WO2011132894A2

WO2011132894A2 - 강관파일 두부 보강 조립체

Info

Publication number: WO2011132894A2
Application number: PCT/KR2011/002741
Authority: WO
Inventors: 최성희
Original assignee: Choi Seong-Hee
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2011-10-27
Also published as: WO2011132894A3; KR20110116905A; KR101126131B1

Abstract

본 발명은 강관파일 두부 보강 조립체에 관한 것으로, 지반 보강을 위해 타설된 강관의 상단부를 보강하는 기초 공사용 강관의 상단부 보강구조에 관한 것으로, 강관의 상단부에 설치되는 수직철근에 끼워져 강관의 상부에 안착되고 강관둘레의 바깥 방향으로 돌출되는 날개부를 설치하여 기초부의 콘크리트에 매설되도록 함으로써, 기초부 형성을 위한 철근 배근시 강관에 설치되는 철근량을 줄여주면서 상부 구조물을 지지하기 위한 안정적인 기초부가 형성될 수 있도록 하는 강관파일 두부 보강 조립체를 제공함에 있다. 상기 목적 달성을 위한 본 발명은 지반에 매립된 강관파일 내부에 콘크리트 주입을 방지하기 위해 설치되는 받침판과, 상기 강관파일에 수직하게 설치되는 다수의 수직 철근 및 상기 수직철근을 연결해주는 띠 철근을 포함하는 강관파일 두부 보강 조립체에 있어서, 상기 수직철근에 끼워져 강관파일의 상단에 안착되고 강관파일 둘레의 외측 방향으로 돌출됨으로써 기초 확대 콘크리트의 구조적인 안정성 및 내구성을 향상시켜주는 날개부를 더 포함하여 구성되는 그 기술적 요지로 한다.

Description

강관파일 두부 보강 조립체

본 발명은 강관파일 두부 보강 조립체에 관한 것으로, 강관파일의 상부에 설치되는 수직철근에 끼워져 강관의 상부에 안착되고 강관둘레의 바깥 방향으로 돌출되는 날개부를 설치하여 기초부의 콘크리트에 매설되도록 함으로써, 인발하중과 더불어 수직하중을 분산시켜주고, 응력집중현상을 완화해 주게 되며 이로 인해 기초부 형성을 위한 철근 배근시 강관에 설치되는 철근량을 줄여주면서 상부 구조물을 지지하기 위한 안정적인 기초부가 형성될 수 있도록 하는 강관파일 두부 보강 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 교량을 축조할 때 또는 연약 지반 위에 구축을 축조할 때 지반을 보강하기 위해서 하나로 강관파일을 일정 간격으로 박아 지반을 보강할 수 있다.

상기 강관파일을 해머 등으로 지면에 박아 기초를 다지며 강관의 상부에 다수개의 수직철근과 원형 띠 철근을 배근하여 두부보강 조립체를 형성한 후에 두부보강 조립체에 수평 가로 및 세로 연결 철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 기초부를 형성하여 지반을 보강하는 것을 볼 수 있다.

종래 강관파일의 두부 보강 방법으로는 여러 가지 것들을 볼 수 있다.

그 일례로 강관파일의 내주면에 보강판을 용접하고 덮개판을 강관파일의 상단에 용접하고 철근을 덮개판 둘레에 용접하는 방식으로 덮개판을 강관파일의 상단에 설치하는 방법이 있다.

이와 같은 방식은 현장에서 작업자가 덮개판 및 철근을 일일이 용접해야 하므로 노동력과 생산비가 증가 될 뿐만 아니라 용접 열로 인해 용접부의 변형, 균열 조직 약화 및 부식이 유발될 수 있고, 적은 용접 면적으로 인해 용접이 탈락 될 수도 있으며, 수직하중에 취약하여 구조물의 부실을 야기할 수 있는 단점을 갖게 된다.

또 다른 예로는 볼트식 강관 말뚝 두부 보강 공법이 있다.

이것은 유압 타공기로 강관파일 측면에 다수개의 볼트 구멍을 타공하고 볼트식 강관 말뚝 두부 보강 덮개판을 강관 내부에 삽입하고 강관파일 측면에 볼트를 조립하고, 지반에서 버팀 콘크리트를 타설하며, 확대 기초 하부 주철근과 배력 철근을 조립하고, 통상의 수직 연결 철근과 나사를 원형 덮개판에 체결하는 볼트식 강관 말뚝 보강 공법을 볼 수 있다.

