KR102305551B1 - 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정 길이를 가짐과 동시에 상하 개구되며 내부 중공된 형태의 중공콘크리트관; 및 두 개 이상의 중공콘크리트관을 일체형으로 결합시키는 연결결속유닛;을 포함하는 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체를 제공한다.

Description

중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체{The earth retaining wall construction using hollow concrete pipe}

본 발명은 흙막이 벽 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기성 콘크리트 말뚝을 적용하고 구조적 안전성을 향상시키도록 이루어진 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 관한 것이다.

건축물, 개착터널, 지하철, 전력구, 통신구, 하수관거 등과 같은 구조물 설치 시에는 지반을 소정 깊이 및 길이 방향으로 연장하여 굴착하고, 그 굴착지반 내부 공간에 구조물을 설치하게 된다.

예를 들어, 건설현장의 지하공사에 있어서는 흙을 파낸 뒤 주위의 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 임시적으로 흙막이 공사가 선행되는데, 흙막이 구조물이란 이와 같은 흙막이 공사를 위해 설치되는 구조물로서, 가설 흙막이, 토류벽 등이라 불리우기도 한다.

일반적으로, 건축물의 지하 지반 공사 시 지반 굴삭구분의 가장자리, 또는 토목공사 시 절개지 등에는 토사의 붕괴나 유출을 막기 위해, 지면에 일정한 간격으로 H-빔을 소정깊이로 박아 고정시킨 후, 이와 직교가 되도록 H-빔 양측에 띠장을 배치하고 그 사이를 버팀보로서 간격이 유지되도록 지지하며, H-빔의 사이에 토류판을 끼워 넣는 형태의 흙막이 공사가 이루어지게 되는바, 이때 사용되는 토류판은 목재나 RC 구조 또는 강판 등으로 이루어져 있다.

그에 따라, 지면에 H-빔을 박은 후, 토사를 일정 깊이로 굴착한 다음 각 H-빔 사이에 토류판을 끼워 적층시킴으로써 주변의 토사가 공사현장 내부로 유입되지 않게 된다.

이때의 토류판은 지하 절개면에서 작용하는 토압을 자체적으로 지지할 수 있는 휨강도(압축강도)를 지녀야 하는데 휨 강도가 토압에 비해 부족 할 경우 토류판의 전단 파괴(부러짐)가 발생되어 H-빔의 플랜지로부터 이탈되어 토사의 붕괴로 이어진다.

그러므로 흙막이의 목적을 달성하기 위해서는 토류판은 토압에 대응 할 수 있는 휨 강도 즉 압축강도와 인장 강도를 동시에 지녀야 하며 H-빔은 이러한 토류판들이 뒤로 밀려나지 않도록 지지하는 지지체의 역할을 하게 된다.

그러나, 토류판의 휨 강도는 소재의 두께가 클수록, 소재의 비중 또는 밀도가 높아지는 특성을 갖고 있기 때문에, 토압이 크게 걸리는 흙막이 공사에 토류판을 적용하는 경우 그 토류판의 부피 또는 중량이 커질 수밖에 없는 단점이 있었다.

또한 종래의 철재나 합성수지로 이루어진 토류판의 경우, 대개 공지되어 있는 일반적인 방법에 의해 제작되어 있으므로 통상 60 m 의 비교적 얕은 굴착 깊이에서는 적용이 가능하나, 그 이상의 심도가 요구되는 깊이에서는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 일반적으로 터파기 공사 또는 성토공사에서 토사의 붕괴를 방지하기 위해서는 장방형 단면을 갖는 긴 목재와 같은 가설자재를 적층시켜 마련하는데, 터파기 공사시 일정 간격의 H빔을 설치하고 H빔 사이에 가설자재를 순차로 적층시켜, 굴착된 지하벽으로부터 공사현장 내부 공간으로 토사가 유출되는 것을 방지하게 된다.

그러나 비싼 목재를 사용하기 때문에 비용이 증가하며 또 목재는 지하수위 하에서 부식되어 내구성이 떨어져 붕괴의 위험성을 안고 있다.

이에 따라서 기존 토류판을 대체하여 적용할 수 있는 흙막이 벽체 구조물의 개발이 필요하였다.

