KR101279009B1 - 보드 파일 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탑 다운(Top-Down) 공법의 굴착공사 전에 선 시공하는 보드 파일일(bored pile: 지하층 기둥)의 시공방법에 관한 것으로서, 케이싱을 관입시키며 케이싱 내부의 토사굴착공을 형성하는 토사굴착단계와; 상기 토사굴착장비를 인발하는 굴착장비인발단계와; 상기 암반층의 계획심도까지 굴착하여 암반층에 암반굴착공을 형성하는 암반굴착단계와; 상기 암반굴착공의 암반에서 지표면의 외부까지 하단에 까치발이 구성된 컬럼을 삽입하는 컬럼설치단계와; 상기 케이싱의 상단부에 회전판 및 조임장치가 구성된 컬럼지지대를 설치하는 컬럼지지대설치단계와; 상기 케이싱 내부로 신축 가능한 트레미관을 삽입하여 암반굴착공 내의 설계 심도까지 콘크리트를 타설하는 콘크리트타설단계와; 상기 트레미관을 제거한 상태에서 타설된 콘크리트를 양생하는 양생단계와; 상기 토사굴착공 및 암반굴착공에 토사를 채우는 토사되메우기단계와; 상기 컬럼지지대를 해제한 후 케이싱을 인발하는 케이싱인발단계;로 구성되어 컬럼지지대설치단계에서 케이싱 상단 설치식 컬럼지지대가 케이싱에 조립식으로 결합됨으로써 설치 및 해체가 간편하여 설치 및 해체에 따른 시간이 단축되어 공기가 단축효과와 트레미관길이축소단계에서 트레미관의 전체 길이가 조절되어 트레미관의 길이 조절이 되어 트레미관의 분리 작업이 불필요하여 분리 작업에 따른 공기가 소요되지 않는 등의 효과가 있다.

Description

보드 파일 공법 {BORED PILE METHOD}

본 발명은 보드 파일(bored pile: 지하층 기둥) 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하의 각 층을 단계적으로 상부층에서 하부층으로 완성해 가는 역타설공법 즉, 탑 다운(Top-Down) 공법의 굴착공사 전에 기둥을 이루는 위치를 암반까지 굴착하여 여기에 컬럼을 삽입한 후 컬럼의 하부에 철근 콘크리트를 주입하여 암반에 견고하게 고정하여 선 시공하는 보드 파일의 시공방법에 관한 것이다.

근래에는 건축 구조물의 시공에 있어서 탑 다운 방식의 시공방법이 많이 적용되고 있는데, 이러한 탑 다운 시공방법은 일반적으로 굴착공사 이전에 지하 외부 벽(slurry wall)와 보드파일(bored pile: 지하층 기둥)을 선 시공한 후, 단계별로 지하층 슬래브와 토공사를 위에서 아래로 반복해 가면서 지하 구조물을 형성하는 공법이다.

상기 탑다운 방법은 기존의 오픈 컷(open cut) 공법으로 계획하기 어려운 대단면, 대심도 굴착이나 인접 건물이 많은 도심지 구간에서 안정적으로 적용할 수 있으며, 1층 바닥이 선 시공되기 때문에 작업장의 조기 확보가 가능하여 강우 및 강설시에도 시공할 수 있는 전천후 공법이고, 지상과 지하가 동시에 진행될 수 있으므로 일정규모 이상의 건물에서는 공기 단축의 효과도 기대할 수 있어서 널리 사용되고 있다.

이러한 탑 다운 공법은 거푸집을 지지하는 형태에 따라 여러 방법으로 나뉘는데, 굴토지반을 평탄하게 한 후 슬래브 거푸집을 설치하거나 버림콘크리트를 타설하여 슬래브 철근을 시공하는 S.O.G공법, 굴토지반을 평탄하게 다지거나 버림콘크리트를 타설한 후 서포트를 설치하지 않고 바로 거더와 빔의 거푸집을 설치하는 B.O.G공법, 일반 오픈 컷 공법에서와 마찬가지로 동바리를 사용하여 거푸집을 지지하는 서포트 공법, 대형 거푸집을 초기에 제작하여 현수식으로 매달아서 단계적으로 골조공사를 진행하는 N.S.T.D공법 등이 있다.

상기 탑 다운 방식에 따른 시공이 이루어지기 전에 일반적으로 선행되는 공사로서 지하 외부벽 공사(slurry wall)와 보드파일(bored pile/R.C.D) 공사를 하게 된다.

상기 지하 외부벽 공사는 지중에 도랑을 굴착하고 철근망을 건입한 후 콘크리트를 타설함으로써 구조물을 안전하게 연속적으로 시공할 수 있도록 하는 것이며, 가 시설 흙막이 벽체로서의 역할과 더불어 건물구조체 즉 지하 외벽으로서의 역할을 갖는다.

