KR102237058B1 - 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천 및 해상 구간에 지하수가 많고 토사 및 암반층으로 구성된 지반의 구조물 시공에 적용되는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 관한 것으로서, 수상에서 가시설 물막이 구조로 둘러쌀 차수 영역의 가장자리에 대응하는 상기 하천 및 해상 구간의 지반의 안쪽에 복수의 H형 파일을 암반층의 일정 심도까지 천공 후 근입시키는 단계; 수면 위로 돌출된 상기 복수의 H형 파일의 상부의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재와 복수의 보강재를 설치하는 단계; 상기 복수의 H형 파일의 외측으로 상기 차수 영역의 가장자리에 복수의 차수용 합성파일, 복수의 시트 파일, 및 복수의 강판으로 형성된 가시설 물막이 구조를 상기 암반층까지 근입하여, 상기 복수의 시트 파일이 상기 복수의 H형 파일과 상기 복수의 보강재에 의해 지지되도록 하는 단계; 상기 가시설 물막이 구조의 상기 복수의 시트 파일과 상기 복수의 강판으로 둘러싸인 공간에 토사를 채우는 단계; 상기 가시설 물막이 구조의 공간의 바닥에 차수보강 그라우팅을 위한 천공을 하고 약액을 주입하여 상기 가시설 물막이 구조의 공간의 하부에 채워진 토사에 그라우팅을 시공하는 단계; 상기 복수의 시트 파일로 둘러싸인 상기 차수 영역의 물을 단계적으로 양수하고, 상기 복수의 H형 파일의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재와 복수의 보강재를 설치하는 단계; 상기 가시설 물막이 구조로 둘러싸인 상기 차수 영역의 암반을 일정 깊이로 굴착하고, 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계; 및 상기 차수 영역을 설계 심도까지 굴착을 완료하고, 상기 차수 영역의 암반에 구조물을 시공하는 단계;를 포함한다.

Description

암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법{Construction method of synthetic piles for water barriers in rock layers}

본 발명은 암반층에 견고하게 설치할 수 있으며 차수성이 우수한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 하천 구조물 또는 해상 구조물의 시공을 할 경우 구조물의 주변에 하수나 해수의 유입을 방지할 수 있도록 가시설 물막이를 시공하게 된다.

이러한 가시설 물막이는 주로 시트 파일(sheet pile) 또는 케이슨(caisson)을 이용하여 시공할 수 있다.

시트 파일(강널 말뚝)을 이용하여 강, 호수, 바다 등에서 차수를 위한 가시설 물막이를 설치시, 별도의 가교나 가축도를 설치하거나 아니면 별도의 작업용 바지선을 타고 가시설물을 구축할 필요가 있다.

이를 위해 다양한 기술들이 개발되어 사용되고 있다.

예를 들면, 한국 등록특허 제10-1118737호는 '전면이 개방된 소정의 내부공간을 갖는 본체와, 상기 내부공간에 설치되며 상기 본체가 수중에 가라앉거나 소정 깊이로 수장된 상태를 유지할 수 있도록 부력을 조절할 수 있게 물을 수용할 수 있는 저수공간이 마련되어 있고, 일측과 타측에 각각 상기 저수공간으로 물이 유입 및 배출될 수 있도록 제1, 제2 관통홀이 형성된 부력조절탱크와, 상기 제1, 제2 관통홀을 개폐하도록 상기 부력조절탱크에 설치되는 제1, 제2 개폐밸브를 포함하는 단위 물막이와, 상기 단위 물막이를 인접하는 단위 물막이들과 측방과 상하방향으로 상호 결합시키는 결합수단을 구비하여, 수중에 잠수하지 않고도 조립 및 설치가 가능하여 시공시간을 단축할 수 있으며, 작업 안전성을 높일 수 있는 이점이 있다.'는 것을 개시하고 있다.

이 기술은 가물막이를 수면 위에서 조립하여 가물막이 시공에 제공되게 함으로써 수중 작업에 따른 위험과 작업의 어려움을 최소화할 수 있으나, 조립에 따른 인력 및 시간이 낭비되는 문제가 있고, 특히 조립된 가물막이를 수중으로 이동하기 위해서는 많은 중장비가 투입되므로 이 또한 공사비 증가의 주 요인이 되게 하고 있다.

