KR101925363B1 - 복합적 터파기 영역에 설치하기 위한 가설 흙막이 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합적인 터파기 영역에서의 흙막이 구조물의 설치 시, 절곡지점에 하나의 H 파일만을 이용하여 토류판을 설치하여도 토류판의 양단이 플랜지와 면접촉하는 것과 동일한 지지력이 발생되도록 함과 동시에 다양한 각도의 절곡지점의 형성이 가능한 가설 흙막이 구조물에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물은 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에 설치하기 위한 가설 흙막이 구조물에 있어서, 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에 설치하기 위한 가설 흙막이 구조물에 있어서, 상기 터파기 영역의 경계를 지점을 따라 지반에 일정간격 이격되어 매설되며, 중앙의 웨브와 웨브의 양측에 수직한 방향으로 형성되는 한 쌍의 플랜지로 형성되는 복수의 H 파일; 상기 복수의 H 파일 사이에 삽입되어 적층되는 복수의 토류판; 상기 절곡지점에 매설되는 H 파일의 플랜지와 이격된 상태로 웨브의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 설치되며 'ㄱ' 또는 'ㄴ'의 단면을 갖는 복수의 지지브라켓; 상기 절곡지점에 매설되는 H 파일의 플랜지와 지지브라켓 사이에 형성되는 공간에 삽입 배치되어 H 파일의 플랜지와 지지브라켓에 지지됨과 동시에 토류판이 슬라이드 형태로 삽입되어 적층되도록 가이드 하는 복수개의 연결파이프 및 상기 복수개의 연결파이프들이 정렬되어 연결되도록 연결파이프의 양단을 상호 연결하는 연결브라켓으로 구성되는 연결유닛을 포함하여 구성되되, 상기 연결파이프는 단면이 원형인 중공형의 파이프 구조로, 상기 토류판의 두께와 대응되는 폭으로 길이방향을 따라 절개되어 형성되는 삽입공과, 상기 삽입공의 폭과 동일한 간격으로 삽입공의 내측에 형성되어 상기 삽입공을 통해 삽입되는 토류판의 양단과 면접촉 하는 한 쌍의 지지부와, 상기 연결파이프의 일 단측에 형성되어 상기 연결브라켓을 설치 고정하기 위한 설치홀, 및 상기 연결파이프의 타단측에 형성되어 상기 연결브라켓의 일부가 삽입 체결되기 위한 정렬홀이 형성되고, 상기 연결브라켓은 내면이 상기 연결파이프의 외면에 밀착될 수 있도록 하는 곡률로 가공되는 아우터플랜지와, 외면이 상기 연결파이프의 내면에 밀착될 수 있는 곡률을 갖도록 가공되며, 상기 아우터플랜지보다 작은 크기로 형성되는 이너플랜지와, 상기 아우터플랜지와 이너플랜지 사이에 배치되어 상기 아우터플랜지와 이너플랜지를 연결하는 센터핀과, 상기 아우터플랜지와 대응되는 곡률로 아우터플랜지의 상측으로 연장 형성되고, 분할된 구조로 형성됨과 동시에 분할된 지점이 상호 힌지 연결되는 연장플랜지로 구성되며, 상기 정렬홀은 상기 이너플랜지가 삽입될 수 있는 면적으로 절개 형성되는 삽입홀과, 상기 센터핀이 삽입되어 슬라이드 이동 가능한 폭으로 형성되고 상기 삽입홀의 하측과 연통되어 '┛' 형태로 일정 길이 절개 형성되는 이동홀로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

복합적 터파기 영역에 설치하기 위한 가설 흙막이 구조물{TEMPORARY RETAINING WALL STRUCTURE}

본 발명은 가설 흙막이 구조물에 관한 것으로, 절곡지점이 형성되는 복합적인 형태의 터파기 영역에 설치 적용하기 용이한 가설 흙막이 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 및 기타 공사를 수행함에 있어서 기초 공사의 일환으로 터파기 공사는 흙막이 작업과 굴착 작업을 교대로 수행하게 된다.

알려진 흙막이 공법으로서는 H 파일 토류벽 공법, 시트 파일(Sheet Pile) 공법, SMP 공법, CIP 공법, SCW 공법 등이 있다.

