KR101122330B1 - 가설 흙막이벽을 지하실외벽의 일부로 영구 사용하는 합성외벽 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하실 굴토를 위한 가설 흙막이벽으로 통용되는 일명 CIP(2)를 지하실 외벽과 일체화시켜 합성 내력을 발휘하게 하여 영구구조화 하는 합성외벽 공법이다.

CIP의 구성재인 H형강 엄지말뚝(1)과 현장타설 콘크리트말뚝이 지하실 외벽(10)과 만나는 부위에 가설채움재(7a, 7b)를 부착하여 지하실 흙파기 공사 후 CIP 표면을 손쉽게 노출시켜 지하실 외벽과 일체화 하는데 어려움이 없게 한다. 전단연결재는 특별한 장비가 없어도 공사현장에서 쉽게 부착할 수 있는 ㄹ연속철근(6a)과 U형철근(6b)을 사용한다.

Description

가설 흙막이벽을 지하실외벽의 일부로 영구 사용하는 합성외벽 공법{Permanent usage of Temporary earth wall as the part of the basement exterior Wall method}

본 발명은 지하실 축조를 위한 가설 흙막이벽의 주종을 이루는 이른바 CIP(2)를 지하실 외벽(10)과 일체화시켜 합성 내력을 발휘하게 하여 영구구조화 하는 합성외벽 공법이다.

국내의 지하실 공사는 가설 흙막이벽의 설계와 시공을 토질기초기술자에게 맡기고 지하실 본체는 건축기술자가 담당하도록 별도 발주하는 것이 관행이다. 또한 '가설구조'라는 뜻은 본 공사를 하기 위한 임시 구조로 마치 콘크리트 공사에서의 거푸집처럼 후에 회수하여 재활용하는 것으로 인식하고 있다. 그러나 CIP는 지반에 구멍을 뚫고 그 구멍에 H형강이나 철근망을 삽입하고 콘크리트를 부어 넣는 것이어서 지하실 본체 공사가 완료된 후 이를 해체하는 것은 오히려 어려우며 영구히 그 자리에 남겨두는 것이 대부분이다.

H형강은 별도 보호조치 없이 땅에다 그대로 삽입해도 훌륭하게 영구 말뚝 구실을 하는 고급 재료인데 여기서 사용하는 엄지말뚝(1)은 구멍 속에 H형강을 삽입 한 후 구멍의 남은 공간에다 콘크리트(5)를 채운 것이므로 일반 H형강 말뚝보다도 내구성이 더 좋은 고급 구조재이다. 또한 현장타설 콘크리트 말뚝도 품질 관리를 잘 하면 훌륭한 구조재로서 손색이 없는 원형기둥임에도 불구하고 가설 흙막이벽이라는 이름 때문에 그대로 방치하고 있는 실정이다. 한편 일부 구조기술자들는 상기 H형 엄지말뚝에 한해 지하실 외벽과 합성설계 하여 지하실 외벽(10) 단면을 줄이는 시도를 하고 있다. 그러나 엄지말뚝의 H형강은 콘크리트로 둘러싸여 있어 이를 노출시키기 위한 콘크리트 까내기 작업의 어려움 때문에 이를 포기하는 경우가 많고, 소음, 먼지를 무릅쓰고 H형강을 노출시킨 후에도 현장에서 스터드형 시어커넥터를 용착시키기 위한 대용량 전력 용량 부족으로 어려움을 겪기도 한다. 그러므로 현장에서는 대부분 가설 흙막이벽을 없었던 것으로 간주하여 방치하고 건축기술자가 별도의 지하실 외벽을 설계하여 시공하는 것이 대부분인데 이는 자원 낭비이기도 하지만 좁은 대지 여건상 지하실 면적을 조금이라도 더 확보하고자 하는 염원을 묵살하는 아쉬움이 있다.

예를 들어 지하실 크기가 100m × 50m일 경우 일반적으로 사용하는 CIP벽 두께를 450mm를 기준으로 할때 통상의 방법으로 필요한 합벽의 두께가 300mm였다고 하면, 본 발명의 합성외벽 적용으로 150mm 두께를 절감할 수 있다. 그러므로 절감되는 지하실 1개층의 바닥 면적은 0.15×(100+50)x2=45m²이다. 물론 벽체 두께와 더불어 철근량 감소도 자원 절약과 공사비 절감에 큰 도움이 된다.

CIP 가설 흙막이벽을 구성하는 H형강 엄지말뚝과 현장타설 철근콘크리트 말뚝의 까내기 작업을 생략하면서도 지하실 외벽(10)과 손쉽게 일체화 하여 합성외벽(20)을 조성할 수 있는 공법을 마련하는 것이 기술적 과제이다. 또한 소규모 현장에서의 실정상 현장에서 대용량 전류를 필요로 하는 스터드형 시어커넥터의 용착 작업을 생략할 수 있는 공법이 바람직하다.

본 발명에서는 가설 흙막이 벽체를 지하실 외벽의 일부분으로 활용하여 합성외벽을 조성하면서도 별도의 콘크리트 까내기 작업이나 시어커넥터의 현장 용착을 생략할 수 있는 간략한 방법으로 굴토 후 까내야 할 콘크리트 부위를 스티로폼 등 탈부착이 용이한 재료로 채우는 것을 해결 수단으로 삼는다.

대부분 공사 현장에서 CIP는 가설 흙막이벽이라는 이름으로 지하실 공사 중에만 일시적으로 사용하지만 이를 지하실 외벽 본체와 일체화하여 합성외벽을 조성하면 지하실 면적 활용이 극대화 되고 공사 기간 및 공사비가 절감되는 효과가 있다.

