KR102353664B1 - 자립식 흙막이용 rps 빔과 rps 빔 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자립식 흙막이용 RPS 빔(B)과 RPS 빔 공법(M)에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 자립식 흙막이용 RPS 빔은, H 빔의 길이방향 상,하부에 브라켓을 구비하고, 한 쌍의 브라켓 사이에 인장재를 결속하여 프리스트레스가 도입되는 것으로, 상기 H 빔의 상부에는 제1 플랜지에 상부 브라켓이 체결되고, 상기 H 빔의 하단에는 제1,2 플랜지와 면접하도록 캡 브라켓이 구비되며, 상기 상부 브라켓과 캡 브라켓 사이에는 상기 제1 플랜지의 외측으로 인장재가 결속되어 프리스트레스가 도입되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 작업공간의 확보는 물론 시공기간의 단축이 가능하고, 상기 캡 브라켓의 별도 체결과정이 요구되지 않으므로 제작 간편하며, 추후 H 빔을 인발하여 용이하게 제거할 수 있다.

Description

자립식 흙막이용 RPS 빔과 RPS 빔 공법{Removal Pre-Stressed Beam and Construction Methods thereof}

본 발명은 자립식 흙막이용 RPS 빔과 RPS 빔 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 H 빔의 상부에는 상부 브라켓이 구비되고, 하단에는 캡 브라켓이 제1,2 플랜지와 면접하도록 구비된 상태로 상부 브라켓과 캡 브라켓 사이에 인장재가 결속되어 프리스트레스가 인가되는 작업공간의 확보는 물론 시공기간의 단축이 가능하며, 기초 공사가 완료된 이후에는 H 빔과 인장재를 용이하게 제거할 수 있는 자립식 흙막이용 RPS 빔과 RPS 빔 공법에 관한 것이다.

건축이나 토목 구조물은 기초공사를 진행하기 위하여 우선적으로 땅을 파는 터파기 공사가 진행된다. 대부분의 경우 터파기 공사는 개착공법(Open Cut)으로 진행되며, 심도가 깊은 경우에는 토압을 지지하기 위하여 버팀보나 어스앵커 또는 레이커 등을 이용하여 지반을 보강하면서 굴착하게 된다.

그러나, 종래의 버팀보나 레이커를 이용한 지반 보강은 굴착공간을 이용하여 보강하여야 하므로 작업공간이 협소해지고, 중장비의 활용이 어려운 한계가 있었다. 또한, 어스앵커를 이용한 지반 보강은 도심지의 경우 타인의 사유지를 침범하고, 이미 설치된 기존 구조물을 파손시키는 문제점이 있었으며, 인근 지하수가 굴착공간으로 유입되는 등 각종 피해가 야기되었다.

이러한 이유로 최근에는 말뚝의 길이방향을 따라 브라켓을 고정 설치하고 브라켓 사이에 강봉이나 복수의 강연선을 거치하여 사전 긴장력을 적용함으로써 토압을 지지하는 PS 빔 자립공법이 제안된 바 있으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는 등록특허 제1609805호(2016. 3. 31. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)이 있다.

상기 선행기술문헌 1은 도 1a에 도시된 바와 같이 자립식 흙막이 벽체에 발생하는 휨응력을 감소시키기 위하여 H 빔으로 제작된 엄지말뚝(1A)의 길이방향을 따라 상부고정장치(2A)와 하부고정장치(3A)를 결합하고, 상기 상,하부고정장치(2A)(3A) 사이에 강봉이나 강연선과 같은 인장재(4A)를 구비함으로써, 엄지말뚝(1A)에 프리스트레스(PreStress, 사전 긴장)를 부여하였다. 특히, 선행기술문헌 1은 추가적으로 인장재조임장치(5A)를 구비하여 인장재(4A)에 추가적인 긴장이 가능하도록 제안하였다.

그러나, 선행기술문헌 1은 엄지말뚝(1A)이 감싸도록 상,하부고정장치(2A)(3A)를 각관형으로 형성함에 따라 다량의 강재가 사용되어 자중이 증가되고, 천공홀에 상,하부고정장치(2A)(3A)가 결합된 상태로 엄지말뚝(1A)을 근입함에 따라 그 부피에 의하여 시공성이 저하되는 한계가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허 제2162467호(2020. 9. 25. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)가 제안된 바 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 선행기술문헌 2도 H 빔으로 제작된 엄지말뚝(1B)의 상부와 하부에 각각 걸이형 브라켓(2B)(3B)를 구비하고, 상기 걸이형 브라켓(2B)(3B) 사이에 인장재(4B)를 구비함으로써 프리스트레스가 부여되도록 하였다. 다만, 상기 선행기술문헌 2는 상기 걸이형 브라켓(2B)(3B)이 엄지말뚝(1B)의 일측 플랜지에만 걸쳐진 상태로 긴장이 가능하도록 제작함으로써 전체적으로 엄지말뚝의 경량화를 구현하고, 시공성을 확보하고자 하였다.

그러나, 상기 선행기술문헌 2는 하부에 위치한 걸이형 브라켓(3B)이 천공홀의 최하단에 구비되나, 걸이형 브라켓(3B)의 하부로 정착구(6B)가 돌출되므로, 정착구(6B)가 자중을 지지하는 구조적 한계와 천공홀의 굴착과정에서 발생된 슬라임에 의하여 정착구(6B)에 간섭이 야기되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 선행기술문헌 1과 2는 기초공사가 완료된 이후에 엄지말뚝(1A)(1B)을 제거할 수 있도록 천공홀에 엄지말뚝(1A)(1B)을 구비한 후, 단순히 토사를 되메움에 따라 엄지말뚝(1A)(1B)의 하단이 지지점으로 기능하지 못하고, 토압에 의하여 하단이 유동하거나 기울어지는 등의 문제점이 있었다.

상술한 선행기술문헌 1과 2의 문제점들을 해결하기 위하여 등록특허 제2046965호(2019. 11. 14. 등록, 이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)가 제안된 바 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이 상기 선행기술문헌 3은 길이방향으로 구비되는 빔유닛(1C)의 상부에는 제1 브라켓부재(2C)를 결합하고, 하단에는 웨브가 끼워지도록 제2 브라켓부재(3C)가 구비된 상태로 상기 제1,2 브라켓부재(2C)(3C)를 상호 결속하는 강연선(4C)에 의하여 사전 긴장이 가능하도록 구현하였다.

