KR102142226B1

KR102142226B1 - 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판

Info

Publication number: KR102142226B1
Application number: KR1020190155896A
Authority: KR
Inventors: 박문신
Original assignee: 박문신
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-08-06

Abstract

본 발명은 토류판의 체결간에 단차결합이 이루어지도록 하여 토류판의 사이로 토사나 지하수 유입을 차단하고, 강성이 증대되어 토압 저항에 유리하고, 길이조절로 말뚝간의 간격 변화에 쉽게 대응하여 설치될 있도록 한 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 강재 토류판은, 강재로 제작되어져 일정 길이를 갖는 토류판 메인프레임과; 강재로 제작되며 토류판 메인프레임보다 작은 단면과 길이를 가지고 상기 토류판 메인프레임의 내부에 삽입되어져 길이 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치된 적어도 하나의 토류판 인너프레임과; 상기 토류판 인너프레임측에 나사 결합되어 체결 방향에 따라 토류판 인너프레임의 이동을 잠금 또는 해제시키는 하나 이상의 락 볼트;를 포함하되, 상기 토류판 메인프레임과 토류판 인너프레임은 토사나 지하수의 유입을 차단하기 위해 흙막이 공사의 엄지말뚝에서 상하로 이웃하게 적층되는 강재 토류판간의 계단형 결합이 이루어지도록 상,하부에 동일한 일정량의 단차를 갖고 결합되는 상,하부 결합용 돌출턱을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

단차 결합구조를 갖는 강재 토류판{Steel earth plate having step coupling structure}

본 발명은 흙막이 공사에 사용되는 토류판에 관한 것으로, 특히 토류판의 체결간에 단차결합이 이루어지도록 하여 토류판의 사이로 토사나 지하수 유입을 차단하고, 강성이 증대되어 토압 저항에 유리하고, 길이조절로 말뚝간의 간격 변화에 쉽게 대응하여 설치될 있도록 한 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판에 관한 것이다.

일반적인 흙막이공법은 지반 굴착으로 인해서 굴착면의 수압 및 토압에 의해서 과대한 변형 및 붕괴가 일어나지 않도록 하기 위한 지지공법을 말한다. 먼저, 천공장비로 지반에 천공을 실시 한 후 천공홀에 엄지말뚝(H말뚝)을 삽입하여 선단지지층에 도달되도록 관입시켜 놓는다. 이후 이웃한 엄지말뚝의 사이에 배면토압을 받기 위해 토류판을 집어넣어서 흙막이벽을 시공하게 된다. 토류판으로는 목재가 주로 사용되며, 이 목재는 시공 후 빼내기가 곤란하므로 대개 매몰시켜 폐기하는 실정이다. 따라서 경제성을 고려하여 재활용될 수 있는 토류판의 개발이 요구된다. 이때 토류판은 지하에 설치되는 관계로 토사나 지하수의 유입을 차단할 수 있어야 한다. 또한, 엄지말뚝간의 설치 간격에 따른 길이 조절이 가능해질 경우 별도의 제작이 필요치 않으므로 이에 대한 기술적 방안이 필요하다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1844245호로서, '설치가 용이한 길이 조절식 토류판'이 제안되어 있다. 이는 사각단면의 토류판 외부체의 내부에 슬라이딩 이동가능한 토류판 내부체를 설치하여, 토류판 내부체의 이동을 통한 길이 조절이 이루어지도록 한 것이다.

본 발명의 다른 배경기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0458821호로서, '길이조절식 토류판과 이를 이용한 토류벽 가시설 설치공법'이 제안되어 있다. 여기서 토류판은 토류판 본체의 양측 개구부에 너트가 부착된 일정폭의 고정용 부재가 설치되고, 상기 너트에 볼트가 체결되어, 토류판 본체와 고정용 부재의 사이로 삽입되는 길이조절체를 상기 너트에 체결된 볼트로 고정시킬 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기 배경기술들은 토류판이 엄지말뚝에 설치될 시 상하로 이웃한 토류판의 사이에 틈새가 생겨 차수 기능이 발휘되기 어렵다. 또한, 단순한 사각 단면 구조를 가져 강성 증대에 한계가 있어 토압이 커지는 경우 대처가 곤란하다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1844245호 한국 등록특허 등록번호 제10-0458821호

