KR102240488B1 - 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법 - Google Patents

지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법 Download PDF

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Abstract

인접한 선행 지중연속벽과 후행 지중연속벽 사이에 연결부위 지중연속벽을 연결 시공함에 있어 지중연속벽들의 철근망이 겹침철근으로 세팅되도록 시공하여 지중연속벽의 구조적 일체성을 확보할 수 있어 지중연속벽의 내진설계에 효과적인 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법이 개시된다.

Description

지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법{CONNECTING BOX FOR UNDERGROUND CONTINUOUS WALL AND CONSTRUCTION METHOD USING THEM SAME}
본 발명은 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 인접한 선행 지중연속벽과 후행 지중연속벽 사이에 연결부위 지중연속벽을 연결 시공함에 있어 지중연속벽들의 철근망이 겹침철근으로 세팅되도록 시공하여 지중연속벽의 구조적 일체성을 확보할 수 있어 지중연속벽의 내진설계에 효과적인 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법에 관한 것이다.
종래 지중연속벽은 지하수의 유입을 차단, 토사 굴착에 알맞게 고안된 버킷 또는 트렌치 커터를 설계된 소정의 깊이만큼 지반을 트렌치 굴착한 후, 굴착된 토량에 비례하여, 안정액을 공급하여 트렌치 굴착면이 붕괴하는 것을 막아주고, 철근망을 트렌치 내부에 근입하고, 콘크리트를 타설하는 작업을 반복함으로써, 지중에 연속된 철근콘크리트벽을 형성시키는 방식으로 시공되는 공법이다.
도 1a는 종래 지중연속벽의 시공예시도를 도시한 것이다.
즉, 일정한 길이의 제1 지하연속벽(W1)을 시공하고, 연결부위(22)만큼 이격시켜 제2 지하연속벽(W2)를 시공하고, 상기 연결부위(22)를 굴착기(버킷 또는 트렌치 커터)로 굴착한 후, 안정액을 주입하여 연결부위에 제1 지하연속벽(W1)과 제2 지하연속벽(W2)을 연결시켜 일체화시키는 연결부위 지하연속벽(W3)을 시공하는 방식으로 시공하고 있음을 알 수 있다.
하지만 최근 “건축물 내진설계기준(KSD 41 17 00)”에 의하면, 지중연속벽의 경우 통상 지중연속벽의 전면 및 배면에 수직방향으로 작용하는 토압에 대한 휨 거동에 대한 설계에서 면내 휨, 즉 지중연속벽의 연장방향(종방향)으로 작용하는 휨 모멘트에 대해서도 안전적으로 거동할 수 있는 지중연속벽의 시공이 이루어져야 하는 문제가 발생하게 되었다.
즉, 종래 지중연속벽은 서로 이격시켜 시공된 지하연속벽을 연결부위 지하연속벽으로 연속화 및 일체화 시공하게 되는데 먼저 시공된 지하연속벽과, 후 시공된 지하연속벽 연결부위에 있어 서로 인접한 지하연속벽 연결부위를 어떻게 시공해야 “건축물 내진설계기준(KSD 41 17 00)”을 충족시킬 것인가가 매우 중요한 문제로 대두되었다.
도 1b는 종래 지중연속벽의 연속 시공 예시도를 도시한 것이다.
즉, 종래 인접한 지중연속벽의 연속화 및 일체화는 선행 지중연속벽(1)의 단부마감판(3)으로부터 인출된 단부수평근(5: 5a,5b)과 후행 지중연속벽(2)의 단부수평근(8)과 보강철근(11)을 연결부위 트렌치에서 서로 겹치도록 세팅 시킨 후, 후행 지중연속벽(2)용 콘크리트를 타설하여 결국 철근연결에 의한 인접한 지중연속벽을 연속 시공하고 있음을 알 수 있다.
이에 단부수평근(8)과 보강철근(11)을 서로 겹쳐지도록 시공함에 따른 지중연속벽의 종방향 일체성을 확보할 수 있기는 하지만, 시공상, 선행 지중연속벽(1)의 단부마감판(3)들에 의하여 철근이 연결부위에 노출되도록 한 상태에서, 연결부위의 트렌치 굴착이 이루어지고, 연결부위 트렌치에 안정액을 주입하고, 노출된 선행 지중연속벽(1)의 철근에 후행 지중연속벽(2)의 단부마감판(3)에 의한 철근이 서로 겹쳐지도록 시공해야 함에 따른 철근간의 시공간섭이 많이 발생하여 시공성과 작업성이 저하되는 한계가 있게 된다.
도 1c는 종래 죠인트박스를 이용한 지중연속벽의 연속 시공 예시도를 도시한 것이다.
상기 죠인트박스는 선행 지중연속벽용 철근망(21)의 단부가 관통되도록 죠인트박스(4)를 일체로 형성시켜 놓은 상태에서, 선행 지중연속벽용 콘크리트(23)를 타설하여 상기 죠인트박스(4) 내부로는 상기 선행 지중연속벽용 콘크리트(23)가 배제되도록 한 상태에서, 양생되면, 죠인트박스(4)의 연결측면에 상부로 인발이 가능하며, 양 측면에 태프론(8)이 일체로 형성된 단부마감판(22)에 의하여 죠인트박스(4)가 개구될 수 있도록 함을 알 수 있다.
즉, 죠인트박스(4)에 설치되는 단부마감판(22)에 의하여 지중연속벽용 철근망(21)의 단부 노출을 피할 수 있도록 함으로서, 지중연속벽 연속시공에 있어 철근 노출에 의한 시공성 저하를 방지하고 있음을 알 수 있다.
