KR102075202B1 - 흙막이벽체 및, 지하구조물 시공방법 - Google Patents

Abstract

강관(각형강관)을 동일형태로 반대방향의 파일 커넥터를 이용하여 일렬로 시공하여, 지반 굴착 중에는 가설 흙막이벽체와 차수벽 역할을 하고, 완공후에는 지하벽체의 역할 뿐만 아니라 기초파일의 역할도 겸용하게 한 흙막이벽체 및, 이를 이용한 지하구조물의 시공방법이 제공된다.
상기 본 발명의 흙막이벽체는, 복수의 파일부재; 및, 상기 파일부재의 양측으로 동일형태가 서로 반대방향으로 배치되어, 상기 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 파일 커넥터;를 포함한다.

Description

흙막이벽체 및, 지하구조물 시공방법{Retaining Walls, and Construction Method of Underground Structure}

본 발명은 건축물, 지하철, 지하차도 등의 지반 굴착시 필요한 흙막이벽체 및, 지하구조물 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강관(각형강관)을 동일형태의 파일커넥터를 이용하여 일렬로 시공하여, 지반 굴착 중에는 가설 흙막이벽체와 차수벽 역할을 하고, 완공후에는 지하구조물(벽체)의 역할 뿐만 아니라 기초파일의 역할도 겸용하게 한 흙막이벽체 및, 지하구조물 시공방법에 관한 것이다.

국내 흙막이벽 공법으로는 H-Pile 토류벽, 주열식 쏘일시멘트벽체(SCW공법), 주열식 현장타설 콘크리트 벽체(CIP공법), 지하연속벽체 등이 있으며 각각의 특징이 있어서 설계과정에서 현장조건에 가장 유리한 벽체공법을 선정하여 적용한다.

도심지 건축 흙막이벽으로 많이 사용하는 공법은 주열식 현장타설 콘크리트 벽체인데, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 이 공법은 천공 후 철근이나 H형강을 넣고 콘크리트를 채워 넣은 콘크리트 말뚝을 연속적으로 시공하여 흙막이벽을 형성하는 공법이다.

이러한 공법은 기본적으로 가설 흙막이 벽으로서 영구 흙막이벽체는 내부에 별도로 시공하기 때문에 공기가 많이 소요되며 가설 흙막이벽체 만큼 굴착폭이 넓어지므로 도심 좁은지역에서 시공할 때 공간적인 제약이 있다.

또한, 차수도 100% 안되기 때문에 가설 흙막이벽체 배면에 별도의 차수 그라우팅을 해야 하며 차수 그라우팅의 품질에 문제가 발생할 경우에는 싱크홀의 원인이 될 수 있다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0059298호의 스크래치 구조물을 이용한 ＣＩＰ 공법의 차수벽 제작 방법에서는 CIP공법에서 별도의 차수 그라우팅 없이 차수성을 확보하는 방법을 제시하였지만 시공이 복잡한 단점이 있었다.

그리고, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0040780호에서는 CIP공법에서 사용하는 H형강을 영구 지하벽체 콘크리트 타설시 합성시켜 구조적으로 활용하는 방법을 제시하고 있지만, CIP 가설 벽체 중 일부 구조부재만 영구벽체에 활용하기 때문에 가설벽체의 활용도가 부분적이고 제한적인 단점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 10-1696916호에서는 PHC파일과 강관을 혼용하여 가설 흙막이벽 겸용 영구 지하벽체로 활용할 수 있는 방안을 제시하였지만 PHC 파일은 강관 대비 수평하중 지지 성능이 부족하기 때문에 영구벽체로 활용시 구조성능이 제한적이고 가설 중 흙막이 벽면에 프리캐스트 콘크리트가 노출되어 띠장이나 앵커 설치시 발생하는 문제점을 대처하는데 한계가 있었다.

한편, 이와 같은 가설 흙막이벽의 강관 양단에 파일 커넥터를 부착하여 시트파일과 같이 연결하여 (가설) 흙막이벽 겸용 영구 지하벽체로 사용하고 있고, 파일 커넥터 연결부에는 팽창성 지수재를 도포하거나 벽체 시공후 커넥터 부분을 용접하여 차수성을 확보한다.

