KR101324231B1 - 소일 시멘트벽 가시설 구조 및 이의 시공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수의 층으로 이루어지는 지반에 토사층을 교란시킨 후 시멘트 모르타르를 주입해서 형성된 소일 시멘트벽인 연속벽체와; 상기 연속벽체의 일측에서 지반에 근입되는 H파일과; 굴착에 의해 노출되는 상기 H파일의 일측에 마련되는 토류판으로 이루어지는 벽을 포함하여 구성되는 소일 시멘트벽 가시설 구조를 제공한다.
또한, 본 발명은, 토사층과, 풍화암층, 및 암반층을 포함하여 구성되는 지반에 시멘트 모르타르를 주입해서 형성되는 소일 시멘트벽인 연속벽체와; 상기 연속벽체의 일측에서 지반에 근입되는 복수의 H파일과; 굴착에 의해 노출되는 상기 H파일의 일측에 마련되는 토류판으로 이루어지는 벽과; 상기 H파일의 일측에 마련되는 숏크리트 차수 및 보강벽을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 구조를 제공한다.

Description

소일 시멘트벽 가시설 구조 및 이의 시공 방법{SOIL CEMENT WALL STRUCTURE AND METHOD FOR CONSTRUCTING THEREOF}
본 발명은 소일 시멘트벽 가시설 구조 및 시공 방법에 관한 것으로, 특히 연속벽체와, 이 연속벽체의 전방면에 설치되는 H파일, 토류판으로 이루어지는 벽과, 숏크리트 차수 및 보강벽의 조합으로 구성될 수 있는 소일 시멘트벽 가시설 구조에 있어서, 각 층의 경계에서 발생될 수 있는 (예를 들어, 토사층과 풍화암층 간의 경계에서 발생될 수 있는) 붕괴 및 누수를 방지할 수 있도록 된 소일 시멘트벽 가시설 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 토사층에서의 누수현상에 따른 토사층과 풍화암층 간의 경계에서의 누수 및 이에 따른 붕괴를 방지하도록 된 소일 시멘트벽 가시설 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
또한, 종래의 가시설 구조 시공시 발생되었던 소음을 감소시키도록 된 소일 시멘트벽 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건설현장에서 건물의 기초, 교량의 기초, 지하철, 지하차도, 지하실 또는 콘크리트 벽체를 축조하기 위하여, 해당 지반을 굴토 후 토압에 의한 굴토면의 붕괴 및 물의 침투 방지를 위한 흙막이벽 공사를 시행하고 있다.
이러한 흙막이 시공 방법 중에서 시트파일과 함께 H파일 및 벽체의 조합으로 구성된 공법으로 직접 항타 시공이 불가능한 암반층에서도 계획된 공사기간 내에 시공을 수행할 수 있도록 개발된 복합형 강가시설(composite type steel temporary construction) 및 그 시공 방법이 개발되고 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 기술에 따른 복합형 강가시설을 이용한 흙막이벽의 시공 방법을 순차적으로 도시한 사시도이다. 여기서, 상기 흙막이벽 시공이 이루어지는 도 1에 도시된 지반(1)은, 지중의 연암 및 경암으로 이루어지는 암반층(1a)과, 이 암반층(1a) 위의 풍화암층(1b), 이 풍화암층(1b) 위의 자갈 또는 토사층(1c)으로 구성되는 일반적인 지반이다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이 지반(1) 내의 암반층(1a)의 경암층까지 천공을 실시한 후, 천공된 홀에 H파일(11)을 근입시킨다.
그 다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 지반(1) 내의 풍화암층(1b)까지 H파일(11)의 타측(후방측)에서 복수의 시트파일(12:연속벽체를 구성하는 부재)을 항타하여 근입시킨다.
그 다음, 도 1c에 도시된 바와 같이 H파일(11)의 길이방향을 따라 구비되는 양 측면 중 일 측면, 즉 전방측 측면을 굴토하여 H파일(11)을 노출시키고, 노출된 H파일(11) 및 시트파일(12)에 대해서 띠장(13) 및 보강재(16)를 용접에 의해 설치한다(strut 설치).
