KR100637899B1 - 교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법에 관한 것으로, 연암, 경암 등 토질에 관계없이 지반에 빠르고 쉽게 박아 고정되고, 굴토벽에 대한 저항력이 증대되도록 함을 목적으로 한다.

개시된 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설은, 교각(A)의 건설을 위한 터파기 홀에 설치되어 굴토벽(W)으로부터 토사와 물의 침투를 차단하는 것으로, 상기 굴토벽(W)을 따라 다수개가 일정 간격을 두고 배치되며 그 하단이 지반(G)에 박혀 고정되는 H형 단면의 파일(10)과; 상기 H형 파일의 바깥쪽에 둘레부를 따라 배치되면서 그 하단부가 상기 지반의 표면에 안착되는 시트 파일(20)과; 상기 H형 파일의 안쪽에 횡방향으로 결합되는 띠장(31)에 그 양단이 결합되어 상기 H형 파일을 지지하는 버팀재(30)와; 그리고, 상기 H형 파일과 시트 파일의 사이에 배치되는 토류판(50)을 포함하여 구성된다. 즉, 종래 기술로 설계되어 있는 시트 파일 항타 시공방법으로는 연암, 경암 등을 뚫어 근입상까지 시공이 불가능하여 여러 가지 대안설계방법을 적용하고 있으나, 과다한 공사기간과 공사비가 소요되는 문제가 있다. 그러나, 본 발명에 의하면, H형 파일을 둘레를 따라 연암, 경암 등을 뚫어 근입상까지 시공이 가능하여 작업시간이 단축되고 공사비용이 60% 이상 절감되는 효과가 있다.

교각, 직접 기초, 가시설, H형 파일, 시트 파일, 토류판

Description

교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법{Pier foundation temporarily structure and method for constructing it}

도 1은 종래 기술에 따른 교각 직접 기초 가시설의 종단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 교각 직접 기초 가시설의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설의 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설의 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설의 시공 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : H형 파일, 20 : 시트 파일

30 : 버팀재, 31 : 띠장

40 : 보강재, 50 : 토류판

본 발명은 교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교각 등의 구조물을 지반에 건설하기 위한 가시설 구조물의 강도를 보강하여 지반의 붕괴, 물의 침투가 발생되지 않도록 하고, 시공시간을 단축함과 아울러 시공비를 줄일 수 있도록 한 교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건설현장에서 지하에 건물의 기초, 지하실 또는 콘크리트 벽체를 축조하기 위하여 해당 지반을 굴토 후 토압에 의한 굴토면의 붕괴 및 물의 침투 방지를 위하여 흙막이 공사를 한다. 이러한 흙막이 공사는 굴토된 굴토면에 일체로 타설 형성되는 콘크리트 영구 흙막이 공사와, 굴토 작업시에만 굴토면에 설치되었다가 공사가 완료되면 해체하는 가설 흙막이 공사로 구분된다.

교각 등의 기초 가시설을 위한 가시설로 시트 파일(sheet pile)이 있다.

도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이, 시트 파일(1)은 벽체가 견고하고 재사용에 적합하여 가설구조물에 많이 사용되며, 굴토면으로부터의 토압에 변형되지 않도록 요철구조로 절곡된 형상이고, 다수개가 간단한 결합구조에 의해 연속적으로 연결될 수 있다.

시트 파일을 이용한 종래 교각 직접 기초 가시설은, 지반(G)에 교각(A)의 형태(터파기 형태)를 따라 형성된 홀에 삽입되면서 그 하단이 지반(G)에 매립되는 시트 파일(1)과, 시트 파일(1)의 내부에 횡방향을 따라 다단으로 배치되며 그 양단이 시트 파일(1)에 지지되어 굴토벽(W)으로부터 전가되는 토압에 대한 저항력을 제공하는 버팀재(2) 및 시트 파일(1)의 내벽면에 둘레를 따라 다단으로 설치되며 버팀재(2)의 양단이 고정되는 다수의 띠장(3)으로 구성된다. 버팀재(2)의 설치시 버팀재(2)의 일단에는 시트 파일(1)이 굴토벽(W)에 완벽하게 밀착되도록 잭(미도시) 등을 통해 결합된다.

