KR100722665B1

KR100722665B1 - 지하연속벽 시공을 위한 스틸 가이드 월과 이를 이용한지하연속벽 시공방법

Info

Publication number: KR100722665B1
Application number: KR1020070025508A
Authority: KR
Inventors: 박호성; 정상철
Original assignee: 삼보지질 주식회사
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2007-05-28

Abstract

본 발명은 지하연속벽 시공을 위한 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 지하연속벽을 형성하기 위하여 구축되는 가이드 월을 개선하여 종래와 같은 콘크리트식 가이드 월의 문제점을 해소할 수 있고 지하연속벽의 시공성 및 경제성 향상, 콘크리트 폐기물 및 비산먼지로 인한 환경훼손 방지, 설치 및 해체시 소음발생 최소화 등의 효과를 얻을 수 있도록 한 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법을 제공한다.

Description

지하연속벽 시공을 위한 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법{Steel guide wall for construction of underground diaphragm wall and construction method of underground diaphragm wall using the same}

도 1a 및 도 1b는 종래 지하연속벽 시공 방법을 나타낸 설명도.

도 2는 종래 철근콘크리트식 가이드 월(guide wall)을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 제1스틸 가이드 월(steel guide wall)을 나타낸 단면도.

도 4는 일례로서의 본 발명에 따른 제1스틸 가이드 월의 사용상태 설명도.

도 5는 다른 예로서의 본 발명에 따른 제1스틸 가이드 월의 사용상태 설명도.

도 6은 또다른 예로서의 본 발명에 따른 제1스틸 가이드 월의 사용상태 설명도.

도 7은 본 발명에 따른 제2스틸 가이드 월을 나타낸 사시도.

도 8은 일례로서의 본 발명에 따른 제2스틸 가이드 월의 사용상태 설명도.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 스틸 가이드 월을 이용한 지하연속벽 시공방법을 나타낸 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10. 제1스틸 가이드 월 11. I형빔

12. 와이어메쉬(wire mesh) 13. 콘크리트 벽체

14. 플랜지 14a. 볼트 체결공

20. 제2스틸 가이드 월 21. 평판

21a. 커터 삽입공 22. 프레임

23. 수직벽 23a. 앵글

24. 고정용 핀 홀(pin hole) 25. 인양용 걸이홈

26. 지반안정액 공급관 26a. 지반안정액 공급제어밸브

30. 지지 콘크리트 31. 앙카볼트

32. 볼트 40. 기초바닥

110. 선행패널 120. 후행패널

200. 가이드 월 210. 철근

220. 콘크리트

본 발명은 지하연속벽 시공을 위한 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 지하연속벽을 형성하기 위하여 구축 되는 가이드 월을 개선하여 종래와 같은 콘크리트식 가이드 월의 문제점을 해소할 수 있고 지하연속벽의 시공성 및 경제성 향상, 콘크리트 폐기물 및 비산먼지로 인한 환경훼손 방지, 설치 및 해체시 소음발생 최소화 등의 효과를 얻을 수 있도록 한 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하연속벽 공법은 굴착면의 붕괴와 지하수의 침투를 방지하기 위해 일정 폭의 트렌치(trench)에 벤토나이트(bentonite)와 같은 안정액을 공급하면서 원하는 깊이까지 트렌치를 굴착한 후 철근망을 건입한 다음 콘크리트를 타설하여 지중에 철근 콘크리트 벽체, 즉 지하연속벽을 형성하는 공법이다.

또한, 일반적인 지하연속벽은 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이, 먼저 다수의 선행패널(110)을 지중에 형성하고, 이후에 상기 선행패널(110) 사이에 후행패널(120)을 형성하여 연속적인 벽체가 형성되도록 하는 방법으로 구축된다.

이와 같은 지하연속벽 공법은 토지이용율을 높일 수 있고 강성이 큰 안전한 벽체를 형성할 수 있다는 장점이 있어 개발초기에는 단순 차수벽이나 가설토류벽 시공에만 적용되었으나 최근에는 기술의 진보, 시공방법 및 장비의 발달로 도심지 지하구조물의 영구벽체 시공 등에도 폭넓게 적용되고 있다.

이하에서는 지하연속벽의 구축과정에 대하여 설명하기로 한다.

