KR101710718B1 - Pc 벽체와 pc슬래브의 연결방법과, 그 연결방법이 적용되어 시공된 모듈식 지하구조물 - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them

Abstract

본 발명은 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 탑 다운 시공방법, 그 시공방법에 의해 시공된 모듈식 지하구조물 및 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 다수의 PC 벽체와 PC 슬래브를 제작하여, 현장으로 운반하는 단계; 폭방향으로 특정간격 이격되도록 지반 양측에 트랜치를 굴착하고, 굴착된 각각의 트랜치에 상기 PC 벽체의 몸체부를 건입하는 단계; 건입된 상기 몸체부에 형성된 중공홀 각각에 지지용 강빔을 건입하여 상기 PC 벽체를 지지시키는 단계; 상기 몸체부의 상단 일부가 드러날 때까지 상기 PC벽체 사이의 지반 일부를 굴착하는 단계; 다수의 PC 슬래브를 투입하여, 양단을 한 쌍의 PC 벽체 상단 측에 연결시키는 단계; 노면을 복구하고, 설치된 상기 PC 슬래브의 하부 측 지반 내부를 굴착하고, 하부슬래브를 타설하는 단계; 및 상기 지지용 강빔을 철거하는 단계를 포함하는 것을 특징을 하는 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 탑 다운 시공방법에 관한 것이다.

Description

PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법과, 그 연결방법이 적용되어 시공된 모듈식 지하구조물{Method for connecting precast wall and slab, and underground structure constructed by the same}
본 발명은 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 탑 다운 시공방법, 그 시공방법에 의해 시공된 모듈식 지하구조물 및 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 저심도 개착방식(open-cut)의 토목시공기술로서 낮은 심도의 지하구조물에 대해 기존 개착시공기술에 비해 보다 저비용으로 급속하게 시공할 수 있는 방법에 관한 것이다.
기존의 개착식 시공법은 흙막이 벽체 형식에 따라 대표적으로 가시설 공법, 영구벽체공법, 자립식 공법 등으로 구분된다. 흙막이 가시설 공법은 강재 엄지말뚝(H-파일)과 토류판, 가시설(띠장, 버팀대 등)을 이용하여 굴착벽을 지지하는 엄지말뚝 공법과, 강 널말뚝(Sheet-pile)과 가시설을 이용하여 굴착벽을 지지하는 강 널말뚝 공법 등이 있다.
도 1은 종래 흙막이공(2)과 지반보강공(3)이 적용된 지하구조물(1)의 단면도를 도시한 것이다. 이러한 공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 가시설을 이용한 흙막이공(2)과 지반보강공(3)이 필요하게 되고, 이는 전체 시공비용의 34%를 차지하게 된다. 즉, 가시설과 지반보강으로 건설 공기 및 공사비 측면에서 불리한 단점을 갖는다. 또한, 협소한 지하 환경하에서, 현장타설에 의한 지하구조물을 시공하게 되므로, 구조물 품질이 저하되고 건설 공기측면에서 불리하여 상부 도로 교통 혼잡이 장기화되는 문제점을 갖는다.
또한, 영구벽체 공법은, 소일콘크리트로 흙막이벽을 형성하여 굴착벽을 지지하는 Soil Cement Wall(SCW)공법과, 현장타설 콘크리트 말뚝을 연속적으로 시공하여 굴착벽을 지지하는 현장타설식 주열말뚝벽체(Cast-In-place Pile, CIP)공법과, 수직벽체 형태로 굴착후 철근콘크리트를 타설하거나, 프리캐스트 벽체를 이용하여 굴착벽을 지지하는 지하연속벽체 공법 등이 존재한다.
도 2는 종래 영구벽체 공법이 적용된 지하구조물의 단면도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 지하연속벽 본체(7)를 영구 벽체로 이용하게 되나, 도 2의 점선으로 도시된 바와 같이, 본체 상하부에 고비용의 벽체 돌출량이 과다하여 낭비되는 부분이 크고, 강재버팀보(4)로 벽체를 지지한 후, 현장에서 상부슬래브(5)와 하부슬래브(6)를 타설하여 축조하게 되므로 강재버팀보 설치에 따른 경제성 저하, 슬래브 현장 타설로 건설 공기측면에서 불리하여 상부 도로 교통 혼잡이 장기화되는 문제점을 갖는다.
최근에는 작업공간 제약을 배제하기 위해, H-빔 받침대, 띠장과 강선으로 구성된 IPS시스템을 굴착벽에 거치하고, 강선의 긴장력으로 지지하는 IPS(Innovative Prestressed Support)공법 등의 자립식 공법을 적용하기도 하나, 이 또한, 가시설이 많은 관계로 시공비가 비사 특수 현장에 활용되며, 저심도 공법으로 적용하기에는 경제성과 급속시공 측면에서 불리한 문제가 존재한다.
또한, 지자체에서 기존 터널방식의 중전철보다 적은 건설비로 도시철도를 건설하기 위해 고가방식의 경전철을 도입하였으나, 소음·진동, 도시경관, 사생활 침해 등의 민원으로 시민들은 지하철과 같은 지하방식으로 건설을 요구하고 있는 실정이다.
지하방식의 경전철 건설수요가 더욱 증대될 것으로 예상되고, 고가방식의 건설비보다 2배 이상이 비싼 지하방식에 대해 저비용으로 시공이 가능한 저심도 시공기술의 개발이 요구되었다.
앞서 언급한 기존 개착 시공법으로는 지장물 이설이 필요하거나, 개착시 흙막이를 위한 별도의 가시설 설치와 지반보강이 필요한 관계로 건설비가 추가 소요되고, 가시설 설치 및 현장타설에 의한 지하구조물 시공으로 인해 공기가 길어져 이로 인해 장기간 상부 개착에 의해 도로교통혼잡을 유발할 수밖에 없으며, 가시설로 인한 작업공간 제약의 문제점이 존재한다.
따라서 저심도는 도로를 따라 낮은 심도에 지하구조물이 시공되는 관계로, 지장물 이설없이 시공이 가능하고 급속한 시공으로 상부 도로교통 혼잡을 최소화하면서 가시설이 불필요한 저비용 및 급속 개착시공기술의 개발이 요구되었다.
