KR100891980B1

KR100891980B1 - 지하 흙막이용 케이슨구조체 및 이를 이용한 무소음 무진동케이슨구조체의 시공방법

Info

Publication number: KR100891980B1
Application number: KR1020080063294A
Authority: KR
Inventors: 이학곤; 이용혁
Original assignee: 이학곤; 이용혁; 동진건설주식회사
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2009-04-08
Also published as: WO2010002076A1; US20100322716A1

Abstract

본 발명은 지하 흙막이용 케이슨구조체 및 이를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체의 시공방법에 관한 것으로, 본 발명의 지하 흙막이용 케이슨구조체는 지하 흙막이를 위해 지상에서 별도로 제작되는 입체형상의 상부케이슨본체(10)와; 상기 상부케이슨본체(10)의 저면에 설치되는 다수개의 유압실린더(20)와; 상기 유압실린더(20)의 실린더로드가 상측에 결합되어 상기 유압실린더의 구동에 의해 상/하 유동하는 하부추진케이슨(30)와; 상기 상부케이슨본체(10)의 상측에 결합되어 지하 암반층에 타설되어 있는 어스앙카(60)를 스틸강선(70)으로 최대 인장력으로 인장하는 인장기(40)와; 상기 상부케이슨본체(10)에 설치되어 상기 유압실린더(20)와 인장기(40)를 제어하는 제어부(50)로 구성되어 상기 유압실린더(20)에 의해 상기 하부추진케이슨(30)이 지면을 압착하여 지면이 매몰되게 함과 동시에 상기 인장기(40)가 상기 스틸강선(70)을 잡아당기게 되어 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 하강되는 것을 특징으로 한다.

상부케이슨본체, 유압실린더, 하부추진케이슨, 어스앙카, 인장기, 제어부, 케이슨공법

Description

지하 흙막이용 케이슨구조체 및 이를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체의 시공방법{CAISSON STRUCTURES FOR UNDERGROUND SOIL BLOCKING AND MANUFACTURING METHOD OF ANTI-NOISE NON-VIBRATION CAISSON STRUCTURES USING THEREOF}

본 발명은 아파트단지등 도심밀집지역, 진동에 민감한 문화재 보호구역등이나 연약지반이나 초 연약지반 등 현장여건이 진동이나 소음에 민감한 지역에서 소음, 진동 및 분진의 발생을 최소화하여 지하흙막이용 케이슨구조체를 빠른 시간에 시공할 수 있도록 한다.

또한, 건설현장에서 시공의 공정 및 시간과 비용을 줄이고 안전사고등 위험성을 대폭 감소시킴은 물론 작업환경이 쾌적한 지상에서 시공하고자하는 케이슨에 유압실린더 및 제어부를 일체로 설치하여 케이슨이 자력구동에 의해 작동할 수 있게 로봇화 제작함으로써 케이슨구조체의 설치가 더욱 용이하도록 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체 및 이를 이용한 무소음 무진동 케이슨 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지상, 지하 및 수중 등 건설현장에서의 건축물이나 구조물의 시공시에는 건물지하층 가시설흙막이공사, 지하박스나 지하저수조설치공사, 기타 지 하구조물설치 및 초 연약지반 등에서의 하천교량기초판설치공사, 수중기초시설물설치 및 우물통공법 등의 작업공정을 통해 구조물을 시공하고 있다.

특히, 건설현장에서 지하 터파기공사에 토사의 붕괴를 막기 위해 시공되는 가시설흙막이공사시, SCW(Soil Cement Wall)공법,과 CIP(CAST-IN PLACED PILE)공법,등에 주열식 및 연속벽공법등이 이용되고 있다.

그러나, 이들 공법들은 대형 중장비를 사용하여 시공하고 시공소음과 진동 그리고 공사비가 고가이며, 시공과정에서 슬러지 등 산업폐기물이 발생되는 문제점이 있다.

