KR101523948B1 - Construction method of underground structure under the established building - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지하구조물의 구축 공법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 교량 등의 기존 구조물에 대한 존치 및 사용을 안전하게 유지시킨 상태에서 그 하부에 지하구조물을 구축하는 공법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
1960년대 후반 도시의 효율적인 도로교통체계를 구축하겠다는 이유로 많은 고가도로 등의 교량이 건설되었으나, 이들의 노후화로 인하여 구조적 안전성이 부족해지고 유지보수비용이 과다하게 소요될 뿐 아니라, 도시 미관을 저해하는 요소로 작용하고 있어, 최근에는 이들 노후화된 고가도로들을 철거하고, 도로의 정비 내지 교통신호체계의 개선 등을 통해 상기 고가도로 철거에 따른 교통상의 문제점을 해소시키는 사례들이 점차 증가하고 있는 실정이다.In the latter half of the 1960s, many bridges such as overpasses were built due to the construction of an efficient road traffic system in the city. However, due to their aging, structural safety became insufficient, maintenance costs became excessive, In recent years, there have been increasing cases of eliminating traffic problems caused by the removal of such overpasses, road maintenance, improvement of traffic signal system, and the like.
한편 철로를 횡단하는 고가도로를 철거하는 경우에는 교통신호체계의 개선을 통해서는 고가도로 철거에 따른 문제점의 해결에 한계가 있기 때문에, 이에 대응하는 횡단용 지하구조물의 설치를 필요로 하게 되며, 이러한 지하구조물의 구축과정중에서도 상부의 철로에 구조적 안정성이 확보되어야 할 뿐 아니라, 철거되는 고가도로 역시 지하구조물의 구축이 완료될 때까지는 안전하게 사용될 수 있어야 한다.On the other hand, in the case of removing the overpass that traverses the railway, there is a limit to solving the problems due to the removal of the overpass through the improvement of the traffic signal system. Therefore, it is necessary to install a transverse underground structure corresponding thereto, It is necessary not only to ensure structural stability in the upper railway, but also to remove the overpasses that can be safely used until the construction of underground structures is completed.
특히 고가도로용 교량의 교각기초 하부에는 통상적으로 지지말뚝이 설치되어 있고, 신설되는 지하구조물은 상기 지지말뚝을 관통해야 하기 때문에 통상적인 지하구조물 구축방법을 적용할 수 없다는 문제점이 있다.Particularly, a support pile is usually installed at the lower part of the bridge pier of a bridge for an overpass, and a new underground structure must pass through the support pile, so that conventional underground structure building methods can not be applied.
이와 같이 기존 구조물의 기초 하부에 지지말뚝이 설치되어 있는 경우, 기존 구조물의 안전성을 확보하면서 지하구조물을 구축하는 방법이 등록특허공보 등록번호 10-1011805호로 제안된 바 있다.In the case where the support pile is installed at the bottom of the existing structure, a method of constructing the underground structure while securing the safety of the existing structure has been proposed in Patent Registration No. 10-1011805.
상기한 선행기술은 파일기초로 된 교각이나 지하차도 등의 하부에 구조물을 구축하는 구조물의 시공방법에 관한 것으로서, 파일이 근입된 지반 내의 지하구조물이 설치될 공간의 양측에 측벽을 이루는 강관을 추진하여 토류용 강관 루프를 조성하여 그 내부를 굴착한 후 상기 양 측벽사이에 버팀보와 가설기둥을 설치함으로써 기존 구조물의 구조적 안정을 꾀하고 있다.The prior art described above relates to a method of constructing a structure for constructing a structure at the lower part of a pile bridge or an underground roadway such as a pile, and is to propel a steel pipe constituting a sidewall on both sides of the space in which the underground structure in the ground, Thereby forming a steel pipe loop for earthworks, digging the inside thereof, and installing a strut and a pillar between the both side walls to achieve structural stability of the existing structure.