그러나, 알려진 기존 대부분의 파일 커넥터는 열간압연 방식으로 제작하며 형상이 암수로 나눠지는 형태로 2개의 형상을 별도로 제작하는 방식으로서, 제작 비용이 많이들고, 소규모 물량을 공급하기 어려운 문제가 있었다.

특히, 지하구조물(벽체)의 합벽 시공시 거푸집을 사용하는 것이 번거로운 것이었고, 이에 대한 개선된 기술이 요구되고 있었다.

대한민국 공개특허 10-2017-0059298 A (2017.05.30) 대한민국 공개특허 10-2012-0040780 A (2012.04.30) 대한민국 등록특허 10-1696916 B1 (2017.01.10)

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, (가설) 흙막이벽체와 지하구조물(벽체) 뿐만 아니라, 차수벽과 강관 기초파일의 역할도 구현하면서,시공성은 우수하고, 특히 거푸집 시공환경을 개선하여 공사 기간의 단축과 비용 절감을 가능하게 한 흙막이벽체 및, 지하구조물 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서, 본 발명의 흙막이벽체는, 천공된 지반에 삽입되는 복수의 파일부재; 및, 상기 파일부재의 양측으로 적어도 동일형태가 서로 반대방향으로 배치되어, 상기 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 파일 커넥터; 및, 상기 파일부재들의 연계시 서로 접한 파일 커넥터들에 제공되는 차수수단;을 포함하고, 상기 파일 커넥터는, 상기 파일부재의 길이 방향으로 신장되고 파일부재의 양측에 서로 반대방향으로 배치되는 'ㄷ형'으로 제공되고, 상기 차수수단은, 상기 파일 커넥터들 사이에 제공되는 지수용밴드와, 상기 지수용밴드를 압박하는 압박판 및, 상기 압박판에 연계되고 파일 커넥터에 체결되어 외부 조작되는 조임볼트를 구비하는 조임형 차수수단;을 구비하고, 상기 차수수단은, 일측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 내입된 부분과, 상기 내입된 부분에 삽입된 타측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 돌출된 부분의 사이에 상기 지수용밴드와 상기 압박판이 배치될 수 있다.

상기 파일부재는, 강관과 각형강관 중 하나 또는, 이들 모두를 포함하여 제공될 수 있다.

그리고, 상기 파일 커넥터는, 동일형태의 'ㄷ형'으로 제공되어 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 한다.

삭제

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 다른 일 측면으로서, 본 발명의 흙막이벽체는, 천공된 지반에 삽입되는 복수의 파일부재; 및, 상기 파일부재의 양측으로 적어도 동일형태가 서로 반대방향으로 배치되어, 상기 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 파일 커넥터; 및, 상기 파일부재들의 연계시 서로 접한 파일 커넥터들에 제공되는 차수수단;을 포함하고, 상기 파일 커넥터는, 상기 파일부재의 길이 방향으로 신장되고 파일부재의 양측에 서로 반대방향으로 배치되는 'ㄷ형'으로 제공되고, 상기 차수수단은, 상기 파일 커넥터들 사이에 제공되는 지수용밴드 및, 상기 지수용밴드와 커넥터 사이에 제공된 판스프링부재를 구비하는 탄력형 차수수단;을 구비하고, 상기 차수수단은, 일측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 내입된 부분과, 상기 내입된 부분에 삽입된 타측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 돌출된 부분의 사이에 상기 지수용밴드와 상기 판스프링부재가 배치될 수 있다.

더하여, 상기 'ㄷ형' 파일 커넥터의 상단은 경사지는 것이다.

상기 파일부재에 제공되는 콘크리트구조물 연계수단을 더 포함할 수 있다.

상기 콘크리트구조물 연계수단은, 상기 파일부재인 강관 또는 각형강관의 상부 내측에 제공된 너트와, 흙막이벽체의 시공 완료후 상기 너트에 체결되는 볼트가 구비된 원형 덮개판 및, 상기 원형 덮개판에 제공되어 상부에 타설하는 콘크리트 구조물과 일체화되는 철근을 구비한다.

바람직하게는, 상기 파일부재에 제공되는 거푸집 안내수단 및, 상기 파일부재에 제공되는 전단연결재 중 하나 또는, 이들 모두를 더 포함할 수 있다.

