KR100802166B1 - 강널말뚝 벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강널말뚝 벽체에 관한 것으로서, 특히 평판형의 중앙패널과, 상기 중앙패널의 양단에서 소정각도로 연장 형성되어 개구부를 형성하는 좌/우측패널과, 상기 좌/우측패널의 끝단에 형성된 끼움부로 구성되는 U자형 쉬트파일 복수개가 횡방향으로 연속적으로 연결되되, 서로 인접한 U자형 쉬트파일의 개구부가 굴토면과 상기 굴토면의 반대쪽을 향하도록 배치되는 강널말뚝 벽체에 있어서, 상기 U자형 쉬트파일은 중앙패널의 내외측면 중 적어도 일측면에 복수개의 보강리브가 횡방향으로 소정간격을 이루며 설치되고, 상기 복수개의 U자형 쉬트파일 중 개구부가 굴토면을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일의 개구부에는 상기 좌/우측패널을 가로질러 굴토면을 향하여 볼록하게 형성되는 아치형 보강판이 설치되어, 종래의 U자형 쉬트파일에 의하여 제작되는 강널말뚝 효과를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 강널말뚝에 비하여 그 강성이 증대되어 상기 U자형 쉬트파일에 작용하는 토압에 대한 저항성능을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

강널말뚝, U자형 쉬트파일, 지하차도

Description

강널말뚝 벽체{Steel sheet pile wall}

본 발명은 강널말뚝 벽체에 관한 것으로서, 특히 U자형 쉬트파일 복수개가 연결되어 형성되는 강널말뚝의 강성을 증대시켜 상기 강널말뚝에 작용하는 토압에 대한 저항성능을 향상시킬 수 있는 강널말뚝 벽체에 관한 것이다.

일반적인 지하차도 시공과정을 간단히 설명하면, 먼저 지하차도가 건설될 지역을 굴토하고, 굴토된 지역의 토사가 흘러내리지 않도록 하기 위하여 굴토면에 토류벽을 설치하는데, 상기 토류벽은 지면에 일정한 거리를 두고 항타되어 수직으로 설치되는 다수개의 H빔 파일과, 상기 H빔 파일 사이에 끼워지는 다수개의 목재로 구성된다. 이렇게 토류벽이 설치되고 나면 토류벽 사이의 공간에서 거푸집을 만들고 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 지하차도를 만들고 거푸집을 제거한다. 그런 다음 토류벽과 지하차도의 측면사이에 형성된 공간에 굴착한 토사를 다시 메우는 작업을 하고 이후에 H빔 파일을 지면으로부터 인발한 후 여러 가지 마무리 공사를 실시하여 지하차도 공사를 종료한다.

그러나, 상기와 같은 지하차도 시공방법은 H빔 파일 및 토류벽과 같은 가시설의 설치 및 철거가 반드시 필요할 뿐만 아니라 차수시설이 필요한데, 이러한 가시설 및 차수시설의 설치로 인해 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 공사기간과 공사비용이 증가하게 되며, 지하차도를 만들기 위한 굴착공간의 증가로 굴토량이 많아져서 환경이 심각하게 훼손되는 문제점을 갖고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 근래에는 강재로 제작된 쉬트파일(Sheet pile)을 이용하여 지하차도를 시공하는 방법을 많이 사용하고 있다. 이 방법은 다수개의 쉬트파일을 상호 연결하여 강널말뚝 벽체를 제작함으로써 이 강널말뚝 벽체의 외측에 위치하는 토사에 대해 상기 강널말뚝 벽체가 토류벽 기능을 갖도록 하는 것이다. 또한, 강널말뚝 벽체는 토류벽 기능 뿐만 아니라 차수벽 기능도 수행하는 영구구조물로써 사용되어 전체공사를 빠르게 진행시킬 수 있을 뿐만 있다.

이러한 강널말뚝 벽체는 도 1에 도시된 바와 같이 여러 가지 형태로 존재한다.

