KR102549479B1

KR102549479B1 - 다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법

Info

Publication number: KR102549479B1
Application number: KR1020220127090A
Authority: KR
Inventors: 안성율; 김동찬; 한진태; 김종관
Original assignee: 한국건설기술연구원; 주식회사 에스와이텍
Priority date: 2022-10-05
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2023-06-29

Abstract

본 발명에 따르면 지반(1)에 근입됨과 아울러 다축을 구성하는 복수의 파일(100); 상기 복수의 파일(100)의 두부를 구속하는 상부 플레이트(200); 상기 상부 플레이트(200)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 하부 플레이트(300); 및 상기 상부 플레이트(200)와 상기 하부 플레이트(300) 사이에 설치되는 팽창 부재(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝이 제공된다.
본 발명에 따르면 다축 내진 말뚝이 건축물의 직접 기초로 작용할 수 있도록 지반지지력과 말뚝 지지력을 최대로 발휘할 수 있는 효과가 있다.

Description

다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법{Multi-axial seismic pile and construction method using the same}

본 발명은 건설 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 말뚝 성능과 지반지지 성능이 최대로 발휘될 수 있도록 말뚝에는 선 인장력을 부여하고 지반에는 압축력을 부여할 수 있도록 한 다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 관한 것이다.

지진에 대응하기 위한 건축물의 내진 구조에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 지진 발생시 건축물 자체 붕괴 보다는 기초 붕괴 및 전도에 의한 피해가 크다.

다만, 건축 기초에 대한 내진 구조 적용이 보편화되지 않은 실정이며, 특히 3~7층의 중규모 건축물에 적용할 수 있는 내진 말뚝 기술을 찾기 어렵다. 파일 상부에 대한 전단 보강 기술은 대규모 구조물에 적용 가능하며, 중규모 건축물의 전도 방지를 위해 다수개의 소구경 마이크로 파일을 설치하는 사례가 있으나 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 소구경 마이크로 파일은 수평하중에 의한 모멘트와 전단력에 취약하여 수평 가진력 0.2~0.3g의 하중 작용시 파괴되어 말뚝의 기능을 하지 못하게 된다.

이러한 문제의 해결을 위해 종래 삼축 내진 말뚝이 사용되어 왔다. 다만 삼축 내진 말뚝과 같은 소규모 말뚝은 지반의 지지력이 충분히 작용되지 아니하면 직접기초로서의 활용이 곤란한 문제가 있다.

1. 공개특허 10-2014-0077487 "헬리컬 말뚝부와 프리캐스트 팽이부의 일체화 구조를 가지는 팽이파일 및 이를 이용한 팽이파일 시공방법" 2. 등록특허 10-1859136 "하부 말뚝이 구비된 현장 타설 일체형 팽이말뚝 기초 및 이의 시공방법" 3. 등록특허 10-1921099 "내진용 파일보강 구조 및 그 시공방법" 4. 등록특허 10-1712648 "파일선단부재를 이용한 연약지반용 파일 설치 구조"

본 발명은 상술된 종래의 삼축 내진 말뚝의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지반지지력이 최대로 발휘될 수 있도록 지반에 대한 압축력을 제공하는 다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인발 저항력이 매우 강한 다축 내진 말뚝의 파일에 선 인장력을 부여하여 건축물의 하중 저항력을 높일 수 있도록 한 다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다축 내진 말뚝이 건축물의 직접 기초로 작용할 수 있도록 지반지지력과 말뚝 지지력을 최대로 발휘할 수 있도록 한 다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 지반(1)에 근입됨과 아울러 다축을 구성하는 복수의 파일(100); 상기 복수의 파일(100)의 두부를 구속하는 상부 플레이트(200); 상기 상부 플레이트(200)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 하부 플레이트(300); 및 상기 상부 플레이트(200)와 상기 하부 플레이트(300) 사이에 설치되는 팽창 부재(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝이 제공된다.

