KR101014018B1 - ㄷ자 형강이 마주보는 형태로 배치된 구조의 엄지 말뚝을 구비한 콘크리트 합성벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지하 굴착 또는 사면 절취 단계에서 배면 지반의 붕괴를 막기 위하여 앵커(록볼트 포함)로 지지되는 흙막이 벽체를 시공함에 있어서, 흙막이 벽체를 용이하고 경제적으로 축조하고, 지하 굴착부 또는 사면 절취부에 설치되는 지하 구조물의 벽체 또는 옹벽 벽체와 상기 흙막이 벽체가 일체로 되도록 함으로써, 흙막이 벽체의 지지말뚝이 굴착 또는 절취 완료 후에 시공되는 본 구조물의 벽체의 일부로서 활용되도록 구성한, 길이 방향으로 연속된 중공부를 갖는 엄지 말뚝을 구비한 지지말뚝, 이를 이용한 벽체와 콘크리트 합성벽체에 관한 것이다.

본 발명에서는 두 개의 ㄷ자 형강(11a, 11b)이 길이 방향으로 간격을 두고 마주 하고 있는 구조를 가지는 엄지 말뚝(10)이, 지반에 천공된 구멍(100)에 삽입 설치되어 있되, 상기 구멍(100) 내에는 충전재(101)가 채워지고, 전면 지반의 굴착에 의해 상기 엄지 말뚝(10)의 일부가 외부에 노출되도록 한 후에, 상기 엄지 말뚝(10)의 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지 전방으로 콘크리트가 타설되어 상기 엄지말뚝(10)과 일체로 구조물 벽체(3)가 형성되어, 상기 엄지말뚝(10)과 구조물 벽체(3)가 일체를 이루는 하나의 구조체를 형성하여 배면 토사의 토압을 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 합성 벽체가 제공된다.

본 발명에 의한 합성 벽체에서는, 전면 지반의 굴착에 의해 상기 엄지 말뚝(10)의 일부가 외부에 노출되도록 한 후에, 상기 엄지 말뚝(10)의 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 플랜지와 배면 지반의 절취면 전면 사이에 토류부재(24)가 설 치되어 지지벽체(2)가 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 엄지 말뚝(10)의 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 마주보는 간격 사이로 천공된 앵커공에 앵커(4)가 삽입되고, 상기 앵커(4)의 외부 단부가 상기 엄지 말뚝(10)의 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측에 정착됨으로써 앵커(4)가 설치되어 있고; 상기 지지벽체(2)의 전면으로 콘크리트가 타설되어 구조물 벽체(3)가 형성되어 상기 엄지 말뚝(10)과 구조물 벽체(3)가 일체를 이루는 하나의 구조체를 형성하여 배면 토사를 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성 벽체가 제공된다.

엄지 말뚝, 벽체, 굴착, 사면, 앵커

Description

ㄷ자 형강이 마주보는 형태로 배치된 구조의 엄지 말뚝을 구비한 콘크리트 합성벽체{Composite Wall Using Angled Channel}

본 발명은 ㄷ자 단면 형상의 형강이 마주보는 형태로 배치된 구조로 이루어진 엄지말뚝을 구비한 지지말뚝, 이를 이용한 흙막이 벽체 및 합성 벽체에 관한 것이다. 구체적으로는 지하 굴착 또는 사면 절취 단계에서 배면 지반의 붕괴를 막기 위하여 설치되는 앵커(록볼트)로 지지되는 흙막이 벽체를 시공함에 있어서, 엄지말뚝의 중심을 관통하여 앵커공을 천공할 수 있는 구조의 지지말뚝과 이를 포함한 흙막이 벽체를 형성하고, 또한 지하 굴착부 또는 사면 절취부에 설치되는 지하 구조물의 벽체 또는 옹벽 벽체와 상기 흙막이 벽체가 일체로 되도록 함으로써, 흙막이 벽체를 경제적으로 시공하도록 하고 굴착 또는 절취 완료 후에 시공되는 본 구조물의 벽체의 일부로서 활용되도록 한 지지말뚝 및 합성 벽체에 관한 것이다.