그 다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 지반(1)의 터파기에 의해 H파일(11)의 전방부를 노출시키는 동시에, H파일(11) 사이의 지반(1)을 터파기하고 나서, 가로방향을 따라 인접한 H파일(11) 사이에 걸쳐서 복수의 토류판(14a)를 끼워 적층시킴으로써 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 설치한다. 이때, 상기 토류판(14a)은 양쪽 H파일(11)의 플랜지 사이에 형성되는 내부공간에 가로방향으로 삽입시킴으로써 설치된다. 토류판(14a)의 설치를 마치면, H파일(11)과 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 후방측에 형성된 공간에 시멘트 모르타르를 주입하여 양생시킨다.
그 다음, 상기 풍화암층(1b)을 완전히 굴삭하여 암반층(1a)을 노출시킴으로써, 지반(1)에 대한 터파기를 마친다.
그런데, 종래의 복합형 강가시설을 이용한 흙막이벽 설치 및 터파기 시공에 있어서는, 수위에 의해 시트파일 후방부에 접하는 토사층의 지형 변화 또는 유실이 발생하게 되면(지반 약화가 발생 되면), 토사층에서 발생하는 압력 변화에 의해 상호 분리된 부재인 시트파일(12) 간에 어긋남이 발생하여 토사층(1c)에 대해서 누수현상이 생기는데, 이러한 누수현상은, 특히 토사층(1c)과 풍화암(1b) 간의 경계의 토류판에도 영향을 미쳐서 누수 및 이로 인한 토사 유출을 발생시키게 된다. 이에 따라, 흙막이벽 붕괴 우려가 있었다.
또한, 시내 공사에 있어서는, 시트파일(12)의 항타 시 발생되는 소음 및 진동에 의해, 빈번히 민원이 발생되고 있는 실정이다.
한편, 지반 보강 및 차수를 완벽하게 실시하기 위해서, 현재 TCM(Trench cutting Continuously Mixing method), SCW(Soil Cement Mixing wall method) 등의 공법을 이용한 다양한 차수벽 시공법에 대한 연구가 진행되고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법 또는 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 형성된 소일 시멘트벽인 연속벽체와, 이 연속벽체의 전방면에 설치되는 H파일과, 토류판으로 이루어지는 벽과, 숏크리트 차수 및 보강벽의 조합으로 구성될 수 있는 소일 시멘트벽 가시설 구조에 있어서, 토사층과 풍화암층 간의 경계에서 발생될 수 있는 붕괴 및 누수를 방지할 수 있도록 된 소일 시멘트벽 가시설 구조 및 이의 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 시트파일의 항타 작업이 생략됨에 따라 소음 및 진동이 최대한 감소되는 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제1측면에 따른 본 발명은, 복수의 층으로 이루어지는 지반에 토사층을 교란시킨 후 시멘트 모르타르를 주입해서 형성된 소일 시멘트벽인 연속벽체와; 상기 연속벽체의 길이방향으로 구비되는 양 측면 중 일 측면에서 지반에 근입되는 복수의 H파일과; 굴착에 의해 노출되는 상기 복수의 H파일 중 어느 하나의 H파일의 플렌지와 상기 H파일에 인접하는 타 H파일의 플렌지에 양 단부가 구비되는 다수의 토류판으로 이루어지는 벽; 및 상기 토류판으로 이루어지는 벽의 외측에 메쉬 형태로 구비되고 상기 어느 하나의 H파일의 플렌지와 상기 H파일에 인접하는 타 H파일의 플렌지에 양 단부가 구비되는 보강벽에 숏크리트를 타설하여 형성되는 숏크리트 차수 및 보강벽을 포함하는 소일 시멘트벽 가시설 구조를 제공한다.
또한, 상기 연속벽체는, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법 또는 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 형성된 소일 시멘트벽인 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 구조를 제공한다.
또한, 상기 지반은 토사층과 풍화암층 및 암반층을 포함하고, 상기 연속벽체는 토사층으로부터 상기 풍화암층까지 근입되고, 상기 H파일은 상기 토사층으로부터 상기 암반층까지 근입되며, 상기 토류판으로 이루어지는 벽은 토사층에 형성되고, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽은 토사층으로부터 풍화암층에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 구조를 제공한다.
또한, 본 발명은, 복수 층으로 이루어지는 지반에 시멘트 모르타르를 주입해서 소일 시멘트벽인 연속벽체를 형성하는 단계와; 상기 연속벽체의 길이방향으로 구비되는 양 측면 중 일 측면에서 복수의 H파일을 근입하는 단계와; 상기 복수의 H파일의 측면 중 상기 연속벽체의 타 측면에서 토류판으로 이루어지는 벽을 형성하는 단계와; 상기 토류판으로 이루어지는 벽의 외측에 상기 H파일 중 인접하는 양 H파일의 플렌지에 양 단부가 걸치도록 메쉬 형태의 보강벽을 구비하고, 상기 보강벽에 숏크리트를 타설하는 숏크리트 차수 및 보강벽을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 시공 방법을 제공한다.
