KR100776373B1 - 2열 파일을 이용한 흙막이 공법 - Google Patents

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Abstract

파일을 2열의 배열로 설치하여 흙막이 벽체의 수평방향 변위 발생을 방지하여 구조적 안정을 취하면서, 추가적인 버팀보가 필요없는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법을 제공하기 위하여,
지하구조물의 건설시 지반이 붕괴되는 것을 막기 위한 흙막이 공법에 있어서, 굴착부지의 굴착면을 따라서 소정의 간격으로 제1열의 파일을 설치하는 단계;
상기 제1열 파일과 소정의 간격을 띄우고 그 외측으로 제2열 파일을 설치하는 단계;
상기 제1열 파일이 설치된 굴착면을 따라서 굴착부지를 굴착하는 단계;
상기 굴착된 제1열 파일들 사이에 토류판을 설치하는 단계;
를 포함하는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법을 제공한다.
상기 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계에서 사용되는 파일은 H-Pile이 사용되거나, 또는 하나의 열은 H-Pile을 사용하고 다른 열은 Sheet Pile이 선택적으로 사용될 수 있으며, 이러한 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계는, 각각 진행되거나 또는 동시에 진행될 수 있다.
파일,흙막이,토류판,연결부재

Description

2열 파일을 이용한 흙막이 공법{SOIL RETAINING METHOD USING TWO ROWS PILE}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 2열 파일을 이용한 흙막이 공법에 적용된 2열 파일의 설치상태를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 일부분을 확대한 측단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 2열 파일을 이용한 흙막이 공법을 적용한 파일 설치상태의 평면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 2열 파일을 이용한 흙막이 공법에 적용된 2열 파일의 설치상태를 나타낸 사시도.
본 발명은 2열 파일을 이용한 흙막이 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파일을 2열의 배열로 설치하여 흙막이 벽체의 수평방향 변위의 발생을 방지하여 구조적 안정을 유지하면서 추가적인 버팀보가 필요없는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법에 관한 것이다.
일반적으로 흙막이(토류 가시설)는 지하구조물을 건설할 때, 지반이 붕괴되 는 것을 막기 위하여 굴착된 지하공간에 설치되는 임시 구조물로서, 토목의 경우에는 지하철 건설 등에 많이 사용되고 있으며, 건축의 경우에는 빌딩의 지하층 건설에 대대적으로 사용되고 있다.
그러나 현재의 흙막이 공법은 많은 수의 버팀보(Strut)가 사용되어 비경제적이며 작업 공간 확보가 어려울 뿐만 아니라, 구조적으로도 비효율적이라서 주변지반 침하의 우려가 있다.
하지만 대부분의 현장에서는 아직까지 재래식 공법으로 시공을 하고 있으며, 현장의 공법 개선에 대한 요구가 계속적으로 이어지고 있다.
종래의 흙막이 공법의 경우 H-Pile을 일정간격으로 현장에 설치하고, 굴착과 동시에 토류판을 사이에 끼워 흙막이벽을 설치한 후, 버팀보를 설치하여 흙막이벽을 지지하는 방법으로 흙막이 공사를 한다.
이는 시공이 비교적 간단하고 경제적이고 공기도 짧고 강성체로서의 토류벽 역할을 할 수 있으나, 토질 조건으로 판단하여 볼 때 차수 효과를 기대할 수 없어 상부 두부 변위가 상대적으로 크게 발생되므로 배면부 지반의 이완 현상이 크게 발생한다.
또 토질조건에 부합되는 차수 그라우트 공법선택이 어렵고, 연결부에 누수현상의 발생 가능성이 높고 차수효과는 기대할 수 없다.
따라서, 이와 같은 종래의 흙막이 공법은, 일렬로 파일을 설치하여 주변 지반에 의한 토압을 막는 방법을 사용하고 있기 때문에, 추가적인 버팀보가 필요하며 이 버팀보를 지지해줄 중간 말뚝도 설치해야 된다. 이에 따라 현장의 작업공간은 극히 제한적일 수밖에 없으며, 버팀보 설치에 따른 추가적인 자재와 공기 및 작업인원이 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 흙막이 공사시 파일을 2열의 배열로 설치하여 추가적인 버팀보가 필요없고, 공기를 단축할 수 있으며, 흙막이 벽체의 안전성을 확보할 수 있는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법을 제공하는데 있다.
