KR100789210B1 - Land-side protection wall using composite pile connected two piles in a body - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 나타낸 설치 사시도이고, 1 is an installation perspective view showing a clogging method using a sheet pile and a composite beam according to an embodiment of the present invention,
도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 나타낸 시공 순서도이고, Figure 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f is a construction flow chart showing a construction method using a soil pile and a composite beam according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 나타낸 단면도이고, 3 is a cross-sectional view showing a sheet pile and a composite beam according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 합성형 보(제2 연결부재)를 나타낸 사시도이고, 4 is a perspective view showing a composite beam (second connection member) according to an embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 제1 연결부재를 나타낸 사시도이고, 5 is a perspective view illustrating various first connection members according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 적용한 파일 설치상태를 나타낸 평면도이고, 6 is a plan view showing a pile installation state to which the earth clogging method using the sheet pile and the composite beam according to an embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 단면2차모멘트 변화량을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the cross-sectional secondary moment change amount according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 시트파일 20 : H-파일10: Sheet file 20: H-file
30 : 제1 연결부재 40 : 제2 연결부재30: first connecting member 40: second connecting member
본 발명은 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 말뚝 및 띠장의 단면계수를 극대화시킨 합성형 말뚝(시트파일과 H-파일이 일체형으로 형성된 것)과 보를 사용하여 토압 등의 가해지는 하중에 의한 변위와 응력에 대하여 충분히 저항하게 하여 자립식으로 시공할 수 있는 굴착 깊이를 크게 할 수 있고, 자재 사용량과 앵커 등 특수 공법을 적용하지 않아 시공성 및 경제성이 향상되어 지하의 토목구조물 및 건축구조물 등의 시공을 용이하게 할 수 있고, 종래의 앵커, 버팀보 등을 설치하지 않아도 되므로 시공성 증대로 인한 공기단축과 공사비를 절감할 수 있는 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a soil piling method using a sheet pile and a composite beam, and more specifically, to a composite pile (one sheet pile and an H-pile formed integrally) and a beam maximizing the cross-sectional coefficient of piles and strips. It can be sufficiently resistant to the displacement and stress caused by the load applied to it, which can increase the excavation depth that can be installed in a self-contained way, and improves workability and economic efficiency by not applying special methods such as material usage and anchor. Construction of civil engineering structures and building structures can be made easy, and conventional anchors and braces do not need to be installed. will be.
일반적으로, 흙막이(토류 가시설)는 지하구조물을 건설할 때, 지반이 붕괴되는 것을 막기 위하여 굴착된 지하공간에 설치되는 임시 구조물로서, 토목의 경우에는 지하철 건설 등에 많이 사용되고 있으며, 건축의 경우에는 빌딩의 지하층 건설에 대대적으로 사용되고 있다.In general, when the construction of underground structures (earthworks) is a temporary structure that is installed in the excavated underground space to prevent the ground collapse, civil engineering is used in the construction of subways, and in the case of construction It is widely used for the construction of underground floors.
그리고, 종래에 흙막이 공법의 경우, H-파일을 항타 기초하고 굴착과 동시에 토류판을 설치하는 방법과 시트 파일을 삽입하여 굴착하는 방법이 있다. In the case of the conventional earthenware method, there is a method of installing the earth plate at the same time as the excavation based on the H-pile and inserting and digging the sheet pile.
여기서, 이 방법들은 굴착 깊이가 커질수록 말뚝만으로 증가하는 토압을 지탱하지 못하여 앵커, 버팀보 등을 추가 설치하여 증가된 토압(토지압력)에 저항하여 지지한다. Here, these methods do not support the increased earth pressure with the pile only as the excavation depth increases, and additionally, anchors and braces are installed to support the increased earth pressure (land pressure).
그러나. 상기 앵커의 사용은 공사비 증가를 초래하고 공사 완료 후에도 그라우팅재로 사용한 콘크리트를 제거하지 못하여 환경적인 측면에서 나쁜 영향을 미칠 뿐만 아니라, 지하에 매설된 지장물이 있거나 지하 구조물이 있는 경우 앵커의 사용은 불가능하다. But. The use of the anchor causes an increase in construction cost and does not remove the concrete used as the grouting material even after the completion of the construction, which not only adversely affects the environment. In addition, the use of the anchor when there is an obstacle underground or there is an underground structure impossible.