H 파일 토류벽 공법은 일반적인 개착식 공법으로서 일정 간격으로 H 파일을 항타 또는 천공삽입하고 터파기를 진행하면서 토류판을 H 파일 사이에 끼워 넣어 벽체를 형성하는 공법이고, 시트 파일 공법은 쐐기모양의 강철파일을 연결하여 시공하고 차수성을 증대시킨 공법으로 중량에 비해 강성 및 차수성이 커서 항만구조물 및 토류구조물 등에 주로 사용되며, 재사용이 가능하며 친환경적인 공법이며, SMP 공법은 무진동, 무소음, 자립식으로 시트 파일이나 H 파일 등을 압입하는 유압식 압입 인방 시공법으로 지반조건을 가리지 않고 시공이 가능하며 일반적인 시공공법에 비해 정확하게 시공이 가능하며 시공속도가 빠른 공법이고, CIP 공법은 시공시 소음 및 분진발생이 적고 장비가 소형이어서 취급이 간단하나, 자갈층 및 암석층 천공이 어렵고 수직도 관리가 어려운 공법이고, SCW 공법은 연약지반에서 굴착공사시 토류벽 시공의 문제점과 이에 따른 차수벽 설치의 문제점을 해결할 수 있으며, 시가지 지하 흙막이 공사시 주로 사용되는 공법이다.

H 파일 토류벽 공법에 의한 종래 통상적인 흙막이 공사는 터파기 영역의 경계를 따라 H 파일을 일정 간격으로 지반에 설치하고, H 파일 사이에 토류판(timber)을 끼워 흙막이 구조물을 설치한 다음 흙막이 구조물 뒤편에 흙을 메우는 방법으로 이루어지는 것을 기본으로 한다.

한편, 흙막이 구조물의 설치시 터파기 영역의 평면적이 직사각형이나 정사각형이 아닌 다각형 또는 불규칙한 구조의 복합적인 형태인 경우에는 인접한 토류판사이에 각도가 형성되도록 설치되는 절곡지점이 존재한다.

보다 자세히 설명하면, 터파기 영역이 도 1과 같이 터파기 영역(S)이 복합적인 형태의 경우, 다양한 형태의 절곡지점(a~d)이 형성된다. 이때, 절곡지점(a~d)에 토류판을 설치하는 방법 중 하나로, 도 2와 같이 단순히 하나의 H 파일(10)을 설치한 다음 토류판(20)을 설치하는 방법이 있다. 그러나, 이와 같이 절곡지점(a~d)에 하나의 H 파일(10)을 통해 토류판(20)을 설치하면 하면 도 2의 A 지점과 같이 토류판(20) 양단측이 H 파일(10)의 플랜지(12)와 토류판(20) 사이에 공간(S1)이 형성됨으로써 플랜지(12)와 토류판의 끝단측이 면접촉하지 않고 선접촉하게 되는 구조로 설치된다. 즉, 통상적으로 좌우 방향 동일선상으로 연속하여 H 파일(10)에 설치되는 토류판(20)은 양단이 플랜지(12)의 내측에 면접촉되어 토압을 지지하게 되나, 절곡지점(a~d)의 H 파일(10)에 설치되는 토류판(20)은 플랜지(12)와 선접촉되는 형태로 설치됨으로써 토압에 따른 하중 발생 시, 플랜지(12)와 토류판(20)이 선접촉 하는 지점에 집중하중이 가해져 상대적으로 토류판(20)의 양단이 플랜지(12)와 면접촉되는 상태에 비해 지지력이 저하됨으로써 토류판(20)이 파손되는 문제점이 있었다.

한편, 절곡지점(a~d)에 토류판을 설치하는 다른 방법으로는 절곡지점(a~d)에 설치되는 H 파일(10)의 간격을 직선형태로 설치되는 H 파일(10)의 간격보다 더 넓게 하여 토류판(20)의 양단 끝부분이 플랜지(12)걸쳐진는 형태로 설치하는 방법이 이용되었다. 이러한 방법은 도 3으로 도시된 바와 같이 H 파일(10)의 플랜지(12)와 토류판(20) 양단 사이에 공간이 형성되지 않는 장점이 있다. 그러나, 이와 같은 방법 또한, 플랜지(12)와 토류판(20)의 접촉면적이 작기 때문에 토압에 의한 하중 발생시, 도 4의 사진과 같이 H 파일(10)로부터 토류판(20)이 이탈되는 문제가 발생되었다.

이에, 최근에는 상기에서 언급한 문제점을 해소하기 위한 방법으로 절곡지점(a~d)에 H 파일(10)을 복수개(한쌍)를 각도가 형성되도록 지반에 삽입한 후, 토류판(20)을 설치하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이와 같이 절곡지점(a~d)에 H 파일(10)을 복수개 형성하는 방법은 플랜지(12)와 토류판(20)의 양단이 면접촉함으로써 토압에 따른 토류판(20)의 지지력을 확보할 수 있는 있으나, 지반에 설치해야 할 H 파일(10)의 수가 증가됨에 따라 필요자재 및 작업량 증가하는 문제점이 있고, 절곡지점(a~d)에 형성하는 H 파일(10)이 상호 인접하여 빈틈이 없이 설치해야 하는 등의 작업 난이도가 높음에 따라 번거롭다는 이유로 현재 실제 공사 현장에서는 활용되지 않고 있는 실정이다.

