 구조적 강도를 증가시킬 뿐 아니라, 보걸이용 강재(40)가 말뚝(1)에 견고히 결합되게 한다.

전술한 T자형상 또는 ㄷ자형상의 보걸이용 강재(40)의 웨브(43)에는 복수의 절개홈(45)들이 형성될 수 있다. 이 절개홈(45)들에 나선철근(31)이 삽입된 후 용접됨으로써 보걸이용 강재(40)가 말뚝(1)에 견고히 결합되고, 동시에 말뚝(1)에 견고히 결합된 보걸이용 강재(40)는 더 큰 휨강성을 발휘하여 결국 말뚝(1)의 강성을 증가시킬 수 있으며, 따라서 고가의 H형강을 사용하지 않으면서도 충분한 강성을 확보하여 경제성을 증진시킬 수 있다. 뿐만 아니라 띠장 등을 더욱 견고히 결합할 수 있다.

ㄷ자형상의 보걸이용 강재(40)의 웨브(43)에 구비되는 절개홈(45)은 상기 나선철근(31)의 경사를 고려하여 엇갈리게 형성하여 나선철근(31)이 잘 삽입되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절개홈(45)은 수평방향으로 형성되거나, 또는 상향이나 하향으로 경사지게 형성 할 수도 있다. 특히 상향이나 하향으로 경사지게 형성한 경우 나선철근(31)이 삽입된 후 특별히 용접 등을 하지 않더라도 콘크리트 경화 후 결합강도를 가지게 되고, 용접 등으로 결합되는 경우 더욱 견고히 결합되는 효과가 있다.

도 3a, 도 3b를 참조하면, 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1) 내부에 배근되는 축철근(30)과 보걸이용 강재(40)를 결합할 수 있는 V자 형상의 결합구(50)를 구비할 수 있다. 이 결합구(50)는 나선철근(31)과 웨브(43)가 접하지 않은 경우 유용하다.

결합구(50)의 양 단부는 절곡되어 2개의 축철근(30)을 감싸서 결합 할 수 있고, 결합구(50)의 꼭지점 부분은 웨브(43)에 용접 결합되거나, 웨브(43)의 절개홈(50)에 삽입되어 용접 결합됨으로 보걸이용 강재(40)를 말뚝(1)에 견고하게 결합되게 할 수 있다. 결합구(50)는 말뚝(1)의 외측에 배근된 축철근(30)에 결합될 수 있으며, 이 경우 결합강도가 더욱 증가할 수 있다.

도 4를 참조하면, 주입홈(20)의 양옆 모서리에는 절취부(21)를 더 형성할 수 있다. 인접한 양측의 말뚝(1)이 서로 긴밀하게 접촉된 경우 주입된 그라우트가 말뚝(1)의 사이 공간으로 잘 주입되지 아니할 수 있고, 또한, 말뚝(1)이 내측 또는 외측의 어느 한쪽으로 벌어진 경우 그라우트가 벌어진 쪽으로만 주입 누출되고 그 반대쪽으로는 주입되지 않을 수가 있어, 말뚝(1) 상호간의 결합력이 부족하고, 또한 차수가 잘 되지 않을 수 있다. 이 경우, 절취부(21)는 인접한 말뚝(1) 사이로 그라우트의 주입이 잘 이루어지게 하고, 설령 주입이 되지 않는다 하더라도 주입홈(20)과 절취부(21)를 포함하는 범위에 그라우트가 주입됨으로써 차수성의 확보와 말뚝(1) 상호간의 결합력에 지장이 없도록 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 주입홈(20)은 말뚝(1)의 일측 즉, 가이드홈(10)에 형성될 수 있다. 이 경우 말뚝(1)의 결합방향에 관계없이 주입홈(20)은 그라우트를 주입하고자 하는 위치에 존재하게 되므로 시공의 편리성을 제공할 수 있다. 즉, 본 실시예의 말뚝(1)의 경우 통상 지반에 연속으로 설치되어 사각형 등의 형상을 이루게 되는데, 이 경우 모서리 부분에 설치되는 말뚝(1)의 경우 주입홈(20)이 가이드홈(10) 내에 형성된 경우 전혀 문제가 없게 된다.

