KR101649448B1 - 흙막이 시트파일 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 시트파일의 양측에 연결부를 형성하고, 상기 연결부 내부로는 그라우팅을 충진할 수 있는 내부공간부을 마련하되, 상기 내부공간부에는 충진된 그라우팅이 지중으로 배출될 수 있는 다수의 통공을 형성하여 지반보강 및 지하수 차단과 함께 시트파일의 시공 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 흙막이 시트파일 조립체에 관한 것이다.

Description

흙막이 시트파일 조립체{AN ASSEMBLY FOR RETAINING SHEET PILE WALL}

본 발명은 흙막이 시트파일 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시트파일의 양측에 연결부를 형성하고, 상기 연결부 내부로는 그라우팅을 충진할 수 있는 내부공간부을 마련하되, 상기 내부공간부에는 충진된 그라우팅이 지중으로 배출될 수 있는 다수의 통공을 형성하여 지반보강 및 지하수 차단과 함께 시트파일의 시공 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 흙막이 시트파일 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물의 지하층이나 지하철 등과 같은 지하구조물들을 구축하기 위해서는 지반을 계획된 깊이까지 굴착하는 터파기 공사를 행해야 하며, 그 터파기 공사 시 굴착현장으로 토사가 무너져 내리는 것을 방지하기 위하여 흙막이 구조물을 설치함과 아울러, 지반에서 용출되는 지하수가 굴착현장으로 유입되는 것을 차단하도록 차수작업을 병행하여야 한다.

흙막이 벽체를 시공하고자 할 때 사용되는 흙막이 벽체 조성공법은 로터리 보링기(Rotary Boring Machine) 또는 오가(Auger)등을 통하여 지중을 천공한 후에 철골(H-Pile)을 일정한 간격으로 시공하고, 그 사이에는 천공 후 조립된 철근을 건입한 뒤에 콘크리트를 타설하여 한 개의 현장 타설 말뚝을 만들되, 이를 연속적으로 시공하여 토류벽체를 형성한 후 시공된 CIP 두부를 일체화하기 위해 콘크리트를 타설하는 CIP(Cast Inplace Pile)공법 또는 주열식 흙막이 벽체로써 계획심도까지 천공한 후 시멘트계 현탁액을 주입하면서 screw rod를 회전시켜 지반 토사와 혼합하여 벽체를 형성한 후 일정한 간격으로 H-Pile(또는 강관)을 응력제로 삽입하여 흙막이벽체를 형성시키는 SCW(Soil Cement Wall)공법이 많이 사용되고 있다

또한 상술한 SCW(Soil Cement Wall)공법을 응용하여 깊은 기초시공을 할 수 있는 SIP(Soil cement Injected Precast Pile)공법이 사용되고 있다.

상기 CIP(Cast In place Pile)공법은 인접구조물에 주는 영양이 적고, 시공 후에 굴착에 따른 사고 위험이 적은 장점 등이 있으나, 자갈 및 전석층과 같은 지반형태에는 시공이 어렵고, 공사기간이 많이 소모될 수 있는 단점이 있는 것이다.

또한 상기 SCW(Soil Cement Wall)공법은 인접지반에 주는 영향이 적고, 공사시공의 기일을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 설치한 H빔등의 자재 인발이 불가능하고 자갈 및 전석층에서 굴착도 및 효율이 떨어지는 단점이 있는 것이다.

따라서, 상기 SCW(Soil Cement Wall) 및 CIP(Cast In place Pile)등과 같은 종래의 흙막이 벽체 조성공법은 지중 지반의 상태에 따라 시공이 어려워 시공시간이 장기간 소요될 수 있는 문제가 발생될 수 있었으며, 흙막이 벽체를 시공한 후에도 설치한 자재를 인발하여 재사용하기 어려워 불필요한 자재비용이 증대되는 문제가 있었던 것이다.

종래의 흙막이 구조물(등록특허 제10-1232604호)은 다수의 H형 강재를 일정간격으로 고정하고, 상기 H형 강재의 사이에 강재토류판을 고정시켜 구성된다.