한국등록특허 제10-1384753호(2013.10.18, 공개)

본 발명은 상기에서 언급한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에서의 흙막이 구조물의 설치 시, 절곡지점에 하나의 H 파일만을 이용하여 토류판을 설치하여도 토류판의 양단이 플랜지와 면접촉하는 것과 동일한 지지력이 발생되도록 함과 동시에 다양한 각도의 절곡지점의 형성이 가능한 가설 흙막이 구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에 설치하기 위한 가설 흙막이 구조물에 있어서, 상기 터파기 영역의 경계를 지점을 따라 지반에 일정간격 이격되어 매설되며, 중앙의 웨브와 웨브의 양측에 수직한 방향으로 형성되는 한 쌍의 플랜지로 형성되는 복수의 H 파일; 상기 복수의 H 파일 사이에 삽입되어 적층되는 복수의 토류판; 상기 절곡지점에 매설되는 H 파일의 플랜지와 이격된 상태로 웨브의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 설치되며 'ㄱ' 또는 'ㄴ'의 단면을 갖는 복수의 지지브라켓; 상기 절곡지점에 매설되는 H 파일의 플랜지와 지지브라켓 사이에 형성되는 공간에 삽입 배치되어 H 파일의 플랜지와 지지브라켓에 지지됨과 동시에 토류판이 슬라이드 형태로 삽입되어 적층되도록 가이드 하는 복수개의 연결파이프 및 상기 복수개의 연결파이프들이 정렬되어 연결되도록 연결파이프의 양단을 상호 연결하는 연결브라켓으로 구성되는 연결유닛을 포함하여 구성되되, 상기 연결파이프는 단면이 원형인 중공형의 파이프 구조로, 상기 토류판의 두께와 대응되는 폭으로 길이방향을 따라 절개되어 형성되는 삽입공과, 상기 삽입공의 폭과 동일한 간격으로 삽입공의 내측에 형성되어 상기 삽입공을 통해 삽입되는 토류판의 양단과 면접촉 하는 한 쌍의 지지부와, 상기 연결파이프의 일 단측에 형성되어 상기 연결브라켓을 설치 고정하기 위한 설치홀, 및 상기 연결파이프의 타단측에 형성되어 상기 연결브라켓의 일부가 삽입 체결되기 위한 정렬홀이 형성되고, 상기 연결브라켓은 내면이 상기 연결파이프의 외면에 밀착될 수 있도록 하는 곡률로 가공되는 아우터플랜지와, 외면이 상기 연결파이프의 내면에 밀착될 수 있는 곡률을 갖도록 가공되며, 상기 아우터플랜지보다 작은 크기로 형성되는 이너플랜지와, 상기 아우터플랜지와 이너플랜지 사이에 배치되어 상기 아우터플랜지와 이너플랜지를 연결하는 센터핀과, 상기 아우터플랜지와 대응되는 곡률로 아우터플랜지의 상측으로 연장 형성되고, 분할된 구조로 형성됨과 동시에 분할된 지점이 상호 힌지 연결되는 연장플랜지로 구성되며, 상기 정렬홀은 상기 이너플랜지가 삽입될 수 있는 면적으로 절개 형성되는 삽입홀과, 상기 센터핀이 삽입되어 슬라이드 이동 가능한 폭으로 형성되고 상기 삽입홀의 하측과 연통되어 '┛' 형태로 일정 길이 절개 형성되는 이동홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 가설 흙막이 구조물이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물은 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에서의 흙막이 구조물의 설치 시, 절곡지점에 하나의 H 파일만을 이용하여 토류판을 설치하여도 토류판의 양단이 플랜지와 면접촉하는 것과 동일한 지지력이 발생되도록 함과 동시에 다양한 각도의 절곡지점의 형성이 가능한 장점이 있다.

또한, 절곡지점을 형성하기 위한 H 파일이 하나가 적용되어 복수개 설치되는 종래의 방법에 비해 흙막이 구조물을 설치하기 위한 필요자재 및 작업량 증가하는 문제점이 발생되지 않고, 절곡지점에 H 파일을 형성하기 위한 작업 난이도가 높지 않아 실제 공사 현장에서의 적용성 및 활용성이 뛰어날 수 있다.

도 1은 복합적인 형태의 터파기 영역을 보여주는 예시도이다.
도 2 및 3은 종래기술의 일 예로 1개의 H 파일을 이용한 절곡지점의 흙막이 구조물 설치 형태를 보여주는 도면이다.
도 4는 종래기술의 일 예로 도 3과 같은 절곡지점에서의 흙막이 구조물 설치된 상태에서 토류판이 이탈된 경우를 보여주는 현장 사진이다.
도 5는 종래기술의 다른 예로 복수의 H 파일을 이용한 절곡지점의 흙막이 구조물 설치 형태를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 절곡지점을 형성하는 구성들을 보여주는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 연결브라켓을 통한 연결파이프의 연결과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 10은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 다양한 설치 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어 종래기술과 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 종래기술과 동일 또는 대응되는 구성 또는 영역은 동일한 참조 부호를 부여함으로써 이해의 편의를 도모하기로 한다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 6은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 사시도이다. 도 7은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 절곡지점을 형성하는 구성들을 보여주는 분해 사시도이다.