그리고, 기존의 다축오거를 이용한 교반시 지중에서 혼합되어 양생되는 시공연속벽체의 강도가 토질의 종류 및 상태, 지하수유입으로 인한 시멘트밀크액의 농도저하, 작업자의 숙련도, 작업속도등에 따라 벽체의 강도가 일정하지 못하거나 설계 강도보다 떨어지는 등 시공품질이 일정치 못하고 터파기 전까지는 시공의 품질상태를 확인할 수 없고, 과도한 엄지말뚝사용 등 강철부자재의 의존도가 매우 높아 이에 대한 사용료 및 운반비용등이 공사비의 큰비중을 차지하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 아파트단지등 도심밀집지역, 진동에 민감한 문화재 보호구역이나등 연약지반이나 초 연약지반 등 현장여건이 진동이나 소음에 민감한 지역에서 소음, 진동 및 분진의 발생을 최소화하여 지하흙막이용 케이슨구조체를 빠른 시간에 시공할 수 있도록 한다.

또한, 건설현장에서 시공의 공정 및 시간과 비용을 줄이고 안전사고등 위험성을 대폭 감소시킴은 물론 작업환경이 쾌적한 지상에서 시공하고자하는 케이슨에 유압실린더 및 제어부를 일체로 설치하여 케이슨이 자력구동에 의해 작동할 수 있게 로봇화 제작함으로써 케이슨구조체의 설치가 더욱 용이하도록 한다.

그리고, 시공연속벽체의 강도가 토질의 종류 및 상태, 지하수유입으로 인한 시멘트밀크액의 농도저하, 작업자의 숙련도등에 관계없이 일정하게 유지되도록 하여 시공품질을 높이도록 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체 및 이를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체 시공방법를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지하 흙막이용 케이슨구조체는, 지하 흙막이를 위해 지상에서 별도로 제작되는 입체형상의 상부케이슨본체(10)와; 상기 상부케이슨본체(10)의 저면에 설치되는 다수개의 유압실린더(20)와; 상기 유압 실린더(20)의 실린더로드가 상측에 결합되어 상기 유압실린더의 구동에 의해 상/하 유동하는 하부추진케이슨(30)와; 상기 상부케이슨본체(10)의 상측에 결합되어 지하 암반층에 타설되어 있는 어스앙카(60)를 스틸강선(70)으로 최대 인장력으로 인장하는 인장기(40)와; 상기 상부케이슨본체(10)에 설치되어 상기 유압실린더(20)와 인장기(40)를 제어하는 제어부(50)로 구성되어 상기 유압실린더(20)에 의해 상기 하부추진케이슨(30)이 지면을 압착하여 지면이 매몰되게 함과 동시에 상기 인장기(40)가 상기 스틸강선(70)을 잡아당기게 되어 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 하강되는 것을 특징으로 한다.

한편, 지하 흙막이용 캐이슨구조체의 시공방법에 있어서, 케이슨이 위치할 지표면에서 어스앙카천공기를 이용하여 암반지지층까지 수직천공한 후 스틸강선(70)이 연결된 어스앙카(60)를 삽입하여 지하 암반층에 고정하는 어스앙카고정단계와; 케이슨하강시 지내력과 마찰저항을 감소시키기 위해 상기 케이슨구조체가 위치할 시공심도까지 오거를 이용하여 다수개의 격공을 천공하는 격공형성단계와; 시공하고자 하는 케이슨구조체를 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)으로 분할하여 제작한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 유압실린더(20)를 매개로 결합하여 로봇화된 케이슨구조체로 제작하는 케이슨제작단계와; 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)에 상기 스틸강선(70)을 연결한 후 상기 하부추진케이슨(30)이 상기 유압실린더(20)에 의해 상/하운동하면서 토사를 붕괴시키는 상태로 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 도달하게 하는 구조물하강단계와; 상기 단계 후 케이슨구조체의 내부 터파기를 완료하 고, 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)와, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 연결하는 유압실린더(20)를 해체한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 용접하여 일체화시키는 일체화단계와; 상기 단계 후 저부에 바닥콘크리트를 타설하여 양생하는 마무리단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 케이슨이 자력으로 상하구동이 가능하도록 로봇화함으로써 기존 공법에서 사용하는 크레인등 대형건설기계를 사용할 필요가 없으며 특히 기존의 SCW(Soil Cement Wall)공법이나 CIP(CAST-IN PLACED PILE)공법등의 지하연속벽공법이나 주열식공법등에 취약했던 가로측간의 철근이나 보강철부재결속이 4면모두 연속되게 일체화되어 횡압에 의한 지하흙막이구조물의 성능이 향상되는 효과가 있어 버팀보등에 내부보강재의 사용을 대폭 감소시켜 이에따른 과설계로 인한 공사비를 절감할수 있으며, 가로측간의 횡압에 대한 시설물의 강도 및 안전성이 향상되어 가시설흙막이 시설물의 붕괴, 전도등 안전사고를 대폭감소시키는 효과가 있다.