도 6을 참조하면, 말뚝(1)의 내측 또는/및 외측은 평면으로 형성될 수 있다. 말뚝(1)의 내측을 평면으로 형성하는 경우, 말뚝(1)의 시공 이후 내측에 띠장이나 버팀보 등의 설치를 용이하게 할 수 있다. 즉 띠장 등을 설치하기 위해 면고르기 작업이 필요하지 아니하고, 말뚝(1)의 사이사이에 모르타르 등으로 홈매우기 작업이 불필요할 수 있다. 또한, 말뚝(1)의 외측을 평면으로 하는 경우, 불필요한 콘크리트를 제거함으로써 구조적 강도의 손실 없이 콘크리트를 절약할 수 있다.

도 7a 내지 7c를 참조하면, 말뚝(1)을 설치하는 깊이가 깊은 경우 복수의 말뚝(1)을 상호 연결하여 설치할 수 있다. 이 경우 말뚝(1)의 상단 또는 하단의 일단에는 수용캡(100)이 구비되고, 타단에는 수용캡(100)에 삽입되는 삽입캡(200)이 구비되어 상호 결합됨으로써, 말뚝(1)을 연장할 수 있다. 삽입캡(200)은 수용캡(100)에 삽입된 후 상호 용접되거나 또는 볼트로 체결될 수 있다.

수용캡은 말뚝(1)의 일단에 결합되는 즉, 말뚝(1)의 일단의 일부를 수용하면서 결합되는 결합부(111), 상기 결합부(111)의 단부를 막는 막음부(113), 상기 막음부(113)에 결합되면서 말뚝(1)의 테두리 형상과 동일한 수용부(115)를 포함할 수 있다.

삽입캡(200)은 말뚝(1)의 타단에 결합되는 즉, 말뚝(1)의 타단을 수용하면서 결합되는 제2결합부(211), 상기 제2결합부(211)를 막는 제2막음부(213), 상기 제2막음부(213)에 결합되면서 상기 수용부(115)에 삽입되는 삽입부(215)를 포함할 수 있다. 이 삽입부(215)는 상기 수용부(115)에 긴밀하게 삽입될 수 있다.

상기 막음부(113)와 제2막음부(213)에는 상기 축철근(30)이 결합될 수도 있다. 즉, 막음부(113)와 제2막음부(213)에 상기 축철근(30)이 관통할 수 있는 관통구(220)를 형성하고, 단부에는 나사(230)가 형성된 축철근(30)을 관통구(220)로 돌출시킨 후 너트(231)를 체결하여 견고히 결합할 수 있다.

또한, 본 실시예의 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1)을 이용한 흙막이 벽체 시공방법의 일례는, 지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 1단계, 상기 천공홀에 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1)을 삽입하는 2단계, 상기 삽입된 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1)의 가이드홈(10)에 맞닿게 지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 3단계, 상기 3단계에서 형성된 천공홀에 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1)을 가이드홈(10)에 연하여 삽입하는 4단계, 상기 3단계와 4단계를 반복한 후 또는 반복하면서 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝(1)의 주입홈(20)을 통해 그라우트를 주입하는 5단계를 포함할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

[부호의 설명]

1 : 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝

10 : 가이드홈

20 : 주입홈

21 : 절취부

30: 축철근

31: 나선철근

40: 보걸이용 강재

41: 플랜지

43 : 웨브

45 : 절개홈

50 : 결합구

100 : 수용캡

111 : 결합부

113 : 막음부

115 : 수용부

200 : 삽입캡

211 : 제2결합부

213 : 제2막음부

215 : 삽입부

220 : 관통구

230 : 나사

231 : 너트

Claims (12)

