KR101775866B1

KR101775866B1 - 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법

Info

Publication number: KR101775866B1
Application number: KR1020170028759A
Authority: KR
Inventors: 금영석
Original assignee: 금영석
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2017-09-07

Abstract

본 발명은 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법에 관한 것으로, 수직굴착면에 평행하게 일정 간격으로 엄지말뚝을 지중에 설치하는 단계와, 평강이 상기 수직굴착면과 평행하도록 인접하는 상기 엄지말뚝의 사이로 흙막이벽체를 지중에 삽입하는 단계와, 상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 지중에 설치하는 단계와, 상기 흙막이벽체에 구비된 앵커지지부재에서 상기 콘크리트 말뚝을 관통하도록 기 설정된 경사도에 따라 앵커삽입홀을 천공하는 단계와, 상기 천공된 앵커삽입홀에 앵커체를 삽입한 상태에서 그라우팅하여 상기 앵커체를 정착시키는 단계를 포함함으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 경제적이고 시공 용이성을 향상시킬 수 있다.

Description

콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법{CONCRETE PILE USED SELF-RETAINING CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 관통하여 경사지게 설치된 앵커체를 통해 견고한 흙막이 구조물을 시공함으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 경제적이고 시공 용이성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 흙막이 구조물은 강성벽체와 연성벽체로 크게 구분되는데, 강성벽체에는 옹벽, 석축, 슬러리월, 주열식 콘크리트말뚝(CIP: cast in place pile) 등이 포함되고, 연성벽체에는 토류판벽체, 널말뚝벽 등이 포함된다.

이러한 흙막이 구조물은 본래 기초 터파기 공사에서 토압, 수압 등의 측압에 대한 저항을 목적으로 사용되는 가설 구조물인데, 최근 도심지에서 굴착공사가 빈번해짐에 따라 주변지반의 침하와 건물의 보호를 주목적으로 사용되는 등 그 사용목적이 다양해지고 있다.

상술한 바와 같은 흙막이 구조물은 지층상태, 부지 및 주변 여건을 고려하여 적합한 형식의 선정이 중요하다.

특히, 굴착 진행 중 흙막이 구조물의 주변지반 및 주변구조물의 안전을 위한 지지구조의 설치가 필요하며, 이와 같은 지지구조의 선정은 굴착지역 지반 및 주변 여건을 고려하여 적절하게 검토되어야 한다.

한편, 도심에서 개착식 공법구간의 굴착법면 거리를 최소로 하기 위하여 현장 여건에 따라 주로 콘크리트 말뚝을 이용한 공법이 많이 채택되고 있는데, 콘크리트 말뚝을 이용한 공법은 지반을 연속적으로 굴착하여 연속적인 천공 홀을 형성하고, 그 천공 홀에 철근조립체(철근망)를 삽입한 뒤, 콘크리트, 모르타르 등의 충전재를 충전하는 방식에 의해, 다수의 벽체가 열을 지어 형성된 구조를 시공하는 방식을 의미한다.

이러한 콘크리트 말뚝을 이용한 공법은 주로 도심에서 이루어지는데, 구조적 안정성 및 견고성을 만족하면서 경제적이고 시공 용이성을 향상된 공법의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.

1. 한국등록특허 제10-1590032호(2016.01.25.등록) 2. 한국공개특허 제10-2016-0053430호(2016.05.13.공개)

본 발명은 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 관통하여 경사지게 설치된 앵커체를 통해 견고한 흙막이 구조물을 시공함으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 경제적이고 시공 용이성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 지중에 설치하고, 흙막이벽체에서 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 관통하여 경사지게 앵커체를 삽입한 상태에서 그라우팅하여 앵커 내하체를 확장시켜 지중에 정착시킴으로써, 연약한 지반에서도 적어도 하나의 콘크리트 말뚝과 앵커체를 이용하여 안정적이고 견고한 구조를 갖는 흙막이 구조물을 시공할 수 있는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 제공하고자 한다.

