KR101927804B1 - Phc 파일을 이용한 흙막이 벽체 - Google Patents

Abstract

게시된 내용은 PHC 파일을 이용하여 흙막이 벽체를 시공시 원가비용 및 시공비용을 절감하고, PHC 파일에 띠장 브라킷이 면접촉되도록 밀착시킨 상태에서 체결함에 따라 PHC 파일에 대해 띠장 브라킷의 체결강도를 증대시키며, PHC 파일에 체결되는 띠장 브라킷의 수직도를 용이하게 조정할 수 있도록 한, PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 의한 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체는
시공작업장에 연접되어 배치되도록 임의깊이로 관입되는 PHC 파일;
상기 PHC 파일의 외주연에 면접촉되어 체결되도록 상기 PHC 파일의 외주연에 대응되는 곡면부가 일측에 형성되는 체결브라킷과, 상기 체결브라킷 상단에 수평을 이루도록 연장형성되는 앵글형태의 거치브라킷과, 상기 거치브라킷이 수평을 유지하도록 상기 거치브라킷의 바닥면과 상기 체결브라킷의 외측면에 고정되는 앵글형태의 서포팅브라킷으로 이루어지는 띠장용 모듈;
상기 띠장용 모듈의 거치브라킷에 안착되는 띠장;
상기 띠장 일측면에 양단부가 연결되는 지보;를 구비하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체를 제공한다.

Description

PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체{soil retaining wall using PHC pile}

본 명세서는 흙막이 벽체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지하터파기, 가물막이 등의 토목공사시 토사가 흘러내리거나, 지반이 무너지는 것을 방지하기 위한, PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체에 관한 것이다.

일반적으로, 흙막이 공법으로 지중에 엄지 말뚝(H 형강, 레일 강)을 타입하거나, 미리 천공한 구멍에 삽입한 후 터파기를 진행하면서 토류판을 설치하는 토류판 공법, 천공된 홀에 철근을 삽입한 후 콘크리트를 타설하여 현장 타설 말뚝을 시공하는 CIP 공법, 굴착 이전에 소일 시멘트(soil cement) 말뚝을 연결 설치한 뒤 벽체를 형성하는 SCW 공법 등이 사용되고 있다.

말뚝으로 사용되는 강관을 적용하여 흙막이 벽체를 영구적으로 시공하는 경우 경제성이 저하된다. 이로 인해 기성 콘크리트 말뚝 일종인 PHC 파일(pile)을 사용하는 시공법이 개발되고 있다.

PHC 파일을 흙막이벽으로 사용하기 위해서는 PHC 파일에 띠장을 설치하기 위한 브라킷의 설치 문제가 요구된다.

즉, 종래의 CIP 공법 또는 SCW 공법의 경우, 지반을 굴착시켜 노출된 말뚝에서 콘크리트를 제거하고, 응력 부담재로 삽입된 H 형강이 노출되도록 면치기를 한 다음, H 형강을 이용하여 브라킷을 용접하여 설치하였다.

반면에, PHC 파일은 콘크리트재로 이루어져 있어 CIP 공법 또는 SCW 공법에서 적용하던 시공방법을 그대로 적용할 수 없는 문제점을 갖게 된다.

출원번호 10-2016-0024469호의 PHC 파일과 강관 파일을 혼용한 흙막이겸 영구벽체의 시공방법은

(a) 흙막이 벽체(10)가 형성된 위치에 일정깊이로 지반에 천공을 실시하여 천공홀(12)을 일 열로 시공하는 단계;

(b) 길이방향으로 일정 간격마다 원통형의 체결구 축부(191)와, 체결구 축부 (191)의 선단에서 일정 깊이만큼 형성된 체결구 나사홀(192)과, 체결구 축부(191)에 일체되어 있는 원형의 체결구 지압판(193)으로 구성된 앵커 체결구(19)가 매설되고, 하단에는 천공홀(12)의 막장보다 일정량 더 깊이 관입되는 길이를 갖는 H형 강재(13)가 접합되어 있는 3개 이상의 PHC 파일(14)과, 선단이 천공홀(12)의 막장보다 일정량 더 깊이 관입되는 길이를 갖는 1개의 강관 파일(16)을 천공홀(12)의 배열 방향을 따라 반복하여 가면서 천공홀(12)에 근입시켜 놓는 단계;

(c) PHC 파일(14)과 강관 파일(16)이 연접되어 있는 배면에서부터 전면까지 차수재(18)로 그라우팅을 실시하여 흙막이 벽체에 차수를 시공하는 단계;

