KR101493495B1

KR101493495B1 - Phc말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 phc말뚝의 시공방법

Info

Publication number: KR101493495B1
Application number: KR20140040167A
Authority: KR
Inventors: 박명한
Original assignee: (주)엠에이치기술; 주식회사 비엠연구소
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-02-16

Abstract

본 발명은 PHC말뚝의 근입 및 절단작업 후 그 PHC말뚝의 내부에 삽입 결합하여 PHC말뚝의 구조적인 성능(휨, 압축 및 전단 저항능력)을 개선하도록 한 PHC말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 PHC말뚝의 시공방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 PHC말뚝의 상단부에 일정 간격으로 끼워져 걸려지고, 일측 수직면에는 PHC말뚝에 고정수단으로 고정되도록 고정홀이 형성된 다수개의 고정브라켓; 상기 다수개의 고정브라켓의 타측에 각각 결합되어 일체로 형성되고, 외측면이 상기 PHC말뚝의 내주면에 밀착된 상태로 상기 PHC말뚝의 내부로 삽입되는 일정 길이의 보강프레임; 다수 개 설치된 상기 보강프레임의 내측에 고리형으로 형성되고, 외면 일측이 각각의 보강프레임의 내측면에 용접결합되어 각각의 보강프레임을 고정하며, 보강프레임의 길이방향을 따라 일정 간격으로 다수 개 설치되는 연결링; 상기 각각의 보강프레임의 상부 일측면에 세로철근의 하부 일측이 각각 결합되도록 설치되고, 기초구조물의 철근콘크리트와 연결되는 보강철근;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

PHC말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 PHC말뚝의 시공방법{reinforcement structure for PHC pile and constructing method of PHC pile using thereof}

본 발명은 PHC말뚝의 근입 및 절단작업 후 그 PHC말뚝의 내부에 삽입 결합하여 PHC말뚝의 구조적인 성능(휨, 압축 및 전단 저항능력)을 개선하도록 한 PHC말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 PHC말뚝의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량 및 토목구조물을 설치하는 경우에 지반조건에 따라 구조물의 안정성을 확보하기 위해 기초형식에 말뚝을 이용하고 있다.

상기 말뚝을 설치하는 이유는, 구조물의 자중 및 외부 하중에 등에 대해 구조물이 전도되거나 침하되지 않도록 수직력 및 수평력에 저항하도록 하기 위함이다.

이러한 기초 말뚝 재료 중 대표적인 예로는 강관을 이용한 강관말뚝과 고강도 콘크리트를 이용한 PHC(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)말뚝이 사용되어지고 있다.

상기 강관말뚝을 이용한 기초는 기초지반 지지층까지 강관말뚝을 설치하고, 최상단 두부에 콘크리트 기초구조물과 일체가 되도록 별도로 두부보강재를 설치하여 구조적으로 필요한 안정성을 확보하도록 하고 있다. 그러나 강관말뚝은 말뚝의 재질이 모두 강재이므로 가격이 비싸다는 단점이 있다.

PHC말뚝은 프리텐션 방식 원심력 고강도 프리스트레스트 콘크리트말뚝으로, 프리스트레스를 주어 긴장한 PC강선을 콘크리트와 함께 원형 형틀 내에 넣고 고속으로 회전시켜 원심력을 이용하여 성형제작되는 중공형 고강도 콘크리트 파일이다.

기존의 말뚝의 경우 콘크리트 압축강도가 50MPa 이상임에 비해 PHC말뚝은 이값이 80MPa 이상으로서 같은 규격에서는 내력이 60% 정도 크다는 장점이 있다.

상기 PHC말뚝을 이용한 기초는 강관말뚝에 비해 가격은 저렴하나, 말뚝의 기능 중 수평력에 대한 저항력이 미비하여 수평력이 크게 작용하지 않는 구조물의 기초에 활용되어 지고 있다. 설치방법으로 기초지반 지지층까지 PHC말뚝을 설치하고, 최상단 두부에는 콘크리트 기초구조물과 일체가 되도록 철근보강을 추가 설치하여 시공하고 있다.