그러나 상기의 선행기술에서는 강관 루프의 조성을 위해 지중에 강관을 삽입하는 경우 강관과의 마찰에 의해 강관 상부의 토사가 이완되어 상부의 기존구조물에 부동침하가 야기될 우려가 있을 뿐 아니라, 상부 하중을 임시적으로 지지하는 버팀보와 가설기둥을 설치하기 위해서는 강관 루프의 내부가 선행하여 굴착이 이루어지는 바, 이러한 선행굴착은 또 다른 부동침하의 원인을 제공할 우려가 있다.However, in the above-mentioned prior art, when the steel pipe is inserted into the ground for the composition of the steel pipe loop, there is a fear that the soil on the upper part of the steel pipe is relaxed due to friction with the steel pipe, In order to install temporary support pillars and temporary columns, the inside of the steel pipe loop is excavated in advance, which may cause another immovable settlement.
따라서 본 출원인은 기존 구조물, 예컨대 교량의 기초에 대한 부동침하를 방지할 수 있도록 상기의 기존 기초를 확대하여 상부하중을 넓게 분산시킴으로써 교량의 구조적 안정성을 도모할 수 있는 지하구조물의 구축방법을 특허 제1388521호로 제안한 바 있다.Accordingly, the present applicant has proposed a method of constructing an underground structure capable of achieving structural stability of a bridge by broadening the existing load by enlarging the existing foundation so as to prevent floating settlement of the existing structure, for example, 1388521.
상기 특허 제1388521호의 지하구조물 구축방법은 기초의 확대를 통해 지지말뚝을 제거한 후에도 교량의 구조적 안정성을 유지시킨 상태로 지하구조물을 안전하게 구축할 수 있다는 장점을 발휘하게 하나, 기초의 확대작업을 위해 가설밴트를 반드시 설치해야 하는 등의 부가적인 공정을 필요로 하는 문제점이 있다.The method of constructing the underground structure of the above-mentioned patent No. 1388521 shows the advantage that the underground structure can be constructed safely while maintaining the structural stability of the bridge even after removing the support pile through the expansion of the foundation, There is a problem that an additional process such as the installation of the vans is required.
본 발명은 상기한 종래기술들이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가설밴트 등의 가설 구조물을 설치하지 않고서도 기존 구조물의 안전을 유지시키면서 새로운 지하구조물을 구축할 수 있는 공법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for constructing a new underground structure while maintaining the safety of an existing structure without installing a temporary structure such as a temporary hood or the like .
또한 본 발명은 지하구조물의 구축 과정중 루프용 강관의 지중 삽입으로 인한 토사의 이완현상을 예방할 수 있는 지하구조물의 구축 공법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a method of constructing an underground structure capable of preventing the loosening of soil caused by the insertion of a roof steel pipe into the ground during the process of constructing an underground structure.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, ⅰ)지하구조물이 설치되는 작업구간의 양측에 작업기지를 구축하는 단계; ⅱ)상기 작업구간 내에 위치한 기초의 직하부에 상부 그라우팅을 실시하여 확대기초부를 구축하는 단계; ⅲ)상기 확대기초부의 직하부에 하부 그라우팅을 실시하여 강관설치부를 보강하는 단계; ⅳ)강관설치부에 루프용 강관을 순차로 압입하여 강관루프를 형성시키는 단계; ⅴ)지하구조물을 설치하는 단계;를 포함하되, 상기 ⅱ)단계의 상부 그라우팅은 다수개의 고강도 파이프를 지중에 삽입시키고 이를 통해 그라우트재가 주입되도록 함으로써 일체화된 확대기초부가 구축되도록 하는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 공법이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems, there is provided a method of manufacturing a work station, comprising the steps of: i) constructing a work station on both sides of a work section in which an underground structure is installed; Ii) constructing an enlarged base portion by performing an upper grouting right under the foundation located within the work section; Iii) reinforcing the steel pipe mounting portion by performing lower grouting right under the enlarged base portion; Iv) forming a steel pipe loop by press fitting the steel pipe for the loop into the steel pipe installation part in sequence; And (v) installing an underground structure. In the upper grouting in the step (ii), a plurality of high-strength pipes are inserted into the ground, and the grout material is injected through the high-strength pipes. An underground structure construction method under the structure is provided.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 ⅲ)단계의 하부 그라우팅은 다수개의 저강도 파이프를 지중에 삽입시키고 이를 통해 그라우트재가 주입되도록 함으로써 강관설치부가 보강되는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 공법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, the lower grouting in the step iii) is performed by inserting a plurality of low-strength pipes into the ground and injecting the grout material through the grouting, thereby reinforcing the steel pipe installation part. A construction method is provided.