KR101026583B1 - 토류벽체 지지용 띠장재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목건설 현장의 가설 흙막이 공사에서 굴착된 토류벽체가 토압에 의해 처짐 및 붕괴가 발생하지 않도록 지탱하는 띠장재를 웨브 너비와 상,하부 플랜지 폭이 같은 H형강으로 이루어진 단띠장재이면서 강한 응력으로 내구력을 크게 향상시키고 버팀보의 간격을 넓게 할 수 있도록 하여 설치작업이 간편하고 굴착장비 및 시공장비의 작업반경을 넓게 확보하여 작업생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 토류벽체 지지용 띠장재에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 H형강의 웨브 양측면에 있는 상,하부 플랜지에 직교로 밀착되고 길이방향으로 다수 배치되는 응력지지판과, 상기 응력지지판의 중앙부를 가로지르는 형태로 배치되는 응력분산판과, 상기 응력지지판과 응력분산판의 접촉단부가 일체로 부착되어 H형강의 내부에 밀집된 형태의 격자블록을 구비하여 전단강도의 증대 및 이에 따른 발생변위를 억제할 수 있도록 하며, 상기 H형강의 중간부에는 좌,우측 브라켓을 결합하여 좌,우측 브라켓을 연결하는 형태로 케이블을 고정하며, H형강의 양단부 및 그 내측에 지지격판과 보조격판을 부착하고 하부 플랜지와 지지격판에는 다수의 결합구멍을 형성하여서 된 띠장재를 특징으로 한다.

Description

토류벽체 지지용 띠장재 {A wale system for supporting earth retaining wall}

본 발명은 토류벽체 지지용 띠장재에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 토목건설 현장의 가설 흙막이 공사에서 굴착된 토류벽체가 토압에 의해 처짐 및 붕괴가 발생하지 않도록 지탱하는 띠장재를 웨브 너비와 상,하부 플랜지 폭이 같은 H형강으로 이루어진 단띠장재이면서 강한 응력으로 내구력을 크게 향상시키고 버팀보의 간격을 넓게 할 수 있도록 하여 설치작업이 간편하고 굴착장비 및 시공장비의 작업반경을 넓게 확보하여 작업생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 토류벽체 지지용 띠장재에 관한 것이다.

일반적으로 흙막이 공사는 흙벽 또는 암벽에 일체로 타설 형성하는 콘크리트의 영구 흙막이와, 굴착 공사시에만 흙벽 또는 암벽이 무너지는 것을 방지하기 위해 설치하였다가 공사완료 후 해체하는 가설 흙막이 공사로 구분된다.

이러한 가설 흙막이 공사시에는 임의 간격으로 H 형상 지주를 세우고 그사이에 토류판을 적층 삽입하여 흙벽 또는 암벽을 받쳐지게 합과 동시에 그 H 형상 지주를 벽체에 고정시키기 위해 벽과 벽 사이에 다수개의 버팀목(Strut)을 설치하거나, 어스앵커를 지중에 고정 설치하고 이를 브라켓트에 의해 H 형강 지주에 견고하게 고정하여 토류압을 견디게 구성하였다.

그리고 기존의 흙막이 공법은 H 형강 지주를 횡방향으로 길게 설치하여야 되므로 별도의 중장비를 사용하여야 되는 경제적 부담과 번거로움이 있으며 버팀목이나 어스앵커 등 필요 이상의 재료가 투입되어 공사비 상승의 원인이 되고 있을 뿐 아니라, 스트러트의 사용방식은 중앙 파일의 간섭으로 굴착장비의 움직임에 많은 제약을 받게 되어 공기 및 경제적 손실을 초래하는 문제가 있었다.

상기와 같은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 토압 저항공법을 위한 겹띠장재가 개발되었다. 이러한 겹띠장재는 흙막이 공사에 있어서, 전기한 바와 같은 결점을 제거코자 기존의 스트러트(Strut) 대신 띠장에 케이블을 장착한 겹띠장을 설치하여 양단부에 소정의 프리스트레싱(PreStressing)을 줌으로서 발생되는 프리스트레스 모멘트(PreStress Moment)를 이용하여 토압에 저항하도록 하는 공법을 제공하기 위한 것이다.

그러나,겹띠장재에 의한 시공공법에 따른 겹띠장재는 띠장재에 겹띠장재를 시공하기 위한 대량의 볼트 및 너트를 필요로 하므로 그 작업시간이 매우 많이 소요됨은 물론 시공전에 미리 결합공을 띠장재 및 겹띠장재에 미리 천공하는 준비공정을 필요로 하면서도 매우 정밀시공을 요하는 것이며, 겹띠장재의 사용으로 인하여 구조물 벽체 시공시 간섭이 되고, 좌굴방지용 누름 브라켓을 별도로 설치하여야 하는 번거로움이 있다.