또한, 상기 소일 시멘트벽인 연속벽체를 형성하는 단계는, 오거를 이용해서 지반을 천공하는 동시에 시멘트 모르타르를 주입하면서 주변 토사와 교반하는 단계와; 오거를 인발하면서 시멘트 모르타르와 주변 토사를 교반하는 단계 및; 양생 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 시공 방법을 제공한다.
또한, 상기 소일 시멘트벽인 연속벽체를 형성하는 단계는, 커터기를 이용하여 지반에 트렌치를 형성하는 동시에 시멘트 모르타르를 주입하면서 주변 토사와 교반하는 단계 및; 양생 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 소일 시멘트벽 가시설 구조에 의하면, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법 또는 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 형성된 소일 시멘트벽인 연속벽체에 의해 누수가 방지되고, 목제인 토류판으로 이루어진 벽으로 보강하며, 숏크리트 차수 및 보강벽에 의해 지반의 층간 경계에서 발생될 수 있는 누수를 방지할 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 시트파일의 항타 작업이 생략됨에 따라 시공 중 발생되는 소음 및 진동이 감소되는 효과를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1d는 일반적인 기술에 따른 흙막이벽의 시공 순서를 나타낸 개략적인 사시도,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예1에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 순서를 나타낸 개략적인 사시도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예1에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조에 있어서, 숏크리트 차수 및 보강벽 및 토류판으로 이루어진 벽의 시공 상태를 나타낸 단면도,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예2에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 순서를 나타낸 개략적인 사시도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예2에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조에 있어서, 숏크리트 차수 및 보강벽 및 토류판으로 이루어진 벽의 시공 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 이하의 실시예에 있어서는 지반(1)은 토사층(1c)과 풍화암층(1b) 및 암반층(1a:연암 및 경암층)이 순차 적층된 것으로 기재되어 있지만, 상기 H파일이 삽입되는 최하층인 암반층(1a) 상에 상기 토사층 또는 풍화암층과 함께 그 밖의 복수의 층이 구비되는 지반에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 자명하게 이해될 수 있는 사항이다.
[실시예1]
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 순서를 나타낸 사시도이다. 한편, 도 2에 있어서, 도 1과 동일 부분에 있어서는 동일 참조부호를 붙여서 설명한다.
본 발명의 실시예1에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조는, 도 2e에 도시된 바와 같이, 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 형성된 소일 시멘트벽인 제1연속벽체(10)와; 이 연속벽체(10)의 길이방향을 따라 구비되는 양 측면 중 일 측면(전방측)에서 복수의 층으로 이루어지는 지반에 근입되는 H파일(11)과; 굴착에 의해 노출되는 상기 H파일의 일 측면(전방측)에 마련되는 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 H파일의 전방측 측면에 마련되는 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 더 포함하여 구성된다. 이러한 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 H파일(11)의 전방측 측면에 마련된다. 구체적으로는, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 하부에서 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 H파일(11)의 전방측 측면에 마련된다. 일례로서, 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 층간 경계, 예를 들어 토사층(1c)과 풍화암층(1b) 간의 경계에서 상부로 70cm, 하부로 80cm의 전체 높이 150cm로 형성된다.
여기서, 상기 제1연속벽체(10)는 복수 개의 원통형 벽체를 연속적으로 형성함으로써 이루어지는데, 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 사전에 천공된 홀에 시멘트 모르타르를 주입해서, 소일 시멘트벽을 형성하여 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)까지 근입되는 연속벽체로서 형성될 수 있다. 도면에 있어서는, H파일(11)의 타측면(후방면)에서 H파일의 연장방향인 세로방향으로 연장되어 형성된 단품의 원통기둥이 가로방향을 따라 연속해서 연장되는 소일 시멘트벽인 제1연속벽체(10)가 도시되고 있다.
또한, 상기 H파일(11)은 복수 개가 소정 간격을 두고서 지반에 근입되어 암반층(1a)까지 박히도록 설치되는데, 사전에 상기 암반층(1a)까지 천공된 홀에 삽입됨으로써 암반층(1a)에 근입장이 확보될 수 있다.