또한, 한국 등록특허 제10-1983964호는 '소정 길이와 직경을 갖는 양단이 개방된 중공부를 이루며 지반의 토사층 내로 고정하면서 상기 중공부를 통해 암반층을 관통하는 천공홀들을 설치할 수 있게 하는 케이싱과, 상기 케이싱의 전길이에 걸쳐 소정 간격을 이루며 설치된 절단부와, 상기 케이싱에 상응하는 길이를 이루며 양측단부 전 길이에 걸쳐서 인터 록킹부들이 설치되고, 상기 천공홀 마다 상기 케이싱의 중공부를 통해 상기 천공홀 내부로 입설되게 고정하되 상기 인터 록킹부들 상호간의 연결을 위하여 상기 케이싱의 절단부와 일치되는 방향으로 위치 시키는 시트파일들과, 상기 케이싱의 내측에서 상기 절단부 전체를 보호하게 막는 걸림부와 판체부로 이루어져, 상기 절단부를 통하여 연결되는 상기 시트파일의 인터록킹부에 상기 걸림부에 의해 분리가능하게 결합되어 암반 천공시 상기 절단부 측으로 노출되는 상기 인터록킹부의 손상을 방지할 수 있게 한 보호철판을 포함하여, 상기 시트파일들을 원형, 타원형 혹은 다각형 폐곡선 중 어느 하나의 형태의 가물막이를 형성하게 할 수 있어, 가물막이 작업 공수의 최소화로 가물막이 작업의 공기 단축 효과와 아울러 채움재 불사용과 인건비, 작업시간등의 절감으로 제반 공사비용을 대폭적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.'는 것을 개시하고 있다.

그러나 이러한 가시설 물막이 기술은 한 겹의 시트 파일들만으로 차수벽을 형성하기 때문에 시트 파일의 연결부로 물이 침입할 수 있으며 지지할 수 있는 수압이 낮게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 높은 수압을 지지할 수 있고, 물이 내부로 유입되는 것을 확실하게 막을 수 있으며, 동시에 공사의 공기 단축 및 제반 공사 경비를 줄일 수 있는 차수용 합성파일 차수벽체의 시공방법이 요구된다.

특히, 시트 파일들을 암반층에 근입하는 것은 곤란하므로, 바닥이 암반층인 경우에도 안정적으로 차수용 합성파일 차수벽체를 설치할 수 있는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법이 요구되고 있다.

본 발명은 암반층에 차수용 합성파일을 견고하게 설치할 수 있으며, 하수나 해수의 유입을 확실하게 차단할 수 있고, 공기 단축 및 공사 비용을 줄일 수 있는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

하천 및 해상 구간에 지하수가 많고 토사 및 암반층으로 구성된 지반의 구조물 공상에 적용되는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 있어서,

수상에서 가시설 물막이 구조로 둘러쌀 차수 영역의 가장자리에 대응하는 상기 하천 및 해상 구간의 지반의 안쪽에 복수의 H형 파일을 암반층의 일정 심도까지 천공 후 근입시키는 단계;

수면 위로 돌출된 상기 복수의 H형 파일의 상부의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재와 복수의 보강재를 설치하는 단계;

상기 복수의 H형 파일의 외측으로 상기 차수 영역의 가장자리에 복수의 차수용 합성파일, 복수의 시트 파일, 및 복수의 강판으로 형성된 가시설 물막이 구조를 상기 암반층까지 근입하여, 상기 복수의 시트 파일이 상기 복수의 H형 파일과 상기 복수의 보강재에 의해 지지되도록 하는 단계;

상기 가시설 물막이 구조의 상기 복수의 시트 파일과 상기 복수의 강판으로 둘러싸인 공간에 토사를 채우는 단계;

상기 가시설 물막이 구조의 공간의 바닥에 차수보강 그라우팅을 위한 천공을 하고 약액을 주입하여 상기 가시설 물막이 구조의 공간의 하부에 채워진 토사에 그라우팅을 시공하는 단계;

상기 복수의 시트 파일로 둘러싸인 상기 차수 영역의 물을 단계적으로 양수하고, 상기 복수의 H형 파일의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재와 복수의 보강재를 설치하는 단계;

상기 가시설 물막이 구조로 둘러싸인 상기 차수 영역의 암반을 일정 깊이로 굴착하고, 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계; 및

상기 차수 영역을 설계 심도까지 굴착을 완료하고, 상기 차수 영역의 암반에 구조물을 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계는,

상기 복수의 H형 파일의 안쪽 플랜지에 상기 차수 영역의 암반으로부터 일정 높이까지 복수의 차수 패널을 설치하는 단계;

상기 복수의 차수 패널의 배관 소켓에 배수 호스를 설치하는 단계;

상기 가시설 물막이 구조와 상기 복수의 차수 패널 사이에 콘크리트를 타설하는 단계;

상기 배수 호스에 차수 보강 그라우팅 약액을 주입하는 단계; 및

상기 복수의 차수 패널의 전면에서 돌출된 상기 배수 호스를 절단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 보강재는 상기 복수의 지보재 각각에 상기 가시설 물막이 구조의 복수의 시트 파일에 대응하는 간격으로 설치될 수 있다.