KR 101364805 KR KR 101363878 KR KR 101088158 KR JP 3893056 JP
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 지장물 이설없이 시공이 가능하고 급속한 시공으로 상부 도로교통 혼잡을 최소화하면서 가시설이 불필요한 저비용 및 급속 개착시공방법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 프리캐스트 PC 벽체와 상부 프리캐스트 슬래브를 각각 흙막이 벽체와 이를 지지하는 버팀보(strut)로 활용하면서, 별도의 지하구조물 현장타설 시공없이 프리캐스트 PC 벽체 및 상부 슬래브를 지하구조물의 영구구조체로 활용하는 고품질의 모듈식 지하구조물 및 그 탑 다운 시공방법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 급속시공을 위해 지장물 구간에도 문제없이 시공이 될 수 있도록 지장물 방향과 동일한 방향으로 투입후 회전되어 거치, 연결되는 모듈식 시공에 적용되는 프리캐스트 상부슬래브 및 PC 슬래브의 연결방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 급속시공을 위해 프리캐스트 상부 슬래브를 모듈식으로 제작, 현장에서 연결 조립·시공하며, 슬래브 자체가 벽체를 지지하는 스트럿 역할을 하며 버팀보가 별도 필요없는 시공방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고품질의 프리캐스트 벽체 및 상부슬래브를 제작하고, 모듈 구조체간 연결부를 조립 연결하여 기존 가시설 공법 대비 공기 50%이상을 단축(1m/일 → 2.4m/일)할 수 있는 급속시공방법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 프리캐스트 벽체를 흙막이 벽체겸 지하구조물 본체로 활용이 가능하고, 프리캐스트 상부슬래브는 버팀보로 활용하여 기존 가시설로 인한 작업공간제약을 해소할 수 있어 기존 가시설공법 대비 건설비를 10%이상 절감(20백만원/m → 17.2백만원/m)할 수 있는 지하구조물을 가시설재로 활용하게 되는 저비용 시공방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상부 슬래브 구축 후, 급속 노면복구 가능으로 도로교통혼잡을 최소화하여 공종 단순화 및 통합화로 공기를 단축할 수 있는 탑-다운(Top-Down)공법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상부슬래브를 하프(half)-프리캐스트 모듈화하여 제작, 거치하게 되므로 지장물 유무와 상관없이 시공이 가능하고, 상부 슬래브의 레벨조정, 벽체간 커플러 체결 및 종향향 텐던에 의해 PC 슬래브간을 연결하여 정밀 강결시공이 가능하고, 하프-프리캐스트 슬래브 상단을 현장 타설 콘크리트로 시공하게 됨으로써 강결 및 방수효과를 증대시켜 급속시공 및 조기 노면복구로 상부도로교통 혼잡을 최소화할 수 있는 PC슬래브와 PC 벽체간의 연결방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 슬래브 상단(현장타설부)은 PC 벽체에 매립된 철근과 현장타설부 철근간은 커플러를 통해 체결하여 배근하여 타설하고, 슬래브 하단(모듈구조체 부분(PC 슬래브))은 PC 벽체에 매립된 C-채널과 T-볼트를 이용하여 슬래브 철근과 연결, 체결시키고, 슬래브 하부에 지지용 형강과 높이 조절용 플레이트를 설치하여 슬래브 레벨 조정을 통한 정밀 시공이 가능한 PC 벽체와 PC 슬래브 간 연결방법을 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제1목적은, 지하구조물의 시공방법에 있어서, 다수의 PC 벽체와 PC 슬래브를 제작하여, 현장으로 운반하는 단계; 폭방향으로 특정간격 이격되도록 지반 양측에 트랜치를 굴착하고, 굴착된 각각의 트랜치에 상기 PC 벽체의 몸체부를 건입하는 단계; 건입된 상기 몸체부에 형성된 중공홀 각각에 지지용 강빔을 건입하여 상기 PC 벽체를 지지시키는 단계; 상기 몸체부의 상단 일부가 드러날 때까지 상기 PC벽체 사이의 지반 일부를 굴착하는 단계; 다수의 PC 슬래브를 투입하여, 양단을 한 쌍의 PC 벽체 상단 측에 연결시키는 단계; 노면을 복구하고, 설치된 상기 PC 슬래브의 하부 측 지반 내부를 굴착하고, 하부슬래브를 타설하는 단계; 및 상기 지지용 강빔을 철거하는 단계를 포함하는 것을 특징을 하는 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 탑 다운 시공방법으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 지지용 강빔은 H 파일인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 PC 벽체의 몸체부를 건입하는 단계 후에, 건입된 몸체부의 하단 측 지반에 중공홀 오거를 천공시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 PC 벽체와 상기 PC 슬래브 중 적어도 어느 하나는 프리스트레스가 도입된 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 PC 벽체 제작시, 상단 내측면에 구비되는 슬래브 철근 연결용 커플러가 매입되고, 상기 PC 슬래브 제작시, 상기 PC 슬래브 양단에 연결용 철근이 매입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 연결시키는 단계는, 상기 연결용 철근을 상기 슬래브 철근 연결용 커플러에 연결하여 상기 PC벽체와 상기 PC 슬래브를 연결하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 슬래브 철근 연결용 커플러는 상기 PC 벽체 제작시 매입되는 위치 조절용 부재에 의해 위치 조절이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 PC 벽체 제작시, 끝단이 상단 내측면에서 돌출되도록 내부에 PC 벽체 철근이 매입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 연결시키는 단계 후에, 현장타설용 철근과 상기 PC 벽체 철근을 현장타설 연결용 커플러로 연결하여 상기 PC 슬래브 상부 측으로 현장타설용 철근을 배근하고, 상기 PC 슬래브 상부측을 타설하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 위치 조절용 부재는 C-채널로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 슬래브 철근 연결용 커플러는 T-볼트로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 지하구조물에 있어서, 높이 방향으로 관통 형성된 중공홀을 갖는 몸체부, 및 시공시 상기 중공홀에 삽입되어 상기 몸체부를 지지하는 지지용 강빔을 구비하고, 종방향으로 서로 연결되는 다수의 PC벽체;양단 각각이 상기 PC 벽체의 상단부에 연결, 체결되는 다수의 PC 슬래브; 및 상기 다수의 PC 벽체 하단측으로 현장 타설되는 하부 슬래브를 포함하고, 상기 지지용 강빔은 시공 후 인발되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 PC 벽체의 상부 내측면에는 거치턱이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 PC 슬래브는 폭방향을 관통하는 적어도 하나의 관통홀이 형성되고, 다수의 PC슬래브 각각의 관통홀에 삽입되어 종방향으로 긴장시켜 장착되는 종방향 긴장재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 PC 슬래브는 양단에 연결용 철근이 매입되어 제작되고, 상기 PC 벽체는 거치턱 내측면에 위치 조절용 부재가 매입되어 제작되며, 상기 연결용 철근은 상기 위치 조절용 부재에 장착되어 위치가 조절되는 슬래브 철근용 커플러에 의해 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 PC 벽체는 제작시 내부에 PC 벽체 철근이 매입되고, 상부 슬래브는, 현장 타설용 철근 연결용 커플러에 의해 상기 PC 슬래브 상부로 철근이 배근되어 상기 PC 슬래브 상부로 콘크리트를 타설하여 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 지하구조물에 있어서, 앞서 언급한 제1목적에 따른 시공방법에 의해 시공된 것을 특징으로 하는 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물로서 달성될 수 있다.
