KR101640795B1

KR101640795B1 - 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체와 그 시공방법

Info

Publication number: KR101640795B1
Application number: KR1020150132563A
Authority: KR
Inventors: 조영식; 조중영
Original assignee: 주식회사 세기엔지니어링
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2016-07-19
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: CN108291377A; WO2017048056A1

Abstract

본 발명은 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체에 관한 것으로, 터파기된 굴착 공간의 측벽들을 지지하기 위해 서로 대향하며 이격된 상태로 각각 일렬로 복수개가 배열되는 제1패널 및 제2패널, 상기 측벽들을 따라서 복수의 제1 및 제2패널들을 각각 일렬로 연결하기 위해 일정 간격으로 복수개가 배열되는 지지칼럼, 상기 굴착 공간 양측의 지지칼럼들을 연결하고 지지하는 복수의 칼럼지지보, 및 서로 대향하는 상기 굴착공간 양측의 칼럼지지보들 사이를 연결하고 외부의 토압에 대하여 일정한 버팀력을 제공하는 복수의 버팀대를 포함하고, 제1 패널 및 제2 패널과 이들 각 방향의 패널들을 일렬로 연결하기 위한 지지칼럼들은 상호 이탈되지 않도록 걸림 구조를 가지며, 각각의 지지칼럼들은 각 패널들의 단부가 삽입될 수 있도록 지지칼럼의 두 대향하는 플랜지들 중 적어도 하나의 플랜지에 좌우 양방향으로 대칭을 이루는 한 쌍의 걸림홈을 형성하고, 상기 한 쌍의 걸림홈의 적어도 일측과 제1 및 제2 패널의 각 단부는 소정 형상의 절곡된 구조를 갖는다.

Description

가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체와 그 시공방법{FURLABLE EARTH RETAINING STRUCTURE FOR PROVISIONAL FACILITIES AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 터파기에 의해 굴착된 지반이 토압에 의하여 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 설치하는 흙막이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치와 해체가 용이하여 공사현장에서 편리하게 사용할 수 있는 가시설용 차수(遮水)식 흙막이 패널 구조체와 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 토목공사, 중,대형 건축물 지하구조물 등의 설치를 위하여 터파기 공사를 하는 경우, 지하 벽체로부터 토사가 유출되거나 지반침하 및 무너지는 것을 방지하기 위한 흙막이 공사(일명 SK 판넬 공법)를 시공하게 된다.

이러한 흙막이 공사는 터파기를 하면서 시공하거나 지중에 미리 차단벽을 설치한 상태에서 시행하게 되며, 이 터파기 공사는 주위의 환경, 지중의 토질 상태, 공사장 주위의 건물 배치에 따라 다양한 방법으로 시공되고 있다.

대한민국 공개특허 제2003-0051477호에는 지하 연속벽 시공방법이 개시되어 있다. 개시된 연속 시공방법은 커터 등의 장비를 이용하여 철근 콘크리트벽을 반복 타설하여 지하 연속벽체를 시공하고, 지하 연속벽체를 지지하는 흙막이 시설을 설치하는 방법으로, 상기 지하 연속벽체를 시공한 장비로 지하 연속벽체에 접하면서 지하 연속벽체에 직각되는 방향으로 다수개의 버팀벽을 타설하여 지하 연속벽체를 지지하게 된다.

또한, 실용신안등록 제20-0229224호에는 흙막이 공사용 토류판 설치 구조가 개시되어 있다. 개시된 설치구조는, 본원 도 1에 도시된 바와 같이 흙벽 내측에 간격을 두고 매립 설치된 다수개의 기초 말뚝(50)과, 이 기초 말뚝의 일측면에 적층되어 토사가 붕괴되거나 유출됨을 방지하도록 견고한 재질로 이루어진 토류판(55)과, 기초 말뚝(50)에 토류판(55)을 결합 및 분리 가능하게 하는 결합수단을 구비한다.

일반적으로, 건축물의 지하 지반 공사시 지반 굴삭구분의 가장자리, 또는 토목공사시 절개지 등에는 토사의 붕괴나 유출을 막기 위해, 지면에 일정한 간격으로 H-빔을 지면에 소정깊이로 박아 고정시킨 후, H-빔의 사이에 토류판을 끼워넣는 형태의 흙막이 공사가 이루어지게 되는바, 일반적으로 토류판은 목재나 절곡된 철판 등으로 이루어져 있다.