특히, 상기 선행기술문헌 3은 추후 빔유닛(1C)의 하단에 구비된 제2 브라켓부재(3C)를 지중에 매립시킨 상태로 빔유닛(1C)만을 제거할 수 있도록 구현하였다. 즉, 상기 빔유닛(1C) 하단의 제2 브라켓부재(3C)를 감싸도록 그라우팅이 가능하므로, 그라우팅을 통한 지점 보강이 가능하면서도 추후 빔유닛(1C)을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 발휘된다.

그러나, 상기 선행기술문헌 3은 정착구(6C) 간섭의 문제점을 해결하고자 빔유닛(1C)의 한 쌍의 플랜지 내측에 정착구(6C)가 구비되도록 하였으나, 오히려 강선이나 강연선(4C)의 위치도 웨브 중심에 인접되도록 구속시킴으로써 구조적으로 휨응력에 대한 충분한 보강이 이루어지지 못하는 원인이 되었다.

무엇보다, 상기 강연선(4C)의 하단이 고정되는 정착구(6C)는 그라우트에 의하여 매립되므로, 추후에 빔유닛(1C)을 제거하더라도 지중에 강연선(4C)이 잔존하게되는 문제점이 있었으며, 이러한 강제 잔존물은 기초공사 이후에 상하수로와 배수로, 포장이나 조경을 형성하기 위한 부대토목 공사를 진행하는 과정에서 재차 제거되어야 하는 대상이 됨에 따라 공정의 비효율을 야기하는 원인이 되었다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 프리스트레스가 인가된 H 빔을 이용한 자립식 흙막이를 시공함으로써 작업공간 확보 및 시공기간 단축이 가능하고, H 빔의 하부 지점에 대한 보강을 바탕으로 유동과 기울어짐의 문제를 해소하면서도 H 빔의 효과적인 인발과 인장재로 사용되는 강제 잔존물의 제거가 가능하여 후속 부대토목 공사의 용이성과 경제성을 확보할 수 있는 자립식 흙막이용 RPS 빔과 RPS 빔 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시에에 따른 자립식 흙막이용 RPS 빔(B)은, H 빔(10)의 길이방향 상부에 상부 브라켓(20)을 구비하고, 하부에 캡 브라켓(30)을 구비하며, 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에 인장재(40)를 결속하여 프리스트레스가 도입되는 것으로, 상기 H 빔(10)의 상부에는 제1 플랜지(11)에 상부 브라켓(20)이 체결되되, 상기 상부 브라켓(20)은 제1 플랜지(11)에 고정 플레이트(21)가 체결되고, 상기 고정 플레이트(21)에는 관통홀(22a)이 형성된 정착 플랜지(22)가 돌출 형성되고, 상기 H 빔(10)의 하단에는 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 캡 브라켓(30)이 구비되되, 상기 캡 브라켓(30)은 H 빔(10)과 동일한 단면의 H형 스페이서(33)가 상기 H 빔(10)의 하단에 구비되고, 상기 H형 스페이서(33)의 일측에는 제1 플랜지(11)와 면접하도록 제1 지지 플레이트(31)가 결합되고, 상기 제1 지지 플레이트(31)에는 관통홀(32a)이 형성된 정착 플랜지(32)가 돌출 형성되며, 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에는 상기 제1 플랜지(11)의 외측으로 인장재(40)가 결속되어 프리스트레스가 도입되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32)는 H형 스페이서(33)의 하단으로부터 일정 간격(G) 이격 형성될 수 있다.

또한, 상기 캡 브라켓(30)은 H형 스페이서(33)의 타측에는 제2 플랜지(12)와 면접하도록 제2 지지 플레이트(34)가 결합되고, 중심에는 웨브(13)가 삽입되도록 한 쌍의 인서트 플레이트(35)가 웨브(13)와 나란하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 인서트 플레이트(35)의 상부에는 각각 제2 플랜지(12)와 면접하도록 보강 앵글(36)이 결합될 수 있다.

또한, 상기 인장재(40)는 피복층(41a)이 형성된 강봉(41)이며, 상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32) 하부에는 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 암나사공(51)이 마련되도록 체결구(50)가 일체로 형성되고, 상기 관통홀(32a)의 상부에는 더 넓은 직경으로 단턱홈(32b)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 인장재(40)는 피복층(42a)이 형성된 복수의 강연선(42)이며, 상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32) 하부에는 복수의 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 각각 캡슐형 정착구(60)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 캡슐형 정착구(60)는 원통형 몸체부(61)의 내측에 테이퍼면(61a)이 형성되고, 상기 강연선(42)을 감싸도록 복수의 분할편(62a)으로 구성된 웨지부(62) 일측의 테이퍼부(62b)가 상기 테이퍼면(61a)과 맞닿도록 구비되며, 상기 웨지부(62)의 타측을 감싸도록 체결커버(63)가 구비되어 원통형 몸체부(61)와 나사 체결되고, 상기 강연선(42)의 단부에는 외주면에 돌출링(64a)이 형성된 강선캡(64)이 결합되어 상기 돌출링(64a)이 웨지부(62)의 내주면에 형성된 환상 그루브(62c)에 삽입 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자립식 흙막이용 RPS 빔 공법(M)은, H 빔(10)의 상부에 상부 브라켓(20)을 체결하고, 하단에는 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 캡 브라켓(30)을 구비하며, 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에는 제1 플랜지(11)의 외측으로 인장재(40)를 결속하여 프리스트레스를 도입하는 RPS 빔 제작단계(S10); 천공홀(H)에 상기 RPS 빔(B)을 근입하는 RPS 빔 근입단계(S20); 상부로 노출된 인장재(40)를 추가적으로 긴장하는 추가 긴장단계(S30); 상기 천공홀(H)에 그라우트 또는 콘크리트를 주입하여 양생하는 지점 보강단계(S40); 상기 인장재(40)의 양 단부를 해체하여 분리하는 인장재 제거단계(S50); 및 상기 캡 브라켓(30)을 천공홀(H) 내부에 잔존시킨 상태로 상부 브라켓(20)이 체결된 H 빔(10)을 인발하는 H 빔 인발단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 RPS 빔 제작단계(S10) 이후에는, 상기 H 빔(10)의 표면에 파라핀 코팅제를 도포하는 표면 코딩단계(S15);를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 인장재 제거단계(S50)는, 인장재(40)의 피복층(41a)(42a)을 잔존시킨 상태로 강봉(41) 또는 강연선(42)만을 제거할 수 있다.

