KR101262889B1 - 프리스트레스가 도입된 겹띠장 및 이를 이용한 흙막이 가시설 방법 - Google Patents

Abstract

엄지말뚝인 H파일 사이에 띠장을 설치하기 위하여 프리스트레스를 미리 도입시킨 프리스트레스 띠장과 파일용 띠장을 결합시킨 겹띠장을 이용하는 흙막이 가시설 시공방법에 대한 것으로서, 상기 겹띠장은 엄지말뚝인 H파일 전면에 먼저 설치된 파일용 띠장; 및 양 플랜지 사이에 설치된 정착구와 상기 정착구 사이에 설치되어 긴장 후 정착구에 정착된 긴장재에 의하여 미리 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장;을 포함한다.

Description

프리스트레스가 도입된 겹띠장 및 이를 이용한 흙막이 가시설 방법{TEMPORARY RETAINING WALL CONSTRUCTION METHOD USING DOUBLE WALE WITH TENDON}

본 발명은 프리스트레스가 도입된 겹띠장 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 엄지말뚝인 H파일 사이에 띠장을 설치하기 위하여 프리스트레스를 미리 도입시킨 프리스트레스 띠장과 파일용 띠장을 결합시킨 겹띠장을 이용하는 흙막이 가시설 시공방법에 대한 것이다.

도 1a는 종래 띠장의 시공단면도를 도시한 것이다.

즉, 예컨대 건축물 시공에 있어 지반(2)의 터파기를 진행하게 되는데 먼저 건축물 경계선상을 따라 H파일(10)을 시공하게 된다.

이러한 H파일(10)은 엄지말뚝이라도 하는데 항타, 압입 등의 방법으로 시공하면 되고 일정한 간격으로 도 1b와 같이 다수가 시공되어 있음을 알 수 있다.

이러한 H파일(10)의 전면에는 띠장(30, WALE)이 H파일(10)을 서로 수평으로 연결하도록 설치되어 있음을 알 수 있으며 굴착 깊이에 따라 상하로 다단 설치되어 있음을 알 수 있다. 즉, 일정한 깊이로 굴착하면서 시공된 H파일(10)에 하방으로 띠장(30)을 추가 설치하게 되는 것이다.

이러한 띠장(30)과 띠장(30) 사이에는 내측공간을 가로질러 스트럿(40)이 설치되어 지반에 의한 토압이 띠장(30)에 전달될 때 발생하는 휨 모멘트에 대하여 띠장(30)과 H파일(10)이 전도되지 않도록 하게 된다.

통상 흙막이 구조물이라 하면 상기 H파일(10), H파일(10) 사이에 설치되는 토류판(미도시), 띠장(30) 및 스트럿(40)을 포함하게 된다.

이러한 흙막이 구조물은 결국 H파일(10), 띠장(30) 및 스트럿(40)과 같이 강재로 제작되는 부재를 어떻게 제작하여 설치하는 것이 가장 경제적인 가가 문제가 되는데 본 발명은 특히 띠장에 관한 것이므로 띠장(30)을 기준으로 살펴보기로 한다.

띠장(30)도 통상 H형강을 이용하여 제작되는데 이러한 H형강은 매우 고가이다. 이에 띠장(30)의 역할을 충분히 확보할 수 있으면서도 강재량이 적게 요구되는 단면 크기를 가진 H형강을 이용할 수 있다면 보다 경제적인 흙막이 구조물 시공이 가능하게 된다.

또한 상기 흙막이 구조물은 지반을 굴착하면서 시공되는 것이므로 시공성 및 작업성도 경제적인 흙막이 구조물 시공에 매우 중요하게 되는데 이러한 시공이 가능하려면 현장작업을 단순하게 하고 가능한 현장에 발생하는 작업 공종을 감소시켜야 한다.

이러한 목적으로 개시된 종래기술 중에 하나가 띠장(30)에 프리스트레스를 도입시켜 설치하는 방법이다.

