KR101846455B1 - 겹침형 주열식 벽체의 시공방법 및 이에 의해 시공된 주열식 벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1차 지반공에 1차 말뚝을 위한 콘크리트 조성물을 타설하고 1차 지중공과 테두리가 서로 중첩되게 2차 지반공을 형성하고 2차 지반공에 충진재를 타설함으로써 복수개의 1차 말뚝 사이에 각각 2차 말뚝이 연속 형성되어 있는 형태의 주열식 벽체를 구축하되, 차수판을 구비한 보강철근 조립체를 2차 지반공에 설치하며, 차수판이 1,2차 말뚝에 걸쳐서 배치되도록 함으로써, 차수판에 의해 우수한 차수 성능을 발휘하게 되고, 더 나아가 최적 함유량의 경화지연제를 포함하는 콘크리트 조성물을 이용하여 1차 말뚝을 구축하고, 1차 말뚝을 이루는 콘크리트 조성물이 초결상태에 이르기 전에 1차 말뚝과 겹치는 형태로 2차 말뚝을 구축함으로써, 2차 말뚝의 시공을 위한 2차 지반공의 천공 과정에서 천공장비의 손상이나 1차 말뚝 자체의 손상을 원천적으로 방지할 수 있으며, 더 나아가 1차 말뚝과 2차 말뚝 간의 실질적인 일체화를 구현하게 되어 콜드 조인트의 발생으로 인한 차수 성능의 저하도 효과적으로 방지할 수 있게 되는 겹침형 주열식 벽체의 시공방법과, 이에 의해 구축된 겹침형 주열식 벽체에 관한 것이다.

Description

겹침형 주열식 벽체의 시공방법 및 이에 의해 시공된 주열식 벽체{Retaining Wall and Constructing Method thereof}

본 발명은 말뚝 겹침구조의 "주열식 벽체"과, 이를 구축하기 위한 "시공방법"에 관한 것으로서, 구체적으로 말뚝의 충진재에 매립되는 보강철근 조립체의 측면(벽체가 연속 형성되는 방향으로의 측면)에 차수판이 조립 결합되어 이웃하는 말뚝에 일부가 매립됨으로써, 말뚝이 서로 겹치는 부분에 차수판이 연직하게 배치되어 말뚝 사이에서의 누수를 효과적으로 방지하여 차수 성능을 향상시킨 겹침형 주열식 벽체와, 이러한 주열식 벽체를 시공하기 위한 방법에 관한 것이다.

주열식 벽체는, 구조물의 지하 벽체 시공 위치 측면에서 지반에 구멍을 이웃하게 천공한 후, 천공된 구멍에 현장 타설 콘크리트에 의해 말뚝을 연속하여 구축하는 형태로 시공되는 것이 일반적이다. 이러한 종래 기술에 의한 주열식 벽체의 일예가 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0088947호에 개시되어 있다.

주열식 벽체를 시공함에 있어서, 단순히 말뚝을 인접하게 연속시킬 수도 있지만, 말뚝 사이에서의 차수(遮水)를 위해서는 이웃하는 말뚝이 서로 겹치도록 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 지반에 연직하게 천공된 구멍(지반공/地盤孔) 내에 콘크리트 등의 충진재를 채워서 1, 2차 말뚝을 시공하여 주열식 벽체를 시공하게 되는데, 1차 말뚝을 위한 1차 지반공을 간격을 두고 지반에 천공한 후 1차 지반공 내에 콘크리트 등의 충진재를 충진하고, 1차 말뚝의 충진재가 상당한 정도로 경화된 상태에서, 1차 지반공 사이의 간격에서 1차 말뚝의 일부를 잠식하도록 2차 지반공을 천공한 후, 2차 지반공에 충진재를 채워서, 1차 말뚝과 겹친 상태로 2차 말뚝을 시공함으로써, 1차 말뚝과 2차 말뚝이 서로 교번하여 위치하면서 서로 겹치도록 일렬을 이루고 있는 주열식 벽체를 구축하게 되는 것이다.

그런데, 1, 2차 말뚝 간에는 충진재의 강도, 충진재의 경화시간 등에서 차이가 존재하고, 그에 따라 1차 말뚝과 2차 말뚝 사이에 콜드 조인트(cold joint)가 발생할 수 있다. 1,2차 말뚝 사이에 콜드 조인트가 존재하게 되면 이러한 콜드 조인트를 통해서 누수(漏水)가 발생할 수 있으며, 그에 따라 완벽한 주열식 벽체가 구축될 수 없게 된다.

