KR100826573B1

KR100826573B1 - 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법

Info

Publication number: KR100826573B1
Application number: KR1020070034569A
Authority: KR
Inventors: 김상록; 한광우
Original assignee: 김상록
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2008-04-30

Abstract

본 발명은 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법에 관한 것으로, 굴착할 지반(20)의 외곽 영역을 따라 일정 간격으로 지지파일(30) 및 동결관(50)을 근입하는 단계(S1); 지지파일(30)의 후방에 인장체(40) 및 동결관(50)을 근입하여 결합하는 단계(S2); 동결관(50)의 내부에 냉매를 주입·순환시켜 지지파일(30) 및 인장체(40)의 배치형태를 따라 동결지반(60)을 형성하는 단계(S3); 지지파일(30)의 배치형태를 따라 형성된 동결지반(60)의 내측 영역을 굴착하는 단계(S4)로 이루어진다. 이에 따라, 흙막이용 가시설의 시공성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 그 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

지지파일, 인장체, 동결관, 냉매, 동결지반, 굴착

Description

동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법 {THE CONSTRUCTION PROCESS OF TEMPORARY INSTALLATION FOR LAND-SIDE PROTECTION WALL USING FREEING METHOD}

도 1은 본 발명에 따른 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법을 시한 블럭도,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공과정을 도시한 시공순서도,

도 3은 본 발명에 따른 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공이 완료된 상태를 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 지반 30 : 지지파일

40 : 인장체 42 : 인장파일

44 : 연결부재 50 : 동결관

60 : 동결지반

본 발명은 흙막이용 가시설의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지반의 굴착공사 후 주변 토사의 무너짐을 방지할 수 있는 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물 축조를 위한 지반의 굴착공사시에는 주변의 토압으로 인해 인근 토사가 붕괴되는 것을 효율적으로 방지하기 위하여 흙막이 공사가 시행된다.

이러한 흙막이 공사는 건물이 밀집된 도심지의 경우 지반의 굴착으로 인해 주변 건물의 안정성에 문제가 발생될 가능성이 높기 때문이 그 중요성이 대두되고 있는 실정이다.

종래의 흙막이 공사는 일정 간격으로 설치된 H-파일 사이에 토류판을 구비하여 토사붕괴를 막은 상태에서 지반을 굴착하면서 띠장 및 버팀보 등을 설치하거나, 시트 파일을 설치함과 아울러 그 내부에 H-파일, 버팀보 및 버팀잭, 띠장 등을 설치하고 있는 실정이다.

그러나 상기와 같은 흙막이 공사는 가시설의 시공방법이 복잡하여 공기가 길어짐은 물론이고 강재를 비롯하여 소요되는 자재량이 많아 공사비가 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 지하연속법공법은 탑다운공법으로 가시설 없이 시공이 가능하나, 공기가 많이 소요되어 비경제적인 측면이 있음은 물론이고 구조물 품질관리가 제대로 되지 않는다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 시공이 간편하면서 그 구조적 안정성을 확보할 수 있는 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 굴착할 지반의 외곽 영역을 따라 일정 간격으로 지지파일 및 동결관을 근입하는 단계(S1); 상기 지지파일의 후방에 인장체 및 동결관을 근입하여 결합하는 단계(S2); 상기 동결관의 내부에 냉매를 주입·순환시켜 상기 지지파일 및 상기 인장체의 배치형태를 따라 동결지반을 형성하는 단계(S3); 상기 지지파일의 배치형태를 따라 형성된 동결지반의 내측 영역을 굴착하는 단계(S4)를 포함하여 구성되는 데 그 기술적 특징이 있다.

상기 인장체는 복수개가 일렬로 나란하게 접촉 설치되는‘I’형상의 인장파일; 상기 복수개의 인장파일을 서로 연결시키는 연결부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 연결부재는 상기 인장파일 사이에 마련되며, 상기 인장파일을 구속할 수 있도록 양측 단부가 절곡되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법을 도시한 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 흙막이용 가시설의 시공방법은 하기와 같은 단계로 구분된다.

① 제1단계(S1) : 굴착할 지반의 외곽 영역을 따라 일정 간격으로 지지파일 및 동결관을 근입하는 단계.

이 때, 오거드릴 등과 같은 천공수단에 의해 굴착할 지반의 외곽영역에 천공되어 있는 천공홀 내부에 지지파일 및 동결관을 근입한 후, 동결시 에너지 손실을 최소화함과 아울러 그 동결상태를 안정적으로 유지하기 위해 천공홀의 비어 있는 공간에는 토사 또는 모래 등과 같은 채움재를 이용하여 되메우고 다짐한다.

그리고 굴착할 지반이 연역지반일 경우에는 지지파일 및 동결관을 직접 근입한 후, 동결시 에너지 손실을 최소화함과 아울러 그 동결상태를 안정적으로 유지하기 위해 천공홀의 비어 있는 공간에는 토사 또는 모래 등과 같은 채움재를 이용하여 되메우고 다짐한다.

