KR102269141B1 - 지하 흙막이 가시설을 이용한 데크플레이트 합벽 설치공법 - Google Patents

지하 흙막이 가시설을 이용한 데크플레이트 합벽 설치공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하 합벽의 공사시에 부피가 크고 무거워서 취급하기 불편한 유로폼이나 솔져 등의 자재를 사용하지 않고 벽체 전용 데크플레이트를 공장 생산해서 공급함으로써 가설재의 설치 및 해체시간으로 인한 공기지연, 인건비 상승 등의 문제를 해결할 수 있는 데크플레이트 합벽 설치공법에 관한 것이다.
본 발명은 높이에 따른 가변성을 확보하기 위해 길이가 서로 다른 성형판재들을 모듈화하는 단계와, 시공하고자 하는 흙막이 벽체의 높이에 맞춰 성형판재들을 조합한 후 장선 구조재인 트러스거더를 장착하여 일체형의 데크플레이트를 제작하는 단계와, 지하 흙막이 벽체에 장착된 고정 철물과 매립용 트러스거더의 하현재를 용접에 의해 일체화 한 후 매립용 트러스거더의 상현재에 타이볼트를 걸어 체결하는 단계와, 흙막이 벽체와 간격을 유지한 상태로 데크플레이트를 장착한 후 서로 이웃하는 데크플레이트의 앵글에 웨지핀을 체결하여 상호 결속시키는 단계와, 상기 타이볼트의 선단을 데크플레이트의 외측 벽에 설치되는 멍에 각관 및 각관 브라켓을 개재하여 너트로 체결하는 단계와, 상기 흙막이 벽체와 데크플레이트가 서로 마주보도록 설치한 상태에서 이들 사이에 콘크리트를 부어 양생시키는 단계로 이루어진다.

Description

지하 흙막이 가시설을 이용한 데크플레이트 합벽 설치공법 {Deck plate wall installation method using underground pavement}
본 발명은 지하 흙막이 가시설 구조체에 측압 저지용 타이볼트를 합성시켜 수평으로 설치된 트러스거더와 결합해서 데크플레이트를 설치하는 공법에 관한 것으로서, 지하 합벽의 공사시에 부피가 크고 무거워서 취급하기 불편한 유로폼(Euro Form)이나 솔져(Soldier) 등의 자재를 사용하지 않고 벽체 전용 데크플레이트를 공장 생산해서 공급함으로써 가설재의 설치 및 해체시간으로 인한 공기지연, 인건비 상승 등의 문제를 해결할 수 있는 데크플레이트 합벽 설치공법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하벽체의 시공은 한쪽 벽면 거푸집만 설치하는 합벽과 양쪽 벽면 거푸집을 설치하는 맞벽으로 구분된다.
이러한 시공방법은 지하 흙막이 공법에 따라 정해지게 되는데, 주변에 건축물이 없고 비교적 층고가 낮은 경우 오픈 컷(Open Cut) 방식의 터파기를 시행하여 폼타이(Form Tie)가 지지하는 맞벽이 시공되고, 또 인접 건물이 있거나 층고가 높은 벽체의 시공은 C.I.P(Cast In Place Pile) 공법이나 S.C.W(Soil Cement Wall) 공법 혹은 토류판 공법 등에 의한 흙막이 가시설 구조물을 설치해서 한쪽의 벽면 거푸집으로 이용하고 다른 한쪽은 통상의 유로폼과 솔져를 설치하는 공법이 활용되고 있다.
첨부된 도 1에 도시된 바와 같이, 재래식 솔져 시공법을 예로 들어 설명하면, 합벽 거푸집의 콘크리트 타설에 따른 측압을 분산시키고 저지하기 위한 폼타이의 설치가 불가능하기 때문에 H-빔(10)에 띠장(11)을 개재하여 주 버팀대(12)가 설치되고, 또 바닥판의 타설시에 설치되는 매립앵커(13)에 유로폼(14)과 솔져(15)를 장착하여 전체 벽면을 지지해야 한다.