토지 이용이 고도화됨에 따라 지하 공간의 개발과, 사면 절취가 날로 증가하고 있으며, 그 규모와 높이도 커지고 있다. 지하 굴착 공사 또는 사면 절취 공사 중에 굴착부의 배면 지반이 붕괴되는 것을 막기 위하여 본 구조물의 벽체와는 별도로 가설 흙막이 벽체와 이를 지지하기 위한 지보 구조물이 설치된다.

흙막이 벽체로는 주로 주열식 벽체가 많이 사용되는데, 주열식 벽체에서는 이정한 간격으로 지반을 천공하고, 천공된 구멍에 강재 빔(주로 H빔)으로 이루어진 엄지 말뚝을 설치한 후 소일 시멘트 또는 콘크리트 등의 충전재를 주입하여 지지말설치하고, 지지말뚝 사이에 철근콘크리트 또는 소일 시멘트로 이루어지는 기둥 형상의 벽체를 연속적으로 설치한다.

지보 구조물로는 H빔과 같은 강재를 수평으로 설치하여 토압에 저항하게 하는 버팀대 방법과 배면 지반에 구멍을 뚫고 강선이나 강봉 등을 삽입, 고정시켜 토압에 저항하도록 하는 앵커식 방법이 있다.

후자의 경우에는 배면 지반쪽으로 앵커공을 천공해야 하는데, 엄지말뚝의 심재로 주로 사용되는 H빔은 부재의 기하 형상으로 인해 그 중심부를 관통하여 천공할 수 없기 때문에 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이의 지점에 앵커공을 천공할 수밖에 없고, 이로 인해 앵커 반력을 엄지말뚝에 전달할 수 있도록 띠장이라고 하는 별도의 부재를 설치해야 하는 문제점이 있다. 또한, 경사지 전면의 옹벽에서는 앵커를 영구적인 구조체로 사용해야 하는 경우가 많은데 이때 띠장이 있으면 띠장으로 인해 콘크리트 벽체의 두께가 두꺼워지는 문제도 발생한다.

또, 주열식 흙막이 벽체에서는 지반을 천공하고, 천공된 구멍에 강재 빔으로 이루어진 엄지 말뚝을 설치한 후 소일 시멘트 또는 콘크리트 등의 충전재를 주입하여 지지말뚝을 연속되게 설치하게 된다. 그런데, 이 경우 엄지 말뚝이 충전재에 완 전히 매립되어 있으므로, 굴착 또는 사면 절취 공사가 완료된 후 엄지 말뚝을 인발하여 재활용하기가 극히 어렵다. 반면에 엄지 말뚝은 주로 강재로 만들어지고 고가이기 때문에 엄지말뚝을 충전재 속에 단순히 매립하여 사장시키는 것은 경제적으로도 매우 불리하다. 특히, 흙막이 벽체에 바로 인접하여 건물 지하층의 벽체나 옹벽의 벽체 등과 같은 지하 구조물의 지하 벽체를 시공하는 경우가 많은데, 이러한 경우에 고가의 강재로 이루어진 엄지 말뚝을 사장시키지 말고 콘크리트 지하 벽체의 강성을 증가시키는 구조 부재로 활용하는 것이 바람직하다.

최근에는 건물 지하층의 한 개층 층고가 높은 경우가 많은데, 이와 같이 층고가 높아지게 되면 지하 벽체의 지지점으로서 기능하게 되는 각 층의 슬래브 사이의 간격이 넓어지게 되고, 그 결과 지하 벽체가 부담해야할 토압이 증가하게 되어, 결국 지하 벽체의 두께가 더 증가된다. 이러한 지하 벽체의 두께 증가는 공사비의 증가뿐만 아니라 지하층의 연면적 감소를 가져오게 되고, 극단적인 경우에는 필요한 지하 공간의 확보를 위하여 지하층의 수를 더 늘려 지하 굴착 깊이를 더 증가시키게 될 수도 있다.