본 발명이 제안하는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법은,
지하구조물의 건설시 지반이 붕괴되는 것을 막기 위한 흙막이 공법에 있어서,
굴착부지의 굴착면을 따라서 소정의 간격으로 제1열의 파일을 설치하는 단계;
상기 제1열 파일과 소정의 간격을 띄우고 그 외측으로 제2열 파일을 설치하는 단계;
상기 제1열 파일이 설치된 굴착면을 따라서 굴착부지를 굴착하는 단계;
상기 굴착된 제1열 파일들 사이에 토류판을 설치하는 단계;
를 포함하는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법을 제공한다.
상기 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계에서 사용되는 파일은 H-Pile이 사용되거나, 또는 하나의 열은 H-Pile을 사용하고 다른 열은 Sheet Pile이 선택적으로 사용될 수 있으며, 이러한 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계는, 각각 진행되거나 또는 동시에 진행될 수 있다.
상기 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계 완료 후, 이들 파일을 연결부재로 서로 연결하여 제1열파일과 제2열파일을 일체적으로 거동할 수 있도록 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 2열 파일을 이용한 흙막이 공법에 적용된 2열 파일의 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부분을 확대한 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 2열 파일을 이용한 흙막이 공법의 평면도로서, 본 발명의 2열 파일을 이용한 흙막이 공법은 지하구조물의 건설시 인접지역의 지반이 붕괴되는 것을 막기 위하여 적용된다.
이와 같은 본 발명의 흙막이 공법의 시공은, 먼저 굴착부지(100)의 굴착면(110)을 따라서 소정의 간격으로 제1열의 파일(10)을 설치하고, 상기 제1열 파일(10)과 소정의 간격을 띄우고 그 외측으로 제2열 파일(20)을 설치한다.
본 발명의 제1실시예에서는 상기 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)은 통상적으로 사용되는 H-Pile이 2열로 설치된 것으로 나타내고 있다.
이러한 제1열 파일(10) 설치단계와 제2열 파일(20) 설치단계는, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 지중에 설치할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이와 같은 제1열 파일(10) 및 제2열 파일(20) 설치단계는, 어느 하나의 열의 파일을 먼저 설치한 후, 다른 한 열의 파일을 설치하거나, 아니면 동시에 진행될 수 있다. 그리고 이와 같은 파일 설치시, 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)의 간격은 지반의 형태 및 굴착 깊이에 따라서 조절하여 설치할 수 있다.
이렇게 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)이 설치되면, 이들 각열의 파일을 연결부재로 각각 연결하여, 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)이 일체적으로 거동할 수 있도록 하는데, 이에 따라 흙막이 벽체의 강성이 증대되고 제2열 파일(20)이 굴착부지(100) 후면의 전단파괴를 방지하는 사면의 억지말뚝 역할도 동시에 수행함으로 굴착부지(100)의 굴착이 완료된 후에도 흙막이 벽체의 수평방향 변위 발생을 극소화하거나 거의 발생시키지 않는다.
이때 사용되는 연결부재는 제1열 파일(10)들을 서로 연결하는 제1연결부재(30)와, 제2열 파일(20)들을 서로 연결하는 제2연결부재(32)와, 상기 제1연결부재(30)와 제2연결부재(32) 사이에 연결되는 제3연결부재(34)로 이루어질 수 있다.
