JP2016528406A - 土留め仮施設工事の切梁連結構造 - Google Patents

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    • E02D17/083Shoring struts

Abstract

【課題】土留め仮施設工事の切梁連結構造の提供。
【解決手段】本発明は、土留め仮施設工事の切梁連結構造に関し、本発明に係る土留め仮施設工事の切梁連結構造は、互いに対向する土留め壁体の間を横切って配置され、前記土留め壁体の腹起しに連結される切梁と、一側は前記腹起しに連結され、他側は前記切梁の長手方向の端部からそれぞれ両側に隔てられて設けられる傾斜梁と、前記傾斜梁を連結するPS(Prestressed)鋼線とが含まれることを特徴とする。以上のような本発明によれば、腹起しに加えられる水平方向の荷重を相殺させるために、この水平方向の荷重と反対の荷重を加えるPS鋼線で連結部材を緊張させて、腹起しに不要な水平方向の荷重が加えられるのを防止することができるという利点がある。
【選択図】図2

Description

本発明は、土留め仮施設工事の切梁連結構造に関し、より詳細には、腹起しに加えられる水平方向の荷重を相殺させるために、この水平方向の荷重と反対の荷重を加えるPS鋼線で連結部材を緊張させて、腹起しに不要な水平方向の荷重が加えられるのを防止することができる土留め仮施設工事の切梁連結構造に関する。
一般的に、地下鉄工事や構造物の築造のための地盤掘削時、掘削背面の土砂崩壊防止および変位抑制を通じて隣接周辺地盤の安全性を維持するための通常の方法として、仮設土留め工事を施行する。
特に、最近、都心近接施工が頻繁になっているにつれ、地盤掘削による隣接地盤の沈下および周辺建物の安全性に対する要求が持ち上がっており、これにより、仮設土留め工事の重要性が増大している。
通常、既存の地下鉄工事や建物の地下層を作るために布掘りをする場合の施工方法は、まず、計画された平面に沿って設計深さまで穴を掘り、垂直パイルを設置する。
その垂直パイルの設置が終わると、部分的に掘削をし、主桁と覆工板を設置するが、覆工板の設置が終わると、後の工事は掘削作業と掘削に伴う切梁の設置が繰り返されながら工事が進行する。
したがって、このような仮施設を設計するために、掘削段階別の土圧と切梁に作用する荷重を繰り返し計算して、最大値に耐えられるように切梁を設置するが、このような方式で設計と施工をすれば切梁の数が多く必要になり、ほとんどの場合、2−3m以内に非常にぎっしりと配置される。
前記のようにぎっしりと配置された切梁は、切羽内で建設資材の運搬や、重装備の搬入および工事作業を妨げる非常に重大な障害要因になっており、以後、本構造物が設置される際は、型枠作業や鉄筋作業に大きな支障をきたしており、本構造物に多数の穴が生じることを避けられないため、完成した地下構造物の防水に深刻な問題が発生している。
垂直パイルとしては、鋼材Hパイルを用いた仮施設方法のほか、穴の穿孔後、コンクリートを詰め込むコンクリートパイルを用いる工法もあり、鋼材パイルとコンクリートパイルを同時に並行して用いる工法、またはシートパイルを用いる工法もあるが、地盤に穴を掘った後、パイルで壁面を形成して地盤の荷重を支持させる基本原理には大差がない。
また、プレフレックス梁を垂直パイルとして用いた方法もあり、シートパイルにHパイルを付けて剛性を増加させる方法もある。
一方、地下構造物を建設するための仮施設工法のうち、前に言及された切梁がない方法として、アースアンカーを用いて鋼材パイルを支持する工法がある。
この方法は、パイルの裏側地盤中に傾斜穴を穿孔して鋼線や鋼棒を挿入し、挿入された鋼棒の端部分を、機械的な方法や、エポキシ、セメントグラウティングなどの化学的な方法を用いて定着した後、鋼棒を緊張させて鋼材パイルを固定させる方法である。
このような方法で施工された仮施設は、内部空間を十分に確保可能で、工事の難易度が改善されるなどの利点がある工法である。
しかし、この工法の最大の欠点は、この工法が複雑な市内で適用される場合、ほぼ大部分の場合、隣接敷地を侵犯して苦情が発生する余地が多いという点であり、工事費が高いという点も大きな問題の一つである。
特許文献1(発明の名称:鋼管切梁のY型連結構造、登録日:2007.03.16)には、腹起しに与える力を分散して伝達できるように両側腹起しに傾斜して設けられる2つの鋼管切梁と、前記両側腹起しの内側に所定距離離隔して位置する二重鋼管切梁と、前記2つの鋼管切梁と二重鋼管切梁との間に位置し、2つの鋼管切梁および二重鋼管切梁に連結される連結体と、前記2つの鋼管切梁および二重鋼管切梁にそれぞれ接合し、前記連結体にそれぞれ接触して前記連結体に締結される基礎板とを含むことを特徴とする。
