KR101945268B1 - 지하 연속벽을 위한 테두리보 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하 연속벽의 내부 테두리보를 이루는 구조로서, ㄱ 형강의 형상을 가지며, 일면이 다른 일면이 상측을 향하도록 상기 지하 연속벽에 수평하도록 배치되되, 길이 방향을 따라 복수 개 구비되는 앵커에 의해 상기 지하 연속벽에 고정되는 벽체 고정부재; 하면이 상기 벽체 고정부재의 상측을 향하는 면과 용접에 의해 결합하고, 내측에 콘크리트를 수용하는 합성보 부재; 및 상기 합성보 부재 내측과 상기 지하 연속벽 사이에 배치되며, 콘크리트 타설에 의해 상기 지하 연속벽과 연속된 구조를 이루는 철근 조립체를 포함하는 지하 연속벽을 위한 테두리보에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 금속판을 가공한 합성보 부재의 내측에 콘크리트를 타설할 수 있어 합성보 부재의 하부에 동바리를 설치할 필요가 없고 타설 후에는 합성보 부재의 금속판이 구조재로서의 역할을 하기 때문에 구조적 내력을 철근 콘크리트구조에 비해 월등히 향상시킬 수 있으며 거푸집의 사용도 배제할 수가 있다.

Description

지하 연속벽을 위한 테두리보{EDGE GIRDER FOR SLURRY WALL}
본 발명은 테두리보에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지하 연속벽을 위한 테두리보에 관한 것이다.
안정액을 사용하여 굴착한 뒤 지중(地中)에 연속된 철근 콘크리트 벽을 형성하는 현장 타설 말뚝 공법은 1950년대 초에 이탈리아에서 개발되었으며 슬러리 월(slurry wall)공법 또는 다이어프램(diaphragm) 공법이라고 한다. 슬러리월 공법은 댐의 기초로 활용되거나 내진벽, 방호벽, 진동 차단벽의 역할과 건축물의 지하 구조물을 축조하기 위한 가설 토류벽 및 본체 역할로 많이 활용된다. 술러리월 공법은 굴착면이 무너지거나 지하수가 흘러드는 것을 막기 위해 안정액(Slurry)을 굴착 부분에 채워 넣고 작업하는 것이 특징이다.
시공 순서는 설계된 벽의 두께와 위치에 따라 안내벽을 설치한 뒤 안정액을 채워 넣으며 일정 깊이까지 굴착한다. 굴착이 끝나면 도랑(Trench) 안에 남아 있는 토립자를 제거하고 조립된 철근망과 트레미 파이프(Tremie Pipe)를 차례로 설치한다. 마지막으로 굴착 부분 하단부터 콘크리트를 타설하면서 안정액을 회수한다.
슬러리월 공법은 소음과 진동이 적고, 벽체의 강성이 높아 다른 공법에 비해 안전하며, 차수성이 우수하여 주변의 지하수위를 떨어뜨리지 않고 굴착이 가능하며, 또한 지반 조건에 영향을 받지 않아 벽체의 두께와 모양을 자유롭게 선택할 수 있다.
도 1은 종래의 지하 연속벽 공법의 내부 테두리보를 나타낸 단면도, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 지하 연속벽 공법의 내부 테두리보의 시공 과정을 나타낸 사진이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 앞서 설명한 공법에 의해 시공된 지하 연속벽(10)의 내측에는 필수적으로 외벽을 지지하는 테두리보(Perimental Beam)(20)가 요구된다.
테두리보(20)의 역할은 첫째, 지하 연속벽(10)에 면한 오프닝 부분에 설치되어 지하 연속벽(10)을 통해 들어오는 토압을 받아 슬래브(30)로 전달하고, 둘째, 지하 연속벽(10)의 패널을 내부에서 일체화시켜 슬래브(30) 면내 방향으로 균등하게 분포하는 역할을 하며, 셋째, 슬래브(30) 및 보의 철근 정착 부 역할도 병행한다. 이렇게 테두리보(20)는 슬러리월 공법에서 필수적인 요소이다.
지하 연속벽(10)을 선시공한 후 굴착을 진행하는 과정 중 여러 구조적 역할을 하는 수평보(20)를 도 1에 도시된 것처럼 철근 콘크리트 공법으로 적용하게 될 경우, 일부 구간에 국한된 소량의 타설을 진행하여야 한다. 하지만, 이러한 타설은 작업의 양은 경미한데 거푸집, 동바리, 철근배근, 타설, 거푸집 해체에 이르는 콘크리트 전공정이 투입된다.
