KR100903508B1 - 지하실 외벽과 격리 시공하는 '시'형띠장 흙막이공법(='시'형띠장 흙막이공법) - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하실 축조용 가설흙막이 구조와 지하실 외벽과의 사이에 여유 공간이 없이 서로 접하여 합벽을 이룰 경우 양자 간의 공간점유 간섭을 해소하는 ''형띠장 흙막이공법에 관한 것이다.

가설흙막이 시설은 지하실 공사기간에만 임시로 흙막이 구실을 하면 목적을 달성한 것이며, 지하실 공사를 마치면 지하실 외벽이 영구 흙막이 역할을 한다. 종전에는 여유 있게 땅을 파고 그 안에서 지하실 골조공사를 마친 후 가설흙막이와 건물 외벽 사이의 여유 공간에 흙을 되메우면서 띠장(14)과 엄지말뚝(9)을 회수하였으나 지금은 '합벽' 공법이 대부분이어서 엄지말뚝이 영구히 사장되고 있다. 한편 땅을 파내려가면서 3m 내외마다 엄지말뚝(9)과 밀착시켜 직각 방향(수평방향)으로 H형강 띠장(14)을 설치하고 띠장은 버팀대 또는 어스앵커로 잡아주게 되는데, 위 띠장(14)과 지하실 외벽의 평면상 위치가 서로 중첩되게 된다. 공사가 끝나면 지하실 외벽과 상부 바닥은 영구히 토압을 지지할 수 있으므로 가설 흙막이를 제거할 수 있다. 그러나 대부분의 현장에서는 지하실 외벽이 완성되기도 전에 띠장을 제거하는 위험한 작업을 감행하고 있다.

따라서 가설흙막이 띠장을 엄지말뚝에 직접 부착하는 대신 지하실 외벽 두께만큼 이격시킴으로 인하여 띠장의 간섭 없이 지하실 외벽을 시공할 수 있게 하는 것이 ''형띠장 흙막이공법이다. ''형띠장이 H형 표준 재래식 띠장(14)과 다른 점은 엄지말뚝(9)과 면하는 플랜지를 웨브와 90° 대신 60°(120°)를 이루게 하여 전체 단면이 ''형을 이루는 것이다. ''형띠장(1)과 엄지말뚝(9)은 까치발(7)을 매개체로 하여 지하실 외벽두께만큼 이격시키는데 엄지말뚝과 까치발(7)의 접합은 현장용접으로 하고 까치발 외부 절단면에는 지압판(8)을 용접하여 ''형띠장(1)과 볼트접합이 용이하게 한다. '

Description

지하실 외벽과 격리 시공하는 '시'형띠장 흙막이공법(='시'형띠장 흙막이공법){'시' Shape Waling Method Separated from the Basement Wall}

본 발명은 지하실 축조를 위한 터파기를 할 때 흙막이 가설 구조와 지하실 외벽과의 사이에 여유 공간이 없어서 부득이 서로 접하여 합벽을 이루어야 할 경우 양자(가설 흙막이 중 특히 띠장과 지하실 외벽) 간의 중첩, 간섭을 해소하는 ''형띠장 흙막이공법에 관한 것이다.

전통적으로 흙막이 가설구조의 설계와 시공은 토목공학 전문가의 업무이고 지하실 외벽은 건축 전공자에게 별도로 설계 발주한다. 따라서 흙막이 시설은 지하실 공사를 시행하는 단기간에만 흙이 무너지지 않으면 목적을 달성한 것으로 인정하며, 지하실 공사를 완료하면 건축 분야 전문가가 설계한 지하실 외벽이 영구 흙막이 구실을 하게 된다. 또한 과거에는 지하실 공사를 할 때 여유 있게 땅을 파고 그 안에서 별도로 지하실 골조공사를 마친 후 가설흙막이와 건물 지하실 외벽 사이의 여유 공간에 흙을 되메우고 띠장(14)과 엄지말뚝(9)을 회수하는 방법이 일반적이었으나 지금은 대지 활용도를 극대화하기 위하여 지하실 외벽 면을 가설 흙막이 안쪽 면에 바로 접하도록 시공하는 '합벽' 공법이 대부분이어서 엄지말뚝을 회수하지 못하고 영구히 사장시키고 있다.