한편, 다른 기술적인 측면에서 본 발명의 지하구조물 시공방법은, 지반을 천공하여 적어도 양측에 흙막이벽체를 시공하는 단계; 및, 상기 흙막이벽체와 연계하면서 거푸집을 슬라이딩 방식으로 하강 투입하여 상기 흙막이벽체의 내측으로 지하구조물의 합벽을 시공하는 단계;를 포함하고, 상기 흙막이벽체는 상기 청구항 1 내지 3 및, 청구항 5 내지 9 중 어느 하나의 항에서 기재된 흙막이벽체로 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 흙막이벽체의 파일부재에 제공된 거푸집 안내수단을 매개로 상기 합벽의 콘크리트 타설용 거푸집이 슬라이딩 하강되는 것이다.

이때, 상기 합벽 시공전에, 상기 흙막이벽체 사이로 버팀보와 하부 슬래브를 시공하는 단계; 및, 상기 합벽 시공후에, 상기 합벽 사이에 지하 슬래브를 시공하는 단계와 상기 흙막이벽체와 합벽을 연결하는 상부 슬래브를 시공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 슬래브들과 합벽의 콘트리트 구조물은 상기 흙막이벽체에 제공된 전단연결재를 매개로 일체화되는 것이다.

삭제

이와 같은 본 발명에 의하면, (가설) 흙막이벽체, 영구 지하벽체, 차수벽, 외곽 기초파일 등으로 구현될 수 있어, 전체적으로 공사비 절감 및 공기 단축이 가능하며 특히, 협소한 도심지에서의 공간 활용성을 높이는 효과를 제공한다.

도 1 내지 도 3a,b는 본 발명에 따른 강관의 흙막이벽체를 도시한 평면 구성도 및 사시도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 각형강관의 흙막이벽체를 도시한 평면 구성도
도 6 및 도 8은 본 발명 흙막이벽체의 파일 커넥터에서 차수수단들을 도시한 요부 정면 구성도
도 9는 본 발명 흙막이벽체의 파일 커넥터의 다른 변형예를 도시한 사시도
도 10a 내지 도10c는 본 발명 흙막이벽체의 콘크리트 연계수단을 도시한 측면 구성도
도 11a 내지 도 11d는 강관의 본 발명 흙막이벽체의 시공상태를 도시한 평면 구성도
도 12a 및 도 12b는 각형강관의 본 발명 흙막이벽체의 시공상태를 도시한 평면 구성도
도 13a 내지 도 13g는 본 발명의 흙막이벽체를 기반으로 하는 지하구조물(벽체)의 시공단계를 도시한 정면 구성도
도 14는 도 13d의 'A'부분 요부도
도 15a 내지 도 15e는 도 13e의 'B'부분 요부도로서 본 발명 지하구조물의 합벽 시공상태를 도시한 정면 및 평면 구성도

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 이하의 본 실시예에서는 흙막이벽체(1)와 관련된 구성요소들은 10번대의 도면부호로 설명하고, 이를 기반으로 하는 지하구조물(100)과 관련된 구성요소들은 100번대의 도면부호로 설명한다. 또한, 이하의 실시예에서 지하구조물은 지하 벽체(100)로 다소 간략하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 5에서는 본 발명에 따른 지반 굴착을 위한 흙막이벽체(1)를 도시하고 있다.

즉, 도 1 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 흙막이벽체(1)는 흙막이벽체(1)를 구성하는 복수의 파일부재 및, 상기 파일부재의 양측으로 적어도 동일형태가 서로 반대방향으로 배치되어, 상기 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 파일 커넥터를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 파일부재는, 도 1 및 도 4와 같이, 바람직하게는 강관(10)과 각형강관(20) 중 하나 또는, 이들 모두를 포함하여 제공될 수 있다.

특히, 본 발명의 상기 파일 커넥터(30)는, 상기 강관(10)(20)들의 길이 방향으로 신장되되, 파일부재의 양측에 서로 반대방향으로 배치되는 'ㄷ형'으로 제공됨에 따라, 서로 인접 강관들의 연계를 통한 일렬 시공을 가능하게 하는 것이다.

