KR101463427B1

KR101463427B1 - 시공성, 수밀성 및 구조 일체화가 개선된 흙막이 가시설 부재

Info

Publication number: KR101463427B1
Application number: KR20140034476A
Authority: KR
Inventors: 정택동
Original assignee: 정택동
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-11-20

Abstract

본 발명은 시공성, 수밀성 및 구조 일체화가 개선된 흙막이 가시설 부재에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 강가시설 등의 교각기초, 지하차도, 완충저류조시설 등의 구조물을 시공하도록 하는 흙막이 가시설에 있어서, 에이치 파일(100:H-Pile)의 중앙 연결리브 면상에는 방수재가 주입된 플레이트 소켓이 형성되고, 상기 플레이트 소켓에는 시트파일의 단부가 상하 슬라이딩 방식으로 결합되도록 형성되어 수밀성(토사층과 암반층 경계면에는 수밀 확보용 플레이트판이 접합되면서 몰탈 뒷채움)이 확보되면서 신속하고 간편한 조립이 이루어지도록 하되, 띠장측과 닿으며 지지되는 면에는 힘전달 쐐기와 홈메우기용 쐐기가 삽입되어 에이치 파일, 시트파일 및 띠장이 상호 밀착하면서 구조 일체화를 이루도록 형성되어 가시설 구조 강도가 크게 개선되고, 시공이 단순화되어 경제성이 향상되며, 추후 에이치 파일과 시트파일의 해체가 가능하고, 토사 구간과 암 구간에 대하여 에이치 파일을 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 토압 응력에 대한 연결성 확보로 인해 벽체 일체화가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

시공성, 수밀성 및 구조 일체화가 개선된 흙막이 가시설 부재{COMPOSITE TYPE STEEL TEMPORARY CONSTRUCTION AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 강가시설 등의 교각기초, 지하차도, 완충저류조시설 등의 구조물을 시공하도록 하는 흙막이 가시설에 있어서, 에이치 파일(100:H-Pile)의 중앙 연결리브 면상에는 방수재가 주입된 플레이트 소켓이 형성되고, 상기 플레이트 소켓에는 시트파일의 단부가 상하 슬라이딩 방식으로 결합되도록 형성되어 수밀성(토사층과 암반층 경계면에는 수밀 확보용 플레이트판이 접합되면서 몰탈 뒷채움)이 확보되면서 신속하고 간편한 조립이 이루어지도록 하되, 띠장측과 닿으며 지지되는 면에는 힘전달 쐐기와 홈메우기용 쐐기가 삽입되어 에이치 파일, 시트파일 및 띠장이 상호 밀착하면서 구조 일체화를 이루도록 형성되어 가시설 구조 강도가 크게 개선되고, 시공이 단순화되어 경제성이 향상되며, 추후 에이치 파일과 시트파일의 해체가 가능하고, 토사 구간과 암 구간에 대하여 에이치 파일을 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 토압 응력에 대한 연결성 확보로 인해 벽체 일체화가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 시공성, 수밀성 및 구조 일체화가 개선된 흙막이 가시설 부재에 관한 것이다.

일반적으로 토목, 건축 공사 등에서 지하구조물을 설치하기 위하여 지반을 굴착하는 경우, 굴착면의 붕괴를 방지할 목적으로 흙막이 차수벽을 시공하게 된다.

이를 위하여, 종래에는 토류판을 사용하는 토류벽설치나 대한민국 특허공보 공고번호 특1995-0002119호 "시트파일 설치공법"과 같이 시멘트 그라우팅으로 차수벽을 형성하는 공법을 사용하게 되는데, 토류판을 사용하는 토류벽은 벽면을 형성하게 되는 목재의 특성상 차수기능이 없는 문제점이 있었으며, 시멘트 그라우팅으로 형성된 차수벽은 지하수가 빠른 속도로 이동하는 지반에서는 지하수에 의해 시멘트가 유실되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 최근에는 시트파일(sheet pile:강널말뚝)을 흙막이 차수벽으로 시공하게 되는데, 이와 같은 시트파일은 주강재로 이루어져 강도 및 내구성이 우수하여 연속벽형 강성체로서 토류벽의 역할을 충분히 수행할 수 있고, 정해진 단면형상으로 서로 연접된 시트파일이 서로 맞물리며 결합되도록 하므로써 수밀성도 좋아져 차수벽의 역할도 충분히 수행할 수 있게 된다.