前記のような従来技術による鋼管切梁のY型連結構造は、図12に示されているように、二重鋼管切梁の荷重が鋼管切梁に分散することを特徴とするが、二重鋼管切梁から加えられる垂直分力は、鋼管切梁と腹起しとの結合した部位に備えられた火打ち楔に垂直分力と水平分力として作用する。
これにより、二重鋼管切梁から加えられる荷重の垂直分力が増加するほど、前記鋼管切梁が水平方向に隔てられようとする現象が発生するため、このような鋼管切梁の水平方向の荷重が腹起しに伝達されて仮設土留め工事に有益でないという欠点があった。
韓国登録特許第10−0698878号公報
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、腹起しに加えられる水平方向の荷重を相殺させるために、この水平方向の荷重と反対の荷重を加えるPS鋼線で連結部材を緊張させて、腹起しに不要な水平方向の荷重が加えられるのを防止することができる土留め仮施設工事の切梁連結構造を提供することである。
また、連結部材の間に偏心梁を設け、PS鋼線の緊張力を利用して切梁から加えられる水平分力を除去すると同時に、腹起しを内壁に加圧して、より安定的に仮設土留め工事を行うことができる土留め仮施設工事の切梁連結構造を提供することである。
上記の問題を解決するために、本発明に係る土留め仮施設工事の切梁連結構造は、互いに対向する土留め壁体の間を横切って配置され、前記土留め壁体の腹起しに連結される切梁と、一側は前記腹起しに連結され、他側は前記切梁の長手方向の端部からそれぞれ両側に隔てられて設けられる傾斜梁と、前記傾斜梁を連結するPS(Prestressed)鋼線とが含まれることを特徴とする。
また、前記傾斜梁は、前記腹起しに設けられる連結部材と、一側は前記連結部材に連結され、他側は前記切梁に連結される延長フレームとが含まれることを特徴とする。
また、前記連結部材は、前記腹起しに横方向に設けられる水平結合部と、該水平結合部に傾斜して連結され、前記延長フレームに対して垂直に延びて長手方向の外側面が前記延長フレームの一側端部を支持する第1支持フレームと、前記水平結合部に傾斜して連結され、前記延長フレームと一直線をなすように延長形成され、前記第1支持フレームの長手方向の内側面を支持する第2支持フレームとを含むことを特徴とする。
また、前記PS鋼線は、前記第1支持フレームの内側面または第2支持フレームの外側面を互いに連結することを特徴とする。
また、前記PS鋼線が前記連結部材に平行に連結されるように前記PS鋼線の両側端部にそれぞれ連結され、前記PS鋼線の両側端部に設けられる定着連結部材が含まれることを特徴とする。
また、前記定着連結部材は、前記第1支持フレームまたは第2支持フレームが傾斜した角度に対応する傾斜面を有することを特徴とする。
また、前記定着連結部材は、水平部と、該水平部の一側端部に垂直に形成され、前記PS鋼線の設けられる設置通孔が形成された垂直部とが含まれることを特徴とする。
また、前記垂直部は、前記第1支持フレームまたは第2支持フレームによって前記PS鋼線が干渉されることが防止されるように、前記第1支持フレームまたは第2支持フレームより広い幅を有することを特徴とする。
また、前記PS鋼線の緊張力が前記内壁側に加えられるように、前記連結部材の間の腹起しに突出形成される偏心梁がさらに含まれることを特徴とする。
また、前記PS鋼線は、前記第1支持フレームの内側面と外側面を貫通して設けられることを特徴とする。
また、前記PS鋼線は、前記第1支持フレームと第2支持フレームの内側面と外側面を貫通して設けられることを特徴とする。
また、前記PS鋼線は、前記水平結合部の外側端部に定着具を介してそれぞれ固定されることを特徴とする。
また、前記定着具の外部を覆うキャップをさらに含むことを特徴とする。
以上のような本発明によれば、腹起しに加えられる水平方向の荷重を相殺させるために、この水平方向の荷重と反対の荷重を加えるPS鋼線で連結部材を緊張させて、腹起しに不要な水平方向の荷重が加えられるのを防止することができるという利点がある。
また、連結部材の間に偏心梁を設け、PS鋼線の緊張力を利用して切梁から加えられる水平分力を除去すると同時に、腹起しを内壁に加圧して、より安定的に仮設土留め工事を行うことができるという利点がある。
