KR100666935B1 - 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강널말뚝 벽체의 선단지지력을 효과적으로 보강하도록 된 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조에 관한 것으로, 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서, 상기 강널말뚝의 하단부에 전면 개구부의 일부분을 차단시키는 보강판이 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것이다.

강널말뚝, 벽체, 선단지지력, 보강, 에이치 빔, 강관

Description

강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조{end bearing reinforcement structure of steel sheet pile walls}

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조의 사시도,

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도,

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조의 사시도,

도 4는 도 3의 B-B선의 단면도,

도 5는 본 발명의 제 2실시예의 변형예를 나타낸 사시도,

도 6은 도 5의 C-C선의 단면도,

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조의 사시도,

도 8은 도 7의 D-D선의 단면도,

도 9는 본 발명의 제 3실시예의 변형예를 나타낸 사시도,

도 10은 도 9의 E-E선의 단면도,

도 11은 본 발명의 제 1실시예의 변형예를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 강널말뚝 벽체 12 : 보강판

14 : 에이치 빔 16 : 강관

18 : U자형 강널말뚝 10a, 10b, 10c : 유(U)자형 강널말뚝

본 발명은 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강널말뚝 벽체의 선단지지력을 효과적으로 보강시켜 주도록 한 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 건축이나 토목공사를 하기 위해 땅을 파낼 때 굴착면의 붕괴를 방지하면서 흙이 잔류되게 하는 목적으로 강재로 된 널말뚝 즉, 쉬트파일(sheet pile)을 사용하여 흙막이 벽체를 형성하였다.

흙막이 벽체의 용도로 가장 보편적으로 사용되고 있는 강널말뚝(쉬트파일)의 일예로서 유(U)자형으로 된 쉬트파일이 주종을 이루고 있다.

이 쉬트파일은 벽체가 견고하고 재사용에 적합하여 가설구조물에 많이 사용되며, 그 양단에 구비된 너클 형태의 이음부가 있어서 쉬트파일을 연속적으로 연결할 수 있다. 즉, 강널말뚝공법은 강재의 널말뚝을 서로 맞물려 연속타입하여 영구적 또는 일시적 벽체를 만들어, 주로 횡방향의 외력에 저항시켜 흙막이벽 또는 차수벽의 역할을 할수 있게 하는 공법이다.

이러한 강널말뚝공법은 시공성이 우수하기 때문에 굴착토류, 가호안, 축도 등의 가설공사를 비롯하여 안벽, 호안, 방파제, 도류제, 차수벽, 도크, 교대 등 사용분야가 매우 광범위하다.

이와 같이 사용분야가 광범위함에도 불구하고 강널말뚝 벽체에 사용되는 강널말뚝(쉬트파일)은 H말뚝 또는 강관말뚝에 비해 선단지지력이 약하다. 즉, H말뚝 또는 강관말뚝의 경우에는 지표면하(특히, 굴착면 저부)에 관입되었을 경우 어느 정도의 폐색효과가 있지만 강널말뚝(쉬트파일)은 선형적인 면적으로 인해 폐색효과를 얻기가 힘들다. 그로 인해, 강널말뚝 벽체는 H말뚝 또는 강관말뚝에 비해 선단지지력이 약하여 벽체에 변위를 일으키기도 한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 강널말뚝 벽체의 선단지지력을 효과적으로 보강하도록 된 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조는, 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

상기 강널말뚝의 하단부에 전면 개구부의 일부분을 차단시키는 보강판이 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 제 2실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조는, 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

상기 강널말뚝의 복부 전면 또는 후면의 하단부에 에이치 빔이 설치되되, 상기 에이치 빔은 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 제 3실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조는, 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

상기 강널말뚝의 복부 전면 또는 후면의 하단에 강관이 설치되되, 상기 강관은 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.

(제 1실시예)

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선의 단면도이다.

제 1실시예의 구조는, 다수의 유(U)자형 강널말뚝(10a, 10b, 10c; 도 1에서는 세 개를 도시하였으나 실질적으로 그 이상임)이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체(10)에서, 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 전면 개구부의 소정 구간을 차단시키는 보강판(12)이 상기 강널말뚝 벽체(10)의 바닥에서부터 상방향으로 소정 높이(바람직하게는, 강널말뚝 벽체(10)가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이(L) 정도; 예컨대, 2m 정도)만큼만 설치된다.