본 발명은 토류판의 체결간에 단차결합이 이루어지도록 하여 토류판의 사이로 토사나 지하수 유입을 차단하고, 강성이 증대되어 토압 저항에 유리하고, 길이조절로 말뚝간의 간격 변화에 쉽게 대응하여 설치될 있도록 한 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 강재 토류판은, 강재로 제작되어져 일정 길이를 갖는 토류판 메인프레임과; 강재로 제작되며 토류판 메인프레임보다 작은 단면과 길이를 가지고 상기 토류판 메인프레임의 내부에 삽입되어져 길이 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치된 적어도 하나의 토류판 인너프레임과; 상기 토류판 인너프레임측에 나사 결합되어 체결 방향에 따라 토류판 인너프레임의 이동을 잠금 또는 해제시키는 하나 이상의 락 볼트;를 포함하되, 상기 토류판 메인프레임과 토류판 인너프레임은 토사나 지하수의 유입을 차단하기 위해 흙막이 공사의 엄지말뚝에서 상하로 이웃하게 적층되는 강재 토류판간의 계단형 결합이 이루어지도록 상,하부에 동일한 일정량의 단차를 갖고 결합되는 상,하부 결합용 돌출턱을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토류판 메인프레임은 동일 단차에 상기 하부 결합용 돌출턱을 갖는 메인 하부지지판, 메인 하부지지판의 일단에서 절곡되어 수직으로 입설되며 단면의 내부로 절곡되어져 길이방향으로 형성된 복수의 보강리브를 갖는 메인 토압저항판, 메인 토압저항판의 상단에서 절곡되고 동일한 단차에 의한 상기 상부 결합용 돌출턱을 갖는 메인 상부지지판, 메인 상,하부지지판에서 각기 절곡되어 있는 플랜지에 일정 간격을 가지고 접합되어 있는 메인 보강대로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토류판 인너프레임은 동일 단차에 의한 상기 하부 결합용 돌출턱을 갖는 인너 하부지지판, 인너 하부지지판의 일단에서 절곡되어 수직으로 입설되며 단면의 내부로 절곡되어져 길이방향으로 형성된 복수의 보강리브를 갖는 인너 토압저항판, 인너 토압저항판의 상단에서 절곡되고 동일한 단차에 의한 상기 상부 결합용 돌출턱을 갖는 인너 상부지지판, 인너 상,하부지지판에서 각기 절곡되어 있는 플랜지에 일정 간격을 가지고 접합되어 있는 인너 보강대, 토류판 인너프레임의 일단측에서 일정 거리를 두고 일단이 인너 하부지지판에 타단이 인너 상부지지판에 접합되어져 있는 너트장착판, 너트장착판에 접합되어 상기 락 볼트가 체결되는 락 볼트 체결용 너트가 구비되고, 락 볼트 체결용 너트의 중심축상에는 너트장착판과 인너 토압저항판을 관통하는 락 볼트 삽입용 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 강재 토류판의 장기 설치시 이물질로 인하여 토류판 인너프레임의 해체가 어려울 경우를 대비하여, 상기 인너 보강대에는 복수의 설치 및 해체용 홀이 더 형성되고, 설치 및 해체용 홀에 끼워지는 홀 결합핀을 일단부에 갖는 토류판 인너프레임 해체공구가 별도로 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 강재 토류판을 이용한 흙막이 공법은, 계획된 굴착영역의 둘레를 따라 엄지말뚝을 지반에 관입시켜 놓고, 굴착 영역의 내부를 계획된 바닥까지 단계적으로 굴착을 수행하면서 강재 토류판을 이웃한 엄지말뚝간의 사이에 설치하여 상,하부 결합용 돌출턱이 상호 결합되도록 하면서 적층시켜 가는 것을 특징으로 한다.

또한, 이웃한 엄지말뚝간의 거리에 대응하여 토류판 메인프레임에 결합되어 있는 일측의 토류판 인너프레임을 이동시킨 후 락 볼트를 조여 토류판 인너프레임의 이동을 잠금시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 이웃한 엄지말간의 거리에 대응하여 토류판 메인프레임에 결합되어 있는 양측의 토류판 인너프레임을 이동시킨 후 각기 락 볼트를 조여 토류판 인너프레임의 이동을 잠금시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판에 따르면, 토류판의 체결간에 상,하부 돌출턱에 의한 단차 결합이 이루어져 상호간 밀착됨으로써 토류판의 사이로 토사나 지하수 유입을 차단할 수 있다.