대한민국 등록특허 제10-0469536호

본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현장 시공이 간편하며 구조적 강성이 증대되어 설치 안전성을 향상시킬 수 있도록 이루어지는 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정 길이를 가짐과 동시에 상하 개구되며 내부 중공된 형태의 중공콘크리트관; 및 두 개 이상의 중공콘크리트관을 일체형으로 결합시키는 연결결속유닛;을 포함하는 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체를 제공한다.

여기서, 상기 중공콘크리트관은 길이방향에 교차되는 방향으로 서로 대응되는 위치로 결합홀이 구비되며, 상기 연결결속유닛은 두 개 이상의 중공콘크리트관의 결합홀을 동시에 관통하는 소정 길이를 가짐과 동시에 외주면에 나사산이 형성된 관통로드; 및 상기 관통로드의 단부에 체결되어 두 개 이상의 중공콘크리트관이 결속시킨 상태를 유지하도록 하는 체결너트;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 중공콘크리트관 단부에 설치되어 인접하는 한 쌍의 중공콘크리트관을 결속시키는 단부결속유닛을 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체는 기존 제작된 중공콘크리트관 복수 개를 현장에서 견고하게 결합시켜 벽체를 제작하여 현장에 설치하고 상황에 따라서는 기존 에이치빔 등에 연결하여 가설벽으로 사용할 수 있게 함으로써 제작의 편의성을 가져오면서 견고한 내구성 및 안전성을 가져오는 효과를 가져온다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 측면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 측단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 중공콘크리트관을 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 결속에이치빔을 나타낸 사시도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 결속코일을 나타낸 사시도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 단부결속유닛을 이루는 주요 구성들의 요부 결합 사시도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 체결너트의 다른 형태를 나타낸 사시도; 및
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 체결너트의 다른 형태를 나타낸 측면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조를 설명하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가설 흙막이 벽체(1)는 중공콘크리트관(100), 다수의 상기 중공콘크리트관 중앙부를 연결하여 결속시키는 연결결속유닛, 다수의 상기 중공콘크리트관의 단부를 연결하여 결속시키는 단부결속유닛을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 중공콘크리트관을 나타낸 사시도이다.

상기 중공콘크리트관(100)은 소정 길이를 가짐과 동시에 상하 개구되며 내부가 길이방향을 따라서 중공된 형태로 콘크리트관으로 이루어진다.

상기 중공콘크리트관(100)은 종전의 PHC말뚝과 동일한 형태로 구성됨이 바람직하며 도시되어 있지는 않으나, 외경을 이루는 관몸체부에 뼈대를 이루는 철골구조물이 적용된 형태를 이룸이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 중공콘크리트관(100)은 상부와 하부 단부에 각각 길이방향을 따라 기설정된 길이만큼 상기 중공콘크리트관(100)의 내부 중공부와 외부가 연통되되 단부측이 개부된 체결슬릿공(112)이 구비된다.

여기서, 상기 체결슬릿공(112)은 단부 지름상 서로 대응되는 반대위치로 상기 중공콘크리트관(100)의 지름방향 최외곽 위치로 한 쌍이 상기 중공콘크리트관(100)의 상부와 하부에 구비된다.

또한, 상기 중공콘크리트관(100)의 중앙부 일정 영역에는 상기 중공콘크리트관(100)의 길이방향에 교차되는 방향으로 서로 대응되는 위치로 한 쌍의 결합홀(118)이 구비된다.

여기서, 상기 한 쌍의 결합홀(118)은 상기 중공콘크리트관(100)의 길이방향을 따라서 한 개 또는 두 개 이상이 기 설정 이격된 간격을 가지고 구비된다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 연결결속유닛은 두 개 이상의 중공콘크리트관(100)의 결합홀(118)을 동시에 관통하며 소정 길이를 가짐과 동시에 외주면에 나사산이 형성된 관통로드(180)와, 상기 관통로드(180)의 단부에 체결되어 두 개 이상의 중공콘크리트관(100)이 결속시킨 상태를 유지하도록 하는 체결너트(185)를 포함한다.

자세히 도시되어 있지는 않으나, 상기 관통로드(180)는 외부면에 상기 체결너트(185)가 체결되는 나사산이 형성되어 있으며, 필요에 따라서 상기 중공콘크리트관(100)의 연결 개 수에 따라서 절단하여 사용하도록 구성된다.

