KR101732722B1 - 버튼형 합성공이 형성되는 phc파일의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PHC파일에 일정 간격으로 버튼형 합성공이 형성되도록 하여 전단 보강근 배치가 용이하고, 후 타설되는 벽체와의 일체성을 확보가 용이하도록 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 바람직한 일 실시예는 원형 단면으로 일정 길이를 갖는 콘크리트 본체와; 본체의 단면 중심부에 길이방향 축을 따라 형성되는 중공과; 본체의 일측면에 길이방향의 일정 간격으로 중공과 연통되도록 관통되어 1열 또는 다열로 형성되는 버튼형 합성공;으로 이루어진다.

Description

버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법{Manufacturing method of PHC pile with button type composite holes}

본 발명은 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PHC파일에 일정 간격으로 버튼형 합성공이 형성되도록 하여 전단 보강근 배치가 용이하고, 후 타설되는 벽체와의 일체성을 확보가 용이하도록 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법에 관한 것이다.

흙막이 공법은 크게 배면부 토사의 자립을 유지하기 위한 흙막이벽의 종류와 이를 구조적으로 지지하기 위한 지보(버팀재)의 형식에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 흙막이벽으로는 H말뚝+토류판, 강널말뚝, C.I.P(Cast in Place Pile), S.C.W(Soil Cement Wall), 지하연속벽(Diaphragm Wall, Slurry Wall) 등이 있고, 지보공법의 종류로는 버팀대 공법, 그라운드 앵커 공법, 소일 네일링 공법 등이 있다.

흙막이벽 또는 토류벽은 본래 기초 터파기 공사 중에 일어나는 토압, 수압 등의 측압에 대해 저항하는 것을 목적으로 시공되는 가설구조물이었으나 최근에는 도심지 구간 굴착공사가 빈번해짐에 따라 주변의 지반침하나 건물 보호를 목적으로 시공되는 등 그 이용 목적이 다양화되고 있다.

특히 근래에는 소음, 침하 등의 공해방지에 대처하여 개발된 현장타설 철근콘크리트 연속벽의 출현에 의해 단순한 가설 흙막이벽으로써 뿐만 아니라 기초말뚝 및 내진벽 등 건물 본체의 일부로 이용되기도 한다.

그러나 이와 같은 종래의 PHC파일은 후시공되는 벽체, 바닥판 등과의 전단 보강을 위한 부재의 결합이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 전단 강도 및 부착력을 높일 수 없어 PHC파일과 후타설되는 바닥판 또는 벽체와의 일체성을 구현할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0696271호 "영구 흙막이 구조물에 사용되는 기성 콘크리트 파일"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 도 14에서와 같이 "영구 흙막이 구조물에 사용되는 기성 콘크리트 파일에 있어서, 다수개의 기성 콘크리트 파일을 연결시키는 연결봉(220)이 삽입 가능하도록 암뭉치 형태로 형성되는 좌측 및 우측연결관이 서로 대향하는 위치에 각각 매립되고, 상기 좌측 및 우측연결관은 기성 콘크리트 파일에서 이탈되지 않도록 긴결철물로 연결시켜 상호 긴밀히 결합되는 것을 특징으로 하는 기성 콘크리트 파일"을 제안한다.

상기 배경기술은 콘크리트 파일 매립시에 기성 콘크리트 파일에서 이탈되지 않도록 긴결철물로 연결시켜 상호 긴밀히 결합되도록 하였으나, 후시공되는 벽체, 바닥판 등과의 전단 보강을 위한 부재의 결합이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 전단 강도 및 부착력을 높일 수 없어 PHC파일과 후타설되는 바닥판 또는 벽체와의 일체성을 구현할 수 없는 문제점이 있었다.

