KR101694844B1 - 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법에 관한 것으로, 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에 콘크리트 구조물 등을 시공하기 위한 선행 공정으로 차수와 흙막이를 동시에 수행하기 위해 시트파일을 암반에 매립 설치시 선행 매립된 시트파일과 체결되어 가이드되면서 매립되는 안내 케이싱을 암반부까지 매립한 상태에서 안내 케이싱 내부에 천공용 케이싱을 기 천공홀 간의 사이에 중첩되게 매립시켜 미천공된 암반 부분이 발생하지 않도록 천공홀을 형성하면서 시트파일을 암반에 시공하는 방법을 제공하는 것이다.
Description
본 발명은 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법에 관한 것으로, 자세하게는 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에 콘크리트 구조물을 시공시 차수기능을 위해 시트파일을 암반에 매립 설치시 미천공된 암반 부분이 발생하지 않도록 안내 케이싱을 사용한 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축공사 또는 토목공사시 토사가 흘러내리거나 지반이 붕괴되는 것을 방지하거나 차수작업을 목적으로 여러 형태의 흙막이 공법이 실시된다.
이와 같은 공법중 대표적인 흙막이 공법으로, C.I.P(Cast-In-Placed-Pile) 공법, H파일 토류벽공법, SCW(Soil Cement Wall)공법, SCW(SOIL CEMENT WALL)병용 H파일 토류벽 공법이 있고, 차수 및 흙막이 기능이 동시에 달성하는 공법으로 시트파일(Sheet-Pile)공법 등이 있다.
상기 C.I.P 공법은 주열식으로 철근콘크리트 기둥을 현장에서 타설하여 설치하는 공법으로, 철근 콘크리트 기둥을 설치할때 마다 기둥 설치공을 뚫어 거푸집을 설치하고, 철근을 설치한 상태에서 시멘트, 자갈, 모래 등으로 된 몰타르를 충전시켜 고형화 시켜 흙막이 하는 공법이다.
상기 H파일 토류벽공법은 개착식 공법으로 H파일을 직타하여 설치하거나 굴삭용 천공기로 수직공을 뚫고 그 수직공에 H파일을 삽입 설치한 후 토류판을 H파일 사이에 끼워 흙막이 하는 공법이다.
상기 SCW(Soil Cement Wall)공법은 토양에 직접 시멘트 페이스트를 혼합하여 현장 콘크리트 파일을 연속시켜 지중연속벽을 완성시키는 공법이다.
상기 SCW(Soil Cement Wall)병용 H파일 토류벽 공법은 H파일 토류벽에 차수효과와 토류벽의 지반이 이완되는 것을 방지하도록 H파일을 직타하여 근접되게 설치하고 토류판을 설치한 상태에서 H파일의 배면에 안정제 주입공을 중첩되게 뚫은 후 흙이나 시멘트를 혼합한 안정제를 주입시켜 고형화하는 공법이다.
상기 시트파일 공법은 차수기능 및 흙막이 기능을 동시에 제공하기 위해 크레인을 이용한 진동 햄머로 시트파일을 직타하여 지반에 강제 삽입시키는 공법으로, 강도와 내구성이 우수한 시트파일을 사용할 경우에는 연속벽형 강성체로서의 토류벽 역활을 충분히 할 수 있으며, 접촉부의 수밀성이 우수하여 차수효과를 얻을 수 있는 공법이다.
한편, 상기 시트파일 공법은 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에 적용시 보다 강한 지지력을 얻기 위해 보통 지반 굴착 장비를 이용하여 천공용 T4해머와 케이싱과 스크류를 이용하여 암반부까지 다수개의 천공홀이 중첩되도록 천공한 상태에서 시트파일을 중첩된 천공부를 통해 암반부까지 진동 해머를 이용하여 매립 시킬 수 있다.
이러한 시트파일 시공에 사용되는 지반 굴착장비는 크레인 등의 중장비에 기립 설치되어 있는 리더에 스크류오거와 케이싱오거가 설치되고, 스크류오거와 케이싱 하부에 링비트가 부착된 케이싱이 장치되어 스크류와 케이싱이 각각 서로 다른 방향으로 회전하면서 지반을 굴착하게 된다. 즉, 링비트가 형성된 천공용 강관 케이싱이 지반에 삽입되면서 그와 반대방향으로 회전하는 스크류가 케이싱 내부의 토사를 밖으로 배출하도록 구성된다. 케이싱의 역할은 천공 및 천공된 지반의 붕괴를 막기 위해 사용된다. 이후 필요한 깊이까지 천공이 완료되면 먼저 케이싱 내부에 위치한 스크류를 인발 하고, 이후 케이싱을 인발하면 천공홀 형성이 완료된다.