여기서, 상기 보강판(12)은 철판 등과 같은 강재로 이루어지고, 상기 보강판(12)의 양측부가 용접에 의해 상기 다수의 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 전면 개구부의 양측부(즉, 너클모양의 이음부가 있는 부위)와 결합된다. 이로 인해, 강널말뚝 벽체(10)의 바닥에서부터 상방향으로 소정 높이까지는 폐색효과를 얻을 수 있기 때문에 강널말뚝 벽체(10)의 선단지지력을 보강 및 향상시키게 된다. 그리고, 강널말뚝 벽체(10)의 재질이 강재이기 때문에 굳이 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 전면 개구부를 전체적으로 차단시키지 않아도 보강판(12)에 의한 폐색효과로 인해 선단지지력이 충분히 얻어지고, 그로 인해 그 보강판(12)이 설치된 부위의 윗부분에서 발생될 수 있는 통상적인 변형 역시 줄일 수 있게 된다.

(제 2실시예)

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조의 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B선의 단면도이다.

제 2실시예의 구조는, 다수의 유(U)자형 강널말뚝(10a, 10b, 10c)이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체(10)에서, 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 전면에 에이치 빔(14)이 설치되되, 상기 에이치 빔(14)은 상기 강널말뚝 벽체(10)의 바닥에서부터 상방향으로 소정 높이(바람직하게는, 강널말뚝 벽체(10)가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이(L) 정도; 예컨대, 2m 정도)만큼만 설치된다.

이하의 설명에서는, 상기 다수의 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부(즉, 너클 모양의 이음부간에 존재하는 부분)에서 전면 개구부측을 향하고 있는 면을 내측면이라고 하고 그 반대면을 외측면이라고 한다.

제 2실시예에서는, 상기 에이치 빔(14)이 상기 다수의 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면에 설치되는데, 상기 에이치 빔(14)의 양측 플랜지중 어느 한 플랜지의 외측면이 길이방향으로 상기 다수의 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면과 용접 또는 볼트/너트 등에 의해 결합된다.

도 3 및 도 4에서는 상기 에이치 빔(14)의 웨브(web; 복부)방향으로의 길이가 상기 각 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면에서 전면 개구부까지의 직선 거리와 같거나 작은 것처럼 도시하였으나, 그 이상이어도 무방하다.

이와 같은 구조에 인해, 강널말뚝 벽체(10)의 바닥에서부터 상방향으로 소정 높이까지는 폐색효과를 얻을 수 있기 때문에 강널말뚝 벽체(10)의 선단지지력을 보강 및 향상시키게 된다. 그리고, 강널말뚝 벽체(10)의 재질이 강재이기 때문에 굳이 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 길이만큼 에이치 빔(14)을 설치시키지 않아도 에이치 빔(14)에 의한 폐색효과로 인해 선단지지력이 충분히 얻어지고, 그로 인해 그 에이치 빔(14)이 설치된 부위의 윗부분에서 발생될 수 있는 통상적인 변형 역시 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 제 2실시예의 변형예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 C-C선의 단면도이다.

제 2실시예의 변형예는 상술한 제 2실시예와 거의 동일하다. 다만 차이나는 점은 에이치 빔(14)의 설치위치가 차이날 뿐이다. 즉, 제 2실시예에서는 에이치 빔(14)이 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면에 소정 길이(L)만큼만 설치되었는데, 그 변형예에서는 에이치 빔(14)이 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 외측면에 소정 길이(L)만큼만 설치된다. 그 이외의 구조는 상호 동일하다. 그리고, 이와 같은 제 2실시예의 변형예에 의해서도 상술한 제 2실시예에서와 같은 선단지지력 보강 및 향상 효과 등을 얻게 된다.

(제 3실시예)

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조의 사시도이고, 도 8은 도 7의 D-D선의 단면도이다.