또한, 주열식 벽체와 같이 지지말뚝 사이에 철근콘크리트 또는 소일 시멘트로 이루어지는 기둥 형상의 벽체를 연속적으로 설치할 경우, 굴착 단계에서 토사의 전방 유출을 막기 위한 토류부재를 별도로 설치하지 않아도 되므로 신속하고 간편한 시공이 가능하다는 장점이 있으나 천공 비용과 시간이 많이 요구된다는 단점이 있다. 따라서, 경우에 따라서는 지지벽체의 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이를 지지하는 것이 필요할 수도 있다.

본 발명은 상기한 것처럼 종래의 흙막이 벽체 및 본 구조물 벽체가 갖는 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 엄지말뚝의 중심선을 관통하여 앵커공을 천공할 수 있도록 함으로써 앵커 반력을 엄지말뚝에 전달하는 별도의 부재인 띠장을 생략할 수 있어 신속하고 경제적인 시공이 가능한 흙막이 벽체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 구조의 흙막이 벽체에 있어서 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이에 토류부재(토류판 또는 숏크리트 등)를 설치하여 지지벽체를 형성함으로써 경제적인 시공이 가능한 흙막이 벽체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 엄지말뚝과 구조물 벽체를 일체로 합성시킴으로써, 엄지 말뚝을 사장시키지 아니하고 흙막이 벽체에 접하여 시공되는 구조물의 강성을 보강하는 구조 부재로서도 용이하게 활용될 수 있도록 함으로써, 지하 벽체의 두께를 줄일 수 있도록 하는 지지말뚝과, 이를 이용한 합성 벽체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 앵커 반력을 엄지말뚝에 전달하는 역할을 수행하는 띠장이 불필요하기 때문에 흙막이 벽체를 신속하면서도 경제적으로 시공할 수 있다.

또한, 엄지 말뚝을 구비한 지지말뚝이 지하 벽체와 견고하게 일체화됨으로써 자칫 사장될 수 있는 고가의 재료로 만들어진 엄지말뚝이 콘크리트 지하 벽체의 강 성을 증가시키는 구조부재로서 활용될 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

또한, 이와 같이 본 발명에서는 지지말뚝이 본 구조물의 구조 부재로서 활용되므로, 콘크리트 지하 벽체의 두께를 줄일 수 있으며, 본 발명에서는 앵커의 설치가 매우 용이하므로, 필요한 개소에 적절하게 앵커를 설치할 수 있고, 따라서 지하 벽체의 지지점 개수를 늘릴 수 있어 그 만큼 지하 벽체의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 지하 벽체의 두께가 줄어들게 되면 그 만큼 콘크리트 지하 벽체 시공비가 절감될 뿐만 아니라 콘크리트 지하 벽체가 차지하고 있던 면적이 줄어들어 더 넓은 지하 면적을 확보할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

본 발명에서는, 두 개의 ㄷ자 형강이 길이 방향으로 간격을 두고 마주 하고 있는 구조를 가지는 엄지 말뚝이, 지반에 천공된 구멍에 삽입 설치되어 있고; 상기 엄지 말뚝의 후면측 외부 및 마주보는 두 개의 채널 사이의 공간에 충전재가 채워져 엄지말뚝과 충전재가 일체화되는 것을 특징으로 하는 지지말뚝이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 전면 지반의 굴착에 의해 상기 엄지 말뚝의 전면 측이 외부에 노출되도록 한 후에, 상기 엄지 말뚝의 ㄷ자 형강의 전면 측 플랜지와 배면 지반의 절취면 전면 사이에 토류부재가 설치되어 지지벽체가 형성된다.

상기 엄지 말뚝의 ㄷ자 형강의 마주보는 간격 사이로 천공된 앵커공에 앵커가 삽입되고, 상기 앵커의 외부 단부가 상기 엄지 말뚝의 ㄷ자 형강의 전면 측에 정착됨으로써 앵커가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 벽체가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 위와 같은 벽체에서, 상기 지지벽체의 전면으로 콘크리트가 타설되어 구조물 벽체가 형성되어 상기 엄지 말뚝과 지지벽체와 구조물 벽체가 일체를 이루는 하나의 구조체를 형성하여 배면 토사를 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성 벽체가 제공된다.