또한, 겹띠장재를 사용하지 아니하고 띠장재에 직접 프리스트레스를 가하는 케이블 또는 강봉을 장착하여 그 양단부에 유압에 의한 프리스트레스를 가하므로써 띠장재에 직접적인 프리스트레스 모멘트가 발생하여 토압을 분산시키는 공법을 채택하여서 된 단띠장재는 H형강의 웨브(web) 너비가 상,하부 플랜지의 폭에 비해 2배이상 정도 되게 하여 내구력을 높일 수 있도록 하고 있으나, 일부 보강된 내구력만으로는 토압에 의해서 띠장재의 휨저항 특성상 버팀보의 간격을 늘리는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 중량물이고 H형강의 구조변강으로 인한 내구력이 저하되었으며, H형강의 웨브 너비가 연장되면서 굴착작업과 구조물 시공작업시 공간이 충분히 확보되지 못 해 작업생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 웨브 너비와 상,하부 플랜지 폭이 같은 비율로 된 H형강으로 이루어진 띠장재로 구비하고 상기 H형강의 웨브 양측면에 밀집된 격자블록을 구비하여 프리스트레스에 의한 흙막이 시공에 적용되는 띠장재를 강한 응력으로 내구력을 크게 향상시키고 작업공간을 크게 확보할 수 있도록 한 띠장재를 제공함에 있다.

본 발명은 H형강의 웨브 양측면에 있는 상,하부 플랜지에 직교로 밀착되고 길이방향으로 다수 배치되는 응력지지판과, 상기 응력지지판의 중앙부를 가로지르는 형태로 배치되는 응력분산판과, 상기 응력지지판과 응력분산판의 접촉단부가 일체로 부착되어 H형강의 내부에 밀집된 형태의 격자블록을 구비하여 전단강도의 증대 및 이에 따른 발생변위를 억제할 수 있도록 하며, 상기 H형강의 중간부에는 좌,우측 브라켓을 결합하여 좌,우측 브라켓을 연결하는 형태로 케이블을 고정하며, H형강의 양단부 및 그 내측에 지지격판과 보조격판을 부착하고 하부 플랜지와 지지격판에는 다수의 결합구멍을 형성하여서 된 띠장재를 특징으로 한다.

본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재는 웨브 너비와 상,하부 플랜지 폭이 같은 H형강으로 이루어진 단띠장재로 구비되어 있고, 이러한 단띠장재의 H형강 내부에 밀집된 형태의 격자블록이 형성되어 상,하부 플랜지에 직교로 밀착되고 길이방향으로 다수 배치되는 촘촘한 간격의 응력지지판에 의해 전단강도의 증대 및 이에 따른 발생변위를 억제하게 됨과 아울러 상기 응력지지판의 양단이 밀착되는 상부 플랜지에서 하부 플랜지로 응력이 전달될 때 응력지지판을 가로지르는 형태로 배치되는 응력분산판에 의해 응력을 분산시키는 작용으로 띠장재는 전체적으로 전단응력 및 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 함으로서 전체적인 전단강도의 증대 및 이에 따른 발생변위를 억제하여 사면파괴에 대한 안정성을 향상시키고 버팀보의 간격을 넓게 할 수 있도록 하여 토류벽체 설치작업을 간편하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재에서 응력지지판의 분리상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재의 구성을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재의 구성을 나타낸 전면도.
도 5는 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재의 또 다른 실시예를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재에서 배치간격이 다른 상태로 응력지지판이 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 7은 본 밞여에 따른 토류벽체 지지용 띠장재에서 하부 플랜지에 보강대판을 구비한 상태를 나타낸 일부절개 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 토류벽체 지지용 띠장재의 사용상태를 예시한 평면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 토류벽체 지지용 띠장재는, 굴착용 파일(B)을 세로방향으로 다수 삽입하고, 그 파일(B)의 전면에 가로방향으로 띠장재(A)를 설치하여 버팀보(C)에 지지할 수 있도록 한 수단으로 굴착된 토류벽체가 토압에 의해 처짐 및 붕괴가 발생하지 않도록 지탱하는 기능을 하는 토목건설 현장의 가설 흙막이 공사에 사용되는 것이다.