상기 보드 파일 공사는 기둥을 이루는 위치를 굴착하여 여기에 컬럼(Steel Column: 기둥철골)을 삽입한 후 컬럼의 하부에 철근 콘크리트를 주입하여 컬럼을 지반에 견고하게 고정시키는 작업으로서 건물의 주요 철골 기둥을 이루게 되며, 차후 진행하는 슬래브 설치작업의 주요 기준 및 지지기반이 된다.

일반적으로 지표면의 양측에 연속적인 외부벽(Slurry Wall)을 가설한 후, 기둥 위치에 대구경 파이프(Steel Cassing Pipe:1.5m)를 설치하여 클램쉘(Clamshell)과 리버스 서큐레이션 드릴머시인(Reverse Circulation Drill Machine) 등을 이용 굴착 작업을 시행한다.

종래기술의 보드 파일 공법은 케이싱을 관입시키며 토사굴착장비로 케이싱 내부의 토사를 굴착하여 토사층에 토사굴착공을 형성하는 토사굴착단계와, 상기 토사 굴착이 암반층까지 완료되면 공벽이 유지되도록 케이싱을 남겨둔 채 토사굴착장비를 인발하는 굴착장비인발단계와, 상기 케이싱 내에 암반굴착비트 등을 투입하여 암반층의 계획심도까지 굴착하여 암반층에 암반굴착공을 형성하는 암반굴착단계와, 상기 암반굴착공의 암반에서 토사층굴착공의 외부까지 컬럼을 삽입하는 컬럼설치단계와, 상기 지표면에 노출된 케이싱의 상단부에 컬럼지지대를 설치하는 컬럼지지대설치단계와, 상기 케이싱 내부로 신축 가능한 트레미관을 삽입하여 트레미관을 통하여 암반굴착공 내의 설계 심도까지 콘크리트를 타설하는 콘크리트타설단계와, 상기 케이싱 외부로 트레미관을 제거한 상태에서 타설된 콘크리트를 양생하는 양생단계와, 상기 토사굴착공 및 콘크리트가 타설되지 아니한 암반굴착공에 토사를 투입하여 토사를 채우는 토사되메우기단계와, 상기 컬럼 및 케이싱으로부터 컬럼지지대를 해제한 후 케이싱을 인발하는 케이싱인발단계로 이루어진다.

상기 종래기술은 컬럼지지대설치단계에서 양측 단부의 부근에 종방향의 지지판조절구(111)가 형성되고 서로 평행을 이루도록 설치되는 고정판(110)과; 상기 고정판(110)에 직각으로 설치되면서 양 단부가 지지판조절구(111)에 조절볼트(151) 및 조절너트(152)를 통하여 설치되고, 종방향의 지지편조절구(121)가 형성되고, 서로 평행을 이루도록 설치되는 한 쌍의 지지판(120)과; 상기 한 쌍의 지지판(120)의 각각에 서로 대칭을 이루도록 설치되고, 지지편조절구(121)에 조절볼트(151) 및 조절너트(152)를 통하여 설치되는 한 쌍의 지지편(130)으로 구성되어; 상기 한 쌍의 지지판(120)이 케이싱(300) 상단에 설치되고, 한 쌍의 지지판(120) 및 지지편(130)들 사이로 컬럼이 삽입 거치되게 구성되어 고정판(110)에 설치된 다수의 고정볼트(112)를 조이면 케이싱(300)을 압박하여 고정판(110)이 케이싱(300)에 고정되는 컬럼지지대를 설치하였다.

또한, 종래기술은 콘크리트타설단계에서 하나로 구성된 원통형의 트레미관을 케이싱 내부에 삽입하여 트레미관의 하부까지 트레미관을 통하여 콘크리트가 타설되면 트레미관을 상승시켜 상승된 트레미관을 절단하여 제거한 후 길이가 짧아진 트레미관의 하부까지 트레미관을 통하여 콘크리트를 추가 타설하였다.