그에 따라, 지면에 H-빔을 박은 후, 토사를 일정 깊이로 굴착한 다음 각 H-빔 사이에 토류판을 끼워 적층시킴으로써 주변의 토사가 공사현장 내부로 유입되지 않게 된다. 이 때의 토류판은 지하 절개면에서 작용하는 토압을 자체적으로 지지할 수 있는 휨강도(압축강도)를 지녀야 하는 데 휨 강도가 토압에 비해 부족 할 경우 토류판의 전단 파괴(부러짐)가 발생되어 H-빔의 플랜지로부터 이탈되어 토사의 붕괴로 이어진다.

그러므로 흙막이의 목적을 달성하기 위해서는 토류판은 토압에 대응할 수 있는 휨 강도 즉 압축강도와 인장 강도를 동시에 지녀야 하며 H-빔은 이러한 토류판들이 뒤로 밀려나지 않도록 지지하는 지지체의 역할을 하게 된다. 그러나, 토류판의 휨 강도는 소재의 두께가 클수록, 소재의 비중 또는 밀도가 높은 것일수록 증대되는 특성을 갖고 있기 때문에, 토압이 크게 걸리는 흙막이 공사에 토류판을 적용하는 경우 그 토류판의 부피 또는 중량이 커질 수밖에 없는 단점이 있었다.

그리고, 토류판의 폭이 넓어질 경우 토압에 의하여 휘어지게 되므로 일정 경간 이상의 폭 이상으로 토류판을 만들지 못하는 단점이 있었다. 또한, 토류판을 설치하기 위하여 H빔을 박을 때 그 경간이 일정하지 않는데, 목재 토류판의 경우는 H빔의 간격인 경간을 일일이 측정하고, 톱으로 개개의 목재 토류판을 절단하여 끼워 넣음으로써, 재료의 손실과 설치가 불편하며 설치 시간과 설치 비용이 과다할 뿐만 아니라 토압으로 인해 해체는 거의 불가능하다.

또한, 반드시 해체 수거하여야 함에도 불구하고 각각 절단되어 균일치 못한 규격으로 인하여 재활용되기가 어려워 대개는 해체 수거되지 않고 그대로 매립시켜 사장시키고, 이러한 매립 사장에 의해 향후 목재 토류판의 부식에 의한 지반의 침하가 우려되고 있다. 따라서, 종래의 토류판은 재활용이 불가능하므로 자원이 낭비되고 비용이 증대되며 벌목으로 인한 자연환경 파괴가 연속되는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-0401330호에 따르면, 건축용 흙막이 공법의 다른 예가 개시되어 있다. 개시된 흙막이 공법은 H형강에 엄지 말뚝들을 지반에 천공한 구멍에 박고, 엄지말뚝들의 상단부에 버팀보용 띠장을 고정하는 단계와, 엄지말뚝들의 앞쪽에서 엄지말뚝들 사이를 터파기한 다음 그 뒤쪽에 뒤패널을 삽입하고, 보 강철근의 양쪽을 엄지말뚝들의 연결철근과 연결하며, 엄지말뚝의 앞쪽에는 패널을 밀착시키고 터파기한 곳을 되메우는 단계와, 앞패널과 뒤패널 사이에 콘트리트를 타설한 직후 뒤 패널을 뽑아내어 뒤 패널이 있던 자리에도 콘트리트가 채워지도록 하면서 콘크리트를 양생시키는 단계를 포함한다.

