KR102103831B1 - 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로, PC암거 등을 포함하는 지중구조물을 시공함에 있어 흙막이용 가시설의 근입 깊이를 최소화하여 이에 따른 시공 시간 및 시공비용을 절감하면서 가시설 해체시 발생할 수 있는 지중구조물의 하부 기초 지반의 교란 및 공극 발생 등으로 인한 지중구조물의 침하 및 파손 등을 방지할 수 있는 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는, a) 계획심도에 위치하는 지반영역을 고화 및 개량하는 단계; b) 상기 지반영역에 인접하도록 가설흙막이를 설치한 후 상기 고화 및 개량된 지반영역까지 지반을 굴착하여 설치공간을 확보하는 단계; c) 상기 설치공간에 지중구조물을 설치하는 단계; d) 지중구조물이 설치된 상태에서 굴착된 지반을 되메우기하는 단계; 및 e) 상기 가설흙막이를 해체하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법{Construction method of underground structures using auger apparatus with guide bit}

본 발명은 관로, PC암거 등을 포함하는 지중 구조물을 시공함에 있어 흙막이용 가시설의 근입 깊이를 최소화하여 이에 따른 시공 시간 및 시공비용을 절감하면서 가시설 해체시 발생할 수 있는 지중구조물 하부 기초 지반의 교란 및 공극 발생 등으로 인한 지중구조물의 침하를 방지할 수 있는 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하구조물을 구축하거나 지중 관로 등을 매설하기 위해 관로 터파기를 하는 등의 지반굴착 작업시 인접 구조물 배치 주변에 공지의 면적이 넓어 충분한 안식각을 구할 수 있을 때는 경사면 오픈 컷(open cut)을 실시할 수 있으나, 현장 여건상 여유 있는 안식각이 확보되지 않은 경우 절취사면의 붕괴를 방지하기 위해 굴착부의 측면에 흙막이 벽체가 설치되게 된다.

상기 흙막이 벽체는 터파기 공사 중 생성되는 토압 및 수압 등의 측압을 일시적으로 부담하는 가설물로 그의 종류도 다양한 바, 먼저 엄지 말뚝식 흙막이 벽은 지중을 천공하고 H-파일(H-PILE)을 삽입한 후 굴착하면서 두 개의 H-파일(H-PILE) 사이에 토류판을 설치하는 것으로, 강재 엄지말뚝을 천공 또는 진동 압입등의 방법으로 지중에 삽입한 후에 굴착을 진행하면서, 토류판을 끼워서 굴착사면을 지지하는 방법이다.

또한, 흙막이 벽은 강재 널말뚝(Sheet Pile)의 또 다른 공법으로도 설치될 수 있는 바, 강재 널말뚝(Sheet Pile)을 설치하여 차수벽과 토류벽의 역활이 동시에 가능하도록 하는 공법으로 주로 차수성이 필요한 곳에 사용되고 있다.

상기 제시된 흙막이 구조는 궁극적으로 지중관로나 하수박스 등의 지하구조물을 설치하기 위한 것으로, 지하구조물 설치를 요하는 현장에 지반굴착을 진행하기 위한 굴삭기와, 지중 굴삭부에 지하 구조물을 설치하기 위한 크레인이 현장에 함께 동원되어 굴삭기로 토사를 굴착하면서 측면의 사면 붕괴를 방지하기 위한 흙막이를 설치한 후, 크레인으로 관로나 PC박스 등의 설치 대상 구조물을 인양하여 굴삭부에 설치하는 공정으로 지하구조물이 설치되게 된다.

그러나 상기 종래 기술에 의하면 H-Pile이나 Sheet Pile 등의 가시설물 압입 시 충분한 지지력을 확보하기 위해서는 지하구조물이 설치되는 위치보다 상대적으로 더 깊은 심도까지 가시설물(H-Pile, Sheet Pile 등)을 압입해야 하기 때문에 그에 따른 시공 시간과 시공비용이 증가하는 문제점이 있다.

