KR101683616B1 - 콘크리트 기초와 견고한 결합을 형성하는 강관말뚝의 두부보강장치, 및 이를 이용한 콘크리트 기초와 강관말뚝의 결합구조 - Google Patents

콘크리트 기초와 견고한 결합을 형성하는 강관말뚝의 두부보강장치, 및 이를 이용한 콘크리트 기초와 강관말뚝의 결합구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강관말뚝 위에 콘크리트 기초를 시공하여 일체화시키기 위하여 콘크리트 기초를 위한 콘크리트 타설 전에 강관말뚝의 두부(頭部)에 설치되는 두부보강장치(頭部補强裝置), 및 이러한 두부보강장치를 이용하여 강관말뚝과 콘크리트 기초를 일체화시키는 구조에 관한 것이다.
본 발명에서는 수직매립철근(82), 바닥판(83)과, 지지봉(84), 수평상판(81)을 포함하여 구성되며, 수직매립철근(82)의 절곡단부(820)가 강관말뚝(20)의 철근결합공(28)에 강관말뚝(20)의 외측으로부터 관통되며, 강관말뚝(20)의 내측에서 고정너트(282)가 절곡단부(820)에 결합되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 두부보강장치가 제공되며, 더 나아가 이러한 두부보강장치를 이용하여 강관말뚝과 콘크리트 기초를 일체화시키는 결합구조가 제공된다.

Description

콘크리트 기초와 견고한 결합을 형성하는 강관말뚝의 두부보강장치, 및 이를 이용한 콘크리트 기초와 강관말뚝의 결합구조{Apparatus for Connecting Steel Pile and Concrete Base, and Connecting Structure using such Apparatus}
본 발명은 강관말뚝 위에 콘크리트 기초를 시공하여 일체화시키기 위하여 콘크리트 기초를 위한 콘크리트 타설 전에 강관말뚝의 두부(頭部)에 설치되는 두부보강장치(頭部補强裝置), 및 이러한 두부보강장치를 이용하여 강관말뚝과 콘크리트 기초를 일체화시키는 콘크리트 기초와 강관말뚝의 결합구조에 관한 것이다.
지반에 설치된 강관말뚝의 상부에 콘크리트 기초를 타설하여 구조물을 구축함에 있어서, 종래에는 단순히 강관말뚝이 콘크리트 기초에 매립되고, 콘크리트 기초를 통해서 상부 구조물로부터 전해져 오는 압축력을 지지하게 된다. 그런데 단순히 강관말뚝이 콘크리트에 매립되어 있는 상태에서는 강관말뚝 두부의 두께에 해당하는 면적만으로 압축력을 지지하게 되어, 콘크리트 기초에 펀칭파괴가 유발될 위험이 매우 크다. 따라서 강관말뚝과 콘크리트 기초를 결합함에 있어서는 이러한 위험 발생을 제거할 필요가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0324104호에는 강관말뚝의 두부와 콘크리트 기초의 결합을 위한 종래 기술의 결합구조가 개시되어 있다. 그러나 이러한 종래 기술에서는 여전히 펀칭파괴의 위험 등을 완전히 해소하지 못하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-0324104호(2002. 02. 20. 공고).