이로서 죠인트박스(4) 내부에 노출된 철근은 연속 시공되는 지중연속벽의 철근과 서로 겹쳐지도록 하여 콘크리트가 타설됨으로서 인접한 지중연속벽의 구조적 일체성을 확보할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
하지만 이러한 죠인트박스(4)는 단부마감판(22)을 제외하고는 지중에 매립되어 희생되기 때문에 효율성과 경제성을 확보하기 어렵고, 철근망(21)의 단부가 죠인트박스(4)에 관통되도록 해야 하기 때문에 제작도 복잡할 수 밖에 없으며, 과도한 시공하중이 작용하거나, 겹침철근의 정착길이를 충분히 확보(정착장 확보)하기 위해서는 죠인트박스(4)의 크기도 커짐에 따른 변형등의 문제가 발생할 수 있다는 한계가 있었다.
대한민국 특허 제10-1216716호(발명의 명칭: 지중연속벽 및 이의 시공방법, 공개일자: 2012년05월11일) 대한민국 특허 제10-1037774호(발명의 명칭: 지하연속벽 시공을 위한 연결구조체 및 이를 이용한 지하연속벽 시공방법, 공개일자: 2010년03월25일) 일본국 특허 제264929호(발명의 명칭: 지하연속벽으 접합구조, 공개일자: 1993년01월26일) 일본국 특허 제254079호(발명의 명칭: 연속지중벽구축용 죠인트박스, 공개일자: 1993년07월30일)
이에 본 발명은 지중연속벽의 내진 설계에서 인접한 지중연속벽의 선행 연속벽과 후행 연속벽의 연결부위(S) 시공에 있어 내부중공 연결박스체를 이용하되, 상기 내부중공 연결박스체에 의하여 확보되는 내부중공에서 서로 겹쳐지는 겹침철근들의 정착장을 충분히 확보하기 위한 여유장(내부중공 연결박스체의 연장길이)을 안전하게 확보할 수 있도록 하면서, 조립과 설치가 용이하여 시공 효율성을 증진시키되, 내진설계 기준에 적합한 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 사용된 내부중공 연결박스체는 선행 연속벽 시공 이후 모두 인발되어 재사용이 가능하도록 하여 경제성을 확보하면서 지중연속벽의 연속화 시공이 가능한 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 내부중공 연결박스체를 선행 연속벽 시공 시 먼저 안정액에 매립되도록 한 상태에서, 철근망이 내부중공 연결박스체 내부로 하강 삽입되도록 설치할 수 있어 철근망과 내부중공 연결박스체 시공공정을 분리할 수 있기 때문에 시공성과 작업성을 확보할 수 있는 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 철근망이 내부중공 연결박스체 내부로 하강 삽입되도록 설치함에도 선행 연속벽 시공을 위한 콘크리트를 타설 시, 내부중공 연결박스체 내부에는 콘크리트가 유입되지 않도록 할 수 있어 내부중공 연결박스체의 전체 인발이 가능하여 경제성을 확보하면서 지중연속벽 연속화 시공이 가능한 지중연속벽용 연결박스체 및 이를 이용한 지중연속벽 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
이에 상기 과제를 달성하기 위한 지중연속벽용 연결박스체는, 일측면은 서로 이격된 개구단부로 형성된 개구부(D2)와 상기 개구부(D2) 반대쪽에 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 접하도록 설치되는 타측면(D1)을 포함하며, 상기 트렌치(T1,T2)에 주입되는 안정액이 내부에 주입되는 중공박스형 몸통부; 및 상기 개구부(D2)가 폐색되도록 이격된 개구단부 일측면에 설치되어 지중연속벽 철근망의 단부철근은 하방으로 관통하고, 트렌치(T1,T2)에 주입된 안정액은 통과하지만 골재를 포함하는 콘크리트(C)는 통과하지 못하도록 하는 콘크리트 마감부;를 포함하며, 상기 개구부(D2)를 폐색시킬 수 있도록 중공박스형 몸통부의 타측면(D1)으로부터 개구부(D2) 쪽으로 연장 형성되는 내부지지판에 배면이 지지되도록 설치되는 수직판으로서, 브러쉬를 포함하는 콘크리트 마감부가 양 측면에 형성되어, 개구단부에 형성된 콘크리트 마감부가 서로 겹쳐지도록 세팅되어 안정액은 통과하지만 콘크리트(C)가 통과하지 못하도록 하는 리프팅판을 포함하도록 하게 된다.
이에 상기 과제를 달성하기 위한 지중연속벽용 연결박스체를 이용한 지중연속벽 시공방법은 (a) 상기 지중연속벽용 연결박스체(100)의 타측면(D1)이 선행 및 후행 지중연속벽의 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 접하도록 안정액에 지중연속벽용 연결박스체를 먼저 매입시키는 단계; (b) 상기 트렌치(T1,T2) 내부에 먼저 매입된 지중연속벽용 연결박스체의 개구부(D2)를 이용하여 형성된 콘크리트 마감부를 하강 관통하도록 선행 및 후행 지중연속벽의 지중연속벽 철근망의 단부철근이 지중연속벽용 연결박스체 내부로 연장되도록 설치하는 단계; 및 (c) 콘크리트(C)를 트렌치(T1,T2)의 하부로부터 콘크리트(C)를 타설하면서, 트렌치(T1,T2)로부터 안정액은 배출시켜 선행 및 후행 지중연속벽을 시공하되, 콘크리트(C)는 지중연속벽용 연결박스체에 설치된 콘크리트 마감부에 의하여 지중연속벽용 연결박스체 내부로는 타설되지 않아 안정액만 지중연속벽용 연결박스체에 형성되도록 하는 단계;를 포함하도록 하게 된다.