특히 가시설로 설치되는 흙막이 구조물의 철거 시에도 압입된 H-Pile을 지반으로부터 분리하는 과정에서 지중관로 하부 기초 지반에 교란 및 공극이 발생하게 되는 바, 이는 지중관로 하부 기초의 침하를 유발하게 되어 결과적으로 지중에 설치되는 지하구조물의 훼손 및 파손 등을 유발하게 됨으로써 막대한 경제적인 피해가 발생하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0959300호(2010.05.14.등록) 대한민국 등록특허 제10-0986582호(2010.10.02.등록)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지중관로, PC암거 등과 같은 지중구조물을 시공함에 있어 흙막이용 가시설의 근입 깊이를 최소화하여 이에 따른 시공 시간 및 시공비용을 절감하면서 가시설 해체시 발생할 수 있는 지중구조물 하부 기초 지반의 교란 및 공극 발생 등으로 인한 지중구조물의 침하를 방지할 수 있는 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 이루기 위한 수단으로서 본 발명의 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법(이하, '본 발명의 시공방법'이라 칭함)은, a) 계획심도에 위치하는 지반영역을 고화 및 개량하는 단계; b) 상기 지반영역에 인접하도록 가설흙막이를 설치한 후 상기 고화 및 개량된 지반영역까지 지반을 굴착하여 설치공간을 확보하는 단계; c) 상기 설치공간에 지중 구조물을 설치하는 단계; d) 지중 구조물이 설치된 상태에서 굴착된 지반을 되메우기 하는 단계; 및 e) 상기 가설흙막이를 해체하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 a)단계는, 상기 지반영역에 오거장치를 관입하는 단계; 상기 오거장치를 이용하여 지중에 친환경 고화제를 공급하는 단계; 상기 오거장치를 이용하여 상기 지반영역에서 토사와 친환경 고화제를 교반 및 혼합하고 천공벽을 다지는 단계; 및 상기 오거장치를 상기 지반영역으로부터 인발시켜 분리하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 오거장치는, 내측에 형성되는 통로를 통해 에어 및 친환경 고화제를 하단으로 전달하도록 구성되는 롯드부와, 상기 롯드부의 하단에 구성되고 상기 롯드부의 통로를 통해 전달된 친환경 고화제를 지반에 분사하는 분사구와 지반을 천공하는 굴착비트를 포함하여 구성되는 굴착부 및 상부 롯드부의 외면에 하나 이상 구성되어 롯드부의 회전에 연동하도록 구성되는 가이드비트를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 오거장치의 가이드비트는, 상기 롯드부 외면에 롯드부의 길이방향에 수직하게 횡측으로 소정의 길이만큼 연장되는 본체와, 상기 본체의 상하면에 각각 하나 이상 구성되는 교반날개 및 상기 본체 끝단에 구성되는 압밀날개를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 압밀날개는 절곡된 형태로 서로 연결되는 수직부 및 경사부를 포함하되, 상기 수직부는 그 길이방향이 상부 롯드부와 평행하게 배치되고, 상기 경사부는 상기 수직부의 하단에서 그 끝단이 상기 롯드부를 향하도록 소정의 경사각 θ1을 갖도록 연장되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 경사각 θ1은 20° 내지 25° 인 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 압밀날개는 단면이 삼각형 형태로 구성되며, 삼각형 단면의 일 모서리인 압밀날이 상기 롯드부의 회전에 의해 상기 본체가 진행하는 방향을 향하도록 구성되고, 압밀날개의 삼각형을 이루는 면 중 상기 압밀날에 인접하면서 상기 롯드부의 대향측에 위치하는 압밀면은 그 선단인 상기 압밀날로 부터 후단으로 갈수록 외측으로 돌출하도록 소정의 경사각 θ2를 갖도록 구성되는 것이 특징이다.