특허등록 제0696271호 "영구 흙막이 구조물에 사용되는 기성 콘크리트 파일"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, PHC파일의 길이방향으로 1열 또는 다열의 일정간격으로 버튼형 합성공이 형성되도록 하여, 흙막이 벽체로 사용되는 가설단계에서는 버튼형 합성공을 이용하여 전단 보강근 등을 버튼형 합성공에 설치할 수 있어 전단 보강근, 띠장 등의 가설재를 버튼형 합성공을 이용하여 부착이 용이하며, 버튼형 합성공의 다우웰 작용(Dowel Action)으로 PHC파일과 후행 시공되는 벽체와의 전단 강도 및 부착력을 높일 수 있어 PHC파일과 후타설되는 바닥판 또는 벽체와의 일체성을 구현할 수 있도록 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 일정 길이를 갖는 콘크리트 본체와; 본체의 단면 중심부에 길이방향 축을 따라 형성되는 중공과; 본체의 일측면에 길이방향의 일정 간격으로 중공과 연통되도록 관통되어 1열 또는 다열로 형성되는 버튼형 합성공;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 버튼형 합성공은 사선으로 기울어진 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 버튼형 합성공의 중공 방향의 내측 단부는 일정 두께로 결합판이 본체와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 버튼형 합성공이 형성되는 본체의 내부에는 버튼형 합성공의 양측에 본체의 길이방향으로 수직 보강근이 형성되고, 버튼형 합성공의 상부와 하부에 각각 가로 보강근이 형성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 본체의 버튼형 합성공이 형성되는 일측면은 길이방향으로 평탄면이 형성되도록 절삭된 형태의 결합면이 형성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 본체의 버튼형 합성공이 형성되는 일측면은 길이방향으로 보강플레이트가 구성되되, 보강플레이트는 버튼형 합성공의 대응하는 위치에 관통공이 통공되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 보강플레이트는 내측면에 연결재가 돌출되어 형성되어 본체에 매입되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일을 제공하고자 한다.

또한, 원심성형하여 PHC파일을 제조하는 방법에 있어서, (a) PC강봉 다수개를 원형으로 배치하고 PC강봉의 외부에 나선철근을 조립하는 단계; (b) 하부 몰드에 일정 크기를 갖는 판 형상의 고정 플레이트와 고정 플레이트의 중앙부가 상부로 돌출하여 형성되는 캡부로 형성되는 모자형 캡을 길이방향의 일정 간격으로 배치하고, (a) 단계에서 조립된 PC강봉 및 나선철근을 하부 몰드에 배치하는 단계; (c) 하부 몰드에 콘크리트(C)를 투입하는 단계; (d) 하부 몰드의 상부에 상부 몰드를 덮어 결합하는 단계; (e) PC강봉은 긴장력을 가하여 긴장하는 단계; (f) 몰드를 원심대에서 회전시켜 원심력을 이용하여 원심성형하고, 증기양생하는 단계; (g) 몰드를 탈형하고, PHC파일을 완성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 제공하고자 한다.

또한, (b) 단계에서, 모자형 캡의 캡부는 사선으로 기울어진 타원형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 제공하고자 한다.

또한, (b) 단계에서, 모자형 캡의 대응하는 양측에 하부 몰드의 길이방향으로 수직 보강근을 배근하고, 수직 보강근에 직교하는 방향으로 모자형 캡과 근접하도록 가로 보강근을 배근하도록 하는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 제공하고자 한다.

또한, (b) 단계에서, 모자형 캡의 고정 플레이트는 평판으로 형성되며, 고정 플레이트와 하부 몰드의 사이에는 하부면이 하부 몰드의 내주면의 곡면과 동일한 곡면으로 형성되고, 상부면은 평면으로 형성되는 받침 틀이 구성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 제공하고자 한다.

또한, (b) 단계에서, 모자형 캡이 배치되는 부분의 하부 몰드의 길이방향으로 보강플레이트가 구성되되, 보강플레이트는 모자형 캡의 대응하는 위치에 관통공이 통공되어, 관통공으로 모자형 캡의 캡부가 관통하도록 구성되며, 특히보강플레이트는 상부면에 연결재가 돌출되어 형성는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법은 PHC파일의 길이방향으로 1열 또는 다열의 일정간격으로 버튼형 합성공이 형성되도록 하여, 흙막이 벽체로 사용되는 가설단계에서는 버튼형 합성공을 이용하여 전단 보강근 등을 버튼형 합성공에 설치할 수 있어 전단 보강근, 띠장 등의 가설재를 버튼형 합성공을 이용하여 부착이 용이하며, 버튼형 합성공의 다우웰 작용(Dowel Action)으로 PHC파일과 후행 시공되는 벽체와의 전단 강도 및 부착력을 높일 수 있어 PHC파일과 후타설되는 바닥판 또는 벽체와의 일체성을 구현할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 A-A를 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 단면의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 버튼형 합성공의 다양한 실시예를 도시한 도이다.
도 5는 본 발명의 버튼형 합성공의 지압면적을 설명하는 도이다.
도 6은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제2 실시예의 사시도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제3 실시예의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제3 실시예의 사시도이다.
도 9는 상기 도 8의 다른 실시예의 사시도 및 단면도이다.
도 10은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 순서대로 도시한 도이다.
도 11 내지 도 13은 도 10의 (b)단계에서의 다른 실시예를 도시한 도이다.
도 14는 종래의 콘크리트 파일의 설치상태의 단면도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 PHC파일에 일정 간격으로 버튼형 합성공이 형성되도록 하여 전단 보강근 배치가 용이하고, 후 타설되는 벽체와의 일체성을 확보가 용이하도록 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 A-A를 따른 단면도이다.

