KR20130055142A - 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반의 기초보강을 위하여 타설된 강관파일 상부로 기초 콘크리트가 타설되기 전에 선행하여 이루어지는 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법에 관한 것으로서, 강관파일 내부에 삽입되며, 강관파일의 내경에 거의 일치되는 직경을 가진 원판형의 바닥판과; 상·하단이 서로 반대방향으로 절곡된 형태에, 하단은 바닥판에 걸림되고, 상단은 강관파일 상단에 걸림 되는 일정길이를 가진 직선형의 걸이구와; 일정길이를 가진 철근의 중간부에 수평 절곡부를 구비하여 전체적으로 '└┐'형태를 이루는 절곡형 주철근과; 강관파일에 조립된 절곡형 주철근들을 서로 결속하는 결속수단을 구비하고; 상면이 정리된 강관파일의 상부 외주면을 따라 일정한 간격으로 주철근이 삽입되는 관통공을 다수 형성하고; 바닥판에 다수의 걸이구에 연결하여 강관파일 내부로 삽입한 다음, 걸이구의 상단은 강관파일 상단에 걸림 하여, 바닥판이 속이 빈 강관파일의 내부 공간을 폐쇄하도록 고정하고; 소요 수량의 절곡형 주철근은 관통공을 통해 강관파일에 순차 조립하되, 이들 주철근은 수평 절곡부가 관통공에 걸치도록 입설 하고; 강관파일에 조립된 다수의 절곡형 주철근 하부를 결속수단으로 결속하여 강관파일의 두부를 보강한 다음, 내부가 바닥판에 의해 폐쇄된 강관파일 내부에 콘크리트를 타설하도록 함으로써, 강관파일의 외측으로 확장된 절곡형 주철근에 의해 확대기초의 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄이며, 구성 요소의 간소화와 시공의 용이성을 향상한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강을 구현할 수 있다.

Description

콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법 {the method for head reinforcement of steel pile}

본 발명은 연약지반의 기초보강을 위하여 타설된 강관파일 상부로 기초 콘크리트가 타설되기 전에 선행하여 이루어지는 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법에 관한 것으로서, 강관파일 내부에 삽입되며, 강관파일의 내경에 거의 일치되는 직경을 가진 원판형의 바닥판과; 상·하단이 서로 반대방향으로 절곡된 형태에, 하단은 바닥판에 걸림되고, 상단은 강관파일 상단에 걸림 되는 일정길이를 가진 직선형의 걸이구와; 일정길이를 가진 철근의 중간부에 수평 절곡부를 구비하여 전체적으로 '└┐'형태를 이루는 절곡형 주철근과; 강관파일에 조립된 절곡형 주철근들을 서로 결속하는 결속수단을 구비하고; 상면이 정리된 강관파일의 상부 외주면을 따라 일정한 간격으로 주철근이 삽입되는 관통공을 다수 형성하고; 바닥판에 다수의 걸이구에 연결하여 강관파일 내부로 삽입한 다음, 걸이구의 상단은 강관파일 상단에 걸림 하여, 바닥판이 속이 빈 강관파일의 내부 공간을 폐쇄하도록 고정하고; 소요 수량의 절곡형 주철근은 관통공을 통해 강관파일에 순차 조립하되, 이들 주철근은 수평 절곡부가 관통공에 걸치도록 입설 하고; 강관파일에 조립된 다수의 절곡형 주철근 하부를 결속수단으로 결속하여 강관파일의 두부를 보강한 다음, 내부가 바닥판에 의해 폐쇄된 강관파일 내부에 콘크리트를 타설하도록 함으로써, 강관파일의 외측으로 확장된 절곡형 주철근에 의해 확대기초의 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄이며, 구성 요소의 간소화와 시공의 용이성을 향상한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강을 구현할 수 있다.

일반적으로 연약지반(soft ground)이라 함은 지반 자체가 상부 구조물로부터 전해오는 하중을 견딜 수 없거나 혹은 예측 침하량이 허용치를 넘는 경우를 말하는데, 연약한 점토, 느슨한 사질토, 유기질토 등이 이에 속하며, 이러한 연약한 점성토나 유기질토로 구성된 지반 위에 도로, 교량, 건물 등을 건설하게 되면, 구조물의 과대한 상재 하중으로 인하여 전 단면에 걸쳐 지반 침하와 부등침하가 일어나게 되는 등, 지반의 지지력 부족으로 인한 안전상의 제반 문제가 발생하게 된다.

