KR101667767B1 - 흙막이 가시설 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴착 지반에 설치되어 토압을 안정적으로 지탱하는 띠장재와 이 띠장재의 연결부분을 지지하는 버팀 지지구를 개량하여 토압에 효과적으로 저항할 수 있으면서 구조의 간소화를 통해 경제성과 안정성을 향상시키도록 한 흙막이 가시설에 관한 것이다.
본 발명의 흙막이 가시설은 수평플랜지 및 수직플랜지를 갖으며 양단에 지지격판을 부착하고 다수의 보조격판을 부착한 H형강으로 이루어지면서 지반에 수직으로 매설되는 버팀기둥에 수평으로 연결되는 다수의 띠장재와; 이 띠장재들의 사이를 지지하는 버팀 지지구와 이 버팀 지지구 사이를 연결하여는 스크류잭 및 버팀대로 이루어지는 다수의 버팀목을 포함하는 통상의 흙막이 가시설에 있어서, 상기 H형강의 수평플랜지 사이에 배치되면서 보조격판에 접촉되어 정지 상태를 유지하는 일측 고정단과 가변되는 타측 자유단이면서 중앙부분은 상기 H형강의 수평플랜지에 접촉되어 탄성 저항력을 제공하는 호형상의 탄성스프링 판재와, 이 탄성스프링 판재의 자유단이 안정적으로 접하도록 안치홈을 하측에 형성한 슬라이더 및 이 슬라이더를 가압하는 유압잭으로 이루어지는 제1 저항부를 배치하며; 상기 제1 저항부가 장착되는 H형강의 수평플랜지의 양측 및 중앙부분에 부착되어 탄성스프링 판재의 이탈을 방지하는 다수의 보강편이 마련되며; 상기 제1 저항부의 탄성스프링 판재는 H형강의 수평플랜지에 가압 접촉된 상태로 유지되거나 용접을 통해 H형강의 수직플랜지에 고정된 상태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

흙막이 가시설{Temporary Installation for Land-side Protection Wall}
본 발명은 흙막이 가시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착 지반에 설치되어 토압을 안정적으로 지탱하는 띠장재와 이 띠장재의 연결부분을 지지하는 버팀 지지구를 개량하여 토압에 효과적으로 저항할 수 있으면서 구조의 간소화를 통해 경제성과 안정성을 향상시키도록 한 흙막이 가시설에 관한 것이다.
일반적으로 가설 흙막이 공사에는 소정 간격으로 H형강 지주를 세우고 그 사이에 토류판을 적층 삽입하여 흙벽 또는 암반벽을 받치고, 상기 H형강 지주를 벽체에 고정하기 위해 벽과 벽 사이에 다수의 버팀목(Strut)을 설치하여 토압을 견디게 구성하였다.
상기 문제점을 해소하기 위하여 기존의 버팀목(Strut) 대신 케이블을 장착한 띠장재를 설치하여 여기서 발생하는 프리스트레스 모멘트를 이용하여 토압에 저항하도록 띠장재를 제안하였다.
예컨대 대한민국 등록특허 제10-0188465호(1999.06.01. 공고) '프리스트레스에 의한 흙막이 공법과 그 겹띠장재'와 공개특허 제10-2002-0096596호(2002.12.31. 공개) '프리스트레스에 의한 흙막이 공법 및 이에 사용되는 띠장재' 그리고 등록특허 제10-0477195호(2005.03.21. 공고) '프리스트레스에 의한 흙막이 공법용 단띠장재'가 제안되었다.
상기 띠장재들은 단일 또는 복수 띠장재의 양단에 케이블 또는 강봉을 수평상태로 고정한 후 케이블 또는 강봉 양단을 당겨 인장력을 갖도록 하여 띠장재에 프리스트레스 모멘트를 발생시키는 구조들이나, 사실상 토압에 의하여 밀려나는 중앙부분에 프리스트레스 모멘트의 작용력이 미약한 문제점이 있다.
상기 문제점을 해소하기 위하여 프리스트레스 모멘트가 띠장재에 고르게 작용할 수 있도록 대한민국 등록특허 제10-0778137호(2007.11.21. 공고) '프리스트레스트 수평보 구조체'가 제안되었다.
상기 프리스트레스트 수평보 구조체는 일측면이 수직 파일에 일체로 결합되고, 타측면에 강선을 지지하기 위한 받침대가 적어도 하나 이상 결합되며, 상,하면 또는 측면에 상기 강선의 단부가 긴장력이 부여되도록 정착되는 정착장치가 용접으로 일체화된 것으로, 상기 받침대 나사조절에 의해 높이를 조절하여 호형 형태를 이루는 강선에 인장력을 부여시키면 받침대가 접하는 부분에 프리스트레스 모멘트를 발생시키는 장점은 있으나, 상기 받침대가 외부로 많이 돌출되므로 작업 공간이 협소해지는 문제점이 발생하였다.