따라서, 부피가 크고 무거운 유로폼(14)이나 솔져(15) 등을 사용하게 되므로 취급이 매우 불편하고 설치시간이 많이 소요된다.
또한, 도 2에서와 같이, 벽체의 높이가 높아서 2단, 3단으로 연속하여 시공하고자 할 경우, 부피가 크고 무거운 유로폼(14)이나 솔져(15) 등을 2단, 3단의 타설지점에 설치하기 위해서는 시스템 비계나 동바리 등의 가설부재(16) 또는 멍에재(17) 등의 보강이 추가되기 때문에 인건비와 공사비가 증가하고 공사기간이 길어지는 단점이 있다.
이러한 종래 공법과 관련하여, 국내 공개특허 제2012-0040780호 공보에 개시된 기술의 경우에는, CIP 벽체와 지하구조물의 외벽을 단순히 콘크리트 충진에 의해 일체로 하여 합성 벽체를 구성하는 기술이기 때문에 지점 반력이 없는 지하구조물의 슬래브와 슬래브 사이에 장기간에 걸쳐 측방향 토압을 받게 되면서 변위가 생기게 되고, 이로 인해 크랙이 발생하여 부서지거나 무너지기 쉽다는 치명적인 문제가 있다.
또한, 등록특허 제1122330호 공보에는 가설 흙막이 벽체에 대한 합벽을 통해 지하 외벽을 구성하는 예에 대해 개시되어 있다. 이 기술은 흙막이 벽체를 지하 외벽의 일부가 되는 영구 구조벽체로 활용됨으로써 자재의 낭비를 제거한다는 점에서 긍정적이지만 지하외벽 구축을 위한 합벽공정과는 별도로 흙막이 벽체의 구축을 위해 종래와 같이 천공작업, H-형강 또는 철망의 삽입작업, 천공홀에 대한 콘크리트 타설작업 등을 각 말뚝 단위로 연속 반복시공해야 하는 번거로움이 있다.
더구나, 상기 합벽에 대한 구조적 일체성은 H-형강에 구비된 연속철근과 철근망에 구비되는 U-형 철근에 의한 전단연결의 합성력 정도에 따라 달라진다는 문제가 있을 뿐 아니라 합벽으로 인하여 벽체의 총 두께가 두꺼워질 수 밖에 없는 한계가 있다.
등록특허 제0766956호(2007.10.08 등록)- 지하 흙막이벽의 지지구조 및 이를 적용한 건축물 지하 합벽의 구축공법. 등록특허 제0982827호(2010.09.10 등록)- 바닥슬래브에 가설 흙막이 벽의 토압을 지지시키면서지하실 합벽을 후시공하는 공법. 등록특허 제1897415호(2018.09.04 등록)- CIP 벽체 형성장치 및 이를 이용한 시공방법. 공개특허 제2012-0040780호(2012.04.30 공개)- 주열식 가설 흙막이벽체를 지하 건축외벽의 일부로 사용하는 합성벽체로 구축하기 위한 연결 구조.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 지하합벽 시공시 흙막이 가시설에 매립 트러스거더를 2∼3단으로 설치하고, 타이볼트를 다수개 설치하여 콘크리트 타설시의 측압을 분산시킴으로써 솔져를 사용하지 않고 경량 구조체인 데크플레이트의 설치가 가능하게 되어 공사기간이 단축됨은 물론 노임을 절감할 수 있는 합벽 설치공법을 제공하는데 있다.
또한, 공장에서 제작되는 데크플레이트는 형틀 설치시에 웨지핀 체결이 가능하도록 양단에 브라켓이 형성된 판재를 고강도 플라스틱으로 성형한 후 벽체 높이에 따라 트러스거더와 판재를 합성해서 조립할 수 있는 데크플레이트에 의한 합벽 설치공법을 제공하는데 있다.