아울러, 본 발명은 콘크리트 말뚝의 외측부에 구비된 지지판을 관통하여 앵커삽입홀을 천공한 후에, 그라우팅패커 및 앵커체를 삽입하여 앵커 내하체가 콘크리트 말뚝을 관통하여 외측으로 돌출된 상태에서 그라우팅하며, 그라우팅재를 앵커 내하체를 통해 확장시켜 콘크리트 말뚝 외측의 지중에 정착시킴으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 견고성 및 안정성이 향상된 흙막이 구조물을 시공할 수 있으며, 앵커삽입홀의 천공 길이가 짧아져서 시공 기간을 단축시켜 공사비를 효과적으로 감소시킬 수 있는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수직굴착면에 평행하게 일정 간격으로 엄지말뚝을 지중에 설치하는 단계와, 평강이 상기 수직굴착면과 평행하도록 인접하는 상기 엄지말뚝의 사이로 흙막이벽체를 지중에 삽입하는 단계와, 상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 지중에 설치하는 단계와, 상기 흙막이벽체에 구비된 앵커지지부재에서 상기 콘크리트 말뚝을 관통하도록 기 설정된 경사도에 따라 앵커삽입홀을 천공하는 단계와, 상기 천공된 앵커삽입홀에 앵커체를 삽입한 상태에서 그라우팅하여 상기 앵커체를 정착시키는 단계를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법은, 상기 앵커체를 정착시키는 단계 이후에, 상기 흙막이벽체 및 콘크리트 말뚝이 서로 지지되도록 상기 흙막이벽체 및 콘크리트 말뚝 사이의 지면에 지지파일을 설치하는 단계를 더 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계는, 상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 강관케이싱을 지중에 삽입하면서 천공하는 단계와, 상기 강관케이싱의 내부에 철근망을 삽입 설치하는 단계와, 최외측에 구비된 상기 강관케이싱에 삽입 설치된 상기 철근망의 외측에 지지판을 설치하는 단계와, 상기 강관케이싱의 각 내부에 콘크리트를 타설 및 경화시키되, 최외측에 구비된 강관케이싱의 경우 상기 지지판의 내측으로 상기 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계와, 상기 강관케이싱을 인발하여 상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계는, 상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 강관케이싱을 지중에 삽입하면서 천공하는 단계와, 상기 강관케이싱의 내부에 철근망을 삽입 설치하는 단계와, 최외측에 구비된 상기 강관케이싱에 삽입 설치된 상기 철근망의 내측에 지지판을 설치하는 단계와, 상기 강관케이싱의 각 내부에 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계와, 상기 강관케이싱을 인발하여 상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 앵커삽입홀을 천공하는 단계는, 상기 흙막이벽체의 내측면에 상기 앵커지지부재를 고정하는 단계와, 상기 앵커지지부재에서 상기 지지판을 관통하여 돌출되도록 상기 앵커삽입홀을 천공하는 단계를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 앵커지지부재는, 내측에 응력보강판을 구비하는 지지형강을 포함하며, 상기 응력보강판의 중앙부에서 상기 앵커삽입홀을 상기 기 설정된 경사도에 따라 천공하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 앵커체를 정착시키는 단계는, 상기 지지판을 관통하여 천공된 상기 앵커삽입홀에 상기 앵커체를 삽입하는 단계와, 상기 앵커삽입홀의 내측에 그라우팅호스를 통해 그라우팅재를 주입하는 단계와, 상기 앵커체에 구비된 앵커 내하체를 통해 상기 주입된 그라우팅재를 확장시키면서 상기 앵커삽입홀의 내부 전체 영역에 충진하는 방식으로 상기 앵커체를 정착시키는 단계를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 앵커체를 삽입하는 단계는, 상기 앵커 내하체가 상기 지지판의 외측으로 돌출되도록 삽입되는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 지중에 설치하고, 흙막이벽체에서 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 관통하여 경사지게 앵커체를 삽입한 상태에서 그라우팅하여 앵커 내하체를 확장시켜 지중에 정착시킴으로써, 연약한 지반에서도 적어도 하나의 콘크리트 말뚝과 앵커체를 이용하여 안정적이고 견고한 구조를 갖는 흙막이 구조물을 시공할 수 있다.