본 발명은 겹침철근에 의한 지중연속벽의 연속화 시공에 사용되는 지중연속벽용 연결박스체를 철근망과 별도로 설치하고, 회수할 수 있음에 따라 시공성과 작업성을 확보하면서, 지중연속벽용 연결박스체 재사용에 의한 경제성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 지중연속벽용 연결박스체와 철근망을 별도 공정을 통해 설치하여도 철근망이 지중연속벽용 연결박스체 내부에 삽입되도록 할 수 있고, 타설된 콘크리트가 양생될 때 까지 유출방지구로서 브러쉬와 같은 저렴한 수단으로 지중연속벽용 연결박스체 내부에 타설된 콘크리트가 유입되지 않도록 할 수 있어 시공관리 및 품질관리에 유리하게 된다.
본 발명에 의한 지중연속벽용 연결박스체에 의하면 바닥판을 채택하고 있어 리프팅판의 인발 작업이 용이하여 시공성 및 작업성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 지중연속벽용 연결박스체에 의하면 다양한 설치높이로 제작할 수 있어 다양한 지중연속벽 시공에 적용이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의한 지중연속벽용 연결박스체는 내부연결판이 형성되어 있어 겹침철근의 정착장 확보를 위한 연장길이 증가에도 안정적인 하중저항이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의한 지중연속벽용 연결박스체는 연속시공되는 지중연속벽의 종방향 구조적 일체성을 충분히 확보할 수 있게되어 내진설계에 매우 효과적이게 된다.
도 1a는 종래 지중연속벽의 시공예시도,
도 1b는 종래 지중연속벽의 연속 시공 예시도,
도 1c는 종래 죠인트박스를 이용한 지중연속벽의 연속 시공 예시도,
도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 지중연속벽용 연결박스체의 구성사시도 및 설치예시도,
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 지중연속벽용 연결박스체를 이용한 지중연속벽의 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 지중연속벽용 연결박스체(100)]
도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 지중연속벽용 연결박스체(100)의 구성사시도 및 설치예시도를 도시한 것이다.
상기 지중연속벽용 연결박스체(100)는 선행 지중연속벽(210)과 후행 지중연속벽(220)을 위한 굴착된 트렌치(T1,T2)에 안정액을 주입한 상태에서 트렌치(T1,T2) 단부쪽에 먼저 삽입 설치하고, 지중연속벽 철근망(240)을 별도로 인양하여 안정액에 삽입된 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부에 걸쳐지도록 하강 삽입하게 된다.
이때 지중연속벽용 연결박스체(100)의 개구부(D2)에는 브러쉬와 같은 콘크리트 마감부(150)에 형성되어 있어 상기 콘크리트 마감부(150)를 하강으로 관통하여 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 삽입시키게 된다.
이에 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로 삽입설치된 상태에서 콘크리트 마감부(150)는 타설되는 콘크리트(C)가 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로는 유입되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 트렌치(T1,T2) 하부로부터 콘크리트(C)를 타설하게 되면 콘크리트 마감부(150)가 콘크리트 유입을 막아 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로 콘크리트(C)가 유입되지 않게 된다.
이때, 지중연속벽용 연결박스체(100)을 구성하는 리프팅판(130)을 먼저 콘크리트가 양생되기 전에 인발하여 제거함으로서, 지중연속벽용 연결박스체(100)의 전체 인발이 유리하도록 하게 되고,
최종 콘크리트가 최종 양생되면 리프팅판(130)을 제외한 지중연속벽용 연결박스체(100)도 인발시켜 재사용이 가능하도록 하면서, 지중연속벽용 연결박스체(100)이 형성된 부위는 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 안정액에 충진된 상태로 선행 지중연속벽(210)과 후행 지중연속벽(220)이 완성된다.
이에 선행 지중연속벽(210)과 후행 지중연속벽(220)의 단부철근(241)들이 트렌치(T1,T2)에 매립된 상태에서, 연결부위(S)를 굴착하여 트렌치(T3)를 형성시키고, 안정액을 트렌치(T3)에 주입하게 된다.
이에 선행 지중연속벽(210)과 후행 지중연속벽(220)의 노출된 단부철근(241)과 연결부위 지중연속벽(230)의 단부철근(251)이 서로 겹침철근으로 세팅되도록 연결부위용 철근망(250)을 안정액이 주입된 트렌치(T3)에 삽입시킨후,
상기 연결부위(S)의 트렌치(T3)에 콘크리트(C)를 타설하여 선행 지중연속벽(210), 후행 지중연속벽(220)과 연결부위 지중연속벽(230)를 서로 구조적으로 연속화시키게 된다.
이와 같은 지중연속벽용 연결박스체(100)는 겹침철근의 정착길이(정착장)를 충분히 확보할 수 있도록 하면서, 콘크리트(C) 타설압에 따른 안전성을 확보할 수 있도록 내부지지판(120)을 내부에 형성시켜, 리프팅판(130)과 내부지지판(120)이 서로 접하면서 안정액에 의한 압력과 시공하중을 지지할 수 있도록 하게 된다.
또한, 리프팅판(130)의 하단은 지중연속벽용 연결박스체(100) 최하단에 설치된 바닥판(140) 상면에 끼워져 설치되도록 함으로서 보다 안정적인 세팅과 인발작업 관리가 가능하도록 하게 된다.
이에 상기 지중연속벽용 연결박스체(100)는 도 2, 도 3 및 도 4와 같이, 중공박스형 몸통부(110), 내부지지판(120), 리프팅판(130), 바닥판(140), 콘크리트 마감부(150)를 포함한다.