한편, 도 1 내지 도 5와 같이, 본 발명의 파일 커넥터(30)는, 강판을 절단 하고 밀링 가공하여 제작할 수 있기 때문에, 직진도 확보 등의 정밀도를 높일 수 있다.

특히, 앞에서 설명한 바와 같이, 암,수 형태로서 열간압연을 통하여 제작된 기존의 파일 커넥터 보다 본 발명의 파일 커넥터(30)는 'ㄷ형'으로 동일형태로 제공되어 단지 강관(10)(20)의 양측에 서로 반대방향으로 배치하면 되므로, 제작이나 시공 비용을 줄이는 것을 가능하게 하고, 기존에 비하여 저가로 다량 공급도 가능하게 할 것이다.

그리고, 암,수 구조가 아닌 사실상 동일형태이면서 방향만 반대인 본 발명 파일 커넥터(30)들의 연계 시공도 간편하여 시공 기간의 단축도 가능하게 하는 것이다.

다음, 통상 흙막이벽체는 강관들 사이의 차수 환경이 중요한데. 본 발명의 흙막이벽체(1)의 경우에는 강관들의 일렬 시공시 인접 강관들의 서로 접한 파일 커넥터(30)들에 제공되는 여러 형태의 차수수단들이 제공될 수 있다.

예를 들어, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 차수수단은, 서로 접한 파일 커넥터(30)들 사이에 제공되는 수팽창성 치수재(40)를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 흙막이벽체(1)의 경우 강관(10)(20)들 사이의 컨넥팅을 가능하게 하는 파일 커넥터(30)에서 차수성을 확보할 수 있다.

또는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 차수수단은, 상기 파일 커넥터(30)들 사이에 제공되는 지수용밴드(52)와, 상기 지수용밴드를 선택적으로 압박하는 압박판(54) 및 상기 압박판에 연계되고 상기 파일 커넥터에 체결되어 외부 조작되는 조임볼트(56)를 구비하는 조임형 차수수단(50)으로 제공될 수 있다.

따라서, 상기 서로 접한 일측 파일 커넥터(30)에 형성된 나사홈(58)에 체결되는 조임볼트(56)의 헤드부분을 조작하면, 그 조작방향에 따라 상기 압박판(54)은 인접한 지수용밴드(52)를 압박하여 차수성을 안정적으로 확보 가능하게 하는 것이다.

즉, 조임볼트(56)의 헤드를 파일 커넥터의 외부에서 치구를 이용하여 회전시키면 조임볼트(56)는 나사홈(58)을 통하여 전진(상승)하게 되고, 일체로 볼트 끝부분이 압박판(54)을 밀어서 지수용밴드(52)를 압박하고, 이에 차수가 안정적으로 확보될 수 있는 것이다.

다음, 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 차수수단은, 상기 파일 커넥터(30)들 사이에 제공되는 지수용밴드(52)와, 상기 지수용밴드와 커넥터 사이에 제공된 판스프링부재(58)를 구비하는 탄력형 차수수단(50')으로 제공될 수 있다.

따라서, 상기 판스프링부재(58)는 파일 커넥터들의 접합시 지수용밴드(52)와 같이 파일 커넥터들의 내측에 개재되게 하면, 판스프링부재(58)의 탄력으로 지수용밴드(52)는 커넥터에 밀착되고, 이에 파일 커넥터들 간 수밀이 이루어 질 수 있는것이다.

다음, 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 'ㄷ형' 파일 커넥터(30)의 상단은 경사지게 제공될 수 있다.

즉, 'ㄷ형' 커넥터의 상단부를 도 9와 같이 경사지게 제작하면, 최초 시공된 강관(10) 또는 각형강관(20)의 다른 인접한 강관(10)이나 각형강관(20)들의 시공시 파일 커넥터(30)들을 서로 용이하게 끼울 수 있어, 시공을 편리하게 할 것이다.

다음, 도 10a 내지 도 10c와 같이, 본 발명 흙막이벽체(1)는, 상기 강관 또는 각형강관에 제공되는 콘크리트 구조물 연계수단(60) 즉, 도 13g의 상부 슬래브(150)와의 연계수단을 더 포함할 수 있다.