아울러, 본 발명은 콘크리트 말뚝의 외측부에 구비된 지지판을 관통하여 앵커삽홀을 천공한 후에, 그라우팅패커 및 앵커체를 삽입하여 앵커 내하체가 콘크리트 말뚝을 관통하여 외측으로 돌출된 상태에서 그라우팅하며, 그라우팅재를 앵커 내하체를 통해 확장시켜 콘크리트 말뚝 외측의 지중에 정착시킴으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 견고성 및 안정성이 향상된 흙막이 구조물을 시공할 수 있으며, 앵커삽입홀의 천공 길이가 짧아져서 시공 기간을 단축시켜 공사비를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 시공하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 세부 과정을 나타낸 플로우차트이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 앵커삽입홀을 천공하는 세부 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 앵커체를 정착시키는 세부 과정을 나타낸 플로우차트이며,
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 설명하기 위한 도면이고,
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적어도 하나의 콘크리트 말뚝에 구비된 지지판을 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 시공하는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 세부 과정을 나타낸 플로우차트이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 앵커삽입홀을 천공하는 세부 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 앵커체를 정착시키는 세부 과정을 나타낸 플로우차트이며, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 수직굴착면에 평행하게 일정 간격으로 엄지말뚝(110)을 지중에 설치할 수 있다(단계100).

여기에서, 엄지말뚝(110)은 H 형상의 형강(즉, 구조용 압연 강재)을 이용하며, 수직굴착면은 지하구조물을 구축하기 위해 지면의 하측으로 일정 깊이의 터파기 공사를 한 수직테두리면을 의미하는데, 수직굴착면 상에 터파기 공사 시 토압에 의해 흙벽이 무너져 내리는 것을 방지하기 위해 방호벽을 설치함과 아울러, 지반에서 용출되는 지하수가 공사구역으로 유입되는 것을 차단하도록 차수작업을 병행하기 위한 기초가 되는 엄지말뚝(110)을 설치할 수 있다.

이러한 엄지말뚝(110)은 내측에 H 형상의 형강(즉, 구조용 압연 강재)을 이용한 띠장(도시 생략됨)이 용접 등과 같은 방식으로 복수개가 가로 방향(평행하게)으로 고정됨으로써, 흙막이 구조물의 구조적인 안정성 및 견고성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 평강이 수직굴착면과 평행하도록 인접하는 엄지말뚝(110)의 사이로 흙막이벽체(120)를 지중에 삽입할 수 있다(단계200). 여기에서, 흙막이벽체(120)는 엄지말뚝(110)에 지지되어 토압을 견디는 역할을 하고, SM520(Steel Marine 520) 등과 같은 고강도 강판을 사용할 수 있으며, 엄지말뚝(110)의 플랜지 내측에 지지되도록 설치될 수 있다. 이러한 흙막이벽체(120)는 엄지말뚝(110)에 별도의 고정수단(예를 들면, 볼트, 너트, 나사 등)을 이용하여 결합 고정될 수 있다.

다음에, 흙막이벽체(120)와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 콘크리트 말뚝(130)을 지중에 설치할 수 있다(단계300).

상술한 바와 같은 적어도 하나의 콘크리트 말뚝(130)을 설치하는 과정에 대해 상세히 설명하면, 흙막이벽체(120)와 일정 간격 이격된 위치에 더블오거 등을 이용하여 적어도 하나의 강관케이싱(131)을 지중에 삽입하면서 강관케이싱(131)의 내부 흙을 굴착 및 제거하는 방식으로 천공할 수 있다(단계302). 이러한 강관케이싱(131)은 직경이 대략 350-450mm로 제공될 수 있다.

그리고, 적어도 하나의 강관케이싱(131)의 내부에 철근망(132)을 삽입 설치한 후에(단계304), 최외측에 구비된 강관케이싱(131)에 지지판(133)을 설치할 수 있다(단계306). 예를 들면, 지지판(133)은 최외측에 구비된 강관케이싱(131)의 내부에 철근망(132)이 설치된 후, 그 철근망(132)의 외측에 인접하여 구비될 수 있다.

여기에서, 철근망(132)은 복수개의 세로프레임과 가로프레임이 구비되며, 측면에서 보면 격자형태를 갖도록 제공될 수 있는데, 복수개의 일자형 세로프레임과 복수개의 사각형 가로프레임이 결합될 수 있으며, 세로프레임과 가로프레임이 접하는 부분은 용접 등과 같은 방식으로 고정될 수 있다.

또한, 지지판(133)은 대략 2-3 mm의 두께를 가지며, 강관케이싱(131)의 직경보다 상대적으로 작은 폭을 가지면서 강관케이싱(131)에 대응하는 길이의 강판으로 제공될 수 있다.