상기의 종래기술은 컬럼지지대설치단계에서 컬럼 지지대를 케이싱 상단에 설치할 때에 용접으로 고정하기 때문에 컬럼의 설치에 따른 시간이 많이 소요되어 공기가 길어지는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 컬럼지지대설치단계에서 컬럼 지지대의 재사용이 가능하도록 고정판에 고정볼트를 구성하여 케이싱에 고정하게 되면 각각의 고정볼트의 회전에 따른 컬럼 지지대의 고정 시간이 많이 소요되고, 컬럼의 설치 위치나 수직도가 정밀하지 아니하면서 컬럼의 설치에 따른 시간이 많이 소요되어 공기가 길어지는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 콘크리트타설단계에서 콘크리트 타설 시 트레미관의 길이를 줄이기 위해서는 트레미관을 절단하여야 하므로 절단 시간이 많이 소요되면서 절단 작업이 용이하지 아니하여 공기가 길어지는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 콘크리트타설단계에서 트레미관의 절단 시에 트레미관의 자체 중량 및 작업의 위험성 등으로 절단되는 트레미관을 고정하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 케이싱인발단계에서 컬럼 지지대의 해체시 용접부를 제거하여야 하므로 해체시 컬럼 지지대가 파손되어 컬럼 지지대의 재활용이 되지 않으면서 해체에 따른 시간이 많이 소요되어 공기가 길어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 컬럼지지대설치단계에서 용접에 의하여 컬럼 지지대를 케이싱 상단에 고정하지 아니하고 유압에 의하여 작동하는 조임장치에 결합된 조임판으로 컬럼 지지대를 케이싱 상단에 고정하도록 하고, 콘크리트타설단계에서 트레미관을 절단하지 아니 하고신축 가능한 트레미관을 사용하여 조절와이어의 길이 조절에 의하여 트레미관의 전체 길이를 조절하면서 콘크리트 타설하는 보드 파일 공법을 제공함에 있다.

본 발명은 케이싱을 관입시키며 케이싱 내부의 토사를 굴착하여 토사층에 토사굴착공을 형성하는 토사굴착단계와; 상기 토사 굴착이 암반층까지 완료되면 케이싱이 존치한 상태에서 토사굴착장비를 인발하는 굴착장비인발단계와; 상기 케이싱 내에 암반굴착비트 등을 투입하여 암반층의 계획심도까지 굴착하여 암반굴착공을 형성하는 암반굴착단계와; 상기 암반굴착공의 암반에서 지표면의 외부까지 하단에 까치발이 구성된 컬럼을 삽입하는 컬럼설치단계와; 상기 지표면에 노출된 케이싱의 상단부에 회전판 및 조임장치가 구성된 컬럼지지대를 설치하는 컬럼지지대설치단계와; 상기 케이싱 내부로 신축 가능한 트레미관을 삽입하여 암반굴착공 내의 설계 심도까지 콘크리트를 타설하는 콘크리트타설단계와; 상기 트레미관을 제거한 상태에서 타설된 콘크리트를 양생하는 양생단계와; 상기 토사굴착공 및 콘크리트가 타설되지 아니한 암반굴착공에 토사를 투입하여 토사를 채우는 토사되메우기단계와; 상기 컬럼지지대를 해제한 후 케이싱을 인발하는 케이싱인발단계;로 이루지는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 컬럼지지대설치단계는 고정판의 상부에 구성되는 회전판을 회전시켜 조임장치가 컬럼의 수직면과 일치되게 하는 회전판회전단계;를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 컬럼지지대설치단계는 조임장치의 피스톤 끝단에 구성된 조임판을 유압에 의하여 컬럼에 밀착되게 하여 컬럼의 수직도가 유지되게 하는 컬럼지지대조임단계;를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 콘크리트타설단계는 트레미관 하부까지 콘크리트가 타설되면 조절와이어의 길이를 조절하여 하부트레미관이 상부트레미관으로 슬라이딩 삽입되어 트레미관의 전체 길이가 축소되는 트레미관길이축소단계;를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 트레미관길이축소단계는 상기 트레미관이 축소된 상태에서 축소된 트레미관의 하부까지 트레미관을 통하여 콘크리트를 추가 타설하는 추가콘크리트타설단계;를 포함하는 것이다.

본 발명은 컬럼지지대설치단계에서 케이싱 상단 설치식 컬럼지지대가 케이싱에 조립식으로 결합됨으로써 설치 및 해체가 간편하여 설치 및 해체에 따른 시간이 단축되어 공기가 단축되고 컬럼지지대의 재활용이 가능하여 자재 및 비용을 절감 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컬럼지지대설치단계에서 유압으로 전후로 이동이 되는 조임장치 및 조임판이 컬럼을 압박하는 힘이 커서 컬럼을 지지하는 힘이 탁월하고 조임장치의 조정이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컬럼지지대설치단계에서 조임판을 컬럼의 수직면과 일치시키기 위하여 회전판이 고정판 상부에서 자전하게 되어 회전판의 회전이 고정판이나 케이싱에 영향을 미치지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컬럼지지대설치단계에서 컬럼을 조임하는 조임장치가 유압 등에 의하여 작동되어 컬럼의 설치 위치나 수직도가 정밀도 높아 시공 후의 안정도가 높은 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컬럼지지대설치단계에서 조임장치가 회전판의 동일한 평면 상에 구성된 조임판이 같은 평면에서 컬럼을 조임하여 컬럼 지지대의 수평 정밀도가 양호한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컬럼설치단계에서 컬럼이 케이싱 내에서의 컬럼의 위치이동이 용이하도록 하부 끝단에 컬럼까치발이 구성되어 컬럼 설치가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트레미관길이축소단계에서 조절와이어의 길이 조절에 의하여 트레미관의 전체 길이가 조절되어 트레미관의 길이 조절이 되어 트레미관의 분리 작업이 불필요하여 분리 작업에 따른 공기가 소요되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트레미관길이축소단계에서 트레미관의 개체 길이를 다양하게 할 수 있어서 트레미관의 신축 길이의 변경이 다양한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트레미관길이축소단계에서 트레미관의 절단이 필요 없고 트레미관의 상승 작업만으로도 종래기술의 트레미관의 상승작업과 분리 작업이 달성되어 공기가 단축되고, 트레미관의 재활용이 가능하여 자재 및 비용을 절감 효과가 있다.