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 작업구간의 전후면에는 토류벽이 설치되고, 지중에 삽입된 고강도 파이프의 각 단부는 토류벽에 정착 체결되는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 공법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a method of constructing an underground structure under a conventional structure is provided in which a to-wall is provided on the front and rear surfaces of a work section, and each end of the high-strength pipe inserted in the ground is fixed to the to- do.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 ⅱ)단계의 상부 그라우팅에서의 고강도 파이프 삽입은, 고강도 파이프의 선단에 드릴 비트를 설치하여 천공작업과 동시에 이루어지도록 하고; 상기 ⅲ)단계의 하부 그라우팅에서의 저강도 파이프의 삽입은, 천공기로 천공홀을 형성시키는 천공작업이 완료된 후 삽입되는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, the high-strength pipe insertion in the upper grouting in the step ii) is performed by installing a drill bit at the tip of the high-strength pipe and simultaneously performing the drilling operation; The insertion of the low-strength pipe in the lower grouting in the step iii) is inserted after the punching operation for forming the punch hole with the puncher is completed, wherein a method of constructing the underground structure under the existing structure is provided.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 ⅱ)단계의 상부 그라우팅에서의 그라우트재 주입은, 고강도 파이프가 삽입된 천공홀의 내면과 상기 고강도 파이프의 외면 사이에 시일재를 주입시키지 않은 상태에서 이루어지고; 상기 ⅲ)단계의 하부 그라우팅에서의 그라우트재 주입은, 저강도 파이프가 삽입된 천공홀의 내면과 상기 저강도 파이프의 외면 사이에 시일재를 주입시킨 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, the grout reinjection in the upper grouting in the step (ii) is performed without injecting a sealing material between the inner surface of the perforation hole into which the high-strength pipe is inserted and the outer surface of the high- ; The grout reinjection in the lower grouting in the step (iii) is carried out with a sealing material injected between the inner surface of the perforation hole into which the low-strength pipe is inserted and the outer surface of the low-strength pipe. A construction method is provided.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 강관설치부에 대한 루프용 강관의 압입은 간섭되는 저강도 파이프를 제거하면서 진행되는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of constructing an underground structure under a conventional structure, wherein press-fitting of a steel pipe for a steel pipe to a steel pipe installation portion proceeds while eliminating an interfering low-strength pipe.
본 발명은 가설벤트 등의 가설부재의 사용 및 그 설치공사를 배제시키기 때문에 자재 및 시공비를 절감시킬 수 있고 공기를 단축시킬 수 있는 경제적인 효과를 발휘하게 한다.The present invention excludes the use of a temporary member such as a hypothetical vent and the installation work thereof, so that it can reduce the material and the construction cost, and can achieve an economical effect of shortening the air.
또한 본 발명은 기초에 의한 집중하중을 작업구간 전체로 분산시키기 때문에 기존 구조물의 부동침하 등이 발생할 여지가 적어 기존 구조물의 안전한 사용을 담보할 수 있는 구조 안전상의 효과를 발휘하게 한다.In addition, since the concentrated load due to the foundation is dispersed throughout the work area, there is little room for floating settlement of the existing structure, so that the effect of the structure safety that can secure the safe use of the existing structure is demonstrated.
이와 함께 본 발명은 루프용 강관이 삽입되는 강관설치부의 세립토사가 그라우팅으로 블록화되기 때문에 토사의 이완현상이 현저히 감소되어 상부 토사의 침하가 방지되는 또 다른 구조 안전상의 효과를 발휘하게 한다.In addition, according to the present invention, since the slip soil of the steel pipe installation portion into which the steel pipe for the loop is inserted is blocked by grouting, the relaxation phenomenon of the slurry is significantly reduced, thereby achieving another structural safety effect of preventing settlement of the upper slurry.
도 1은 본 발명에서 지하구조물이 설치될 작업구간의 양측에 작업기지를 구축한 상태의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 각 구성을 전체적으로 도시한 것으로서, 작업구간에 대하여 (a)는 횡단면도를, (b)는 종단면도를, (c)는 평면도를 각각 도시한 단면도이다.
