이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 엄지말뚝 흙막이 공법은 기본적으로 다음과 같은 공정에 의해 구성된다.
굴착영역(1)의 경계선을 따라 제1열 엄지말뚝(100)을 근입하고, 그 제1열 엄지말뚝(100)의 외측에 간격을 두고 제2열 엄지말뚝(200)을 근입한다(도 2).
제1열 엄지말뚝(100) 및 제2열 엄지말뚝(200)이 일체로 거동하도록 연결부재(300)에 의해 상호 연결한다(도 3).
더욱 구체적으로는, 터파기의 진행에 의해 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200)의 상부가 지반 위로 노출되면, 그 상단에 제1열 좌우방향 연결부재(321)와 제2열 좌우방향 연결부재(322)를 각각 설치하고, 제1열 좌우방향 연결부재(321) 및 제2열 좌우방향 연결부재(322)의 상부에 전후방향 연결부재(310)를 설치하는 것이 바람직하다.
굴착영역(1)을 굴착하면서, 제1열 엄지말뚝(100)의 사이에 흙막이 부재(10)를 순차적으로 설치하여 흙막이 구조물을 형성한다(도 4,5).
상기 흙막이 구조물의 코너부에 스트럿(400)을 설치한다(도 4,5).
즉, 제1열 엄지말뚝(100)에 흙막이 부재(10)가 설치된 흙막이 구조물에 더하여, 외측에 제2열 엄지말뚝(200)을 근입하고 제1열 엄지말뚝(100)을 이와 일체로 거동하도록 설치하는 한편, 제1열 엄지말뚝(100)에 의한 흙막이 구조물에 스트럿(400)을 설치하여 보강한 것이다.
이는 종래의 일반적인 흙막이 공법에 비해 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째, 제2열 엄지말뚝(200)이 배후토체의 전단파괴를 방지하는 사면의 억지말뚝 역할을 수행하므로, 흙막이 구조물의 변위 발생을 극소화할 수 있다.
둘째, 주변 여건상 어스 앵커 등 배면 보강공법을 사용할 충분한 공간의 여유가 없는 경우, 제2열 엄지말뚝(200) 및 스트럿(400)의 복합 구조에 의해, 배면에 대한 보강을 최소화하면서도, 전체적인 흙막이 구조물의 구조적 안정성을 충분히 확보할 수 있다.
셋째, 제1열 엄지말뚝(100), 제2열 엄지말뚝(200), 연결부재(300), 스트 럿(400)이 일체로 거동하여, 각 부재의 강도를 충분히 발휘할 수 있도록 하는바, 동일한 강도 및 양의 자재를 사용하면서도 고심도의 터파기가 가능하므로, 경제적이다.
넷째, 스트럿 만으로 시공하는 일반 흙막이 공법에 비해, 제2열 엄지말뚝(200)의 추가로 인하여 스트럿의 하중 부담이 감소하므로, 스트럿의 수를 축소할 수 있다.
이하, 스트럿(400)의 시공에 관한 구체적 실시예에 대하여 설명한다.
흙막이 구조물에 대하여 스트럿(400)을 시공하는 방식은, 띠장에 설치하는 방식, 띠장 없이 제1열 엄지말뚝(100)에 직접 설치하는 방식 중 어느 것을 사용해도 관계없으나, 본 발명에 의한 공법의 경우 제1열 엄지말뚝(100)에는 제2열 엄지말뚝(200) 및 연결부재(300)에 의해 많은 하중이 재하되므로, 제1열 엄지말뚝(100)을 더욱 보강하는 의미에서, 띠장(420)을 설치하고 이에 스트럿(400)을 설치하는 방식을 적용하는 것이 바람직하다.
즉, 도 4,5에 도시된 바와 같이, 제1열 엄지말뚝(100)의 전방에 띠장(410)을 설치하고, 그 띠장(410)의 코너부에 스트럿(400)을 설치하는 것이 바람직한 것이다.
이로써, 스트럿(400), 띠장(420), 제1열 엄지말뚝(100), 연결부재(300), 제2열 엄지말뚝(200)이 일체로 설치된 견고한 구조의 흙막이 구조물을 얻을 수 있다.
이하, 도 6,7을 참조하여, 경사면(2)이 형성된 경우에 관한 실시예에 대하여 설명한다.
위 흙막이 구조물 형성단계에서, 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200)의 사이에 내측을 향하는 경사면(2)이 형성되도록 굴착하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이 흙막이 공사를 수행하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같은 흙막이 구조물을 형성할 수 있는데, 이는 종래의 흙막이 구조물에 비해 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200) 사이의 상부에 경사면(2)이 형성된다는 점에서 특징이 있다.
즉, 본 실시예에 의한 공법을 적용하는 경우, 종래의 구조에 비해 경사면(2) 상부 영역(S)에 해당하는 만큼의 토괴가 제거된 구조를 얻을 수 있으므로, 그만큼의 토압이 감소되어, 동일한 강도의 자재를 사용하는 경우에는 더욱 고심도의 흙막이 구조물을 얻을 수 있고, 동일한 심도의 흙막이 구조물을 시공하는 경우에는 자재를 절약할 수 있다는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
위 경사면(2)의 형성작업을 더욱 구체적으로 설명하면, 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200)의 사이 영역이 안정된 경사의 사면을 형성하는 한계 심도(L)까지 내측으로 경사지게 굴착하는 한편, 굴착영역(1)을 그 한계 심도(L)까지 굴착하는 것이 바람직하다(도 6).