이와 같은 교각 직접 기초 가시설은 교각(A) 건설시 터파기와 교각(A) 건설을 위해 일시적으로 시공된 후 교각(A)의 건설이 완료되면 해체된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 교각 직접 기초 가시설의 시공방법은 다음과 같다.

지반(G)에 교각(A)의 터파기를 위한 홀을 천공하고, 홀을 따라 시트 파일(1)을 설치한다. 이때, 시트 파일(1)이 토압, 수압 등에 의해 변형 및 넘어지지 않도록 그 하단 일부분이 지반(G)에 매립되도록 설치한다.

이 상태에서 시트 파일(1) 안쪽을 터파기 작업하면서 버팀재(2)와 띠장(3)을 설치하여 시트 파일(1)이 굴토벽(W)에 견고하게 밀착되도록 함으로써 토사, 물 등이 시트 파일(1)의 안쪽으로 침투하지 않도록 한다.

이어서, 시트 파일(1) 안쪽의 터파기를 완료하고, 여기에, 교각(A)을 건설한다.

교각(A)이 완공되면 교각 직접 기초 가시설을 해체하고, 터파기한 곳을 되메우기한다.

그러나, 종래 기술에 따른 교각 직접 기초 가시설에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

굴토벽 지지 및 차수를 위한 시트 파일(1)을 항타하여 그 하단 일부분을 지반(G)에 박게 되는데, 시트 파일(1)의 강성 등 구조적 취약점 때문에 실질적으로 판상의 시트 파일(1)이 지반(G)에 박히지 않거나 박힌다 하더라도 그 박힌 정도가 설정치보다 미약할 뿐 아니라 오랜 작업시간이 소요되고 많은 시공비가 소요되며, 굴토벽(W)의 토사 및 물이 건설공간으로 침투되는 문제점도 있다. 특히, 지반(G)이 경암일 경우에는 그 심각성이 더욱 크기 때문에 교각(A)의 건설시 많은 문제점이 발생된다.

이와 같은 단점을 해결하기 위해서는 시트 파일(1)의 구조적 취약점을 보완하기 위하여 시공목적에 따라 별도의 보조 시설(예컨대, 앵커)이 사용되고 있지만, 이는 추가비용의 발생 및 설치상의 번거로움이 발생되어 현실성이 떨어지기 때문에 실제 시공시에는 적용되지 않고 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 보조시설을 사용하지 않고 교각 등의 구조물을 지반에 건설할 때 굴토벽으로부터의 압력에 대한 저항력을 증대하여 굴토벽의 붕괴방지와 물의 침투를 차단할 수 있고, 시공시간 단축 및 시공비를 절감할 수 있도록 한 교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설은, 교각 등 건축물의 건설을 위한 터파기 홀에 설치되어 굴토벽으로부터 토사와 물의 침투를 차단하는 것으로, 지반에는 다수의 지주를 일정간격으로 박아 고정하고, 상기 지주의 둘레부에는 벽체의 하단이 상기 지반 표면에 안착되도록 설치하며, 상기 지주와 벽체 사이의 누수가능부분에는 토류판을 설치하여, 실질적으로 지반에 설치하는 작업시간을 단축하고, 시공비를 절감할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3과 도 4에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설은, 건축물 예컨대 교각(A)의 건설을 위하여 그 형태(터파기를 위한 형태로 예컨대 사각형)를 따라 일정 간격을 두고 다수개가 지중에 설치되며 그 하단부가 교각(A)의 기초가 되는 지반(G)의 근입상까지 박히는 지주로서 예컨대 H형 파일(10)과, H형 파일(10)의 둘레에 배치되어 굴토벽(W)에 밀착됨으로써 굴토벽(W)을 지지하는 벽체로서 시트 파일(20)과, 그리고, H형 파일(10)의 안쪽에 횡방향이면서 원을 가로지는 방향으로 배치되며 그 양단이 H형 파일(10)에 각각 고정되어 굴토벽(W)의 붕괴에 대한 저항력을 제공하는 버팀재(30)로 구성된다.