본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일(1)은 중앙부에 중공(12)이 형성된 본체(11)와, 본체(11)의 길이방향으로 강선(13)이 매입되어 형성되어 일반적인 중공 콘크리트 파일(PHC파일)의 단면형상과 동일하나, 본체(11)의 일측면에 길이방향의 일정 간격으로 중공(12)과 연통되도록 관통되어 1열 또는 다열로 버튼형 합성공(15)이 형성된다.

본체(11)는 일반 콘크리트, 초고성능 콘크리트(UHPC), 섬유보강 콘크리트(FRC)등 다양한 공지의 재료로 형성될 수 있으며, 도 3에서와 같이, 본체(11)의 단면은 원형, 다각형 등 다양한 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 본체(11)의 내부에는 길이방향으로 강선인 강연선, PC강봉 및 강선(13)의 외부에 나선철근을 구성할 수 있음은 물론이다.

본체(11)의 길이방향의 중공(12)은 전길이에 형성될 수도 있으며, 양단부에서 일정거리 이격된 지점까지 콘크리트가 충전되도록 하여 전단 보강을 하거나, 본체(11)의 길이방향의 중앙부에서 일정거리 이격된 지점까지 콘크리트가 충전되도록 할 수도 있다.

이와 같이, 본체(11)의 길이방향으로 1열 또는 다열의 일정간격으로 버튼형 합성공(15)이 형성되어, 흙막이 벽체로 사용되는 가설단계에서는 버튼형 합성공(15)을 이용하여 전단 보강근 등을 버튼형 합성공에 설치할 수 있어 전단 보강근, 띠장 등의 가설재를 버튼형 합성공을 이용하여 부착이 용이하며, PHC파일(1)을 영구 흙막이 벽체로 사용하면서 PHC파일(1)의 전면부에 벽체 또는 바닥판을 후시공할 때에 버튼형 합성공(15)으로 인한 다우웰 작용(Dowel Action)으로 PHC파일(1)과 후행 시공되는 벽체와의 전단 강도 및 부착력을 높일 수 있어 PHC파일과 후타설되는 바닥판 또는 벽체와의 일체성을 구현할 수 있도록 하는 것이다.

버튼형 합성공(15)은 본체(11)의 외주면에서 보면 버튼 형식으로 길이방향의 일정 간격마다 형성되며, 1열 또는 2열 이상의 다열로 형성되도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 버튼형 합성공의 다양한 실시예를 도시한 도이다.

도 4에서와 같이, 버튼형 합성공(15)의 형상은 원형, 타원형, 각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 특히 도 4(b)에서와 같이, 사선으로 기울어진 타원형으로 형성되도록 하여 수직응력에 저항하는 지압면적을 크게 하도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 버튼형 합성공의 지압면적을 설명하는 도이다.

이는 PHC파일(1)의 전면부에 벽체 콘크리트가 후시공되어 버튼형 합성공(15)에 의한 합성된 벽체를 형성할 경우 일체성을 구현하는 것을 설명한 도이다.

도 5(a)(c)에서와 같이, 버튼형 합성공(15)이 원형으로 형성될 경우의 천공된 버튼형 합성공(15)의 면적(A₁)과, 버튼형 합성공(15)이 타원형으로 형성될 경우의 천공된 버튼형 합성공(15)의 면적(A₂)이 동일한 천공면적(A₁=A₂)을 갖도록 형성하였을 때에는 연직투영면적(d₁xt<d₂xt)이 클수록 수직응력에 저항하는 지압면적이 크게된다.

