KR100914158B1 - 무지보형의 차수벽 흙막이공법 - Google Patents

무지보형의 차수벽 흙막이공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 케이싱을 소정의 지반에 설치하고 이 케이싱 내부공간에 다수의 묶음으로 엮은 철근을 삽입하며, 이 케이싱내에 삽입된 철근과 케이싱 내부공간에 몰탈 그라우트를 주입하여 그라우팅한 후, 이 그라우트가 경화또는 고화되기 전에 상기 케이싱을 지면위로 인발하도록 한 차수벽 흙막이 공법에 있어서, 상기 그라우트가 경화되어 다수의 원기둥형태 또는 사각기둥 등의 기둥형태를 횡으로 연속설치한 후, 첨부도면 도 5A~도 5D에서와 같이 이들 그라우트 경화되어 형성된 기둥들에 항타된 보강케이싱이 연결되어 주변과 차폐되도록 설치되고, 이 보강케이싱 내부에도 몰탈 그라우트를 충전시켜 상기 케이싱 내의 그라우트와 같이 연속적으로 연결되어 견고하고도 완전한 지지체로서의 차수벽을 형성하여서 되는 것을 특징으로 하는 무지보형의 차수벽 흙막이공법.
케이싱, 보강케이싱, 차수벽, 그라우트, 앙카체

Description

무지보형의 차수벽 흙막이공법{Process of blocking water penetration and blocking earth collapsing by using impermeable wall without strut}
도 1은 지중에 케이싱(casing)을 삽입하기 위하여 지중에 굴착공을 형성하고 여기에 케이싱을 삽입하는 과정을 나타낸 각각의 단면도 및 평면도.
도 2는 위 도 1의 케이싱 내에 철근을 삽입 설치하는 것을 나타낸 설명도.
도 3은 위 도2의 케이싱 내의 공간부를 그라우트(grout)로 채워 그라우팅한 것을 나타낸 설명도.
도 4는 상기 도 1~도 3에 도시된 케이싱의 상향인발 및 인발 후의 케이싱 내 상태를 나타낸 설명도.
도 5A~도 5D는 도 3 및 도 4의 그라우트를 횡렬로 연속시켜 형성한 상태를 나타내는 것으로
도 5A는 보강케이스 설치 전 상태도,
도 5B는 보강케이스 설치 후 상태도,
도 5C는 보강케이스 내에서 그라우팅을 실시한 상태도,
도 5D는 도 5C에서 보강케이스를 인발 제거한 후의 상태도를 각각 나타낸다.
도 6은 도 5C를 화살표 방향으로 보았을 때의 배면도.
도 7(A~E)은 도 5A~도 5D에 의해 생성된 차수벽(WL)을 보다 강력히 지지하고 안전보증을 위해 차수벽을 관통하여 앙카체를 설치할 때의 공정순서를 나타낸 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1. 케이싱 2, 2`. 보강케이싱
3. 철근 4, 4`. 그라우트
11. 앙카홈 12. 앙카홈 내의 그라우트
H. 굴착공 G. 지반
WL. 차수벽 P. 굴착공간
본 발명은 각종 건축공사 현장에서 지중의 차수와 지반지지를 위한 무지보형의 차수벽 흙막이공법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 별도로 구비된 특수형상의 보강 케이싱을 설치하고, 또한 철근을 심어넣은 그라우트가 형성된 차수벽과 그 보강체의 2중 시스템에 의해 완벽하게 누수를 방지하고, 차수벽의 지지력을 더욱 더 향상시킨 공법에 관한 것이다.
종래에는 지중 차수를 위한 흙막이 공사시 지지체 형태(STRUT)로 되는 지보형의 H-빔(H-BEAM)을 설치하여야 하고, 차후 건축구조물 설치시 기존 공법에서의 지지체(STRUT) 해체에 따른 부대공사를 행하여야 하고 이에 따른 공기 문제, 철조 접합(JOINT) 문제, 벽체 크랙(CRACK) 발생문제 등의 제 문제가 계속 발생되었다. 따라서 본 발명은 이들 문제점들을 해결하기 위한 무지보형의 차수벽 흙막이공법 및 관련장치에 관한 것이다.
