KR101162569B1

KR101162569B1 - 자립식 흙막이 가시설

Info

Publication number: KR101162569B1
Application number: KR1020120023507A
Authority: KR
Inventors: 임철
Original assignee: 주식회사 스페이스테크놀로지
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-07-04

Abstract

본 발명은, 터파기 면을 따라 구축된 흙막이 벽체, 흙막이 벽체를 따라 상단부에 타설되며 지표면에 박힌 걸림 턱을 가져 지표면에 대한 걸림 턱의 걸림작용으로 흙막이 벽체의 변위를 방지하는 콘크리트의 캡 빔(cap beam)으로 구성된 흙막이 가시설을 제공한다.

Description

자립식 흙막이 가시설{Self-Supported Earth Retaining Wall}

본 발명은 터파기공사 시 터파기 구역 주위의 지반 이동이나 침하 등을 방지하는 흙막이 가시설에 관한 것이다.

일반적으로, 건축 또는 토목현장에서 터파기 구역에는 주위의 토사가 붕괴되는 것을 방지하고자 흙막이 공사를 실시하여 흙막이 가시설을 설치한다. 이러한 흙막이 가시설은 터파기 면을 따라 구축된 흙막이 벽체를 포함하는데, 흙막이 벽체는 Ｈ-파일과 토류판을 이용하는 공법, 주열식 흙막이 공법, 시트파일(sheet pile) 공법, 슬러리월(slurry wall) 공법 등으로 시공된다.

Ｈ-파일과 토류판을 이용하는 공법은 Ｈ-파일들을 일정한 간격으로 박은 후, Ｈ-파일들 사이를 토류판으로 차단하여 흙막이 벽체를 형성하는 방법이다.

주열식 흙막이 공법은 현장 타설 콘크리트 말뚝을 연속적으로 박아 주열식으로 흙막이 벽체를 형성하는 방법이다. 이러한 주열식 흙막이 공법으로는 지반을 굴착한 후 굴착된 홀의 내부에 철근을 삽입하고 골재를 충전한 뒤 모르타르를 주입하여 현장에서 파일을 시공하는 CIP(cast in place) 공법, 굴착된 홀 내부의 흙을 시멘트풀(cement paste)과 혼합한 후 Ｈ-파일이나 철근을 압입하는 SCW(soil cement wall) 공법 등이 있다.

시트파일 공법은 판상 말뚝을 연속으로 연결하여 흙막이 벽체를 형성하는 방법이고, 슬러리월 공법은 지반의 굴착 시 안정액을 사용하여 지반의 붕괴를 방지하면서 굴착하고 그 속에 철근을 삽입하고 콘크리트를 타설하여 연속적으로 콘크리트 흙막이 벽체를 설치하는 방법이다.

이와 같은 공법들로 시공되는 흙막이 가시설은 설치깊이가 일정한 수준 이상으로 깊어지면 토압으로 인하여 흙막이 벽체에 과도한 변위와 응력이 발생할 수 있기 때문에, 스트럿(strut, 버팀보)이나 어스앵커를 이용하여 토압으로부터 견딜 수 있게 한다. 그러나, 스트럿이나 어스앵커의 사용에 따라 그만큼 공사비용이 증대되고, 스트럿이 후속공사 시에 지장을 초래하는 장애물(작업공간을 일부 점유함에 따라 작업공간이 협소하게 된다.)로서 작용하므로 시공능률이 좋지 못하였는바, 이에 대한 개선책 마련이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 후속공사를 방해하는 장애물 없이, 토압에 의한 흙막이 벽체의 변위를 억제할 수 있는 흙막이 가시설을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 위 과제에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제들은 통상의 기술자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터파기 구역의 터파기 면을 따라 구축된 흙막이 벽체와; 상기 흙막이 벽체의 상단부에 상기 흙막이 벽체를 따라 타설되어 상기 흙막이 벽체의 각 벽이 연속성을 갖도록 이어주는 콘크리트의 캡 빔을 포함하고, 상기 캡 빔은 하측으로 돌출되어 지표면에 박힌 걸림 턱을 가져 상기 지표면에 대한 상기 걸림 턱의 걸림작용으로 상기 흙막이 벽체의 변위를 방지하는 흙막이 가시설이 제공된다.

