KR101071810B1 - 복합말뚝 및 이를 위한 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1본의 말뚝체에 있어서, 상부말뚝과 하부말뚝이 이종(異種) 말뚝재료로 구성된 복합말뚝 및 이를 위한 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 콘크리트말뚝과, 상기 콘트리트말뚝의 일측에 결합되는 강관말뚝과, 상기 강관말뚝 내부로 길이방향을 따라서 상기 콘크리트말뚝이 연장되어 형성되는 콘크리트 충진부 및 휨강도가 증가되도록 상기 콘크리트말뚝과 상기 콘크리트 충진부의 길이방향을 따라서 동시에 설치되는 보강부재를 포함하여 구성되는 복합말뚝을 제공한다.

복합말뚝, 콘크리트말뚝, 강관말뚝

Description

복합말뚝 및 이를 위한 제조방법{Composite Pile And Producing Method For The Same}

본 발명은 말뚝에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시공작업을 보다 간편히 하면서 시공비 절감이 가능한 복합말뚝과 이를 위한 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 지반의 상부에 소정의 상재 구조물을 설치하기 위해서는 그 지반이 상재 구조물의 하중에 대한 충분한 지지력이 확보되어야 한다. 이러한 지반 조건이나 상재 구조물의 하중 조건에 대응하여 충분한 지지력이 확보되지 않는 지반을 연약지반이라 한다.

연약지반은 상재 구조물의 안정성과 침하 문제에 대한 대책이 상재 구조물 설치 이전에 마련되어야 하며, 이러한 사전 대책 중에 가장 보편적으로 사용되고 있는 방법으로써, 향후 예측되는 상재 구조물의 하중을 지지층에 균등하고 안전하게 도달시키고자 선 시공하는 말뚝공법이 있다.

말뚝공법은 미리 공장에서 생산된 기성의 콘크리트말뚝이나 강관말뚝을 디젤해머 또는 유압해머 등으로 타격하여 시공하거나, 지반을 천공한 후 매입 시공하는 방법을 말한다.

말뚝공법에 사용되는 말뚝의 종류는 구조물에 가해지는 하중조건과 내진설계 여부, 기타 충격응력 등을 고려하여 선정하게 되는데, 현재 건축현장에서는 고강도 콘크리트말뚝이 보편적으로 사용되고 있으며, 한국 산업규격(KS)따르면, 원심력을 응용하여 제조된 콘크리트의 압축 강도가 78.5N/㎟(800㎏f/㎠) 이상의 프리텐션 방식에 의한 고강도 콘크리트말뚝(이하, “콘크리트말뚝”이라 함)이라 규정하고 있다.

한편, 도로 및 상기 교량 등 토목현장에서는 건축물에 비하여 하중조건이 복잡하고 다양하여 콘크리트말뚝으로는 설계조건을 만족하지 못하는 경우가 많아 대신 강관말뚝을 많이 사용하고 있으며, 이 강관말뚝에 대해서도 그 규격이 한국 산업규격(KS)에 규정되어 있다.

또한 지지 지반의 깊이에 따라 시공되는 말뚝의 길이는 선택적으로 사용할 수 있으나, 콘크리트말뚝 및 강관말뚝은 공장에서 기성제품으로 제작되며, 일정길이 이상의 제품은 운반이 곤란하기 때문에 콘크리트말뚝 및 강관말뚝은 15m를 최대 길이로 생산되고 있다. 그러나 각종 시공현장에서는 지반조건에 따라 15m를 초과하여 수십m의 파일 길이를 요하는 경우도 잦으며, 그 일례로 르노 삼성자동차 공장이 위치한 부산의 신호공단의 경우 약 60m로 시공되기도 하였다.

상기 기술한 바와 같이 시공하는 말뚝의 길이가 일정길이를 초과하는 경우 2본 이상의 말뚝을 연결하여 시공하는 것은 필연적이다.

종래의 말뚝 이음장치를 이용하여 두 개의 말뚝을 연결하는 대표적인 방법으 로써, 콘크리트말뚝의 경우 말뚝의 일단에 말뚝과 일체로 설치된 철제 조인트 판에 형성된 용접 홈을 이용하여 상, 하 말뚝을 맞이음 용접하는 시공방법이 사용되고 있다. 그리고, 강관말뚝의 경우 말뚝과 말뚝을 맞대어 말뚝의 단부에 형성된 용접 홈을 이용하여 상, 하 말뚝을 맞이음 용접한다.

그런데, 상재 구조물 및 지진 등에 의하여 말뚝에 가해지는 수평응력은 지표면으로부터 약 10m 이내에서 최대가 되는 특성이 있다. 그래서 지지 지반까지의 깊이가 깊어서 말뚝의 길이를 길게 해야 하는 경우에 말뚝의 아래 부분은 상대적으로 전단강도가 약하나 압축강도는 높은 콘크리트말뚝으로도 충분한 내력을 발휘할 수 있는 반면, 지표면에 가까운 상부는 전단강도와 압축강도가 높은 강관 말뚝을 사용함으로써 충분한 내력을 발휘할 수 있도록 한다.

상기와 같이 상부와 하부 말뚝의 종류가 다른 말뚝을 복합말뚝이라 칭한다.

종래에는 상기와 같이 복합말뚝을 연결하기 위해 용접 이음방법을 사용하기도 하였고, 근래에는 용접 이음 외에 무용접 이음방법이 사용되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 일반적인 복합말뚝 시공 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 용접이음 방법에 의한 강관말뚝(2)과 콘크리트말뚝(3) 사이의 접합부 구조를 보여주는 분해 사시도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 강관말뚝(2)과 콘크리트말뚝(3)이 접합된 상태의 접합부 단면 구조를 보여주는 개략적인 단면 사시도이다.

도면에 도시된 것처럼, 종래기술에 따른 복합 말뚝(1)은, 하부는 콘크리트말 뚝(3)으로 이루어지고 상부는 강관말뚝(2)으로 이루어져 있으며, 상기 강관말뚝(2)과 콘크리트말뚝(3)은 다음과 같은 구조를 가진 접합부를 통하여 일체를 이루고 있다.

즉, 상기 콘크리트말뚝(3)의 두부에는 말뚝 제조 시부터 소정 두께의 강재로 이루어진 원형의 두부 보호판(31)이 일체로 설치되어 있다. 상기 두부 보호판(31)의 아래쪽으로 상기 콘크리트말뚝(3)에는 보강 밴드(32)가 더 구비될 수도 있다. 상기 콘크리트말뚝(3)의 두부와 접합되는 상기 강관말뚝(2)의 하단부에는 접합보강부재(4)가 구비된다.

도시된 것처럼, 상기 접합보강부재(4)는, 콘크리트말뚝(3)의 두부 형상에 대응되는 원형의 강재로 이루진 보강판(41)과, 상기 보강판(41)에 수직하게 설치되는 하나 이상의 수직리브(42)를 포함하여 구성된다. 상기 보강판(41)과 수직리브(42)를 포함하는 상기 접합보강부재(4)는, 도 2에 도시된 것처럼, 강관말뚝(2)의 하단부가 상기 보강판(41)에 닿아 용접되고, 상기 수직 리브(42)는 강관말뚝(2)의 내부로 삽입되어 강관말뚝(2)의 내면에 밀착되는 형태로 상기 강관말뚝(2)의 하단부에 결합된다.