상기 PHC말뚝은 강관 말뚝과 비교하여 수직력의 영향이 큰 구조물에 있어서는 경제성이 뛰어날 뿐만 아니라 그 시공성 측면에서도 비교 우위를 가지고 있어 PHC말뚝을 적용함에 아무런 문제가 없으나, 토압 및 지진하중과 같은 수평력(전단력) 및 휨 모멘트의 영향이 큰 구조물에 있어서는 PHC말뚝이 이에 대한 저항능력이 작기 때문에 어쩔 수 없이 비교적 고가인 강관말뚝을 사용할 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인해 PHC말뚝의 구조적 성능을 개선하기 위해 말뚝의 중공부에 철근을 일정 깊이 삽입하고, 그 중공부에 콘크리트를 충전시킨 합성 PHC말뚝이 개시되었다. 그러나 휨 강성은 충분히 확보할 수 있으나 전단력에 대한 저항력의 개선은 미비하였다.

전단력에 대한 저항력을 높이기 위해 등록특허 제0999020호 및 제1195551호가 개시되었다.

상기 특허기술들은 PHC말뚝의 제작시 콘크리트 내부에 전단연결재를 일부분 또는 모든 부분을 매입되게 하여 설치하고, 콘크리트 중공부에는 상하방향으로 보강재를 설치한 후 콘크리트로 충전하는 방식으로 말뚝의 구조적 성능을 개선하도록 하고 있다.

상기 특허기술들은 PHC말뚝의 제작시 말뚝의 상측 일정부위만 전단연결재를 매입하여 PHC말뚝을 제작하게 되는데, 이러한 PHC말뚝을 기초지반 지지층까지 설치하는 경우 지지층이 수평하지 않음에 따라 지반에 수직 매설되는 PHC말뚝의 매설깊이가 모두 상이하여 지면 외부로 돌출되는 길이가 서로 상이할 수밖에 없으므로, 외부로 돌출된 PHC말뚝의 높이를 균일하게 맞추기 위해 PHC말뚝의 두부를 절단하는 절단작업을 거치게 된다.

그러나 PHC말뚝의 두부 절단을 통해 전단연결재가 매입된 부분이나 전단연결재가 매입된 부분의 일부를 절단하게 됨으로써 PHC말뚝의 전단력에 의한 저항력이 낮아지게 되며, 또한 전단연결재가 매입된 PHC말뚝은 제조원가 상승으로 인해 구입비용이 증가하나 위와 같이 절단작업을 거침에 따라 전단력에 의한 저항력이 낮아져 성능이 저하됨으로써 결국 구입에 따른 비용부담과 함께 기대할만한 효과를 거두지는 못하는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 등록특허공보 제0999020호 (2010.12.01, 합성 피에이취씨 말뚝 및 합성 피에이취씨 말뚝 시공방법) 특허문헌 2: 등록특허공보 제1195551호 (2012.10.23, 인장력 지지를 위한 보강 PHC파일, 이를 이용한 인장 보강 PHC파일의 시공구조 및 시공방법)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 PHC말뚝의 내부에 삽입 결합하여 PHC말뚝을 보강함으로써 PHC말뚝의 구조적인 성능(휨, 압축 및 전단 저항능력)을 개선하도록 하며, 특히 PHC말뚝과 별개로 제작되어 PHC말뚝의 근입작업과 절단공정을 거친 후 그 PHC말뚝에 결합함으로써 성능 저하없이 PHC말뚝을 보강할 수 있는 PHC말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 PHC말뚝의 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PHC말뚝용 보강구조물은, PHC말뚝의 상단부에 일정 간격으로 끼워져 걸려지고, 일측 수직면에는 PHC말뚝에 고정수단으로 고정되도록 고정홀이 형성된 다수개의 고정브라켓; 상기 다수개의 고정브라켓의 타측에 각각 결합되어 일체로 형성되고, 외측면이 상기 PHC말뚝의 내주면에 밀착된 상태로 상기 PHC말뚝의 내부로 삽입되는 일정 길이의 보강프레임; 다수 개 설치된 상기 보강프레임의 내측에 고리형으로 형성되고, 외면 일측이 각각의 보강프레임의 내측면에 용접결합되어 각각의 보강프레임을 고정하며, 보강프레임의 길이방향을 따라 일정 간격으로 다수 개 설치되는 연결링; 상기 각각의 보강프레임의 상부 일측면에 세로철근의 하부 일측이 각각 결합되도록 설치되고, 기초구조물의 철근콘크리트와 연결되는 보강철근;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 고정브라켓은 상기 PHC말뚝의 내,외주면과 상단면에 각각 밀착되게 구비되도록 '