이러한 방법은 별도로 앞패널과 뒷패널을 엄지 말뚝에 결합 및 분리하여야 하므로 시공시 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 시공의 복잡성은 인건비를 증가시킴으로써 공사비용을 높이는 원인이 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 공사 현장에서 설치와 해체가 용이하여 공기 단축이 가능하고, 외부 토압과 지하수 침투에 보다 안전한 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 해결과제에 따라 본 발명은, 터파기된 굴착 공간의 측벽들을 지지하기 위해 서로 대향하며 이격된 상태로 각각 일렬로 복수개가 배열되는 제1패널 및 제2패널, 상기 측벽들을 따라서 복수의 제1 및 제2패널들을 각각 일렬로 연결하기 위해 일정 간격으로 복수개가 배열되는 지지칼럼, 상기 굴착 공간 양측의 지지칼럼들을 연결하고 지지하는 복수의 칼럼지지보, 및 서로 대향하는 상기 굴착공간 양측의 칼럼지지보들 사이를 연결하고 외부의 토압에 대하여 일정한 버팀력을 제공하는 복수의 버팀대를 포함하고, 제1 패널 및 제2 패널과 이들 각 방향의 패널들을 일렬로 연결하기 위한 지지칼럼들은 상호 이탈되지 않도록 걸림 구조를 가지며, 각각의 지지칼럼들은 각 패널들의 단부가 삽입될 수 있도록 지지칼럼의 두 대향하는 플랜지들 중 적어도 하나의 플랜지에 좌우 양방향으로 대칭을 이루는 한 쌍의 걸림홈을 형성하고, 상기 한 쌍의 걸림홈의 적어도 일측과 제1 및 제2 패널의 각 단부는 소정 형상의 절곡된 구조를 갖는 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체를 제공한다.

본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체는 공사 현장에서의 설치와 해체가 보다 용이하여 공기를 단축할 수 있을 뿐 아니라, 외부 토압에 대한 안정성 유지와 지하수 침투의 완벽한 차단이 가능하다.

또한, 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체는 제1 패널 및 제2 패널과 이들 각 방향의 패널들을 일렬로 연결하기 위한 지지칼럼들이 상호 이탈되지 않도록 걸림 구조로 연결되므로 공사 진행중에 패널 이탈로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 가시설용 흙막이 패널 구조체의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 시공 개념도,
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 예시적인 제1 형태를 보여주는 분해 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 조립 사시도,
도 5는 전면 차수판의 시공구조 및 연결상태를 보인 개념도,
도 6은 도 2 내지 도 5의 구성으로부터 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체들을 공사 현장에서 연결·시공하는 과정을 단계적으로 도시한 도면,
도 7은 도 3에 도시된 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 다양한 변형례들을 도시한 도면,
도 8은 도 3의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(도 8a)와 그에 따른 차수 상태(8b)를 도시한 도면,
도 9는 도 7a의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(도 9a)와 그에 따른 차수 상태(도 9b)를 도시한 도면,
도 10은 도 7b의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(도 10a)와 그에 따른 차수 상태(도 10b)를 도시한 도면,
도 11은 도 7c의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(도 11a)와 그에 따른 차수 상태(도 11b)를 도시한 도면,
도 12는 도 3에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 예시적인 제2 형태를 보여주는 도면,
도 13은 도 3에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 예시적인 제3 형태를 보여주는 도면,
도 14는 본 발명에 따른 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 각기 다른 공법의 시공 순서도.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

먼저, 아래의 실시형태들은 본 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고는 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 유사한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명을 반복하지 않고 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 시공 구조를 개념화한 것으로, 여기서 흙막이 패널 구조체는 고심도용으로 적용하기 위한 구조를 중심으로 설명한다. 일반적으로, ‘고심도’란 적어도 4∼10m 이상의 터파기된 굴착 공간을 말한다.

본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체는 터파기된 굴착 공간의 양 측벽을 지지하기 위해 기본적으로 서로 대향하며 이격된 상태로 각각 일렬로 복수개가 배열되는 제1 및 제2 패널(10)(10')과, 이들 각 방향 패널(10)(10')들의 길이 연장을 위해 이들 패널들 사이를 연결하는 다수의 지지칼럼(20)(20')들로 이루어진다. 제1 및 제2 패널(10)(10')들과 이들 각 방향의 패널들 사이를 연결하기 위한 다수의 지지칼럼(20)(20')들은 기본적으로 각각 동일한 형상으로 서로 대향된 상태로 배치되며, 각 방향을 따라 일렬로 연결하기 위해 상호 걸림가능한 구조를 가진다. 제1 패널(10)과 제2 패널(10')은 토압을 견디기 위한 일정 이상의 강도와 두께를 갖는 강판(steel plate)을 이용하고, 지지칼럼(20)(20')은 H형강(H-beam)을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체는, 또한 제1 패널(10)들 및 제2 패널(10')들의 연장을 이어주는 각 방향의 지지칼럼(20)(20')들을 따라서 이들을 연결하고 지지하는 복수의 칼럼지지보(30)(30')들을 포함하고, 또한 굴착 공간의 양 측벽 패널들 사이, 즉 양 방향의 칼럼지지보(30)(30')들을 서로 연결하며 외부의 토압에 대하여 일정한 버팀력을 제공하기 위한 하나 이상의 버팀대(40)들을 포함한다.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 기본 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 조립 사시도이다.