또한, 상기 접합보강부재(4)는 두부 보호판(31)과도 일체로 결합하게 되는데, 도면에 예시된 실시예에서는, 상기 접합보강부재(4)의 하면이 콘크리트말뚝(3)의 두부 보호판(31)에 밀착된 상태로 그 테두리가 용접됨으로써, 상기 접합보강부재(4)와 두부 보호판(31)이 견고하게 결합된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 기술의 경우는 결합구를 강관말뚝에 용접하 여 접착하는 작업을 거치게 되어 시공현장에 필수적으로 용접인원 및 설비가 필요하여 시공절차가 복잡해지고 시공을 위한 설비비도 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 시공을 위한 설비 가동시간이 증가되며 악천 후 등 주위 환경에 따라 시공자체가 힘들어 지는 등의 문제점도 있었다.

한편, 첨부된 도 3에 도시된 것처럼, 종전의 무용접 말뚝연결장치로 등록 특허 제10-0798647호가 나와 있으나, 상기 기술의 경우는 말뚝을 연결하고자 하는 경우에 제1조인트부를 구성하는 제1측판(112)의 제1체결홀(112b)과 연결판(130)의 통과홀(134), 그리고 제2조인트부를 구성하는 제2측판(122)의 제2체결홀(122a)을 동시에 맞추어 볼트(136)를 이용 체결하는 방식을 사용하였다.

그런데, 상기 기술의 경우 비록 가이드 돌기(124c) 및 가이드 홀(114b)을 이용하여 상기 각각의 체결홀의 위치를 일치시키는데 편리하기는 하나, 말뚝연결장치를 구성하는 각각의 조인트부의 구성요소가 많아 제작비 및 제작작업이 증가될 수 있었다.

이를 위해, 시공비를 보다 절감하면서 제작도 간편하고 그 구성요소를 최소화한 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 처음부터 결합된 형태의 복합말뚝과 이를 위한 제조방법 및 이를 위한 제조장치의 개발이 필요하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 제조 당시부터 강관말뚝과 콘크리트말뚝이 결합된 복합말뚝을 제공하는데 있다.

둘째, 콘크리트말뚝과 강관 말뚝의 이음부 구조가 보다 안정적이고 견고한 구조로 이루어진 복합말뚝과 이를 위한 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.

셋째, 이음부의 구성요소를 최소화한 복합말뚝과 이를 위한 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 콘트리트 말뚝, 상기 콘트리트 말뚝의 일측에 구비되는 강관말뚝 및 판상의 단판을 포함하여 구성되며 상기 단판의 일면 측에는 상기 콘크리트말뚝이 결합되고 상기 단판의 타면 측에는 상기 강관말뚝이 결합되는 말뚝연결유닛을 포함하여 구성되는 복합말뚝을 제공한다.

여기서, 상기 말뚝연결유닛은 상기 강관말뚝의 길이방향을 따라 이동된 위치로 상기 강관말뚝 내측에 구비될 수 있다.

그리고, 상기 강관말뚝은 상기 콘크리트말뚝과 상기 강관말뚝이 접하는 위치로부터 상기 말뚝연결유닛이 구비된 위치까지 구간에 걸쳐 상기 강관말뚝 내측으로 상기 콘크리트말뚝으로부터 연장된 콘트리트 보강부가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 말뚝연결유닛은 상기 콘크리트말뚝과 상기 강관말뚝의 경계부에 위치될 수 있다.

그리고, 상기 단판은 상기 강관말뚝의 일측부 내주면에 접하여 상기 강관말뚝을 지지하도록 삽입되는 측판이 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 단판은 상기 측판의 내측에 연결되는 다수개의 보강리브가 더 포함될 수 있다.

이때, 상기 콘크리트말뚝은 휨강도가 증가되도록 길이방향을 따라서 다수개의 보강부재가 설치될 수 있다.

상기 보강부재는 상기 콘크리트말뚝의 원주를 따라서 다수개가 구비되며, 다수개의 상기 보강부재가 일정 위치마다 고정된 상태를 유지하도록 상기 보강부재가 결합되는 라선근이 더 구비될 수 있다.

이때, 상기 보강부재는 일단에 형성되는 헤드부와 콘크리트의 길이방향을 따라 내설되는 내설부로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 단판은 상기 보강부재의 헤드부가 고정되는 고정홀이 포함될 수 있다.

또한, 상기 단판은 상기 고정홀과 연통된 구조로 상기 보강부재의 헤드부가 간섭없이 관통가능한 관통홀이 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 콘크리트말뚝은 휨강도가 보다 증가되도록 길이방향을 따라서 다수개의 이형철근이 설치될 수 있다.

또한, 상기 이형철근의 설치길이는 복합말뚝의 용도 및 복합말뚝에 가해지는 하중에 따라 그 설치길이를 조정할 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 콘크리트말뚝은 상기 말뚝연결유닛이 구비된 측의 반대측 끝단에 선단철물이 구비될 수 있다.

또한, 상기 선단철물은 상기 보강부재의 일단이 고정되는 고정홀이 포함될 수 있다.

한편, 상기 선단철물은 상기 고정홀과 연통된 구조로 상기 보강부재가 간섭없이 관통되는 관통홀이 더 포함될 수 있다.

여기서, 상기 단판과 상기 콘크리트말뚝의 외주면을 동시에 결합시키는 보강밴드가 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명은 콘트리트 말뚝, 상기 콘트리트 말뚝의 일측에 결합되는 강관말뚝 및 상기 콘크리트말뚝과 상기 강관말뚝을 동시에 둘러감싸는 보강밴드를 포함하여 구성되는 복합말뚝을 제공한다.

상기 강관말뚝은 길이방향을 따라서 상기 콘크리트말뚝에 연결된 형태로 상기 강관말뚝 내부에 콘크리트 충진부가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 콘크리트말뚝은 휨강도가 증가되도록 길이방향을 따라서 보강부재가 설치될 수 있다.

그리고, 상기 보강부재는 일단에 형성되는 헤드부와 상기 콘크리트말뚝의 길이방향을 따라 내설되는 내설부로 구성될 수 있다.

또한, 휨강도가 증가되도록 상기 콘크리트말뚝과 상기 콘크리트 충진부의 길이방향을 따라서 설치되는 보강부재가 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 보강부재는 일단에 형성되는 헤드부와 콘크리트의 길이방향을 따라 내설되는 내설부로 구성될 수 있다.

상기 강관말뚝의 끝단에는 상단철물이 더 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 상단철물은 상기 보강부재가 고정되는 고정홀이 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 상단철물은 상기 고정홀과 연통되며 상기 보강부재가 간섭없이 관통가능한 관통홀이 더 구비될 수 있다.

한편, 본 발명은 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 연결되며 휨강도의 증대를 위한 보강부재가 설치된 복합말뚝을 제조하기 위한 몰드장치에 있어서, 내부에 길이방향을 따라 연통된 중공부가 구비되어 상기 중공부에 강관말뚝이 설치되며 콘크리트말뚝이 제조되는 몰드유닛 및 상기 몰드유닛의 일단에 구비되어 상기 보강부재에 인장력을 부여하는 인장유닛을 포함하여 구성된 복합말뚝제조장치를 제공한다.