다만 상기와 같은 종래의 방법은 개별적인 천공홀을 뚫는 작업으로 이루어지 때문에 지반의 강도 때문에 정밀한 시공이 이루어지지 못하고 천공홀과 천공홀 사이에 미천공된 암반부가 발생할 수 있는데 이 경우 강도가 약한 시트파일이 미천공부를 뚫고 내려갈 수 없기 때문에 시트파일 시공이 불가능해진다는 문제점이 있다.
도 10은 종래 시트파일의 시공단계를 보인 예시도이고, 도 11은 종래 미천공된 암반부가 발생되게 시트파일이 시공된 모습을 보인 단면 예시도인데, 이를 참조하여 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에서 암반부까지 시트파일을 설치하는 공법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 천공홀을 굴착하기 위해 크레인 등의 중장비에 기립 설치되어 있는 리더의 상부 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 케이싱으로 구성된 지반굴착장비를 이용하여 시공 대상 지반의 하부방향으로 회전시켜 매립층, 토사층, 풍화토를 거쳐 하부 암반부까지 관통하는 제 1 천공홀을 만든다.
이후 제 1 천공홀과 일정 간격 이격된 지점 즉, 천공용 강관 케이싱의 직경보다 작은 거리만큼 이격된 지점에도 상기와 동일한 방법으로 제 2 천공홀을 만들고, 다시 제 2 천공홀과 이격된 지점에 제 3 천공홀을 형성한다.
상기와 같이 일정간격으로 이격된 3개의 천공홀이 형성되면, 지반 굴착장비를 이용하여 제 1 천공홀과 제 3 천공홀 사이가 중첩되게 케이싱을 위치시켜 제 4 천공홀을 형성하고, 동일한 방법으로 제 2 천공홀과 제 3 천공홀 사이에 중첩되게 제 5 천공홀을 형성한다.
상기와 같이 제 1 천공홀에서 제 3 천공홀 사이에 중첩되게 제 4 천공홀 및 제 5 천공홀이 형성되면 연속적으로 연결된 천공홀이 제공되는데, 이 천공홀에 시트파일의 상부를 진동 해머로 물어 암반부까지 첫 번째 시트파일을 삽입 설치하고, 같은 방법으로 시트파일의 양측면에 형성된 체결부 간을 서로 엇갈린 방향으로 요철형태로 결합시켜 진동 해머를 이용하여 두 번째 시트파일을 매립 설치한다.
참고로 사용되는 시트파일은 한 실시예에 따르면 평형 시트의 양측단이 절곡된 'ㄷ'자 단면을 가지고 절곡 부위의 각 끝단부에는 갈고리 형상의 체결부가 형성되어 이웃하는 시트파일의 체결부와 엇갈리게 상부쪽에서 하부쪽으로 삽입되어 결합되면 바깥 방향으로는 빠지지 않아 강한 체결력을 유지하게 된다.
이후 시트파일을 필요한 길이만큼 상기와 같은 작업을 반복하여 시트파일간을 체결하면서 매립한다.