즉, 도 10에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 콘크리트 구조믈(슬래브) 연계수단(60)은, 상기 강관(10) 또는 각형강관(20)의 상부 내측에 제공된 너트(62)와, 흙막이벽체의 시공 완료후 상기 너트에 체결되는 볼트(64)가 구비된 원형 덮개판(66) 및, 상기 원형 덮개판(66)에 제공되어 상부에 타설하는 콘크리트 구조물과 일체화되는 연결재(68)(스터드나 철근 등)를 포함하여 제공될 수 있다.

따라서, 도 10과 같이, 강관(10)(또는 각형강관(20))의 상부 내측에 제공된 너트(62)에 원형덮개판(66)의 볼트(64)가 체결되기 때문에, 흙막이벽체의 시공이 완료된 이후, 연결재(68)가 부착된 원형 덮개판(66)의 강관 고정이 가능하고, 상기 연결재(68)는 상부에 타설되는 콘크리트 구조물 예를 들어, 상부 슬래브(도 13g의 150)와 일체화되게 되고, 이는 흙막이벽체(1)의 강관들과 상부 슬래브(150)간의 견고한 구조물 구축을 가능하게 할 것이다.

다음, 도 14 및 도 15에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 흙막이벽체(1)의 강관(10) 또는 각형강관(20)의 외면에는 슬래브나 합벽 등의 콘크리트 구조물들과 일체화되는 전단연결부재(70)(스터드 또는 철근)이 더 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 흙막이벽체(1)의 강관(10)이나 각형강관(20)의 스터드나 철근 등의 전단 연결부재(70)는 하부 슬래브(120)나 지하벽체 합벽(130)의 콘트리트 타설시 일체화되어 강관과 슬래브(120)나 합벽(130)들간의 구조를 더 견고하게 할 수 있다.

다음, 1 내지 도 5 및 도 15에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 흙막이벽체(1)에서 강관(10) 또는 각형강관(20)의 외면으로 강관들의 길이방향으로 거푸집 안내수단(80)이 추가로 제공될 수 있다.

즉, 도 15a 내지 도 15e에서 도시한 바와 같이, 상기 본 발명의 상기 거푸집 안내수단(80)은 일부 개구된 파이프로 제공될 수 있고, 상기 거푸집(200)에 제공된 연결대(220)의 단부에 제공된 수직한 슬라이딩 봉(210)은 상기 일부 개구된 파이프인 안내수단(80)에 삽입되면서 슬라이딩 되고, 이에 거푸집(200)도 수직하게 슬라이딩되면서, 하부 슬래브(120)까지 하강하고, 콘크리트를 타설하여 거푸집 내측 공간에 강관이나 각형강관과 접하는 지하벽체용 합벽(130)을 매우 편리하게 시공할 수 있는 것이다.

결국, 본 발명의 경우 거푸집(200)의 현장 투입이 용이하여 그만큼 작업 환경을 개선시키는 것이다.

다음, 도 11a 내지 도 11d에서는 강관(10)의 흙막이벽체(1)의 시공상태를 도시하고, 도 12a 및 도 12b에서는 각형강관(20)의 흙막이벽체(1)의 시공상태를 도시하고 있다. 다만, 강관이나 각형강관의 시공 단계는 크게 다르지 않다.

예를 들어, 도 11 및 도 12에서 도시한 바와 같이, 지반의 최초 천공(H)후 강관(각형강관)(10)(20)을 삽입하고, 그 다음 두번째 지반 천공을 하고, 강관과 각형강관의 커넥터(30)들을 매개로 일렬로 근접하여 시공한다. 이때 지반이 연약하여 천공 후 공벽이 무너질 것으로 예상되면 천공 후 충진액을 주입하여 공벽이 무너지는 것을 방지할 수 있다.

다음, 도 13a 내지 도 13g에서는, 지금까지 설명한 흙막이벽체(1)를 기반으로 하는 본 발명의 지하 벽체(100)의 시공단계들을 순차적으로 도시하고 있다.