상기 몰드유닛은 상부몰드와 하부몰드로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 상부몰드와 하부몰드 각각은 길이방향을 따라서 상기 상부몰드와 하부몰드가 볼트결합되도록 결합홀이 구비된 결합브라켓이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 인장유닛은 상기 몰드유닛의 일측에 고정되는 마구리판; 상기 몰드유닛의 일단부 내측에 위치되며 상기 보강부재의 일단이 고정되는 세트플레이트, 상기 세트플레이트를 상기 몰드유닛의 길이방향을 따라 이동시키는 인장샤프트 및 상기 인장샤프트가 인장된 상태를 유지하도록 하는 조임너트를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 인장유닛은 상기 몰드유닛의 일단부 내측에 위치되며 상기 세트플레이트가 고정되는 커플러 및 상기 커플러에 고정되며 상기 인장샤프트에 연결되어 인장샤프트의 이동 시 함께 상기 몰드유닛의 길이방향을 따라 이동되는 인장판을 더 포함할 수 있다.

상기 강관말뚝이 설치되는 부위의 몰드유닛 직경과 상기 콘크리트말뚝이 제조되는 몰드유닛 직경은 서로 다르게 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명은 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합된 상태를 이루는 말뚝 제조 방법에 있어서, 상기 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합되도록 하는 몰드유닛을 설치하는 단계, 상기 설치된 몰드유닛에 강관말뚝을 배치하는 단계, 상기 설치된 몰드유닛에 보강부재를 설치하는 단계, 상기 보강부재가 설치된 부위의 상기 몰드유닛에 콘크리트를 투입하는 단계, 상기 설치된 보강부재를 인장시키는 단계, 상기 단계를 거친 몰드유닛을 원심 회전시키면서 성형하는 단계 및 상기 원심성형단계가 완료 후 콘크리트를 증기를 이용 양생하는 단계를 포함하여 구성되는 복합말뚝 제조방법을 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 복합말뚝과 이를 위한 그 제조장치 및 제조방법의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 제조 당시부터 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합된 형태의 복합말뚝을 제공할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상기 복합말뚝에 있어 콘크리트말뚝과 강관말뚝의 결합에 사용되는 말뚝연결유닛의 구조를 최소화하면서 구조적 내구성을 가져올 수 있는 효과가 있다.

셋째, 최소 구성의 말뚝연결유닛을 이용 또는 말뚝연결유닛 없이 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합된 복합말뚝을 제조할 수 있는 복합말뚝제조장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 상기 복합말뚝제조장치를 이용 복합말뚝을 원심성형을 이용하여 성형 시 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합되도록 함으로써 따로 결합과정에 필요한 시간 및 시공작업을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 첨부된 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 나타낸 측단면도이다.

도시된 것처럼, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝은 상부에 강관말뚝(200)이 구비되며 하부에 콘크리트말뚝(101)이 구비된다.

상기 콘크리트말뚝(101)은 길이방향을 따라 휨강도가 증가되도록 보강부재(150)가 구비되며, 일반적으로 상기 보강부재(150)는 PC강선으로 이루어진다.

그리고, 상기 보강부재(150)는 상기 콘크리트말뚝(101)의 일단에 고정되도록 한 헤드부(151)와 상기 콘크리트말뚝(101)의 길이방향을 따라 내설되는 내설부(152)로 구성된다.

상기 헤드부(151)의 직경은 상기 내설부(152)의 직경보다 크게 형성된다.

또한, 상기 보강부재(150)는 상기 콘크리트말뚝(101)의 단면상 기준으로 원주를 따라 다수개가 소정 간격마다 설치되며, 도시된 것처럼, 상기 콘크리트말뚝(101)에는 보강부재(150)의 사이 사이로 휨강도가 보다 증가되도록 이형철근(180)이 더 구비될 수도 있다.

상기 강관말뚝(200)과 콘크리트말뚝(101) 사이에는 말뚝연결유닛(300)이 구비된다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 측단면도이다.

상기 말뚝연결유닛(300)은 단판(310)과 측판(320)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 단판(310)은 판상으로 형성되며 일측으로는 상기 콘크리트말뚝(101)의 일단에 결합되고 타측으로는 상기 강관말뚝(200)의 일단에 결합된다.

상기 측판(320)은 상기 단판(310)에 수직하게 상기 강관말뚝(200)의 일측부 내주면에 대면된 상태로 상기 강관말뚝(200)을 지지 가능하도록 구성된다.

상기 측판(320)과 상기 단판(310)이 접합되는 부분은 상기 강관말뚝(200)이 상기 측판(320)의 외주면을 따라 삽입되어 안착할 수 있도록 단차부(334)가 구비됨 이 바람직하다.

상기 단차부(334)는 상기 강관말뚝(200)의 두께에 대응하도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 측판(320)의 내측을 지지하는 구조로 상기 단판(310)에는 보강리브(330)가 구비됨이 바람직하다. 상기 보강리브(330)는 상기 측판(320) 내측에 연결된 형태를 이룬다.

그리고, 상기 보강리브(330)는 원주방향을 따라서 다수개가 구비됨이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 단판(310)과 상기 콘크리트말뚝(101)을 동시에 둘러 감싸도록 보강밴드(380)가 설치된다. 이때, 상기 보강밴드(380)는 내측으로 삽입된 보강밴드 요철부(381)가 구비된다.

또한, 상기 보강밴드(380)와 상기 단판(310)이 접합하는 부분에는 상기 보강밴드(380)가 상기 단판(310)에 정확히 안착 될 수 있도록 보강밴드결합홈(335)이 형성됨이 바람직하다.

상기 보강밴드결합홈(335)은 상기 보강밴드(380)의 두께에 대응하도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1실시예에 있어서 말뚝연결유닛(300)을 구성하는 단판(310)에는 보강부재 정착홀(333)이 구비되는데, 상기 정착홀(333)은 보강부재(150)의 헤드부(151)가 고정되는 고정홀(332)과 관통홀(331)로 구성된다.

여기서, 상기 관통홀(331)과 고정홀(332)은 서로 연통되게 형성되며, 상기 관통홀(331)은 상기 보강부재(150)의 헤드부(151)가 쉽게 관통이 가능한 정도의 크기로 형성되고, 상기 고정홀(332)은 상기 헤드부(151)가 고정된 상태의 유지가 가능한 크기로 형성된다.

상기 고정홀(332)과 관통홀(331)로 이루어진 정착홀(333)은 본 발명 복합말뚝의 제조 과정 중 콘크리트의 주입 전에 미리 복합말뚝 제조용 몰드유닛에 보강부재(150)의 설치를 용이하게 함으로써 복합말뚝의 제조공정이 편리해지도록 하기 위함이다.

다음으로, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝을 나타낸 측단면도이다.

도시된 것처럼, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝은 말뚝연결유닛이 구비됨이 없이 콘크리트말뚝(102)과 강관말뚝(200)이 연결결합된 구조를 이룬다.