먼저, 도 6 및 7을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 가설 흙막이 구조물(100)은 건축 및 토목 공사를 위한 기초공사인 터파기 공사와 병행되어 토사의 무너짐을 방지하기 위해 설치되는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 가설 흙막이 구조물(100)은 복합적인 터파기 영역에서 형성되는 절곡지점(a~d)에서의 토류판(20)의 안정적인 설치를 주요 목적으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물(100)은 복수개의 H 파일(10)과, 복수개의 토류판(20) 및 복수개의 연결유닛(30)을 포함하여 구성된다.

상기 H 파일(10)은 일반적인 흙막이 구조물(100)의 설치에 통상적으로 사용되는 것으로, 중앙의 웨브(11)와, 웨브(11)의 양측에 수직한 방향으로 형성되는 한 쌍의 플랜지(12)로 이루어지는 구조이다. 다만, 절곡지점(a~d)에 설치되는 H 파일(10)에는 지지브라켓(13)이 추가로 형성된다.

지지브라켓(13)은 중앙의 웨브(11)의 길이방향을 따라 소정간격을 두고 설치되어 연결유닛(30)을 지지하는 것으로, 'ㄱ' 또는 'ㄴ'의 단면을 갖는 철재 앵글로 형성된다. 이때, 지지브라켓(13)의 제 1 면(13a)은 웨브(11)에 고정되고, 제 1 면(13a)과 수직한 제 2 면(13b)은 플랜지(12)와 평행하게 배치됨으로써 웨브(11)와 플랜지(12) 및 지지브라켓(13)에 의해 공간부가 형성된다. 그리고 이러한 공간부에는 플랜지와 지지브라켓의 제 2 면과 접촉한 상태가 되도록 연결유닛(30)이 삽입 배치된다.

한편, 지지브라켓(13)은 웨브(11)에 고정되는 제 1 면(13a)은 자유로운 길이로 형성되며 중앙에는 웨브(11)에 볼트 등의 결합부재를 통해 결합되기 위한 결합홀이 가공 형성되고, 제 2 면(13b)은 연결유닛(30)을 구성하는 연결파이프(31)의 직경의 1/2 정도를 조금 상회 하는 범위로 형성되는 것이 바람직하며, 최대 연결파이프(31)의 직경 이내의 범위로 제한된다. 이러한 제 2 면(13b)의 형성 길이의 제한은 제 2 면(13b)의 길이가 연결파이프(31)의 직경이 1/2 이하이면 연결파이프(31)를 안정적으로 지지하기 어려우며, 연결파이프(31)의 직경 이상으로 형성되면 연결파이프(31)에 연결된 토류판(20)이 설치 가능한 각도 범위가 좁아지게 되어 절곡지점(a~d)의 형성이 용이하지 못하기 때문이다. 그리고, 제 2 면(13b)은 공간부를 형성하는 플랜지(12) 방향으로 소정각도 기울어지도록 형성될 수 있으며 이에 따라 공간부에 위치된 연결파이프(31)가 제 2 면(13b)에 의해 일정수준 고정될 수 있게 된다.

상기 토류판(20)은 목재로 형성되어 통상적인 흙막이 공법에서 사용되는 것으로 이와 관련한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 연결유닛(30)은 상기에서 언급된 바와 같이 절곡지점(a~d)의 H 파일(10)에 설치되는 지지브라켓(13)의 제 2 면(13b)과 플랜지(12) 사이에 형성되는 공간에 H 파일(10)의 길이방향으로 기립되어 배치되는 것으로, 연결파이프(31) 및 연결 브라켓(32)으로 구성된다.

연결파이프(31)는 중공의 파이프 구조로 토류판(20)의 두께와 대응되는 폭으로 길이방향을 따라 절개된 삽입공(33)이 형성되고 삽입공(33)의 내측으로 삽입공의 폭과 동일한 간격을 갖도록 절곡된 한 쌍의 지지부(34)가 형성되는 구조를 취할 수 있다. 이때, 지지부(34)가 삽입공(33)으로부터 단순 절곡되는 구조인 경우, 지지부(34)의 면적이 제한될 수 있음에 따라 보다 넓은 면적을 확보하기 위해 지지부(34)가 별도로 제작되어 삽입공(33)의 양측에 용접 연결되는 형태로 형성될 수 있으며, 별도로 제작되어 연결되는 지지부(34)는 본 발명에서는 구체적으로 도시하지는 않았으나 삽입공(33)과 대향된 연결파이프(31)의 내주면까지 이르는 길이로 형성될 수 있다. 이에 따라 삽입공(33)에 삽입되는 토류판(20)은 삽입공(33)을 따라 연결파이프(31)의 길이방향으로 적층되며, 삽입공(33)에 삽입된 토류판(20)의 양측단은 지지부(34)과 면접촉되어 지지된다.