이와 같은 공법에 있어서는 현장 용접 공정이 없으며, 미리 만들어진 덮개판을 사용함으로 시공시간의 단축 효과는 기대되나, 체결 고정을 위한 너트 등의 부자재 등이 많이 소요되며, 볼트식으로 체결하기 위해 나사산을 가공하는데 많은 비용 및 시간이 소요되는 단점을 갖는 것을 볼 수 있다.

또한, 강관파일 내측에 십자형 보강판을 삽입하고 이를 강관 내부와 용접하고, 원형덮개판과 강관 말뚝 두부를 서로 용접하며 다수개의 수직 연결 철근을 강관파일의 바깥 측면 둘레에 필렛 용접하고, 그 후 가로, 세로 확대 기초 철근을 조립하고 그 위에 콘크리트를 타설하는 방법이 있다.

이는 강관파일 내측으로 콘크리트 채움이 불필요하지만 현장에서 용접을 하는 번거로움과 가로, 세로, 확대 기초 철근 조립이 힘들며, 수송의 어려움과 공사비가 많이 소요되는 단점을 갖게 되며, 동시에 미끄럼 방지턱 장치가 별도로 필요하게 된다.

한편 이러한 강관파일을 이용한 지반 보강시 두부보강 구조는 조립을 마친 후 기초부의 콘크리트에 매몰되고, 기초부의 콘크리트와 일체가 되어 상부 구조물을 지지하는 역할을 담당하게 되는데, 말뚝 기초 구조물의 강도 및 내구성을 담보하고 자재의 효율적인 운용을 하기 위해서는, 두부보강 조립체의 각 부재의 응력이 골고루 분포됨으로써 응력집중이 일어나지 않는 구조를 취하는 것이 바람직하며, 종래는 이러한 응력집중 현상을 완화시키기 위하여 강관의 상단부 보강시 수직철근, 원형의 띠 철근의 설치 개소를 증가시키고 철근의 굵기를 보다 굵게 함으로써 철근의 과다 투입으로 인한 자재비가 증가되어 공사비용이 증가되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 지반 보강을 위해 타설된 강관의 상단부를 보강하는 기초 공사용 강관의 상단부 보강구조에 관한 것으로, 강관의 상단부에 설치되는 수직철근에 끼워져 강관의 상부에 안착되고 강관둘레의 바깥 방향으로 돌출되는 날개부를 설치하여 기초부의 콘크리트에 매설되도록 함으로써, 기초부 형성을 위한 철근 배근시 강관에 설치되는 철근량을 줄여주면서 상부 구조물을 지지하기 위한 안정적인 기초부가 형성될 수 있도록 하는 강관파일 두부 보강 조립체에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 지반에 매립된 강관파일 내부에 콘크리트 주입을 방지하기 위해 설치되는 받침판과, 상기 강관파일에 수직하게 설치되는 다수의 수직 철근 및 상기 수직철근을 연결해주는 띠 철근을 포함하는 강관파일 두부 보강 조립체에 있어서, 상기 수직철근에 끼워져 강관파일의 상단에 안착되고 강관파일 둘레의 외측 방향으로 돌출됨으로써 기초 확대 콘크리트의 구조적인 안정성 및 내구성을 향상시켜주는 날개부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 날개부는, 상기 강관파일의 상부에 안착되어 강관파일 둘레의 외측방향으로 돌출됨으로써 기초 확대 콘크리트의 타설시 구조적인 안정성 및 내구성이 향상되도록 하는 상부판; 상기 상부판에 형성되어 날개부가 수직철근에 끼워질 수 있도록 구성되는 관통홀; 상기 상부판에 수직방향으로 형성되고 상기 강관파일의 내부에 삽입되어 강관파일의 내주면에 부착됨으로써 날개부가 수평한 상태로 고정될 수 있도록 하는 지지판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 관통홀은 다양한 형태로 조립되는 수직철근에 대응하여 날개부가 소정의 유격을 갖고 삽입 가능하도록 장공형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 강관파일의 두부 보강시 수직철근에 끼워지고 강관파일의 상부에 부착되도록 날개부를 더 설치함으로써 인발하중과 수직하중을 분산시켜 충분히 견딜 수 있게 되고 응력집중 현상을 완화해 주게 되어 기초부 형성을 위한 철근 배근시 강관파일에 설치되는 철근량을 줄여주면서 상부 구조물을 지지하기 위한 안정적인 기초부가 형성될 수 있도록 하는 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명의 일실시예 의한 강관파일 두부 보강 조립체를 나타낸 사시도,