또한, 상기 버팀보를 사용하는 경우는 비경제적이며 작업 공간 확보가 어려울 뿐만 아니라, 구조적으로도 비효율적이라서 주변지반 침하의 우려되는 문제점이 있다.In addition, when using the buttress is not economical and difficult to secure a work space, there is a problem of the settlement of the surrounding ground because it is structurally inefficient.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention has been made to solve the above conventional problems,
말뚝 및 띠장의 단면계수를 극대화시킨 합성형 말뚝(시트파일과 H-파일이 일체형으로 형성된 것)과 보를 사용하여 토압 등의 가해지는 하중에 의한 변위와 응력에 대하여 충분히 저항하게 하여 자립식으로 시공할 수 있는 굴착 깊이를 크게 할 수 있고, 자재 사용량과 앵커 등 특수 공법을 적용하지 않아 시공성 및 경제성이 향상되어 지하의 토목구조물 및 건축구조물 등의 시공을 용이하게 할 수 있는 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 제공하는데 있다.Constructed by self-supporting construction by using synthetic piles (one sheet pile and H-pile formed integrally) and beams that maximize the cross-sectional coefficient of piles and strips to resist displacement and stress due to applied load such as earth pressure It is possible to increase the depth of excavation that can be done, and to improve the workability and economic efficiency by not applying special construction methods such as material usage and anchors, and to make sheet piles and composite beams that can facilitate the construction of underground civil structures and building structures. It is to provide the used soil barrier method.
또한, 본 발명은 종래의 앵커, 버팀보 등을 설치하지 않아도 되므로 시공성 증대로 인한 공기단축과 공사비를 절감할 수 있는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention does not need to install a conventional anchor, brace, etc. There is another object that can reduce the air shortening and construction costs due to the increase in workability.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.
본 발명은 지하 구조물의 구축을 위한 지반 굴착 시, 굴착부지의 굴착면을 최소화하여 지반이 붕괴되는 것을 막기 위한 흙막이 공법에 있어서,In the present invention, when the ground excavation for the construction of underground structures, in the earthquake construction method to prevent the ground collapse by minimizing the excavation surface of the excavation site,
굴착부지의 굴착면을 따라 시트파일을 지반에 설치하는 단계;Installing a sheet pile on the ground along an excavation surface of the excavation site;
상기 시트파일과 굴착부지의 내측으로 소정간격 이격되어 H-파일을 설치하는 단계;Installing an H-pile at a predetermined distance from the inside of the sheet pile and the excavation site;
상기 시트파일과 H-파일을 일체화된 합성형 말뚝으로 형성되도록 제1 연결부재를 시트파일과 H-파일 사이에 설치하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And installing the first connecting member between the sheet pile and the H-file so that the sheet pile and the H-file are formed as an integrated synthetic pile.
또한, 본 발명은 상기 시트파일 설치단계와 H-파일 설치단계 완료 후, 상기 굴착부지의 굴착면을 따라 지하로 굴착할수록 시트파일에 가해지는 지반의 압력을 모든 시트파일에 분배하도록 시트파일과 파일 사이에 합성형 보로 형성된 제2 연결부재를 설치하여 시트파일과 H-파일을 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is the sheet pile and the pile file so as to distribute the pressure of the ground applied to the sheet pile to all sheet piles as the excavation to the basement along the excavation surface of the excavation site after completion of the sheet pile installation step and the H- pile installation step It characterized in that the sheet pile and the H- pile is integrally formed by installing a second connecting member formed of a composite beam between.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such a feature will be more clearly described through the preferred embodiment accordingly.