KR102366896B1 - 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 H 형강과 강판을 결합하는 'ㄷ' 형상의 형강을 구비하여 밀폐성이 우수하고 안정적이며, 강판에 수직하게 보강돌부 혹은 보강파일을 설치하여 토압 및 수압을 견딜 수 있는 강성을 갖게 한 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명은, 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치되며, 웨브(web)와 상기 웨브의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지로 이루어지는 복수의 H 형강; 상기 H 형강의 사이에서 양단이 H 형강에 지지되도록 지중에 삽입 설치되어 토사의 유입이 방지되도록 하는 복수의 강판; 상기 강판의 양단에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 내측 형강; 및 상기 내측 형강이 내부로 삽입 설치되도록 상기 H 형강의 웨브에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 외측 형강;을 포함하고, 상기 외측 형강과 내측 형강은: 상기 강판을 항타 삽입시 상기 강판에 고정된 내측 형강의 외부면이 상기 H 형강에 고정된 외측 형강의 내부면에 면접촉되면서 강판의 삽입을 가이드함과 아울러 강판의 항타 완료시 강판의 양단부를 지지하도록 구성된다.

Description

흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법{Retaining structure and construction method using the same}

본 발명은 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 H 형강과 강판을 결합할 수 있도록 상호 삽입되는 'ㄷ' 형상의 형강을 구비하여 밀폐성이 우수하고 안정적이며, 강판에 수직하게 보강돌부 혹은 보강파일을 설치하여 토압 및 수압을 견딜 수 있는 강성을 갖게 한 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 건축물의 지하 구조물 또는 하천관로 및 도심 상하수도 관로 등을 구축하기 위해서 지반을 굴착하는 터파기 공사를 진행하고, 토사의 무너짐을 방지하기 위해 흙막이 구조물을 설치하면서 지반에서 용출되는 지하수의 유입을 차단하는 차수작업을 병행하고 있다.

이와 같은 흙막이 구조물 설치와 차수 작업을 위해 종래에 다양한 공법들이 제안되고 있는데, 그 중에서 H형 파일을 지중에 삽입 설치한 후, H빔 사이로 목재 또는 철재 강판을 삽입 설치하여 흙막이 구조물을 구축하며, 흙막이 구조물의 후방으로 흙을 메워 주변 지반을 안정화하는 공법을 주로 많이 사용하고 있다.

그러나, 상기 H빔 사이로 목재를 삽입 설치하는 구조는 강성과 차수 기능이 떨어지는 문제, 시공 후 목재의 재사용이 곤란한 문제로 최근에는 강판을 사용하는 구조를 주로 사용하고 있으며, 강판을 사용하는 흙막이 구조물의 선등록발명들로서, 등록특허 제10-1706111호(명칭: 가설 흙막이 구조물 및 그 시공 방법)와 등록특허 제10- 846229호(명칭:흙막이 구조물 설치방법)와 등록특허 제10-882831호(명칭:가설 흙막이 구조물 및 그 설치방법) 등이 있다.

이러한 선등록발명들에서 강판을 사용하는 흙막이판은 H빔의 웨브(web)면으로 가이드레일을 구비시키거나 강판의 양단부를 절곡시켜 H빔의 웨브면에 절곡된 양단부가 각각 밀착되도록 함에 의해서 견고하게 지지되도록 하고 있다.

그러나, 종래의 구조에서는 굴착 공사를 수행 중 토압 및 수압이 흙막이판에 가해지게 되면 비록 흙막이판이 강판으로 이루어졌다 하더라도 토압 및 수압을 견디지 못하고 흙막이판을 변형시키게 되므로 지반을 안정적으로 유지시키지 못하게 되는 문제가 있다.