또한, 본 실시예에 따른 가설 흙막이 벽체(1)는 상기 중공콘크리트관(100) 단부에 설치되어 인접하는 한 쌍의 중공콘크리트관을 일체화시키는 단부결속유닛을 더 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 결속에이치빔을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 결속코일을 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 단부결속유닛을 이루는 주요 구성들의 요부 결합 사시도이다.

도시된 바와 같이, 상기 단부결속유닛은 결속에이치빔(300)과 결속코일(200)을 포함한다.

상기 결속에이치빔(300)은 기존 에이치빔과 동일한 형태를 이루는 구성으로서, 한 쌍의 수평빔(314)과 상기 한 쌍의 수평빔(314) 중앙부를 연결하는 수직빔(312)를 포함한다.

상기 수직빔(312)을 기준으로 일측 수평빔(314)을 포함하여 대략 절반 정도의 결속에이치빔(300)이, 도시된 바와 같이, 한 쌍의 상기 중공콘크리트관(100)에 길이방향을 따라 절반씩 삽입 설치된다.

즉, 상기 수직빔(312)의 중앙부가 상기 체결슬릿공(112)에 삽입된 상태를 이루게 되며, 상기 체결슬릿공(112)의 길이는 상기 결속에이치빔(300)의 길이와 동일한 길이를 가지게 된다.

그리고 상기 결속코일(200)이 상기 중공콘크리트관(100) 내경에 밀착되는 형태로 스크류 방향으로 회전되며 삽입되되, 상기 결속코일(200)이 스크류방향으로 상기 결속에이치빔(300)의 수평빔(314)의 가장자리와 상기 수직빔(312)의 중앙부위를 관통하며 삽입되는 구성을 이루게 된다.

이를 위해, 상기 수평빔(314)의 가장자리에는 가장자리측이 개구된 형태로 측부관통슬릿공(342)이 구비되며, 상기 수직빔(312)의 중앙부에는 중앙부관통슬릿공(321)이 구비된다.

이때, 상기 측부관통슬릿공(342)과 상기 중앙부관통슬릿공(321)은 상기 결속코일(200)이 스크류 방향으로 상부에서 하부로 회전하면서 이동 시 순차적으로 상기 수평빔(314)의 측부관통슬릿공(342)과 중앙부관통슬릿공(321)을 관통하도록 그 위치가 기 설정된다.

상술한 바와 같이 이루어진 가설 흙막이 벽체는 구축하고자 하는 현장에 흙막이 벽체를 적용하고자 하는 범위에 대응하여 필요한 개 수의 중공콘크리트관(100)을 준비한 후, 상기 복수 개의 중공콘크리트관(100)의 결합홀(118)을 동시에 관통하도록 상기 관통로드(180)를 설치한 후, 상기 관통로드(180)의 양측 외부에 체결너트(185)를 체결하여 일차적으로 복수 개의 중공콘크리트관(100)을 고정시킨다.

다음으로는 한 쌍의 중공콘크리트관(100)의 상부와 하부에 상기 결속에이치빔(300)을 절반씩 삽입하여 이차적으로 한 쌍의 중공콘크리트관(100)을 고정시키되 상기 결속코일(300)을 외부에서 스크류 방식으로 회전시키면서 상기 결속에이치빔(300)의 측부관통슬릿공(342)과 중앙부관통슬릿공(321)을 순차적으로 관통시키면서 설치하게 된다.

이렇게 되면 상기 결속에이치빔(300)이 중공콘크리트관(100) 내부에 상기 결속코일(200)에 의하여 견고한 결합상태를 이룰 수 있게 되면, 외부 충격에 보다 강한 내구성과 탄성을 가지게 된다.

최종적으로는 상기 중공콘크리트관(100) 내부로 시멘트나 콘크리트 등의 충진재(G)를 주입하고 현장에 흙막이 벽체(1)를 설치적용함으로써 본 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체의 구축이 완료된다.

한편, 미리 상기 중공콘크리트관(100)을 지형에 설치한 후, 상기 연결결속유닛과 단부결속유닛을 적용하여 복수 개의 중공콘크리트관(100)이 결속된 상태를 이루도록 할 수 있다.

