KR102197103B1 - 일측 캠버형 합성 파일과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측 캠버형 합성 파일 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공 방법에 관한 것으로, 흙막이 가시설의 파일 등의 용도로서 토압 맞춤형(일측 프리플렉스 형태)으로 제작하여 심도별로 다른 토압에 대한 효과적인 버팀력을 발생함으로써 지반 붕괴를 방지하고 매몰 사고를 예방하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일은, 길이방향의 양측과 둘레부의 일부분이 개방되는 강관부재에 의해 형성되는 콘크리트 타설부(10), H 형 또는 I 형 단면의 빔부재로 이루어지며 상기 강관부재의 개방된 둘레부에 결합되어 상기 콘크리트 타설부의 둘레부를 폐쇄하는 삽입부(20)로 이루어지며 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트(30)가 타설 양생된다.
본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일은, 길이방향의 양측과 둘레부의 일부분이 개방되는 강관부재에 의해 형성되는 콘크리트 타설부(10), 상기 콘크리트 타설부의 둘레부를 폐쇄하는 막음판(40), 및 H 형 또는 I 형 단면으로 이루어져 상기 막음판에 결합되는 토류판 등의 삽입부(20)로 이루어지며 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트(30)가 타설 양생된다.

Description

일측 캠버형 합성 파일과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공 방법{One-sided Camber-type Composite File for Retaining Wall and Method for manufacturing this same and Method for constructing Retaining Wall using this same}

본 발명은 파일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙막이 가시설, 캔틸레버형 데크(보도, 자전거교 등) 등에 사용되며 위치에 따른 하중(토압, 하중 등)에 대응하는 일측 캠버형 합성 파일과 이의 제조 방법 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공 방법에 관한 것이다.

이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

흙막이 시설은 직접기초, 말뚝기초, 지하구조물 등을 만들 경우의 굴착에 있어서 주변의 토사나 지하수가 굴착 지반 내에 침입하지 않도록 하기 위한 시설로서, 공사 중에 사용되며 공사완료 후에는 철거되는 것으로 건축물 등 구조물을 축조하기 위하여 일시적으로 사용되는 것이다.

종래 흙막이 시설은 구조물의 축조를 위한 공간을 따라 설치되는 다수의 파일, 상기 파일들의 사이에 설치되는 토류판 및 상기 공간을 횡단하며 이웃하는 파일들에 연결되는 버팀보 등으로 구성된다.

흙막이 시설의 파일은 대개 H 빔이 사용되며, 최근 들어 토압에 대한 큰 버팀력을 확보하기 위한 기술로 프리스트레스를 도입한 지주 등이 있다.

종래 기술에 따른 흙막이 가시설용 지주 중 프리스트레스를 도입한 지주는 H 빔의 길이방향 양측(설치 상태를 기준으로 상하 양측)을 정착단(고정단)으로 하는 긴장재를 설치하는 것으로 빔을 활처럼 휘어지게 한 것이기 때문에 상하부 사이의 중앙부에서 가장 큰 버팀력을 발생하며, 이에 반해, 토압은 하부에 가장 크게 재하되기 때문에 토압에 대한 안정적인 버팀력을 확보하지 못하고, 심하게는 버팀력이 큰 중앙부에서 토사의 교란을 유도하여 붕괴를 유발하는 문제점도 있다.

한편, 캔틸레버형 데크(확장형 보도, 자전거 도로 등)의 경우 기존 도로(지면)로부터 멀어질수록 하중으로 인한 변형이 심해지게 되는데 이에 따른 대응 방안이 없어 큰 크기의 빔을 사용하고 있는 실정이다.

등록특허 제10-1660952호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흙막이 가시설의 파일을 토압 맞춤형으로 제작하여 심도별로 다른 토압에 대한 효과적인 버팀력을 발생하는 일측 캠버형 합성 파일 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일은, 길이방향의 양측과 둘레부의 일부분이 개방되는 강관부재에 의해 형성되는 콘크리트 타설부, H 형 또는 I 형 단면의 빔부재로 이루어지며 상기 강관부재의 개방된 둘레부에 결합되어 상기 콘크리트 타설부의 둘레부를 폐쇄하는 삽입부로 이루어지며 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트가 타설 양생되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일은, 길이방향의 양측과 둘레부의 일부분이 개방되는 강관부재에 의해 형성되는 콘크리트 타설부, 상기 콘크리트 타설부의 둘레부를 폐쇄하는 막음판, 및 H 형 또는 I 형 단면으로 이루어져 상기 막음판에 결합되는 삽입부로 이루어지며 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트가 타설 양생되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일 및 이를 이용한 흙막이 가시설 시공 방법에 의하면, 파일의 일측(설치 상태를 기준으로 할 때 저부)만 캠버를 준 상태에서 콘크리트를 타설하여 콘크리트에 작용하는 큰 압축응력을 이용함으로써 지반의 붕괴를 효과적으로 방지하고 작업자의 매몰 사고를 예방하는 효과가 있다.