또한, 케이슨구조체의 자체중량과 유압실린더의 압입력에 의해 시공됨으로 시공시 무소음, 무진동, 무분진의 큰 장정이 있음은 물론 소음과 진동에 민감한 도심밀집지역이나 민원발생이 우려되는 현장에 매우 유용하고, 산업폐기물등 2차오염원발생이 발생되지 않는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 지하 흙막이용 케이슨구조체를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체의 상태를 개략적으로 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명의 하부추진케이슨이 유압실린더에 의해 지면을 압착하여 이동된 상태를 나타낸 상태도이며, 도 3는 본 발명의 하부추진케이슨이 하강된 상태에서 상부케이슨본체가 인장기에의해 하강되는 상태를 나타낸 상태도이고, 도 4은 본 발명에 따른 하부추진케이슨이 상부케이슨본체가 하강된 상태에서 재차 지면을 압착하여 이동되는 상태를 나타낸 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 지하 흙막이용 캐이슨구조체의 제어부의 상태를 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨 시공방법을 보인 순서도이며, 도 7은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체의 하부추진케이슨과 상부케이슨본체의 다른 상태를 나타낸 상태도이고, 도 8은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체의 하부추진케이슨과 상부케이슨본체의 또다른 상태를 나타낸 상태도이다.

상기 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체는 지하 흙막이를 위해 지상에서 별도로 제작되는 입체형상의 상부케이슨본체(10)와; 상기 상부케이슨본체(10)의 저면에 설치되는 다수개의 유압실린더(20)와; 상기 유압실린더(20)의 실린더로드가 상측에 결합되어 상기 유압실린더 의 구동에 의해 상/하 유동하는 하부추진케이슨(30)와; 상기 상부케이슨본체(10)의 상측에 결합되어 지하 암반층에 타설되어 있는 어스앙카(60)를 스틸강선(70)으로 최대 인장력으로 인장하는 인장기(40)와; 상기 상부케이슨본체(10)에 설치되어 상기 유압실린더(20)와 인장기(40)를 제어하는 제어부(50)로 구성되어 상기 유압실린더(20)에 의해 상기 하부추진케이슨(30)이 지면을 압착하여 지면이 매몰되게 함과 동시에 상기 인장기(40)가 상기 스틸강선(70)을 잡아당기게 되어 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 하강되는 것이다.

또한, 본 발명에 의한 상기 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체의 시공방법은 케이슨이 위치할 지표면에서 어스앙카천공기를 이용하여 암반지지층까지 수직천공한 후 스틸강선(70)이 연결된 어스앙카(60)를 삽입하여 지하 암반층에 고정하는 어스앙카고정단계와; 케이슨하강시 지내력과 마찰저항을 감소시키기 위해 상기 케이슨구조체가 위치할 시공심도까지 오거를 이용하여 다수개의 격공을 천공하는 격공형성단계와; 시공하고자 하는 케이슨구조체를 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)으로 분할하여 제작한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 유압실린더(20)를 매개로 결합하여 로봇화된 케이슨구조체로 제작하는 케이슨제작단계와; 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)에 상기 스틸강선(70)을 연결한 후 상기 하부추진케이슨(30)이 상기 유압실린더(20)에 의해 상/하운동하면서 토사를 붕괴시키는 상태로 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 도달하게 하는 구조물하강단계와; 상기 단계 후 케이슨구조체의 내부 터파기를 완료하고, 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)와, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 연결하는 유압실린더(20)를 해체한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 용접하여 일체화시키는 일체화단계와; 상기 단계 후 저부에 바닥콘크리트를 타설하여 양생하는 마무리단계로 이루어진다.