따라서, 이와 같은 연약지반에 건설되는 각종 구조물을 시공할 경우에는, 구조물의 안정성과 침하문제 등을 반드시 고려해야 하는데, 이러한 구조물의 안정성과 침하문제에 대한 기초지반 보강공법으로 적용되는 각종 파일은, 휨 강성을 보강한 각종 강관파일, 콘크리트로 제작되는 피에이치씨 파일(PHC PILE)과 피씨 파일(PC PILE) 및 알씨 파일(RC PILE) 등이 사용되며, 이들 각종파일을 지반보강 대상지반에 시공하는 방법으로는 타입공법(타격, 진동)이나 매입공법 등의 방법을 이용하여 연약지반에 시공하여 기초지반 보강을 하게 된다.

이와 같이 연약지반 보강을 위해 시공된 각종파일은, 계획 지반고 상부로 돌출된 파일을 적절히 절단하여 파일 두부(머리)정리와 보강이 이루어진 다음에, 그 상부에 기초 콘크리트를 타설을 위한 각종 철근 배근과 콘크리트의 타설 등의 후속 시공이 이루어지게 되며, 이들 지반 보강 파일과 그 상면에 타설된 콘크리트에 의해, 지상에 건설된 각종 구조물은 안정적으로 지지 되는 것이다.

이와 같은 각종 기초지반 보강에 시공된 파일의 두부 정리와 보강 방법으로는, 상기 시공된 중공 파일 내부에 원반 형태의 하부 원형판을 일정깊이로 삽입하고, 이에 보강용 철근을 인입 하여 설치하면서 보강용 철근의 상부는 일정 길이 노출되게 배근하고, 파일 내부에 콘크리트를 타설. 양생하여 기초 파일과 보강용 철근의 일체화 보강이 이루어지게 되고, 이를 위한 다양한 두부보강방법 및 두부 보강 장치 등이 개발되었다.

예를 들어 본 발명인이 출원한 국내특허등록 제 1041565호에서는 하부로 구비되는 원반 형태의 하부원형판과; ‘

’자 단면 형상을 가지고, 측면과 하부면이 관통된 고정공과 끼움공을 각각 형성한 고정구와; 와이어로프 혹은 장볼트 등을 사용하는 지지수단이 각각 구비되어, 하부원형판의 가장자리를 따라 지지수단을 끼움·고정하고, 고정된 지지수단의 타측으로는 고정구를 고정하여, 하부원형판의 상부에 원 형상으로 다수의 고정구가 배치되고, 상기 고정구의 끼움공으로 일정 길이에 굴곡부를 형성한 보강철근을 끼움해 두부 보강 장치를 구성하는 '강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치'가 게시되어 있다.

그러나 본 발명인이 출원한 '강관 파일의 콘크리트 속채움식 두부 보강 장치'에서는 각 구성품들이 간소하지 않아 구성품 관리가 용이하지 않은데, 예를 들어 고정구 또는 지지수단과의 결합을 위해 구성되는 볼트 및 너트 등 작은 구성품들은 시공시 분실되는 문제점이 있으며, 각 구성요소들의 결합이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

그 외 강관파일 두부보강방법에서 여러 문제점이 있는데, 예를 들어 강관파일을 이용한 두부 보강의 경우, 강관의 단부를 덮는 덮개판과 보강용 철근을 고정하기 위한 고정부재 및 보강용 철근과 보강을 위한 단관 등 다량의 구성요소를 가지는데, 이들 각 구성 부품의 제작에 장시간 소요되고, 각 구성품의 제작에 많은 비용이 소요되어, 결국 후행하여 시공되는 구조물의 시공 기간이 길어지고, 시공비가 높아지는 등의 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 분리된 복수의 상부지지판과 강관파일의 연결을 위한 별도의 고정구를 개선한 공법이 도입되었지만, 이 역시 인입되는 보강용 철근의 편심 이동을 방지하기 위해 상부지지판에 통공 된 끼움 공 이외에 하부지지판에 별도의 안착 공을 형성하여, 보강용 철근을 끼움 공과 안착 공에 정확히 안착시켜야 함에 따라 현장 시공작업에 많은 시간이 소요되고, 또, 고정구와 상부지지판을 각각 개별 부품으로 생산하고, 상부지지판을 특수 구조를 가지도록 구성함에 따른 비용상승의 문제점이 있었다.