상기 제1-제3연결부재(30)(32)(34)는 H-Pile 또는 소정의 강도를 갖는 강재를 적당한 길이로 절단하거나 또는 연결하여 마련할 수 있으며, 제1-제3연결부재(30)(32)(34)의 연결은 용접이나 볼트와 너트를 이용하여 연결할 수 있다.
이와 같이 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)이 설치된 후, 이들 파일에 연결부재(30)(32)(34)가 연결되면, 상기 제1열 파일(10)이 설치된 굴착면(110)을 따라서 굴착부지(100)를 굴착하게 된다.
그리고 소정의 깊이만큼 굴착되면, 굴착과 동시에 곧바로 제1열 파일(10)들 사이에 토류판(40)을 끼우는 방법을 반복하여 굴착부지(100)를 굴착하면서 토류판 (40)을 연속적으로 설치하여 흙막이 벽체를 형성하면서 흙막이 공사를 행한다.
상기 토류판(40)은 두꺼운 나무판 등으로 이루어질 수 있으며, 이렇게 일정 깊이 이상을 굴착하면 토압이 토류판(40)에 작용하면서 토류판(40)이 지지된 제1열 파일(10)에 그 휨모멘트가 전달되는데, 이러한 휨모멘트는 제1열파일(2) 및 이와 연결된 제2열파일(20)에서 감당하여 파일(10)(20)들이 설치된 상태를 유지하게되며, 이에 따라 흙막이 벽체의 수평방향 변위는 거의 발생되지 않는다.
이와 같은 이유로 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)이 같이 거동하게 되므로 추가적으로 버팀보를 설치하지 않아도 파일에 작용하는 휨모멘트를 극복할 수 있다.
상기한 실시예에서는 제1열 파일(10)과 제2열 파일(20)은 모두 H-Pile로 설치된 것으로 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 열은 H-Pile을 사용하고 다른 열은 소정의 두께와 강도를 갖는 철판을 절곡하여 제작된 Sheet Pile이 선택적으로 사용될 수 있다. 상기 Sheet Pile은 흙막이 공법에서 통상적으로 사용되는 구조의 것이 사용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이렇게 각열의 파일이 다른 파일로 설치될 경우, 바람직하게는 전면에 설치되는 제1열 파일(12)은 Sheet Pile로 설치하고 후면에 설치되는 제2열 파일(20)은 H-Pile로 설치하면, 제1열 파일(12)인 Sheet Pile로 인하여 차수효과를 높게 유지할 수 있다. 이와 같은 공법으로 흙막이 공법을 행할 때, 제1열 파일(12)인 Sheet Pile은 토류판의 역할도 함께 수행하므로, 상기 제1실시예에서와 같이 토류판의 설 치는 생략된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 2열 파일을 이용한 흙막이 공법은, 파일을 2열로 설치하고 이들 파일들이 연결부재로 연결되어 동시에 거동하도록 이루어지므로 흙막이 벽체의 수평방향 변위가 거의 발생하지 않으며, 구조적 안정을 유지할 수 있다.
또한 버팀보를 설치하지 않아도 되므로 시공성 증대로 인한 공기단축과 공사비를 절감할 수 있다.

Claims (6)

  1. 지하구조물의 건설시 지반이 붕괴되는 것을 막기 위한 흙막이 공법에 있어서, 굴착부지의 굴착면을 따라서 소정의 간격으로 제1열의 파일을 설치하는 단계;
    상기 제1열 파일과 소정의 간격을 띄우고 그 외측으로 제2열 파일을 설치하는 단계;
    상기 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계 완료 후, 제1열 파일들을 제1연결부재로 연결하는 단계와, 상기 제2열 파일들을 제2연결부재로 연결하는 단계와, 상기 제1열파일 및 제2열파일이 연결된 제1,제2연결부재를 제3연결부재로 연결하는 단계:
    상기 제1열 파일이 설치된 굴착면을 따라서 굴착부지를 굴착하는 단계;
    상기 굴착된 제1열 파일들 사이에 토류판을 설치하는 단계;
    를 포함하는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계는, 각각 진행되거나 또는 동시에 진행되는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1열 파일 설치단계와 제2열 파일 설치단계에서 사용되는 파일은 H-Pile을 사용하는 2열 파일을 이용한 흙막이 공법.
  6. 삭제
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