본 발명의 제4목적은, 지하구조물을 구성하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법에 있어서, 다수의 PC 벽체와 PC 슬래브를 제작하여, 현장으로 운반하는 단계; 폭방향으로 특정간격 이격되도록 지반 양측에 트랜치를 굴착하고, 상기 굴착된 각각의 트랜치에 상기 PC 벽체를 건입하는 단계; 상기 PC 벽체의 상단 일부가 드러날 때까지 상기 PC벽체 사이의 지반 일부를 굴착하는 단계; 및 다수의 PC 슬래브를 투입하여, 상기 PC 슬래브 양단에 매입된 연결용 철근을 슬래브 철근 연결용 커플러에 의해 한 쌍의 PC 벽체 상단측 각각에 연결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 연결시키는 단계는, 상기 PC 벽체 내측면에 슬래브 지지용 형강을 설치하는 단계; 상기 슬래브 지지용 형강에 의해 지지되도록 상기 한 쌍의 PC 벽체 사이로 상기 PC 슬래브를 거치시키는 단계; 및 상기 PC 벽체 내측면에 매입된 위치 조절용 부재에 슬래브 철근 연결용 커플러를 설치하고, 위치를 조절하며 상기 PC 슬래브에 매입된 연결용 철근을 슬래브 철근 연결용 커플러에 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 PC 슬래브를 거치시키는 단계는, 상기 슬래브 지지용 형강의 상부로 높이 조절용 플레이트를 설치하여 높이를 조절하며 상기 PC 슬래브를 거치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 슬래브 철근 연결용 커플러에 연결시키는 단계 후에, 상기 PC 벽체 제작시 매입설치된 PC 벽체 철근을 현장 타설철근 연결용 커플러를 통해 현장타설부 철근과 연결시켜 상기 PC 슬래브의 상부측인 현장타설부 내에 철근을 배근하는 단계; 현장타설부에 콘크리트를 타설하여 상부 슬래브를 제작하는 단계; 및 양생 후, 슬래브 지지용 형강을 제거하고, 내부를 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제5목적은, 지하구조물에 있어서, 앞서 언급한 제4목적에 따른 연결방법이 적용되어 시공된 것을 특징으로 하는 모듈식 지하구조물로서 달성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지장물 이설없이 시공이 가능하고 급속한 시공으로 상부 도로교통 혼잡을 최소화하면서 가시설이 불필요한 저비용 및 급속 개착시공방법을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 프리캐스트 PC 벽체와 상부 프리캐스트 슬래브를 각각 흙막이 벽체와 이를 지지하는 버팀보(strut)로 활용하면서, 별도의 지하구조물 현장타설 시공없이 프리캐스트 PC 벽체 및 상부 슬래브를 지하구조물의 영구구조체로 활용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 시공에 적용되는 프리캐스트 상부슬래브를 적용하게 됨으로써 급속시공을 위해 지장물 구간에도 문제없이 시공이 될 수 있도록 지장물 방향과 동일한 방향으로 투입 후 회전되어 거치, 연결할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 급속시공을 위해 프리캐스트 상부 슬래브를 모듈식으로 제작, 현장에서 연결 조립·시공하며, 슬래브 자체가 벽체를 지지하는 스트럿 역할을 하며 버팀보가 별도 필요없는 장점을 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고품질의 프리캐스트 벽체 및 상부슬래브를 제작하고, 모듈 구조체간 연결부를 조립 연결하여 기존 가시설 공법 대비 공기 50%이상을 단축(1m/일 → 2.4m/일)할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 프리캐스트 벽체를 흙막이 벽체겸 지하구조물 본체로 활용이 가능하고, 프리캐스트 상부슬래브는 버팀보로 활용하여 기존 가시설로 인한 작업공간제약을 해소할 수 있어 기존 가시설공법 대비 건설비를 10%이상 절감(20백만원/m → 17.2백만원/m)할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상부 슬래브 구축 후, 급속 노면복구 가능으로 도로교통혼잡을 최소화하여 공종 단순화 및 통합화로 공기를 단축할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상부슬래브를 하프(half)-프리캐스트 모듈화하여 제작, 거치하게 되므로 지장물 유무와 상관없이 시공이 가능하고, 상부 슬래브의 레벨조정, 벽체간 커플러 체결 및 종향향 텐던에 의해 PC 슬래브간을 연결하여 정밀 강결시공이 가능하고, 하프-프리캐스트 슬래브 상단을 현장 타설 콘크리트로 시공하게 됨으로써 강결 및 방수효과를 증대시켜 급속시공 및 조기 노면복구로 상부도로교통 혼잡을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 슬래브 상단(현장타설부)은 PC 벽체에 매립된 철근과 현장타설부 철근간은 커플러를 통해 체결하여 배근하여 타설하고, 슬래브 하단(모듈구조체 부분(PC 슬래브))은 PC 벽체에 매립된 C-채널과 T-볼트를 이용하여 슬래브 철근과 연결, 체결시키고, 슬래브 하부에 지지용 형강과 높이 조절용 플레이트를 설치하여 슬래브 레벨 조정을 통한 정밀 시공이 가능한 효과를 갖는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 종래 흙막이공과 지반보강공이 적용된 지하구조물의 단면도,
도 2는 종래 영구벽체 공법이 적용된 지하구조물의 단면도,
도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 단면도,
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체들이 연결된 지하구조물 벽체의 부분 평면도,
도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체의 연결부의 평면도,
도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 부분 평면도,
도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체와 PC 슬래브 연결부의 부분 측면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물의 탑 다운 시공방법의 흐름도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 트랜치가 굴착되고, 트랜치에 PC 벽체가 건입되는 상태의 단면도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 중공 홀 오거를 천공하는 상태의 단면도,
