KR101349299B1 - 전면 보강판 및 띠장의 일체 결합에 의해 보강된 차수기능의 강재 토류판을 이용한 흙막이 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 H빔의 엄지말뚝을 지반에 관입 설치하고 엄지말뚝 사이에 강재 토류판을 지반에 관입 설치하여, 배면의 토사를 지지하는 흙막이 구조물과 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 강재 토류판의 전면에 삽입수용부재를 설치하고, 전면 보강판의 배면에는 상기 삽입수용부재와 슬라이딩 방식으로 일체결합하는 걸림편을 설치하여, 전면 보강판이 강재 토류판의 전방에 용이하게 조립 설치되도록 함으로써 강재 토류판의 강성을 크게 증가시키며, 더 나아가 띠장도 동일한 방식으로 용이하게 설치함으로써 띠장 설치작업의 효율성과 시공성, 그리고 경제성을 크게 향상시킬 수 있는 "전방 포켓을 구비한 강재 토류판을 이용한 흙막이 구조물 및 그 시공방법"에 관한 것이다.

Description

전면 보강판 및 띠장의 일체 결합에 의해 보강된 차수기능의 강재 토류판을 이용한 흙막이 구조물 및 그 시공방법{Temporary Retaining Wall and Constructing Method thereof}

본 발명은 H빔의 엄지말뚝을 지반에 관입 설치하고 엄지말뚝 사이에 강재 토류판을 지반에 관입 설치하여, 배면의 토사를 지지하는 흙막이 구조물과 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 강재 토류판의 전면에 삽입수용부재를 설치하고, 상기 삽입수용부재와 결합되는 결합판이 배면에 구비된 전면 보강판을 강재 토류판의 전면에 용이하게 조립 설치하여 강재 토류판의 강성을 크게 증가시키며, 더 나아가 띠장도 전면 보강판과 같은 방식으로 강재 토류판의 전면에서 강재 토류판과 일체가 되도록 용이하게 설치함으로써 띠장 설치작업의 효율성과 시공성, 그리고 경제성을 크게 향상시킬 수 있고, 강재 토류판과 띠장의 일체화를 통해서 부재의 치수를 줄일 수 있도록 구성한 "전면 보강판 및 띠장의 일체 결합에 의해 보강된 강재 토류판을 이용한 흙막이 구조물 및 그 시공방법"에 관한 것이다.

터파기 공사 등과 같은 지반 굴착공사에서는, 굴착 지반의 붕괴 방지, 지하수의 차수 등을 목적으로 흙막이 구조물을 설치하게 된다. 도 10에는 종래의 흙막이 구조물 설치 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 이러한 종래 기술과 관련된 선행특허로는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-26013호가 있다.

도 10에 도시된 것처럼 종래에는 H형 단면을 가지는 빔으로 이루어진 엄지말뚝(110)을 지반 굴착예정선을 따라 사전에 정해진 간격을 두고 지반에 연직하게 관입 설치하고, 상기 엄지말뚝(110)의 사이에는 목재 토류판(130)을 순차적으로 배치하여 목재 토류판(130)과 엄지말뚝(110) 후방의 배면토사로 인한 토압을 지지하는 형태로 흙막이 구조물을 구축하였다.

그러나 이러한 종래 기술은 엄지말뚝(110) 사이에 작용하는 배면토압이 단지 목재 토류판(130)에 의해서만 지지되는 구성이므로, 목재 토류판(130)의 강성이 충분하지 않을 경우에는 목재 토류판(130)이 전방을 향하여 휘어지는 배부름 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다.

토류판으로서 강재판을 이용하는 경우가 있다. 도 11에는 토류판(130)이 강재판으로 이루어진 경우에 대해 도 10의 화살표 J-J 방향으로 절단하여 바라본 상태의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 11에서 토류판(130)의 배면에 그려진 삼각형은 배면토압과 배면수압이 작용하는 형태를 보여주는 것이다.

도 11에 도시된 것처럼 흙막이 구조물에서 배면토압(土壓)과 배면수압(水壓)은 지면에서 지중으로 내려갈수록 더 커지게 된다. 따라서 하나의 강재판을 이용하여 토류판(130)을 형성하는 경우, 토류판(130)을 이루는 강재판의 두께는 배면토압의 최대값에 의해 결정될 수 밖에 없는데, 그 결과 흙막이 구조물의 상부에서는 작용하는 배면토압에 비하여 토류판(130)의 두께가 지나치게 과도해져서, 불필요한 재료의 낭비가 발생하게 되는 문제가 있다.