즉, 지압면적은 본체(11)에 형성되는 버튼형 합성공(15)의 도 5(b)에서와 같이, 깊이(t)와 연직 투영폭(d)의 곱으로 정해지는데, 버튼형 합성공(15)의 깊이인 t값이 동일하고, 연직투영면적은 원형의 버튼형 합성공(15)보다 타원형의 버튼형 합성공(15)이 d₁<d₂로 더 크게 된다. 따라서, 동일한 크기의 천공홀로 버튼형 합성공(15)을 형성하였을 때 연직투영면적이 최대한 크게 나타나도록 타원형 형상의 버튼형 합성공(15)을 사선으로 배치하도록 하는 것이다.

버튼형 합성공(15)은 도 5(d)에서와 같이, 본체(11)의 중공(12)과 연통되도록 본체(11)를 완전히 관통하도록 형성되어, 후시공되는 벽체 형성시에 버튼형 합성공(15)을 관통하여 본체(11)의 내부와 외부에 모두 콘크리트가 타설되어 후타설 되는 벽체(W)와의 부착력을 높일 수 있으며 일체성을 확보할 수 있도록한다. 또한, 별도의 전단 보강근(SH)의 설치시에는 버튼형 합성공(15)에 전단 보강근의 일단을 삽입하고 타단은 노출되도록 하여 후시공되는 벽체와의 전단 보강을 할 수 있도록 하기 때문에, 전단 보강을 위한 부재의 배치 및 설치가 매우 용이한 구조로 형성되는 것이다.

이와 같이, 후시공되는 벽체와의 일체화 되어 시공되어 합벽을 이루어 구조적으로 거동을 할 수 있도록 하는 것이다.

도 6은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제2 실시예의 사시도 및 단면도이다.

도 6에서와 같이, 버튼형 합성공(15)은 본체(11)의 중공(12)과 완전히 연통되지 않도록 버튼형 합성공(15)의 중공(12) 방향의 내측 단부에 일정 두께로 결합판(16)이 형성되도록 할 수 있다.

이와 같이 결합판(16)을 구성하여 가설 시공단계에서는 차수 등의 기능을 발휘할 수 있고 결합판(16)은 얇은 판 두께로 형성하여 필요시에는 망치 등으로 간단하게 결합판(16)을 깨뜨려 버튼형 합성공(15)이 본체(11) 내부의 중공(12)과 연통되도록 할 수 있는 것이다. 이로서 후타설되는 벽체와 일체성을 구현하도록 할 수도 있다.

이와 같은 결합판(16)은 별도의 부재를 본체(11)의 중공(12)의 내부에서 버튼형 합성공(15)에 부착되도록 결합할 수도 있지만, 본체(11)의 형성시에 본체(11)와 일체로 제작하도록 하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제3 실시예의 사시도이다.

본 발명의 PHC파일(1)은 길이방향으로 일정 간격으로 버튼형 합성공(15)이 형성되고 버튼형 합성공(15)에는 별도의 전단부재의 설치나 다우웰 작용으로 인한 압력 증가 등이 예상 될 수 있기 때문에, 도 7에서와 같이, 버튼형 합성공(15)이 형성되는 주변에 별도의 보강근(115)(116)을 배근하여 버튼형 합성공(15)의 주변을 강화하도록 할 수 있다.

보강근(115)(116)은 버튼형 합성공(15)이 형성되는 본체(11)의 내부에는 버튼형 합성공(15)의 양측에 본체(11)의 길이방향으로 수직 보강근(115)이 형성되고, 버튼형 합성공(15)의 상부와 하부에 각각 가로 보강근(116)이 형성되도록 하여 보강하도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제3 실시예의 사시도이다.

본 발명에서는 PHC파일(1)은 시공단계에 흙막이 벽체와 같이 사용한 경우 전면부에 가설 띠장이나 지지재에 대해 압력(지압) 증가 등이 예상될 수 있기 때문에 도 8a에서와 같이, 버튼형 합성공(15)의 보강을 위하여, 버튼형 합성공(15)이 형성되는 본체(11)의 외주면에는 판 형상의 보강플레이트(17)가 구성되도록 할 수 있다.

보강플레이트(17)는 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 금속 판재로 이루어져 버튼형 합성공(15)이 형성되는 본체(11)의 외주면을 강화할 수 있도록 한다. 보강플레이트(17)는 본체(11)와 면접하여 부착되기 때문에, 본체(11)의 외주면과 동일한 곡률을 갖거나, 버튼형 합성공(15)이 형성된 본체(11)의 외주면이 평탄면일 경우에는 평판 형상으로 형성되며, 버튼형 합성공(15)의 대응하는 위치에 버튼형 합성공(15)과 동일한 크기의 관통공(171)이 관통하여 형성되도록 한다.