먼저, 상기 지중연속벽용 연결박스체(100)은 중공박스형 몸통부(110)와 내부지지판(120)은 일체로 형성시키고, 리프팅판(130)은 인발 작업에 의하여 중공박스형 몸통부(110)와 내부지지판(120)으로부터 탈착이 가능하도록 형성시키게 되고, 바닥판(140)은 리프팅판(130)의 하단이 삽입 설치될 수 있도록 중공박스형 몸통부(110)와 내부지지판(120) 저면에 일체로 형성시키게 된다.
또한 콘크리트 마감부(150)는 리프팅판(130)의 양측단과 중공박스형 몸통부(110)의 개구부(D2)에 각각 브러쉬와 같은 유출방지구(151)를 서로 겹치게 설치함으로서 콘크리트(C)가 중공박스형 몸통부(110) 내부로 유입되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 상기 중공박스형 몸통부(110)는 도 2, 도 3 및 도 4와 같이, 중공부가 내부에 형성되도록 예컨대, ㄷ자 단면의 중공박스체로서 강재를 이용하여 제작할 수 있음을 알 수 있으며, 상하 설치 높이를 고려하여 개별몸통부(111)를 일정한 높이로 제작하고, 개별몸통부(111)를 서로 스플라이스와 같은 연결구(112)를 이용하여 서로 조립하여 일정한 높이로 제작된 것을 이용하도록 하게 된다.
이와같이 조립 제작하게 되면 다양한 시공 깊이를 가진 지중연속벽 시공에 이용이 가능하기 때문에 적용성 확보가 가능한 장점이 있게 된다.
이러한 중공박스형 몸통부(110)는 일측면이 개구부(D2)로 형성되어 안정액을 수용하면서 타측면이 트렌치 단부쪽에 접하는 ㄷ자형 강박스체로 제작하고 있지만 형상은 임의적이고, 내부에는 후술되는 내부지지판(120)이 타측면(D1)으로부터 개구부(D2)쪽으로 연장 형성되도록 하게 된다.
이때 상기 개구부(D2)를 형성하는 이격된 개구단부(113)에는 콘크리트 마감부(150)인 브러쉬와 같은 유출방지구(151)가 개구단부(113) 일측면에 고정되어, 대향되는 개구단부(113) 쪽으로 연장되도록 설치되고 있음을 알 수 있다.
이러한 브러쉬와 같은 유출방지구(151)는 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)과 같은 강성체가 하방으로 관통할 수 있는 플렉서블한 재질의 브러쉬모로 구성되고, 개구단부(113)를 따라 하방으로 연장 형성되며, 상기 콘크리트 마감부(150)는 트렌치(T1,T2)에 주입되는 안정액(벤토나이트액등으로서 트렌치 공벽 안정화용)은 통과하지만 골재를 포함하는 콘크리트(C)는 통과하지 못하도록 하는 기능을 가진 것을 지칭하게 된다.
상기 내부지지판(120)은 도 2, 도 3 및 도 4와 같이, 중공박스형 몸통부(110) 내부에 형성되어 후술되는 리프팅판(130)의 배면을 지지함으로서 안정액에 의한 압력과 시공하중에 저항하면서 중공박스체 단면의 중공박스형 몸통부(110)를 보강하는 역할을 함으로서 단부철근(241)의 정착장의 연장됨에 따른 보강이 가능하도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 상기 내부지지판(120)은 도 2 및 도 3을 참조하면 중공박스형 몸통부(110) 전체 설치 높이에 걸쳐 T형 강재로 형성시켜 수직판 형태의 플랜지부(121)가 리프팅판(130)의 배면에 형성된 수직버팀대(133)와 서로 접하도록 하고, 수직판 형태의 웨브(122)는 플랜지부(121)로부터 개구부(D2) 반대쪽의 중공박스형 몸통부(110)의 타측면(D1)과 연결되도록 하게 된다.
이러한 내부지지판(120)은 중공박스형 몸통부(110)와 일체로 형성시켜 일체로 거동하도록 하게 되며, 내부지지판(120)의 플랜지부(121)는 단부철근(241)의 하강 삽입에 방해가 되지 않도록 폭이 결정되어 플랜지부(121)의 측방으로 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 하강 삽입되어 결국 중공박스형 몸통부(110) 내부에 선행 지중연속벽(210)의 단부철근(241)이 수용된다.
다음으로 상기 리프팅판(130)은 도 2와 도 3과 같이, ㄷ자 단면의 중공박스체인 중공박스형 몸통부(110)의 개구부(D2)쪽을 폐색시킬 수 있는 수직판 형태로서 이를 위해 내부지지판(120)에 배면이 지지되도록 설치되며,
도 4를 참조하면 브러쉬와 같은 유출방지구(151)와 같은 콘크리트 마감부(150)이 양 측면에 동일하게 형성되어 있다. 이에 중공박스형 몸통부(110)의 개구단부(113)에 형성된 콘크리트 마감부(150)인 브러쉬와 같은 유출방지구(151)와 리프팅판(130)의 브러쉬와 같은 유출방지구(151)는 서로 겹쳐지도록 세팅되어 안정액은 통과하지만 콘크리트(C)가 통과하지 못하도록 하게 된다.
이러한 리프팅판(130) 역시 개별리프팅판(131)로 일정한 높이로 제작하고, 개별리프팅판(131)을 서로 스플라이스와 같은 연결구(132)를 이용하여 서로 조립하여 일정한 높이로 제작된 것을 이용하도록 하게 된다.
