KR101613039B1 - 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법 및 차수 흙막이 벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주열식 말뚝을 적용한 흙막이 공법에 관한 것으로, 특히 현장타설 콘크리트 말뚝 사이에 소일 시멘트 말뚝의 시공이 이루어짐과 함께 차수벽이 동시에 시공되도록 한 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법 및 차수 흙막이 벽체에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝으로 이루어진 벽체를 시공하기 위한 차수 흙막이 공법은, (a) 흙막이 벽체가 시공될 위치에 그 벽체의 길이 방향을 따라 원지반에 일정 간격마다 천공작업을 실시하여 일정 깊이의 천공홀을 시공하는 단계와; (b) 각각의 천공홀 내부에 주응력재를 위치시킨 후 콘크리트를 타설하여 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계와; (c) 이웃한 콘크리트 말뚝간의 사이사이에 원지반과 그라우트재의 혼합을 통해 차수가 이루어진 소일 시멘트 말뚝을 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법 및 차수 흙막이 벽체{Retaining wall and construction method thereof using cast-in-place concrete pile and soil cement pile}

본 발명은 주열식 말뚝을 적용한 흙막이 공법에 관한 것으로, 특히 현장타설 콘크리트 말뚝 사이에 소일 시멘트 말뚝의 시공이 이루어짐과 함께 차수벽이 동시에 시공되도록 한 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법 및 차수 흙막이 벽체에 관한 것이다.

흙막이 공법은 지하구조물 설치를 위한 작업공간 확보 수단으로 토압, 수압에 저항하여 굴착면의 붕괴나 토사 유입 방지를 위하여 설치하는 가설구조물로서, 현장여건 및 주변사항(토지조건, 지하수위 분포 여부, 지하매설물, 인접시설물 등)을 고려하여 안정성 및 시공성, 경제성을 충족할 수 있는 공법을 선택하여 적용한다.

흙막이 벽체로는 엄지말뚝+토류판, 강널말뚝 벽체, 현장타설 콘크리트 말뚝(C.I.P) 주열식 벽, 소일 시멘트 벽체(S.C.W), 지하연속벽(Slurry Wall) 등의 공법이 알려져 있다.

주열식 벽(C.I.P) 공법은 소정의 직경으로 천공 후 H-파일과 철근을 삽입하고 콘크리트를 타설하여 흙막이 벽을 형성시키는 공법으로, 강성 벽체로서 인접구조물에 피해를 최소화할 수 있는 장점을 갖는데 반해, 공과 공 사이의 이음부가 취약하고, 차수를 위한 별도의 차수 공법이 적용되어야 하므로 경제성에서 취약한 문제를 가지고 있다. 예를 들어, 후 공정으로 차수기능을 위해 이중관 로드를 사용한 특수 첨단장치를 결합시켜 대상지반에 유도공간을 형성시켜 순결에 가까운 겔타임을 가진 약액 또는 약액과 초미립 시멘트 혼합제를 사용하여 지반을 개량하는 차수공법이 별도로 추가된다. 따라서 주열식 벽(C.I.P) 공법이 가지는 이러한 단점을 해결할 수 있는 방안이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1447140호로서, 토질별 소일 시멘트를 이용한 흙막이 공법이 제안되어 있다. 상기 배경기술에서는 지반과 시멘트 밀크를 혼합시켜서 소일 시멘트를 만들고, 상기 소일 시멘트를 이용하여 말뚝을 시공함으로써 흙의 거동을 방지하는 흙막이 공법을 제공한다.