또한, 단차 결합 구조로 인해 강성이 증대되어 토압 저항에 유리하다.

또한, 토류판 메인프레임의 내부에 슬라이딩 이동 및 고정 가능한 토류판 인너프레임에 의해 길이조절이 이루어져 엄지말뚝간의 간격 변화에 쉽게 대응할 수 있다.

또한, 부식에 강한 아연도금된 강재로 제작되어져 장기 사용이 가능하며, 재활용이 가능한 이점을 갖는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 강재 토류판의 사시도.
도 1b는 도 1a의 강재 토류판에서 토류판 인너프레임을 분리시킨 사시도.
도 2는 도 1a의 강재 토류판의 일측 단면도.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 강재 토류판의 일 형태의 시공상태도.
도 3b는 도 3a에 도시된 A-A선 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 강재 토류판의 다른 형태의 시공상태도.
도 4b는 도 4a에 도시된 B-B선 단면도.
도 5a는 본 발명에 적용되는 토류판 인너프레임을 토류판 인너프레임 해체공구를 통하여 이동 해체시키는 구성도.
도 5b는 도 5a에 도시된 토류판 인너프레임 해체공구를 토류판 인너프레임에 결합시킨 상태도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 강재 토류판(10)은 도 1 내지 도 3과 같이 강재로 제작되어져 일정 길이를 갖는 토류판 메인프레임(12)과, 강재로 제작되며 토류판 메인프레임(12)보다 작은 단면과 길이를 가지고 토류판 메인프레임(12)의 내부에 삽입되어져 길이 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치된 적어도 하나의 토류판 인너프레임(14)과, 토류판 인너프레임(12)측에 나사 결합되어 체결 방향에 따라 토류판 인너프레임(14)의 이동을 잠금 또는 해제시키는 하나 이상의 락 볼트(16)를 포함한다. 강재 토류판(10)의 장기사용과 재활용을 위해서 토류판 메인프레임(12)과 토류판 인너프레임(12)은 부식에 강한 아연도금된 강재로 제작됨이 바람직하다.

이때 토류판 메인프레임(12)과 토류판 인너프레임(14)은 토사나 지하수의 유입을 차단하기 위해 흙막이 공사의 엄지말뚝(100)에서 상하로 이웃하게 적층되는 강재 토류판(10와 10)간의 계단형 결합이 이루어지도록 상,하부에 동일한 일정량의 단차(h)를 갖고 결합되는 상,하부 결합용 돌출턱(123a,121a)(143a,141a)을 갖는다.

토류판 메인프레임(12)은 동일 단차(h)에 상기 하부 결합용 돌출턱(121a)을 갖는 메인 하부지지판(121), 메인 하부지지판(121)의 일단에서 절곡되어 수직으로 입설되며 단면의 내부로 절곡되어져 길이방향으로 형성된 복수의 보강리브(122a)를 갖는 메인 토압저항판(122), 메인 토압저항판(122)의 상단에서 절곡되고 동일한 단차에 의한 상기 상부 결합용 돌출턱(123a)을 갖는 메인 상부지지판(123), 메인 상,하부지지판(123,121)에서 각기 절곡되어 있는 플랜지(123b,121b)에 일정 간격을 가지고 접합되어 있는 메인 보강대(124)로 구성된다.

또한, 토류판 인너프레임(14)은 동일 단차(h)에 의한 상기 하부 결합용 돌출턱(141a)을 갖는 인너 하부지지판(141), 인너 하부지지판(141)의 일단에서 절곡되어 수직으로 입설되며 단면의 내부로 절곡되어져 길이방향으로 형성된 복수의 보강리브(142a)를 갖는 인너 토압저항판(142), 인너 토압저항판(142)의 상단에서 절곡되고 동일한 단차에 의한 상기 상부 결합용 돌출턱(143a)을 갖는 인너 상부지지판(143), 인너 상,하부지지판(143,141)에서 각기 절곡되어 있는 플랜지에 일정 간격을 가지고 접합되어 있는 인너 보강대(144), 토류판 인너프레임(14)의 일단측에서 일정 거리를 두고 일단이 인너 하부지지판(141)에 타단이 인너 상부지지판(143)에 접합되어져 있는 너트장착판(145), 너트장착판(145)에 접합되어 상기 락 볼트(16)가 체결되는 락 볼트 체결용 너트(146)가 구비되고, 락 볼트 체결용 너트(146)의 중심축상에는 너트장착판(145)과 인너 토압저항판(142)을 관통하는 락 볼트 삽입용 홀(145a,142b)이 형성된다.