즉 도 1b 및 도 1c에 의하면, H파일(10)에 띠장(50)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

즉, 먼저 H파일(10)에 띠장(50)을 먼저 설치하고, 띠장(50)에 겹쳐지도록 겹띠장재(53)를 먼저 설치하고 상기 겹띠장재(53) 전면에 별도로 설치된 브라켓(51) 사이에 긴장재(52)를 설치한 다음, 긴장재(52)를 긴장 후 양 단부를 브라켓(51)에 정착시키게 된다.

이에 긴장재(52)의 긴장 및 정착에 의한 프리스트레스가 겹띠장재(53)에 도입되므로 작용하는 토압에 의한 휨 모멘트에 띠장(50)이 보다 효과적으로 저항할 수 있도록 한 것이다.

하지만 이와 같이 긴장재(52)를 설치하게 되면 도입되는 프리스트레스에 의하여 먼저 설치된 띠장(50)에 변형이 발생하게 되어 충분한 프리스트레스 도입이 어려워 사실상 프리스트레스 도입 효율이 매우 떨어지게 된다.

즉, 토압에 효과적으로 저항하기 위한 프리스트레스를 도입하기 위해서는 겹띠장(50)에 도입되는 프리스트레스를 크게 해야 하는데 이렇게 되면 겹띠장(53)이 설치된 띠장(50)에 무리한 응력이 집중되므로 설치된 띠장(50)에 변형이 발생할 수 있어 프리스트레스 도입의 효율성을 확보하기는 쉽지 않다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 띠장(50)에 브라켓(51)이 설치된 겹띠장(53)을 설치하고 다시 브라켓 사이에 긴장재(52)를 설치한 후, 긴장재를 긴장 및 정착시키는 작업을 현장에서 모두 실시하게 되면 경제성이 떨어질 수밖에 없는데 그 이유는 하방으로 굴착하면서 설치된 모든 겹띠장에 프리스트레스를 도입해야 할 경우 현장 작업이 많아지기 때문에 작업성 및 시공성이 떨어지게 되고 이에 따라 흙막이 가시설 공사의 경제성은 떨어질 수밖에 없게 됨을 알 수 있다.

나아가 도 1d와 같이 도 1c에 의한 겹띠장의 변형예도 소개된 바 있는데 이러한 겹띠장(63)은 겹띠장(63)의 양 단부에 단차부를 형성시켜 겹띠장(63)의 중앙부위 두께를 증가시키고 증가된 겹띠장의 중간부에 브라켓(61)과 긴장재(62)를 설치하는 방식이다.

하지만 이러한 겹띠장(63)의 두께가 중앙부위에 있어 두꺼워지도록 함으로서 겹띠장 자체의 단면의 효율성을 증진시켰다는 장점은 있으나 그 설치방법은 도 1c와 다름이 없어 사실상 도 1c 및 도 1d에 의한 겹띠장들(53,63)은 그 설치방법에 있어 효율적인 프리스트레스 도입에는 한계가 있을 수밖에 없었다.

이에 본 발명은 작업성과 시공성이 증진될 수 있도록 현장 작업 공종을 최소화하고, 띠장의 설치 및 프리스트레스 도입효율성을 증진시킴으로서 보다 경제적인 띠장 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공방법 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째 띠장의 설치방법과 관련하여 먼저 파일용 띠장에 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장을 설치하고 상기 프리스트레스 띠장과 결합된 파일용 띠장을 엄지말뚝인 H파일에 설치하는 방식을 취하게 된다.

즉, 본 발명의 띠장은 파일용 띠장에 별도의 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장이 서로 결합된 겹띠장의 형태로 먼저 형성시키게 된다.

이때 프리스트레스 띠장에 설치된 긴장재는 프리스트레스 띠장의 중심축 선상에 위치하도록 하여 프리스트레스 띠장의 변형도 최대한 억제할 수 있고 프리스트레스가 이미 도입된 상태의 프리스트레스 띠장을 먼저 파일용 띠장에 설치되도록 하므로 프리스트레스 도입에 의하여 파일용 띠장의 변형이 발생하지 않을뿐더러 엄지말뚝인 H파일에도 달리 변형등을 발생시키지 않게 된다.