이러한 종래의 흙막이 구조물은 강재토류판을 설치하기 위해 고가의 H형 강재를 지반에 고정해야 하는 바, 시공비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 강재토류판을 H형 강재에 일일이 고정시켜야 하기 때문에 시공이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 단일의 시트파일을 다수 연결시켜 시공 및 인발이 편리한 구조의 흙막이 시트파일 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2목적은, 시트파일의 양측에 연결부를 형성하고, 상기 연결부 내부로는 그라우팅을 충진할 수 있는 내부공간부을 마련하되, 상기 내부공간부에는 충진된 그라우팅이 지중으로 배출될 수 있는 다수의 통공을 형성하여 지반보강 및 지하수 차단과 함께 더불어 시트파일의 시공 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 흙막이 시트파일 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명은, 지중에 연직 하방으로 매설되는 복수의 시트파일; 상기 시트파일의 양측에 일체로 형성되어 수평방향으로 상호 간 연설되는 연결부; 및 상기 시트파일의 하부에 연장되어 높이방향으로 연설되거나 지중에 삽입되는 결합부;를 포함하여 이루어지되, 상기 각 시트파일이 상호 연설된 연결부는 내부에 그라우팅을 주입시킬 수 있는 내부공간부와, 타파기 반대면으로 그라우팅이 배출되어 지반을 보강할 수 있도록 다수의 통공을 더 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 결합부는 폭이 점차 좁아지는 테이퍼면을 갖는다.

이때 상기 결합부는 시트파일의 상부 일면 또는 타면에 체결될 수 있도록 굴곡부를 더 가질 수 있다.

또한 상기 연결부는, 상기 시트파일의 일단에 결합되고 길이방향으로 개구부를 갖는 제1관체, 상기 시트파일의 타단에 결합되고 상기 제1관체에 삽입 가능한 외경을 갖는 제2관체로 구성될 수 있다.

또는 상기 연결부는, 상기 시트파일의 일단에 결합되고 "<" 형상으로 분기되며 각 끝단에 내측으로 절곡되는 제1연결부재를 갖는 제1결합체와, 상기 시트파일의 타단에 결합되고 "<" 형상으로 분기되며 상기 제1연결부재에 삽입 가능하도록 각 끝단에 내측으로 절곡되는 제2연결부재를 갖는 제2결합체로 구성될 수도 있다.

또는 상기 연결부는, 상기 시트파일의 일단에 결합되고 "ㄷ" 형상의 단면을 갖으며 각 끝단이 내측으로 절곡되는 제1삽입체와, 상기 시트파일의 타단에 결합되고 "│" 형상의 단면을 갖으며 상기 제1삽입체에 삽입되는 제2삽입체로 구성될 수도 있다.

또한 상기 각 시트파일은 타파기 반대면 중앙영역에 적어도 1개 이상의 보강부재가 결합되되, 상기 각 보강부재는 내부공간부가 형성되도록 강재를 "∧"형태로 절곡시켜 시트파일에 용접결합되고, 그라우팅이 배출되어 지반을 보강할 수 있도록 다수의 통공을 더 포함한다.

아울러, 상호 간 수평 연결된 시트파일의 최상층에는 캡띠장이 결합되되, 상기 캡띠장에는 상기 각 연결부에 끼움 결합되는 다수의 삽입부가 형성된다.

본 발명에 따른 흙막이 시트파일 조립체에 따르면, 시트파일에 연결부와 삽입부가 일체로 형성되어 있어 구성의 간소화는 물론, 시공 및 인발이 편리한 효과가 있다.

또한 고가의 "H"빔의 사용을 없앨 수 있어 시공비가 저렴한 효과가 있다.

