KR100406693B1

KR100406693B1 - 차수벽 흙막이 공법

Info

Publication number: KR100406693B1
Application number: KR10-2001-0047169A
Authority: KR
Inventors: 김영길
Original assignee: 주식회사 일정건설; 김영길
Priority date: 2001-08-04
Filing date: 2001-08-04
Publication date: 2003-11-21
Also published as: KR20020046904A

Abstract

본 발명은 지하 터파기 공사를 할 시에 조성하는 옹벽 시공을 위한 차수벽 흙막이 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 반월형(半月形) 철재 케이싱을 이용하여 차수벽 흙막이 공법을 적은 비용으로 단시간에 수행할 수 있도록 한 반월형 케이싱을 이용한 차수벽 흙막이 공법을 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 지하 터파기 공사를 위하여 옹벽을 축조하는 차수벽 흙막이 공법을 수행함에 있어서, 기 측량된 시공라인(L)을 따라 1번 구멍(2)을 오거머신(1)을 사용하여 천공한 후 오거머신(1) 인발과 동시에 시멘트 모르타르(3)를 1번 구멍(2) 내부에 충진하고, 상기 1번 구멍(2) 내부에 요입부(6a)를 가진 반월형 케이싱(6)을 시공라인(L)을 따라 이웃하여 연속 천공하는 2번 구멍(2)에 요입부(6a)가 위치되도록 타삽하며, 순차적으로 응력재(4)와 자갈(5)을 2번 구멍(2) 내부에 충진된 시멘트 모르타르(3)상으로 타삽하며, 상기 2번 구멍(2)을 오거머신(1)으로 1번 구멍(2)과 동일하게 요입부(6a)에 겹쳐서 천공 후 시멘트 모르타르(3) 충진과 반월형 케이싱(6)을 전기한 1번 구멍(2)과 동일하게 수행하며, 3번 구멍(2)을 오거머신(1)으로 상기 1,2번 구멍(2)과 동일하게 요입부(6a)에 겹쳐서 천공한 후 1번 구멍(2)상에 결합된 반월형 케이싱(6)을 인발하는 제 과정을 연속적으로 시공라인(L)을 따라 행하여 옹벽을 축조할 수 있도록 한 것으로서, 본 발명에 의하면 기존 터파기 구조물과의 근접시공이 가능하며, 터파기 폭을 최소화할 수 있고, 토류판 시공이 불필요하므로 사고위험이 적고, 구멍과 구멍 사이에 누수에 따른 보조공법이 필요 없으며, 모든 지반에 굴착이 가능하며, 연속시공이 가능하고 따라서 차수가 완벽하고 강도가 높다.

또한 수직 굴착도가 높으며, 주변 침하방지를 최소화할 수 있고, 확실한 차수 및 흙막이 병행 공법으로서는 시공비가 저렴하며, 기존 오거머신으로 시공이 가능하므로 별도의 대형장비가 불필요하며, 연속적인 작업으로 양생기간이 필요없는 등 다수의 각별한 효과를 제공하는 것이다.

Description

차수벽 흙막이 공법{A method of construction for the breast wall}

본 발명은 차수벽(遮水壁) 흙막이 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 철재로 이루어진 반월형(半月形) 케이싱을 이용하여 차수벽 흙막이 공법을 적은 비용으로 단시간에 매우 효율적으로 수행할 수 있도록 한 반월형 케이싱을 이용한 차수벽 흙막이 공법을 제공코자 하는 것이다.

통상 지하 터파기 공사를 행할 시 주위에 옹벽 등을 축조하기 위하여 사용하고 있는 차수벽 흙막이 공법은 다음과 같은 다수의 공법들이 사용되어 오고 있다.

즉, 일반 H-비임과 토류판을 이용한 흙막이 공법, 현장타설 CIP 공법, MIP 공법, PIP 공법, SCW 주열식 공법 등 수많은 지하 터파기를 위한 차수 및 흙막이 공법을 현재까지 건설현장에서 사용하고 있으나, 이는 아래와 같은 장단점을 가지고 있었던 것이다.

