KR101812265B1 - 띠장 접촉부를 가진 오버랩 원통부재와 이를 이용한 주열식 차수벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통관 및 이를 이용한 주열식 차수벽 시공방법을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 띠장(waling)과의 면 접촉부가 형성되도록 메인 및 보조 인케이싱으로 분할되는 오버랩 원통부재를 구성하는 한편, 이를 이용하여 주열식 차수벽을 시공하도록 구성한 것이고, 이에따라 인접하는 오버랩 원통부재를 연속적으로 설치한 후 그 내부에 철근 또는 H빔을 선택적으로 삽입하면서 콘크리트와 같은 차수벽 형성물질을 충진하여 주열식 차수벽(또는 지중벽체)을 시공한 후 그 시공된 주열식 차수벽을 지지하는 띠장을 배치시 배치되는 띠장과 오버랩 원통부재의 메인 케이싱이 점 접촉이 아닌 면 접촉되도록 하면서, 띠장에 의한 주열식 차수벽의 지지력을 증대시키는 한편, 띠장에 의해 주열식 차수벽의 파손을 방지하는 것이다.

Description

띠장 접촉부를 가진 오버랩 원통부재와 이를 이용한 주열식 차수벽 시공방법 {A Foundation Method Of Continuous and Cut Off wall By Overlap Casing}

본 발명은 지하 터파기, 물막이, 도로확장 등의 토목공사를 실시할 때에 지반(지중)에서 발생하는 지하수에 의해 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 주열식 차수벽을 설치하는 오버랩 원통부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 띠장(waling)에 대한 면(面) 접촉부를 형성하도록 오버랩 원통부재를 메인 및 보조 인케이싱 관체로 분할 구성하여, 주열식 차수벽과 띠장의 접촉력을 증대시키면서 시공이 완료된 주열식 차수벽이 견고하게 지지될 수 있도록 하는 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통부재와 이를 이용한 주열식 차수벽 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물은 건설하거나 구축물을 설치하기 위한 지하 터파기공사와 강이나 바다에서 실시하는 가물막이 공사와, 도로를 확장하는 공사 등과 같은 각종 토목공사를 실시할 때에는 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위하여 방호벽을 설치하게 되고, 지반에서 용출되는 지하수가 공사구역으로 유입되지 못하도록 하는 차수기능도 부여하여야 한다.

이와 같이 차수공법과 함께 방호벽을 설치하는 흙막이 공법은 종래에도 많은 흙막이 공법들이 제안되어 활용되고 있다.

그중에서, 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 소정의 깊이만큼 뚫어 주고, 그 구멍에 일면이 내향 원호면으로 된 오버랩 원통관을 삽입시키며, 오버랩 원통관에서 내향원호면의 근접 전방에 내향 원호면과 중첩되도록 원형구멍을 재차 뚫어 오버랩 원통관을 당접되게 삽입하여 설치하는 것을 반복적으로 실시하되, 오버랩 원통관이 소정의 개수만큼 설치되면 최선단에 설치되어 있는 오버랩 원통관을 인발하여 최종적인 오버랩 원통관의 선단에 뚫어진 원통구멍에 삽입하는 과정을 반복적으로 실시하며, 이와 같이 실시에 의해 오버랩 원통관이 제거되어 연통되는 복수개의 원통구멍이 노출되면 원통구멍들에 시트파일을 연속적으로 연결시키면서 설치하는 '흙막이 설치용 오버랩 원통관 및 그것을 이용한 주열식 차수벽 시공방법'이 등록특허공보 제10-0406693호(등록일 2003.11.10), 등록특허공보 제10-0832490호(등록일 2008.05.20), 등록특허공보 제10-1190739호(등록일 2012.10.08) 등에 개시되었다.