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 나타낸 설치 사시도이고, 도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 나타낸 시공 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 합성형 보(제2 연결부재)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 제1 연결부재를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법을 적용한 파일 설치상태를 나타낸 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 단면2차모멘트 변화량을 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view showing an installation method using a sheet pile and a composite beam according to an embodiment of the present invention, Figures 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f and the sheet pile according to an embodiment of the present invention A construction flow chart showing the construction method using a composite beam, Figure 3 is a cross-sectional view showing a sheet pile and a composite beam according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a composite beam according to an embodiment of the present invention (second Connection member) is a perspective view, Figure 5 is a perspective view showing a variety of first connection member according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a mud clogging method using a sheet pile and synthetic beam according to an embodiment of the present invention Fig. 7 is a plan view showing an applied pile installation state, and Fig. 7 is a graph showing a cross-sectional secondary moment change amount according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법은 굴착부지의 굴착면을 따라 시트파일(Sheet Pile)을 지반에 설치하고, 상기 시트파일(10)과 굴착부지의 굴착면 내측으로 소정간격 이격되어 H-파일(20)을 설치한다.As shown in the figure, the soil piling method using the sheet pile and the composite beam of the present invention is to install a sheet pile (Sheet Pile) on the ground along the excavation surface of the excavation site, the inside of the excavation surface of the
여기서, 이러한 상기 시트파일(10) 설치단계와 H-파일(20) 설치단계는, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 지중에 설치할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the
이와 같은, 상기 시트파일(10) 및 H-파일(20) 설치단계는, 어느 하나의 열의 파일을 먼저 설치한 후, 다른 한 열의 파일을 설치하거나, 아니면 동시에 진행될 수 있다. 그리고 상기 파일 설치시, 시트파일(10)과 H-파일(20)의 간격은 지반의 형태 및 굴착 깊이에 따라서 조절하여 설치할 수 있다.As described above, the
여기서, 상기 간격에 의해 본 발명의 합성형 말뚝(시트파일과 H-파일을 일체형으로 형성한 것)의 단면계수가 결정된다. 즉, 굴착 깊이에 따라 증가되는 토압에 의한 합성형 말뚝의 변위와 응력을 허용치 이내로 만들기 위해서 파일 간 간격을 조정하여야 하며, 이 간격은 단면계수를 많이 증가시켜 자립식으로 상당한 굴착 깊이 흙막이 공법을 만들 수 있다.Here, the cross-sectional coefficient of the synthetic pile (the one in which the sheet pile and the H-pile are integrally formed) is determined by the gap. In other words, the gap between piles should be adjusted to make the displacement and stress of composite pile according to the excavation depth to be within the allowable value. This spacing increases the cross-sectional coefficient to make a considerable excavation depth earthing method. Can be.
이때, 상기 단면계수의 이론적 근거는,At this time, the theoretical basis of the section coefficient is,
1. 응력(σ) : 휨을 받는 부재의 응력은 다음과 같다.1. Stress (σ): The stress of the member under bending is as follows.
그러므로, 상기 응력은 단면2차모멘트(I)에 반비례하고, 단면2차모멘트가 커질수록 응력은 작아진다.Therefore, the stress is inversely proportional to the cross-sectional secondary moment I, and the larger the cross-sectional secondary moment, the smaller the stress.
2. 변위(ε) : 응력을 탄성계수로 나누어서 구한다.2. Displacement (ε) is obtained by dividing stress by elastic modulus.
3. 단면2차모멘트(I) : H-파일의 단면2차모멘트가 Ih, 높이를 h, 면적을 A이고, 상기 시트파일(10)과 H-파일(20)의 이격거리를 도 3과 같이 H라고 한다면, 합성형 말뚝의 단면2차모멘트는 다음과 같다.3. Cross section secondary moment (I): The cross section secondary moment of the H-pile is I, height h, area A, and the distance between the
따라서, 합성형 말뚝의 경우 응력과 변위는 H에 의해 크게 좌우되며, 도 7의 그래프 도면을 참고하여 큰 폭으로 상승한다.Therefore, in the case of the composite pile, the stress and the displacement are largely influenced by H, and greatly increases with reference to the graph of FIG.
도 7는 H-파일(300*300*10*15)를 사용한 경우 시트파일(10)과 H-파일(20)의 이격거리(H)와 이격거리에 따른 단면2차모멘트 변화량을 나타낸 그래프이며, 상기 시트파일(10)과 H-파일(20)의 단면특성은 다음과 같다.FIG. 7 is a graph showing the cross-sectional secondary moment variation according to the separation distance H and the separation distance of the
단면적(A) = 0.01198 ㎡Cross section area (A) = 0.01198 m 2
단면2차모멘트(I) = 0.000204 m4Second Moment (I) = 0.000204 m4
즉, 상기 이격거리(H)가 0에서 0.9로 변하는 동안 단면2차모멘트는 4.6배에서 44.3배로 증가한 것을 알 수 있다.That is, it can be seen that the cross section secondary moment increased from 4.6 times to 44.3 times while the separation distance H changed from 0 to 0.9.