위와 같은 본 발명에 있어서, 상기 엄지 말뚝의 전면 측 외부에 충전재가 부착되지 않도록 엄지 말뚝의 전면 측에는 전면 덮개가 덮어져 보호될 수 있다.

또 다른 구조로서, 엄지 말뚝의 ㄷ자 형강의 전면 측 플랜지 전면에는 전면 보호판이 설치되고, 상기 엄지 말뚝의 ㄷ자 형강의 전면 측 플랜지의 후면과 ㄷ자 형강의 복부 측면에는 복부 보호재가 설치되는 구조를 이용하여 상기 엄지 말뚝의 전면 측 외부에 충전재가 부착되지 않도록 할 수도 있다.

또한, 상기한 벽체, 합성 벽체에 있어서, 구조물 벽체가 형성되기 전의 상태에서, 상기 엄지 말뚝의 중공부 사이로 천공된 앵커공에 앵커가 삽입되고, 상기 앵커의 외부 단부가 상기 엄지 말뚝의 전면 측에 정착되는 구조의 벽체가 제공된다.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 그 시공방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에서 지지말뚝(1)을 시공하기 위하여 지반에 구멍(100)을 형성한 상태를 보여주는 평면도가 도시되어 있으며, 도 2에는 구멍(100)에 삽입되는 엄지 말뚝(10)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 것처럼 우선 지반에 구멍(100)을 천공하고, 도 2에 도시된 것처럼, 두 개의 "ㄷ"자 형상의 형강으로 이루어진 부재(이하, "ㄷ자 형강"이라고 함)(11a, 11b)가 길이 방향으로 간격을 두고 서로 마주 하고 있는 구조를 가지는 엄지 말뚝(10)을 상기 구멍(100)에 삽입 설치한다.

상기 엄지 말뚝(10)에 있어서, 필요에 따라서는 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 마주 보는 면 사이, 즉 중공부(12)의 간격 유지를 위하여 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)을 지지하는 간격유지부재(19)가 설치될 수도 있다. 상기 간격유지부재(19)는 후술하는 것처럼 중공부(12) 내에서 보강재로서의 기능도 수행한다. 후술하는 것처럼 앵커를 설치하기 용이하게 하기 위하여, 미리 앵커공 형성을 형성할 수 있는 부재로서 관형상의 앵커공 형성부재(38)가 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 마주 보는 면 사이에 설치될 수 있다. 이 경우 상기 앵커공 형성부재(38)에 의하여 미리 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이에 앵커공을 형성하게 되고 앵커공의 형성 방향을 미리 정해두는 것이 되기 때문에 앵커공을 천공하는 작업이 매우 수월해지는 효과가 있다. 비록 도 2에는 앵커공 형성부재(38)와 간격유지부재(19)가 모두 도시되어 있지만, 이와 같은 앵커공 형성부재(38)는 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이의 간격을 유지하는 기능을 할 수도 있으므로, 간격유지부재(19)의 설치를 생략할 수도 있다는 효과도 발휘한다.

도 3에는 구멍(100)에 엄지 말뚝(10)을 삽입한 상태를 보여주는 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 구멍(100)의 전면 측을 굴착하여 엄지 말뚝(10)의 전면 측이 노출되도록 한 상태를 보여주는 평면도가 도시되어 있다.

구멍(100)에서 엄지 말뚝(10)은 소일 시멘트 또는 콘크리트 등의 충전재(101)가 충전된 상태의 구멍(100) 내부에 위치하게 되는데, 구멍(100)에 충전재(101)를 미리 주입한 상태에서 엄지 말뚝(10)을 설치할 수도 있지만, 엄지 말뚝(10)을 설치한 후에 충전재(101)를 주입하는 것이 더 바람직하다. 도 3에서 후술하는 것처럼 구멍(100)의 전면 측을 굴착하여 제거될 충전재(101) 부분은 도시를 생략하였다.