기존 CIP 공법의 경우는 기존 터파기 구조물과의 근접시공이 가능하고, 터파기 폭을 최소화 할 수 있으며, 토류판 시공이 불필요하므로 사고위험이 적다는 장점을 가지고 있지만, 이는 기둥간의 연결성이 좋지 못하며, 차수성이 나쁘고 토사유실의 가능성이 크다는 단점이 있었고, 구멍(孔)과 구멍 사이에 누수에 대한 별도의 보조방법이 필요하다는 문제점을 안고 있었던 것이다.

그리고 SCW 공법의 경우는 차수성이 좋으며, 토사유실의 가능성은 적다. 또한 벽체와 강도가 널말뚝보다 크고, 함수비가 높은 연약지반에 시공이 가능하고, 시공 후 잔토가 소량이고 수질 오염의 우려가 적다는 장점은 가지고 있으나,

토사지역에서만 시공이 가능하고, 자갈지반이나 전석층, 풍화암 이상인 지층에서는 시공이 불가능하며, 대형장비가 필요하므로 작업공간이 넓어야 하며, 비교적 공사비가 비싸다는 단점과 함께 타 공법에 비하여 내구성이 떨어지는 등의 문제점을 안고 있었던 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 지하 터파기 공사를 행할 시에 주위에 옹벽을 축조하기 위한 기존의 다양한 공법들이 실시되고 있으나, 기존 공법들은 차수 및 주변 침하없이 공사를 행하기 위해서는 상당한 비용지출을 감수할 수 밖에 없어 이를 동시에 대체할 수 있는 공법의 개발은 업계의 절실한 당면과제였던 것이다.

이에 본 발명은 기존의 CIP 공법이 가진 장점을 최대한 반영하면서 구멍과 구멍 사이의 연결이 잘 되지 않아 차수가 되지 않는 단점을 반월형 케이싱을 이용한 차수벽 흙막이 공법을 개발하여 기존 공법들이 가진 제반 문제점을 일소할 수 있는 차수벽 흙막이 공법을 제공코자 하는 것이며,

천공하는 구멍의 구경(口徑) 및 심도(深度)는 자유롭게 조절이 가능하고, 실트질 점토에서 단단한 암반층까지 전 범위의 토질에서 시공이 가능한 차수벽 흙막이 공법을 제공함을 또한 발명의 목적으로 하며,

더불어 수직도 및 수평도가 탁월하고 시공비가 저렴한 차수벽 흙막이 공법을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 종래 차수벽 흙막이 공법을 수행할 시에 구멍을 파서 옹벽을 조성하는 과정을 순차적으로 보인 단면도

도 2는 종래 차수벽 흙막이 공법을 수행할 시에 구멍을 파서 옹벽을 조성하는 과정을 순차적으로 보인 평면도

도 3은 본 발명에서 제공하는 차수벽 흙막이 공법을 수행할 시에 구멍을 파서 옹벽을 조성하는 과정을 순차적으로 보인 단면도

도 4는 본 발명에서 제공하는 차수벽 흙막이 공법을 수행할 시에 구멍을 파서 옹벽을 조성하는 과정을 순차적으로 보인 평면도

도 5는 본 발명에서 제공하는 차수벽 흙막이 공법을 수행할 시에 사용되는 반월형 케이싱을 보인 사시도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:오거머신 2:구멍

3:시멘트 모르타르 4:응력재

5:자갈 6:반월형 케이싱

6a:요입부

우선 본 발명을 설명하기에 앞서 도 1, 2와 함께 종래의 CIP 공법을 살펴 보기로 한다.

종래 CIP 공법을 이용하여 지하 터파기 공사를 위한 옹벽을 축조코자 할 시는 우선 해당 위치인 시공라인(L)에 오거머신(1)을 이용하여 구멍(2)을 적정 깊이로 천공한 후 오거머신(1)을 인발하면서 시멘트 모르타르(3)를 구멍(2) 속에 충진한다.

그리고 시멘트 모르타르(3)가 충진된 구멍(2) 속에는 철근 또는 H-비임 등과 같은 응력재(4)를 타삽하고, 자갈(5)을 충진하여 하나의 구멍(2) 속에 옹벽의 일부를 시공하게 되는 것이다.