본 발명의 자립식 흙막이용 RPS 빔(B)과 RPS 빔 공법(M)에 의하면, H 빔 하단의 캡 브라켓은 제1,2 플랜지와 면접하도록 구비된 상태로 상부 브라켓 사이에 결속된 인장재로 프리스트레스가 인가되므로 작업공간의 확보는 물론 시공기간의 단축이 가능한 이점이 있다.

특히, 상기 캡 브라켓은 H 빔의 하단을 지지하도록 받침 구비될 뿐, 별도의 체결과정이 요구되지 않으므로 제작 간편하고, 추후 H 빔을 인발하는 과정에서도 캡 브라켓을 천공홀 내부에 잔존시킨 상태로 H 빔만을 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 상기 캡 브라켓은 H 빔과 동일한 단면의 H형 스페이서가 상기 H 빔의 하단에 구비되고, 정착 플랜지가 돌출된 제1 지지 플레이트가 제1 플랜지와 면접하도록 결합되어 긴장되는 인장재가 토압이 가해지는 제1 플랜지의 외측에 구비되므로, 토압에 의한 휨응력에 대한 효과적인 보강이 가능한 이점이 있다.

나아가, 상기 정착 플랜지가 H형 스페이서의 하단으로부터 일정 간격 이격 형성되어 체결구나 정착구가 H 빔의 자중을 수용하거나, 천공홀의 슬라임과 정착구 사이에 간섭이 야기되어 발생되는 변형이나 파손의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 하단에 구비되는 캡 브라켓은 H 빔의 제1,2 플랜지와 면접하도록 제1,2 지지 플레이트가 결합되고, 웨브가 삽입되도록 한 쌍의 인서트 플레이트가 결합되어 제작과정에서 H 빔과 캡 브라켓의 끼움 제작 용이성을 도모할 수 있으며, 토압의 발생에도 H 빔의 하단 지점에 대한 안정적 보강이 가능하다.

특히, 상기 인서트 플레이트의 상부에는 제2 플랜지와 면접하도록 보강 앵글이 결합되어 지점으로 작용함에 따른 H 빔의 하부 변형을 효과적으로 지지할 수 있다.

또한, 천공홀의 내부에는 그라우트 또는 콘크리트를 주입하여 H 빔의 하단 지점을 안정적으로 고정시킬 수 있으므로 토압에 의한 지점의 유동과 기울어짐의 문제를 해소할 수 있다.

나아가, 상기 H 빔은 캡 브라켓과 쉽게 분리될 수 있으므로, 표면에 파라핀 코팅제를 도포함으로써 H 빔의 효과적인 인발이 가능한 이점이 있다.

무엇보다 인장재로 사용되는 강봉이나 강연선을 체결구나 정착구로부터 해체하여 제거할 수 있으므로 강제 잔존물을 제거하는 불필요한 공정을 생략함으로써 후속 부대토목 공사의 용이성과 경제성을 확보할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 선행기술문헌에 따른 PS 빔 공법을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RPS 빔의 시공상태를 도시한 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RPS 빔을 도시한 사시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 브라켓을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 브라켓을 도시한 사시도.
도 6은 도 3a에 도시된 (a) A-A' 및 (b) B-B' 단면도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 강봉과 체결구가 체결된 상태를 도시한 단면도.
도 7b은 본 발명의 일 실시예에 따른 강봉과 체결구의 체결 및 해체원리를 도시한 단면도.
도 8a은 본 발명의 일 실시예에 따른 강연선과 정착구가 체결된 상태를 도시한 단면도.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 강연선과 정착구의 체결 및 해체원리를 시계열적으로 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RPS 빔 공법의 시계열적 순서를 도시한 블록도.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

본 발명의 RPS 빔(B)은 추후에 제거가 가능한 PS 빔(Removal PreStressed Beam)을 의미하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 터파기 공사에 선행하여 지반을 보강하기 위한 흙막이 공법에 사용되는 것이다. 즉, 터파기를 수행할 위치를 따라 일정 간격마다 천공홀(H)을 형성하고, 각 천공홀(H)에 프리스트레스가 부여된 RPS 빔(B)을 근입하여 흙막이 벽체를 형성함으로써 터파기 외측(배면측)의 토사층에 의하여 가해지는 휨응력에 대응하게 된다. 이때, 본 발명에서는 터파기가 수행되는 방향을 내측으로 정의하고, 이와 대응되는 배면 방향을 외측으로 정의한다.

또한, 본 발명에서는 상기 H 빔(10)의 제1,2 플랜지(11)(12)가 각각 외측과 내측을 향하도록 배치되므로, H 빔(10)에 형성된 한 쌍의 플랜지 중에서 제1 플랜지(11)는 찬공홀(H)에 근입시 터파기의 배면을 향하는 방향을 외측 부분으로 정의하며, 제2 플랜지(12)는 터파기의 정면을 향하는 방향을 내측 부분으로 정의한다.

한편, 본 발명의 RPS 빔(B)도 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 종래의 PS 빔(PreStressed Beam)과 마찬가지로 H 빔(10)의 길이방향 상,하부에 브라켓(20)(30)을 구비하고, 한 쌍의 브라켓(20)(30) 사이에 인장재(40)를 결속하여 프리스트레스를 도입함으로써 자립식 흙막이 벽체를 형성하게 되며, 이로써 도심지와 같은 작업공간이 협소한 장소에서도 효과적으로 흙막이 벽체를 시공할 수 있으며, 공기도 단축시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 RPS 빔(B)은 H 빔(10)의 제1 플랜지(11)에 상부 브라켓(20)이 체결되고, 상기 H 빔(10)의 하단에는 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접(면접촉)하도록 캡 브라켓(30)이 구비되는 점에 주요한 구성상의 차별성이 존재한다. 일 실시예로, 상기 캡 브라켓(30)은 H 빔(10)의 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접함과 동시에 웨브(13)가 삽입되도록 H 빔(10)를 전체적으로 감싸는 형상으로 형성되는바, 별도의 체결 과정이 없더라도 인장재(40)의 긴장만으로도 H 빔(10)의 하단을 캡 브라켓(30)에 안정적으로 안착 고정시킬 수 있으므로 제작 효율성을 기대할 수 있다.