상기 배경기술은 토질에 따라 시멘트 밀크의 배합비율을 달리함으로써 토질에 따른 일축압축강도를 최대로 발현되도록 함으로써 공사의 효율성을 높일 수 있는 특징을 갖는데 반해, 소일 시멘트로 이루어진 말뚝을 H 파일과 중첩시켜 시공함으로써 공수가 많아지는 결과를 초래하여 시멘트 밀크의 증가된 소모량으로 공사비를 저감하는데 한계가 있다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1447140호(토질별 소일시멘트를 이용한 흙막이 공법)

본 발명은 현장타설 콘크리트 말뚝 사이에 소일 시멘트 말뚝의 시공이 이루어짐과 함께 차수벽이 동시에 시공되도록 한 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝으로 이루어진 벽체를 시공하기 위한 흙막이 시공방법과 차수 흙막이 벽체를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법은,

(a) 흙막이 벽체가 시공될 위치에 그 벽체의 길이 방향을 따라 원지반에 일정 간격마다 천공작업을 실시하여 일정 깊이의 천공홀을 시공하는 단계와;

(b) 각각의 천공홀 내부에 주응력재를 위치시킨 후 콘크리트를 타설하여 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계와;

(c) 이웃한 콘크리트 말뚝간의 사이사이에 원지반과 그라우트재의 혼합을 통해 소일 시멘트 말뚝을 시공하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c) 단계에서는,

소일 시멘트 말뚝의 깊이까지 천공하여 고압수와 압축공기로 지반을 절삭 이완시키며 지중에 인위적 공간을 형성시킨 후, 다중관 롯드를 상향으로 인발하면서 그라우트재를 고압 분사하는 제트 그라우팅을 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c) 단계에서는,

오거로드에 굴착유닛을 장착한 후, 한 쌍의 조인트 클리어밴드를 상기 굴착유닛에 조립하고, 이웃한 콘크리트 말뚝간의 사이에 한 쌍의 조인트 클리어밴드를 밀착시켜 스크레칭 굴진을 준비하는 단계와;

상기 오거로드를 회전시키면서 굴착유닛측 굴착 날개와 교반날개로 원지반의 굴착과 교반을 진행함과 동시에 그라우트액 및 압축공기를 하방 및 반경방향으로 분사하면서 원지반토와 교반이 이루어지도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주응력재는 H-형강재인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주응력재는 수직 방향으로 배열된 주근과, 주근에 일정 간격마다 연결된 대사각 철근망 및 소사각 철근망으로 구성되되, 콘크리트 말뚝의 중심을 기준으로 인장력을 받는 인장영역이 압축력을 받는 압축영역보다 주근이 상대적으로 많은 수량으로 배치되고, 대사각 철근망은 주근에 모두 연결되고, 소사각 철근망은 인장영역측의 주근만을 연결하여서 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c) 단계 후,

원지반을 터파기 한 후 상기 흙막이 벽체에 주응력재가 노출될 때까지 절취작업을 수행한 후 띠장 브라켓을 콘크리트 말뚝에 고정 설치하고,

상기 띠장 브라켓에 띠장을 거치시켜 놓고 간격재를 매개로 콘크리트 말뚝에 지지시켜 놓는 단계와;

상기 띠장에 소일 시멘트 말뚝이 설치된 위치마다 웨지설치용 받침판을 거치시켜 놓는 단계와;

상기 웨지설치용 받침판과 상기 소일 시멘트 말뚝과의 틈새 사이에 경사면으로 면접되는 한 쌍의 목재 웨지를 박아 넣는 단계를 더 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 조인트 클리어밴드는,

굴착유닛의 몸체에 정위치에서 회전 자유롭게 고정 조립되는 반원형의 밴드 결합링과;

상기 밴드 결합링의 외면 중앙에 반경 방향으로 돌출 장착된 고정 블럭과;

상기 고정 블럭에 일단부가 결합되어 일정량 반경 방향으로 이동가능하게 설치되어 있는 가동 블럭과;

상기 가동 블럭의 타단부에 장착되어 콘크리트 말뚝의 외면에 지지되는 가이드판과;