둘째, 상기 긴장재는 프리스트레스 띠장의 중앙부위에 집중적으로 설치될 수 있도록 하기 위하여 정착구를 프리스트레스 띠장의 중앙부를 기준으로 양 측방으로 이격하되, 상기 정착구를 프리스트레스 띠장의 전면 등에 돌출되도록 설치하는 것이 아니라 양 플랜지 사이에 설치함으로서 가능한 중심축 선상에 긴장재가 배치되도록 하게 된다.

이때 상기 정착구는 단부정착구와 중간정착구로 나뉘어 간단하게 설치되도록 하고 중간정착구 사이에 긴장재를 추가 배치함으로서 토압에 의하여 발생하는 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있도록 하게 된다.

이를 위하여 본 발명은

파일용 띠장; 및 양 플랜지 사이에 설치된 정착구와 상기 정착구 사이에 설치되어 긴장 후 정착구에 정착된 긴장재에 의하여 미리 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장;을 포함하여, 상기 프리스트레스 띠장이 파일용 띠장에 먼저 일체화되도록 형성된 겹띠장이 엄지말뚝인 H파일 전면에 설치되도록 하며, 상기 프리스트레스 띠장은 프리스트레스 띠장용 H형강, 정착구 및 긴장재를 포함하는 것으로서, 상기 정착구는 프리스트레스 띠장용 H형강의 양 단부면에 각각 설치된 단부정착구와 상기 단부정착구로부터 중앙부쪽으로 이격된 위치에 1개 이상의 내측정착구로 구분하여 설치되며, 상기 내측정착구는 단부정착구 사이에 설치되어 긴장재가 프리스트레스 띠장용 H형강의 중앙부위에 더 집중 배치되도록 하는 프리스트레스가 도입된 겹띠장 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공방법을 제공한다.

본 발명은 겹띠장으로 형성시키되 프리스트레스 띠장에 미리 프리스트레스가 도입된 상태에서 파일용 띠장에 상기 프리스트레스 띠장이 일체화되도록 제작하고 엄지말뚝인 H파일에 설치함에 따라 현장에서 긴장재의 긴장 및 정착작업이 필요 없다.

이에 현장에서의 작업공종이 단순해지기 때문에 작업성, 시공성 및 경제성을 충분히 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 파일용 띠장에는 휨 모멘트에 의하여 중립축을 기준으로 배면쪽으로 압축응력이 발생되는데 이러한 압축응력을 효과적으로 제어하지 않으면 파일용 띠장의 단면을 최소화하기가 매우 어렵게 된다.

하지만 최소한의 단면크기로 파일용 띠장과 프리스트레스 띠장이 결합된 겹띠장에 의하여 토압에 의한 휨 모멘트에 저항하도록 파일용 띠장에 보강재를 설치함과 더불어 프리스트레스에 의하여 부족한 파일용 띠장의 휨 강성을 추가 확보할 수 있도록 함으로서 굴착의 진행에 따른 상기 압축응력도 효과적으로 제어할 수 있어 보다 경제적인 흙막이 시공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 흙막이 가시설 시공 단면도,
도 1b 및 도 1c는 종래 프리스트레스 띠장의 시공평면도 및 사시도,
도 1d는 종래 다른 프리스트레스 띠장의 사시도,
도 2는 본 발명의 프리스트레스가 도입된 겹띠장의 구성사시도,
도 3은 본 발명의 프리스트레스가 도입된 겹띠장의 작용도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 프리스트레스가 도입된 겹띠장을 이용한 흙막이 시공순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 본 발명의 겹띠장(100) ]

도 2는 본 발명에 의한 겹띠장(100)의 조립 구성도를 도시한 것이다.

먼저 도 2에 의하면 2개의 띠장(110, 120)이 서로 결합되어 형성되어 있는데 1개의 띠장은 H파일(10)에 설치된다는 의미에서 파일용 띠장(110)이라하고, 나머지 1개의 띠장은 파일용 띠장(110)에 미리 프리스트레스가 도입되도록 제작되어 파일용 띠장(110)과 일체화된다는 의미에서 프리스트레스 띠장(120)이라고 지칭하기로 한다.

