KR102325623B1

KR102325623B1 - 흙막이 벽체 시공방법

Info

Publication number: KR102325623B1
Application number: KR1020210021276A
Authority: KR
Inventors: 박태희
Original assignee: (주)서아건설
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2021-11-15

Abstract

본 발명은 흙막이 벽체의 강도를 보강하고 시공 후 별도의 차수 공사가 필요하지 않으므로 공사 기간을 단축할 수 있는 흙막이 벽체 시공방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, (a) 천공기의 수직 천공을 안내하도록 지반에 정렬되는 복수의 지반공안내관을 갖는 지반공 가이드부재를 지반에 배치하는 단계; (b) 상기 지반공안내관에 의해 안내된 천공기를 통해 지반에 교번으로 지반공을 천공하고 주입재를 주입하는 단계; (c) 상기 주입재가 주입된 선단 및 후단의 지반공으로 파일을 압입하는 단계; (d) 상기 주입재가 주입된 상기 복수의 지반공 사이에 상기 복수의 지반공안내관으로 안내된 천공기를 통해 지반공을 천공하고 주입재를 주입하는 단계; (e) 상기 지반공 가이드부재를 제거하는 단계; (f) 정렬된 상기 복수의 지반공 사이에 형성된 사이공의 수직 천공을 안내하도록 지반에 정렬되는 복수의 사이공안내관을 갖는 사이공 가이드부재를 배치하는 단계; (g) 상기 사이공안내관으로 안내된 천공기를 통해 상기 복수의 지반공 사이에 형성된 상기 사이공을 천공하면서 주입재를 교반하여 충진하는 단계; (h) 상기 사이공 가이드부재를 제거하는 단계; (i) 상기 복수의 지반공 중심에 강관의 수직 압입을 안내하도록 배열된 복수의 강관안내관을 갖는 강관 가이드부재를 배치하는 단계; (j) 상기 강관 가이드부재에 의해 안내된 강관을 지반공의 중심으로 압입하는 단계;를 포함한다.

Description

흙막이 벽체 시공방법{CONSTRUCTION METHOD OF RETAINING WALL}

본 발명은 흙막이 벽체 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벽체의 강도를 보강하고 시공 후 별도의 차수 공사가 필요하지 않으므로 공사 기간을 단축할 수 있는 흙막이 벽체 시공방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 흙막이가시설은 건축 및 토목 구조물의 지하 구조체 시공 시 지반의 붕괴를 방지하기 위해 설치되는 임시 구조물로서, 흙막이벽체에 작용하는 토압과 수압 등의 측압에 대해 저항하고 주변의 지반 침하와 인접 구조물의 보호를 목적으로 시공된다.

이러한 흙막이가시설은 흙막이벽체와 각종 지보공을 포함하고, 흙막이벽체는 굴착공사에 있어서 토사의 붕괴를 막기 위해 굴착면에 설치되며, 지보공은 흙막이벽체를 지지하는 구조물이다.

그리고 흙막이가시설은 지보 형식에 따라 스트러스 공법, 어스앵커 공법, 레이커 공법 및 소일 네일링 공법 등으로 구분된다.

또한, 흙막이가시설은 흙박이벽체의 형식에 따라 엄지말뚝 공법, 강널말뚝 공법, 주열식 공법 및 지하연속벽시 공법 등으로 구분되며, 주열식 공법은 SCW 공법 및 CIP 공법으로 대별된다.

먼저, SCW(soil cement wall) 공법은 오거스크류를 이용하여 지중을 굴착, 관입시키면서 오거스크류의 중공 로드를 통해 시멘트 밀크 주입재를 소정 압력으로 주입하고 중공 로드 주변에 구비된 교반 날개로 지반의 흙과 혼입하여 소일 콘크리트를 만들어 흙막이벽체를 형성하는 공법으로서, H-Pile과 강관 및 강널말뚝 등을 삽입할 수 있다.

이어서, CIP(cast-in- pile) 공법은 천공기의 오거스크류로 지반을 천공하는 공법으로서, 공벽을 보호하기 위해 안정액을 주입하면서 천공하며, 천공 후 철근을 삽입하고 콘크리트를 타설하여 한 개의 현장 타설 콘크리트말뚝을 만들고, 이를 연속적으로 시공하여 흙막이벽체를 형성하게 된다.