상기 고정 블럭과 가동 블럭의 사이에 설치되어 가동 블럭을 반경 방향으로 밀어내는 탄성력을 발휘하는 복수개의 푸쉬스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드판에는 전면에 굴착시 콘크리트 말뚝의 외면에 스크레칭을 형성하기 위한 초경합금으로 제작된 다수의 볼비트가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정 블럭에는 상,하부에 그라우팅 중 상승하는 슬라임을 분쇄하는 슬라임 커터가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드판의 배면에는 차수벽 형성의 두께를 증가시키기 위한 차수 날개가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 굴착유닛은,

하단부에 복수개의 그라우트 분사공을 갖고 상단부에 로드 결합부를 갖는 원통형의 굴착 몸체와;

상기 굴착 몸체의 중간에 구비되어 상기 한 쌍의 조인트 클리어밴드의 조립 위치를 고정시키는 링형의 상,하부 스톱퍼와;

상기 굴착 몸체의 하단부 외주면에 장착되어 굴착 비트가 구비된 헬릭스 굴착날개와;

상기 상부 스톱퍼의 상부에 원주상으로 복수개 배치되어 상기 굴착 몸체에 장착된 상부 교반날개와;

상기 하부 스톱퍼와 상기 헬릭스 굴착날개의 사이에 원주상으로 복수개 배치되어 상기 굴착 몸체에 장착된 하부 교반날개가 구비되되,

상기 상부 교반날개와 하부 교반날개는 상호 어긋난 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 일정 간격마다 벽체를 따라 시공된 콘크리트(C.I.P) 말뚝과, 이웃한 콘크리트 말뚝의 사이마다에 시공된 소일 시멘트(S.C.W) 말뚝으로 이루어진 차수 흙막이 벽체가 제공된다.

본 발명의 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법에 따르면, 주응력재를 형강재 뿐만 아니라 철근망을 적용할 수 있어 시공 비용을 절감 수 있다. 특히 철근망의 조립시 인장을 받는 부분에 주근을 상대적으로 더 집중적으로 배치함으로써 콘크리트 말뚝의 인장에 취약한 부분을 보강하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 콘크리트 말뚝간의 사이에는 별도의 천공 작업없이 굴착과 동시에 소일과 그라우팅재와의 혼합으로 소일 시멘트로 이루어진 말뚝이 시공되어져 공기가 단축된다. 이 뿐만 아니라 말뚝 공과 공 사이의 연결부가 소일 시멘트로 채워져 차수가 함께 이루어지기 때문에 누수현상이 발생이 없어지고 차수를 위한 별도의 공정이 불필요해지므로 공기의 단축과 함께 공사비가 저감된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 흙막이 공법의 시공순서에 따른 시공상태도로서, (가)는 현장타설 콘크리트 말뚝의 시공상태도이고, (나)는 현장타설 콘크리트 말뚝간의 사이에 소일 시멘트 말뚝이 시공된 시공상태도.
도 2는 본 발명에 적용되는 콘크리트 말뚝의 주응력재로 이용되는 철근망 조립체의 사시도.
도 3은 본 발명에 적용되는 굴착유닛 및 이에 조립된 한 쌍의 조인트 클리어밴드의 사시도.
도 4는 도 3의 정면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 한 쌍의 조인트 클리어밴드의 사시도.
도 6은 도 3의 굴착유닛 및 한쌍의 조인트 클리어밴드를 이용한 무근 소일시멘트 말뚝의 시공상태도.
도 7은 도 6의 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 흙막이 벽체에 띠장이 설치된 사시도.
도 9는 도 8의 일측면도.
도 10은 제트 그라우팅 방법을 이용한 소일 시멘트 말뚝의 시공상태도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

먼저, 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝으로 이루어진 차수 흙막이 벽체의 시공방법의 일 실시 예를 설명한다.

<천공 작업>

먼저, 도 1(가)와 같이 흙막이 벽체가 시공될 위치에 그 벽체의 길이 방향을 따라 원지반에 일정 간격마다 천공작업을 실시하여 천공홀(12)을 형성한다. 천공작업은 천공 라인(줄파기한 부분)에 가이드 빔을 설치한 후 가이드 빔의 안내를 따라 일정 간격을 두고 어스 오거 천공기가 이용될 수 있다. 이때 천공홀(12)은 인접한 건물이 있는 경우 약 1.5m의 여유를 두고 수직되게 시공됨이 바람직하다.