이때, 도 8b에서와 같이, 보강플레이트(17)는 본체(11)와 부착력을 높이기 위하여, 보강플레이트(17)의 본체(11)와 면접하는 내측면에 별도의 스터드 볼트 등 다양한 종류의 연결재(172)가 돌출되어 형성되도록 하여 본체(11)의 내부에 매입되어 형성되도록 할 수 있다.

도 9는 상기 도 8의 다른 실시예의 사시도 및 단면도이다.

상기와 같이 형성되는 본 발명의 PHC파일(1)은 기본적으로 본체(11)의 단면 형상이 원형으로 이루어지는데, 띠장, 후시공 벽체 등과의 결합시에는 원형의 단면의 본체(11)는 결합이 용이하지 않기 때문에, 띠장, 후시공 벽체 등과의 결합을 위한 결합면이 제공되도록 본체(11)의 버튼형 합성공(15)이 형성되는 일측면은 도 8에서와 같이, 길이방향으로 평탄면이 형성되도록 절삭된 형태로 결합면(1a)이 형성되도록 할 수 있다.

따라서, 결합면(1a)는 버튼형 합성공(15)이 형성된 부분에만 형성될 수 있으며, 버튼형 합성공(15)이 1열로 형성된 경우에는 하나의 도 8에서와 같이, 결합면(1a)이 형성되며, 버튼형 합성공(15)이 다열로 구성된 경우에는 결합면(1a)은 하나 또는 버튼형 합성공(15)의 열과 동일한 수로 구성될 수 있다. 도 9에서는 버튼형 합성공(15)이 2열로 구성되었다.

이와 같이, 본체(11)의 외부의 일측면이 길이방향으로 절삭되어 평탄한 면을 형성하는 결합면(1a)이 형성되면, 후시공되는 지하층 외벽 및 지상층의 기둥 또는 벽체를 최대한 대지경계선에 근접하여 시공할 수 있고 동시에 합벽 시공시 벽체의 두께를 줄일 수 있으며, 띠장 및 슬래브의 결합이 용이하다.

도 10은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 순서대로 도시한 도이고, 도 11 내지 도 13은 도 11의 (b)단계에서의 다른 실시예를 도시한 도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 10(a)에서와 같이, PC강봉(21) 다수개를 원형으로 배치하고 PC강봉(21)의 외부에 나선철근(22)을 조립하고, 연결근(40)을 결합 구성한다(a).

파일의 주철근인 PC강봉(21)을 PHC파일의 길에에 적당하게 절단하고 양쪽 단부를 긴장작업시 정착이 가능한 구조로 가공을 실시하고, PC강봉(21)의 외부에 나선철근(22)을 조립하도록 한다. 이때 조립된 나선 철근(12) 등의 전체 직경은 PHC파일의 직경에 의하여 결정된다.

PC강봉(21)의 배치는 본체(11)에 균일한 간격으로 매입되어 구성될 수도 있으며, 휨모멘트와 같은 외력에 효과적으로 저항할 수 있도록 일측에 추가로 집중적으로 배치되도록 할 수도 있다.

이후, 도 10(b)에서와 같이, 하부 몰드(2a)에 모자형 캡(25)을 길이방향의 일정 간격으로 배치하고, PC강봉(21) 및 나선철근(22)을 하부 몰드(2a)에 배치하도록 한다(b).

본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일(1)은 일반 PHC파일과 동일하게 일반적인 내부가 비어 있고 일정 길이를 갖는 원통형의 몰드를 이용하여 원심성형하여 제작하도록 하며, 이와 같은 PHC파일의 원심성형을 위한 일반적인 원통형의 몰드는 반원 형상의 하부 몰드 및 상부 몰드를 탈착가능하게 결합하도록 하고 있다. 따라서, 원심성형을 위한 몰드의 상세한 내용은 생략하기로 한다.

이때에는, 선단에 선단 슈 및 보강 밴드 등을 결합할 수 있으며, 배치, 조립 및 결합 등은 하부 몰드(2a) 내에서 한다.