뿐만 아니라, 추후 상기 H 빔(10)을 천공홀(H)로부터 인발하여 제거하는 과정에서도 상기 H 빔(10)과 캡 브라켓(30) 사이에 볼팅 체결이 요구되지 않으므로 H 빔(10)의 해체 및 제거의 용이성이 확보된다.

또한, 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에는 인장재(40)가 결속되되, 상기 인장재(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 토압이 직접 가해지는 상기 제1 플랜지(11)의 외측에 위치한 상태로 상하단이 결속되어 프리스트레스가 도입되므로, 토압에 의한 휨응력에 보다 효과적인 보강이 가능한 이점이 있다.

일 실시예에 따른 상기 상부 브라켓(20)은 도 4a에 도시된 바와 같이 제1 플랜지(11)에 고정 플레이트(21)가 면접한 상태로 체결되고, 상기 고정 플레이트(21)에는 관통홀(22a)이 형성된 정착 플랜지(22)가 돌출 형성될 수 있다. 이때, 상기 고정 플레이트(21)는 H 빔(10)의 제1 플랜지(11)에 상응하는 폭으로 충분한 접촉면을 지니도록 형성되어 볼팅 결합되는 것이 바람직하다.

상기 정착 플랜지(22)는 인장재(40)가 관통되도록 관통홀(22a)이 형성되며, 인장재(40)가 강봉(41)인 경우에는 강봉(41)의 상단이 상기 관통홀(22a)을 관통하여 정착 플랜지(22)의 상부에 가압 체결되는 체결구(50)를 매개로 긴장될 수 있다.

또한, 상기 인장재(40)가 복수의 강연선(42)으로 구성되는 경우에는 강연선(42)의 개수에 대응되도록 관통홀(22a)을 형성하고, 개별 강연선(42)의 상단이 상기 관통홀(22a)을 관통하여 정착 플랜지(22)의 상부에 긴결되는 정착구(60)를 매개 긴장될 수 있다. 이때, 복수의 관통홀(22a) 중에서 중심에 형성되는 관통홀(22a)은 상대적으로 크게 형성되되, 복수의 강연선(42)이 하나의 정착구에 긴결되도록 형성하는 것도 가능하다. 상기 고정 플레이트(21)와 정착 플랜지(22) 사이에는 복수의 보강리브(22c)가 형성되어 정착 플랜지(22)를 구조적으로 보강하는 것이 바람직하다.

또한, 일 실시예에 따른 상기 캡 브라켓(30)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 H 빔(10)과 동일한 단면의 H형 스페이서(33)가 상기 H 빔(10)의 하단에 구비되고, 상기 H형 스페이서(33)의 일측에는 제1 플랜지(11)와 면접하도록 제1 지지 플레이트(31)가 결합되고, 상기 제1 지지 플레이트(31)에는 관통홀(32a)이 형성된 정착 플랜지(32)가 돌출 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 지지 플레이트(31)는 상기 제1 플랜지(11)와 충분한 표면적으로 면접하여 휨응력에 대한 지점 보강이 가능하도록 제작될 수 있다.

상기 정착 플랜지(32)는 인장재(40)가 관통되도록 관통홀(32a)이 형성되며, 인장재(40)가 강봉(41)인 경우에는 강봉(41)의 하단이 상기 관통홀(32a)을 관통하여 정착 플랜지(32)의 하부에 일체로 형성되는 체결구(50)를 매개로 긴장될 수 있다.

또한, 상기 인장재(40)가 복수의 강연선(42)으로 구성되는 경우에는 강연선(42)의 개수에 대응되도록 관통홀(32a)을 형성하고, 개별 강연선(42)의 하단이 상기 관통홀(32a)을 관통하여 정착 플랜지(32)의 하부에 긴결되는 캡슐형 정착구(60)를 매개 긴장될 수 있다. 이때, 상기 제1 지지 플레이트(31)와 정착 플랜지(32) 사이에는 복수의 보강리브(32c)가 형성되어 정착 플랜지(32)를 구조적으로 보강하는 것이 바람직하다.

특히, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32)는 H형 스페이서(33)의 하단으로부터 일정 간격(G) 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 간격(G)으로 인하여 상기 정착 플랜지(32)의 하부에 일체로 형성되는 체결구(50)나 밀착 긴결되는 캡슐형 정착구(60)는 지면으로부터 충분한 여유 공간이 확보된 상태로 구비될 수 있으므로, 상기 체결구(50)나 캡슐형 정착구(60)가 지면에 닿아 H 빔(10)의 자중을 전달받거나, 천공홀(H)의 슬라임에 의하여 마찰 간섭이 야기됨에 따른 변형이나 파손의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 캡 브라켓(30)은 H형 스페이서(33)의 타측에도 H 빔(10)의 제2 플랜지(12)와 면접하도록 제2 지지 플레이트(34)가 결합되고, 중심에는 웨브(13)가 삽입되도록 웨브(13)와 나란하게 한 쌍의 인서트 플레이트(35)가 결합될 수 있다. 상기 캡 브라켓(30)은 H 빔(10)과 면접함과 동시에 전체적으로 감싸는 형상으로 형성되어 캡 브라켓(30)을 끼움 구비함에 있어 제작의 용이성을 도모할 수 있으며, 토압의 발생에도 H 빔(10)의 하단 지점에 대한 안정적 보강을 기대할 수 있다.