이러한 구멍(2)을 연속적으로 시멘트 모르타르(3) 및 응력재(4), 자갈(5)을 이용하여 충진시켜 옹벽 조성을 위해서는 시멘트 모르타르(3)의 경화시간이 필요하기 때문에 도 2와 같이 좌우로 소정 간격을 두고 구멍(2)을 천공한 후 이의 중간에 또 하나의 구멍(2)을 천공하여 시멘트 모르타르(3) 및 응력재(4), 자갈(5)을 타삽하고, 이들 구멍(2)과 구멍(2) 상간을 메울 수 있는 또 하나의 구멍(2)을 상기 구멍(2) 내에 충진된 시멘트 모르타르(3)가 경화된 후에 오거머신(1)으로 천공하여 옹벽을 축조하는 공법을 취하고 있다.

이에 반하여 본 발명에서는 상기한 종래의 CIP 공법이 갖는 작업의 연속성 저하 및 구멍(2) 간의 연결부위 누수현상 등을 보다 확실하게 차단할 수 있으며, 시공성의 극대화, 염가 시공이 가능한 차수벽 흙막이 공법을 제공코자 한다.

즉, 본 발명은 지하 터파기 공사를 위한 옹벽을 조성하기 위한 구멍(2)을 연속적으로 오거머신(1)을 이용하여 천공하고 및 시멘트 모르타르(3) 충진, 반월형 케이싱(6) 타삽, 응력재(4) 타삽, 자갈(5)을 충진하고 연속하여 이웃하는 구멍(2)을 천공하여 전기와 동일한 작업공정을 거친 후 연속되는 또 하나의 구멍(2)을 천공한 후 첫 번째 천공한 구멍(2) 상에 타삽된 반월형 케이싱(6)을 인발하는 공정을 연속적으로 행하여 옹벽을 기 측량된 시공라인(L)을 따라 조성해 나가는 공법이다.

본 발명은 첫 번째 구멍(2)을 뚫은 후 2번째 구멍(2)을 천공할 때는 첫 번째 구멍(2) 상에 타삽한 반월형 케이싱(6)은 결합시켜 두었다가 2번째 구멍(2)에서 1,2번째 충진한 시멘트 모르타르(3)가 2번째 구멍(2)에 타삽한 반월형 케이싱(6)에 의해 3번째 천공한 구멍(3)상에 이동되지 않도록 차단한 상태에서 1번째 구멍(2)에 결합된 반월형 케이싱(6)을 인출하는 방법으로 연속시공을 하게 된다.

즉, 연속하여 옹벽 조성을 위한 구멍(2)을 천공하여 나가되, 이웃하여 천공되는 구멍(2)상에 각각 타삽된 반월형 케이싱(6)은 2개 이상의 구멍(2)을 천공한 후에 앞서 천공한 구멍(2)상에 타삽된 반월형 케이싱(6)을 인출하는 방법으로 미처 경화되지 않은 시멘트 모르타르(3)가 이웃하여 천공된 구멍(2) 상으로 이동하지 않도록 차단하면서 연속시공을 행할 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 발명의 차수벽 흙막이 공법을 수행함에 있어서, 천공되는 구멍(2)의 직경은 주로 400~600mm까지 장비에 따라 다양한 구경으로 작업이 가능하고 반월형 케이싱(6)의 겹침 정도(=폭)에 따라 구멍(2)상에 시공되는 기둥의 강도는 자유롭게 조절할 수 있는 것이다.

상기 본 발명을 수행함에 있어서 중요한 구성부재 중 하나인 반월형 케이싱(6)은 도 5에서 보는 바와 같이 그 횡단면이 반월형(半月形)으로 이루어지고, 그 반경은 천공되는 구멍(2)의 반경과 동일한 정도의 반경으로 구성된다.

그리고 이웃하여 천공되는 구멍(2)과 먼저 천공한 구멍(2)에 충진되는 시멘트 모르타르(3)가 끓어짐 없이 견고하게 이어지게 하기 위하여 이웃하는 구멍(2)과의 겹침 부분을 보상해 줄 수 있는 구멍(2)과 동일한 반경을 갖는 요입부(6a)가 형성되어 있다.

상기한 공법에 의해 연속적으로 구멍(2)을 천공하고 시멘트 모르타르(3) 충진 및 반월형 케이싱(6) 타삽, 응력재(4) 타삽, 자갈(5) 충진을 행하여 나가면 지하 터파기 공사에 필요한 옹벽을 매우 신속하고 염가로 시공할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 시공방법을 요약하여 정리하면 다음과 같다.