또한, 상기 복수의 H형 파일과 상기 가시설 물막이 구조의 복수의 시트 파일 사이에는 홈메움재가 설치될 수 있다.

또한, 상기 가시설 물막이 구조를 설치하는 단계는,

상기 복수의 H형 파일의 외측으로 상기 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 상기 복수의 차수용 합성파일을 박는 단계;

상기 복수의 차수용 합성파일 사이에 상기 복수의 시트 파일을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일의 합성 시트 파일과 연결되도록 하는 단계; 및

상기 복수의 차수용 합성파일의 결합홈 사이에 복수의 강판을 박는 단계;를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의하면, 암반층에 차수용 합성파일로 구성된 가시설 물막이 구조를 설치하는 경우, 암반층에 설계 심도까지 근입된 복수의 H형 파일로 가시설 물막이 구조를 지지하므로, 차수용 합성파일 차수벽체가 견고하게 안정적으로 지지되어 하수나 해수의 유입을 확실하게 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의하면, 가시설 물막이 구조의 하단부를 복수의 배출 호스가 마련된 차수 패널로 차단하고, 가시설 물막이 구조의 하단과 암반층 사이에 차수 보강 그라우팅을 시행하므로, 가시설 물막이 구조의 하단과 암반층 사이로 하천이나 바다의 바닥의 토사층의 지하수가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법은, 차수용 합성파일과 시트 파일을 별도의 공장에서 제작한 후, 현장으로 운반하여 항타하여 설치하므로, 공사 기간이 길고 비용이 많이 드는 수중 작업을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법은 공기를 단축할 수 있고, 제반 공사 경비를 줄일 수 있다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법을 나타내는 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 사용되는 가시설 물막이 구조를 나타내는 부분 사시도;
도 8은 도 7의 가시설 물막이 구조에 사용되는 차수용 합성파일을 나타내는 평면도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의해 설치된 차수용 합성파일 차수벽체를 나타내는 부분 사시도;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의해 설치된 차수용 합성파일 차수벽체를 나타내는 부분 평면도;
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에서 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계를 설명하기 위한 도면;
도 12는 지하수 유도 차수 패널을 설치할 때, 유도 배수관이 설치된 상태를 나타내는 부분 단면도;이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 발명은 하천 및 해상 구간에 지하수가 많고 토사 및 암반층으로 구성된 지반의 구조물 공상에 적용되는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 관한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법을 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 사용되는 가시설 물막이 구조를 나타내는 부분 사시도이고, 도 8은 도 7의 가시설 물막이 구조에 사용되는 차수용 합성파일을 나타내는 평면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의해 설치된 차수용 합성파일 차수벽체를 나타내는 부분 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의해 설치된 차수용 합성파일 차수벽체를 나타내는 부분 평면도이다. 참고로, 도 9는 도시의 편의를 위해 암반층에 설치된 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체의 하부 일부만을 도시한 것이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 차수 영역의 가장자리에 복수의 H형 파일(60)을 근입시킨다. 복수의 H형 파일(10)은 후술하는 가시설 물막이 구조를 지지하는 지지 기둥으로 사용될 수 있다.

구체적으로, 수상(H)에서 가시설 물막이 구조로 둘러쌀 차수 영역의 가장자리에 대응하는 하천 또는 해상 구간의 지반(2)의 안쪽에 복수의 H형 파일(60)을 암반층(4)의 일정 심도까지 천공 후 근입시킨다. 즉, 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 복수의 천공을 형성한 후, 복수의 천공에 H형 파일(10)을 항타하여 일정 심도까지 근입시킨다. 복수의 H형 파일(10)은 하천 바닥 또는 해저의 토사층(3)을 관통하여 암반층(4)에 설계 심도까지 근입되도록 박는다. 이때, 복수의 H형 파일(10)의 상부는 수면(H) 위로 일정 길이 돌출된다.

복수의 H형 파일(10)을 박는 작업은 작업용 바지선(100)에 실린 일반적인 천공기(110), 항타기(120), 햄머 등을 사용하여 수행할 수 있다. 후술하는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법은 모두 하천이나 해상에 띄운 작업용 바지선(100)을 이용하여 수행될 수 있다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 수면 위로 돌출된 복수의 H형 파일(10)의 상부의 안쪽 플랜지(11)(도 10 참조)에 복수의 지보재(20)와 복수의 보강재(22)를 설치한다.

구체적으로, 수면(H) 위로 돌출된 복수의 H형 파일(10)의 안쪽 플랜지(11)에 지보재(20)를 설치한다. 지보재(20)는 지반(2)에 근입된 복수의 H형 파일(10)에 수직하도록 플랜지(11)에 용접으로 고정될 수 있다. 지보재(20)는 수면(H)에 평행하게 설치될 수 있다.