'형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 보강프레임은 단면형상이 ┃형, I형, Ｔ형, ┻형, Υ형, Ｕ형, Ｌ형 중 어느 하나의 형상으로 형성되고, 상기 보강프레임은 상기 PHC말뚝의 내부에 두부로부터 4m이상의 깊이까지 삽입되도록 상기 4m 이상 PHC말뚝 길이 이내의 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정브라켓과 보강프레임과 연결링 및 보강철근은 일체로 형성되어 상기 PHC말뚝의 근입작업 후 그 PHC말뚝의 선단에서 내부로 삽입 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강프레임의 하단부는 외측에서 내측으로 갈수록 하향 경사진 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 PHC말뚝용 보강구조물을 이용한 PHC말뚝의 시공방법은 지반에 PHC말뚝을 근입하여 기초를 보강하기 위한 방법에 있어서, 지반에 PHC말뚝을 박아 시공하는 제1단계; 지상으로 돌출된 PHC말뚝의 두부를 절단하여 다른 PHC말뚝과 돌출높이를 균일하게 맞추는 제2단계; 제2단계를 거친 PHC말뚝의 상단부에서 청구항 제1항 기재의 보강구조물을 끼워 그 PHC말뚝의 내부로 삽입시키는 제3단계; 보강구조물의 고정브라켓을 고정수단으로 관통하여 상기 PHC말뚝의 상부 외주면에 결합하여 보강구조물을 고정하는 제4단계; 상기 제4단계를 거친 후 PHC말뚝의 중공 내부에 충전콘크리트를 타설 양생하여 상기 보강구조물과 PHC말뚝을 일체화하는 제5단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제5단계에서 충전콘크리트의 타설깊이는 상기 보강구조물의 보강프레임의 삽입깊이보다 더 깊은 위치에까지 타설하고, 그 충전콘크리트의 아래쪽에는 채움재로 채우는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성으로 이루어진 PHC말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 PHC말뚝의 시공방법에 따르면, PHC말뚝과 별개로 제작되어 PHC말뚝의 근입작업 후 두부 절단공정을 거친 PHC말뚝의 내부에 삽입 결합하도록 함으로써 성능저하 없이 PHC말뚝을 보강할 수 있게 되며, 이에 따라 상대적으로 가격이 높은 합성 PHC말뚝(전단연결재 매입제작)의 구입에 따른 비용부담 없이 저렴한 비용으로 PHC말뚝을 보강할 수 있을 뿐 아니라 종래의 합성 PHC말뚝에 비해 성능저하 없이 PHC말뚝을 보강할 수 있어 보다 경제적인 PHC말뚝 시공이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 PHC말뚝에 설치한 상태의 단면 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 PHC말뚝에 설치한 상태의 평면도,
도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물에서 보강프레임의 다른 형태를 보인 평면도,
도 5a는 본 발명에 따른 보강철근이 설치된 PHC말뚝용 보강구조물의 사시도,
도 5b는 본 발명에 따른 보강철근이 설치된 PHC말뚝용 보강구조물을 PHC말뚝에 설치한 단면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물이 설치된 PHC말뚝의 시공상태도,
도 7은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 이용한 PHC말뚝의 시공과정을 보인 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PHC말뚝용 보강구조물 및 이를 이용한 PHC말뚝의 시공방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 PHC말뚝에 설치한 상태의 단면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 PHC말뚝에 설치한 상태의 평면도이고, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물에서 보강프레임의 다른 형태를 보인 평면도이며, 도 5a는 본 발명에 따른 보강철근이 설치된 PHC말뚝용 보강구조물의 사시도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 보강철근이 설치된 PHC말뚝용 보강구조물을 PHC말뚝에 설치한 단면 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물이 설치된 PHC말뚝의 시공상태도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC말뚝용 보강구조물은 PHC말뚝을 보강하기 위한 구조물이고, 상기 PHC말뚝(10)은 원심 성형 방식에 따라 중심부에 중공이 형성된 원형 단면형상의 기초 보강용 콘크리트 파일로서, PHC말뚝의 양쪽 끝단부에는 연결용 철판이나 보강캡이 구비되어 일체로 형성되는 것이며, 일반적으로 당업계에 공지된 PHC말뚝의 기본 형태에 따라 제작되는 것이다.