국내 등록특허 제10-1706111호, 가설 흙막이 구조물 및 그 시공 방법. 국내 등록특허 제10- 846229호, 흙막이 구조물 설치방법. 국내 등록특허 제10-882831호, 가설 흙막이 구조물 및 그 설치방법.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 H 형강과 강판을 결합할 수 있도록 상호 삽입되는 'ㄷ' 형상의 형강을 구비하여 밀폐성이 우수하고 안정적인 견고한 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 있다. 즉, 본 발명은 H 형강과 강판에 각각 외측 형강의 내부에 내측 형강을 설치하여 내측 형강이 외측 형강의 내부에서 면접촉되면서 지면에 삽입되도록 강판을 항타하여 흙막이 구조물을 시공함에 의해, 흙막이 구조물의 누수를 방지하여 차수성을 향상시킬 수 있는 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 강판에 수직하게 보강돌부 혹은 보강파일을 설치하여 토압 및 수압을 견딜 수 있는 강성을 갖게 한 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흙막이 구조물은, 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치되며, 웨브(web)와 상기 웨브의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지로 이루어지는 복수의 H 형강; 상기 H 형강의 사이에서 양단이 H 형강에 지지되도록 지중에 삽입 설치되어 토사의 유입이 방지되도록 하는 복수의 강판; 상기 강판의 양단에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 내측 형강; 및 상기 내측 형강이 내부로 삽입 설치되도록 상기 H 형강의 웨브에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 외측 형강;을 포함하고, 상기 외측 형강은: 상기 H 형강에 구비되는 웨브의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브에 고정되는 제1 고정플랜지부와, 상기 제1 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부로 이루어지고, 상기 내측 형강은: 상기 외측 형강에 삽입되도록 상기 강판의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부와, 상기 제2 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부로 이루어지며, 상기 외측 형강과 내측 형강은, 상기 강판을 항타 삽입시 상기 H 형강에 고정된 외측 형강의 내부로 상기 강판에 고정된 내측 형강이 삽입되도록 가이드되어, 상기 내측 형강의 제2 가이드플랜지부가 상기 외측 형강의 제1 가이드플랜지부에 면접촉되면서 강판이 항타되는 것이 바람직하다.

상기 강판은: 소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체; 및 상기 강판본체에 가해지는 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여할 수 있도록 상기 강판본체의 일면에 종방향으로 구비되는 강판보강수단;을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 강판보강수단은: 상기 강판본체의 일면으로 돌출되도록 적어도 하나 이상 구비되는 보강돌부를 포함하며, 상기 보강돌부는: 위에서 볼 때 단면 형상이 사각형상, 삼각형상, 반원형상, 타원형상, 다각형상 중 어느 하나 혹은 이들이 혼합되도록 강판본체의 일면으로 돌출되도록 절곡되어 형성되는 것이 바람직하다.

상기 보강돌부는: 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 강판보강수단은: 상기 강판본체의 일면에 설치되는 적어도 하나 이상의 보강파일로 이루어지며, 상기 보강파일은: 상기 강판본체의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부를 갖는 고정구를 포함하고, 상기 고정구는: 일면 혹은 양면으로 돌출되도록 경사면을 갖는 고정돌부들이 횡 방향으로 형성되어 지중에 삽입시 상기 고정돌부들에 의해 유동이 방지되도록 고정하는 것이 바람직하다.

상기 강판은: 소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체; 상기 강판본체의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부를 갖는 고정구; 및 상기 고정구가 적어도 하나 이상 설치되어 강판본체의 하부에 결합할 수 있는 결합부재;를 포함하고, 상기 고정구에는, 일면 혹은 양면으로 돌출되도록 경사면을 갖는 고정돌부들이 횡 방향으로 형성되어 지중에 삽입시 상기 고정돌부들에 의해 유동이 방지되도록 고정하는 것이 바람직하다.

