KR102651458B1 - 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 데크 또는 펜스와 같은 구조물을 설치할 때 지주가 설치되는 지형이 전후 및 좌우방향으로 경사진 지반이고 연약지반인 경우에도 지반을 보강해 주면서 간편하게 파일을 설치할 수 있고, 상부구조물에 의해 파일에 가해지는 하중을 분산시켜 파일이 침하되는 등의 사고를 방지할 수 있으며, 시공이 용이하여 공사기간을 단축할 수 있는, 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체를 제공하기 위한 것이다.

Description

경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체{Ground reinforcement structure for installing supports on sloping ground}

본 발명은 지반 보강구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전후 및 좌우방향으로 경사진 기초부의 지반에 데크 또는 펜스와 같은 구조물을 설치할 때 지주가 설치되는 지반을 보강해서 파일의 침하를 방지할 수 있는, 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체에 관한 것이다.

최근들어 등산로, 공원이나 호수에 시공한 산책로, 전원주택의 진입로 또는 마당, 광장 등의 바닥면을 마감하는데 데크 구조물이 많이 시공되고 있고, 디자인울타리 또는 안전난간과 같은 펜스도 다양한 장소에 시공하고 있다. 데크나 펜스를 설치할 때 지주는 데크 구조물 또는 펜스의 하중을 지지해 주면서 구조물이 안정된 상태를 유지할 수 있게 해준다. 따라서 데크나 펜스를 설치하기 위해서는 적절한 간격으로 지주(기둥)를 설치해야 하는데, 일반적으로 데크나 펜스가 설치되는 장소는 흙 지반은 물론 연약지반에 설치하는 경우가 많기 때문에 지주를 설치하기 위해서는 지주를 받쳐주는 기초 구조물을 설치해 주어야 한다.

종래에는 지주를 받쳐주는 기초 구조물로 콘크리트 기초를 시공했는데, 이를 위해서는 먼저 기초가 필요한 위치에 터파기를 하고, 거푸집을 형성하여 기초 구조물의 틀을 만든 다음, 거푸집에 콘크리트를 타설하여 양생시킨 후에 거푸집을 제거하고, 나머지 부분을 되메운 후에 지주를 설치했다. 이러한 기초 구조물을 시공하는 작업이 복잡하고 장시간 소요되며, 등산로 등 작업 여건이 불리한 지형에는 설치가 어렵다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 특허등록 제1759549호 "말뚝을 이용한 데크용 기둥 기초"와 같은 기술이 출현하였으나, 상기 특허는 외주면에 스크류(나사산) 형상이 형성된 파일을 지반에 박고나서 파일의 상부에 지주를 설치한 기술인데, 지반 보강을 위하여 지반에 박은 파일이 횡하중에 취약하기 때문에 구조물의 안정을 확보하는데 문제가 있고, 상부구조물의 중량 등에 의해 파일에 가해지는 수직하중을 파일의 외주면에 형성된 스크류(나사산)만으로 수평방향으로 분산시키면서 수직하중을 지탱해 주기 어려우므로 특히 연약지반에 설치된 파일의 침하를 방지해 줄 수 없다는 문제가 있을 뿐만 아니라 전후 및 좌우방향으로 경사진 지형에는 사용하기가 매우 곤란하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 데크 또는 펜스와 같은 구조물을 설치할 때 지주가 설치되는 지형이 전후 및 좌우방향으로 경사진 지반이고 연약지반인 경우에도 지반을 보강해 주면서 간편하게 파일을 설치할 수 있고, 상부구조물에 의해 파일에 가해지는 하중을 분산시켜 파일이 침하되는 등의 사고를 방지할 수 있으며, 시공이 용이하여 공사기간을 단축할 수 있는, 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체는, 지반에 수직으로 고정 설치되는 중공(中空) 가이드파이프와, 일정 길이를 갖는 부재로 형성되어 중심부분이 가이드파이프의 양측 서로 대향(對向)하는 위치에 각각 체결수단에 의해 결합되고 각 부재의 양단부(兩端部)가 지반에 박히면서 고정되게 되는 지지편을 구비하여 구성된 보강지지체; 지반에 수직으로 박혀지게 되는 강관과, 강관의 상단에 강관과 수직을 이루도록 고정시킨 판상(板狀)의 플레이트를 구비하여 구성된 파일을 구비하여 구성되며, 상기 보강지지체가 지반에 고정 설치되고, 파일의 강관이 가이드파이프를 관통하여 지반에 수직으로 박히도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 지지편은, 소정의 길이를 갖고 중심부분이 상기 가이드파이프와 체결수단에 의해 결합되게 되는 결합부; 상기 결합부의 양단(兩端)에서 각각 외향으로 절곡되어, 결합부와 일정 각도 경사지도록 형성된 확장부; 상기 확장부의 각 단부(端部)에서 하향 수직방향으로 돌출되도록 고정 설치되어 지반에 박히게 되는 지반고정부를 구비하여 구성된다.