또한 시트파일의 양측에 연결부를 형성하고, 상기 연결부 내부로는 그라우팅을 충진할 수 있는 내부공간부을 마련하되, 상기 내부공간부에는 충진된 그라우팅이 지중으로 배출될 수 있는 다수의 통공을 형성하여 지반보강 및 지하수 차단과 더불어 시트파일의 시공 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 시트파일 조립체의 구성도,
도 2는 본 실시예에 따라 시공된 조립체에서 그라우팅을 주입하는 상태를 도시한 단면도,
도 3은 수직방향으로 연장된 조립체의 구성을 도시한 도면,
도 4는 모서리 부분의 구성을 도시한 단면도,
도 5는 본 실시예의 변형예를 도시한 사시도,
도 6 및 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 연결부를 나타내는 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "결합된다", "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속되거나 또는 직접 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 결합되거나 또는 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 흙막이 시트파일 조립체에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 시트파일 조립체의 구성도이고, 도 2는 본 실시예에 따라 시공된 조립체에서 그라우팅을 주입하는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 수직방향으로 연장된 조립체의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 모서리 부분의 구성을 도시한 단면도이다. 또한 도 5는 본 실시예의 변형예를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 고가의 "H"빔의 사용을 최소화할 수 있도록 시트파일(10)의 양측에 연결부(20)를 형성하고, 상기 연결부(20) 내부로는 그라우팅을 충진할 수 있는 내부공간부(S) 및 상기 내부공간부(S)에 충진된 그라우팅이 지면으로 배출될 수 있는 통공(H)을 마련하여 지반보강과 지하수 차단과 더불어 시트파일(10)의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 흙막이 시트파일 조립체(100)에 관한 것이다.

본 발명의 흙막이 시트파일 조립체(100)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 시트파일(10)과, 상기 시트파일(10)의 양측에 형성되는 연결부(20)와, 상기 시트파일의 하부에 일체로 연장되는 결합부(30)로 구성된다.

상기 시트파일(10)은 지중에 연직 하방으로 다수 매설되는 구성이다.

상기 결합부(30)는 상기 시트파일(10)의 하부에 일체로 연장되는 것으로 폭이 점차 좁아지는 테이퍼면(31)을 갖는 구성이다.

이러한 테이퍼면(31)은 시트파일(10)의 삽입을 용이하게 하거나, 굴착 심도가 깊을 경우 시트파일(10)을 높이방향으로 결합시킬 때 시트파일(10)의 양측에 형성되는 연결부(20)의 간섭을 피할 수 있도록 기능한다.

이 때 시트파일(10)을 상호간 높이방향으로 결합시킬 경우, 상기 결합부(30)에는 다수의 결합공(32)이 형성되어 시트파일(10)의 일면 또는 타면에 볼팅 결합시킬 수 있는 구조가 마련된다.

한편 상기 결합부(30)는 시트파일(10)의 상부 일면 또는 타면에 체결될 수 경우, 수직면을 갖기 위해 굴곡부(33)를 갖는 구성이다.

이러한 굴곡부(33)는 시트파일(10)을 높이방향으로 결합시킬 경우, 상부에 배치되는 시트파일(10)이 하부에 배치된 시트파일(10)의 상단에 지지될 수 있도록 하여 2개의 시트파일 간에 상호간 동일 평면을 이룰수 있도록 기능한다.

상기 연결부(20)는 상기 시트파일(10)의 양측에 형성되어 수평방향으로 상호 간 연설될 수 있도록 기능한다.

상기 각 시트파일(10)이 상호간 연설된 연결부(20)는 내부에 그라우팅을 주입시킬 수 있는 내부공간부(S)와, 타파기 반대면으로 그라우팅이 배출되어 지반을 보강할 수 있도록 다수의 통공(H)를 더 포함하여 구성된다.

한편 본 발명의 실시예의 연결부(20)는, 상기 시트파일(10)의 일단에 결합되고 길이방향으로 개구부(21)를 갖는 제1관체(20a), 상기 시트파일(10)의 타단에 결합되고 상기 제1관체(20a)에 삽입 가능한 외경을 갖는 제2관체(20b)로 구성된다.

이러한 제 1실시예의 제1 및 제2관체(20a, 20b)는 개구부(21)를 통해 각도 변경이 용이하여 터파기의 굴곡진 부분이나 터파기의 코너 부분에 각도를 변경하여 시트파일(10)을 용이하게 설치할 수 있다.

여기서 상기 각 관체(20a, 20b)에 형성된 통공(H)은 터파기 반대면에 형성되는 구성이다. 이 때 통공(H)은 각 관체(20a, 20b)의 내부공간부(S)로 주입되는 그라우팅이 통공(H)을 통해 지반으로 침투될 수 있도록 하여 그라우팅의 양생 후, 지반과 시트파일(10)을 결합력을 증대시켜 주고, 이에 따라 지반 보강과 함께 시트파일(10)의 안정성을 확보할 수 있다.