도 3 내지 6은 본 발명의 상부 그라우팅의 실시과정을 각 단계별로 도시한 것으로서, 도 3은 천공 및 고강도 파이프의 삽입상태를, 도 4는 천공홀의 주입구를 코킹한 상태를, 도 5는 패커를 고강도 파이프에 삽입시킨 상태를, 도 6은 그라우트재를 주입하여 주변 토사를 그라우팅시키는 상태를 각각 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 상부 그라우팅이 완료되어 확장기초부가 구축된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 하부 그라우팅의 실시과정을 나타낸 설명도이다.
도 9은 본 발명의 강관설치부에 루프용 강관을 삽입시킨 상태의 사시도이다.
도 10, 11은 교량과 아파트와 같은 기존 구조물의 하부에 본 발명의 지하구조물 구축공법을 적용시켜 최종 구축된 지하구조물의 각 형태를 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a sectional view of a work station constructed on both sides of a work section in which an underground structure will be installed in the present invention.
Fig. 2 is a sectional view showing the entire construction of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view, (b) is a longitudinal sectional view, and Fig.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where the pipe is inserted, FIG. 4 is a state in which the injection port of the perforation hole is caulked, FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which surrounding soil is grouted by injecting a grout material.
7 is a perspective view showing a state in which the upper grouting of the present invention is completed to form an expanded base portion.
8 is an explanatory view showing a process of lower grouting according to the present invention.
Fig. 9 is a perspective view showing a state where a steel pipe for a loop is inserted into a steel pipe installation part of the present invention. Fig.
FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views showing respective forms of an underground structure finally constructed by applying an underground structure construction method of the present invention to a lower portion of an existing structure such as a bridge and an apartment.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in order to obscure or obscure the technical idea of the present invention due to the detailed description of the known structure in describing the present invention, the description of the structure of the above known structure will be omitted.
도 1은 기존 구조물(200)을 존치시킨 상태에서 그 하부에 본 발명에 의한 공법으로 지하구조물(100)을 구축하기 위하여, 지하구조물(100)이 설치될 작업구간(320)의 양측에 작업기지(310)를 구축한 상태를 단면으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 지하구조물 구축 공법에 관한 중요한 기술적 특징을 설명하기 위하여 본 발명에 의한 각 구성을 전체적으로 도시한 것으로서, (a)는 작업구간에 대한 횡단면도이고, (b)는 작업구간에 대한 종단면도이며, (c)는 작업구간에 대한 평면도이다.1 is a schematic view showing a construction of a
도 2에 각 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지하구조물의 구축 공법의 기술적 특징은 다음과 같이 크게 두 가지로 설명될 수 있다.As shown in FIG. 2, the technical features of the construction method of an underground structure according to the present invention can be largely explained as follows.
첫째, 본 발명에 의한 지하구조물 구축 공법은 기초의 직하부에 대하여 작업구간 전체 넓이의 토사층을 매스매트화시켜 확대기초부를 구축하고, 기초에 의해 전달된 상부하중이 매스매트화된 확대기초부를 통해 작업구간의 전체 넓이로 분산되게 함으로써, 지반에 발생하는 응력을 최소화시켜 기존 구조물의 구조적 안정성을 유지시킨다.First, in the construction method of an underground structure according to the present invention, an enlarged base portion is constructed by mass-forming a toe layer of the entire width of a work section immediately below the foundation, and an upper portion load transmitted by the foundation is mass- By minimizing the stress generated in the ground by dispersing the entire area of the work area, the structural stability of the existing structure is maintained.
둘째, 본 발명에 의한 지하구조물의 구축 공법은 확대기초부의 직하부에 위치하는 강관설치부에 대하여 루프용 강관의 압입이 용이하면서도 루프용 강관의 압입 이동에 의한 토사의 이완현상이 발생하지 않도록 하는 상기 강관설치부를 보강하여 상부 토사의 침하현상이 발생하지 않도록 한다.Second, the method of constructing an underground structure according to the present invention is characterized in that the roof steel pipe is easily press-fitted into the steel pipe installation portion located immediately below the enlarged foundation portion, while the steel pipe is not press- The steel pipe installation portion is reinforced to prevent settlement of the upper soil gravel.