그러나 상술한 SCW 공법 및 CIP 공법 이후에는 건설 현장으로 지하수의 유입을 차단하기 위한 차수(遮水) 시공이 필요하므로 공사 기간이 늘어나고, 이로 인해 자재비와 인건비의 상승으로 이어지는 문제점이 있었다.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1824926호(등록일자 2018년01월29일) (0002) 대한민국 등록특허 제10-2070735호(등록일자 2020년01월21일) (0003) 대한민국 공개특허 제10-2012-0071237호(공개일자 2012년07월02일) (0004) 대한민국 공개특허 제10-2018-0062030호(공개일자 2018년06월08일)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 흙박이 벽체 시공을 통해 건설 현장으로 지하수의 유입을 차단하는 차수 기능을 겸하므로 공사 기간을 단축할 수 있는 흙막이 벽체 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 천공기의 수직 천공을 안내하도록 지반에 정렬되는 복수의 지반공안내관을 갖는 지반공 가이드부재를 지반에 배치하는 단계; (b) 상기 지반공안내관에 의해 안내된 천공기를 통해 지반에 교번으로 지반공을 천공하고, 교번 천공된 지반공에 주입재를 주입하는 단계; (c) 주입재가 주입된 상기 교번 천공된 지반공 중 선단 및 후단의 지반공으로 파일을 압입하는 단계; (d) 상기 복수의 지반공안내관으로 안내된 천공기를 이용하여, 주입재가 주입된 상기 교번 천공된 지반공 간의 사이에 지반공을 추가 천공하고, 추가 천공된 지반공에 주입재를 주입하는 단계; (e) 상기 지반공 가이드부재를 제거하는 단계; (f) 정렬된 상기 교번 천공된 지반공과 상기 추가 천공된 지반공의 사이에 형성된 사이공의 수직 천공을 안내하도록 지반에 정렬되는 복수의 사이공안내관을 갖는 사이공 가이드부재를 배치하는 단계; (g) 상기 사이공안내관으로 안내된 천공기를 통해 상기 교번 천공된 지반공과 상기 추가 천공된 지반공의 사이에 형성된 상기 사이공을 천공하면서 주입재를 교반하여 충진하는 단계; (h) 상기 사이공 가이드부재를 제거하는 단계; (i) 상기 교번 천공된 지반공과 상기 추가 천공된 지반공의 중심에 강관의 수직 압입을 안내하도록 배열된 복수의 강관안내관을 갖는 강관 가이드부재를 배치하는 단계; 및 (j) 상기 강관 가이드부재에 의해 안내된 강관을 지반공의 중심으로 압입하는 단계;를 포함하는 흙막이 벽체 시공방법을 제공할 수 있다.

이때, 상기 지반공 가이드부재는 상기 복수의 지반공안내관을 연결하여 밸런스를 유지하도록 지반에 접지 가능하게 배치되는 밸런스빔을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 사이공 가이드부재는 상기 복수의 사이공안내관의 위치를 설정하도록 어느 한 파일을 따라 안내되는 사이공프레임을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 강관 가이드부재는 상기 복수의 강관안내관을 연결하여 위치를 설정하도록 양측 파일을 따라 안내되는 강관프레임을 더 포함할 수 있다.

상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 흙막이 벽체를 통해 건설 현장으로 지하수의 유입을 차단하는 차수 기능을 겸하므로 공사 기간을 단축하고, 이로 인하여 자재비와 인건비의 절감을 기대할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 시공 과정을 평면으로 나타낸 시공도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 지반공 가이드부재의 전체적인 형태를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 사이공 가이드부재의 전체적인 형태를 나타낸 사시도.
도 8은 도 4의 A-A선 단면을 나타낸 단면도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 흙막이 벽체 시공방법은, (a) 천공기의 수직 천공을 안내하도록 지반(E)에 정렬되는 복수의 지반공안내관(110) 및 이 지반공안내관(110)을 연결하여 밸런스를 유지하는 밸런스빔(120)을 갖는 지반공 가이드부재(100)를 지반(E)에 배치하는 단계, (b) 지반공안내관(110)에 의해 안내된 천공기를 통해 지반(E)에 교번으로 지반공(10)(30)(50)을 천공하고 주입재(G)를 주입하는 단계, (c) 주입재(G)가 주입된 선단 및 후단의 지반공(10)(50)으로 파일(60)을 압입하는 단계, (d) 주입재(G)가 주입된 복수의 지반공(10)(30)(50) 사이에 복수의 지반공안내관(110)으로 안내된 천공기를 통해 지반공(20)(40)을 천공하고 주입재(G)를 주입하는 단계, (e) 지반공 가이드부재(100)를 제거하는 단계, (f) 정렬된 복수의 지반공(10)(20)(30)(40)(50) 사이에 형성된 사이공(80)의 수직 천공을 안내하도록 지반(E)에 정렬되는 복수의 사이공안내관(210) 및 이 사이공안내관(210)의 위치를 설정하도록 어느 한 파일(60)을 따라 안내되는 사이공프레임(220)을 갖는 사이공 가이드부재(200)를 배치하는 단계, (g) 사이공안내관(210)으로 안내된 천공기를 통해 복수의 지반공(10)(20)(30)(40)(50) 사이에 형성된 사이공(80)을 천공하면서 주입재(G)를 교반하여 충진하는 단계, (h) 사이공 가이드부재(200)를 제거하는 단계, (i) 복수의 지반공(10)(20)(30)(40)(50) 중심에 강관(70)의 수직 압입을 안내하도록 배열된 복수의 강관안내관(310) 및 이 복수의 강관안내관(310)을 연결하여 위치를 설정하도록 양측 파일(60)을 따라 안내되는 강관프레임(320)을 갖는 강관 가이드부재(300)를 배치하는 단계, (j) 강관 가이드부재(300)에 의해 안내된 강관(70)을 지반공(20)(30)(40)의 중심으로 압입하는 단계의 순서로 시공된다.

