KR101862761B1 - 지중 기초 구조물 시공방법 - Google Patents

지중 기초 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시공이 용이하면서, 흙의 배출량을 줄일 수 있도록 된 새로운 구조의 지중 기초 구조물 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기초 구조물 시공방법에 따르면, 지면(1)에 링형태의 도랑(10)을 파고, 상기 도랑(10)의 내부에 옹벽(20)을 설치한 후, 상기 옹벽(20)의 외측둘레부를 되메우기하고, 상기 옹벽(20) 내측의 지면(1)을 굴착하여 터파기를 한 후, 굴착된 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설하여 지중 기초 구조물을 시공하게 된다.
따라서, 지면(1)을 파내는 흙의 양을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 콘크리트(30)를 타설할 때 펌프카를 이용하지 않고 레미콘트럭을 옹벽(20)의 외측에 최대한 근접시켜 바로 옹벽(20)의 내측으로 콘크리트(30)를 공급하여 타설할 수 있음으로, 콘크리트 타설에 걸리는 시간을 단축하고, 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

지중 기초 구조물 시공방법{the method of constructing underground basic structure}
본 발명은 시공이 용이하면서, 흙의 배출량을 줄일 수 있도록 된 새로운 구조의 지중 기초 구조물 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기 등과 같은 구조물을 설치할 때는, 지면에 매입되도록 지중 기초 구조물을 시공하고, 시공된 기초 구조물에 풍력발전기를 설치하여야 한다.
도 1은 이러한 지중 기초 구조물을 시공하는 일반적인 시공방법을 도시한 것으로, 우선 도 1의 (a)에 지면(1)을 일정한 깊이로 굴착하는 터파기를 하고, 굴착된 터(2)의 바닥면을 콘크리트로 버림한다.
그리고, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 터(2)의 바닥면에 기초를 시공하기 위한 거푸집(3)을 설치하고, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 거푸집(3)의 내부에 철근을 배근하고 콘크리트(4)를 타설하여 경화시킨다.
그리고, 콘크리트(4)가 완전히 경화되면 도 1의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 거푸집(3)을 제거한 후, 도 1의 (e)에 도시한 바와 같이, 경화된 콘크리트(4)의 둘레부를 되메우기함으로써, 기초를 완성한다.
이때, 필요에 따라, 상기 터파기를 한 후, 굴착된 터(2)의 바닥면에 복수개의 파일을 박고 그 상부에 콘크리트(4)를 타설 및 경화시킴으로써, 완성된 기초를 보강하기도 한다.
그런데, 이러한 방법으로 지중 기초 구조물을 시공할 경우, 완성된 콘크리트(4) 기초의 크기보다 더욱 넓게 터(2)를 파내야 함으로, 많은 양의 흙이 발생될 뿐 아니라, 굴착된 터(2)의 둘레부로부터 거푸집(3)의 내부까지의 거리가 멀어서 거푸집(3)의 내부에 콘크리트(4)를 타설하기 위해서는 먼 곳으로 콘크리트(4)를 공급할 수 있도록 된 펌프카가 필요하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 굴착된 터(2)에 거푸집(3)을 설치하고, 거푸집(3)의 내부에 콘크리트(4)를 타설한 후, 콘크리트(4)가 완전히 경화된 후 거푸집(3)을 제거하고, 경화된 콘크리트(4)의 둘레부에 다시 흙을 채우는 되메우기를 하여야 함으로, 되메우기를 하기 위해서는 타설된 콘크리트(4)가 경화될 때까지의 시간동안 대기를 하여야 하였으며, 이에 따라, 작업시간이 길어지는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 거푸집(3)의 내부에 타설된 콘크리트(4)가 완전히 경화되기까지는 시간이 많이 소요됨으로, 이러한 지중 기초 구조물을 시공할 때는 콘크리트(4)가 완전히 경화되기 전에 거푸집(3)을 제거하는 경우가 있는데, 이러한 경우, 사후에 콘크리트(4)에 변형이나 크랙이 발생되기 쉬워지는 문제점이 있었다.