상술한 바와 같이, 제1 및 제2 패널(10)(10')들과 이들 각 방향 패널들을 연결하는 지지칼럼(20)(20')들은 상호 이탈되지 않게 걸림가능한 구조를 가짐이 바람직한데, 이를 위해 각각의 지지칼럼(20)(20')은 이를 중심으로 양측방향으로 연장하는 각 패널들의 단부(11)가 삽입될 수 있도록 H형 지지칼럼(20)(20')의 대향하는 두 플랜지 중 적어도 하나의 플랜지(21)에 좌우 양방향으로 대칭을 이루는 한 쌍의 걸림홈(21a)을 형성할 수 있으며, 이러한 걸림홈(21a)들의 형성은 지지칼럼의 일 측판을 일정 간격 만큼 이격된 2겹 구조를 갖도록 하고, 이러한 2겹 구조의 적어도 일측과 제1 및 제2 패널(10)(10')의 각 단부를 소정 형상의 절곡 구조로 제공함으로써 달성된다.

본 발명이 일 실시예인 도 3에 따르면, 제1 및 제2 패널(10)(10')의 각 단부(11)들은 대체로 열십자(+) 형태로 구성되고, 이 패널들의 각 단부(11)들이 삽입되는 지지칼럼(20)(20')의 걸림홈(21a)들도 그에 대응하여 각 지지칼럼(20)(20')의 가로·세로방향 중심선을 기준으로 전후·좌우 대칭을 이루며 각각 열십자(+) 형태로 구성된다. 이러한 구성을 통해 도4에 도시된 바와 같이 각 걸림홈(21a)들에 제1 및 제2 패널(10)(10')의 단부들이 삽입됨으로써 각 측의 지지칼럼(20)(20')들을 중심으로 그 양방향으로 연장하도록 제1 및 제2 패널(10)(10')을 연결시킬 수 있게 된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 제1 및 제2 패널(10)(10')들과 이들 각 방향의 패널들 사이를 연결하기 위한 다수의 지지칼럼(20)(20')들은 터파기된 바닥면에 근입이 용이하도록 하기 위해 하단부가 대체로 뾰족한 형태의 첨단 구조로 제공될 수 있다.

도 5는 전면 차수판의 시공구조 및 연결상태를 보인 개념도로서, 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체는 터파기한 굴착 공간에 이를 시공함에 있어서 굴착 전방부의 토압을 견디고 지하수의 침투를 막기 위하여 구조체의 최 앞단부에 전면 차수판(50)을 설치할 수 있다. 이러한 전면 차수판(50)은 일정 이상의 토압을 견딜 수 있도록 적어도 제1 및 제2 패널(10)(10')과 동일한 재질 및 두께를 갖는 강판으로 구성됨이 바람직하다. 또한 전면 차수판(50)의 양 단부는 제1 및 제2 패널(10)(10')의 단부와 동일한 형상을 가짐이 바람직한데, 그에 따른 전면 차수판(50)의 설치는 전면 차수판의 양 단부를 대응되게 90°절곡하여 본 발명 구조체의 최 앞단에 위치된 지지칼럼(20)(20')의 걸림홈(21)들에 각각 삽입함으로써 이루어진다.

한편, 터파기한 굴착 공간이 도 5a 및 5b에 도시된 것보다 넓게 형성되는 경우에는 도 5c에 도시된 바와 같이 본 발명 구조체의 최 앞단 중간 지점에 하나 이상의 추가 지지칼럼(20'')을 설치하고 이 지지칼럼을 중심으로 양측에 전면 차수판(50)을 연결시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명은 굴착 공간의 폭이 과도하게 넓은 경우에도 굴착 전방부의 토압을 견디기 위한 전면 차수판의 설치가 안전하게 이루어질 수 있다.

