KR100346622B1

KR100346622B1 - 영구 구조물의 일부를 흙막이용 버팀대로 사용하는 지하 구조물 구축방법

Info

Publication number: KR100346622B1
Application number: KR1019990047786A
Authority: KR
Inventors: 홍원기; 윤광섭
Original assignee: 삼성중공업 주식회사; 홍원기; 윤광섭
Priority date: 1999-10-30
Filing date: 1999-10-30
Publication date: 2002-08-03
Also published as: KR20000058237A

Abstract

본 발명은 지하 구조물을 설치하는 공사방법에 관한 것이다. 본 발명은 건축물의 기둥이 설치될 곳에 센터 파일(3)을 박고; 건축물이 설치될 곳의 경계선에 내부 옹벽(22)을 설치하고; 제1단계 굴토작업을 실시하고; 상기 흙막이용 벽에 띠장(31)을 설치하고; 상기 띠장(31)과 상기 센터 파일(3)을 연결하는 영구 구조물의 일부로 사용될 거더(4)를 설치하고; 제2단계 굴토작업을 실시하여 상기 제1단계 이후의 단계를 반복하여 건축물의 최하부까지 굴착하여 진행하는 단계로 공사한다. 최하부층까지 굴착이 완료되면 기초부터 시작하여 상부로 슬래브를 완성하여 올라가는 단계로 진행한다. 상기 띠장(31)은 하니콤형 H형강 띠장(31a), 일반 H형강 띠장(31b)철근콘크리트 띠장(31c), PC 띠장(31d), 철골철근콘크리트 띠장(31e) 중에서 선택한 것을 사용한다.

그리고 상기 건축물의 기둥이 설치될 곳에 센터 파일(3)을 박는 방법은, 기둥이 설 자리에 땅을 걷어 내고 길이 1-1.2m 정도의 강관을 1차 가이드 케이싱(41, guide casing)으로서 설치하고; 상기 1차 가이드 케이싱 외부에는 콘크리트(43)를 타설하여 1차 가이드 케이싱이 움직이지 않도록 고정시키고; 상기 1차 가이드 케이싱(41) 내부에 오거(auger)를 넣어 토사를 천공하고; 2차 가이드 케이싱(42)을 상기 1차 가이드 케이싱(41) 내부에 삽입하고; 상기 2차 케이싱(42) 내부로 에어 해머 또는 비트를 장착하여 암반을 천공하고; 상기 2차 가이드 케이싱(42) 내부에 센터 파일(3)을 삽입하고; 그리고, 상기 센터파일(3) 외부 그리고 상기 2차 가이드케이싱(42) 내부에 콘크리트(43)를 채워 상기 센터파일(3)을 고정시키는 단계로 공사한다.

본 발명으로 수직 정밀도가 높은 센터 파일, 거더, 띠장을 결합하여 임시 시설물로 활용하고 최종에는 영구 구조물이 되는 지하 구조물 공사방법을 제공하게 되었다.

Description

영구 구조물의 일부를 흙막이용 버팀대로 사용하는 지하 구조물 구축방법{Underground construction method using permanent structural members as temporary struts}

본 발명은 지하 구조물을 설치하는 공사방법에 관한 것이다.

도심지와 같이 땅값이 비싼 지역에서는 토지 이용효율을 높이기 위하여 지하 깊이 땅을 파고 구조물을 설치한다. 지하에 구조물을 설치하기 위하여 통상 가설 흙막이 벽을 설치하고, 가설 흙막이 벽에 걸리는 하중을 버팀대로 지탱하면서 지하 맨 아래쪽부터 구축해 상부로 올라가는 방법을 통상 채택한다. 이 때 설치하는 버팀대는 임시 구조물로서 구조물 공사를 하는데 장애요인이 된다. 즉 건설용 자재를 내리거나 콘크리트를 타설할 때 매우 불편하고 작업 중 해체하거나 이설해야 하는 불편도 따른다. 만약 철골 버팀대를 영구 구조물의 일부로 활용할 수 있다면 철골 버팀대를 해체하는 작업을 생략할 수 있고 구조물 작업이 매우 쉬워질 것이다.

발명자는 임시 시설물로서 설치하는 가설 흙막이 벽을 지지하는 버팀대를 건축물 영구구조 부재의 일부로 활용하여 경제적으로 건축물 지하 부분을 구축하는 방법 개발하여 1999-639호로 특허출원한 바 있다.