이와 같이 본 발명의 시공방법에 의하면, 지중관로, PC암거 등과 같은 지중구조물을 시공함에 있어 고강도 심층혼합처리공법(HDCM)을 이용하여 지중구조물의 설치될 지반영역을 고화 및 개량함으로써 충분한 지반강도 및 지지력이 확보되어 흙막이용 가시설의 근입 깊이를 최소화할 수 있게 되고, 이에 따른 시공 시간 및 시공비용을 절감하면서 가시설 해체시 발생할 수 있는 지중구조물 하부 기초 지반의 교란 및 공극 발생 등으로 인한 지중구조물의 침하를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 고강도 심층혼합처리공법(HDCM)을 수행함에 있어서 가이드비트가 구비된 오거장치를 적용함으로써 양생시 시멘트밀크보다 압축강도가 큰 친환경 고화제와 토사간 교반시 슬라임 배출을 억제할 수 있는 친환경적이며, 연약지반 중에 육상 환경에서 퇴적된 육성 점성토층과 같이 고결층이 존재할 경우에도 친환경 고화제와 토사 간에 균일한 혼합이 이뤄지도록하여 교반 효율이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 시공방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2a 내지 도 3b는 본 발명의 시공방법에 대한 실시 예들을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오거장치의 구성을 나타내는 도면.
도 5는 도 4에서 요부를 확대하여 도시된 도면.
도 6은 본 발명의 일 구성인 압밀날개의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 구성인 압밀날개의 다른 실시 예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 구성인 교반날개의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 오거장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 시공방법은, 계획심도에 위치하는 지반영역(a)을 고화 및 개량하는 단계(S100)와, 상기 지반영역(a)에 인접하도록 가설흙막이(2-1, 2-2, 2-3)를 설치한 후 상기 고화 및 개량된 지반영역(a)까지 지반을 굴착하여 설치공간(3)을 확보하는 단계(S200)와, 상기 설치공간(3)에 지중 구조물(1)을 설치하는 단계(S300)와, 지중 구조물(1)이 설치된 상태에서 굴착된 지반을 되메우기하는 단계(S400) 및 상기 가설흙막이(2-1, 2-2, 2-3)를 해체하는 단계(S500)를 포함한다.

상기 계획심도에 위치하는 지반영역(a)을 고화 및 개량하는 단계(S100)는 지반 침하 등으로부터 관로, PC암거 등을 포함하는 지중 구조물(1)이 안정적으로 지지될 수 있도록 연약지반을 보강하기 위한 공정이다.

여기서 상기 지중 구조물(1)은 도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이 차집관로, GAS관 및 지중선매설관, 상수도관, 하수도관 중 어느 하나일 수 있다.

상기 S100단계에서는 상기 지중구조물(1)을 지중에 설치하기에 앞서 선행적으로 수행되며, 바람직하게는 고강도 심층혼합처리공법(High strength D.C.M ; H.D.C.M)을 이용하여 지반영역(a)을 고화 및 개량함으로써 가시설의 근입 깊이를 최소화할 수 있도록 한다.

여기서 상기 지반영역(a)이라 함은 지중에 있어 상기 지중구조물(1)은 물론 의 되메워지는 토사의 하중을 지지하는 고화 및 개량 대상 지반으로, 상기 지중구조물(1)이 배치되는 지지면으로부터 일정한 두께의 층을 갖는 영역을 의미하며, 상기 지중구조물(1)의 종류와 계획 심도를 고려하여 개량층의 두께와 폭 등이 결정될 수 있다.

구체적으로 상기 S100단계는 상기 지반영역(a)에 오거장치(4)를 관입하는 단계와, 상기 오거장치(4)를 이용하여 지중에 친환경 고화제를 공급하는 단계와, 상기 오거장치(4)를 이용하여 상기 지반영역(a)에서 토사와 친환경 고화제를 교반 및 혼합하고 천공벽을 다지는 단계 및 상기 오거장치(4)를 상기 지반영역(a)으로부터 인발시켜 분리하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 오거장치(4)는 고강도 연속벽체공법 또는 심층혼합처리공법을 위한 장치로 연약지반에 관입되는 과정에서 토사가 분산 및 교란되는 것을 제어함으로써 슬라임 배출을 억제시키며, 이후 친환경 고화제를 분사한 후 친환경 고화제와 토사 간의 기계적 교반을 수행하도록 구성될 수 있다.