게다가, 상기와 같이 구성되는 두부 보강 장치의 인입되는 보강용 철근은 전체적으로 직선형상에 적정 위치가 굴곡 된 굴곡부를 형성함으로써, 상기 보강용 철근은 파일 상단에 수평으로 배근 되는 기초 콘크리트용 바닥 철근과의 간섭 발생 시 보강용 철근을 자체 회전하여 간섭을 피할 수 있도록 하는데, 보강용 철근의 직선부가 상부지지판과 고정구에 직선으로 삽입된 다음, 그 상부로 굴곡부가 형성되어야 보강용 철근의 회전이 가능하기 때문에, 보강용 철근의 직선부분의 길이가 긴 쪽을 하부로 하여 이를 강관파일의 내부로 시공되어야 하지만, 시공 시 보강철근의 상부와 하부를 일일이 구분하여 시공하기가 어렵고, 실제 시공현장에서는 작업자들이 대부분 상부와 하부를 구분하지 않고 시공함으로써, 결국 보강용 철근의 회전이 불가능하게 되고, 이에 따라 배근 되는 기초 콘크리트용 각종 바닥 철근의 간섭을 피하는 효과를 충분히 달성할 수 없었다.

또한, 상기와 같은 시공방법은, 강관파일 내로 보강용 철근을 제대로 설치하게 되더라도, 보강용 철근에 대하여 수평으로 배근 되는 기초 콘크리트용 바닥 철근의 최하단부가 보강용 철근의 굴곡부와 동일한 높이로 배근 되기 때문에, 보강용 철근의 굴곡부가 수평으로 배근 되는 기초 콘크리트용 바닥 철근에 걸림 되어 완전히 회전하지 못하고, 그 회전반경을 충분히 확보하지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 상기 보강용 철근의 하단부를 지지하는 하부회전판은 강관파일의 상단에 고정되는 상부지지판 또는 고정구에 와이어로프 등을 통해 서로 연결되어 고정하게 되는데, 이렇게 와이어로프 등의 지지수단을 통해 상부지지판 또는 고정구에 하부회전판의 측면을 일일이 고정하는 방법이 복잡하고, 장시간이 소요되며, 하부회전판이 연결되는 상부지지판 또는 고정구에 높은 힘이 가해져, 상부지지판 또는 고정구가 휘거나 파손되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 강관파일 내부에 삽입되며, 강관파일의 내경에 거의 일치되는 직경을 가진 원판형의 바닥판과; 상·하단이 서로 반대방향으로 절곡된 형태에, 하단은 바닥판에 걸림되고, 상단은 강관파일 상단에 걸림 되는 일정길이를 가진 직선형의 걸이구와; 일정길이를 가진 철근의 중간부에 수평 절곡부를 구비하여 전체적으로 '└┐'형태를 이루는 절곡형 주철근과; 강관파일에 조립된 절곡형 주철근들을 서로 결속하는 결속수단을 구비하고; 상면이 정리된 강관파일의 상부 외주면을 따라서 일정한 간격으로 배치되며, 상기 절곡형 주철근이 삽입되는 관통공을 다수 형성하고; 바닥판에 다수의 걸이구에 연결하여 강관파일 내부로 삽입한 다음, 걸이구의 상단은 강관파일 상단에 걸림 하여, 바닥판이 속이 빈 강관파일의 내부 공간을 폐쇄하도록 고정하고; 소요 수량의 절곡형 주철근은 관통공을 통해 강관파일에 순차 조립하되, 이들 주철근은 수평 절곡부가 관통공에 걸치도록 입설하고; 강관파일에 조립된 다수의 절곡형 주철근 하부를 결속수단으로 결속하여 강관파일의 두부를 보강하도록 함으로써, 강관파일의 외측으로 확장된 절곡형 주철근에 의해 확대기초의 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄이며, 구성 요소의 간소화와 시공의 용이성을 향상한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강을 실현할 수 있는 것이다.