이러한 기술적 특징들은 기초(210) 저면의 토사층에 대하여 서로 상하부에 위치하면서 각 구성의 재질 및 방법을 달리하는 두 차례의 그라우팅에 의해 이루어진다.These technical features are accomplished by two grouting, which are located at the upper and lower parts of each other with respect to the soil layer at the bottom of the
토사층을 매스매트화시킨 확대기초부(110)는 기초(210)의 직하부의 위치에서 작업구간(320)의 전 넓이에 대하여 실시되는 상부 그라우팅에 의해 구축된다.The enlarged
도 3 내지 6은 이러한 상부 그라우팅의 실시과정의 각 단계를 단면으로 나타낸 것으로, a) 천공 및 그라우트재 주입홀(p)이 구비된 고강도 파이프(111)를 설치하는 단계, b) 천공홀(H)의 주입구(A)를 코킹(112)으로 천공홀(H)을 밀폐시키는 단계, c) 그라우트재 주입을 위한 패커(113)를 고강도 파이프(111) 내부에 삽입하는 단계 및, d) 그라우팅 펌프를 이용하여 고강도 파이프(111) 및 천공홀(H)에 그라우트재를 주입하여 천공홀(H) 주변의 토사에 대하여 그라우팅하는 단계로 이루어진다.3 to 6 are cross-sectional views illustrating the steps of the upper grouting process, in which a) a step of installing a
한편 상부 그라우팅은 기초(210)의 직하부에서 이루어지는 바, 독립된 천공작업에 의한 천공홀(H)은 쉽게 붕괴되면서 기초(210) 저면에 대한 침하현상을 불러 일으킬 수 있다.On the other hand, since the upper grouting is performed directly below the
따라서 본 발명에서 상부 그라우팅을 위하여 그라우트 관인 고강도 파이프(111)를 지중에 삽입하는 작업은, 삽입된 고강도 파이프(111)의 선단에 드릴 비트(미도시)를 설치하여 지중에 대한 천공작업을 하는 것과 동시 고강도 파이프(111)가 천공홀(H)에 삽입되도록 하는 직천공방식으로 진행시키는 것이 바람직하다.Accordingly, in the present invention, the operation of inserting the
또 기초(210) 저면에 지지말뚝(220)이 설치되어 있는 경우에는 고강도 파이프(111)의 지중 삽입이 지지말뚝(220)들의 각 사이에서 이루어지도록 하여, 확대기초부(110)의 구축이 완료되기 전까지는 지지말뚝(220)에 의한 구조적 안정성이 지속되도록 하여야 한다.In the case where the
참고로 여기에서 '고강도 파이프'라 함은 적어도 금속재질의 강관이 가지는 강도 이상의 것을 총칭하는 소구경 파이프를 말하는 것으로서, 강관은 물론 탄소섬유강화플라스틱이나 유리섬유강화플라스틱, 아라미드섬유강화플라스틱 등의 재질로 이루어질 수 있다.Herein, the term "high-strength pipe" refers to a small-diameter pipe generally referred to as a pipe having a strength not lower than the strength of a steel pipe of at least a metal material. The pipe is made of carbon fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, aramid fiber reinforced plastic ≪ / RTI >
한편, 작업구간(320)의 양측에는 작업기지(310)를 구축하기 위해 굴토작업이 이루어지게 되는바, 작업구간(320)의 전후면에는 굴토면 붕괴를 방지하기 위한 토류벽(W)이 더 설치될 수 있다.On both sides of the
따라서 본 발명의 또 다른 실시예에서는 지중에 설치된 고강도 파이프(111)의 각 단부를 상기 토류벽(W)에 정착 체결시킴으로써 확대기초부(110)의 구조적 일체성을 보다 크게 확보할 수 있게 한다.Therefore, according to another embodiment of the present invention, each end of the
물론 상기와 같이 고강도 파이프(111)를 양쪽 작업기지(310)의 각 토류벽(W)에 정착 체결시키고자 하는 경우에는, 패커(113)를 고강도 파이프(111) 내부에 삽입하기에 앞서, 천공홀(H)의 주입구(A)와 마찬가지로 천공홀의 반대편 단부의 관통부위에 대하여도 코킹(112)을 실시하여 천공홀(H)이 밀폐된 구조가 되도록 하여야 할 것임은 당연하다.When the
고강도 파이프(111)의 삽입이 완료되고 천공홀(H)의 주입구(A) 등에 대한 코킹(112)이 완료되어 천공홀(H)이 밀폐되면, 고강도 파이프(111) 내에 패커(113)를 삽입하여 선정된 그라우트재(114)를 자동압력 조절장치를 이용하여 천공홀(H) 내에 주입시키게 된다.When the insertion of the