도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 지지용 강빔(H-파일)을 건입한 상태의 단면도,
도 5d는 본 발명의 일실시에에 따라 상부를 굴착하고 지장물 보호공을 설치한 상태의 단면도,
도 5e는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 슬래브를 투입하는 상태의 단면도,
도 5f는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브를 거치한 상태의 단면도,
도 5g는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브를 PC 벽체에 연결한 상태의 단면도,
도 5h는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브 상부측에 콘크리트를 타설한 상태의 단면도,
도 5i는 본 발명의 일실시예에 따라 노면을 복구하는 상태의 단면도,
도 5j는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 슬래브 하부의 지반을 굴착하는 상태의 단면도,
도 5k는 본 발명의 일실시예에 따라 하부슬래브가 타설된 상태의 단면도,
도 5l은 본 발명의 일실시예에 따라 지지용 강빔(H-파일)을 철거하고 공극을 그라우팅하여 시공이 완료된 지하구조물의 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체의 사시도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체의 연결부의 평면도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 탄성체가 구비된 PC 벽체의 연결부의 평면도,
도 7c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체의 연결부의 평면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔을 이용한 PC벽체의 연결방법의 흐름도,
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따라 안내벽과 트랜치를 굴착한 상태의 부분 평면도,
도 9b는 본 발명의 일실시예에 따라 굴착된 트랜치에 PC 벽체를 설치한 상태의 부분 평면도,
도 9c는 본 발명의 일실시예에 따라 측면보호판을 설치하고, 인접부위를 트랜치 굴착한 상태의 부분 평면도,
도 9d는 본 발명의 일실시예에 따라 설치된 PC 벽체으 삽입홈에 패널 가이드를 삽입한 상태의 부분 평면도,
도 9e는 본 발명의 일실시에에 따라 인접부위 트랜치에 PC벽체를 설치한 상태의 부분 평면도,
도 9f는 본 발명의 일실시예에 따라 패널 가이드를 제거하고 지수부재를 삽입한 상태의 부분 평면도
도 9g는 본 발명의 일실시예에 따라 지수부재의 지수공에 그라우팅하여 가압한 상태의 부분 평면도,
도 9h는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 벽체 연결을 반복시공한 상태의 부분 부분 평면도,
도 9i는 본 발명의 일실시예에 따라 패널 고정용 시멘트 밀크를 주입한 상태의 부분 평면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체들이 연결된 지하구조물 벽체의 부분 평면도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 지하구조물을 구성하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법의 흐름도,
도 12a는 본 발명의 일실시예에 따라 트랜치를 굴착하고, C-채널이 매입되어 시공된 PC 벽체를 트랜치에 설치하고, 상부 지반이 굴착된 상태의 부분 측면도,
도 12b는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 벽체의 거치턱 측면에 슬래브 지지용 형강을 설치하고, 슬래브 철근 연결용 커플러를 설치한 상태의 부분 측면도,
도 12c는 본 발명의 일실시예에 따라 거치턱과 슬래브 지지용 형강에 PC 슬래브를 거치한 상태의 부분 측면도,
도 12d는 본 발명의 일실시예에 따라 슬래브 철근 연결용 커플러를 통해 슬래브 철근을 연결하고, 현장타설 철근 연결용 커플러를 통해 현장타설부 철근을 연결하여 배근한 상태의 부분 측면도,
도 12e는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브 상부를 타설한 상태의 부분 측면도,
도 12f는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 슬래브 하단 지반을 굴착하고, 슬래브 지지용 형강을 제거한 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 프리캐스트(PC) 벽체(110)를 이용한 모듈식 지하구조물(100), 그 모듈식 지하구조물(100)의 탑-다운 시공방법, PC 벽체(110) 간의 연결방법 그리고, PC 벽체(110)와 프리캐스트(PC) 슬래브(60) 간의 연결방법에 대해 설명하도록 한다.
<모듈식 지하구조물의 구성>
본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 지하구조물(100)은 별도의 흙막이공 및 지반보강공, 버팀보를 필요로 하지 않고, 벽체와 슬래브 모두가 프리캐스트로 구성되어 현장에서 조립, 체결되는 방식으로 급속시공이 가능하다.
도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)를 이용한 모듈식 지하구조물(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)들이 연결된 지하구조물 벽체의 부분 평면도를 도시한 것이다. 또한, 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)의 연결부의 평면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)를 이용한 모듈식 지하구조물(100)의 부분 평면도를 도시한 것이다. 또한, 도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)와 PC 슬래브(60) 연결부의 부분 측면도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 지하구조물(100)은, 다수의 PC 벽체(110), 다수의 PC 슬래브(60) 및 현장타설되는 하부슬래브(70) 등으로 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)는 도 3a, 도 3b에 도시된 바와 같이, 높이 방향으로 관통 형성된 중공홀(11)을 갖는 몸체부(10), 및 시공시 중공홀(11)에 삽입되어 몸체부(10)를 지지하는 지지용 강빔을 구비하고 있고, 시공시 종방향으로 서로 연결되어 짐을 알 수 있다.