한편, 주열식 차수벽은 토압, 상재하중 및 수압 등에 의해 횡방향으로 수평이동하거나 그 상단부에 변위가 발생하거나 배부름 현상 등이 발생하여 지하 토공작업자의 안정성 확보에 문제가 생길 수 있다. 특히 차수벽이 C.I.P나 H-말뚝을 이용한 방식일 경우 개개의 말뚝이 서로 연결되어 있지 않으므로 횡력에 대해 독립적으로 저항하게 되므로 개개의 말뚝에 대해 횡력에 대한 수평이동, 변위 및 배부름 현상이 발생하지 않도록 조치를 취해야 하며 이를 위해 말뚝을 계획 굴토 저면보다 4m 이상 근입시키고 상부에는 공개특허공보 제10-2009-0120092호(공개일 2009.11.24)에서와 같이 띠장과 버팀보를 배치하고 있다.

그러나, 상기와 같은 선행기술은 오버랩 원통관을 통해 원통형의 말뚝을 연속 시공하여 주열식 차수벽을 형성하는 관계로, 상기 주열식 차수벽에 띠장과 버팀보를 배치시, 원통형의 말뚝에 띠장이 선(線) 또는 점(占) 접촉되는 것이었으며, 따라서, 주열식 차수벽이 띠장과 접촉되는 특정부위에 집중하중이 작용하게 됨으로서 외부로부터의 충격을 전체 표면으로 흡수하지 못하게 되는 것이었다.

이는 띠장 접촉부를 중심으로 파손될 우려가 항상 존재하는 등 구조물 안정성에 위험요소로 작용하는 것이며, 나아가 띠장에 의한 주열식 차수벽의 지지력을 크게 약화시키는 문제점으로 지적되는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 띠장(waling)과의 면 접촉부가 형성되도록 메인 및 보조 인케이싱으로 분할되는 오버랩 원통부재를 구성하는 한편, 이를 이용하여 주열식 차수벽을 시공하도록 구성함으로써, 인접하는 오버랩 원통부재를 연속적으로 설치한 후 그 내부에 철근 또는 H빔을 선택적으로 삽입하면서 콘크리트와 같은 차수벽 형성물질을 충진하여 주열식 차수벽(또는 지중벽체)을 시공함으로서, 그 시공된 주열식 차수벽을 지지하는 띠장을 배치시 배치되는 띠장과 오버랩 원통부재의 메인 케이싱이 점 접촉이 아닌 면 접촉되도록 하면서, 띠장에 의한 주열식 차수벽의 지지력을 증대시키는 한편, 띠장에 의해 주열식 차수벽의 파손을 방지할 수 있도록 하는 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통관 및 이를 이용한 주열식 차수벽 시공방법을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통부재는, 메인 인케이싱과 보조 인케이싱으로 분할되는 오버랩 관통부재를 구성하고, 상기 메인 인케이싱의 제 1 방향에는 원형단면을 가지는 강관파일의 부분 절단을 통해 곡선면을 이루는 절단체를 결합 구성하며, 상기 제 1 방향과 직교되는 상기 메인 인케이싱의 제 2 방향으로는 주열식 차수벽을 이루는 말뚝들의 일면에 띠장 접촉부를 형성하여 이에 띠장 구조물이 면접촉하도록 원형단면을 가지는 강관파일의 부분 절단으로 형성되는 개구부를 밀폐시키는 평면을 이루는 제 1 플레이트를 결합 구성하는 한편, 상기 메인 인케이싱으로부터 부분 절단되어 분할되는 상기 보조 인케이싱의 개구부는 상기 제 1 플레이트와 대향되는 구조를 이루는 평면의 제 2 플레이트에 의해 밀폐되도록 구성하는 것이다.

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또한, 상기 띠장 구조물은 H빔인 것이다.

다른 일면에 따라, 상기 오버랩 원통부재를 이용한 주열식 차수벽 시공방법은, 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 천공하는 제 1 공정; 상기 제 1 공정으로부터 천공된 원형의 구멍에 아웃 케이싱을 암반층 부근까지 삽입하여 구멍내의 흙을 오가로서 퍼내는 제 2 공정; 상기 제 2 공정으로부터 삽입되는 아웃 케이싱의 내측에 오버랩 원통부재를 이루는 메인 케이싱과 보조 케이싱을 일정깊이까지 삽입하는 제 3 공정; 상기 제 3 공정으로부터 삽입된 상기 메인 케이싱과 상기 보조 케이싱을 남기고, 상기 아웃케이싱을 인발하는 제 4 공정; 상기 메인 케이싱의 내부에 철근 또는 H빔을 선택적으로 삽입한 후 차수벽 형성물질로서 콘크리트를 충진하는 제 5 공정; 을 진행한 후, 상기 제 1 내지 제 5 공정을 반복 실시하며, 상기 메인 케이싱들을 인발하면서, 상기 메인 케이싱에 형성되는 평면의 제 1 플레이트를 통해 주열식 차수벽을 이루는 말뚝들의 일면에 각각 띠장 접촉부를 형성시키는 제 6 공정; 상기 제 6 공정으로부터 주열식 차수벽의 말뚝들을 구성하게 되는 차수벽 형성물질이 일정강도를 가지도록 양생을 진행시킨 이후에, 상기 보조 케이싱들을 인발하는 제 7 공정; 을 포함하여 진행하는 것이다.