상기 걸림 턱은 상기 캡 빔의 타설 시 일체로 형성한 턱 부분으로 구성될 수 있다.

상기 캡 빔은, 상기 흙막이 벽체를 따라 타설되어 상기 각 벽을 잇는 벽 일체화 부분과; 상기 캡 빔의 폭이 증대되도록 상기 벽 일체화 부분에서 상기 터파기 구역으로부터의 외측방향으로 연장되어 상기 캡 빔의 자중을 증대시키는 폭 확장 부분과; 상기 폭 확장 부분에서 상기 지표면 측인 하측으로 연장되어 상기 걸림 턱을 형성하는 턱 부분을 포함할 수 있다.

상기 캡 빔은 그 상부에 물의 흐름을 상기 터파기 구역의 외측으로 유도하는 유도 배수로가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 흙막이 가시설은, 양단 부분 중 한쪽은 상기 캡 빔의 상부에 연결되고 다른 쪽은 상기 캡 빔을 관통하여 상기 흙막이 벽체에 연결된 복수의 인장 케이블을 더 포함할 수 있다.

상기 캡 빔에는 상기 인장 케이블을 관통시키기 위한 쉬스 관이 매설될 수 있다.

상기 인장 케이블은 상기 흙막이 벽체의 벽 높이방향을 따라 복수 개소에 서로 이격되도록 연결된 복수 가닥의 강연선으로 구성될 수 있다.

위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)나 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외에도 다양한 과제의 해결 수단이 이하에서 추가로 제시될 것이다.

본 발명은 흙막이 벽체의 각 벽이 연속성을 갖도록 이어주는 캡 빔이 지표면에 박힌 턱 부분 및 폭을 증대시키는 폭 확장 부분을 갖는바, 지표면에 대한 턱 부분의 걸림작용 및 폭 확장 부분에 의하여 자중이 증대된 점 때문에, 흙막이 벽체의 변위를 적극적으로 방지할 수 있다. 그리고, 터파기 구역 내부를 점유하지 않기 때문에, 설치깊이를 보다 깊게 할 수 있고, 후속공사에 대한 시공능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 흙막이 벽체와 캡 빔이 인장 케이블에 의하여 연결되기 때문에, 설치깊이를 더욱 깊게 하더라도 흙막이 벽체의 변위를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 흙막이 가시설을 정면에서 본 상태가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 흙막이 가시설을 측면에서 본 상태가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 흙막이 가시설을 위에서 본 상태가 도시된 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 흙막이 가시설을 측면에서 본 상태가 도시된 구성도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 흙막이 가시설을 나타낸 것으로, 도 1은 정면에서 본 상태, 도 2는 측면에서 본 상태, 도 3은 위에서 본 상태가 각각 도시된 구성도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 흙막이 가시설은, Ｈ-파일(110)과 토류판(120)을 이용하는 공법에 의하여 터파기 구역(10)의 터파기 면을 따라 구축된 흙막이 벽체(100), 흙막이 벽체(100)의 상단부에 흙막이 벽체(100)를 따라 타설된 콘크리트의 캡 빔(cap beam)(200)을 포함한다.

Ｈ-파일(110)은 복수 개가 터파기 구역(10)의 터파기 면을 따라 일정한 간격을 두고 설치된다. Ｈ-파일(110)의 시공에는 오거(auger)를 이용, 시멘트풀을 주입하면서 굴진하고 지지층에 도달하면 시멘트풀을 주입하면서 오거를 인발한 다음 Ｈ-파일(110)을 압입하는 SIP(soil cement injected precast pile) 공법이 이용될 수 있다. 토류판(120)은 이웃한 Ｈ-파일(110)들 사이에 복수 개씩 적층되어 이웃한 Ｈ-파일(110) 사이의 공간을 차단한다. 이웃한 Ｈ-파일(110) 및 그 사이의 공간을 차단하는 토류판(120)들은 흙막이 벽체(100)의 각 벽을 구성한다.