이에 중공박스형 몸통부(110)의 설치 높이에 대응하여 설치가 가능하게 되어 역시 다양한 시공 깊이를 가진 지중연속벽 시공에 이용이 가능하기 때문에 적용성 확보가 가능한 장점이 있게 된다.
또한, 상기 리프팅판(130)의 최하단은 톱니형태의 끼움구(135)가 연속 형성되도록 하여 리프팅판(130)의 최하단을 후술되는 바닥판(140)의 상면에 끼워 고정될 수 있도록 함으로서 안정적인 설치와 인발에 의한 분리가 가능하도록 하게 된다.
또한, 상기 리프팅판(130)의 배면에는 수직버팀대(133)가 수직으로 연속 또는 이격 형성되어 있어 후술되는 내부지지판(120)의 플랜지부(121)과 접하도록 하여, 리프팅판(130)의 전면에 작용하는 안정액에 의한 압력과 작업하중등을 내부지지판(120)과 함께 지지할 수 있도록 하게 된다.
이러한 수직버팀대(133)은 수직방향으로 연장되는 채널부재 또는 블록을 이용하면 된다.
또한, 리프팅판(130)의 최상단은 인발에 이용할 수 있는 리프팅용 러그(134)가 형성되도록 하여 와이어등이 상기 리프팅용 러그(134)에 연결되어 인발이 용이하도록 하게 됨을 알 수 있다.
이에 리프팅판(130)의 최상단의 리프팅용 러그(134)를 인발하게 되면 리프팅판(130)의 최하단에 형성된 끼움구(135)는 바닥판(140)으로부터 분리되어 중공박스형 몸통부(110)로부터 분리가 가능하게 된다.
나아가, 도 4와 같이, 상기 리프팅판(130)의 상면에는 지수판을 삽입설치할 수 있는 지수홈(136)을 더 형성시켜, 지수판(137)이 끼워져 콘크리트(C) 양생에 의하여 지수판이 콘크리트 단부면에 돌출되어 형성될 수 있도록 하여 선행, 후행 지중연속벽(210,220)과 연결부위 지중연속벽(230)의 콘크리트 시공이음에 의한 지수문제를 해결할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 콘크리트가 양생되면 지수판의 일측이 콘크리트에 고정되므로 리프팅판(130) 인발 시, 지수판(137)은 리프팅판(130)으로부터 분리가 가능하다.
이와 같이 리프팅판(130)을 중공박스형 몸통부(110)로부터 먼저 분리하게 되면 중공박스형 몸통부(110)가 콘크리트 양생 이후 인발시킴에 있어 콘크리트와 접하는 부위가 작어지기 때문에 중공박스형 몸통부(110) 인발에 매우 효과적이게 된다.
상기 바닥판(140)은 도 2와 도 3과 같이 중공박스형 몸통부(110)의 최하단 저면에 일체로 형성시킨 틀 형태의 부재로서 리프팅판(130)의 최하단에 형성된 끼움구(125)가 끼워지도록 하되 인발에 의한 분리가 가능하도록 하게 된다.
이에 중공박스형 몸통부(110)의 최하단 저면 외곽을 지지하는 틀부재(141)로서 리프팅판(130)의 최하단에 형성된 끼움구(125)가 위치하는 부위에서는 수평판으로서 다수의 끼움홈(142)이 형성된 것을 이용하게 된다.
이러한 바닥판(140)은 중공박스형 몸통부(110), 내부지지판(120), 리프팅판(130), 바닥판(140), 콘크리트 마감부(150)를 포함하는 지중연속벽용 연결박스체(100)를 먼저 트렌치(T1,T2)에 주입된 안정액에 삽입시키는 과정에서 삽입 저항을 줄이기 위하여 수평중공부가 형성된 틀부재(141)를 이용하게 됨을 알 수 있고,
리프팅판(130)의 자립 설치와 인발 저항을 역시 감소시키기 위한 것으로서 중공박스형 몸통부(110)과 내부지지판(120) 저면에 일체로 형성되어 함께 인발된다.
다음으로 상기 콘크리트 마감부(150)는 도 2, 도 3 및 도 4와 같이, 중공박스형 몸통부(110)의 개구단부(113)와 리프팅판(130)의 양 측단에 형성된 브러쉬와 같은 유출방지구(151)가 서로 겹쳐지도록 하여 중공박스형 몸통부(110) 내부로 콘크리트(C)가 유입되지 않도록 하는 역할을 하게 되며 주입된 안정액은 브러쉬와 같은 유출방지구(151) 사이로 유입이 가능하다.
이에 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)은 콘크리트 마감부(150)를 하강으로 관통하여 중공박스형 몸통부(110) 내부로 수용되도록 설치된 상태에서 콘크리트(C)가 타설되면 콘크리트 마감부(150)에 의하여 중공박스형 몸통부(110) 내부로는 콘크리트(C)가 유입되지 않게 되고, 양생되면,
리프팅판(130)을 포함하는 지중연속벽용 연결박스체(100)을 인발시키게 되면, 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)는 단부철근(241)이 안정액에 노출된 상태로 시공되도록 하게 된다.
상기 지중연속벽(200)은 도 5를 참조하면, 선행 지중연속벽(210), 후행 지중연속벽(220), 연결부위 지중연속벽(230), 지중연속벽 철근망(240), 연결부위용 철근망(250)을 포함한다.