상기 강판은: 소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체; 및 상기 강판본체의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부를 구비하여 지면에 삽입을 용이하게 함과 아울러 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여하는 하부보강부;를 포함하고, 상기 하부보강부는: 상기 강판본체의 하단에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사를 이루게 형성되는 상부 내측 경사면과 상부 외측 경사면으로 이루어지는 상부 경사면부; 및 상기 상부 경사면부의 상부 내측 경사면과 상부 외측 경사면에서 각각 하부로 폭이 좁아지는 경사를 이루게 형성되어 하부 끝단에 첨예부를 구비하는 하부 내측 경사면과 하부 외측 경사면으로 이루어지는 하부 경사면부;를 포함하고, 하부 끝단에 첨예부는, 상기 강판본체의 중심부 라인으로부터 편심되도록 형성되어 토압에 안정적으로 대응하면서 지중에 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 결합부재와 상기 하부보강부재에는, 상기 강판본체의 하부에 탈부착 가능하게 결합할 수 있도록 상기 강판본체의 하단에 양측으로 돌출되도록 가이드돌부를 일체형으로 고정 설치하고, 상기 가이드돌부에 삽입 결합되도록 상기 결합부재와 상기 하부보강부재에 가이드홈부를 형성하여 상기 가이드돌부와 가이드홈부를 상호 끼움 결합하여 탈부착시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흙막이 구조물을 이용한 시공방법은, 웨브(web)와 상기 웨브의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지로 이루어지는 복수의 H 형강을 제공하며, 상기 H 형강의 웨브에 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 외측 형강을 고정 설치하는 제1 단계; 토사의 유입이 방지되도록 지중에 삽입할 수 있는 강판을 제공하며, 강판의 양단에 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 내측 형강을 고정 설치하는 제2 단계; 외측 형강이 고정 설치된 H 형강을 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치하는 제3 단계; 및 지중에 삽입된 H 형강들 사이에 상기 H 형강의 길이 방향으로 내측 형강이 고정 설치된 강판을 지중에 삽입되도록 강판을 항타 삽입하는 제4 단계;를 포함하고, 상기 제4 단계는: 상기 강판을 항타 삽입시 상기 내측 형강의 외부면이 상기 외측 형강의 내부면에 면접촉되면서 삽입되도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기 제3 단계와 제4 단계를 시공하고자 하는 길이만큼 반복 수행하는 것이 바람직하다.

상기 외측 형강은: 상기 H 형강에 구비되는 웨브의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브에 고정되는 제1 고정플랜지부와, 상기 제1 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부로 이루어지고, 상기 내측 형강은: 상기 외측 형강에 삽입되도록 상기 강판의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부와, 상기 제2 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부로 이루어지며, 상기 제1 가이드플랜지부의 내부면에 상기 제2 가이드플랜지부의 외부면이 면접촉되도록 삽입 설치되고, 상기 강판에는 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여할 수 있도록 상기 강판의 일면으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 보강돌부 혹은 보강파일 중 어느 하나의 강판보강수단;을 더 포함하되, 상기 보강돌부는: 위에서 볼 때 단면 형상이 사각형상, 삼각형상, 반원형상, 타원형상, 다각형상 중 어느 하나 혹은 이들이 혼합되도록 강판본체의 일면으로 돌출되도록 절곡되어 형성되고, 상기 보강파일은: 하단에 첨예부를 갖는 고정구를 포함하되, 상기 고정구는: 일면 혹은 양면으로 돌출되도록 고정돌부들이 형성되어 지중에 삽입시 상기 고정돌부들에 의해 유동이 방지되도록 고정하는 것이 바람직하다.