그리고 결속수단으로 강관파일에 조립된 절곡형 주철근의 수평 절곡부들 위에 안착되는 링 형태의 내부 띠 철근을 구성하여, 강관파일에 삽입된 수평 절곡부들과 내부 띠철근을 결속사로 견고히 결속하는 방법 또는, 절곡형 주철근의 수직 절곡부 하단에서 강관파일의 내측 중심축 방향으로 절곡되어 고리형 걸이부를 형성하고, 강관파일의 내측 중심축을 향해 조립된 고리형 걸이부들을 서로 결속할 수 있는 직경을 가진 링형의 내부 띠철근을 구성하여, 내부 띠철근을 절곡형 주철근의 고리형 걸이부들에 조립한 다음 결속사로 견고히 결속하는 방법으로 강관파일에 절곡형 주철근의 간편한 조립과 유동을 방지하여 시공성을 향상하도록 한다.

또한, 절곡형 주철근의 수직 절곡부 하단은 바닥판에 닿는 길이를 가지도록 길게 이어지며, 바닥판의 원주방향 가장자리에 해당하고 절곡형 주철근의 하단부가 위치되는 곳에 "┹┺" 형의 철근 끼움부를 일정간격으로 형성하여, 조립된 절곡형 주철근 하단을 바닥판의 철근끼움부에 각기 끼워 고정함으로써, 강관파일에 절곡형 주철근의 간편한 조립과 유동을 방지하여 시공성을 향상할 수 있는 것이다.

아울러 강관파일의 관통공을 강관파일의 원주방향인 수평방향으로 긴 타원형으로 천공함으로써, 관통공을 통해 강관파일에 삽입된 절곡형 주철근은 강관파일의 원주방향으로 유동할 수 있고, 절곡형 주철근의 회전반경을 확보하여 강관파일의 상부에 형성되는 확대기초용 철근과의 서로 간의 간섭을 최대한 피할 수 있도록 한다.

이러한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법은 강관파일 상부에 관통공을 천공하고, 바닥판과 걸이구, 그리고 절곡형 주철근 및 띠철근을 구성하여 관통공에 절곡형 주철근을 직접 조립함으로써, 종래기술에서와 같은 주철근 고정을 위한 상부 고정판 등의 구성을 간소하여 구성에 따른 비용절감의 효과와 구성품의 관리가 용이한 효과가 있으며, 걸이구와 연결된 바닥판을 강관파일에 삽입하고, 관통공을 통해 절곡형 주철근을 조립하고, 띠철근으로 절곡형 주철근을 결속하는 방법으로, 시공방법이 용이하여 시공시간을 단축하는 효과가 있다.

또한, 강관 파일의 외주면 관통공을 통하여 강관파일에 조립되는 절곡형 주철근은 수평 절곡부에 의하여 강관파일에 걸터앉은 것과 같이 지지 되는데, 이는 절곡형 주철근의 하중을 균등하게 분산함으로써, 절곡형 주철근의 하중이 어느 한 곳에 편중되지 않으며, 또 하중이 원판형 바닥판 내지 직선형의 걸이구에는 전혀 미치지 않음으로써, 걸이구와 바닥판에 하중이 가해지는 것을 방지하고, 또 하중이 집중됨으로 인한 하부 원형판 및 걸이구의 변형방지와 시공과정에서의 안전성을 확보하는 효과가 있다.

그리고 절곡형 주철근의 하부는 '└┐' 형태로 절곡되어 수평 절곡부와 수직 절곡부를 형성함으로써, 지면과 수평되는 수평 절곡부로 인해 절곡형 주철근 상부는 강관파일 외측으로 주철근이 배근되어 확대기초 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또, 강관파일에 조립된 절곡형 주철근들을 내부 띠철근으로 결속함으로써, 결속방법이 용이한 효과가 있으며, 수직 절곡부 하단에 고리형 걸이부를 형성하여 고리형 걸이부들로 내부 띠철근을 걸고 서로 결속함으로써, 결속방법이 용이하면서 견고하게 결속되는 효과가 있고, 바닥판에 철근 끼움부를 형성하여 철근 끼움부 마다 절곡형 주철근 하단을 끼워 고정함으로써, 내부 띠철근 결속을 생략할 수 있으며, 결속방법이 용이한 효과가 있다.