도 6은 도 2 내지 도 5의 구성으로부터 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체들을 공사 현장에서 연결·시공하는 과정을 단계적으로 도시한 도면이다.

먼저 도 6a에 도시된 바와 같이 터파기된 굴착 공간(도 14 참조)의 양 측벽을 따라 굴착 바닥면에 일정 간격으로 다수의 지지칼럼(20)(20')들을 박아 고정시킨다. 이때, 각각의 지지칼럼들은 걸림홈이 형성된 플랜지측이 굴착공간의 내측을 향하도록 설치됨이 바람직한데, 이때 굴착 바닥면에 고정된 지지칼럼(20)(20')들을 연결하고 지지하기 위해 각 방향의 지지칼럼들의 내측 플랜지면을 칼럼지지보(30)(30')들로 연결하고, 이들 설치된 각 방향의 칼럼지지보(30)(30')들 간에는 굴착공간의 각 측벽으로부터의 토압에 대하여 일정한 버팀력을 제공하기 위해 하나 이상의 버팀대(40)들로 연결한다.

도 6b는 도 6a와 같이 본 발명의 구조체의 시공을 위한 기초 작업을 한 상태에서 각 방향의 일정 간격으로 배열된 지지칼럼(20)(20')들 사이에 제1 및 제2 패널(10)(10')을 삽입하여 연결하는 것을 보여준다. 이와 같이 제1의 흙막이 패널 구조체를 완성하고 이 구조체의 최 앞단에 위치된 지지칼럼(20)(20')들 사이에는 전면 차수판(50)를 삽입하여 연결한다. 이때, 제1 및 제2 패널(10)(10')의 각 단부들과 전면 차수판(50)의 양 단부는 각 지지칼럼(20)(20')들의 걸림홈에 삽입되어 상호 걸림상태로 이탈이 방지된다. 또한, 각 패널(10)(10')들의 하단부 일부와 그에 대응하는 전면 차수판(50)의 하단부 일부는 지하수의 침투를 막기 위해 굴착 공간의 바닥면 아래로 일정 깊이만큼 근입시킨다. 이후, 제1의 흙막이 패널 구조체에 의해 형성된 공간에 상·하수관이나 통신선로 등과 같은 시설물(P₁)을 설치한다.

도 6c는 제1의 흙막이 패널 구조체에 이어서 제2의 흙막이 패널 구조체를 설치하는 단계를 보여준다. 도 6b에서와 같은 제1의 흙막이 패널 구조체를 형성하고 남은 지지칼럼(20)(20')들 사이를 제1 및 제2 패널(10)(10')을 삽입·연결하여 제2의 흙막이 패널 구조체를 설치하고, 각 패널(10)(10')들의 하단부 일부를 굴착 공간의 바닥면 아래로 일정 깊이만큼 근입시킨다. 이후, 제2 흙막이 패널 구조체에 의해 형성된 공간에 상·하수관이나 통신선로 등과 같은 시설물(P₂)을 설치하게 되며, 도시하지는 않았지만 이후에도 제3, 제4…의 흙막이 패널 구조체들을 계속 연결하여 설치할 수 있으며, 그로 인해 형성된 공간들에 추가의 시설물(P₃…)들을 반복하여 연결·설치하며 작업을 이어갈 수 있다.

도 7은 도 3의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 다양한 변형례들을 도시한 것으로, 도 7a는 지지칼럼(200)의 일측 플랜지(210)의 양 단부에 복수의 판스프링(212)들이 구비된 형상을 보여준다. 이 판스프링(212)들은 일정 각도로 상호 대향된 상태를 유지하도록 설치되는데, 이를 통해 패널(100)의 단부(110)가 지지칼럼(200)의 걸림홈(211)에 삽입됨과 동시에 판스프링(212)이 탄력적으로 벌여지며 패널(100) 표면에 밀착되어 보다 양호한 차수효과를 제공하게 된다.