일 실시예로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 H형 스페이서(33)의 제1 플랜지편(33a) 외측에 상기 제1 지지 플레이트(31)가 결합되고, 제2 플랜지편(33b)의 내측에 상기 제2 지지 플레이트(34)가 결합되며, 상기 웨브편(33c)의 양측으로 한 쌍의 인서트 플레이트(35)가 결합되어 상기 H 빔(10)의 하단이 끼움 구비될 수 있다. 즉, 복수의 플레이트를 상기 H형 스페이서(33)에 결합하는 제작방법을 바탕으로 전체적으로 슬림화된 캡 브라켓(30)을 제공할 수 있으며, 인장재(40)에 의하여 H 빔(10)과 일체로 결속된 상태로 근입하는 과정에서 천공홀(H)의 벽면과 간섭이 야기되는 문제점을 해결하여 시공 용이성을 도모할 수 있다.

또한, 실시형태에 따라서는 상기 인서트 플레이트(34)의 상부에 각각 제2 플랜지(12)와 면접하도록 보강 앵글(36)이 결합되어 H 빔이 하단이 지점으로 작용함에 따라 휨변형에 의하여 발생되는 하부 변형을 효과적으로 지지할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 자립식 흙막이용 RPS 빔(B)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 천공홀(H)에 그라우트 또는 콘크리트와 같은 채움재(F)를 주입하여 양생함으로써 H 빔(10)의 하단 지점이 보강되도록 한 점에 주요한 기술적 차별성이 있다. 종래의 일반적인 PS 빔을 이용한 흙막이 공법은 추후 H 빔(10)의 인발을 고려하여 단순히 천공홀(H)의 내부에 토사를 구비하여 다짐하는 공정으로 진행되었으나, 본 발명은 상기 천공홀(H)에 주입되는 그라우트 또는 콘크리트를 바탕으로 H 빔(10)의 하단 지점을 안정적으로 고정시킬 수 있으므로 토압에 의한 지점의 유동과 기울어짐의 문제를 해소할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 상기 H 빔(10)은 캡 브라켓(30)과 별도의 볼팅 체결 없이 인장재(40)를 매개로 긴결되므로, 상기 캡 브라켓(30)을 양생된 그라우팅이나 콘크리트와 함께 천공홀(H)의 하부에 잔존시킨 상태로 상기 인장재(40)의 긴결을 해제함으로써 H 빔(10)만을 용이하게 인발할 수 있게 된다. 이 과정에서 천공홀(H)의 그라우팅 표면 사이에서 발생하는 간섭을 해소하고, 용이한 인발을 유도하기 위하여 상기 H 빔(10)의 표면에는 사전에 파라핀 코팅제를 도포할 수 있다.

한편, 상기 인장재(40)는 도 7에 도시된 바와 같이 피복층(41a)이 형성된 강봉(41)이거나, 도 8a에 도시된 바와 같이 각각 피복층(42a)이 형성된 복수의 강연선(42)으로 구성될 수 있다. 상기 피복층(41a)(42a)은 수분이나 산소에 의한 강봉(41)과 강연선(42)의 산화를 방지하기 위하여 PVC 소재와 같은 합성수지재로 감싸지도록 형성된다.

상술한 강봉(41)은 정착 플랜지(22)(32)의 상부와 하부에 각각 긴결되는 체결구(50)에 의하여 긴장되는 것으로, 일 실시예에 따른 상기 캡 브라켓(30)은 정착 플랜지(32) 하부의 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 암나사부(51)가 마련되도록 체결구(50)가 일체로 형성되고, 상기 강봉(41)의 단부에도 수나사부(41b)가 형성되어 상기 체결구(50)의 암나사부(51)에 체결될 수 있다.

한편, 상기 천공홀(H)의 내부에 그라우트나 콘크리트가 주입되는 경우에는 페이스트나 수분이 관통홀(32a)을 통하여 체결구(50)로 주입될 수 있다. 그런데, 강봉(41)은 추후에 긴결을 해제하여 제거되어야 하므로, 페이스트가 주입되거나 수분의 유입으로 산화가 진행되는 경우에는 강봉(41)의 단부를 체결구(50)로부터 분리하는 것이 어려워진다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(32a)의 상부에는 더 넓은 직경으로 단턱홈(32b)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 강봉(41)에 사전 긴장이 이루어진 이후에는 상기 단턱홈(32b)에 우레탄 또는 고무 소재의 방수재나 수팽창 지수재를 구비함으로써 체결구(50)의 암나사부(51)로 페이스트나 수분이 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다. 뿐만 아니라, 실시형태에 따라서는 상기 단턱홈(32b)의 내측에 관통홀(32a)을 차단하지 않도록 우레탄 또는 고무 방수재나 수팽창 지수재를 일체로 구비할 수도 있다.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 강봉(41)의 단부는 피복층(41a)이 제거된 상태로 상기 체결구(50)의 암나사부(51)로 삽입되며, 이때 상기 피복층(41a)은 단턱홈(32b)에 안착되도록 구비되어 상기 피복층(41a)과 방수재의 중첩 구조를 바탕으로 밀실한 방수 구조를 형성할 수 있으며, 상기 체결구(50)의 암나사부(51) 하부는 막혀진 형태로 제작된다.

한편, 상기 수팽창 지수재는 벤토나이트 성분이 함유된 것으로 수분이 접촉하는 경우에 체적이 약 3 내지 6배 정도 팽창하여 공극을 충진하는 지수재인 것이 바람직하다.

또한, 도 8a에 도시된 바와 같이 인장재(40)로서 복수의 강연선(42)을 이용하는 실시형태에 있어서는 특히 상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32) 하부에는 복수의 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 각각 캡슐형 정착구(60)가 구비될 수 있다. 상기 캡슐형 정착구(60)는 정착 플랜지(32)의 하부에 밀착 고정된 상태로 완전히 감싸진 캡슐 형상으로 제작되므로써 그라우트나 콘크리트의 페이스트 또는 수분이 유입되는 문제점을 해소할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 정착구(60)는 도 8a에 도시된 바와 같이 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30)에 긴결되는 정착구(60) 모두 원통형 몸체부(61)의 내측에 테이퍼면(61a)이 형성되고, 상기 강연선(42)을 감싸도록 복수의 분할편(62a)으로 구성된 웨지부(62) 일측의 테이퍼부(62b)가 상기 테이퍼면(61a)과 맞닿도록 구비되며, 상기 웨지부(62)의 타측을 감싸도록 체결커버(63)가 구비되어 원통형 몸체부(61)와 나사 체결될 수 있다. 이로써, 상기 웨지부(62)의 분할편(62a) 내주면에 구비된 개별 강연선(42)이 테이퍼면(61a)에 의한 분할편(62a)의 내측 이동에 의하여 가압 긴결될 수 있다.