한편, 도 7에 도시된 것처럼, 상기 콘크리트말뚝(102)과 강관말뚝(200)이 연결된 상태에서 상기 강관말뚝(200)의 내측으로 일정두께로 콘크리트 충진부(102S)가 강관말뚝의 전 길이에 걸쳐 구비된다.

상기 콘크리트 충진부(102S)는 콘크리트말뚝(102)이 연장된 형태로 구성된다. 이는 제조 당시부터 연결되도록 형성한 것이며 이에 대한 설명은 후술한다.

그리고, 구조적 안정을 위하여, 상기 콘크리트말뚝(102)과 강관말뚝(200)의 외주면을 동시에 둘러감싸는 구조로 보강밴드(380)가 구비된다.

상기 보강밴드(380)에도 제1실시예와 마찬가지로 보강밴드 요철부 (381)가 구비된다.

상기 보강밴드(380)과 상기 강관말뚝(200)이 접합하는 부분에는 상기 보강밴드(380)가 상기 강관말뚝(200)에 정확히 안착 될 수 있도록 보강밴드결합홈(미도시)이 상기 강관말뚝(200)의 단부에 형성됨이 바람직하다.

상기 보강밴드결합홈(미도시)은 상기 보강밴드(380)의 두께에 대응하도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 도시된 것처럼, 상기 콘크리트말뚝(120)과 콘크리트 충진부(102S)를 동시에 관통하는 구조로 복합말뚝의 전 길이에 걸쳐 휨강도의 증가를 위한 보강부재(150)가 설치된다.

상기 보강부재(150)도 일단에 형성되는 헤드부(151)와 콘크리트 내삽입되는 내설부(152)로 구성된다.

다음으로, 첨부된 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝을 나타낸 측단면도이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝은 강관말뚝(200)의 일단으로부터 강관말뚝의 길이방향을 따라서 일정거리 이동된 위치에 말뚝연결유닛(300)이 구비된다.

그리고, 상기 말뚝연결유닛(300)은 상기 강관말뚝(200)의 내측에 삽입된 상태로 용접 결합되어 고정된다.

한편, 상기 말뚝연결유닛(300)이 설치된 부위까지 상기 강관말뚝(200) 내측에는 콘크리트가 연장 설치되는 콘크리트 충진부(103S)가 구비되며, 상기 콘크리트말뚝(103) 및 상기 콘크리트 충진부(103S)의 길이방향을 따라 상기 양부재(103,200)를 동시에 관통하여 상기 말뚝연결유닛(300)에 정착되는 구조로 보강부 재(150)가 설치된다.

이때, 상기 보강부재도 헤드부(151)와 내설부(152)로 구성된다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 평면도이며, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 측단면도이다.

상기 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝에 사용되는 상기 말뚝연결유닛(300)도 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝에서와 마찬가지로 단판(310)과 측판(320)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 측판(320)에 연결된 구조로 내측으로 상기 단판(310) 상에 원주를 따라 배치되는 보강리브(330)가 구비된다.

또한, 상기 단판(310)에는 상기 보강부재(150)가 고정되도록 하는 정착홀(333)이 구비된다. 상기 정착홀(333)은 다시 고정홀(332)과 상기 고정홀(332)에 연통된 구조의 관통홀(331)로 구성되며, 이에 대한 자세한 설명은 제1실시예에서 하였으므로 생략하기로 한다.

그리고, 상기 콘크리트말뚝(103)과 강관말뚝(200)을 동시에 둘러 감싸는 보강밴드(380)가 구비되며, 이 경우에도 도시된 것처럼 보강밴드 요철부(381)가 구비됨이 바람직하다.

또한 상기 보강밴드(380)과 상기 강관말뚝(200)이 접합하는 부분에는 상기 제2실시예에서 따른 복합말뚝과 마찬가지로 상기 보강밴드(380)가 상기 강관말뚝(200)에 정확히 안착 될 수 있도록 보강밴드결합홈(미도시)이 상기 강관말 뚝(200)의 단부에 형성됨이 바람직하다.

상기 보강밴드결합홈(미도시)은 상기 보강밴드(380)의 두께에 대응하도록 형성됨이 바람직하다.

이하에서는, 상기 실시예들에 따른 복합말뚝을 제조하기 위한 복합말뚝제조장치를 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명에 따른 복합말뚝제조장치를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 복합말뚝제조장치의 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 실시예들에 따른 복합말뚝을 제조하기 위한 말뚝제조장치는 소정의 길이를 가지며, 내부에 제조하고자 하는 콘크리트말뚝 및 강관말뚝의 직경과 같은 중공부가 구비된 연통된 형태의 몰드유닛(20)을 구비한다.

상기 몰드유닛(20)은, 첨부된 도 12에 도시된 것처럼, 상부몰드(22)와 하부몰드(21)의 결합에 의하여 구성된다.

여기서, 상기 상부몰드(22)와 하부몰드(21) 각각은 일정 두께의 철판을 길게 말아 반원형 셀로 이루어진다.

그리고, 하부몰드만을 나타낸 도 11에서와 같이, 소정의 이격된 위치마다 콘크리트말뚝의 원심성형을 위한 원심대에 올려 놓아지는 차륜(30)이 배치된다.

이 경우, 상기 차륜(30)과 차륜(30) 사이에는 길이방향으로 보강판(미도시)이 더 구비되어 몰드가 휘어짐에 견딜 수 있도록 함이 바람직하다.

자세히 도시되어 있지는 않으나, 제조되는 복합말뚝의 길이에 따라서 상기 몰드유닛(20)을 조합하여 사용할 수 있도록 상기 상부몰드(22)와 하부몰드(21)는 길이방향을 따라 2~3개로 분리되는 다단의 구조로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 상부몰드(22)와 하부몰드(21)는 길이방향을 따라 결합브라켓(26,27)이 형성되고, 상기 결합브라켓(26,27)에는 각각 대응되는 위치로 결합홀(28)이 구비된다. 즉, 상기 결합홀(28)에 볼트를 체결함으로써 상기 상부몰드(22)와 하부몰드(21)가 결합된다.

한편, 상기 몰드유닛(20)의 일단에는 제조되는 복합말뚝의 구성요소에 인장력을 부여하도록 인장유닛(90)이 설치된다.

도시된 것처럼, 상기 인장유닛(90)은 상기 몰드유닛(20)의 일단에 결합되는 마구리판(78)과, 상기 몰드유닛(20) 내측에 설치되는 세트플레이트(40), 인장판(50), 커플러(60) 및 상기 인장판(50)에 결합되는 인장샤프트(80)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 인장샤프트(80)를 상기 마구리판(78)에 고정시키기 위한 조임 너트(72) 및 와셔(74)가 구비된다.

상기 와셔(74)는 상기 마구리판(78)의 마모를 방지하는 역할을 한다.

도 13은 본 발명 복합말뚝제조장치에 설치되는 커플러의 평면도이고, 도 14는 상기 도 13 커플러의 측단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 상기 커플러(60)는 반원형 형상으로 두 개가 분리된 형태로 구성되며, 원형의 형상으로 이루어진 몸체부(61)와 상기 몸체부(61)에 있어서 내측으로 절곡되어 형성된 걸림턱부(62)로 구성된다. 도시된 것처럼, 상기 걸림턱부(62)는 상기 몸체부(61)에 단면상 양 끝단에 내측으로 형성된다.

