KR101912324B1 - 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세굴, 침하, 충격 등과 같은 원인으로 구조물의 지반 일부가 붕괴되었을 때 이를 보수 또는 보강하기 위해 설치하는 옹벽의 시공기간을 단축시키고 견고성을 향상시 킬 수 있는 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 스크류 파일은 외측면에 나선형의 스크류가 형성되어 하부가 지중에 매설되는 지주와, 지주의 상부에 설치되며 상부가 개방된 사각통 형상의 박스헤드부를 구비한다.

Description

스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법{screw pile and construction method of retaing wall}

본 발명은 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세굴, 침하, 충격 등과 같은 원인으로 구조물의 지반 일부가 붕괴되었을 때 이를 보수 또는 보강하기 위해 설치하는 옹벽의 시공기간을 단축시키고 견고성을 향상시 킬 수 있는 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 옹벽은 절개지의 토사를 지탱하여 사면을 안정시키기 위해 축조하는 토목구조물이다.

이러한 옹벽은 지형적 여건과 옹벽시공 후 옹벽에 작용하는 요인 등을 고려하여 시공하는데, 전통적으로 시공지역의 토사를 절토하거나 또는 산간지역의 계곡부 및 낮은 지역을 메우기(성토) 위해 거푸집을 형성하고, 콘크리트를 타설하여 양생시킨 다음, 그 콘크리트 구조물의 배면에 토사 및 쇄석을 채워 축조하는 콘크리트 옹벽 또는 공장에서 미리 만든 콘크리트 블록을 현장에서 적층식으로 축조하는 블록 옹벽이 널리 시공되어 왔다.

콘크리트 옹벽은 소재의 견고함과 콘크리트 자체의 중량으로 지반의 붕괴를 효과적으로 막아낸다. 또한, 붕괴된 지반을 보수하거나 보강하기 위해 콘크리트 옹벽이 설치된다.

붕괴 부위 및 그 주변의 지지력을 증대시키기 위해서는 일반적으로 콘크리트를 사면에 부착시키는 보강공법들이 적용되고 있으며, 공법의 종류로는 버트리스, 의지식 옹벽 또는 계단식 옹벽 등이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0943220호에는 현장조립형 의지식 옹벽 및 그 시공방법이 개시되어 있다.

상기 시공방법은 미리 제작된 벽체판 세그먼트를 힌지연결하여 조립함으로서 벽체판의 경사를 조절하면서 옹벽을 시공할 수 있도록 하여 암반절토사면의 지지력을 확보하고 추가 붕괴를 방지하면서도 신속하게 옹벽을 시공할 수 있는 현장조립형 의지식 옹벽 및 그 시공방법에 관한 것이다.

하지만, 상기 시공방법은 옹벽의 시공기간이 길고 견고성이 낮다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0943220호: 현장조립형 의지식 옹벽 및 그 시공방법

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 구조물의 지반 일부가 붕괴되었을 때 이를 보수 또는 보강하기 위해 설치하는 옹벽의 시공기간을 단축시키고 견고성을 향상시 킬 수 있는 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스크류 파일은 외측면에 나선형의 스크류가 형성되어 하부가 지중에 매설되는 지주와; 상기 지주의 상부에 설치되며 상부가 개방된 사각통 형상의 박스헤드부;를 구비한다.

상기 박스헤드부를 철근이 통과할 수 있도록 상기 박스헤드부의 측면에 다수의 철근삽입홀들이 형성된다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 옹벽 시공방법은 스크류 파일들을 지반의 붕괴 부위 주변에 일정 간격으로 박아서 지중에 고정시키는 파일설치단계와; 제 1철근을 상기 스크류 파일의 상부에 형성된 박스헤드부로 통과시켜 상기 스크류 파일들을 서로 연결시키는 제 1배근단계와; 제 2철근을 세워서 일정 간격으로 상기 제 1철근에 결합시키는 제 2배근단계와; 상기 박스헤드부의 양측에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 상기 붕괴 부위의 주변에 일정한 높이의 지지블록을 형성시키는 제 1타설단계와; 상기 붕괴 부위와 상기 지지블록 사이의 빈 공간에 흙 또는 골재를 채워서 메우는 메움단계와; 상기 지반의 상부에 위치하는 구조물에 연결부재를 고정시킨 후 상기 연결부재를 상기 지지블록의 상부로 노출된 상기 제 2철근과 결합시키는 연결부재고정단계와; 상기 지지블록의 상부에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 상기 지지블록의 상부에 상부블록을 형성하는 제 2타설단계;를 포함한다.