<현장타설 콘크리트 말뚝 시공>

그 다음, 각각의 천공홀(12) 내부에 주응력재(응력분담재)(14)를 위치시킨 후 콘크리트(16)를 타설하여 콘크리트 말뚝(18a)을 시공한다.

콘크리트의 타설은 호스를 이용하여 천공홀(12)의 저면에서부터 타설하는 것이 바람직하다.

주응력재(14)는 일예로 도 1과 같이 H-형강재로 구성할 수 있다. 다른 예로 주응력재(14)는 도 1 및 도 2와 같이 수직 방향으로 배열된 주근(141)과, 주근(141)에 일정 간격마다 연결된 대사각 철근망(142) 및 소사각 철근망(143)으로 구성될 수 있다. 이때 콘크리트 말뚝(18a)(또는 천공홀)의 중심을 기준으로 인장력을 받는 인장영역이 압축력을 받는 압축영역보다 주근(141)이 상대적으로 많은 수량으로 배치되고, 대사각 철근망(142)은 주근(141)에 모두 연결되고, 소사각 철근망(143)은 인장영역측의 주근만을 연결하게 된다.

따라서 콘크리트 말뚝(18a)에 적용되는 주응력재(14)는 H-형강재를 이루거나, 주근(41)과 대사각 철근망(142) 및 소사각 철근망(143)으로 조립된 철근망 조립체 중 어느 하나의 단일 형태 또는 복합 형태로 설치될 수도 있다.

여기서, ①, ②, ③, ④, ⑤는 현장 타설 콘크리트 말뚝의 시공 순서의 위치를 나타낸다.

<소일 시멘트 말뚝 시공>

그 다음, 도 1의 (나)와 같이 이웃한 콘크리트 말뚝(18a과 18a)간의 사이사이에 원지반과 그라우트재의 혼합을 통해 차수가 이루어진 소일 시멘트 말뚝(18b)이 시공된다.

이는 본 실시 예에서 (ⅰ) 스크레칭 굴진 준비, (ⅱ) 소일 시멘트 말뚝의 순으로 시공이 이루어진다.

(ⅰ) 스크레칭 굴진 준비

먼저, 도 3 내지 도 7과 같이 오거로드(19)에 굴착유닛(20)을 장착한 후, 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)를 상기 굴착유닛(20)에 조립하고, 이웃한 콘크리트 말뚝(18과 18)간의 사이에 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)를 밀착시켜 스크레칭 굴진을 준비한다.

여기서, 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)는 동일한 구성을 갖는 것으로, 어느 하나의 구성을 살펴보면, 굴착유닛(20)의 몸체(21)에 정위치에서 회전 자유롭게 고정 조립되는 반원형의 밴드 결합링(31)과, 밴드 결합링(31)의 외면 중앙에 반경 방향으로 돌출 장착된 고정 블럭(32)과, 고정 블럭(32)에 일단부가 결합되어 일정량 반경 방향으로 이동가능하게 설치되어 있는 가동 블럭(33)과, 가동 블럭(33)의 타단부에 장착되어 콘크리트 말뚝(18a)의 외면에 지지되는 가이드판(34)과, 고정 블럭(32)과 가동 블럭(33)의 사이에 설치되어 가동 블럭(33)을 반경 방향으로 밀어내는 탄성력을 발휘하는 복수개의 푸쉬스프링(36)으로 구성된다.

이때 가이드판(34)에는 전면에 굴착시 콘크리트 말뚝(18a)의 외면에 스크레칭을 형성하기 위한 초경합금으로 제작된 다수의 볼비트(35)가 더 부착될 수 있다. 또한 고정 블럭(32)에는 상,하부에 그라우팅 중 상승하는 슬라임을 분쇄하는 슬라임 커터(37)가 더 장착될 수 있다. 또한 가이드판(34)의 배면에는 차수벽 형성의 두께를 증가시키기 위한 차수 날개(38)가 더 장착될 수 있다.