도면부호 130은 이웃한 Ｈ-파일(110)들을 연결하기 위한 연결부재이다. 연결부재(130)는 양단부가 Ｈ-파일(110)에 각각 용접될 수 있다. 연결부재(130)로는 Ｌ형강이 이용될 수 있다.

캡 빔(200)은 구축된 흙막이 벽체(100)의 각 벽이 연속성을 갖도록 일체화시키는 역할을 한다. 즉, 각 벽을 이어주는 것이다. 이러한 캡 빔(200)은, 흙막이 벽체(100)를 따라 타설되어 각 벽을 잇는 벽 일체화 부분(210), 캡 빔(200)의 너비를 증대시키기 위하여 벽 일체화 부분(210)에서 터파기 구역(10)의 외측방향으로 전체가 연장된 폭 확장 부분(220), 폭 확장 부분(220)에서 하측방향으로 전체가 연장되어 지표면에 박힌 걸림 턱(232)을 갖는 턱 부분(230)을 포함한다.

벽 일체화 부분(210), 폭 확장 부분(220) 및 턱 부분(230)은 거푸집을 이용, 한 번에 일체형으로 형성하는 것이 바람직하고, 타설에는 철근을 이용하지 않을 수 있다.

이와 같은 캡 빔(200)에 따르면, 벽들이 벽 일체화 부분(210)에 의하여 연속성을 갖도록 연결된 흙막이 벽체(100)는 폭 확장 부분(220)에 의하여 증대된 캡 빔(200)의 자중 및 지표면에 박힌 걸림 턱(232)의 걸림작용으로 인하여 배면의 토사로부터 가해지는 토압에 의한 변위가 방지된다. 이렇듯, 캡 빔(200)은 터파기 구역(10)으로부터 외측방향으로 지표면 측에서 흙막이 벽체(100)의 변위를 방지하기 때문에, 터파기 구역의 내부를 점유함이 없어 후속공사에 대한 시공능률을 대폭 향상시킬 수 있다.

캡 빔(200)의 상부에는 물(예들 들어, 우수)의 흐름을 터파기 구역(10)의 외측으로 유도하여 터파기 구역(10)으로 유입되는 것을 방지하는 유도 배수로(240)가 형성된다. 이러한 유도 배수로(240)는, 캡 빔(200)의 상부를 터파기 구역(10) 측인 내측 부분과 그 반대쪽인 외측 부분으로 구획하는 유도 수로(242), 유도 수로(242)의 1개소 또는 2개소 이상에 연결되어 유도 수로(242)를 따라 흐르는 물을 최종 배수하는 배출 수로(244)로 구성될 수 있다. 일례로, 터파기 구역(10)이 사각형이면, 유도 수로(242)는 사각형의 띠 구조를 가질 수 있다.

한편, 폭 확장 부분(220)의 경우에는 벽 일체화 부분(210)으로부터 전체적으로 연장된 구조가 아닌, 벽 일체화 부분(210)의 복수 개소에서 각각 연장된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 벽 일체화 부분(210)의 복수 개소에서 연장된 각각의 폭 확장 부분(220)들은 전체적으로 보았을 때 톱니형 구조일 수 있다.

다른 한편, 턱 부분(230)은 콘크리트 타설에 의하여 형성하는 것이 아닌, 캡 빔(200)에 별도의 턱 부재를 매설하는 방식으로 마련할 수 있다. 즉, 캡 빔(200)에 턱 부재의 상부를 매설하고 지표면에 턱 부재의 하부를 박아서 지표면에 대한 걸림작용을 구현하는 것이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 흙막이 가시설을 측면에서 본 상태가 도시된 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 흙막이 가시설은 제1실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 인장 케이블(310) 및 인장 케이블(310)의 설치를 위한 쉬스 관(sheath pipe)(350)을 더 포함한다는 점만이 상이하다.

인장 케이블(310)은 복수 가닥의 PC강연선(prestressing strand)으로 구성된 것을 적용하는 것이 바람직하다. 인장 케이블(310)은, 양단부 중에서 한쪽은 캡 빔(200)의 상부에 연결되고 다른 쪽은 캡 빔(200)을 관통하여 흙막이 벽체(100)에 연결된다. 인장 케이블(310)은 복수 개가 복수 개소에서 이와 같은 방식에 의하여 흙막이 벽체(100)와 캡 빔(200)을 연결한다.