하지만 상기와 같은 종래 시트파일을 암반부까지 시공하는 방법은 암반부에서 천공용 강관 케이싱이 정밀하게 시공되지 않으면 미천공된 암반부가 발생하게 되는데, 이와 같은 미천공된 암반부가 발생하게 되면 진동해머로 삽입중인 시트파일이 미천공된 암반부를 만나면 시트파일의 강도 때문에 암반부를 뚫지 못하고 파손될 수 있고, 이로인해 해당 미천공 부분을 천공용 케이싱과 스크류를 이용하여 재시공해야 한다는 단점이 있다,
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있도록 시트파일 시공시 천공용 강관 케이싱을 이용한 천공시 미천공된 암반부가 발생하지 않도록 시공할 수 있는 방법이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에 콘크리트 구조물 등을 시공하기 위한 선행 공정으로 차수와 흙막이를 동시에 수행하기 위해 시트파일을 암반에 매립 설치시 선행 매립된 시트파일과 체결되어 가이드되면서 매립되는 안내 케이싱을 암반부 상부까지 매립한 상태에서 안내 케이싱 내부에 천공용 케이싱을 기 천공홀 간의 사이에 중첩되게 매립시켜 미천공된 암반 부분이 발생하지 않도록 천공홀을 형성하면서 시트파일을 암반에 시공하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반의 하부 암반부에 시트파일을 시공하는 방법에 있어서,
암반부까지 천공된 제 1 천공홀과 제 2 천공홀을 일정간격 이격되게 형성한 후 상기 제 1 천공홀에 제 1 시트파일을 매립 설치하는 제 1 시공단계와;
상기 제 1 천공홀과 제 2 천공홀 사이에 가이드케이싱을 위치시킨 다음 선시공된 제 1 시트파일의 일측 체결부 상단을 가이드케이싱의 시트파일 가이드부 하단과 체결하여 가이드된 상태로 타격하여 암반부까지 매립시키는 제 2 시공단계와;
상기 매립된 가이드케이싱과 접하면서 상기 제 2 천공홀과 일부 중첩된 상태로암반부까지 제 3 천공홀을 형성하는 제 3 시공단계와;
상기 매립된 가이드케이싱 내부에 상기 제 1 천공홀 및 제 2 천공홀과 중첩되어 연통되는 제 4 천공홀을 형성한 후, 상기 제 1 시트파일의 일측단과 체결된 가이드케이싱을 인발시키는 제 4 시공단계와;
상기 제 1 시트파일의 일측단 체결부 상단부에 반대 방향으로 배치된 제 2 시트파일의 체결부 하단부를 체결한 후 타격하여 암반부까지 매립시키는 제 5 시공단계와;
매립된 제 2 시트파일의 체결부 상단을 가이드케이싱의 시트파일 가이드부 하단과 체결하여 가이드된 상태로 타격하여 암반부까지 매립시키고, 상기 가이드케이싱과 접하게 제 5 천공홀을 암반부까지 형성하는 제 6 시공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 제 6시공 단계 후, 가이드케이싱 내부에 천공홀을 형성한 후 시트파일을 매립하여 선 시공된 시트파일과 체결하고, 이후 가이드케이싱을 인발 후 새로 매립된 시트파일에 가이드시켜 매립한 다음 가이드케이싱과 접하는 진행방향 외부에 천공홀을 형성하는 공정을 반복할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 안내 케이싱은, 천공용 케이싱의 외경보다 큰 내경을 가지게 형성된 케이싱 본체와; 상기 케이싱 본체의 일측면에서 길이 방향을 따라 용접되어 시트파일의 어느 일측 체결부가 삽입되어 가이드되는 시트파일 가이드부와; 상기 시트파일 가이드부의 상단쪽에서 케이싱 본체의 상부로 돌출 형성된 진동해머 파지부로 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 시트파일 가이드부는, 시트파일의 체결부 위치 및 형상에 따라 시트파일 가이드부의 일측 또는 타측 중에서 선택적으로 체결하여 가이드되도록 "ㄱ"자로 절곡 구성된 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판이 대칭되게 케이싱 본체의 길이방향으로 따라 용접되어 형성되고, 상기 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판의 개방된 입구쪽에는 각각 제 1 걸림부 및 제 2 걸림부가 케이싱 본체에 길이방향으로 용접되어 형성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 제 1 시공단계에서, 제 1 천공홀과 제 2 천공홀 간 이격된 간격은 천공할 때 사용되는 케이싱 또는 천공홀의 내경 보다 작은 간격을 가지게 형성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 제 1 시공단계 내지 제 6 시공단계의 각 천공홀은 지반굴착장비의 상부 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 강관 케이싱을 서로 다른 방향으로 회전시켜 암반부까지 매립하면서 토사를 배출한 후 스크류 및 케이싱을 인발하여 형성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 제 6 시공단계는 제 1 시트파일의 일측단 체결부와 배치 방향을 반대로 하여 체결된 제 2 시트파일의 타측단 체결부 상단에 가이드케이싱에 형성된 시트파일 가이드부의 제 1 걸림부 또는 제 2 걸림부 중 체결가능한 구조를 가진 어느 하나의 하단을 위치시켜 체결한 후 상기 제 2 천공홀과 제 3 천공홀 사이의 지점에 제 4 천공홀까지 중첩되게 위치시킨 다음 진동 해머로 타격하여 암반부까지 매립시키는 단계일 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에 콘크리트 구조물 등을 시공하기 위한 선행 공정으로 차수와 흙막이를 동시에 수행하기 위해 시트파일을 암반에 