한편, 상기 제1연속벽체(10)에 대해서 H파일(11)이 직접 지지되거나, 또는 별도의 지지부재를 사용하여 이격된 상태에서 H파일(11)이 지지되도록 구성할 수 있다.
여기서, 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, H파일(11)의 전방부가 노출되는 굴착면에 마련될 수 있다. 이때, 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 형성 전에 굴착면에 대한 면고르기를 할 수 있다.
또한, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 토사층(1c)과 풍화암층(1b) 간의 경계에서 H파일(11)의 플랜지에 격자(32)를 이용하여 가로 철근, 와이어 매쉬 등의 보강재(31)를 설치한 후, 보강재(31)에 대해서 숏크리트를 타설함으로써 형성될 수 있다.
또한, 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, H파일(11)의 전방부가 노출되는 굴착면에 상기 토류판(14a)을 이용해서 형성될 수도 있다. 즉, 상기된 바와 같이, 토류판(14a)를 인접한 양쪽 H파일(11)의 플랜지 사이에 끼워 설치하고, 그 전면에 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 설치할 수도 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 방법을, 이하 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예1에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조는, 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 제1연속벽체(10)을 형성하는 단계11와, 이 제1연속벽체의 길이방향을 따라 구비되는 양 측면 중 일 측면인 전방부에서 H파일(11)을 지반에 근입하는 단계12와, 상기 H파일(11)의 전방부를 노출시킨 후 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 형성하는 단계13와, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 하부에서 H파일(11)의 상술한 전방부측 일 측면에 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성하는 단계14를 통해 형성된다.
한편, 상기 제1연속벽체 형성 단계11 및 H파일 근입 단계12의 순서는, 필요에 따라 변경될 수 있다.
또한, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽 형성 단계14는, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 전방부에 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성하는 단계14'로 대체될 수도 있다.
먼저, 제1연속벽체 형성 단계11에 있어서는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 일례로서 지반에 굴착 장비(오거:auger)를 이용하여 천공 홀을 형성하는 동시에 콘크리트 모르타르 또는 이 콘크리트 모르타르를 포함하여 구성될 수 있는 굴진안정제를 주입하면서 주변 토사와 1차교반하고, 오거를 인발하면서 콘크리트 모르타르 또는 이 콘크리트 모르타르를 포함하여 구성될 수 있는 일반안정제를 주입하면서 2차교반한 후, 양생함으로써, 원통형상의 기둥(10a)을 형성할 수 있다. 일례로서, 550cm 직경의 기둥(10a)을 형성할 수 있다.
이러한 기둥(10a)은 가로방향을 따라 복수 개가 연속적으로 형성됨에 따라, 본 발명에 다른 제1연속벽체(10)를 형성하게 된다.
더욱이, 상기 2차교반 후 오거를 이용해서 지반을 재천공하면서 지반을 3차 교반시키고, 다시 오거를 인발하면서 4차교반한 다음, 양생함으로써, 원통형상의 기둥(10a)을 형성할 수도 있다. 한편, 이러한 방법 이외에 다양한 방법으로 제1연속벽체(10)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 기둥(10a)은 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 형성된다.
그 다음, H파일 근입 단계12에 있어서는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제1연속벽체(10)의 길이방향을 따라 구비되는 양 측면 중 일 측면에서 지반에 복수의 H파일(11)을 간격을 두고서 복수 근입시킨다. 이때, 필요에 따라서는, 제1연속벽체(10)에 대해서 H파일(11)을 소정 거리 이격시킨 상태에서 근입시킬 수 있다.
또한, H파일(11)의 근입 작업은, 예를 들어, 오거를 이용해서, 지반에 다수의 홀을 암반층(1a)까지 천공한 후, 천공된 홀에 H파일(11)을 삽입시켜서 지중의 암반에 근입되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 H파일(11)은 상기 암반층(1a)에 의해 견고하게 지지된다(근입장 확보).
그 다음, 토류판 형성 단계13에 있어서는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 제1연속벽체(10)의 전방면이 H파일(11)과 함께 노출되도록 상기 토사층(1c)을 굴토함으로써 제1연속벽체(10)의 일 측면에 위치하는 토사 등을 제거한다. 이어서, 노출된 H파일(11) 및 제1연속벽체(10)의 전방부측 측면, 즉, 굴토된 측면에서 토류판(14a)를 이용해서 벽(14)을 설치한다. 이러한 토류판으로 이루어지는 벽(14)은 인접한 H파일(11) 사이에 걸쳐서 복수의 토류판(14a)를 세로방향으로 적층함으로써 형성된다.