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 강관말뚝이 콘크리트 기초에 매립되어 콘크리트 기초를 통해서 상부 구조물로부터 전해져 오는 압축력을 지지함에 있어서, 강관말뚝 두부의 두께에 해당하는 면적만으로 압축력을 지지하게 됨으로써 유발되는 콘크리트 기초의 펀칭파괴 발생을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 콘크리트 기초에 매립되는 수직매립철근이 강관말뚝에 결합 설치함에 있어서, 향상된 휨저항력이 발휘될 수 있도록 함으로써, 만일 종래 기술과 동일한 휨저항력을 발휘하게 만들 경우에는 필요한 수직매립철근의 양이 종래 기술보다 더 적게 하고 그에 따라 철근 조립 작업 물량 감소 등을 통한 시공경제성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 강관말뚝의 두부에 설치되어, 강관말뚝과 그 상부에 타설되는 콘크리트에 의해 형성되는 콘크리트 기초를 서로 일체화시키는 두부보강장치로서, 콘크리트 기초에 매립되는 수직매립철근과, 강관말뚝의 내부로 유입되는 콘크리트의 깊이를 제한하기 위하여 강관말뚝의 두부에서 일정 깊이로 강관말뚝의 내부 중공을 가로막도록 강관말뚝의 내부 중공에 설치되는 바닥판과, 상기 바닥판에 하단이 결합되고 상향으로 연장되는 지지봉과, 강관말뚝의 두부에 걸쳐져서 설치되며 링 형태의 수평상판을 포함하여 구성되며; 수평상판의 외측 가장자리에는 지지봉의 상단이 위치하는 오목부가 형성되어 있고, 수평상판이 강관말뚝의 상단에 놓인 상태에서 지지봉의 절곡된 상단이 강관말뚝의 두부 가장자리에 걸쳐져서 지지봉의 절곡된 상단이 오목부 내에 위치하며; 수직매립철근의 하단부는 절곡단부로 이루어져서, 강관말뚝의 두부에 관통 형성된 철근결합공에 강관말뚝의 외측으로부터 관통되며, 강관말뚝의 내측에서 고정너트가 절곡단부에 결합되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 두부보강장치가 제공된다.
또한 본 발명에서는 지상으로 돌출된 강관말뚝의 두부에 상기한 본 발명의 두부보강장치가 설치되어 콘크리트 기초에 매립됨으로써, 강관말뚝과 콘크리트 기초가 일체화되는 결합구조가 제공된다.
위와 같은 본 발명의 두부보강장치 및 이를 이용한 강관말뚝과 콘크리트 기초의 결합구조에 있어서, 수직매립철근의 절곡단부는 조절너트에 나사결합되면서 관통하고 후속하여 강관말뚝의 외측으로부터 철근결합공에 관통되어서, 조절너트의 회전에 의해 수직매립철근의 위치를 강관말뚝의 외면으로부터 더 멀어지게 만들 수 있게 되는 구성을 가질 수 있다.
본 발명에서는 강관말뚝과 결합되어 콘크리트 기초에 매립되는 수직매립철근에 의해 만들어진 원통형상 철근망의 직경이 강관말뚝의 직경보다 더 크게 된다. 따라서 본 발명에서는 강관말뚝과 콘크리트 기초의 접합부분에서 발휘되는 휨모멘트 하중에 대한 저항모멘트가 더욱 커지게 되고, 그에 따라 콘크리트 기초에 매립해야 할 수직매립철근의 양을 줄일 수 있게 되어 자재비의 절감 및 시공성 향상, 그리고 경제적인 시공이 가능하게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에 의하면, 강관말뚝이 콘크리트 기초에 매립된 상태에서 콘크리트 기초를 통해서 상부 구조물로부터 전해져 오는 압축력을 지지함에 있어서, 폭을 가지며 수평하게 배치된 수평상판이 강관말뚝의 두부에 설치되어 있고 이러한 수평상판의 넓은 면적으로 압축력을 지지하게 되므로, 콘크리트 기초의 펀칭파괴를 매우 효과적으로 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.
이에 더하여 본 발명에서는 콘크리트 기초에 매립되는 수직매립철근의 절곡단부가 수평상판을 통과한 상태로 강관말뚝에 결합 설치되므로, 콘크리트 기초에 매립되기 전까지 수직보강철근은 연직설치 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그에 따라 수직보강철근의 인발저항력의 발휘가 효과적으로 이루어질 수 있게 되고 휨내력이 더욱 증가하게 될 뿐만 아니라, 시공성도 크게 개선시키게 되는 효과가 발휘된다. 특히, 본 발명에서는 강관말뚝과 절곡단부간의 기계적인 결합의 구성을 가지고 있으므로, 수직보강철근을 연직하게 설치하기 위하여 필요로 하는 길이를 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 재료비의 절감 및 시공경제성 향상의 장점을 가지게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 두부보강장치가 강관말뚝의 두부에 설치된 상태에서, 두부보강장치와 강관말뚝의 두부가 콘크리트 내에 매립되도록 콘크리트가 타설되어 콘크리트 기초가 시공되므로, 콘크리트 기초와 강관말뚝 간의 견고한 결합을 이룰 수 있으며, 그에 따라 큰 인발저항력을 발현되는 효과가 발휘된다.