바람직하게는, 가이드파이프의 양측에 체결수단에 의해 각각 결합된 지지편은 체결수단을 중심으로 회전시켜 지지편의 설치 각도를 조절할 수 있도록 결합된 다.

바람직하게는, 가이드파이프의 서로 대향하는 양측에는 상하방향으로 일정 길이의 슬롯(slot)이 형성되어 있고, 체결수단이 슬롯을 관통하면서 가이드파이프와 지지편을 결합시키고 있어서, 각 지지편의 설치 높이를 조절할 수 있도록 결합된다.

바람직하게는, 파일은 강관의 외주면에 스크류가 형성된 스크류파일이며, 파일의 플레이트에는 일정 간격으로 장비삽입공이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 지주 설치를 위한 지반 보강구조체는, 가이드파이프와 지지편으로 구성된 보강지지체를 지주를 설치할 연약한 지반에 고정 설치하고 가이드파이프를 관통하는 파일을 지반에 박아주는 구조인데, 지지편이 상하 높이 조절은 물론 각도 조절이 가능하기 때문에 지반이 전후 및 좌우방향으로 경사져 있더라도 지지편의 구성 중 하향 돌출되어 형성된 지반고정부가 경사진 지반에 박히면서 가이드파이프의 위치 및 자세를 안정적으로 유지시켜서 파일에 가해지는 횡압력을 지탱할 수 있게 해준다.

또, 지형의 경사에 따라 지지편의 각도와 높이를 조절하여 지반고정부를 지면에 고정시킬 수 있기 때문에 어떤 지형에라도 보강구조체를 설치할 수 있을 뿐만 아니라 파일보다 훨씬 넓은 단면적의 지반에 지반고정부가 박힌 상태에서 파일에 가해지는 수직하중을 수평방향으로 분산시켜 파일의 침하를 방지해 주기 때문에 구조물이 안정된 상태를 유지할 수 있게 해준다.

또, 가이드파이프는 중심부분을 관통하여 지반에 박히는 파일이 수직으로 박히지 않고 비틀어지거나 위치를 벗어나지 않도록 가이드하는 역할을 하게 되므로 파일이 정확한 위치에 수직으로 박히게 된다.

또한, 보강구조체를 구성하는 보강지지체와 파일이 공장에서 제작이 완료된 상태에서 운반하여 현장에서 설치만 하면 되므로, 데크 또는 펜스와 같은 구조물을 설치할 전후 및 좌우방향으로 경사진 험악한 지형에서도 지주가 설치되는 부분의 연약한 지반을 지형에 맞춰 보강해 줄 수 있을 뿐만 아니라 시공이 용이하여 공사기간을 현저하게 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지반 보강구조체를 도시한 도면이다.
도 2는 스크류파일을 도시한 도면이다.
도 3은 보강지지체를 도시한 도면이다.
도 4는 지반 보강구조체를 지형에 맞춰 설치한 도면이다.

본 발명에 따른 지주 설치를 위한 지반 보강구조체의 기술적 특징은, 보강지지체를 구성하는 지지편을 가이드파이프와 결합되는 높이와 경사 각도를 조절하여 보강구조체를 설치할 수 있도록 함으로써, 전후 및 좌우방향으로 경사진 지형에도 보강구조체를 설치하여 지형이 험악하고 연약한 지반을 보강해 주면서 파일에 가해지는 수직하중을 넓은 면적으로 분산시켜 파일의 침하를 방지해 줄 수 있게 했다는 점이다.