이때, 상기 토류판(14a)은 양쪽 H파일(11)의 플랜지 사이에 그 양쪽 단부를 끼워 가로방향으로 삽입시킴으로써 설치된다. 이러한 토류판의 설치에 따라 토사층(1c)에 걸쳐서 토사층과 풍화함층(1b) 근방까지 토류판으로 이루어지는 벽이 설치된다.
토류판(14a)의 설치를 마치면, 제1연속벽체(10)와 H파일(11) 및 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 후방측으로 둘러싸인 공간에 토사를 투입해서 충전시킨다. 한편, 상기 공간에 시멘트 모르타르를 주입하여 양생시킬 수도 있다.
이어서, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30) 형성 단계14에 있어서는, 도 2d에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 노출된 H파일(11)에 대해서 띠장(13)을 용접 등에 의해 설치한다. 그 다음, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 하부에서 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 더 굴토해서, H파일(11)의 전방부가 노출되는 굴착면을 마련한다. 그 다음, 굴착면에 대한 면고르기를 할 수 있다.
이어서, 노출된 H파일(11)의 플랜지에 격자(32)를 이용하여 와이어 매쉬 보강재(31)를 설치한 후, 보강재(31)에 대해서 숏크리트를 타설함으로써 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성한다(도 2e 참조).
그 다음, 토류판으로 이루어지는 벽(14) 및 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 형성을 마치면, 상기 풍화암층(1b)을 완전히 굴삭하여 지반(1)에 대한 터파기를 마친다.
한편, 다른 예의 숏크리트 차수 및 보강벽 형성 단계14'는, 토류판 형성 단계13와 병행하여 수행될 수 있다. 일례로서, 상기 단계 13에서 토사층(1c)과 풍화암층(1b)에 걸쳐서 굴토한 후, H파일(11)의 플랜지에 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 설치하는 한편, 토사층(1c)과 풍화암층(1b) 간의 경계에서 H파일(11)의 플랜지에 격자(32)를 이용하여 와이어 매쉬 보강재(31)를 설치한 후, 토류판(14a)을 설치하고, 보강재(31)에 대해서 숏크리트를 타설함으로써 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성할 수도 있다. 즉, 토류판으로 이루어지는 벽(14)과 숏크리트 차수 및 보강벽(30)이 2중으로 형성된다.
한편, 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 설치 구조를 나타낸 도 2e의 I-I선 단면도인 도 3a을 참조하면, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 상호 소정 간격으로 평행하게 이격되어 위치되는 2개의 H파일(11)의 전방 플랜지(11b)에 상호 대칭 형상의 기역자형 격자(32: 와이어 매쉬 설치 부재)를 용접 등으로 접합해서 설치하고, 이 격자(32) 간에 걸쳐서, 예를 들어 와이어 매쉬 보강재(31)를 가설하여 설치한 후, 전방부로 노출된 상기 와이어 매쉬 보강재(31)에 대해서 숏크리트 S를 타설 및 양생함으로써, 형성된다.
또한, 토류판(14a)의 설치 구조를 나타낸 도 2e의 II-II선 단면도인 도 3b를 참조하면, 상기 토류판으로 이루어지는 벽(14)은, 상호 소정 간격으로 평행하게 이격되어 위치되는 2개의 H파일(11)의 전방 플랜지(11b)의 후방면에 토류판(14a)의 양쪽 단부를 접합해서 토류판(14a)을 가설해서 설치한 후, 제1연속벽체(10)와, H파일(11) 및 토류판(14a)의 후방부로 둘러싸인 공간에 토사를 주입하거나 또는 콘크리트 모르타르 C을 주입하여 양생시킴으로써, 형성된다.
한편, 다른 예의 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 설치 구조를 나타낸 도 2e의 I-I선 단면도인 도 3c을 참조하면, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 상호 소정 간격으로 평행하게 이격되어 위치되는 2개의 H파일(11)의 전방 플랜지(11b)에 상호 대칭 형상의 기역자형 격자(32: 와이어 매쉬 설치 부재)를 용접 등으로 접합해서 설치하고, 이 격자(32) 간에 걸쳐서, 예를 들어 와이어 매쉬 보강재(31)를 설치하며, 상기 격자(32)가 설치된 H파일(11)에 대해서 후방부로부터 토류판(14a)을 가설한 후, 제1연속벽체(10)와, H파일(11) 및 토류판(14a)의 후방부로 둘러싸인 공간에 토사 또는 콘크리트 모르타르 C을 주입하여 양생시키고, 전방부로 노출된 상기 와이어 매쉬 보강재(31)에 대해서 숏크리트 S를 타설 및 양생함으로써, 형성된다.