특히, 이러한 지중 기초 구조물을 시공할 때, 거푸집(3)의 내부에 타설된 콘크리트(4)가 빠르게 경화될 경우 콘크리트(4)에 크랙이 발생될 수 있음으로, 거푸집(3)에 콘크리트(4)를 타설한 후에는 콘크리트(4)의 상면에 일정간격으로 물을 분사하여 콘크리트(4)의 상면이 충분히 젖은 상태를 유지하도록 하여, 콘크리트(4)가 천천히 경화되도록 하여야 한다.
그러나, 이와 같이, 콘크리트(4)에 일정간격으로 물을 분사하여 콘크리트(4)의 상면이 항상 젖도록 하는 것은 매우 번거로운 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
등록특허 10-1011805호, 등록특허 10-0801776호,
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시공이 용이하면서, 흙의 배출량을 줄일 수 있도록 된 새로운 구조의 지중 기초 구조물 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지면(1)에 매입되도록 지중 기초 구조물을 시공하는 방법으로서, 지면(1)에 지중 기초 구조물의 둘레부의 크기에 대응되도록 링형태의 도랑(10)을 파는 1차 굴착단계와, 상기 도랑(10)의 내부에 복수개의 옹벽(20)을 상기 도랑(10)을 따라 연장되는 링형태를 이루도록 설치하는 옹벽설치단계와, 상기 옹벽(20)의 외측둘레부를 되메우기하는 되메우기단계와, 상기 옹벽(20) 내측의 지면(1)을 굴착하여 터파기를 하는 2차 굴착단계와, 굴착된 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설하는 콘크리트타설단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 기초 구조물 시공방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 옹벽(20)은 측방향으로 연장되도록 구성된 수직벽체(21)와, 상기 수직벽체(21)의 하단에서 외측으로 연장된 수평연장부(22)와, 상기 수직벽체(21)의 상단에서 외측으로 연장된 상부보강부(23)를 포함하는 디귿자형태로 구성되며, 상기 상부보강부(23)의 내외측 폭은 상기 수평연장부(22)의 내외측 폭에 비해 짧게 구성된 것을 특징으로 하는 지중 기초 구조물 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 옹벽(20) 사이의 틈을 수밀하게 밀폐하는 방수처리단계를 더 포함하고, 상기 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설할 때 상기 콘크리트(30)는 상면이 상기 옹벽(20)의 상단에 비해 낮은 높이로 타설되며, 상기 옹벽(20)의 내부에 타설된 콘크리트(30)의 상면에 물을 공급하여 상기 옹벽(20)에 의해 콘크리트(30)의 상부에 물이 저장되도록 하는 급수단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 기초 구조물 시공방법이 제공된다.
본 발명의 도 다른 특징에 따르면, 상기 옹벽(20)은 복수개가 적층되는 것을 특징으로 하는 지중 기초 구조물 시공방법이 제공된다.
본 발명에 따른 기초 구조물 시공방법에 따르면, 지면(1)에 링형태의 도랑(10)을 파고, 상기 도랑(10)의 내부에 옹벽(20)을 설치한 후, 상기 옹벽(20)의 외측둘레부를 되메우기하고, 상기 옹벽(20) 내측의 지면(1)을 굴착하여 터파기를 한 후, 굴착된 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설하여 지중 기초 구조물을 시공하게 된다.
따라서, 지면(1)을 파내는 흙의 양을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 콘크리트(30)를 타설할 때 펌프카를 이용하지 않고 레미콘트럭을 옹벽(20)의 외측에 최대한 근접시켜 바로 옹벽(20)의 내측으로 콘크리트(30)를 공급하여 타설할 수 있음으로, 콘크리트 타설에 걸리는 시간을 단축하고, 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 지중 기초 구조물 시공방법을 도시한 참고도,
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 지중 기초 구조물 시공방법을 도시한 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 지중 기초 구조물 시공방법에 사용되는 옹벽을 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 8은 본 발명에 따른 지중 기초 구조물 시공방법을 도시한 것으로, 풍력발전기 등을 시공하기 위해, 지면(1)에 매입되도록 지중 기초 구조물을 시공하는 것은 종래와 동일하다.