즉, 상기 프리스트레스 띠장(120)에 프리스트레스를 도입시킨 후 파일용 띠장과 일체화 시키게 되면 파일용 띠장(110)에는 프리스트레스력이 도입되지 않게 된다.

말하자면 프리스트레스 띠장(120)에만 프리스트레스를 도입하여 토압에 의한 인장력에 저항하도록 유도하였으며, 파일용 띠장(110)은 보강재(111)를 부착함으로서 겹띠장의 중립축(CL) 이동으로 토압에 의한 압축력에 저항하도록 유도한 것이라 할 수 있다.

이때 상기 파일용 띠장(110)은 프리스트레스 띠장(120)과 함께 흙막이 가시설 시공을 위해 먼저 지반에 설치된 H파일(10, 엄지말뚝)의 전면에 설치되는 것으로서 H파일(10, 엄지말뚝) 사이에 수평으로 고정되도록 설치(볼트와 너트, 용접 등 이용)되며 그 연장길이(L)는 H파일(10, 엄지말뚝) 사이의 이격 거리에 대응하여 정해지게 된다.

이러한 파일용 띠장(110)은 양 플랜지와 복부를 구비한 H형강을 이용하게 된다.

이러한 파일용 띠장(110)이 상기 H파일(10, 엄지말뚝) 사이에 양 단부가 고정되도록 설치되면 파일용 띠장(110)에는 토압이 작용하게 되는데 이러한 토압에 의하여 파일용 띠장(110)에는 휨 모멘트가 발생하게 된다.

이러한 휨 모멘트(M)는 파일용 띠장(110) 중앙부위가 가장 크고, 중앙부위에서 양 단부로 갈수록 점진적으로 작아지는 포물선 형태로 발생하게 된다.

따라서 이러한 휨 모멘트(M)에 충분히 저항할 수 있는 단면크기를 가진 H형강을 이용하여 파일용 띠장(110)을 제작해야 하는데 가장 큰 휨 모멘트가 발생하는 중앙부분을 기준으로 파일용 띠장(110)을 제작하는 것이 일반적이다.

이에 가장 큰 휨 모멘트를 기준으로 전체 연장길이에 걸쳐 동일한 단면크기로 제작된 파일용 띠장(110)은 안전성을 확보할 수 있으나 양 단부로 갈수록 휨 모멘트 크기는 작아짐에도 동일한 단면크기로 제작됨에 따라 소요되는 강재량이 커질 수밖에 없어 매우 비경제적이게 된다.

이에 파일용 띠장(110)은 상기 휨 모멘트에 대응하여 최소한의 단면크기를 가지도록 제작하고, 부족한 휨 강성은

먼저, 파일용 띠장(110)에 판재형태의 보강재(111) 등을 설치하여 파일용 띠장(110)의 휨 강성 부족을 보완할 수 있도록 하고, 나아가 후술되는 프리스트레스 띠장(120)으로도 보완하도록 하게 된다.

이에 프리스트레스 띠장(120)을 살펴보면 파일용 띠장(110)에 부족한 휨강성을 확보하기 위한 것이므로 파일용 띠장(110) 보다 작은 연장길이(L2)를 가진 띠장으로서 역시 양 플랜지와 복부를 구비한 H형강을 이용하게 된다.

즉, 파일용 띠장(110)에 있어 휨 모멘트가 가장 크게 발생하는 중앙부위를 기준으로 양 쪽으로 연장되어 고정 설치되는 프리스트레스 띠장용 H형강(121)을 설치하게 된다.

이때 상기 프리스트레스 띠장용 H형강(121)에는 프리스트레스(P)가 도입되도록 정착구(122) 및 긴장재(123)가 설치된다.

이러한 긴장재(123)를 정착구(122)에 긴장 및 정착함에 따라 프리스트레스 띠장(120)에 프리스트레스가 도입되며, 이러한 프리스트레스는 토압에 의하여 발생되는 파일용 띠장(110)의 중앙부위에서 가장 크게 발생하는 휨 모멘트에 저항하도록 하게 된다.