우선, 도 2에서 보는 바와 같이 지하연속벽을 시공하고자 하는 형상대로 가이드 월(200)을 설치하고, 이후에 트렌치 굴착장비를 이용하여 지반을 일정깊이로 굴착하여 트렌치(trench)를 형성하되, 이 트렌치를 굴착할 때 트렌치의 좌우벽면의 토사붕괴를 방지하기 위하여 지반안정액을 트렌치 내로 채워 넣고 순환시키면서 디샌딩 장비(slurry de-sander)를 이용하여 토사를 분리 배출시킨다.

여기서, 상기 가이드 월(200)은 터파기, 철근제작 및 거푸집 설치, 콘크리트 타설의 공정을 거쳐 형성되고, 이렇게 형성된 가이드 월(200)은 토류벽 기능, 기준면의 역할, 중량물 또는 중장비의 지지대 역할, 안정액 저수조 기능 및 우수(雨水) 등의 유입방지 기능을 한다.

상기 가이드 월(200)에는 위에서 설명한 바와 같이 굴착장비와 같은 중장비가 놓이게 되므로 내부에 강도보강용 철근(210)이 배근되고 고강도의 콘크리트(220)가 사용된다.

상기와 같은 작업을 수행하여 설계한 대로의 심도까지 굴착함과 동시에 철근망을 제작하고 이 철근망을 트렌치 내로 건입한 후 트레미 관(tremie pipe)을 설치한다.

이후에 트레미 관을 통하여 트렌치의 하부로부터 수중콘크리트를 타설하면서 트렌치 내의 지반안정액을 흡입하여 제거하되 지반안정액이 완전 제거되도록 수중콘크리트를 타설한 후 트레미 관을 뽑아 제거하고 콘크리트를 양생시켜 선행패널을 구축한다.

이와 같은 방법으로 선행패널들을 일정간격으로 다수 구축한 후 선행패널 사이사이에도 상기와 같은 방법을 통해 후행패널을 구축함으로써 지하연속벽이 연속적으로 형성되게 된다.

이와 같이 지하연속벽의 구축을 완료한 후에는 상기 가이드 월을 파쇄하여 철거하면서 소정깊이까지 터파기 작업을 수행한다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이 상기와 같은 가이드 월에는 트렌치 굴착을 위한 중장비가 거치되기 때문에 그 하중으로 인해 가이드 월이 파손되지 않도록 가이드 월은 그 내부에 배근되는 강도보강용 철근과 고강도의 콘크리트로 이루어진다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 철근콘크리트식 가이드 월은 고강도이기 때문에 지하연속벽의 구축이 완료된 후에 에어해머 등의 중장비를 이용하여 파쇄 철거하기가 어렵고 파쇄 작업시에 큰 소음과 다량의 비산먼지가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 철근콘크리트식 가이드 월은 단 1회를 사용한 다음 폐기처분하기 때문에 경제적인 손실이 발생하였으며, 특히 철거한 가이드 월을 폐기처리장까지 운송하여야 하는 운반비는 물론 폐 건축자재의 처리비용이 가중된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 콘크리트식 가이드 월의 문제점을 해소함과 아울러 지하연속벽의 시공성 및 경제성 향상, 콘크리트 폐기물 및 비산먼지로 인한 환경훼손 방지, 설치 및 해체시 소음발생 최소화 등의 효과를 얻을 수 있는 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적은, I형빔의 일측에 와이어메쉬(wire mesh)를 설치하고, 이 와이어메쉬에 콘크리트를 타설하여 상기 I형빔의 일측에 콘크리트 벽체를 형성하며, 상기 I형빔의 플랜지에는 볼트 체결공을 형성하여 구성되는 제1스틸 가이드 월과,

커터 삽입공이 형성된 평판과, 상기 커터 삽입공의 외주연을 따라 형성되는 프레임과, 상기 커터 삽입공의 외주연을 따라 하방향으로 수직으로 형성되고 하단에 앵글이 부착되는 수직벽으로 이루어지며, 상기 평판의 가장자리부에는 스틸 가이드 월을 지반에 고정시키기 위한 고정용 핀 홀(pin hole)과 스틸 가이드 월을 이동시키기 위한 인양용 걸이홈이 형성되고, 상기 평판에는 지중에 지반안정액을 공급하기 위한 지반안정액 공급관이 형성되며, 이 지반안정액 공급관은 상기 수직벽의 일측에 연결되고, 상기 지반안정액 공급관에는 지반안정액 공급제어밸브가 설치되어 구성되는 제2스틸 가이드 월 및,

상기 제1스틸 가이드 월 또는 제2스틸 가이드 월을 이용한 지하연속벽 시공방법에 의해 달성된다.