본 발명은, H형강(10)의 웨브(12) 양측면에 있는 상,하부 플랜지(14)(14')에 직교로 밀착되고 길이방향으로 다수 배치되는 응력지지판(22)과,
상기 응력지지판(22)의 중앙부를 가로지르는 형태로 배치되는 응력분산판(24)과,
상기 응력지지판(22)과 응력분산판(24)의 교차지점(26)은 상호 대향된 결합홈부(28)(28')가 반분된 형태로 형성되어 그 결합홈부(28)(28')에 의해 끼움결합하여 연결하며,
상기 응력지지판(22)과 응력분산판(24)의 교차지점(26)과, 응력지지판(22)과 응력분산판(24)이 H형강(10)의 웨브(12) 및 상,하부 플랜지(14)(14')에 맞닿는 부분은 각각 서로 용접 부착하여 일체로 연결된 상태가 되도록 하여 H형강(10)의 내부에 밀집된 형태의 격자블록(20)을 구비하고,
상기 H형강(10)의 중간부에는 좌,우측 브라켓(30)(30')을 결합하여 좌,우측 브라켓(30)(30')을 연결하는 형태로 케이블(32)을 고정하며,
H형강(10)의 양단부 및 그 내측에 지지격판(16)과 보조격판(18)을 부착하고 하부 플랜지(14')와 지지격판(16)에는 다수의 결합구멍(19)(19')을 형성하여서 된 띠장재를 특징으로 한다.

상기 응력지지판(22)과 응력분산판(24)의 교차지점(26)은 상호 대향된 결합홈부(28)(28')가 반분된 형태로 형성되어 그 결합홈부(28)(28')에 의해 끼움결합으로 일체로 연결되도록 한다.

그리고 응력지지판(22)의 배치간격은 상,하부 플랜지(14)(14')의 길이방향으로 등간격으로 설치되어 전단응력이 동일한 형태의 띠장재를 사용하거나, 도 6과 같이 상,하부 플랜지(14)(14')의 길이방향으로 전단응력이 약한 중앙 부분에는 양단부에 비해 조밀하게 설치되어 응력에 대한 발생변위를 줄일 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 H형강(10)은 웨브(12) 너비와 상,하부 플랜지(14)(14')의 폭이 같은 비율로 구비된 것을 사용하여 통상적인 H형강을 이용할 수 있도록 하면서 작업공간을 최대로 활용할 수 있도록 한다.

또, 도 7과 같이 하부 플랜지(14')의 외측면 중간부에는 보강대판(40)을 부착하여 압축강도를 높일 수 있도록 한 띠장재를 구비하여 사용할 수 있도록 한 것이다,

그리고 응력지지판(22)과 응력분산판(24)이 접촉하는 단부는, 응력지지판(22)과 응력분산판(24)이 H형강(10)의 웨브(12) 및 상,하부 플랜지(14)(14')에 맞닿는 부분, 그리고 응력지지판(22)과 응력분산판(24)의 교차지점(26)이 되는데, 이러한 접촉단부는 용접 부착하여 일체로 연결된 상태가 되도록 함으로서 H형강(10)의 내부에 밀집된 형태의 격자블록(20)이 되도록 하여,
격자블록(20)에 의한 띠장재가 강한 응력을 발휘할 수 있도록 함으로서 기계적 충격 등으로부터 저항성을 부여함과 아울러 견고성과 함께 비교적 적은 무게의 재료를 사용하면서도 높은 압축강도를 갖게 된다.

또, 본 발명은 H형강(10)의 양단부 및 그 내측에 부착된 지지격판(16)과 보조격판(18)에 의해 양단부를 긴밀히 지지할 수 있도록 함과 아울러 하부 플랜지(14')와 지지격판(16)에 형성된 다수의 결합구멍(19)(19')을 통해 띠장재(A)를 길이방향으로 연결설치하거나 버팀보(C)를 연결설치하게 될 때 체결부재를 끼워 견고하게 연결된 상태를 유지할 수 있도록 한다.

이와 같이 된 본 발명의 토류벽체 지지용 띠장재에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 토목건설 현장의 가설 흙막이 공사시에 굴착용 파일(B)을 세로방향으로 다수 삽입하고, 그 파일(B)의 전면에 가로방향으로 띠장재(A)를 설치하여 버팀보(C)에 지지할 수 있도록 하여 굴착된 토류벽체가 토압에 의해 처짐 및 붕괴가 발생하지 않도록 지탱하는 기능을 하도록 한다.