더 나아가, 강관말뚝의 두부와 체결되어 콘크리트 기초에 매립되는 수직보강철근이 결합구에 의하여 연직 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그에 따라 수직보강철근의 인발저항력의 발휘가 효과적으로 이루어질 수 있게 될 뿐만 아니라, 강관말뚝과 콘크리트 기초 사이의 결합에서 발휘되는 휨내력이 더욱 증가하게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 본 발명에서 강관말뚝의 상단에 두부보강장치가 설치되는 구성을 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에서 강관말뚝의 상단에 두부보강장치가 설치된 후의 상태를 보여주는 개략적인 결합 사시도이다.
도 3은 두부보강장치가 구비된 본 발명의 강관말뚝 상단이 콘크리트 기초에 매립되어 일체화되는 구성을 보여주는 도 2의 선 A-A 위치에서의 개략적인 단면도이다.
도 4는 두부보강장치가 구비된 본 발명의 강관말뚝 상단이 콘크리트 기초에 매립되어 일체화되는 구성을 보여주는 도 2의 선 B-B 위치에서의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 3의 원 G부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 6은 조절너트와 고정너트에 의해 절곡단부가 강관말뚝에 결합된 위치가 변동된 상태를 보여주는 도 5에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 기초와 강관말뚝의 결합구조에서 연직하중을 지지하는 반력을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예로서 수평상판이 분할된 형태로 되어 있는 두부보강장치가 강관말뚝의 두부에 설치되어 있는 것을 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 분해 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 변형 실시예에 대한 개략적인 결합 사시도이다.
도 10은 도 9의 선 E-E 위치에서의 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 9의 선 F-F 위치에서의 개략적인 단면도이다.
도 12는 도 10의 원 D부분에 대한 개략적인 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서, 종래기술에 대응되는 구성요소 중의 일부에는 종래기술을 설명할 때 이용하였던 도면부호와 동일한 도면부호를 부여하였다.
도 1 및 도 2에는 각각 본 발명에 따라 강관말뚝(20)의 상단 또는 두부(頭部)에 두부보강장치(80)가 설치되는 구성을 보여주는 개략적인 분해 사시도(도 1)와 결합 사시도(도 2)가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에는 각각 두부보강장치(80)가 구비된 강관말뚝(20)의 상단이 콘크리트 기초(C)에 매립되어 일체화되는 구성을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 도 3에는 도 2의 선 A-A 위치 즉, 수직매립철근(82)이 수평상판(81)에 결합되는 위치에서의 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 2의 선 B-B 위치 즉, 지지봉(84)이 상단에 걸려 있는 위치에서의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 5에는 도 3의 원 G부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 5에 대응되는 확대도로서 조절너트와 고정너트에 의해 수직매립철근(82)의 절곡단부(820)가 강관말뚝(20)에 결합된 위치가 변동된 상태를 보여주는 도 3의 원 G부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다.
강관말뚝(20)과 콘크리트 기초(C)의 결합을 위하여 강관말뚝(20)의 두부에 결합 설치되는 두부보강장치(80)는, 콘크리트 기초(C)에 매립되는 수직매립철근(82)과, 강관말뚝(20)의 내부로 유입되는 콘크리트의 깊이를 제한하기 위하여 강관말뚝(20)의 두부에서 일정 깊이로 강관말뚝(20)의 내부 중공을 가로막도록 강관말뚝(20)의 내부 중공에 설치되는 바닥판(83)과, 상기 바닥판(83)에 하단이 결합되고 상향으로 연장되는 지지봉(84)과, 강관말뚝(20)의 두부에 걸쳐져서 설치되며 링 형태의 수평상판(81)을 포함하여 구성된다.