상기 박스헤드부는 상부가 개방된 사각통으로 형성되고, 상기 박스헤드부의 측면에 상기 제 1철근이 통과하는 철근삽입홀들이 형성된다.

상기 제 2배근단계 후 상기 붕괴 부위에 보강부재를 고정시킨 후 상기 보강부재를 상기 제 2철근과 연결한다.

상기 보강부재는 상기 붕괴 부위에 박히는 수평파일과, 상기 수평파일의 단부에 설치되며 나사홈이 형성된 조인트부와, 상기 나사홈에 나사결합되어 일정 길이 연장되는 연장파일과, 상기 제 2철근과 결합되어 상기 연장파일의 단부에 연결되는 연결판을 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 지반의 붕괴 부위의 주변에 지지블록과 상부블록으로 이루어진 옹벽을 세워 지반의 붕괴 부위를 보수 또는 보강할 수 있다.

본 발명은 스크류 파일을 설치한 후 그 위에 옹벽을 세우므로 옹벽을 지반에 견고하게 고정시킬 수 있음과 동시에 옹벽의 시공기간을 크게 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 스크류 파일의 모습을 나타낸 사시도이고,
도 2 내지 도 6은 도 1의 스크류 파일을 이용하여 옹벽을 시공하는 방법을 차례로 보여주는 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 옹벽 시공방법에 적용된 보강부재의 모습을 나타낸 분리 사시도이고,
도 8은 도 7의 보강부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 스크류 파일(1)은 지주(3)와 박스헤드부(7)를 구비한다.

지주(3)는 박스헤드부(7)의 하부에 형성된다. 지주는 일정한 길이로 상하로 길게 형성된다.

지주(3)의 외측면에는 나선형의 스크류(5)가 형성된다. 옹벽 시공시 지주(3)는 전체가 지중으로 매설되거나 일부만 지중으로 매설될 수 있다.

박스헤드부(7)는 지주(3)의 상부에 설치된다.

박스헤드부(7)는 내부가 비어있고 상부가 개방된 사각 통 구조로 이루어진다. 이러한 구조의 박스헤드부(7)는 옹벽을 형성하기 위한 콘크리트 타설시 콘크리트와 결합력을 높여 옹벽을 견고하게 지지하는 역할을 한다.

박스헤드부(7)의 전후좌우의 네 측면에는 철근삽입홀들(9)이 형성된다. 도시된 예에서 철근삽입홀들(9)은 각 측면에 2개씩 형성된다. 이와 달리 네 측면 중 어느 하나의 측면 또는 서로 마주하는 2개의 측면에만 형성될 수 있음은 물론이다.

철근삽입홀(9)을 통해 철근을 삽입시켜 박스헤드부(7)에 고정시킬 수 있으므로 배근작업이 매우 용이하다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하면서 상술한 본 발명의 스크류 파일(1)을 이용한 옹벽의 시공방법을 일 예를 들어 설명한다.

옹벽은 지반(100)의 붕괴 부위(103)를 보수 또는 보강하기 위해 붕괴 부위(103)의 주변에 일정한 높이로 설치된다. 도시된 예는 아스팔트 또는 콘크리트 도로(105)를 지지하는 지반(100)의 일부가 붕괴되었을 때 옹벽을 시공하여 지반의 붕괴 부위(103)를 보수하기 위한 것이다.

일 예에 따른 본 발명의 옹벽 시공방법은 스크류 파일들을 지반의 붕괴 부위 주변에 일정 간격으로 박아서 고정시키는 파일설치단계와, 제 1철근으로 스크류 파일들을 서로 연결시키는 제 1배근단계와, 제 2철근을 일정 간격으로 제 1철근에 결합시키는 제 2배근단계와, 박스헤드부의 양측에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 붕괴 부위의 주변에 일정한 높이의 지지블록을 형성시키는 제 1타설단계와, 붕괴 부위와 지지블록 사이의 빈 공간에 흙 또는 골재를 채워서 메우는 메움단계와, 지반의 상부에 위치하는 구조물에 연결부재를 고정시킨 후 연결부재를 지지블록의 상부로 노출된 제 2철근과 결합시키는 연결부재고정단계와, 지지블록의 상부에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 지지블록의 상부에 상부블록을 형성하는 제 2타설단계를 포함한다.이하, 각 단계별로 설명한다.

1. 파일매설단계

먼저, 지반(100)의 붕괴(103) 부위 주변에 스크류 파일들(1)을 설치한다.