그리고, 철근망(132)이 설치된 강관케이싱(131)의 내부에 콘크리트를 각각 타설 및 경화시킬 수 있다(단계308). 여기에서, 복수개의 강관케이싱(131) 중에서 최외측에 구비된 강관케이싱(131)의 경우 지지판(133)의 내측으로 콘크리트를 타설 및 경화시키면서 그 외의 강관케이싱(131)의 경우 강관케이싱(131)의 내부 전체에 콘크리트를 타설 및 경화시킬 수 있다.

이 후, 강관케이싱(131)을 인발함으로써(단계310), 내부에 철근망(132)이 구비되면서 외측에 지지판(133)이 구비된 적어도 하나의 콘크리트 말뚝(130)을 설치할 수 있다. 여기에서, 최외측에 구비된 콘크리트 말뚝(130)은 외측(즉, 흙막이 벽체(120)와 반대인 대지 경계 방향)에 수직으로 평평한 지지판(133)이 구비되면서 내측(즉, 흙막이 벽체(120) 방향)은 수평 단면이 원형 형태인 콘크리트로 형성될 수 있다.

그리고, 흙막이벽체(120)에 구비된 앵커지지부재(140)에서 콘크리트 말뚝(130)을 관통하도록 기 설정된 경사도에 따라 앵커삽입홀(150, A.H : anchor hole)을 천공할 수 있다(단계400). 여기에서, 경사도(a)는 대략 5-10° 등으로 설정될 수 있다.

이러한 앵커삽입홀(150)을 천공하는 단계(400)는 흙막이벽체(120)의 내측면에 앵커지지부재(140)를 고정하는 단계(402), 앵커지지부재(140)에서 콘크리트 말뚝(130)의 지지판(133)을 관통하여 돌출되도록 앵커삽입홀(150)을 천공하는 단계(404) 등을 포함할 수 있는데, 흙막이벽체(120)의 내측면에는 앵커지지부재(140)가 고정될 수 있으며, 하부지지대(141), 상하부 이격빔(142), 지지형강(143), 응력보강판(144), 고정판(145) 등을 포함할 수 있다.

여기에서, 하부지지대(141)는 앵커삽입홀(150)을 천공하기 위한 위치에 대응하여 흙막이벽체(120)의 내측으로 수평하게 구비되면서 흙막이벽체(120)에 안정적으로 고정될 수 있도록 하부에 경사지지구(141a)가 결합됨으로써, 흙막이벽체(120)의 내측으로 견고하고 안정적으로 구비될 수 있다.

또한, 상하부 이격빔(142)은 두 개의 H빔으로 구성되며, 각 H빔의 일측플랜지가 흙막이벽체(120)에 용접 등의 방식으로 고정될 수 있으며, 두 개의 H빔은 상하 방향으로 일정 간격 이격되도록 고정될 수 있다. 이러한 간격은 앵커삽입홀(150)의 경사도에 따라 대략 250-350 mm 등으로 조정될 수 있다.

그리고, 지지형강(143)은 ㄷ 형강으로 구비되며, 상하부 이격빔(142)의 타측 플랜지에 평평한 면이 고정되면서 양측 돌출부가 흙막이벽체(120)의 내측으로 향하도록 구비될 수 있고, 폭이 150-380 mm이면서 높이가 850-950 mm로 제조될 수 있다. 이러한 지지형강(143)의 내측면에는 지지형강(143)의 변형을 방지하면서 응력을 보강하기 위한 응력보강판(144)이 구비될 수 있다.

이러한 응력보강판(144)은 지지형강(143)의 크기에 대응하여 폭이 140-360 mm이면서 높이가 800-900 mm로 하여 응력보강판(144)의 상하 중앙선을 기준으로 구비됨으로써, 지지형강(143)의 변형을 효과적으로 방지하면서 응력을 보강할 수 있다.

또한, 응력보강판(144)의 중앙부에는 앵커삽입홀(150)을 천공하기 위한 위치에 고정판(145)이 구비될 수 있는데, 고정판(145)에 앵커체(160)의 타단부(즉, 정착구 헤드)가 결합될 수 있다. 이러한 고정판(145)은 앵커삽입홀(150)의 경사도에 대응하여 대략 수직 방향으로 구비될 수 있으며, 앵커체(160)에 구비되는 앵커케이블(162)의 타단부가 결합될 수 있다.