한편 엄지말뚝 단면이 토압을 지지할 수 있는 높이의 지점간 길이가 제한되어 있으므로 땅을 파내려가면서 3m 내외마다 엄지말뚝과 밀착시켜 직각방향(수평방향)으로 H형강 띠장(14)을 설치하고 띠장은 버팀대 또는 어스앵커로 잡아준다. 띠장을 설치하는 평면상의 위치가 지하실 외벽 즉 합벽을 시공해야 하는 바로 그 위치가 되므로 서로 중첩, 간섭을 받을 수밖에 없다. H형강 띠장(14)을 방치한 채로 합벽을 시공하려면 값비싼 띠장 비용을 부담하는 것은 물론 지하실외벽(합벽)의 수직주근을 배근하기 위해 띠장에 일일이 철근 관통구멍을 뚫는 수고를 해야 한다.

이렇게 어려운 과정을 거친다고 해도 지하실 외벽 콘크리트를 부어 넣으려면 중간에 띠장이 가로막혀 있어서 밀실한 양질의 콘크리트를 기대할 수 없고 벽두께도 500mm는 넘어야 수평과 각도를 이루는 H형강 띠장(14)이 지하실 벽 면에서 외부로 돌출되지 않으므로 이 공법적용이 가능하다. 원칙적으로는 지하실 외벽과 상부 바닥 공사를 완성하여 콘크리트가 양생되면 능히 토압을 지지할 수 있으므로 가설 흙막이 시설을 제거할 수 있다. 그러나 앞에 설명한 바대로 지하실 외벽 공사를 해야 할 공간을 가설 흙막이 띠장이 선점하고 있으므로 대부분의 현장에서는 해당 층 중간에 위치한 띠장 하부만 벽체 콘크리트를 선시공하고 나서 띠장을 제거하고 재빨리 남은 상부 벽체와 상부 바닥 콘크리트를 시공하여 흙이 무너지는 사고를 모면하려는 위험한 작업을 감행하고 있다. 이와 같이 서둘러서 난공사를 시행함으로 인하여 공사의 품질이 저하되고 때로는 벽체 중앙이 내부로 휨 변형을 일으키는가 하면 벽체 상하 콘크리트를 이어 친 부분에서 물이 새는 하자도 발생한다. 이 같은 난공사를 강행하여 공사비가 증가하는 것은 당연하다. 따라서 가설흙막이 띠장(14)을 엄지말뚝(9)에 직접 부착하는 대신 지하실 외벽 두께만큼 이격시킴으로 인하여 띠장의 간섭 없이 지하실 외벽을 시공할 수 있게 하는 것이 ''형띠장 흙막이공법이다.

흙막이 공사에서 띠장의 표준형 단면은 H형강이며 어스앵커는 수평이 아닌 30° 정도의 각도를 이루며 아래를 향하는 것이 일반적이다. 따라서 어스앵커를 지지하는 띠장도 수평이 아니라 같은 각도를 유지해야 강선 긴장 및 정착이 용이하다. 이렇게 각도를 가진 H형강 띠장을 벽체 두께만큼 이격하여 배열하면 H형강은 지하실 벽체와도 각도를 가지고 만나게 되므로 벽체 거푸집 단부를 3각형 쐐기 형태를 이루도록 정밀 가공하여야 평활한 면의 지하실 벽체를 얻을 수 있다. 철근콘크리트 거푸집은 가설공사이므로 단순해야 설치 해체가 용이하다. 따라서 띠장의 단면 형태를 어스앵커 긴장 정착 작업이 쉽게 하고 지하실 외벽을 평활하게 하는 두 가지 기능에 만족하도록 하는 것이 기술적 과제이다.