상기 외측 형강은: 상기 H 형강에 구비되는 웨브의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브에 고정되는 제1 고정플랜지부와, 상기 제1 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부로 이루어지고, 상기 내측 형강은: 상기 외측 형강에 삽입되도록 상기 강판의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부와, 상기 제2 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부로 이루어지며, 상기 제1 가이드플랜지부의 내부면에 상기 제2 가이드플랜지부의 외부면이 면접촉되도록 삽입 설치되고, 상기 강판의 하단에는 첨예부를 갖는 하부보강부;가 구비되되, 상기 하부보강부는: 상기 강판의 하단에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사를 이루게 형성되는 상부 내측 경사면과 상부 외측 경사면으로 이루어지는 상부 경사면부; 및 상기 상부 경사면부의 상부 내측 경사면과 상부 외측 경사면에서 각각 하부로 폭이 좁아지는 경사를 이루게 형성되어 하부 끝단에 첨예부를 구비하는 하부 내측 경사면과 하부 외측 경사면으로 이루어지는 하부 경사면부;를 포함하고, 하부 끝단에 첨예부는, 상기 강판의 중심부 라인으로부터 편심되도록 형성되어 토압에 안정적으로 대응하면서 지중에 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 흙막이 구조물 및 이를 이용한 시공방법에 의하면, H 형강과 강판을 결합할 수 있도록 상호 삽입되는 'ㄷ' 형상의 형강을 구비하여 밀폐성이 우수하고 안정적으로 흙막이 구조물을 설치할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 H 형강과 강판에 각각 외측 형강의 내부에 내측 형강을 설치하여 내측 형강이 외측 형강의 내부에서 면접촉되면서 지면에 삽입되도록 강판을 항타하여 흙막이 구조물을 시공함에 의해, 흙막이 구조물의 누수를 방지하여 차수성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 강판에 수직하게 보강돌부 혹은 보강파일을 설치하여, 보강돌부 혹은 보강파일에 의해 토압 및 수압을 견딜 수 있는 강한 강성을 갖게 함으로서 지반을 안정적으로 유지시킬 수 있는 강성을 갖게 한 효과가 있다. 즉, 본 발명은 굴착 공사 시 토사 붕괴 등을 방지할 수가 있는 동시에 강판에 가해지는 토압에 대응하는 안정적인 강성으로 인해 안정적으로 지지함으로써 안정성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흙막이 구조물을 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1표시의 "A"부 확대도이고,
도 3은 도 2표시의 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 H 형강을 나타낸 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판을 나타낸 사시도이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판을 나타낸 사시도이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 여러 변형예들을 나타낸 도면이고,
도 12 내지 도 13은 본 발명의 제2 실시예에서 강판의 변형예들이 적용된 흙막이 구조물을 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 또 다른 변형예를 나타낸 도면이고,
도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 하부에 고정구가 돌출되도록 설치된 실시예를 나타낸 도면이고,
도 20 내지 도 24는 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 하부에 하부보강부가 설치된 실시예를 나타낸 도면이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 구성들은 직접적인 접촉이나 연결뿐만 아니라 구성과 구성 사이에 다른 구성을 통해 접촉이나 연결된 것도 같은 범위로 해석하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흙막이 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1표시의 "A"부 확대도이고, 도 3은 도 2표시의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 H 형강을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판을 나타낸 사시도이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 흙막이 구조물에는 H 형강(100)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 H 형강(100)은 웨브(web)(102)와 상기 웨브(102)의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지(104,106)로 이루어지며, 이러한 H 형강(100)은 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치된다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 흙막이 구조물에는 강판(200)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 강판(200)은 H 형강(100)의 사이에서 양단이 H 형강(100)에 지지되도록 지중에 삽입 설치되어 토사의 유입이 방지되도록 하도록 설치된다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 흙막이 구조물에는 상호 삽입되는 내측 형강(400)과 외측 형강(300)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 내측 형강(400)은 'ㄷ' 형상으로 이루어지며, 상기 강판(200)의 양단에 고정 설치된다. 또한, 상기 외측 형강(300)은 내측 형강(400)이 내부로 삽입 설치되도록 상기 H 형강(100)의 웨브(102)에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어진다.

이러한 외측 형강(300)과 내측 형강(400)은 상기 강판(200)을 항타 삽입시 상기 강판(200)에 고정된 내측 형강(400)의 외부면이 상기 H 형강(100)에 고정된 외측 형강(300)의 내부면에 면접촉되면서 삽입되어 강판(200)의 삽입을 가이드함과 아울러 강판(200)의 항타 완료시 강판의 양단부를 지지하도록 구성된다.

좀 더 자세하게 설명하면, 상기 외측 형강(300)은 H 형강(100)에 구비되는 웨브(102)의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브(102)에 고정되는 제1 고정플랜지부(310)와, 상기 제1 고정플랜지부(310)의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부(320)로 이루어진다.

또한, 상기 내측 형강(400)은 외측 형강(300)에 삽입되도록 상기 강판(200)의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부(410)와, 상기 제2 고정플랜지부(410)의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부(420)로 이루어지며, 상기 강판(200)을 항타 삽입시 상기 제1 가이드플랜지부(320)의 내부면에 상기 제2 가이드플랜지부(420)의 외부면이 면접촉되도록 가이드된다.

첨부된 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판을 나타낸 사시도이고, 도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 여러 변형예들을 나타낸 도면이고, 도 12 내지 도 13은 본 발명의 제2 실시예에서 강판의 변형예들이 적용된 흙막이 구조물을 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 또 다른 변형예를 나타낸 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 강판(200)은 소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체(202)와, 상기 강판본체(202)에 가해지는 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여할 수 있도록 상기 강판본체의 일면에 종방향으로 구비되는 강판보강수단(204)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 강판보강수단(204)은 강판본체(202)의 일면으로 돌출되도록 적어도 하나 이상 구비되는 보강돌부(210)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보강돌부(210)는 위에서 볼 때 단면 형상이 사각형상, 삼각형상, 반원형상, 타원형상, 다각형상 중 어느 하나 혹은 이들이 혼합되도록 강판본체의 일면으로 돌출되도록 절곡되어 형성될 수 있다. 즉, 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 사각 형상으로 형성되는 보강돌부(210)가 한 개 혹은 그 이상의 개수로 형성될 수 있고, 도 9에 나타낸 바와 같이 삼각 형상으로 형성되는 보강돌부(210)가 한 개 혹은 그 이상의 개수로 형성될 수 있으며, 도 10에 나타낸 바와 같이 반원 형상으로 형성되는 보강돌부(210)가 한 개 혹은 그 이상의 개수로 형성될 수 있고, 도 11에 나타낸 바와 같이 사각형, 삼각형, 반원형이 혼합 설칠 수 있다.