① 오거머신(1)으로 소정 깊이까지 구멍(2)을 천공한다.

② 구멍(2) 천공 후 오거머신(1)을 인상(=인발)하면서 구멍(2)에 시멘트 모르타르(3)를 롯드를 통해 하부로부터 상부로 주입한다.

③ 오거머신(1) 인상 후 기 제작된 반월형 케이싱(6)을 이웃하여 천공되는 구멍(2) 방향으로 요입부(6a)가 위치되도록 타삽하여 설치한다.

④ 시멘트 모르타르(3)가 충진된 구멍(2)에 철근 또는 H-비임 등과 같은 응력재(4)를 삽입한다.

⑤ 응력재(4) 삽입 후 자갈(5)을 충진한다.

⑥ 이웃하여 2번째 구멍(2)을 오거머신(1)으로 천공하되, 상기 2번째 구멍(2)은 반월형 케이싱(6)에 형성된 요입부(6a)와 구멍(2)의 일부가 연속되게 천공작업을 한다.

⑦ 상기 2번째 구멍(2)에 상기 2항부터 5항까지의 작업을 수행한다.

⑧ 이웃하여 3번째 구멍(2)을 오거머신(1)으로 천공하되, 상기 3번째 구멍(2) 역시 반월형 케이싱(6)에 형성된 요입부(6a)와 구멍(2)의 일부가 연속되게 천공작업을 한다.

⑨ 상기 3번째 구멍(2)에 상기 2항부터 5항까지의 작업을 수행한다.

⑩ 첫 번째 구멍(2)에 삽입된 반월형 케이싱(6)을 인발한다.

이와 같은 공법을 연속적으로 행하면서 측량된 시공라인(L)을 따라 구멍(2)을 천공하면서 반복작업을 수행한다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같은 본 발명에서 제공하는 반월형 케이싱(6)을 이용한 차수벽 흙막이 공법은 다음과 같은 특유의 효과를 제공하게 된다.

즉, 본 발명은;

① 기존 터파기 구조물과의 근접시공이 가능하며,

② 터파기 폭을 최소화할 수 있고,

③ 토류판 시공이 불필요하므로 사고위험이 적고,

④ 구멍과 구멍 사이에 누수에 따른 보조공법이 필요 없으며,

⑤ 모든 지반에 굴착이 가능하며,

⑥ 연속시공이 가능하고 따라서 차수가 완벽하고 강도가 높다.

⑦ 또한 수직 굴착도가 높으며,

⑧ 주변 침하방지를 최소화할 수 있고,

⑨ 확실한 차수 및 흙막이 병행 공법으로서는 시공비가 저렴하며,

⑩ 기존 오거머신으로 시공이 가능하므로 별도의 대형장비가 불필요하며,

⑪ 연속적인 작업으로 양생기간이 필요없는 등,

다수의 각별한 효과를 제공하는 매우 획기적인 발명이다.

Claims

지하 터파기 공사를 위하여 옹벽을 축조하는 차수벽 흙막이 공법에 있어서;

기 측량된 시공라인(L)을 따라 1번 구멍(2)을 오거머신(1)을 사용하여 천공한 후 오거머신(1) 인발과 동시에 시멘트 모르타르(3)를 1번 구멍(2) 내부에 충진하고,

상기 1번 구멍(2) 내부에 요입부(6a)를 가진 반월형 케이싱(6)을 시공라인(L)을 따라 이웃하여 연속 천공하는 2번 구멍(2)에 요입부(6a)가 위치되도록 타삽하며,

순차적으로 응력재(4)와 자갈(5)을 2번 구멍(2) 내부에 충진된 시멘트 모르타르(3)상으로 타삽하며,

상기 2번 구멍(2)을 오거머신(1)으로 1번 구멍(2)과 동일하게 요입부(6a)에 겹쳐서 천공 후 시멘트 모르타르(3) 충진과 반월형 케이싱(6)을 전기한 1번 구멍(2)과 동일하게 수행하며,

3번 구멍(2)을 오거머신(1)으로 상기 1,2번 구멍(2)과 동일하게 요입부(6a)에 겹쳐서 천공한 후 1번 구멍(2)상에 결합된 반월형 케이싱(6)을 인발하는 제 과정을 연속적으로 시공라인(L)을 따라 행하여 옹벽을 축조할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차수벽 흙막이 공법.