KR200325147Y1 - 강관 파일 머리부와 콘크리트 바닥슬래브의 보강결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토목 또는 건축 구조물의 기초 지반에 근입되는 강관 파일과 그 강관 파일 상부에 타설되는 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트 바닥슬래브와의 결합구조에 관한 것으로, 강관 파일과 콘크리트 바닥슬래브간의 결합을 일체화된 하나의 체결부재에 의해 견고하게 체결되게 함은 물론, 상기 체결부재 또한 강관 파일에 간편하게 지지 고정되게 함으로서,

연결철근을 갖는 체결부재에 의해 강관파일과 확대기초 또는 전면기초 바닥슬래브와의 결합력을 크게 향상시키면서도, 고정바에 의해 파일의 미끌림 현상이 방지되게 하며, 체결부재와 속채움 콘크리트에 의해 외력(휨모멘트와 전단력)으로부터 보다 안정된 지지력을 갖는 강관 파일 머리부와 콘크리트 바닥슬래브의 보강결합구조에 대한 것이다.

Description

강관 파일 머리부와 콘크리트 바닥슬래브의 보강결합구조 {reinforced structure combining the head of steel pipe pile with concrete foundation}

본 고안은 토목 또는 건축 구조물의 기초 지반에 근입되는 강관 파일과 그 강관 파일 상부에 양생되는 콘크리트 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트슬래브간의 결합구조에 관한 것으로, 특히 강관 파일의 머리부 선단에 별도의 체결부재를 다수의 고정바에 의해 결합함으로서, 강관 파일과 콘크리트 바닥슬래브간의 견고하고 안정된 결합에 의해 내진성능이 크게 향상됨은 물론, 휨모멘트 및 전단력으로부터 안정된 지지력을 갖게 하며, 보다 신속하고 경제적인 시공이 이루어지는 것이며, 지하수에 의해 발생하는 강관 파일 및 바닥슬래브간의 결합부 부식을 완전히 방지하여 구조물의 수명을 크게 연장시키는 것이다.

토목, 건축 구조물이나 교량의 교각 또는 기초의 경우 지지층이 깊을 경우 상기 구조물의 하중을 충분히 지지하기 위해 강관 또는 콘크리트 파일들을 지지층까지 근입시켜 시공한 후, 이들 파일 상부에 콘크리트 바득슬래브를 형성하여 각종 구조물을 시공하게 되는 것이다.

상기한 강관 파일의 경우에는 주로 토목 건설 현장이나 교량 건설현장에서 주로 사용되는 것으로서, 항타기를 이용하여 파일 선단을 강타하는 방법으로 목적지반에 강관 파일을 근입시키는 것이며,

콘크리트 파일의 경우에는 건축 구조물과 같이 시내 중심가에서 작업을 하여야 하는 경우 천공장비를 이용하여 파일 삽입공을 천공한 후 콘크리트 파일을 삽입함으로서 소음 및 진동이 발생하지 않도록 하고 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 콘크리트 파일의 경우에는 항타기에 의한 근입이 불가능하고 근입된 상태에서도 그 파일의 머리부를 파쇄하여 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트 바닥슬래브와 결합시켜야 하므로 머리부의 파쇄공정에서 콘크리트 파일의 종방향 균열이 발생하므로, 머리부 보강 결합공사에서는 균열에 취약한 콘크리트 파일 대신 기계적 강도가 우수한 강관 파일을 주로 사용하고 있다.

이러한, 강관 파일을 이용한 머리부 보강결합구조는 도 4의 도시와 같이, 강관 파일(100)의 내부에 일정 높이로 메움토(101)를 채우고, 그 메움토(101)의 상측 즉, 강관 파일(100)의 선단 내측에는 다수의 연결철근(102)(102')을 갖는 체결부재를 삽입하여 이에 의해 강관 파일(100)과 콘크리트 바닥슬래브(103)간의 견고한 결합이 이루어지도록 시공하고 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 시공방법은 지반의 부등침하에 따라 강관 파일과 확대기초 또는 전면기초 바닥슬래브와의 결합성 저하의 문제점이 있는 것이며, 이러한 부등침하에 의한 파일과 기초슬래브와의 결합력 저하는 구조물이 기울어지거나 균열이 발생하는 요인으로 직접 작용하는 것으로서, 이러한 전단변형으로 인한 결합력 저하를 방지하기 위해서는 파일 선단부와 기초간의 결합구조를 개선하여 견고한 결합이 이루어지도록 하여야 하는 것이다.

따라서, 강관 파일의 머리부 보강방법을 통해 보다 견고한 결합이 이루어지도록 제안된 바, 국내 특허등록 제306028호 및 국내 특허출원 2002년 제273580호와같이 다양한 방법에 의해 파일 머리부 보강 결합구조가 제안되었으나, 이들 보강 결합구조는 모두 작업공정이 매우 까다롭고 번거로워 공사기간을 지연시킴은 물론 대수의 인력과 장비를 요구하는 문제점이 있는 것이다.