그리고, 상기 걸림턱부(62)를 이용 세트플레이트(40)와 인장판(50)이 걸려 고정되는 형태를 이루게 된다.

한편, 도 15는 본 발명 복합말뚝제조장치를 구성하는 세트플레이트의 평면도이고, 도 16은 본 발명 복합말뚝제조장치를 구성하는 세트플레이트의 측단면도로서, 상기 세트플레이트(40)는 도시된 바와 같이, 판상의 원형으로 이루어지며, 상기 커플러(60)에 의하여 둘러 쌓여져 커플러(60)의 걸림턱부(62)에 걸릴 수 있는 크기로 형성된다.

그리고, 추후 복합말뚝의 제조 시 선단철물(후술함)에 고정이 가능하도록 고정홀(41)이 구비된다.

이하에서는 상기 복합말뚝제조장치를 이용 복합말뚝을 제조하는 과정을 설명하기로 한다. 그리고, 이하에서는 상기 각각의 실시예에 따른 복합말뚝의 제조과정을 제1실시예부터 순서대로 설명하기로 하며, 공통된 부분에 대한 제조과정은 생략한다.

먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 제조하기 위하여 콘크리트를 제조하는 과정을 수행한다.

이 과정은 시멘트, 모래, 자갈, 혼화재료, 물 등을 미리 설계한 배합설계중량대로 계량, 혼합하여 콘크리트를 제조하는 과정으로 이루어진다.

그리고, 상기 보강부재(150)를 필요한 길이로 각각 절단한 후 가공하는 공정을 거치게 된다.

여기서, 상기 보강부재(150)는 상기 콘크리트말뚝(101)의 길이방향을 따라 설치되어 휨강도를 증가시키는 역할을 하며, 상술된 것처럼 일반적으로는 PC강봉이 사용된다.

그리고, 상기 보강부재(150)는 상기 보강부재(150)의 일단에 헤드부(151)가 가공된 후의 길이가 최종 제작할 콘크리트말뚝(101) 부분의 길이에서 인장 시 늘어나는 길이를 뺀 길이와 일치하도록 절단한다.

상기 헤드부(151)는 필요에 따라서 보강부재의 양측 일단 중 한곳에만 구비되도록 할 수도 있고, 양측 모두에 구비되도록 할 수도 있다.

이를 위해 미리 상기 보강부재의 성질에 대한 특성 및 데이타 등이 파악되어야 함은 물론이다.

이 경우, 도 17에 도시된 것처럼, 상기 콘크리트말뚝(101)에 소요되는 수량의 보강부재(150)를 정해진 직경에 준하여 배근하고 보강부재(150)의 외측을 따라 라선근(158)을 용접하여 제작함이 바람직하다.

참고로, 상기 라선근에 결합된 다수의 보강부재를 철근롱이라 칭한다.

이는 다수개의 보강부재(150)를 연결하여 복합말뚝제조장치 내 콘크리트말뚝(101)이 위치되는 부분에의 설치를 용이하게 함으로써 복합말뚝의 제조과정이 수월해지도록 하기 위함이다.

그리고, 경우에 따라서 이형철근(180)의 보강이 필요한 경우는 상기 보강부재(150)의 사이 사이에 상기 이형철근을 배근한다.

다음으로는, 강관말뚝(200)을 준비하여 상기 하부몰드(21)에 설치한다.

여기서, 상기 강관말뚝(200)의 준비는 상기 강관말뚝(200)에 말뚝연결유 닛(300)을 설치하는 작업을 말한다.

상기 강관말뚝(200)에 상기 말뚝연결유닛(300)을 설치하는 방법은 상기 강관말뚝(200)을 제조하고자 하는 길이에 맞게 절단한 후, 상기 말뚝연결유닛(300)의 측판(320)을 상기 강관말뚝(200)의 내부로 삽입하여 상기 말뚝연결유닛(300)의 측판(320)과 상기 말뚝연결유닛(300)의 단판(310) 접합부에 형성된 상기 단차부(334)에 상기 강관말뚝(200)의 일단이 맞닿도록 한 후 상기 단판(310)과 상기 강관말뚝(200) 사이에 형성되는 용접홈에 용접하여 설치한다.

상기 말뚝연결유닛(300)이 설치된 상기 강관말뚝(200)을 크레인 등 권상장치를 이용하여 상기 하부몰드(21)에 배치한다.

이때, 상기 강관말뚝(200)을 상기 하부몰등(21)에 배치하는 위치는 제조 하고자 하는 복합말뚝의 전체 길이 중에서 상기 콘크리트말뚝(101)이 제조되는 길이 및 상기 강관말뚝(200)의 길이를 고려하여 상기 하부몰드(21)에 상기 말뚝연결유닛(300)이 위치하는 지점을 결정함으로써 정할 수 있다.

이때, 상기 강관말뚝(200)을 상기 하부몰드(21)에 배치 시 강관말뚝(200)이 고정된 상태를 유지하도록 상기 하부몰드(21)와 강관말뚝(200) 사이에는 소정의 고무패드(미도시)가 설치되어 상기 상부몰드(22)와 상기 하부몰드(21)가 조립되었을 시 마찰에 의하여 강관말뚝(200)이 움직이지 않도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 말뚝연결유닛(300)이 연결된 측의 반대측으로 제조가 완료된 상기 콘크리트말뚝의 끝단에는 선단철물이 구비되도록 한다.

상기 선단철물(350,360,370)은 도 18 내지 도 23에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 이룬다.

도18은 선단철물(350) 중 무용접이음장치의 평면도를 나타낸 것이며, 도 19는 무용접이음장치의 측단면도를 나타낸 것이다.

그리고, 도20은 선단철물(360)의 또 다른 예인 선단슈의 평면도를 나타낸 것이며, 도21은 상기 선단슈의 측단면도를 도시한 것이다.

또한, 도22는 선단철물(370)의 또 다른 예인 용접이음장치의 평면도를 나타낸 것이며, 도23은 상기 용접이음장치의 측단면도를 나타낸 것이다.

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그리고, 상기 선단철물(350,360,370)은 모두 보강부재(150)의 일단에 구비된 헤드부(151)가 고정이 가능한 정착홀(353)이 구비된다.

상기 정착홀(353)은 고정홀(351)과 관통홀(352)로 구성되며, 상기 고정홀(351) 및 관통홀(352)은 연통된 구조를 이룬다.

그리고, 상기 선단철물(350,360,370)은 제조가 완료된 후 콘크리트말뚝(101) 의 끝단에 견고히 부착된 상태를 유지하도록 보강밴드(390)가 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 선단철물(350,360,370)은 용접이음이 가능한 용접이음용 선단철물, 무용접 이음이 가능한 무용접 이음용 선단철물, 이음시공이 필요로 하지 않는 선단슈 형태의 선단철물로 구성될 수 있으며, 상황에 따라 적절한 선단철물을 채용 가능하다.