매립 설치시 선행 매립된 시트파일과 체결되어 가이드되면서 매립되는 안내 케이싱을 암반부까지 매립한 상태에서 안내 케이싱 내부에 천공용 케이싱을 기 천공홀 간의 사이에 중첩되게 매립시킴으로써 미천공된 암반 부분이 발생하지 않아 시트파일의 파손이나 천공홀의 재시공 없이 안정적으로 시트파일을 암반에 매립 시공할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 안내 케이싱을 보인 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 진동 해머에 파지된 안내 케이싱을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 시공단계를 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 안내케이싱의 일측단을 이용한 제 2 시공단계를 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 3 시공단계를 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 4 시공단계를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 5 시공단계를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 안내케이싱의 타측단을 이용한 제 6 시공단계를 보인 예시도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 시트파일이 암반부까지 균일하게 시공된 모습을 보인 단면 예시도이고,
도 10은 종래 시트파일의 시공단계를 보인 예시도이고,
도 11은 종래 미천공된 암반부가 발생되게 시트파일이 시공된 모습을 보인 단면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 진동 해머에 파지된 안내 케이싱을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 시공단계를 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 안내케이싱의 일측단을 이용한 제 2 시공단계를 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 3 시공단계를 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 4 시공단계를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 5 시공단계를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 안내케이싱의 타측단을 이용한 제 6 시공단계를 보인 예시도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 시트파일이 암반부까지 균일하게 시공된 모습을 보인 단면 예시도이고,
도 10은 종래 시트파일의 시공단계를 보인 예시도이고,
도 11은 종래 미천공된 암반부가 발생되게 시트파일이 시공된 모습을 보인 단면 예시도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 안내 케이싱을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 진동 해머에 파지된 안내 케이싱을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 시공단계를 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 안내케이싱의 일측단을 이용한 제 2 시공단계를 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 3 시공단계를 보인 예시도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 4 시공단계를 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 제 5 시공단계를 보인 예시도이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 안내케이싱의 타측단을 이용한 제 6 시공단계를 보인 예시도이다.
본 발명에 따른 흙막이 및 차수를 위한 시트파일 시공방법은 일반적으로 사용되는 지반굴착장비의 상부 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 강관 케이싱(1)을 이용하여 천공시 이웃하는 천공홀 사이에 미천공된 암반 부분이 발생하지 않도록 선행 매립된 시트파일(2)과 체결되어 가이드되면서 매립되는 안내 케이싱(3)을 구비한 후 이를 크레인에 장치된 진동 해머를 사용하여 암반부까지 매립한 상태에서 안내 케이싱 내부에 천공용 케이싱을 기 천공홀 간의 사이에 중첩되게 매립시켜 미천공된 암반 부분이 발생하지 않도록 천공홀을 형성하도록 구성된다.
본 발명에 사용되는 안내 케이싱(3)은 기 매립된 시트파일(2)의 일측단에 체결되어 가이드되면서 진동 해머의 타격에 의해 암반부까지 매립하는 수단으로 그 구조를 살펴보면, 천공용 강관 케이싱의 외경보다 큰 내경을 가지게 형성된 케이싱 본체(31)와, 상기 케이싱 본체의 일측면에서 길이 방향을 따라 용접되어 시트파일의 어느 일측 체결부가 삽입되어 가이드되는 시트파일 가이드부(32)와, 상기 시트파일 가이드부의 상단쪽에서 케이싱 본체의 상부로 돌출형성되어 진동 해머가 파지한 상태로 타격하도록 상부방향으로 돌출된 판형의 진동해머 파지부(33)로 구성된다.
상기 시트파일 가이드부는 진동해머 파지부가 형성되는 부분을 제외하고는 거의 케이싱 본체만큼의 길이로 형성되는 길이재이다.