또 다른 일면에 따라, 제 7 공정이 완료되면, 이어서 상기 주열식 차수벽에서 말뚝들의 일면에 각각 형성되는 띠장 접촉부에 띠장 구조물의 일면을 면 접촉시키면서 배치하여, 상기 말뚝들로 이루어진 주열식 차수벽을 지지하는 제 8 공정; 을 추가로 진행하는 것이다.

이와 같이 본 발명은 띠장(waling)과의 면 접촉부가 형성되도록 메인 및 보조 인케이싱으로 분할되는 오버랩 원통부재를 구성하는 한편, 이를 이용하여 주열식 차수벽을 시공하도록 구성한 것이며, 이를 통해 인접하는 오버랩 원통부재를 연속적으로 설치한 후 그 내부에 철근 또는 H빔을 선택적으로 삽입하면서 콘크리트와 같은 차수벽 형성물질을 충진하여 주열식 차수벽(또는 지중벽체)을 시공한 후 그 시공된 주열식 차수벽을 지지하는 띠장을 배치시 배치되는 띠장과 오버랩 원통부재의 메인 케이싱이 점 접촉이 아닌 면 접촉되도록 하면서, 띠장에 의한 주열식 차수벽의 지지력을 증대시키는 한편, 띠장에 의해 주열식 차수벽의 파손을 방지하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 천공하고 이에 아웃 케이싱을 삽입한 상태도.
도 2는 본 발명의 실시예로 아웃 케이싱의 내부로 오버랩 원통부재를 이루는 메인 케이싱을 삽입하는 상태도.
도 3은 본 발명의 실시예로 아웃 케이싱내에 오버랩 원통부재를 이루는 메인 및 보조 케이싱이 투입된 상태를 보인 평면 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예로 주열식 차수벽을 이루는 말뚝들의 일면에 형성되는 띠장 접촉부에 띠장 구조물의 일면을 면접촉시키면서 배치한 상태를 보인 평면 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 천공하고 이에 아웃 케이싱을 삽입한 상태도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 아웃 케이싱의 내부로 오버랩 원통부재를 이루는 메인 케이싱을 삽입하는 상태도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 아웃 케이싱내에 오버랩 원통부재를 이루는 메인 및 보조 케이싱이 투입된 상태를 보인 평면 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 주열식 차수벽을 이루는 말뚝들의 일면에 형성되는 띠장 접촉부에 띠장 구조물의 일면을 면접촉시키면서 배치한 상태를 보인 평면 개략도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통부재(10)는 메인 인케이싱(11)과 보조 인케이싱 관체(12)로 분할 구성한 것이다.

이때, 상기 메인 인케이싱(11)의 제 1 방향에는 원형단면을 가지는 강관파일의 부분 절단한 곡선면을 이루는 절단체(11a)를 결합 구성한 것이다.

즉, 상기 절단체(11a)는 원형단면을 가지는 강관파일의 일측으로부터 부분 절단하되, 상기 절단체(11a)를 반전 회전시켜, 상기 강관파일이 밀폐된 파이프구조를 이루도록 상기 강관파일의 절단면 내측에 상기 절단체(11a)의 양끝 단면을 용접 붙임함으로써 곡선면을 형성하게 되는 것이다.