도 2 는 본 발명의 일실시예에 강관파일 두부 보강 조립체를 나타낸 단면도,

도 3 은 본 발명의 일실시예에 의한 강관파일 두부 보강 조립체에 기초철근을 연결한 상태를 나타낸 예시도,

도 4 는 본 발명에 의한 날개부를 나타낸 사시도,

도 5 는 본 발명에 의한 날개부를 나타낸 측면도.

(부호의 설명)

(10) : 강관파일 (11) : 체결구멍

(20) : 받침판 (21) : 관통홀

(30) : 연결철근 (40) : 수직철근

(41) : 절곡부 (50) : 띠철근

(60) : 날개부 (61) : 상부판

(62) : 지지판 (63) : 관통홀

(64) : 결속선 (70) : 기초철근

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예 의한 강관파일 두부 보강 조립체를 나타낸 사시도, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 강관파일 두부 보강 조립체를 나타낸 단면도, 도 3 은 본 발명의 일실시예에 의한 강관파일 두부 보강 조립체에 기초철근을 연결한 상태를 나타낸 예시도로서,

본 발명의 강관파일 두부보강 조립체는 강관파일(10) 내부에 설치되어 강관파일(10) 내부로 콘크리트가 주입되는 것을 방지하는 받침판(20)과, 상기 강관파일(10)에 수직하게 설치되는 다수의 수직철근(40) 및 상기 다수의 수직철근(40)들을 감싸 연결해주는 띠철근(50)과, 상기 수직철근(40)에 끼워져 강관파일(10)의 상단에 안착되고 강관파일(10) 둘레의 외측 방향으로 돌출됨으로써 기초부의 구조적인 안정성 및 내구성을 향상시켜주는 날개부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 날개부(60)는, 도 4, 5에서와 같이 상기 강관파일(10)의 상부에 안착되어 강관파일(10) 둘레의 외측방향으로 돌출됨으로써 기초부의 콘크리트의 타설시 구조적인 안정성 및 내구성이 향상되도록 하는 상부판(61)과, 상기 상부판(61)에 형성되어 날개부(60)가 수직철근(40)에 끼워질 수 있도록 하는 관통홀(63)과, 상기 상부판(61)에 수직방향으로 형성되고 상기 강관파일(10)의 내부에 삽입되어 강관파일(10)의 내주면에 부착됨으로써 날개부가 수평한 상태로 고정될 수 있도록 하는 지지판(62)을 포함하여 구성된다.

이러한 날개부(60)는 수직철근(40) 및 띠철근(50)에 가해지는 인발하중과 더불어 수직하중을 분산시켜, 강관에 직접 전달되는 하중량을 높여 줌으로서, 상대적으로 작은 량의 하중이 수직보강철근(40)에 걸리게 함으로서 응력집중현상을 완화해 주게 된다.

상기 날개부(60)에 형성된 관통홀(21)은 다양한 형태로 조립되는 수직철근에 대응하여 날개부(60)가 소정의 유격을 갖고 삽입 가능하도록 장공형태로 형성된다.

또한 이러한 날개부(60)는 도 1 에서와 같이 철선과 같은 결속선(64)으로 상기 수직보강철근(40)에 묶어 줌으로써 강관파일(10) 상에 견고히 고정되는 것으로, 결속선(64)을 이용한 나머지 날개부(60)의 고정구조의 도시는 생략한다.

이와 같이 본 발명의 강관파일 두부보강 조립체는 날개부(60)를 통해 하중을 분산시켜 주고 응력집중현상을 완화해 줌으로써, 기초철근(70)과 연결하기 위한 수직철근(40)과 띠철근(50)의 설치개수를 줄여 주고, 또한 수직철근(40)과 띠철근(50)의 배근 시 기존에 사용하는 것 보다 작은 직경의 수직철근(40)과 띠철근(50)을 사용이 가능하여 자재비를 절감할 수 있게 되는 것이다.