상기 시트파일 가이드부(32)는 시트파일이 매립 시공시 이웃하는 시트파일과 배치 방향이 반전되게 서로 엇갈리게 시공됨으로써 체결되는 시트파일(2)의 체결부(21) 위치 및 형상에 따라 대응하여 선택적으로 어느 일측이 체결되도록 "ㄱ"자로 절곡 구성된 제 1 가이드판(321) 및 제 2 가이드판(322)이 대칭되게 용접 형성되어 시트파일(2)의 어느 일측 체결부(21)에 가이드되도록 구성된다. 이와 같이 구성됨으로써 체결될 시트파일의 체결부 방향에 따라 제 1 가이드판(321) 또는 제 2 가이드판(322)이 체결되어 가이드되게 된다. 이때 상기 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판의 하단부는 시트파일과의 체결을 용이하게 하기 위해 테이퍼진 형상으로 가공할 수 있다.
또한 상기 제 1 가이드판(321) 및 제 2 가이드판(322)에 가이드되는 시트파일(2)의 체결부(21)를 포함하는 절곡부위가 빠지는 것을 방지하면서 안내케이싱(3)이 암반부까지 항타될 수 있도록 제 1 걸림부(323) 및 제 2 걸림부(324)가 케이싱 본체(31)의 일측면에서 길이방향을 따라 용접 설치되어 상기 제 1 가이드판(321) 및 제 2 가이드판(322)의 개방된 입구쪽 틈새를 작게 형성한다.
상기 제 1 걸림부 및 제 2 걸림부의 단면 형상은 한실시예로 외형이 원형 또는 사각형으로 구성될 수 있다. 이러한 걸림부는 내부가 막힌 빔을 사용할 수도 있고, 판재를 절곡하여 원형 또는 사각 단면이 나오도록 성형해도 된다. 다만 측방향으로 시트파일과 체결한 부분이 빠지지 않을 정도의 틈새를 형성할 수 있는 걸림 턱 역할을 할 수 있으면 충분하다.
이와 같은 제 1 걸림부 및 제 2 걸림부가 상기 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판과 케이싱 본체 사이 개방구 입구쪽에 위치하게 형성되면 시트파일의 절곡된 끝단부쪽에 형성된 체결부 크기 때문에 상기 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판의 개방부쪽에 위치하여 용접된 제 1 걸림부 및 제 2 걸림부가 이루는 입구쪽 틈새를 통해 측방향으로는 안내 케이싱이 빠지지 않아 진동 해머의 항타시 시트파일의 일측면을 따라 안정적으로 가이드되면서 암반부까지 매립되게 된다.
상기 시트파일 가이드부의 형성 순서는 케이싱 본체의 일측면에 일측 걸림부를 용접하고 그 상부에 가이드판을 용접하고, 다시 이와 대칭되는 측면의 걸림부와 가이드판을 용접하면 된다. 물론 예시된 방법뿐만 아니라 2개의 제 1 , 2 걸림부를 각각 케이싱 본체 표면에 일정간격 이격시켜 용접 형성한 후 제 1, 2 가이드판을 각각 상부에 위치하게 케이싱 본체에 용접하여 형성할 수도 있다. 이때 대칭형상의 가이드판간에 공간부가 발생할 경우 철판 등의 메꿈재(325)를 이용하여 양측 가이드판 간 공간을 용접하면 강성이 보강되면서 메꿈을 할 수 있다.
상기 안내 케이싱의 일측 방향 가이드판 및 걸림부에 체결되어 가이드하는 시트파일은 전술한 한 실시예에 따른 바와 같이 평단면 형상 시트의 양측단이 일정각도로 절곡되어'ㄷ'자 단면을 가지고 절곡부위의 각 끝단부에는 갈고리 형상의 체결부가 말려서 형성되는데, 이러한 형상의 체결부를 가짐으로써 엇갈리게 배치된 이웃하는 시트파일의 체결부와 서로 걸려 결합되게 된다.
또한 시트파일이 체결부를 포함한 절곡부위를 가지게 형성됨으로써 상기 안내 케이싱에 형성된 시트파일 가이드부의 어느 일측 하단에 시트파일의 어느 일측단 상단부가 삽입되면 안내 케이싱이 하강하면서 안정적으로 위치가 가이드되게 된다.
