KR20090000817U - 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝에 관한 것으로서, 관의 길이방향으로 타원형의 통공을 형성하고 다수 개의 강관이 중첩되어 이루어진 유공강관을 보강재로 사용함으로써 연직하중에 의한 압축력에 대해 저항력을 최대로 증진시키기 위한 것이다.

이를 위하여 본 고안은, 토목, 건축구조물의 침하를 방지하기 위하여 지반에 천공된 천공구에 콘크리트를 충전하고 보강재로서 강관을 삽입하여 시공되는 현장타설말뚝에 있어서, 상기 현장타설말뚝의 내부에 삽입되는 보강재가 관의 길이방향으로 장축을 갖고 관의 반경방향으로 단축을 갖는 타원형의 통공이 형성된 다수의 강관이 다중으로 중첩되어 형성된 다중 중첩 유공강관으로 이루어진 현장타설말뚝을 제공하여, 시공성의 증대 및 품질관리를 용이하게 해줄 수 있게 되어 인력과 시간으로 인해 발생되는 비용 등을 절감효과를 기대할 수 있게 한다.

현장타설말뚝, 유공강관, 다중, 중첩, 타원형, 통공

Description

다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝{A cast-in place pile using multi-piled up metal tubes}

본 고안은 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트를 타설하여 시공되는 현장타설말뚝의 보강재로서 타원형의 통공을 갖는 다수의 강관이 다중으로 중첩되어 형성된 유공강관을 사용함으로써 현장타설말뚝에 작용되는 수직력 및 수평력에 대해 추가로 저항력이 발휘될 수 있도록 하여, 현장타설말뚝의 축방향 및 횡방향 단면에 대한 압축력을 증진시킬 수 있도록 한 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝에 관한 것이다.

일반적으로 토목, 건축구조물에서 지반의 침하를 막기 위해 구조물의 기초로 말뚝기초를 사용하며, 현장에서 항타장비를 이용하여 지중에 거치시키는 항타말뚝과, 지반을 미리 굴착하고 그 속에 철근망 등의 보강재를 삽입한 후 콘크리트를 타설하거나 또는 콘크리트를 타설한 후 보강재를 삽입하는 현장타설말뚝으로 구별된다.

근래에는 구조물의 대형화에 따른 상재하중의 증가와 시공깊이의 제한과 특히 소음 및 진동문제로 인해 도심지 부근에서는 민원이 급증하기 때문에 최근에는 현장타설말뚝이 선호되고 있는 실정이다.

그러나 기존의 현장타설말뚝은 소음이 적고, 현장에서 요구하는 소정의 깊이까지 관입시킬 수 있는 이점이 있으나, 압축 및 전단 등에 대한 보강재로서 적용하는 철근망의 조립시 공간 확보 및 장비의 수급으로 인한 문제, 이동 및 시공시 발생되는 복잡한 공정 등으로 인해 인력, 시간 및 공사비가 많이 소요되는 등의 문제점이 있다.

또한, 보강재인 철근망은 적용되는 구멍의 개수를 쉽게 조절할 수 없고 적용할 현장타설말뚝의 설계 및 시공이 용이하지 않으며, 특히 현장에서 수작업에 의해 제작되는 관계로 연결부분 등에서 문제점 발생우려가 있고 불량률 또한 높아 수직방향의 압력이 작용시 현장타설말뚝의 연직 하중에 대한 압축력이 약한 단점이 있다.

또한, 보강재인 철근망은 현장에서 수작업에 의해 제작되는 관계로 연결부분 등에서 문제점 발생 우려가 있고 불량율 또한 높으며, 철근망 설치시 변형이 되는 등의 단점이 있다.

한편, 종래에는 상기 철근망을 대신하여, 다수 개의 원형 통공(2)을 형성한 유공강관(1)을 사용하는 보강재 기술이 공지되어 있다. 상기 유공강관은 도 1에 도시된 바와 같이, 단면이 링형태로 이루어진 강관에 원형의 통공(2)을 다수 개 형성함으로써 현장타설말뚝에 수직력이 작용할 때 철근망에 비해 추가로 저항력이 발휘될 수 있어 말뚝의 축압축 단면력을 증진시킬 수 있다.