(a) 단계는 지반공 가이드부재(100)를 천공하고자 하는 지반(E)에 배치하는 단계이다.

도 6을 참조하면, 지반공 가이드부재(100)는 지반(E)에 정렬되어 천공기의 오거스크류의 수직 천공을 안내하는 복수의 지반공안내관(110), 복수의 지반공안내관(110)을 연결하여 밴런스를 유지하도록 지반(E)에 접지 가능하게 배치되는 밸런스빔(120)을 포함한다.

지반공안내관(110)은 400㎜의 직경을 이루도록 강철로 만든 원형 관으로서, 지반(E)에 가지런히 정렬되어 외경이 연접되는 복수로 이루어진다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 지반공안내관(110)은 5개로 이루어져 지반(E)에 정렬된 상태로 도시되어 있으나, 현장 상황에 따라 7개 또는 그 이상의 홀수로 이루어져 지반(E)에 정렬될 수 있다.

편의상, 복수의 지반공안내관(110)은 도 1 내지 도 3의 좌측에서 우측 방향으로 1번 지반공안내관(110a) 내지 5번 지반공안내관(110e)을 포함하는 것을 기준으로 설명한다.

밸런스빔(120)은 열간압연에 의해 성형된 H 형강으로 이루어지는데, 이러한 밸런스빔(120)의 일 측면은 지반공안내관(110)의 외면에 볼팅 또는 웰딩으로 접합되고 하단부는 지반(E)에 접지되어 복수의 지반공안내관(110)이 전후 또는 좌우 방향으로 움직이지 않도록 밸런스를 유지하는 기능을 한다.

(b) 단계는 1번, 3번, 5번 지반공안내관(110a)(110c)(110e)으로 안내된 천공기의 오거스크류를 통해 지반(E)을 굴착하여 교번으로 1번, 3번, 5번 지반공(10)(30)(50)을 천공한 후 주입재(G)를 주입하는 단계이다.

우선, (b) 단계는 도 1의 (i)에 도시된 바와 같이, 천공기의 오거스크류를 1번 지반공안내관(110a)으로 삽입하여 1번 지반공(10)을 천공한 후 주입재(G)를 주입한다.

여기서, 주입재(G)는 시멘트, 모래, 물을 혼합한 시멘트밀크에 지하수의 유입을 차단할 수 있는 차수재를 더 포함한다.

그리고 (b) 단계는 도 1의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, 천공기의 오거스크류를 3번 지반공안내관(110c)으로 삽입하여 3번 지반공(30)을 천공한 후 주입재(G)를 주입한다.

이어서, (b) 단계는 도 1의 (ⅲ)에 도시된 바와 같이, 천공기의 오거스크류를 5번 지반공안내관(110e)으로 삽입하여 5번 지반공(50)을 천공한 후 주입재(G)를 주입한다.

(c) 단계는 상술한 (b) 단계를 통해 주입재(G)가 주입된 선단 지반공(10) 및 후단 지반공(50)으로 파일(60)을 압입하여 흙막이 벽체의 강도를 보강하는 단계이다.