이하에서 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

우선, 본 발명에 따른 지하연속벽 시공방법을 설명하기에 앞서, 이 지하연속벽 시공방법에 적용되는 본 발명에 따른 스틸 가이드 월을 실시예를 들어 설명한 다.

실시예 1

실시예 1에 따른 본 발명상의 제1스틸 가이드 월(10)은, 도 3에서 보는 바와 같이, I형빔(11)의 일측에 와이어메쉬(wire mesh)(12)를 설치하고, 이 와이어메쉬(12)에 콘크리트를 타설하여 상기 I형빔(11)의 일측에 콘크리트 벽체(13)를 형성하여 이루어진다.

또한, 상기 I형빔(11)의 플랜지(14)에는 볼트 체결공(14a)이 형성되어 2개 이상의 I형빔(11)을 연결할 수 있다.

실시예 2

실시예 2에 따른 본 발명상의 제2스틸 가이드 월(20)은, 도 7에서 보는 바와 같이, 커터 삽입공(21a)이 형성된 평판(21)과, 상기 커터 삽입공(21a)의 외주연을 따라 형성되는 프레임(22)과, 상기 커터 삽입공(21a)의 외주연을 따라 하방향으로 수직되게 형성되고 하단에 앵글(23a)이 부착되는 수직벽(23)으로 이루어진다.

상기 평판(21)의 가장자리부에는 지반에 주입하기 위한 지반안정액 공급관(26)을 설치하고, 또한 상기 평판의 코너부에는 제2스틸 가이드 월(20)을 지반에 고정시키기 위한 고정용 핀 홀(pin hole)(24)과 제2스틸 가이드 월(20)을 이동시키기 위한 인양용 걸이홈(25)이 형성된다.

또한, 상기 지반안정액 공급관(26)은 상기 평판의 일측부에서 상기 수직벽(23)의 일측을 통하여 지반으로 주입된다.

상기 지반안정액 공급관(26)에는 지반안정액 공급제어밸브(26a)가 설치된다.

다음은, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 스틸 가이드 월을 이용한 지하연속벽 시공방법에 대하여 설명한다.

우선, 상기 실시예 1에 따른 제1스틸 가이드 월(10)을 이용한 지하연속벽 시공방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

제1스틸 가이드 월(10)을 지반보다 낮게 설치하고자 하는 경우에는, 도 4에서와 같이 우선 원지반을 터파기하고, 이 터파기를 통해 마련된 공간(S)에 형성하고자 하는 지하연속벽 두께만큼의 사이를 두고 지지 콘크리트(30)를 대칭적으로 형성한다.

상기 지지 콘크리트(30)의 상면에 방수몰탈을 포설하고 상기 제1스틸 가이드 월(10)을 설치하되, 이 제1스틸 가이드 월(10)을 구성하는 I형빔(11)의 플랜지(14)가 상기 방수몰탈에 접하도록 한다. 또한 상기 I형빔(11)의 일면에 형성된 콘크리트 벽체(13)가 내측에 위치되도록 설치한다.

위와 같이 제1스틸 가이드 월(10)이 설치되면, 이 제1스틸 가이드 월(10)을 구성하는 I형빔(11)을 상기 지지콘크리트(30)에 앙카볼트(31)로 고정하고, 상기 제1스틸 가이드 월(10)의 배면과 원지반 사이에 뒷채움을 실시하여 제1스틸 가이드 월(10)의 설치를 완료한다.

다음으로, 제1스틸 가이드 월(10)을 지반보다 높게 설치하고자 하는 경우에는, 도 5에서와 같이 우선 원지반의 지면에 층다짐 처리 또는 소일 시멘트(Soil cement)로 기초바닥(40)을 형성하고, 이 기초바닥(40) 상면에 형성하고자 하는 지하연속벽 두께만큼의 사이를 두고 지지 콘크리트(30)를 대칭적으로 형성한다.

상기 지지 콘크리트(30)의 상면에 방수몰탈을 포설하고 상기 제1스틸 가이드 월(10)을 설치하되, 이 제1스틸 가이드 월(10)을 구성하는 I형빔(11)의 플랜지(14)가 상기 방수몰탈에 접하도록 하고, 또한 상기 I형빔(11)의 일면에 형성된 콘크리트 벽체(13)가 내측에 위치되도록 설치한다.