즉, 상기한 보강 결합구조는 강관 파일과 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트 바닥슬래브간의 견고한 결합을 위한 다수의 연결철근과 상기 연결철근을 각각 연결하기 위한 결속링, 상기 연결철근을 지지하는 바닥프레임, 상기 바닥프레임으로부터 이격되어 고정되는 차단판, 상기 이격프레임의 내측에 형성되는 돌조상의 미끄럼방지구 등 다수의 구성품으로 이루어진 것으로서, 원가상승의 직접적인 요인은 물론, 현장에서 강관 파일의 상부 측주면에 결합 나사공을 형성하여 다수의 부품을 각기 조립하여야 함은 물론, 분리된 각각의 구성품을 용접하여 결합하여야 하므로 작업시간이 매우 오래 소요되면서도 필요인력을 다수 요구하므로 매우 비경제적인 시공이 되는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 강관 파일과 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트 바닥슬래브간의 결합을 일체화된 하나의 체결부재에 의해 견고하게 체결되게 함은 물론, 상기 체결부재 또한 강관 파일에 간편하게 지지 고정되게 함으로서,

연결철근을 갖는 체결부재에 의해 파일 및 기초간의 결합력을 크게 향상시키면서도, 고정바에 의해 콘크리트 바닥슬래브와 파일의 전단변형이 방지되게 하며,체결부재와 속채움 콘크리트에 의해 외력(휨모멘트와 전단력)으로부터 보다 안정된 지지력을 갖는 강관 파일 머리부와 콘크리트 바닥슬래브의 보강결합구조를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 강관 파일 머리부를 보인 분리사시도

도 2는 본 고안에 따른 강관 파일 머리부를 보인 절개사시도

도 3은 본 고안에 따른 보강결합구조를 보인 시공측단면도

도 4는 종래 강관 파일과 콘크리트 바닥슬래브간의 결합구조를 보인 시공측단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 강관 파일 2,2' : 삽입공

3,3' : 고정바

10 : 체결부재 11 : 차단판

12,12' : 수직고정봉 13 : 고정코일

14,14' : 연결철근

20 : 콘크리트 바닥슬래브 21 : 목적지반

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안 강관 파일의 머리부에 결합되는 체결부재를 분리도시한 사시도이고, 도 2는 그 결합상태의 절개사시도이다.

강관 파일(1)의 상부 선단에 다수의 연결철근(14)(14')을 갖는 체결부재(10)를 결합하여, 강관 파일(1)과 콘크리트 바닥슬래브(20)가 결합 양생되게 한 공지의 강관 파일과 콘크리트 바닥슬래브간의 결합구조에 있어서,

상기한 강관 파일(1)은, 그 상부 선단에 다수의 삽입공(2)(2')을 천공하고,

상기 체결부재(10)는, 원반상의 차단판(11) 상부면에 다수의 수직고정봉(12)(12')을 방사상으로 입설하고, 그 수직고정봉(12)(12')의 상부에는 나선상 고정코일(13)의 내주면에 다수의 연결철근(14)(14')을 방사상으로 수직 입설하여 상기 수직고정봉(12)(12')의 단부와 고정코일(13)의 하단이 결합되게 하되,

별도의 고정바(3)(3')를 상기 강관 파일(1)의 삽입공(2)(2')으로 삽입하여, 강관 파일(1)의 선단 내측에 삽입된 체결부재(10)의 고정코일(13)이 거치 고정되게 하여, 콘크리트 바닥슬래브(20)와 강관 파일(1) 및 체결부재(10)가 견고하게 결합되게 한 것이다.

도면중 미설명 부호 21은 목적지반이다.

이상과 같은 구성에 의한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2의 도시와 같이 목적지반(21)의 상부로 노출된 강관 파일(1)의 선단 내측에 본 고안에 의한 체결부재(10)를 삽입하되, 체결부재(10)의 삽입전 강관 파일(10) 선단에 다수의 삽입공(2)(2')을 천공하는 공정을 우선 수행한다.

이렇게 다수의 삽입공(2)(2')이 천공된 상태의 강관 파일(1) 선단 내측에 체결부재(10)를 삽입한 상태에서 그 강관 파일(1)의 삽입공(2)(2')에 고정바(3)(3')를 횡상으로 삽입하여 상기 고정바(3)(3')에 의해 체결부재(10)의 고정코일(13)이 걸쳐지며 고정되게 하는 것이다.