''형띠장(1)은 재래식 흙막이 공사에서 흔히 사용되고 있는 표준 H형강 띠장과 달리 엄지말뚝과 면하는 플랜지는 엄지말뚝과 평행하고, 웨브와 접합이 90° 대신 60°(120°)를 이룬다. 또한 건물 내측의 플랜지는 엄지말뚝과 30°각을 이루고 웨브와 직각이 되도록 제작한 ''형강을 이용하며 그 형상을 따라 ''형띠장 이라 한다. 또한 건물 내측에 면한 반대편 플랜지는 웨브와 직각을 이루도록 구성된다. 건물 내측의 바깥쪽 플랜지는 정착단(13)을 배치하여 강선(12) 긴장과 정착이 용이하게 하고 웨브와 60°각을 이루는 지하실 외벽 측의 플랜지는 엄지말뚝(9)의 길이 방향과 평행하게 되므로 후에 시공할 지하실 외벽 면(연직면)과 일치하게 된다.

''형띠장(1)과 엄지말뚝(9)은 직접 접합하는 대신 지하실 외벽 두께 만큼의 공간을 이격시키는데 그 매개체가 되는 H형강 까치발(7)의 길이 방향이 강선과 평행하게 하고 양단을 엄지말뚝 길이방향과 평행하게 절단한다. 엄지말뚝(9)과 까치발(7)의 접합은 현장용접으로 하고 까치발 외부 절단면에는 사전에 지압판(8)을 용접하여 ''형띠장(1)과 볼트접합이 용이하게 한다. ''형띠장(1)은 두 플랜지의 좁은 폭 쪽이 상부에 위치하게 되는데 까치발(7)에 부착하면 이들 플랜지가 서로 수평을 이루도록 엄지말뚝(9)과 평행한 플랜지의 길이를 다른 플랜지 보다 길게 제작한다. 또한 두 플랜지의 좁은 폭 상부에는 띠쇠(2)를 일정 간격으로 용접하여 강선(12) 긴장에 의한 안전성을 확보한다.

엄지말뚝에 접합된 까치발 하단에 망원경조절각관(3)을 ''형띠장 설치를 위한 거치대로 활용한다. 이 때 망원경조절각관은 엄지말뚝(9)과 까치발에 접합된 실린더각관(5), 실린더각관에 삽입된 피스톤각관(4), 피스톤각관 하부의 망치받이(6)로 구분된다. 피스톤각관은 실린더각관 보다 길이가 길고, 단면이 작아서 실린더각관(5) 내부에 거치 후 여장을 확보하기 용이하다. 그러므로 피스톤각관(4)의 적절한 길이를 확보한 후 실린더각관에 용접으로 고정하고, ''형띠장을 거치하여 작업성을 확보한다. 이 때 망치받이는 각관으로 제작하여 피스톤각관(4) 하부에 설치 후 고정시키고, 상부에 거치되는 ''형띠장의 안전성을 확보한다. ''형띠장은 강선을 관통시켜야 까치발에 부착시킬 수 있으므로 망원경조절각관이 도움이 되며, 지하실 외벽(10)을 타설 및 양생이 되고 나면, ''형띠장을 제거한다. ''형띠장이 제거되고 나면, 망치로 망치받이를 쳐서 망원경조절각관(3)의 회수를 용이하게 한다.

지하실 외벽과 외벽 상하에 위치한 바닥판 공사가 완료되어 콘크리트가 양생된 후 가설 흙막이 구조를 해체해야 안전이 보장된다. 그러나 현실적으로는 가설 흙막이 띠장을 제거한 자리에 지하실 외벽을 시공하는 것이 일반적인 공법이므로 위험이 노출되는데 반하여 본 ''형띠장 흙막이공법을 사용하면 흙막이 가설공사와 지하실 외벽 공사를 분리 시공할 수 있으므로 안전하며 공사비도 절감되는 효과가 있다.