도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에서는 구멍(100)의 전면 방향의 토사를 굴착하거나 또는 사면 절취를 하였을 때, 엄지 말뚝(10)의 전면 측이 외부에 노출되어야 한다. 이를 위하여, 본 발명에서는, 구멍(100)에 충전재(101)를 주입한 상태에서, 엄지 말뚝(10)의 배면 토사 방향 즉, 상기 엄지 말뚝(10)의 후면 측, 즉 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 배면 토사 방향의 플랜지와 복부 일부 외부에는 충전재(101)가 부착되어 엄지 말뚝(10)의 후면 측이 충전재(101)와 일체가 되지만, 엄지 말뚝(10)의 전면 측, 즉, ㄷ자 형강(11a, 11b)의 굴착 토사 방향의 플랜지와 복부 일부 외부에는 충전재(101)가 부착되지 않은 상태를 이루는 것이 바람직하다. 이를 위하여 다음과 같은 구조를 적용할 수 있다.

도 3의 (a) 및 도 4의 (a)에 도시된 실시예의 경우는 전면 덮개(15)를 이용한 것이고, 도 3의 (b) 및 도 4의 (b)에 도시된 실시예의 경우는 간편한 방법으로서 전면 보호판(115)과 복부 보호재(116)를 이용한 것이다.

우선 도 3의 (a)에 도시된 실시예의 경우를 구체적으로 살펴보면, 엄지 말뚝(10)의 전면 측 외부에 충전재(101)가 붙지 않도록, 엄지 말뚝(10)의 전면 측을 전면 덮개(15)로 덮어 보호한다. 즉, 엄지 말뚝(10)을 이루는 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지와 복부 일부를 감싸도록 전면 덮개(15)가 설치되어 있는 것이다.

도 5a 및 도 5b에는 도 3의 (a)에 도시된 실시예의 엄지 말뚝(10)이 구멍(100)에 배치되는 형상을 보여주는 개략적인 정면 사시도 및 배면 사시도가 각각 도시되어 있다. 참고로 도 5a 및 도 5b에서는 상기 앵커공 형성부재(38)가 설치되지 아니한 실시예가 도시되어 있다.

도면에서 부재번호 16과 17은 각각 전면 덮개(15)를 설치하기 위하여 ㄷ자 형강의 복부 측면에 설치된 앵글 부재(16)와, 전면 덮개(15)와 앵글 부재(16)를 결합하는 체결부재(17)이다. 부재번호 18은 2분할 된 전면 덮개(15)를 사용하는 경우 전면 덮개(15)를 서로 결합하는 체결부재(18)이다.

도면에 도시된 것처럼, 엄지 말뚝(10)을 이루는 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지와 복부 일부를 감싸도록 전면 덮개(15)를 설치한 상태에서 충전재(101)를 구멍(100)에 주입하게 되면, 엄지 말뚝(10)의 후면 측 외부에는 충전재(101)가 부착되어 엄지 말뚝(10)의 후면 측이 충전재(101)와 일체가 되지만, 엄지 말뚝(10)의 전면 측 외부에는 충전재(101)가 부착되지 않은 상태가 되는 본 발명에 따른 지지말뚝(1)을 형성하게 된다.

후속하여 지하 굴착 또는 사면 절취 단계에서 구멍(100)의 전면 측을 굴착하고 전면 덮개(23)를 제거하게 된다. 이 때, 엄지 말뚝(10)의 전면 측 외부에 있는 충전재(101)도 제거된다. 따라서 후술하는 도 6의 평면도에 도시된 것처럼, 엄지 말뚝(10)의 후면 측은 충전재(101)에 매립되어 있지만, 엄지 말뚝(10)의 전면 측 외부에는 충전재(101)가 부착되어 있지 아니 하였으므로, 후면 측은 충전재(101)와 일체로 되어 있는 상태이고, 전면 측은 쉽게 그대로 외부에 노출된 상태가 된다.