예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 지보재(20)는 3개의 H형 파일(10)에 대해 대략 직각을 이루도록 설치될 수 있다. 여기서, 복수의 H형 파일(10)의 안쪽 플랜지(11)는 차수 영역의 내부를 마주하는 H형 파일(10)의 플랜지를 말한다.

지보재(20)는 H형 파일로 형성될 수 있다. 지보재(20)를 H형 파일로 형성하는 경우에는, 지보재(20)인 H형 파일의 플랜지가 수면(H) 위로 돌출된 복수의 H형 파일(10)의 안쪽 플랜지(11)에 접하도록 한 후, 용접하여 고정할 수 있다.

이러한 지보재(20)는 차수 영역의 전둘레를 따라 근입된 복수의 H형 파일(10)을 고정할 수 있도록 복수 개가 설치될 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 한 개의 지보재(20)는 복수의 보강재(22)를 포함할 수 있다. 지보재(20)의 일 측면에 복수의 보강재(22)가 일정 간격으로 설치될 수 있다. 복수의 보강재(22)는 지보재(20)의 일측면에 수직하게 용접으로 고정될 수 있다.

예를 들면, 지보재(20)를 H형 파일로 형성하는 경우에는, 복수의 보강재(22)는 지보재인 H형 파일(20)의 플랜지에 설치된다. 복수의 보강재(22)는 지반(2)에 근입된 복수의 H형 파일(10)의 사이에 위치하도록 지보재(20)에 설치될 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 보강재(22)는 후술하는 가시설 물막이 구조(1)의 복수의 시트 파일(40)에 대응하는 간격으로 설치될 수 있다. 즉, 복수의 보강재(22)는 가시설 물막이 구조(1)의 시트 파일(40)을 지지하도록 지보재(20)에 설치될 수 있다.

복수의 보강재(22)는 L-형강으로 형성할 수 있다. 이때, L-형강이 시트 파일(40)의 중앙부(41)를 지지할 수 있도록, 도 10에 도시된 바와 같이 2개의 L-형강(22)이 일정 간격 이격되어 지보재(20)에 설치될 수 있다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 H형 파일(10)의 외측으로 차수 영역의 가장자리에 가시설 물막이 구조(1)를 설치한다.

구체적으로, 차수 영역의 가장자리에 근입된 복수의 H형 파일(10)의 외측으로 차수 영역의 가장자리에 복수의 차수용 합성파일(30), 복수의 시트 파일(40), 및 복수의 강판(50)으로 형성된 가시설 물막이 구조(1)를 암반층(4)까지 근입하여, 복수의 시트 파일(40)이 복수의 H형 파일(10)과 복수의 보강재(22)에 의해 지지되도록 한다.

복수의 차수용 합성파일(30), 복수의 시트 파일(40), 및 복수의 강판(50)으로 구성된 가시설 물막이 구조(1)는 다음과 같이 차수 영역에 설치할 수 있다.

먼저, 차수 영역의 가장자리의 안쪽으로 암반층(4)에 설계 심도로 근입된 복수의 H형 파일(10)의 외측으로 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 복수의 차수용 합성파일(30)을 박는다. 복수의 차수용 합성파일(30)은 지반(2)에 설치된 복수의 H형 파일(10)에서 일정 거리 이격되도록 설치될 수 있다. 이때, 차수용 합성파일(30)은 합성 시트 파일(32)이 차수 영역, 즉 H형 파일(10)을 마주하도록 설치될 수 있다. 또한, 차수용 합성파일(30)은 일반적인 항타기(120)와 햄머를 사용하여 박을 수 있다.

도 8을 참조하면, 차수용 합성파일(30)은 합성 H형 파일(31), 합성 시트 파일(32), 및 한 쌍의 안내판(34)으로 형성된다.

구체적으로, 합성 시트 파일(32)의 중간부(32a)에 합성 H형 파일(31)의 제1플랜지(31a)가 고정되며, 한 쌍의 안내판(30)은 합성 H형 파일(31)의 웨브(31c)의 양 측면에 제2플랜지(31b)에 인접하도록 설치된다. 따라서, 합성 H형 파일(31)의 제2플랜지(31b)와 한 쌍의 안내판(34) 사이에는 강판(50)이 삽입되는 한 쌍의 결합홈(36)이 형성된다. 한 쌍의 안내판(34)에는 지수제가 수용되는 적어도 한 개의 수용홈(35)이 마련될 수 있다.