콘크리트 기초(C)의 시공을 위하여 콘크리트를 타설할 때, 타설된 콘크리트가 강관말뚝(20)의 중공부 내부로 유입되도록 하면서도 그 유입 깊이를 제한하기 위하여 강관말뚝(20)의 내부에는 강관말뚝(20)의 내부 중공을 가로막게 되는 판재로 이루어진 바닥판(83)이 설치된다. 바닥판(83)은 봉부재로 이루어진 지지봉(84)에 의하여 설치될 수 있다. 도면에 도시된 본 발명의 실시예의 경우, 지지봉(84)의 하단은 강관말뚝(20)의 중공부 방향으로 절곡되어 있고, 이러한 지지봉(84)의 절곡된 단부 위에 바닥판(83)이 놓이는 구성을 가지고 있다. 도면에 예시된 것처럼 바닥판(83)에 구멍(830)을 형성하여 지지봉(84)이 구멍(830)에 관통한 상태로 바닥판(83)이 지지봉(84)의 절곡된 단부에 놓이도록 하는 것이, 안정적인 바닥판(83)의 설치를 위하여 바람직하다. 그러나 지지봉(84)의 하단과 바닥판(83)의 결합구성은 이에 한정되지 아니하며 변형이 가능하다.
수평상판(81)은 강관말뚝(20)을 가로지르도록 강관말뚝(20)의 상단 가장자리 즉, 강관말뚝(20)의 두부에 놓이게 되는 링 형상을 가지는 판형 부재이다. 수평상판(81)이 설치됨에 있어서, 연직방향에서 바라볼 때 수평상판(81)의 폭 일부는 강관말뚝(20)의 중공부를 잠식하고 수평방향(81)의 폭 나머지는 강관말뚝(20)의 외측에 위치하도록 설치된다. 수평상판(81)의 외측 가장자리에는 지지봉(84)의 상단이 위치하는 오목부(811)가 형성되어 있다. 수평상판(81)이 강관말뚝(20)의 상단에 놓인 상태에서 지지봉(84)이 설치될 수 있는데, 지지봉(84) 상단의 절곡된 부분이 오목부(811) 내에 위치하게 되므로, 강관말뚝(20)의 상단에 놓인 수평상판(81)은 수평이동과 회전이 억제되며 따라서 원래에 놓인 상태를 지속적으로 유지하게 된다.
콘크리트 기초(C)에 매립되는 수직매립철근(82)은 그 하단이 강관말뚝(20)의 상단과 결합된 상태로 연직하게 설치된다. 수직매립철근(82)의 하단부는 절곡되어 절곡단부(820)를 이루고 있는데, 상기 절곡단부(820)는 강관말뚝(20)의 두부에 관통 형성된 철근결합공(28)에 끼워져서 강관말뚝(20)과 기계적인 방식으로 결합된다. 특히, 절곡단부(820)는 강관말뚝(20)의 외측에서부터 철근결합공(28)에 끼워진다. 따라서 수직매립철근(82)은 강관말뚝(20)의 외측에 위치하게 되고 복수개의 수직매립철근(82)이 나란하게 배열되어 원통형상을 이루었을 때 수직매립철근(82)의 원통형상에서의 지름은 강관말뚝(20)의 외경보다 더 크게 된다. 수직매립철근(82)은 콘크리트 기초(C)를 통해서 상부 구조물로부터 전해져 오는 휨모멘트 하중을 강관말뚝(20)을 전달하는 기능을 수행하는데, 본 발명에서는 위와 같은 구성, 특히 수직매립철근(82)의 절곡단부(820)가 강관말뚝(20)의 외측에서부터 강관말뚝(20)의 철근결합공(28)에 끼워지는 구성을 가지고 있으므로, 수직매립철근(82)이 이루는 원통형상의 직경이 강관말뚝(20)의 직경보다 더 크게 되며, 따라서 휨모멘트 하중에 대한 저항모멘트가 더욱 커진다. 저항모멘트가 커지게 되면 그만큼 콘크리트 기초(C)에 매립해야 할 수직매립철근(82)의 양을 줄일 수 있게 되며, 그에 따라 자재비를 절감하고 시공성을 향상시킬 수 있게 되어 경제적인 시공을 할 수 있게 되는 장점이 있다.
한편, 도면에 예시된 것처럼, 수직매립철근(82)의 절곡단부(820)에는 나사부가 형성되어 있으며, 절곡단부(820)는 조절너트(281)에 나사결합되면서 관통하고 후속하여 철근결합공(28)에 관통되며, 강관말뚝(20)의 내측에서 고정너트(282)가 절곡단부(820)에 결합되는 구성을 가진다. 이와 같은 구성에서는 조절너트(281)를 회전시켜 그 위치를 변동시키게 되면 도 6에 도시된 것처럼 수직매립철근(82)의 위치를 강관말뚝(20)의 외면으로부터 더 멀어지게 만들 수 있고, 그에 따라 수직매립철근(82)이 이루는 원통형상의 직경이 더욱 커지게 한다. 즉, 조절너트(281)의 회전에 의해 용이하게 수직매립철근(82)의 원통형상 직경을 필요한 정도로 조절할 수 있게 되는 것이다.