즉, 상기 선행 지중연속벽(210)와 후행 지중연속벽(220)은 지반(G)에 트렌치(T1,T2)를 굴착에 의하여 시공하고, 안정액을 굴착된 트렌치(T1,T2)에 주입한 후, 앞서 살펴본 지중연속벽용 연결박스체(100)의 타측면(D1)이 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 지지되도록 먼저 트렌치(T1,T2)에 삽입 설치한 후,
지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 지중연속벽용 연결박스체(100)의 콘크리트 마감부(150)을 하방 관통하면서 내부로 연장되도록 하고,
콘크리트(C)를 트렌치(T1,T2) 하부로부터 타설하여 안정액을 배토시키고,
상기 타설된 콘크리트(C)가 양생되기 이전에 지중연속벽용 연결박스체(100)의 리프팅판(130)을 먼저 인발시켜 지중연속벽용 연결박스체(100)와 접하는 부위를 최소화시킨 상태에서,
상기 타설된 콘크리트(C)가 양생되면 지중연속벽용 연결박스체(100)을 추가로 인발향 상기 단부철근(241)이 트렌치(T1,T2)의 단부쪽 안정액에 매입되어 노출되도록 하여 형성시킨 연결부위(S)에 의하여 이격 시공된 지중연속벽이다.
이와 같이 시공된 선행 지중연속벽(210)와 후행 지중연속벽(220) 사이의 지반인 연결부위(S)를 추가로 트렌치(T3) 굴착하여 역시 안정액을 상기 트렌치(T3)에 주입하게 된다.
다음으로 지중연속벽 철근망(240)은 앞서 살펴본 선행 지중연속벽(210)와 후행 지중연속벽(220)를 시공하기 위해 형성시킨 트렌치(T1,T2)에 먼저 설치된 지중연속벽용 연결박스체(100)의 개구부(D2)와 콘크리트 마감부(150)을 이용하여 설치되는 철근망으로서 단부철근(241)이 돌출되도록 형성된 것으로서, 상기 단부철근(241)이 지중연속벽용 연결박스체(100)의 콘크리트 마감부(150)을 하강 관통하여 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로 연장되도록 형성된다.
다음으로 상기 연결부위용 철근망(250)은 선행 지중연속벽(210)와 후행 지중연속벽(220) 사이의 연결부위(S)를 굴착하되, 트렌치(T1,T2)에 연장된 단부철근(241)이 손상되지 않도록 형성시킨 트렌치(T3)에 안정액을 주입하고, 상기 트렌치(T1,T2)에 연장된 단부철근(241)과 연결부위용 철근망(250)의 단부철근(251)이 겹침철근으로 형성되도록 상기 트렌치(T3)에 삽입되는 철근망이다.
이에 상기 트렌치(T3)에 콘크리트를 타설하여 안정액을 배출시키게 되면 콘크리트가 양생되면서, 선행 지중연속벽(210)와 후행 지중연속벽(220) 및 연결부위 지중연속벽(230)은 서로 구조적으로 종방향으로 일체화되어 시공된다.
[ 본 발명의 지중연속벽용 연결박스체(100) 시공방법]
도 5a, 도 5b 및 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 지중연속벽용 연결박스체(100)를 이용한 지중연속벽(200)의 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
상기 지중연속벽용 연결박스체(100)를 이용한 지중연속벽(200)의 시공방법은 먼저 트렌치(T1,T2)에 삽입 설치한 지중연속벽용 연결박스체(100)를 이용하여 선행 지중연속벽(210)과 후행 지중연속벽(220)의 단부철근(241)이 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 안정액에 의하여 돌출되어 노출되도록 하고,
연결부위(S)에 트렌치(T3)를 굴착한 후, 안정액을 주입함으로서, 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 안정액과 믹싱되도록 한 상태에서,
선행 지중연속벽(210)과 후행 지중연속벽(220)의 노출된 단부철근(241)과 연결부위용 철근망(250)의 단부철근(251)이 겹침철근으로 세팅되도록 시공 하고, 콘크리트(C)를 연결부위(S)의 트렌치(T3)에 타설하여 지중연속벽(200)의 종방향으로 선행 지중연속벽(210), 후행 지중연속벽(220) 사이에 연결부위 지중연속벽(230)이 서로 구조적으로 일체화되도록 시공하는 것이다.
이에 도 5a와 같이, 지반(G)에 굴착기를 이용하여 트렌치(T1)를 시공하고, 안정액을 주입하게 된다.
상기 트렌치(T1)는 직사각형 단면으로 지중에 수직으로 형성시키게 되는데 트렌치용 굴착기를 이용하면 되고, 벤토나이트 용액과 같은 안정액을 트렌치 내부에 주입시켜 트렌치 내벽이 붕괴되지 않도록 하게 된다.
이에 지중연속벽용 연결박스체(100)를 구비하게 되며, 중공박스형 몸통부(110), 내부지지판(120), 리프팅판(130), 바닥판(140), 콘크리트 마감부(150)가 조립된 상태이다.
이때 상기 지중연속벽용 연결박스체(100)의 타측면(D1)이 트렌치(T1)의 단부쪽에 접하도록 안정액에 지중연속벽용 연결박스체(100)를 먼저 매입시키게 되며 이로서 안정액은 트렌치(T1)와 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로 유입된다.
다음으로는 도 5b와 같이, 상기 트렌치(T1) 내부에 먼저 매입된 지중연속벽용 연결박스체(100)의 개구부(D2)를 이용하여 형성된 콘크리트 마감부(150)을 하강 관통하도록 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로 연장되도록 설치하게 된다.
즉, 지중연속벽용 연결박스체(100)에 지중연속벽 철근망(240)이 트렌치(T1) 내부에서 연결 설치하도록 함을 알 수 있다.
이 상태에서, 콘크리트(C)를 트렌치(T1)의 하부로부터 타설되도록 트레미관을 설치하여 콘크리트(C)를 타설하면서, 트렌치(T1)로부터 안정액은 배출된다.