한편, 본 발명은 강재 토류판의 장기 설치시 이물질로 인하여 토류판 인너프레임(14)의 해체가 어려울 경우를 대비하여, 도 1b와 같이 인너 보강대(144)에는 복수의 설치 및 해체용 홀(144a)이 더 형성되고, 도 5a와 같이 설치 및 해체용 홀(144a)에 끼워지는 홀 결합핀(210)을 일단에 갖는 토류판 인너프레임 해체공구(200)가 별도로 구비될 수 있다.

따라서 도 5b와 같이 토류판 인너프레임 해체공구(200)의 홀 결합핀(210)을 인너 보강대(144)의 설치 및 해체용 홀(144a)에 끼워넣은 후, 햄머(300)로 토류판 인너프레임 해체공구(200)를 타격하게 되면, 토류판 인너프레임(14)이 충격을 전달받아 강제 이동을 하여 토류판 메인프레임(12)에서 쉽게 해체된다.

이와 같이 구성된 강재 토류판(10)은 도 3a 및 도 3b와 같이 계획된 굴착영역의 둘레를 따라 엄지말뚝(100)을 지반에 관입시켜 놓고, 굴착 영역의 내부를 계획된 바닥까지 단계적으로 굴착을 수행하면서 강재 토류판(10)을 이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 사이에 설치하게 된다. 이때 상,하부 결합용 돌출턱(123a,121a)(143a,141a)이 상호 결합되도록 하면서 적층이 이루어진다.

이때 강재 토류판(10)은 도 3과 같이 토류판 인너프레임(14)이 토류판 메인프레임(12)의 양측에 모두 설치되거나 도 4와 같이 토류판 메인프레임(12)의 어느 한쪽에만 설치될 수도 있다.

이같이 강재 토류판(10)들은 상,하부 결합용 돌출턱(123a,121a)(143a,141a)을 가지고 단차 결합되어져 밀착됨으로써 토사나 지하수 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.

이때 이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 간격에 대응하여 토류판 메인프레임(12)에 결합되어 있는 일측의 토류판 인너프레임(14)을 이동시킨 후 락 볼트(16)를 조여 토류판 인너프레임(14)의 이동을 잠금시킬 수 있다.

또한, 이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 거리에 대응하여 토류판 메인프레임(12)에 결합되어 있는 양측의 토류판 인너프레임(14)(14)을 이동시킨 후 각기 락 볼트(16)를 조여 토류판 인너프레임(14)(14)의 이동을 잠금시킬 수 있다.

이와 같이 본 공법에 따르면, 이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 시공 간격에 대응하여 강재 토류판(10)은 전체 길이를 조절하여 설치될 수 있다. 이때 상하로 이웃하게 적층되는 강재 토류판(10와 10)간에는 일정량의 단차(h)를 갖고 결합되는 상,하부 결합용 돌출턱(123a,121a)(143a,141a)에 의해 밀착된 계단형 결합이 이루어져 토사 및 지하수 유입의 차단 뿐만 아니라 강성이 증대되어 토압 저항에 유리하다.

또한, 락 볼트(16)의 풀고 조임으로 인해 강재 토류판(10)의 전체 길이의 조절을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 부식에 강한 아연도금된 강재로 토류판(10)이 제작되어져 장기사용이 가능하며, 재활용으로 경제적이다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12: 토류판 메인프레임(12)
14: 토류판 인너프레임(14)
16: 락 볼트(16)
123a,143a: 상부 결합용 돌출턱
121a,141a: 하부 결합용 돌출턱