종래 이 분야의 기술로는 본 발명자의 선행기술인 대한민국 공개특허공보 10-2005-39549 '앵커체를 이용한 자립식 차수벽 흙막이 공법과 이를 위한 연결소켓'이 있다. 이 공법은 지반천공 후, 강관을 삽입하고, 강선이 부착된 앵커체 삽입 후, 앵커체에 콘크리트를 타설하여 정착체를 형성시키고, 상기 강선에 강성을 부여하고, 상기 강선 상단부에는 하중계를 설치하고, 강관내부에 크라우팅을 실시한 후, 앵커체의 두부에 캡콘크리트를 타설하는 차수벽 설치단계와, 상기 설치된 차수벽내측에 앵커체를 부착하고, 상기 앵커체의 강선이 교차되는 곳에 고정용 연결소켓을 부착한 후, 강선에 강성을 부여하여, 연결소켓 내부에서 교차된 강선을 고정한 후, 차수벽 외측에 강봉을 항타한 후 강관과 연결하는 차수벽 보강단계와, 상기 차수벽 외측부에 보강용 PE을 주입하여서 차수벽를 형성하는 앵커체를 이용한 자립식 차수벽 흙막이 공법이다.
그러나, 상기 종래 기술로도 매우 깊게 지반을 천공하고 굴토작업과 이러한 같은 지중에서의 차수벽 흙막이작업을 할 때에는 여전히 안전보증 문제가 심각히 대두 된다. 특히 그 지반이 연약지반인 경우 토압 및 지하수에 의한 지반붕괴 문제로 더욱 안전문제가 심각히 대두되고 있으나 매우 깊은 지반을 굴착하거나 연약지반일 경우 종래기술로는 안전보증이 거의 불가능에 가까운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 보완, 해결하기 위한것으로, 건설현장에서 H-빔과 같은 지보를 별도로 설치함이 없이 차수벽형성을 위해 타설되는 케이싱(casing)과 케이싱(casing) 사이의 공간에 보강케이싱을 설치함으로써 차수벽의 지지력을 향상시키고 특히 차수벽을 고정지지하는 앙카체와의 병행설치로 차수벽이 확실한 지지보의 역할도 겸하여 토립자 누수등의 유출을 방지하고, 아울러 지반의 보강 및 차수를 일층 강화시키도록 한 데에 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 케이싱을 소정의 지반에 설치하고 이 케이싱 내부공간에 다수의 묶음으로 엮은 철근을 삽입하며, 이 케이싱내에 삽입된 철근과 케이싱 내부공간에 몰탈 그라우트를 주입하여 그라우팅한 후, 이 그라우트가 경화또는 고화되기 전에 상기 케이싱을 지면위로 인발한다.
상기 그라우트가 경화되어 다수의 원기둥형태 또는 사각기둥 등의 기둥형태를 횡으로 연속설치한 후, 첨부도면 도 5A~도 5D에서와 같이 이들 그라우트 경화되어 형성된 기둥들에 항타된 보강케이싱이 연결되어 주변과 차폐되도록 설치되고, 이 보강케이싱 내부에도 몰탈 그라우트를 충전시켜 상기 케이싱 내의 그라우트와 같이 연속적으로 연결되어 견고하고도 완전한 지지체로서의 차수벽을 형성한다.
또한, 지반굴착의 심도가 깊어지고 더욱 안전보증을 요하는 공사인 경우에는 상기 지지체구조에 앙카체를 별도로 설치하여 완벽한 차수와 더불어 차수벽 지지를 도모한다.
본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 이하에 일 실시예를 구체적으로 설명한다. 먼저, 도 1은 케이싱(1) 삽입을 위해 지반(G)을 굴착하여 형성한 굴착공(H)에 케이싱(1)를 삽입한 것을 나타낸 것이다.
상기 케이싱(1) 내에 도 2에서와 같이 철근(3)을 케이싱 안쪽 원주 주위로 일정간격 띄워서 삽입하고, 케이싱(1)과 철근(3)사이의 공극에 몰탈그라우트를 주입하여 케이싱(1)내에서 도 3에서와 같이 그라우팅(4)을 한다. 이때 상기 철근 삽입시, 후에 앙카체를 케이싱을 가로질러 설치할 수 있는 공간을 확보해야 한다. 상기 그라우팅 작업으로 도 4에서와 같이 케이싱(1)내에 충만된 그라우트(4)가 굳기전에 상기 케이싱(1)을 굴착공(H)로부터 상향 인발시킨다.
상기 그라우트(4)와 그라우트(4) 사이를 보강케이싱(2)(2`)으로 주변과 차단시키므로써 누수를 방지하고 차수벽의 지지력을 향상시킨다.