한편, 복수개의 엄지말뚝(110)을 가로질러 횡방향으로 띠장을 설치할 수 있는데, 종래에는 엄지말뚝(110)에 띠장 설치를 위한 별도의 받침을 용접 등의 방법으로 부착한 후, 이러한 받침에 띠장을 올려놓는 방식을 이용하였다. 따라서 종래 기술에는 띠장 설치용 별도의 받침을 엄지말뚝(110)에 용접 설치해야만 하는 추가 작업의 소요 및 그에 따른 비용 증가는 물론이고, 엄지말뚝(110)에 띠장 설치용 받침이 부착되어 있기 때문에, 엄지말뚝(110)을 다른 용도로 재활용하려면 받침을 다시 제거해야 하며 그에 따라 엄지말뚝(110)의 재활용에 상당한 번거로움이 수반되는 문제점이 있다.

특히, 종래 기술에서 띠장은 토류판을 지지하는 것이 아니라 엄지말뚝(110)을 지지하는 구조로 되어 있다. 도 12는 도 10에 도시된 종래 기술의 흙막이 구조물에서 띠장(4)이 설치된 상태를 도 10의 화살표 K 방향으로 바라본 개략적인 평면도가 도시되어 있다.

도 12에 도시된 것처럼, 종래 기술에서는 띠장(4)은 엄지말뚝(110)의 전방에 밀착되어 있다. 따라서 토류판(130)과 띠장(4) 사이에는 간격(G)이 존재한다. 이러한 상태에서 배면토압은 토류판(130)에 작용하게 되고, 토류판(130)은 배면토압을 엄지말뚝(110)으로 전달하게 되며, 결국 엄지말뚝(110)에 밀착되어 지지하는 띠장(4)에 작용하게 된다. 즉, 종래 기술에서는 토류판(130)과 띠장(4)이 각각 개별적으로 배면토압을 지지하는 것이며, 따라서 흙막이 구조물을 설계할 때에도, 토류판(130)과 띠장(4)이 각각 독립적으로 배면토압을 지지하는 것으로 상정하여 토류판(130)의 강성과 두께, 그리고 띠장(4)의 강성과 크기, 두께 등을 설계하게 된다. 그러므로 종래 기술에 따른 흙막이 구조물에서는 띠장(4)과 토류판(130)의 규모와 크기, 강성 등이 매우 커야만 했다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-26013호(2008. 03. 24. 공개) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 흙막이 구조물에서 엄지말뚝 사이의 토류판을 용이하게 보강하여 흙막이 구조물의 강성을 증대시킬 수 있도록 함으로써, 배면토사로 인한 토류판의 배부름 현상 발생을 방지하여 흙막이 구조물의 안정성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 흙막이 구조물에서 배면토압이 크게 작용하는 부분에 대해 국부적으로 용이하게 토류판을 보강할 수 있도록 함으로써, 토류판이 흙막이 구조물의 전체 높이에 대해 일괄적으로 과도하게 큰 두께를 가지는 것을 방지하고, 이를 통해 토류판의 제작에 소요되는 비용을 절감하고 시공성을 개선할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 띠장 설치를 위한 별도의 받침을 엄지말뚝에 부착하지 않고서도 띠장을 용이하게 설치할 수 있도록 함으로써, 띠장 설치작업의 효율성과 비용을 절감함과 동시에, 받침 부착으로 인한 엄지말뚝의 재활용 어려움도 해소할 수 있게 만드는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본 발명은 띠장과 토류판이 일체화되어 배면토압에 저항하도록 함으로써, 종래 기술에 비하여 토류판과 띠장의 규모를 축소할 수 있도록 하고 그에 따라 흙막이 구조물의 시공비용을 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 지반의 굴착면 경계를 따라 복수개가 횡방향으로 간격을 두고 지반에 관입 설치된 H형 단면의 빔으로 이루어진 엄지말뚝과, 상기 엄지말뚝 사이에 연직하게 세워져서 설치되는 강재 토류판과, 상기 강재 토류판의 전방에서 배치되는 전방 보강판을 포함하여 구성되며; 강재 토류판의 전면에는 삽입수용부재와 일체로 구비되어 있고, 전방 보강판의 배면에는 걸림편이 일체로 구비되어 있으며; 전방 보강판이 강재 토류판의 전방에 위치한 상태에서, 걸림편이 삽입수용부재에 조립됨으로써; 전방 보강판의 배면과 강재 토류판의 전면 사이에는 걸림편과 삽입수용부재가 개재되고 전방 보강판과 강재 토류판이 걸림편과 삽입수용부재의 결합에 의해 일체로 연속된 상태가 되도록 전방 보강판이 강재 토류판의 전방에 조립 설치되어, 전방 보강판에 의해 강재 토류판이 보강되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물이 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 전면에는 삽입수용부재가 일체로 설치되어 있는 강재 토류판을 상기 엄지말뚝사이에 연직하게 세워서 설치하여 배면토사를 지지하는 흙막이 구조물을 시공하되; 배면에는 걸림편이 구비되어 있는 전방 보강판을 강재 토류판의 전방에 위치시킨 상태에서, 걸림편이 삽입수용부재)에 결합되도록 강재 토류판의 전면에 전방 보강판을 조립함으로써, 전방 보강판의 배면과 강재 토류판의 전면 사이에는 걸림편과 삽입수용부재가 개재되고 전방 보강판과 강재 토류판이 걸림편과 삽입수용부재의 결합에 의해 일체로 연속된 상태가 되도록 하여 강재 토류판이 전방 보강판에 의해 보강되는 구조를 이루게 만드는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물의 시공방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명의 흙막이 구조물과 그 시공방법에서, 상기 삽입수용부재는 강재 토류판에서 높이를 달리하여 복수개가 구비되어 있고; 띠장의 배면에도 걸림편이 일체로 구비되어 있어서; 상기 띠장이 엄지말뚝과 강재 토류판의 전방에서 횡방향으로 가로 뉘어서 위치한 상태에서, 걸림편이 삽입수용부재에 조립됨으로써, 띠장의 배면과 강재 토류판의 전면 사이에는 걸림편과 삽입수용부재가 개재되고 띠장과 강재 토류판이 걸림편과 삽입수용부재의 결합에 의해 일체로 연속된 상태가 되도록, 띠장이 엄지말뚝과 강재 토류판의 전방에 조립 설치되어, 강재 토류판과 엄지말뚝이 띠장에 의해 더 보강되어 있는 구성을 가질 수도 있다.