대한민국 등록특허 제10-0188465호(1999.06.01. 공고) 대한민국 공개특허 제10-2002-0096596호(2002.12.31. 공개) 대한민국 등록특허 제10-0477195호(2005.03.21. 공고) 대한민국 등록특허 제10-0778137호(2007.11.21. 공고)
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 굴착 지반에 설치되어 토압에 안정적으로 지탱하도록 띠장재와 버팀 지지구에 토압을 효과적으로 저항할 수 있는 탄성스프링 판재를 장착한 간소화된 구조를 통해 경제성과 안정성을 향상시키도록 한 흙막이 가시설를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흙막이 가시설은 수평플랜지 및 수직플랜지를 갖으며 양단에 지지격판을 부착하고 다수의 보조격판을 부착한 H형강으로 이루어지면서 지반에 수직으로 매설되는 버팀기둥에 수평으로 연결되는 다수의 띠장재와; 이 띠장재들의 사이를 지지하는 버팀 지지구와 이 버팀 지지구 사이를 연결하여는 스크류잭 및 버팀대로 이루어지는 다수의 버팀목을 포함하는 통상의 흙막이 가시설에 있어서, 상기 H형강의 수평플랜지 사이에 배치되면서 보조격판에 접촉되어 정지 상태를 유지하는 일측 고정단과 가변되는 타측 자유단이면서 중앙부분은 상기 H형강의 수평플랜지에 접촉되어 탄성 저항력을 제공하는 호형상의 탄성스프링 판재와, 이 탄성스프링 판재의 자유단이 안정적으로 접하도록 안치홈을 하측에 형성한 슬라이더 및 이 슬라이더를 가압하는 유압잭으로 이루어지는 제1 저항부를 배치하며; 상기 제1 저항부가 장착되는 H형강의 수평플랜지의 양측 및 중앙부분에 부착되어 탄성스프링 판재의 이탈을 방지하는 다수의 보강편이 마련되며; 상기 제1 저항부의 탄성스프링 판재는 H형강의 수평플랜지에 가압 접촉된 상태로 유지되거나 용접을 통해 H형강의 수직플랜지에 고정된 상태로 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 저항부의 슬라이더와 H형강의 보조격판 사이 상하에 체결되어 이동간격을 유지하는 지지볼트 및 너트로 이루어지는 고정부재를 마련하여 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 저항부를 대신하여 탄성스프링 판재의 고정단과 자유단의 양단에 보강편을 형성하고 이 보강편에 양단이 나선결합되도록 배치되는 나선봉과 이 나선봉의 양단에 체결되어 상기 보강편을 가압하는 너트로 이루어지는 제2 저항부로 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 버팀목의 버팀 지지구는 수평플랜지 및 수직플랜지를 갖는 H형강의 중앙에 호형상의 탄성스프링 판재가 배치되고 이 탄성스프링 판재와 H형강의 수평플랜지 사이를 잇는 다수의 보조격판을 배지한 후 용접으로 고정하여 이루어진 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 흙막이 가시설에 따르면, 열처리된 호형의 탄성스프링 판재를 포함하는 제1 저항부 및 제2 저항부를 통해 토압에 저항하는 모멘트를 발생시킴으로써 안정성을 향상시키게 된다.
또한, 본 발명은 버팀지지구 역시 H형강에 장착된 탄성스프링 판재 및 보조격판에 의해 띠장재의 연결부분을 지지할 때 토압에 저항하는 모멘트가 작용시킴으로써 내구성 증대 및 안정성을 향상시키게 된다.
그리고 토압에 저항하는 모멘트 증대를 위한 제1 저항부 또는 제2 저항부 그리고 버팀지지구에 장착되는 탄성스프링 판재와 이들은 가압하는 구성이 매우 간단하여 원재료비 및 조립 작업이 간편하므로 경제성을 갖는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 흙막이 가시설의 띠장재를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 흙막이 가시설의 띠장재에 고정부를 장착한 상태를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 본 발명에 따른 흙막이 가시설의 띠장재에 제2 저항부를 장착한 상태를 나타낸 평면도..
도 5는 본 발명에 따른 흙막이 가시설의 설치 상태를 나타낸 평면도.