한편, 상기 캡 브라켓(30)에 긴결되는 캡슐형 정착구(60)는 추후 강연선(42)을 해체함으로써 분리 제거되어야 한다. 이를 위하여 상기 강연선(42)의 피복층(42a)이 제거된 단부에는 강선캡(64)이 결합될 수 있다. 이때, 상기 강선캡(64)에는 외주면에 돌출링(64a)이 형성되어 상기 돌출링(64a)이 웨지부(62)의 내주면에 형성된 환상 그루브(62c)에 삽입 결합될 수 있다.

즉, 도 8b에 도시된 바와 같이 상부 정착구(60)를 해제한 이후에 강연선(42)의 하단을 하부로 가압하면 상기 강선캡(64)에 일체로 형성된 돌출링(64a)이 웨지부(62)를 가압 긴결이 해제되는 방향으로 함께 이동시켜 최종으로 강연선(42)을 분리할 수 있게 된다.

이때, 상기 웨지부(62)와 체결커버(63) 사이에는 일정한 공간이 마련되어 코일 스프링(65)이 구비되고, 상기 코일 스프링(65)은 상기 웨지부(62)가 강연선(42)을 가압 긴결하는 방향으로 탄성력을 부여함으로써 임의의 진동에 의하여 긴결이 해제되지 않도록 제작할 수 있다. 따라서, 강연선(42)의 긴결을 해제하고자 하는 경우에는 코일 스프링(65)이 탄성 가압하는 역방향으로 충분히 가압력을 인가하는 경우에만 강선캡(64)의 외주면에 형성된 돌출링(64a)이 웨지부(62)를 이동시켜 긴결을 해제할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 RPS 빔(B)에 있어서 인장재(40)로 사용되는 강봉(41) 또는 강연선(42)은 도 7b 및 도 8b에 도시된 바와 같이 천공홀(H)에 그라우트나 콘크리트와 같은 충전재(F)를 충진하는 실시형태에 있어서도 피복층(41a)(42a)은 내측에 매립된 상태로 강봉(41)과 강연선(42)만을 분리 제거할 수 있다. 이때, 상기 피복층(41a)(42a)은 합성수지재로 제작되므로 쉽게 제거가 가능한 바 상하수로와 배수로, 포장이나 조경을 형성하기 위한 부대토목 공사를 진행함에 있어서 별다른 제약이 되지 않는다.

반면, 종래의 PS 빔을 이용한 공법과는 달리 부대토목 공사를 진행하기 이전에 강제 잔존물을 제거하는 불필요한 공정을 생략할 수 있으므로 부대토목 공사의 용이성과 경제성을 확보할 수 있는 기술적 이점이 발휘된다.

이하에서는 상술한 RPS 빔(Removal PreStressed Beam)을 이용한 RPS 빔 공법(M)에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 RPS 빔 공법(M)은 도 9에 도시된 바와 같이 RPS 빔 제작단계(S10), RPS 빔 근입단계(S20), 추가 긴장단계(S30), 지점 보강단계(S40), 인장재 제거단계(S50) 및 H 빔 인발단계(S60)를 포함할 수 있다.

상기 RPS 빔 제작단계(S10)는 H 빔(10)의 상부에 상부 브라켓(20)을 체결하고, 하단에는 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 캡 브라켓(30)을 구비한 상태로 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에 인장재(40)를 결속함으로써 프리스트레스를 도입하는 단계이다.

이를 보다 세부적인 공정으로 나누어 살펴보면, 상기 RPS 빔 제작단계(S10)는 상부 브라켓 체결단계(S11), 캡 브라켓 구비단계(S12), 인장재 결속단계(S13) 그리고 상기 인장재(40)에 프리스트레스를 도입하는 사전 긴장단계(S14)로 분류할 수 있다.

상기 상부 브라켓 체결단계(S11)는 상기 상부 브라켓(20)에 있어서 정착 플랜지(22)가 돌출 형성된 고정 플레이트(21)를 제1 플랜지(11)에 면접한 상태로 볼팅 결합하는 단계이다. 다만, 실시형태에 따라서는 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 상부 브라켓(20)도 H 빔(10) 상단의 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 H 빔(10)를 전체적으로 감싸는 형상으로 형성될 수 있으며, 이 경우에는 별도의 체결없이 인장재(40)의 긴장만으로도 H 빔(10)과 상부 브라켓(20)이 고정될 수 있다.

이후 진행되는 상기 캡 브라켓 구비단계(S12)는 상기 H 빔(10) 하단의 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 캡 브라켓(30)을 구비하는 단계로서, 일 실시예에 따른 상기 캡 브라켓(30)은 H형 스페이서(33)의 제1 플랜지편(33a) 외측에 정착 플랜지(32)가 형성된 제1 지지 플레이트(31)가 결합되고, 제2 플랜지편(33b)의 내측에 상기 제2 지지 플레이트(34)가 결합되며, 상기 웨브편(33c)의 양측으로 한 쌍의 인서트 플레이트(35)가 결합될 수 있다. 이로써, 상기 H 빔(10)의 하단이 상기 캡 브라켓(30)에 끼움 삽입될 수 있으며, H 빔(10) 하단의 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하므로 토압에 의한 휨응력에 대한 효과적인 지점 보강이 가능해진다.

또한, 상기 인장재 결속단계(S13)는 상기 상부 브라켓(20)의 정착 플랜지(22)와 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32)에 형성된 관통홀(22a)(32a)을 매개로 인장재(40)의 상하단을 결속하는 단계이다.

상기 인장재(40)는 강봉(41) 또는 복수의 강연선(42)으로 제작될 수 있다. 일 실시예로, 상기 인장재(40)가 강봉(41)인 경우에는 상기 강봉(41)의 상하단에 수나사부(41b)가 형성되어 상기 정착 플랜지(22)(32)의 상하부에 구비되는 체결구(50)의 암나사부(51)에 긴결될 수 있다. 또한, 상기 인장재(40)가 복수의 강연선(42)인 경우에는 각 강연선(42)의 상하단이 상기 정착 플랜지(22)(32)의 상하부에 구비되는 정착구(60)를 매개로 긴결될 수 있다.