즉, 도 13에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 지하 벽체(100)는, 지반을 천공하여 적어도 양측에 흙막이벽체(1)를 시공하는 단계와, 상기 흙막이벽체 사이로 버팀보(110)와 하부 슬래브(120)를 시공하는 단계와, 상기 흙막이벽체(1)와 연계하면서 거푸집(200)을 슬라이딩 방식으로 투입하여 상기 흙막이벽체의 내측으로 지하벽체 합벽(130)을 시공하는 단계와, 상기 합벽(130) 사이에 지하 슬래브(140)들을 시공하는 단계 및, 상기 흙막이벽체(1)와 합벽(130)을 연결하는 상부 슬래브(150)를 시공하는 단계를 포함하여 시공될 수 있다.

상기와 같은 본 발명 지하벽체(100)의 시공단계들을 도 13a 내지 도 13g를 근거로 순차적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 13a와 같이, 지반(G) 천공후 적어도 양측에 흙막이벽체(1)를 시공하는데, 강관(10)이나 각형강관(20)의 벽체 파일들을 근입 사공하면서 'ㄷ형' 파일 커넥터(30)들을 매개로 일렬 구축할 수 있다.

다음, 도 13b에서 도시한 바와 같이, 상기 흙막이벽체(1) 사이로 지반을 내부 굴착하여 1차의 굴착 저면(G1)을 구축하고, 상기 흙막이벽체(1) 사이에 상측에 1차 버팀보(110)를 구축한다.

다음, 도 13c에서 도시한 바와 같이, 상기 흙막이벽체(1) 사이로 지반을 2차 내부 굴착하여 최종 굴착 저면(G2)을 구축하고, 상기 흙막이벽체(1) 사이로 2차 버팀보(110)를 구축한다.

다음, 도 13d에서 도시한 바와 같이, 상기 최종 굴착 저면(G2)상에 하부 슬래브(120)를 시공하는데, 도 14에서 도시한 바와 같이, 상기 흙막이벽체(1)의 강관(10)이나 각형강관(20)에 제공된 전단 연결재(70)(스터드 또는 철근 등)는 하부 슬래브(120)의 콘크리트 타설시 일체화되어 구조 강도를 더 견고하게 할 것이다.

다음, 도 13e 및 도 15에서 도시한 바와 같이, 상기 흙막이벽체(1)의 강관(10)이나 각형강관(20)과 연계하면서 거푸집(200)을 슬라이딩 방식으로 투입하여 상기 흙막이벽체의 내측으로 하부 슬래브(120)상에 지하벽체 합벽(130)을 시공한다.

즉, 도 15a 내지 도 15e와 같이, 본 발명의 경우 상기 흙막이벽체(1)의 강관(10) 또는 각형강관(20)의 전면에 제공된 거푸집 안내수단(80)을 매개로 상기 합벽의 콘크리트 타설용 거푸집(200)이 슬라이딩 투입될 수 있는 것이다.

예를 들어, 도 15a 및 도 15e에서 도시한 바와 같이, 흙막이벽체(1)의 강관(10)(20)들에 제공된 일부 개구된 파이프일 수 있는 거푸집 안내수단(80)에 거푸집(200)에 제공된 연결대(220)가 안내수단인 파이프의 일부 개구부분을 통과하고, 상기 연결대(220)의 단부에 제공된 수직 슬라이딩봉(210)이 상기 안내수단의 일부 개구된 파이프인 안내수단(80)에 삽입되고 슬라이딩 하강한다.

이때, 도 15b에서 도시한 바와 같이, 지하벽체 합벽(130)의 콘크리 타설용 거푸집(200)도 같이 슬라이딩 하강하여 최종적으로 하부 슬래브(120)까지 하강하여 거푸집(200)의 설치가 완료된다.

다음, 도 15c에서 도시한 바와 같이, 거푸집(200)에 콘크리트(C)를 타설하고 그 다음 도 15d에서 도시한 바와 같이, 최종적으로 거푸집(200)을 타설된 콘크리트(C)에서 제거하면, 결국 강관(10)(20)들의 내측 공간으로 하부 슬래브(120)상에 지하벽체용 합벽(130)이 시공되고, 결국, 본 발명의 경우 거푸집(200)의 현장 투입이 용이하여 그만큼 작업 환경을 개선시키는 것이다.