모자형 캡(25)은 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일(1)의 버튼형 합성공(15)을 형성하기 위하여 배치되는 것이기 때문에, 버튼형 합성공(15)이 형성되는 위치, 필요 갯수 및 간격에 따라 모자형 캡(25)을 하부 몰드(2a)에 배치하도록 한다.

모자형 캡(25)은 일정 크기를 갖는 판 형상의 고정 플레이트(251)와 고정 플레이트(251)의 중앙부가 상부로 돌출하여 형성되는 캡부(252)로 형성되며, 하부 몰드(2a)의 길이방향으로 일정간격마다 1열 또는 다열로 배치되도록 한다.

도 10(b)에 도시된 바와 같이 모자형 캡(25)이 1열로 배치되면 PHC파일의 제작 완료 후에 버튼형 합성공(15) 역시 1열로 형성되게 되며, 모자형 캡(25)이 2열, 3열 등의 다열로 구성이 되게 되면, 버튼형 합성공(15) 역시 2열, 3열 등의 다열로 형성되게 되는 것이다.

고정 플레이트(251)는 얇은 판형상으로 형성되며, 평판형상 또는 하부 몰드(2a)의 내주면과 동일한 곡률을 갖는 곡면형의 판으로 이루어질 수 있다.

또한, 고정 플레이트(251)의 상부면에서 일정한 단면형상을 가는 캡부(252)가 돌출하도록 형성되는데, 캡부(252)는 고정 플레이트(251)의 크기보다 작게 형성되어, 후술하는 (g)단계에서, PHC파일(1)에서 모자형 캡(25)의 제거를 용이하게 한다.

캡부(252)는 일정한 단면형상으로 일정 높이로 고정 플레이트(251)의 상부면에서 돌출하도록 형성되는데, 캡부(251)의 단면 형상은 원형, 타원형, 각형 단면 등 다양한 단면형상을 갖도록 형성할 수 있으며, 캡부(252)의 단면형상에 따라 PHC파일(1)에 형성되는 버튼형 합성공(15)의 형상이 결정되는 것이다.

이때, 캡부(252)의 높이는 다양하게 형성되도록 할 수 있는데, 캡부(252)의 높이를 제작할 PHC파일(1)의 두께보다 크게 형성을 하면 버튼형 합성공(15)이 PHC파일(1)의 중공(12)과 연통되어 본체(11)를 완전하게 관통되도록 형성되며, 캡부(252)의 높이를 제작할 PHC파일(1)의 두께보다 작게 형성을 하면 버튼형 합성공(15)은 완전히 관통되지 않고 버튼형 합성공(15)은 중공(12) 방향의 내측 단부가 일정 두께로 막혀있는 결합판(16)이 형성되게 된다.

캡부(252)는 상부와 하부의 면적이 같도록 형성될 수도 있으며, 도시된 바와 같이, 상부의 단면보다 하부의 단면이 크게 형성되도록 할 수도 있다.

또한, 도 11에서와 같이, 모자형 캡(25)의 대응하는 양측에 하부 몰드(2a)의 길이방향으로 수직 보강근(115)을 배근하고, 수직 보강근(115)에 직교하는 방향으로 모자형 캡(25)과 근접하도록 가로 보강근(116)을 배근하도록 하여, PHC파일(1)의 완성시에 버튼형 합성공(15)이 형성된 부분을 강화시킬 수 있도록 할 수 있다.

또한, 도 12에서와 같이, 하부 몰드(2a)의 모자형 캡(25)이 배치되는 일측면은 길이방향으로 보강플레이트(17)가 구성되도록 하여 PHC파일(1)의 완성시에 버튼형 합성공(15)이 형성된 부분을 강화시킬 수 있도록 할 수 있다.

보강플레이트(17)는 모자형 캡(25)의 대응하는 위치에 관통공(171)이 통공되어, 관통공(171)으로 모자형 캡(25)의 캡부(252)가 삽입되도록 하여, 모자형 캡(25)의 제거시에 보강플레이트(17)가 본체(11)의 외주면에 부착되도록 한다.

이때, 보강플레이트(17)는 상부면에 연결재(172)가 돌출되어 형성되도록 할 수도 있다.

또한, 도 13에서와 같이, 모자형 캡(25)의 고정 플레이트(251)는 평판으로 형성되도록 하고, 고정 플레이트(251)와 하부 몰드(2a)의 사이에는 하부면이 하부 몰드(2a)의 내주면의 곡면과 동일한 곡면으로 형성되고, 상부면은 평면으로 형성되는 받침 틀(26)이 구성되도록 할 수 있다.