본 발명에 따르면, 상기 지중 기초 구조물 시공방법은 도 2에 도시한 바와 같이, 지면(1)에 지중 기초 구조물의 둘레부의 크기에 대응되도록 링형태의 도랑(10)을 파는 1차 굴착단계와, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 도랑(10)의 내부에 복수개의 옹벽(20)을 상기 도랑(10)을 따라 연장되는 링형태를 이루도록 설치하는 옹벽설치단계와, 상기 옹벽(20)사이의 틈을 수밀하게 밀폐하는 방수처리단계와, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 옹벽(20)의 외측둘레부를 되메우기하는 되메우기단계와, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 옹벽(20) 내측의 지면(1)을 굴착하여 터파기를 하는 2차 굴착단계와, 도 6에 도시한 바와 같이, 굴착된 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설하는 콘크리트타설단계와, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 콘크리트(30)의 상면에 물을 공급하는 급수단계로 구성된다.
이를 자세히 설명하면, 상기 1차 굴착단계에서 굴착되는 도랑(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 시공하고자 하는 지중 기초 구조물의 높이에 대응되는 깊이로 굴착되는 것으로, 상측에서 볼 때 육각형의 링형태를 이루도록 형성된다.
상기 옹벽설치단계에서 도랑(10)의 내부에 설치되는 옹벽(20)은 도 3 및 도 8에 도시한 바와 같이, 측방향으로 연장되도록 구성된 수직벽체(21)와, 상기 수직벽체(21)의 하단에서 외측으로 연장된 수평연장부(22)와, 상기 수직벽체(21)의 상단에서 외측으로 연장된 상부보강부(23)를 갖는 디귿자형태로 구성된 것으로, 형틀에 콘크리트를 주입하여 제작된다.
상기 수평연장부(22)는 수직벽체(21)의 하단에서 외측으로 충분히 길게 연장되도록 구비되어, 옹벽(20)을 상기 도랑(10)에 삽입설치할 때, 옹벽(20)이 쓰러지지 않도록 지지하는 기능을 한다.
상기 상부보강부(23)는 상기 수직벽체(21)의 상단에서 외측으로 연장되어 상기 수직벽체(21)의 상단을 보강하는 기능을 한다.
즉, 상기 상부보강부(23)가 없을 경우, 옹벽(20)을 설치한 후 그 내부에 콘크리트(30)를 타설할 때 콘크리트(30)의 압력에 의해 수직벽체(21)의 상단에 크랙이 발생될 수 있으나, 상기 수직벽체(21)의 상단에 외측으로 연장된 상부보강부(23)가 형성됨으로, 수직벽체(21)의 상단이 보강되어 수직벽체(21)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 옹벽(20)의 상부보강부(23)의 내외측 폭은 상기 수평연장부(22)의 내외측 폭에 비해 짧게 구성되어, 수직벽체(21)의 강도를 보강하면서 상부보강부(23)에 의한 옹벽(20)의 무게증가를 최소화할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 옹벽(20)의 측방향 길이는 육각형으로 구성된 도랑(10)의 일변의 길이에 대응되도록 구성된다.
따라서, 상기 도랑(10)의 내부에 6개의 옹벽(20)을 육각형을 이루도록 배치하면, 각각의 옹벽(20)의 측면이 상호 연결된다.
상기 방수처리단계는 실리콘 등과 같은 방수성의 실런트를 이용하여, 상호 측방향이 연결되도록 도랑(10)의 내부에 배치된 상기 옹벽(20) 사이의 틈을 밀폐함으로서, 상기 급수단계에서 콘크리트(30)의 상면에 물을 공급할 때, 공급된 물이 옹벽(20) 사이의 틈을 통해 외부로 유출되지 않도록 하는 단계이다.
상기 되메우기단계는 육각형을 이루도록 배치된 옹벽(20)의 외측에 흙을 공급하여 다짐으로써, 상기 옹벽(20)의 외측을 메우는 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 옹벽(20)의 상부보강부(23) 상면이 상측으로 노출되도록 메우기를 한다.
상기 2차 굴착단계는 상기 옹벽(20)의 내측을 충분한 깊이로 굴착하는 단계이다.