또한, 이러한 지지용 강빔은 시공시 몸체부(10)를 지반으로부터 지지하게 되고, 모듈식 지하구조물(100) 시공 후 인발하여 재사용되게 된다. 이러한 지지용 강빔은 구체적 실시예에서 H 파일(40)로 구성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)는 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 시공시, 몸체부(10)의 일측면과, 이러한 일측면과 접촉되는 인접된 몸체부(10)의 타측면은 서로 형상맞춤되어 지도록 전단키 구조를 형성하게 됨을 알 수 있다.
즉, 몸체부(10)의 일측면에는 외측으로 돌출된 이격방지용 턱(12)이 형성되고, 인접함 몸체부(10)의 타측면에는 이격방지용 턱(12)과 형상맞춤되어 지도록 내측으로 삽입된 이격방지용 홈(13)이 형성되어지게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)는 도 3c에 도시된 바와 같이, 이격방지용 턱(12)과 상기 이격방지용 홈(13) 각각에는 내측으로 오목한 삽입홈(14)이 형성되어짐을 알 수 있다. 따라서, 몸체부(10)가 서로 접촉된 상태에서, 이러한 삽입홈(14)으로 지수공(21)이 구비된 지수부재(20)가 설치되어지게 되고, 시공시, 이러한 지수공(21)으로 팽창재(22)가 그라우팅되어 가압하게 됨으로써 PC 벽체(110) 간의 이격 공간없이 견고하게 체결될 수 있도록 구성된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 PC 슬래브(60) 양단 각각은 후에 상세히 설명되는 바와 같이, PC 벽체(110)의 상단부에 연결, 체결되게 된다. 또한, 하부슬래브(70)는 다수의 PC 벽체(110) 하부 측으로 현장타설되게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)는 도 3e에 도시된 바와 같이, 상부 내측면에 거치턱(15)이 형성되어, 시공시 설치되는 슬래브 지지용 형강(54)과 함께 PC 슬래브(60)를 지지하게 됨을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 PC 슬래브(60)는 도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 양단 각각에 연결용 철근(61)이 매입되어 제작되게 됨을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)는 도 3e에 도시된 바와 같이, 거치턱(15) 내측면에 위치 조절용 부재(52)가 매입되어 제작되게 되고, 내부에 PC 벽체 철근(53)이 매입되어 제작되게 된다.
따라서, 후에 상세히 설명되는 바와 같이, 제작시 PC 슬래브(60)에 매입된 연결용 철근(61)은 PC 벽체(110)에 매입된 위치 조절용 부재(52)에 장착되어 위치가 조절되는 슬래브 철근 연결용 커플러(51)에 의해 연결되어 PC 벽체(110)와 PC 슬래브(60)가 연결되게 된다. 또한, 현장 타설용 철근 연결용 커플러(63)에 의해 PC 슬래브(60) 상부로 현장타설용 철근(62)이 배근되어 PC 슬래브(60) 상부로 콘크리트(66)를 타설하여 상부슬래브가 시공되게 된다.
또한, 본 발명의 PC 벽체(110)와 PC 슬래브(60)는 제작시 프리스트레스가 도입된 구조로 구성될 수 있다. 즉, 타설 전 축방향으로 긴장재를 인장하고 긴장력이 도입된 상태에서 PC벽체(110)와 PC슬래브(60)를 타설하거 프리텐션을 도입하여 제작될 수도 있고, 타설시 쉬즈관을 매입하고 타설 후 긴장재를 쉬즈관에 삽입하여 긴장력을 도입할 수도 있다. 그리고, 후에 설명되는 바와 같이, 다수의 PC 슬래브(60)를 종방향으로 결합시키기 위해 폭방향으로 다수의 쉬즈관을 매입시켜 PC 슬래브(60)를 제작할 수도 있다.
<탑-다운 시공방법>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 지하구조물(100)의 전체적인 탑-다운 시공방법에 대해 설명하도록 한다.
공장에서 앞서 언급한 다수의 PC 벽체(110)와 PC 슬래브(60)를 제작하게 되고, 현장으로 운반하게 된다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)를 이용한 모듈식 지하구조물(100)의 탑 다운 시공방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 폭방향으로 특정간격 이격되도록 지반 양측에 트랜치(9)를 굴착하고, 굴착된 각각의 트랜치(9)에 PC 벽체(110)의 몸체부(10)를 건입하게 된다(S1). 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라 트랜치(9)를 굴착하고, 트랜치(9)에 PC 벽체(110)의 몸체부(10)가 건입한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
그리고, 지지용 강빔을 삽입하기 위해, 건입된 PC벽체(110)의 몸체부(10) 하부측에 중공홀 오거(8)를 천공하게 된다(S2). 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 중공 홀 오거(8)를 천공하는 상태의 단면도를 도시한 것이다.