도 1: 종래기술의 컬럼지지대설치단계에서의 컬럼지지대설치 사시도.
도 2: 일반적인 보드 파일 공법의 토사굴착단계 상태도.
도 3: 일반적인 보드 파일 공법의 굴착장비인발단계 상태도.
도 4: 일반적인 보드 파일 공법의 암반굴착단계 상태도.
도 5: 일반적인 보드 파일 공법의 양생단계 상태도.
도 6: 일반적인 보드 파일 공법의 토사되메우기단계 상태도.
도 7: 일반적인 보드 파일 공법의 케이싱인발단계 상태도.
도 8: 본 발명의 보드 파일 공법 흐름도.
도 9: 본 발명의 컬럼설치단계 상태도.
도 10: 본 발명의 컬럼지지대설치단계 상태도.
도 11: 본 발명의 콘크리트타설단계 상태도.
도 12: 본 발명의 회전판회전단계 상태도.
도 13: 본 발명의 컬럼지지대조임단계 상태도.
도 14: 본 발명의 트레미관축소단계 및 추가콘크리트타설단계 상태도.
도 15: 본 발명의 트레미관 단면도.

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 보드 파일 공법의 바람직한 실시 예를 도 2의 일반적인 보드 파일 공법의 토사굴착단계 상태도, 도 3의 일반적인 보드 파일 공법의 굴착장비인발단계 상태도, 도 4의 일반적인 보드 파일 공법의 암반굴착단계 상태도, 도 5의 일반적인 보드 파일 공법의 양생단계 상태도, 도 6의 일반적인 보드 파일 공법의 토사되메우기단계 상태도, 도 7의 일반적인 보드 파일 공법의 케이싱인발단계 상태도, 도 8의 본 발명의 보드 파일 공법 흐름도, 도 9의 본 발명의 컬럼설치단계 상태도, 도 10의 본 발명의 컬럼지지대설치단계 상태도, 도 11의 본 발명의 콘크리트타설단계 상태도, 도 12의 본 발명의 회전판회전단계 상태도, 도 13의 본 발명의 컬럼지지대조임단계 상태도, 도 14의 본 발명의 트레미관축소단계 및 추가콘크리트타설단계 상태도 및 도 15의 본 발명의 트레미관 단면도에 의하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 탑 다운 공법의 굴착공사 전에 선 시공하는 보드 파일의 시공방법에 관한 것으로서 컬럼지지대(60)를 유압에 의하여 케이싱(30) 상단에 고정하도록 하는 컬럼지지대설치단계(S 50) 및 조절와이어(76)의 길이 조절에 의하여 트레미관(70)의 전체 길이를 조절하여 콘크리트 타설하는 콘크리트타설단계(S 60)에 특징이 있는 것이다.

보드 파일의 시공방법은 토사굴착단계(S 10)와 굴착장비인발단계(S 20)와 암반굴착단계(S 30)와 컬럼설치단계(S 40)와 컬럼지지대설치단계(S 50)와 콘크리트타설단계(S 60)와 양생단계(S 70)와 토사되메우기단계(S 80)와 케이싱인발단계(S 90)의 순으로 이루어진다.

상기 컬럼지지대설치단계(S 50)는 회전판회전단계(S 50-1)와 컬럼지지대조임단계(S 50-2)를 포함하여 이루어지고, 상기 콘크리트타설단계(S 60)는 트레미관길이축소단계(S 60-1)를 포함하여 이루어지고, 상기 트레미관길이축소단계(S 60-1)는 추가콘크리트타설단계(S 60-1-1)를 포함하여 이루어진다.

상기 토사굴착단계(S 10)는 케이싱(30)을 관입시키며 토사굴착장비(21)로 케이싱(30) 내부의 토사를 굴착하여 토사층(11)에 토사굴착공(31)을 형성하는 단계이다.