특히, 위와 같은 조절너트(281)는 절곡단부(820)가 철근결합공(28)을 관통하여 강관말뚝(20)의 내부로 삽입되는 깊이를 제어하는 기능도 수행한다. 즉, 절곡단부(820)의 끝이 강관말뚝(20)의 내부에서 과도하게 돌출되는 것을 억제하게 되는 것이다. 이러한 절곡단부(820)의 삽입 깊이 제어 기능을 통해서, 수직매립철근(82)으로 이루어진 원통형상 철근망의 직경을 일정하게 유지할 수 있게 된다. 위와 같은 절곡단부(820)의 삽입 깊이 제어만을 의도할 경우에는, 조절너트(281)를 대신하여, 절곡단부(820)에 나사부를 형성할 때, 철근결합공(28)보다 더 큰 직경을 가지는 부분을 남겨두어, 철근결합공(28)에 삽입되는 깊이를 제어하게 만들 수도 있다.
위와 같이 본 발명에서 수직매립철근(82)은 그 절곡단부(820)가 강관말뚝(20)과 기계적인 방식으로 결합(철근결합공의 관통 및 너트를 이용한 결합)되어 있으므로, 콘크리트 기초(C)에 매립되기 전까지 수직보강철근(82)은 연직설치 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그에 따라 수직보강철근(82)의 인발저항력의 발휘가 효과적으로 이루어질 수 있게 되고 강관말뚝(20)과 콘크리트 기초(C) 사이의 결합에서 발휘되는 휨내력이 더욱 증가하게 될 뿐만 아니라, 시공성도 크게 개선시키게 되는 효과가 발휘된다. 특히, 강관말뚝(20)과 절곡단부(820)간의 기계적인 방식의 결합에 의하면, 수직보강철근(82)을 연직하게 설치하기 위하여 필요로 하는 길이 즉, 정착장을 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 재료비의 절감 및 시공경제성 향상의 장점을 가지게 된다. 또한 수직보강철근(82)으로 만들어지는 원통형상 철근망의 형상을 견고하게 유지할 수 있게 되므로, 콘크리트 기초(C)를 위한 콘크리트 타설 중에 발생하는 진동이나 외부 충격 등으로 인하여 원통형상 철근망의 형상이나 위치가 변하게 되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 수직보강철근(82)의 위치에 대한 추가적인 조정 작업 등이 필요없게 되어 작업성 및 경제성이 향상되는 효과도 발휘된다.
도면에 예시된 것처럼, 원통형상을 이루도록 배치된 복수개의 수직매립철근(82)을 감싸도록 횡방향 띠철근(89)을 결합할 수도 있다. 앞서 언급한 것처럼 본 발명에서는 수직보강철근(82)으로 만들어지는 원통형상 철근망의 형상이 견고하게 유지되므로, 콘크리트 기초(C) 내에 배치될 주철근(도시되지 않음)을 배근한 후에 횡방향 띠철근(89)을 수직매립철근(82)에 결합할 수 있게 되며, 따라서 횡방향 띠철근(89)의 존재로 인하여 야기될 수 있는 콘크리트 기초(C) 내에 주철근 배근시의 번거로움을 예방할 수 있게 되는 유리한 효과가 발휘된다.
위와 같은 구성의 두부보강장치(80)가 강관말뚝(20)의 두부에 설치된 상태에서, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 콘크리트가 타설되어 콘크리트 기초(C)가 시공된다. 즉, 지상 위로 돌출되어 있는 강관말뚝(20)의 두부와, 두부보강장치(80)의 수직매립철근(82)이 매립되도록 콘크리트 기초(C)가 형성되는 것이다. 이 때, 타설된 콘크리트는 강관말뚝(20)의 중공 내부로 유입되어 바닥판(83)의 위쪽으로 강관말뚝(20) 내부에도 채워진다. 이와 같이, 강관말뚝(20)의 두부에 두부보강장치(80)가 설치되고, 이러한 강관말뚝(20)의 두부와 두부보강장치(80)가 콘크리트 기초(C)에 매립되어 일체를 이루게 된다. 따라서 콘크리트 기초(C)와 강관말뚝(20) 간의 견고한 결합을 이룰 수 있으며, 그에 따라 큰 인발저항력을 발휘하게 된다.