이 경우 상기 하부 플레이트(300)는 상기 팽창부재(400)의 팽창에 따라 지반(1)을 가압하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝일 수 있다.

또한, 상기 상부 플레이트(200)는 상기 팽창부재(400)의 팽창에 따라 지반(1)에 근입된 상기 복수의 파일(100)에 인장력을 제공하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝일 수 있다.

또한, 상기 상부 플레이트(200)와 상기 하부 플레이트(300)의 상하 거동을 가이드하는 가이드부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝일 수 있다.

또한, 상기 가이드부(500)는, 상기 상부 플레이트(200)에 형성된 제1 관통공(520); 상기 하부 플레이트(300)에 형성된 제2 관통공(530); 및 상기 제1 관통공(520) 및 상기 제2 관통공(530)에 인입된 가이드봉(510);을 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝일 수 있다.

또한, 상기 복수의 파일(100)은 상기 상부 플레이트(200)와는 결합되고, 상기 하부 플레이트(300)와는 결합되지 않은 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝일 수 있다.

또한, 상기 팽창부재(400)에 유체를 공급하는 유체공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝일 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 시공방법에 있어서, 상기 복수의 파일(100)을 지반(1)에 근입시키는 제1 단계(S100); 상기 팽창부재(400)를 팽창시켜, 상기 복수의 파일(100)에는 인장력을 인가함과 아울러 상기 하부 플레이트(300)를 하향 이동시켜 지반(1)에 대한 압축력을 생성하는 제2 단계(S200); 및 상기 다축 내진 말뚝 상부에 건축물(10)의 하중을 재하하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 시공방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 시공방법을 통해 시공된 건축물이 제공된다.

본 발명에 따르면 지반지지력이 최대로 발휘될 수 있도록 지반에 대한 압축력을 제공하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 인발 저항력이 매우 강한 다축 내진 말뚝의 파일에 선 인장력을 부여하여 건축물의 하중 저항력을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 다축 내진 말뚝이 건축물의 직접 기초로 작용할 수 있도록 지반지지력과 말뚝 지지력을 최대로 발휘할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝의 횡단면도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 기초 시공방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝의 사시도.

본 발명에 따른 다축 내진 말뚝 및 이를 이용한 건축물의 시공방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명은 건축물의 직접 기초로 사용할 수 있는 다축(주로 삼축) 내진 말뚝에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝은 지반(1)에 근입됨과 아울러 다축을 구성하는 복수의 파일(100), 복수의 파일(100)의 두부를 구속하는 상부 플레이트(200), 상부 플레이트(200)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 하부 플레이트(300) 및 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이에 설치되는 팽창 부재(400)를 포함할 수 있다(도 1).

이 경우 하부 플레이트(300)는 팽창부재(400)의 팽창에 따라 지반(1)을 가압하며, 상부 플레이트(200)는 팽창부재(400)의 팽창에 따라 지반(1)에 근입된 복수의 파일(100)에 인장력을 제공한다(도 3).

말뚝의 지지력이 최대화되기 위해서는 말뚝 자체의 지지력에 대하여 말뚝이 근입된 지반의 지지력 또한 중요하다.

이에 따라 본 발명에 따른 삼축 내진 말뚝은 팽창부재(400)의 팽창에 따라 하부 플레이트(300)가 지반(1)을 가압하도록 하여 지반(1)에 대한 압축력을 제공함으로써 지반의 지지력을 높임과 아울러, 팽창부재(400)의 팽창에 따라 상부 플레이트(200)가 이와 결합된 복수의 파일(100)의 두부에 인장력을 제공하고 파일에 대한 선 인장력을 재하함으로써 추후 파일(100) 상부에 거치되는 건축물의 하중에 대한 저항력을 갖을 수 있도록 한 특징이 있다.

이를 위해 복수의 파일(100)은 상부 플레이트(200)와는 결합되고, 하부 플레이트(300)와는 결합되지 않게 형성된다. 복수의 파일(100)의 두부에는 두부와 결합된 캡(110)이 결합부재(120)에 의해 상부 플레이트(200)의 상부 연장 인입구(210)과 결합될 수 있다(도 5).