이때 상기 긴장재(123)에 의한 프리스트레스를 종래와 같이 설치하는 경우 프리스트레스 띠장(120)의 변형을 초래할 수 있으며, 이러한 변형은 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장(120)을 파일용 띠장(110)에 설치하는데 큰 방해가 된다.

즉, 도 1c 및 도 1d와 같이 겹띠장 전면에 돌출되도록 브라켓을 설치하고 브라켓 사이에 긴장재를 배치하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 되면 편심효과는 있을지 모르지만 중앙부위에 집중되는 프리스트레스에 의하여 겹띠장의 변형이 발생한다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 종래 브라켓에 의한 긴장재 설치가 아니라 긴장재(123)를 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 중심축 선상에 대칭되도록 위치시키게 된다.

즉, 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 중립축(CL1)을 기준으로 대칭되도록 위치시키는 경우 긴장재(123)에 의하여 도입된 프리스트레스는 프리스트레스 띠장(120)에 달리 변형을 발생시키지 않거나 최소화 하게 된다.

말하자면 긴장재 배치 형상이 프리스트레스 띠장의 중립축으로부터 동일 거리에 배치되므로 편심이 작용하지 않아 프리스트레스(긴장력) 도입시 프리스트레스 띠장에 변형이 발생하지 않도록 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 상기 정착구(122)는 긴장재(123)의 긴장 후 정착되는 지지판으로서 도 2와 같이 양 플랜지 사이에 복부 양측으로 설치된 강판으로 설치되며 상기 강판은 서로 프리스트레스 띠장(120)의 길이방향으로 서로 이격 설치하게 된다.

이러한 정착구(122) 사이에 긴장재(123)가 설치되는데 긴장재(123)는 강봉 또는 강연선을 이용할 수 있을 것이다. 이러한 정착구(122)에는 긴장재(123)의 양 단부가 관통될 수 있도록 관통홀이 다수 형성되어 있게 되며, 양 단부가 상기 관통홀을 관통하여 정착판(122)에 긴장재(123)가 긴장 후 체결너트에 의하여 정착된다.

이때 상기 정착구(122)는 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 양 단부면에 각가 설치된 단부정착구(122a)와 상기 단부정착구로부터 중앙부쪽으로 이격된 위치에 1개 이상의 내측정착구(122b)로 구분하되, 상기 내측정착구(122b)는 단부정착구(122a) 사이에 설치되어 긴장재(123)가 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 중앙부위에 더 집중 배치되도록 하게 되는데 이는 토압에 의하여 발생하는 휨 모멘트가 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 중앙부위에서 가장 크게 발생하기 때문에 이에 보다 효과적으로 저항할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이 프리스트레스 띠장용 H형강(121)에 정착구(122:122a,122b) 및 긴장재(123)에 의하여 프리스트레스가 도입된 이후에 이를 파일용 띠장(110)에 고정시키게 된다.

이러한 고정방법은 띠장들(110,120)이 H형강으로 제작되어 있으므로 추후 해체를 위하여 볼트와 너트와 같은 체결구를 이용하면 된다.

이에 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장(120)을 파일용 띠장(110)에 고정시키게 되면 겹띠장이 되는데, 종래와 달리 겹띠장에 프리스트레스를 도입하지 않고, 프리스트레스 띠장에 프리스트레스를 도입하고, 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장(120)을 파일용 띠장(110)에 부착시키는 방식으로 본 발명의 겹띠장이 설치됨을 알 수 있다.

[ 본 발명의 겹띠장(100)의 작용 ]

도 3은 본 발명의 겹띠장(100)이 H파일(10)에 설치 완료된 상태를 도시한 것이다.

이러한 겹띠장(100)은 앞서 살펴본 것과 같이 프리스트레스 띠장(120)이 파일용 띠장(110)에 일체화시킨 이후에 H파일(10)에 일체로 설치하게 된다.

이에 H파일(10)과 H파일(10) 사이에 설치된 토류판(20)의 배면의 토사 등에 의하여 토압이 겹띠장(100)에 전달되는데 이에 겹띠장(100)에는 휨 모멘트가 발생하게 된다.