한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)는 반원형의 밴드 결합링(31,31)를 상호 볼트 및 너트를 체결하여 오거로드(19)에 조립된다. 가이드판(34)은 전면이 천공홀(12) 또는 콘크리트 말뚝(18a)의 외주면과 대략 동일한 곡률을 가진다. 본 실시 예에서 고정 블럭(32)과 가동 블럭(33)은 상호 원형 단면으로 결합되어 있으나 다각 단면으로 결합되는 구조가 될 수도 있다. 이때 푸쉬스프링(36)은 압축 스프링 형태로서 도 7과 같이 이웃한 콘크리트 말뚝(18a과 18a)간의 사이에 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)가 설치되는 경우 압축 반발력으로 가동 블럭(33)을 직경 방향으로 밀어붙여 볼비트(35)가 콘크리트 말뚝(18a과 18a)의 표면에 접촉되어 있는 상태가 된다.

굴착유닛(20)은 하단부에 복수개의 그라우트 분사공(211)을 갖고 상단부에 로드 결합부(213)를 갖는 원통형의 굴착 몸체(21)와, 굴착 몸체(21)의 중간에 구비되어 상기 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)의 조립 위치를 고정시키는 링형의 상,하부 스톱퍼(22a,22b)와, 굴착 몸체(21)의 하단부 외주면에 장착되어 굴착 비트(231)가 구비된 헬릭스 굴착날개(23)와, 상부 스톱퍼(22a)의 상부에 원주상으로 복수개 배치되어 상기 굴착 몸체(21)에 장착된 상부 교반날개(24a)와, 하부 스톱퍼(22b)와 상기 헬릭스 굴착날개(23)의 사이에 원주상으로 복수개 배치되어 굴착 몸체(21)에 장착된 하부 교반날개(24b)가 구비된다. 이때 상부 교반날개(24a)와 하부 교반날개(24b)는 상호 어긋난 위치에 설치됨이 바람직하다.

본 실시 예에서 상,하부 교반날개(24a,24b)는 T형 단면 구조를 가지고 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)의 상측과 하측에 각기 동일 높이에서 3개씩 원형으로 설치되어 상측과 하측 것들이 서로 어긋난 위치에 배치되어 있으나 이러한 형태나 설치 개수에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

(ⅱ) 소일 시멘트 말뚝 시공

그 다음, 도 6과 같이 오거로드(19)를 회전시키면서 굴착유닛(20)으로 굴착을 진행함과 동시에 그라우트액 및 저압의 압축공기를 그라우트 분사구(211)를 통해 분사하면서 원지반토와 교반하여 소일 시멘트 말뚝(18b)을 시공한다. 이때 그라우트액은 그라우팅 펌프의 압력으로 공급된다. 굴착유닛(20)의 인발시에는 굴착시 동일한 회전을 유지하면서 그라우트액을 보충한다.

여기서, 굴착유닛(20)의 굴진이 이루어지면 가이드판(34)의 내면에 장착된 볼비트(35)가 이미 시공된 콘크리트 말뚝(18a)의 표면을 긁고 내려가므로 스크레칭을 일으키게 되고, 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)가 지나간 경로에 그라우팅이 이루어져 차수막이 형성된다. 이때 스크레칭에 의해 그라우트액의 접합력이 증가된다.

이후, 도 6의 (나)와 같이 나머지 콘크리트 말뚝(18a과 18a)간의 사이에서 상기한 스크레칭 굴진 준비와 소일 시멘트 말뚝 시공을 예시된 바와 같이 ⑥,⑦,⑧,⑨의 순으로 계속 반복하여 흙막이 벽체를 시공하게 된다.