그리고, 상기 제 1 방향과 직교되는 상기 메인 인케이싱(11)의 제 2 방향으로는 주열식 차수벽을 이루는 말뚝(300)들의 일면에 띠장 접촉부(30)를 형성하여 이에 H빔으로 이루어진 띠장 구조물(20)이 면접촉하도록 원형단면을 가지는 강관파일의 부분 절단으로 형성되는 개구부를 밀폐시키는 평면을 이루는 제 1 플레이트(11b)를 결합 구성하는 것이고, 상기 제 1 플레이트(11b)는 용접 붙입으로 결합 고정되는 것이다.

여기서, 상기 보조 인케이싱(12)은 상기 메인 인케이싱(11)으로부터 부분 절단을 통해 분할되며, 이에따라 상기 보조 인케이싱(12)의 개구부는 상기 제 1 플레이트(11b)와 대향되는 구조를 이루는 평면의 제 2 플레이트(12a)에 의해 밀폐되도록 구성한 것이다.

한편, 상기와 같이 구성되는 오버랩 원통부재를 이용한 주열식 차수벽 시공은 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 우선 통상의 굴삭용 천공기(100)를 이용하여 원형의 구멍을 천공한다.

다음으로, 천공된 원형의 구멍에 아웃 케이싱(200)을 암반층 부근까지 삽입하여 구멍내의 흙을 오가로서 퍼낸다.

다음으로, 상기 아웃 케이싱(200)의 내측에 통상의 크레인(400)을 이용하여 오버랩 원통부재(10), 즉 곡선면의 절단체(11a)와 평면의 제 1 플레이트(11b)를 제 1,2 방향으로 형성한 메인 인케이싱(11), 그리고 상기 메인 인케이싱(11)으로부터 부분 절단되어 분할되면서 상기 제 1 플레이트(11b)와 대향되는 구조를 이루는 평면의 제 2 플레이트(12a)를 형성하여둔 보조 인케이싱(12)을 투입한 후, 상기 메인 인케이싱(11)과 보조 인케이싱(12)을 햄머로 항타하면서 일정깊이까지 삽입한다.

즉, 원형 단면을 가지는 강관파일의 일측으로부터 일정길이로 절단체(11a)를 부분 절단하여 분리하고, 부분 절단되어 분리된 상기 절단체(11a)를 반전 회전시켜, 상기 강관파일(11)의 절단면 내측에 반전 회전된 상기 절단체(11a)의 양끝단면을 용접 붙임하는 한편, 상기 메인 인케이싱(11)의 제 2 방향에서 강관파일의 부분 절단을 통해 보조 인케이싱(12)을 분리시킨다.

이후, 상기 보조 인케이싱(12)의 분리로부터 상기 메인 인케이싱(11)에 형성되는 개구부는 물론, 상기 보조 인케이싱(12)에 형성되는 개구부에 각각 평면을 이루는 제 1,2 플레이트(11b)(12a)를 용접 붙임하면, 밀폐된 구조를 이루는 메인 인케이싱(11)과 보조 인케이싱(12)으로 분할된 오버랩 원통부재(10)를 완성할 수 있게 되는 것이다.

다음으로, 상기 아웃 케이싱(200)의 내부에 수용되는 상기 메인 인케이싱(11)과 상기 보조 인케이싱(12)을 햄머로 항타하여 상기 아웃 케이싱(200)에 의해 기울어짐이 방지된 상태로 일정깊이까지 삽입한다.

다음으로, 항타된 상기 메인 및 보조 인케이싱(11)(12)을 남기고, 상기 아웃 케이싱(200)을 인발한 상태에서, 상기 메인 케이싱(11)의 내부에 철근 또는 H빔을 선택적으로 삽입하고 차수벽 형성물질로서 콘크리트를 충진한 후, 상기 설명되는 공정을 반복 실시하여, 반복 실시되어 항타되는 상기 메인 인케이싱(11)들의 곡선면과 외주를 밀접하게 당접시켜 중첩되도록 연속 설치한다.

다음으로, 상기 메인 케이싱(11)들을 인발하면, 상기 메인 케이싱(11)에 형성되는 평면의 제 1 플레이트(11b)를 통해 주열식 차수벽을 이루는 말뚝(300)들의 일면에는 각각 띠장 접촉부(30)가 형성될 수 있는 것이다.