여기에서의 그라우트재(114)는 고결속도가 빠르고 고결후 높은 강도를 발현하는 것이 바람직하며, 시멘트 밀크, 물유리계 또는 케미컬 그라우트재가 단독으로 또는 교대로 혼용하여 사용될 수 있으며, 이는 토사의 입도, 지반의 투수도, 지하수의 유동상황 등의 여건에 따라 선택된다.It is preferable that the
상기의 각 단계에 의해 다수 개의 고강도 파이프(111)가 삽입된 상태에서 그라우팅이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 철근 대신 고강도 파이프(111)가 삽입된 철근콘크리트 구조체와 같은 매스매트형상의 확대기초부(110)가 구축되어 기초(210)로부터 전달된 집중하중을 작업구간(320)의 전면적으로 분산시키게 한다.As shown in FIG. 7, when grouting is completed in a state where a plurality of high-
상부 그라우팅에 의해 확대기초부(110)의 구축이 완료되면, 확대기초부(110)의 직하부에 위치한 토사층에 대하여 하부 그라우팅을 통하여 강관설치부(120)에 대한 보강를 하게 된다.When the construction of the enlarged
여기에서 강관설치부(120)라 함은, 토사층에 대하여 지하구조물(100)의 설치를 위해 굴토 또는 제거되어야 하는 부분을 분리시키거나, 구조적인 보강 또는 지하구조물(100)의 상부슬래브로 활용하기 위하여 지중에 루프형식으로 강관을 연속하여 삽입시키는 부분을 말한다.Here, the steel
지중에 강관루프(130)를 형성시키기 위하여 루프용 강관(130a)을 압입시키게 되면, 강관 외면의 마찰력에 의해 강관 주변의 토사가 이완되어 상부의 구조물의 안정성에 영향을 미칠 수 있게 되는 바, 통상적으로는 강관을 추진시키면서 후방으로 그라우트재를 분사키겨 상기한 토사의 이완을 방지하고자 한다.If the
그런데 상기한 방식은 토사의 이완시점과 그라우트재의 분사 및 고결시점 사이에 시간적인 갭(gap)이 존재하기 때문에 토사의 이완을 완벽하게 방지할 수는 없다.However, the above-mentioned method can not completely prevent the loosening of the soil because there is a time gap between the loosening point of the loam and the spraying and consolidation time of the grout material.
따라서 본 발명에서는 강관설치부(120)에 대하여 그라우팅 보강을 실시함으로써 상기한 토사의 이완이 거의 발생하지 않도록 함과 더불어, 강관루프(130)에 대한 수밀성을 확보하고 부가하여 상부하중에 대한 지지력도 함께 증가되도록 한다.Therefore, in the present invention, grouting reinforcement is applied to the steel
한편 강관설치부(120)에는 앞서 설명한 바와 같이 루프용 강관(130a)의 삽입이 용이해야 하는 바, 이에 대한 하부 그라우팅은 확대기초부(110) 구축을 위한 상부 그라우팅과는 각 구성의 재질 및 그라우팅 방법을 달리 한다.Meanwhile, as described above, the
도 8은 강관설치부(120)의 보강을 위한 하부 그라우팅의 일실시예를 각 단계별로 설명하고 있다. 8 illustrates one embodiment of the lower grouting for reinforcement of the steel
하부 그라우팅은 그라우트 관으로 고강도 파이프(111)를 사용하지 않고 부분제거가 용이한 저강도 파이프(121)를 사용한다는 점, 천공을 실시하여 천공홀(H)을 형성시킨 후 저강도 파이프(121)를 삽입시킨다는 점, 천공홀(H)에 시일재(125)를 주입시킨다는 점에서 앞서 설명한 상부 그라우팅과는 차이가 있다.The lower grouting is performed by using a
따라서 여기에서 '저강도 파이프'라 함은 '고강도 파이프'와 대비되는 개념으로 그라우트재의 주입압력에 견딜 수 있으면서도 파손이나 절단이 용이한 재질로 이루어지는 것이면 족하는 것으로서, 예컨대 PVC 등과 같은 합성수지 재질의 소구경 파이프를 총칭하는 것으로 보아야 한다.Therefore, the term "low-strength pipe" refers to a structure that is resistant to the injection pressure of the grout material and is made of a material that is easily broken or cut, as compared with a "high-strength pipe." For example, It should be considered as a collective pipe.