이러한 콘크리트(C)는 지중연속벽용 연결박스체(100)에 설치된 콘크리트 마감부(150)에 의하여 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로는 타설되지 않아 안정액만 지중연속벽용 연결박스체(100)에 형성되어 있게 된다.
이에 도 5c와 같이, 상기 콘크리트(C)가 양생되기 이전에 먼저 리프팅판(130)을 인발시키게 되는데 이는 지중연속벽용 연결박스체(100)와 콘크리트(C)와의 접촉면적을 최소화시키기 위함이지만 지중연속벽용 연결박스체(100)와 리프팅판(130)을 함께 인발해도 상관은 없으며 본 발명은 리프팅판(130)을 먼저 인발하는 경우를 기준으로 살펴보기로 한다.
이에 콘크리트(C)가 양생되면 지중연속벽용 연결박스체(100)를 모두 인발하게 되며 이로서 선행 지중연속벽(210)은 지중연속벽용 연결박스체(100)가 위치한 공간으로는 단부철근(241)이 돌출되어 안정액속에 남게 된다.
이에 동일한 방법으로 도 5c와 같이, 선행 지중연속벽(210)과 연결부위(S)를 두고 이격된 후행 지중연속벽(220)을 시공하게 되며 선행 지중연속벽(210)과 함께 시공해도 상관은 없다.
이로서 선행 지중연속벽(210)과 연결부위(S) 만큼 이격된 위치에 시공된 후행 지중연속벽(220)은 지중연속벽용 연결박스체(100)의 리프팅판(130)이 서로 연결부위(S)를 사이에 두고 종방향으로 인접 시공되고 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 5d 같이, 연결부위(S)에 트렌치(T3)를 굴착하고, 역시 안정액을 주입하게 된다.
이러한 트렌치(T3)를 굴착은 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241)이 트렌치(T3)를 굴착면과 약간 이격되도록 시공하기 때문에 달리 손상되지 않고 시공이 가능하며, 트렌치(T3)에 주입된 안정액은 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241) 주위의 안정액과 믹싱되면서 연결부위(S) 트렌치(T3)가 시공된다.
이에 믹싱된 안정액에 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241)이 매입된 상태에서, 연결부위용 철근망(250)을 인양하여 상기 트렌치(T3)에 삽입하면서 연결부위용 철근망(250)의 단부철근(251)이 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241)과 겹쳐지도록 하여 겹침철근으로 세팅하게 된다.
이에 상기 연결부위(S)의 믹싱된 안정액이 배출되도록 콘크리트(C)를 트렌치(T3)에 타설하게 되면 겹침철근들(241,251)이 콘크리트(C)에 매립되면서 종방향으로 선행 지중연속벽(210), 후행 지중연속벽(220) 사이에 연결부위 지중연속벽(230)이 서로 구조적으로 일체화되면서 종방향으로 휨 모멘트에 저항할 수 있어 내진성능을 구비할 수 있게 된다. 이로서 본 발명은 상기 리프팅판(130)과 지중연속벽용 연결박스체(100)은 모두 인발되어 재사용이 가능하게 되며 종방향으로 지중연속벽(200)을 연속으로 시공할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 지중연속벽용 연결박스체
110: 중공박스형 몸통부 111: 개별몸통부
112: 연결구 113: 개구단부
120: 내부지지판 121: 플랜지부
122: 웨브 130: 리프팅판
131: 개별리프팅판 132: 연결구
133: 수직버팀대 134: 리프팅용 러그
135: 끼움구 136: 지수홈
137: 지수판 140: 바닥판
141: 틀부재 142: 끼움홈
150: 콘크리트 마감부 151: 유출방지구
200: 지중연속벽
210: 선행 지중연속벽 220: 후행 지중연속벽
230: 연결부위 지중연속벽 240: 지중연속벽 철근망
241: 단부철근 250: 연결부위용 철근망
251: 단부철근
C: 콘크리트
D1: 중공박스형 몸통부의 타측면
D2: 중공박스형 몸통부의 개구부
T1,T2,T3: 트렌치

Claims (11)

  1. 일측면은 서로 이격된 개구단부(113)로 형성된 개구부(D2)와 상기 개구부(D2) 반대쪽에 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 접하도록 설치되는 타측면(D1)을 포함하며, 상기 트렌치(T1,T2)에 주입되는 안정액이 내부에 주입되는 중공박스형 몸통부(110); 및
    상기 개구부(D2)가 폐색되도록 이격된 개구단부(113) 일측면에 설치되어 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)은 하방으로 관통하고, 트렌치(T1,T2)에 주입된 안정액은 통과하지만 콘크리트(C)는 통과하지 못하도록 하는 유출방지구(151)를 포함하는 콘크리트 마감부(150);을 포함하며,
    상기 개구부(D2)를 폐색시킬 수 있도록 중공박스형 몸통부(110)의 타측면(D1)으로부터 개구부(D2) 쪽으로 연장 형성되는 내부지지판(120)에 배면이 지지되도록 설치되는 수직판으로서, 브러쉬를 포함하는 콘크리트 마감부(150)가 양 측면에 형성되어, 개구단부(113)에 형성된 콘크리트 마감부(150)가 서로 겹쳐지도록 세팅되어 안정액은 통과하지만 콘크리트(C)가 통과하지 못하도록 하는 리프팅판(130)을 포함하는 지중연속벽용 연결박스체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중공박스형 몸통부(110)는,
    일측면이 개구부(D2)로 형성되어 안정액을 수용하면서 타측면(D1)이 트렌치 단부쪽에 접하는 ㄷ자형 강박스체를 포함하며, 내부에는 타측면(D1)으로부터 개구부(D2)쪽으로 연장 형성되는 내부지지판(120)을 더 포함하는 지중연속벽용 연결박스체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 내부지지판(120)은,