(d) PHC 파일(14)과 강관 파일(16)의 두부를 동일 높이를 갖도록 절단 정리한 후 콘크리트 캡 빔(20)을 구축하는 단계;

(e) 터파기의 목표 깊이 도달까지 PHC 파일(14)과 강관 파일(16)의 전면에서 단계 굴착을 하방으로 반복 실시하면서 각 굴착 단계마다 PHC 파일(14)에 띠장 브라킷(22)을 설치한 후 띠장(24)을 띠장 브라킷(22)에 안착시켜 놓고, 스트러트(26)를 띠장(24)에 연결시켜 놓는 단계;

(f) 터파기의 바닥면에 일정한 두께로 콘크리트를 타설하여 바닥 슬래브(100)를 시공하는 단계;

(g) 바닥 슬래브(100)에서 PHC 파일(14)에 일정간격을 두고 벽체 거푸집(30)을 1단계로 수직 배치한 후, 거푸집 앵커 조립체(50)를 PHC 파일(14)에 체결시켜 벽체 거푸집(30)을 설치하는 단계;

(h) 벽체 거푸집(30)과 흙막이 벽체(10)의 사이에 철근 배근과 콘크리트를 타설하여 1단계의 벽체(101)를 시공하는 단계;

(i) 띠장 브라킷(22)과 띠장(24) 및 스트러트(26)를 제거하면서 지하 높이까지 전술한 (g),(h)단계를 상방으로 순차적으로 반복하여 지하 구조물의 영구벽체(102)를 구축하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

특허출원 제0024469호는 PHC 파일(14)과 강관 파일(16)을 연접상태로 배치시켜 흙막이 벽체를 시공하게 되므로 원가비용 및 시공비용 상승을 초래하게 되는 문제점을 갖게 된다.

또한, 띠장(24)이 수평을 유지할 수 있도록 PHC 파일(14)에 앵커 체결구(19)에 의해 체결되는 띠장 브라킷(22)을 이루는 파일 보호판(221)이 평판으로 이루어져 있다.

이로 인해, PHC 파일(14)의 블록형상의 외주연과 평판 형상의 파일 보호판(221)이 선 접촉으로 인해 PHC 파일(14)에 대해 띠장 브라킷(22)의 체결력이 저하된다.

또한, 띠장 브라킷(22)을 이루도록 파일 보호판(221)에 체결되는 거치 브라킷(222)에 안착되는 띠장(24)이 수평상태를 유지하기가 곤란하여 흙막이 벽체(10)의 시공에 대한 안전성 및 신뢰성이 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

출원번호 10-2016-0024469호에 PHC 파일과 강판 파일을 혼용한 흙막이겸 영구벽체의 시공방법이 게시되어 있다.

본 명세서의 실시예는, PHC 파일을 이용하여 흙막이 벽체를 시공시 원가비용및 시공비용을 절감할 수 있도록 한, PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체와 관련된다.

본 명세서의 실시예는, 띠장이 수평을 유지할 수 있도록 PHC 파일에 띠장 브라킷이 면접촉되도록 밀착시킨 상태에서 체결함에 따라, PHC 파일에 대해 띠장 브라킷의 체결강도를 증대시킬 수 있도록 한, PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체와 관련된다.

본 명세서의 실시예는, PHC 파일에 체결되는 띠장 브라킷의 수직도를 용이하게 조정할 수 있도록 한, PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체와 관련된다.

본 명세서의 실시예는, PHC 파일의 단면 형상을 변형시키지 않고 띠장이 안착되는 띠장 브라킷을 PHC 파일에 체결시킬 수 있도록 한, PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체와 관련된다.

상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,

시공작업장에 연접되어 배치되도록 임의깊이로 관입되는 PHC 파일;

상기 PHC 파일의 외주연에 면접촉되어 체결되도록 상기 PHC 파일의 외주연에 대응되는 곡면부가 일측에 형성되는 체결브라킷과, 상기 체결브라킷 상단에 수평을 이루도록 연장형성되는 앵글형태의 거치브라킷과, 상기 거치브라킷이 수평을 유지하도록 상기 거치브라킷의 바닥면과 상기 체결브라킷의 외측면에 고정되는 앵글형태의 서포팅브라킷으로 이루어지는 띠장용 모듈;

상기 띠장용 모듈의 거치브라킷에 안착되는 띠장;

상기 띠장 일측면에 양단부가 연결되는 지보;를 구비하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체를 제공한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.