本発明の好ましい実施形態に係る土留め仮施設工事の切梁連結構造が適用された仮設土留め工事を概略的に示す平面図である。 本発明に係る連結部材にPS鋼線が設けられた様子を示す平面図である。 本発明に係る連結部材にPS鋼線が設けられた様子を示す平面図である。 本発明に係るPS鋼線を連結部材に設けるための定着連結部材の様子を示す斜視図である。 本発明に係る連結部材の間の腹起しに偏心梁が設けられた様子を示す平面図である。 本発明に係る腹起しに偏心梁設置時にPS鋼線を設ける様子を示す例示図である。 本発明に係る腹起しに偏心梁設置時にPS鋼線を設ける様子を示す例示図である。 本発明に係る腹起しに偏心梁設置時にPS鋼線を設ける様子を示す例示図である。 本発明に係るPS鋼線が支持フレームを貫通して設けられた様子を示す側面図である。 本発明に係るPS鋼線が支持フレームを貫通して設けられた様子を示す側面図である。 本発明に係るPS鋼線が固定用板を介して支持フレームに連結される様子を示す正面図である。 従来技術による鋼管切梁のY型連結構造の平面図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。各図面に提示された同一の符号は、同一の部材を表す。本発明を説明するにあたり、かかる公知の機能あるいは構成に関する具体的な説明は、本発明の要旨をあいまいにしないために省略する。
本発明の好ましい実施形態に係る土留め仮施設工事の切梁連結構造は、切梁100と、傾斜梁300と、連結部材310と、PS鋼線400とが含まれ、後述する切梁100、傾斜梁300は、Hビーム(beam)に作製される。
図1には、本発明の好ましい実施形態に係る土留め仮施設工事の切梁連結構造が適用された仮設土留め工事を概略的に示す平面図が示されている。その構造は、長方形の平面構造を有する土留め仮施設工事のために掘削された部位の内壁には土留め壁体が施工され、この土留め壁体の内側には腹起し30が横方向に設けられる。
また、長方形に掘削された内壁のうち、長さの長い辺の間を直角に横切るように設けられ、内壁から伝達される土圧を支持する切梁100が設けられる。前記切梁100の長手方向の両側端部には、腹起し30と連結構造を略三角形状を有するように、両側から傾斜した状態で支持するための一対の傾斜梁300が用意される。
前記腹起し30は、掘削される地盤の大きさによって、単一腹起しまたは二重腹起しを用いてもよいし、腹起し30には、土圧のモーメントに対応するようにIPS部材とPS鋼線が設けられてもよい。
また、前記切梁100は、内壁から伝達される土圧が支持されるように、長手方向の中央部には、切梁100の両側端部に荷重を加えるジャッキ(図示せず)が設けられてもよい。
図2〜図3には、本発明に係る連結部材にPS鋼線が設けられた様子を示す平面図が示されている。
図2〜図3に示されているように、切梁100と傾斜梁300とは、別の連結ブロック10を介して連結されるが、前記連結ブロック10は、大体、二等辺三角形を有する。
より詳細に説明すれば、連結ブロック10の3つの面のうち、互いに異なる方向に同一の傾斜を有する2つの面は傾斜梁300の他側端部に連結され、残りの1つの面は切梁100に連結される。
これにより、前記傾斜梁300は、切梁100に対して互いに異なる方向に同一の傾斜を有する状態で隔てられる。
ここで、前記傾斜梁300は、図2〜図3に示されているように、腹起し30に設けられる連結部材310と、該連結部材310に連結される延長フレーム320とから構成される。
一方、前記のように両側に隔てられた傾斜梁300の一側端部は、それぞれ連結部材310を介して腹起しに連結されるが、このような連結部材310にはPS鋼線400が設けられ、連結部材310の間に互いに引っ張り合う力、すなわち、緊張力が発生するようにする。
前記PS鋼線400によって連結部材310の間に発生する緊張力は、切梁100から内壁に加えられる荷重に応じて、両側に作用する水平分力を相殺させる役割を果たす。図2〜図3に示されているように、前記連結部材310には、切梁100の両側端部から加えられる荷重は、内壁側に作用する垂直分力と、連結部材310の外側に作用する水平分力とが存在する。
これにより、前記連結部材310に作用する水平分力は、PS鋼線400によって相殺されるため、連結部材310には内壁側に垂直分力のみ作用する。
前記のように垂直分力と水平分力が発生する理由は、傾斜梁300が切梁100に一定角度傾斜して連結されるからである。
また、前記連結部材310は、腹起し30に連結される水平結合部311と、該水平結合部311に互いに反対方向に傾斜して連結される第1支持フレーム312および第2支持フレーム313とから構成されて結合した形状が、大体、三角形を有する。