도 7b는 패널(100')의 양 단부(120)와 지지칼럼(200')의 걸림홈(221)이 각각 서로 대응하는 톱니 형상의 측면부(121)(221a)를 갖는 구성을 보여준다. 이 톱니 형상의 측면부(121)(221a)들은 상호 대응하여 맞물림가능하게 형성되며, 이를 통해 패널(100')의 단부(110)가 지지칼럼(200')의 걸림홈(211)에 삽입됨과 동시에 패널(100')측 톱니와 지지칼럼(200')측 톱니가 맞물려 보다 양호한 차수효과를 제공하게 된다.

도 7c는 패널(100")의 양 단부와 지지칼럼(200")의 걸림홈(231)이 각각 서로 대응하는 하나 이상의 화살촉 형상의 측면부(131)(231a)를 갖는 구성을 보여준다. 이 화살촉 형상의 측면부(131)(231a)들은 상호 대응하여 탄성 밀착되는 것으로, 특히 패널(100")의 화살촉 형상의 측면부(131)들이 탄력적으로 벌어진 형태를 갖추고 있어 지지칼럼(200")의 걸림홈(231)에 삽입될 때 일시적으로 모아졌다가 삽입 후에 다시 벌어지면서 걸림홈(231)의 화살촉 형상의 측면부(231a)들과 맞물림 상태로 밀착되어 보다 양호한 차수효과를 제공하게 된다.

도 8은 도 3의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(도 8a)와 그에 따른 차수 상태(8b)를 보여주는 것으로, 지지칼럼(20)(20')의 각 방향 걸림홈(21) 내부에 지수재(w)를 설치한 구성을 보여준다. 이러한 지수재(w)는 수분을 머금을 경우 더욱 부풀게 되는 성질을 갖는 것으로, 지지칼럼(20)(20')의 걸림홈(21)들 내부에 패널(10)(10')의 단부가 삽입된 상태에서 지하수가 스며들 경우 더욱 부풀어 오르면서 걸림홈(21)과 패널(10)(10') 단부 사이의 미세한 틈까지 모두 메워 더욱 완벽한 차수효과를 제공하게 된다.

도 9는 도 7a의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(9a)와 그에 따른 차수 상태(9b)를 보여주는 것으로, 지지칼럼(200)의 각 방향 걸림홈(211) 내부에 지수재(w)를 설치한 구성을 보여준다. 이 지수재(w)는 지지칼럼(200)의 걸림홈(211)들 내부에 패널(100)의 단부(110)가 삽입되고 아울러 지지칼럼(200)의 판스프링(212)이 패널(100) 표면에 밀착된 상태에서 지하수가 스며들 경우 더욱 부풀어 오르면서 걸림홈(211)과 패널 단부(110) 사이의 미세한 틈까지 모두 메워 더욱 완벽한 차수효과를 제공하게 된다.

도 10은 도 7b의 흙막이 패널 구조체에서의 지수재 설치 구조(10a)와 그에 따른 차수 상태(10b)를 보여주는 것으로, 지지칼럼(200')의 각 방향 걸림홈(221) 내부에 지수재(w)를 설치한 구성을 보여준다. 지수재(w)는 지지칼럼(200')의 걸림홈(221) 내부에 패널(100')의 단부(120)가 삽입되어 걸림홈(221)들의 톱니들(221a)과 패널(100') 단부의 톱니들(121)이 서로 맞물린 상태에서 지하수가 스며들 경우 더욱 부풀어 오르면서 서로 맞물린 톱니들(121)(221a) 사이의 미세한 틈까지 모두 메워 더욱 완벽한 차수효과를 제공하게 된다.

도 11은 도 7c의 흙막이 패널 구조체에 대한 지수재 설치 구조(11a)와 그에 따른 차수 상태(11b)를 보여주는 것으로, 지지칼럼(200")의 각 방향 걸림홈(231) 내부에 지수재(w)를 설치한 구성을 보여준다. 이를 통해, 지지칼럼(200")의 걸림홈(231) 내부에 패널(100")의 단부가 삽입되어 걸림홈(231)의 화살촉 형상 측면부(231a)들과 패널(100") 단부의 화살촉 형상 측면부(131)들이 서로 맞물려 밀착된 상태에서 지하수가 스며들 경우 지수재(w)가 더욱 부풀어 오르면서 걸림홈(231)과 패널(100") 단부 사이의 미세한 틈까지 모두 메워 더욱 완벽한 차수효과를 제공하게 된다.