따라서, 상기 시트파일(10)과 H-파일(20)을 소정의 간격으로 이격시키고, 이 시트파일(10)과 H-파일(20)을 굴착과 함께 일체거동을 할 수 있게 보강해 준다면 큰 강성을 갖는 부재가 되어 소정의 높이까지 자립식 시공이 가능하다.Therefore, if the
또한, 상기 이 시트파일(10)과 H-파일(20)간의 간격이 변위와 응력의 허용치를 만족하는 단면계수를 산출한다 해도 두 파일이 일체 거동을 하지 않는다면 해당 단면계수를 신뢰할 수 없게 되므로 굴착과 함께 충분히 일체 거동을 할 수 있는 간격으로 시트파일(10)과 H-파일(20)을 일체화시켜야 한다.In addition, even if the gap between the
이렇듯, 상기 시트파일(10)과 H-파일(20)이 설치되면, 이들 각열의 파일을 연결부재(30,40)로 각각 연결하여, 상기 시트파일(10)과 H-파일(20)이 일체적으로 거동할 수 있도록 하는데, 이에 따라 흙막이 벽체의 강성이 증대되고 굴착부지의 굴착이 완료된 후에도 흙막이 벽체의 수평방향 변위 발생을 극소화하거나 거의 발생하지 않는다.As such, when the
이때, 사용되는 연결부재(30,40)는 시트파일(10)과 H-파일(20)을 일체화하기 위해 상기 시트파일(10)과 H-파일(20) 사이에 다수개 설치되는 제1 연결부재(30)와, 상기 시트파일(10)과 H-파일(20)의 상측 사이에 합성형 보로 형성된 제2 연결부재(40)를 설치한다.In this case, the connecting
여기서, 상기 사용하는 제1 연결부재(30)와 제2 연결부재(40)는 도 4와 도 5를 참고하여, H형강, I형강 또는 강판으로 H형태 또는 사각형태의 형성해서 굴착과 동시에 일체화 시키며, 상기 제1 연결부재(30)와 시트파일(10)과 H-파일(20)과의 부착은 용접 또는 볼트로서 합성형 부재로 형성된다.Here, the first connecting
또한, 제2 연결부재(40)는 시트파일(10) 설치단계와 H-파일(20) 설치단계 완료 후, 상기 굴착부지의 굴착면을 따라 지하로 굴착할수록 시트파일(10)에 가해지는 지반의 압력을 모든 시트파일(10)에 분배하도록 시트파일(10)과 H-파일(20)의 상측 사이에 설치하며, 띠장이라고 명칭한다. 이때, 상기 제2 연결부재(40)는 굴착부지의 굴착면이 지하로 굴착할수록 중간 중간에 다수개가 설치된다.In addition, the second connecting
상기 제1 연결부재(30) 설치단계와 제2 연결부재(40) 설치단계는 순서에 상관없이 각각 순차적으로 진행하거나 동시에 진행하며, 상기 시트파일(10) 설치단계와 H-파일(20) 설치단계도 순서에 상관없이 각각 순차적으로 진행하거나 동시에 진행할 수 있다.The
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 시트파일과 합성형 보를 이용한 흙막이 공법은 말뚝 및 띠장의 단면계수를 극대화시킨 합성형 말뚝(시트파일과 H-파일이 일체형으로 형성된 것)과 보를 사용하여 토압 등의 가해지는 하중에 의한 변위와 응력에 대하여 충분히 저항하게 하여 자립식으로 시공할 수 있는 굴착 깊이를 크게 할 수 있고, 자재 사용량과 앵커 등 특수 공법을 적용하지 않아 시공성 및 경 제성이 향상되어 지하의 토목구조물 및 건축구조물 등의 시공을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the soil piling method using the sheet pile and the composite beam of the present invention is the earth pressure using the synthetic pile (that sheet pile and H- pile is formed integrally) and the beam maximizing the cross-sectional coefficient of the pile and strip It can be sufficiently resistant to the displacement and stress caused by the load applied to it, so as to increase the excavation depth that can be installed in a self-contained way, and it is possible to improve the workability and economy by not using special materials such as material usage and anchor. There is an effect that can facilitate the construction of civil engineering structures and building structures.
또한, 본 발명은 종래의 앵커, 버팀보 등을 설치하지 않아도 되므로 시공성 증대로 인한 공기단축과 공사비를 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention does not need to install a conventional anchor, brace, etc. has the effect of reducing the air shortening and construction costs due to the increase in construction.
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