아울러 강관파일의 관통공을 긴 타원형으로 천공함으로써, 관통공에 조립된 절곡형 주철근은 관통공의 타원 안에서 좌우 유동이 가능하여 확대기초 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 피할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따라 두부가 보강된 강관파일의 사시도.
도 2는 본 발명에 따라 강관파일의 두부를 보강하는 구성의 사시도.
도 3은 본 발명에 따라 두부가 보강된 강관파일의 평면도.
도 4는 도 3의 A 확대 단면도.
도 5는 본 발명에 따라 두부가 보강된 강관파일의 단면도.
도 6은 본 발명에 따라 두부가 보강된 강관파일의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따라 두부가 보강된 강관파일의 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따라 강관파일의 두부를 보강하는 구성의 사시도.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따라 두부가 보강된 강관파일의 단면도.

본 발명은 연약지반의 기초보강을 위하여 타설된 강관파일 상부로 기초 콘크리트가 타설되기 전에 선행하여 이루어지는 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법에 관한 것으로서, 강관파일 내부에 삽입되며, 강관파일의 내경에 거의 일치되는 직경을 가진 원판형의 바닥판과; 상·하단이 서로 반대방향으로 절곡된 형태에, 하단은 바닥판에 걸림되고, 상단은 강관파일 상단에 걸림 되는 일정길이를 가진 직선형의 걸이구와; 일정길이를 가진 철근의 중간부에 수평 절곡부를 구비하여 전체적으로 '└┐'형태를 이루는 절곡형 주철근과; 강관파일에 조립된 절곡형 주철근들을 서로 결속하는 결속수단을 구비하고; 상면이 정리된 강관파일의 상부 외주면을 따라 일정한 간격으로 주철근이 삽입되는 관통공을 다수 형성하고; 바닥판에 다수의 걸이구에 연결하여 강관파일 내부로 삽입한 다음, 걸이구의 상단은 강관파일 상단에 걸림 하여, 바닥판이 속이 빈 강관파일의 내부 공간을 폐쇄하도록 고정하고; 소요 수량의 절곡형 주철근은 관통공을 통해 강관파일에 순차 조립하되, 이들 주철근은 수평 절곡부가 관통공에 걸치도록 입설 하고; 강관파일에 조립된 다수의 절곡형 주철근 하부를 결속수단으로 결속하여 강관파일의 두부를 보강한 다음, 내부가 바닥판에 의해 폐쇄된 강관파일 내부에 콘크리트를 타설하도록 함으로써, 강관파일의 외측으로 확장된 절곡형 주철근에 의해 확대기초의 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄이며, 구성 요소의 간소화와 시공의 용이성을 향상한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강을 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법은 강관파일에 관통공을 천공하고, 바닥판과 걸이구, 그리고 절곡형 주철근과 결속수단을 구성한 다음 각 구성을 조립하여 강관파일의 두부를 보강하는데, 먼저 강관파일의 관통공 천공을 설명하고, 바닥판, 걸이구, 절곡형 주철근, 결속수단 순서로 설명한 후, 시공 순서대로 설명하면 다음과 같다.

먼저 강관파일(110)은 두부정리를 한 다음, 상부에 원주면을 따라 절곡형 주철근(140)이 조립되는 관통공(111)을 일정 간격으로 천공하는데, 도 2에서 도시한 바와 같이 관통공(111)의 위치는 상단에서 50 내지 60㎜ 아래이며, 강관파일(110)에 천공되는 관통공(111)의 개수는 8개가 바람직하다.

그리고 관통공(111)을 강관파일(110)의 원주방향에 해당하는 수평방향으로 긴 타원형으로 천공하여 도 4에서 도시한 바와 같이 강관파일(110)에 조립되는 절곡형 주철근(140)이 원주방향으로 유동할 수 있도록 한다.

다음으로 바닥판(120)은 강관파일(110) 내부로 주입되는 콘크리트의 바닥을 이루는 바닥판으로 원판형을 이루며, 타설되는 콘크리트의 하중을 견딜 수 있는 강도의 소재로 구성되는데, 2 내지 3㎜ 두께의 철판이 바람직하다.

그리고 바닥판(120)은 후술되는 걸이구(130)와의 연결을 위해 테두리를 따라 일정간격으로 지지공(121)을 형성하는데, 이 지지공(121)의 개수는 4개가 바람직하다.