한편, 앵커삽입홀(150)은 콘크리트 말뚝(130)의 지지판(133)을 관통하여 지지판(133)의 외측 부분까지 천공될 수 있는데, 앵커삽입홀(150)을 천공할 경우 콘크리트 말뚝(130)의 콘크리트 부분은 원활하게 천공될 수 있지만, 강판으로 구비되는 지지판(133)의 경우 지지판(133)의 표면으로부터 외측으로 돌출된 테두리 돌출부(P)가 형성될 수 있다.

이어서, 천공된 앵커삽입홀(A.H)에 앵커체(160)를 삽입한 상태에서 그라우팅한 후에 정착시킬 수 있다(단계500).

여기에서, 앵커체(160)는 내부공간을 갖는 앵커 내하체(161)를 구비하고, 앵커 내하체(161)의 내부에 일단이 결합되면서 타단으로 연장되어 앵커지지부재(140)의 고정판(145)에 결합되는 앵커케이블(162)을 PC연선, 고강성 강봉, 이형 철근 등으로 구비할 수 있다.

또한, 앵커체(160)에는 앵커 내하체(161)까지 연결되는 그라우팅호스(163)가 구비됨으로써, 그라우팅재를 복수의 배출홀을 통해 배출하여 앵커 내하체(161)가 위치하는 앵커삽입홀(150) 부분뿐만 아니라 앵커체(160)를 제외한 앵커삽입홀(150) 전체 부분에 그라우팅재가 충진될 수 있다.

이러한 앵커체(160)에는 공기배출호스(도시 생략됨)가 구비될 수 있는데, 공기배출호스는 그라우팅재의 충진에 대응하여 내부 공기를 외부로 배출시키기 위해 구비될 수 있다.

상술한 바와 같은 앵커체(160)를 정착시키는 과정에 대해 상세히 설명하면, 천공된 앵커삽입홀(150)에 앵커체(160)를 삽입한 후에(단계502), 앵커삽입홀(150)의 내측에 그라우팅호스(163)을 통해 그라우팅재를 주입할 수 있다(단계504). 여기에서, 그라우팅재(152)는 고강도무수축몰탈 또는 시멘트밀크를 이용하여 맥상으로 주입될 수 있다.

이어서, 그라우팅재를 복수의 배출홀을 통해 배출하여 앵커 내하체(161)가 위치하는 앵커삽입홀(150) 부분이 팽창 및 확장될 뿐만 아니라 앵커체(160)를 제외한 앵커삽입홀(150) 전체 부분에 그라우팅재가 충진되고, 앵커삽입홀(150) 부분에서는 패커(packer)를 통해 지중의 흙으로 팽창 및 확장됨으로써, 앵커체(160)를 지중에 정착시킬 수 있다(단계506). 즉, 앵커체(160)의 지중 정착은 앵커체(160)에 구비된 앵커 내하체(161)를 통해 주입된 그라우팅재를 확장시키면서 앵커삽입홀(150)의 내부 전체 영역에 충진하는 방식으로 수행될 수 있다.

상술한 바와 같은 앵커삽입홀(150)을 기 설정된 경사도(예를 들면, 5-10° 등)로 천공함으로써, 앵커삽입홀(150) 내부에 그라우팅재가 전체 영역에 충진될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 팽창 및 확장된 앵커 내하체(161) 부분(A)은 지중의 흙과 일체화되어 앵커삽입홀(150)을 천공할 때 형성된 지지판(133)의 테두리 돌출부(P)에 걸리게 됨으로써, 앵커체(160)가 흙막이벽체(120)가 설치된 방향으로 이동하지 않고, 지중의 흙에 안정적으로 정착될 수 있다.