도 7에는 본 발명에 따른 콘크리트 기초(C)와 강관말뚝(20)의 결합구조에서 연직하중을 지지하는 반력을 설명하기 위하여, 도 3에 도시된 상태를 간략하게 표현한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 강관말뚝(20)이 콘크리트 기초(C)에 매립된 상태에서 콘크리트 기초(C)를 통해서 상부 구조물로부터 전해져 오는 압축하중(P)을 강관말뚝(20)이 지지하게 되는데, 수평상판(81)이 없이 단순히 강관말뚝(20)만이 매립되어 있는 경우에는, 강관말뚝(20) 두부의 두께에 해당하는 면적만으로 압축력을 지지하게 되어, 콘크리트 기초(C)에 펀칭파괴가 유발될 위험이 매우 크다. 그러나 본 발명에서는 폭을 가지며 수평하게 배치된 수평상판(81)이 강관말뚝(20)의 두부에 설치되어 있고 이러한 수평상판(81)의 넓은 면적으로 압축하중에 대한 지지력(P1)을 발휘하게 된다. 따라서 위와 같은 종래 기술에서 발생할 수 있는 콘크리트 기초(C)의 펀칭파괴를 매우 효과적으로 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 본 발명에서는 강관말뚝(20)의 내부로 콘크리트가 채워졌을 때, 강관말뚝(20)의 내부로 돌출된 절곡단부(820)가 콘크리트에 매립되어 있고, 이러한 절곡단부(820) 역시 지지력(P2)을 발휘하게 된다. 더 나아가 지지봉(84) 역시 인장력에 의한 지지력(P3)을 발휘하게 된다. 따라서 본 발명에서는 압축하중(P)에 대하여 종래 기술보다 월등히 우수한 지지력을 발휘하게 되는 장점을 가진다.
위에서 살펴본 본 발명에서, 수평상판(81)은 링 형상을 이루고 있지만, 본 발명을 실시함에 있어서, 수평상판(81)을 원주 방향으로 분할된 형태로 이용할 수도 있다.
도 8에는 수평상판(81)이 분할된 형태로 되어 있는 두부보강장치(80)가 강관말뚝(20)의 두부에 설치되는 것을 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 9에는 도 8에 도시된 변형 실시예에 대한 개략적인 결합 사시도가 도시되어 있다. 도 10 및 도 11에는 각각 도 8 및 도 9의 변형 실시예에 따른 두부보강장치(80)가 구비된 강관말뚝(20)의 상단이 콘크리트 기초(C)에 매립되어 일체화되는 구성을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 도 10에는 도 9의 선 E-E 위치에서의 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 9의 선 F-F 위치 즉, 지지봉(84)이 상단에 걸려 있는 위치에서의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 12에는 도 3의 원 D부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있다.
앞서 도 1 내지 도 7을 참조로 살펴본 실시예에서 수평상판(81)은 폭을 가진 원형 링 형상을 가지고 있지만, 도 8 내지 도 12에 도시된 변형 실시예의 경우에서는 수평상판(81)이 원호 형상을 가지는 복수개로 분할되어 복수개의 원호형 부재가 강관말뚝(20)의 원주를 따라 간격을 두고 배치되어 있다. 이와 같이 수평상판(81)이 복수개의 분할된 형태로 구비되는 경우, 지지봉(84)의 상단은 수평상판(81) 사이의 간격 즉, 수평상판(81)이 존재하지 않는 위치에서 강관말뚝(20)의 상단 가장자리에 걸쳐질 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 7을 참조로 살펴본 실시예에서 수직매립철근(82)은 수평상판(81)의 외측에 위치하고 있지만, 도 8 내지 도 12의 변형 실시예처럼, 분할된 수평상판(81)으로 이루어진 경우, 수직매립철근(82)은 그 하단이 수평상판(81)을 관통한 상태로 연직하게 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 수평상판(81)에는 철근통과공(810)이 형성되어 있고, 수직매립철근(82)의 하단은 철근통과공(81)을 통과하게 된다. 분할된 수평상판(81)이 강관말뚝(20)의 두부에 설치됨에 있어서, 연직방향에서 바라볼 때 강관말뚝(20)에 의해 수평상판(81)은 강관말뚝(20)의 중공부를 잠식하는 "내측 폭 부분"과, 강관말뚝(20)의 외측에 위치하게 되는 "외측 폭 부분"으로 구분된다. 수직매립철근(82)은 수평상판(81)의 외측 폭 부분을 관통하게 된다. 즉, 철근통과공(810)은 수평상판(81)의 외측 폭 부분에 형성되어 있는 것이다.