다음으로, 건입된 PC 벽체(110)의 몸체부(10)에 형성된 중공홀(11) 각각에 지지용 강빔을 건입하여 PC 벽체(110)를 지지시키게 된다(S3). 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 지지용 강빔(H-파일(40))을 건입한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
지지용 강빔을 건입한 후, PC 벽체(110)의 몸체부(10) 상단 일부가 드러날 때까지 PC벽체(110) 사이의 지반 일부를 굴착하고 지장물 보호공을 설치하게 된다(S4). 도 5d는 본 발명의 일실시에에 따라 상부를 굴착하고 지장물 보호공을 설치한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
상부지반 일부를 굴착한 후, 이송 장비를 통해 PC 슬래브(60)를 투입하게 된다(S5). 도 5e는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 슬래브(60)를 투입하는 상태의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 투입된 PC슬래브(60)를 회전시켜 PC 슬래브(60)를 PC 벽체(110) 상단에 거치시키게 된다(S6). 도 5f는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브(60)를 거치한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
그리고, PC 슬래브(60)를 PC 벽체(110)에 거치시킨 후, PC슬래브(60) 양단을 한 쌍의 PC 벽체(110) 상단 측 각각에 연결시키게 된다(S7). 연결시키는 방법은 후에 상세히 설명되는 바와 같이, PC 벽체(110) 제작시 매입된 C채널로 구성된 위치조절용 부재(52)에 T-볼트로 구성된 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 장착한 후, 위치를 조절하며 PC 슬래브(60) 제작시 매입된 연결용 철근(61)을 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 통해 연결시키게 된다. 도 5g는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브(60)를 PC 벽체(110)에 연결한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
그리고, 연결된 PC슬래브(60)의 상부측으로 현장 콘크리트(66)를 타설하여 본 발명의 일실시예에 따른 상부슬래브 제작을 완료하게 된다(S8). 즉, 후에 상세히 설명되는 바와 같이, PC 벽체(110) 제작시 매입된 PC 벽체 철근(53)에 구비된 현장타설 연결용 커플러(63)를 통해 현장타설부에 철근(62)을 배근시키고, 현장타설부에 현장콘크리트(66)를 타설하게 된다. 도 5h는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브(60) 상부측에 콘크리트(66)를 타설한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
그리고, 상부슬래브의 시공이 완료되면, 상부슬래브 상부측으로 되메움재를 타설하여 노면을 복구하게 된다(S9). 도 5i는 본 발명의 일실시예에 따라 노면을 복구하는 상태의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 노면을 복구한 상태에서, 시공된 상부 슬래브의 하부 측 지반 내부를 굴착하게 된다(S10). 도 5j는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 슬래브(60) 하부의 지반을 굴착하는 상태의 단면도를 도시한 것이다.
그리고, PC 벽체(110)의 하단부가 드러날 때까지 지반을 굴착한 후, 하부슬래브(70)는 현장 콘크리트(66)를 타설하여 시공하게 된다(S11). 도 5k는 본 발명의 일실시예에 따라 하부슬래브(70)가 타설된 상태의 단면도를 도시한 것이다.
마지막으로, 지지용 강빔(H-파일(40))을 철거하고, 공극을 그라우팅하여, 본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 지하구조물(100)의 시공을 완료하게 된다(S12). 도 5l은 본 발명의 일실시예에 따라 지지용 강빔(H-파일(40))을 철거하고 공극을 그라우팅하여 시공이 완료된 지하구조물(100)의 단면도를 도시한 것이다.
<PC 벽체 간 연결방법>
이하에서는 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)의 구성과, 앞서 언급한 모듈식 지하구조물(100)의 시공에서 PC 벽체(110) 간의 연결방법에 대하여 첨부된 도면을 중심으로 보다 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)의 연결부의 평면도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 PC 벽체(110)는 도 6에 도시된 바와 같이, 높이 방향으로 관통 형성된 중공홀(11)을 갖는 몸체부(10), 그리고 시공시, 상기 중공홀(11)에 삽입되어 상기 몸체부(10)를 지지하는 지지용 강빔을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 따라서, 지지용 강빔이 삽입된 몸체부(10) 다수가 종방향으로 서로 연결되어, 지하구조물의 모듈식 벽체를 형성하게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, H-파일(40)로 구성되는 지지용 강빔은 지하구조물(100) 시공 후 인발하여 재사용되게 된다. 또한, 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)의 일측면과, 이러한 일측면과 접촉되는 인접된 몸체부(10)의 타측면은 서로 형상맞춤되어 지도록 전단키 구조를 형성하게 됨을 알 수 있다.
즉, 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 일측면에는 외측으로 돌출된 이격방지용 턱(12)이 형성되고, 타측면에는 이격방지용 턱(12)과 형상맞춤되어 지도록 내측으로 삽입된 이격방지용 홈(13)이 형성되게 됨을 알 수 있다.
또한, 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 이러한 이격방지용 턱(12)과 상기 이격방지용 홈(13) 각각에는 내측으로 오목한 삽입홈(14)이 형성되어 짐을 알 수 있다. 따라서, 몸체부(10)가 서로 접촉된 상태에서, 이러한 삽입홈(14)으로 지수공(21)이 구비된 지수부재(20)가 설치되게 되고, 시공시, 지수공(21)으로 팽창재(22)가 그라우팅되어 접촉된 PC 벽체(110)를 가압하게 됨으로써, 이격공간 없이 견고하게 PC 벽체(110)간을 연결하게 된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)의 상부면 일측에는 보강매트(27)가 설치되어 PC 벽체(110)와 PC 슬래브(60) 간을 보다 견고하게 압착하여 연결시킬 수 있도록 구성될 수도 있다.
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 탄성체(31)가 구비된 PC 벽체(110)의 연결부의 평면도를 도시한 것이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, PC 벽체(110) 제작시, 시공시 배면측이 되는 몸체부(10)의 측면 일측에 탄성체(31)가 매입하여 제작하게 됨으로써, 벽체 간의 누수를 방지하고, PC 벽체(110)의 끝단부의 파손과 그라우팅을 용이하게 할 수 있음을 알 수 있다.
반면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 시공시 개착면 측이 되는 몸체부(10)의 측면 일측에, 시공시 주입되는 탄성실런트(32) 또는 시공시 매입되는 탄성체를 구비할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 작업여건에 따라 PC 벽체(110)의 배면측에 기 매립된 탄성체(31)가 우선 적용되고, 개착면 측은 시공시에 탄성실런트(32)를 주입하거나 탄성체를 매입하여 몰탈충진을 용이하게 하고 효과적으로 벽체의 누수방지와 방수효과를 증가시킬 수 있게 된다.
또한, PC 벽체(110) 설치시 작업여건에 따라 탄성체(31) 표면에 윤활제를 도포하여 탄성체(31)간의 마찰을 줄이도록 할 수 있으며, 방수효과를 증대시키기 위해, 도 7b에 도시된 바와 같이, 후 설치되는 PC 벽체(110)에 연결되어 외부압력에 의해 선설치된 PC벽체(110)에 압착되는 방식으로 구성될 수 있음을 알 수 있다.