이와 같이, 시트파일을 지반에 설치하는 공법으로는 바이브로 파일 해머를 사용하는 직항타 공법, 공개특허공보 공개번호 제10-2005-0102173호 "암반착공 제이브이 파이로트공법(선항굴착 착공공법)과 같이 항타 공법에 워터제트를 병합하여 시트파일을 설치하는 공법, 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1998-064990호 "강널말뚝의 시공방법", 등록특허공보 등록번호 제10-0348024호 "선천공후 시트파일을 설치하는 공법", 등록번호 제10-0770783호 "시트파일 시공방법"과 같은 천공장비로 선천공후 바이브로 해머로 시트파일을 항타하는 선천공 후항타 공법 등이 있다.

그러나, 종래의 시트파일은 에이치 파일에 조립시 서로 간 용접으로 접합되는 것으로, 작업이 번거로우며 해체가 불가하고 시공상 경제성이 저하되는 문제가 발생되고 있는 실정이다.

또한, 종래의 시트파일은 상대적으로 취약한 강성으로 인해 암반층까지 근입시키는 작업시 시공기간의 단축과 공사비의 절감을 저해하는 요소가 된다.

최근에는 시공성을 향상시키기 위해, 시트 파일을 암반층까지 근입시키지 않는 대신에 시트 파일의 안쪽에 미리 정해진 간격으로 H형 파일을 암반층까지 근입시키는 시공방법이 소개된 바 있다.

그런데, 위와 같이 시트 파일과 H형 파일의 복합형 구조를 갖는 기초 가시설은, 시트 파일이 암반층까지 근입되지 않으므로 시트 파일의 하단과 암반층의 상단 사이에 틈새가 발생할 수 있고 이러한 틈새를 통해 토사 및 유입수가 유입될 수 있으므로 이에 대한 구조 및 시공상의 대책이 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 강가시설 등의 교각기초, 지하차도, 완충저류조시설 등의 구조물을 시공하도록 하는 흙막이 가시설에 있어서, 에이치 파일(100:H-Pile)의 중앙 연결리브 면상에는 방수재가 주입된 플레이트 소켓이 형성되고, 상기 플레이트 소켓에는 시트파일의 단부가 상하 슬라이딩 방식으로 결합되도록 형성되어 수밀성(토사층과 암반층 경계면에는 수밀 확보용 플레이트판이 접합되면서 몰탈 뒷채움)이 확보되면서 신속하고 간편한 조립이 이루어지도록 하되, 띠장측과 닿으며 지지되는 면에는 힘전달 쐐기와 홈메우기용 쐐기가 삽입되어 에이치 파일, 시트파일 및 띠장이 상호 밀착하면서 구조 일체화를 이루도록 형성되어 가시설 구조 강도가 크게 개선되고, 시공이 단순화되어 경제성이 향상되며, 추후 에이치 파일과 시트파일의 해체가 가능하고, 토사 구간과 암 구간에 대하여 에이치 파일을 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 토압 응력에 대한 연결성 확보로 인해 벽체 일체화가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 시공성, 수밀성 및 구조 일체화가 개선된 흙막이 가시설 부재를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 흙막이 가시설 부재는 단면이 H형인 기둥체의 중앙 연결리브(110) 면상에 개구부(121)를 갖는 플레이트 소켓(120)이 기둥체의 길이방향을 따라 대응되면서 일체로 결합되도록 하는 에이치 파일(100:H-Pile)과; 상기 에이치 파일의 플레이트 소켓(120)에 대하여 개구부(121)로 하여금 파일본체의 단부(210)가 상하 슬라이딩 방식으로 끼워져 삽입되도록 형성되는 시트파일(200:Sheet Pile)이; 구성되어 이루어진다.

이때, 상기 플레이트 소켓(120)은 개구부의 일측단에 절곡된 단턱(122)이 형성되고, 시트파일의 단부(210)에는 요철 형태의 꺽임턱(211)이 형성되어 조립시 양 턱부분이 걸려 서로 구속하도록 구성된다.