상기 PHC말뚝은 근입작업 후 외부로 돌출된 두부를 절단하여 다수 개의 PHC말뚝의 수평을 맞추는 절단공정을 거치게 되는데, 이와 같이 절단공정을 거친 PHC말뚝에 본 발명의 보강구조물을 삽입 결합한 후 PHC말뚝의 중공된 중심부에 콘크리트를 타설 양생하여 PHC말뚝과 일체화되게 하여 함께 거동할 수 있게 함으로써 PHC말뚝을 보강하게 되는 것이다.

본 발명의 말뚝구조물은 고정브라켓(20), 보강프레임(30), 연결링(40), 보강철근(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 고정브라켓(20)은 PHC말뚝(10)의 상단부에 끼워 말뚝구조물을 결합하기 위한 것으로, PHC말뚝(10)에 끼워져 걸려지도록 형성되어 진다. PHC말뚝에 끼워지도록 단면형상이 '

'형으로 형성될 수 있는데, 상기 고정브라켓(20)의 양측 수직면의 길이는 서로 동일하여도 되고, 서로 상이한 길이로 갖도록 형성될 수 있으며, 일정 폭을 갖도록 형성되어 진다.

상기 고정브라켓(20)은 PHC말뚝(10)에 일정 간격으로 다수개 끼워지도록 설치되는 것이고, 일측 수직면에는 상기 PHC말뚝(10)에 끼워진 상태에서 고정수단(25)으로 고정되도록 고정홀(22)이 형성되어 있다.

이때, 상기 고정브라켓(20)은 상기 PHC말뚝의 내주면과 외주면에 밀착되도록 그 PHC말뚝의 내주면과 외주면에 접하는 양측 수직면이 호형으로 형성될 수 있다.

상기 보강프레임(30)은 상기 고정브라켓(20)의 타측 수직면에 결합되어 일체로 형성되는 것으로, PHC말뚝(10)의 내부로 삽입되게 마련된다. 상기 보강프레임(30)은 외측면이 상기 PHC말뚝(10)의 내주면에 밀착된 상태로 PHC말뚝 내부로 삽입되어져 PHC말뚝을 보강하는 역할을 하는 프레임이다.