다만, 상기 정착 플랜지(32)의 하부에 구비되는 체결구(50)는 일체로 형성되고, 하단이 막혀진 구조로 형성되어 그라우트나 콘크리트의 유입이 차단되도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 정착구(60)도 강연선(42)의 단부가 노출되지 않도록 캡슐형으로 제작되는 것이 바람직하다.

이후 진행되는 사전 긴장단계(S14)는 인장재(40)에 소정의 프리스트레스를 인가하는 단계로서, 이를 바탕으로 천공홀(H)에 근입하기 위한 사전 긴장된 RPS 빔(B)을 완성하게 된다.

상기 RPS 빔 제작단계(S10)가 완료되면, 상기 천공홀(H)에 상기 RPS 빔(B)을 근입하는 RPS 빔 근입단계(S20)가 진행된다. 상기 H 빔(10) 상부의 웨브(13)에는 크레인을 이용한 인양 작업이 가능하도록 결속공(13a)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 상부 브라켓(20)이 H 빔(10)의 상단을 덮는 캡 형상으로 형성되는 경우에는 상부 브라켓(20)의 받침 블록(23)의 웨브(23c)와 면접하는 측면에 결속공(23d)이 형성될 수 있다.

다만, 후술할 지점 보강단계(S40)에서 천공홀(H)의 내부에 그라우트나 콘크리트를 주입하므로, 상기 RPS 빔 근입단계(S20) 이전에는 상기 H 빔(10)의 표면에 파라핀 코팅제를 도포하는 표면 코딩단계(S15)가 추가적으로 진행될 수 있다.

상기 표면 코팅단계(S15)는 후술할 H 빔 인발단계(S60)를 간편하게 진행하기 위한 과정으로서 상기 파라핀 코팅제를 바탕으로 그라우트나 시멘트의 양생에 따른 부착이 없이 천공홀(H)로부터 H 빔(10)을 용이하게 인발할 수 있게 된다.

한편, 상기 RPS 빔 근입단계(S20)가 완료되면, 상부 브라켓(20)의 상부로 구비된 인장재(40)를 추가적으로 긴장하는 추가 긴장단계(S30)가 진행된다. 상기 추가 긴장단계(S30)에서는 토압에 의한 휨응력 이상의 인장보강이 이루어지도록 인장재(40)에 인가된 긴장력을 추가적으로 제어하는 단계이다.

상기 추가 긴장단계(S30)가 완료된 이후에는 상기 천공홀(H)에 그라우트 또는 콘크리트를 주입하여 양생하는 지점 보강단계(S40)가 진행될 수 있다. 상기 지점 보강단계(S40)는 H 빔(10)의 하단 지점을 보강하기 위한 단계로서, 그라우트 또는 콘크리트의 양생을 바탕으로 H 빔(10)의 하단을 안정적으로 고정하여 토압에 의한 지점의 유동과 기울어짐을 미연에 방지할 수 있다.

상기 지점 보강단계(S40) 이후에 터파기 공사가 완료되면, H 빔(10)을 인발하여 제기하기 이전에 상기 인장재(40)의 양 단부에 인가된 긴장력을 해제하여 분리 제거하는 인장재 제거단계(S50)가 진행된다. 상기 인장재 제거단계(S50)는 인장재(40)가 강봉(41)으로 제작되는 실시형태와 강연선(42)으로 제작되는 실시형태로 구분하여 설명할 수 있다.

상기 인장재(40)가 강봉(41)인 경우에 상기 캡 브라켓(30)은 정착 플랜지(32) 하부의 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 암나사부(51)가 마련되도록 하부가 막혀진 체결구(50)가 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(32a)의 상부에는 더 넓은 직경으로 단턱홈(32b)이 형성됨으로써 상기 단턱홈(32b)에 우레탄 또는 고무 재질의 방수재나 수팽창 지수재를 추후에 구비하거나 일체로 부착 형성함으로써 체결구(50)의 암나사부(51)로 페이스트나 수분이 유입되는 것을 차단할 수 있으므로 상기 강봉(41)을 용이하게 해제하여 제거할 수 있다.

또한, 상기 인장재(40)가 복수의 강연선(42)인 경우에는 원통형 몸체부(61)의 내측에 테이퍼면(61a)이 형성되고, 상기 강연선(42)을 감싸도록 복수의 분할편(62a)으로 구성된 웨지부(62) 일측의 테이퍼부(62b)가 상기 테이퍼면(61a)과 맞닿도록 구비되며, 상기 웨지부(62)의 타측을 감싸도록 체결커버(63)가 구비되어 원통형 몸체부(61)와 나사 체결될 수 있다.

이때, 상기 강연선(42)의 단부에는 외주면에 돌출링(64a)이 형성된 강선캡(64)이 결합되어 상기 돌출링(64a)이 웨지부(62)의 내주면에 형성된 환상 그루브(62c)에 삽입 결합될 수 있다. 이로써, 상부 정착구(60)의 긴장을 해제한 이후에 강연선(42)의 하단을 하부로 가압하면 상기 강선캡(64)에 일체로 형성된 돌출링(64a)이 웨지부(62)를 가압 긴결의 역방향으로 이동시켜 최종으로 강연선(42)을 분리할 수 있게 된다.

한편, 상기 인장재 제거단계(S50)는 그라우트나 콘크리트에 인장재(40)가 매립되더라도 상기 인장재(40)의 피복층(41a)(42a)을 잔존시킨 상태로 강봉(41) 또는 강연선(42)만을 제거할 수 있다.

이후 진행되는 H 빔 인발단계(S60)는 상기 캡 브라켓(30)을 천공홀(H) 내부에 잔존시킨 상태로 상부 브라켓(20)이 체결된 H 빔(10)을 인발하는 단계이다. 상술한 바와 같이 상기 H 빔(10)은 캡 브라켓(30)과 별도의 체결 없이 인장재(40)를 매개로 긴결되므로, 상기 캡 브라켓(30)이 그라우팅이나 콘크리트에 의하여 천공홀(H)의 하부에 매립 잔존시킨 상태로 상기 인장재(40)의 긴결을 해제하는 것만으로도 H 빔(10)을 용이하게 인발할 수 있게 된다.