더 나아가, 1, 2차 말뚝 간에는 충진재의 강도, 충진재의 경화시간 등에서 차이가 존재하고 1차 말뚝의 충진재가 초결상태 이상이 되도록 상당한 정도로 경화된 후에 2차 말뚝 시공을 위한 2차 지반공을 천공하게 되면, 그 과정에서 초결상태 이상으로 경화가 진행된 1차 말뚝에 균열 등의 손상이 발생할 우려가 매우 크며, 천공장비에 고장 등의 손상이 발생할 수도 있다. 1차 말뚝에 균열 등의 손상이 발생할 경우, 그 손상된 부분을 통해서도 누수가 발생할 수 있으며, 결국 주열식 벽체의 차수 성능을 저하시키는 원인이 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0088947호(2012. 08. 09. 공개).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서,

1차 말뚝을 간격을 두고 시공한 후, 1차 말뚝 사이에서 1차 말뚝의 일부를 잠식하는 형태로 2차 지반공을 지중에 천공하고 2차 지반공에 충진재를 채워서 2차 말뚝을 구축하는 형태로 주열식 벽체를 시공함에 있어서, 1차 말뚝과 2차 말뚝이 겹치는 부분에 차수판이 연직하게 설치되도록 함으로써, 1,2차 말뚝 사이에서 누수가 발생하는 것을 차단할 수 있게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본 발명은 2차 지반공의 천공 작업이 진행될 때까지 1차 말뚝을 이루는 콘크리트의 경화를 지연시킴으로써, 2차 지반공의 천공 과정에서 천공장비의 손상 및 1차 말뚝의 손상을 효과적으로 방지하며, 2차 지반공에 충진재가 채워져서 2차 말뚝이 구축되었을 때, 2차 말뚝의 충진재와 1차 말뚝의 콘크리트가 일체화될 수 있도록 함으로써 1, 2차 말뚝 사이에 콜드 조인트가 발생하는 것을 억제하고, 이를 통해서 주열식 벽체의 차수 성능을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 지반에 1차 말뚝의 구축을 위한 복수개의 1차 지반공을 천공하되, 1차 지반공 사이에 2차 말뚝의 구축을 위한 2차 지반공이 천공될 수 있도록 함과 동시에 상기 2차 지반공의 테두리가 1차 지반공의 테두리와 서로 겹치게 만드는 간격으로, 1차 지반공을 천공하는 단계; 1차 말뚝을 이루도록 경화지연제가 포함된 콘크리트 조성물을 1차 지반공에 타설하여 채우는 단계; 1차 지반공의 콘크리트 조성물이 아직 초결상태에 이르기 전에, 1차 지반공 사이의 간격에 1차 지반공의 테두리를 잠식하여 겹치도록 2차 지반공을 지반에 천공하는 단계; 연직하게 배치되는 주철근과, 상기 주철근을 감고 있는 띠철근과, 띠철근을 감싸도록 띠철근의 외곽에 씌워져 일체화된 강관띠와, 연직하게 길게 연장된 상기 강관띠의 외면에 구비된 가이드 부재를 포함하도록 제작된 보강철근 조립체를 2차 지반공 내에 삽입 배치하는 단계; 및 2차 지반공에 충진재를 채워서, 보강철근 조립체가 매립됨과 동시에 1차 지반공에 채워진 콘크리트에 의해 만들어진 1차 말뚝과 일체로 접합된 상태로 2차 말뚝을 구축하되, 2차 지반공에 충진재가 채워진 후, 1차 말뚝과 2차 말뚝이 겹치는 부분에는, 판부재로 이루어진 차수판을 그 일측면이 가이드 부재와 체결된 상태로 연직하향으로 삽입 배치하여 차수판의 일측은 보강철근 조립체의 가이드 부재와 일체화되고 차수판의 타측은 1차 말뚝 내에 위치하도록 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주열식 벽체의 시공방법이 제공된다.

이와 같은 본 발명에서 1차 말뚝을 이루게 되는 콘크리트 조성물은, 물, 골재, 시멘트 및 경화지연제를 포함하며 경화지연제는 시멘트 100중량부에 대해 0.4 내지 3중량부로 함유되어 있는 콘크리트 조성물로 이루어질 수 있다.

아울러 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 상기한 본 발명의 시공방법에 의해 구축되는 겹침형 주열식 벽체가 제공된다.