이에, 상기 플레이트 소켓(120)은 내부에 방수재(123)가 주입되어 수밀성이 확보되도록 구성된다.

또한, 에이치 파일의 지지판(130)과 시트파일의 지탱판(220) 사이에는 힘전달 쐐기(300)가 삽입되어 구조 일체성을 확보하도록 하는 것이 바람직하다.

이에, 상기 에이치 파일의 지지판(130)과 띠장(W) 사이에는 홈메우기용 쐐기(400)가 삽입되어 에이치 파일(100), 시트파일(200) 및 띠장(W) 간의 구조 일체성을 확보하도록 구성된다.

이때, 상기 에이치 파일(100)은 암반층(A)과 토사층(B)을 동시에 관통하며 항타되도록 하되, 암반층과 토사층이 경계를 이루며 맞닿는 경계부(J)에는 플레이트판(500)을 접합한 뒤 배면에 몰탈(M)을 채워 양생함으로써, 경계부(J) 수밀성을 확보하도록 구성된다.

아울러, 암반층(A)에 항타되는 에이치 파일(100)은 배면에 토류판(600)이 적층되고 상기 적층된 토류판 배면에는 암반층과 함께 타설되는 쏘일 시멘트(700:Soil Cement)가 뒷채움되어 일체로 합성되도록 구성된다.

이와 같이, 본 발명은 에이치 파일의 선천공 작업으로 인해 수직도가 확보되며, 에이치 파일(100:H-Pile)의 중앙 연결리브 면상에는 방수재가 주입된 플레이트 소켓이 형성되고, 상기 플레이트 소켓에는 시트파일의 단부가 상하 슬라이딩 방식으로 결합되도록 형성되어 수밀성(토사층과 암반층 경계면에는 수밀 확보용 플레이트판이 접합되면서 몰탈 뒷채움)이 확보되면서 동시에 간편한 조립성과 신속한 시공성이 확보되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 띠장측과 닿으며 지지되는 면에는 힘전달 쐐기와 홈메우기용 쐐기가 삽입되어 에이치 파일, 시트파일 및 띠장이 상호 밀착하면서 구조 일체화를 이루도록 형성되어 가시설 구조 강도가 크게 개선되고, 시공이 단순화되어 경제성이 향상되며, 추후 에이치 파일과 시트파일의 해체가 가능하고, 토사 구간과 암 구간에 대하여 에이치 파일을 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 토압 응력에 대한 연결성 확보로 인해 벽체 일체화가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가시설 부재의 결합상태를 나타낸 평단면도,
도 2는 도 1의 측단면 예시도이다.

다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.

먼저, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 흙막이 가시설 부재는 에이치 파일(100)과 시트파일(200)로 구성된다.

이에, 상기 에이치 파일(100:H-Pile)은 단면이 H형인 기둥체의 중앙 연결리브(110) 면상에 개구부(121)를 갖는 플레이트 소켓(120)이 기둥체의 길이방향을 따라 대응되면서 일체로 결합되도록 구성된다.

이때, 상기 플레이트 소켓은 2개의 철판이 H형인 기둥체의 중앙 연결리브(110) 면상에 용접되어 있는 것으로, 상기 2개의 철판 중 토사 측 또는 암반 측 위치에 구비된 철판은 토압으로부터 시트파일이 밀리는 것을 방지하도록 지지대 역할을 수행하게 된다.

이때, 상기 지지대 역할의 철판 배면에는 단면이 삼각형 또는 사각형상의 밀림방지 리브(124)가 구비되어 밀림방지를 보강하도록 하는 것이 바람직하다.

이에, 상기 시트파일(200:Sheet Pile)은 상기 에이치 파일의 플레이트 소켓(120)에 대하여 개구부(121)로 하여금 파일본체의 단부(210)가 상하 슬라이딩 방식으로 끼워져 삽입되도록 형성된다.

즉, 상기 단턱과 꺽임턱은 서로 대향(돌출된 턱 부분이 서로 걸쳐지도록)되도록 배치되어 시트파일의 꺽임턱이 플레이트 소켓의 단턱에 걸려 외측으로 이탈하는 것을 방지하도록 형성된다.