도 12는 도 3에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 예시적인 제2 형태를 도시한 것으로, 지지칼럼(2000)은 터파기된 굴착 공간을 향하여 배치되는 제1 플랜지(2100) 및 이 플랜지로부터 일정 간격 이격된 대향 위치에 제3 플랜지를 나란히 형성한 2중 플랜지 구조에 패널의 양 단부가 끼워져 걸림상태로 연결될 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 지지칼럼(2000)과 패널(1000)은 서로 걸림상태를 유지할 수 있도록 제3 플랜지(2300)의 양 단부(2311)와 패널(1000)의 양 단부(1011)를 서로 대향하는 방향으로 절곡시킨 구조를 제공한다. 따라서, 제1 플랜지(2100)와 제3 플랜지(2300) 사이 공간에 패널(1000)의 단부가 삽입되어 상호 절곡 단부들 간에 걸림에 의해 연결상태를 유지하게 된다.

도 13은 도 3에 도시된 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 예시적인 제3 형태를 도시한 것으로, 지지칼럼(2000')은 터파기된 굴착 공간을 향하여 배치되는 제1 플랜지(2100) 및 이 플랜지로부터 일정 간격 이격된 대향 위치에 제3 플랜지(2300)를 나란히 형성한 2중 플랜지 구조에 패널(1000')의 양 단부가 끼워져 걸림상태로 연결될 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 지지칼럼(2000')은 제1 및 제3 플랜지(2100)(2300)의 양 단부(2111)(2311)를 서로 대향하는 방향으로 절곡시키고, 그에 대응하여 패널(1000')의 양 단부(1011)를 열십자(+) 형상으로 형성한다. 따라서, 제1 플랜지(2100)와 제3 플랜지(2300) 사이 공간에 패널(1000')의 단부가 삽입되어 상호 절곡 단부들 간에 걸림에 의해 연결상태를 유지하게 된다.

도 14는 본 발명에 따른 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 다양한 시공방법들을 순서적으로 도시한 것으로, 도 14a의 시공방법의 경우 처음부터 원하는 깊이로 터파기를 하여 완전한 굴착 공간(T)을 형성한 다음 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체들을 설치하고 배관 시설물(P)을 시공하는 과정을 나타낸다. 이러한 시공 방법은 연약지반을 제외한 모든 지층에 적용이 가능하다.

도 14b의 경우는 작업 단계에 따라 필요한 만큼씩 터파기를 하여 본 발명의 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체들을 설치하고 배관 시설물(P)을 시공하는 과정을 나타낸 것으로, 주로 지하수 발생이 많은 연약지반에 적용되는 방법이다. 먼저 흙막이 패널 구조체에서 버팀대들을 제거한 상태로 각 패널(10)(10')들의 상단을 바이브레이터 해머(V) 등으로 가압하여 지면에 완전히 근입시킨 다음, 1차 터파기에 의해 일정 깊이의 굴착 공간(T₁)을 형성하고 그 상태에서 각 패널(10)(10')들을 연결하기 위한 버팀대(40)들을 조립한다. 이후, 2차 터파기를 하여 원하는 깊이의 완전한 굴착 공간(T₂)을 형성하여 여기에 배관 시설물(P)을 시공한다.

이상 다양한 실시예와 작동형태들을 통해 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 그 일부를 예시한 정도에 불과하다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 범위내에서 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대하여 다양한 변형을 가할 수 있음은 물론이다.