    중공박스형 몸통부(110) 전체 설치 높이에 걸쳐 형성되는 것으로서, 리프팅판(130)의 배면에 접하는 플랜지부(121)로부터 개구부(D2) 반대쪽의 타측면(D1)과 연결되는 웨브(122)로 형성되는 T형 강재를 포함하는 지중연속벽용 연결박스체.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 리프팅판(130)은,
    최하단에 끼움구(135)가 형성되도록 하여 리프팅판(130)의 최하단을 중공박스형 몸통부(110) 저면에 형성되는 바닥판(140)의 상면에 끼워 고정될 수 있도록 함으로서 인발에 의한 분리가 가능하도록 하는 지중연속벽용 연결박스체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 리프팅판(130)은,
    최상단에 인발에 이용할 수 있는 리프팅용 러그(134)가 더 형성되어, 리프팅판(130)의 최하단에 형성된 끼움구(135)는 바닥판(140)으로부터 분리되어 중공박스형 몸통부(110)로부터 분리가 가능하도록 하며,
    상기 리프팅판(130)의 상면에는 지수판을 삽입설치할 수 있는 지수홈(136)을 더 형성시켜, 지수판(137)이 끼워져 콘크리트(C) 양생에 의하여 지수판이 콘크리트 단부면에 돌출되어 형성될 수 있도록 하는 지중연속벽용 연결박스체.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 바닥판(140)은,
    중공박스형 몸통부(110)의 최하단 저면 외곽을 지지하는 틀부재(141)로서 리프팅판(130)의 최하단에 형성된 끼움구(125)가 위치하는 부위에서는 수평판으로서 다수의 끼움홈(142)이 형성된 것을 이용하는 지중연속벽용 연결박스체.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 중공박스형 몸통부(110)는,
    상하 설치 높이를 고려하여 ㄷ자형 강박스체인 개별몸통부(111)를 일정한 높이로 제작하고, 개별몸통부(111)를 서로 연결구(112)를 이용하여 서로 조립하여 일정한 높이로 제작된 것을 이용하며,
    상기 리프팅판(130)은,
    수직판 형태의 개별리프팅판(131)로 일정한 높이로 제작하고, 개별리프팅판(131)을 서로 연결구(112)를 이용하여 서로 조립하여 일정한 높이로 제작된 것을 이용하는 지중연속벽용 연결박스체.
  9. (a) 제 1항의 지중연속벽용 연결박스체(100)의 타측면(D1)이 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 트렌치(T1,T2)의 단부쪽에 접하도록 안정액에 지중연속벽용 연결박스체(100)를 먼저 매입시키는 단계;
    (b) 상기 트렌치(T1,T2) 내부에 먼저 매입된 지중연속벽용 연결박스체(100)의 개구부(D2)를 이용하여 형성된 콘크리트 마감부(150)을 하강 관통하도록 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 지중연속벽 철근망(240)의 단부철근(241)이 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로 연장되도록 설치하는 단계; 및
    (c) 콘크리트(C)를 트렌치(T1,T2)의 하부로부터 콘크리트(C)를 타설하면서, 트렌치(T1,T2)로부터 안정액은 배출시켜 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)을 시공하되, 콘크리트(C)는 지중연속벽용 연결박스체(100)에 설치된 콘크리트 마감부(150)에 의하여 지중연속벽용 연결박스체(100) 내부로는 타설되지 않아 안정액만 지중연속벽용 연결박스체(100)에 형성되도록 하는 단계;를 포함하는 지중연속벽용 연결박스체 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에,
    콘크리트(C)가 양생되기 이전에 리프팅판(130)을 인발시키고,
    콘크리트(C)가 양생되면 지중연속벽용 연결박스체(100)를 모두 인발하여 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)은 지중연속벽용 연결박스체(100)가 위치한 공간으로는 단부철근(241)이 돌출되어 안정액속에 남도록 하여, 선행 지중연속벽(210)과 연결부위(S) 만큼 이격된 위치에 시공된 후행 지중연속벽(220)은 지중연속벽용 연결박스체(100)의 리프팅판(130)이 서로 연결부위(S)를 사이에 두고 종방향으로 인접 시공되도록 하는 (d) 단계를 더 포함하는 지중연속벽용 연결박스체 시공방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후에,
    연결부위(S)에 트렌치(T3)를 굴착하고, 안정액을 주입하여, 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241) 주위의 안정액과 믹싱되면서 연결부위(S) 트렌치(T3)를 시공하고,
    이에 믹싱된 안정액에 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241)이 매입된 상태에서, 연결부위용 철근망(250)을 인양하여 상기 트렌치(T3)에 삽입하면서 연결부위용 철근망(250)의 단부철근(251)이 선행 및 후행 지중연속벽(210,220)의 단부철근(241)과 겹쳐지도록 하여 겹침철근으로 세팅하고,
    상기 연결부위(S)의 믹싱된 안정액이 배출되도록 콘크리트(C)를 트렌치(T3)에 타설하여, 겹침철근들(241,251)이 콘크리트(C)에 매립되면서 종방향으로 선행 지중연속벽(210), 후행 지중연속벽(220) 사이에 연결부위 지중연속벽(230)이 서로 구조적으로 일체화되면서 종방향으로 휨 모멘트에 저항할 수 있어 내진성능을 구비할 수 있도록 하는 (e) 단계를 더 포함하는 지중연속벽용 연결박스체 시공방법.
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