이러한 하부 그라우팅은, a) 강관설치부(120)에 대한 천공을 실시하여 천공홀(H)을 형성시키는 단계, b) 천공홀(H) 내부에 그라우트재 주입홀(p)이 구비된 저강도 파이프(121)를 삽입하는 단계, c) 천공홀(H)의 주입구(A)를 코킹(122)으로 천공홀(H)을 밀폐시키는 단계, d) 천공홀(H)의 내부에 시일재(125)를 주입시키는 단계, e) 그라우트재 주입을 위한 패커(123)를 저강도 파이프(121) 내부에 삽입하는 단계 및, f) 그라우팅 펌프를 이용하여 천공홀(H)에 그라우트재(124)를 가압 주입하여 천공홀(H) 주변의 토사에 대하여 그라우팅하는 단계로 이루어진다.The lower grouting includes the steps of: a) forming a perforation hole H by perforating the steel
하부 그라우팅의 대상이 되는 강관설치부(120)는, 집중하중이 작용되는 기초(210)와의 사이에는 확대기초부(110)가 위치하고 있기 때문에 천공홀(H)의 공벽이 그대로 유지될 수 있다. 따라서 상부 그라우팅단계의 것 처럼 천공과 그라우트 관의 동시 삽입을 반드시 필요로 하는 것이 아니다.Since the
또 강관설치부(120)에는 루프용 강관(130a)이 압입 추진되는데, 이때 강관설치부(120)에 기 설치되어 있는 그라우트 관에 의해 간섭되는 부분이 발생할 수 있는 바, 상기 그라우트 관의 부분절단이 용이한 재질로 구성되는 것은 상기 간섭부분에서의 그라우관 관 제거를 쉽도록 하여 루프용 강관(130a)의 삽입작업을 용이하게 한다.In addition, the looped
따라서 본 발명의 하부 그라우팅단계에서는 천공홀(H)을 형성시킨 후, 이에 저강도 파이프(121)를 삽입시켜 상기한 효과를 가지게 한다.Therefore, in the lower grouting step of the present invention, after the perforation hole H is formed, the
저강도 파이프(121)의 삽입이 완료되고 천공홀(H)의 주입구(A)에 대한 코킹(122)이 완료되어 천공홀(H)이 밀폐되면, 상기 저강도 파이프(121) 내에 패커(123)를 주입하기에 앞서 상기 천공홀(H)에 시일재(125)를 충진시켜 천공홀(H)의 공벽과 저강도 파이프(121) 사이에 공간이 생기지 않도록 한다.When the insertion of the low-
상기 시일재(125)는 저강도 파이프(121)에 구비된 그라우트재 주입홀(p)을 통해 가압 분사되는 그라우트재(124)가 뚫고 널리 퍼져가 주변토사를 그라우팅시킬 수 있어야 하며, 이와 함께 향후의 루프용 강관(130a) 압입 추진이 용이하도록 고결강도가 너무 높지 않아야 한다.The sealing
시일재(125)의 주입작업이 완료되면, 저강도 파이프(121) 내에 패커(123)를 삽입하고, 이를 통해 그라우트재를 천공홀(H)에 주입시킴으로써 강관설치부(120)에 대한 보강을 완료한다.When the filling operation of the sealing
기존 구조물(200)의 기초(210) 하부에 대한 상부 그라우팅 및 하부 그라우팅이 완료되면, 보강된 강관설치부(120)에 대하여 루프용 강관(130a)을 순차로 압입하여 강관루프(130)를 형성시키게 된다.When the upper grouting and the lower grouting with respect to the lower part of the
도 9는 강관설치부(120)에 루프용 강관(130a)이 삽입된 상태를 절개한 사시도이다.9 is a perspective view showing a state in which the
루프용 강관(130a)의 압입은 도 9에 도시된 바와 같이, 그 과정 중에 간섭되는 저강도 파이프(121)를 제거하고, 기초(210)를 지지하기 위한 지지말뚝(220)이 설치되어 있는 경우에는 그 지지말뚝(220)을 절단하면서 진행된다.As shown in FIG. 9, when the
루프용 강관(130a)을 지중에 연속 삽입시켜 강관루프(130)의 형성이 완료되면, 강관루프(130)의 내측에 지하구조물(100)을 구축하게 된다.When the formation of the
도 10은 상술한 각 단계를 거쳐 기존 교량이나 고가도로의 기초 하부에 대하여, 도 11은 기존 아파트의 하부에 대하여 각각 지하구조물(100)을 구축한 다양한 실시예의 각 단면도이다. 이와 같이 본 발명의 지하구조물 구축 공법은 기존 구조물의 용도나 형태는 물론 지지말뚝의 존재여부와도 관계없이 범용적으로 적용할 수 있다.FIG. 10 is a cross-sectional view of various bases of the existing bridges and elevated roads, and FIG. 11 is a cross-sectional view of various embodiments in which an