합성 시트 파일(32)은 철판과 같은 금속재료를 절곡하여 형성된다. 시트 파일(32)은 양팔이 벌어진 대략 'ㄷ'자 형상으로 형성되며, 중앙부(32a)와 중앙부(32a)의 양 측단에서 연장되는 한 쌍의 경사부(32b)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 경사부(32b)는 중앙부(32a)의 양측으로부터 외측을 향하여 경사지게 절곡된다. 합성 시트 파일(32)의 중앙부(32a)와 경사부(32b)는 둔각을 이루도록 형성될 수 있다. 합성 시트 파일(32)은 복수의 시트 파일(40)과 동일하게 형성될 수 있다.

경사부(32b)의 선단에는 끼움부(32c)가 마련된다. 끼움부(32c)는 경사부(32b)의 일단을 원호 형상으로 절곡하여 후크(hook) 형상으로 형성할 수 있다. 끼움부(32c)는 합성 시트 파일(32)을 시트 파일(40)에 연결하기 위해 사용될 수 있다.

복수의 시트 파일(40) 각각은 합성 시트 파일(32)과 동일하게 철판과 같은 금속재료를 절곡하여 형성된다. 따라서, 복수의 시트 파일(40)은 중간부(41), 한 쌍의 경사부(42), 및 한 쌍의 끼움부(43)를 포함할 수 있다. 복수의 시트 파일(40)은 합성 시트 파일(32)과 동일하게 형성되므로 상세한 설명은 생략한다.

복수의 시트 파일(40)은 2개의 차수용 합성파일(30) 사이에 설치되어 일 측벽을 형성한다. 복수의 시트 파일(40)은 끼움부(43)를 연결하여 서로 결합될 수 있다.

이러한 구조의 차수용 합성파일(30)과 시트 파일(40)은 별도의 공장에서 제작되어 가시설 물막이 구조(1)를 설치할 현장으로 운반될 수 있다.

차수용 합성파일(30)은 토사층(3)의 거의 끝까지 즉, 암반층(4)에 인접하거나 접촉하는 깊이까지 근입한다. 즉, 차수용 합성파일(30)의 합성 시트 파일(32)의 하단과 합성 H형 파일(31)의 하단이 암반층(4)에 인접하거나 접촉하도록 근입시킨다.

다음으로, 복수의 차수용 합성파일(30) 사이에 복수의 시트 파일(40)을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일(30)의 합성 시트 파일(32)과 연결되도록 한다.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 설치된 제1 차수용 합성파일(30)의 합성 시트 파일(32)의 일측에 시트 파일(40)을 설치한다.

이때, 시트 파일(40)은 도 10에 도시된 바와 같이 중앙부(41)가 H형 파일(10) 또는 보강재(22)에 의해 지지되도록 설치한다. 만일, 가시설 물막이 구조(1)의 시트 파일(40)의 중앙부(41)가 H형 파일(10)에 의해 지지되지 않는 경우에는, 즉 시트 파일(40)의 중앙부(41)와 H형 파일(10)의 플랜지(11) 사이에 간격이 있는 경우에는, 도 10에 도시된 바와 같이 시트 파일(40)의 중앙부(41)와 H형 파일(40)의 플랜지(41) 사이에 홈 메움재(25)를 설치한다. 이와 같이 홈메움재(25)를 사용하면, 가시설 물막이 구조(1)와 지보재(20) 사이의 간격을 넓게 하여 콘크리트가 타설되는 공간을 크게 할 수 있으므로 가시설 물막이 구조(1)를 더 안정적으로 지지할 수 있다.

시트 파일(40)은 차수용 합성파일(30)의 합성 시트 파일(32)의 끼움부(32c)에 시트 파일(40)의 끼움부(43)가 삽입되도록 시트 파일(40)을 항타하여 박는다.

2개의 시트 파일(40)의 끼움부(43)가 서로 결합되도록 복수의 시트 파일(40)을 연속해서 설치하여, 마지막 시트 파일(40)의 끼움부(43)가 제2 차수용 합성파일(30)의 시트 파일(32)의 끼움부(32c)와 결합되도록 시트 파일(40)을 박는다. 그러면, 도 7과 같은 상태가 된다.

참고로, 도 7은 인접한 2개의 차수용 합성파일(30)의 합성 시트 파일(32)의 사이에 5개의 개별 시트 파일(40)이 설치된 상태를 나타낸다. 이때, 복수의 시트 파일(40)은 차수 영역의 내부에 설치된 복수의 H형 파일(10)을 마주할 수 있다.