받침 틀(26)은 본체(11)의 버튼형 합성공(15)이 2열 3열 등 다열로 형성된다면 받침 틀(26)이 본체(11)의 길이방향으로 2개, 3개 등의 다열로 구성되도록 한다.

이와 같이, 별도의 받침 틀(26)을 구성하면, 후술하는 (g) 단계에서, 받침 틀(25)도 모자형 캡(25)과 함께 제거를 하여 도 3(b)에서와 같이, 받침 틀(26)이 제거된 부분에 결합면(1a)이 형성되도록 할 수 있는 것이다.

이후, 도 10(c)에서와 같이, 하부 몰드(2a)에 콘크리트(C)를 투입한다(c).

하부 몰드(2a)에 하부몰드(2a)를 넘지 않도록 소정량의 콘크리트(C)를 투입한다.

이후, 도 10(d)에서와 같이, 하부 몰드(2a)의 상부에 상부 몰드(2b)를 덮어 결합한다(d).

상부 몰드(2b)를 하부 몰드(2a)의 상부에 얹어 조립한 후 하부 몰드(2a)와 상부 몰드(2b)를 결합하여 일체화시킨다. 상기 하부 몰드(2a) 및 상부 몰드(2b)는 상호 결합이 용이하면서 투입된 콘크리트의 양생이 완료되면 탈형하기 용이하도록 볼트 및 너트를 통해 결합될 수 있다.

이후, PC강봉(21)은 긴장력을 가하여 긴장한다(e).

PHC파일(1)에 소정의 프리스트레스가 가해지는 계산된 량 만큼의 긴장력을 가하여 PC강봉(21)을 긴장한다. 긴장 후 긴장력이 유지된 상태로 종래의 다양한 공지의 방법에 의하여 PC강봉(21)의 양 단부를 고정시킨다.

이후, 몰드(2a)(2b)를 원심대에서 회전시켜 원심력을 이용하여 원심성형하고, 증기양생 한다(f).

PHC파일(1)의 두께를 형성시키고 다짐을 실시할 목적으로 몰드(2a)(2b)를 원심대에서 회전시켜 원심력을 이용하여 몰드(2a)(2b) 내부의 콘크리트(C)를 다지고 모양을 형성시키게 되고, 원통형으로 제품이 성형되게 되는 것이다.

또한, 원심 성형 후, 공장제품으로 제품의 생산성을 높이고 양생을 촉진하기 위하여 촉진양생의 일종인 상압증기양생을 실시한다.

이후, 도 10(e)에서와 같이, 몰드(2a)(2b)를 탈형하고 PHC파일(1)을 완성한다(g).

몰드(2a)(2b)를 반복사용하기 위하여 몰드(2a)(2b)를 탈형하고, PHC파일(1)을 완성하도록 하며, 기본적으로 모자형 캡(25)은 제거하도록 하는데, 모자형 캡(25)을 제거하면, 모자형 캡(25)이 제거된 자리에는 버튼형 합성공(15)이 형성되게 된다.

또한, 상기와 같이, 모자형 캡(25)은 제거할 수도 있으며, 필요시 제거하지 않고 사용되게 함으로써 본체(11)의 버튼형 합성공(15)의 구조적 강도를 높게 하도록 할 수도 있다.

또한 후속공정으로, 고온,고압 증기양생으로 높은 압력을 견디도록 제작된 오토클레이브라는 양생조에 제품을 넣고 180도 10키로의 압력으로 2차양생을 실시할 수 있다. 오토크레이브 양생의 목적은 콘크리트를 고강도화 하기 위한 것으로 고온,고압에서는 시멘트중의 수산화 칼슘과 규사가 반응이 촉진되어 터보모라이트라는 강도를 증진시키는 화학조성물을 생성시키게 되며 이로 인하여 강도가 최고 1000키로 이상이 발현되게 되도록 할 수 있다.

또한, 하부 몰드(2a)와 상부 몰드(2b)의 결합면의 내측면에는 아치형의 거푸집(21)을 구성하여 PHC파일의 대향하는 면에 도 1에 도시된 바와 같이, 차수그라우팅홈(13)을 형성하도록 할 수 있다.