본 발명에 의하면, 주열식 벽체의 구축 과정에서 2차 말뚝의 충진재 내에 보강철근 조립체가 매립되는데, 보강철근 조립체에는 차수판이 구비되고, 차수판은 1차 말뚝과 2차 말뚝이 겹치는 부분에서, 1, 2차 말뚝 모두에 걸쳐지도록 각각의 충진재 속에 매립되어 있으므로, 1, 2차 말뚝 사이의 경계에서 지하수 등이 주열식 벽체가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 흐르게 되는 것이 차수판에 의해 차단되며, 그에 따라 1차 말뚝과 2차 말뚝 사이에는 매우 우수한 차수구조가 형성되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에서는 최적 함유량의 경화지연제를 포함하는 콘크리트를 이용하여 1차 말뚝을 구축하되 1차 말뚝이 아직 초결(初結)에 이르지 않은 상태에서 1차 말뚝과 겹치는 형태로 2차 말뚝을 구축하게 되므로, 2차 말뚝의 시공을 위한 2차 지반공의 천공 과정에서 천공장비의 손상이나 1차 말뚝 자체의 손상을 원천적으로 방지할 수 있으며, 더 나아가 1차 말뚝과 2차 말뚝 간의 실질적인 일체화를 구현하게 되어 콜드 조인트의 발생으로 인한 차수 성능의 저하도 효과적으로 방지할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따라 주열식 벽체를 시공하기 위하여 지반에 1차 말뚝의 구축을 위한 1차 지반공이 천공되어 있는 형태를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 상태에 후속하여 1차 지반공에 1차 말뚝의 구축을 위한 콘크리트가 채워져 있는 상태를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 단계에 후속하여 1차 말뚝 사이에 2차 지반공을 천공한 상태를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명에서 2차 지반공에 삽입 배치되는 보강철근 조립체의 일 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 보강철근 조립체의 개략적인 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명에서 2차 지반공에 삽입 배치되는 보강철근 조립체의 또다른 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 보강철근 조립체의 개략적인 결합 사시도이다.
도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 따른 보강철근 조립체에서 차수판이 아직 결합되지 않은 상태의 것이 2차 지반공 내에 삽입 배치된 상태를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 단계에 후속하여 2차 지반공에 충진재를 채운 상태를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 상태에 후속하여 차수판이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 11은 표 1에 정리된 경화지연제 함유량에 따른 초결시간 차이 측정 실험결과를 그래프의 형태로 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명에 따라 주열식 벽체를 시공하기 위하여 지반에 1차 말뚝을 구축하기 위한 연직한 구멍 즉, 1차 지반공(10)이 간격을 두고 천공되어 있는 형태를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 상태에 후속하여 1차 지반공(10)에 1차 말뚝(1)의 구축을 위한 콘크리트가 채워져 있는 상태를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 우선 지반에 복수개의 1차 지반공(10)을 천공하되, 1차 지반공(10) 사이에 2차 지반공이 천공될 수 있도록 간격을 두고 복수개가 일렬을 이루도록 1차 지반공(10)을 천공한다. 이 때 1차 지반공(10) 간의 간격은, 1차 지반공(10)의 테두리와 2차 지반공(20)의 테두리가 서로 겹칠 수 있는 수평길이를 가진다. 1차 지반공(10)이 천공되면 1차 말뚝(1)의 구축을 위한 콘크리트 조성물이 채워진다. 1차 지반공(10)에 콘크리트 조성물이 타설된 후에는 시간이 경과되면서 콘크리트 조성물이 경화되는데, 콘크리트 조성물의 타설 직후 및 그로부터 소정 시간 동안에는, 타설된 콘크리트 조성물에 다짐을 가하거나 진동 또는 충격을 가하더라도, 콘크리트 조성물이 경화된 후의 구조체가 가지는 물성(강도 등)에 영향을 미치지 않게 된다. 이와 같이, 타설된 콘크리트 조성물에 다짐을 가하거나 진동 또는 충격을 가하더라도 콘크리트 조성물이 경화된 후의 구조체가 가지는 물성(강도 등)에 영향을 미치지 않을 정도의 상태를 일반적으로 콘크리트 조성물의 "초결(初結)상태"라고 한다. 통상적으로 타설된 콘크리트가 예를 들면 3.5MPa의 강도에 이를 때 초결상태라고 하고, 이러한 강도에 미치지 못하였을 때는 초결상태에 이르지 못하였다고 한다.

본 발명에서는 1차 말뚝(1)의 형성을 위한 콘크리트 조성물이 타설되고, 타설된 콘크리트 조성물이 아직 초결상태에 이르지 않았을 때, 1차 말뚝(1) 사이에서 지반을 연직하게 천공하여 2차 말뚝(2)의 시공을 위한 2차 지반공(20)을 형성한다. 도 3에는 도 2에 도시된 단계에 후속하여 복수개의 1차 말뚝(1) 사이 각각에 2차 지반공(20)을 천공한 상태를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 필요에 따라서는 1차 말뚝(1)을 위한 콘크리트가 붕괴되어 2차 지반공(20)으로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 2차 지반공(20)을 천공하는 과정 또는 2차 지반공(20)의 천공 전,후로 강관 등으로 이루어진 케이싱부재(도면에서는 도시를 생략함)를 2차 지반공(20)에 연직하게 임시로 삽입 배치할 수도 있다.