또, 벽체의 높이가 높아서 2단, 3단으로 연속벽을 시공할 때 부피가 크고 무거운 가설 자재를 높은 위치에 시공해야 하는 불편함을 없애고, 1차 타설시에 사용했던 상부에 타이볼트를 체결해서 데크플레이트를 하부 멍에 각관에 고정시켜 측압을 저지함으로써 시스템 비계나 동바리 등을 추가하지 않고 연속벽 시공이 가능한 합벽 설치공법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 높이에 따른 가변성을 확보하기 위해 길이가 서로 다른 성형판재들을 모듈화하는 단계와, 시공하고자 하는 흙막이 벽체의 높이에 맞춰 성형판재들을 조합한 후 장선 구조재인 매립용 트러스거더를 장착하여 일체형의 데크플레이트를 제작하는 단계와, 지하 흙막이 벽체에 장착된 고정 철물과 매립용 트러스거더의 하현재를 용접에 의해 일체화 한 후 매립용 트러스거더의 상현재에 타이볼트를 걸어 체결하는 단계와, 흙막이 벽체와 간격을 유지한 상태로 데크플레이트를 장착한 후 서로 이웃하는 데크플레이트의 앵글에 웨지핀을 체결하여 상호 결속시키는 단계와, 상기 타이볼트의 선단을 데크플레이트의 외측 벽으로부터 노출시킨 상태에서 멍에 각관 및 각관 브라켓을 개재하여 너트로 체결하는 단계와, 상기 흙막이 벽체와 데크플레이트가 서로 마주보도록 설치한 상태에서 이들 사이에 콘크리트를 부어 양생시키는 단계로 이루어지며, 상기 데크플레이트의 설치시 벽체 설치위치의 하단에 배치된 매모도 위에 1장의 데크플레이트를 거치함과 동시에 타이볼트의 후크를 매립용 트러스거더의 상현재에 걸어 외측에서 너트로 고정한 후 서로 이웃하는 데크플레이트를 매모도 위에 올려서 웨지핀으로 결속하여 콘크리트 타설시에 발생하는 측압이 데크플레이트와 수직 장선재인 매립용 트러스거더를 타고 타이볼트로 흘러서 멍에 각관으로 분산되도록 시공하는 단계가 포함되고, 상기 데크플레이트의 연속 시공시에는 콘크리트의 1차 타설시 상부에 설치된 타이볼트에 2단 벽체 시공용의 데크플레이트의 하단부 타이구멍을 관통시켜 데크플레이트의 외측에서 너트로 고정시킨 후 이웃하는 데크플레이트를 웨지핀으로 고정시키는 단계가 더 포함될 수 있다.
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본 발명은 상기한 바와 같은 특징들에 의해, 지하합벽 공사시에 영구 매립되는 흙막이 가시설 구조체에서 측압 저지용 폼타이를 설치해서 콘크리트 타설시에 발생하는 측압을 다수개의 폼타이가 분산시키기 때문에 안전을 확보할 수 있고, 종래와 같이 벽체 전체에 걸리는 측압을 저지하기 위해 솔져나 유로폼과 같은 무거운 자재를 사용함에 따른 안전사고 및 공기지연, 노임증가 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.
또한, 합벽공사에서 벽체의 높이가 높을수록 하단에 설치되는 가설재와 동바리가 추가됨에 따른 설치 및 해체 비용이 증가하거나 가설재의 설치공간 확보 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.
더구나, 콘크리트의 양생 후에 재래식이나 유로폼의 경우 완전 해체해서 재조립하는 불편함이 있으나 데크플레이트의 벽체폼은 수평 멍에 각관과 데크플레이트만 분리해서 해체할 수 있기 때문에 폐기물의 발생을 줄이고 시간을 단축할 수 있음은 물론 경량체인 구조재의 취급시에 안전사고를 예방하는 효과도 기대할 수 있다.