도 1은 ''형띠장 흙막이공법의 사시도,

도 2는 ''형띠장 흙막이공법의 평면도,

도 3은 ''형띠장 흙막이공법과 재래식 흙막이공법의 공통 입면도,

도 4는 ''형띠장 흙막이공법의 단면도,

도 5는 재래식 흙막이공법의 평면도,

도 6은 재래식 흙막이공법의 단면도,

도 7은 ''형띠장 흙막이공법의 부분 상세도,

도 8은 재래식 흙막이공법의 사시도이다.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞

1 : ''형띠장 2 : 띠쇠

3 : 망원경조절각관 4 : 피스톤각관

5 : 실린더각관 6 : 망치받이

7 : 까치발 8 : 지압판

9 : 엄지말뚝 10 : 지하실 외벽

11 : 널말뚝 12 : 강선

13 : 정착단 14 : 재래식 띠장

Claims (2)

1. ''형띠장을 이용한 흙막이 공사를 진행하는 과정에 있어서,

   (a) H형강의 엄지말뚝(9)과 엄지말뚝 사이의 널말뚝(11)으로 구성된 재래식 흙막이 공사를 진행하는 단계 ;

   (b) 상기 엄지말뚝에 망원경조절각관(3)을 설치하고, 망원경조절각관 상부에 H형강 까치발(7)과 ''형띠장(1)이 설치되어 지지대로 활용하는 단계 ;

   (c) 상기 까치발은 엄지말뚝에 지하실 외벽 두께 만큼 공간을 이격하여 강선 길이방향과 평행하게 설치하는 단계 ;

   (d) 까치발과 엄지말뚝은 용접으로 고정하고, 까치발과 ''형띠장 사이는 까치발의 마구리에 지압판(8)을 설치하여 까치발과 ''형띠장을 볼트로 고정하는 단계 ;

   (e) 상기 ''형띠장(1)은 엄지말뚝(9)과 면하는 플랜지의 경우 엄지말뚝과 평행하고 웨브와 60°각을 형성하며, 건물 내측의 플랜지는 엄지말뚝과 30°각을 형성하고 웨브와 직각을 이루며, 엄지말뚝과 면하는 플랜지의 길이가 건물내측의 플랜지 보다 길이가 길도록 구성되고 ;

   (f) ''형띠장 상부의 내측과 외측 플랜지 사이에는 띠쇠(2)를 설치하고, 내측 플랜지의 외부면에 강선 정착단(13)을 설치하여 강선(12) 긴장이 가능하도록 하는 단계 ;

   를 포함하여 조성하는 것을 특징으로 하는 ''형띠장 흙막이공법.
2. 제1항에 있어서,

   망원경조절각관(3)은 엄지말뚝(9)에 접합된 실린더각관(5)과 실린더각관 내부의 피스톤각관(4), 피스톤각관 하부의 망치받이(6)로 구성되며 ;

   상기 실린더각관(5)은 엄지말뚝에 용접으로 고정시키고, 실린더각관 내부에는 크기가 작고 길이가 긴 피스톤각관(4)을 삽입 후 자유롭게 길이를 조정하여 실린더각관에 고정시키고 ; 및

   피스톤각관 하부의 망치받이(6)는 각관으로 제작하여 피스톤각관 하부에 직교방향으로 설치 고정하도록 구성하며 ;

   상기 실린더각관과 피스톤각관 상부에는 길이방향으로 까치발(7)과 직교방향으로 ''형띠장이 설치되며 ;

   성기 ''형띠장 설치 후 지하실 외벽(10)이 타설되고 ''형띠장을 제거하면, 망치로 망치받이를 쳐서 망원경조절각관(3)의 회수가 용이하도록 구성된 것을 특징으로 하는 ''형띠장 흙막이공법.