이에, 상기 플레이트 소켓(120)은 내부에 방수재(123)가 주입되어 수밀성이 확보되도록 구성된다. 즉, 차수성이 확보되도록 하기 위함이다.

이때, 상기 홈메우기용 쐐기는 시트파일의 지탱판과 띠장 사이에 삽입되어 벌어진 틈(갭)을 메워(밀착) 지지고정할 수도 있다.

다시 말해, 상기한 쐐기 말뚝식 고정방식은 추후 에이치 파일과 시트파일의 해체가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 띠장측과 닿으며 지지되는 면에는 힘전달 쐐기와 홈메우기용 쐐기가 삽입되어 에이치 파일, 시트파일 및 띠장이 상호 밀착하면서 구조 일체화를 이루도록 형성되어 가시설 구조 강도가 크게 개선되고, 시공이 단순화되어 경제성이 향상된다.

이는 결국, 구조 일체화 및 구조 강성이 크게 개선됨은 물론 동시에 수밀성이 확보되는 특징이 있다.

이에, 토사 구간과 암 구간에 대하여 에이치 파일을 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 토압 응력에 대한 연결성 확보로 인해 벽체 일체화가 이루어지는 특징이 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 ... 에이치 파일 110 ... 연결리브
120 ... 플레이트 소켓 121 ... 개구부
122 ... 단턱 123 ... 방수재
124 ... 밀림방지리브 130 ... 지지판
200 ... 시트파일 210 ... 단부
211 ... 꺽임턱 220 ... 지탱판
300 ... 힘전달 쐐기 400 ... 홈메우기용 쐐기
500 ... 플레이트판 600 ... 토류판
700 ... 쏘일 시멘트

Claims

단면이 H형인 기둥체의 중앙 연결리브(110) 면상에 개구부(121)를 갖는 플레이트 소켓(120)이 기둥체의 길이방향을 따라 대응되면서 일체로 결합되도록 하는 에이치 파일(100:H-Pile)과; 상기 에이치 파일의 플레이트 소켓(120)에 대하여 개구부(121)로 하여금 파일본체의 단부(210)가 상하 슬라이딩 방식으로 끼워져 삽입되도록 형성되는 시트파일(200:Sheet Pile)이; 구성되어 이루어진 흙막이 가시설 부재에 있어서,
상기 플레이트 소켓(120)은 개구부의 일측단에 절곡된 단턱(122)이 형성되고, 시트파일의 단부(210)에는 요철 형태의 꺽임턱(211)이 형성되어 조립시 양 턱부분이 걸려 서로 구속하도록 형성되고, 플레이트 소켓(120)의 내부에는 방수재(123)가 주입되어 수밀성이 확보되도록 형성되며, 에이치 파일의 지지판(130)과 시트파일의 지탱판(220) 사이에는 힘전달 쐐기(300)가 삽입되어 구조 일체성을 확보하도록 형성되고, 에이치 파일의 지지판(130)과 띠장(W) 사이에는 홈메우기용 쐐기(400)가 삽입되어 에이치 파일(100), 시트파일(200) 및 띠장(W) 간의 구조 일체성을 확보하도록 형성되며, 에이치 파일(100)은 암반층(A)과 토사층(B)을 동시에 관통하며 항타되도록 하되, 암반층과 토사층이 경계를 이루며 맞닿는 경계부(J)에는 플레이트판(500)을 접합한 뒤 배면에 몰탈(M)을 채워 양생함으로써, 경계부(J) 수밀성을 확보하도록 형성되고, 암반층(A)에 항타되는 에이치 파일(100)은 배면에 토류판(600)이 적층되고 상기 적층된 토류판 배면에는 암반층과 함께 타설되는 쏘일 시멘트(700:Soil Cement)가 뒷채움되어 일체로 합성되도록 형성되며, 상기 플레이트 소켓(120)은 배면에 삼각 또는 사각 형상의 밀림방지 리브(124)가 구비되어 토압으로부터 시트파일이 밀리는 것을 방지하며 보강하도록 형성되고, 상기 에이치 파일과 시트파일은 쐐기 말뚝식 고정방식인 홈메우기용 쐐기(400)에 의해 사후 해체가 가능한 것을 특징으로 하는 시공성, 수밀성 및 구조 일체화가 개선된 흙막이 가시설 부재.
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