도 7c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)의 연결부의 평면도를 도시한 것이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 벽체(110)에 구비되는 지수부재(20)는 도 7c에 도시된 바와 같이, 지수공(21) 일측과 타측 각각에 연결되는 평판부(23)와, 지수공(21)의 일측에 연결된 평판부(23)의 끝단과 수직으로 연결되는 지수판(24)과, 상기 지수공(21)의 타측에 연결된 평판부(23)에 연결된 고무관(25)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 이러한 고무관(25) 내에는 패커(26)가 설치되게 된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 지하구조물(100)을 시공하기 위한, PC 벽체(110) 간의 연결방법에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔을 이용한 PC벽체(110)의 연결방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)를 공장에서 다수 제작하여, 현장으로 운반하게 된다. 그리고, 안내벽(80)을 설치하고, 트랜치(9)를 굴착하게 된다(S20). 도 9a는 본 발명의 일실시예에 따라 안내벽(80)과 트랜치(9)를 굴착한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다.
그리고, 굴착된 트랜치(9)에 PC벽체(110)의 몸체부(10)를 건입하고, 몸체부(10)의 중공홀(11)에 지지용 강빔을 삽입, 건입하게 된다(S21). 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따라 굴착된 트랜치(9)에 PC 벽체(110)를 설치한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다.
다음으로, 건입된 PC 벽체(110)의 일측면에 측면보호판(83)을 설치하고, 종방향으로 인접부위의 트랜치(9)를 이어서 굴착하게 된다(S22). 도 9c는 본 발명의 일실시예에 따라 측면보호판(83)을 설치하고, 인접부위를 트랜치(9) 굴착한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다.
그리고, 건입된 PC 벽체(110)의 몸체부(10) 일측면에 형성된 삽입홈(14)에 패널가이드(81) 일단부를 삽입하게 된다(S23). 도 9d는 본 발명의 일실시예에 따라 설치된 PC 벽체(110)의 삽입홈(14)에 패널가이드(81)를 삽입한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다. 그리고, 인접부위에 굴착된 트랜치(9)에 상기 PC벽체(110)의 몸체부(10)를 건입하고, 몸체부(10)의 중공홀(11)에 지지용 강빔을 삽입, 건입하게 된다. 이때, 선 건입된 PC 벽체(110)의 삽입홈(14)에 설치된 패널가이드(81) 타단부가, 후 건입되는 PC 벽체(110)의 몸체부(10) 타측면에 형성된 삽입홈(14)에 삽입되어지면서 후 건입되는 PC 벽체(110)가 설치되게 된다(S24). 도 9e는 본 발명의 일실시에에 따라 인접부위 트랜치(9)에 PC벽체(110)를 설치한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다.
그리고, 패널가이드(81)를 제거하고, 삽입홈(14)으로 지수부재(20)를 삽입시키게 된다(S25). 도 9f는 본 발명의 일실시예에 따라 패널가이드(81)를 제거하고 지수부재(20)를 삽입한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다. 다음으로, 삽입설치된 지수부재(20)의 지수공(21)으로 팽창재(22)를 그라우팅하여 가압하게 된다(S26). 도 9g는 본 발명의 일실시예에 따라 지수부재(20)의 지수공(21)에 그라우팅하여 가압한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다.
이러한 방식으로, PC 벽체(110)와 PC 벽체(110)간을 반복하여 연결시키게 된다(S27). 도 9h는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 벽체(110) 연결을 반복시공한 상태의 부분 부분 평면도를 도시한 것이다. 그리고, PC 벽체(110) 간을 연결한 후, 안내벽(80)과 PC 벽체(110)간 등의 공극에 시멘트 밀크(82)를 주입(S28)하여 본 발명의 일실시예에 따른 모듈식 지하구조물의 벽체 시공을 완료하게 된다. 도 9i는 본 발명의 일실시예에 따라 패널 고정용 시멘트 밀크(82)를 주입한 상태의 부분 평면도를 도시한 것이다. 마지막으로, 모듈식 지하구조물(100)을 시공한 후, H-파일(40)인 지지용 강빔을 인발하게 된다.
<PC 벽체와 PC 슬래브의 연결방법>
이하에서는 앞서 언급한 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)를 이용한 모듈식 지하구조물(100)의 탑 다운 시공방법에서, PC 벽체(110)와 PC 슬래브(60) 간의 연결방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
앞서 언급한 바와 같이, PC 벽체(110)는 내부에 PC 벽체 철근(53)이 매입되고, 위치조절부재(20)인 C-채널이 매입된 상태로 제작되게 된다. 또한, PC 슬래브(60)의 양단 각각에는 연결용 철근(61)이 매입된 상태로 제작되게 된다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 지지용 강빔이 적용된 PC벽체(110)들이 연결된 지하구조물 벽체의 부분 평면도를 도시한 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, PC 슬래브(60)는 제작시 폭방향을 관통하는 적어도 하나의 쉬즈관(64)이 매입되어 구성될 수 있고, 다수의 PC슬래브(60)가 PC 벽체(110)에 연결된 상태에서, 각각의 쉬즈관(64)에 긴장재(65)를 삽입하여 종방향으로 긴장시켜 PC 슬래브(60) 간을 연결시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 지하구조물(100)을 구성하는 PC 벽체(110)와 PC슬래브(60)의 연결방법의 흐름도를 도시한 것이다. 앞서 언급한 다수의 PC 벽체(110)와 다수의 PC 슬래브(60)를 제작하여, 현장으로 운반하게 된다.
그리고, 폭방향으로 특정간격 이격되도록 지반 양측에 트랜치(9)를 굴착하고, 굴착된 각각의 트랜치(9)에 PC 벽체(110)를 건입하고, PC 벽체(110)의 상단 일부가 드러날 때까지 PC벽체(110) 사이의 지반 일부를 굴착하게 된다(S30). 도 12a는 본 발명의 일실시예에 따라 트랜치(9)를 굴착하고, C-채널이 매입되어 시공된 PC 벽체(110)를 트랜치(9)에 설치하고, 상부 지반이 굴착된 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다.