[실시예2]
도 4e는 본 발명의 실시예2에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 순서를 나타낸 사시도로, 본 발명의 실시예2에 소일 시멘트벽 가시설 구조는, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 형성된 제2연속벽체(20)와; 이 연속벽체(20)의 일측(전방측)에서 복수의 층으로 이루어지는 지반에 근입되는 H파일(11)과; 굴착에 의해 노출되는 상기 H파일의 일측(전방측)에 마련되는 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 H파일의 전방부측에 마련되는 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 더 포함하여 구성된다. 이러한 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 H파일(11)이 전방측에 마련된다. 구체적으로는, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 하부에서 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 H파일(11)의 전방부측에 마련된다.
여기서, 상기 제2연속벽체(20)는 대략 직육면체의 벽체를 연속적으로 지반에 형성함으로써 이루어지는데, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 사전에 가로방향으로 연장되며 천공 및 절삭되어 형성된 트렌치에 시멘트 모르타르를 주입함으로써, 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)까지 근입되는 연속벽체로서 형성될 수 있다.
또한, 상기 H파일(11)은 복수 개가 소정 간격을 두고서 지반에 근입되어 암반층(1a)까지 박히도록 설치되며, 사전에 상기 암반층(1a)까지 천공된 홀에 삽입됨으로써 암반층(1a)에 근입장이 확보될 수 있다.
한편, 상기 제2연속벽체(20)에 대해서 H파일(11)이 직접 지지되거나, 또는 별도의 지지부재를 사용하여 이격된 상태에서 H파일(11)이 지지되도록 구성할 수 있다. 도면에 있어서는, 제2연속벽체(20)에 대해서 H파일(11)이 직접 지지된 상태가 도시되고 있다.
또한, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30:보강벽)은, 토사층(1c)과 풍화암층(1b) 간의 경계에서 H파일(11)의 플랜지에 격자(32)를 이용하여 가로 철근, 와이어 매쉬 등의 보강재(31)를 설치한 후, 보강재(31)에 대해서 숏크리트를 타설함으로써 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조의 시공 방법을, 이하 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예2에 따른 소일 시멘트벽 가시설 구조는, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 제2연속벽체(20)를 형성하는 단계21와, 이 제2연속벽체의 전방부에서 H파일(11)을 지반에 근입하는 단계22와, 상기 H파일(11)의 전방부를 노출시킨 후 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 형성하는 단계23와, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 하부에서 H파일(11)의 전방부측에 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성하는 단계24를 통해 형성된다.
한편, 상기 제2연속벽체 형성 단계21 및 H파일 근입 단계22의 순서는, 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 상기 단계24는, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 전방부에 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성하는 단계24'로 대체될 수 있다.
먼저, 제2연속벽체 형성 단계21에 있어서는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 일례로서 지반에 굴착장비(커터기)를 이용하여 가로방향을 따라 트렌치를 형성하는 동시에 시멘트 모르타르를 주입하면서 주변 토사와 교반한 후, 양생함으로써, 상기 트렌치 형상에 따라 대략 직육면체 형상의 제2연속벽체(20)를 형성할 수 있다. 일례로서, 550 내지 100cm의 두께로 구성되는 제2연속벽체(20)를 형성할 수 있다.
그 다음, H파일 근입 단계22에 있어서는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제2연속벽체(20)의 길이방향을 따라 구비되는 양 측면 중 일 측면에서 지반에 복수의 H파일(11)을 간격을 두고서 복수 근입시킨다. 이때, 제2연속벽체(20)에 대해서 H파일(11)을 접하면서 근입시키거나, 또는 소정 거리 이격시킨 상태에서 근입시킬 수 있다.
또한, H파일(11)의 근입 작업은, 예를 들어, 오거를 이용해서, 지반에 다수의 홀을 암반층(1a)까지 천공한 후, 천공된 홀에 H파일(11)을 삽입시켜서 지중의 암반에 근입되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 H파일(11)은 상기 암반층(1a)에 의해 견고하게 지지된다.