일 예로 상기 오거장치(4)는 도 4에 도시된 바와 같이 롯드부(10), 굴착부(30) 및 가이드비트(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 롯드부(10)는 계획심도에 위치하는 지반영역(a)에 관입되어 친환경 고화제 또는 에어 등이 선단부를 통해 공급될 수 있도록 한다.

상기 롯드부(10)는 내측에 전체적으로 그 길이만큼 통로(11)가 마련될 수 있는 바, 지상에서 롯드부(10)의 선단부에 형성된 주입구(미도시)를 통해 친환경 고화제 등을 주입하게 되면 통로(11)를 통해 롯드부(10)의 하단부에 형성되는 굴착부(30)의 분사구(22)로 전달될 수 있어 이를 지중으로 분사할 수 있게 된다.

상기 굴착부(30)는 상기 롯드부(10)의 하단에 구성되며, 지반을 천공하도록 하는 굴착비트(21)와 상기 롯드부(10)의 통로(11)와 연통하는 분사구(22)를 포함한다.

이때 상기 굴착비트(21)는 지반 천공을 위한 공지의 다양한 구조를 가질 수 있으며, 상기 분사구(22)는 제어밸브(미도시)가 마련되어 관리자로 하여금 지상에서의 제어가 가능토록 구성될 수 있다.

상기 가이드비트(30)는 상기 롯드부(10)의 외면에 하나 이상 구성되어, 상기 롯드부(10)의 회전에 연동하도록 구성된다.

상기 가이드비트(30)는 상기 굴착부(30)에 인접한 부위에 복수 배치되어 친환경 고화제와 토사 간 교반작용 및 천공홀 주변의 지반을 강화시키는 작용을 실시하게 된다.

상기 가이드비트(30)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 롯드부(10)의 외면에 구성되되, 동일한 높이에 롯드부(10) 중심 기준 한 쌍이 점대칭구조로 구성될 수 있으며, 그 밖에도 동일한 높이에 3개 이상이 나란히 구성될 수도 있다.

상기 가이드비트(30)는 이하에서 설명하는 압밀날(344) 및 교반날(321)이 롯드부(10)가 회전함에 따라 본체(31)의 진행 방향을 향하도록 배치시킴이 바람직하다.

예를 들면 상기 가이드비트(30)는 본체(31), 교반날개(32) 및 압밀날개(34)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 본체(31)는 상기 롯드부(10)의 외면에서 롯드부(10)의 길이 방향에 수직하게 횡측으로 소정의 길이만큼 연장 형성되는 것으로, 그 단면 형상은 원형, 타원 또는 다각형 형상 등 다양하게 구성될 수 있다.

상기 교반날개(32)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 본체(31)의 상하면에 각각 하나 이상이 구성되어, 롯드부(10)의 회전에 의해 연동하면서 상기 굴착부(30)에 의해 굴착된 토사와 분사구(22)를 통해 분사되는 친환경 고화제가 혼합될 수 있도록 교반 작용을 수행하게 된다.

상기 압밀날개(34)는 상기 본체(31)의 끝단에 구성되며, 상기 굴착부(30)에 의해 천공된 천공벽을 확장시키면서 천공벽에 해당되는 지반을 견고하게 다지는 역할을 수행하게 된다.

이하에서는 도 6 내지 도 7을 참조하여 상기 압밀날개(34)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

상기 압밀날개(34)는 도 6에 도시된 바와 같이 수직부(341)와 경사부(342)가 서로 절곡된 형태로 연결된 구조로 구성된다.

이때 상기 수직부(341)는 그 길이방향이 상기 롯드부(10)와 평행하게 배치되는 것이고, 상기 경사부(342)는 상기 수직부(341)의 하단에서부터 그 끝단이 상기 롯드부(10)를 향하도록 소정의 경사각 θ1을 갖도록 연장된다.

상기 압밀날개(34)의 작동상태를 살펴보면, 상기 압밀날개(34)는 상기 롯드부(10)의 중심과의 거리인 직경이 상기 굴착부(30)의 굴착비트(21) 직경보다 상대적으로 크게 구성되는 바. 굴착부(30)를 따라 하강하는 압밀날개(34)는 굴착부(30)에 의해 형성되는 천공홀을 확장시키면서 하강하게 된다.