또한 상기 지하구조물(100)의 구축은, 작업기지(310)에서 미리 제작한 함체를 견인 내지 추진시키는 함체방식에 의할 수도 있고, 상기 강관루프(130)의 내측 토사를 단계별로 굴착하면서 가설지보를 설치하고 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하는 현타방식에 의할 수도 있는 범용성도 함께 가지고 있다.The construction of the
또 도 10이나 도 11의 (a)에서와 같이, 강관루프(130)을 그대로 유지시킨 상태에서 그 내측에 함체방식 또는 현타방식으로 지하구조물(100)을 구축시킬 수도 있고, (b)와 (c)에서와 같이, 강관루프(130)를 지하구조물(100)의 상부슬래브로 이용하면서 강관의 일부를 제거하여 지하구조물(100)을 구축시킬 수도 있으며, 이는 지하구조물(100)의 규모 및 다양한 현장여건에 따라 임의 선택되거나 변형되어 실시될 수 있다.As shown in Fig. 10 or 11 (a), the
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious that it will be possible to carry out various modifications thereof. It is therefore intended that such modifications are within the scope of the invention as set forth in the claims.
100; 지하구조물 110; 확대기초부
111; 고강도 파이프 112,122; 코킹
113,123; 패커 114,124; 그라우트재
120; 강관설치부 121; 저강도 파이프
125; 시일재 130; 강관루프
130a; 루프용 강관 200; 기존 구조물
210; 기초 220; 지지말뚝
310: 작업기지 320: 작업구간
W; 토류벽 H; 천공홀
A; 주입구 p; 그라우트재 주입홀100; An
111;
113, 123;
120; A steel
125;
130a; A
210;
310: work station 320: work section
W; Earth wall H; Perforated hole
A; Inlet p; Grout re-injection hole
Claims (6)
상기 ⅱ)단계의 상부 그라우팅은 다수개의 고강도 파이프(111)를 지중에 삽입시키고 이를 통해 그라우트재(114)가 주입되도록 함으로써 일체화된 확대기초부(110)가 구축되도록 하는 것을 특징으로 하는 기존 구조물 하부의 지하구조물 구축 공법.A method of constructing an underground structure (100) in a lower part of an existing structure (200) in a state where the existing structure (200) is maintained, comprising the steps of: i) constructing a work station (310) on both sides of a work section (320) ; Ii) constructing an enlarged foundation 110 by performing an upper grouting right under the foundation 210 located in the work section 320; Iii) reinforcing the steel pipe installation part (120) by performing lower grouting right under the enlarged base part (110); Iv) forming a steel pipe loop 130 by sequentially pressing the steel pipe 130a into the steel pipe installation part 120; V) installing an underground structure 100,
The upper grouting in the step ii) is performed by inserting a plurality of high strength pipes 111 into the ground and injecting the grout material 114 therethrough so that the integrated enlarged foundation 110 is constructed. Construction Method of Underground Structures.
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2015
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