前記第1支持フレーム312は、延長フレーム320に対して垂直に延長形成され、長手方向の外側面が延長フレーム320の他側端部を支持し、前記第2支持フレーム313は、傾斜梁300と一直線をなすように延長形成され、前記第1支持フレーム312の内側面を支持する。
前記のように傾斜梁300と一直線をなす第2支持フレーム313によって、切梁100から加える荷重が連結部材310に作用できる。
また、前記PS鋼線400は、図2に示されているように、第1支持フレーム312の内側面に設けられたり、図3に示されているように、第2支持フレーム313の外側面に設けられてもよい。前記PS鋼線400の長さが同一の場合、第1支持フレーム312の内側面に設けられるよりも第2支持フレーム313の外側面に設けられる方が、より大きな緊張力を有する。
一方、前記切梁100から連結部材310に作用する水平分力を効率的に相殺させるには、前記第1支持フレーム312または第2支持フレーム313に設けられるPS鋼線400が平行な状態で設けられることが好ましい。これにより、第1支持フレーム312の内側面または第2支持フレーム313の外側面に設けられるPS鋼線400の両側端部には、別の定着連結部材500が備えられることが好ましい。
図4を参照すれば、前記定着連結部材500の斜視図が示されているが、定着連結部材500は、第1支持フレーム312の内側面または第2支持フレーム313の外側面が傾斜した角度に対応する傾斜面510を有する。
前記のような傾斜面510は、第1支持フレーム312の内側面と第2支持フレーム313の外側面に設けられ、PS鋼線400が連結部材310に平行な状態で設けられ、緊張力を維持できるようにする。
また、前記定着連結部材500は、水平部501と、該水平部501の一側端部に垂直に形成される垂直部502とが備えられる。前記水平部501は、PS鋼線400の緊張力が作用する方向と同一方向に延長形成され、前記垂直部502には、PS鋼線400が固定および設置される設置通孔520が形成される。
一方、前記のように設置通孔520に設けられるPS鋼線400の、第1支持フレーム312または第2支持フレーム313による干渉が防止されるように、前記垂直部502および水平部501の幅を調節することもできる。特に、前記垂直部502の幅を第1支持フレーム312または第2支持フレーム313よりも広く作製し、前記設置通孔520の位置を調節すると、PS鋼線400と第1支持フレーム312または第2支持フレーム313との干渉を防止することができる。
図5には、前述した連結部材310の間の腹起し30に偏心梁600が設けられた様子を示す平面図が示されているが、図5に示されているように、連結部材310の間の腹起しに偏心梁600が設けられる場合、PS鋼線400の緊張力が内壁側に作用する。
前記偏心梁600は、腹起し30に設けられるが、前記切梁100側に突出形成され、弦のような原理で腹起し30を加圧し、このように加圧された腹起し30は、内壁を加圧して土圧を支持する。
また、前記のように偏心梁600が設けられる場合、PS鋼線400が、平行な状態ではない、弦のように切梁に向かって突出するため、PS鋼線400の両側端部が、図4に示された定着連結部材500を用いて固定されてもよい。しかし、図6〜図8に示されているように、定着具700を介して連結部材310の多様な箇所に固定されてもよい。
図6に示されているように、PS鋼線400の両側端部が第1支持フレーム312の内側面に固定されたり、図7に示されているように、PS鋼線400の両側端部が第2支持フレーム313の外側面に固定されてもよい。
前記のように、PS鋼線400の両側端部が第1支持フレーム312の内側面に固定されたり、第2支持フレーム313の外側面に固定される場合、図9〜図10に示されているように、第1支持フレーム312または第2支持フレーム313のフランジ(flange)F部分を貫通して設けられてもよい。
また、前記のように第1支持フレーム312または第2支持フレーム313を貫通してPS鋼線400を設ける方法のほか、図11に示されているように、第1支持フレーム312または第2支持フレーム313のフランジFの外側に、別の固定用板710を用いてPS鋼線400が固定される方法である。その他にも、第1支持フレーム312または第2支持フレーム313のフランジFにPS鋼線400が挿入される溝を形成させる方法もある。
さらに、前記固定用板710の代わりに、L型鋼を用いて、Hビームに作製される第1支持フレーム312または第2支持フレーム313のフランジF部分にボルト固定させた後、L型鋼にPS鋼線400を固定させたり、第1支持フレーム312または第2支持フレーム313のウェブ(web)W部分に2つのL型鋼を互いにボルト固定させてもよい。
