KR101884663B1 - 캡 슬래브를 이용한 흙막이 구조물의 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌우방향을 따라 C.I.P. 공법에 의해 설치된 전방 흙막이 벽체(A); 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 후방에 좌우방향을 따라 열지어 설치된 후방말뚝(B); 상기 전방 흙막이 벽체(A)와 상기 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 캡 슬래브(100);를 포함하는 흙막이 구조물의 시공방법으로서, 상기 후방말뚝(B)을 열지어 설치하는 후방말뚝 설치단계; 상기 후방말뚝(B)의 전방에 상기 전방 흙막이 벽체(A)를 설치하는 전방 흙막이 벽체 설치단계; 상기 전방 흙막이 벽체(A)와 상기 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 상기 캡 슬래브(100)를 형성하는 캡 슬래브 형성단계; 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 전방 영역을 굴착하고, 본 구조물(1)을 시공하는 본 구조물 시공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물의 시공방법을 제시함으로써, 말뚝의 상단과 하단의 지지력이 유사하도록 하여 구조적 효율성을 높이고, 고가의 강재의 사용량을 줄여 시공비용을 절감할 수 있도록 한다.

Description

캡 슬래브를 이용한 흙막이 구조물의 그 시공방법{CONSTRUCTION METHOD FOR SOIL RETAINING WALL USING CAP SLAB}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 흙막이 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

흙막이 구조물이란, 건설공사 현장에서 비탈지거나 굴토해낸 자리에 설치되어, 낙석이나 파편의 비산을 방지하며, 기초공사 등을 위한 굴토구간의 터파기시 흙벽이 무너져 내리는 것을 방지하기 위하여 임시적으로 설치되는 구조물을 일컫는다.

즉, 흙막이 구조물은 터파기를 안전하게 하기 위한 수단으로 충분한 강도와 강성을 가져 작용하중에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

종래에 가장 널리 사용되는 흙막이 공법으로는 레이터(raker) 공법, 어스앵커 공법, 버팀보(strut) 공법 등이 있었으나, 이들의 단점을 해소하고자 최근 2열 흙막이 공법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

도 1,2는 종래의 2열 흙막이 공법의 공정도이다.

도시된 바와 같이, 기본적으로 다수의 전방말뚝(10)과 다수의 후방말뚝(20)에 의한 2열 말뚝구조를 취하며, 전방말뚝(10)에는 토류판(40)이 설치되어 토류벽을 형성한다.

다수의 전방말뚝(10)과 다수의 후방말뚝(20)의 상단에는 좌우방향을 따라 띠장(30,32)이 결합하고, 그 띠장(30,32)에는 전후방향을 따라 연결재(34)가 결합하여, 전방말뚝(10)의 상단과 후방말뚝(20)의 상단을 상호 고정한다.

기본적으로 2열 흙막이 공법은 레이커, 앵커와 같은 별도의 지보재를 사용하지 않고, 오로지 후방말뚝(20)에 의한 지지구조에 의해 토압에 대하여 저항하는 구조이다.

전방말뚝(10)의 하단과 후방말뚝(20)의 하단은 지중에 충분한 깊이만큼 매설하는 것에 의해 충분한 지지력을 확보할 수 있지만, 전방말뚝(10)의 상단과 후방말뚝(20)의 상단은 위 띠장(30,32) 및 연결재(34)의 결합구조에 의해 지지력을 확보할 수 있어야 한다.

그런데 위 종래기술은, 띠장 및 연결재의 결합구조에 의한 말뚝 상단의 지지력이 말뚝 하단의 지지력에 비해 기본적으로 취약하므로 효율적이지 못하다는 점, 이를 극복하기 위해서는 고가의 강재에 의한 연결재를 추가로 설치해야 한다는 점 등의 문제가 있었다.

위 종래기술의 도면부호는 당해 종래기술의 설명에 대하여만 한정되는 것으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 말뚝의 상단과 하단의 지지력이 유사하도록 하여 구조적 효율성을 높이고, 고가의 강재의 사용량을 줄여 시공비용을 절감할 수 있도록 하는 캡 슬래브를 이용한 흙막이 구조물 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 좌우방향을 따라 C.I.P. 공법에 의해 설치된 전방 흙막이 벽체(A); 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 후방에 좌우방향을 따라 열지어 설치된 후방말뚝(B); 상기 전방 흙막이 벽체(A)와 상기 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 캡 슬래브(100);를 포함하는 흙막이 구조물의 시공방법으로서, 상기 후방말뚝(B)을 열지어 설치하는 후방말뚝 설치단계; 상기 후방말뚝(B)의 전방에 상기 전방 흙막이 벽체(A)를 설치하는 전방 흙막이 벽체 설치단계; 상기 전방 흙막이 벽체(A)와 상기 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 상기 캡 슬래브(100)를 형성하는 캡 슬래브 형성단계; 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 전방 영역을 굴착하고, 본 구조물(1)을 시공하는 본 구조물 시공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물의 시공방법을 제시한다.