이러한 (c) 단계는 (b) 단계의 1번 지반공(10)과 5번 지반공(50)을 천공한 후에 곧바로 시공되어 주입재(G)의 경화를 방지하는 것이 바람직하다.

(d) 단계는 2번 및 4번 지반공안내관(110b)(110d)으로 안내된 천공기의 오거스크류를 통해 지반(E)을 굴착하여 2번 및 4번 지반공(20)(40)을 천공한 후 주입재(G)를 주입하는 단계이다.

우선, (d) 단계는 도 2의 (ⅳ)에 도시된 바와 같이, 천공기의 오거스크류를 2번 지반공안내관(110b)으로 삽입하여 2번 지반공(20)을 천공한 후 주입재(G)를 주입한다.

그리고 (d) 단계는 도 2의 (ⅴ)에 도시된 바와 같이, 천공기의 오거스크류를 4번 지반공안내관(110d)으로 삽입하여 4번 지반공(40)을 천공한 후 주입재(G)를 주입한다.

(e) 단계는 지반공 가이드부재(100)를 제거하는 단계이다.

지반공 가이드부재(100)를 제거하면 도 2의 (ⅵ)에 도시된 바와 같이 1번 내지 5번 지반공(50)으로 주입된 주입재(G) 사이에 간극, 즉 사이공(80)이 형성된다.

(f) 단계는 1번 내지 5번 지반공(10)(20)(30)(40)(50) 사이에 형성된 사이공(80)을 천공하기 위해 사이공 가이드부재(200)를 배치하는 단계이다.

도 7을 참조하면, 사이공 가이드부재(200)는 지반(E)에 정렬되어 복수의 지반공(10)(20)(30)(40)(50) 사이에 형성된 사이공(80)의 수직 천공을 안내하는 복수의 사이공안내관(210), 복수의 사이공안내관(210)의 위치를 설정하도록 어느 한 파일(60)을 따라 안내되는 사이공프레임(220)을 포함한다.

사이공안내관(210)은 지반공안내관(110)과 동일 내지 유사한 직경을 이루도록 강철로 만든 원형 관으로서, 지반(E)에 가지런히 정렬되어 외경이 연접되는 복수로 이루어진다. 도 3을 참조하면, 사이공안내관(210)은 3개로 이루어져 지반(E)에 정렬된 상태로 도시되어 있으나, 현장 상황에 따라 1개 또는 그 이상의 홀수로 이루어져 지반(E)에 정렬될 수 있다.

사이공프레임(220)은 대략 사각 틀 형상으로 형성되어 외측 사이공안내관(210)의 외면에 웰딩으로 접합된다. 사이공프레임(220)은 1번 지반공(10) 또는 5번 지반공(50)으로 압입된 파일(60)의 웨브(61)와 플랜지(62) 사이를 따라 승강되어 사이공안내관(210)의 적절한 위치를 설정하는 기능을 한다.

(g) 단계는 사이공안내관(210)으로 안내된 천공기의 오거스크류를 통해 지반(E)을 굴착하여 사이공(80)을 천공하면서 지반공(10)(20)(30)(40)(50)에 주입된 주입재(G)를 교반하여 충진하는 단계이다.

우선, (g) 단계는 도 3의 (ⅶ)에 도시된 바와 같이, 사이공프레임(220)을 1번 지반공(10)의 파일(60)을 따라 안내하여 사이공안내관(210)을 배치한 후, 이 사이공안내관(210)으로 천공기의 오거스크류를 삽입하여 사이공(80)을 천공하면서 주변의 지반공(10)(20)(30)(40)(50)으로 주입된 주입재(G)를 교반하여 사이공(80)으로 충진한다.

다음, (g) 단계는 도 3의 (iⅹ)에 도시된 바와 같이, 사이공프레임(220)을 5번 지반공(50)의 파일(60)을 따라 안내하여 사이공안내관(210)을 배치한 후, 이 사이공안내관(210)으로 천공기의 오거스크류를 삽입하여 사이공(80)을 천공하면서 주변의 지반공(10)(20)(30)(40)(50)으로 주입된 주입재(G)를 교반하여 사이공(80)으로 충진한다.

(h) 단계는 사이공 가이드부재(200)를 제거하는 단계이다.

사이공 가이부재를 제거하면 도 4의 (ⅹ)에 도시된 바와 같이, 복수의 지반공(10)(20)(30)(40)(50)과 사이공(80)이 혼합되어 하나로 이어진 흙막이 벽체를 형성하게 된다.

(i) 단계는 강관 가이드부재(300)를 배치하는 단계이다.