상기 토사굴착단계(S 10)는 탑 다운공법에서 지하 터파기 공사를 수행하기에 앞서 일단 건축물의 평면 설계상 본 기둥이 설치되어야 할 위치에 케이싱(30)을 관입시키면서 케이싱(30) 내부의 토사를 굴착한다.

상기 토사굴착단계(S 10)에서 토사굴착공(31)이 토사층(11)에서의 공벽 유지를 위하여 케이싱(30)의 관입과 동시에 토사굴착공(31)을 형성하는 방식으로 천공되며 암반이 도달할 때까지의 토사층(11)에 대하여 토사굴착공(31)을 형성한다.

상기 토사굴착공(31)의 굴착에 있어서는 케이싱(30)을 관입하면서 토사굴착장비(21)를 이용하여 케이싱(30) 내부의 토사를 굴착하며, 이때 토사굴착에 사용되는 토사굴착장비(21)는 중, 소구경 토사굴착공(31)의 경우에는 오거드릴(Auger drill) 등을 사용하며, 대구경 토사굴착공의 경우에는 해머그랩(Hammer grab) 등을 사용하나, 이러한 토사굴착장비(21)는 토질이나 현장여건, 천공규모 등에 따라서 결정된다.

상기 토사굴착단계(S 10)에서는 토사굴착공(31)을 지중에 설치함에 있어서는 DRA(Double Rod Auger) 장비를 사용하여 시공하는 것이 특히 바람직하다.

즉, 상기의 DRA 장비를 이용하여 토사굴착공(31)을 굴착하게 되면 DRA 장비에 장착된 상부 오거 스크류(Auger Screw)와 하부 케이싱(Casing)가 서로 반대 방향으로 회전하면서 동시에 지반을 천공하여 토사굴착공(31)을 형성하기 때문이다.

상기 케이싱(30)은 토사층(11)의 토사굴착공(31)을 유지하기 위한 원통형 구조물로서, 굴착 시의 교란이나 지하수로 인하여 토사굴착공(31)의 붕괴를 방지하게 되며, 굴착과 동시에 자중이나 인위적인 진동 또는 압력에 의하여 관입되는 것이 일반적이나, 경우

에 따라서는 굴착 전에 타입되거나 굴착 후에 삽입되는 등 굴착과는 별도로 관입될 수도 있다.

상기 굴착장비인발단계(S 20)는 토사 굴착이 암반층(12)까지 완료되면 공벽이 유지되도록 케이싱(30)이 존치한 상태에서 토사굴착장비(21)를 인발하는 단계이다.

상기 굴착장비인발단계(S 20)에서 토사 굴착시 암반이 나타나면 토사 굴착이 완료되게 되며 토사굴착공(31)이 완료되면 토사굴착장비(21)는 암반을 굴착할 수 없으므로 토사굴착장비(21)를 케이싱(30) 외부로 철수하며 이때 케이싱(30)은 남겨둔다.

상기 암반굴착단계(S 30)는 케이싱(30) 내에 암반굴착비트(40) 등을 투입하여 암반층(12)의 계획심도까지 굴착하여 암반층(12)에 암반굴착공(32)을 형성하는 단계이다.

상기 암반굴착단계(S 30)는 굴착장비가 케이싱(30) 외부로 반출된 상태에서 암반굴착장비를 사용하여 암반을 굴착하는 단계로서 암반굴착비트(40) 등을 케이싱(30) 내에 투입하여 암반층(12)의 굴착 계획심도까지 암반층(12)을 굴착하여 암반굴착공(32)을 형성하며, 암반굴착공(32)은 암반에 굴착공을 형성하여 공벽이 스스로 유지할 수 있기 때문에 케이싱(30)을 관입하지 아니한다.

상기 암반굴착공(32)은 암반굴착공(32)의 직경에 합당한 암반굴착비트(40)를 케이싱(30) 내부로 진입시켜 암반을 한번에 굴착하여 암반굴착공(32)을 형성하는 방법으로 수행한다.

상기 암반굴착공(32)은 굴착에 따른 소음 및 진동의 발생 등을 감안하여 소형암반굴착비트를 케이싱(30) 내부로 진입시켜 암반층(12)의 굴착 계획심도까지 예비암반굴착공을 형성하여 소형암반굴착비트를 케이싱(30) 외부로 반출한 후 굴착하고자 하는 암반굴착공(32)의 직경에 합당한 암반굴착비트(40)를 케이싱(30) 내부로 진입시켜 예비암반굴착공을 크게 굴착하여 암반굴착공(32)을 형성하는 본 암반굴착공을 굴착할 수도 있다.

상기 컬럼설치단계(S 40)는 암반굴착공(32)의 암반에서 지표면의 외부까지 하단에 컬럼까치발(51)이 구성된 철골 등의 컬럼(50)을 삽입하는 단계이다.