일 예로서, 도 7에서는 인접한 2개의 차수용 합성파일(30)의 합성 시트 파일(32) 사이에 5개의 시트 파일(40)이 설치되어 있으나, 2개의 차수용 합성파일(30) 사이에 설치되는 시트 파일(40)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 인접한 2개의 차수용 합성파일(30)의 사이에 설치되는 시트 파일(40)의 개수는 차수용 합성파일(30) 사이의 거리에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

또한, 2개의 시트 파일(40)이 결합되는 끼움부(43)에는 수팽창성 지수재를 도포하여, 2개의 시트 파일(40)이 결합되는 끼움부(43) 사이로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

끝으로, 인접한 2개의 차수용 합성파일(30)의 합성 H형 파일(31) 사이에 강판(50)을 설치한다. 구체적으로, 강판(50)의 일 측단이 합성 H형 파일(31)의 결합홈(36)에 삽입되도록 강판(50)을 항타하여 박는다. 강판(50)은 직사각형의 평판으로 형성될 수 있다.

차수용 합성파일(30)의 결합홈(36)에 강판(50)을 박으면, 안내판(34)의 수용홈(35)에 수용된 수팽창성 지수재에 의해 안내판(34)과 강판(50) 사이의 틈이 채워지므로 물이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

이와 같이 인접한 2개의 차수용 합성파일(30)의 결합홈(36)에 강판(50)을 항타하여 박으면, 도 7에 도시된 바와 같은 상태가 된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 합성 H형 파일(31)의 제1플랜지(31a) 쪽에는 복수의 시트 파일(40)이 연속해서 설치되고, 합성 H형 파일(31)의 제2플랜지(31b) 쪽에는 복수의 강판(50)이 설치된다. 따라서, 복수의 시트 파일(40)과 강판(50)은 이격되어 있어, 그 사이에 공간(S)이 형성된다.

다음으로, 가시설 물막이 구조(1)의 복수의 차수용 합성파일(30), 복수의 시트 파일(40), 및 복수의 강판(50)으로 둘러싸인 공간(S)에 토사(55)를 채운다. 이를 위해, 먼저 가시설 물막이 구조(1)의 공간에 수용되어 있는 물을 양수하여 제거한 다음, 공간(S)에 토사(55)를 채워 넣는다.

그러면, 복수의 시트 파일(40), 토사(55), 및 복수의 강판(50)이 3 중벽을 형성하게 되므로, 수압을 안정적으로 지지할 수 있으며, 물이 차수 영역으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

가시설 물막이 구조(1)의 설치가 완료되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 가시설 물막이 구조(1)의 토사(55)가 채워진 공간의 바닥에 차수보강 그라우팅을 수행한다.

구체적으로, 가시설 물막이 구조(1)의 바닥에 일정 깊이로 천공을 하고 천공에 그라우팅 약액을 주입하여 가시설 물막이 구조(1)의 공간의 하부에 채워진 토사(55)에 그라우팅(7)을 시공한다. 그라우팅 약액은 바지선(100)에 위치한 주입 펌프(130)를 이용하여 주입할 수 있다. 이와 같이 가시설 물막이 구조(1)의 바닥에 채워진 토사(55)에 그라우팅(7)을 수행하면, 가시설 물막이 구조(1)의 하단과 암반(4) 사이로 물이 침입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 가시설 물막이 구조(1)로 둘러싸인 차수 영역 내부의 물을 단계적으로 양수하면서, 복수의 H형 파일(10)의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재(20)와 복수의 보강재(22)를 순차적으로 설치한다.

구체적으로, 가시설 물막이 구조(1)와 복수의 H형 파일(10)로 둘러싸인 차수 영역의 물을 2번째 지보재(20)를 설치할 정도의 깊이까지 양수한 후, 2번째 지보재(20)를 설치한다. 이때, 지보재(20)는 차수 영역에 작업용 배(101)를 띄워 설치할 수 있다.

2번째 지보재(20)의 설치가 완료되면, 3번째 지보재(20)를 설치할 정도의 깊이까지 차수 영역의 물을 양수한 후, 3번째 지보재(20)를 설치한다. 차수 영역의 암반(4)이 노출될 때까지 양수작업과 지보재 설치작업을 반복한다.

마지막 지보재(20)의 설치와 양수작업이 완료되면, 가시설 물막이 구조(1)로 둘러싸인 차수 영역의 암반(4)을 일정 깊이로 굴착하고, 지하수 유도 차수 패널을 설치한다.

이하, 도 11a 내지 도 11f 및 도 12를 참조하여 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에서 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 지하수 유도 차수 패널을 설치할 때, 유도 배수관이 설치된 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 가시설 물막이 구조(1)로 둘러싸인 차수 영역의 암반(4)을 일정 깊이로 굴착한다.