즉, 지하벽체 콘크리트는 거푸집을 이용하여 현장 타설하여 시공하는데, 기존에는 굴착저면 내부에 지지대를 설치하여 거푸집을 고정시킨 후 콘크리트를 타설하여 시공하기 때문에, 거푸집이나 그 지지대 설치가 복잡하고 지지대를 설치할 공간이 필요하기 때문에 공사에 제약요인이 되는 것이었다.

그러나, 도 15에서 도시한 바와 같이, 합벽(130)용 거푸집(200)을 슬라이딩 방식으로 강판들의 내측 공간으로 하강시키면, 거푸집 설치가 용이하고, 굴착저면 내부공간을 최소한으로 사용하기 때문에 공기 단축도 가능하게 하는 것이다.

또한, 거푸집 내부에 타설된 콘크리트의 양생이 끝나면 거푸집 외판은 거푸집 연결대로부터 간단히 분리하여 해체 후 재활용하면되고, 이와 같은 합벽(130)은 벽체파일(강관)들과 더불어 영구적인 지하벽체(100)의 역할을 한다.

다음, 도 13f에서 도시한 바와 같이, 상기와 같이 거푸집을 슬라이딩 방식으로 하강시키어 간편하게 시공된 상기 합벽(130) 사이에 지하 슬래브(140)들을 시공하고, 도 13g에서 도시한 바와 같이, 상기 흙막이벽체(1)와 합벽(130)을 연결하는 상부 슬래브(150)를 일체로 시공할 수 있다. 이때, 상기 상부 슬래브의 중앙으로 지하와 하부 슬래드들을 관통하는 기둥(160)을 더 시공할 수 있다.

따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 흙막이벽체(1)와 이를 기반으로 하는 지하벽체의 사공방법에 의하면, 흙막이벽체의 품질이 우수하여 가설 흙막이벽체 뿐만 아니라, 영구 지하벽체로 충분히 활용 가능하게 하고, 이에 따라 흙막이벽체 및 영구 지하벽체에 필요한 굴착폭을 줄일 수 있어 혼잡한 도심에 지하굴착을 할 때 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 파일 커넥터에 차수기능을 부여하여 별도의 차수벽이 필요 없으며 파일 커넥터는 충분한 강성을 보유하고 있어서 필요시 강관이나 각형강관을 일부 항타하여 강관이나 각형강관의 선단지지력을 확보할 수 있어, 기초파일로도 활용이 가능할 수 있다.

더하여, 강관이나 각형강관을 주열식으로 배치하여 벽체를 형성하면 일반적인 가설 흙막이벽에 비하여 강성이 크기 때문에 굴착공사 후 내부에 설치하는 버팀보나 띠장의 간격을 증가시킬 수 있어서 내부 굴착공사시 굴착장비를 운영하는데 충분한 공간을 확보할 수 있어 신속한 굴착 공사를 가능하게 한다.

마지막으로, 가설 흙막이벽체, 영구 지하벽체, 차수벽, 외곽 기초파일의 기능 들을 구현할 수 있어, 전체적으로 공사비 절감 및 공기 단축이 가능하며 특히, 협소한 도심지에서 공간 활용성을 높일 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1.... 흙막이벽체 10,20.... 강관 및 각형강관
30.... 파일 커넥터 40.... 수팽창성 지수재
50... 조임형 차수수단 52.... 지수용밴드
54.... 압박판 56.... 조임볼트
50'.... 탄력형 차수수단 58.... 판스프링부재
60.... 콘크리트 연계수단 62.... 너트
64.... 볼트 66.... 원형 덮개판
68.... 연결재 70.... 전단연결재
80.... 거프집 안내수단 100.... 지하구조물(벽체)
110.... 버팀보 120.... 하부 슬래브
130.... 합벽 140.... 지하 슬래브
150.... 상부 슬래브 160.... 기둥
200.... 거푸집 210.... 슬라이드 봉
220.... 연결대

Claims (14)