본 발명에 있어서 전면 덮개(15)는 도면에 도시된 실시예에 한정되지 아니하며 전면 측 플랜지와 복부 일부를 감싸도록 구성된 것이면 다양한 형태로 변형될 수 있다. 즉, 간편한 방법으로서 도 3의 (b)에 도시된 것처럼 구성할 수 있다. 구체적으로, 엄지 말뚝(10)의 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지 전면에 충전재(101)가 들러붙지 않도록 전면 보호판(115)을 설치하고, 상기 플랜지의 후면으로는 후술하는 토류부재 설치를 위한 간격을 확보하기 위하여 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 복부 측면으로 복부 보호재(116)를 설치한다. 이러한 전면 보호판(115)과 복부 보호재(116)의 특별히 한정되지 않지만 쉽게 구할 수 있는 발포재 등을 이용할 수 있다. 상기 복부 보호재(116)는 후술하는 토류부재(24)가 용이하게 설치될 수 있는 공간을 확보하기에 충분한 두께를 가지는 것이 바람직하다.

이와 같이 전면 보호판(115)을 엄지 말뚝(10)의 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지 전면에 설치하고, 복부 보호재(116)를 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지 후면에서 복부 측면으로 설치한 상태로 충전재(101)를 주입하게 되면, 상기 전면 보호판(115)과 복부 보호재(116)가 설치된 부분에는 충전재(101)가 엄지 말뚝(10)에 부착되지 않은 상태의 지지말뚝(1)이 시공된다. 따라서, 후속하여 지하 굴착 또는 사면 절취 단계에서 구멍(100)의 전면 측을 굴착하고 상기 전면 보호판(115)과 복부 보호재(116)를 제거하게 되면, 도 6에 도시된 것처럼, 엄지 말 뚝(10)의 후면 측은 충전재(101)에 매립되어 충전재(101)와 일체로 되어 있는 상태이고, 전면 측은 그대로 외부에 노출된 상태를 쉽게 이룰 수 있게 된다.

도 6에 도시된 것처럼, 지지말뚝(1)을 시공하고 지하 굴착 또는 사면 절취 작업을 수행하여 엄지 말뚝(10)의 전면 측을 외부로 노출시킨 상태에, 지반의 절취면 전면으로 토류부재(24)를 설치하여 지지벽체(2)를 형성한 상태의 평단면도가 도 7에 도시되어 있으며, 도 8에는 도 7에 도시된 상태의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 토류부재로는 토류판이 주로 사용되는데 숏크리트나 콘크리트 타설을 통해 형성할 수도 있다.

도 6에 도시된 것처럼 엄지 말뚝(10)의 전면 측이 외부에 그대로 노출되도록 한 후에는 도 7 및 도 8에 도시된 것과 같이, 지반의 절취면 전면과 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전방 측 플랜지 사이에 토류부재(24)를 설치함으로써, 지지말뚝(1) 사이의 배면 지반을 지지하기 위한 지지벽체(2)를 형성한다. 이와 같이 토류부재(24)를 설치하여 지지벽체(2)를 설치하는 것은 지지말뚝(1) 전면의 지반을 굴착해가면서 계속하여 진행된다.

도 9에는 구조물 벽체(3)가 시공된 상태를 보여주는 평단면도가 도시되어 있는데, 상기 지지벽체(2)가 시공된 후에는 도 9에 도시된 것처럼, 상기 지지벽체(2)의 전방으로 콘크리트를 타설하여 구조물 벽체(3)를 일체로 시공한다.

상기 구조물 벽체(3)는 굴착된 지반에 설치되는 지하 구조물의 벽체일 수도 있으며, 굴착된 지반에 설치되는 옹벽의 벽체일 수도 있다. 상기 구조물 벽체(3)를 시공함에 있어서, 상기 구조물 벽체(3)의 시공을 위한 콘크리트를 타설하기에 앞서, 상기 엄지 말뚝(10)의 노출된 전면 측에는 구조물 벽체(3)와의 일체 결합을 위하여 스터드, 철근 등의 합성연결재(31)를 설치하여(도 8 및 도 9 참조), 상기 합성연결재(31)가 구조물 벽체(3)의 콘크리트 내에 매립되도록 할 수도 있다.