그 다음, 토류판 형성 단계23에 있어서는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 제2연속벽체(20)의 전방면이 H파일(11)과 함께 노출되도록 토사층(1c)을 굴토함으로써 제2연속벽체(20)의 일 측면, 즉 전방면측 측면에 위치하는 토사 등을 제거한다. 이어서, 노출된 H파일(11) 및 제2연속벽체(20)에 대해서, H파일(11)의 전방부에서 토류판(14a)을 이용해서 벽(14)을 설치한다. 이러한 토류판으로 이루어지는 벽(14)은 인접한 H파일(11) 사이에 걸쳐서 복수의 토류판(14a)를 적층함으로써 형성된다.
이때, 상기 토류판(14a)은 양쪽 H파일(11)의 플랜지 사이에 그 양쪽 단부를 끼워 가로방향으로 삽입시킴으로써 설치된다. 이러한 토류판의 설치에 따라 토사층(1c)에 걸쳐서 토사층과 풍화함층(1b) 근방까지 토류판으로 이루어지는 벽이 설치된다.
토류판(14a)의 설치를 마치면, 제1연속벽체(10)와 H파일(11) 및 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 후방측으로 둘러싸인 공간에 토사를 투입해서 충전시킨다. 한편, 상기 공간에 시멘트 모르타르를 주입하여 양생시킬 수도 있다.
이어서, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30) 형성 단계14에 있어서는, 도 4d에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 노출된 H파일(11)에 대해서 띠장(13)을 용접 등에 의해 설치한다. 그 다음, 토류판으로 이루어지는 벽(14)의 하부에서 토사층(1c)으로부터 풍화암층(1b)에 걸쳐서 더 굴토해서, H파일(11)의 전방부가 노출되는 굴착면을 마련한다. 그 다음, 굴착면에 대한 면고르기를 할 수 있다.
이어서, 노출된 H파일(11)의 플랜지에 격자(32)를 이용하여 와이어 매쉬 보강재(31)를 설치한 후, 보강재(31)에 대해서 숏크리트를 타설함으로써 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성한다(도 4e 참조).
그 다음, 토류판으로 이루어지는 벽(14) 및 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 형성을 마치면, 상기 풍화암층(1b)을 완전히 굴삭하여 지반(1)에 대한 터파기를 마친다.
한편, 다른 예의 숏크리트 차수 및 보강벽 형성 단계24"는, 토류판 형성 단계23와 병행하여 수행될 수 있다. 일례로서, 상기 단계 23에서 토사층(1c)과 풍화암층(1b)에 걸쳐서 굴토한 후, H파일(11)의 플랜지에 토류판으로 이루어지는 벽(14)을 설치하는 한편, 토사층(1c)과 풍화암층(1b) 간의 경계에서 H파일(11)의 플랜지에 격자(32)를 이용하여 와이어 매쉬 보강재(31)를 함께 설치한 후, 토류판(14a)을 설치하고, 보강재(31)에 대해서 숏크리트를 타설함으로써 숏크리트 차수 및 보강벽(30)을 형성할 수도 있다.
한편, 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 설치 구조를 나타낸 도 4e의 I-I선 단면도인 도 5a을 참조하면, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 상호 소정 간격으로 평행하게 이격되어 위치되는 2개의 H파일(11)의 전방 플랜지(11b)에 상호 대칭 형상의 기역자형 격자(32)를 용접 등으로 접합해서 설치하고, 이 격자(32) 간에 걸쳐서, 예를 들어 와이어 매쉬 보강재(31)를 설치한 후, 전방부로 노출된 와이어 매쉬 보강재(31)에 대해서 숏크리트 S를 타설 및 양생함으로써, 형성된다.
또한, 토류판(14a)의 설치 구조를 나타낸 도 4e의 II-II선 단면도인 도 5b를 참조하면, 상기 토류판으로 이루어지는 벽(14)은, 상호 소정 간격으로 평행하게 이격되어 위치되는 2개의 H파일(11)의 전방 플랜지(11b)의 후방면에 토류판(14a)의 단부를 접합해서 토류판(14a)을 가설해서 설치한 후, 제2연속벽체(20)와, H파일(11) 및 토류판(14a)의 후방부로 둘러싸인 공간에 토사를 주입하거나 또는 콘크리트 모르타르 C을 주입하여 양생시킴으로써, 형성된다.