그리고 지지파일은 설치될 지하구조물의 형상에 맞도록 일정의 간격을 두고 배치된다.

지지파일은 그 형상적 특징으로 인해 비교적 단면계수가 큰‘H’형강을 사용하는 것이 바람직하며, 지지파일의 개수 및 그 배치형태를 필요에 따라 적절히 변경 가능하다.

한편, 동결관은 지지파일과 인접한 위치에 설치되며, 그 배치형태는 다양하게 변경 가능하다.

② 제2단계(S2) : 지지파일의 후방에 인장체 및 동결관을 근입하는 단계.

인장체는 지지파일을 안정적으로 유지할 수 있을 정도의 인장력을 가지고 지지파일의 후방에 견고하게 결합되며, 이 때 인장력을 충분히 확보할 수 있도록 근입 후 되메움 작업을 실시한다.

한편, 동결관은 인장체와 인접한 위치에 설치되며, 그 배치형태는 다양하게 변경 가능하다.

③ 제3단계(S3) : 동결관의 내부에 냉매를 주입·순환시켜 지지파일 및 인장체의 배치형태를 따라 동결지반을 형성하는 단계.

이 때, 동결관은 외부에 마련되어 있는 냉동기에 연통 설치되며, 동결관의 직경 및 그 배치형태는 지반을 효율적으로 동결시킬 수 있는 범위 내에서 적절히 조절 가능하다.

냉매는 브라인(Brine) 냉매를 비롯하여 공기가 긴급하면 액체질소를 사용하여 공기를 단축할 수 있으며, 그 외 공사의 성질에 따라 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

④ 제4단계(S4) : 지지파일의 배치형태를 따라 형성된 동결지반의 내측 영역 을 굴착하는 단계.

상기와 같은 4단계의 과정을 거침으로써 흙막이용 가시설의 시공이 최종적으로 완료된다.

한편, 동결관은 굴착할 지반의 외곽 영역에 지지파일 및 인장체와 별도로 근입하거나, 지지파일 및 인장체에 동결관을 취부한 상태에서 근입시킬 수도 있음은 물론이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법을 도시한 시공순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공이 완료된 상태를 도시한 단면도이다.

먼저, 도 2a에서와 같이 굴착할 지반(20)의 외곽 영역을 따라 일정 간격으로‘H’형상의 지지파일(30) 및 동결관(50)을 차례로 근입한 후, 도 2b에서와 같이 지지파일(30)의 후방에 인장체(40) 및 동결관(50)을 근입하여 견고하게 결합시킨다.

이 때, 인장체(40)는 복수개가 일렬로 나란하게 접촉 설치되는‘I’형상의 인장파일(42); 복수개의 인장파일(42)을 서로 안정적으로 연결시키는 연결부재(44)를 포함하여 구성된다.

연결부재(44)는 복수개의 인장파일(42) 사이에 각각 마련되며, 인장파일(42)을 구속할 수 있도록 양측 단부가 절곡되어 있는 구조를 지니고 있다. 연결부재(44)의 구조는 복수개의 인장파일(42)을 서로 견고하게 연결시킬 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.

그리고 도 2c에서와 같이, 동결관(50)의 내부에 냉매를 주입·순환시켜 일정 시간이 경과하게 되면 지지파일(30) 및 인장체(40)의 배치형태를 따라 동결지반(60)이 형성된다.

이 상태에서 도 2d에 도시된 바와 같이, 동결지반(60)의 내측 영역을 굴착하는 단계를 거침으로써 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공과정이 최종적으로 완료된다.

즉, 동결지반(60)의 내측 영역의 지반(20)을 완전히 제거한 후, 지하구조물을 시공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 흙막이용 가시설의 구조 및 시공방법이 단순하여 그 시공성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 시공비용을 절감할 수 있다.

또한, 동결관을 통해 지반을 동결시킴으로써 흙막이용 가시설의 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

그로 인해, 지반의 굴착작업으로 인한 인근 지반의 붕괴를 효율적으로 방지할 수 있다.

Claims

가시설 시공방법에 있어서,

굴착할 지반의 외곽영역을 따라 일정 간격으로 지지파일 및 동결관을 근입하는 단계;

상기 지지파일의 후방에 인장체 및 동결관을 근입하여 결합하는 단계;

상기 동결관의 내부에 냉매를 주입·순환시켜 상기 지지파일 및 상기 인장체의 배치형태를 따라 동결지반을 형성하는 단계;

상기 지지파일의 배치형태를 따라 형성된 동결지반의 내측영역을 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법.
제1항에 있어서,

상기 인장체는,

복수개가 일렬로 나란하게 접촉 설치되는‘I’형상의 인장파일; 상기 인장파일을 서로 연결시키는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공방법.
제2항에 있어서,

상기 연결부재는 상기 인장파일 사이에 마련되며, 상기 인장파일을 구속할 수 있도록 양측 단부가 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 동결공법을 이용한 흙막이용 가시설의 시공공법.