이러한 휨 모멘트에 저항하는 겹띠장(100)의 부재 작용을 살펴보면,

먼저, 상기 휨 모멘트에 겹띠장(100)을 구성하는 파일용 띠장(110)과 프리스트레스 띠장(120)의 H형강(121)이 직접 저항하게 된다.

이러한 H형강은 강재로 제작되는데 고가이므로 최소한의 단면크기를 가지도록 하여 소요되는 강재량을 절감하도록 하게 된다.

이때 상기 겹띠장(100) 중 보강재(111)에 의하여 파일용 띠장(110)의 휨 강성을 보완하여 보다 효과적으로 휨 모멘트에 저항할 수 있게 된다.

나아가 파일용 띠장(110)과 프리스트레스 띠장(120)에 사용되는 H형강 및 보강재에 의하여 부족한 휨 강성은 프리스트레스 띠장(120)에 도입된 프리스트레스에 의하여 확보되도록 하게 된다.

이러한 프리스트레스는 프리스트레스 띠장(120)에 미리 도입되어 있고, 프리스트레스 띠장(120)은 파일용 띠장(110) 보다 길이가 짧고 그 중앙부위에 걸쳐 설치되어 있으므로 휨 모멘트의 크기가 큰 부위에 집중적인 프리스트레스에 의하여 효과적으로 휨 모멘트에 저항할 수 있게 된다.

나아가, 종래의 겹띠장은 띠장을 먼저 H파일에 설치하고, 상기 띠장에 브라켓이 설치된 겹띠장을 설치하고, 상기 겹띠장에 긴장재를 설치하여 프리스트레스가 도입되도록 하게 되므로 먼저 설치된 띠장과 겹띠장에 프리스트레스가 도입되어 띠장들의 변형에 의하여 토압 등에 효과적으로 저항할 수 없는 문제점이 발생하는 반면,

본 발명의 경우에는 파일용 띠장(110)에 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장(120)을 먼저 일체화시킨 겹띠장(100)을 파일(10)에 설치하는 방식을 따르게 되어 이러한 문제점이 발생하지 않게 됨을 알 수 있다.

[ 본 발명의 겹띠장(100) 시공방법 ]

도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 본 발명의 겹띠장(100)을 H파일(10)에 설치하는 방법을 순서대로 도시한 것이다.

먼저, 도 4a와 같이 흙막이 가시설로서 엄지말뚝인 H파일(10)과 H파일(10) 사이에 토류판(20)을 설치하게 되는데 H파일(10) 설치 후, 일정 깊이만 굴착된 상태에서 토류판(20)을 설치하게 된다.

이때, 상기 굴착에 의하여 노출된 H파일(10)의 전면에는 본 발명의 겹띠장(100)이 설치된다.

이러한 겹띠장(100)은 파일용 띠장(110)에 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장(120)이 일체로 먼저 결합된 상태임을 알 수 있다.

이에 상기 겹띠장(100)은 2개의 띠장용 H파일이 서로 결합된 상태로 2개의 H파일에 의한 중립축(CL)이 형성되어 있게 된다.

이때 파일용 띠장과 프리스트레스 띠장의 단면 크기가 같다면 파일용 띠장과 프리스트레스 띠장 접합면에 중립축이 형성되는데 파일용 띠장(110)에 보강재(111)를 부착함으로써 겹띠장의 중립축(CL)이 접합면에서 파일용 띠장(110)으로 이동하여 형성된다.

다음으로 도 4b와 같이 상기 본 발명의 겹띠장(100)을 H파일(10)에 설치하게 된다. 이러한 설치방법은 볼트와 너트 등을 이용하여 추후 해체가 가능하도록 하면 된다.

이에 본 발명의 겹띠장(100)은 프리스트레스가 미리 도입된 프리스트레스 띠장(120)을 이용하기 때문에 현장에서 프리스트레스 도입과 같은 공종이 배제되어 작업성 및 시공성이 매우 뛰어남을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명의 겹띠장(100)이 H파일(10)에 설치되면 토압이 겹띠장(100)에 전달되어 휨 모멘트가 겹띠장(100)에 발생하게 된다.