2차 지반공(20)의 천공이 완료되면, 후속하여 2차 지반공(20)에 차수판(30)이 구비된 보강철근 조립체(3)를 삽입 배치한다. 도 4 및 도 5에는 각각 본 발명에서 2차 지반공(20)에 삽입 배치되는 보강철근 조립체(3)의 일 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도(도 4)와 결합 사시도(도 5)가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼 보강철근 조립체(3)는, 연직하게 배치되는 주철근(31)과, 상기 주철근(31)을 감고 있는 띠철근(32)을 포함한다. 또한 본 발명의 보강철근 조립체(3)에서, 강관띠(33)가 상기 띠철근(32)을 감싸도록 띠철근(32)의 외곽에 씌워져서 일체로 구비되는데, 강관띠(33)는 연직방향으로 복수개가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 주열식 벽체의 구축 후에, 주열식 벽체의 벽체전방 또는 벽체후방에서 지반을 굴착하여 주열식 벽체를 노출시킨 후, 띠장 등의 지지 설비를 설치할 경우가 있는데, 이 때, 띠장 등의 지지 설비를 지지할 철물을 노출된 주열식 벽체의 강관띠(33)에 용접 등의 방법에 의해 용이하게 설치할 수 있다. 즉, 강관띠(33)는 후술하는 가이드 부재(34)의 설치뿐만 아니라, 띠장 등 터파기 후 지지 설비의 설치에 매우 유용하게 이용된다. 물론 강관띠(33)의 구비를 통해서 보강철근 조립체(3)에 의한 말뚝 보강효과가 더욱 증대되는 효과가 발휘된다.

본 발명에서 보강철근 조립체(3)에는 차수판(30)이 조립된다. 차수판(30)의 조립을 위하여 강관띠(33)의 외면에는 연직하게 길게 연장된 가이드 부재(34)가 결합 설치되며, 차수판(30)의 일단이 상기 가이드 부재(34)에 조립된다. 차수판(30)은 주열식 벽체를 이루도록 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2)이 교번하여 연속적으로 배치되는 방향을 향하는 강관띠(33)의 양측면에 각각 차수판(30)이 구비되며, 차수판(30)이 보강철근 조립체(3)에 조립 설치된 후에는, 후술하는 것처럼 차수판(30)이 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2) 모두에 걸쳐져서 위치하게 된다.

특히, 본 발명에서 차수판(30)의 용이한 설치를 위하여, 주철근(31), 띠철근(32), 강관띠(33) 및 가이드 부재(34)로 이루어진 조립체가 우선 2차 지반공(20) 내에 삽입 배치되고 2차 지반공(20)에 2차 말뚝(2)을 위한 충진재가 채워진 후에, 차수판(30)이 가이드 부재(34)에 조립되는 형태로 설치되는데, 이를 위하여 차수판(30)과 가이드 부재(34)는 다음과 같은 구성에 의해 조립되는 구조를 가진다.

도 4 및 도 5에 도시된 실시예의 경우, 가이드부재(34)는 파이프 형태의 부재로 이루어져 있되, 가이드 부재(34)가 강관띠(33)에 부착되는 측면의 반대쪽 측면 즉, 외측면에 절취부(340)가 연직방향으로 연장된 형태로 형성되어 있다. 차수판(30)은 연직하게 배치되는 판부재인데, 가이드 부재(34)와 결합되는 측면에는 파이프 형태로 이루어진 가이드 부재(34)의 중앙 통공에 삽입될 수 있는 봉(棒) 부재가 일체로 구비되어 있다. 즉, 차수판(30)은 연직방향으로 길게 연장된 봉(棒)형태의 측면부(301)를 가지고 있는 것이다. 따라서 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 차수판(30)의 봉형태의 측면부(301)가 가이드 부재(34)의 중앙 통공에 끼워짐과 동시에 차수판(30)의 평평한 부분은 절취부(340)에 끼워지면서 차수판(30)이 연직 하향으로 움직이게 되면, 차수판(30)과 가이드 부재(34)가 서로 체결되어 일체로 조립된다.

도 6 및 도 7에는 각각 본 발명에서 보강철근 조립체(3)의 또다른 실시예를 보여주는 개략적인 분해 사시도(도 6)와 결합 사시도(도 7)가 도시되어 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 따른 보강철근 조립체(3)의 경우도, 앞서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 실시예와 마찬가지로 주철근(31), 띠철근(32), 강관띠(33), 가이드 부재(34) 및 차수판(30)을 포함하여 구성된다. 다만 도 6 및 도 7에 도시된 실시예와, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예는, 차수판(30)과 가이드 부재(34)의 결합 구조가 상이하다.