한계 심도(L) 이후부터는, 제1열 엄지말뚝(100)에 흙막이 부재(10)를 설치하고, 띠장(410) 및 스트럿(400)을 설치하면서 설계 심도까지 굴착한다(도 7).
도 8 내지 10은 본 발명에 2열 엄지말뚝 흙막이 공법의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
이는 기본적인 공정은 위 실시예와 동일하나, 경사면 형성단계가 다소 상이하다.
본 실시예에 있어서의 경사면 형성단계는 다음과 같이 구성된다.
제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200)의 사이 영역 및 굴착영역(1)을 1차 설계 심도(H1)까지 굴착하면서, 제2열 엄지말뚝(200)의 사이에 제2열 흙막이 부재(20)를 설치한다(도 8).
1차 설계 심도(H1) 이하에서, 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200)의 사이 영역이 안정된 사면을 형성하는 2차 설계 심도(H2)까지 내측으로 경사지게 굴착함과 아울러, 굴착영역(1)을 2차 설계 심도(H2)까지 굴착한다(도 9).
2차 설계 심도(H2) 이하에서는, 제1열 엄지말뚝(100)에 흙막이 부재(10)를 설치하고, 스트럿(400)을 설치하면서 설계 심도까지 굴착한다(도 10).
이와 같이 흙막이 공사를 수행하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같은 흙막이 구조물을 형성할 수 있는데, 이는 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200) 사이의 상부 경사면(2) 위에 또 다른 제2열 흙막이 구조물이 형성된다는 특징이 있다.
이러한 제2열 흙막이 구조물은 제1열 엄지말뚝(100)과 제2열 엄지말뚝(200) 사이에 형성되는 경사면(2)을 안정시키는 역할을 하므로, 그 경사면(2)의 상부 영역(S)을 더욱 크게 형성할 수 있도록 한다.
따라서, 도 7의 실시예에 비해 더욱 많은 양의 토괴(S)가 제거된 구조를 얻을 수 있으므로, 더욱 큰 토압 감소효과를 얻을 수 있고, 이로 인하여 동일한 강도 의 자재를 사용하는 경우에는 더욱 고심도의 흙막이 구조물을 얻을 수 있고, 동일한 심도의 흙막이 구조물을 시공하는 경우에는 자재를 절약할 수 있다는 효과를 더욱 크게 얻을 수 있는 것이다.
도 11,12는 본 발명에 의한 흙막이 공법의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
이는 기본적인 공정은 위 실시예와 동일하나, 제2열 엄지말뚝(200)에 형성된 제2열 흙막이 구조물에 대해서도 제2열 스트럿(500)을 설치한다는 점이 추가된 것이다.
이러한 구성을 취하는 경우, 위 실시예서 제2열 흙막이 구조물의 구조적 안정성을 더욱 강화할 수 있어, 경사면(2)의 상부 영역(S)을 더욱 크게 형성할 수 있으므로, 더욱 큰 토압 감소효과를 얻을 수 있고, 이로 인하여 위 실시예에 의한 효과를 더욱 극대화하여 얻을 수 있다.
제2열 흙막이 구조물에 대하여 제2열 스트럿(500)을 시공하는 경우에도, 띠장 방식, 무띠장 방식 중 어느 것을 사용해도 관계없으나, 전자의 방식이 구조적 안정성 측면에서 더욱 바람직할 것이다.
도 11,12는 위 실시예에 관한 것으로서, 제2열 엄지말뚝(200)의 전방에 제2열 띠장(510)을 설치하고, 제2열 띠장(510)의 코너부에 제2열 스트럿(500)을 설치한 구성을 도시한 것이다.
이하, 도 4,5를 참조하여 위 연결단계에 적용되는 연결부재(300)의 실시예에 대하여 설명한다.
연결부재(300)는 제1열 엄지말뚝(100) 및 제2열 엄지말뚝(200)이 상호 일체 화하도록 연결하는 것이므로, 전후방향으로 이들을 연결하는 구조가 필요하고, 상술한 흙막이 부재 구조물의 상부두부 변위의 발생문제를 최소화하기 위해서는, 전후방향 연결부재(310)에 의해 제1열 엄지말뚝(100) 및 제2열 엄지말뚝(200) 상부를 상호 연결하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.
이러한 전후방향 연결부재(310)는 다수의 제1열 엄지말뚝(100) 및 제2열 엄지말뚝(200) 중 각각의 엄지말뚝(100,200)을 상호 연결하는 구조를 취할 수도 있으나, 흙막이 구조물 전체의 구조적 안정성 증대를 위해서는, 다음과 같이 전체가 일체화된 구성을 취하는 것이 더욱 바람직하다.
즉, 제1열 엄지말뚝(100)을 제1열 좌우방향 연결부재(321)에 의해 상호 연결하고, 제2열 엄지말뚝(200)을 제2열 좌우방향 연결부재(322)에 의해 상호 연결한 후, 제1열 좌우방향 연결부재(321)와 제2열 좌우방향 연결부재(322)를 전후방향 연결부재(310)에 의해 상호 연결하는 것이 그것이다.
이러한 구조를 취하는 경우에도, 상술한 상부두부 변위의 발생문제를 해소하기 위해서는, 제1열 좌우방향 연결부재(321) 및 제2열 좌우방향 연결부재(322)는 각각 제1열 엄지말뚝(100) 및 제2열 엄지말뚝(200)의 상단에 설치하고, 전후방향 연결부재(310)는 제1열 좌우방향 연결부재(321) 및 제2열 좌우방향 연결부재(322)의 상부에 설치하는 구성을 취하는 것이 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.