상기 보강프레임(30)은 일정 길이로 형성되어 상기 PHC말뚝의 내부로 삽입되는데, 그 삽입깊이가 상기 PHC말뚝(10)의 내부에 두부에서부터 4m 이상의 깊이까지 삽입되도록 구비된다. 즉, 상기 보강프레임(30)의 길이는 4m이상의 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 보강프레임(30)의 길이를 PHC말뚝(10)의 길이 대비 4m 이상의 길이로 형성하는 이유는, 상기 PHC말뚝은 두부 절단 후 지상에 돌출되어 노출된 부분이 통상 30㎝ ~ 50㎝ 가량 됨으로써 지상에 노출된 부위와 함께 지중에 매설되는 부위 중 수평저항범위의 구역까지 보강하기 위함이다.

예로서, 상기 보강프레임(30)의 길이는 상기 PHC말뚝(10)의 길이가 직경에 따라 상이하나, 통상 10m~12m 정도로 제작됨으로써 5m정도로 제작될 수 있다.

이때, 상기 보강프레임(30)은 상기 PHC말뚝(10)의 길이보다 더 길게 형성되지는 않음은 당연하다.

이러한 상기 보강프레임(30)은 단순 철근으로 형성되는 것이 아니라, 견고한 지지력을 위해 평강 또는 형강으로 형성되는 것으로, 평단면형상이 ┃형, I형, Ｔ형, ┻형, Υ형, Ｕ형, Ｌ형 중 어느 하나의 형상으로 형성된다.

상기한 여러 가지 형상 중 Ｔ형을 보강프레임(30)의 기본형으로 하여 도시하였고, 도 4a 내지 도 4f에서 나머지 형상으로 보강프레임을 도시하였다.

상기 연결링(40)은 상기 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입된 다수개의 보강프레임(30)을 서로 연결하여 보강프레임(30)의 지지력 상승은 물론, 하나의 구조물로 형성하게 되는 것으로서, 각각의 보강프레임(30)의 내측면에 결합되어 서로 연결하도록 고리형으로 형성된다.

상기 연결링(40)은 상기 보강프레임(30)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 다수 개 설치되어 지는 것으로, 각각의 보강프레임(30)의 내측면에 외면 일측이 용접결합되어 각각의 보강프레임을 고정하게 된다.

그리고, 상기 보강프레임(30)에는 그 보강프레임(30)의 길이방향과 동일한 방향 즉 수직방향으로 결합되도록 설치되어 기초구조물의 철근콘크리트와 연결하도록 상기 보강철근(50)이 구비된다.

상기 보강철근(50)은 세로철근(51)과 그 세로철근을 연결하도록 다수개 구비되는 연결철근(52)을 포함하여 구성되는 것이고, 상기 세로철근(51)의 하부가 각각의 보강프레임(30)의 상부 일측면에 결합되도록 마련되어 상기 PHC말뚝(10)에 본 발명의 보강구조물을 삽입 결합하는 경우 상기 PHC말뚝(10)의 상단부 상측방향으로 상기 보강철근이 돌출되는 것이다.

따라서, PHC말뚝(10)의 상측방향으로 돌출된 보강철근(50)을 기초구조물의 철근콘크리트와 연결하여 시공하게 되는 것이며, 상기 보강철근(50)의 설치로 인해 별도로 PHC말뚝의 두부를 보강하지 않아도 됨으로써 두부보강에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 보강구조물은 PHC말뚝의 구조적인 성능 개선은 물론, 두부보강수단(보강철근의 구성)을 함께 제공하게 됨으로써 보다 효과적으로 PHC말뚝을 시공할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 보강구조물은 각각의 구성이 분리되는 것이 아니라 일체로 형성되어 질 수 있다. 즉, 상기 고정브라켓(20)과 보강프레임(30)과 연결링(40) 및 보강철근(50)은 일체로 형성되어 하나의 구조물로 제작되는 것이다.