다음에, 흙막이벽체(120)와 콘크리트 말뚝(130)의 사이에 서로 지지될 수 있도록 지면에 지지파일을 설치할 수 있다(단계600). 여기에서, 지지파일(170)은 토류판, 강재, H빔 등으로 구비됨으로써, 흙막이벽체(120)와 콘크리트 말뚝(130)이 서로 지지되어 서로 넘어지지 않기 때문에, 안정적이고 견고한 구조물로 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명은 콘크리트 말뚝을 관통하여 경사지게 설치된 앵커체를 통해 견고한 흙막이 구조물을 시공함으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 경제적이고 시공 용이성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 콘크리트 말뚝을 지중에 설치하고, 흙막이벽체에서 콘크리트 말뚝을 관통하여 경사지게 앵커체를 삽입한 상태에서 그라우팅하여 앵커 내하체를 확장시켜 지중에 정착시킴으로써, 연약한 지반에서도 콘크리트 말뚝과 앵커체를 이용하여 안정적이고 견고한 구조를 갖는 흙막이 구조물을 시공할 수 있다.

아울러, 본 발명은 콘크리트 말뚝의 외측부에 구비된 지지판을 관통하여 앵커삽입홀을 천공한 후에, 그라우팅패커 및 앵커체를 삽입하여 앵커 내하체가 콘크리트 말뚝을 관통하여 외측으로 돌출된 상태에서 그라우팅하며, 그라우팅재를 앵커 내하체를 통해 확장시켜 콘크리트 말뚝 외측의 지중에 정착시킴으로써, 대지 경계를 넘어가지 않으면서도 견고성 및 안정성이 향상된 흙막이 구조물을 시공할 수 있으며, 앵커삽입홀의 천공 길이가 짧아져서 시공 기간을 단축시켜 공사비를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

한편, 도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적어도 하나의 콘크리트 말뚝에 구비된 지지판을 예시한 도면이다.

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적어도 하나의 콘크리트 말뚝(130')은 일 실시예와는 다른 형태의 지지판(133a', 133b', 133c')이 구비될 수 있는데, 적어도 하나의 강관케이싱(131)의 내부에 철근망(132)을 삽입 설치한 후에, 최외측에 구비된 강관케이싱(131)에 삽입 설치된 철근망(132)의 내측에 지지판(133a', 133b', 133c')을 설치할 수 있다.

예를 들면, 도 10a에 도시한 바와 같이 지지판(133a')은 플레이트 형태로 구비되되, 최외측에 구비된 강관케이싱(131)에 삽입 설치된 철근망(132)의 외측 세로프레임의 사이에 위치하면서 가로프레임의 사이(즉, 앵커삽입홀(150)이 관통될 위치)에 가로프레임의 간격(즉, 세로 간격)보다 상대적으로 작은 높이로 결합 고정될 수 있다.

또한, 도 10b에 도시한 바와 같이 지지판(133a')은 플레이트 양단부에서 삼각형 중앙부가 외측으로 돌출되도록 구비되되, 최외측에 구비된 강관케이싱(131)에 삽입 설치된 철근망(132)의 외측 세로프레임의 사이에 플레이트 양단부가 위치하면서 삼각형 중앙부가 외측으로 돌출되어 콘크리트 말뚝(133')의 외측면에 인접하도록 구비되며, 가로프레임의 사이(즉, 앵커삽입홀(150)이 관통될 위치)에 가로프레임의 간격(즉, 세로 간격)보다 상대적으로 작은 높이로 결합 고정될 수 있다.

또한, 도 10c에 도시한 바와 같이 지지판(133a')은 플레이트 양단부에서 원형 중앙부가 외측으로 돌출되도록 구비되되, 최외측에 구비된 강관케이싱(131)에 삽입 설치된 철근망(132)의 외측 세로프레임의 사이에 플레이트 양단부가 위치하면서 원형 중앙부가 외측으로 돌출되어 콘크리트 말뚝(133')의 외측면에 인접하도록 구비되며, 가로프레임의 사이(즉, 앵커삽입홀(150)이 관통될 위치)에 가로프레임의 간격(즉, 세로 간격)보다 상대적으로 작은 높이로 결합 고정될 수 있다.

상술한 바와 같이 설치된 지지판(133a', 133b', 133c')을 구비한 적어도 하나의 콘크리트 말뚝(133')에서는 앵커삽입홀(150)의 천공 시 지지판(133a', 133b', 133c')의 해당 부분이 외측으로 효과적으로 돌출될 수 있기 때문에, 상술한 바와 같은 일 실시예에서와 같이 팽창 및 확장된 앵커 내하체(161) 부분(A)이 지지판(133a', 133b', 133c')의 테두리 돌출부에 걸리게 됨으로써, 앵커체(160)가 흙막이벽체(120)가 설치된 방향으로 이동하지 않고, 지중의 흙에 안정적으로 정착될 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.