도 1은 종래 기술에 따른 강널말뚝 벽체의 평면도로서, 통상적으로 (A)에 도시된 강널말뚝 벽체의 형상은 U형이라고 하고, (B)에 도시된 강널말뚝 벽체의 형상은 Alternate Box형이라고 하며, (C)에 도시된 강널말뚝 벽체의 형상은 Alternate Double Box형이라고 하고, (D)에 도시된 강널말뚝 벽체의 형상은 All Box형이라고 한다.

그러나, 상기와 같은 형태로 구성되는 종래의 강널말뚝 벽체 중 도 1의 (A)에 도시된 강널말뚝 벽체는 다른 종류의 벽체에 비하여 토압에 대한 저항성능이 떨어져 그 지지력이 낮은 문제점이 있고, 도 1의 (B) 내지 (D)에 도시된 강널말뚝 벽 체는 도 1의 (A)에 도시된 강널말뚝 벽체에 비하여 그 지지력은 뛰어나지만 강재량이 많이 소모되어 지하차도를 시공하기 위한 작업비용이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강재량을 절감시키면서도 토압에 대한 저항성능을 향상시켜 수평하중에 대한 지지력을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 강널말뚝 벽체의 상측으로부터 작용하는 수직하중에 대한 저항성능도 향상시킬 수 있는 강널말뚝 벽체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체는 평판형의 중앙패널과, 상기 중앙패널의 양단에서 소정각도로 연장 형성되어 개구부를 형성하는 좌/우측패널과, 상기 좌/우측패널의 끝단에 형성된 끼움부로 구성되는 U자형 쉬트파일 복수개가 횡방향으로 연속적으로 연결되되, 서로 인접한 U자형 쉬트파일의 개구부가 굴토면과 상기 굴토면의 반대쪽을 향하도록 배치되는 강널말뚝 벽체에 있어서, 상기 U자형 쉬트파일은 중앙패널의 내외측면 중 적어도 일측면에 복수개의 보강리브가 횡방향으로 소정간격을 이루며 설치되고, 상기 복수개의 U자형 쉬트파일 중 개구부가 굴토면을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일의 개구부에는 상기 좌/우측패널을 가로질러 굴토면을 향하여 볼록하게 형성되는 아치형 보강판이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체는 평판형의 중앙패널과, 상기 중앙패널의 양단에서 소정각도로 연장 형성되어 개구부를 형성하는 좌/우측패널과, 상기 좌/우측패널의 끝단에 형성된 끼움부로 구성되는 U자형 쉬트파일 복수개가 횡방향으로 연속적으로 연결되되, 서로 인접한 U자형 쉬트파일의 개구부가 굴토면과 상기 굴토면의 반대쪽을 향하도록 배치되는 강널말뚝 벽체에 있어서, 상기 복수개의 U자형 쉬트파일 중 개구부가 굴토면의 반대쪽을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일의 중앙패널 내측면에는 복수개의 보강리브가 횡방향으로 소정간격을 이루며 설치되고, 개구부가 굴토면을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일은 개구부에 상기 좌/우측패널을 가로질러 굴토면을 향하여 볼록하게 형성되는 아치형 보강판이 설치됨과 아울러 중앙패널과 아치형 보강판 사이에 콘크리트가 타설되며, 상기 U형 쉬트파일의 중앙패널과 아치형 보강판 사이에 타설된 콘크리트 내부에는 복수개의 원형철근과, 상기 원형철근의 내주면을 따라 소정간격으로 배치된 복수개의 수직철근이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체는 U자형 쉬트파일의 중앙패널에 보강리브가 설치되므로, 적은 양의 강재를 사용함으로써 토압에 저항해야 하는 U자형 쉬트파일의 강성을 증대시켜 토압에 대한 저항성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, U자형 쉬트파일의 개구부에 아치형 보강판을 설치하므로, 보강판의 형 태가 아치형태이기 때문에 강재량을 절감하면서도 토압에 대한 저항성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, U자형 쉬트파일의 중앙패널과 아치형 보강판 사이에 콘크리트를 타설하고 상기 콘크리트에 원형철근과 수직설근이 삽입되므로, 상기 U자형 쉬트파일의 지지력을 더욱 강화할 수 있는 이점이 있다.