또한, 상기한 체결부재(10)의 하단에 형성된 차단판(11)은 강관 파일(1)의 선단 내측으로 일정깊이 삽입되므로 차후 타설되는 콘크리트가 그 차단판(11)까지 메워지며 외력(휨모멘트와 전단력)으로부터 안정된 지지력을 갖게 하는 것이며, 종래와 같이 강관 파일(1)의 내부에 메움토를 채워넣지 않아도 되므로 보다 신속한 시공이 이루어지는 것이다.

또한, 상기한 체결부재(10)의 차단판(11)에 수직 입설된 다수의 수직고정봉(12)(12')은 상기한 차단판(11)과 다수의 연결철근(14)(14')을 신속하게 고정키 위한 것으로서, 나선상 고정코일(13)의 하단을 상기한 수직고정봉(12)(12')에 걸쳐지게 한 상태에서 용접 또는 별도의 가는철사 등을 이용하여 용이하게 고정하면 되는 것이다.

이렇게 강관 파일(1)의 선단 내측에 삽입된 체결부재(10)는 도 3의 도시와 같이 콘크리트의 타설시 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트 바닥슬래브(20)와 강관 파일(1)을 견고하게 결합하는 역할을 수행하는 것인데, 상기한 체결부재(10)를 강관 파일(1)로부터 지지 고정하기 위한 다수의 고정바(3)(3')는 강관 파일(1)의 삽입공(2)(2')에 삽입되어 있는 상태에서 강관 파일(1)의 양측으로 일정길이 노출되어 있으므로 노출된 고정바(3)(3')의 양측부는 양생된 확대기초 또는 전면기초의 콘크리트 바닥슬래브(20)와의 결합에 의해 그 강관 파일(1)이 콘크리트 바닥슬래브(20)와의 전단변형을 방지하므로 강관 파일(1) 및 콘크리트 바닥슬래브(20)의 보다 견고한 결합을 가능케 하는 것이다.

따라서, 종래와 같이 강관 파일(1)의 미끄러짐 현상을 방지하기 위해 설치하였던 복잡한 걸림턱 또는 걸림부재의 구성이 없이도 체결부재(10)를 지지하기 위한 고정바(3)(3') 만으로도 체결부재(10)의 고정은 물론 강관 파일(1)의 전잔변형을 완전히 방지하게 되는 것이다.

또한, 본 고안의 따르면 그 구성품이 대단히 간소하므로 현장에서 바로바로 강관 파일(1)에 조립 및 고정할 수 있으므로 그 시공속도가 매우 향상되면서도 별도의 장비나 다수의 인력을 투입하지 않아도 간편하게 확대기초 또는 전면기초의 콘트리트 바닥슬래브(20)의 타설이 가능하므로 매우 경제적인 것이다.

또한, 상기한 체결부재(10)는 하나의 유니트화된 상태로의 제품화가 가능하므로 별도로 체결부재(10) 만을 외부에서 조립한 상태로 현장으로 옮겨삽입공(2)(2')이 천공된 상태의 강관 파일(1)에 직접 조립하여 타설할 수도 있으므로 보다 경제적이면서도 신속한 시공이 가능한 것이다.

이상과 같은 본 고안 강관 파일 머리부와 콘크리트 바닥슬래브의 보강결합구조는, 연결철근을 갖는 체결부재에 의해 파일 및 기초간의 결합력을 크게 향상시키면서도, 고정바에 의해 파일의 미끌림 현상이 방지되게 하며, 체결부재와 속채움 콘크리트에 의해 외력(휨모멘트와 전단력)으로부터 보다 안정된 지지력을 갖는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 강관 파일(1)의 상부 선단에 다수의 연결철근(14)(14')을 갖는 체결부재(10)를 결합하여, 강관 파일(1)과 콘크리트 바닥슬래브(20)가 결합 양생되게 한 공지의 강관 파일과 콘크리트 바닥슬래브간의 결합구조에 있어서,

   상기한 강관 파일(1)은, 그 상부 선단에 다수의 삽입공(2)(2')을 천공하고,

   상기 체결부재(10)는, 원반상의 차단판(11) 상부면에 다수의 수직고정봉(12)(12')을 방사상으로 입설하고, 그 수직고정봉(12)(12')의 상부에는 나선상 고정코일(13)의 내주면에 다수의 연결철근(14)(14')을 방사상으로 수직 입설하여 상기 수직고정봉(12)(12')의 단부와 고정코일(13)의 하단이 결합되게 하되,

   별도의 고정바(3)(3')를 상기 강관 파일(1)의 삽입공(2)(2')으로 삽입하여, 강관 파일(1)의 선단 내측에 삽입된 체결부재(10)의 고정코일(13)이 거치 고정되게 하여, 콘크리트 바닥슬래브(20)와 강관 파일(1) 및 체결부재(10)가 견고하게 결합되게 함을 특징으로 하는 강관 파일 머리부와 콘크리트 바닥슬래브의 보강결합구조.