이같이 흙막이 공법이 적용되게 되면 도 1(나)와 같이 콘크리트(C.I.P) 말뚝(18a)과, 이웃한 콘크리트 말뚝(18a와 18a)의 사이마다에 시공된 소일 시멘트(S.C.W) 말뚝(18b)으로 이루어진 흙막이 벽의 구조물을 얻게 된다.

<띠장 설치>

그 다음, 도 8과 같이 원지반을 터파기 한 후 상기 흙막이 벽에 주응력재(14)가 노출될 때까지 절취작업을 수행한 후 띠장브라켓(40)을 콘크리트 말뚝(18a)에 접합시켜 고정 설치한다.

이후 띠장브라켓(40)에 띠장(50)을 거치시켜 놓고 간격재(52)를 매개로 콘크리트 말뚝(18a)에 지지시켜 놓는다. 이렇게 되면, 띠장(50)과 무근 소일시멘트 말뚝(18b)의 사이에 틈새가 발생하는데, 이 틈새로 웨지설치용 받침판(60)이 설치된다.

웨지설치용 받침판(60)은 띠장(50)에 무근 소일시멘트 말뚝(18b)이 설치된 위치마다 웨지설치용 받침판(60)을 거치시켜 설치된다.

<목재 웨지 설치>

그 다음, 도 8 및 9와 같이 웨지설치용 받침판(60)과 무근 소일시멘트 말뚝(18b)과의 틈새 사이에 경사면으로 상호 면접되는 한 쌍의 목재 웨지(70,70)를 박아 넣는 작업이 이루어진다. 한 쌍의 목재 웨지(70,70)를 박아 넣게 되면, 띠장(50)과 무근 소일시멘트 말뚝(18b)간의 틈새가 메워지게 되어 띠장(50)이 받게 될 지지력을 무근 소일시멘트 말뚝(18b)에 전달할 수 있게 된다.

이와 같이 시공되는 현장 타설콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝으로 이루어진 벽체를 시공하기 위한 흙막이 공법에 따르면, 주응력재(14)를 형강재 뿐만 아니라 철근망 조립체를 적용할 수 있어 시공 비용을 절감 수 있다. 특히 철근망의 조립시 인장을 받는 부분에 주근을 상대적으로 더 집중적으로 배치함으로써 콘크리트 말뚝의 인장에 취약한 부분을 보강하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 콘크리트 말뚝(18a와 18a)간의 사이에는 별도의 천공 작업없이 굴착과 동시에 소일과 그라우팅재와의 혼합으로 무근 소일시멘트로 이루어진 말뚝(18b)이 시공되어져 공기가 단축된다. 이 뿐만 아니라 말뚝 공과 공 사이의 연결부가 무근 소일시멘트로 채워져 차수가 함께 이루어지기 때문에 누수현상이 발생이 없어지고 차수를 위한 별도의 공정이 불필요해지므로 공기의 단축과 함께 공사비가 저감된다.

<다른 실시 예>

한편, 본 발명의 다른 실시 예로서, 이웃한 콘크리트 말뚝(18a과 18a)간의 사이사이에 원지반과 그라우트재의 혼합을 통해 차수가 이루어진 소일 시멘트 말뚝(18b)을 시공하는 과정에서 제트 그라우팅을 실시할 수 있다.

제트 그라우팅 방법은 도 10과 같이 생성될 소일 시멘트 말뚝(18b)의 깊이까지 천공하여 고압수와 압축공기로 지반을 절삭 이완시키며 지중에 인위적 공간을 형성시킨 후, 다중관 롯드(200)를 상향으로 인발하면서 그라우트재를 고압 분사하는 제트 그라우팅을 실시하는 것이다.

이같이 제트 그라우팅을 하는 경우 원지반 절삭과 고압분사 주입이 단일 공정으로 이루어져 시공성이 양호하고 경제적이며, 슬라임 배출이 용이할 뿐만 아니라 차수성이 우수하며, 별도의 차수벽이 없어 공기를 단축시킬 수 있다. 그 이외의 각 단계에서의 방법은 일 실시 예와 동일하므로 생략한다.