아울러, 도 8에서 도시한 바와 같이 후술되는 절곡형 주철근(140)의 단부가 끼워 고정되는 '┹┺'단면 형태의 철근 끼움부(122)를 바닥판(120)의 가장자리 따라 일정간격으로 형성하는데, 이 철근 끼움부(122)의 개수는 관통공(111)와 같이 8개가 바람직하다.

다음으로 걸이구(130)는 바닥판(120)과 연결되어 강관파일(110) 상단과 바닥판(120) 간의 거리를 유지시키는 것으로, 지면과 수직되는 직선의 걸이구(130)는 도 6에서 도시한 바와 같이 상·하단이 서로 반대방향으로 절곡되어 '∫'형태를 형성하는데, 하단에서 절곡되어 바닥판(120)을 지지하는 바닥판걸이(131)와 상단에서 절곡되어 강관파일(110) 상단 외측을 걸 수 있는 파일걸이(132)를 형성한다.

그리고 걸이구(130)는 타설되는 콘크리트의 하중을 견딜 수 있는 강도의 소재로 구성되는데, 10㎜ 직경의 철근으로 구성되며, 걸이구(130)의 개수는 4개가 바람직하다.

아울러 바닥판(120)과 걸이구(130)를 일체로 구성할 수도 있다.

다음으로 절곡형 주철근(140)은 도 8에서 도시한 바와 같이 지면과 수직을 이루는 철근에서 하부가 '└┐'형태가 되도록 직각 방향으로 두 번 절곡되어 지면과 수평을 이루는 수평 절곡부(141)와 지면과 수직을 이루는 수직 절곡부(142)를 형성하는데, 수평 절곡부(141)의 길이는 140㎜가 바람직하며, 수직 절곡부(142)의 길이는 90㎜ 이상이 바람직하다.

그리고 수직 절곡부(142)는 도 9에서 도시한 바와 같이 바닥판(120)의 철근 끼움부(122)에 끼워 고정되도록 바닥판(120)이 위치할 곳까지 닿는 길이를 형성하거나, 도 2에서 도시한 바와 같이 수직 절곡부(142)에서 강관파일(110)의 내측 중심축 방향으로 한 번 더 절곡되어 상부로 걸 수 있는 고리형 걸이부(143)를 형성할 수 있다.

이때, 고리형 걸이부(143)는 후설되는 링 형태의 내부 띠철근(151)이 안착할 수 있도록 수직 절곡부(142)와 고리형 걸이부(143)가 이루는 최대 각은 직각이며, 상부로 링이나 띠철근 등을 걸 수 있는 형태로 형성하는데, 강관파일(110)의 관통공(111) 내부로 삽입이 용이한 각도 및 형태로 절곡된다.

그리고 고리형 걸이부(143)를 형성한 절곡형 주철근(140)에서 수평 절곡부(141)와 수직 절곡부(142)의 길이는 90㎜가 바람직하며, 고리형 걸이부(143)의 길이는 70㎜가 바람직하다.

아울러 절곡형 주철근(140)은 19 내지 22㎜ 직경의 이형철근으로 구성되며 절곡형 주철근(140)의 개수는 8개가 바람직하고, 절곡형 주철근(140) 상부의 길이는 걸이구(130)의 길이 즉, 강관파일(110) 내부에 채워지는 콘크리트의 깊이와 같은 것이 바람직하다.

다음으로 결속수단은 강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140) 하부를 결속하는 것으로 강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140)의 수평 절곡부(141)들이 이루는 내측 원과 같은 내부 띠철근(151)을 구성하거나, 강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140)의 고리형 걸림부(143)들을 서로 결속할 수 있는 직경을 가진 링 형태의 내부 띠철근(151)을 구성한다.

이와 같이 강관파일(110) 상부에 관통공(111)을 천공하고 바닥판(120)과 걸이구(130)와 절곡형 주철근(140) 및 결속수단을 구성한 후, 다음의 시공방법 순서로 먼저, 바닥판(120)의 지지공(121) 마다 걸이구(130)의 바닥판걸이(131)을 걸어서 바닥판(120)과 걸이구(130)을 연결하여 강관파일(110) 내부로 삽입하되, 걸이구(130)의 파일걸이(132)로 강관파일(110) 상단을 걸어 고정함으로써, 강관파일(110) 상단과 바닥판(130) 간의 거리를 유지한다.