1. 천공된 지반에 삽입되는 복수의 파일부재; 및,
   상기 파일부재의 양측으로 적어도 동일형태가 서로 반대방향으로 배치되어, 상기 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 파일 커넥터; 및,
   상기 파일부재들의 연계시 서로 접한 파일 커넥터들에 제공되는 차수수단;을 포함하고,
   상기 파일 커넥터는, 상기 파일부재의 길이 방향으로 신장되고 파일부재의 양측에 서로 반대방향으로 배치되는 'ㄷ형'으로 제공되고,
   상기 차수수단은,
   상기 파일 커넥터들 사이에 제공되는 지수용밴드와, 상기 지수용밴드를 압박하는 압박판 및, 상기 압박판에 연계되고 파일 커넥터에 체결되어 외부 조작되는 조임볼트를 구비하는 조임형 차수수단;을 구비하고,
   상기 차수수단은,
   일측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 내입된 부분과, 상기 내입된 부분에 삽입된 타측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 돌출된 부분의 사이에 상기 지수용밴드와 상기 압박판이 배치되는 것을 특징으로 하는 흙막이벽체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 파일부재는, 강관과 각형강관 중 하나 또는, 이들 모두를 포함하는 흙막이벽체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 파일 커넥터는, 동일형태의 'ㄷ형'으로 제공되어 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 흙막이벽체.
   
4. 삭제
5. 천공된 지반에 삽입되는 복수의 파일부재; 및,
   상기 파일부재의 양측으로 적어도 동일형태가 서로 반대방향으로 배치되어, 상기 파일부재들의 일렬 시공을 가능하게 하는 파일 커넥터; 및,
   상기 파일부재들의 연계시 서로 접한 파일 커넥터들에 제공되는 차수수단;을 포함하고,
   상기 파일 커넥터는, 상기 파일부재의 길이 방향으로 신장되고 파일부재의 양측에 서로 반대방향으로 배치되는 'ㄷ형'으로 제공되고,
   상기 차수수단은,
   상기 파일 커넥터들 사이에 제공되는 지수용밴드 및, 상기 지수용밴드와 커넥터 사이에 제공된 판스프링부재를 구비하는 탄력형 차수수단;을 구비하고,
   상기 차수수단은,
   일측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 내입된 부분과, 상기 내입된 부분에 삽입된 타측의 상기 파일커넥터의 'ㄷ'형의 돌출된 부분의 사이에 상기 지수용밴드와 상기 판스프링부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 흙막이벽체.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 'ㄷ형' 파일 커넥터의 상단은 경사진 흙막이벽체.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 파일부재에 제공되는 콘크리트구조물 연계수단;
   을 더 포함하는 흙막이벽체.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 콘크리트구조물 연계수단은, 상기 파일부재인 강관 또는 각형강관의 상부 내측에 제공된 너트와, 흙막이벽체의 시공 완료후 상기 너트에 체결되는 볼트가 구비된 원형 덮개판 및, 상기 원형 덮개판에 제공되어 상부에 타설하는 콘크리트 구조물과 일체화되는 연결재를 포함하는 흙막이벽체.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 파일부재에 제공되는 거푸집 안내수단; 및,
   상기 파일부재에 제공되는 전단연결재;
   중 하나 또는, 이들 모두를 더 포함하는 흙막이벽체.
   
10. 지반을 천공하여 적어도 양측에 흙막이벽체를 시공하는 단계; 및,
    상기 흙막이벽체와 연계하면서 거푸집을 슬라이딩 방식으로 하강 투입하여 상기 흙막이벽체의 내측으로 지하구조물의 합벽을 시공하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 흙막이벽체는 상기 청구항 1 내지 3 및, 청구항 5 내지 9 중 어느 하나의 항에서 기재된 흙막이벽체로 제공되는 지하구조물 시공방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 흙막이벽체의 파일부재에 제공된 거푸집 안내수단을 매개로 상기 합벽의 콘크리트 타설용 거푸집이 슬라이딩 하강되는 지하구조물 시공방법.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 합벽 시공전에,
    상기 흙막이벽체 사이로 버팀보와 하부 슬래브를 시공하는 단계; 및,
    상기 합벽 시공후에,
    상기 합벽 사이에 지하 슬래브를 시공하는 단계와 상기 흙막이벽체와 합벽을 연결하는 상부 슬래브를 시공하는 단계;
    를 더 포함하는 지하구조물 시공방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 슬래브들과 합벽의 콘트리트 구조물은 상기 흙막이벽체의 파일부재에 제공된 전단 연결재를 매개로 일체화되는 지하구조물 시공방법.
    
14. 삭제

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