PHC 파일 만을 연접시킨 상태에서 배치시켜 흙막이 벽체를 시공함에 따라 소요되는 토목자재를 줄여 원가비용 및 작업공수 단축으로 인해 공사비용을 대폭적으로 절감할 수 있게 된다.

또한, 띠장이 수평상태를 유지할 수 있도록 PHC 파일에 띠장 브라킷이 면접촉되도록 밀착시킨 상태에서 볼트 체결함에 따라, PHC 파일에 대해 띠장 브라킷의 체결강도를 증대시킴에 따라 장기간동안 지반 변형되는 것을 방지시켜 흙막이 벽체의 시공에 대한 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

또한, PHC 파일에 체결되는 띠장 브라킷의 수직도를 용이하게 조정할 수 있어 띠장 브라킷에 설치되는 띠장의 수평상태를 별도의 자재를 사용하지 않고도 쉽게 조정할 수 있게 된다.

또한, PHC 파일의 단면 형상을 변형시키지 않고 PHC 파일에 띠장 브라킷을 체결시킨 후, 띠장 브라킷에 띠장을 설치하게 되므로 PHC 파일의 강도 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 명세서의 바람직한 실시예에 의한 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체에서, 띠장을 수평상태로 지지하는 띠장용 모듈의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 띠장용 모듈의 사용상태도,
도 3은 도 1에 도시된 흙막이 벽체에 사용되는 PHC 파일 흘러내림을 방지하기 위한 고정구의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 고정구의 사용상태도,
도 5는 도 1에 도시된 흙막이 벽체에 있어서, 띠장이 수평상태를 유지하도록 거치브라킷을 수평으로 조정하기 위한 수평조정기의 사용상태도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체는

지하터파기 등의 토목공사시 토사가 흘러내리거나, 지반이 무너지는 것을 방지하기 위해 PHC 파일을 터파기할 대지의 임의위치에 타설시켜 흙막이 벽체를 이루게되는 터파기 시공작업장에 적용되고,

시공작업장에서 연접되어 배치되도록 임의깊이로 관입되는 PHC pile(콘크리트재 말뚝을 말함)(50);

PHC 파일(50)의 외주연에 면접촉되어 체결부재(59)에 의해 체결되도록 PHC 파일(50)의 외주연에 대응되는 곡면부(51)가 일측에 형성되는 체결브라킷(52)과, 체결브라킷(52) 상단에 수평을 이루도록 연장형성되는 앵글형태의 거치브라킷(53)과, 거치브라킷(53)이 수평을 유지하도록 거치브라킷(53)의 바닥면과 체결브라킷(52)의 외측면에 고정되는 앵글형태의 서포팅브라킷(54)으로 이루어지는 띠장용 모듈(55);

띠장용 모듈(55)의 거치브라킷(53)에 안착되는 띠장(56);

띠장(56) 일측면에 양단부가 연결되는 지보(미 도시됨);를 구비한다.

이때, 더욱 바람직하게는 띠장용 모듈(55)은

체결브라킷(52)의 곡면부(51) 하측에 회전시 축방향으로 이동가능하게 장착되는 볼트형태의 수평조정기(58)를 더 구비하되, 수평조정기(58)의 단부를 PHC 파일(50)에 밀착시킨 상태에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 경우, PHC 파일(50)에 띠장형 모듈(55)을 체결시키는 체결부재(59)(일 예로서, 앵커볼트가 사용됨)를 중심으로 체결브라킷(52) 하측을 회동시킴에 따라 거치브라킷(53)에 안착되는 띠장(56)의 수평을 맞출 수 있게 된다.

PHC 파일(50)의 상측에 관통형성되는 관통공(63)에 착탈가능하게 결합되는 결합핀(62)과,

결합핀(62) 일측에 연장형성되고, 결합핀(62)이 관통공(63)에 결합시 PHC 파일(50)의 외측면에 밀착되며, 관통공(63)으로부터 흘러내림 방지구(57)를 유압잭 등에 의해 분리시킬 경우, 유압잭에 연결되는 지그 등이 결합되는 지그 결합공(57a)이 중앙에 관통형성되는 삼각형 형태의 바디(도면부호 미 표기됨)와,

결합핀(62)의 외측면에 돌출형성되고, 결합핀(62)을 관통공(63)에 결합시킬 경우 PHC 파일(50)이 타설된 지면 위에 배치된 가이드 빔(60)의 수직부재(도면부호 미 표기됨) 내측면에 지지되는 스토퍼(61)(stopper)로서 이루어지는 흘러내림 방지구(57);를 더 구비할 수 있다.