도 12a에 도시된 바와 같이, PC 벽체(110)에는 내측 상단부 측에 거치턱(15)이 형성되어 있으며, 거치턱(15) 내면측에는 위치조절용부재(52)인 C-채널이 매입되어 있고, 내부에 PC 벽체 철근(53)이 매입되어 있고, 이러한 PC 벽체 철근(53) 일측에 현장타설 연결용 커플러(63)가 장착되어 있음을 알 수 있다.
그리고, PC 벽체(110)의 거치턱(15) 외측에 슬래브 지지용 형강(54)을 설치하고, 지지용 형강(54) 상단에 레벨 측량을 통하여 높이조절용 플레이트(55)를 설치하게 된다(S31). 그리고, PC 벽체(110)에 매입된 C-채널인 위치조절용부재(52)에 T-볼트로 구성된 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 설치하게 된다. 도 12b는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 벽체(110)의 거치턱(15) 측면에 슬래브 지지용 형강(54)을 설치하고, 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 설치한 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다.
그리고, PC 슬래브(60)를 투입하여, 슬래브 지지용 형강(54)과 거치턱(15) 상단에 PC 슬래브(60) 양단을 거치시키게 된다(S32). 도 12c는 본 발명의 일실시예에 따라 거치턱(15)과 슬래브 지지용 형강(54)에 PC 슬래브(60)를 거치한 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다.
그리고, PC 슬래브(60) 양단에 매입된 연결용 철근(61)을 슬래브 철근 연결용 커플러(51)에 의해 한 쌍의 PC 벽체(110) 상단측 각각에 연결시키게 된다(S33). 즉, PC 벽체(110) 내측면에 매입된 위치 조절용 부재(52)에 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 설치하고, 위치를 조절하며 PC 슬래브(60)에 매입된 연결용 철근을 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 통해 연결시키게 된다. 또한, 현장 타설철근 연결용 커플러(63)에 현장타설용 철근(62)을 연결시켜 현장타설부 내에 철근을 배근하게 된다. 도 12d는 본 발명의 일실시예에 따라 슬래브 철근 연결용 커플러(51)를 통해 연결용 철근(61)을 연결하고, 현장타설 철근 연결용 커플러(63)를 통해 현장타설용 철근(62)을 연결하여 배근한 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다.
그리고, 배근된 현장타설부에 콘크리트(66)를 타설하여 상부 슬래브를 제작하게 된다(S34). 도 12e는 본 발명의 일실시예에 따라 PC슬래브(60) 상부를 타설한 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다. 마지막으로, 양생 후, 슬래브 지지용 형강(54)을 제거하고, 내부를 굴착하게 된다(S35). 도 12f는 본 발명의 일실시예에 따라 PC 슬래브(60) 하단 지반을 굴착하고, 슬래브 지지용 형강(54)을 제거한 상태의 부분 측면도를 도시한 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:종래 지하구조물
2:흙막이공
3:지반보강공
4:버팀보
5:현장타설 상부슬래브
6:현장타설 하부슬래브
7:지하연속벽본체
8:중공홀 오거
9:트랜치
10:몸체부
11:중공홀
12:이격방지턱
13:이격방지홈
14:삽입홈
15:거치턱
20:지수부재
21:지수공
22:팽창재
23:평판부
24:지수판
25:고무관
26:패커
27:보강매트
31:탄성체
32:탄성실런트
40:H-파일
51:슬래브 철근 연결용 커플러
52:위치조절용부재
53:PC벽체 철근
54:슬래브 지지용 형강
55:높이조절플레이트
60:PC슬래브
61:연결용철근
62:현장타설용 철근
63:현장타설 연결용 커플러
64:쉬즈관
65:긴장재
66:현장타설콘크리트
70:하부슬래브
80:안내벽
81:패널가이드
82:시멘트밀크
83:측면보호판
100:지지용 강빔이 적용된 PC벽체를 이용한 모듈식 지하구조물
11:PC 벽체

Claims (4)

  1. 지하구조물을 구성하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법에 있어서,
    다수의 PC 벽체와 PC 슬래브를 제작하여, 현장으로 운반하는 단계;
    폭방향으로 특정간격 이격되도록 지반 양측에 트랜치를 굴착하고, 상기 굴착된 각각의 트랜치에 상기 PC 벽체를 건입하는 단계;
    상기 PC 벽체의 상단 일부가 드러날 때까지 상기 PC벽체 사이의 지반 일부를 굴착하는 단계; 및
    다수의 PC 슬래브를 투입하여, 상기 PC 슬래브 양단에 매입된 연결용 철근을 슬래브 철근용 커플러에 의해 한 쌍의 PC 벽체 상단측 각각에 연결시키는 단계;를 포함하되,
    상기 연결시키는 단계는,
    상기 PC 벽체 내측면에 슬래브 지지용 형강을 설치하는 단계;
    상기 슬래브 지지용 형강에 의해 지지되도록 상기 한 쌍의 PC 벽체 사이로 상기 PC 슬래브를 거치시키는 단계; 및
    상기 PC 벽체 내측면에 매입된 위치 조절용 부재에 슬래브 철근 연결용 커플러를 설치하고, 위치를 조절하며 상기 PC 슬래브에 매입된 연결용 철근을 슬래브 철근 연결용 커플러에 연결시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PC 슬래브를 거치시키는 단계는, 상기 슬래브 지지용 형강의 상부로 높이 조절용 플레이트를 설치하여 높이를 조절하며 상기 PC 슬래브를 거치시키는 것을 특징으로 하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬래브 철근용 커플러에 연결시키는 단계 후에,
    상기 PC 벽체 제작시 매입설치된 PC 벽체 철근을 현장 타설철근 연결용 커플러를 통해 현장타설부 철근과 연결시켜 상기 PC 슬래브의 상부측인 현장타설부 내에 철근을 배근하는 단계;
    현장타설부에 콘크리트를 타설하여 상부 슬래브를 제작하는 단계; 및
    양생 후, 슬래브 지지용 형강을 제거하고, 내부를 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽체와 PC슬래브의 연결방법.
  4. 지하구조물에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 연결방법이 적용되어 시공된 것을 특징으로 하는 모듈식 지하구조물.
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