통상의 구조물의 외벽에 가해지는 토압에 견디기 위하여 가설 흙막이 벽을 지탱하기 위한 버팀대를 설치하지만 영구 구조물의 일부를 가설 버팀대로 사용하기 위해서는 센터 파일을 정밀하게 설치할 필요가 있다. 센터 파일의 수직 정밀도가 떨어지면 추가 보강하거나 재시공할 필요가 있으므로 공사비가 더 들고 공사기간이 길어질 우려가 많다.

발명자는 센터 파일을 정밀하게 시공할 수 있는 방법과 흙막이 벽에 영구 구조물의 일부로 사용하는 띠장을 설치하는 방법을 추가로 개발하였다.

본 발명의 목적은 수직 정밀도가 높은 센터파일 설치방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수직 정밀도가 높은 센터파일을 이용하여 지하 구조물에서 영구 구조물의 일부를 흙막이용 임시 시설물로 사용할 수 있는 공사방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수직 정밀도가 높은 센터 파일, 거더, 띠장을 결합하여 임시 시설물로 활용하고 최종에는 영구 구조물이 되는 지하 구조물 공사방법을 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 구체예로서 지하 공사할 때 공사단면도이다.

제2a도와 제2b도는 본 발명에서 흙막이용 벽과 거더를 연결하는 띠장 접합부의 구체예의 수직 단면도와 수평단면도이다.

제3a도와 제3b도는 본 발명의 다른 구체예의 수직 단면도와 수평단면도이다.

제4a-4d도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

제5a, 5b도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

제6a-6c도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

제7a-7b도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

제8a-8f도는 센터 파일을 설치하는 과정을 보인 도면이다.

〈 도면의 주요부호에 대한 설명 〉

1: 지반

21: 흙막이용 H형강 22: 내부 옹벽

3: 센터 파일(center pile) 4: 거더(girder)

5: 1층 구조체 6: 고정판(embedded plate)

8: 기초 31a; 하니콤형 H형강 띠장

31b; H형강 띠장 31c; 콘크리트 띠장

31d; PC띠장 31e; SRC띠장

41: 1차 가이드 케이싱 42: 2차 가이드 케이싱

44: 가이드철물

첨부한 구체예의 도면을 참조하며 본 발명을 상세히 설명한다.

건축물의 기둥이 설치될 곳에 센터 파일(3)을 박고; 건축물이 설치될 곳의 경계선에 내부 옹벽(22)을 설치하고; 제1단계 굴토작업을 실시하고; 상기 흙막이용 벽에 띠장(31)을 설치하고; 상기 띠장(31)과 상기 센터 파일(3)을 연결하는 영구 구조물의 일부로 사용될 거더(4)를 설치하고; 제2단계 굴토작업을 실시하여 상기 제1단계 이후의 단계를 반복하여 건축물의 최하부까지 굴착하여 진행하는 단계로 공사한다. 최하부층까지 굴착이 완료되면 기초부터 시작하여 상부로 슬래브를 완성하여 올라가는 단계로 진행한다.

흙막이용 벽은 본 구체예에서는 H형강(21)과 내부 옹벽(22)이 결합하여 거동하는 복합옹벽(이 방법은 발명자가 개발한 것으로 이하 이런 형태의 옹벽을 CRS옹벽이라 약칭한다)을 도시하였지만 여러 가지 형태를 사용할 수 있다. 예를 들면 슬러리 월, 주열식 흙막이와 내부 옹벽, 엄지말뚝식 토류판 가설 흙막이 벽과 내부 옹벽 등 가설 흙막이 벽으로 사용되는 모든 종류와 그 내부에 설치된 옹벽에 적용할 수 있다. 여기서 내부 옹벽이란 용어는 H형강(21) 내부에 있는 옹벽이란 뜻으로 사용한다.

본 구체예는 내부 옹벽(22)과 띠장의 두께가 같은 경우로서 띠장으로서 하니콤형 H형강(31a)을 사용한 예이다. 하니콤형 H형강은 웨브부분에 사각형 구멍이 뚫려 있어 옹벽의 보강철근이 상기 사각형 구멍을 관통하여 배근되어 철근을 절단하지 않아도 된다.