도 4의 (xi)를 참조하면, 강관 가이드부재(300)는 복수의 지반공(10)(20)(30)(40)(50) 중심에 강관(70)의 수직 압입을 안내하도록 배열된 복수의 강관안내관(310), 복수의 강관안내관(310)을 연결하여 위치를 설정하도록 양측 파일(60)을 따라 안내되는 강관프레임(320)을 포함한다.

강관프레임(320)은 양측 파일(60)의 웨브(61)를 따라 승강하도록 사각 틀 형상으로 형성되고, 강관안내관(310)은 2번 지반공(20) 내지 4번 지반공(40)의 중심에 위치되도록 강관프레임(320)에 설치되어 강관(70)의 수직 압입을 안내한다.

(j) 단계는 강관 가이드부재(300)에 의해 안내된 강관(70)을 지반공(20)(30)(40)의 중심으로 압입하여 2번 지반공(20) 내지 4번 지반공(40)을 보강하는 단계이다.

도 4의 (xⅱ)를 참조하면, 강관(70)은 직경 150㎜로 이루어진 강철로 만든 원형 관(管)으로서, 파일(60)로 보강된 1번 지반공(10) 및 5번 지반공(50)을 제외한 2번 지반공(20) 내지 4번 지반공(40)을 보강하는 기능을 한다.

이후, 강관 가이드부재(300)를 제거한 후 양생 과정을 거치면 도 5의 (xⅲ)에 도시된 바와 같이, 차수 기능을 갖는 하나로 이어진 흙막이 벽체가 완성된다.

따라서, 본 발명은 상술한 과정으로 시공된 흙막이 벽체를 통해 건설 현장으로 지하수의 유입을 차단하는 차수 기능을 겸하므로 공사 기간을 단축하고, 이로 인하여 자재비와 인건비의 절감을 기대할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 지반공 가이드부재 110 : 지반공안내관
120 : 밸런스빔 200 : 사이공 가이드부재
210 : 사이공안내관 220 : 사이공프레임
300 : 강관 가이드부재 310 : 강관안내관
320 : 강관프레임 E : 지반
G : 주입재

Claims

(a) 천공기의 수직 천공을 안내하도록 지반에 정렬되는 복수의 지반공안내관을 갖는 지반공 가이드부재를 지반에 배치하는 단계;
(b) 상기 지반공안내관에 의해 안내된 천공기를 통해 지반에 교번으로 지반공을 천공하고, 교번 천공된 지반공에 주입재를 주입하는 단계;
(c) 주입재가 주입된 상기 교번 천공된 지반공 중 선단 및 후단의 지반공으로 파일을 압입하는 단계;
(d) 상기 복수의 지반공안내관으로 안내된 천공기를 이용하여, 주입재가 주입된 상기 교번 천공된 지반공 간의 사이에 지반공을 추가 천공하고, 추가 천공된 지반공에 주입재를 주입하는 단계;
(e) 상기 지반공 가이드부재를 제거하는 단계;
(f) 정렬된 상기 교번 천공된 지반공과 상기 추가 천공된 지반공의 사이에 형성된 사이공의 수직 천공을 안내하도록 지반에 정렬되는 복수의 사이공안내관을 갖는 사이공 가이드부재를 배치하는 단계;
(g) 상기 사이공안내관으로 안내된 천공기를 통해 상기 교번 천공된 지반공과 상기 추가 천공된 지반공의 사이에 형성된 상기 사이공을 천공하면서 주입재를 교반하여 충진하는 단계;
(h) 상기 사이공 가이드부재를 제거하는 단계;
(i) 상기 교번 천공된 지반공과 상기 추가 천공된 지반공의 중심에 강관의 수직 압입을 안내하도록 배열된 복수의 강관안내관을 갖는 강관 가이드부재를 배치하는 단계; 및
(j) 상기 강관 가이드부재에 의해 안내된 강관을 지반공의 중심으로 압입하는 단계;를 포함하는 흙막이 벽체 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 지반공 가이드부재는 상기 복수의 지반공안내관을 연결하여 밸런스를 유지하도록 지반에 접지 가능하게 배치되는 밸런스빔을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 사이공 가이드부재는 상기 복수의 사이공안내관의 위치를 설정하도록 어느 한 파일을 따라 안내되는 사이공프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 강관 가이드부재는 상기 복수의 강관안내관을 연결하여 위치를 설정하도록 양측 파일을 따라 안내되는 강관프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체 시공방법.