본 발명의 흙막이 구조물에서는, 엄지말뚝 사이에 끼워져 배면토사를 지지하는 강재 토류판의 전면에 전방 보강판이 조립 결합되어 있으므로, 전방 보강판에 의해 강재 토류판의 강성이 크게 증가하는 효과가 발휘된다. 따라서 본 발명의 흙막이 구조물에서 강재 토류판은, 엄지말뚝 사이에 작용하는 배면토압에 대해서 충분한 강성을 가지게 되고, 그에 따라 강재 토류판에 배부름 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 흙막이 구조물에서는, 띠장도 전방 보강판과 동일한 방식으로 강재 토류판에 결합되어, 엄지말뚝과 강재 토류판의 전방에 조립 설치될 수 있는데, 이러한 띠장의 설치에 의해서도 흙막이 구조물의 강성이 크게 증가하게 된다.

특히, 이와 같이 강재 토류판의 휨강성이 크게 증가하고, 흙막이 구조물이 배면토압에 저항하는 능력이 향상됨으로써, 엄지말뚝 사이의 간격을 증대시킬 수 있고, 그 만큼 엄지말뚝의 시공개소 감소를 통한 비용 절감 및 시공기간 단축 등의 추가적인 잇점이 발휘된다.

더 나아가, 본 발명에 있어서는 이와 같이 강재 토류판을 보강하여 강성을 증가시키게 되는 전방 보강판을 설치하고, 강재 토류판과 엄지말뚝의 전방으로 띠장을 설치함에 있어서, 걸림편과 삽입수용부재에 의한 간편한 끼움 조립 결합이 이루어지므로, 전방 보강판과 띠장의 설치가 매우 용이하며, 그만큼 시공효율성 및 시공경제성이 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

특히, 띠장을 설치함에 있어서는 종래 기술과 달리, 띠장 설치용 별도의 받침을 엄지말뚝에 부착 설치할 필요가 전혀 없으며 따라서 받침의 용접 설치를 위한 추가 작업이 필요 없게 되고, 그만큼 작업이 간소화되어 시공비용도 절감할 수 있으며, 엄지말뚝에 띠장 설치용 받침이 부착되어 있지 않기 때문에 엄지말뚝을 용이하게 다른 용도로 재활용할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