시공작업장에 연접되어 타설되는 PHC 파일(50)에 체결되는 띠장용 모듈(55)을 상하 방향으로 임의거리를 유지하고 동시에 좌우 방향으로 지그재그 형태로 배치시킴에 따라, 띠장용 모듈(55)의 거치브라킷(53)에 안착되는 띠장(56) 및 띠장(56)에 양단이 연결되는 지보로 인한 하중이 PHC 파일(50)에 가해지는 것을 분산시킬 수 있게 된다.

이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체의 사용예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 5에서와 같이, 지하터파기 등의 시공작업장 대지의 경계면을 따라 PHC 파일(50)을 연접시킨 상태로 임의깊이로 관입되도록 타설하게 된다.

PHC 파일(50)은 콘크리트재 말뚝(concrete pile)으로서, KS F 4306에 프리텐션 성형방식의 원심력 고강도 콘크리트 파일이 정의되어 있고, PHC 파일(50)의 콘크리트 강도는 800㎏/㎠ 정도의 강도를 갖도록 성형된다.

도 4에서와 같이, PHC 파일(50)을 시공작업장 대지에 임의의 천공기(미 도시됨)를 이용하여 타설시키는 기술내용은 당해분야에서 사용되는 것이므로 이들의 상세한 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 터파기할 대지에 PHC 파일(50)을 타설시킨 후 PHC 파일(50), 띠장(56) 및 지보의 하중으로 인해 PHC 파일(50)이 흘러내리는(침하) 것을 방지할 수 있다.

이를 상세하게 설명하면, HC 파일(50)의 상측에 관통형성된 관통공(63)에 흘러내림 방지구(57)의 결합핀(62)을 결합시킨다. 결합핀(62) 단부가 관통공(63)을 통과할 경우 삼각형 형태의 바디가 PHC 파일(50)의 외측면에 밀착됨에 따라 결합핀(62)은 관통공(63)에 더 이상 삽입되지않게 된다.

이때, 결합핀(62)의 외주연 일측에 돌출형성된 스토퍼(61)는 PHC 파일(50)이 타설된 지면 위에 배치된 가이드 빔(60)의 수직부재(도면부호 미 표기됨)에 안착된다. 또한 결합핀(62) 외주연에 돌출형성된 스토퍼(61)가 가이드 빔(60)의 수직부재 내측면에 밀착된다.

따라서, 터파기 시공작업장의 대지에 타설된 PHC 파일(50)이 지면 위에 배치된 가이드빔(60)의 수직부재(도면부호 미 표기됨)에 안착되는 흘러내림 방지구(57)에 의해 PHC 파일(50) 흘러내림을 방지할 수 있게 된다.

도 2에서와 같이, 시공작업장에 PHC 파일(50)을 관입시키는 타설작업이 종료될 경우, PHC 파일(50)에 상하 방향으로 임의간격을 유지하여 띠장용 모듈(55)을 체결한다. 즉 띠장용 모듈(55)을 이루는 체결브라킷(52)을 PHC 파일(50)에 천공된 체결공(미 도시됨)에 고정되는 체결부재(59)에 의해 체결한다.

이때, PHC 파일(50)의 외주연에 대응되도록 형성된 띠장용 모듈(55)의 곡면부(51)에 의해 체결브라킷(52)이 PHC 파일(50)과 면접촉된 상태에서 PHC 파일(50)에 체결된다. 이로 인해 PHC 파일(50)에 띠장용 모듈(55)을 체결하는 작업능률을 향상시키고, PHC 파일(50)에 대한 띠장용 모듈(55)의 체결력을 향상시킬 수 있게 된다.

체결부재(59)로서 앵커볼트가 사용되고, 체결브라킷(52)을 체결부재(59)를 이용하여 PHC 파일(50)에 형성되는 관통공(도면부호 미 표기됨)에 결합시켜 고정하는 기술내용은 당해분야에서 사용되는 것이므로 체결부재(59)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

따라서, PHC 파일(50)에 체결된 띠장용 모듈(55)의 거치브라킷(53) 상에 띠장(56)을 안착시킬 수 있게 된다.

이때, 거치브라킷(53) 상에 안착되는 띠장(56)은 수평상태를 유지하도록 요구된다. 즉 곡면부(51)가 형성된 체결브라킷(52)의 하측에 장착된 수평조정기(58)에 의해 띠장(56)의 수평을 맞출 수 있다.