이하 상기 안내케이싱 및 시트파일을 이용한 본 발명의 시트 암반 시공 방법을 도 2 내지 도 7을 참조하여 단계별로 설명한다. 단. 이하에서 설명의 편의를 위해 한 실시예로 도시된 시공방향에 따라 안내 케이싱의 시트파일 가이드부를 구성하는 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판과 제 1 걸림부 및 제 2 걸림부를 특정해서 설명하지만 이와 같은 부분의 명칭이 본 발명을 시공방법을 한정하는 것은 아니고, 시공방향이나 시트파일의 배치나 설치 형태에 따라 달라질 수 있다.
(제 1 시공 단계)
먼저 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반에서 상부면에 시트파일이 시공될 지점을 따라 가이드 빔을 형성한다. 이와 같은 가이드빔은 천공 케이싱, 시트파일 및 안내 케이싱의 매립 위치 및 매립시 해당 지점을 이탈하지 않도록 가이드하면서 지지하는 역할도 하게 된다. 가이드빔은 주로 마주보는 한쌍의 H빔으로 이루어지는데 폭 간격은 적어도 가장 큰 직경을 가지는 안내 케이싱이 매립될 수 있을 정도의 폭을 가지게 형성하면 된다.
이후 마주보게 가이드 빔이 형성된 어느 일지점 내에 지반굴착장비의 상부 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 케이싱을 사용하여 회전 하강시켜 매립층, 토사층, 풍화토를 거쳐 하부 암반부까지 매립한 후 스크류와 케이싱을 인발하여 암반부까지 관통한 제 1 천공홀을 형성한다.
이후 상기 제 1 천공홀과 일정 간격 이격된 지점에 제 2 천공홀을 형성한다. 이때 제 1 천공홀과 제 2 천공홀 간 이격된 간격은 천공할 때 사용되는 케이싱 또는 천공홀의 내경 보다 작은 간격을 가지게 한다.
이후 제 1 천공홀에 제 1 시트파일을 매립 설치한다.
(제 2 시공단계)
크레인에 메달린 진동 해머로 가이드케이싱의 상단부에 돌출 형성된 진동해머 파지부를 파지한 상태에서 들어올려 상기 제 1 천공홀과 제 2 천공홀 사이의 지점에 위치시킨 다음 가이드케이싱에 형성된 시트파일 가이드부의 제 2 걸림부의 하단에 상기 제 1 시공단계에 형성된 제 1 시트파일의 상단부 시공진행 방향쪽 일측 체결부쪽을 삽입시켜 끼운다.
이후 제 1 시트파일과 체결된 안내 케이싱을 진동 해머로 타격하여 암반부까지 매립시킨다.
(제 3 시공단계)
가이드케이싱이 제 1 시트파일의 일측단에 의해 가이드되면서 암반부까지 매립되면, 지반굴착장비를 이용하여 상기 가이드케이싱과 접하게 케이싱을 위치시켜 제 2 천공홀과 일부 중첩된 상태에서 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 케이싱을 사용하여 회전 하강시켜 매립층, 토사층, 풍화토를 거쳐 하부 암반부까지 매립한 후 스크류와 케이싱을 인발하여 암반부까지 관통한 제 3 천공홀을 형성한다.
(제 4 시공단계)
이후 상기 가이드케이싱 내부에 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 케이싱을 위치시켜 제 1 천공홀과 제 2 천공홀이 중첩된 상태에서 회전 하강시켜 매립층, 토사층, 풍화토를 거쳐 하부 암반부까지 매립한 후 스크류와 케이싱을 인발하여 암반부까지 관통한 제 4 천공홀을 형성한다.
이후 제 1 시트파일의 일측단과 체결된 가이드케이싱을 인발시킨다.
(제 5 시공단계)
이후 제 1 천공홀, 제 4천공홀 및 제 2 천공홀이 서로 연통되게 연결되면, 상기 가이드케이싱과 체결되었던 제 1 시트파일의 일측단에 형성된 체결부 상단에 진동해머가 상기 제 1 시트파일과 반대 방향으로 배치하여 파지한 제 2 시트파일의 타측단 하단부를 위치시켜 체결한 다음 진동해머로 제 2 시트파일을 타격하여 상기 제 1 천공홀, 제 4천공홀 및 제 2 천공홀이 중첩된 지점의 암반부까지 매립시킨다.