물론, 쉬트파일을 지하차도의 시공에 사용하는 것이므로, 쉬트파일 공법의 고유한 효과, 예를 들면 차수효과의 우수성과 흙막이를 위한 가시설물의 불필요, 공정단축으로 인한 공사비 절감 및 토사에 의해 발생되는 수평하중 뿐만 아니라 강널말뚝 벽체의 상측으로부터 작용하는 수직하중에 대한 저항성능의 향상과 같은 이점을 얻을 수 있음은 당연하다.

이하, 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 강널말뚝 벽체의 일 실시예를 보인 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 강널말뚝 벽체의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 강널말뚝 벽체의 다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 강널말뚝 벽체의 평면도이다.

본 발명에 의한 강널말뚝 벽체는 복수개의 U자형 쉬트파일이 횡방향으로 연 속적으로 연결되어 형성된다. 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체를 구성하는 U자형 쉬트파일은 구성이 조금 다른 두 종류(10,20)로 구성되고, 이렇게 구성되는 두 종류의 U자형 쉬트파일(10,20) 중 한 종류의 U자형 쉬트파일(10)이 하나 건너 하나씩 배치되고, 나머지 다른 종류의 U자형 쉬트파일(20)이 그 사이에 배치되는 형식이다.

상기 U자형 쉬트파일(10,20) 두 종류는 공통적으로 평판형의 중앙패널(12,22)과, 상기 중앙패널(12,22)의 양단에서 소정각도로 연장 형성되어 개구부(15,25)를 형성하는 좌/우측패널(14,16/24,26)과, 상기 좌/우측패널(14,16/24,26)의 끝단에 형성된 끼움부(18,28)로 구성된다.

또한, 상기 두 종류의 U자형 쉬트파일(10,20)은 상기 중앙패널(12,22)의 내외측면 중 적어도 일측면에 복수개의 보강리브(12a,22a)가 횡방향으로 소정간격을 이루며 설치된다. 이 보강리브(12a,22a)는 직사각형 모양의 강재로 구성되고, 상기 중앙패널(12,22)의 상하방향 길이와 동일한 길이로 형성시켜 중앙패널(12,22)의 강도를 충분히 강화할 수 있도록 한다.

한편, 상기 두 종류의 U자형 쉬트파일(10,20) 중 개구부가 굴토면을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일(20)의 개구부(25)에는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 좌/우측패널(24,26)을 가로질러 굴토면을 향하여 볼록하게 형성되는 아치형 보강판(25a)이 설치된다.

물론, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 U자형 쉬트파일(10,20)의 개구부(15,25)가 어느 쪽을 향하여 배치되는가에 관계없이 U자형 쉬트파일(10,20)의 개 구부(15,25)에 아치형 보강판(15a,25a)을 설치하는 것도 가능하다 할 것이다.

상기 U자형 쉬트파일(10,20)의 끼움부(18,28)는 인접하는 U자형 쉬트파일의 끼움부와 서로 끼워져서 복수개의 U자형 쉬트파일이 서로 견고하게 연결되도록 하는 역할을 수행한다.

이상에서는 도 2 내지 도 5를 참조로 하여 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체를 설명하였고, 이하에서는 도 6 또는 도 7을 참조로 하여 본 발명에 의한 강널말뚝 벽체를 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 강널말뚝 벽체의 또 다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 강널말뚝 벽체의 평면도이다.

도 6 또는 도 7에 도시된 강널말뚝 벽체는 도 2 내지 도 5에 도시된 강널말뚝 벽체와 그 구성에 있어서 동일한 것과 상이한 점이 있으므로, 여기에서는 상이한 점이 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 강널말뚝 벽체는 U자형 쉬트파일(10,20)의 개구부(15,25)가 굴토면을 향해 배치되던지 아니면 굴토면의 반대쪽을 향하여 배치되던지에 상관없이 U자형 쉬트파일(10,20)의 중앙패널(12,22)의 내외측면에 보강리브(12a,22a)가 설치된 것에 반하여, 도 6 또는 도 7에 도시된 강널말뚝 벽체는 개구부가 굴토면의 반대쪽을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일(10)의 중앙패널(12)에만 보강리브(12a)가 설치되고, 그 보강리브(12a)의 정확한 설치위치도 중앙패 널(12)의 내외측면 중 내측면에만 설치된다.