1. 지반에 연속적으로 삽입 설치되어 흙막이 벽체를 형성하는 원형의 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝에 있어서,

   상기 말뚝의 일측면에 길이방향으로 인접한 말뚝의 측면이 긴밀히 삽입될 수 있도록 형성되는 가이드홈;

   상기 말뚝의 타측 또는 상기 가이드홈에 길이방향으로 형성되어 그라우트를 주입하기 위한 주입홈;

   상기 말뚝 내부에 길이방향으로 배근되는 복수의 축철근; 및

   상기 복수의 축철근을 나선형으로 감싸는 나선철근;을 포함하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 말뚝의 내측 또는/및 외측은 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 주입홈의 양옆에 절취부를 형성한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 말뚝의 내측에 길이방향으로 구비되는 보걸이용 강재를 포함하고.

   상기 보걸이용 강재는 상기 말뚝의 내측면에 접하여 설치되는 플랜지와, 상기 플랜지에 결합되어 콘크리트에 매설되는 웨브를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 웨브는 상기 나선철근이 삽입되는 복수의 절개홈이 구비되고, 상기 나선철근은 상기 절개홈에 삽입된 후 용접되어 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 축철근과 상기 보걸이용 강재를 결합하는 복수의 결합구를 더 포함하고,

   상기 웨브는 절개홈이 구비되고,

   상기 결합구는 V자 형상으로 형성되고, 상기 V자 형상의 양 단부는 절곡되어 상기 축철근을 감싸서 결합되고, 상기 V자 형상의 꼭지점은 상기 웨브의 절개홈에 삽입되어 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 웨브는 한 쌍으로써 상기 플랜지의 양단에 각각 구비되며,

   상기 한 쌍의 웨브 각각은 상기 나선철근이 삽입되는 복수의 절개홈이 구비되고, 상기 나선철근은 상기 절개홈에 삽입된 후 용접되어 결합되며,

   상기 한 쌍의 웨브에 구비되는 절개홈은 상기 나선철근의 경사를 고려하여 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
8. 청구항 5, 6 또는 7에 있어서,

   상기 절개홈은 상향 또는 하향 경사지게 형성됨으로써, 상기 나선철근과 상기 보걸이용 강재의 결합강도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
9. 청구항 4에 있어서,

   상기 웨브의 내측단부에는 내부플랜지가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 말뚝의 상단 및 하단의 일단에 구비되는 수용캡 또는 타단에 구비되는 삽입캡을 포함하고,

    상기 수용캡은 상기 말뚝의 일단에 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 단부에 결합되는 막음부와 상기 막음부에 결합되는 수용부를 포함하고,

    상기 삽입캡은 상기 말뚝의 타단에 결합되는 제2결합부와, 상기 말뚝의 제2결합부에 결합되는 제2막음부와, 상기 제2막음부에 결합되는 삽입부를 포함하며,

    상기 삽입부는 상기 수용부에 긴밀히 삽입되는 형상이며, 상기 막음부와 상기 제2막음부는 상기 축철근과 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 막음부와 상기 제2막음부는 상기 축철근이 관통하는 관통구가 형성되고, 상기 축철근의 단부에는 나사가 형성되며, 상기 막음부와 상기 제2막음부의 관통구로 노출된 상기 축철근에 너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝.
12. 청구항 1 내지 7, 9 내지 11중 어느 한 항의 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 이용한 흙막이 벽체 시공방법에 있어서,

    지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 1단계;

    상기 천공홀에 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 삽입하는 2단계;

    상기 삽입된 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 가이드홈에 연하여 지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 3단계;

    상기 3단계에 의해 형성된 천공홀에 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 삽입하는 4단계;

    상기 3단계와 4단계를 반복하면서, 또는 반복한 후 상기 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝의 주입홈을 통해 그라우트를 주입하는 5단계;를 포함하는 프리캐스트 철근콘크리트 말뚝을 이용한 흙막이 벽체 시공방법.

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