한편 상기 각 시트파일(10)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 토압에 대한 타파기 반대면 중앙영역에 적어도 1개 이상의 보강부재(11)가 추가적으로 결합될 수 있다.

이러한 보강부재(11)는 내부공간부(S)가 형성되도록 강재를 "∧"형태로 절곡시켜 시트파일(10)에 용접결합되는 구성이다. 이 때 상기 보강부재(11) 역시 내부공간부(S)로 그라우팅이 주입되면 그라우팅이 배출되어 지반을 보강할 수 있도록 다수의 통공(H)이 형성된다.

한편 상호 간 수평 연결된 시트파일(10)의 최상층에는 H빔으로 이루어지는 캡띠장(40)이 결합되어 구성된다.

이 때 상기 캡띠장(40)에는 상기 각 시트파일(10)의 제2관체(20b)에 삽입되는 다수의 삽입부(41)가 형성되어 수평방향으로 연설된 시트파일(10)을 상호 간 일체화시킬 수 있는 구성이다.

여기서 상기 캡띠장(40)에 형성된 삽입부(41)는 연결부(20)의 형태에 따라 달리될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 흙막이 시트파일 조립체(100)는 모서리 부분에 대해서는 도 4에 도시된 바와 같이, H형강(50)에서 어느 하나의 플랜지(flange, 51) 중 일부를 절개하고 다른 하나의 플랜지(52)와 웨브(web, 53)에 원형 봉(54)을 장착하되, 상기 봉(54)이 제1관체(20a) 또는 제2관체(20b)에 삽입될 수 있는 직경을 갖게 하여 제1관체(20a) 또는 제2관체(20b)에 상기 봉(54)을 삽입하는 방식으로 구성된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 시트파일 조립체의 시공방법에 관하여 간단히 설명하기로 한다.

먼저 터파기할 범위에 맞게 지반을 굴착하여 원하는 심도로 천공한다.

천공된 지반에 수평방향을 따라 다수의 시트파일을 상호간 연설시키면서 고정한다.

이 때 천공된 지반의 깊이에 따라 지반에 고정된 시트파일의 상부에 또 다른 시트파일의 결합부를 부분 중첩하여 고정한다.

그리고 천공된 지반을 채우고 다진다.

이 후 상기 각 시트파일의 연결부 및 보강부재에 형성된 내부공간부로 그라우팅을 충진시킨다.

마지막으로 상호 간 수평 연결된 시트파일의 최상층에 캡띠장을 연결시켜 시공을 완성한다.

도 6 및 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 연결부를 나타내는 평면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연결부(20)는 상기 시트파일(10)의 일단에 결합되고 "<" 형상으로 분기되며 각 끝단에 내측으로 절곡되는 제1연결부재(23)를 갖는 제1결합체(20c)와, 상기 시트파일(10)의 타단에 결합되고 "<" 형상으로 분기되며 상기 제1연결부재(23)에 삽입 가능하도록 각 끝단에 내측으로 절곡되는 제2연결부재(24)를 갖는 제2결합체(20d)로 구성될 수 있다.

여기서 상기 연결부재(23, 24)는 분기된 결합체(20c, 20d)의 단부를 "@" 형태로 둥글게 절곡한 것으로, 상호 간 삽입될 수 있도록 서로 다른 크기로 구성된다.

이러한 결합체(20c, 20d)는 상호 간 결합시 내부공간부(S)가 형성되는 구성이며, 터파기 반대면에 다수의 통공(H)이 형성되어 구성될 수 있다.

또한 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(20)는, 상기 시트파일(10)의 일단에 결합되고 "ㄷ" 형상의 단면을 갖으며 각 끝단이 내측으로 절곡되는 제1삽입체(20e)와, 상기 시트파일(10)의 타단에 결합되고 "│" 형상의 단면을 갖으며 상기 제1삽입체(20e)에 삽입되는 제2삽입체(20f)로 구성될 수도 있다.