그리고, 도 6 또는 도 7에 도시된 강널말뚝 벽체는 도 2 또는 도 3에 도시된 강널말뚝 벽체와 동일하게 굴토면을 향하여 개구부가 배치되는 U자형 쉬트파일(20)의 개구부(25)에만 아치형 보강판(25a)이 설치된다.

한편, 도 6 또는 도 7에 도시된 강널말뚝 벽체는 굴토면을 향하여 개구부가 배치되는 U자형 쉬트파일(20)의 중앙패널(22)과 아치형 보강판(25a) 사이에 콘크리트(30)가 타설되는데, 상기 콘크리트(30)의 내부에는 소정간격으로 배치되는 복수개의 원형철근(32)과, 상기 원형철근(32)의 내주면을 따라 소정간격으로 배치되는 복수개의 수직철근(34)이 배치된다.

도 1의 (A) 내지 (D)는 종래 기술에 따른 강널말뚝 벽체의 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 강널말뚝 벽체의 일 실시예를 보인 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 강널말뚝 벽체의 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 강널말뚝 벽체의 다른 실시예를 보인 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 강널말뚝 벽체의 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 강널말뚝 벽체의 또 다른 실시예를 보인 사시도.

도 7은 도 6에 도시된 강널말뚝 벽체의 평면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10,20: U자형 쉬트파일 12,22: 중앙패널

12a,22a: 보강리브 14,24: 좌측패널

15,25: 개구부 15a,25a: 아치형 보강판

16,26: 우측패널 18,28: 끼움부

30: 콘크리트 32: 원형철근

34: 수직철근

Claims (4)

1. 평판형의 중앙패널과, 상기 중앙패널의 양단에서 소정각도로 연장 형성되어 개구부를 형성하는 좌/우측패널과, 상기 좌/우측패널의 끝단에 형성된 끼움부로 구성되는 U자형 쉬트파일 복수개가 횡방향으로 연속적으로 연결되되, 서로 인접한 U자형 쉬트파일의 개구부가 굴토면과 상기 굴토면의 반대쪽을 향하도록 배치되고 상기 중앙패널의 내외측면 중 적어도 일측면에 복수개의 보강리브가 횡방향으로 소정간격을 이루며 설치된 강널말뚝 벽체에 있어서,

   상기 보강리브는 상기 중앙패널의 상하방향 길이와 동일한 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 복수개의 U자형 쉬트파일 중 개구부가 굴토면을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일의 개구부에는 상기 좌/우측패널을 가로질러 굴토면을 향하여 볼록하게 형성되는 아치형 보강판이 설치된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체.
3. 평판형의 중앙패널과, 상기 중앙패널의 양단에서 소정각도로 연장 형성되어 개구부를 형성하는 좌/우측패널과, 상기 좌/우측패널의 끝단에 형성된 끼움부로 구성되는 U자형 쉬트파일 복수개가 횡방향으로 연속적으로 연결되되, 서로 인접한 U자형 쉬트파일의 개구부가 굴토면과 상기 굴토면의 반대쪽을 향하도록 배치되는 강널말뚝 벽체에 있어서,

   상기 복수개의 U자형 쉬트파일 중 개구부가 굴토면의 반대쪽을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일의 중앙패널 내측면에는 복수개의 보강리브가 횡방향으로 소정간격을 이루며 설치되고, 개구부가 굴토면을 향하여 배치되는 U자형 쉬트파일은 개구부에 상기 좌/우측패널을 가로질러 굴토면을 향하여 볼록하게 형성되는 아치형 보강판이 설치됨과 아울러 중앙패널과 아치형 보강판 사이에 콘크리트가 타설되되, 상기 U자형 쉬트파일의 중앙패널과 아치형 보강판 사이에 타설된 콘크리트 내부에는 복수개의 원형철근과, 상기 원형철근의 내주면을 따라 소정간격으로 배치된 복수개의 수직철근이 설치된 것을 특징으로 하는 강널말뚝 벽체.
4. 삭제

Images