도 1은 1단으로 설치되는 재래식 솔져 시공법의 예를 설명하기 위한 도면,
도 2는 2단으로 설치되는 재래식 솔져 시공법의 예를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 합벽 설치공법에 적용되는 성형판재들의 사시도,
도 4a, 도 4b는 트러스거더가 장착된 데크플레이트의 평면 및 측면 구성도,
도 5는 C.I.P 공법에 적용된 데크플레이트의 설치 상태 측면도,
도 6a는 도 5의 A-A선에서 본 평면 구성도,
도 6b는 흙막이 벽체에 데크플레이트가 설치된 상태의 정면 구성도,
도 7은 흙막이 벽체의 높이에 따른 연속 시공상태를 나타낸 측면도,
도 8은 S.C.W 공법에 적용되는 예를 도시한 평면도,
도 9는 토류판 공법에 적용되는 예를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세하게 설명하지만, 이들이 갖는 특정 구조 및 기능은 하나의 구성예를 나타낸 것이므로 본 명세서에 기재된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
첨부된 도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 지하 흙막이 가시설을 이용한 데크플레이트 합벽 설치공법을 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 있어서의 합벽 설치공법에 적용되는 데크플레이트(70)는 흙막이 벽체(H)의 높이에 따른 가변성을 확보하기 위하여 길이가 서로 다른 고강도 플라스틱 소재의 성형판재(71)들을 소정 규격으로 모듈화하여 시공할 수 있다.
즉, 상기 성형판재(71)의 양측 길이방향을 따라 ㄱ자형으로 앵글(72)이 절곡되어 일체로 형성되며, 이 앵글(72)에 일정 간격으로 체결용 장공(73)들이 형성됨으로써 웨지핀(P)을 이용하여 서로 이웃하는 데크플레이트(70)들을 상호 결속시킬 수 있다.
또한, 시공하고자 하는 흙막이 벽체(H)의 높이에 맞춰 성형판재(71)들을 조합한 후 장선 구조재인 매립용 트러스거더(T)를 장착하여 일체형의 데크플레이트(70)를 제작할 수 있게 되는데, 현장 여건에 따라 1장의 데크플레이트(70)로 마감 처리하는 것도 가능하다.
도 5 내지 도 6b에서와 같이, 흙막이 벽체(H)에 장착된 고정 철물(81)에 매립용 트러스거더(T)를 용접에 의해 일체화 한 후 이 매립용 트러스거더(T)에 타이볼트(82)를 걸어 체결할 수 있다.
즉, 상기 매립용 트러스거더(T)는 철근으로 이루어진 상현재(83a)의 외측면 및 하현재(83b)의 내측면에 웨이브 형태로 절곡된 래티스재(83c)가 위치하도록 각 꼭지점 부분을 용접함에 따라 상기 상,하현재(83a,83b)는 각각 1열 및 2열로 배열되어 삼각형상을 이루게 된다.
또한, 데크플레이트(70)에 장착되는 매립용 트러스거더(T)의 경우에는 양측의 하현재(83b)를 성형판재(71)에 일정 간격으로 장착되는 고정편(84) 상에 끼워 유지되도록 함으로써, 도 4a 및 도 4b에서와 같이 성형판재(71) 상에 3열의 매립용 트러스거더(T)를 장착시킬 수 있다.
다음에, 상기 타이볼트(82)에 의해 흙막이 벽체(H)와 간격을 유지한 상태로 데크플레이트(70)를 장착한 후 서로 이웃하는 데크플레이트(70)의 앵글(72)에 형성된 장공(73) 내로 웨지핀(P)을 체결하여 상호 결속시킬 수 있다.
이 때, 상기 데크플레이트(70)를 설치하는 과정에서, 최초 1장의 데크플레이트(70)를 매모도(85) 위에 올려서 수평 및 수직위치를 확인하면서 앵글에 못을 박아 고정시킨 후 폼타이 구멍을 통해 타이볼트(82)를 관통시켜 데크플레이트(70)가 전도되지 않도록 고정한다.