탑다운(TOP DOWN) 공법에서는 지상에서 지하로 역순으로 굴착하는 특성상 상부층에 있는 테두리보(20)를 타설하기 위해 거푸집(40) 하부에 동바리를 배치하여야 하는데 실질적으로 동바리를 대고 타설할 수가 없기 때문에 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 외벽에 보강 지지물(50)을 보강하여 거푸집(40)을 보강하는 효율적이지 못한 방법이 사용되고 있다. 이러한 보강 지지물(50)은 설치 후 다시 해체해야 하므로 시공 비용을 상승시키는 문제점이 있다.
한국등록특허 제0951097호 (2010. 03. 29), "지하구조물의 슬래브 및 합벽 구조물과 시공 방법, 그리고 받침 브라켓" 한국등록특허 제1066198호 (2011. 09. 14), "슬러리 월을 이용한 지하구조물 역타 시공 방법"
본 발명의 목적은 시공 편의성을 증대시키고, 공사원가를 절감시킬 수 있는 지하 연속벽을 위한 테두리보를 제공하는 데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보 지하 연속벽의 내부 테두리보 내부 테두리보를 이루는 구조로서, ㄱ 형강의 형상을 가지며, 일면이 다른 일면이 상측을 향하도록 상기 지하 연속벽에 수평하도록 배치되되, 길이 방향을 따라 복수 개 구비되는 앵커에 의해 상기 지하 연속벽에 고정되는 벽체 고정부재; 하면이 상기 벽체 고정부재의 상측을 향하는 면과 용접에 의해 결합하고, 내측에 콘크리트를 수용하는 합성보 부재; 및 상기 합성보 부재 내측과 상기 지하 연속벽 사이에 배치되며, 콘크리트 타설에 의해 상기 지하 연속벽과 연속된 구조를 이루는 철근 조립체를 포함한다.
이때, 상기 합성보 부재는, 긴 판 형상으로 수직 방향으로 배치되는 제1 웨브 플레이트(web plate); 상기 제1 웨브 플레이트의 하단에서 상기 지하 연속벽 방향으로 수평 절곡되고 하면이 상기 벽체 고정부재의 상면에 고정되는 제1 하부 플레이트; 및 상기 제1 웨브 플레이트의 상단에서 상기 지하 연속벽 반대 방향으로 수평 절곡되는 상부 플레이트를 구비할 수 있다.
또한, 상기 합성보 부재와 평면상 수직으로 결합하는 내부보를 더 포함하고, 상기 합성보 부재의 높이는 데크 플레이트의 설치 공간을 위해 상기 내부보의 높이보다 더 낮도록 실시될 수 있다.
이때, 상기 철근 조립체는, 상기 데크 플레이트가 구비되는 높이로 형성되어, 콘크리트 타설에 의해 상기 지하 연속벽과 상기 데크 플레이트가 연속된 구조를 이룰 수 있다.
또한, 상기 합성보 부재와 평면상 수직으로 결합하는 내부보를 더 포함하고, 상기 합성보 부재의 높이는 데크 플레이트의 설치 공간을 위해 상기 내부보의 높이보다 더 낮을 수 있다.
게다가, 상기 내부보는, 합성보의 형태로 구비되고, 상기 합성보 부재와 상기 내부보는 볼트 및 너트에 의해 결합할 수 있다.
더욱이, 상기 내부보는, 상단에 수평 절곡된 상부 플랜지와, 하단에 수평 절곡된 하부 플랜지를 구비하며, 합성보의 측판이 되도록 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 제2 웨브 플레이트와, 합성보의 바닥판이 되도록 상기 제2 웨브 플레이트들의 하측에서 양단이 상기 하부 플랜지의 하측에 배치되는 제2 하부 플레이트와, 상기 하부 플랜지와 상기 제2 하부 플레이트에 각각 형성된 복수의 관통홀을 관통하여 상기 하부 플랜지와 상기 제2 하부 플레이트를 체결하는 체결 볼트 및 체결 너트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지하 연속벽과 상기 벽체 고정부재가 맞닿는 면이 고르지 않을 경우, 채움재 역할을 하기 위한 발포형 우레탄 또는 모르타르를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른지하 연속벽을 위한 테두리보에 의하면,
첫째, 금속판을 가공한 합성보 부재의 내측에 콘크리트를 타설할 수 있어 합성보 부재의 하부에 동바리를 설치할 필요가 없고 타설 후에는 합성보 부재의 금속판이 구조재로서의 역할을 하기 때문에 구조적 내력을 철근 콘크리트구조에 비해 월등히 향상시킬 수 있으며 거푸집의 사용도 배제할 수가 있다.
둘째, 건물 내부에 형성되는 내부보를 이용하여 강구조를 설치하는 방법과 동일하게 설치할 수가 있어 철근 콘크리트 구조에 비해 시공성능이 월등히 향상되는 장점이 있다.