도 6 (A), (B), (C)는 토압에 저항하는 기존 및 본 발명의 띠장재가 작용하는 모멘트 변화도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
첨부된 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 흙막이 가시설은 수평플랜지(11)(11') 및 수직플랜지(12)를 갖으며 양단에 지지격판(13)을 부착하고 다수의 보조격판(13')을 부착한 H형강(10)과, 지반에 수직으로 매설되는 미도시된 버팀기둥에 수평으로 연결되는 다수의 띠장재(1)와; 이 띠장재(1)들의 사이를 지지하는 다수의 버팀 지지구(31)와 이 버팀 지지구(31) 사이를 연결하여는 스크류잭(32) 및 버팀대(33)로 이루어지는 다수의 버팀목(3)을 포함하여 이루어지는 기본 기술을 이용하게 된다.
또한, 본 발명의 띠장재(1)는 도 1에서와 같이 H형강(10)의 수평플랜지(11') 양측에 장착되는 브래킷(21, 21')과 이 브래킷(21, 21')에 양단이 고정되는 케이블(22)로 이루어지는 제3 저항부(2)를 갖는 기존 구조에 부가하여 이루어진다.
즉, 본 발명의 핵심 기술은 기존의 H형강(10) 또는 제3 저항부(2)를 갖는 H형강(10)에 장착되어 토압의 저항하는 모멘트를 부가하기 위한 것으로서, 탄성스프링 판재(41)를 이용한 제1 저항부(4) 또는 제2 저항부(4')를 수직플랜지(12)의 양측부분에 장착한 띠장재(1)와, 탄성스프링 판재(41')를 이용한 버팀지지구(31)를 장착한 버팀목(3)을 제공하기 위한 것이다. 또한, 상기 탄성스프링 판재(41)는 금소재이며 열처리를 통해 탄성력을 증대시킨 것을 사용하게 된다.
먼저, 제1 저항부(4)는 도 1 및 도 2에서와 같이 H형강(10)의 수평플랜지(11)와 수평플랜지(11') 사이에 배치되면서 보조격판(13')에 접촉되어 정지 상태를 유지하는 일측 고정단(411)과 가변되는 타측 자유단(412)이면서 중앙부분은 상기 H형강(10)의 수평플랜지(11)에 접촉되어 탄성 저항력을 제공하는 호형상의 탄성스프링 판재(41)와, 이 탄성스프링 판재(41)의 자유단(412)이 안정적으로 접하도록 안치홈(421)을 하측에 형성하고 상하부분을 돌출시킨 'ㄷ' 형상의 슬라이더(42) 및 이 슬라이더(42)를 가압하는 유압잭(43)으로 이루어진다.
그리고 상기 제1 저항부(4)가 장착되는 H형강(10)의 수평플랜지(11, 11')의 양측 및 중앙부분에 부착되어 탄성스프링 판재(41)의 이탈을 방지하는 다수의 보강편(14)이 마련되어 토압의 저항하는 모멘트를 증가시키게 된다.
또한, 도 2 (A)에서와 같이 상기 제1 저항부(4)의 탄성스프링 판재(41)는 유압잭(43)에 의해 H형강(10)의 수평플랜지(11)에 가압 접촉된 상태로 유지되거나, 도 2 (B)에서와 같이 용접을 통해 H형강(10)의 수직플랜지(12)에 슬라이더(42) 및 탄성스프링 판재(41)를 고정시킨 후 유압잭(43)을 제거할 수도 있다.
또한, 본 발명의 띠장재(1)는 도 3에서와 같이 유압잭(43)을 이용하여 제1 저항부(4)의 탄성스프링 판재(41)의 자유단(412)을 가압하여 탄성력을 증시킨 후 제거할 수 있도록 제1 저항부(4)의 슬라이더(42)와 H형강(10)의 보조격판(13') 사이 상하부분에 체결되어 이동간격을 유지하는 지지볼트(51) 및 너트(52)로 이루어지는 고정부재(5)를 마련하여 탄성스프링 판재(41)의 가압상태를 유지하도록 이루어진다.
또한, 본 발명의 띠장재(1)는 유압잭(43)을 이용하지 않고 바로 제1 저항부(4)의 탄성스프링 판재(41)에 탄성력을 증대시킬 수 있도록 탄성스프링 판재(41)의 고정단(411)과 자유단(412)을 가압할 수 있는 제2 저항부(4')로 대체할 수도 있다.
상기 제2 저항부(4')는 도 4에서와 같이 탄성스프링 판재(41)의 고정단(411)과 자유단(412)의 양단에 보강편(61)을 용접을 통해 고정하고 이 보강편(61)에 양단이 끼워져 이동가능하도록 배치되는 나선봉(62)과 이 나선봉(62)의 양단에 체결되어 상기 보강편(61)을 가압하는 너트(63)로 이루어진다.