또한, 상기 보강돌부(210)는 도 14에 나타낸 바와 같이 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 보강돌부(210)의 폭이 하부로 갈수록 좁아지게 형성되면, 강판(200)의 항타 삽입을 용이하게 할 수 있는 장점을 갖는다.

한편, 상기 강판보강수단(204)은 강판본체(202)의 일면에 설치되는 적어도 하나 이상의 보강파일(220)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 보강파일(220)은 강판본체(202)의 중앙에 수직하게 설치되는 것이 바람직하다.

첨부된 도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 하부에 고정구가 돌출되도록 설치된 실시예를 나타낸 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 고정구(222)는 강판본체(202)의 하부로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하며, 상기 고정구(222)의 하단은 첨예부를 이루게 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 고정구(222)는 도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 보강파일(220)의 하부로 연장되는 형태로 설치될 수 있다.

또한, 상기 고정구(222)는 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 결합부재(230)에 적어도 하나 이상 설치되어 강판본체(202)의 하부에 결합되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 고정구(222)는 결합부재(230)에 3개를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 고정구(222)가 설치되는 결합부재(230)를 강판본체(202)의 하부에 탈부착 가능하게 결합할 수 있도록 상기 강판본체(202)의 하단에 양측으로 돌출되도록 가이드돌부(232)를 일체형으로 고정 설치하고, 상기 가이드돌부(232)에 삽입 결합되도록 상기 결합부재(230)와 상기 하부보강부재(240)에 가이드홈부(234)를 형성하여 상기 가이드돌부(232)와 가이드홈부(234)를 상호 끼움 결합하여 탈부착시키는 것이 바람직하다.

상기 가이드돌부(232)는 강판본체(202)의 하부에 용접 등에 의한 방법으로 고정 설치할 수 있다.

또한, 상기 결합부재(230)의 길이가 상기 강판본체(202)의 폭과 동일하게 형성되면 상기 내측형강(400)이 외측형강(300)에 삽입될 수 없음으로, 상기 내측형강(400)의 안쪽으로 위치되게 결합부재(230)가 설치되어야 한다.

따라서, 상기 가이드홈부(234)를 가이드돌부(232)에 결합하기 위해 상기 강판본체(202)의 양단에 설치되는 내측형강(400)의 하단부는 일부 제거하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 강판본체(202)의 양단에 설치되는 내측형강(400) 중 어느 하나의 하단부만을 일부 제거하여 상기 결합부재(230)가 결합될 수 있도록 하고, 상기 결합부재(230)는 하단부를 제거하지 않는 내측형강(400)에 지지되도록 결합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정구(222)는 일면 혹은 양면으로 돌출되도록 고정돌부(224)들이 형성되는 것이 바람직하며, 상기 고정구(222)가 지중에 삽입시 상기 고정돌부(224)들에 의해 유동이 방지되도록 고정할 수 있다. 즉, 상기 고정구(222)가 종 방향으로 지면에 삽입 고정될 때 상기 고정돌부(224)들이 횡 방향으로 형성되어 지면을 고정함으로서 고정구가 지면에 고정된 상태에서 유동을 방지하게 된다.

이러한 고정돌부(224)는 고정구(222)가 지중에 삽입시 용이하게 삽입될 수 있도록 경사면을 이루게 형성되는 것이 바람짇하다.

첨부된 도 20 내지 도 21은 본 발명에 따른 흙막이 구조물에 구비되는 강판의 하부에 하부보강부가 설치된 실시예를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 하부보강부(240)는 강판본체(202)의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부를 구비하여 지면에 삽입을 용이하게 함과 아울러 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여할 수 있다.