이상과 같이 시공되는 본 발명에 따른 차수 흙막이 벽체는 현장타설 콘크리트 말뚝 사이에 지중조건에 따라 고안된 굴착장치 또는 주지된 제트 그라우팅 공법을 적용하여 소일 시멘트 말뚝을 선시공된 현장타설 콘크리트 말뚝과 겸침 시공하는 공법으로 연속벽체의 특징을 갖고 벽체의 강성은 현장타설 콘크리트 말뚝 벽체의 강성을 갖는 특징이 있다.

한편, 기존 현장타설 콘크리트 말뚝에 사용되는 원형철근망은 휨저항에 취약한 철근 배열구조로 주응력재로 사용하기 어려운 면이 있으나 본 발명에서 사용하는 철근망은 주철근을 말뚝의 중립축에서 최대한 멀리 배치(피복두께 및 철근간격 확보)함으로써 주응력재로 설계할 수 있다.

또한, 소일 시멘트 말뚝 내부에 설치되는 주응력재 사이의 순간격이 기존 소일 시멘트 벽체 공법보다 좁아 주응력재 사이의 배면 측압 저항에 유리하다. 그리고 기존 현장타설 콘크리트 말뚝의 주응력재 사이에 시공되는 철근콘크리트 말뚝이 없어지고 소일 시멘트 말뚝으로 시공됨으로 별도의 차수공이 없어지고 철근콘크리트 량이 줄어들어 공사비 절감 및 공기 단축에도 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

14: 주응력재
18a: 콘크리트 말뚝
18b: 무근 소일시멘트 말뚝
20: 굴착유닛
21: 굴착몸체
22a: 상부 스톱퍼
22b: 하부 스톱퍼
23: 헬릭스 굴착날개
24a: 상부 교반날개
24b: 하부 교반날개
30: 조인트 클리어밴드
31: 밴드 결합링
32: 고정 블럭
33: 가동 블럭
34: 가이드판
35: 볼비트
36: 푸쉬스프링
37: 슬라임 커터
38: 차수 날개

Claims (12)