도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 경우, 가이드 부재(34)는 연직방향으로 길게 연장된 봉(棒)부재로 이루어지며, 차수판(30)에서 가이드 부재(34)와 결합될 측면에는, 파이프 형태의 부재가 일체로 구비되어 있되, 상기 파이프 형태의 부재에서 가이드 부재(34)와 결합될 측면에는 절취부(340)가 연직방향으로 연장된 형태로 형성되어 있다.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예의 경우에는 가이드 부재(34)가 절취부(340)를 가지는 파이프 형태의 부재로 이루어지고 차수판(30)은 연직방향으로 길게 연장된 봉(棒)형태의 측면부(301)를 가지고 있는데 비하여, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 경우는, 연직하게 연장된 절취부(340)를 가지는 파이프 형태의 부재가 차수판(30)의 측면에 일체로 구비되고, 가이드 부재(34)가 연직방향으로 길게 연장된 봉(棒)부재로 이루어져 있는 것이다. 따라서 도 5 및 도 6에 도시된 실시예서는, 봉부재로 이루어진 가이드 부재(34)가 차수판(30)에 구비된 파이프형태 부재의 중앙 통공에 끼워지면서 차수판(30)이 연직 하향으로 움직여서 차수판(30)과 가이드 부재(34)가 일체로 조립된다.

다시 도 3의 상태로 되돌아가 보면, 복수개의 1차 말뚝(1) 사이 각각에 2차 지반공(20)을 천공한 상태에서, 상기한 보강철근 조립체(3)를 2차 지반공(20) 내에 삽입배치하게 되는데, 구체적으로는 차수판(30)이 조립되어 있지 않은 상태의 보강철근 조립체(3)를 우선 2차 지반공(20) 내에 삽입 배치한다. 도 8에는 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 따른 보강철근 조립체(3)에서 차수판(30)이 아직 결합되지 않은 상태의 것이 2차 지반공(20) 내에 삽입 배치된 상태를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 아직 차수판(30)이 결합되어 있지 않으므로, 보강철근 조립체(3)의 직경은 2차 지반공(20)의 직경보다 작으며, 따라서 쉽게 보강철근 조립체(3)를 2차 지반공(20) 내에 삽입 배치할 수 있다. 이 때, 도 4 및 도 5의 보강철근 조립체(3)에서 가이드 부재(34)의 중앙 통공에 충진재가 채워져서 막히지 않도록, 가이드 부재(34)의 중앙 통공 및 절취부를 비닐 등의 합성수지 막으로 임시 덮어두는 것이 바람직하다.

보강철근 조립체(3)가 2차 지반공(20) 내에 삽입 배치된 후에는, 2차 지반공(20) 내에 2차 말뚝(2)의 형성을 위한 콘크리트 등의 충진재를 타설하여 채운다. 도 9에는 도 8에 도시된 단계에 후속하여 2차 지반공(20)에 충진재를 채운 상태를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 2차 지반공(20)에 케이싱부재(3)가 삽입 배치되어 있는 경우에는, 2차 지반공(20)에 충진재를 타설한 후 신속하게 케이싱부재(3)를 2차 지반공(20)으로부터 인발하여 제거한다. 물론 2차 지반공(20)의 충진재 타설과 케이싱부재(3)의 인발이 병행하여 동시에 진행될 수도 있다. 인발된 케이싱부재(3)는 재사용할 수 있다. 2차 지반공(20)에 충진재가 채워지고 그 충진재가 경화되지 않은 상태에서 케이싱부재(3)가 제거되면, 2차 지반공(20) 내의 충진재는 1차 말뚝(1)과 직접 접하게 된다.

한편, 2차 지반공(20)에 채워진 충진재가 경화되기 전에, 차수판(30)을 가이드 부재(34)와 체결된 상태로 연직 하향으로 삽입하여, 차수판(30)이 가이드 부재(34)가 일체로 조립됨과 동시에 1차 말뚝(1)의 일부에 박혀 있도록 설치한다. 도 10에는 도 9에 도시된 상태에 후속하여 차수판(30)이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도 10에 도시된 것처럼 차수판(30)이 설치되면, 차수판(30)은 그 일측이 보강철근 조립체(3)의 가이드 부재(34)와 일체화되고 타측은 1차 말뚝(1) 내에 위치하게 되고, 그에 따라 차수판(30)은 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2)의 사이에서, 1, 2차 말뚝(1, 2) 모두에 걸쳐지도록 각각의 충진재 속에 매립되어 있는 상태가 된다. 따라서 1, 2차 말뚝(1, 2) 사이의 경계에서 차수판(30)은 지하수 등이 주열식 벽체가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 흐르게 되는 것을 차단하게 되며, 그에 따라 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2) 사이에는 매우 우수한 차수구조가 형성된다.