구체적으로, 가시설 물막이 구조(1)의 하단, 즉 차수용 합성파일(30)의 하단과 복수의 시트 파일(40)의 하단이 위치한 암반(4)의 부분은 그대로 유지하고, 가시설 물막이 구조(1)를 지지하는 복수의 H형 파일(10)을 경계로 암반(4)을 일정 깊이로 굴착한다. 그러면, 도 10a에 도시된 바와 같이, 가시설 물막이 구조(1)가 설치된 암반(4)의 상면과 복수의 H형 파일(10)의 근입된 암반 사이에는 일정 높이의 단차(5)가 형성된다. 일 예로, 암반(4)은 대략 50cm 정도 굴착할 수 있다.

다음으로, 도 11b에 도시된 바와 같이, 복수의 H형 파일(10)의 안쪽 플랜지(11)에 굴착된 차수 영역의 암반(5)으로부터 일정 높이까지 복수의 차수 패널(60)을 설치한다.

복수의 차수 패널(60)은 직사각형의 강판으로 형성될 수 있다. 복수의 차수 패널(60)은 복수의 H형 파일(10)의 전면에 용접으로 고정된다. 복수의 차수 패널(60)은 가시설 물막이 구조(1)가 설치된 암반(4)의 상면보다 약 1m 정도 높이까지 설치될 수 있다.

복수의 차수 패널(60) 각각에는 차수 패널(60)을 관통하는 복수의 배관 소켓(61)이 마련된다. 배관 소켓(61)은 배수 호스(70)가 삽입되어 고정될 수 있도록 형성된다.

이어서, 도 11c에 도시된 바와 같이, 복수의 차수 패널(60)의 복수의 배관 소켓(61)에 배수 호스(70)를 설치한다. 구체적으로, 배수 호스(70)를 배관 소켓(61)에 삽입하여, 배수 호스(70)의 일단은 차수 패널(60)의 외부로 일정 길이 돌출되고, 타단은 차수 패널(60)의 후면으로 일정 길이 돌출하도록 설치한다. 이와 같이, 복수의 차수 패널(60)에 복수의 배수 호스(70)를 설치하면, 차수 패널(60)의 뒤로 유입된 물을 배수 호스(70)를 통해 배출할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 하부의 차수 패널(60)에 설치된 배수 호스(70)는 일단이 암반층(4)의 상면에 설치된 가시설 물막이 구조(1)의 하단, 즉 시트 파일(40)의 하단에 인접하도록 설치될 수 있다. 그러면, 가시설 물막이 구조(1)의 하단과 암반층(4) 사이로 유입된 유입수를 배수 호스(70)를 통해 배출할 수 있다.

다음으로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 복수의 차수 패널(60)의 후면, 즉 가시설 물막이 구조(1)와 복수의 차수 패널(60) 사이에 콘크리트(80)를 타설한다.

이어서, 도 11e에 도시된 바와 같이, 복수의 차수 패널(60)에 설치된 복수의 배수 호스(70)에 차수 보강 그라우팅 약액을 주입한다. 복수의 배수 호스(70)에 차수 보강 그라우팅 약액을 주입하면, 도 12에 도시된 바와 같이 가시설 물막이 구조(1)의 하단과 암반층(4)의 상면 사이에 차수 보강 그라우팅이 형성되어, 가시설 물막이 구조(1)의 하단과 암반층(4) 상면 사이로 물이 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

다음으로, 도 11f에 도시된 바와 같이, 복수의 차수 패널(60)의 전면에서 돌출된 복수의 배수 호스(70)를 절단한다. 이때, 복수의 배수 호스(70)에는 차수 보강 그라우팅이 주입되어 있으므로, 배수 호스(70)를 통해 물이 유출되지 않는다.

끝으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 차수 영역을 설계 심도까지 굴착을 완료하고, 차수 영역의 암반에 구조물(150)을 시공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의하면, 암반층(4)에 차수용 합성파일(30)로 구성된 가시설 물막이 구조(1)를 설치하는 경우, 암반층(4)에 설계 심도까지 근입된 복수의 H형 파일(10)로 가시설 물막이 구조(1)를 지지하므로, 차수용 합성파일 차수벽체가 견고하게 안정적으로 지지되어 차수 영역 주변의 하수나 해수가 차수 영역으로 유입되는 것을 확실하게 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 의하면, 가시설 물막이 구조(1)의 하단부를 복수의 배수 호스(70)가 마련된 차수 패널(60)로 차단하고, 가시설 물막이 구조(1)의 하단과 암반층(4) 사이에 차수 보강 그라우팅을 형성하므로, 가시설 물막이 구조(1)의 하단과 암반층(4) 사이로 하천의 바닥이나 해저의 토사층의 지하수가 차수 영역으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법은 차수용 합성파일(30)과 시트 파일(40)을 별도의 공장에서 제작한 후, 현장으로 운반하여 항타하여 설치하므로, 공사 기간이 길고 비용이 많이 드는 수중 작업을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법은 공기를 단축할 수 있고, 제반 공사 경비를 줄일 수 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명은 다양하게 수정되거나 변형될 수 있다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 가시설 물막이 구조 4; 암반층
10; H형 파일 20; 지보재
22; 보강재 25; 홈메움재
30; 차수용 합성파일 31; 합성 H형 파일
32; 합성 시트 파일 40; 시트 파일
50; 강판 60; 차수 강판
61; 배관 소켓 70; 배수 호스
80; 콘크리트 100; 바지선