이러한 연결파이프(31)는 복수개로 분할된 구조를 취할 수 있으며, 분할된 연결파이프(31) 양단 부근에 각각 설치홀(35)과 정렬홀(36)이 가공형성 된다.

설치홀(35)은 연결파이프(31)의 설치 시, 기립되는 연결파이프(31)의 하단측 지점에 형성되는 것으로 연결브라켓(32)의 설치를 위해 가공형성 된다. 이때 설치홀(35)에 연결브라켓(32)의 설치는 볼트(B)와 같은 별도의 고정부재 등에 의해 이루어질 수 있다.

정렬홀(36)은 연결파이프(31)의 설치 시, 기립되는 연결파이프(31)의 상단측 지점에 형성되는 것으로, 연결브라켓(32)의 이너플랜지(32a)가 삽입될 수 있는 면적으로 절개 형성되는 삽입홀(36a)과, 삽입홀(36a)의 하측과 연통되어 연결파이프(31)의 외주면을 따라 일정 길이만큼 수직 및 수평방향으로 절개되어 '┛' 형태로 관통형성되는 이동홀(36b)로 구분 형성된다.

상기 연결브라켓(32)은 분할된 연결파이프(31)의 설치 시, 삽입공(33)의 위치를 동일선상으로 정렬함과 연결파이프(31)들의 분리를 방지하기 위한 부재로, 상호 평행하게 배치되는 이너플랜지(32a) 및 아우터플랜지(32b)와, 이들 이너플랜지(32a)와 아우터플랜지(32b) 사이를 연결하는 센터핀(32c) 및 아우터플랜지(32b)로부터 상측으로 연장 형성되는 연장플랜지(32d)로 이루어질 수 있다.

상기 이너플랜지(32a)와 아우터플랜지(32b)는 각각 연결파이프(31)의 내/외측에 배치되며, 연결파이프(31)의 삽입홀(36a)을 통해 삽입되어 연결파이프(31)의 내측에 배치되는 이너플랜지(32a)는 연결파이프(31)의 내면에 이너플랜지(32a)의 외면이 밀착될 수 있는 곡률을 갖도록 가공 형성되며, 연결파이프(31)의 외측에 배치되는 아우터플랜지(32b)는 내면이 연결파이프(31)의 외면에 밀착될 수 있도록 하는 곡률을 가지도록 가공 형성된다.

또한, 이너플랜지(32a)는 상기 삽입홀(36a)과 대응되는 크기로 아우터플랜지(32b)의 형성 면적보다는 작은 크기(=비율)로 형성되며, 아우터플랜지(32b)의 중앙지점에서 일측에 치우쳐 형성된다. 보다 구체적으로 이너플랜지(32a)는 아우터플렌지(32b) 내측면을 바라보는 시점을 기준으로 할 때 우측 하단지점에 형성된다.

이와 같은 이너플랜지(32a)의 형성위치 및 아우터플랜지(32b)와의 상대적인 크기는 연결브라켓(32)를 통한 수직방향으로 연속배치되는 연결파이프(21)의 연결 시, 연결파이프(31)에 형성되는 정렬홀(36)을 아우터플랜지(32b)가 커버함으로써 정렬홀(36)을 통해 연결파이프(31)의 내측으로 토사와 같은 이물질이 유입되는 것이 방지하기 위함이다. 이때, 구체적으로 도시하지는 않았으나 아우터플랜지(32b)의 내측 테두리에는 정렬홀(36)을 통해 이물질이 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단하기 위한 패킹부재(미도시)가 추가 형성될 수도 있다.

센터핀(32c)은 직경이 정렬홀(36)을 구성하는 이동홀(36b)의 절개된 폭과 대응되고, 길이는 연결파이프(31)의 두께와 대응되는 폭으로 형성되는 핀구조의 부재로 형성된다. 이러한 센터핀(32c)는 이너플랜지(32a)와 아우터플랜지(32b) 사이에 수평하게 배치되어 이동홀(36b)에 결합 시, '┛' 구조의 이동홀(36b)을 따라 수직 및 수평방향으로 슬라이드 이동 가능하다.

연장플랜지(32d)는 아우터플랜지(32b)의 상측에 연장 형성되는 것으로, 아우터플랜지(32b)와 대응되는 곡률을 갖도록 형성되며, 아우터플랜지(32b)의 형성 폭(수평방향의 길이)보다는 작은 폭으로 형성된다. 또한, 연장플랜지(32d)는 소정지점이 분리되도록 분할 형성되고 분할된 지점은 아우터플랜지(32b)가 외측으로 들어 올려지도록 힌지(32e) 연결된다. 또한, 연장플랜지(32d)의 상측에는 설치홀(35)과 대응되는 지점에 고정홀(32f)이 형성되어 있다.