즉, 천공홀 확장 시 상기 압밀날개(34)는 회전하면서 경사부(342)와 그 상측의 수직부(341)의 순서데로 천공벽에 작용하여 천공벽을 확장시키게 되며, 이때, 상기 경사부(342)는 경사각 θ1 만큼 내측으로 절곡된 이유로 도 6에서와 같이 천공홀의 확장 작용은 직경이 가장 작은 경사부(342)의 하단에서 시작되어 압밀날개(34)가 하강함으로써 상기 천공홀은 직경이 커지는 경사부(342)의 상측과 수직부(341)를 차례로 거치면서 점차 확장될 수 있게 된다.

최초에 경사부(342)의 하단에 의한 확장시 천공홀은 도 3에 도시된 ①의 직경이 형성되고, 점차 압밀날개(34)가 하강하면서 경사부(342)의 상단 및 수직부(341)에 의한 확장에 의해 도 3에 도시된 ②에 해당하는 직경이 형성되므로, ①과 ② 사이에 위치하는 토사 T1은 점차 직경이 커지는 경사부(342)가 하강함에 따라 측면(천공벽)으로 강제 압밀되어 천공벽이 견고하게 다져지는 효과가 발현될 수 있게 되는 것이다.

만약 상기 압밀날개(34)가 ②의 직경을 갖는 일자형으로 형성된다면 압밀날개(34)가 회전하면서 그 하단부가 천공벽에 작용하게 되어 천공벽은 ②의 직경보다 큰 범위의 토사가 붕괴 및 교란되면서 천공벽이 견고하게 유지되기 어렵게 된다.

이에 더하여, T1 이상의 토사가 상기 교반날개(32) 영역으로 유입되는 것을 차단하여 토사와 친환경 고화제 간 교반작용시 발생되는 슬라임 배출량을 줄일 수 있어 친환경적인 효과도 발현될 수 있게 된다.

이때 상기 수직부(341)와 경사부(342)의 절곡된 경사각 θ1은 20°내지 25°로 구성시킴이 바람직한 바, θ1이 20°이하로 형성될 경우 토사 T1의 양이 적어 강제 압밀되는 효과가 미미하게 되고 또한, 슬라임 배출량을 크게 감소시키지 못하게 되며, θ1이 25°이상인 경우 굴착 및 천공홀의 확장시 압밀날개(34)에 큰 하중이 작용하여 변형 및 파손이 유발되는 등 압밀날개(34)의 내구성을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있어, 본 발명에서는 경사각 θ1을 20° 내지 25°로 한정하여 구성시킴이 바람직하다.

상기 압밀날개(34)는 도 7에 도시된 바와 같이 그 단면이 3각형 형태로 구성될 수 있으며, 3각형 단면의 일 모서리인 압밀날(344)이 상기 롯드부(10)의 회전에 의해 상기 본체(31)가 진행하는 방향(화살표로 표시)을 향하도록 구성된다.

그리고 상기 압밀날개(34)의 3각형을 이루는 면 중 상기 압밀날(344)에 인접하는 두 개의 면 간 각도를 θ2라 할때, 두 개의 면 중 도면상 상기 롯드부(10)의 대향측에 위치하는 압밀면(346)의 경우 그 선단인 상기 압밀날(344)로부터 후단측으로 갈수록 외측(롯드부(10) 중심에서 멀어지는 방향)으로 돌출하도록 θ2를 형성시켜 상기 실시 예와 마찬가지로 압밀날개(34)가 도면의 화살표 방향으로 진행하는 과정에서 비교적 직경이 작은 압밀날(344)에서 부터 점차 직경(롯드부(10)의 중심과의 거리)이 커지도록 구성되는 압밀면(346)에 의해 T2에 해당하는 토사는 외측으로 강제 압밀되어 천공벽을 더욱 견고하게 다질 수 있게 된다.