Claims (5)

1. 하천 및 해상 구간에 지하수가 많고 토사 및 암반층으로 구성된 지반의 구조물 시공에 적용되는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법에 있어서,
   수상에서 가시설 물막이 구조로 둘러쌀 차수 영역의 가장자리에 대응하는 상기 하천 및 해상 구간의 지반의 안쪽에 복수의 H형 파일을 암반층의 일정 심도까지 천공 후 근입시키는 단계;
   수면 위로 돌출된 상기 복수의 H형 파일의 상부의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재와 복수의 보강재를 설치하는 단계;
   상기 복수의 H형 파일의 외측으로 상기 차수 영역의 가장자리에 복수의 차수용 합성파일, 복수의 시트 파일, 및 복수의 강판으로 형성된 가시설 물막이 구조를 상기 암반층까지 근입하여, 상기 복수의 시트 파일이 상기 복수의 H형 파일과 상기 복수의 보강재에 의해 지지되도록 하는 단계;
   상기 가시설 물막이 구조의 상기 복수의 시트 파일과 상기 복수의 강판으로 둘러싸인 공간에 토사를 채우는 단계;
   상기 가시설 물막이 구조의 공간의 바닥에 차수보강 그라우팅을 위한 천공을 하고 약액을 주입하여 상기 가시설 물막이 구조의 공간의 하부에 채워진 토사에 그라우팅을 시공하는 단계;
   상기 복수의 시트 파일로 둘러싸인 상기 차수 영역의 물을 단계적으로 양수하고, 상기 복수의 H형 파일의 안쪽 플랜지에 복수의 지보재와 복수의 보강재를 설치하는 단계;
   상기 가시설 물막이 구조로 둘러싸인 상기 차수 영역의 암반을 일정 깊이로 굴착하고, 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계; 및
   상기 차수 영역을 설계 심도까지 굴착을 완료하고, 상기 차수 영역의 암반에 구조물을 시공하는 단계;를 포함하며,
   상기 지하수 유도 차수 패널을 설치하는 단계는,
   상기 복수의 H형 파일의 안쪽 플랜지에 상기 차수 영역의 암반으로부터 일정 높이까지 직사각형의 강판으로 형성된 복수의 차수 패널을 설치하는 단계;
   상기 복수의 차수 패널의 배관 소켓에 배수 호스를 설치하는 단계;
   상기 가시설 물막이 구조와 상기 복수의 차수 패널 사이에 콘크리트를 타설하는 단계;
   상기 배수 호스에 차수 보강 그라우팅 약액을 주입하는 단계; 및
   상기 복수의 차수 패널의 전면에서 돌출된 상기 배수 호스를 절단하는 단계;를 포함하며,
   상기 복수의 차수 패널의 배관 소켓에 배수 호스를 설치하는 단계에서는,
   상기 복수의 차수 패널 각각은 복수의 배관 소켓을 포함하며, 상기 복수의 배관 소켓에 설치된 복수의 배수 호스 중 일부는 상기 배수 호스의 일단이 상기 암반에 설치된 상기 가시설 물막이 구조의 하단에 인접하도록 설치되어 상기 가시설 물막이 구조의 하단과 상기 암반 사이로 유입된 유입수를 배수 호스를 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 보강재는 상기 복수의 지보재 각각에 상기 가시설 물막이 구조의 복수의 시트 파일에 대응하는 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 H형 파일과 상기 가시설 물막이 구조의 복수의 시트 파일 사이에는 홈메움재가 설치되는 것을 특징으로 하는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 가시설 물막이 구조를 설치하는 단계는,
   상기 복수의 H형 파일의 외측으로 상기 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 상기 복수의 차수용 합성파일을 박는 단계;
   상기 복수의 차수용 합성파일 사이에 상기 복수의 시트 파일을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일의 합성 시트 파일과 연결되도록 하는 단계; 및
   상기 복수의 차수용 합성파일의 결합홈 사이에 복수의 강판을 박는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 암반층 차수용 합성파일 차수벽체 시공방법.
   

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