(제 6 시공단계)
상기와 같이 제 1 시트파일의 일측단 체결부와 배치 방향을 반대로 하여 제 2 시트파일의 타측단 체결부가 결합되어 매립된 상태에서 크레인에 메달린 진동 해머로 가이드케이싱의 상단부에 돌출 형성된 진동해머 파지부를 파지한 상태에서 들어올려 상기 제 2 천공홀과 제 3 천공홀 사이의 지점에 제 4 천공홀까지 중첩되게 위치시킨 다음 가이드케이싱에 형성된 시트파일 가이드부의 제 1 걸림부 하단에 상기 제 5 시공단계에 형성된 제 2 시트파일의 상단부 시공진행 방향쪽 타측 체결부쪽을 삽입시켜 끼운다.
이후 제 2시트파일과 체결된 가이드케이싱을 진동 해머로 타격하여 암반부까지 매립시킨다.
이후 상기 가이드케이싱과 접하게 케이싱을 위치시켜 제 3 천공홀과 일부 중첩된 상태에서 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 케이싱을 사용하여 회전 하강시켜 매립층, 토사층, 풍화토를 거쳐 하부 암반부까지 매립한 후 스크류와 케이싱을 인발하여 암반부까지 관통한 제 5 천공홀을 형성한다.
(반복 시공단계)
상기 제 6 시공단계 후, 가이드케이싱 내부에 천공홀을 형성한 후 시트파일을 매립하여 선 시공된 시트파일과 체결하고, 이후 가이드케이싱을 인발 후 새로 매립된 시트파일에 가이드시켜 매립한 다음 가이드케이싱과 접하는 진행방향 외부에 천공홀을 형성하는 공정을 반복하여 시트파일을 암반부에 시공한다.
상기와 같은 반복 시공에 따라 시공 대상 지점에 모든 시트파일의 매립이 끝나면 지반에 설치된 가이드빔을 철거하면 시공이 완료된다.
또한 상기 시공 단계 설명에서 미설명하였지만 천공홀에 매립된 시트파일이 넘어가지 않도록 조립된 시트파일의 주변 천공홀 내부에 시공 진행 단계에 따라 토사로 매꿔 지지케 할 수 있음은 물론이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 시트파일이 암반부까지 균일하게 시공된 모습을 보인 단면 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 시트파일의 시공방법은 상기 제 1 시공단계 내지 제 6 시공단계에 따른 시공절차를 수행함으로써 암반부까지 천공된 시트파일에 이웃하는 시트파일을 시공하기 전에 안내 케이싱이 기 매립된 시트파일의 일측단을 통해 안내케이싱의 시트파일 가이드부 일측이 체결되어 가이드된 상태로 암반부까지 하강하여 매립되고, 이후 안내케이싱이 암반부에 매립된 상태에서 안내케이싱 내측에 천공용 케이싱을 위치시킨 후 회전 하강시키면서 케이싱 내부에 설치된 스크류를 통해 토사와 암반을 배출함으로써 케이싱이 암반부에 매립되는 과정에서 어느 일측으로 밀리지 않고 안정적으로 하강하여 미천공된 암반부가 발생하지 않게 된다.