상기 콘크리트타설단계는 2차 굴착단계에서 굴착된 옹벽(20) 내측의 부분에 일차로 버림을 하고, 그 상부에 철근을 배근한 후, 상기 철근이 매물되도록 충분한 양의 콘크리트(30)를 타설하는 단계이다.
이때, 상기 옹벽(20)의 내측에 타설되는 콘크리트(30)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상면이 상기 옹벽(20)의 상단에 비해 낮은 높이로 타설되어, 상기 옹벽(20)의 상단이 상기 콘크리트(30)의 상면에 비해 소정 높이(H)만큼 상측으로 연장되도록 한다.
상기 급수단계는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 옹벽(20)의 내측에 콘크리트(30)를 타설한 후, 타설된 콘크리트(30)의 상면에 물을 공급하는 것으로, 이와 같이 공급된 물은 상기 콘크리트(30)의 상측으로 연장된 옹벽(20)에 의해 갇혀서 상기 옹벽(20)의 상단과 같은 높이의 수위를 유지하게 되며, 이와 같이 저장된 물에 의해 상기 옹벽(20)의 내측에 타설된 콘크리트(30)가 천천히 양생되어 경화된다.
이와 같은 지중 기초 구조물 시공방법에 따르면, 지면(1)에 링형태의 도랑(10)을 파고, 상기 도랑(10)의 내부에 옹벽(20)을 설치한 후, 상기 옹벽(20)의 외측둘레부를 되메우기하고, 상기 옹벽(20) 내측의 지면(1)을 굴착하여 터파기를 한 후, 굴착된 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설하여 지중 기초 구조물을 시공하게 된다.
따라서, 지면(1)을 파내는 흙의 양을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 콘크리트(30)를 타설할 때 펌프카를 이용하지 않고 레미콘트럭을 옹벽(20)의 외측에 최대한 근접시켜 바로 옹벽(20)의 내측으로 콘크리트(30)를 공급하여 타설할 수 있음으로, 콘크리트 타설에 걸리는 시간을 단축하고, 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 콘크리트(30)를 타설한 후 거푸집(3)을 타설하는 종래의 방법의 경우, 콘크리트(30)가 완전히 경화되기 전에 거푸집(3)을 제거함에 따라 완성된 지중 기초 구조물에 크랙이나 변형이 발생되는 경우가 발생될 수 있으나, 본 발명의 경우, 콘크리트(30)를 지면(1)에 매립되는 옹벽(20)의 내부에 타설함으로, 완성된 지중 기초 구조물에 크랙이나 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 종래의 방법의 경우, 콘크리트(30)를 경화시킨 후 거푸집(3)을 제거하고, 완성된 지중 기초 구조물의 둘레부를 흙으로 되메우기함으로, 되메우기를 하기 위해서는 콘크리트(30)가 경화될 때까지 기다려야 하는 문제점이 있는 반면, 본 발명은 옹벽(20)의 외측에 흙을 채우는 되메우기를 먼저 한 후, 상기 옹벽(20)의 내측을 2차 굴착하고, 옹벽(20)의 내측에 콘크리트(30)를 타설함으로, 콘크리트(30)를 타설하면 모든 작업이 완료된다.
따라서, 콘크리트(30)를 타설한 후, 콘크리트(30)가 경화될 때까지 기다릴 필요가 없어서, 작업시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 옹벽(20)은 측방향으로 연장되도록 구성된 수직벽체(21)와, 상기 수직벽체(21)의 하단에서 외측으로 연장된 수평연장부(22)와, 상기 수직벽체(21)의 상단에서 외측으로 연장된 상부보강부(23)를 포함하는 디귿자형태로 구성되며, 상기 상부보강부(23)의 내외측 폭은 상기 수평연장부(22)의 내외측 폭에 비해 짧게 구성된다.
따라서, 옹벽(20)의 강도가 매우 높아서, 내측에 타설된 콘크리트(30)의 무게를 견고하게 지탱할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 옹벽(20) 사이의 틈은 수밀하게 밀폐처리되고, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 옹벽(20) 내측에 콘크리트(30)를 타설할 때 상기 콘크리트(30)는 상면이 상기 옹벽(20)의 상단에 비해 낮은 높이로 타설된다.