본 발명에 따른 지반 보강구조체는 지반이 전후 및 좌우방향으로 경사진 험악한 지형에 데크 또는 펜스와 같은 구조물을 설치할 때 지주를 설치할 부분의 연약한 지반 보강은 물론 경사지고 험악한 지형에 지반 보강구조체를 안정적으로 설치할 수 있도록 해주기 위한 것이다. 지반 보강구조체는 가이드파이프(21)와 지지편(22)을 구비하여 구성된 보강지지체(20)와, 가이드파이프(21)를 관통하여 지반에 박히게 되는 파일을 기본적인 구성으로 구비하게 된다.

가이드파이프(21)는 지반에 수직으로 고정 설치되는 중공(中空) 파이프이고, 중공 부분을 통해 파일이 관통하여 지반에 수직으로 박힐 수 있게 가이드해 주는 역할을 하고, 지지편(22)은 가이드파이프(21)와 결합되어 보강지지체(20)를 이루고 지지편(22)의 양단부(兩端部)가 지반에 박히면서 고정 설치되게 된다. 예를 들면, 첨부도면에 도시한 바와 같이, 지지편(22)은 일정 폭과 길이를 갖는 밴드 형상일 수 있는데, 중심부분이 가이드파이프(21)의 양측 서로 대향(對向)하는 위치에 볼트-너트와 같은 각각 체결수단(224)에 의해 결합되고 각 지지편(22)의 양단부(兩端部)가 지반에 박히면서 고정되게 된다.

지지편(22)은, 소정의 길이를 갖고 중심부분이 가이드파이프(21)와 체결수단(224)에 의해 결합되게 되는 결합부(221)와, 결합부(221)의 양단(兩端)에서 각각 외향으로 절곡되어 결합부(221)와 일정 각도 경사지도록 형성된 확장부(222)와, 확장부(222)의 각 단부(端部)에서 하향 수직방향으로 돌출되도록 고정 설치되어 지반에 박히게 되는 지반고정부(223)로 구성된다.

지반에 박히게 되는 4개의 지반고정부(223)에 의해 형성되는 모양은 사각형 형상을 이루게 되므로 안정적으로 지지해 줄 수 있게 된다. 즉 지반고정부(223)가 위치하는 확장부(222)의 단부(端部)는 4군데에 위치하면서 사각형 형상을 이루게 되면서 결합부(221)와 결합된 가이드파이프(21)를 안정적으로 지지해 주면서 파일에 가해지는 압력과 하중을 분산시켜 주게 된다. 지반고정부(223)는 확장부(222)보다 하향으로 돌출된 부분이 삼각형 형상과 같이 끝이 뾰쪽한 형상으로 하는 것이 바람직한데, 뾰쪽한 부분이 지반에 쉽게 박히면서 보강지지체(20)의 자세를 안정적으로 고정시켜 주게 된다. 지반교정부(223)는 지지편(22)의 확장부(222) 단부를 절곡해서 형성할 수도 있고, 확장부(222)의 단부를 절곡하고 절곡된 부분에 용접 등의 방식으로 덧붙여서 형성할 수도 있다.

지지편(22)은 가이드파이프(21)의 양측에 볼트-너트와 같은 체결수단에 의해 각각 결합되고, 체결수단(224)을 중심으로 회전시켜 지지편(22)의 설치 각도를 조절할 수 있도록 결합 설치된다.

한편, 가이드파이프(21)의 서로 대향하는 양측에는 상하방향으로 일정 길이의 슬롯(slot)(211)이 형성되어 있고, 체결수단(224)이 슬롯(211)을 관통하면서 가이드파이프(21)와 지지편(22)을 결합시키고 있어서, 각 지지편(22)의 설치 높이를 슬롯(211)의 길이만큼 상하로 조절할 수 있도록 결합되기 때문에 좌우는 물론 전후방향으로 경사진 지형에도 지반 보강구조체를 설치할 수 있게 된다.