이 경우 상기 중공콘크리트관(100)의 하단부측에 상기 단부결속유닛을 적용하지 않음은 물론이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 체결너트의 다른 형태를 나타낸 사시도 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체에 적용되는 체결너트의 다른 형태를 나타낸 측면도이다.

본 실시예에 따른 체결너트(185)는 중앙부에 상기 관통로드(180)에 체결되는 암나사산이 구비된 체결관통부(188)가 구비되며, 체결너트(185)의 일측면에는 링형 형태의 삽입공(187)이 구비된다.

그리고, 상기 삽입공(187)에 삽입되는 링형 형태로 이루어지며 열을 가하는 경우 용융되는 실리콘링(170)이 구비된다.

상기 실리콘링(170)은 열에 따라 색이 가변되는 시온안료가 포함됨이 바람직하다.

본 실시예에 따른 체결너트(185)를 관통로드(180)에 체결한 후 관통로드(180)의 일측에 열을 가하게 되면, 체결너트(185)의 실리콘링(170)이 용융되면서 체결너트(185)와 중공콘트리트관(100)의 결합홀(118) 주변을 보다 밀실되게 폐쇄시키게 된다.

이때 상기 실리콘링(170)을 소정 길이 상기 체결너트(185) 외부로 약간 노출되도록 하여 시온안료가 포함된 실리콘링(170)의 색변화를 통하여 열이 충분히 가하여지는지를 파악할 수 있게 된다.

이와 같은 실리콘링(170)이 적용된 체결너트(185)를 적용하게 되면 상기 충진재(G)의 주입 시 상기 결합홀(118) 주변으로 충진재(G)가 외부로 빠져나오는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체는 기존 제작된 중공콘크리트관 복수 개를 현장에서 견고하게 결합시켜 벽체를 제작하여 가설벽으로 사용할 수 있게 함으로써 제작의 편의성을 가져오면서 견고한 내구성 및 안전성을 가져오는 효과를 가져온다.

상술한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체
100: 중공콘크리트관
180: 관통로드
185: 체결너트
200: 결속코일
300: 결속에이치빔
321: 중앙부관통슬릿공
342: 측부관통슬릿공

Claims (3)

1. 소정 길이를 가짐과 동시에 상하 개구되며 내부 중공된 형태의 관몸체부를 포함하는 중공콘크리트관; 및 인접하는 한 쌍의 상기 중공콘크리트관의 단부를 연결하여 결속시키는 단부결속유닛;을 포함하며,
   상기 중공콘크리트관은 상부와 하부 단부에 각각 길이방향을 따라 기설정된 길이만큼 상기 중공콘크리트관의 내부 중공부와 외부가 연통되되 단부측이 개부된 체결슬릿공이 구비되며,
   상기 단부결속유닛은 결속에이치빔과 결속코일을 포함하며,
   상기 결속에이치빔은 한 쌍의 수평빔과 상기 한 쌍의 수평빔 중앙부를 연결하는 수직빔를 포함하며,
   상기 수직빔을 기준으로 일측 수평빔을 포함하여 절반의 상기 결속에이치빔이 한 쌍의 상기 중공콘크리트관 각각에 길이방향을 따라 절반씩 삽입 설치되며,
   상기 수직빔의 중앙부가 상기 체결슬릿공에 삽입된 상태를 이루게 되되, 상기 체결슬릿공의 길이는 상기 결속에이치빔의 길이와 동일한 길이를 가지며,
   상기 결속코일이 상기 중공콘크리트관 내경에 밀착되는 형태로 스크류 방향으로 회전되며 삽입되되, 상기 결속코일이 스크류방향으로 상기 결속에이치빔의 수평빔의 가장자리와 상기 수직빔의 중앙부위를 관통하며 삽입되도록 상기 수평빔의 가장자리에는 가장자리측이 개구된 형태로 복수 개의 측부관통슬릿공이 구비되며, 상기 수직빔의 중앙부에는 복수 개의 중앙부관통슬릿공이 구비되는,
   중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 관몸체부는 길이방향에 교차되는 방향으로 서로 대응되는 위치로 결합홀이 구비되는,
   중공콘크리트관을 이용한 가설 흙막이 벽체.
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