따라서 도 8 내지 도 12에 도시된 것처럼 분할된 형태의 수평상판(81)을 가지고 있는 경우에도, 수직매립철근(82)에 의해 만들어진 원통형상 철근망의 지름은 여전히 강관말뚝(20)의 외경보다 더 크게 된다.
한편, 분할된 형태의 수평상판(81)을 이용하는 경우, 수직매립철근(82)은 그 절곡단부(820)가 수평상판(81)을 통과한 상태로 강관말뚝(20)에 결합 설치되므로, 콘크리트 기초(C)에 매립되기 전까지 수직보강철근(82)은 연직설치 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그에 따라 수직보강철근(82)의 인발저항력의 발휘가 효과적으로 이루어질 수 있게 되고 강관말뚝(20)과 콘크리트 기초(C) 사이의 결합에서 발휘되는 휨내력이 더욱 증가하게 될 뿐만 아니라, 시공성도 크게 개선시키게 되는 효과가 발휘된다. 도 8 내지 도 12에 도시된 변형 실시예의 기타 구성은 앞서 설명한 도 1 내지 도 7의 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
20: 강관말뚝
80: 두부보강장치
81: 수평상판
82: 수직매립철근
83: 바닥판
84: 지지봉

Claims (3)

  1. 강관말뚝(1)의 두부에 설치되어, 강관말뚝(1)과 그 상부에 타설되는 콘크리트에 의해 형성되는 콘크리트 기초(C)를 서로 일체화시키는 두부보강장치(80)로서,
    콘크리트 기초(C)에 매립되는 수직매립철근(82)과, 강관말뚝(20)의 내부로 유입되는 콘크리트의 깊이를 제한하기 위하여 강관말뚝(20)의 두부에서 일정 깊이로 강관말뚝(20)의 내부 중공을 가로막도록 강관말뚝(20)의 내부 중공에 설치되는 바닥판(83)과, 상기 바닥판(83)에 하단이 결합되고 상향으로 연장되는 지지봉(84)과, 강관말뚝(20)의 두부에 걸쳐져서 설치되며 링 형태의 수평상판(81)을 포함하여 구성되는데;
    연직방향에서 바라볼 때 수평상판(81)의 폭 일부는 강관말뚝(20)의 중공부를 잠식하게 되고 수평방향(81)의 폭 나머지는 강관말뚝(20)의 외측에 위치하도록 수평상판(81)은 강관말뚝(20)의 두부에 놓이게 되며;
    수평상판(81)의 외측 가장자리에는 지지봉(84)의 상단이 위치하는 오목부(811)가 형성되어 있고, 수평상판(81)이 강관말뚝(20)의 상단에 놓인 상태에서 지지봉(84)의 절곡된 상단이 강관말뚝(20)의 두부 가장자리에 걸쳐지고, 지지봉(84)의 절곡된 상단이 오목부(811) 내에 위치하게 되어, 지지봉(84)이 강관말뚝(20)에 설치된 후에는 수평상판(81)은 강관말뚝(20)의 상단에 놓인 상태에서 수평이동과 회전이 억제되어 원래에 놓인 상태를 지속적으로 유지하게 되며;
    복수개의 수직매립철근(82)이 원통형상을 이루도록 배열되어 강관말뚝(20)에 결합되는데, 수직매립철근(82)의 하단부는 절곡단부(820)로 이루어져 있고, 수직매립철근(82)의 절곡단부(820)는 조절너트(281)에 나사결합되면서 관통하고 후속하여 강관말뚝(20)의 외측으로부터 강관말뚝(20)의 두부에 관통 형성된 철근결합공(28)에 관통되어 강관말뚝(20)의 내측에서는 고정너트(282)가 절곡단부(820)에 결합됨으로써, 수직매립철근(82)이 배열되어 있는 원통형상의 지름은 강관말뚝(20)의 외경보다 더 크며;
    조절너트(281)의 회전에 의해 수직매립철근(82)이 설계된 위치에 있도록 만들거나 또는 수직매립철근(82)의 위치를 강관말뚝(20)의 외면으로부터 더욱 멀어지게 만들어서 수직매립철근(82)이 배열되어 있는 원통형상의 지름을 증가시킬 수 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 두부보강장치.