무엇보다도, 종래기술에서는 토류판과 띠장이 서로 분리되어 있는 구조이므로, 토류판과 띠장이 각각 배면토사를 지지하도록 설계를 해야 하지만, 본 발명에서는 강재 토류판과 띠장이 일체화되어 있고 그에 따라 강재 토류판과 띠장이 동시에 배면토사를 지지하도록 설계할 수 있으므로, 강재 토류판과 띠장 각각이 부담해야 하는 배면토압의 크기가 종래기술보다 줄어들게 되며, 강재 토류판과 띠장 각각의 부재 크기(두께 등)를 종래기술에 비해 크게 축소시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 흙막이 구조물의 시공을 위하여 강재 토류판을 지중에 관입 설치하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 1b는 본 발명에서 강재 토류판 전방의 토사를 굴착한 후, 강재 토류판에 전방 보강판을 설치하여 본 발명에 따른 흙막이 구조물을 구축하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2a는 도 1b의 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 단면도이다.
도 2b는 도 1b의 선 B-B에 따른 개략적인 횡방향 단면도이다.
도 3a는 본 발명에서 강재 토류판에 결합되는 전방 보강판의 일실시예를 배면이 보이도록 표현한 개략적인 사시도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 사용되는 띠장의 일실시예를 배면이 보이도록 표현한 개략적인 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 구비되는 삽입수용부재의 다양한 실시예에 대한 개략적인 사시도이다.
도 5a는 도 4a에 도시된 형태의 삽입수용부재에 결합되기에 적합한 걸림편이 구비된 전방 보강판의 개략적인 배면사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 걸림편이 도 4a에 도시된 삽입수용부재에 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 띠장이 설치된 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 7a는 도 6의 선 C-C에 따른 개략적인 횡방향 단면도이다.
도 7b는 도 6의 선 D-D에 따른 개략적인 연직방향 단면도이다.
도 8은 보조 걸림부재를 이용한 실시예에 대한 도 7에 대응되는 개략적인 횡방향 단면도이다.
도 9는 보조 걸림부재의 개략적인 사시도이다.
도 10은 종래의 흙막이 구조물 설치 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 11은 토류판이 강재판으로 이루어진 종래의 흙막이 구조물에 대해 도 10의 화살표 J-J 방향으로 절단하여 바라본 상태의 개략적인 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 종래 기술의 흙막이 구조물에서 띠장이 설치된 상태를 도 10의 화살표 K 방향으로 바라본 개략적인 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 이하의 설명에서 "배면토압"은 흙막이 구조물의 배면에서 작용하는 토압뿐만 아니라 배면수압을 포함하는 의미로 사용되었다.

도 1a에는 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 시공을 위하여 강재 토류판(1)을 지중에 관입 설치하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 1b에는 강재 토류판(1)이 설치되고 전방의 토사를 굴착한 후, 강재 토류판(1)에 전방 보강판(2)을 설치하여 본 발명에 따른 흙막이 구조물을 구축하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2a에는 도 1b의 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 도 1b의 선 B-B에 따른 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있다. 도 3a에는 본 발명에서 강재 토류판(1)에 결합되는 전방 보강판(2)을 배면이 보이도록 표현한 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3b에는 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 사용되는 띠장(4)의 배면을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 흙막이 구조물은, 지반의 굴착면 경계를 따라 소정 간격으로 지반에 관입 설치된 H형 단면의 빔으로 이루어진 엄지말뚝(3)과, 상기 엄지말뚝(3) 사이에 연직하게 세워져서 설치되는 강재 토류판(1)과, 상기 강재 토류판(1)의 전방에서 상기 강재 토류판(1)과 조립 결합되는 전방 보강판(2)을 포함하여 구성된다.

구체적으로 상기 강재 토류판(1)은 횡방향 즉, 강재 토류판(1)의 폭 방향으로 연장되어 있는 강재판(鋼材板)으로 구성되어 배면토압을 지지하는 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라, 배면토사로부터 지하수 등이 전방으로 용출되는 것을 방지하도록 차수기능을 발휘하게 되는 부재인데, 본 발명에서 상기 강재 토류판(1)의 전면에는 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)이 용이하게 조립 결합될 수 있도록 삽입수용부재(11)가 일체로 구비되어 있다. 상기 삽입수용부재(11)는 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)의 배면에 구비된 걸림편(21)과 결합되는 부재인데, 구체적으로 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)이 강재 토류판(1)의 전면에 위치하여 상부에서 아래로 슬라이딩되면 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)의 배면에 구비된 걸림편(21)이 상기 삽입수용부재(11)에 슬라이딩되면서 조립되어 걸림편(21)과 삽입수용부재(11)가 서로 일체화된다. 따라서 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)의 배면과 강재 토류판(1)의 사이에는 걸림편(21)과 삽입수용부재(11)가 개재되고, 그에 따라 삽입수용부재(11)가 구비된 위치에서는, 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)과 강재 토류판(1)은 간극 없이 일체로 연속된 상태가 된다.

이러한 삽입수용부재(11)는 도 1a에 예시된 것처럼 ㄱ자 형태로 절곡된 두 개의 부재가 서로 마주하도록 횡방향으로 간격을 두고 배치되어 강재 토류판(1)의 정면에 돌출된 상태로 구비되고, 이렇게 마주한 ㄱ자 형태의 부분에 의해, 걸림편(21)이 끼워지는 형태로 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 형태의 삽입수용부재(11)에 결합되는 걸림편(21)은 상단이 전방 보강판(2)의 배면에 일체로 결합되어 있는 판형태의 부재로 이루어질 수 있다. 그러나 삽입수용부재(11)와 걸림편(21)은 이러한 형상에 한정되지는 않는다. 도 4a 내지 도 4c에는 각각 삽입수용부재(11)의 다양한 실시예에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도 4a에 도시된 실시예의 경우, 삽입수용부재(11)는 중공의 각재(112)로 구성되고 각재의 정면에 상,하로 연직하게 끼움통로(111)가 형성되어 있는 구성을 가지고 있으며, 도 4b에 도시된 실시예에서 삽입수용부재(11)는 강재 토류판(1)의 정면과 간격을 두고 판재가 마주하여 설치된 구성을 가지고 있다. 도 4c에 도시된 실시예의 경우, 삽입수용부재(11)는 포켓 형태로 이루어져 강재 토류판(1)의 정면에 형성되어 있다.