본 구체예는 내부 옹벽(22)과 띠장의 두께가 다른 경우로서 띠장으로 하니콤형 H형강(31a)을 사용한 예이다. 띠장의 두께가 내부 옹벽 두께보다 작으면 띠장은 내부 옹벽 속에 묻히고 거더(4)와 결합하기 위해서는 별도로 지지판(6, embedded plate)이 필요하다. 그리고 수직철근은 일부는 하니콤을 통하여 일부는 띠장과 지지판 사이를 지나 배근될 수 있다.

제4a-4d도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

본 구체예는 띠장으로 일반 H형강 띠장(31b)을 사용한 예이다. 4a도는 입체도, 4b도는 수직 단면도, 4c도는 내부 옹벽과 띠장의 두께가 같은 경우의 단면도, 4d도는 내부 옹벽과 띠장의 두께가 다른 경우의 단면도이다.

띠장으로 일반 H형강을 사용하기 때문에 수직철근은 불연속이 되므로 띠장에 용접하여 일체화시킨다.

제5a, 5b도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

본 구체예는 띠장으로 현장 타설 콘크리트 띠장(31c)을 사용한 예이다.

띠장을 형성하는 방법은 일반 콘크리트 공사와 다를 바 없고, 구조물의 거더(4)와 연결하기 위하여 지지판(6)을 설치한다.

제6a-6c도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

본 구체예는 띠장으로 공장 제작 콘크리트인 PC띠장(31d)을 사용한 예이다. 6a도는 입체도, 6b도는 PC띠장을 H형강에 걸친 단계, 6c도는 지지판을 설치한 단계를 나타낸다. 이는 제5도의 현장 타설 콘크리트를 공장에서 제작한 PC로 대체한 것이다. PC띠장을 사용할 경우 현장에서 H형강(21)에 접합하는 방법이 문제된다. 본 구체예에서는 구멍이 형성된 PC띠장(31d)을 걸쳐 H형강(21)에 설치된 스터드볼트가 상기 구멍 속에 매입되도록 하고, 구멍을 지지판(6)으로 막고, PC띠장 상단부에 형성된 조그만 구멍을 통하여 콘크리트를 주입한다.

제7a-7b도는 본 발명의 또 다른 구체예이다.

본 구체예는 띠장으로 철골철근콘크리트인 SRC띠장(31e)을 사용한 예이다. 7a도는 입체도, 7b도는 띠장 연결부 상세도이다.

SRC띠장은 중심에 철골이 매입되어 있으므로 연결할 경우에는 통상 H형강을 연결할 때와 마찬가지로 볼트접합, 용접 접합할 수 있다. 본 구체예에서는 볼트로 접합하는 방법을 보인 것이다.

제8a-8f도는 센터 파일을 설치하는 과정을 보인 도면이다.

센터 파일을 영구 구조체로 사용하기 위해서는 수직 정밀도를 유지해야 한다. 통상적으로 센터파일을 설치하기 위하여 오거(auger)로 천공하면서 철제 케이싱을 삽입하여 공벽이 무너지는 것을 막는다. 천공이 끝나면 케이싱을 삽입하고, H형강을 삽입하고 다음에 케이싱을 제거한다. 이렇게 시공하는 종래의 방법은 수직도를 일정 오차범위 내에 두기 매우 어렵다. 따라서 수직도가 맞지 않을 경우 재작업을 하거나 시공 중 보강하는 작업을 해야 하므로 시간적 경제적 손실이 막심하다. 본 구체예는 센터파일을 정밀한 수직도를 유지하도록 하는 방법이다.

본 발명에서 센터파일을 설치하는 정밀하게 설치하는 방법은 다음과 같다.

기둥이 설 자리에 땅을 걷어 내고, 길이 1-1.2m 정도의 강관을 1차 가이드 케이싱(41, guide casing)으로서 설치한다. 1차 가이드 케이싱 외부에는 콘크리트(43)를 타설하여 1차 가이드 케이싱이 움직이지 않도록 고정한다.

1차 가이드 케이싱 내부에 오거(auger)를 넣어 토사를 천공한다. 통상 암반에 도달할 때까지 천공하고 2차 가이드 케이싱(42)을 삽입한다. 그러나 공벽이 무너질 위험이 있으면 케이싱을 삽입하면서 암반이 나올 때까지 천공할 수도 있다. 1차 가이드 케이싱(41)에 의해 토사 천공은 정밀도가 유지된다.