110 : 엄지말뚝 120 : 흙막이벽체
130 : 콘크리트 말뚝 140 : 앵커지지부재
150 : 앵커삽입홀 160 : 앵커체
170 : 지지파일

Claims

수직굴착면에 평행하게 일정 간격으로 엄지말뚝을 지중에 설치하는 단계와,
평강이 상기 수직굴착면과 평행하도록 인접하는 상기 엄지말뚝의 사이로 흙막이벽체를 지중에 삽입하는 단계와,
상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 지중에 설치하는 단계와,
상기 흙막이벽체에 구비된 앵커지지부재에서 상기 콘크리트 말뚝을 관통하도록 기 설정된 경사도에 따라 앵커삽입홀을 천공하는 단계와,
상기 천공된 앵커삽입홀에 앵커체를 삽입한 상태에서 그라우팅하여 상기 앵커체를 정착시키는 단계와,
상기 앵커체를 정착시키는 단계 이후에, 상기 흙막이벽체 및 콘크리트 말뚝이 서로 지지되도록 상기 흙막이벽체 및 콘크리트 말뚝 사이의 지면에 토류판, 강재 및 H빔 중 선택된 어느 하나로 지지파일을 설치하는 단계를 포함하며,
상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계는,
상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 강관케이싱을 지중에 삽입하면서 천공하는 단계와,
상기 강관케이싱의 내부에 철근망을 삽입 설치하는 단계와,
최외측에 구비된 상기 강관케이싱에 삽입 설치된 상기 철근망의 외측에 지지판을 설치하는 단계와,
상기 강관케이싱의 각 내부에 콘크리트를 타설 및 경화시키되, 최외측에 구비된 강관케이싱의 경우 상기 지지판의 내측으로 상기 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계와,
상기 강관케이싱을 인발하여 상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계를 포함하되,
최외측에 구비된 상기 콘크리트 말뚝은 외측에 수직으로 평평한 상기 지지판이 구비되면서 내측은 수평 단면이 원형 형태인 콘크리트로 형성되는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법.
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제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계는,
상기 흙막이벽체와 일정 간격 이격된 위치에 적어도 하나의 강관케이싱을 지중에 삽입하면서 천공하는 단계와,
상기 강관케이싱의 내부에 철근망을 삽입 설치하는 단계와,
최외측에 구비된 상기 강관케이싱에 삽입 설치된 상기 철근망의 내측에 지지판을 설치하는 단계와,
상기 강관케이싱의 각 내부에 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계와,
상기 강관케이싱을 인발하여 상기 적어도 하나의 콘크리트 말뚝을 설치하는 단계
를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법.
제 4 항에 있어서,
상기 앵커삽입홀을 천공하는 단계는,
상기 흙막이벽체의 내측면에 상기 앵커지지부재를 고정하는 단계와,
상기 앵커지지부재에서 상기 지지판을 관통하여 돌출되도록 상기 앵커삽입홀을 천공하는 단계
를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법.
제 5 항에 있어서,
상기 앵커지지부재는, 내측에 응력보강판을 구비하는 지지형강을 포함하며, 상기 응력보강판의 중앙부에서 상기 앵커삽입홀을 상기 기 설정된 경사도에 따라 천공하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법.
제 4 항에 있어서,
상기 앵커체를 정착시키는 단계는,
상기 지지판을 관통하여 천공된 상기 앵커삽입홀에 상기 앵커체를 삽입하는 단계와,
상기 앵커삽입홀의 내측에 그라우팅호스를 통해 그라우팅재를 주입하는 단계와,
상기 앵커체에 구비된 앵커 내하체를 통해 상기 주입된 그라우팅재를 확장시키면서 상기 앵커삽입홀의 내부 전체 영역에 충진하는 방식으로 상기 앵커체를 정착시키는 단계
를 포함하는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법.
제 7 항에 있어서,
상기 앵커체를 삽입하는 단계는, 상기 앵커 내하체가 상기 지지판의 외측으로 돌출되도록 삽입되는 콘크리트 말뚝을 이용한 자립공법.