그 후, 이웃하는 데크플레이트(70)를 고정된 데크플레이트(70)에 밀착시킨 후 웨지핀(P)으로 체결함에 따라 데크플레이트(70)를 전체적으로 시공할 수 있는 것이며, 상기 데크플레이트(70)로부터 돌출된 타이볼트(82)의 선단은 데크플레이트(70)의 외측 벽에 수평으로의 멍에 각관(90) 및 각관 브라켓(91)을 개재하여 너트(92)로 체결할 수 있게 된다.
여기서, 상기 멍에 각관(90)의 경우, 구조적 강성이 있는 것이나 무게가 무겁고 취급이 불편한 구조재이기 때문에 멍에 각관(90)의 연결지점에서 덧데기 작업시에 발생하는 겹침 길이로 인해 자재의 시공 로스(Loss)로 의한 비용 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 점을 보완하기 위하여 데크플레이트(70)의 외측 벽 상측부분에는 멍에 각관(90)에 대체하여 매립용 트러스거더(T)를 장착하여 사용할 수도 있다.
이에 따라, 흙막이 벽체(H)와 데크플레이트(70)는 서로 마주보는 상태에서 일정 간격을 유지하게 되는 것이며, 이들 사이에 콘크리트를 부어 양생시킴으로써 데크플레이트(70)에 의한 벽체폼을 시공할 수 있는 것이다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 흙막이 벽체(H)의 높이가 높아서 데크플레이트(70)를 2단, 3단으로 연이어 시공하고자 할 경우에는, 1차 타설시 상부에 설치된 타이볼트(82)에 데크플레이트(70)의 하단부 타이구멍을 관통시켜 타이볼트(82)를 삽입하고, 이어서 데크플레이트(70)의 외측에서 너트(92)로 고정시킨 후 이웃하는 데크플레이트(70)를 웨지핀(P)으로 고정시킴으로써 연속 데크플레이트 벽체폼의 시공이 가능한 것이다.
이 때, 작업자의 안전 및 편의성을 확보하기 위하여 난간대(93)가 구비된 이동식 비계(94)를 설치할 수 있다.
한편, 첨부된 도 8 및 도 9는 본 발명에 있어서의 데크플레이트 합벽 설치공법을 통상의 S.C.W 공법 혹은 토류판 공법 등에 공통적으로 적용한 예를 설명하기 위한 도면이다.
상기 S.C.W 공법은 H-빔(95)이 들어가는 자리에 천공을 행하고, 이 천공부위에 시멘트, 흙, 물을 혼합시킨 후 H-빔(95)을 세워 나가는 방식으로서, 시멘트와 흙이 굳으면서 단단한 수직 연속벽을 만들기 때문에 토류판이 필요 없고 사토를 반출하는 과정에 추가 공정이 발생하지 않아 공기단축과 지하 공사시의 안전성이 높다.
또, 토류판 공법의 경우에는 터파기 이전에 수직부재인 H-빔(95)을 세우고 차츰 사토를 반출하며 H-빔(95)의 사이에 토류판(96)을 수평으로 끼우면서 시공을 행하게 된다.
이들 공법에 있어서도, 전술한 바와 마찬가지 방식으로 H-빔(95)이나 토류판(96)에 매립용 트러스거더(T) 및 고정 철물(81)을 이용하여 타이볼트(82)를 결속시킨 상태에서 데크플레이트(70)를 설치함으로써 데크플레이트(70)에 의한 벽체폼을 시공할 수 있는 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지하 흙막이 가시설을 이용한 데크플레이트 합벽 설치공법에 있어서는, 지하합벽 공사시에 영구 매립되는 흙막이 가시설 구조체에서 측압 저지용 폼타이를 설치해서 콘크리트 타설시에 발생하는 측압을 다수개의 폼타이가 분산시키기 때문에 안전을 확보할 수 있고, 종래와 같이 벽체 전체에 걸리는 측압을 저지하기 위해 솔져나 유로폼과 같은 무거운 자재를 사용함에 따른 안전사고 및 공기지연, 노임증가 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.