다음으로, 주열식 차수벽의 말뚝(300)들을 구성하게 되는 차수벽 형성물질이 일정강도를 가지도록 양생을 진행시킨 이후에, 상기 보조 케이싱(12)들을 인발하게 된다.

다음으로, 상기 주열식 차수벽에서 말뚝(300)들의 일면에 각각 형성되는 띠장 접촉부(30)에 띠장 구조물(20)의 일면을 면 접촉시키면서 배치하게 되면, 상기 띠장 구조물(20)은 상기 띠장 접촉부(30)에 면 접촉된 상태로 상기 말뚝(300)들로 이루어진 주열식 차수벽을 견고하게 지지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 띠장 접촉부를 가진 오버랩 원통부재와 이를 이용한 주열식 차수벽 시공방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 오버랩 원통부재 11; 메인 인케이싱
11a; 절단체 11b; 제 1 플레이트
12; 보조 인케이싱 12a; 제 2 플레이트
20; 띠장 구조물 30; 띠장 접촉부
100; 천공기 200; 아웃 케이싱
300; 말뚝 400; 크레인

Claims (6)

1. 메인 인케이싱과 보조 인케이싱으로 분할되는 오버랩 관통부재를 구성하고,
   상기 메인 인케이싱의 제 1 방향에는 원형단면을 가지는 강관파일의 부분 절단을 통해 곡선면을 이루는 절단체를 결합 구성하며,
   상기 제 1 방향과 직교되는 상기 메인 인케이싱의 제 2 방향으로는 주열식 차수벽을 이루는 말뚝들의 일면에 띠장 접촉부를 형성하여 이에 띠장 구조물이 면접촉하도록 원형단면을 가지는 강관파일의 부분 절단으로 형성되는 개구부를 밀폐시키는 평면을 이루는 제 1 플레이트를 결합 구성하는 한편,
   상기 메인 인케이싱으로부터 부분 절단되어 분할되는 상기 보조 인케이싱의 개구부는 상기 제 1 플레이트와 대향되는 구조를 이루는 평면의 제 2 플레이트에 의해 밀폐되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통부재.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 띠장 구조물은 H빔인 것을 특징으로 하는 띠장 접촉부를 가지는 오버랩 원통부재.
5. 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 천공하는 제 1 공정;
   상기 제 1 공정으로부터 천공된 원형의 구멍에 아웃 케이싱을 암반층 부근까지 삽입하여 구멍내의 흙을 오가로서 퍼내는 제 2 공정;
   상기 제 2 공정으로부터 삽입되는 아웃 케이싱의 내측에 오버랩 원통부재를 이루는 메인 케이싱과 보조 케이싱을 일정깊이까지 삽입하는 제 3 공정;
   상기 제 3 공정으로부터 삽입된 상기 메인 케이싱과 상기 보조 케이싱을 남기고, 상기 아웃케이싱을 인발하는 제 4 공정;
   상기 메인 케이싱의 내부에 철근 또는 H빔을 선택적으로 삽입한 후 차수벽 형성물질로서 콘크리트를 충진하는 제 5 공정; 을 진행한 후,
   상기 제 1 내지 제 5 공정을 반복 실시하며, 상기 메인 케이싱들을 인발하면서, 상기 메인 케이싱에 형성되는 평면의 제 1 플레이트를 통해 주열식 차수벽을 이루는 말뚝들의 일면에 각각 띠장 접촉부를 형성시키는 제 6 공정;
   상기 제 6 공정으로부터 주열식 차수벽의 말뚝들을 구성하게 되는 차수벽 형성물질이 일정강도를 가지도록 양생을 진행시킨 이후에, 상기 보조 케이싱들을 인발하는 제 7 공정; 을 포함하며,
   상기 제 7 공정이 완료되고 나면, 상기 주열식 차수벽에서 말뚝들의 일면에 각각 형성되는 띠장 접촉부에 띠장 구조물의 일면을 면 접촉시키면서 배치하여, 상기 말뚝들로 이루어진 주열식 차수벽을 지지하는 제 8 공정; 을 추가로 진행하는 것을 특징으로 하는 주열식 차수벽 시공방법.
6. 삭제

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