그러나, 이와 같은 유공강관(1)을 이용한 현장타설말뚝의 경우, 보강재가 원 형의 통공이 형성되어 있는 강관으로 구성되어 있기 때문에 일반적으로 보강재가 갖추어야 할 인장 및 휨 등에 대한 저항력이 기존의 철근망이 비해 더 보강되어 있기는 하지만, 원형 통공이 형성되어 있는 관계로 건축물 등에서 보강되어야 할 연직 하중에 의한 연직방향 압축력에 대해서는 저항력이 효율적으로 발휘되지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 관의 길이방향으로 타원형의 통공을 형성하고 다수 개의 강관이 중첩되어 이루어진 유공강관을 보강재로 사용함으로써 횡방향으로 가해지는 수평력 및 연직하중에 의한 압축력에 대해 저항력을 최대로 증진시킬 수 있는 유공강관을 이용한 현장타설말뚝을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 토목, 건축구조물의 침하를 방지하기 위하여 지반에 천공된 천공구에 콘크리트를 충전하고 보강재로서 강관을 삽입하여 시공되는 현장타설말뚝에 있어서, 상기 천공구 내부에 삽입되는 보강재가 관의 길이방향으로 장축을 갖고 관의 반경방향으로 단축을 갖는 타원형의 통공이 형성된 다수의 강관이 다중으로 중첩되어 형성된 다중 중첩 유공강관으로 이루어진 현장타설말뚝이다.

상기 본 고안에 의한 현장타설말뚝에서, 상기 다중 중첩 유공강관은, 상기 천공구에 충전된 콘크리트가 경화되기 이전에 콘크리트에 삽입되며, 콘크리트가 드나들 수 있도록 콘크리트의 최대 입자보다 큰 타원형의 통공이 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 본 고안에 의한 현장타설말뚝에서, 상기 다중 중첩 유공강관은, 복수 개의 타원형 통공이 형성된 최외부 강관; 복수 개의 타원형 통공이 형성되며 상기 최외부 강관의 내부에 중첩되어 삽입되는 제 1내부 강관; 복수 개의 타원형 통공이 형성되며 상기 제 1내부 강관의 내부에 중첩되어 삽입되는 제 2내부 강관으로 이루어진 다중 중첩 강관으로 구성될 수 있다.

상기 본 고안에 의한 현장타설말뚝에서, 상기 제 1내부 강관 또는 제 2내부 강관은, 상기 최외부 강관의 상단으로부터 유공강관 전체 길이(L)의 1/2~1/3에 대응하는 길이의 하단까지 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상의 본 고안에 의하면, 일반적으로 큰 하중을 받는 구조물의 기초로 적용되는 현장타설말뚝의 보강재를 타원형의 통공(11a)이 형성된 다중 중첩 유공강관(10)으로 대체함으로써 연직하중에 의한 압축력에 대해 저항력을 최대로 증진시킬 수 있게 된다.

또한 본 고안에 의하면, 다중 중첩 유공강관(10)을 공장에서 완성된 제품을 적절한 길이만큼 조절하여 적용함으로써 시공성의 증대 및 품질관리를 용이하게 해줄 수 있게 되어 인력과 시간으로 인해 발생되는 소요 비용 등의 절감효과를 기대할 수 있을 것이다.

상기 본 고안의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대한 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 다중 중첩 유공강관을 발췌하여 도시한 분해 사시도로서, 토목, 건축구조물의 침하를 방지하기 위하여 현장타설말뚝의 내부에 보강재로서 삽입되는 다중 중첩 유공강관(10)을 상세히 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다중 중첩 유공강관(10)은 복수 개의 타원형 통공(11a)이 형성된 최외부 강관(11)과, 복수 개의 타원형 통공이 형성되며 상기 최외부 강관의 내부에 중첩되어 삽입되는 제 1내부 강관(12)과, 복수 개의 타원형 통공이 형성되며 상기 제 1내부 강관의 내부에 중첩되어 삽입되는 제 2내부강관(13)으로 이루어진 다중 중첩관으로 구성된다. 그리고 상기 다중 중첩 유공강관(10)은, 다중 중첩된 관의 길이방향으로 장축(도면상의 y축)을 갖고 반경방향으로 단축(도면상의 x축)을 갖는 타원형의 통공(11a)이 형성되어 구성된다. 여기서 상기 타원형의 통공(11a)은 원통형의 강관에 다수 개 형성할 수 있으며, 시공하고자 하는 현장타설말뚝의 직경 및 유공강관의 직경 등에 따라 다양한 두께를 가진 다중 중첩 유공강관을 이용할 수 있을 것이다.

또한 상기 다중 중첩 유공강관(10)에 형성되는 다수개의 타원형 통공(11a)은 그 위치, 개수, 배열 형태를 다양하게 변형시킬 수 있을 것이다.