스크류 파일들(1)은 일정 간격으로 지반(100)의 붕괴 부위(103) 주변에 박는다. 가령, 지반의 붕괴 부위(103)를 따라 1 내지 10m 간격으로 스크류 파일들(1)을 박을 수 있다. 스크류 파일(1)은 전동기계를 이용하여 회전시키면서 땅에 일정한 깊이로 박는다. 스크류 파일(1)의 지주(3)는 지중으로 매설되고, 박스헤드부(7)는 밖으로 노출된다. 지주(3)는 전체가 지중으로 매설되거나 일부만 지중으로 매설될 수 있다.

2. 제 1배근단계

다음으로, 제 1철근(10)을 배근하여 스크류파일들(1)을 서로 연결시킨다.

제 1철근(10)을 박스헤드부(7)의 전면과 후면에 형성된 철근삽입홀(9)에 삽입하여 도 3에 도시된 바와 같이 일렬로 배치된 다수의 스크류파일들(1)을 연결한다. 제 1철근(10)은 2줄을 나란하게 설치한다. 제 1철근(10)은 박스헤드부(7)에 용접하거나 철사로 결속하여 고정시킬 수 있다.

3. 제 2배근단계

다음으로, 도 3과 같이 제 2철근(15)을 제 1철근(10)에 결합시킨다.

제 2철근(15)은 일정한 간격으로 제 1철근(10)에 결합된다. 제 2철근(15)은 0.5 내지 5m 간격으로 설치할 수 있다.

제 2철근(15)은 ㄷ자 모양으로 절곡하여 이용한다. 절곡된 제 2철근(15)을 수직으로 세운 후 제 2철근(15)의 하부를 제 1철근(10)에 철사로 결속한다.

제 2철근(15)의 상단은 도로(105)의 노면보다 더 높게 위치하도록 한다.

4. 제 1타설단계

다음으로, 지반(100)의 붕괴 부위(103)의 주변에 지지블록(30)을 형성시킨다.

이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 거푸집(20)을 설치한다. 거푸집(4)은 박스헤드부(7)의 좌우 양측에 설치한다. 거푸집(20)의 높이는 도로(105)보다 더 낮게 설치한다.

거푸집(20) 설치 후 콘크리트를 타설하여 양생한 다음 거푸집(20)을 제거하여 지지블록(30)을 형성시킨다. 지지블록(30)은 도로보다 더 낮게 형성된다.

지지블록(30)의 내부에 박스헤드부(7)가 매립되어 있으므로 지지블록(30)은 스크류 파일(1)과 일체로 형성된다. 따라서 지지블록(30)은 스크류 파일(1)에 의해 견고히 지지된다.

5. 메움단계

다음으로, 붕괴 부위(103)와 지지블록(30) 사이의 빈 공간을 메운다. 흙(35)을 붕괴 부위(103)와 지지블록(30) 사이의 빈 공간에 채워서 메울 수 있다. 흙 대신에 모래와 자갈과 같은 골재를 이용하여 메울 수 있음은 물론이다.

6. 연결부재고정단계

다음으로, 지반(100)의 상부에 위치하는 구조물인 도로(105)와 제 2철근(15)을 연결부재로 연결한다.

연결부재로 앵커볼트(40)를 이용할 수 있다. 도로(105)의 측면에 구멍을 뚫은 후 앵커볼트(40)를 삽입하여 고정시킨다. 도 5와 같이 앵커볼트(40)를 도로에 고정시킨 후 지지블록(30)의 상부로 노출된 제 2철근(15)과 결합시킨다. 이때 제 2철근(15)의 상부를 앵커볼트(40) 방향으로 구부려 제 2철근(15)과 결합시킨다. 앵커볼트(40)와 제 2철근(15)은 철사로 결속시킬 수 있다.

7. 제 2타설단계

다음으로, 지지블록(30)의 상부에 상부블록(45)을 형성시킨다.

도시되지 않았지만 지지블록(30)의 상부에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 지지블록(30)의 상부에 일정한 높이로 상부블록(45)을 형성한다. 상부블록(45)은 도로의 노면과 동일한 높이로 형성한다. 이와 같이 형성된 상부블록(45)은 도로의 노견 역할을 한다.

그리고 상부블록(45)과 도로(105)의 가장자리 사이는 콘크리트 또는 아스팔트를 타설함으로써 도로의 폭을 확장시킬 수 있다. 지지블록(30)과 상부블록(45)의 측면에 흙을 쌓아 법면을 형성할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 발명은 지반의 붕괴 부위의 주변에 지지블록(30)과 상부블록(45)으로 이루어진 옹벽을 세워 지반의 붕괴 부위를 효과적으로 보수 또는 보강할 수 있다.