이와 같은 연결브라켓(32)은 전반적인 외형이 연결파이프(31)의 형태(곡률 등)와 유사하게 함으로써 전반적으로 연결브라켓(32)이 형성되는 지점의 연결파이프(31)의 외경이 확장되는 것을 최소할 수 있다. 또한 본 발명에서는 연결브라켓(32)이 삽입공(33)의 일 측에만 형성된 것으로 도시되었으나, 삽입공(33)을 중심으로 양측에 대칭되게 형성될 수 있으며, 경우에 따라 연결파이프(31)의 설치 방향에 따라 연결브라켓(32)의 설치를 선택적으로 적용할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 연결브라켓을 통한 연결파이프의 연결과정을 설명하기 위한 도면이다.

이러한 연결브라켓(32)을 통한 연결파이프(31)의 설치(연결)과정에 대해 도 8을 참고하여 설명하면, 먼저 앞서 하측 연결파이프가 설치되어 있다는 전제하에, 도 8의 (a)로 도시된 바와 같이 상측에 놓여지는 상측 연결파이프(31a)의 하단측에 연결브라켓(32)이 설치 고정한다. 이때, 상측 연결파이프(31a)의 하단측에 연결브라켓(32)의 설치 고정은 앞서 설명한 바와 같이 연결파이프(31a) 하단측에 형성된 설치홀(35)에 연결브라켓(32)의 연장플랜지(32d)의 고정홀(32e)을 일치시킨 다음 볼트(B) 등과 같은 고정부재를 설치 고정할 수 있으며, 연결브라켓(32)의 설치 고정은 연결파이프(31a)의 연결 설치시마다 이루어지거나, 설치전에 미리 결합해 놓을 수 있다. 또한, 상기와 같은 과정으로 연결브라켓(32)이 상측 연결파이프(31a)에 설치되면, 연결브라켓(32)의 이너플랜지(32a)는 연결파이프(31a) 하단을 벗어난 하측에 위치되게 되고, 아우터플랜지(32b)의 경우 연결파이프(31a)의 하단을 완전히 벗어나거나 일부 중첩되는 위치에 놓여질 수 있다. (단 본 발명에서는 발명의 이해를 도모하기 위한 구체적인 일 예로 아우터플랜지(32b)가 연결파이프(31a)의 하단을 벗어난 형태를 취하도록 설명 및 도면으로 도시하였다)

이후, 도 8의 (b)와 같이 하측 연결파이프(31b)가 설치된 상태에서 크레인(굴삭기)과 같은 중장비(미도시)를 이용하여 상측 연결파이프(31a)의 정렬홀(36)을 통해 들어올려 상측 연결파이프(31a)의 하단측이 하측 연결파이프(31b)의 상단측에 근접하게 위치되도록 배치시킨다.

그리고, 하측 연결파이프(31b)의 삽입홀(36a)과 연결브라켓(32)의 이너플랜지(32a)가 상호 동일선상으로 대응되는 상태에서 상측 연결파이프(31a)를 점차적으로 하강시킨다. 이때, 하측 연결파이프(31b)의 상면과, 상측 연결파이프(31a)의 하면이 접촉되도록 점차적으로 하강하는 과정에서 연결브라켓(32)이 하측 연결파이프(31b)의 상면과 간섭되게 되는데, 이때, 연장플랜지(32d)의 힌지(32e) 연결된 지점을 기준으로 이너플랜지(32a)와 아우터플랜지(32b)가 들어 올려질 수 있음에 따라 하측 연결파이프(31b)와 연결브라켓(32)의 간섭이 발생하기 전에 들어 올림으로서 간섭이 회피되게 된다.

이후, 하측 연결파이프(31b)의 상면과 상측 연결파이프(31a)의 하면이 점점 가까워지는 과정에서 연결브라켓(32)의 이너플랜지(32a)가 하측 연결파이프(31b)의 외면과 접하는 지점인 삽입홀(36a)위치되면 이너플랜지(32a)가 자연스럽게 삽입홀(36a)에 삽입되게 된다. 반면, 이와 같이 이너플랜지(32a)가 삽입홀(36a)에 단순 삽입된 상태에서는 상/하측 연결파이프(31a, 31b)는 상호 접촉되지 않은 상태이며, 상/하측 연결파이프(31a, 31b)의 삽입공(33)의 위치 또한 정렬되지 않은 상태가 된다.

다음으로, 삽입홀(36a)에 이너플랜지(32a)가 삽입된 앞선 상태에서, 도 8의 (c)와 같이 상측 연결파이프를 더 하강시키면, 센터핀(32c)이 이동홀(36b)의 수직방향의 홈을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 상/하측 연결파이프(31a, 31b)가 상호 맞대어 접촉되게 된다.