본 공법은 지하실 굴토 시 가설흙막이 벽을 지하실 외벽과 일체화하여 합성 내력을 발휘하게 하여 영구 구조화 하는 합성외벽 공법으로 다음과 같은 단계로 작업을 진행한다.

(1) 흙막이 공사를 수행할 위치에 주열식 흙막이공법(CIP 공법)으로 천공을 한다.

(2) 천공 후 H형강의 엄지말뚝을 삽입하기 전 지하실 내부방향의 플랜지 면에 양면테이프를 이용하여 가설채움재(7a)를 부착한다. 가설채움재는 스티로폼 등을 성형하여 제작한 것으로 지하실 흙파기 후 이를 제거하면, H형강의 플랜지 면이 노출되어 지하실 외벽과 일체화되어 합성외벽(20) 조성작업이 용이하게 된다.

(3) 도 1과 같이 천공 후, H형강 양 측면에 삽입되는 철근망에 가설채움재(7b)를 조립한다. 철근망에 삽입하는 가설채움재는 나선형 띠근(4) 외부를 따라 원주길이 방향으로 일정간격 콘크리트 피복두께만큼 설치되고, 스티로폼 등으로 성형하여 제작한다. 또한 가설채움재는 U형철근(6b)으로 철근망의 주근 및 띠철근에 고정하며, 가설채움재 방향은 지하실 내부를 향하도록 한다.

(4) 가설흙막이 벽의 철근망을 합성외벽(20)으로 검토 시, 내력이 부족하여 구조계산상 철근이 필요하면 도 1과 같이 철근망에 추가주근(8)을 배근한다.

(5) 가설채움재가 지하실 내부를 향하게 하여 통상의 방법으로 가설흙막이 벽을 시공한다.

(6) 스트럿이나 어스앵커 등 통상의 방법으로 흙막이벽을 지지하면서 흙파기 작업을 마치고, 가설채움재(7a, 7b)를 제거 후 청소한다. H형강의 편측 플랜지에 합성외벽(20) 조성을 위한 전단연결재를 부착한다. 이때 전단연결재의 형상은 ㄹ연속철근(6a) 또는 용접이 용이한 채널, 형강 등을 사용한다.

(7) 도 2와 같이 지하실 합성외벽의 수직 내부근(11)과 수평 내부근(12)을 배근하고 통상의 방법으로 벽체 거푸집을 조립 후 콘크리트를 부어 넣는다.

(8) 가설채움재는 보링 후 엄지말뚝(1)의 H형강 또는 철근망에 삽입하고, 콘크리트(5)를 부어 넣은 뒤 합성외벽 형성을 위해 콘크리트 절취 작업을 용이하게 하기 위한 것이다. 또한 U형철근(6b)의 조립은 철사토막 또는 결속선을 사용한다.

도 1은 엄지말뚝과 현장타설 콘크리트 말뚝에 가설채움재와 U형철근을 부착한 평면도, 입면도,

도 2는 가설흙막이 벽을 지하실 외벽의 일부로 영구화한 합성외벽의 평면도,

도 3은 통상의 가설흙막이 벽과 지하실 외벽을 합벽한 평면도,

도 4는 엄지말뚝에 전단연결재로 U형철근을 적용하여 용접한 부분 상세도,

도 5는 현장타설 콘크리트 말뚝 철근망에 U형철근을 배근한 부분 상세도,

도 6은 엄지말뚝에 스터드형 시어커넥터를 용착한 부분 상세도이다.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞

1 : 엄지말뚝

2 : 주열식 흙막이공법(CIP 공법, Cast In Place concrete Pile)

삭제

3 : 주근 4 : 나선형 띠근

5 : 콘크리트

6a : ㄹ연속철근 6a : U형철근
7a, 7b : 가설채움재 8 : 추가주근

10 : 지하실 외벽 11 : 수직 내부근

12 : 수평 내부근 13 : 수직 외부근

14 : 수평 외부근 20 : 합성외벽

Claims (1)

1. 주열식 흙막이공법(CIP 공법)으로 가설흙막이 벽과 지하실 외벽(10)을 일체화하여 합성외벽(20)을 조성하는 과정에 있어서 ;

   (a) 가설흙막이 벽에 사용할 H형강의 플랜지 면에 양면테이프를 활용하여 스티로폼 등으로 성형한 가설채움재(7a)를 부착하는 단계 ;

   (b) H형강 양 측면에 삽입되는 철근망에 스티로폼 등으로 성형한 가설채움재(7b)를 조립하되, 상기 가설채움재는 나선형 띠근(4)의 외부 원주길이 방향을 따라 일정 길이로 콘크리트 피복두께만큼의 두께로 설치한 다음, U형철근(6b)을 철근망에 접합하여 상기 가설채움재를 철근망에 고정하는 단계 ;

   (c) 상기 철근망의 내력이 부족하면 추가주근(8)을 배근하는 단계 ;

   (d) 상기 (a)～(c)단계를 거쳐 제작한 H형강과 철근망의 가설채움재가 지하실 내부를 향하게 하여 통상의 방법으로 가설 흙막이벽을 시공하는 단계 ;

   (e) 통상의 방법으로 가설흙막이 벽을 지지하고 흙파기 작업을 마친 후, 가설채움재(7a, 7b)를 제거하고 H형강의 노출된 플랜지에 연속철근(6a)을 용접하는 단계 ;

   (f) 지하실 합성외벽(20)의 수직 내부근(11)과 수평 내부근(12)을 배근하고, 거푸집을 조립하여 콘크리트(5)를 부어 넣는 단계 ;

   로 시공하는 것을 특징으로 하는 가설흙막이 벽을 지하실 외벽의 일부로 영구 사용하는 합성외벽 공법.

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