상기 보강케이싱(2)(2`)의 상·하 단부의 형상은 ㅡ, ∧, ∩, 사다리꼴 등의 여러가지 형태로 되어있다. 상기 보강케이싱(2)(2`)과 상기 경화된 그라우트(4)사이의 공간부를 도 5C에서와 같이 새로이 그라우팅하여 그라우트(4`)로 채우고 전술한 그라우트(4)와 같이 완벽한 차수벽(WL)을 형성한다.
상기 보강케이싱(2)(2`)은 별도로 보강케이싱(2)(2`)의 차수측 케이싱(2`)의 면에 다수의 통공(21)을 천공하여 이 통공(21)을 통하여 보강케이싱 내에 주입한 몰탈그라우트(4`)가 흘러나와 이 보강케이싱(2`)의 면을 피복함으로써 지면과 차수 벽의 결합을 단단하게 만들어 줄수도 있다. 이 경우 흘러나온 몰탈 그라우트(4`)가 경화되어 완전히 주변과 밀폐되도록 하여준다.
한편, 굴착지반이 깊고 특히 연약지반인경우 보다 근본적인 차수벽지지와 안전보증공사를 위해 도 7(A)에서와 같이 차수벽(WL) 작업공간 내를 굴착하여 굴착공간(P)을 형성하고 앙카체를 전술한 차수벽(WL)에 부가시켜 보강 설치할 수 있다. 이 경우 도7(A)~(E)에서 도시한 설치순서대로 시공한다.
상기 앙카체는 도 7(B)에서와 같이 차수벽(WL)을 관통하여 차수벽이 지지되고 있는 지반(G)에 앙카체 내장홈(11)을 형성하고, 다음 이 홈(11)에 그 후단부가 절곡된 철근(12)을 삽입하고 다음 도 7(E)에서와 같이 상기 앙카홈(11) 내부에 몰탈그라우트(13)를 채워 그라우팅 함으로써 상기 철근(12)을 심으로 한 상기 차수벽(WL) 지지 앙카체가 설치된다.
그리고 지면에 삽입되는 케이싱 내의 철근과 차수벽의 작업면에 삽입되는 케이싱 내의 철근은 강관이나, pc 강연선 FRP, 토목섬유 등으로 사용하여도 좋다.
본 발명은 각종 가시설 흙막이 공사 현장에서 지반 굴토시 차수 및 흙막이 공법을 별도로 하는 것을 동시에 작업하여 접촉부, 수직도 문제를 향상시키고 자립형 차수벽 흙막이 벽체로 지지력 및 차수성을 향상시키고 수동 토입에 대한 토압등을 막고 무지보형태로 지반굴토 작업이 진행되어 지지체로(strut 및 wale) 사용되는 H-beam이 사용을 하지 않아 공사 진행간 안전사고가 위험성이 제거되고, 지반굴토 완료시 버팀목(strut) 간섭에 따른 철근 접합(joint) 문제 및 벽체 크랙(crack), 버팀목(strut) 해체에 따른 공기 지연 문제가 발생되지 않고 기존에 버팅용 제반등 복잡하고 번거로운 수단을 사용하지 않아 작업공간을 넓고 안전성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 지반에 형성된 다수의 굴착공 각각에 케이싱을 삽입하여 설치하는 단계;
    상기 설치된 각각의 케이싱 내부의 원주 주위로 일정한 간격으로 철근을 삽입하는 단계;
    상기 철근이 삽입된 케이싱 내부에 앙카체 공간을 형성한 후 몰탈 그라우트를 주입하는 단계;
    상기 케이싱을 지면위로 인발하는 단계;
    상기 케이싱이 인발되어 다수의 그라우트 기둥이 형성되면, 이웃하는 그라우트 기둥들을 연결하는 보강케이싱을 설치하고, 상기 보강케이싱 차수측 면에는 다수의 통공을 형성하는 단계;
    상기 보강케이싱 내부에 몰탈 그라우트를 주입하는 단계;
    상기 그라우트 기둥에 형성된 앙카체 공간을 관통하여 차수벽이 지지하고 있는 지반에 앙카체 내장 홈을 형성하는 단계;
    상기 홈에 후단부가 절곡된 철근을 삽입하는 단계; 및
    상기 그라우트 기둥을 관통하여 지반에 형성된 앙카체 내장 홈에 몰탈 그라우트를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무지보형의 차수벽 흙막이 공법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강케이싱은 상·하 단부가 ㅡ, ∧, ∩ 또는 사다리꼴의 형태 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무지보형의 차수벽 흙막이 공법.
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