상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)의 제작은 변형과 균열이 발생치 않도록 고강도 강섬유보강콘크리트(SFRC-steel fiber reinforced concrete)나 고강도보강콘크리트(FRC-fiber reinforced concrete)를 내부에 철근과 강선을 이중 배근하여 제작하고, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)가 결합되는 이음부에 H빔구조물를 설치하여 상기 H빔구조물에 유압실린더(20)를 설치하여 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)가 일체화 되게 한다.

즉, 상기 유압실린더(20)의 일측 설치브라켓을 상기 상부케이슨본체(10)의 하측에 형성되어 있는 H빔구조물에 설치한 후, 타측 설치브라켓을 상기 하부추진케이슨(30)의 상측에 형성된 H빔구조물에 연결하여 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 상기 유압실린더(20)를 매개로 일체화 되게 한다.

여기서, 상기 하부추진케이슨(30)의 하측단은 외측면에서 내측면으로 갈수록 좁아지는 형태로 제작되어 상기 하부추진케이슨(30)이 하강추진시 암석이나 자갈등에 의해 파손되지 않도록 하고, 더욱 용이하게 하강추진할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 소재의 사용과 제작방법은 케이슨구조체의 인장강도와 휨강도가 크고 균열을 방지하며 충격에 대한 저항력과 전단강도 및 피로강도를 크게 하며 케이슨 벽체의 두께를 줄이는 효과가 있다.

그런 상태에서, 상기 상부케이슨본체(10)의 상측에 인장기(40)를 설치하고, 지하 암반층에 설치되어 있는 어스앙카(60)를 스틸강선(70)으로 상기 인장기(40)에 연결하여 상기 스틸강선(70)을 최대 인장력으로 인장한다.

이때, 지면에는 케이슨구조체의 시공목표지점까지 다수개의 격공이 미리 천공되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제어부(50)에 의해 통제되는 상기 유압실린더(20)의 동작에 의해 상기 하부추진케이슨(30)이 지면을 압착하게 되면 격공된 구멍으로 토사가 붕괴되고 붕괴되 깊이만큼 상기 하부추진케이슨(30)이 하강한 후 실린더로드의 행정길이만큼 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)의 이음부에 공간이 확보되면 상기 제어부(50)에 의해 작동되는 상기 인장기(40)가 스틸강선(70)을 잡아당기고 상기 유압실린더(20)는 수축하면서 상호유기적으로 작용하여 상기 상부케이슨본체(10)를 하강시킨다.

상기 공정은 지면에서 케이슨구조체에 전달되는 지내력과 구조체의 표면마찰저항을 최소화하기 위한 것이다.

이러한 동작을 반복적으로 수행하면서 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 시공목표지점까지 도달하게 된다.

상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 시공목표지점까지 도달하게 되면 케이슨구조체의 내부 터파기를 시작하고 터파기가 완료후에는 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)를 연결하는 유압실린더(20)를 제거한 후 용접하여 일체화 시키다.

이와 같이 본 발명은 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)로 양분화된 케이슨구조체가 유압실린더에 의해 유동화되게 한 것으로, 현장시공시 소음, 진동 및 분진의 발생이 최소화 되여 작업환경이 개선되고 빠른 시간안에 시공이 완료될 수 있으며, 더욱이 시공연속벽체의 강도가 토질의 종류 및 상태, 지하수유입으로 인한 시멘트밀크액의 농도저하, 작업자의 숙련도등에 관계없이 일정하게 유지되고, 특히 해상이나 수변지역과 초 연약지반등의 시공시 대형크레인등의 건설기계나 이동용대형바지선등이 필요없이 설치위치 수상에서 직접 제작하여 수중암반층까지 원포인트시공이 가능하여 공사비가 절감된다.

한편, 본 발명의 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체의 시공방법에 대해 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 어스앙카천공기를 이용하여 암반층까지 수직천공하여 스틸강선(70)이 연결된 어스앙카(60)를 지하 암반층에 고정한다.

이는 시공시 압입력을 가할시 케이슨구조체이 들림현상인 부양을 방지하는 역할을 한다.

이후, 상기 케이슨구조체가 위치하 시공심도까지 오거를 이용하여 다수개의 격공을 형성한다.