또한, 합벽공사에서 벽체의 높이가 높을수록 하단에 설치되는 가설재와 동바리가 추가됨에 따른 설치 및 해체 비용이 증가하거나 가설재의 설치공간 확보 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.
더구나, 콘크리트의 양생 후에 재래식이나 유로폼의 경우 완전 해체해서 재조립하는 불편함이 있으나 데크플레이트의 벽체폼은 수평 멍에 각관과 데크플레이트만 분리해서 해체할 수 있기 때문에 폐기물의 발생을 줄이고 시간을 단축할 수 있음은 물론 경량체인 구조재의 취급시에 안전사고를 예방하는 효과도 기대할 수 있다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
70: 데크플레이트 71: 성형판재
72: 앵글 73: 장공
81: 고정 철물 82: 타이볼트
83a: 상현재 83b: 하현재
83c: 래티스재 84: 고정편
90: 멍에 각관 91: 각관 브라켓
92: 너트 93: 난간대
94: 이동식 비계 95: H-빔
96: 토류판
T: 매립용 트러스거더

Claims (4)

  1. 높이에 따른 가변성을 확보하기 위해 길이가 서로 다른 성형판재(71)들을 모듈화하는 단계와,
    시공하고자 하는 흙막이 벽체의 높이에 맞춰 성형판재(71)들을 조합한 후 장선 구조재인 매립용 트러스거더(T)를 장착하여 일체형의 데크플레이트(70)를 제작하는 단계와,
    지하 흙막이 벽체에 장착된 고정 철물(81)과 매립용 트러스거더(T)의 하현재(83b)를 용접에 의해 일체화 한 후 매립용 트러스거더(T)의 상현재(83a)에 타이볼트(82)를 걸어 체결하는 단계와,
    흙막이 벽체와 간격을 유지한 상태로 데크플레이트(70)를 장착한 후 서로 이웃하는 데크플레이트(70)의 앵글(72)에 웨지핀(P)을 체결하여 상호 결속시키는 단계와,
    상기 타이볼트(82)의 선단을 데크플레이트(70)의 외측 벽으로부터 노출시킨 상태에서 멍에 각관(90) 및 각관 브라켓(91)을 개재하여 너트(92)로 체결하는 단계와,
    상기 흙막이 벽체와 데크플레이트(70)가 서로 마주보도록 설치한 상태에서 이들 사이에 콘크리트를 부어 양생시키는 단계로 이루어지며,
    상기 데크플레이트(70)의 설치시 벽체 설치위치의 하단에 배치된 매모도 위에 1장의 데크플레이트(70)를 거치함과 동시에 타이볼트(82)의 후크를 매립용 트러스거더의 상현재에 걸어 외측에서 너트(92)로 고정한 후 서로 이웃하는 데크플레이트(70)를 매모도 위에 올려서 웨지핀(P)으로 결속하여 콘크리트 타설시에 발생하는 측압이 데크플레이트(70)와 수직 장선재인 매립용 트러스거더(T)를 타고 타이볼트(82)로 흘러서 멍에 각관(90)으로 분산되도록 시공하는 단계가 포함되고,
    상기 데크플레이트(70)의 연속 시공시에는 콘크리트의 1차 타설시 상부에 설치된 타이볼트(82)에 2단 벽체 시공용의 데크플레이트(70)의 하단부 타이구멍을 관통시켜 데크플레이트(70)의 외측에서 너트로 고정시킨 후 이웃하는 데크플레이트를 웨지핀(P)으로 고정시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지하 흙막이 가시설을 이용한 데크플레이트 합벽 설치공법.
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