따라서, 상기 PHC말뚝(10)의 근입작업 후 절단공정을 거친 PHC말뚝(10)에 한 번의 작업공정을 통해 단시간내에 간편하게 PHC말뚝의 선단에서 내부로 삽입시켜 설치할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입시키는 경우, 상기 보강프레임(30)이 용이하게 삽입될 수 있도록 상기 보강프레임(30)의 하단부는 경사면(32)이 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 경사면(32)은 보강프레임(30)의 하단부 외측에서 내측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되는 것으로, 상기 경사면(32)의 형성으로 인해 작업자가 PHC말뚝(10)의 선단에 정확하게 맞추지 못한 경우라도 상기 경사면(32)을 따라 보강구조물이 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입될 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 보강구조물은 후술하는 시공방법에서와 같이 PHC말뚝(10)에 삽입시킨 후, 고정수단(25)으로 고정브라켓(20)의 고정홀(22)을 통해 PHC말뚝(10)에 결합하게 되는 것이고, 이 후 PHC말뚝(10)의 내부 중공부에 충전콘크리트(60)를 타설하여 내부 중공부를 충전함으로써 PHC말뚝(10)과 보강구조물을 일체로 거동되게 하여 PHC말뚝을 보강하게 되는 것이다.

상기 보강구조물의 설치를 위해 사용되는 고정수단은 상기 PHC말뚝의 외주면에 박아 보강구조물을 고정하기 위한 것으로, 앙카볼트나 나사못을 사용할 수 있다.

도면부호 15는 인장선이다.

도 7은 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 이용한 PHC말뚝의 시공과정을 보인 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PHC말뚝용 보강구조물을 이용한 PHC말뚝의 시공방법은 건축물의 기초말뚝이 시공될 자리에 본 발명의 PHC말뚝을 항타 시공한다. 시공시에는 기존의 PHC 파일 시공법으로서 당업계에 잘 알려져 사용되는 공법 중 하중의 크기(하중조건), 지반지질의 상황(지반조건), 시공주변의 영향(환경조건), 시공장소의 상태(시공조건) 등을 고려하여 현장 상황에 맞는 공법을 선정하여 시공한다.

상기 PHC말뚝(10)의 항타 작업후에는 지상 위로 돌출되어 있는 PHC말뚝의 상부 머리부분 즉, 두부를 절단하여 다른 PHC말뚝과 돌출높이를 균일하게 맞춰 두부를 정리하는 작업을 수행한다.

이 후, PHC말뚝(10)의 상단부에서 본 발명의 보강구조물을 끼워 그 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입시켜 설치하면 된다.

상기 보강구조물의 설치시에는 보강프레임(30)을 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입시킨 후 상기 PHC말뚝(10)의 상단에 보강구조물의 방사상으로 다수개 형성된 고정브라켓(20)이 끼워져 걸려지게 하면 되고, 이 상태에서 고정수단(25)으로 고정브라켓(20)을 관통시켜 상기 PHC말뚝(10)의 상부 외주면에 결합함으로써 보강구조물을 고정한다.

그런 다음에는 상기 PHC말뚝(10)의 중공 내부에 충전콘크리트(60)를 타설하여 보강구조물과 PHC말뚝을 일체화시킨다. 상기 충전콘크리트는 PHC말뚝의 하부 끝까지 타설할 수도 있고, 일정 깊이까지만 타설하고, 그 아래쪽은 채움재(65)로 채워 놓을 수 있다.

상기 채움재(65)로 PHC말뚝 내부에 채워 넣는 경우에는 상기 충전콘크리트(60)의 타설깊이는 상기 보강구조물의 보강프레임(30)의 삽입깊이보다 더 깊은 위치에까지 타설되도록 하여 보강구조물과 PHC말뚝의 일체 거동이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, PHC말뚝의 제작시 보강구조물을 함께 제작하는 것이 아니라 PHC말뚝의 근입작업과 절단공정을 거친 후 해당 PHC말뚝의 내부에 삽입 결합시켜 충전콘크리트(60)로 충전함으로써 성능저하 없이 PHC말뚝을 보강할 수 있게 된다.