위와 같이 제1스틸 가이드 월(10)이 설치되면, 이 제1스틸 가이드 월(10)을 구성하는 I형빔(11)을 상기 지지콘크리트(30)에 앙카볼트(31)로 고정하고, 상기 제1스틸 가이드 월(10)의 배면에 뒷채움(F)을 실시하여 제1스틸 가이드 월(10)의 설치를 완료한다.

상술한 바와 같이 지반보다 낮게 제1스틸 가이드 월을 설치하고자 하는 경우 또는 지반보다 높게 제1스틸 가이드 월을 설치할 때, 필요에 따라 제1스틸 가이드 월(10)을 다단으로 결합하여 도 6에서와 같이 제1스틸 가이드 월의 높이를 연장할 수 있다.

즉, 도 6에서 보는 바와 같이 다단으로 설치되는 제1스틸 가이드 월(10)은 그 I형빔(11)의 플랜지(14)를 볼트(32)와 같은 결합수단을 통해 서로 결속시킴으로써 안정적으로 제1스틸 가이드 월(10)을 설치할 수 있는 것이다.

한편, 상기 실시예 2에 따른 제2스틸 가이드 월(20)의 시공방법에 대하여 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 지반에 터파기를 실시하여 소정 공간을 마련하고, 이 공간에 상기 제2스틸 가이드 월(20)을 거치한 후(도 7 참조) 이 제2스틸 가이드 월(20)의 배면에 뒷채움을 실시하여 제2스틸 가이드 월(20)의 설치를 완료한다.

상기 실시예 1에 따른 제1스틸 가이드 월 또는 실시예 2에 따른 제2스틸 가이드 월의 설치가 완료되면 그 이후에 따르는 지하연속벽 시공방법은 도 9a 및 도 9b에서 보는 바와 같은 과정으로 진행된다.

즉, 상기 제1 또는 제2스틸 가이드 월에 트렌치 굴착기를 거치하고, 이 트렌치 굴착기를 통해 대칭되는 한 쌍의 트렌치를 굴착하며, 이어서 이 한 쌍의 트렌치 사이를 굴착하여 소정의 너비를 가지는 하나의 트렌치를 형성하는 단계;

상기 트렌치의 양 가장자리부에 지수판을 삽입하고, 이 지수판 사이로 철근망을 삽입하는 단계;

트레미 관을 통해 상기 철근망의 저부로부터 콘크리트를 채움하여 패널을 완성하는 단계;

상기 패널의 인접부에 상기와 같은 과정으로 또다른 트렌치를 굴착하는 단계;

상기 또다른 트렌치의 가장자리부에 지수판을 삽입하고, 이 지수판 사이에 철근망을 삽입하는 단계;

트레미 관을 통해 상기 철근망의 저부로부터 콘크리트를 채움하여 상기 패널과 연속되는 또다른 패널을 완성하는 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 지수판은 통상적으로 고무재로 이루어져 패킹(packing)과 같은 기능을 하도록 구성되어 있다.

이상과 같은, 본 발명에 따른 스틸 가이드 월과 이를 이용한 지하연속벽 시공방법에 의해서 종래의 콘크리트식 가이드 월의 문제점을 해소함과 아울러 지하연속벽의 시공성 및 경제성 향상, 콘크리트 폐기물 및 비산먼지로 인한 환경훼손 방지, 설치 및 해체시 소음발생 최소화 등의 다양한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

I형빔(11)의 일측에 와이어메쉬(wire mesh)(12)를 설치하고, 이 와이어메쉬(12)에 콘크리트를 타설하여 상기 I형빔(11)의 일측에 콘크리트 벽체(13)를 형성하며, 상기 I형빔(11)의 플랜지(14)에는 볼트 체결공(14a)을 형성하여 2개 이상의 I형 빔이 연결가능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 스틸 가이드 월.
커터 삽입공(21a)이 형성된 평판(21)과, 상기 커터 삽입공(21a)의 외주연을 따라 형성되는 프레임(22)과, 상기 커터 삽입공(21a)의 외주연을 따라 하방향으로 수직하게 형성되고 하단에 앵글(23a)이 부착되는 수직벽(23)으로 이루어지며,