한편, 상기 본 발명의 띠장재(1) 들 사이를 지지하는 다수의 버팀 지지구(31)는 토압의 저항력에 안정적으로 저항할 수 있도록 띠장재(1)에 장착되는 제1 저항부(4)의 탄성스프링 판재(41)와 동일한 구성의 호형상을 이루는 탄성스프링 판재(41')를 수평플랜지(71)(71') 및 수직플랜지(72)를 갖는 H형강(7)의 중앙에 배치하고 이 탄성스프링 판재(41')와 H형강(7)의 수평플랜지(71') 사이를 잇는 다수의 보조격판(73)을 배치한 후 용접으로 고정하여 내구성 증대와 저항력 증대가 이루어지도록 구성된다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동에 대하여 살펴본다.
먼저, 도 2 (A)에서와 같이 유압잭(43)을 이용하여 슬라이더(42)를 우측으로 가압하면 슬라이더(42)는 탄성스프링 판재(41)의 자유단(412)을 가압하게 되고, 이때 탄성스프링 판재(41)의 고정단(411)은 보조격판(13')에 걸려 고정상태이므로 중앙부분이 H형강(10)의 수평플랜지(11)의 중앙부분에 접촉되면서 탄성력이 작용되어 토압에 저항하는 모멘트를 발생시키게 된다.
상기 유압잭(43)의 가압상태로 사용하거나, 탄성스프링 판재(41)를 H형강(10)의 수직플랜지(12)에 용접하여 고정시킨 후 도 2(B)에서와 같이 유압잭(43)을 제거한 후 사용하게 된다.
또한, 도 3에서와 같이 유압잭(43)을 통해 탄성스프링 판재(41)를 가압한 후 고정부재(5)의 지지볼트(51) 및 너트(52)를 이용하여 탄성스프링 판재(41)의 가압상태를 유지시킨 후 유압잭(43)을 제거한 다음 사용할 수도 있다.
또한, 도 4에서와 같이 유압잭(43)을 사용하지 않고 탄성스프링 판재(41)의 고정단(411) 및 자유단(412)에 고정된 보강편(61)에 끼워진 나선봉(62)의 너트(63)를 회전시켜 탄성스프링 판재(41)의 고정단(411) 및 자유단(412) 사이 간격을 좁이면 탄성스프링 판재(41)의 중앙부분이 H형강(10)의 수평플랜지(11)의 중앙부분에 접촉되면서 탄성력이 작용되어 토압에 저항하는 모멘트를 발생시키게 된다.
그리고 도 5에서와 같이 본 발명의 띠장재(1)를 미도시된 버팀기둥에 수평으로 연결시키고, 이 띠장재(1)들의 사이를 지지하는 스크류잭(32) 및 버팀대(33)로 이루어지는 다수의 버팀목(3)의 양단에 버팀 지지구(31)를 배치하면, 버팀 지지구(31)의 H형강(7)에 고정된 호형의 탄성스프링 판재(41') 및 보조격판(73)이 띠장재(1)들로부터 전달되는 토압에 저항할 수 있는 모멘트를 발생시키므로 안정성이 확보된다.
따라서, 본 발명에 따른 띠장재(1)의 특징은 열처리된 호형의 탄성스프링 판재(41)를 H형강(10)에 장착하여 토압에 저항하는 모멘트를 발생시키는 제1 저항부(4) 및 제2 저항부(4')를 통해 안정성을 향상시키게 된다.
또한, 본 발명에 따른 버팀지지구(31) 역시 H형강(7)에 장착된 탄성스프링 판재(41')에 의해 띠장재(1)의 연결부분을 지지할 때 토압에 저항하는 모멘트가 작용되면서 내구성 증대 및 안정성을 향상시키게 된다.
그리고 도 6 (A)와 같이 H형강 자체로 이루어지는 기존 띠장재는 토압이 크게 작용하고 있음에 반하여, 도 6 (B)에서와 같이 본 발명의 제1 저항부(4) 또는 제2 저항부(4')를 장착하면 토압에 저항하는 모멘트가 추가 작용하고 있음을 확인되며, 도 6 (C)에서와 같이 브라켓(21, 21') 및 케이블(4)을 장착한 기존 구성에 본 발명의 제1 저항부(4) 또는 제2 저항부(4')를 장착하면 더욱 토압에 저항하는 모멘트가 크게 작용하고 있음이 확인되므로 토압에 저항하는 모멘트 증대의 효과를 통해 안정성이 확보되는 것이다.