また、図8に示されているように、PS鋼線400の両側端部が水平結合部311の外側端部に固定されてもよい。
前記のようにPS鋼線400の端部が水平結合部311の外側端部に固定される場合、水平結合部311の長手方向の一部分と第1支持フレーム312を貫通することが好ましいが、水平結合部311のみを貫通することも可能である。
また、前記PS鋼線400の端部には、前述した定着連結部材500と同じ役割を果たす定着具700が備えられ、水平結合部311の外側端部に固定されることが好ましく、定着具700の外部にキャップ701を覆うことで結合部位を保護するのが良い。
図面と明細書において最適な実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。そのため、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施形態が可能であることを理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付した特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

Claims (12)

  1. 互いに対向する土留め壁体の間を横切って配置され、前記土留め壁体の腹起しに連結される切梁と、
    一側は前記腹起しに連結され、他側は前記切梁の長手方向の端部からそれぞれ両側に隔てられて設けられる傾斜梁と、
    前記傾斜梁を連結するPS(Prestressed)鋼線とが含まれることを特徴とする土留め仮施設工事の切梁連結構造。
  2. 前記傾斜梁は、
    前記腹起しに設けられる連結部材と、
    一側は前記連結部材に連結され、他側は前記切梁に連結される延長フレームとが含まれることを特徴とする請求項1に記載の土留め仮施設工事の切梁連結構造。
  3. 前記連結部材は、
    前記腹起しに横方向に設けられる水平結合部と、
    該水平結合部に傾斜して連結され、前記延長フレームに対して垂直に延びて長手方向の外側面が前記延長フレームの一側端部を支持する第1支持フレームと、
    前記水平結合部に傾斜して連結され、前記延長フレームと一直線をなすように延長形成され、前記第1支持フレームの長手方向の内側面を支持する第2支持フレームとを含むことを特徴とする請求項2に記載の土留め仮施設工事の切梁連結構造。
  4. 前記PS鋼線は、前記第1支持フレームの内側面または第2支持フレームの外側面を互いに連結することを特徴とする請求項3に記載の土留め仮施設工事の切梁連結構造。
  5. 前記PS鋼線が前記連結部材に平行に連結されるように前記PS鋼線の両側端部にそれぞれ連結され、前記第1支持フレームまたは第2支持フレームが傾斜した角度に対応する傾斜面を有する定着連結部材が含まれることを特徴とする請求項4に記載の土留め仮施設工事の切梁連結構造。
  6. 前記定着連結部材は、
    水平部と、
    該水平部の一側端部に垂直に形成され、前記PS鋼線の設けられる設置通孔が形成された垂直部とが含まれることを特徴とする請求項5に記載の土留め仮施設工事の切梁連結構造。
  7. 前記垂直部は、前記第1支持フレームまたは第2支持フレームによって前記PS鋼線が干渉されることが防止されるように、前記第1支持フレームまたは第2支持フレームより広い幅を有することを特徴とする請求項6に記載の土留め仮施設工事の切梁構造。
  8. 前記PS鋼線の緊張力が前記内壁側に加えられるように、前記連結部材の間の腹起しに突出形成される偏心梁がさらに含まれることを特徴とする請求項3に記載の土留め仮施設工事の切梁構造。
  9. 前記PS鋼線は、前記第1支持フレームの内側面と外側面を貫通して設けられることを特徴とする請求項3に記載の土留め仮施設工事の切梁構造。
  10. 前記PS鋼線は、前記第1支持フレームと第2支持フレームの内側面と外側面を貫通して設けられることを特徴とする請求項3に記載の土留め仮施設工事の切梁構造。
  11. 前記PS鋼線は、前記水平結合部の外側端部に定着具を介してそれぞれ固定されることを特徴とする請求項3に記載の土留め仮施設工事の切梁構造。
  12. 前記定着具の外部を覆うキャップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の土留め仮施設工事の切梁構造。
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