제 3실시예의 구조는, 다수의 유(U)자형 강널말뚝(10a, 10b, 10c)이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체(10)에서, 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면에 강관(16)이 설치되되, 상기 강관(16)은 상기 강널말뚝 벽체(10)의 바닥에서부터 상방향으로 소정 높이(바람직하게는, 강널말뚝 벽체(10)가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이(L) 정도; 예컨대, 2m 정도)만큼만 설치된다.

도 7에서는 강관(16)을 원통형으로 도시하였으나, 필요에 따라서는 원통형이 아닌 각이 있는 형태로 하여도 무방하다.

상기 강관(16)의 소정 외주면이 길이방향으로 상기 다수의 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면과 용접 또는 볼트/너트 등에 의해 결합된다.

도 7 및 도 8에서는 상기 강관(16)의 외경이 상기 각 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면에서 전면 개구부까지의 직선 거리와 같거나 작은 것처럼 도시하였으나, 그 이상이어도 무방하다.

이와 같은 구조에 인해, 강널말뚝 벽체(10)의 바닥에서부터 상방향으로 소정 높이까지는 폐색효과를 얻을 수 있기 때문에 강널말뚝 벽체(10)의 선단지지력을 보강 및 향상시키게 된다. 그리고, 강널말뚝 벽체(10)의 재질이 강재이기 때문에 굳이 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 길이만큼 강관(16)을 설치시키지 않아도 강관(16)에 의한 폐색효과로 인해 선단지지력이 충분히 얻어지고, 그로 인해 그 강관(16)이 설치된 부위의 윗부분에서 발생될 수 있는 통상적인 변형 역시 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 9는 본 발명의 제 3실시예의 변형예를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9의 E-E선의 단면도이다.

제 3실시예의 변형예는 상술한 제 3실시예와 거의 동일하다. 다만 차이나는 점은 강관(16)의 설치위치가 차이날 뿐이다. 즉, 제 3실시예에서는 강관(16)이 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 내측면에 소정 길이(L)만큼만 설치되었는데, 그 변형예에서는 강관(16)이 상기 강널말뚝(10a, 10b, 10c)의 복부 외측면에 소정 길이(L)만큼만 설치된다. 그 이외의 구조는 상호 동일하다. 그리고, 이와 같은 제 3실시예의 변형예에 의해서도 상술한 제 3실시예에서와 같은 선단지지력 보강 및 향상 효과 등을 얻게 된다.

도 11은 본 발명의 제 1실시예의 변형예를 나타낸 사시도로서, 상술한 본 발명의 제 1실시예의 구성과 거의 동일하다. 다만 차이나는 점은 제 1실시예에서는 철판과 같은 보강판(12)을 이용하였으나, 도 11에서는 그 보강판(12)을 대신하여 U자형 강널말뚝(쉬트파일; 18)을 사용한 것이 차이난다. 그 이외의 구성은 상호 동일하다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 강널말뚝 벽체의 바닥에서 상방향으로 소정 높이만큼만 보강판 또는 에이치 빔 또는 강관을 강널말뚝 벽체에 합성시킴으로써, 굴착면 저부에 근입된 강널말뚝 벽체의 선단지지력을 보강 및 향상시키게 된다.

그리고, 강널말뚝 벽체의 선단지지력이 보강 및 향상됨에 따라 부수적으로 벽체에 발생될 수 있는 변위를 막게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (5)

1. 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

   상기 강널말뚝의 하단부에 전면 개구부의 일부분을 차단시키는 보강판이 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조.
2. 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

   상기 강널말뚝의 복부 전면 또는 후면의 하단부에 에이치 빔이 설치되되, 상기 에이치 빔은 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조.
3. 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

   상기 강널말뚝의 복부 전면 또는 후면의 하단에 강관이 설치되되, 상기 강관은 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조.
4. 다수의 유(U)자형 강널말뚝이 서로 맞물려 연속타입된 강널말뚝 벽체에 있어서,

   상기 강널말뚝의 하단부에 전면 개구부의 일부분을 차단시키는 U자형 강널말뚝이 상기 강널말뚝 벽체의 하단부에서부터 강널말뚝의 하단부가 굴착면 밑으로 근입되는 깊이만큼의 높이를 가지고 설치된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체의 선단지지력 보강구조.
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