한편, 도 5a에는 도 4a에 도시된 형태의 삽입수용부재(11)에 결합되기에 적합한 걸림편(21)이 전방 보강판(2)에 구비된 것을 보여주는 전방 보강판(2)의 개략적인 배면사시도가 도시되어 있고, 도 5b에는 도 5a에 도시된 걸림편(21)이 도 4a에 도시된 삽입수용부재(11)에 슬라이딩되어 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 5b에서 전방 보강판(2)의 도시는 편의상 생략하였다. 도 4a에 도시된 것처럼 삽입수용부재(11)가 중공의 각재로 구성되고 각재의 정면에 상,하로 연직하게 끼움통로가 형성된 구성을 가지는 경우, 이에 가장 적합한 형태의 걸림편(21)은 도 5a에 도시된 것처럼 머리부(210)와 본체부(211)를 가지는 못 형상의 것이며, 걸림편(21)의 머리부는 삽입수용부재(11)의 중공부로 삽입되고 본체부는 끼움통로를 따라 연직하게 움직이는 형태로 슬라이딩 결합된다.

이와 같이, 본 발명에서 삽입수용부재(11)의 형상과 구성은 다양하게 변화될 수 있고, 걸림편(21)의 형상도 삽입수용부재(11)에 맞추어서 다양하게 변화될 수 있는데, 결국 삽입수용부재(11)와 걸림편(21)은 슬라이딩 방식으로 서로 결합되고, 결합된 후에는 삽입수용부재(11)와 걸림편(21)은 서로 밀착하게 되어, 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)의 배면과 강재 토류판(1)의 사이에는 걸림편(21)과 삽입수용부재(11)가 개재되어 있되, 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)과 강재 토류판(1)은 간극 없이 일체로 연속된 상태가 되도록 구성되면 충분하다.

이러한 삽입수용부재(11)는 강재 토류판(1)에서 동일 높이의 위치에서 횡방향으로 복수개가 이웃하게 구비될 수 있으며, 더 나아가 강재 토류판(1)에서 보강이 필요한 위치에 높이를 달리하여 복수개가 구비될 수 있다.

전방 보강판(2)은 강재 토류판(1)의 전방에 조립 결합되어 강재 토류판(1)의 강성을 증가시키는 부재로서, 전방 보강판(2)의 배면에는 상기 포켓에 끼워져 결합되는 걸림편(21)이 구비되어 있다. 상기 걸림편(21)은 상기 전방 보강판(2)의 배면과 간격을 두고 배치되며 상단이 상기 전방 보강판(2)의 배면에 일체로 결합되어 있다. 전방 보강판(2)을 강재 토류판(1)의 전방에 조립하여 설치할 때에는, 전방 보강판(2)이 강재 토류판(1)의 전방에 위치한 상태에서, 전방 보강판(2)을 위에서 아래로 밀어주면, 그에 따라 삽입수용부재(11)에 상기 걸림편(21)이 끼워지져 결합된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 흙막이 구조물에서는, 엄지말뚝(3) 사이에 끼워져 배면토사를 지지하는 강재 토류판(1)의 전면에 전방 보강판(2)이 조립 결합되어 있으므로, 전방 보강판(2)에 의해 강재 토류판(1)의 강성이 크게 증가하게 된다.

따라서 엄지말뚝(3) 사이에 작용하는 배면토압에 대해서, 강재 토류판(1)은 충분한 강성을 가지게 되고, 그에 따라 강재 토류판(1)에 배부름 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 특히, 이와 같이 강재 토류판(1)의 휨강성이 크게 증가함으로써, 흙막이 구조물이 배면토압에 저항하는 능력이 향상되어, 엄지말뚝(3) 사이의 간격을 증대시킬 수 있고, 그 만큼 엄지말뚝(3)의 시공개소 감소를 통한 비용 절감 및 시공기간 단축 등의 추가적인 잇점이 발휘된다. 또한 전방 보강판(2)에 의해 강재 토류판(1)의 강성이 커짐으로써, 강재 토류판(1)이 지지하는 배면토사의 높이 즉, 흙막이 구조물이 지지할 수 있는 터파기의 깊이를 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. 더 나아가 종래의 흙막이 구조물과 동일한 터파기를 가지는 경우라면, 배면토압이 크게 작용하는 부분에 대해 위와 같이 전방 보강판(2)을 강재 토류판(1)에 밀착 설치하여 국부적으로 용이하게 보강함으로써, 강재 토류판의 두께를 줄일 수 있으며, 따라서 강재 토류판이 흙막이 구조물의 전체 높이에 대해 일괄적으로 과도하게 큰 두께를 가지게 되는 것을 방지하게 되어 강재 토류판의 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며 시공성도 크게 개선할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