다음, 강관파일(110)의 관통공(111)마다 절곡형 주철근(140) 삽입하되, 강관파일(110)의 외면에서 절곡형 주철근(140)의 하부부터 삽입하여 수평 절곡부(141)가 관통공(111)에 걸치도록 조립한다.

여기서 바닥판(120)에 철근 끼움부(122)가 형성되고, 절곡형 주철근(140)의 수직 절곡부(142)가 바닥판(120)까지 닿을 경우, 절곡형 주철근(140)의 하단을 철근 끼움부(122)에 끼워 고정한다.

다음, 강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140)의 수평 절곡부(141)들 위에 내부 띠철근(151)을 안착시킨 후, 결속사로 수평 절곡부(141)와 내부 띠철근(151)을 서로 결속하는데, 바닥판(120)에 철근 끼움부(122)를 형성하여 절곡형 주철근(140)을 끼워 고정하는 경우, 내부 띠철근(151)으로 결속 유무는 선택사항이며, 고리형 걸이부(143)를 형성하는 절곡형 주철근(140)의 경우, 고리형 걸이부(143)로 내부 띠철근(151)을 걸고, 결속사로 고리형 걸이부(143)와 내부 띠철근(151)을 서로 결속한다.

다음, 통상적인 콘크리트 속채움식 강관파일의 두부보강방법처럼 절곡형 주철근(140)들의 상부를 띠철근(150)으로 외부에서 감싸 150㎜의 높이 간격으로 고정한다.

그 후, 확대기초 콘크리트 타설을 위해 확대기초 바닥철근(200)을 배근시 절곡형 주철근(140)에 의해 간섭받을 경우, 도 4에서 도시한 바와 같이 절곡형 주철근(140)을 타원형의 관통공(111)을 따라 회전하여 간섭을 피한다.

이러한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법은 강관파일 상부에 관통공을 천공하고, 바닥판과 걸이구, 그리고 절곡형 주철근 및 띠철근을 구성하여 관통공에 절곡형 주철근을 직접 조립함으로써, 종래기술에서와 같은 주철근 고정을 위한 상부 고정판 등의 구성을 간소하여 구성에 따른 비용을 절감 하는 특징과 구성품의 관리가 용이한 특징이 있으며, 걸이구와 연결된 바닥판을 강관파일에 삽입하고, 관통공을 통해 절곡형 주철근을 조립하고, 띠철근으로 절곡형 주철근을 결속하는 방법으로, 시공방법이 용이하여 시공시간을 단축하는 특징이 있다.

또한, 강관 파일의 외주면 관통공을 통하여 강관파일에 조립되는 절곡형 주철근은 수평 절곡부에 의하여 강관파일에 걸터앉은 것과 같이 지지 되는데, 이는 절곡형 주철근의 하중을 균등하게 분산함으로써, 절곡형 주철근의 하중이 어느 한 곳에 편중되지 않으며, 또 하중이 원판형 바닥판 내지 직선형의 걸이구에는 전혀 미치지 않음으로써, 걸이구와 바닥판에 하중이 가해지는 것을 방지하고, 또 하중이 집중됨으로 인한 하부 원형판 및 걸이구의 변형방지와 시공과정에서의 안전성을 확보하는 특징이 있다.

그리고 절곡형 주철근의 하부는 '└┐' 형태로 절곡되어 수평 절곡부와 수직 절곡부를 형성함으로써, 지면과 수평되는 수평 절곡부로 인해 절곡형 주철근 상부는 강관파일 외측으로 주철근이 배근되어 확대기초 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄일 수 있는 특징이 있다.

또, 강관파일에 조립된 절곡형 주철근들을 내부 띠철근으로 결속함으로써, 결속방법이 용이한 특징이 있으며, 수직 절곡부 하단에 고리형 걸이부를 형성하여 고리형 걸이부들로 내부 띠철근을 걸고 서로 결속함으로써, 결속방법이 용이하면서 견고하게 결속되는 특징이 있고, 바닥판에 철근 끼움부를 형성하여 철근 끼움부 마다 절곡형 주철근 하단을 끼워 고정함으로써, 내부 띠철근 결속을 생략할 수 있으며, 결속방법이 용이한 특징이 있다.