이러한 하부보강부(240)는 상기 강판본체(202)의 하단에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사를 이루게 형성되는 상부 내측 경사면(242a)과 상부 외측 경사면(242b)으로 이루어지는 상부 경사면부(242), 및 상기 상부 경사면부(242)의 상부 내측 경사면(242a)과 상부 외측 경사면(242b)에서 각각 하부로 폭이 좁아지는 경사를 이루게 형성되어 하부 끝단에 첨예부(246)를 구비하는 하부 내측 경사면(244a)과 하부 외측 경사면(244b)으로 이루어지는 하부 경사면부(244)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 하부 끝단의 첨예부(246)는 상기 강판본체(202)의 중심부 라인(L)으로부터 편심(d)된 위치에 형성되어 토압에 안정적으로 대응하면서 지중에 삽입되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 강판본체(202)에 작용하는 토압과 하부보강부(240)에 작용하는 토압에 차이가 있는데, 첨예부(246)와 강판본체(202)의 중심부 라인(L)을 편심되게 하여 보다 토압에 안정적으로 대응하여 강성을 부여할 수 있다. 즉, 첨예부(246)의 위치를 강판본체(202)의 중심부 라인에서 편심되게 함으로로서 강판본체에 작용하는 토압을 안정적으로 지탱할 수 있도록 할 수 있다.

이러한 하부보강부(240)는 도 22 내지 24와 같이 강판본체(202)의 하부에 탈부착 가능하게 설치할 수 있으며, 그 구성은 결합부재의 구성과 동일하다.

한편, 본 발명에 따른 흙막이 구조물을 이용한 시공방법은, 웨브(web)와 상기 웨브의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지로 이루어지는 복수의 H 형강을 제공하며, 상기 H 형강의 웨브에 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 외측 형강을 고정 설치하는 제1 단계와, 토사의 유입이 방지되도록 지중에 삽입할 수 있는 강판을 제공하며, 강판의 양단에 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 내측 형강을 고정 설치하는 제2 단계와, 외측 형강이 고정 설치된 H 형강을 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치하는 제3 단계와, 지중에 삽입된 H 형강들 사이에 상기 H 형강의 길이 방향으로 내측 형강이 고정 설치된 강판을 지중에 삽입되도록 강판을 항타 삽입하는 제4 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제4 단계는 강판을 항타 삽입시 상기 내측 형강의 외부면이 상기 외측 형강의 내부면에 면접촉되면서 삽입되도록 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3 단계와 제4 단계를 시공하고자 하는 길이만큼 반복 수행하는 것이 바람직하다.

이러한 시공방법에서 상기 외측 형강은 H 형강에 구비되는 웨브의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브에 고정되는 제1 고정플랜지부와, 상기 제1 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 내측 형강은 외측 형강에 삽입되도록 상기 강판의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부와, 상기 제2 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1 가이드플랜지부의 수평면과 수직면의 내부면에 상기 제2 가이드플랜지부의 수직면과 수평면의 외부면이 면접촉되도록 삽입하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상호 삽입될 수 있는 'ㄷ' 형상의 형강을 구비하여 H 형강과 강판에 각각 설치함에 의해 H 형강과 강판을 밀폐성이 우수하고 안정적으로 지중에 삽입 설치할 수 있다. 즉, H 형강과 강판에 각각 외측 형강의 내부에 내측 형강을 설치하여 내측 형강이 외측 형강의 내부에서 면접촉되면서 삽입되도록 강판을 항타하여 흙막이 구조물을 시공함에 의해, 흙막이 구조물의 누수를 방지하여 차수성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 강판에 수직하게 보강돌부 혹은 보강파일을 설치하여, 보강돌부 혹은 보강파일에 의해 토압 및 수압을 견딜 수 있는 강한 강성을 갖게 함으로서 지반을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 굴착 공사 시 토사 붕괴 등을 방지할 수가 있는 동시에 강판에 가해지는 토압에 대응하는 안정적인 강성으로 인해 안정적으로 지지함으로써 안정성을 증대시킬 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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - H 형강
200 - 강판
300 - 외측 형강
400 - 내측 형강

Claims (12)