쉬스 관(350)은 캡 빔(200)에 인장 케이블(310)을 관통시키기 위하여 매설된다. 쉬스 관(350)을 통하여 캡 빔(200)에 관통되어 캡 빔(200)의 상부에 연결된 인장 케이블(310)의 한쪽 단부는 그 가닥들 전체가 공지의 정착기구에 의하여 정착될 수 있다. 인장 케이블(310)의 다른 쪽 단부에서 각각의 가닥은 흙막이 벽체(100)의 벽 높이방향을 따라 복수 개소에 서로 이격되도록 연결하되, 흙막이 벽체(100)에서 Ｈ-파일(110)에 연결하는 것이 바람직하다.

이와 같이 쉬스 관(350)을 통하여 흙막이 벽체(100)와 캡 빔(200)에 양쪽 단부가 연결된 인장 케이블(310)은 흙막이 벽체(100)에 토압이 작용하면 자연히 인장력이 도입되면서 흙막이 벽체(100)의 변위를 방지하는 앵커로서의 역할을 한다.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들어, 위에서는 흙막이 벽체가 Ｈ-파일과 토류판을 이용하는 공법에 의하여 구축되는 것으로 설명하였으나, 흙막이 벽체는 주열식 흙막이 공법(CIP 공법, SCW 공법 등), 시트파일 공법, 슬러리월 공법 등으로 구축된 것일 수 있다.

100 : 흙막이 벽체
110 : Ｈ-파일
120 : 토류판
200 : 캡 빔
210 : 벽 일체화 부분
220 : 폭 확장 부분
230 : 턱 부분
240 : 유도 배수로
310 : 인장 케이블
350 : 쉬스 관

Claims

터파기 구역의 터파기 면을 따라 구축된 흙막이 벽체와; 상기 흙막이 벽체의 상단부에 상기 흙막이 벽체를 따라 타설되어 상기 흙막이 벽체의 각 벽이 연속성을 갖도록 이어주는 콘크리트의 캡 빔을 포함하고,
상기 캡 빔은 하측으로 돌출되어 지표면에 박힌 걸림 턱을 가져 상기 지표면에 대한 상기 걸림 턱의 걸림작용으로 상기 흙막이 벽체의 변위를 방지하는 흙막이 가시설.
청구항 1에 있어서,
상기 걸림 턱은 상기 캡 빔의 타설 시 일체로 형성한 턱 부분으로 구성된 흙막이 가시설.
청구항 1에 있어서, 상기 캡 빔은,
상기 흙막이 벽체를 따라 타설되어 상기 각 벽을 잇는 벽 일체화 부분과;
상기 캡 빔의 폭이 증대되도록 상기 벽 일체화 부분에서 상기 터파기 구역으로부터의 외측방향으로 연장되어 상기 캡 빔의 자중을 증대시키는 폭 확장 부분과;
상기 폭 확장 부분에서 상기 지표면 측인 하측으로 연장되어 상기 걸림 턱을 형성하는 턱 부분을 포함하는 흙막이 가시설.
청구항 1에 있어서,
상기 캡 빔은 그 상부에 물의 흐름을 상기 터파기 구역의 외측으로 유도하는 유도 배수로가 형성된 흙막이 가시설.
청구항 1에 있어서,
양단 부분 중 한쪽은 상기 캡 빔의 상부에 연결되고 다른 쪽은 상기 캡 빔을 관통하여 상기 흙막이 벽체에 연결된 복수의 인장 케이블을 더 포함하는 흙막이 가시설.
청구항 5에 있어서,
상기 캡 빔에는 상기 인장 케이블을 관통시키기 위한 쉬스 관이 매설된 흙막이 가시설.
청구항 5에 있어서,
상기 인장 케이블은 상기 흙막이 벽체의 벽 높이방향을 따라 복수 개소에 서로 이격되도록 연결된 복수 가닥의 강연선으로 구성된 흙막이 가시설.