그 뿐만 아니라, 본 발명에 있어서는 이와 같이 강재 토류판(1)을 보강하여 강성을 증가시키게 되는 전방 보강판(2)을 설치함에 있어서, 걸림편(21)과 삽입수용부재(11)에 의한 간편한 끼움 조립 결합이 이루어지므로, 전방 보강판(2)의 설치가 매우 용이하며, 그만큼 시공효율성 및 시공경제성이 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

한편, 본 발명에 따른 흙막이 구조물에서는, 전방 보강판(2) 이외에도 띠장도 위와 같은 방식으로 더 설치될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 도 3b에 도시된 띠장(4)이 설치된 상태를 보여주는 도 1b에 대응되는 개략적인 사시도이며, 도 7a는 도 6의 선 C-C에 따른 개략적인 횡방향 단면도이며, 도 7b는 도 6의 선 D-D에 따른 개략적인 연직방향 단면도이다. 도 3b에 도시된 것처럼 띠장(4)의 배면에도, 전방 보강판(2)과 마찬가지로 판형태의 부재로 이루어진 걸림편(21)이 일체로 구비되어 있다. 따라서 도 6, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것처럼 띠장(4)에 구비된 걸림편(21)이 삽입수용부재(11)와 조립되면서 상기 띠장(4)이 복수개의 엄지말뚝(3) 전면과 강재 토류판(1)의 전면에 각각 동시에 밀착한 상태로 엄지말뚝(3)을 가로질러 횡방향으로 조립 배치된다. 즉, 띠장(4)은 엄지말뚝(3)의 전면에도 밀착되지만, 걸림편(21)과 삽입수용부재(11)가 결합된 위치에서는 도 7b에 도시된 것처럼 걸림편(21)과 삽입수용부재(11)에 의해 띠장(4)과 강재 토류판(1) 사이에도 간극이 없이 연속된 상태로 밀착된다.

이와 같이 띠장(4)이 엄지말뚝(3)의 전면에 가로 뉘어서 조립 배치된 상태에서 강재 토류판(1)에 가해진 배면토압은, 삽입수용부재(11)와 걸림편(21)에 의해 직접 띠장(4)으로 전달되며, 엄지말뚝(3)에 가해진 배면토압도 직접 띠장(4)으로 전달된다. 물론 앞서 설명한 것처럼, 전방 보강판(2)이 설치되어 있는 경우에는 배면토압은 상기 전방 보강판(2)에 의해서도 지지된다.

엄지말뚝의 전방에 띠장 설치용 별도의 받침을 장착하여, 띠장을 단순히 엄지말뚝에 결합하여 설치하는 종래 기술에서는 토류판과 띠장(4) 사이에 간격(G)이 존재하므로, 토류판에 가해진 배면토압은 직접 띠장으로 전달되지 못하고 엄지말뚝(110)을 통해서만 띠장으로 전달되며, 따라서 종래 기술에서는 토류판(130)과 띠장(4)이 각각 개별적으로 배면토압을 지지하는 상태로 보아 흙막이 구조물을 설계하게 되고, 결국 띠장(4)과 토류판(130)의 규모와 크기, 강성 등을 매우 과대하게 설계하여야만 했다.

그러나 본 발명에서는 앞서 살펴본 것처럼 강재 토류판(1)과 띠장(4) 사이에는 삽입수용부재(11)와 걸림편(21)이 간극 없이 밀착된 상태로 개재되어 있으므로, 강재 토류판(1)에 가해진 배면토압은, 삽입수용부재(11)와 걸림편(21)에 의해 직접 띠장(4)으로 전달된다. 즉, 본 발명에서는 강재 토류판과 띠장이 각각 개별적으로 배면토압을 지지하는 것이 아니라, 하나의 일체화된 부재로서 배면토압을 지지하게 되는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 흙막이 구조물을 설계할 때, 강재 토류판과 띠장을 하나의 일체화된 합성부재로서 배면토압에 저항하는 것으로 상정할 수 있으며, 그에 따라 띠장(4)과 강재 토류판의 규모, 크기, 강성, 두께 등을 종래 기술보다 줄일 수 있게 되어 시공성과 경제성이 크게 향상되는 우수한 효과를 발휘하게 된다.