셋째, 합성보 부재의 높이를 내부보의 높이보다 더 낮게 구비하여 데크 플레이트의 설치 공간을 용이하게 확보할 수 있다.
넷째, 지하 연속벽과 상기 벽체 고정부재가 맞닿는 면이 고르지 않을 경우, 발포형 우레탄 또는 모르타르를 더 구비하여 접합부의 채움재 역할을 하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 지하 연속벽 공법의 내부 테두리보를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 지하 연속벽 공법의 내부 테두리보의 시공 과정을 나타낸 사진이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 내부보의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보를 하측에서 바라본 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보를 상측에서 바라본 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보를 나타낸 사시도, 도 7은 도 4에 도시된 내부보의 단면도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보를 하측에서 바라본 사진이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지하 연속벽을 위한 테두리보를 상측에서 바라본 사진이다
도 4 내지 도 9를 참조하면, 지하 연속벽을 위한 테두리보는 지하 연속벽(W)의 내부 테두리보 역할을 하는 것으로서, 벽체 고정부재(100) 및 합성보 부재(200)를 포함한다.
벽체 고정부재(100)는 ㄱ형강의 형상으로서 지하 연속벽(W)에 일면이 맞닿아 고정 배치된다. 벽체 고정부재(100)는 지하 연속벽(W)과 앵커(110)에 의해 고정된다.
구체적으로, 벽체 고정부재(100)는 ㄱ 형강의 형상을 가지며, 일면이 다른 일면이 상측을 향하도록 지하 연속벽(W)에 수평하도록 배치되되, 길이 방향을 따라 복수 개 구비되는 앵커(110)에 의해 지하 연속벽(W)에 고정된다.
합성보 부재(200)는 하면이 벽체 고정부재(100)의 상측을 향하는 면과 용접에 의해 결합하고, 내측에 콘크리트를 수용한다.
철근 조립체(RB)는 합성보 부재(200)의 내측과 지하 연속벽(W) 사이에 배치되며, 콘크리트 타설에 의해 지하 연속벽(W)과 연속된 구조를 이루게 된다.
즉, 합성보 부재(200)는 하면이 벽체 고정부재(100)에 고정되며 내측에 테두리보용 철근 조립체(RB)가 배치된다.
구체적으로, 합성보 부재(200)는 제1 웨브 플레이트(web plate)(210), 제2 하부 플레이트(lower plate)(220) 및 상부 플레이트(upper plate)(230)를 구비한다.
제1 웨브 플레이트(210)는 긴 판 형상으로 수직 방향으로 배치된다.
제1 하부 플레이트(220)는 제1 웨브 플레이트(210)의 하단에서 지하 연속벽(W) 방향으로 수평 절곡되고 하면이 벽체 고정부재(100)의 상면에 고정된다. 제1 하부 플레이트(220)는, 벽체 고정부재(100)와 용접에 의해 고정 결합할 수 있다.
상부 플레이트(230)는 제1 웨브 플레이트(210)의 상단에서 지하 연속벽(W) 반대 방향으로 수평 절곡된다.
도시된 것처럼 합성보 부재(200)는 제1 웨브 플레이트(web plate)(210), 제2 하부 플레이트(lower plate)(220) 및 상부 플레이트(upper plate)(230)를 금속판의 재질로 일체로 형성할 수 있다.
도 8은 지하 연속벽을 위한 테두리보를 하측에서 바라본 사진으로서, 벽체 고정부재(100)는 길이 방향을 따라 복수 개 구비되는 앵커(110)에 의해 지하 연속벽(W)에 고정됨을 알 수 있다. 제1 하부 플레이트(220)는 제1 웨브 플레이트(210)의 하단에서 지하 연속벽(W) 방향으로 수평 절곡되어 하면이 벽체 고정부재(100)의 상측을 향하는 면과 용접에 의해 결합하는 것을 알 수 있다. 또한, 상부 플레이트(230)는 제1 웨브 플레이트(210)의 상단에서 지하 연속벽(W) 반대 방향으로 수평 절곡되어 데크 플레이트(D)를 지지하는 것을 알 수 있다.
한편, 철근 조립체는(RB)는 데크 플레이트(D)가 구비되는 높이로 형성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 철근 조립체는(RB)는 합성보 부재(200)의 높이보다 높게 형성함을 알 수 있다, 철근 조립체는(RB)는 바람직하게는 데크 플레이트(D)의 콘크리트 타설면에 맞게 형성하는 것이 좋다.