Claims

터파기된 굴착 공간의 측벽들을 지지하기 위해 서로 대향하며 이격된 상태로 각각 일렬로 복수개가 배열되는 제1패널 및 제2패널,
상기 측벽들을 따라서 복수의 제1 및 제2패널들을 각각 일렬로 연결하기 위해 일정 간격으로 복수개가 배열되는 지지칼럼,
상기 굴착 공간 양측의 지지칼럼들을 연결하고 지지하는 복수의 칼럼지지보, 및
서로 대향하는 상기 굴착공간 양측의 칼럼지지보들 사이를 연결하고 외부의 토압에 대하여 일정한 버팀력을 제공하는 복수의 버팀대를 포함하고,
제1 패널 및 제2 패널과 이들 각 방향의 패널들을 일렬로 연결하기 위한 지지칼럼들은 상호 이탈되지 않도록 걸림 구조를 가지며, 각각의 지지칼럼들은 각 패널들의 단부가 삽입될 수 있도록 지지칼럼의 두 대향하는 플랜지들 중 적어도 하나의 플랜지에 좌우 양방향으로 대칭을 이루는 한 쌍의 걸림홈을 형성하고, 상기 한 쌍의 걸림홈의 적어도 일측과 제1 및 제2 패널의 각 단부는 소정 형상의 절곡된 구조를 가지되, 상기 제1 패널과 제2 패널의 각 단부들은 열십자(+) 형태로 구성되고, 이 패널들의 각 단부들이 삽입되는 지지칼럼의 걸림홈들도 그에 대응하여 지지칼럼의 가로·세로방향 중심선을 기준으로 전후·좌우 대칭을 이루며 각각 열십자(+) 형태로 구성되며,
지지칼럼들은 일측 플랜지의 양 단부에의 패널 결합에 의해 상기 패널 표면에 각각 밀착되는 복수의 판스프링이 일정 각도로 상호 대향하여 설치되고,
제1 및 제2 패널과 이들 각 방향의 패널들 사이를 연결하기 위한 다수의 지지칼럼들은 터파기된 바닥면에 근입이 용이하도록 하기 위해 하단부가 뾰족한 형태의 첨단 구조로 제공되고,
터파기한 굴착 공간의 전방부의 토압을 견디고 지하수의 침투를 막기 위해 상기 패널 구조체의 최 앞단부에 전면 차수판을 설치하되, 상기 전면 차수판의 설치는 전면 차수판의 적어도 일 단부를 절곡하여 지지칼럼의 걸림홈들에 각각 삽입하여 이루어지고, 상기 전면 차수판의 양 단부는 제1 및 제2 패널의 단부와 동일한 형상으로 제공된 것을 특징으로 하는 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체.
제 1항에 있어서,
제1 패널과 제2 패널은 토압을 견디기 위한 일정 이상의 강도와 두께를 갖는 강판을 사용하고, 지지칼럼은 H형강(H-beam)을 사용하는 것을 특징으로 하는 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체.
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제 1항에 있어서,
차수기능을 보강하기 위해 상기 지지칼럼의 걸림홈과 상기 패널의 단부 사이의 틈을 메우도록 지지칼럼들의 각 방향 걸림홈 내부에 지수재가 설치되는 것을 특징으로 하는 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 지지칼럼은 터파기된 굴착 공간을 향하여 배치되는 제1 플랜지 및 이 플랜지로부터 일정 간격 이격된 대향 위치에 제3 플랜지를 나란히 형성한 2중 플랜지 구조를 가지며, 상기 지지칼럼과 패널은 서로 걸림상태를 유지할 수 있도록 상기 제1 플랜지와 제3 플랜지 중 적어도 하나의 양 단부와 상기 패널의 양 단부를 서로 대향하는 방향으로 절곡시킨 구조로 제공되는 것을 특징으로 하는 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체.
제 1, 2, 8 및 9항 중 어느 한 항에 따른 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체의 시공방법으로서,
처음부터 원하는 깊이로 터파기를 하여 최적의 굴착 공간을 형성한 다음, 상기 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체들을 설치하고 상·하수관이나 통신선로의 시설물들을 시공하거나, 또는
버팀보들이 제거된 각 패널들의 상단을 바이브레이터 해머로 가압하여 지면에 완전히 근입시킨 다음, 1차 터파기에 의해 일정 깊이의 굴착 공간을 형성하고 그 상태에서 각 패널들을 연결하기 위한 버팀보들을 조립하며, 이후 2차 터파기를 하여 원하는 깊이의 굴착 공간을 형성하여 여기에 상기 가시설용 차수식 흙막이 패널 구조체들을 설치하고 상·하수관이나 통신선로의 시설물들을 시공하는 방법.