파일은 지반에 수직으로 박혀지게 되는 강관(11)과, 강관(11)의 상단에 강관(11)과 수직을 이루도록 고정시킨 판상(板狀)의 플레이트(12)를 구비하여 구성된다. 강관(11)은 중공(中空) 파이프 형상으로 할 수도 있고, 상부 일정 부분까지는 동일 직경의 파이프이고 그 하부는 하부로 갈수록 직경이 작아지는 형상으로할 수도 있다. 이러한 강관은 이미 널리 알려져 있으므로 구체적 설명은 생략한다.

가이드파이프(21)가 지반에 박히고 지지편(22)의 높이 및 경사를 조절하여 지반고정부(223)가 지반에 박히도록 설치되고, 파일의 강관(11)이 가이드파이프(21)에 형성된 중공부(中空部)를 관통하여 지반에 수직으로 박히도록 설치되고, 구조물 설치를 위한 지주는 파일의 플레이트(12) 상면에 설치되게 된다.

파일은 강관(11)의 외주면에 스크류가 형성된 스크류파일(10)을 사용하는 것이 바람직하고, 스크류파일(10)을 상부에서 타격하여 지반에 박는 것보다는 스크류를 체결하듯이 스크류파일(10)을 회전시키면서 지반에 박는 것이 바람직하므로 파일의 플레이트(12)에는 원주방향으로 일정 간격으로 장비삽입공(121)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 회전력을 발생시키는 장비에 구비된 기구를 장비삽입공(121)에 삽입한 후 회전력에 의해 스크류파일(10)을 회전시키면서 지반에 박아서 지주가 설치될 지반을 보강해 주게 된다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 스크류파일 11 : 강관
111 : 스크류 12 : 플레이트
121 : 장비삽입공
20 : 보강지지체 21 : 가이드파이프
211 : 슬롯(slot) 22 : 지지편
221 : 결합부 222 : 확장부
223 : 지반고정부 224 : 체결볼트

Claims (5)

1. 경사 지반에 구조물 설치를 위한 지주를 설치할 때 지반을 보강해 주기 위한 지반 보강구조체에 있어서,
   상기 지반 보강구조체는,
   지반에 수직으로 고정 설치되는 중공(中空) 가이드파이프와, 일정 길이를 갖는 부재로 형성되어 중심부분이 가이드파이프의 양측 서로 대향(對向)하는 위치에 각각 체결수단에 의해 결합되고 각 부재의 양단부(兩端部)가 지반에 박히면서 고정되게 되는 지지편을 구비하여 구성된 보강지지체;
   지반에 수직으로 박혀지게 되는 강관과, 강관의 상단에 강관과 수직을 이루도록 고정시킨 판상(板狀)의 플레이트를 구비하여 구성된 파일;
   을 구비하여 구성되며,
   상기 지지편은,
   소정의 길이를 갖고 중심부분이 상기 가이드파이프와 체결수단에 의해 결합되게 되는 결합부;
   상기 결합부의 양단(兩端)에서 각각 외향으로 절곡되어, 결합부와 일정 각도 경사지도록 형성된 확장부;
   상기 확장부의 각 단부(端部)에서 하향 수직방향으로 돌출되도록 고정 설치되어 지반에 박히게 되는 지반고정부;
   를 구비하여 구성되고,
   상기 보강지지체가 지반에 고정 설치되고, 파일의 강관이 가이드파이프를 관통하여 지반에 수직으로 박히도록 설치되는 것을 특징으로 하는 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드파이프의 양측에 체결수단에 의해 각각 결합된 지지편은 체결수단을 중심으로 회전시켜 지지편의 설치 각도를 조절할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드파이프의 서로 대향하는 양측에는 상하방향으로 일정 길이의 슬롯(slot)이 형성되어 있고, 체결수단이 슬롯을 관통하면서 가이드파이프와 지지편을 결합시키고 있어서, 각 지지편의 설치 높이를 조절할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 파일은 강관의 외주면에 스크류가 형성된 스크류파일이며, 파일의 플레이트에는 일정 간격으로 장비삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경사 지반에 지주를 설치하기 위한 지반 보강구조체.

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