또한, 상기 H 빔(10)을 인발하여 제거하는 과정에서는 상술한 바와 같이 표면에는 파라핀 코팅제가 도포됨에 따라 천공홀(H)의 그라우팅 표면 사이에서 발생하는 간섭을 해소하고, 용이한 인발을 구현할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 자립식 흙막이용 RPS 빔(B)과 RPS 빔 공법(M)의 실시예들을 중심으로 설명 기술하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.

나아가, 본 발명의 실시에들을 설명함에 있어서 공지된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다. 그리고, 사용된 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

B:RPS 빔 H:천공홀
10:H 빔 11,12:제1,2 플랜지
13:웨브 20:상부 브라켓
21:고정 플레이트 22:정착 플랜지
30:캡 브라켓 31:제1 지지 플레이트
32:정착 플랜지 32a:관통홀
32b:단턱홈 33:H형 스페이서
34:제2 지지 플레이트 35:인서트 플레이트
36:보강 앵글 40:인장재
41:강봉 41a,42a:피복층
42:강연선 50:체결구
51:암나사부 60:캡슐형 정착구
61:원통형 몸체부 62:웨지부
63:체결커버 64:강선캡
M:RPS 빔 공법
S10:RPS 빔 제작단계 S20:RPS 빔 근입단계
S30:추가 긴장단계 S40:지점 보강단계
S50:인장재 제거단계 S60:H 빔 인발단계

Claims (11)

1. H 빔(10)의 길이방향 상부에 상부 브라켓(20)을 구비하고, 하부에 캡 브라켓(30)을 구비하며, 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에 인장재(40)를 결속하여 프리스트레스가 도입되는 자립식 흙막이용 PS 빔에 있어서,
   상기 H 빔(10)의 상부에는 제1 플랜지(11)에 상부 브라켓(20)이 체결되되, 상기 상부 브라켓(20)은 제1 플랜지(11)에 고정 플레이트(21)가 체결되고, 상기 고정 플레이트(21)에는 관통홀(22a)이 형성된 정착 플랜지(22)가 돌출 형성되고,
   상기 H 빔(10)의 하단에는 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 캡 브라켓(30)이 구비되되, 상기 캡 브라켓(30)은 H 빔(10)과 동일한 단면의 H형 스페이서(33)가 상기 H 빔(10)의 하단에 구비되고, 상기 H형 스페이서(33)의 일측에는 제1 플랜지(11)와 면접하도록 제1 지지 플레이트(31)가 결합되고, 상기 제1 지지 플레이트(31)에는 관통홀(32a)이 형성된 정착 플랜지(32)가 돌출 형성되며,
   상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에는 상기 제1 플랜지(11)의 외측으로 인장재(40)가 결속되어 프리스트레스가 도입되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32)는 H형 스페이서(33)의 하단으로부터 일정 간격(G) 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 캡 브라켓(30)은 H형 스페이서(33)의 타측에는 제2 플랜지(12)와 면접하도록 제2 지지 플레이트(34)가 결합되고, 중심에는 웨브(13)가 삽입되도록 한 쌍의 인서트 플레이트(35)가 웨브(13)와 나란하게 결합되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 인서트 플레이트(35)의 상부에는 각각 제2 플랜지(12)와 면접하도록 보강 앵글(36)이 결합되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 인장재(40)는 피복층(41a)이 형성된 강봉(41)이며,
   상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32) 하부에는 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 암나사부(51)가 마련되도록 체결구(50)가 일체로 형성되고, 상기 관통홀(32a)의 상부에는 더 넓은 직경으로 단턱홈(32b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 인장재(40)는 피복층(42a)이 형성된 복수의 강연선(42)이며,
   상기 캡 브라켓(30)의 정착 플랜지(32) 하부에는 복수의 관통홀(32a)이 연장되는 위치에 각각 캡슐형 정착구(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 캡슐형 정착구(60)는 원통형 몸체부(61)의 내측에 테이퍼면(61a)이 형성되고, 상기 강연선(42)을 감싸도록 복수의 분할편(62a)으로 구성된 웨지부(62) 일측의 테이퍼부(62b)가 상기 테이퍼면(61a)과 맞닿도록 구비되며, 상기 웨지부(62)의 타측을 감싸도록 체결커버(63)가 구비되어 원통형 몸체부(61)와 나사 체결되고, 상기 강연선(42)의 단부에는 외주면에 돌출링(64a)이 형성된 강선캡(64)이 결합되어 상기 돌출링(64a)이 웨지부(62)의 내주면에 형성된 환상 그루브(62c)에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔.
   
9. H 빔(10)의 상부에 상부 브라켓(20)을 체결하고, 하단에는 제1,2 플랜지(11)(12)와 면접하도록 캡 브라켓(30)을 구비하며, 상기 상부 브라켓(20)과 캡 브라켓(30) 사이에는 제1 플랜지(11)의 외측으로 인장재(40)를 결속하여 프리스트레스를 도입하는 RPS 빔 제작단계(S10);
   천공홀(H)에 상기 RPS 빔(B)을 근입하는 RPS 빔 근입단계(S20);
   상부로 노출된 인장재(40)를 추가적으로 긴장하는 추가 긴장단계(S30);
   상기 천공홀(H)에 그라우트 또는 콘크리트를 주입하여 양생하는 지점 보강단계(S40);
   상기 인장재(40)의 양 단부를 해체하여 분리하는 인장재 제거단계(S50); 및
   상기 캡 브라켓(30)을 천공홀(H) 내부에 잔존시킨 상태로 상부 브라켓(20)이 체결된 H 빔(10)을 인발하는 H 빔 인발단계(S60);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔 공법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 RPS 빔 제작단계(S10) 이후에는,
    상기 H 빔(10)의 표면에 파라핀 코팅제를 도포하는 표면 코딩단계(S15);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔 공법.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 인장재 제거단계(S50)는,
    인장재(40)의 피복층(41a)(42a)을 잔존시킨 상태로 강봉(41) 또는 강연선(42)만을 제거하는 것을 특징으로 하는 자립식 흙막이용 RPS 빔 공법.

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