이후, 상/하측 연결파이프(31a, 31b)가 상호 접촉된 상태에서 상측 연결파이프(31a)를 회전(도면상 시계방향)시키면, 연결브라켓(32)의 센터핀(32c)가 이동홀(36b)의 수평방향의 홈을 따라 시계방향으로 슬라이드 이동하게 되고, 센터핀(32c)가 이동홀(36b)을 따라 더 이상 이동할 수 없는 상태가 된다. 이렇게 센터핀(32c)가 이동홀(36b)을 따라 더 이상 이동할 수 없는 상태 즉, 상측 연결파이프(31a)의 시계방향으로의 회전이 이루어지면 상/하측 연결파이프(31a, 31b)의 삽입공(33)이 상호 일치된 상태로 정렬되어 연결되게 된다.

도 9 및 10은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 다양한 설치 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도 9 및 10을 참조하여 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물의 설치 형태에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 9를 참조하면 가설 흙막이 구조물(100)의 설치 시, 절곡지점에 토류판(20)을 설치하기 위해 수평하게 동일선상으로 설치되는 토류판을 고정하는 H 파일(10a)과 일정거리 이격된 절곡지점 형성용 H 파일(10b, 10c)들이 설치되게 된다. 이때 절곡지점을 형성하는 지점에 토류판(20)을 설치하기 위해 H 파일(10a, 10b, 10c)에는 지지브라켓(13) 및 연결유닛(30)이 설치되게 된다. 이후, 절곡지점을 형성하는 H 파일(10b)의 주변으로 다른 절곡지점을 형성하기 위한 H 파일(10c)을 설치할 시, H 파일(10c)의 설치범위가 폭넓게 형성될 수 있다. 구체적으로, H 파일(10b)은 도 9로 도시된 바와 같이 절곡지점의 절곡 각도가 폭넓게 형성될 수 있으며, 이는 연결유닛(30)의 연결파이프(31)가 단면이 원형형태로 공간부 내에서 회전 가능함과 동시에 회전한 경우에도 항상 일정한 형태로 플랜지(11)에 접촉해 있기 때문이다. 따라서, H 파일(10c)의 위치가 P1 ~ P3에 이르기까지 변화해도 토류판(10)의 양단은 연결유닛(30)을 통해 H 파일(10c)의 플랜지(11)에 안정적으로 지지될 수 있게 된다.

또한, 도 10으로 도시된 바와 같이 절곡지점에 연결유닛(30)에 의해 설치되는 토류판(20)의 절곡지점의 각도 및 방향이 다양하게 형성되는 경우일 지라도 토류판(20)의 양단과 H 파일(10)의 플랜지 사이에 공간이 형성되지 않고 연결파이프(31)에 의해 밀착 지지되어 있음에 따라 토류판(20)이 H 파일(10)로부터 이탈되는 문제가 발생되지 않음과 동시에, 토류판(20)의 양단이 플랜지(11)에 밀착되어 지지되는 연결유닛(30)의 지지부(34)에 항상 면접촉으로 지지되고 있음에 따라 토류판(20)의 양단이 플랜지(11)와 직접적으로 면접촉하는 것과 대등한 지지력이 구현될 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 가설 흙막이 구조물은 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에서의 흙막이 구조물의 설치 시, 절곡지점에 하나의 H 파일(10)만을 이용하여 토류판(20)을 설치하여도 토류판(20)의 양단이 플랜지와 면접촉하는 것과 동일한 지지력이 발생되도록 함과 동시에 다양한 각도의 절곡지점의 형성이 가능하다.

또한, 종래 복수의 H 파일(10)이 요구되었던 것과 대비하여 절곡지점을 형성하기 부피 및 중량이 큰 추가적인 H 파일이 요구되지 않고, 절곡지점에 H 파일(10)을 형성하기 위한 작업 난이도가 높기 않아 실제 공사 현장에서의 적용성 및 활용성이 뛰어날 수 있다.

아울러, 절곡지점에 토류판(20) 설치 시, 연결유닛(30)에 토류판(20)을 단순 슬라이드 방식으로 삽입함으로써 설치 가능하고, 해체 시, 각 연결파이프(31)의 분리를 위해 별도의 공구없이 연결파이프(31)들을 상호 회전시킴으로써 분리가 가능함에 따라 전반적인 시공 및 해체가 용이한 장점이 있다.