상기 컬럼설치단계(S 40)에서 암반층(12)의 계획심도까지 암반굴착공(32)이 완료되면 더 이상 암반을 굴착할 필요가 없기 때문에 암반굴착비트(40) 등을 케이싱(30) 외부로 반출하고, 'H'형강 등으로 구성된 철골 등의 컬럼(50)을 지표면의 외부에서 암반의 암반굴착공(32)의 저부까지 삽입한다.

이때, 케이싱(30) 내로 삽입되는 컬럼(50)은 케이싱(30) 내에서의 컬럼(50)의 위치이동이 용이하게 하고, 암반굴착비트(40)에 의하여 형성된 굴착공의 중심 저부에 용이하게 치합하게 하기 위하여 하부 끝단에 컬럼까치발(51)이 구성되어 있다.

상기 컬럼지지대설치단계(S 50)는 지표면에 노출된 케이싱(30)의 상단부에 회전판(61) 및 조임장치(63)가 구성된 컬럼지지대(60)를 설치하는 단계이다.

상기 컬럼지지대(60)는 컬럼(50)의 수직도를 유지하게 하면서 컬럼(50)을 고정하는 역할을 하고, 고정판(62)과 회전판(61)과 조임장치(63) 및 조임판(64)의 큰 구성으로 이루어진다.

상기 고정판(62)은 케이싱(30)의 상부 외주면에 삽입되어 케이싱(30)에 고정되며, 회전판(61)은 고정판(62)의 상부에 구성되고 고정판(62)의 중심축에 대하여 직각으로 구성되어 회전판(61)의 중심축을 기준으로 자전하고 링형상으로 구성되며, 조임장치(63)는 회전판(61)의 상부에 마주보는 쌍으로 구성되면서 신축 가능하게 구성되며, 조임판(64)은 조임장치(63)의 타측에 결합되어 조임장치(63)의 신축에 의하여 연동하게 구성되어 조임장치(63)의 신축에 의하여 컬럼(50)을 지지한다.

상기 콘크리트타설단계(S 60)는 케이싱(30) 내부로 신축 가능한 트레미관(70)을 삽입하여 트레미관(70)을 통하여 암반굴착공(32) 내의 설계 심도까지 콘크리트를 타설하는 단계이다.

상기 콘크리트타설단계(S 60)는 트레미(tremie)관을 컬럼지지대(60)의 공간을 통하여 케이싱(30) 내부로 삽입하되 컬럼(50)과 케이싱(30) 사이의 공간을 통하여 암반굴착공(32)의 하부까지 삽입하여 트레미를 통하여 암반굴착공(32) 내의 콘크리트 타설 설계 심도까지 콘크리트를 타설한다.

상기 양생단계(S 70)는 케이싱(30) 외부로 트레미관(70)을 제거한 상태에서 타설된 콘크리트를 양생하는 단계이다.

상기 양생단계(S 70)는 암반굴착공(32) 내의 콘크리트 타설 설계 심도까지 콘크리트를 타설한 후 트레미관(70)을 케이싱(30) 외부로 제거한 후 컬럼(50)이 암반굴착공(32)의 내면에 고정한 상태가 되고 케이싱(30)이 암반에 고정한 상태에서 콘크리트를 양생한다.

상기 토사되메우기단계(S 80)는 암반굴착공(32) 내에 타설된 콘크리트가 양생이 완료되면 토사굴착공(31) 및 콘크리트가 타설되지 아니한 암반굴착공(32)에 토사를 투입하여 토사를 채우는 단계이다.

상기 토사되메우기단계(S 80)는 토사되메우기단계(S 80)의 후속단계인 케이싱인발단계(S 90)에서 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위한 단계로서, 암반굴착공(32)에서 콘크리트가 타설되지 아니하여 공간으로 잔존하는 암반굴착공(32)과 케이싱(30) 내의 토사굴착공(31)에 토사를 투입하여 암반굴착공(32) 및 토사굴착공(31)의 빈공간을 토사로 되메우기를 하는 것이다.

상기 케이싱인발단계(S 90)는 컬럼(50) 및 케이싱(30)으로부터 컬럼지지대(60)를 해제한 후 케이싱(30)을 인발하여 토사층(11) 내에 컬럼(50)이 위치하게 단계이다.

상기 케이싱인발단계(S 90)에서는 컬럼(50) 및 케이싱(30) 상단부에 설치된 컬럼지지대(60)의 조임판(64)의 간격을 벌어지게 한 있는 상태 즉, 조임판(64)이 컬럼면으로부터 이탈시킨 상태에서 컬럼지지대(60)를 제거한 후 케이싱(30)을 서서히 인발하여 컬럼(50)이 암반굴착공(32) 내의 콘크리트에 고정되어 토사층(11) 내에 위치하게 되면서 지면에 고정된다.