즉, 종래기술에서는 토류판과 띠장이 서로 분리되어 있는 구조이므로, 토류판과 띠장이 각각 배면토사를 지지하도록 설계를 해야 하지만, 본 발명에서는 강재 토류판과 띠장이 일체화되어 있고 그에 따라 강재 토류판과 띠장이 동시에 배면토사를 지지하도록 설계할 수 있으므로, 강재 토류판과 띠장 각각이 부담해야 하는 배면토압의 크기가 종래기술보다 줄어들게 되며, 강재 토류판과 띠장 각각의 부재 크기(두께 등)을 종래기술에 비해 크게 축소시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명에서는 강재 토류판(1)과 엄지말뚝(3)의 전방으로 띠장(4)을 설치함에 있어서는 걸림편(21)의 슬리이딩에 의한 삽입수용부재(11)와의 결합이라는 매우 간단한 구성을 이용하고 있으므로, 종래 기술과 달리, 띠장 설치용 별도의 받침을 엄지말뚝에 부착 설치할 필요가 전혀 없으며, 따라서 받침의 용접 설치를 위한 추가 작업이 필요 없게 되고 그만큼 작업이 간소화되어 시공비용도 절감할 수 있으며, 엄지말뚝에 띠장 설치용 받침이 부착되어 있지 않기 때문에 엄지말뚝을 용이하게 다른 용도로 재활용할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

물론 전방 보강판(2)을 설치한 것과 마찬가지로, 위와 같이 띠장(4)을 조립설치하게 되면, 흙막이 구조물의 전체적인 강성이 증가되어 배면토압에 저항하는 능력이 향상되며, 따라서 엄지말뚝(3) 사이의 간격을 증대시킬 수 있고, 그 만큼 엄지말뚝(3)의 시공개소 감소를 통한 비용 절감 및 시공기간 단축 등의 효과가 발휘된다.

도 8에는 도 7a에 대응되는 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있는데, 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 흙막이 구조물에서, 전방 보강판(2)과 띠장(4)을 설치함에 있어서, 보조 걸림부재(5)를 이용할 수도 있다. 도 9에는 보조 걸림부재(5)의 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도시된 것처럼 보조 걸림부재(5)는 포켓에 삽입되는 하향 끼움편(51)과, 상기 하향 끼움편(51)과 간격을 두고 마주하여 하향 연장되어 있으며 상단에서 상기 하향 끼움편(51)과 일체화되어 있는 연결편(52)과, 상기 연결편(52)의 하단에서 간격을 두고 마주하여 일체화되어 있는 상향 포켓편(53)을 포함하여 구성된다.

상기 보조 걸림부재(5)는 도 9에 도시된 것처럼, 하향 끼움편(51)이 삽입수용부재(11)와 강재 토류판(1) 사이에 끼워지고, 연결편(52)이 강재 토류판(1)의 전면에서 아래로 늘어뜨려진 상태에서 상기 상향 포켓편(53)과 연결편(52) 사이의 간격으로, 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)에 구비된 걸림편(21)이 위에서 아래로 끼워지는 형태로, 전방 보강판(2) 또는 띠장(4)이 앞서 도면을 참조하여 설명한 형태로 강재 토류판(1)과 엄지말뚝(3) 전방에 위치하게 된다.

이와 같이, 보조 걸림부재(5)를 사용하게 되면 전방 보강판(2)과 띠장(4)의 설치 높이를 필요에 따라 조정할 수 있게 된다는 장점이 있다. 즉, 삽입수용부재(11)는 강재 토류판(1)에 미리 고정 설치되어 있으므로, 자칫 삽입수용부재(11)의 설치 위치가 띠장(4)이나 전방 보강판(2)을 설치해야 하는 높이와 일치하지 않을 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 상기한 보조 걸림부재(5)를 이용하게 되면, 전방 보강판(2)과 띠장(4)이 삽입수용부재(11)가 고정되어 있는 높이와 다른 높이에 설치될 수 있게 되므로, 보조 걸림부재(5)의 길이를 필요에 맞게 조정함으로써, 띠장(4)이나 전방 보강판(2)을 원하는 높이에 용이하게 설치할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 보조 걸림부재(5)를 이용하여 띠장(4)을 설치할 때, 경우에 따라서는 도 8에서 맨 아래 위치에 도시된 것처럼 띠장(4)의 플랜지를 상기 상향 포켓편(53)과 연결편(52) 사이의 간격에 끼워서 엄지말뚝(3)을 설치할 수도 있다.