이를 상세하게 설명하면, 체결브라킷(52) 상측을 체결부재(59)에 의해 PHC 파일(50)에 고정시킨 후, 체결브라킷(52)의 곡면부(51) 하측에 장착된 볼트형태의 수평조정기(58)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 경우, 체결브라킷(52) 상측에 체결된 체결부재(59)를 중심으로 곡면부(51) 하측을 PHC 파일(50) 축방향으로 회동시킴에 따라 거치브라킷(53)에 안착된 띠장(56)의 수평을 맞출 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 대지에 천공된 PHC 파일(50)에 띠장(56)을 지지하기 위해 띠장용 모듈(55)을 체결부재(59)(앵커볼트를 말함)로서 체결할 경우, PHC 파일(50)의 단면 구조를 변형시키지 않고 흙막이벽체를 형성하도록 시공하게 되므로, PHC 파일(50)의 강도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖게 된다.

띠장용 모듈(55)의 거치브라킷(53) 상에 안착된 띠장(56)(일 예로서, H 형강이 사용될 수 있음)에 수평방향으로 임의간격을 유지하여 지보(미 도시됨)를 연결하게 된다. 이때 지보(일 예로서, H 형강, 또는 원형 강관이 사용될 수 있음)의 일단은 띠장(56)에 대해 볼트 또는 용접에 의해 이음연결될 수 있음은 물론이다.

도 2에서와 같이, 거치브라킷(53)에 안착되는 띠장(56)을 수평상태로 지지하기 위해 PHC 파일(50)에 상하 방향으로 임의간격을 유지하여 체결되는 띠장용 모듈(55)을 PHC 파일(50)에 대해 지그재그 형태로 체결시킴에 따라, 띠장용 모듈(55)의 거치브라킷(53)에 안착되는 띠장(56) 및 띠장(56)에 양단이 연결되는 지보로 인한 하중을 분산시켜 PHC 파일(50)에 가해지는 것을 최소화할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 터파기할 대지의 경계면에 PHC 파일(50)을 천공기를 이용하여 연접상태로 배치시켜 타설하되(종래에는 PHC 파일과 원형 강관을 임의비율로 혼합시켜 시공함), PHC 파일(50)에 띠장용 모듈(55)을 체결할 경우 PHC 파일(50)의 단면 구조를 변형시키지않은 상태에서 체결시킴에 따라, 건축자재 절감 및 작업공수 단축으로 인해 원가비용 및 시공비용을 줄이고, PHC 파일(50)의 강도 유지로 인해 흙막이벽체의 강도를 향상시킬 수 있다.

여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서의 내용을 다양하게 수정및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

50; PHC 파일
51; 곡면부
52; 체결브라킷
53; 거치브라킷
54; 서포팅브라킷
55; 띠장용 모듈
56; 띠장
57; 흘러내림 방지구
58; 수평조정기
59; 체결부재
60; 가이드 빔(guide beam)
61; 스토퍼
62; 결합핀
63; 관통공

Claims (4)

1. 시공작업장에 연접되어 배치되도록 임의깊이로 관입되는 PHC 파일;
   상기 PHC 파일의 외주연에 면접촉되어 체결되도록 상기 PHC 파일의 외주연에 대응되는 곡면부가 일측에 형성되는 체결브라킷과, 상기 체결브라킷 상단에 수평을 이루도록 연장형성되는 앵글형태의 거치브라킷과, 상기 거치브라킷이 수평을 유지하도록 상기 거치브라킷의 바닥면과 상기 체결브라킷의 외측면에 고정되는 앵글형태의 서포팅브라킷으로 이루어지는 띠장용 모듈;
   상기 띠장용 모듈의 거치브라킷에 안착되는 띠장;
   상기 띠장 일측면에 양단부가 연결되는 지보;를 구비하되, 상기 PHC 파일에 체결되는 상기 띠장용 모듈을 상하 방향으로 임의거리를 유지하고 동시에 좌우 방향으로 지그재그 형태로 배치되는 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체에 있어서:
   상기 띠장용 모듈은 상기 체결브라킷의 곡면부 하측에 회전시 축방향으로 이동가능하게 장착되는 볼트형태의 수평조정기를 구비하고,
   상기 PHC 파일에 관통형성되는 관통공에 착탈가능하게 결합되는 결합핀과, 상기 결합핀 일측에 연장형성되고 상기 결합핀이 상기 관통공에 결합시 상기 PHC 파일의 외측면에 밀착되는 바디와, 상기 결합핀의 외측면에 돌출형성되고 상기 결합핀을 상기 관통공에 결합시킬 경우 상기 PHC 파일이 타설된 지면 위에 배치된 가이드빔의 수직부재 내측면에 지지되는 스토퍼로서 이루어지는 흘러내림 방지구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체.
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