H형 파일(10)은 벽체인 시트 파일(20)을 지지하는 말뚝으로, 예컨대, 그 횡단면이 "H"형태를 이루어지고, 그 하단 일부분이 지반(G)의 근입상에 박혀 고정되어 시트 파일(20)의 지주역할을 수행하며, 지반(G)의 상태(연암 및 경암)에 상관없 이 지반(G)에 박혀 고정될 수 있도록 강재 등을 재질로 한다. H형 파일(10)은 지주의 가장 바람직한 예로서 예시한 것이지 지주를 한정하는 것은 아니다.

벽체인 시트 파일(20)은 자체 강성보강을 위하여 요철형태로 절곡되며, H형 파일(10)의 바깥쪽과 굴토벽(W)의 사이에 연속되어 배치되고, 그 하단은 지반(G)의 상면에 안착된다.

시트 파일(20)은 요철구조로 연속해서 절곡된 구조이며, H형 파일(10)은 일정 간격을 두고 다수개가 설치되기 때문에 H형 파일(10)의 사이에는 시트 파일(20)을 지지하기 위한 보강재(40)가 더 설치될 수 있다.

버팀재(30)는 지반(G)에 대해 입설된 H형 파일(10)을 지지함으로써 굴토벽(W)의 토압 등에 의한 저항력을 제공하는 것으로, H형 파일(10)에 띠장(31)을 매개로 설치될 수 있다. 예컨대, H형 파일(10)의 안쪽에는 다단으로 띠장(31)이 둘레를 따라 결합되며, 버팀재(30)는 사각형을 따라 배열된 H형 파일(10)의 안쪽에 횡방향으로 배치되면서 그 양단이 띠장(31)에 연결된다. 이때, H형 파일(10) 및 시트 파일(20)이 굴토벽(W)에 견고하게 밀착되도록 버팀재(30)의 양단 중 적어도 일측에는 H형 파일(10)을 굴토벽(W)측으로 지지하기 위한 잭(미도시)이 설치된다.

본 발명에 따르면, H형 파일(10)과 시트 파일(20)을 통해 굴토벽(W)의 붕괴 및 차수를 수행할 수 있지만, 토사 및 물의 침투를 더욱 효과적으로 차단하기 위하여 토류판(50)이 더 채용된다. 토류판(50)은 시멘트, 몰타르층(51)과 부직포층(52)으로 구성될 수 있고, 토사와 물이 침투할 틈새에 설치되며, 예컨대, H형 파일(10)들의 사이이면서 시트 파일(20)의 하단이 안착된 지반(G) 표면을 경계로 하여 상하 부에 걸쳐 설치된다.

도면 중 미설명 부호 32는 띠장(31)을 지지하는 지지앵글이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설의 시공방법은 다음과 같다.

도 5에서 보이는 바와 같이, 교각(A)(도 3과도 4참조)을 건설하기 위하여 천공기를 이용하여 지중에 홀(H)을 천공한다. 이 홀(H)은 교각(A)의 형태를 따라 형성되며, 예컨대 사각띠 형태일 수 있다(S1).

지중에 형성된 홀(H)에 H형 파일(10)을 항타하여 그 하단부를 지반(G)의 근입상까지 박아 고정하며, 이러한 방법으로 다수의 H형 파일(10)을 교각(A)의 형태를 따라 박아 고정한다(S2).

홀(H) 내의 H형 파일(10) 바깥쪽(굴토벽(W)의 대향면)에 시트 파일(20)의 하단이 지반(G)상에 안착되도록 삽입한다(S3).

이와 같은 방법으로 H형 파일(10)들의 안쪽에 교각 등 교각(A)의 건설을 위한 터파기 공간을 확보하며, H형 파일(10)들의 안쪽을 터파기한다(S4).

터파기의 진행 중 버팀재(30)와 띠장(31)을 설치하여 H형 파일(10) 및 시트 파일(20)을 굴토벽(W)측으로 견고하게 밀착시켜 H형 파일(10) 및 시트 파일(20)에 저항력을 제공함으로써 굴토벽(W)에 의한 토압, 수압에 의해 H형 파일(10) 및 시트 파일(20)의 붕괴를 막는다(S5).