즉 본 발명에서는 상기 실시 예에 의한 토사 T1과 본 실시 예에 의한 토사 T2가 각각 외측(천공벽)으로 강제 압밀되므로 복합적인 압밀작용에 의한 천공벽의 견고함을 배가시킬 수 있게 되며, 아울러 T1과 T2만큼의 토사가 배제되므로 슬라임 배출량을 현저히 절감시킬 수 있게 된다.

한편 상기 교반날개(32)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 본체(31)의 상하면에 각각 하나 이상 구성되며, 본체(31)의 회전 진행방향을 향해 뾰족하게 돌출하는 교반날(321) 및 상기 교반날(321)에 인접하는 면인 교반면(322)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때 상기 교반날개(32)는 롯드부(10) 또는 그 반대측으로 일정한 경사각을 갖도록 구성할 수 있는 바, 바람직하게는 복수 구성될 수 있는 교반날개(32)들은 이웃하는 교반날개(32)와 서로 다른 기울기를 갖도록 구성함으로써, 도면상 화살표로 표시한 바와 같이 토사와 친환경 고화제 등이 교반면(322)에 부딪히게 되면 교반날개(32)의 기울기에 의해 횡측으로 유동하게 되고 또한 이들은 이웃하는 반대 기울기를 갖는 교반날개(32)에 의해 유동하는 토사 및 친환경 고화제와 충돌이 유발됨으로써 오거장치(4)의 교반 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

도 9는 고화 및 개량 대상이 되는 지반영역(a)에 두 개 이상의 오거장치(4)가 나란히 관입되는 경우의 예를 도시한 도면으로, 이 경우 이웃하는 오거장치(4) 간 간격이 좁아 가이드비트(30) 간에 간섭이 발생될 수 있는 바, 이웃하는 오거장치(4) 간 가이드비트(30)의 높이를 다르게 구성시켜 이를 개선할 수 있도록 한다.

한편, 상기와 같이 오거장치(4)를 이용하여 지반영역(a)이 고화 및 개량되며, 이후, 상기 지반영역(a)에 인접하도록 가설흙막이(2-1, 2-2, 2-3)를 설치한 후 상기 고화 및 개량된 지반영역까지 지반을 굴착하여 설치공간(3)을 확보하는 단계(S200)를 수행한다.

상기 가설흙막이는 도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이 설치공간(3)을 따라 일정한 폭을 형성하면서 나란히 설치되는 복수의 H-Pile과, H-Pile 사이에 결합되는 토류판(2-1) 및 설치공간(3)을 중심으로 상호 마주하는 H-Pile 간에 연결되어 이들의 연직방향 위치가 유지되도록 하는 스트러트(2-2)로 구성되는 통상의 가설흙막이일 수 있다.

이 경우 상기 H-Pile은 상기 지반영역(a)의 측면 상단까지 관입되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가설흙막이는 도 2b 및 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 토류판(2-1)이 상호 조립된 조립형 간이 흙막이일 수 있다.

조립형 간이 흙막이가 적용되는 경우, 선행적으로 지반의 일부를 굴착하는 예굴 과정이 포함될 수 있으며, 흙막이의 설치 과정에서 굴착과 함께 상기 간이 흙막이 판넬(2-1)이 단계적으로 지반에 삽입 설치될 수 있다. 이에 따라 설치공간(3)을 중심으로 상호 마주하는 판넬(2-1)의 관입에 연동하여 각도가 조절될 수 있는 스트러트(2-3)가 구비되어야 한다.

이러한 조립형 간이 흙막이는 심도 6m 이내 굴착폭 3m 이내의 소규모 지중 구조물 시공에서 주로 이용되고 있으며, 앞서 언급한 일반적인 가시설 흙막이와 대비하여 공기가 빠르고 공사비용이 저렴한 장점이 있다.

상기 S200단계를 통해 설치공간(3)이 확보된 이후 상기 설치공간(3)을 따라 지중구조물(1)을 설치하는 단계(S300)를 수행한다.