이하에서는 편의상 상기 선단철물 중 도 22 및 도 23에 도시된 선단철물(370)이 콘크리트말뚝의 일단에 설치되는 과정을 설명하기로 하며, 상술된 바와 같이 그 외 다른 선단철물도 채용 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성된 선단철물(370)을 하부몰드(21) 내측으로 제조될 콘크리트말뚝의 끝단의 위치에 배치되도록 한 후, 상기 보강부재(150)의 헤드부를 선단철물(370)의 고정홀(352)에 고정시킨다.

이 경우, 상기 보강부재(150)는 일단은 선단철물(370)의 고정홀(352)에 고정되고, 다른 일단은 상기 말뚝연결유닛(300)의 고정홀(332)에 끼워져 고정된 구조를 이루게 된다.

다음으로는, 상기 선단철물(370)에 세트플레이트(40)를 조립한다.

이때, 상기 선단철물(370)과 세트플레이트(40)의 조립방법은 상기 선단철물(370)의 관통홀(351)과 상기 세트플레이트(40)의 고정홀(41)을 이용 볼트를 체결함으로써 조립된다. 즉, 상기 선단철물(370)의 관통홀(351)은 상기 보강부재(150)의 헤드부(151)의 관통은 용이하게 하면서 고정홀(41)과 같은 직경으로 형성된다.

이때, 상기 세트플레이트(40)의 고정홀(41)을 통과시킨 체결볼트(미도시)는 상기 선단철물(370)의 관통홀(351)에 미리 형성된 나사산과 나사 결합되어 조립될 수 있다.

또 다른 방법은 상기 세트플레이트(40)의 고정홀(41)을 통과시킨 체결볼트(미도시)는 상기 선단철물(370)의 관통홀(351)을 통과하여 별도의 너트(미도시)와 나사 결합되어 조립될 수 있다.

그리고, 인장샤프트(80)에 결합된 인장판(50)을 상기 세트플레이트(40)에 근접시킨 후 커플러(60)를 상기 두 부재(40,50)의 외부를 동시에 감싸도록 씌워 걸림턱부(62)에 의하여 상기 두 부재(40,50)가 동시에 몰드유닛의 길이방향을 따라 이동되도록 한다.

도 24는 본 발명 복합말뚝제조장치에 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝이 제조되는 과정을 나타낸 단면도이다.

이때, 상기 과정을 거친 후의 하부몰드(21)에는 콘크리트말뚝(101)을 제외한 나머지 구성요소들이 도시된 바와 같이 설치된다.

이와 같이 콘크리트말뚝(101)을 제외한 나머지 구성요소들을 설치한 후, 상기 하부몰드(21)를 콘크리트 투입기로 이동하여 소정의 중량만큼 콘크리트를 투입하는 과정을 거치게 된다.

그리고, 상기 상부몰드(22)를 씌운 후 상부몰드(22)와 하부몰드(21)의 결합브라켓(27)에 형성된 결합홀(28)을 볼트를 이용 결합시킨다.

이하에서는, 따로 구비되는 인장장치(400)를 이용 상기 보강부재(150)에 인 장력을 가하는 과정을 설명한다.

도 25는 인장유닛(90)에 인장장치(400)가 체결되는 구조를 나타낸 측면도이고, 도 26은 인장유닛(90)에 인장장치(400)가 체결되어 작동되는 원리를 설명하기 위한 측면도이다.

여기서, 상기 인장장치(400)는 외관을 형성하는 케이스(410)와, 상기 케이스(410) 내 설치되는 인장용 척(chuck)(420) 및 실린더(430)와 유압선(440)으로 구성된다.

상기 도 24 및 도 25에 도시된 것처럼, 상기와 같은 과정을 거쳐 구성요소들이 설치된 몰드유닛(20)은 인장용 척(420)을 이용하여 상기 몰드유닛(20) 내 설치된 보강부재(150)에 소정의 인장력을 부여하는 작업을 수행하게 된다.

이는, 상기 인장샤프트(80)를 실린더(430) 선단의 인장용 척(420)에 결합시킨 후 미리 정하여진 인장압력으로 상기 실린더(430)를 후퇴시켜 보강부재(150)가 인장력이 부여된 상태에 놓이도록 하는 것이다.

즉, 상기 실린더(430)를 후퇴시키면, 인장샤프트(80)가 따라서 후퇴되며, 이때 인장판(50) 및 커플러(60)와 세트플레이트(40) 및 선단철물(370)이 동시에 같은 방향으로 이동하게 된다.

이렇게 되면, 상기 말뚝연결유닛(300)이 몰드유닛(20) 내에 고정된 상태로 배치된 강관말뚝(200)에 고정되어 있고, 상기 말뚝연결유닛(300)에 일단이 그리고 선단철물(370)에 타단이 고정된 보강부재(150)는 인장력을 받게 된다.

상기 보강부재(150)에 인장력이 가해지면 강재의 성질에 의하여 보강부재(150)의 길이방향으로 늘어나게 되며, 늘어난 길이만큼 상기 선단철물(370), 세트플레이트(40), 커플러(60), 인장판(50), 인장샤프트(80)이 인장되는 방향으로 이동되게 되어 상기 마구리판(78)으로부터 상기 조임너트(72) 사이에는 틈이 발생되게 된다.

그리고, 상기 인장상태가 유지될 수 있도록 상기 인장샤프트(80)에는 조임너트(72)를 채워 몰드유닛(20)에 고정된 마구리판(78)에 대하여 인장력이 유지되도록 한다.

이후 상기 인장샤프트(80)에서 상기 인장용 척(420)을 제거하면 인장작업이 마무리되게 된다.

다음으로는, 상기 인장상태를 유지한 몰드유닛(20)을 이동시켜 원심성형작업을 수행하며 이는 첨부된 도 27에 도시된 바와 같다.

즉, 인장이 완료된 몰드유닛(20)을 적어도 한 개 이상의 롤러부(501)에 위치되도록 한 후 모터장치로 이루어진 구동부(505)를 작동시켜 소정의 원심력이 단계적으로 가해지도록 일정시간 원심 성형한다.

이때, 상기 롤러부(501)는 몰드유닛(20)의 차륜(30)에 대응된 위치로 설치되도록 한다.

그리고, 이와 같이 원심성형과정을 거친 후에는 증기의 열에너지를 이용하여 콘크리트를 촉진 양생하는 공정인 양생공정을 수행한다.

이는 증기가 공급되는 설비가 갖추어진 양생조에 몰드를 입조시킨 후 소정의 온도 및 시간으로 양생을 실시하는 과정으로 이루어진다.

이때, 양생방법은 상압에서 양생한 후 양생을 종료하는 방법과 상압에서 양생한 후 다시 고온고압으로 양생하는 방법이 있으며 상황에 따라 적절한 방법을 사용하여 양생작업을 수행하게 된다.

그리고, 상기 양생작업이 종료된 몰드유닛을 인출하여 상부몰드와하부몰드를 결합시키는 볼트를 해체한 후, 상기 상부몰드를 탈형하고 제조가 완료된 복합말뚝을 인출하는 탈형작업을 수행한다.

탈형이 완료된 복합말뚝은 도 4에 도시된 바와 같다.

도 28은 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝이 제조되는 몰드유닛을 나타낸 것이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝의 제조 시에는 강관말뚝(200)의 일단으로 상단철물(230)이 설치된다.