1. (a) 흙막이 벽체가 시공될 위치에 그 벽체의 길이 방향을 따라 원지반에 일정 간격마다 천공작업을 실시하여 일정 깊이의 천공홀(12)을 시공하는 단계와;
   (b) 각각의 천공홀(12) 내부에 주응력재(14)를 위치시킨 후 콘크리트(16)를 타설하여 콘크리트 말뚝(18a)을 시공하는 단계와;
   (c) 오거로드(19)에 굴착유닛(20)을 장착한 후, 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)를 상기 굴착유닛(20)의 굴착 몸체(21) 둘레에 위치시킨 밴드 결합링(31)으로 감싸 볼트로 조립 고정하고, 이웃한 콘크리트 말뚝(18과 18)간의 사이에 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)를 밀착시켜 스크레칭 굴진을 준비하는 단계와;
   (d) 이웃한 콘크리트 말뚝(18a과 18a)간의 사이사이에 상기 오거로드(19)를 회전시키면서 굴착유닛(20)측 헬릭스 굴착 날개(23)와 상,하부 교반날개(24a,24b)로로 굴착 및 인발을 진행함과 동시에 그라우트액 및 압축공기를 상기 굴착 몸체(21)에 형성된 복수개의 그라우트 분사공(211)을 통해 하방 및 반경방향으로 분사하면서 원지반과 교반이 이루어지도록 하여 차수가 이루어진 소일 시멘트 말뚝(18b)을 시공하는 단계를 포함하고;
   상기 굴착유닛(20)은 하단부에 복수개의 그라우트 분사공(211)을 갖고 상단부에 로드 결합부(213)를 갖는 원통형의 굴착 몸체(21)와; 상기 굴착 몸체(21)의 중간에 구비되어 상기 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)의 조립 위치를 고정시키는 링형의 상,하부 스톱퍼(22a,22b)와; 상기 굴착 몸체(21)의 하단부 외주면에 장착되어 굴착 비트(231)가 구비된 헬릭스 굴착날개(23)와; 상기 상부 스톱퍼(22a)의 상부에 원주상으로 복수개 배치되어 상기 굴착 몸체(21)에 장착된 상부 교반날개(24a)와; 상기 하부 스톱퍼(22b)와 상기 헬릭스 굴착날개(23)의 사이에 원주상으로 복수개 배치되어 상기 굴착 몸체(21)에 장착된 하부 교반날개(24b)가 구비되되, 상기 상부 교반날개(24a)와 하부 교반날개(24b)는 상호 어긋난 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 주응력재(14)는 H-형강재인 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 주응력재(14)는 수직 방향으로 배열된 주근(141)과, 주근(141)에 일정 간격마다 연결된 대사각 철근망(142) 및 소사각 철근망(143)으로 구성되되, 콘크리트 말뚝(18a)의 중심을 기준으로 인장력을 받는 인장영역이 압축력을 받는 압축영역보다 주근(141)이 상대적으로 많은 수량으로 배치되고, 대사각 철근망(142)은 주근(141)에 모두 연결되고, 소사각 철근망(143)은 인장영역측의 주근만을 연결하여서 구성된 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 (d) 단계 후,
   원지반을 터파기 한 후 상기 흙막이 벽체(18)에 주응력재(14)가 노출될 때까지 절취작업을 수행한 후 띠장브라켓(40)을 콘크리트 말뚝(18a)에 고정 설치하고,
   상기 띠장브라켓(40)에 띠장(50)을 거치시켜 놓고 간격재(52)를 매개로 콘크리트 말뚝(18a)에 지지시켜 놓는 단계와;
   상기 띠장(50)에 무근 소일시멘트 말뚝(18b)이 설치된 위치마다 웨지설치용 받침판(60)을 거치시켜 놓는 단계와;
   상기 웨지설치용 받침판(60)과 상기 무근 소일시멘트 말뚝(18b)과의 틈새 사이에 경사면으로 면접되는 한 쌍의 목재 웨지(70,70)를 박아 넣는 단계를 더 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 조인트 클리어밴드(30,30)는,
   굴착유닛(20)의 몸체(21)에 정위치에서 회전 자유롭게 고정 조립되는 반원형의 밴드 결합링(31)과;
   상기 밴드 결합링(31)의 외면 중앙에 반경 방향으로 돌출 장착된 고정 블럭(32)과;
   상기 고정 블럭(32)에 일단부가 결합되어 일정량 반경 방향으로 이동가능하게 설치되어 있는 가동 블럭(33)과;
   상기 가동 블럭(33)의 타단부에 장착되어 콘크리트 말뚝(18a)의 외면에 지지되는 가이드판(34)과;
   상기 고정 블럭(32)과 가동 블럭(33)의 사이에 설치되어 가동 블럭(33)을 반경 방향으로 밀어내는 탄성력을 발휘하는 복수개의 푸쉬스프링(36)으로 구성된 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 가이드판(34)에는 전면에 굴착시 콘크리트 말뚝(18a)의 외면에 스크레칭을 형성하기 위한 초경합금으로 제작된 다수의 볼비트(35)가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 고정 블럭(32)에는 상,하부에 그라우팅 중 상승하는 슬라임을 분쇄하는 슬라임 커터(37)가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 가이드판(34)의 배면에는 차수벽 형성의 두께를 증가시키기 위한 차수 날개(38)가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 현장타설 콘크리트 말뚝과 소일 시멘트 말뚝을 이용한 차수 흙막이 벽체 시공방법.
11. 삭제
12. 청구항 제 1항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 흙막이 공법으로 시공되어 일정 간격마다 벽체를 따라 시공된 콘크리트(C.I.P) 말뚝과, 이웃한 콘크리트 말뚝의 사이마다에 시공된 소일 시멘트(S.C.W) 말뚝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차수 흙막이 벽체.

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