상기 지중구조물(1)의 설치는 도면에 도시된 바 없으나 지중구조물(1)이 단위 모듈 구조로 구성되는 경우, 단위 모듈 간의 접합 및 결합은 물론 연결된 단위 모듈을 상기 지반영역(a)의 지지면에 배치시켜 고정하는 과정을 포함할 수 있음은 당연하다.

이후, 지중구조물(1)이 설치된 상태에서 굴착된 지반을 되메우기하는 단계(S400)를 수행하고, 상기 가설흙막이(2-1, 2-2, 2-3)를 해체하는 단계(S500)를 수행하게 되는 바, 이와 같은 과정을 공지 기술을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 지중 구조물 3 : 설치공간
4 : 오거장치
10 : 롯드부 20 : 굴착부
21 : 굴착비트 22 : 분사구
30 : 가이드비트 31 : 본체
32 : 교반날개 34 : 압밀날개

Claims (7)

1. a) 계획심도에 위치하는 지반영역을 고화 및 개량하는 단계; b) 상기 지반영역에 인접하도록 가설흙막이를 설치한 후 상기 고화 및 개량된 지반영역까지 지반을 굴착하여 설치공간을 확보하는 단계; c) 상기 설치공간에 지중구조물을 설치하는 단계; d) 지중구조물이 설치된 상태에서 굴착된 지반을 되메우기하는 단계; 및 e) 상기 가설흙막이를 해체하는 단계;를 포함하되,
   상기 a)단계는,
   상기 지반영역에 오거장치를 관입하는 단계;
   상기 오거장치를 이용하여 지중에 친환경 고화제를 공급하는 단계;
   상기 오거장치를 이용하여 상기 지반영역에서 토사와 친환경 고화제를 교반 및 혼합하고 천공벽을 다지는 단계; 및
   상기 오거장치를 상기 지반영역으로부터 인발시켜 분리하는 단계;를 포함하고,
   상기 오거장치는,
   내측에 형성되는 통로를 통해 에어 및 친환경 고화제를 하단으로 전달하도록 구성되는 롯드부;
   상기 롯드부의 하단에 구성되며 상기 롯드부의 통로를 통해 전달된 친환경 고화제를 지반에 분사하는 분사구와 지반을 천공하는 굴착비트를 포함하여 구성되는 굴착부; 및
   상기 롯드부의 외면에 하나 이상 구성되어 롯드부의 회전에 연동하도록 구성되는 가이드비트;를 포함하며,
   상기 가이드비트는,
   상기 롯드부 외면에서 롯드부의 길이방향에 수직하게 횡측으로 소정길이만큼 연장되는 본체와, 상기 본체의 상하면에 각각 하나 이상 구성되는 교반날개 및 상기 본체의 끝단에 구성되는 압밀날개를 포함하고,
   상기 압밀날개는,
   상기 롯드부의 중심과의 거리인 직경이 상기 굴착부의 굴착비트 직경보다 크게 구성되어 굴착부를 따라 하강하고 굴착부에 의해 형성되는 천공홀을 확장시키면서 천공벽을 압밀하며, 수직부와 경사부가 서로 절곡된 형태로 연결되고,
   상기 수직부는 그 길이 방향이 상기 롯드부와 평행하게 배치되고, 상기 경사부는 상기 수직부의 하단에서 그 끝단이 상기 롯드부를 향하도록 소정의 경사각 θ1을 갖도록 연장되며,
   그 단면이 3각형 형태로 3각형 단면에서 예각을 형성하는 일 모서리인 압밀날은 상기 롯드부의 회전에 의해 본체가 진행하는 방향을 향하도록 구성되면서, 압밀날개의 3각형을 이루는 면 중 상기 압밀날에 인접하는 면으로 상기 롯드부의 대향측에 위치하는 압밀면은 그 선단인 상기 압밀날로부터 후단측으로 갈수록 외측으로 돌출하도록 소정의 경사각 θ2를 갖는 것을 특징으로 하는 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법.
   
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3. 삭제
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6. 제 1항에 있어서,
   상기 경사각 θ1은 20° 내지 25° 인 것을 특징으로 하는 가이드비트가 구비된 오거장치를 이용한 지중구조물의 시공방법.
7. 삭제

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