상기 상단철물(230)은 첨부된 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 보강부재(150)의 일단에 구비된 헤드부(151)가 고정되는 정착홀(233)이 구비된다.

또한, 상기 정착홀(233)은 상기 헤드부(151)가 고정되는 고정홀(232)과 상기 고정홀(232)과 연통된 구조로 형성된 관통홀(231)이 구비된다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝의 경우에도 콘크리트말뚝의 끝단에는 선단철물(370)이 구비된다.

그리고, 상기 보강부재(150)의 일단에 형성된 헤드부(151)는 상기 강관말뚝의 상단철물(230)의 고정홀(232)에 고정시키고, 상기 보강부재(150)의 타단에 형성된 헤드부(151)는 상기 콘크리트말뚝(102) 끝단의 선단철물(370)의 고정홀(332)에 고정시킨다.

이때, 상기 보강부재(150)도 라선근(158: 도 17 참조)에 의하여 다수개가 용접에 의한 결합된 구조를 취하게 되며, 상기 강관말뚝(200)과 콘크리트말뚝(102)이 연결되는 부위에는 미리 보강밴드(380)가 설치되도록 한다.

상기 보강밴드(380)는 미리 상기 강관말뚝에 용접 결합된다.

그 후, 일정량의 콘크리트를 주입하고 상부몰드를 결합시킨 후 인장용 척(420)을 이용하여 상기 보강부재(150)에 인장력을 부여하게 된다.

여기서 본 발명의 제2실시예에 의한 제조방법과 같이 복합말뚝의 제조에 있어서 상기 강관말뚝(200) 부분 전장에 걸쳐 콘크리트가 충진되는 경우 강관말뚝(200)의 길이가 길어져 콘크리트 투입을 상부몰드(22)를 조립하기 전에 콘크리트를 자유 낙하하여 몰드에 주입하는 방법에 의해 작업하기 어려운 경우에는 콘크리트 펌프를 활용하여 강관말뚝(200)의 내부로 주입관을 삽입하여 콘크리트를 주입하는 방법을 사용할 수 있다.

그 외 원심성형 등 복합말뚝의 제조를 위한 과정은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝의 제조과정과 같고, 이미 제1실시예에서 상세히 설명하였으므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 31은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝이 제조되는 몰드유닛을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝의 경우는 미리 강관말뚝 내측으로 길이방향을 따라 임의의 위치에 말뚝연결유닛(300)을 용접에 의하여 결합시킨다.

그리고, 상기 말뚝연결유닛(300)의 고정홀(332)과 하부몰드(21)에 미리 콘크리트말뚝(103)의 끝단에 구비될 선단철물(370)의 고정홀(352)을 이용 보강부재(150)를 고정시키고 상기 하부몰드(21) 및 상기 인장유닛(90)에 조립한다.

그리고, 콘크리트를 주입하여 인장작업을 수행한 후 원심성형작업을 수행하게 되며, 이와 같은 콘크리트의 주입 및 인장, 원심성형작업과 복합말뚝의 제조를 위한 기타 다른 과정은 본 발명의 제1실시예에 따른 강관말뚝의 제조과정과 같고, 이미 제1실시예에서 상세히 설명하였으므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 32는 본 발명의 다른 형태에 따른 복합말뚝제조장치를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 형태에 따른 복합말뚝제조장치는 강관말뚝이 설치되는 부위(21b)의 직경(L2)이 콘크리트말뚝이 제조되는 부위(21a)의 직경(L1)과 다르게 형성된다.

강관말뚝은 inch를 사용하여 제작되며, 콘크리트말뚝은 mm를 사용하는데 일반적으로 기성제품의 강관말뚝의 경우는 현재 mm를 사용하는 콘크리트말뚝에 비하여 그 직경이 큰 경우가 많다.

그러므로, 기성품의 강관말뚝을 이용하여 복합말뚝을 제조하는 경우 본 발명의 다른 형태에 따른 복합말뚝제조장치를 사용하는 경우에는 기성품을 직접 사용이 가능하게 되는 잇점이 있다.

첨부된 도면 중 도 33은 본 발명 복합말뚝제조장치를 이용 복합말뚝을 제조 하는 과정을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예들에 따른 복합말뚝 및 이를 위한 제조장치 및 제조방법은 제조 당시부터 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합된 형태의 복합말뚝을 제공할 수 있게 된다.

이렇게 함으로써, 시공장소에서 따로 콘크리트말뚝과 강관말뚝을 연결시키는 시공작업이 필요하지 않게 되어 시공비의 절감을 가져오게 된다. 또한, 본 발명에 의하면 일정 길이 이상의 몰드유닛을 이용하여 강관말뚝의 길이를 다양하게 할 수 있는 복합말뚝의 제조가 가능해진다.

그리고, 상기 복합말뚝에 있어 콘크리트말뚝과 강관말뚝의 결합에 사용되는 말뚝연결유닛의 구조를 최소화하면서 구조적 내구성을 가져올 수 있는 효과가 있다. 즉, 말뚝연결유닛을 하나의 단판으로 형성하고, 상기 단판의 일측으로 강관말뚝이 연결되는 부위에는 측판과 보조리브 등을 이용 강관말뚝을 지지하며, 타측으로는 제조와 동시에 콘크리트말뚝이 연결되도록 하고 구조적 보강을 위하여 보강밴드가 설치되도록 함으로써 최소의 구성요소로 확실한 결합상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 시공현장에서 강관말뚝과 콘크리트말뚝을 부착하여 사용함으로써 용접이음 또는 무용접이음부위에서 강관말뚝과 콘크리트말뚝의 연결부 직각도 불량으로 인하여 야기되는 말뚝의 축선 꺽임 현상에 의하여 발생할 수 있는 말뚝의 지지력 저하 요인을 근본적으로 제거할 수 있게 된다.

또한, 시공현장에서 용접이음 및 무용접이음으로 복합말뚝을 시공하는 경우 상부 강관말뚝과 하부 콘크리트말뚝이 연결되는 부분의 단판 연결부위의 평면도 불량 시 타입시공 중이나 시공이 종료된 후 말뚝에 상재하중이 가해지는 경우 하부말뚝 단판에 가해지는 응력이 등 분포 되지 않고 집중될 수도 있는 현상을 방지할 수 있으므로 보다 양질의 말뚝기초를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝의 경우는 최소 구성의 말뚝연결유닛을 이용 또는 말뚝연결유닛 없이 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합된 복합말뚝을 제조할 수 있는 복합말뚝제조장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

즉, 상기 강관말뚝 내측 길이방향을 따라 콘크리트말뚝과 연결된 형태로 콘크리트 충진부가 구비되도록 하고 따로 말뚝연결유닛이 없이 상기 두 개의 말뚝을 연결시킬 수 있게 된다. 이 경우, 첨부된 도 7 또는 도 8에서와 같이, 상기 콘크리트 충진부는 상황에 따라서 상기 강관말뚝 내측에 일부 구간 또는 전 구간에 걸쳐 콘크리트 충진부가 구성되도록 할 수도 있음은 물론이다.