이때 웨브(12) 너비와 상,하부 플랜지(14)(14') 폭이 같은 H형강(10)으로 이루어진 단띠장재로 구비되어 있고, 이러한 단띠장재의 H형강(10) 내부에 밀집된 형태의 격자블록(20)이 형성되어 전단응력 및 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 함으로서 전체적인 전단강도의 증대 및 이에 따른 발생변위를 억제하여 사면파괴에 대한 안정성을 향상시키고 버팀보(C)의 간격을 넓게 할 수 있도록 하여 토류벽체 설치작업을 간편하게 할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 H형강(10)의 내부에 밀집된 형태의 격자블록(20)은 H형강(10)의 웨브(12) 양측면에 있는 상,하부 플랜지(14)(14')에 직교로 밀착되고 길이방향으로 다수 배치되는 촘촘한 간격의 응력지지판(22)에 의해 전단강도의 증대 및 이에 따른 발생변위를 억제하게 됨과 아울러,
상기 응력지지판(22)의 양단이 밀착되는 상부 플랜지(14)에서 하부 플랜지(14')로 응력이 전달될 때 응력지지판(22)을 가로지르는 형태로 배치되는 응력분산판(24)에 의해 응력을 분산시키는 작용으로 띠장재(A)는 전체적으로 강한 응력으로 내구력을 크게 향상시킬 수 있다.

이렇게 본 발명은 H형강(10)의 견고성과 길이방향으로 전체적으로 높은 압축강도를 유지할 수 있도록 하므로 H형강(10)의 길이를 10m 정도까지 길게 연장할 수 있으면서 H형강(10)의 웨브(12) 너비와 상,하부 플랜지(14)(14')이 폭이 같은 비율로 구비된 통상적인 H형강을 이용할 수 있게 되어 작업공간을 최대로 활용할 수 있게 된다.

또한, H형강(10)의 중간부에는 좌,우측 브라켓(30)(30')을 연결하는 형태로 고정된 케이블(32)을 유압 등으로 잡아당겨서 당김상태에 있는 케이블(32)에 의해 프리 스트레스 모멘트를 발생시켜 H형강(10)의 중간부로 집중되는 토류압을 H형강(10)의 전체면으로 분산시키게 되므로 토류압에 대한 저항력도 균등하게 분포되도록 하기 때문에 본 발명의 파형판(20)(20')이 부착되어 높은 압축강도를 갖는 H형강(10)은 토류압으로 부터 안정되고 견고한 지탱력을 유지하여 내구력을 크게 증대시키게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

A : 띠장재 B : 파일
C : 버팀보 10 : H형강
12 : 웨브 14,14' : 상,하부 플랜지
16 : 지지격판 18 : 보조격판
19,19' : 결합구멍 20 : 격자블록
22 : 응력지지판 24 : 응력분산판
26 : 교차지점 28,28' : 결합홈부
30,30' : 브라켓 32 : 케이블
40 : 보강대판

Claims (7)

1. H형강(10)의 웨브(12) 양측면에 있는 상,하부 플랜지(14)(14')에 직교로 밀착되고 길이방향으로 다수 배치되는 응력지지판(22)과,
   상기 응력지지판(22)의 중앙부를 가로지르는 형태로 배치되는 응력분산판(24)과,
   상기 응력지지판(22)과 응력분산판(24)의 교차지점(26)은 상호 대향된 결합홈부(28)(28')가 반분된 형태로 형성되어 그 결합홈부(28)(28')에 의해 끼움결합하여 연결하며,
   상기 응력지지판(22)과 응력분산판(24)의 교차지점(26)과, 응력지지판(22)과 응력분산판(24)이 H형강(10)의 웨브(12) 및 상,하부 플랜지(14)(14')에 맞닿는 부분은 각각 서로 용접 부착하여 일체로 연결된 상태가 되도록 하여 H형강(10)의 내부에 밀집된 형태의 격자블록(20)을 구비하고,
   상기 H형강(10)의 중간부에는 좌,우측 브라켓(30)(30')을 결합하여 좌,우측 브라켓(30)(30')을 연결하는 형태로 케이블(32)을 고정하며,
   H형강(10)의 양단부 및 그 내측에 지지격판(16)과 보조격판(18)을 부착하고 하부 플랜지(14')와 지지격판(16)에는 다수의 결합구멍(19)(19')을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 토류벽체 지지용 띠장재.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 응력지지판(22)의 배치간격은 상,하부 플랜지(14)(14')의 길이방향으로 등간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 토류벽체 지지용 띠장재.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 응력지지판(22)의 배치간격은 상,하부 플랜지(14)(14')의 길이방향으로 전단응력이 약한 중앙 부분에는 양단부에 비해 조밀하게 설치되는 것을 특징으로 하는 토류벽체 지지용 띠장재.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 H형강(10)은 웨브(12) 너비와 상,하부 플랜지(14)(14')이 폭이 같은 비율로 구비된 것을 특징으로 하는 토류벽체 지지용 띠장재.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 하부 플랜지(14')의 외측면 중간부에는 보강대판(40)을 부착하여서 된 것을 특징으로 하는 토류벽체 지지용 띠장재.

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