한편, 상기 구조물 벽체(3)를 시공하기에 앞서, 지지벽체(2)를 시공한 후 또는 지지벽체(2)를 시공하기 전에 상기 지지말뚝(1)에는 앵커(4)를 더 설치할 수도 있다.

도 10은 앵커(4)를 설치한 후 옹벽의 수직 벽체로서 구조물 벽체(3)를 시공한 상태의 측면도이며, 도 11은 앵커(4)를 설치한 후 지하 구조물의 벽체로서 구조물 벽체(3)를 시공한 상태의 측면도다. 본 발명에 있어서는, 간격을 두고 마주보게 배치된 ㄷ자 형강(11a, 11b)으로 엄지 말뚝(10)이 구성되므로, 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이로 배면 지반 내에 앵커공을 천공하고, 상기 앵커공에 앵커(4)를 삽입한 후, 상기 앵커(4)의 외부 단부를 상기 엄지 말뚝(10)의 전면 측에 정착함으로써 용이하게 앵커(4)를 설치할 수 있다. 상기 엄지 말뚝(10)의 전면에 정착판을 양측 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이에 걸쳐지게 하고 상기 정착판에 앵커(4)의 단부를 정착함으로써 용이하게 앵커를 정착할 수 있는데, 앵커의 정착 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 록볼트도 상기 "앵커"의 종류 중의 하나로 이해되어야 할 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 엄지 말뚝(10)을 관통하여 앵커(4)를 용이하게 설치할 수 있으므로, 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 굴착 지반 높이에 충분한 개소의 앵커(4)를 설치할 수 있고, 이러한 앵커(4)는 영구 앵커로서 이용되어 지지말 뚝(2)에 의한 배면 지반 지지력을 크게 향상시키게 되므로, 지지벽체(2) 및 구조물 벽체(3)의 두께를 그 만큼 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

한편, 앞서 설명한 것처럼, 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 마주 보는 면 사이에 관형상의 상기 앵커공 형성부재(38)를 설치해두는 경우, 상기 앵커공 형성부재(38)가 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이의 간격을 유지하는 기능을 하는 것에 더하여 미리 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이에 앵커공을 형성하는 기능을 하게 되고, 앵커공의 형성 방향을 미리 정해두는 것이 되기 때문에 앵커공을 천공하는 작업이 매우 수월해진다.

이와 같이, 본 발명에서는 엄지 말뚝(10)을 관통하여 앵커(4)를 용이하게 설치할 수 있으므로, 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 굴착 지반 높이에 충분한 개소의 앵커(4)를 설치할 수 있고, 이러한 앵커(4)는 영구 앵커로서 이용되어 지지말뚝(1)에 의한 배면 토사 지지력을 크게 향상시키게 되므로, 구조물 벽체(3)의 두께를 그 만큼 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

앞서 종래 기술의 문제점에서 살펴보았듯이, 지하 구조물의 한 개층 층고가 높아지는 경우, 각 층의 슬래브 간의 간격이 넓어지게 되고, 그 결과 지하 벽체가 부담해야할 토압이 증가하게 되어, 결국 지하 벽체의 두께가 더 증가되지만, 본 발명에서는 앵커의 설치가 매우 용이하므로, 각 층 높이에서 필요한 개소에 충분하게 앵커를 설치할 수 있으므로, 구조물 벽체의 두께를 줄일 수 있으며 따라서 종래의 경우처럼, 지하 벽체의 두께 증가, 그로 인한 공사비의 증가 및 지하층의 연면적 감소 등의 단점을 해소할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에서 지지말뚝을 시공하기 위하여 지반에 구멍을 형성한 상태를 보여주는 평면도이다.

도 2는 도 1의 구멍에 삽입되는 엄지 말뚝의 개략적인 사시도이다.