한편, 다른 예의 숏크리트 차수 및 보강벽(30)의 설치 구조를 나타낸 도 2e의 I-I선 단면도인 도 3c을 참조하면, 상기 숏크리트 차수 및 보강벽(30)은, 상호 소정 간격으로 평행하게 이격되어 위치되는 2개의 H파일(11)의 전방 플랜지(11b)에 상호 대칭 형상의 기역자형 격자(32: 와이어 매쉬 설치 부재)를 용접 등으로 접합해서 설치하고, 이 격자(32) 간에 걸쳐서, 예를 들어 와이어 매쉬 보강재(31)를 설치하며, 상기 격자(32)가 설치된 H파일(11)에 대해서 후방부로부터 토류판(14a)을 가설한 후, 제1연속벽체(10)와, H파일(11) 및 토류판(14a)의 후방부로 둘러싸인 공간에 토사 또는 콘크리트 모르타르 C을 주입하여 양생시키고, 전방부로 노출된 상기 와이어 매쉬 보강재(31)에 대해서 숏크리트 S를 타설 및 양생함으로써, 형성된다.
10 - 제1연속벽체, 14 - 토류판,
20 - 제2연속벽체, 30 - 숏크리트 차수 및 보강벽,
31 - 와이어 매쉬 보강재, 32 - 격자.

Claims (8)

  1. 복수의 층으로 이루어지는 지반에 토사층을 교란시킨 후 시멘트 모르타르를 주입해서 형성된 소일 시멘트벽인 연속벽체와;
    상기 연속벽체의 길이방향으로 구비되는 양 측면 중 일 측면에서 지반에 근입되는 복수의 H파일과;
    굴착에 의해 노출되는 상기 복수의 H파일 중 어느 하나의 H파일의 플렌지와 상기 H파일에 인접하는 타 H파일의 플렌지에 양 단부가 구비되는 다수의 토류판으로 이루어지는 벽; 및
    상기 토류판으로 이루어지는 벽의 외측에 메쉬 형태로 구비되고 상기 어느 하나의 H파일의 플렌지와 상기 H파일에 인접하는 타 H파일의 플렌지에 양 단부가 구비되는 보강벽에 숏크리트를 타설하여 형성되는 숏크리트 차수 및 보강벽을 포함하는 소일 시멘트벽 가시설 구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연속벽체는, 트렌치 커팅(Trench cutting)에 의한 소일 시멘트 공법 또는 오거(Auger)에 의한 소일 시멘트 공법에 의해 형성된 소일 시멘트벽인 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 구조.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지반은 토사층과, 풍화암층, 및 암반층을 포함하고,
    상기 연속벽체는 토사층으로부터 상기 풍화암층까지 근입되고,
    상기 H파일은 상기 토사층으로부터 상기 암반층까지 근입되며,
    상기 토류판으로 이루어지는 벽은 토사층에 형성되고,
    상기 숏크리트 차수 및 보강벽은 토사층으로부터 풍화암층에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 구조.
  6. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항의 소일 시멘트벽 가시설 구조를 시공하는 방법으로서,
    복수 층으로 이루어지는 지반에 시멘트 모르타르를 주입해서 소일 시멘트벽인 연속벽체를 형성하는 단계와;
    상기 연속벽체의 길이방향으로 구비되는 양 측면 중 일 측면에서 복수의 H파일을 근입하는 단계와;
    상기 복수의 H파일의 측면 중 상기 연속벽체의 타 측면에서 에서 토류판으로 이루어지는 벽을 형성하는 단계와;
    상기 토류판으로 이루어지는 벽의 외측에 상기 H파일 중 인접하는 양 H파일의 플렌지에 양 단부가 걸치도록 메쉬 형태의 보강벽을 구비하고, 상기 보강벽에 숏크리트를 타설하는 숏크리트 차수 및 보강벽은 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 시공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소일 시멘트벽인 연속벽체를 형성하는 단계는,
    오거를 이용해서 지반을 천공하는 동시에 시멘트 모르타르를 주입하면서 주변 토사와 교반하는 단계와;
    오거를 인발하면서 시멘트 모르타르와 주변 토사를 교반하는 단계 및;
    양생 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 시공 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 소일 시멘트벽인 연속벽체를 형성하는 단계는,
    커터기를 이용하여 지반에 트렌치를 형성하는 동시에 시멘트 모르타르를 주입하면서 주변 토사와 교반하는 단계 및;
    양생 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트벽 가시설 시공 방법.
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