또한, 본 발명은 스크류 파일에 의해 옹벽을 지반에 견고하게 고정시킬 수 있음과 동시에 옹벽의 시공기간을 크게 단축시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 제 2배근단계 후 지반의 붕괴 부위에 보강부재를 설치한 후 제 1타설단계를 수행할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 보강부재는 지반(100)의 붕괴 부위(103)에 박히는 수평파일(50)과, 수평파일(50)의 단부에 설치되며 나사홈(57)이 형성된 조인트부(57)와, 나사홈(57)에 나사결합되어 일정 길이 연장되는 연장파일(60)과, 제 2철근(15)과 결합되어 연장파일(60)의 단부에 연결되는 연결판(70)을 구비한다.

수평파일(50)은 외측면에 나선형의 스크류(53)가 형성된 구조를 갖는다. 수평파일(50)의 일단에는 조인트부(55)가 형성된다.

조인트부(55)는 원형으로 형성된다. 조인트부(55)의 중앙에는 원형의 나사홈(57)이 마련된다.

연장파일(60)은 일단에 돌출된 나사부(61)가 형성되고, 타단에는 원형의 나사홈(63)이 형성된다. 연장파일(60)의 나사부(61)는 조인트부(55)의 나사홈(57)에 나사결합된다.

연결판(70)은 사각의 판상으로 형성된다. 연결판(70)의 일측에는 장공(73)이 형성된 결합브라켓트(71)가 설치된다. 연결볼트(75)에 의해 결합브라켓트(71)와 연장파일(60)이 결합된다. 연결볼트(75)는 결합브라켓트(71)의 장공(73)에 삽입되어 연장파일(60)의 나사홈(63)에 나사결합된다.

연결판(70)에는 다수의 철근삽입홀(77)이 형성된다. 철근삽입홀(77)로 제 2철근(15)이 통과한다.

제 2배근단계 후 지반(100)의 붕괴 부위(103)에 수평파일(50)을 일정한 깊이로 박는다. 그리고 수평파일(50)에 연장파일(60)을 결합시킨다. 다음으로 연결판(70)의 철근삽입홀(77)로 제 2철근(15)을 통과시킨 후 결합브라켓트(71)와 연장파일(60)을 연결볼트(75)로 결합한다.

이후 박스헤드부의 양측에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 지반의 붕괴 부위의 주변에 일정한 높이의 지지블록을 형성시키는 제 1타설단계를 수행한다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 스크류 파일 3: 지주
5: 스크류 7: 박스헤드부
9: 철근삽입홀 10: 제 1철근
15: 제 2철근 20: 거푸집
30: 지지블록 45: 상부블록

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 스크류 파일들을 지반의 붕괴 부위 주변에 일정 간격으로 박아서 지중에 고정시키는 파일설치단계와;
   제 1철근을 상기 스크류 파일의 상부에 형성된 박스헤드부로 통과시켜 상기 스크류 파일들을 서로 연결시키는 제 1배근단계와;
   제 2철근을 세워서 일정 간격으로 상기 제 1철근에 결합시키는 제 2배근단계와;
   상기 박스헤드부의 양측에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 상기 붕괴 부위의 주변에 일정한 높이의 지지블록을 형성시키는 제 1타설단계와;
   상기 붕괴 부위와 상기 지지블록 사이의 빈 공간에 흙 또는 골재를 채워서 메우는 메움단계와;
   상기 지반의 상부에 위치하는 구조물에 연결부재를 고정시킨 후 상기 연결부재를 상기 지지블록의 상부로 노출된 상기 제 2철근과 결합시키는 연결부재고정단계와;
   상기 지지블록의 상부에 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 상기 지지블록의 상부에 상부블록을 형성하는 제 2타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 옹벽 시공방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 박스헤드부는 상부가 개방된 사각통으로 형성되고,
   상기 박스헤드부의 측면에 상기 제 1철근이 통과하는 철근삽입홀들이 형성된 것을 특징으로 하는 옹벽 시공방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제 2배근단계 후 상기 붕괴 부위에 보강부재를 고정시킨 후 상기 보강부재를 상기 제 2철근과 연결하는 것을 특징으로 하는 옹벽 시공방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 보강부재는 상기 붕괴 부위에 박히는 수평파일과, 상기 수평파일의 단부에 설치되며 나사홈이 형성된 조인트부와, 상기 나사홈에 나사결합되어 일정 길이 연장되는 연장파일과, 상기 제 2철근과 결합되어 상기 연장파일의 단부에 연결되는 연결판을 구비하는 것을 특징으로 하는 옹벽 시공방법.
   

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