이렇게 콘크리트 충진부가 구비된 복합말뚝은 강관말뚝 만으로 견디기에는 어려운 대단히 큰 휨모멘트를 받는 구조의 말뚝에 사용될 수 있으며, 콘크리트를 충진하여 단면계수를 크게 함으로써 사용하는 강관말뚝의 두께가 얇은 것을 사용할 수도 있어 구조적으로는 안전하나 보다 경제적인 말뚝을 선택적으로 제조가 가능하게 된다.

한편, 복합말뚝제조장치를 이용 다양한 형태의 복합말뚝을 원심성형을 이용하여 성형 시 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합되도록 함으로써 따로 결합과정에 필요한 시간 및 시공작업을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 말뚝연결장치를 나타내는 분해 사시도;

도 2는 도 1의 종래 말뚝연결장치의 주요부를 절단하여 나타낸 측단면도;

도 3은 종래 다른 형태의 말뚝연결장치를 나타내는 분해 사시도;

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 나타낸 측단면도;

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 평면도;

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 측단면도;

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝을 나타낸 측단면도;

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝을 나타낸 측단면도;

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 평면도;

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합말뚝을 구성하는 말뚝연결유닛을 나타낸 측단면도;

도 11은 본 발명에 따른 복합말뚝제조장치를 나타낸 도면;

도 12는 본 발명에 따른 복합말뚝제조장치의 측단면도;

도 13은 본 발명 복합말뚝제조장치를 구성하는 커플러의 평면도;

도 14는 본 발명 복합말뚝제조장치를 구성하는 커플러의 측단면도;

도 15는 본 발명 복합말뚝제조장치를 구성하는 세트플레이트의 평면도;

도 16은 본 발명 복합말뚝제조장치를 구성하는 세트플레이트의 측단면도;

도 17은 보강부재와 라선근의 결합관계를 나타낸 사시도;

도 18은 선단철물의 일 형태를 나타낸 평면도;

도 19는 도 15의 측단면도;

도 20은 선단철물의 다른 형태를 나타낸 평면도;

도 21은 도 17의 측단면도;

도 22는 선단철물의 또 다른 형태를 나타낸 평면도;

도 23은 도 19의 측단면도;

도 24는 본 발명 복합말뚝제조장치를 이용 본 발명의 제1실시예에 따른 복합말뚝을 제조하는 모습을 나타낸 단면도;

도 25는 인장유닛에 인장장치가 체결되는 구조를 나타낸 측면도;

도 26은 인장유닛에 인장장치가 체결되어 작동되는 원리를 설명하기 위한 측면도;

도 27은 본 발명 복합말뚝제조장치를 원심 성형하는 과정을 간략히 나타낸 개략도;

도 28은 본 발명 복합말뚝제조장치를 이용 본 발명의 제2실시예에 따른 복합말뚝을 제조하는 모습을 나타낸 단면도;

도 29는 강관말뚝의 끝단에 결합되는 상단철물을 나타낸 평면도;

도 30은 도 29의 측단면도;

도 31은 본 발명 복합말뚝제조장치를 이용 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 말뚝을 제조하는 모습을 나타낸 단면도;

도 32는 본 발명의 다른 형태에 의한 복합말뚝제조장치를 나타낸 단면도; 및

도 33은 본 발명 복합말뚝제조장치를 이용 복합말뚝을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20: 몰드유닛 21: 하부몰드

22: 상부몰드 28: 결합홀

40: 세트플레이트 50: 인장판

60: 커플러 72: 조임너트

74: 와셔 78: 마구리판

80: 인장샤프트 90: 인장유닛

101,102,103: 콘크리트말뚝 102S,103S: 콘크리트 충진부

150: 보강부재 151: 헤드부

152: 내설부 158: 라선근

230: 상단철물 200: 강관말뚝

300: 말뚝연결유닛 310: 단판

320: 측판 330: 보강리브

350,360,370: 선단철물 380: 보강밴드

400: 인장장치 410: 케이스

420: 인장용 척 430: 실린더

Claims (37)

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20. 콘크리트말뚝;

    상기 콘트리트말뚝의 일측에 결합되는 강관말뚝;

    상기 강관말뚝 내부로 길이방향을 따라서 상기 콘크리트말뚝이 연장되어 형성되는 콘크리트 충진부; 및

    휨강도가 증가되도록 상기 콘크리트말뚝과 상기 콘크리트 충진부의 길이방향을 따라서 동시에 설치되는 보강부재;

    를 포함하여 구성되는 복합말뚝.
21. 제20항에 있어서,

    상기 콘크리트말뚝과 상기 강관말뚝의 연결부위로 상기 콘크리트말뚝과 상기 강관말뚝의 외주를 둘러 감싸도록 상기 콘크리트말뚝에는 보강밴드가 설치되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
22. 제20항에 있어서,

    상기 강관말뚝의 내측에 내설된 상태로 상기 콘크리트말뚝이 연장 형성된 상기 콘크리트 충진부의 끝단에 연결되는 말뚝연결유닛을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
23. 제20항에 있어서,

    상기 보강부재는,

    일단에 형성되는 헤드부와 콘크리트의 길이방향을 따라 내설되는 내설부로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
24. 제20항에 있어서,

    상기 강관말뚝의 끝단에는 상단철물이 더 구비된 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
25. 제24항에 있어서,

    상기 상단철물은 상기 보강부재가 고정되는 고정홀이 더 구비된 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
26. 제25항에 있어서,

    상기 상단철물은 상기 고정홀과 연통되며 상기 보강부재가 간섭없이 관통가능한 관통홀을 더 구비한 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
27. 제20항에 있어서

    상기 콘크리트말뚝은,

    말뚝의 선단부에 무용접이음장치가 부착되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
28. 제20항에 있어서

    상기 콘크리트말뚝은,

    말뚝의 선단부에 용접이음장치가 부착되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
29. 제20항에 있어서

    상기 콘크리트말뚝은,

    말뚝의 선단부에 선단슈가 부착되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
30. 제20항에 있어서,

    상기 콘크리트 충진부는,

    상기 강관말뚝의 길이방향을 따라서 상기 강관말뚝의 내측으로 일부 구간에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 복합말뚝.
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36. 콘크리트말뚝과 강관말뚝을 결합시키는 말뚝제조방법에 있어서,

    상기 콘크리트말뚝과 강관말뚝이 결합되도록 하는 몰드유닛을 설치하는 단계;

    상기 설치된 몰드유닛에 강관말뚝을 배치하는 단계;

    상기 설치된 몰드유닛에 상기 강관말뚝의 내측 일부 구간까지 삽입된 상태로 보강부재를 설치하는 단계;

    상기 보강부재가 설치된 구간이 충진되도록 상기 몰드유닛에 콘크리트를 주입하는 단계;

    상기 설치된 보강부재를 인장시키는 단계;

    상기 단계를 거친 몰드유닛을 원심 회전시키면서 성형하는 단계; 및

    상기 원심성형단계가 완료 후 콘크리트를 증기를 이용 양생하는 단계;

    를 포함하여 구성되는 복합말뚝제조방법.
37. 제36항에 있어서,

    상기 몰드유닛에 콘크리트를 주입하는 단계는,

    상기 보강부재가 설치되는 강관말뚝의 내측 일부 구간까지 원활한 주입이 이루어지도록 펌프 및 주입관을 이용 주입하는 것을 특징으로 하는 복합말뚝제조방법.

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