  2. 삭제
  3. 지상으로 돌출된 강관말뚝(1)의 두부가 콘크리트 기초(C)에 매립되는 강관말뚝(1)과 콘크리트 기초(C)의 결합구조로서,
    상기 강관말뚝(1)의 두부에는, 콘크리트 기초(C)와의 일체화를 위한 두부보강장치(80)가 설치되는데,
    두부보강장치(80)는, 콘크리트 기초(C)에 매립되는 수직매립철근(82)과, 강관말뚝(20)의 내부로 유입되는 콘크리트의 깊이를 제한하기 위하여 강관말뚝(20)의 두부에서 일정 깊이로 강관말뚝(20)의 내부 중공을 가로막도록 강관말뚝(20)의 내부 중공에 설치되는 바닥판(83)과, 상기 바닥판(83)에 하단이 결합되고 상향으로 연장되는 지지봉(84)과, 강관말뚝(20)의 두부에 걸쳐져서 설치되며 링 형태의 수평상판(81)을 포함하여 구성되며;
    연직방향에서 바라볼 때 수평상판(81)의 폭 일부는 강관말뚝(20)의 중공부를 잠식하게 되고 수평방향(81)의 폭 나머지는 강관말뚝(20)의 외측에 위치하도록 수평상판(81)은 강관말뚝(20)의 두부에 놓이게 되고;
    수평상판(81)의 외측 가장자리에는 지지봉(84)의 상단이 위치하는 오목부(811)가 형성되어 있고, 수평상판(81)이 강관말뚝(20)의 상단에 놓인 상태에서, 하부에 바닥판(83)이 결합되어 있는 지지봉(84)의 절곡된 상단이 강관말뚝(20)의 두부 가장자리에 걸쳐져지고, 지지봉(84)의 절곡된 상단이 오목부(811) 내에 위치하게 되어, 지지봉(84)이 강관말뚝(20)에 설치된 후에는 수평상판(81)은 강관말뚝(20)의 상단에 놓인 상태에서 수평이동과 회전이 억제되어 원래에 놓인 상태를 지속적으로 유지하게 되며;
    복수개의 수직매립철근(82)이 원통형상을 이루도록 배열되어 강관말뚝(20)에 결합되는데, 수직매립철근(82)의 하단부는 절곡단부(820)로 이루어져 있고, 수직매립철근(82)의 절곡단부(820)는 조절너트(281)에 나사결합되면서 관통하고 후속하여 강관말뚝(20)의 외측으로부터 강관말뚝(20)의 두부에 관통 형성된 철근결합공(28)에 관통되어 강관말뚝(20)의 내측에서는 고정너트(282)가 절곡단부(820)에 결합됨으로써, 수직매립철근(82)이 배열되어 있는 원통형상의 지름은 강관말뚝(20)의 외경보다 더 크며;
    조절너트(281)의 회전에 의해 수직매립철근(82)이 설계된 위치에 있도록 만들거나 또는 강관말뚝(20)의 외면으로부터 더욱 멀어지게 만들어서 수직매립철근(82)이 배열되어 있는 원통형상의 지름을 설계에 맞추어 증가시킨 후, 콘크리트 기초(C) 구축용 콘크리트가 타설됨으로써, 바닥판(83)의 위쪽으로 강관말뚝(20)의 중공 내부에 콘크리트가 채워져 있고, 강관말뚝(20)의 두부와 두부보강장치(80)의 수직매립철근(82)이 콘크리트 기초(C)내에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 강관말뚝(20)과 콘크리트 기초(C)의 결합구조.
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