1: 강재 토류판
2: 전방 보강판
3: 엄지말뚝
4: 띠장

Claims (4)

1. 지반의 굴착면 경계를 따라 복수개가 횡방향으로 간격을 두고 지반에 관입 설치된 H형 단면의 빔으로 이루어진 엄지말뚝(3)과, 상기 엄지말뚝(3) 사이에 연직하게 세워져서 설치되는 강재 토류판(1)과, 상기 강재 토류판(1)의 전방에서 배치되는 전방 보강판(2)을 포함하여 구성되며;
   강재 토류판(1)의 전면에는 삽입수용부재(11)가 일체로 구비되어 있고, 전방 보강판(2)의 배면에는 걸림편(21)이 일체로 구비되어 있으며;
   상기 삽입수용부재(11)에 결합되는 하향 끼움편(51)과, 상기 하향 끼움편(51)과 간격을 두고 마주하여 하향 연장되어 있으며 상단에서 상기 하향 끼움편(51)과 일체화되어 있는 연결편(52)과, 상기 연결편(52)의 하단에서 간격을 두고 마주하여 일체화되어 있는 상향 포켓편(53)을 포함하는 보조 걸림부재(5)가 구비되어 있고;
   하향 끼움편(51)이 삽입수용부재(11)와 강재 토류판(1) 사이에 끼워져 결합되고, 연결편(52)이 강재 토류판(1)의 전면에서 아래로 늘어뜨려진 상태로 상기 보조 걸림부재(5)가 강재 토류판(1)의 전방에 위치한 상태에서, 상기 상향 포켓편(53)과 연결편(52) 사이의 간격으로 전방 보강판(2)의 걸림편(21)이 위에서 아래로 끼워져서 전방 보강판(2)과 강재 토류판(1)이 일체화된 상태가 되도록 전방 보강판(2)이 강재 토류판(1)의 전방에 조립 설치되어, 전방 보강판(2)에 의해 강재 토류판(1)이 보강되며;
   상기 삽입수용부재(11)는 강재 토류판(1)에서 높이를 달리하여 복수개가 구비되어 있고, 상기 보조 걸림부재(5)가 강재 토류판(1)의 전방에 위치한 상태에서 상기 띠장(4)이 엄지말뚝(3)과 강재 토류판(1)의 전방에서 횡방향으로 가로 뉘어서 위치하여, 띠장(4)의 배면에 구비된 걸림편(21) 또는 띠장(4)의 플랜지가 보조 걸림부재(5)의 상향 포켓편(53)과 연결편(52) 사이의 간격으로 위에서 아래로 끼워짐으로써, 띠장(4)이 엄지말뚝(3)과 강재 토류판(1)의 전방에 조립 설치되어, 강재 토류판(1)과 엄지말뚝(3)이 띠장(4)에 의해 더 보강되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
   
2. 삭제
3. 지반의 굴착면 경계를 따라 복수개가 횡방향으로 간격을 두고 지반에 H형 단면의 빔으로 이루어진 엄지말뚝(3)을 관입 설치하고;
   전면에는 복수개의 삽입수용부재(11)가 높이를 달리하여 일체로 설치되어 있는 강재 토류판(1)을 제작하여, 상기 강재 토류판(1)을 상기 엄지말뚝(3) 사이에 연직하게 세워서 설치하여 배면토사를 지지하는 흙막이 구조물을 시공하되;
   삽입수용부재(11)에 결합되는 하향 끼움편(51), 상기 하향 끼움편(51)과 간격을 두고 마주하여 하향 연장되어 있으며 상단에서 상기 하향 끼움편(51)과 일체화되어 있는 연결편(52), 및 상기 연결편(52)의 하단에서 간격을 두고 마주하여 일체화되어 있는 상향 포켓편(53)을 포함하는 보조 걸림부재(5)를, 상기 하향 끼움편(51)이 삽입수용부재(11)와 강재 토류판(1) 사이에 끼워져 결합되고 연결편(52)이 강재 토류판(1)의 전면에서 아래로 늘어뜨려진 상태가 되도록, 강재 토류판(1)의 전방에 위치시키고;
   배면에는 걸림편(21)이 구비되어 있도록 전방 보강판(2)을 제작하여, 상기 보조 걸림부재(5)가 강재 토류판(1)의 전방에 위치한 상태에서, 상기 전방 보강판(2)의 상기 걸림편(21)이 상기 상향 포켓편(53)과 연결편(52) 사이의 간격으로 위에서 아래로 끼워지도록 하여, 전방 보강판(2)과 강재 토류판(1)이 일체화된 상태가 되도록 상기 전방 보강판(2)을 강재 토류판(1)의 전면에 일체로 조립하며;
   상기 보조 걸림부재(5)를 강재 토류판(1)의 전방에 위치시키고 상기 띠장(4)을 엄지말뚝(3)과 강재 토류판(1)의 전방에서 횡방향으로 가로로 배치하여, 띠장(4)의 배면에 구비된 걸림편(21) 또는 띠장(4)의 플랜지를 보조 걸림부재(5)의 상향 포켓편(53)과 연결편(52) 사이의 간격으로 위에서 아래로 끼워서, 띠장(4)을 엄지말뚝(3)과 강재 토류판(1)의 전방에 조립 설치함으로써;
   강재 토류판(1)이 전방 보강판(2)에 의해 보강되며, 강재 토류판(1)과 엄지말뚝(3)이 띠장(4)에 의해 더 보강되어 있는 구조를 이루게 만드는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물의 시공방법.
4. 삭제

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