도 3은 구멍에 엄지 말뚝을 삽입한 상태를 보여주는 평면도이다.

도 4는 도 3의 상태에서 구멍의 전면 측을 굴착하여 엄지 말뚝의 전면 측이 노출되도록 한 상태를 보여주는 평면도이다.

도 5a 및 도 5b는 각각 도 3의 (a)에 도시된 실시예의 엄지 말뚝을 구멍에 배치하는 형상을 보여주는 개략적인 정면 사시도 및 배면 사시도이다.

도 6은 지하 굴착 또는 사면 절취 단계에서 구멍의 전면 측을 굴착하고 엄지 말뚝에 구비되었던 전면 덮개 또는 전면 보호판과 복부 보호재를 제거한 상태를 보여주는 평면도이다.

도 7은 지하 굴착 또는 사면 절취 작업을 수행한 후, 지반의 절취면 전면으로 지지벽체를 형성한 상태를 보여주는 평단면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 상태의 개략적인 사시도이다.

도 9는 구조물 벽체가 시공된 상태를 보여주는 평단면도이다.

도 10은 앵커를 설치한 후 옹벽의 수직 벽체로서 구조물 벽체를 시공한 상태를 보여주는 측면도이다.

도 11은 앵커를 설치한 후 지하 구조물의 벽체로서 구조물 벽체를 시공한 상태를 보여주는 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 지지말뚝

2 : 지지벽체

3 : 구조물 벽체

10 : 엄지말뚝

Claims (6)

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6. 두 개의 ㄷ자 형강(11a, 11b)이 길이 방향으로 간격을 두고 마주하여 배치되며, 마주보는 ㄷ자 형강(11a, 11b) 사이에 앵커공의 형성 방향을 미리 정하기 위한 관 형상의 앵커공 형성부재(38)가 설치되어 있는 구조를 가진 엄지 말뚝(10)이, 지반에 천공된 구멍(100)에 삽입 설치되고 상기 구멍(100)에 충진재(101)가 채워져 상기 엄지 말뚝(10)이 충진재(101)에 매립되어 있으며;

   상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지의 전면으로는 전면 측 플랜지와 복부 일부를 감싸는 전면 덮개(15)가 덮어 씌워져 있어, 상기 엄지 말뚝(10)이 충진재(101)에 매립되어 있는 상태에서 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지의 외부에는 충진재(101)가 부착되지 아니하는 구조를 가지며;

   전면 지반의 굴착에 의해 엄지 말뚝(10)의 상기 ㄷ 형강의 전면 측 플랜지가 외부에 노출되어 있는 상태에서, 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 전면 측 플랜지와 지반의 절취면 전면 사이에 토류부재(24)를 설치하여 엄지말뚝(10) 사이의 배면 토사를 지지하는 지지벽체(2)가 형성되어 있고;

   상기 엄지 말뚝(10)의 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)의 마주보는 간격 사이에 설치된 앵커공 형성부재(38)를 통하여 지반에 앵커공이 천공되고, 상기 앵커공에 앵커(4)가 삽입되어 상기 앵커(4)의 외부 단부가 상기 ㄷ자 형강(11a, 11b)에 정착됨으로써, 상기 엄지 말뚝(10)에 앵커(4)가 설치되며;

   앵커(4)가 설치되어 있는 상기 ㄷ자 형강의 전면 측 플랜지 전면에는 콘크리트 내에 매립되는 합성연결재(31)가 돌출되어 설치되며;

   상기 합성연결재(31)가 설치되어 있는 상기 ㄷ자 형강의 전면 측 플랜지 전면 및 배면 토사의 전방으로 상기 합성연결재(31)가 매립되도록 콘크리트가 타설되어 상기 엄지 말뚝(10)과 일체로 구조물 벽체(3)가 형성되어, 상기 엄지 말뚝(10)과 구조물 벽체(3)가 일체를 이루는 하나의 구조체를 형성하여 배면 토사를 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 합성 벽체.

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