Claims

강재로 제작되어져 일정 길이를 갖는 토류판 메인프레임(12)과;
강재로 제작되며 토류판 메인프레임(12)보다 작은 단면과 길이를 가지고 상기 토류판 메인프레임(12)의 내부에 삽입되어져 길이 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 설치된 적어도 하나의 토류판 인너프레임(14)과;
상기 토류판 인너프레임(14)측에 나사 결합되어 체결 방향에 따라 토류판 인너프레임(14)의 이동을 잠금 또는 해제시키는 하나 이상의 락 볼트(16);를 포함하고,
상기 토류판 메인프레임(12)과 토류판 인너프레임(14)은 토사나 지하수의 유입을 차단하기 위해 흙막이 공사의 엄지말뚝(100)에서 상하로 이웃하게 적층되는 강재 토류판(10와 10)간의 계단형 결합이 이루어지도록 상,하부에 동일한 일정량의 단차(h)를 갖고 결합되는 상,하부 결합용 돌출턱(123a,121a)(143a,141a)을 갖되,
상기 토류판 메인프레임(12)은
동일 단차(h)에 상기 하부 결합용 돌출턱(121a)을 갖는 메인 하부지지판(121), 메인 하부지지판(121)의 일단에서 절곡되어 수직으로 입설되며 단면의 내부로 절곡되어져 길이방향으로 형성된 복수의 보강리브(122a)를 갖는 메인 토압저항판(122), 메인 토압저항판(122)의 상단에서 절곡되고 동일한 단차에 의한 상기 상부 결합용 돌출턱(123a)을 갖는 메인 상부지지판(123), 메인 상,하부지지판(123,121)에서 각기 절곡되어 있는 플랜지(123b,121b)에 일정 간격을 가지고 접합되어 있는 메인 보강대(124)로 구성되고,
상기 토류판 인너프레임(14)은,
동일 단차(h)에 의한 상기 하부 결합용 돌출턱(141a)을 갖는 인너 하부지지판(141), 인너 하부지지판(141)의 일단에서 절곡되어 수직으로 입설되며 단면의 내부로 절곡되어져 길이방향으로 형성된 복수의 보강리브(142a)를 갖는 인너 토압저항판(142), 인너 토압저항판(142)의 상단에서 절곡되고 동일한 단차에 의한 상기 상부 결합용 돌출턱(143a)을 갖는 인너 상부지지판(143), 인너 상,하부지지판(143,141)에서 각기 절곡되어 있는 플랜지에 일정 간격을 가지고 접합되어 있는 인너 보강대(144), 토류판 인너프레임(14)의 일단측에서 일정 거리를 두고 일단이 인너 하부지지판(141)에 타단이 인너 상부지지판(143)에 접합되어져 있는 너트장착판(145), 너트장착판(145)에 접합되어 상기 락 볼트(16)가 체결되는 락 볼트 체결용 너트(146)가 구비되고, 락 볼트 체결용 너트(146)의 중심축상에는 너트장착판(145)과 인너 토압저항판(142)을 관통하는 락 볼트 삽입용 홀(145a,142b)이 형성되며,
강재 토류판의 장기 설치시 이물질로 인하여 토류판 인너프레임(14)의 해체가 어려울 경우를 대비하여, 상기 인너 보강대(144)에는 복수의 설치 및 해체용 홀(144a)이 더 형성되고, 설치 및 해체용 홀(144a)에 끼워지는 홀 결합핀(210)을 일단부에 갖는 토류판 인너프레임 해체공구(200)가 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판.
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계획된 굴착영역의 둘레를 따라 엄지말뚝(100)을 지반에 관입시켜 놓고, 굴착 영역의 내부를 계획된 바닥까지 단계적으로 굴착을 수행하면서 청구항 제1항의 특징을 갖는 강재 토류판(10)을 이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 사이에 설치하여 상,하부 결합용 돌출턱(123a,121a)(143a,141a)이 상호 결합되도록 하면서 적층시켜 가는 것을 특징으로 하는 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판을 이용한 흙막이 공법.
제 5항에 있어서,
이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 거리에 대응하여 토류판 메인프레임(12)에 결합되어 있는 일측의 토류판 인너프레임(14)을 이동시킨 후 락 볼트(16)를 조여 토류판 인너프레임(14)의 이동을 잠금시키는 것을 특징으로 하는 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판을 이용한 흙막이 공법.
제 5항에 있어서,
이웃한 엄지말뚝(100과 100)간의 거리에 대응하여 토류판 메인프레임(12)에 결합되어 있는 양측의 토류판 인너프레임(14)(14)을 이동시킨 후 각기 락 볼트(16)를 조여 토류판 인너프레임(14)(14)의 이동을 잠금시키는 것을 특징으로 하는 단차 결합구조를 갖는 강재 토류판을 이용한 흙막이 공법.