이때, 격공은 한 칸씩 건너뛰어서 시공하는 것이 바람직한 것으로 이는 원지반이 교란되지 않으면서 케이슨 하강시 천공된 공극사이로 붕괴된 토사가 메워지도록 하여 별도로 토사를 배토시킬 필요가 없도록 하는 것이다.

격공천공이 완료되면 격공된 지표면을 봉합한 뒤 케이슨구조체를 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(20)으로 나눈 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)를 유압실린더(20)를 매개로 결합하여 로봇화된 케이슨구조체로 제작하되, 케이슨구조체를 현장에 적용하는 형태에 따라 건축의 지하실공정일 경우 지하실 박스를 지상에서 제작하고, 우물통공법인 경우에는 우물통을 지상에서 먼저 제작한다.

이후, 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)에 상기 스틸강선(70)을 연결한 후 상기 하부추진케이슨(30)이 상기 유압실린더(20)에 의해 상/하운동하면서 토사를 붕괴시키는 상태로 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 도달하게 한다.

이때, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 아래로 전진시 잔존하는 지내력과 내외 벽의 마찰저항 때문에 상부본체가 들리는 부양현상이 발생되는데 이에 대한 조치는 암반층에 지지된 어스앙카(60)와 연결된 스틸강선(70)이 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)로 상기 스틸강선(70)을 인장하여 상기 상부케이슨본체(10)가 상기 유압실린더(20)의 추진시 부양되지 못하도록 반력체로써 지지시키는 것이다.

추진과 하강을 반복시공하여 설계목표지점에 케이슨이 안착된 상태가 되면 내부 터파기를 하여 완료한 후, 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 상기 인장기(40)와, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 연결하는 유압실린더(20)를 해체한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 용접하여 일 체화시킨다.

상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 용접하여 일체화시킨 후에는 저부에 바닥콘크리트를 타설하여 양생시키면 된다.

여기서, 상기 인장기(40)와 분리된 상기 스틸강선(70)은 바닥 버림 콘크리트, 바닥철근에 일체화시킴으로써 연약지반에서 히빙현상과 건축물의 수압의 부력에 의한 부양을 예방하는 효과가 있다.

이와 같이, 본 발명은 유압실린더의 행정길이만큼 하부추진케이슨이 하강하면서 시공위치까지 무소음, 무진동, 무분진에 의해 설치되므로 아파트단지등 도심밀집지역, 진동에 민감한 문화재 보호구역등이나 연약지반이나 초연약지반 등 현장여건이 진동이나 소음에 민감한 지역에 매우 효과적이 공법이며, 시공연속벽체의 강도가 토질의 종류 및 상태, 지하수유입으로 인한 시멘트밀크액의 농도저하, 작업자의 숙련도등에 관계없이 일정하게 유지되도록 하여 시공품질을 높일 수 있는 안정성과, 경제성, 신속성을 겸비한 공법이라 할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 구체적인 실시예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정하지 않고, 후술하는 특허등록범위뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체의 상태를 개략적으로 나타낸 상태도,

도 2는 본 발명의 하부추진케이슨이 유압실린더에 의해 지면을 압착하여 이동된 상태를 나타낸 상태도,

도 3는 본 발명의 하부추진케이슨이 하강된 상태에서 상부케이슨본체가 인장기에 의해 하강된 상태를 나타낸 상태도,

도 4은 본 발명에 따른 하부추진케이슨이 상부케이슨본체가 하강된 상태에서 재차 지면을 압착하여 이동되는 상태를 나타낸 상태도,

도 5는 본 발명에 따른 지하 흙막이용 캐이슨구조체의 제어부의 상태를 나타낸 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨 시공방법을 보인 순서도,

도 7은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체의 하부추진케이슨과 상부케이슨본체의 다른 상태를 나타낸 상태도,

도 8은 본 발명에 따른 지하 흙막이용 케이슨구조체의 하부추진케이슨과 상부케이슨본체의 또다른 상태를 나타낸 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 상부케이슨본체 20: 유압실린더

30: 하부추진케이슨 40: 인장기

50: 제어부 60: 어스앙카

70: 스틸강선

Claims

지하 흙막이를 위해 지상에서 별도로 제작되는 입체형상의 상부케이슨본체(10)와;

상기 상부케이슨본체(10)의 저면에 설치되는 다수개의 유압실린더(20)와;