1. 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치되며, 웨브(web)(102)와 상기 웨브(102)의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지(104,106)로 이루어지는 복수의 H 형강(100);
   상기 H 형강(100)의 사이에서 양단이 H 형강(100)에 지지되도록 지중에 삽입 설치되어 토사의 유입이 방지되도록 하는 복수의 강판(200);
   상기 강판(200)의 양단에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 내측 형강(400); 및
   상기 내측 형강(400)이 내부로 삽입 설치되도록 상기 H 형강(100)의 웨브(102)에 고정 설치되는 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 외측 형강(300);을 포함하고,
   상기 외측 형강(300)은:
   상기 H 형강(100)에 구비되는 웨브(102)의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브(102)에 고정되는 제1 고정플랜지부(310)와, 상기 제1 고정플랜지부(310)의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부(320)로 이루어지고,
   상기 내측 형강(400)은:
   상기 외측 형강(300)에 삽입되도록 상기 강판(200)의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판(200)에 고정되는 제2 고정플랜지부(410)와, 상기 제2 고정플랜지부(410)의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부(420)로 이루어지며,
   상기 외측 형강(300)과 내측 형강(400)은, 상기 강판(200)을 항타 삽입시 상기 H 형강(100)에 고정된 외측 형강(300)의 내부로 상기 강판(200)에 고정된 내측 형강(400)이 삽입되도록 가이드되어, 상기 내측 형강(400)의 제2 가이드플랜지부(420)가 상기 외측 형강(300)의 제1 가이드플랜지부(320)에 면접촉되면서 강판(200)이 항타되는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 강판(200)은:
   소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체(202); 및
   상기 강판본체(202)에 가해지는 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여할 수 있도록 상기 강판본체(202)의 일면에 종방향으로 구비되는 강판보강수단(204);을 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 강판보강수단(204)은:
   상기 강판본체(202)의 일면으로 돌출되도록 적어도 하나 이상 구비되는 보강돌부(210)를 포함하며,
   상기 보강돌부(210)는:
   위에서 볼 때 단면 형상이 사각형상, 삼각형상, 반원형상, 타원형상, 다각형상 중 어느 하나 혹은 이들이 혼합되도록 강판본체의 일면으로 돌출되도록 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보강돌부(210)는:
   하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
5. 제2항에 있어서,
   상기 강판보강수단(204)은:
   상기 강판본체(202)의 일면에 설치되는 적어도 하나 이상의 보강파일(220)로 이루어지며,
   상기 보강파일(220)은:
   상기 강판본체(202)의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부를 갖는 고정구(222)를 포함하고,
   상기 고정구(222)는:
   일면 혹은 양면으로 돌출되도록 경사면을 갖는 고정돌부(224)들이 횡 방향으로 형성되어 지중에 삽입시 상기 고정돌부(224)들에 의해 유동이 방지되도록 고정하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
6. 제1항에 있어서,
   상기 강판(200)은:
   소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체(202);
   상기 강판본체(202)의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부를 갖는 고정구(222); 및
   상기 고정구(222)가 적어도 하나 이상 설치되어 강판본체(202)의 하부에 결합할 수 있는 결합부재(230);를 포함하고,
   상기 고정구(222)에는, 일면 혹은 양면으로 돌출되도록 경사면을 갖는 고정돌부(224)들이 횡 방향으로 형성되어 지중에 삽입시 상기 고정돌부(224)들에 의해 유동이 방지되도록 고정하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 강판(200)은:
   소정 면적을 갖도록 사각형으로 이루어지는 강판본체(202); 및
   상기 강판본체(202)의 하부로 돌출되도록 설치되며, 하단에 첨예부(246)를 구비하여 지면에 삽입을 용이하게 함과 아울러 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여하는 하부보강부(240);를 포함하고,
   상기 하부보강부(240)는:
   상기 강판본체(202)의 하단에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사를 이루게 형성되는 상부 내측 경사면(242a)과 상부 외측 경사면(242b)으로 이루어지는 상부 경사면부(242); 및
   상기 상부 경사면부(242)의 상부 내측 경사면(242a)과 상부 외측 경사면(242b)에서 각각 하부로 폭이 좁아지는 경사를 이루게 형성되어 하부 끝단에 첨예부(246)를 구비하는 하부 내측 경사면(244a)과 하부 외측 경사면(244b)으로 이루어지는 하부 경사면부(244);를 포함하고,