그리고, 확장형 도로에 적용되는 경우 기존 도로(지면)로부터 먼 곳에서 큰 힘을 발생하기 때문에 확장형 도로의 내구성을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 제조 공정도.
도 4와 도 5는 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 다른 예시도.
도 6 내지 도 9는 각각 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 단면도.
도 10은 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 또 다른 예를 보인 사시도.
도 11은 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 또 다른 예로서 긴장재가 적용된 예시도.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일(100)은, 콘크리트 타설부(10) 및 토류판 등(보도데크 등)의 삽입부(20)를 갖는 구조이며 도 3의 공정도에서 보이는 것처럼, 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 콘크리트 타설부(10) 안에 콘크리트(30)를 충진한 프리플렉스형 파일이고, 흙막이 가시설에 적용되는 파일로 예를 들어 설명한다.

콘크리트 타설부(10)는 내부에 콘크리트를 타설할 수 있는 공간을 갖는 강관부재에 의해 이루어지며, 예를 들어 원형 강관을 절반으로 절단하여 일측이 개방된 반원형 단면, 사각형의 각관(박스)을 절단하여 일측이 개방된 단면이다.

삽입부(20)는 바람직하게 기성품인 H빔, I 빔의 빔부재에 의해 이루어지며, 이들의 빔은 토류판을 삽입할 수 있는 공간을 갖고 있다.

도 2에서 보이는 것처럼, 콘크리트 타설부(10)와 삽입부(20)는 각각 단품이며 마주하는 부분을 용접으로 고정한다.

본 발명은 콘크리트(30)를 콘크리트 타설부(10) 전체 공간을 대상으로 타설하지 않고 필요한 부분만 타설하는 이점이 있고, 도 4에서 보이는 것처럼, 삽입부(20)를 갖는 빔과 콘크리트 타설부(10)를 형성하는 반원의 관을 조립하기 전에는 상기 관의 둘레부가 개방되어 있으며, 넓은 작업 공간에서 상기 관의 안쪽에 콘크리트 마감판(11)을 삽입 및 용접으로 고정하는 것이 가능하다.

여기서, 마감판(11)의 위치는 캠버가 시작되는 지점부가 바람직하며, 즉, 캠버를 주는 곳에만 콘크리트(30)를 타설하는 것이 가능하다. 따라서, 마감판(11)의 위치는 도면에 도시된 위치로 한정되지는 않는다.

이와 같이 콘크리트 타설부(10)에 콘크리트 마감판(11)을 조립한 후 여기에 삽입부(20)를 형성하는 빔을 조립하는 것으로 조립을 완료한다.

이 조립체를 전술한 것처럼 일측만 캠버를 주고 콘크리트 타설부(10)에 콘크리트를 타설하면 콘크리트(30)는 일측의 개방부에서부터 콘크리트 마감판(11)까지만 타설된다.

도 5는 본 발명에 의한 파일(100)의 설치 상태를 도시(한 것이며, 콘크리트 타설부(10)에서 콘크리트 마감판(11)의 하부에만 콘크리트(30)가 타설되고 콘크리트 마감판(11)의 상부는 콘크리트가 타설되지 않은 빈 공간이다.

따라서, 상대적으로 상측의 (A) 구간은 일반적인 파일 구간이고, 하측의 (B) 구간은 프리플렉스형 파일 구간이고, (B) 구간은 하단부로 가면서 점진적으로 캠버가 크기 때문에 하단부로 가면서 외력에 대항하는 큰 반발력을 발휘하게 된다.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 의한 파일(100)의 다양한 단면과 구조를 도시한 것이며, 도 6과 도 7은 반원형 단면(원형 강관의 절반)의 콘크리트 타설부(10)로서 도 6은 삽입부(20)가 직접 결합되는 것이고 도 7은 별도의 막음판(40)으로 마감된 후 삽입부(20)가 결합되는 것이며, 도 8과 도 9는 각각 사각형 단면{사각형 각관(박스)의 절반}의 콘크리트 타설부(10)로서 도 8은 삽입부(20)가 직접 결합되는 것이고 도 9는 별도의 막음판(40)으로 마감된 후 삽입부(20)가 결합되는 것이다.

콘크리트 마감판(30)이 적용되는 것을 통해 파일(10)은 (A) 구간과 (B) 구간으로 구분되었으며, 여기서 (A) 구간은 의도적으로 하중재하의 영향을 받지 않도록 구성되는 것도 가능하고, 예를 들어, 삽입부(20)의 구간 중에서 (A) 구간 즉 콘크리트 타설부(10)의 콘크리트 마감판(11)에서부터 타측 단부까지와 대응하는 구간에 하나 이상의 스티프너(21)(도 10 참고)를 설치한다.