상기 평판(21)의 가장자리부에는 지반에 주입하기위한 지반안정액 공급관(26)을 설치하고, 또한 상기 평판의 코너부에는 스틸 가이드 월(20)을 지반에 고정시키기 위한 고정용 핀 홀(pin hole)(24)과 스틸 가이드 월(20)을 이동시키기 위한 인양용 걸이홈(25)을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스틸 가이드 월.
제 2항에 있어서,

상기 지반안정액 공급관(26)은 상기 평판의 일측부에서 상기 수직벽(23)의 일측에 연결되며, 상기 지반안정액 공급관(26)에는 지반안정액 공급제어밸브(26a) 가 설치되는 것을 특징으로 하는 스틸 가이드 월.
스틸 가이드 월에 트렌치 굴착기를 거치하고, 이 트렌치 굴착기를 통해 대칭되는 한 쌍의 트렌치를 굴착하는 단계;

상기 한 쌍의 트렌치 사이를 굴착하여 소정의 너비를 가지는 하나의 트렌치를 형성하는 단계;

상기 트렌치의 양 가장자리부에 지수판을 삽입하고, 이 지수판 사이로 철근망을 삽입하는 단계;

트레미 관을 통해 상기 철근망의 저부로부터 콘크리트를 채움하여 패널을 완성하는 단계;

상기 패널의 인접부에 상기와 같은 과정으로 또다른 트렌치를 굴착하는 단계;

상기 또다른 트렌치의 가장자리부에 지수판을 삽입하고, 이 지수판 사이에 철근망을 삽입하는 단계;

트레미 관을 통해 상기 철근망의 저부로부터 콘크리트를 채움하여 상기 패널과 연속되는 또다른 패널을 완성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하연속벽 시공방법.
제 4항에 있어서,

상기 스틸 가이드 월은, 원지반을 터파기하고, 이 터파기를 통해 마련된 공간에 형성하고자 하는 지하연속벽 두께만큼의 사이를 두고 지지 콘크리트(30)를 대칭적으로 형성하는 단계;

상기 지지 콘크리트(30)의 상면에 방수몰탈을 포설하고, 이 지지 콘크리트(30)의 상면에는, I형빔(11)의 일측에 와이어메쉬(wire mesh)(12)가 설치되고, 이 와이어메쉬(12)에 콘크리트를 타설하여 상기 I형빔(11)의 일측에 콘크리트 벽체(13)가 형성되며, 상기 I형빔(11)의 플랜지(14)에는 볼트 체결공(14a)이 형성되어 구성되는 스틸 가이드 월(10)을 설치하는 단계;

상기 스틸 가이드 월(10)을 구성하는 I형빔(11)을 상기 지지콘크리트(30)에 앙카볼트(31)로 고정하고, 상기 스틸 가이드 월(10)의 배면과 원지반 사이에 뒷채움을 실시하여 스틸 가이드 월(10)의 설치를 완료하는 단계로 시공되는 것을 특징으로 하는 지하연속벽 시공방법.
제 4항에 있어서,

상기 스틸 가이드 월은, 원지반의 지면에 층다짐 처리 또는 소일 시멘트로 기초바닥(40)을 형성하는 단계;

상기 기초바닥(40) 상면에 형성하고자 하는 지하연속벽 두께만큼의 사이를 두고 지지 콘크리트(30)를 대칭적으로 형성하는 단계;

상기 지지 콘크리트(30)의 상면에 방수몰탈을 포설하고, 이 지지 콘크리트(30)의 상면에는, I형빔(11)의 일측에 와이어메쉬(wire mesh)(12)가 설치되고, 이 와이어메쉬(12)에 콘크리트를 타설하여 상기 I형빔(11)의 일측에 콘크리트 벽체(13)가 형성되며, 상기 I형빔(11)의 플랜지(14)에는 볼트 체결공(14a)이 형성되어 구성되는 스틸 가이드 월(10)을 설치하는 단계;

상기 스틸 가이드 월(10)을 구성하는 I형빔(11)을 상기 지지콘크리트(30)에 앙카볼트(31)로 고정하고, 상기 스틸 가이드 월(10)의 배면에 뒷채움을 실시하여 스틸 가이드 월(10)의 설치를 완료하는 단계로 시공되는 것을 특징으로 하는 지하연속벽 시공방법.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 스틸 가이드 월(10)은 결합수단을 통해 다단으로 결합하여 높이를 연장할 수 있는 것을 특징으로 하는 지하연속벽 시공방법.