한편 강관파일(10)의 상부 둘레에는 상기 연결철근(30)의 타측단이 걸려지고, 상기 수직철근(40)이 끼워질 수 있도록 소정의 간격으로 다수의 체결구멍(11)이 형성되어 있다.

상기 받침판(20)은 원형의 형태를 가지고 상기 강관파일(10) 내부에 삽입되어 기초부의 콘크리트 타설시 콘크리트가 강관파일(10) 내부로 주입되는 것을 방지해주게 된다.

또한 상기 받침판(20)에는 상기 연결철근(30)이 끼워질 수 있도록 다수의 관통홀(21)이 형성되어 있다.

한편 상기 수직철근(40)은 상기 강관파일(10)에 형성된 체결구멍(11)에 체결되어 고정될 수 있도록 사다리꼴 형태의 절곡부(41)가 형성되고, 상기 절곡부(41)의 일측은 강관파일(10)의 내부에 삽입되고 타측은 강관파일(10) 상부로 연장되어 기초부 형성시 배근되는 기초철근(70)과 연결된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 강관파일 두부보강 조립체를 보다 상세히 설명함과 동시에 그 작용을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 강관파일(10)을 이용한 지반 보강 공사는 대상 지면에 강관파일(10)을 항타하여 매립하거나 드릴링하여 지면에 구멍을 천공한 다음 이에 강관파일(10)을 매립하고, 강관파일(10)의 두부를 일정한 높이로 절단하여 수평을 맞추며 각각의 강관파일(10) 내측에 타설하는 콘크리트의 낙하를 저지하기 위하여 받침판(20)을 설치하며, 강관파일(10)의 두부에 다수의 수직철근(40) 및 띠철근(50)을 설치하며 가로, 세로 방향으로 배근되는 기초철근(70)을 이용하여 다른 강관파일(10)을 서로 연결해 주고 콘크리트를 타설하여 기초부를 형성함으로써 지반을 보강하게 되는 것이다.

본 발명은 상기 수직철근(40) 설치 후 수직철근(40)에 끼워지도록 날개부(60)를 더 설치하여 강관파일(10)의 상부에 안착시켜 부착해줌으로써, 인발하중과 수직하중을 분산시켜 주고, 응력집중현상을 완화해 줌으로써, 수직철근(40)과 띠철근(50)의 설치개수를 줄여 주고, 또한 수직철근(40)과 띠철근(50)의 배근시 기존에 사용하는 수직철근(40)과 띠철근(50)의 직경보다 작은 작은 직경의 수직철근(40)과 띠철근(50)을 사용할 수 있어 자재비를 절감할 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명의 날개부는 강관파일(10)의 두부보강을 위해 강관파일(10)에 다양한 형태로 조립되는 수직철근에 삽입되어 강관파일(10)의 상부에 안착 고정되도록 설치되어 안정적인 기초부를 형성할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

지반에 매립된 강관파일 내부에 콘크리트 주입을 방지하기 위해 설치되는 받침판과, 상기 강관파일에 수직하게 설치되는 다수의 수직 철근 및 상기 수직철근을 연결해주는 띠 철근을 포함하는 강관파일 두부 보강 조립체에 있어서,

상기 수직철근에 끼워져 강관파일의 상단에 안착되고 강관파일 둘레의 외측 방향으로 돌출됨으로써 기초 확대 콘크리트의 구조적인 안정성 및 내구성을 향상시켜주는 날개부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 날개부는,

상기 강관파일의 상부에 안착되어 강관파일 둘레의 외측방향으로 돌출됨으로써 기초 확대 콘크리트의 타설시 구조적인 안정성 및 내구성이 향상되도록 하는 상부판;

상기 상부판에 형성되어 날개부가 수직철근에 끼워질 수 있도록 구성되는 관통홀;

상기 상부판에 수직방향으로 형성되고 상기 강관파일의 내부에 삽입되어 강관파일의 내주면에 부착됨으로써 날개부가 수평한 상태로 고정될 수 있도록 하는 지지판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강 조립체.
제 2 항에 있어서,

상기 관통홀은 다양한 형태로 조립되는 수직철근에 대응하여 날개부가 소정의 유격을 갖고 삽입 가능하도록 장공형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 강관파일 두부 보강 조립체.