또한, 흙막이 구조물의 해체시, 각각의 연결파이프(31)들이 연결브라켓(32)에 의해 연결되어 있어 연결파이프(31)의 단순 상방향 이동에 의해 분리되지 않음에 따라 크레인과 같은 중장비 등을 통해 최상측의 연결파이프를 들어올려 H 파일(10)로부터 연결파이프(31)를 일괄적으로 제거하면 토류판(20)은 자동적으로 해체됨에 따라 하나하나 토류판(20)을 제거할 필요가 없고, 제거된 연결파이프(31)들은 지상에서 작업자게 의해 안전하게 해체됨에 따라 흑막이 구조물의 해체효율은 물론 작업자의 안전까지 확보할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

10: H 파일 20: 토류판
30: 연결유닛
31, 31a, 31b: 연결파이프 32: 연결브라켓
32a: 이너플랜지 32b: 아우터플랜지
32c: 센터핀 32d: 연장플랜지
32e: 힌지(경첩) 32f: 고정홀
33: 삽입공 34: 지지부
35: 설치홀 36: 정렬홀
36a: 삽입홀 36b: 이동홀

Claims (4)

1. 절곡지점이 형성되는 복합적인 터파기 영역에 설치하기 위한 가설 흙막이 구조물에 있어서,
   상기 터파기 영역의 경계를 지점을 따라 지반에 일정간격 이격되어 매설되며, 중앙의 웨브와 웨브의 양측에 수직한 방향으로 형성되는 한 쌍의 플랜지로 형성되는 복수의 H 파일;
   상기 복수의 H 파일 사이에 삽입되어 적층되는 복수의 토류판;
   상기 절곡지점에 매설되는 H 파일의 플랜지와 이격된 상태로 웨브의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 설치되며 'ㄱ' 또는 'ㄴ'의 단면을 갖는 복수의 지지브라켓;
   상기 절곡지점에 매설되는 H 파일의 플랜지와 지지브라켓 사이에 형성되는 공간에 삽입 배치되어 H 파일의 플랜지와 지지브라켓에 지지됨과 동시에 토류판이 슬라이드 형태로 삽입되어 적층되도록 가이드 하는 복수개의 연결파이프 및 상기 복수개의 연결파이프들이 정렬되어 연결되도록 연결파이프의 양단을 상호 연결하는 연결브라켓으로 구성되는 연결유닛을 포함하여 구성되되,
   상기 연결파이프는 단면이 원형인 중공형의 파이프 구조로, 상기 토류판의 두께와 대응되는 폭으로 길이방향을 따라 절개되어 형성되는 삽입공과, 상기 삽입공의 폭과 동일한 간격으로 삽입공의 내측에 형성되어 상기 삽입공을 통해 삽입되는 토류판의 양단과 면접촉 하는 한 쌍의 지지부와, 상기 연결파이프의 일 단측에 형성되어 상기 연결브라켓을 설치 고정하기 위한 설치홀, 및 상기 연결파이프의 타단측에 형성되어 상기 연결브라켓의 일부가 삽입 체결되기 위한 정렬홀이 형성되고,
   상기 연결브라켓은 내면이 상기 연결파이프의 외면에 밀착될 수 있도록 하는 곡률로 가공되는 아우터플랜지와, 외면이 상기 연결파이프의 내면에 밀착될 수 있는 곡률을 갖도록 가공되며, 상기 아우터플랜지보다 작은 크기로 형성되는 이너플랜지와, 상기 아우터플랜지와 이너플랜지 사이에 배치되어 상기 아우터플랜지와 이너플랜지를 연결하는 센터핀과, 상기 아우터플랜지와 대응되는 곡률로 아우터플랜지의 상측으로 연장 형성되고, 분할된 구조로 형성됨과 동시에 분할된 지점이 상호 힌지 연결되는 연장플랜지로 구성되며,
   상기 정렬홀은 상기 이너플랜지가 삽입될 수 있는 면적으로 절개 형성되는 삽입홀과, 상기 센터핀이 삽입되어 슬라이드 이동 가능한 폭으로 형성되고 상기 삽입홀의 하측과 연통되어 '┛' 형태로 일정 길이 절개 형성되는 이동홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 가설 흙막이 구조물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결브라켓 및 정렬홀은 각 연결파이프에 상기 삽입공을 기준으로 양측에 배치될 수 있도록 각각 한 쌍이 구성되는 것을 특징으로 하는 가설 흙막이 구조물.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 이너플랜지는 상기 아우터플랜지의 내측면을 바라본 시점을 기준으로 우측 하단에 치우쳐 형성되고, 상기 아우터플랜지는 상기 연결파이프들의 삽입공이 정렬되도록 연결된 상태에서 정렬홀이 외부에 노출되지 않도록 커버 할 수 있는 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가설 흙막이 구조물.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결파이프의 연결에 있어서,
   각 연결파이프가 수직방향으로 기립되어 상호 근접하게 접근하는 과정에서 상기 연결브라켓의 이너플랜지가 삽입홀에 삽입되고, 센터핀이 이동홀을 따라 수직 및 수평방향으로 이동됨으로써, 상호 연결파이프들이 맞대어져 체결이 이루어짐과 동시에 삽입공들의 정렬이 이루어지는 것을 특징으로 하는 가설 흙막이 구조물.

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