   하부 끝단에 첨예부(246)는, 상기 강판본체(202)의 중심부 라인(L)으로부터 편심(d)되도록 형성되어 토압에 안정적으로 대응하면서 지중에 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
8. 삭제
9. 웨브(web)와 상기 웨브의 양단에 평행하게 구비되는 한 쌍의 플랜지로 이루어지는 복수의 H 형강(100)을 제공하며, 상기 H 형강의 웨브에 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 외측 형강(300)을 고정 설치하는 제1 단계;
   토사의 유입이 방지되도록 지중에 삽입할 수 있는 강판(200)을 제공하며, 강판의 양단에 'ㄷ' 형상으로 이루어지는 내측 형강(400)을 고정 설치하는 제2 단계;
   외측 형강(300)이 고정 설치된 H 형강(100)을 지중에 일정 깊이와 일정 간격으로 삽입 설치하는 제3 단계; 및
   지중에 삽입된 H 형강(100)들 사이에 상기 H 형강(100)의 길이 방향으로 내측 형강(400)이 고정 설치된 강판(200)을 지중에 삽입되도록 강판을 항타 삽입하는 제4 단계;를 포함하고,
   상기 제4 단계는:
   상기 강판(200)을 항타 삽입시 상기 내측 형강(400)의 외부면이 상기 외측 형강(300)의 내부면에 면접촉되면서 삽입되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물을 이용한 시공방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 단계와 제4 단계를 시공하고자 하는 길이만큼 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물을 이용한 시공방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 외측 형강(300)은:
    상기 H 형강에 구비되는 웨브의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브에 고정되는 제1 고정플랜지부(310)와, 상기 제1 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부(320)로 이루어지고,
    상기 내측 형강(400)은:
    상기 외측 형강에 삽입되도록 상기 강판의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부(410)와, 상기 제2 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부(420)로 이루어지며,
    상기 제1 가이드플랜지부(320)의 내부면에 상기 제2 가이드플랜지부(420)의 외부면이 면접촉되도록 삽입 설치되고,
    상기 강판(200)에는 토압에 안정적으로 대응할 수 있는 강성을 부여할 수 있도록 상기 강판(200)의 일면으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 보강돌부(210) 혹은 보강파일(220) 중 어느 하나의 강판보강수단(204);을 더 포함하되,
    상기 보강돌부(210)는:
    위에서 볼 때 단면 형상이 사각형상, 삼각형상, 반원형상, 타원형상, 다각형상 중 어느 하나 혹은 이들이 혼합되도록 강판본체의 일면으로 돌출되도록 절곡되어 형성되고,
    상기 보강파일(220)은:
    하단에 첨예부를 갖는 고정구(222)를 포함하되,
    상기 고정구(222)는:
    일면 혹은 양면으로 돌출되도록 고정돌부(224)들이 형성되어 지중에 삽입시 상기 고정돌부(224)들에 의해 유동이 방지되도록 고정하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물을 이용한 시공방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 외측 형강(300)은:
    상기 H 형강에 구비되는 웨브의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 웨브에 고정되는 제1 고정플랜지부(310)와, 상기 제1 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수평면과 수직면을 구비하는 제1 가이드플랜지부(320)로 이루어지고,
    상기 내측 형강(400)은:
    상기 외측 형강에 삽입되도록 상기 강판의 양단에 면접촉되어 밀착되도록 용접에 의해 강판에 고정되는 제2 고정플랜지부(410)와, 상기 제2 고정플랜지부의 일단에서 절곡 형성되는 수직면과 수평면을 구비하는 제2 가이드플랜지부(420)로 이루어지며,
    상기 제1 가이드플랜지부(320)의 내부면에 상기 제2 가이드플랜지부(420)의 외부면이 면접촉되도록 삽입 설치되고,
    상기 강판(200)의 하단에는 첨예부(246)를 갖는 하부보강부(240);가 구비되되,
    상기 하부보강부(240)는:
    상기 강판(200)의 하단에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사를 이루게 형성되는 상부 내측 경사면(242a)과 상부 외측 경사면(242b)으로 이루어지는 상부 경사면부(242); 및
    상기 상부 경사면부(242)의 상부 내측 경사면(242a)과 상부 외측 경사면(242b)에서 각각 하부로 폭이 좁아지는 경사를 이루게 형성되어 하부 끝단에 첨예부(246)를 구비하는 하부 내측 경사면(244a)과 하부 외측 경사면(244b)으로 이루어지는 하부 경사면부(244);를 포함하고,
    하부 끝단에 첨예부(246)는, 상기 강판(200)의 중심부 라인(L)으로부터 편심(d)되도록 형성되어 토압에 안정적으로 대응하면서 지중에 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물을 이용한 시공방법.

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