터파기를 완료(이때, 터파기의 바닥부를 연암 추정선보다 약간 낮게 할 수 있음)하고, 토류판(50)을 설치한다(S6).

상기 S1 ~ S6의 공정을 거치면서 터파기를 위한 본 발명에 따른 가시설 구조물의 시공이 완료되며, 터파기한 곳에 교각 등 교각(A)을 콘크리트 양생 등의 방법으로 건설한다.

교각(A)의 건설이 완공되면, 버팀재(30) - 띠장(40) - 시트 파일(20) - H형 파일(10)의 순으로 제거하고, 되메우기를 한다.

따라서, H형 파일(10)은 지반(G)의 성질(연암, 경암)에 상관없이 쉽게 박혀 고정되기 때문에 종래 시트 파일처럼 지반에 고정되지 않은 현상이 방지된다.

교각(A)의 기초가 되는 지반(G)에는 다수의 H형 파일(10)이 일정 간격을 두고 박혀 고정되고, 시트 파일(20)은 지반(G) 상에 안착되기 때문에 종래와 같이 시트 파일을 구조물의 형태를 따라 전체적으로 박아 고정할 때보다 작업시간이 줄어든다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 교각 직접 기초 가시설 및 그 시공방법에 의하면, H형 파일만 지반에 박혀 고정되며 시트 파일은 지반 상에 안착되며, 이때, H형 파일과 시트 파일 2개의 구성요소가 설치되지만, H형 파일은 시트 파일에 비해 지반에 쉽고 견고하게 박혀 고정되고, 시트 파일은 단순 삽입에 의해 설치되므로 전체적으로 시공작업시간이 획기적으로 단축되며, 그에 따른 시공비가 절감된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하 여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 굴토벽을 따라 다수개가 일정 간격을 두고 배치되며 그 하단이 지반(G)에 박혀 고정되는 지주와, 상기 지주의 바깥쪽에 둘레부를 따라 배치되면서 그 하단부가 상기 지반의 표면에 안착되는 벽체와, 상기 지주의 안쪽에 횡방향으로 결합되는 띠장에 그 양단이 결합되어 상기 지주를 지지하는 버팀재가 구비되고, 교각(A) 등 건축물의 건설을 위한 터파기 홀에 설치되어 굴토벽(W)으로부터 토사와 물의 침투를 차단하는 교각 직접 기초 가시설에 있어서,

   상기 지주들의 사이에는 상기 벽체와 띠장의 사이에 개재되어 상기 벽체를 지지하는 보강재(40)와,

   상기 지주와 벽체의 사이에는 토류판(50)이 구비되되, 이 토류판은 몰타르층(51) 및 부직포층(52)으로 이루어지며, 상기 지주들의 사이이면서 상기 벽체의 하단과 지반의 사이에 걸쳐 배치되는 것을 특징으로 하는 교각 직접 기초 가시설.
4. 건축물(A)의 형태를 따라 지중에 홀(H)을 천공하는 홀천공단계와(S1); 상기 홀천공단계(S1)에 의해 천공된 홀에 일정 간격을 두고 지주의 하단이 지반(G)에 박혀 고정되도록 하는 지주 시공단계와(S2); 상기 지주 시공단계(S2)를 통해 지반에 박힌 지주의 둘레를 따라 벽체의 하단이 상기 지반이 표면에 안착되도록 하는 벽체 시공단계와(S3); 상기 벽체 시공단계(S3)에 의해 형성된 지주들의 안쪽을 터파기하는 터파기 단계와(S4)와; 상기 터파기 단계(S5)의 도중에 버팀재(30)를 설치하는 버팀재 설치단계(S5)가 포함되어 교각을 포함하는 건축물(A)의 건설을 위한 교각 직접 기초 가시설의 시공방법에 있어서,

   상기 버팀재 설치단계(S5) 완료 후, 상기 지주들의 사이 및 상기 벽체의 하단과 지반 표면의 사이에 토류판(50)을 설치하는 토류판 설치단계(S6)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교각 직접 기초 가시설 시공방법.

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