또한, 하부 플레이트(300)에는 파일(100)이 통과되는 장홀(310)이 형성될 수 있다(도 5).

본 발명의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝은 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300)의 상하 거동을 가이드하는 가이드부(500)를 더 포함할 수 있다(도 1).

이 경우 가이드부(500)는 상부 플레이트(200)에 형성된 제1 관통공(520), 하부 플레이트(300)에 형성된 제2 관통공(530) 및 제1 관통공(520) 및 제2 관통공(530)에 인입된 가이드봉(510)의 구성을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 다른 다축 내진 말뚝은 도면에는 도시되지 않았지만 팽창부재(400)에 유체를 공급하는 유체공급부를 포함할 수 있다.

유체공급부는 파이프일 수 있으며, 상부 플레이트(200)와 하부 플레이트(300) 사이 공간을 따라 유체공급부가 팽창부재(400)와 연결될 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 내진 말뚝을 이용하여 건축물을 시공하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 건축물을 시공하는 방법은 복수의 파일(100)을 지반(1)에 근입시키는 제1 단계(S100), 팽창부재(400)를 팽창시켜 복수의 파일(100)에는 인장력을 인가함과 아울러 하부 플레이트(300)를 하향 이동시켜 지반(1)에 대한 압축력을 생성하는 제2 단계(S200) 및 다축 내진 말뚝 상부에 건축물(10)의 하중을 재하하는 제3 단계(S300)를 포함할 수 있다.

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.

100 : 복수의 파일
200 : 상부 플레이트
300 : 하부 플레이트
400 : 팽창부재
500 : 가이드부

Claims

지반(1)에 근입됨과 아울러 다축을 구성하는 복수의 파일(100);
상기 복수의 파일(100)의 두부를 구속하는 상부 플레이트(200);
상기 상부 플레이트(200)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 형성된 하부 플레이트(300); 및
상기 상부 플레이트(200)와 상기 하부 플레이트(300) 사이에 설치되는 팽창 부재(400);를 포함하고,
상기 하부 플레이트(300)는 상기 팽창부재(400)의 팽창에 따라 지반(1)을 가압하되,
상기 상부 플레이트(200)는 상기 팽창부재(400)의 팽창에 따라 지반(1)에 근입된 상기 복수의 파일(100)에 인장력을 제공하고,
상기 상부 플레이트(200)와 상기 하부 플레이트(300)의 상하 거동을 가이드하는 가이드부(500);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝.
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제1항에 있어서,
상기 가이드부(500)는,
상기 상부 플레이트(200)에 형성된 제1 관통공(520);
상기 하부 플레이트(300)에 형성된 제2 관통공(530); 및
상기 제1 관통공(520) 및 상기 제2 관통공(530)에 인입된 가이드봉(510);을
포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝.
제5항에 있어서,
상기 복수의 파일(100)은 상기 상부 플레이트(200)와는 결합되고, 상기 하부 플레이트(300)와는 결합되지 않은 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝.
제6항에 있어서,
상기 팽창부재(400)에 유체를 공급하는 유체공급부;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝.
제6항의 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 시공방법에 있어서,
상기 복수의 파일(100)을 지반(1)에 근입시키는 제1 단계(S100);
상기 팽창부재(400)를 팽창시켜, 상기 복수의 파일(100)에는 인장력을 인가함과 아울러 상기 하부 플레이트(300)를 하향 이동시켜 지반(1)에 대한 압축력을 생성하는 제2 단계(S200); 및
상기 다축 내진 말뚝 상부에 건축물(10)의 하중을 재하하는 제3 단계(S300);를
포함하는 것을 특징으로 하는 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 시공방법.
제8항의 다축 내진 말뚝을 이용한 건축물의 시공방법을 통해 시공된 건축물.