KR100382053B1 - 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옹벽구체를 단단한 지반에 시공하는 직접기초옹벽의 시공에 있어서 길이 130㎜이하의 마이크로파일을 이용하여 옹벽구체를 지반에 고정하여 토압에 의한 옹벽구체의 활동 및 전도에 효과적으로 저항하도록 함으로써 기존에 비해 현저히 작은 옹벽구체의 사용이 가능하게 되고, 옹벽구체를 프리캐스트할 수 있는 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 단단한 지반위에 옹벽구체를 시공하는 직접기초옹벽의 시공방법에 있어서, 기초저판(2)의 파일홀(5)에 끼워진 마이크로파일(4)을 이용하여 옹벽구체를 지반에 고정시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법을 제공하게 된다.

Description

마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법{METHOD FOR CONSTRUCTING BREAST WALL USING MICRO-FILE IN DIRECT-FOUNDATION}

본 발명은 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옹벽구체를 단단한 지반에 시공하는 직접기초옹벽의 시공에 있어서 기존에 비해 현저히 작은 옹벽구체인 직경 80-130㎜의 마이크로파일을 이용하여 옹벽구체를 지반에 고정함으로써 토압에 의한 옹벽구체의 활동 및 전도에 효과적으로 저항하도록 하는 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 옹벽구체는 절개지 등에 설치되어 그 배면측의 토사를 지탱함으로써 절개지의 경사면으로부터 토사의 붕괴를 방지하게 되는데, 그 배면측의 토사로부터 가해지는 수평토압에 의한 전도모멘트보다 그 바닥면에 대한 지반의 저항모멘트를 크게 설계함으로써 수평토압에 의한 전도를 방지하도록 시공하게 된다.이때, 옹벽구체를 시공하는 방법에는 직접기초와 파일기초로 대별되는데, 직접기초는 하중에 대한 지지력을 기초바닥지반에 직접 저항하도록 시공되어 수평토압에 의한 옹벽의 전도를 방지하는 시공방법으로, 주로 지반이 단단한 경우에 적용된다.반면에, 파일기초는 주로 지반이 연약한 경우에 적용되는 시공방법으로, 약 300~500㎜의 직경을 갖는 복수의 파일을 이용하여 옹벽구체(擁壁構體)를 연악한 지에 깊게 박게 되고, 연약한 지반의 침하에 대한 옹벽구체의 지지력은 지반에 박힌 복수의 파일에 전적으로 의존하게 된다.그러나, 직접기초 또는 파일기초의 시공방법으로 시공되는 옹벽구체는 모두 그 바닥판을 크게 하여 지반에 대한 저항모멘트를 크게 하여야 하기 때문에 그 크기 및 자중이 증대된다.따라서, 직접기초나 파일기초에 사용되는 옹벽구체는 그 크기와 자중이 과대하여 공장에서 미리 양생시키는 프리캐스트옹벽을 사용할 경우 현장까지의 운반이 불가능하게 되고, 결국 현장에서 거푸집을 이용하여 성형한 후, 양생하여 사용하게 된다.이때, 옹벽구체를 시공현장에서 성형 및 양생할 경우 그 정밀도와 강도 등이 프리캐스트옹벽에 비해 현저히 떨어지고, 시공비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 시공기간이 길어지는 등의 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 옹벽구체를 단단한 지반에 시공하는 직접기초에 있어서 직경 80-130㎜의 마이크로파일을 이용하여 옹벽구체를 지반에 고정하여 토압에 의한 옹벽구체의 활동 및 전도에 효과적으로 저항하도록 함으로써 기존에 비해 현저히 작은 옹벽구체의 사용이 가능하게 되고, 옹벽벽체를 프리캐스트할 수 있는 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명을 설명하는 조립구성도,

도2는 본 발명에 있어 옹벽구체의 활동 및 전도를 설명하는 모식도,

도3은 본 발명에 있어 옹벽구체연결의 일 실시예를 예시한 예시도,

도4는 본 발명에 있어 옹벽구체연결의 다른 실시예를 예시한 예시도이다.＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞1: 벽체 2: 기초저판 3: 수직이음부 4: 마이크로파일 5: 파일홀 19: 케이블 20: 케이블고정부재 21: 채움강봉 22: 연결강봉

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 단단한 지반위에 옹벽구체를 시공하는 직접기초옹벽의 시공방법에 있어서, 기초저판의 파일홀에 끼워진 마이크로파일을 이용하여 옹벽구체를 지반에 고정시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파일을 이용한 직접기초옹벽의 시공방법을 제공하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명을 설명하는 조립구성도이고, 도2는 본 발명에 있어 옹벽구체의 활동 및 전도를 설명하는 모식도이며, 도3은 본 발명에 있어 옹벽구체 연결의 일 실시예를 예시한 예시도이고, 도4는 본 발명에 있어 옹벽구체 연결의 다른 실시예를 예시한 예시도이다.

통상적으로 직접기초에 사용되는 옹벽구체는 수평토압에 의한 활동 및 전도를 방지할 수 있는 조건을 만족하도록 벽체(1) 및 기초저판(2)의 두께를 설계하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도1에 예시한 바와 같이 기초저판(2)의 후방측에 100~150㎝의 간격으로 파일홀(5)을 가공하고, 이 파일홀에 각각 마이크로파일(4)을 삽입시켜 단단한 지반위에 박게 된다.