거푸집(21)은 하부 몰드(2a)와 상부 몰드(2b)가 결합되었을 때, 아치형이 되도록 반으로 나뉘어 각각 하부 몰드(2a)와 상부 몰드(2b)에 형성되도록 할 수 있고, 하부 몰드(2a)에만 구성하고, 상부 몰드(2b)를 결합하도록 할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 PHC파일 제조방법 및 상기 제조방법으로 형성된 PHC파일은 PHC파일의 외측면에 길이방향으로 평탄한 결합면을 구성하고, 결합면에 일정간격으로 연결근을 구성하도록 하여, 보, 슬래브 및 지하합벽 등 필요한 부분의 연결근을 펴서 전단연결재 또는 결합재로서의 역할을 하도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일 및 이의 제작방법은 PHC파일의 길이방향으로 1열 또는 다열의 일정간격으로 버튼형 합성공이 형성되도록 하여, 흙막이 벽체로 사용되는 가설단계에서는 버튼형 합성공을 이용하여 전단 보강근 등을 버튼형 합성공에 설치할 수 있어 전단 보강근, 띠장 등의 가설재를 버튼형 합성공을 이용하여 부착이 용이하며, 버튼형 합성공의 다우웰 작용(Dowel Action)으로 PHC파일과 후행 시공되는 벽체와의 전단 강도 및 부착력을 높일 수 있어 PHC파일과 후타설되는 바닥판 또는 벽체와의 일체성을 구현할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

1 : 전단키 일체형 PHC파일
1a : 결합면
2a : 하부 몰드
2b : 상부 몰드
11 : 본체
12 : 중공
15 : 버튼형 합성공
16 : 결합판
17 : 보강플레이트
21 : PC강선
22 : 나선철근
25 : 모자형 캡
26 : 받침 틀

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 원심성형하여 PHC파일을 제조하는 방법에 있어서,
   (a) PC강봉(21) 다수개를 원형으로 배치하고 PC강봉(21)의 외부에 나선철근(22)을 조립하는 단계;
   (b) 하부 몰드(2a)에 일정 크기를 갖는 판 형상의 고정 플레이트(251)와 고정 플레이트(251)의 중앙부가 상부로 돌출하여 형성되는 캡부(252)로 형성되는 모자형 캡(25)을 길이방향의 일정 간격으로 배치하고, (a) 단계에서 조립된 PC강봉(21) 및 나선철근(22)을 하부 몰드(2a)에 배치하는 단계;
   (c) 하부 몰드(2a)에 콘크리트(C)를 투입하는 단계;
   (d) 하부 몰드(2a)의 상부에 상부 몰드(2b)를 덮어 결합하는 단계;
   (e) PC강봉(21)은 긴장력을 가하여 긴장하는 단계;
   (f) 몰드(2a)(2b)를 원심대에서 회전시켜 원심력을 이용하여 원심성형하고, 증기양생하는 단계;
   (g) 몰드(2a)(2b)를 탈형하고 PHC파일(1)을 완성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   (b) 단계에서,
   모자형 캡(25)의 캡부(252)는 사선으로 기울어진 타원형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    (b) 단계에서,
    모자형 캡(25)의 대응하는 양측에 하부 몰드(2a)의 길이방향으로 수직 보강근(115)을 배근하고,
    수직 보강근(115)에 직교하는 방향으로 모자형 캡(25)과 근접하도록 가로 보강근(116)을 배근하도록 하는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법.
11. 청구항 8에 있어서,
    (b) 단계에서,
    모자형 캡(25)의 고정 플레이트(251)는 평판으로 형성되며,
    고정 플레이트(251)와 하부 몰드(2a)의 사이에는 하부면이 하부 몰드(2a)의 내주면의 곡면과 동일한 곡면으로 형성되고, 상부면은 평면으로 형성되는 받침 틀(26)이 구성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법.
12. 청구항 8에 있어서,
    (b) 단계에서,
    모자형 캡(25)이 배치되는 부분의 하부 몰드(2a)의 길이방향으로 보강플레이트(17)가 구성되되,
    보강플레이트(17)는 모자형 캡(25)의 대응하는 위치에 관통공(171)이 통공되어, 관통공(171)으로 모자형 캡(25)의 캡부(252)가 관통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    보강플레이트(17)는 상부면에 연결재(172)가 돌출되어 형성는 것을 특징으로 하는 버튼형 합성공이 형성되는 PHC파일의 제작방법.

Images