이로 인해 기매립된 시트파일에 새로운 시트파일을 체결시 파손이나 천공부의 재시공없이 안정적으로 암반부까지 매립되어 시공되게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1) : 케이싱 (2) : 시트파일
(3) : 안내케이싱 (4) : 천공홀
(21) : 체결부 (31) : 케이싱본체
(32) : 시트파일 가이드부 (33) : 진동해머 파지부
(321) : 제 1 가이드판 (322) : 제 2 가이드판
(323) : 제 1 걸림부 (324) : 제 2 걸림부
(325) : 메꿈재
(3) : 안내케이싱 (4) : 천공홀
(21) : 체결부 (31) : 케이싱본체
(32) : 시트파일 가이드부 (33) : 진동해머 파지부
(321) : 제 1 가이드판 (322) : 제 2 가이드판
(323) : 제 1 걸림부 (324) : 제 2 걸림부
(325) : 메꿈재
Claims (7)
- 수분 함량이 많은 연약 지반이나 점토질 지반의 하부 암반부에 시트파일을 시공하는 방법에 있어서,
암반부까지 천공된 제 1 천공홀과 제 2 천공홀을 일정간격 이격되게 형성한 후 상기 제 1 천공홀에 제 1 시트파일을 매립 설치하는 제 1 시공단계와;
상기 제 1 천공홀과 제 2 천공홀 사이에 가이드케이싱을 위치시킨 다음 선시공된 제 1 시트파일의 일측 체결부 상단을 가이드케이싱의 시트파일 가이드부 하단과 체결하여 가이드된 상태로 타격하여 암반부까지 매립시키는 제 2 시공단계와;
상기 매립된 가이드케이싱과 접하면서 상기 제 2 천공홀과 일부 중첩된 상태로암반부까지 제 3 천공홀을 형성하는 제 3 시공단계와;
상기 매립된 가이드케이싱 내부에 상기 제 1 천공홀 및 제 2 천공홀과 중첩되어 연통되는 제 4 천공홀을 형성한 후, 상기 제 1 시트파일의 일측단과 체결된 가이드케이싱을 인발시키는 제 4 시공단계와;
상기 제 1 시트파일의 일측단 체결부 상단부에 반대 방향으로 배치된 제 2 시트파일의 체결부 하단부를 체결한 후 타격하여 암반부까지 매립시키는 제 5 시공단계와;
매립된 제 2 시트파일의 체결부 상단을 가이드케이싱의 시트파일 가이드부 하단과 체결하여 가이드된 상태로 타격하여 암반부까지 매립시키고, 상기 가이드케이싱과 접하게 제 5 천공홀을 암반부까지 형성하는 제 6 시공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 6시공 단계 후, 가이드케이싱 내부에 천공홀을 형성한 후 시트파일을 매립하여 선 시공된 시트파일과 체결하고, 이후 가이드케이싱을 인발 후 새로 매립된 시트파일에 가이드시켜 매립한 다음 가이드케이싱과 접하는 진행방향 외부에 천공홀을 형성하는 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 안내 케이싱은, 천공용 케이싱의 외경보다 큰 내경을 가지게 형성된 케이싱 본체와; 상기 케이싱 본체의 일측면에서 길이 방향을 따라 용접되어 시트파일의 어느 일측 체결부가 삽입되어 가이드되는 시트파일 가이드부와; 상기 시트파일 가이드부의 상단쪽에서 케이싱 본체의 상부로 돌출 형성된 진동해머 파지부로 구성된 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 시트파일 가이드부는, 시트파일의 체결부 위치 및 형상에 따라 시트파일 가이드부의 일측 또는 타측 중에서 선택적으로 체결하여 가이드되도록 "ㄱ"자로 절곡 구성된 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판이 대칭되게 케이싱 본체의 길이방향으로 따라 용접되어 형성되고, 상기 제 1 가이드판 및 제 2 가이드판의 개방된 입구쪽에는 각각 제 1 걸림부 및 제 2 걸림부가 케이싱 본체에 길이방향으로 용접되어 형성된 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 시공단계에서, 제 1 천공홀과 제 2 천공홀 간 이격된 간격은 천공할 때 사용되는 케이싱 또는 천공홀의 내경 보다 작은 간격을 가지게 형성한 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 시공단계 내지 제 6 시공단계의 각 천공홀은 지반굴착장비의 상부 스크류오거와 하부 케이싱오거에 각각 설치된 스크류와 링비트가 부착된 강관 케이싱을 서로 다른 방향으로 회전시켜 암반부까지 매립하면서 토사를 배출한 후 스크류 및 케이싱을 인발하여 형성한 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 6 시공단계는 제 1 시트파일의 일측단 체결부와 배치 방향을 반대로 하여 체결된 제 2 시트파일의 타측단 체결부 상단에 가이드케이싱에 형성된 시트파일 가이드부의 제 1 걸림부 또는 제 2 걸림부 중 체결가능한 구조를 가진 어느 하나의 하단을 위치시켜 체결한 후 상기 제 2 천공홀과 제 3 천공홀 사이의 지점에 제 4 천공홀까지 중첩되게 위치시킨 다음 진동 해머로 타격하여 암반부까지 매립시키는 단계인 것을 특징으로 하는 안내 케이싱을 이용한 시트파일 시공방법.
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