상기 후방말뚝 설치단계는, 상부는 H 말뚝(B1)이고, 하부는 철근 콘크리트 말뚝(B2)으로 구성된 복합말뚝 구조의 상기 후방말뚝(B)을 설치하는 단계; 상기 후방말뚝(B)의 전방에 여유작업공간(300)이 형성되도록, 상기 후방말뚝(B)의 전방을 굴착함과 아울러, 상기 H 말뚝(B1) 설치구간에 토류판(2)을 설치하는 단계;를 포함하고, 상기 전방 흙막이 벽체 설치단계는, 상기 여유작업공간(300)의 저면에서 굴착 및 콘크리트 타설에 의해 상기 전방 흙막이 벽체(A)를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 캡 슬래브 형성단계는, 상기 여유작업공간(300)의 저면 상부에 상기 캡 슬래브(100)를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 본 구조물 시공단계 이후, 상기 여유작업공간(300)을 토사에 의해 되메움하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 캡 슬래브 형성단계는, 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 상부로 노출된 철근 및 상기 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간 하부와 상기 캡 슬래브(100)의 배근을 상호 연결한 후, 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 후방말뚝 설치단계 이후, 상기 후방말뚝(B)과 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 사이에, 상기 여유작업공간(300)의 저면에서 굴착 및 철근 콘크리트에 의해 중간말뚝(C)을 설치하는 단계;를 포함하고, 상기 캡 슬래브 형성단계는, 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 상부로 노출된 철근, 상기 중간말뚝(C)의 상부로 노출된 철근 및 상기 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간 하부와 상기 캡 슬래브(100)의 배근을 상호 연결한 후, 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 캡 슬래브(100)의 중앙부에는, 좌우방향을 따라 간격을 두고 복수의 관통공(130)이 형성되고, 상기 캡 슬래브 형성단계 이후, 상기 캡 슬래브(100)의 관통공(130)을 통해 하부영역의 토사를 굴착함과 아울러, 보강재료의 타설에 의해 보강부(200)를 형성하는 보강부 형성단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보강부 형성단계 이후, 상기 캡 슬래브(100)의 관통공(130)을 콘크리트 또는 철근 콘크리트에 의해 폐쇄하는 관통공 폐쇄단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 말뚝의 상단과 하단의 지지력이 유사하도록 하여 구조적 효율성을 높이고, 고가의 강재의 사용량을 줄여 시공비용을 절감할 수 있도록 하는 캡 슬래브를 이용한 흙막이 구조물 및 그 시공방법을 제시한다.

도 1은 종래기술에 의한 흙막이 구조물의 사시도.
도 2는 종래기술에 의한 흙막이 구조물의 측단면도.
도 3 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 3은 제1 실시예의 구성도.
도 4 내지 10은 제2 실시예의 공정도.
도 11은 제2 실시예의 철근 배근도.
도 12는 중간말뚝이 설치된 캡 슬래브의 평면도.
도 13은 관통공이 형성된 캡 슬래브의 평면도.
도 14는 중간말뚝 및 관통공이 형성된 캡 슬래브의 평면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로, 좌우방향을 따라 C.I.P.(Cast in placed Pile) 공법에 의해 설치된 전방 흙막이 벽체(A); 전방 흙막이 벽체(A)의 후방에 좌우방향을 따라 열지어 설치된 후방말뚝(B); 전방 흙막이 벽체(A)와 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 캡 슬래브(100)를 포함하는 흙막이 구조물의 시공방법에 관한 것이다.

이는 후방말뚝(B)을 열지어 설치하는 후방말뚝 설치단계; 후방말뚝(B)의 전방에 전방 흙막이 벽체(A)를 설치하는 전방 흙막이 벽체 설치단계; 전방 흙막이 벽체(A)와 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 캡 슬래브(100)를 형성하는 캡 슬래브 형성단계; 전방 흙막이 벽체(A)의 전방 영역을 굴착하고, 본 구조물(1)을 시공하는 본 구조물 시공단계;를 포함하여 구성된다.

즉, 종래에는 전방말뚝(10) 및 후방말뚝(20)의 상단이 강재 띠장 및 강재 연결재의 결합구조를 취하므로, 지중에 매설되어 고정된 전방말뚝(10) 및 후방말뚝(20)의 하단에 비해, 결합력(지지력)이 약하여 효율적이지 못하다는 문제가 있었으나, 본 발명의 경우에는 전방 흙막이 벽체(A) 및 후방말뚝(B)의 상단이 철근 콘크리트 캡 슬래브(100)에 의해 일체로 고정되어, 지중에 매설되어 고정된 전방 흙막이 벽체(A) 및 후방말뚝(B)의 하단과 동등 이상의 결합력(지지력)을 가지게 되므로, 구조적 효율성이 우수하다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 위 캡 슬래브(100)는 안정적인 작업통로 역할을 하므로, 시공성을 높이는 효과를 부수적으로 얻을 수 있다.