상기 유압실린더(20)의 실린더로드가 상측에 결합되어 상기 유압실린더의 구동에 의해 상/하 유동하는 하부추진케이슨(30)와;

상기 상부케이슨본체(10)의 상측에 결합되어 지하 암반층에 타설되어 있는 어스앙카(60)를 스틸강선(70)으로 최대 인장력으로 인장하는 인장기(40)와;

상기 상부케이슨본체(10)에 설치되어 상기 유압실린더(20)와 인장기(40)를 제어하는 제어부(50)로 구성되어 상기 유압실린더(20)에 의해 상기 하부추진케이슨(30)이 지면을 압착하여 지면이 매몰되게 함과 동시에 상기 인장기(40)가 상기 스틸강선(70)을 잡아당기게 되어 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 하강되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)은 내부에 철근과 강선을 이중 배근한 후, 고강도 강섬유보강콘크리트(SFRC; Steel Fiber Reinforced Concrete)나 고강도보강콘크리트(FRC; Fiber Reinforced Concrete)를 타설하여 제작되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 상부케이슨본체(10)의 하부와 상기 하부추진케이슨(30)의 상부에는 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)의 결합을 위한 이음부가 각각 형성되고, 상기 이음부에는 결합용 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체.
청구항 3에 있어서, 상기 유압실린더(20)는 상기 결합용 부재에 설치되며, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)은 상기 유압실린더(20)를 매개로 일체화되는 것을 특징으로 하는 흙막이용 케이슨구조체.
청구항 1에 있어서, 상기 하부추진케이슨(30)의 하측단은 외측면에서 내측면으로 갈수록 좁아지는 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체.
지하 흙막이용 케이슨구조체의 시공방법에 있어서,

상기 케이슨구조체가 위치할 지표면에서 어스앙카천공기를 이용하여 암반지지층까지 수직천공한 후 스틸강선(70)이 연결된 어스앙카(60)를 삽입하여 지하 암반층에 고정하는 어스앙카고정단계와;

시공하고자 하는 케이슨구조체를 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)으로 분할하여 제작한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 유압실린더(20)를 매개로 결합하여 로봇화된 케이슨구조체로 제작하는 케이슨제작단계와;

상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 인장기(40)에 상기 스틸강선(70)을 연결한 후 상기 하부추진케이슨(30)이 상기 유압실린더(20)에 의해 상/하운동하면서 토사를 붕괴시키는 상태로 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)이 목표지점까지 도달하게 하는 구조물하강단계와;

상기 구조물하강단계 이후 상기 케이슨구조체의 내부터파기를 완료하고, 상기 상부케이슨본체(10)에 설치된 상기 인장기(40)와, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 연결하는 상기 유압실린더(20)를 해체한 후 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)을 용접하여 일체화시키는 일체화단계와;

상기 일체화 단계 이후 상기 케이슨구조체의 저부에 바닥콘크리트를 타설하여 양생하는 마무리단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체 시공방법.
청구항 6에 있어서, 상기 케이슨구조체 시공방법은 상기 어스앙카고정단계 이후에, 상기 케이슨구조체의 하강시 지내력과 마찰저항을 감소시키기 위해 상기 케이슨구조체가 위치할 시공심도까지 오거를 이용하여 다수개의 격공을 천공하는 격공형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체 시공방법.
청구항 6에 있어서, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)은 내부에 철근과 강선을 이중 배근한 후, 고강도 강섬유보강콘크리트(SFRC; Steel Fiber Reinforced Concrete)나 고강도보강콘크리트(FRC; Fiber Reinforced Concrete)를 타설하여 제작되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체 시공방법.
청구항 6에 있어서, 상기 상부케이슨본체(10)의 하부와 상기 하부추진케이슨(30)의 상부에는 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)의 결합을 위한 이음부가 각각 형성되고, 상기 이음부에는 결합용 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체 시공방법.
청구항 9에 있어서, 상기 유압실린더(20)는 상기 결합용 부재에 설치되며, 상기 상부케이슨본체(10)와 하부추진케이슨(30)은 상기 유압실린더(20)를 매개로 일체화되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이용 케이슨구조체를 이용한 무소음 무진동 케이슨구조체 시공방법.