이때, 본 발명에 사용되는 마이크로파일(4)은 파일기초에서 사용되는 기존 파일의 지름(약 300~500㎜)보다 현저히 작은 지름인 80-130㎜로 제작된다.바람직하게는 130mm 이하의 지름으로 현장여건에 맞게 크기를 정하여 제작된다.마이크로 파일은 직경이나 길이가 클수록 하중 저항에 유리하며, 콘크리트나 강재등의 강성이 큰 재료이면 사용가능하나 제작 실험시에는 125mm 강관 Pipe가 사용되었고 이론치와 비교검증이 되었다.

또한, 본 발명에서는 기초저판(2)에 마이크로파일(4)을 하나의 열로 배치하되, 서로의 간격을 100~150㎝로 넓게 배치되지만, 기존의 파일기초시공에서는 본 발명의 마이크로파일에 비해 현저히 큰 지름을 갖는 파일을 기초저판에 다수 열로 배치하게 된다.

그리고, 본 발명에서는 마이크로파일(4)을 사용하여 기초저판을 지반에 고정함으로써 옹벽구체의 활동과 전도에 저항을 증대시킬 수 있게 되고, 이로부터 옹벽의 전체 크기 및 중량을 줄여 시공할 수 있게 된다.종래의 증력식 옹벽을 설치할 경우 일정길이의 바닥판인 기초저판을 설치하여야 하나 본 발명의 마이크로 파일을 이용하면 기초저판의 길이를 짧게 할수가 있어 옹벽설치 면적이 협소한 장소에 적합하다.

이때, 옹벽구체는 도2에 예시한 바와 같이 수평토압(9.10)인 ΣH에 의한 활동 및 전도에 만족되도록 기초저판(2)과 벽체(1)의 두께를 설계하게 된다.

다시 말하면, 옹벽구체의 활동에 대한 안정성을 확보하기 위하여 벽체(1)와 기초저판(2)의 두께는 주로 옹벽구체의 활동에 대한 저항력과, 마이크로파일(4)에 의한 활동저항력(12)을 기초하여 설계되어지게 된다.

이때, 옹벽구체의 활동에 대한 저항력은 벽체(1)와 기초저판(2)의 자중 등에 의한 기초저판의 하부지반에 가해지는 수직력(ΣW)과, 기초저판(2)과 하부지반 사이의 마찰계수(f)를 곱하여 구하게 된다.

또한, 마이크로파일(4)에 의한 활동저항력(12)은 파일투영면적(Ap)과 전방측 흙의 일축압축강도(σ1)로부터 구할 수 있게 된다.

결국, 옹벽구체의 활동에 대한 안정성은 옹벽구체의 활동에 대한 저항력과 마이크로파일(4)에 의한 활동저항력(12)을 더함으로써 아래와 같은 결과를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 옹벽구체의 전도에 대한 안정성은 전도에 대한 저항모멘트를 수직력(ΣW)×m1(임의 지점으로부터의 거리)으로부터 구하고, 마이크로파일(4) 주변의 마찰력(11) Mp에 의한 저항모멘트를 Mp×m2(임의지점으로부터 파일까지의 거리)로부터 구한 후, 이 전도에 대한 저항모멘트와 마이크로파일에 의한 저항모멘트를 서로 더하여 아래와 같은 관계로부터 전도모멘트(m×ΣH)에 저항하도록 설계할 수 있게 된다.

특히, 옹벽구체의 전도모멘트에 대하여 효과적으로 저항하기 위해서는 마이크로파일(4)을 가능한 기초저판(2)의 후방측에 위시시키는 것이 유리하다

예컨대, 옹벽구체의 높이를 3.5m로 하였을 때, 수평토압(9,10)에 의한 활동 및 전도에 만족되도록 기초저판(2)과 벽체(1)의 두께를 설계하게 되면 아래의 표1과 같은 결과를 얻게 된다.

이처럼 본 발명에서는 옹벽구체를 마이크로파일(4)을 이용하여 고정할 경우, 옹벽구체만을 이용하여 시공하는 기존의 직접기초에 비해 그 옹벽구체를 표1과 같이 약 53%정도 축소할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 도3에 예시한 바와 같이 옹벽구체의 수직이음부(3)를 요철형상으로 가공하여 서로 암수형태로 맞물리도록 연결하게 되고, 벽체(1)와 기초저판(2)이 맞닿는 헌치(Haunch)부분내에 연결케이블(19)을 끼운 후, 연결케이블을 긴장상태에서 케이블고정부재(20)를 이용하여 고정시키게 된다.

그리고, 도4는 옹벽구체의 연결에 대한 다른 실시예를 예시한 것으로, 서로 맞닿는 벽체(1)의 수직이음부(3)에 각각 대략 ∪자형 연결강봉(22)을 설치하고, 이 연결강봉(2)에 채움강봉(21)을 끼워 옹벽구체를 서로 연결하게 된다.

본 발명은 옹벽구체의 크기 및 자중을 기존에 비해 현저히 줄일 수 있어 옹벽구체로서 프리캐스트옹벽의 사용이 가능하게 되고, 이로부터 공사기간의 단축 및 공사비의 절감, 정확한 품질관리 등이 가능한 효과를 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 지반의 강도가 단단하여 파일기초가 불필요한 지반에 옹벽구체를 시공하는 직접기초옹벽의 시공방법에 있어서,

   기초저판에 다수개 형성된 파일홀에 직경 80 ~ 130mm크기의 마이크로 파일을 삽입하고 지반에 관통고정시켜서 설치하는 옹벽구체가 활동 및 전도에 저항하는 저항력을 증대시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 파일을 이용한 직접기초 옹벽의 시공방법.
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