KR100374199B1 - 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립지와 같은 연약지반에 지하구조물을 구축하기 위해 터파기를 할 때 굴착폭을 최소화하기 위한 흙막이로 사용되는 시트파일에 그라우팅(Grouting)용 파이프를 일체로 형성하여 구조물의 완공후 시트파일을 제거하는 과정에 발생되는 공극부에 시멘트 그라우팅재를 채움에 따라 지반 침하현상을 방지할 수 있게한 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법에 관한 것으로,

즉, 시트파일의 길이방향으로 적어도 하나 이상의 그라우팅용 파이프를 부설하되 그 상단에는 시멘트를 공급하는 호스를 연결하게 나선관을 형성하고, 상기 파이프의 하단에는 시트파일을 항타할 때 닫혀지는 반면 인발과정에 한하여 열려지는 체크밸브 기능을 가진 덮개를 설치하여 통상적인 방법으로 시트파일을 항타한 상태에서 지하구조물의 구축을 완료한 후 시트파일을 인발 철거시킬 때 상기 그라우팅용 파이프를 통해 고압으로 시멘트를 공급하여 공극부를 되메워 줌으로써, 간단한 방법으로 지반침하를 방지하게 된 것이다.

Description

연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법{Sheet Pile And It's Construction Method For Sinking Prevention Of The Tenderness Ground}

본 발명은 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법, 보다 상세하게는 매립지와 같은 연약지반에 지하구조물을 구축하기 위한 터파기를 할 때 굴착폭을 최소화하기 위해 흙막이로 사용되는 시트파일에 그라우팅(Grouting)용 파이프를 일체로 형성하여 구조물의 완공후 시트파일을 제거하는 과정에 발생되는 공극부에 시멘트 그라우팅재를 채움에 따라 지반 침하현상을 방지할 수 있게한 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하수관용 콘크리트 박스나 전기 통신선로를 배관하기 위한 공동구 박스 등의 지하구조물을 구축할 때 그 굴착폭을 줄일 수 있도록 흙막이용 시트파일을 설치하고 버팀대에 의해 지지되게 한 상태에서 굴착과 구조물공사 및 되메움을 한 후 상기 시트파일을 제거하였다.

즉, 도 1a 및 1b는 일반적인 흙막이용 시트파일의 설치 상태와 지하구조물의 구축예를 나타낸 단면구성도로서, 터파기를 하기위한 흙막이용으로 시공된 시트파일(1)은 구조물(2)의 양생이나 시공이 완료된 상태에서 항타과정과 반대로 인발시켜 철거하게 되는데, 이러한 시트파일(1)의 철거과정에서 지반내에는 시트파일의 체적에 비례하는 만큼의 공극이 발생되었으며, 상기 공극현상은 굴착하기 위한 지층구조의 종류에 관계없이 필연적으로 나타나게 된다.

한편, 점성토로 된 지반이나 뻘로 된 매립지에 지하구조물을 구축하기 위해 설치된 시트파일을 구조물의 구축공사가 마무리된 시점에서 철거할 경우, 공사기간에 따라 시트파일의 표면에 점성토의 점착량이 증가되면서 응고된 상태에서 시트파일과 함께 붙어 나오게됨으로써, 공극량이 더욱 커지게 되었다.

상기 공극현상은 그 공극부의 체적에 비례하는 만큼 주변의 흙으로 메워지게 됨으로써 공사가 완료된 후 시트파일이 제거된 주변의 지반을 서서히 침하시키는 요인이 된다.

예컨데, 도 2a 및 2b에서와 같이 두께(t)가 1.5㎝이고 시트파일의 폭이 1m이며 지반에 항타된 시트파일의 묻힘길이가 10m 일때 지반내에서 하나의 시트파일이 차지하고 있는 체적은 0.015×1×10 = 0.15㎥가 되며, 상기 조건의 시트파일이 점성토에 장기간 묻혀있다 철거될 때 시트파일의 양측 표면에 응고된 점성토의 두께를 각각 7.5㎜라고 가정할 경우 이때의 체적은 상기 식에서 두께(t)를 3㎝ 로 하여 0.03×1×10 = 0.3㎥가 된다.

그러므로 상기 시트파일과 함께 그 표면에 응고된 점성토로 인한 체적이 공극량이 되며, 이 공극량이 지표면의 5㎡범위에 미칠경우 0.3÷5=0.06m 즉, 6㎝의 지반침하가 유발되었고, 이러한 지반침하는 지상의 구조물은 물론 지하구조물에 심각한 영향을 주게 되어 균열이나 붕괴사고를 초래하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 시트파일을 철거할 때 발생되는 공극현상으로 인한 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 시트파일의 철거와 동시에 공극부에 채움재를 주입하여 지반침하를 방지할 수 있는 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시트파일의 길이방향으로 적어도 하나 이상의 그라우팅용 파이프를 부설하되 그 상단에는 시멘트를 공급하는 호스를 연결하게 나선관을 형성하고, 상기 파이프의 하단에는 시트파일을 항타할 때 닫혀지는 반면 인발 철거과정에서 열려지는 체크밸브 기능을 가진 덮개를 설치하여 통상적인 방법으로 시트파일을 항타한 상태에서 지하구조물의 구축을 완료한 후 시트파일을 인발 철거시킬 때 상기 그라우팅용 파이프를 통해 고압으로 시멘트를 공급하여 공극부를 되메워 줌으로써, 간단한 방법으로 지반침하를 방지하게 됨을 특징으로 한다.