이하, 도 4 이하를 참조하여, 본 발명에 의한 공법의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.

후방말뚝(B)을 열지어 설치하는데, 상부는 H 말뚝(B1)이고, 하부는 철근 콘크리트 말뚝(B2)으로 구성된 복합말뚝 구조의 후방말뚝(B)을 설치한다(도 4).

후방말뚝(B)의 전방에 여유작업공간(300)이 형성되도록, 후방말뚝(B)의 전방을 굴착함과 아울러, H 말뚝(B1) 설치구간에 토류판(2)을 설치하여, 후방 흙막이 벽체를 형성한다(도 5).

이와 같이, 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간, 후방 흙막이 벽체 및 여유작업공간(300)은 다음과 같은 효과를 얻도록 한다.

첫째, 후방 흙막이 벽체의 높이만큼, 전방 흙막이 벽체(A)의 높이를 낮출 수 있으므로, 철근 콘크리트 물량을 절약할 수 있다.

둘째, C.I.P.에 의한 전방 흙막이 벽체(A)는 본 구조물(1)로부터 외부로 인출되어야 할 전력관, 가스관, 상하수도관 등의 경로를 방해하는데, 여유작업공간(300)이 형성되는 경우, 이러한 방해가 없으므로 간편한 시공이 가능하다.

셋째, 여유작업공간(300)의 체적에 해당하는 만큼의 토사가 제거되는 결과가 되므로, 흙막이 벽체 및 시공 중인 본 구조물의 벽체에 작용하는 토압이 경감된다.

이후, 후방말뚝(B)의 전방에 C.I.P. 공법에 의해 전방 흙막이 벽체(A)를 설치하데, 이는 여유작업공간(300)의 저면에서 굴착 및 콘크리트 타설에 의해 C.I.P. 벽체를 형성하는 방식으로 이루어진다(도 6).

전방 흙막이 벽체(A)와 후방말뚝(B)의 사이영역인 여유작업공간(300)의 저면 상부에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 캡 슬래브(100)를 형성한다(도 7).

전방 흙막이 벽체(A)의 상부로 노출된 철근 및 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간 하부와 캡 슬래브(100)의 배근을 상호 연결한 후, 콘크리트를 타설함으로써, 상호 일체화한 구조를 얻을 수 있다.

전방 흙막이 벽체(A)의 전방 영역을 굴착하고, 본 구조물(1)을 시공한다(도 8,9).

본 구조물 시공 완료 이후, 여유작업공간(300)을 토사에 의해 되메움하여 유해응력의 발생가능성을 차단한다.

흙막이 구조물 전체의 강도를 보강할 필요가 있는 경우, 후방말뚝(B)과 전방 흙막이 벽체(A)의 사이에, 중간말뚝(C)을 추가로 설치할 수 있다(도 3,12).

이는 여유작업공간(300)의 형성 이후, 여유작업공간(300)의 저면에서 굴착 및 철근 콘크리트에 의해 중간말뚝(C)을 설치하는 공정에 의해 이루어지며, 중간말뚝(C)의 설치 이후, 전방 흙막이 벽체(A)의 상부로 노출된 철근, 중간말뚝(C)의 상부로 노출된 철근 및 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간 하부와 캡 슬래브(100)의 배근을 상호 연결한 후, 콘크리트를 타설하여 안정적인 일체화 구조를 이룰 수 있다.

상술한 바와 같이, 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간은 캡 슬래브(100)의 후단과 일체로 형성되므로, 토류판(2)은 H 말뚝(B1)의 후방 플랜지 후방에 설치되는 것이 바람직하다(도 12 내지 14).

캡 슬래브(100)의 중앙부에, 좌우방향을 따라 간격을 두고 복수의 관통공(130)이 형성된 구조를 취할 수 있다(도 13).

이는 캡 슬래브 형성을 위한 콘크리트의 물량을 절감할 수 있다는 점, 그 관통공을 통해 하부 토사에 대하여 긴급 보강공사를 수행할 수 있다는 점, 공사 완료 후 흙막이 구조물의 해체가 용이하다는 점 등의 장점이 있다.

구체적으로 관통공(130)은, 복수의 후방말뚝(B)의 상단의 사이영역의 사이에 위치하도록 형성되는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다(도 13).