한편, 본 발명에서 1차 말뚝(1)을 이루는 콘크리트 조성물은, 물, 시멘트, 골재 및 경화지연제를 포함하되, 경화지연제는 시멘트 100중량부에 대하여 0.4 내지 3중량부로 함유되어 있는 콘크리트 조성물로 이루어질 수 있다. 즉, 1차 말뚝(1)을 이루게 되는 콘크리트 조성물은, 시멘트의 중량을 100중량부라고 할 때 0.4 내지 3중량부의 경화지연제를 함유하는 조성을 가질 수 있는 것이다.

이와 같이 1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물이, "시멘트의 중량 100중량부에 대하여 0.4 내지 3중량부"의 양으로 경화지연제를 함유하고 있는 경우, 1차 지반공(10)에 콘크리트 조성물을 타설하여 채운 상태에서도, 상당 시간 동안 초결상태에 이르지 못하게 된다. 따라서 아직 1차 지반공(10)의 콘크리트 조성물이 초결상태에 이르지 않았을 때, 천공장비를 이용하여 1차 말뚝(1) 사이의 간격에, 1차 지반공(10)의 테두리와 겹치도록 2차 지반공(20)을 천공하게 되며, 이 과정에서 오거 등의 천공장비를 이용하여 1차 말뚝(1)의 가장자리를 잠식하도록 복수개의 2차 지반공(20) 각각을 천공하는 작업은 매우 원활하게 진행될 수 있다. 즉, 2차 지반공(20)의 천공과정에서, 천공장비가 1차 말뚝(1)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다. 또한 1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물이 아직 초결상태에 이르지 못하였으므로, 2차 지반공(20)을 천공하면서 천공장비가 1차 말뚝(1)의 가장자리를 깎아내는 과정에서 콘크리트 조성물에 의해 구축되는 1차 말뚝(1)에는 불리한 영향을 유발하지도 않게 된다.

1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물이 위와 같은 양으로 경화지연제를 함유하고 있게 되면, 2차 지반공(20)내에 충진재가 채워질 때까지도, 1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물은 아직 초결상태에 이르지 못한다. 따라서 위와 같이 보강철근 조립체(3)를 2차 지반공(20) 내에 배치한 후, 2차 지반공(20)에 2차 말뚝을 위한 충진재를 채웠을 때, 2차 말뚝의 충진재는, 아직 초결상태에 이르지 못한 1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물과 접하면서, 그 접하는 부분에서 서로 섞이면서 일체화되고, 이렇게 일체화된 상태로 접합되어 경화된다. 즉, 2차 지반공(20) 내에 채워진 충진재는 1차 말뚝(1)과 일체화되도록 접합된 상태로 경화되어서 2차 말뚝(2)을 이루게 되는 것이다. 그러므로 본 발명에서는 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2)이 서로 교번하여 위치하면서 서로 겹치도록 일렬을 이루고 있고 있되, 상기한 과정을 통해서 1차 말뚝(1)과 실질적으로 일체로 접합된 상태로 2차 말뚝(2)이 구축되어 있는 구성으로 주열식 벽체가 시공된다. 이와 같은 구성의 본 발명에 의해 구축되는 주열식 벽체의 경우, 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2) 사이에, 충진재의 경화정도, 강도 등의 차이로 인한 콜드 조인트가 발생하지 않거나 또는 그 발생이 최소로 억제되며, 그에 따라 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2) 사이에서도 매우 우수한 차수 성능이 발휘되는 것이다.

앞서 설명한 것처럼 본 발명에서 1차 말뚝(1)을 이루는 콘크리트 조성물에는, 그 초결상태에 도달할 때까지의 시간("초결시간")을 필요한 정도로 늦추기 위하여, 위와 같이 경화지연제가 "시멘트의 중량 100중량부에 대하여 0.4 내지 3중량부"의 양으로 함유될 수 있다. 경화지연제가 시멘트의 중량 100중량부에 대하여 0.4중량부 미만으로 함유될 경우, 경화지연제의 함유효과가 미미하여, 1차 말뚝(1)을 이루도록 타설된 콘크리트 조성물이, 본 발명에서 의도한 것과 다르게 매우 빨리 초결상태에 이르게 되며, 그에 따라 2차 지반공(20)의 천공작업이 지나치게 서둘러 진행되어야 하고, 이는 결국 천공작업을 위한 장비, 인력 동원에 어려움을 가져오게 되는 문제점이 있다. 반면에 경화지연제가 시멘트의 중량 100중량부에 대하여 3중량부를 초과하여 함유될 경우, 1차 말뚝(1)을 이루도록 타설된 콘크리트 조성물이 초결상태에 이르기까지 너무 지연되어, 후술하는 것처럼 2차 말뚝(2)의 형성을 위한 2차 지반공(20)을 굴착함에 있어서의 작업성이 크게 저하되고, 2차 지반공(20)의 굴착까지 너무 오랜 시간이 소요되어 공기지연 및 공사비 증가를 가져오게 된다. 따라서 본 발명에서 1차 말뚝(1)을 이루게 되는 콘크리트 조성물에는 시멘트의 중량을 100중량부라고 할 때 0.4 내지 3중량부의 경화지연제가 함유되는 것이 바람직하다.