따라서, 상기 급수단계에서, 상기 옹벽(20)의 내측에 타설된 콘크리트(30)의 상면에 물을 공급하면, 상기 콘크리트(30)의 상면에 공급된 물이 수밀하게 밀폐처리된 옹벽(20)에 의해 갇혀서 저장됨으로, 콘크리트(30)의 상면에 주기적으로 물을 공급할 필요가 없게 되어 작업이 더욱 편리해지는 장점이 있다.
즉, 종래의 방법에 따르면, 콘크리트(30)를 타설한 후 콘크리트(30)에 물을 공급하고, 물이 흘러내리거나 마르면 다시 물을 공급하는 과정을 반복하여야 했지만, 본 발명에 따르면, 상기 옹벽(20)에 의해 콘크리트(30)의 상면으로 공급된 물이 저장됨으로, 콘크리트(30)의 상면에 물을 한번만 공급하면, 더 이상 물을 공급할 필요가 없어서 작업이 더욱 편리해지게 된다.
본 실시예의 경우, 상기 옹벽(20)의 설치와 콘크리트(30)의 타설을 1번만 하는 것을 예시하였으나, 상기 지중 기초 구조물의 높이가 높을 경우, 여러번에 걸쳐 옹벽(20)을 설치하고 그 내부에 콘크리트(30)를 타설하는 과정을 반복하는 것도 가능하다.
또한, 상기 옹벽(20)은 1단만 설치하는 것을 예시하였으나, 상기 옹벽(20)의 외측에 되메우기를 한 후, 그 상측에 옹벽(20)을 다시 설치하여 옹벽(20)을 2단 이상으로 적층하여 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 1차 굴착단계에서 굴착되는 도랑(10)은 상측에서 볼 때 육각형의 링형태를 이루도록 형성된 것을 예시하였으나, 상기 도랑(10)은 8각형이나 기타 다양한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 콘크리트타설단계는 2차 굴착단계에서 굴착된 옹벽(20) 내측에 철근을 배근하고, 상기 철근의 상부에 다양한 구조물을 배치한 후, 콘크리트(30)를 타설함으로써, 상기 구조물의 하단이 콘크리트(30)에 매입고정되도록 하는 것도 가능하다.
10. 도랑 20. 옹벽
30. 콘크리트

Claims (4)

  1. 지면(1)에 매입되도록 지중 기초 구조물을 시공하는 방법으로서,
    지면(1)에 지중 기초 구조물의 둘레부의 크기에 대응되도록 링형태의 도랑(10)을 파는 1차 굴착단계와,
    상기 도랑(10)의 내부에 복수개의 옹벽(20)을 상기 도랑(10)을 따라 연장되는 링형태를 이루도록 설치하는 옹벽설치단계와,
    상기 옹벽(20) 사이의 연결되는 틈을 수밀되도록 밀폐하는 방수처리단계와,
    상기 옹벽(20)의 외측둘레부를 되메우기하는 되메우기단계와,
    상기 옹벽(20) 내측의 지면(1)을 굴착하여 터파기를 하는 2차 굴착단계와,
    굴착된 옹벽(20)들 내측에 콘크리트(30)를 옹벽(20)의 상단 높이보다 낮게 타설하는 콘크리트타설단계와,
    타설된 상기 콘크리트(30)의 상면에 물을 공급하는 급수단계로서 수행되도록 하며,
    상기 옹벽(20)은
    측방향으로 연장되도록 구성되는 수직벽체(21)와,
    상기 수직벽체(21)의 하단에서 외측으로 연장되는 수평연장부(22)와,
    상기 수직벽체(21)의 상단에서 외측으로 연장되도록 하면서 내외측 폭이 상기 수평연장부(22)의 내외측 폭에 비해 짧게 형성되는 상부보강부(23)의 결합으로 이루어지도록 하는 콘크리트로 제작되도록 하는 것을 특징으로 하는 지중 기초 구조물 시공방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 옹벽(20)은 복수개가 적층되는 것을 특징으로 하는 지중 기초 구조물 시공방법.
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