관통공(130)의 하부영역에는, 토사, 고화제, 소일 시멘트, 그라우트, 콘크리트 등의 보강재료에 의해 보강부(200)를 형성할 수 있다.

즉, 관통공(130)의 하부영역의 토사를 굴착하고, 그 굴착부위에 양질의 토사를 충전하거나, 고화제 또는 시멘트와 토사를 혼입하여 타설하거나, 그라우트, 콘크리트를 타설함으로써, 흙막이 구조물의 강도를 증대할 수 있다.

위와 같이 관통공(130)의 하부영역에 보강부(200)를 형성한 후, 캡 슬래브(100)의 관통공(130)을 콘크리트 또는 철근 콘크리트에 의해 폐쇄(충전)하여 더욱 보강된 구조를 형성할 수도 있다.

이러한 보강부(200)는 최초 흙막이 구조물의 시공 시에도 형성할 수 있지만, 일단 관통공(130)이 형성된 캡 슬래브(100)만을 설치하고, 터파기를 실시하여 본 구조물을 시공하던 중, 현장상황의 변동으로 인하여 특정 부위의 토압이 증가하는 경우, 그 부위의 긴급보강을 위하여 보강부(200)를 시공하는 것이 효율적이다.

필요한 경우, 중간말뚝(C)과 캡 슬래브(100)의 관통공(130)을 함께 형성할 수 있는데, 이 경우 복수의 관통공(130) 사이사이에 중간말뚝(C)을 형성함으로써, 흙막이 구조물의 강도를 극대화할 수 있다(도 14).

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

A : 전방 흙막이 벽체 B : 후방말뚝
B1 : H 말뚝 B2 : 철근 콘크리트 말뚝
C : 중간말뚝 100 : 캡 슬래브
130 : 관통공 200 : 보강부
300 : 여유작업공간

Claims (6)

1. 좌우방향을 따라 C.I.P. 공법에 의해 설치된 전방 흙막이 벽체(A);
   상기 전방 흙막이 벽체(A)의 후방에 좌우방향을 따라 열지어 설치된 후방말뚝(B);
   상기 전방 흙막이 벽체(A)와 상기 후방말뚝(B)의 사이에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 캡 슬래브(100);를 포함하고,
   상기 캡 슬래브(100)의 중앙부에는, 좌우방향을 따라 간격을 두고 복수의 관통공(130)이 형성된 흙막이 구조물의 시공방법으로서,
   상부는 H 말뚝(B1)이고, 하부는 철근 콘크리트 말뚝(B2)으로 구성된 복합말뚝 구조의 상기 후방말뚝(B)을 열지어 설치하는 단계;
   상기 후방말뚝(B)의 전방에 여유작업공간(300)이 형성되도록, 상기 후방말뚝(B)의 전방을 굴착함과 아울러, 상기 H 말뚝(B1) 설치구간에 토류판(2)을 설치하되, 상기 토류판(2)을 상기 H 말뚝(B1)의 후방 플랜지 후방에 설치하는 단계;
   상기 후방말뚝(B)의 전방에 상기 전방 흙막이 벽체(A)를 설치하되, 상기 여유작업공간(300)의 저면에서 굴착 및 콘크리트 타설에 의해 상기 전방 흙막이 벽체(A)를 형성하는 단계;
   상기 후방말뚝(B)과 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 사이에, 상기 여유작업공간(300)의 저면에서 굴착 및 철근 콘크리트에 의해 중간말뚝(C)을 설치하는 단계;
   상기 전방 흙막이 벽체(A)와 상기 후방말뚝(B)의 사이에 형성된 상기 여유작업공간(300)의 저면 상부에 좌우방향을 따라 철근 콘크리트에 의해 형성된 상기 캡 슬래브(100)를 형성하되, 상기 전방 흙막이 벽체(A)의 상부로 노출된 철근, 상기 중간말뚝(C)의 상부로 노출된 철근 및 상기 후방말뚝(B)의 H 말뚝(B1) 설치구간 하부와 상기 캡 슬래브(100)의 배근을 상호 연결한 후, 콘크리트를 타설하는 캡 슬래브 형성단계;
   상기 전방 흙막이 벽체(A)의 전방 영역을 굴착하고, 본 구조물(1)을 시공하는 본 구조물 시공단계;
   상기 캡 슬래브(100)의 관통공(130)을 통해 하부영역의 토사를 굴착함과 아울러, 보강재료의 타설에 의해 보강부(200)를 형성하는 보강부 형성단계;
   상기 캡 슬래브(100)의 관통공(130)을 콘크리트 또는 철근 콘크리트에 의해 폐쇄하는 관통공 폐쇄단계;
   상기 여유작업공간(300)을 토사에 의해 되메움하는 단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물의 시공방법.
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