상기 컬럼지지대설치단계(S 50)는 고정판(62)의 상부에 구성되는 회전판(61)을 회전시켜 조임장치(63)가 컬럼(50)의 수직면과 일치되게 하는 회전판회전단계(S 50-1) 및 실린더(63-1) 및 피스톤(63-2)으로 구성된 조임장치(63)의 피스톤(63-2) 끝단에 구성된 조임판(64)이 유압에 의하여 컬럼(50)에 밀착되게 하여 컬럼(50)의 수직도가 유지되게 하는 컬럼지지대조임단계(S 50-2)를 포함한다.

상기 회전판회전단계(S 50-1)는 조임판(64)이 컬럼(50)의 고정을 용이하게 하기 위하여 고정판(62) 상부에서 회전판(61)을 회전하여 조임장치(63)의 조임판(64)이 컬럼(50)의 길이방향의 면 즉 수직면과 일치되게 위치시키는 단계이다.

상기 컬럼지지대조임단계(S 50-2)에서는 조임판(64)이 유압에 의하여 작동하는 실린더(63-1) 및 피스톤(63-2)으로 구성된 조임장치(63)의 작동에 의하여 컬럼(50)의 수직면에 각각 밀착되어 조임판(64)이 케이싱(30) 내에 설치된 컬럼(50)을 압박하여 컬럼(50)이 케이싱(30)에 고정되게 하면서 된 컬럼(50)이 소정의 계획위치에서 이탈하지 않도록 고정하는 역할을 한다.

따라서, 상기 H-형강 등으로 된 컬럼(50)은 케이싱(30) 내경에 위치하면서 동시에 회전판(61)의 내경에 위치되어 컬럼(50)의 상부는 조임판(64)에 의하여 고정되고 컬럼(50)의 하부는 타설된 콘크리트 내에 고정되어 직립되어 수직도를 유지하게 된다.

상기 콘크리트타설단계(S 60)는 트레미관(70) 하부까지 콘크리트가 타설되면 조절와이어(76)의 길이를 조절하여 하부트레미관(73)이 상부트레미관(71)으로 슬라이딩 삽입되어 트레미관(70)의 전체 길이가 축소되는 트레미관길이축소단계(S 60-1)를 포함한다.

상기 조절와이어(76)는 하부트레미관(73)의 하부끝단에 구성된 트레미까치발(74)에 연결되어 트레미관(70) 내부를 통하여 트레미관(70) 상부에서 노출되어 린치 또는 크레인에 연결되어 조절된다.

상기 트레미관(70)은 상부트레미관(71), 하부트레미관(73) 및 상부트레미관(71)과 하부트레미관(73) 사이에 구성되는 중간트레미관(72)으로 구성되며, 상부트레미관(71)은 하단부에 하부플랜지(77)가 하부트레미관(73)의 상단부에 상부플랜지(78)가 중간트레미관(72)은 상단부에 상부플랜지(78) 하단부에 하부플랜지(77)가 구성된다.

상기 하부트레미관(73)은 상부트레미관(71) 또는 중간트레미관(72)의 외주면에서 슬라이딩되게 구성되게 하고, 중간트레미관(72)은 상부트레미관(71)의 외주면에서 슬라이딩되어 전체 트레미관(70)의 길이가 축소되게 구성되고, 트레미관(70)의 전체 길이가 조절된다.

상기 상부트레미관(71)의 하부플랜지(77)가 중간트레미관(72)의 상부플랜지(78)를 저지하여 중간트레미관(72)이 상부트레미관(71)으로부터 이탈하지 아니하고 신축되고, 상기 하부트레미관(73)이 중간트레미관(72)의 안내에 따라 슬라이딩되며, 중간트레미관(72)의 하부플랜지(77)가 하부트레미관(73)의 상부플랜지(78)를 저지하여 하부트레미관(73)이 중간트레미관(72)으로부터 이탈하지 아니하고 신축되어 트레미관(70)의 전체 길이가 조절되는 것이다.

상기 트레미관길이축소단계(S 60-1)는 상기 트레미관(70)이 축소된 상태에서 축소된 트레미관(70)의 하부까지 트레미관(70)을 통하여 콘크리트를 추가 타설하는 추가콘크리트타설단계(S 60-1-1)를 포함한다.

상기 추가콘크리트타설단계(S 60-1-1)는 암반굴착공(32)의 저부로부터 콘크리트 타설 설계심도까지 거리가 있는 경우에는 트레미관(70)을 콘크리트 타설 설계심도에서 콘크리트를 타설하게 되면 콘크리트의 재료 즉 모래와 자갈이 분리되는 경우가 발생할 수 있다,

이러한 분리가 발생하지 아니하도록 암반굴착공(32)의 저부로부터 콘크리트 타설 설계심도까지를 수회에 걸쳐서 콘크리트를 타설하는 것이다.