따라서, 종래의 전단연결재 등 구조물을 매립한 채 일체로 제작하는 방식에서 발생되는 여러가지 문제(구입비용 부담, 성능저하 등)를 해결할 수 있게 되어 효과적인 PHC말뚝의 보강은 물론, 경제적으로도 매우 유용한 발명이다.

10: PHC말뚝 15: 인장선
20: 고정브라켓 22: 고정홀
25: 고정수단 30: 보강프레임
32: 경사면 40: 연결링
50: 보강철근 51: 세로철근
52: 연결철근 60: 충전콘크리트
65: 채움재

Claims

PHC말뚝(10)의 상단부에 일정 간격으로 끼워져 걸려지고, 일측 수직면에는 PHC말뚝(10)에 고정수단(25)으로 고정되도록 고정홀(22)이 형성된 다수개의 고정브라켓(20);
상기 다수개의 고정브라켓(20)의 타측에 각각 결합되어 일체로 형성되고, 외측면이 상기 PHC말뚝(10)의 내주면에 밀착된 상태로 상기 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입되는 일정 길이의 보강프레임(30);
다수 개 설치된 상기 보강프레임(30)의 내측에 고리형으로 형성되고, 외면 일측이 각각의 보강프레임(30)의 내측면에 용접결합되어 각각의 보강프레임(30)을 고정하며, 보강프레임(30)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 다수 개 설치되는 연결링(40);
상기 각각의 보강프레임(30)의 상부 일측면에 세로철근(51)의 하부 일측이 각각 결합되도록 설치되고, 기초구조물의 철근콘크리트와 연결되는 보강철근(50);
을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 고정브라켓(20)은 상기 PHC말뚝(10)의 내,외주면과 상단면에 각각 밀착되게 구비되도록 '
'형으로 형성된 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 보강프레임(30)은 단면형상이 ┃형, I형, Ｔ형, ┻형, Υ형, Ｕ형, Ｌ형 중 어느 하나의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 보강프레임(30)은 상기 PHC말뚝(10)의 내부에 두부로부터 4m이상의 깊이까지 삽입되도록 상기 4m 이상 PHC말뚝 길이 이내의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 고정브라켓(20)과 보강프레임(30)과 연결링(40) 및 보강철근(50)은 일체로 형성되어 상기 PHC말뚝(10)의 근입작업 후 그 PHC말뚝(10)의 상단부에서 내부로 삽입 설치하는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 보강프레임(30)의 하단부는 외측에서 내측으로 갈수록 하향 경사진 경사면(32)으로 형성된 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물.
지반에 PHC말뚝을 근입하여 기초를 보강하기 위한 방법에 있어서,
상기 PHC말뚝(10)을 박아 시공하는 제1단계;
지상으로 돌출된 PHC말뚝의 두부를 절단하여 다른 PHC말뚝과 돌출높이를 균일하게 맞추는 제2단계;
제2단계를 거친 PHC말뚝(10)의 상단부에서 청구항 제1항 기재의 보강구조물을 끼워 그 PHC말뚝(10)의 내부로 삽입시키는 제3단계;
보강구조물의 고정브라켓(20)에 고정수단(25)으로 관통시켜 상기 PHC말뚝(10)의 상부 외주면에 결합하여 상기 보강구조물을 고정하는 제4단계;
상기 제4단계를 거친 후 PHC말뚝(10)의 중공 내부에 충전콘크리트(60)를 타설 양생하여 상기 보강구조물과 PHC말뚝(10)을 일체화하는 제5단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물을 이용한 PHC말뚝의 시공방법.
제7항에 있어서,
상기 제5단계에서 충전콘크리트(60)의 타설깊이는 상기 보강구조물의 보강프레임(30)의 삽입깊이보다 더 깊은 위치에까지 타설하고, 그 충전콘크리트(60)의 아래쪽에는 채움재(65)로 채우는 것을 특징으로 하는 PHC말뚝용 보강구조물을 이용한 PHC말뚝의 시공방법.