상기 다중 중첩 유공강관(10)은, 지반의 천공구에 충전된 콘크리트가 경화되기 이전에 삽입되는 것이 바람직하며, 콘크리트가 드나들 수 있도록 콘크리트의 최대 입자, 즉 최대 골재입자보다 큰 타원형의 통공(11a)이 형성된 것이 바람직하다. 이로써 현장타설말뚝 내부에 삽입된 다중 중첩 유공강관(10)에 콘크리트를 타설시 콘크리트는 타원형 통공(11a)을 통해 말뚝 내부로 고르게 밀실 충진되면서 다중 중 첩 유공강관(10)과 콘크리트의 부착력을 증가시킬 수 있게 되며, 최대 콘크리트 입자의 크기보다 큰 타원형 통공(11a)을 적용함으로써 콘크리트 타설시 발생할 수 있었던 재료의 분리를 방지할 수 있게 되고, 또한 다중 중첩 유공강관(10) 자체를 공장에서 제작하여 규격화된 제품을 제공하고, 아울러 다중 중첩 유공강관(10)의 두께 및 적용되는 타원형 통공(11a)의 갯수를 조절하므로 현장타설말뚝의 설계 및 시공상 편의성을 도모할 수 있게 된다.

도 3은 본 고안에 의한 다중 중첩 유공강관이 시공된 현장타설말뚝의 사용상태 예시도로서, 지반에 천공된 천공구(100)에 콘크리트(101) 타설시 상기 제 1내부 강관(12) 또는 제 2내부 강관(13)은, 상기 최외부 강관(11)의 상단으로부터 다중 중첩 유공강관(10) 전체 길이(L)의 1/2~1/3에 대응하는 길이의 하단까지 중첩되어 형성되는 것이 바람직하다. 이는 연직하중에 의한 수직력이 주로 지반 근처에서 말뚝으로 가해지게 되고 말뚝의 하단부에는 전달되지 않게 되므로 상기 유공강관 전체 길이의 1/2을 초과하는 경우 현장타설말뚝의 상부에 작용하는 수직력에 대해 보강력은 충분히 작용하게 되나 비용면에서 효과적이지 못하기 때문이며, 유공강관 전체 길이의 1/3보다 짧은 경우 연직상방에서 지반쪽으로 작용하는 수직력에 대해 충분한 보강능력을 발휘하지 못하게 되어 보강재의 기능을 상실하기 때문이다.

이상의 본 고안의 현장타설말뚝 시공 동작을 보면, 우선 원하는 깊이까지 지반에 굴착된 천공구에 콘크리트가 충전되면 본 고안에 의한 다중 중첩 유공강관(10)을 삽입한다. 이러한 다중 중첩 유공강관(10)은 타원형으로 형성된 통공(11a)에 의하여 연통된 콘크리트와 합성구조를 이룰 수 있게 되며, 상기 타원형 통공(11a)과 다중으로 중첩된 유공강관에 의하여 콘크리트와 본 고안의 유공강관의 부착성능이 크게 증진되어 서로 일체화 거동할 수 있게 되므로, 이후 콘크리트가 경화되면 축력과 전단력, 휨응력에 저항할 수 있는 현장타설말뚝이 완성될 수 있게 된다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 고안은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음의 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 현장타설말뚝 시공에 사용되는 유공강관의 사시도,

도 2는 본 고안에 의한 다중 중첩 유공강관을 발췌하여 도시한 분해 사시도,

도 3은 본 고안에 의한 다중 중첩 유공강관이 시공된 현장타설말뚝의 사용상태 예시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 다중 중첩 유공강관 11 : 최외부 강관

11a : 타원형 통공 12 : 제 1내부 강관

13 : 제 2내부 강관

Claims (5)

1. 토목, 건축구조물의 침하를 방지하기 위하여 지반에 천공된 천공구에 콘크리트를 충전하고 보강재로서 강관을 삽입하여 시공되는 현장타설말뚝에 있어서,

   상기 현장타설말뚝의 내부에 삽입되는 보강재는 관의 길이방향으로 장축을 갖고 관의 반경방향으로 단축을 갖는 타원형의 통공이 형성된 다수의 강관이 다중으로 중첩되어 형성된 다중 중첩 유공강관인 것을 특징으로 하는 유공강관을 이용한 현장타설말뚝.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다중 중첩 유공강관은,

   상기 천공구에 충전된 콘크리트가 경화되기 이전에 콘크리트에 삽입되며, 콘크리트가 드나들 수 있도록 콘크리트의 최대 입자보다 큰 타원형의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 다중 중첩 유공강관은,

   복수 개의 타원형 통공이 형성된 최외부 강관;

   복수 개의 타원형 통공이 형성되며 상기 최외부 강관의 내부에 중첩되어 삽입되는 제 1내부 강관;

   복수 개의 타원형 통공이 형성되며 상기 제 1내부 강관의 내부에 중첩되어 삽입되는 제 2내부 강관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1내부 강관은,

   상기 최외부 강관의 상단으로부터 유공강관 전체 길이(L)의 1/2~1/3에 대응하는 길이의 하단까지 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제 2내부 강관은,

   상기 최외부 강관의 상단으로부터 유공강관 전체 길이(L)의 1/2~1/3에 대응하는 길이의 하단까지 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 중첩 유공강관을 이용한 현장타설말뚝.

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