이때, 상기 겹띠장(100)의 중립축(CL)은 파일용 띠장(110) 쪽에 형성되어 있으므로 중립축(CL)으로부터 도 4a와 같이 파일용 띠장(110)의 외측플랜지(113) 사이에 발생하는 압축응력은 크지 않을뿐더러 파일용 띠장(110)에는 보강재(111)에 의한 휨 강성 보강이 이루어진 상태이므로 특히 파일용 띠장(110)의 단면을 최소화할 수 있으면서도 효과적으로 1차 굴착에 의한 토압에 저항할 수 있게 됨을 알 수 있다.

다음으로 도 4c와 같이 지반을 계속 굴착하면서 본 발명의 겹띠장(100)을 1단, 2단, 3단씩 하방으로 계속해서 설치하게 된다. 이에 이러한 굴착에 의하여 1차 굴착 때 설치된 겹띠장(100)에 작용하는 토압이 누적되면서 커지게 되는데 이러한 커진 토압에 파일용 띠장(110)이 저항하지 못하는 부분은 프리스트레스 띠장(120)에 의한 저항이 가능하게 된다.

이에 겹띠장(100)에 작용하는 압축응력 및 인장응력의 제어가 보다 용이하며 경제적인 겹띠장(100) 설치가 가능하게 됨을 알 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: H파일 20: 토류판
100: 겹띠장
110: 파일용 띠장
111: 보강재 113: 외측플랜지
120: 프리스트레스 띠장
121: 프리스트레스 띠장용 H형강
122: 정착구
123: 긴장재

Claims (5)

1. 파일용 띠장(110); 및
   양 플랜지 사이에 설치된 정착구(122)와 상기 정착구(122) 사이에 설치되어 긴장 후 정착구에 정착된 긴장재(123)에 의하여 미리 프리스트레스가 도입된 프리스트레스 띠장(120);을 포함하여,
   상기 프리스트레스 띠장(120)이 파일용 띠장(110)에 먼저 일체화되도록 형성된 겹띠장(100)이 엄지말뚝인 H파일(10) 전면에 설치되도록 하며,
   상기 프리스트레스 띠장(120)은 프리스트레스 띠장용 H형강(121), 정착구(122) 및 긴장재(123)를 포함하는 것으로서, 상기 정착구(122)는 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 양 단부면에 각각 설치된 단부정착구(122a)와 상기 단부정착구로부터 중앙부쪽으로 이격된 위치에 1개 이상의 내측정착구(122b)로 구분하여 설치되며, 상기 내측정착구(122b)는 단부정착구(122a) 사이에 설치되어 긴장재(123)가 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 중앙부위에 더 집중 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 겹띠장.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 파일용 띠장(110)에는 판재 형태의 보강재(111)가 형성되도록 하며,
   상기 프리스트레스 띠장(120)에만 프리스트레스를 도입하여 토압에 의한 인장력은 프리스트레스 띠장이 저항하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 겹띠장.
3. 삭제
4. 지반에 엄지말뚝인 H파일(10)을 설치하고,
   상기 H파일(10)의 전면에 띠장을 설치하되 상기 띠장은 제 1항에 의한 겹띠장(100)을 미리 준비하여 엄지말뚝인 H파일(10)에 설치하는 것을 포함하며,
   상기 프리스트레스 띠장(120)은 프리스트레스 띠장용 H형강(121), 정착구(122) 및 긴장재(123)을 포함하는 것으로서, 상기 정착구(122)는 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 양 단부면에 각가 설치된 단부정착구(122a)와 상기 단부정착구로부터 중앙부쪽으로 이격된 위치에 내측정착구(122b)로 구분하여 설치되며, 상기 내측정착구(122b)는 단부정착구(122a) 사이에 설치되어 긴장재(123)가 프리스트레스 띠장용 H형강(121)의 중앙부위에 더 집중 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 겹띠장을 이용한 흙막이 구조물 시공방법.
5. 삭제

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