도 1a 및 1b는 일반적인 터파기용 시트파일의 항타상태를 나타낸 사시도와 지하구조물의 설치과정을 나타낸 단면구성도,

도 2a 및 2b는 상기 시트파일을 항타하였을 때 지반내에서 점유공간이 되는 체적과 점성토가 부착되었을 때의 체적을 계산하기 위한 설명도,

도 3은 본 발명의 실시예의 침하 방지용 시트파일을 나타낸 사시도,

도 4는 상기 실시예의 시트파일에 대한 평면구성도,

도 5는 본 발명의 시트파일의 다른 예를 나타낸 사시도,

도 6a 및 6b는 본발명의 실시예에 의한 시트파일의 공극채움용 그라우팅재의 투입전,후 상태를 나타낸 단면구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 시트파일 20 : 그라우팅용 파이프

21 : 나선관 30 : 덮개

40 : 호스

F : 충진재

이하, 본 발명의 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4은 본 발명의 실시예의 침하 방지용 시트파일을 나타낸 사시도와 그 평면구성도로서, 지반에 수직으로 항타되는 시트파일(10)의 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 그라우팅용 파이프(20)가 일체로 부설되고, 상기 파이프(20)의 상단에는 시멘트 반죽 또는 몰탈 등의 충진재(F)가 공급되는 호스(40)를 연결하게 나선관(21)이 형성되어 있다.

상기 파이프(20)의 하단에는 시트파일(10)을 항타할 때 파이프의 토출구를 폐쇄시키되 인발과정에 개방되어 파이프(20)를 통해 공급되는 충진재를 토출시키는 체크밸브 기능을 가진 덮개(30)가 설치되어 있다.

이때, 그라우팅용 파이프(20)의 부착위치는 시트파일(10)의 절곡된 부위에위치되게 하는 것이 바람직하나 시트파일(10)을 항타할 때 지장을 초래하지 않는 다면, 도 5에서와 같이 시트파일의 중앙에 위치한 평면구간은 물론 그 위치를 특정위치로 제한하지 않는다.

또한 파이프(20)의 하단에 위치된 덮개(30)는 시트파일의 항타과정에 지장을 주지 않도록 경사상태로 설치되어 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 연약지반에 지하구조물을 설치하기 위한 터파기를 할 때 시트파일(10)을 항타하여 이의 소정위치에 형성한 그라우팅용 파이프(20)를 동시에 지반에 묻혀지게 한 상태에서 터파기와 구조물의 구축공사를 완료하게 되고, 구축공사가 완료된 상태에서 지반에 항타되어 있는 시트파일(10)을 인발시켜 제거하게 된다.

즉, 상기 시트파일(10)을 제거할 때 파이프(20)의 상단에 형성된 나선관(21)에 시멘트 반죽 및 몰탈 등의 공급기(도시하지 않음)에 설치된 호스(40)를 연결하여 고압으로 충진재(F)를 공급함으로써 파이프의 관로상으로 유입된 충진재의 압력과 시트파일(10)의 제거동작시 구조적인 작용에 의해, 도 6b에서와 같이 덮개(30)가 자동으로 개방되어 충진재가 토출됨에 따라 시트파일의 제거로 인한 공극부위를 충진재로 채우게 된다.

만약, 점성토와 같이 부착성이 높은 지반에서 시트파일(10)의 외측에 다량의 흙이 응고된 채 함께 철거될 때 생기는 비교적 넓은 공극부위에도 상기 충진재가 골고루 토출 및 침투되어 되메움후 장기간이 지날 경우에도 지하구조물의 공사로 인한 지반침하의 영향을 받지 않는 것이다.

이와 같은 본 발명의 연약지반의 침하 방지용 시트파일 및 그 시공방법은 기존에 사용되고 있는 시트파일에 간단하게 부설하여 사용이 가능함은 물론 연약지반의 굴착 및 지하구조물의 구축후에 발생되는 지반침하의 변형요인을 근본적으로 방지하여 시공후 하자보수 공사로 인한 번거로움을 개선하고 기반시설의 안전도를 높일 수 있는 매우 유익한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 지반에 항타되는 시트파일(10)의 길이 방향으로 부설된 적어도 하나 이상의 그라우팅용 파이프(20)와, 상기 파이프(20)의 상단에 형성되어 시멘트 반죽 또는 몰탈 등의 충진재(F)를 공급하는 호스(40)가 연결되는 나선관(21)과, 상기 파이프(20)의 하단에 설치되어 시트파일(10)을 항타할 때 관로의 토출구를 폐쇄시키되 인발과정에 개방되어 파이프(20)를 통해 공급되는 충진재를 토출시키는 체크밸브 기능을 가진 덮개(30)를 포함한 구성을 특징으로 하는 연약지반의 침하 방지용 시트파일.
2. 제 1항에 있어서, 상기 그라우팅용 파이프(20)이 시트파일(10)의 절곡된 부위의 내측 코너에 위치되게 부설됨을 특징으로 하는 연약지반의 침하 방지용 시트파일.
3. 지하구조물을 구축하기 위해 터파기를 할 때 사용한 후 되메움을 하는 과정에서 인발시켜 철거하는 시트파일(10)의 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 그라우팅용 파이프(20)를 일체로 부설하되, 상기 파이프(20)의 상단에는 시멘트 반죽 또는 몰탈 등의 충진재(F)가 공급되는 호스(40)를 연결하게 나선관(21)을 형성하고 하단에는 시트파일(10)을 항타할 때 관로를 폐쇄시키는 작용과 인발동작시 개방되어 파이프(20)를 통해 공급되는 충진재를 토출시키는 체크밸브 기능을 가진덮개(30)가 설치되며, 상기 시트파일(10)을 인발시켜 제거할 때 발생되는 공극부에 그라우팅용 파이프(20)를 통해 공급되는 시멘트 반죽 및 몰탈 등의 충진재(F)를 채워지도록 함을 특징으로 하는 연약지반의 침하 방지용 시트파일 시공방법.