토사 천공이 완료되면 에어 해머 또는 비트를 장착하여 암반을 천공한다. 암반은 기초가 설치될 위치 아래 그리고 소정의 근입장을 유지할 수 있을 때까지 천공한다. 암반 천공은 1차 가이드 케이싱(41)과 2차 가이드 케이싱(42)이 조합 작용하여 천공할 때 수직도는 정밀하게 유지된다(8c도). 수직도는 수직도 점검장비(예, KODEN)로서 확인한다.

암반 천공이 끝나면 센터 파일(3)을 삽입하고, 센터파일(3) 외부 그리고 2차 가이드 케이싱(42) 내부에 콘크리트(43)를 채워 센터 파일(3)을 고정시킨다. 센터파일이 고정되면 1, 2차 가이드 케이싱을 철거하면 센터파일 설치가 완료된다.

센터파일의 수직도를 더욱 정밀하게 유지하기 위하여 2차 가이드 케이싱(42) 상단에 가이드철물(44)을 설치한다. 가이드철물은 ㄱ-형강, 철근, 기타 철물을 사용할 수 있지만 ㄱ-형강이 바람직하다.

본 발명으로 수직 정밀도가 높은 센터파일 설치방법, 수직정밀도가 높은 센터파일을 이용하여 지하 구조물에서 영구 구조물의 일부를 흙막이용 임시 시설물로 사용할 수 있는 공사방법을 제공하고, 수직 정밀도가 높은 센터 파일과 거더와 띠장을 결합하여 임시 시설물로 활용하고 최종에는 영구 구조물이 되는 지하 구조물 공사방법을 제공하게 되었다.

Claims

건축물의 기둥이 설치될 곳에 센터 파일(3)을 박고;

건축물이 설치될 곳의 경계선에 내부 옹벽(22)을 설치하고;

제1단계 굴토작업을 실시하고;

상기 흙막이용 벽에 띠장을 설치하고;

상기 띠장(31)과 상기 센터 파일(3)을 연결하는 영구 구조물의 일부로 사용될 거더(4)를 설치하고;

제2단계 굴토작업을 실시하여 상기 제1단계 이후의 단계를 반복하여 건축물의 최하부까지 굴착하여 진행하는 단계;

로 공사하는 것을 특징으로 하는 영구 구조물의 일부를 흙막이용 버팀대로 사용하는 구조물 구축방법.
제1항에서, 상기 띠장은 하니콤형 H형강 띠장(31a), 일반 H형강 띠장(31b)철근콘크리트 띠장(31c), PC 띠장(31d), 철골철근콘크리트 띠장(31e) 중에서 선택한 하나인 것을 특징으로 하는 영구 구조물의 일부를 흙막이용 버팀대로 사용하는 구조물 구축방법
기둥이 설 자리에 땅을 걷어 내고 길이 1-1.2m 정도의 강관을 1차 가이드 케이싱(41, guide casing)으로서 설치하고;

상기 1차 가이드 케이싱 외부에는 콘크리트(43)를 타설하여 1차 가이드 케이싱이 움직이지 않도록 고정시키고;

상기 1차 가이드 케이싱(41) 내부에 오거(auger)를 넣어 토사를 천공하고;

2차 가이드 케이싱(42)을 상기 1차 가이드 케이싱(41) 내부에 삽입하고;

상기 2차 케이싱(42) 내부로 에어 해머 또는 비트를 장착하여 암반을 천공하고;

상기 2차 가이드 케이싱(42) 내부에 센터 파일(3)을 삽입하고; 그리고,

상기 센터파일(3) 외부 그리고 상기 2차 가이드 케이싱(42) 내부에 콘크리트(43)를 채워 상기 센터파일(3)을 고정시키는 단계;

로 공사하는 것을 특징으로 하는 센터 파일의 설치방법.
제3항에서, 상기 2차 가이드 케이싱(42)의 상단에 가이드철물(44)을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 센터 파일의 설치방법.
제1항에서, 상기 건축물의 기둥이 설치될 곳에 센터 파일(3, center pile)을 박는 단계는 제3항의 방법으로 설치하는 것을 특징으로 하는 구조물 구축방법.