아울러 강관파일의 관통공을 긴 타원형으로 천공함으로써, 관통공에 조립된 절곡형 주철근은 관통공의 타원 안에서 좌우 유동이 가능하여 확대기초 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 피할 수 있는 특징이 있다.

110: 강관파일 111: 관통공 120: 바닥판
121: 지지공 122: 철근 끼움부 130: 걸이구
131: 바닥판걸이 132: 파일걸이 140: 절곡형 주철근
141: 수평 절곡부 142: 수직 절곡부 143: 고리형 걸이부
150: 띠철근 151: 내부 띠철근 200: 확대기초 바닥철근

Claims (5)

1. 통상의 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법에 있어서,
   원판형으로 강관파일(110)에 삽입되는 바닥판(120)과; 하단으로 바닥판(120)과 연결되며 상단으로 강관파일(110)에 걸 수 있는 걸이구(130)와; 지면과 수직을 이루는 철근에서 하부가 '└┐'형태로 절곡되어 지면과 수평을 이루는 수평 절곡부(141)와 지면과 수직을 이루는 수직 절곡부(142)를 형성하는 절곡형 주철근(140)과; 절곡형 주철근(140)의 하부를 결속하는 결속수단을 구비하고;
   강관파일(110)의 상부 원주면를 따라 절곡형 주철근(140) 조립용 관통공(111)을 일정 간격으로 천공한 다음;
   다수의 걸이구(130)가 연결된 바닥판(120)을 강관파일(110) 내부에 삽입하여 걸이구(130) 상단은 강관파일(110)에 걸어 고정하고;
   상기 절곡형 주철근(140)들은 강관파일(110) 외면에서 관통공(111)을 통해 끼워져 수평 절곡부(141)가 관통공(111)에 걸치도록 조립되며;
   강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140)들의 하부를 결속수단으로 견고히 결속하여 강관파일의 두부를 보강함으로써,
   강관파일의 외측으로 확장된 절곡형 주철근에 의해 확대기초의 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄이며, 구성 요소의 간소화와 시공의 용이성을 향상한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 결속수단으로 링 형태의 내부 띠철근(151)을 구비한 다음, 이를 강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140)의 수평 절곡부(141)들 위에 안착시킨 다음, 수평 절곡부(141)와 내부 띠 철근(151)을 결속사로 서로 결속함으로써,
   강관파일에 절곡형 주철근들을 간편히 조립하여, 시공성을 향상함을 특징으로 하는 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 절곡형 주철근(140)은, 수직 절곡부(142) 하단에서 강관파일(110)의 내측 중심축 방향으로 절곡되어 고리형 걸이부(143)를 형성하고,
   상기 결속수단은, 강관파일(110)의 내측 중심축을 향해 조립된 고리형 걸이부(143)들을 서로 결속할 수 있는 직경을 가진 링 형태의 내부 띠철근(151)을 구성하여,
   상기 내부 띠철근(151)을 절곡형 주철근(40)의 고리형 걸이부(143)들에 조립한 다음 결속사로 견고히 결속함으로써,
   강관파일에 절곡형 주철근의 간편한 조립과 유동을 방지하여 시공성을 향상함을 특징으로 하는 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 절곡형 주철근(140)은, 수직 절곡부(142) 하단이 바닥판(120)에 닿는 길이를 가지도록 길게 이어지며,
   바닥판(120)의 원주방향 가장자리에 해당하며, 절곡형 주철근(140)의 하단이 위치되는 곳에 "┹┺" 형의 철근 끼움부(122)를 일정간격으로 형성하여,
   강관파일(110)에 조립된 절곡형 주철근(140) 하단을 바닥판(120)의 철근끼움부(122)에 각기 끼워 고정함으로써,
   강관파일에 절곡형 주철근의 간편한 조립과 유동을 방지하여 시공성을 향상함을 특징으로 하는 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   강관파일(110)의 관통공(111)은, 강관파일(110)의 원주방향에 해당하는 수평방향으로 긴 타원형으로 구성하고, 이 타원형 관통공(111)에 절곡형 주철근(140)을 조립함으로써,
   조립된 절곡형 주철근은 강관파일의 원주방향으로 유동성을 확보할 수 있어 확대기초 바닥철근 배근시 서로 간의 간섭을 줄이며, 필요한 구성 요소의 간소화와 시공의 용이성을 향상한 콘크리트 속채움식 강관파일 두부보강방법.

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