이러한 상기 각 삽입체(20e, 20f) 역시 상호 간 연설되어 내부공간부(S)와, 다수의 통공(H)이 형성되도록 구성될 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 시트파일 11 : 보강부재
20 : 연결부 20a : 제1관체 20b : 제2관체
20c : 제1결합체 20d : 제2결합체
20e : 제1삽입체 20f : 제2삽입체
30 : 결합부 31 : 테이퍼면 32 : 결합공
33 : 굴곡부
40 : 캡띠장 41 : 삽입부
100 : 흙막이 시트파일 조립체
S : 내부공간부 H : 통공

Claims (8)

1. 지중에 연직 하방으로 매설되는 복수의 시트파일(10);
   상기 시트파일(10)의 양측에 일체로 형성되어 수평방향으로 상호 간 연설되는 연결부(20); 및
   상기 시트파일(10)의 하부에 연장되어 높이방향으로 연설되거나 지중에 삽입되는 결합부(30);를 포함하여 이루어지되,
   상기 각 시트파일(10)이 상호 연설된 연결부(20)는 내부에 그라우팅을 주입시킬 수 있는 내부공간부(S)와, 타파기 반대면으로 그라우팅이 배출되어 지반을 보강할 수 있도록 다수의 통공(H)을 더 포함하고,
   상기 연결부(20)는, 상기 시트파일(10)의 일단에 결합되고 길이방향으로 개구부(21)를 갖는 제1관체(20a), 상기 시트파일(10)의 타단에 결합되고 상기 제1관체(20a)의 내경에 삽입 가능하게 상기 제1관체(20a)의 내경에 대응되는 외경을 갖고 상기 제1관체(20a)에 동축상으로 삽입되는 제2관체(20b)로 구성되며,
   상기 제1관체(20a) 및 제2관체(20b)에 형성된 통공(H) 중 서로 위치상 대응되는 통공간에는, 상기 제1관체(20a)에 상기 제2관체(20b)가 삽입된 상태에서 상호 연통되고,
   상호 간 수평 연결된 시트파일(10)의 최상층에는 캡띠장(40)이 결합되되, 상기 캡띠장(40)에는 상기 각 연결부(20)에 끼움 결합되는 다수의 삽입부(41)가 형성되는 것을 특징으로 하는 흙막이 시트파일 조립체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 결합부(30)는 폭이 점차 좁아지는 테이퍼면(31)을 갖는 것을 특징으로 하는 흙막이 시트파일 조립체.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 결합부(30)는 시트파일(10)의 상부 일면 또는 타면에 체결될 수 있도록 굴곡부(33)를 갖는 것을 특징으로 하는 흙막이 시트파일 조립체.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 연결부(20)는, 상기 시트파일(10)의 일단에 결합되고 "<" 형상으로 분기되며 각 끝단에 내측으로 절곡되는 제1연결부재(23)를 갖는 제1결합체(20c)와, 상기 시트파일(10)의 타단에 결합되고 "<" 형상으로 분기되며 상기 제1연결부재(23)에 삽입 가능하도록 각 끝단에 내측으로 절곡되는 제2연결부재(24)를 갖는 제2결합체(20d)로 구성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 흙막이 시트파일 조립체.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 연결부(20)는, 상기 시트파일(10)의 일단에 결합되고 "ㄷ" 형상의 단면을 갖으며 각 끝단이 내측으로 절곡되는 제1삽입체(20e)와, 상기 시트파일(10)의 타단에 결합되고 "│" 형상의 단면을 갖으며 상기 제1삽입체(20e)에 삽입되는 제2삽입체(20f)로 구성되는 것을 특징으로 하는 흙막이 시트파일 조립체.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 각 시트파일(10)은 타파기 반대면 중앙영역에 적어도 1개 이상의 보강부재(11)가 일체로 결합되되,
   상기 각 보강부재(11)는 내부공간부(S)가 형성되도록 강재를 "∧"형태로 절곡시켜 시트파일(10)에 용접결합되고, 그라우팅이 배출되어 지반을 보강할 수 있도록 다수의 통공(H)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 시트파일 조립체.
   
8. 삭제

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