스티프너(21)는 판의 형태로서 웨브(22)를 중심으로 하여 좌우 양쪽에 각각 하중재하에 대한 반발력을 발휘하는 방향{H 빔의 웨브(22)와 평형한 방향}으로 설치된다.

본 발명에 의한 파일(100)은 서로 다른 형태의 2개의 강부재가 조합된 것이며, 조합된 상태의 크기는 흙막이 가시설에서 통상적으로 사용되는 H 빔, 원형 강관의 크기를 넘지 않는 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 11에서 보이는 것처럼, 본 발명은 부가적으로 긴장재(50)를 이용한 프리스트레스의 조합형도 포함된다.

긴장재(50)는 삽입부(20)를 구성하는 빔부재에 상하 종방향을 따라 배선되면서 상하부가 각각 정착된다

본 발명에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 시공 방법은 다음과 같다.

1. 파일홀 천공.

기중 건축물의 설계를 따라 다수의 파일홀을 천공한다.

2. 파일 설치.

상기 파일홀 안에 일측 캠버형 합성 파일(100)을 삽입 설치한다.

3. 터파기.

일측 캠버형 합성 파일(100) 안의 공간을 터파기한다.

4. 토류판 설치.

일측 캠버형 합성 파일(100)들 사이에 토류판을 설치한다.

본 발명은 흙막이 가시설용 파일로 한정되지 아니하고 캔틸레버형 보도의 빔 등 다양한 용도로 사용 가능하다.

10 : 콘크리트 타설부, 11 : 콘크리트 마감판
20 : 삽입부, 30 : 콘크리트
40 : 막음판, 50 : 긴장재

Claims (6)

1. 길이방향의 양측과 둘레부의 일부분이 개방되는 강관부재에 의해 형성되는 콘크리트 타설부, H 형 또는 I 형 단면으로 이루어지며 상기 강관부재의 개방된 둘레부에 결합되어 상기 콘크리트 타설부의 둘레부를 폐쇄하는 삽입부로 이루어지며 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트가 타설 양생되는 것으로,
   상기 콘크리트 타설부의 내부로서 캠버의 시작부분에 결합되어 캠버를 주는 곳에만 콘크리트가 타설되도록 하는 콘크리트 마감판
   상기 콘크리트 마감판에서부터 타측 단부까지의 콘크리트가 타설되지 않는 구역에 상기 삽입부를 구성하는 빔부재의 웨브를 중심으로 하여 좌우 양측에 각각 웨브와 평행하게 설치되어 하중재하에 대한 반발력을 발휘하는 하나 이상의 스티프너를 포함하는 것을 특징으로 하는 일측 캠버형 합성 파일.
2. 길이방향의 양측과 둘레부의 일부분이 개방되는 강관부재에 의해 형성되는 콘크리트 타설부, 상기 콘크리트 타설부의 둘레부를 폐쇄하는 막음판, 및 H 형 또는 I 형 단면으로 이루어져 상기 막음판에 결합되는 삽입부로 이루어지며 길이방향의 양측 중 일측만 캠버를 준 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트가 타설 양생되는 것으로,
   상기 콘크리트 타설부의 내부로서 캠버의 시작부분에 결합되어 캠버를 주는 곳에만 콘크리트가 타설되도록 하는 콘크리트 마감판
   상기 콘크리트 마감판에서부터 타측 단부까지의 콘크리트가 타설되지 않는 구역에 상기 삽입부를 구성하는 빔부재의 웨브를 중심으로 하여 좌우 양측에 각각 웨브와 평행하게 설치되어 하중재하에 대한 반발력을 발휘하는 하나 이상의 스티프너를 포함하는 것을 특징으로 하는 일측 캠버형 합성 파일.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 의한 일측 캠버형 합성 파일의 제조 방법으로서,
   길이방향의 양측과 둘레부 중 일부분이 개방된 강관부재, 토류판을 삽입하는 공간을 갖는 빔부재를 준비하고, 상기 강관부재의 둘레부에 상기 빔부재를 조립하여 콘크리트 타설부와 삽입부를 갖는 조립체를 제조하는 제1단계와;
   상기 제1단계를 통해 조립된 조립체의 길이방향 양측 중 일측에 하중을 가하여 캠버를 주고 이 상태에서 상기 콘크리트 타설부에 콘크리트를 타설한 후 양생을 거쳐 하중을 제거하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일측 캠버형 합성 파일의 제조 방법.
6. 지중에 파일홀을 천공하는 제1단계와;
   상기 제1단계에 의해 형성한 파일홀 안에 청구항 1 또는 청구항 2에 의한 일측 캠버형 합성 파일을 삽입 설치하는 제2단계와;
   상기 일측 캠버형 합성 파일 안의 공간을 터파기하는 제3단계와;
   상기 일측 캠버형 합성 파일들 사이에 토류판을 설치하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일측 캠버형 합성 파일의 시공 방법.
   

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