아래의 표 1은 본 발명에 있어서 1차 말뚝(1)을 이루게 되는 콘크리트 조성물에 함유되는 경화지연제에 대해, 각 함유량을 달리하여 시편시험을 수행한 결과표가 정리되어 있고, 도 11에는 표 1에 정리된 실험결과를 그래프의 형태로 보여주는 도면이 도시되어 있다.

표 1 및 도 11에서 <몰드 NO>는 시편의 식별번호이며, 특히 도 5에서 "계열1"이라는 표기와 함께 청색으로 표시된 선도는 경화지연제가 전혀 함유되지 않은 콘크리트 조성물의 시편에 대한 것이고, "계열2"라는 표기와 함께 청색으로 표시된 선도는 경화지연제가 표 1에 정리된 량으로 함유된 콘크리트 조성물의 시편에 대한 것이다. 또한 도 5에서 가로축은 각 몰드의 번호 즉, "몰드 NO.1" 부터 "몰드 NO.13"을 나타내며, 세로축은 경화지연제가 전혀 함유되지 않은 콘크리트 조성물의 시편(몰드 NO.1)과, 경화지연제가 함유된 몰드 NO.2 내지 NO.13에서 이웃하는 몰드 번호간의 콘크리트 조성물의 <초결시간 차(差)>(초결상태에 이르기까지의 시간의 차)를 나타낸다.

표 1 및 도 6에서 알 수 있듯이, 경화지연제가 시멘트 100중량부에 대해 0.4 중량부로 함유된 시편(몰드 NO.2)는 경화지연제가 전혀 함유되지 않은 시편(몰드 NO.1)과, 약 4시간의 초결시간차를 가지며, 경화지연제가 시멘트 100중량부에 대해 0.6 중량부로 함유된 시편(몰드 NO.3)는 경화지연제가 0.4 중량부로 함유된 시편(몰드 NO.2)과 약 4시간의 초결시간차를 가진다. 이러한 초결시간차는 경화지연제가 시멘트 100중량부에 대해 0.4 내지 2.2중량부로 함유된 시편(몰드 NO.2부터 NO.9)까지는 일정하게 되는 경향을 보인다. 즉, 초결시간이 약 4시간 늦은 것이며, 이러한 초결시간의 차이 4시간은 경화지연제가 증가하더라도 일정하게 유지되는 것이다. 이와 같이 초결시간이 지연되면, 2차 말뚝(2)의 형성을 위한 2차 지반공(20)을 굴착할 때 양호한 작업성을 유지하면서도, 앞서 설명한 것처럼 2차 말뚝(2)을 위해 2차 지반공(20)에 타설된 충진재와, 1차 말뚝(1)을 이루는 콘크리트 조성물과의 접촉에 의한 일체화가 충분히 이루어지게 된다.

한편, 경화지연제가 시멘트 100중량부에 대해 2.6중량부로 함유된 시편(몰드 NO.10)과 3.0중량부로 함유된 시편(몰드 NO.10)의 경우, 경화지연제가 2.2 중량부로 함유된 시편(몰드 NO.9)과 약 8시간의 초결시간차를 가지게 되어 초결시간차가 소정 정도 증가하였지만, 여전히 2차 지반공 굴착시의 양호한 작업성 유지 및 1차 말뚝의 콘크리트 조성물과의 충분한 일체화가 가능하게 된다.

그러나 경화지연제가 시멘트 100중량부에 대해 3.4중량부 및 그 이상 함유된 시편(몰드 NO.12 및 NO.13)의 경우에는, 경화지연제가 이보다 적게 포함된 시편(몰드 NO.10 및 NO.11)과는 각각 20시간 및 24시간의 초결시간차를 가지는 바, 이러한 상태에서는 1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물이 초결상태에 이를 때까지 지나치게 오랜 시간이 소요되어 2차 지반공의 굴착이 원활하게 이루어질 수 없게 되어 작업이 매우 어렵게 된다.