도 9는 지하 연속벽을 위한 테두리보를 상측에서 바라본 사진으로서, 콘크리트 타설 직전의 상태를 설명한다. 이와 같이, 본 발명에 의한 지하 연속벽을 위한 테두리보는 한 번의 콘크리트 타설에 의해 지하 연속벽(W)과 철근 조립체(RB)와 데크 플레이트(D)가 연속된 구조를 이룰 수 있는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 도 6에 도시된 것처럼 지하 연속벽(W)과 벽체 고정부재(100)가 맞닿는 면이 고르지 않을 경우, 채움재 역할을 하기 위한 발포형 우레탄 또는 모르타르(400)를 더 구비할 수 있다.
이렇게, 벽체 고정부재(100) 및 합성보 부재(200)를 사용하면 금속판을 가공한 합성보 부재(200)의 내측에 콘크리트를 타설할 수 있어 합성보 부재(200)의 하부에 동바리를 설치할 필요가 없고 타설 후에는 합성보 부재(200)의 금속판이 구조재로서의 역할을 하기 때문에 구조적 내력을 철근 콘크리트구조에 비해 월등히 향상시킬 수 있으며 거푸집의 사용도 배제할 수가 있다.
아울러, 합성보 부재(200)와 평면상 수직으로 결합하는 내부보(300)를 더 포함한다. 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 합성보 부재(200)의 높이는 데크 플레이트(D)의 설치 공간을 위해 내부보(300)의 높이보다 더 낮게 마련된다.
내부보(300)는 합성보의 형태로 구비되고, 도 6에 도시된 것처럼 합성보 부재(200)와 내부보(300)는 볼트(B) 및 너트(N)에 의해 결합할 수 있다.
더 구체적으로 내부보(300)는 도 7에 도시된 것처럼 한 쌍의 제2 웨브 플레이트(310)와, 제2 하부 플레이트(320)와, 체결 볼트(330) 및 체결 너트(340)를 포함한다.
한 쌍의 제2 웨브 플레이트(310)는 상단에 수평 절곡된 상부 플랜지(311)와, 하단에 수평 절곡된 하부 플랜지(312)를 구비하며, 합성보의 측판이 되도록 서로 이격되어 배치된다.
제2 하부 플레이트(320)는 합성보의 바닥판이 되도록 상기 제2 웨브 플레이트들(310)의 하측에서 양단이 하부 플랜지(312)의 하측에 배치된다.
체결 볼트(330) 및 체결 너트(340)는 하부 플랜지(312)와 제2 하부 플레이트(320)에 각각 형성된 복수의 관통홀을 관통하여 하부 플랜지(312)와 하부 플레이트(320)를 체결한다.
이렇게, 건물 내부에 형성되는 내부보(300)를 이용하여 강구조를 설치하는 방법과 동일하게 설치할 수가 있어 철근 콘크리트 구조에 비해 시공성능이 월등히 향상되는 장점이 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 벽체 고정부재
200 : 합성보 부재
300 : 내부보
400 : 발포형 우레탄(모르타르)

Claims (4)

  1. 지하 연속벽의 내부 테두리보를 이루는 구조로서,
    ㄱ 형강의 형상을 가지며, 일면이 다른 일면이 상측을 향하도록 상기 지하 연속벽에 수평하도록 배치되되, 길이 방향을 따라 복수 개 구비되는 앵커에 의해 상기 지하 연속벽에 고정되는 벽체 고정부재;
    하면이 상기 벽체 고정부재의 상측을 향하는 면과 용접에 의해 결합하고, 내측에 콘크리트를 수용하는 합성보 부재; 및
    상기 합성보 부재 내측과 상기 지하 연속벽 사이에 배치되며, 콘크리트 타설에 의해 상기 지하 연속벽과 연속된 구조를 이루는 철근 조립체를 포함하되,
    상기 합성보 부재는,
    긴 판 형상으로 수직 방향으로 배치되는 제1 웨브 플레이트(web plate);
    상기 제1 웨브 플레이트의 하단에서 상기 지하 연속벽 방향으로 수평 절곡되고 하면이 상기 벽체 고정부재의 상면에 고정되는 제1 하부 플레이트; 및
    상기 제1 웨브 플레이트의 상단에서 상기 지하 연속벽 반대 방향으로 수평 절곡되는 상부 플레이트를 구비하고,
    상기 합성보 부재와 평면상 수직으로 결합하는 내부보를 더 포함하고,
    상기 합성보 부재의 높이는 데크 플레이트의 설치 공간을 위해 상기 내부보의 높이보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 지하 연속벽을 위한 테두리보.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 철근 조립체는,
    상기 데크 플레이트가 구비되는 높이로 형성되어, 콘크리트 타설에 의해 상기 지하 연속벽과 상기 데크 플레이트가 연속된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽을 위한 테두리보.
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