또한, 본 발명의 버팀지지구(31) 역시 H형강(7)에 호형의 탄성스프링 판재(41') 및 보조격판(73)을 부가함으로써 토압에 저항하는 모멘트가 증대하여 안정성을 증대시키는 효과를 갖는다.
그리고 토압에 저항하는 모멘트 증대를 위한 제1 저항부(4) 또는 제2 저항부(4') 그리고 버팀지지구(31)에 장착되는 탄성스프링 판재(41) 및 탄성스프링 판재(41')와 이들은 가압하는 구성이 매우 간단하여 원재료비 및 조립 작업이 간편하므로 경제성을 갖는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 상기 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에 한정하는 것은 아니다. 따라서 상기 실시 예를 적절히 변형 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있으므로 적절한 변경 및 수정과 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.
1: 띠장재 10: H형강
11, 11' 수평플랜지 12: 수직플랜지
13: 지지격판 13': 보조격판
2: 제3 저항부 21, 21': 브라켓
22: 케이블 3: 버팀목
31: 버팀지지구 32: 스크류잭
33: 버팀대 4: 제1 저항부
41: 탄성스프링 판재 42: 슬라이더
43: 유압잭 411: 고정단
412: 자유단 421: 안치홈
4' : 제2 저항부 5: 고정부재
51: 지지볼트 52; 너트
61: 보강편 62: 나선봉
63: 너트 7: H형강
71, 71': 수평플랜지 72: 수직플랜지
73; 보조격판

Claims (4)

  1. 수평플랜지(11)(11') 및 수직플랜지(12)를 갖으며 양단에 지지격판(13)을 부착하고 다수의 보조격판(13')을 부착한 H형강(10)으로 이루어지면서 지반에 수직으로 매설되는 버팀기둥에 수평으로 연결되는 다수의 띠장재(1)와; 이 띠장재(1)들의 사이를 지지하는 버팀 지지구(31)와 이 버팀 지지구(31) 사이를 연결하는 스크류잭(32) 및 버팀대(33)로 이루어지는 다수의 버팀목(3)을 포함하는 통상의 흙막이 가시설에 있어서,
    상기 H형강(10)의 수평플랜지(11)와 수평플랜지(11') 사이에 배치되면서 보조격판(13')에 접촉되어 정지 상태를 유지하는 일측 고정단(411)과 가변되는 타측 자유단(412)이면서 중앙부분은 상기 H형강(10)의 수평플랜지(11)에 접촉되어 탄성 저항력을 제공하는 호형상의 탄성스프링 판재(41)와, 이 탄성스프링 판재(41)의 자유단(412)이 안정적으로 접하도록 안치홈(421)을 하측에 형성한 슬라이더(42) 및 이 슬라이더(42)를 가압하는 유압잭(43)으로 이루어지는 제1 저항부(4)를 배치하며;
    상기 제1 저항부(4)가 장착되는 H형강(10)의 수평플랜지(11, 11')의 양측 및 중앙부분에 부착되어 탄성스프링 판재(41)의 이탈을 방지하는 다수의 보강편(14)이 마련되며;
    상기 제1 저항부(4)의 탄성스프링 판재(41)는 H형강(10)의 수평플랜지(11)에 가압 접촉된 상태로 유지되거나 용접을 통해 H형강(10)의 수직플랜지(12)에 고정된 상태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 저항부(4)의 슬라이더(42)와 H형강(10)의 보조격판(13') 사이 상하에 체결되어 이동간격을 유지하는 지지볼트(51) 및 너트(52)로 이루어지는 고정부재(5)가 마련되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 저항부(4)를 대신하여 탄성스프링 판재(41)의 고정단(411)과 자유단(412)의 양단에 보강편(61)을 고정하고 이 보강편(61)에 양단이 끼워져 배치되는 나선봉(62)과 이 나선봉(62)의 양단에 체결되어 상기 보강편(61)을 가압하는 너트(63)로 이루어지는 제2 저항부(4')로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설.
  4. 제1항에 있어서, 상기 버팀목(3)의 버팀 지지구(31)는 수평플랜지(71)(71') 및 수직플랜지(72)를 갖는 H형강(7)의 중앙에 호형상의 탄성스프링 판재(41')가 배치되고 이 탄성스프링 판재(41')와 H형강(7)의 수평플랜지(71') 사이를 잇는 다수의 보조격판(73)을 배지한 후 용접으로 고정하여 이루어진 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 흙막이 가시설.
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