상기한 실제 실험을 통해서 명백히 입증되는 바와 같이, 본 발명에서 1차 지반공(10)의 천공 후 콘크리트 조성물을 충진하여 1차 말뚝(1)을 구축함에 있어서, 경화지연제가 "시멘트의 중량 100중량부에 대하여 0.4 내지 3중량부"의 양으로 함유되어 있는 콘크리트 조성물을 이용하게 되고, 이를 통해서 상기한 바와 같은 2차 말뚝(2)과의 일체 접합 및 그에 따른 유용한 효과를 발휘할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 주열식 벽체 시공방법에서는, 최적 함유량의 경화지연제를 포함하는 콘크리트 조성물을 이용하여 1차 말뚝(1)을 구축하되 1차 말뚝(1)의 콘크리트 조성물이 아직 초결상태에 이르지 않은 상태에서 1차 말뚝(1)과 겹치는 형태로 2차 말뚝(2)을 구축하게 되므로, 2차 말뚝(2)의 시공을 위한 2차 지반공(20)의 천공 과정에서 천공장비의 손상이나 1차 말뚝(1) 자체의 손상을 원천적으로 방지할 수 있으며, 더 나아가 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2) 간의 실질적인 일체화를 구현하게 되어 콜드 조인트의 발생으로 인한 차수 성능의 저하도 효과적으로 방지할 수 있게 되는 장점이 있다.

1: 1차 말뚝
2: 2차 말뚝

Claims (3)

1. 지반에 1차 말뚝(1)의 구축을 위한 복수개의 1차 지반공(10)을 천공하되, 1차 지반공(10) 사이에 2차 말뚝(2)의 구축을 위한 2차 지반공(10)이 천공될 수 있도록 함과 동시에 상기 2차 지반공(20)의 테두리가 1차 지반공(10)의 테두리와 서로 겹치게 만드는 간격으로, 1차 지반공(10)을 천공하는 단계;
   1차 말뚝(1)을 이루도록 경화지연제가 포함된 콘크리트를 1차 지반공(10)에 타설하여 채우는 단계;
   1차 지반공(10)의 콘크리트 조성물이 초결상태에 이르기 전에, 1차 지반공(10) 사이의 간격에 1차 지반공(10)의 테두리를 잠식하여 겹치도록 2차 지반공(20)을 지반에 천공하는 단계;
   연직하게 복수개가 배치되는 주철근(31)과, 상기 주철근(31)을 감고 있는 띠철근(32)과, 상기 띠철근(32)을 감싸도록 띠철근(32)의 외곽에 씌워져 일체화되어 있으며 연직방향으로 간격을 두고 복수개로 구비되어 보강기능과 지지설비 설치기능을 발휘하게 되는 강관띠(33)와, 연직하게 길게 연장되어 상기 강관띠(33)의 외면에 결합 설치되어 구비된 가이드 부재(34)를 포함하며, 직경이 2차 지반공(20)의 직경보다 작도록 조립 제작된 보강철근 조립체(3)를, 2차 지반공(20) 내에 삽입 배치하는 단계;
   2차 지반공(20)에 2차 말뚝(2)의 구축을 위한 충진재를 채워서, 보강철근 조립체(3)가 충진재에 매립됨과 동시에 1차 지반공(10)에 채워진 콘크리트 조성물에 의해 만들어진 1차 말뚝(1)과 일체로 접합된 상태로 2차 말뚝(2)을 구축하되, 2차 지반공(20)에 충진재가 채워진 후, 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2)이 겹치는 부분에는, 판부재로 이루어진 차수판(30)을 그 일측면이 가이드 부재(34)와 체결된 상태로 연직하향으로 삽입 배치하여 차수판(30)의 일측은 보강철근 조립체(3)의 가이드 부재(34)와 조립되어 일체화되고 차수판(30)의 타측은 1차 말뚝(1) 내에 위치하여 차수판(30)이 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2)의 사이에서 1, 2차 말뚝(1, 2) 모두에 걸쳐진 채로 각각의 충진재 속에 매립되어 있는 상태가 되도록 하는 단계를 포함함으로써;
   1,2차 말뚝(1,2)에 걸쳐서 배치된 차수판(30)에 의해 지하수가 주열식 벽체가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 흐르는 것이 차단되는 것을 특징으로 하는 주열식 벽체의 시공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   1차 말뚝(1)을 이루게 되는 콘크리트는, 물, 골재, 시멘트 및 경화지연제를 포함하며 경화지연제는 시멘트 100중량부에 대해 0.4 내지 3중량부로 함유되어 있는 콘크리트 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 주열식 벽체의 시공방법.
   
3. 1차 말뚝(1)과 2차 말뚝(2)이 서로 교번하여 위치하면서 서로 겹치도록 일렬을 이루도록 지중에 설치되어 있는 주열식 벽체로서,
   청구항 제1항 또는 제2항에 의한 시공방법에 의해 시공되어, 1차 말뚝(1)과 일체로 접합된 상태로 2차 말뚝(2)이 구축되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 주열식 벽체.

Images