따라서, 상기 트레미관(70)이 완전하게 신장된 상태에서 암반굴착공(32) 내에 일정 높이까지 콘크리트를 타설한 후 트레미관(70)의 와이어를 린치에 감거나 크레인으로 상승시켜 하부트레미관(73)을 상부트레미관(71) 또는 중간트레미관(72)으로 슬라이딩되게하여 전체 트레미관(70)의 길이를 짧게한 상태에서 다시 콘크리트를 재 타설하는 것이다.

상기 케이싱(30), 컬럼(50), 트레미관(70) 및 컬럼지지대(60) 등의 설치 및 해체시에는 크레인 등의 장비에 의하여 현수되게 하여 공법을 시행하는 것이 바람직하다.

상기의 구성 및 작용에 의하여 본 발명은 컬럼지지대설치단계(S 50)에서 케이싱(30) 상단 설치식 컬럼지지대(60)가 케이싱(30)에 조립식으로 결합됨으로써 설치 및 해체가 간편하여 설치 및 해체에 따른 시간이 단축되어 공기가 단축되고 컬럼지지대(60)의 재활용이 가능하여 자재 및 비용을 절감 효과와 트레미관길이축소단계(S 60-1)에서 조절와이어(76)의 길이 조절에 의하여 트레미관(70)의 전체 길이가 조절되어 트레미관(70)의 길이 조절이 되어 트레미관(70)의 분리 작업이 불필요하여 분리 작업에 따른 공기가 소요되지 않는 등의 효과가 있다.

11: 토사층 12: 암반층
21: 토사굴착장비 30: 케이싱
31: 토사굴착공 32: 암반굴착공
40: 암반굴착비트 50: 컬럼
51: 컬럼까치발 60: 컬럼지지대
61: 회전판 62: 고정판
63: 조임장치 63-1: 실린더
63-2: 피스톤 64: 조임판
70: 트레미관 71: 상부트레미관
72: 중간트레미관 73: 하부트레미관
74: 트레미까치발 76: 조절와이어
77: 하부플랜지 78: 상부플랜지

Claims (5)

1. 탑 다운 방식에 적용되는 보드 파일 공법에 있어서,
   케이싱을 관입시키며 케이싱 내부의 토사를 굴착하여 토사층에 토사굴착공을 형성하는 토사굴착단계와;
   상기 토사 굴착이 암반층까지 완료되면 케이싱이 존치한 상태에서 토사굴착장비를 인발하는 굴착장비인발단계와;
   상기 케이싱 내에 암반굴착비트 등을 투입하여 암반층의 굴착 계획심도까지 굴착하여 암반굴착공을 형성하는 암반굴착단계와;
   상기 암반굴착공의 암반에서 지표면의 외부까지 하단에 컬럼까치발이 구성된 컬럼을 삽입하는 컬럼설치단계와;
   상기 지표면에 노출된 케이싱의 상단부에 고정판 , 회전판 및 조임장치가 구성된 컬럼지지대의 고정판을 케이싱의 상부 외주면에 삽입 고정하 여 컬럼지지대를 설치하되 고정판의 상부에 구성되는 회전판을 회전시켜 조임장치가 컬럼의 수직면과 일치되게 하는 회전판회전단계와, 조임장치의 피스톤 끝단에 구성된 조임판을 유압에 의하여 컬럼에 밀착되게 하여 컬럼의 수직도가 유지되게 하는 컬럼지지대조임단계를 포함하는 컬럼지지대설치단계와;
   상기 케이싱 내부로 신축 가능한 트레미관을 삽입하여 트레미관을 통하여 암반굴착공 내의 설계 심도까지 콘크리트를 타설하는 콘크리트타설단계와;
   상기 트레미관을 제거한 상태에서 타설된 콘크리트를 양생하는 양생단계와;
   상기 토사굴착공 및 콘크리트가 타설되지 아니한 암반굴착공에 토사를 투입하여 토사를 채우는 토사되메우기단계와;
   상기 컬럼지지대를 해제한 후 케이싱을 인발하는 케이싱인발단계;로 이루지는 것을 특징으로 하는 보드 파일 공법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 콘크리트타설단계는 트레미관 하부까지 콘크리트가 타설되면 조절와이어의 길이를 조절하여 하부트레미관이 상부트레미관으로 슬라이딩 삽입되어 트레미관의 전체 길이가 축소되는 트레미관길이축소단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보드 파일 공법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 트레미관길이축소단계는 상기 트레미관이 축소된 상태에서 축소된 트레미관의 하부까지 트레미관을 통하여 콘크리트를 추가 타설하는 추가콘크리트타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보드 파일 공법.
   

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