KR102368269B1 - 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법 - Google Patents

하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직구의 굴착과 동시에 수직구 벽체를 지상에서 수직구 하부로 하강시키면서 시공이 이루어지는 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법은 지상에 가설구조물(100)이 설치되는 제1단계와, 상기 가설구조물의 내측 가장자리를 따라 일정간격으로 지상에서 암반지반까지 형성시킨 굴착공에 삽입되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체로 구성된 지지구조물을 매설하는 제2단계와, 상기 가설구조물의 상부에 하강유도부재(300)가 설치되는 제3단계와, 상기 가설구조물의 내부에서 수직구가 일정 깊이로 굴착됨과 동시에 상기 하강유도부재에 수직구 벽체(B)가 거치되는 제4단계와, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 지지구조물의 상단이 제거되는 제5단계와, 상기 하강유도부재가 상기 수직구 벽체를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 제6단계와 상기 수직구 벽체가 목표 깊이에 도달할 때까지 상기 제4단계 내지 제6단계가 반복되는 제7단계를 포함한다.

Description

하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법{Method for constructing vertical structure in vertical tunnel using top down method}
본 발명은 수직구의 굴착과 동시에 수직구 벽체를 지상에서 수직구 하부로 하강시키면서 시공이 이루어지는 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 수직구는 터널을 굴착하기 위하여 지상으로부터 지하 터널까지 수직으로 연결해 주는 일종의 수직터널로서, 터널 공사시에는 각종 장비 및 건설 자재들을 지상으로부터 운반 및 이동시키고 터널 굴착시 발생한 토사와 암반을 지상으로 배출하는 통로 역할을 하며, 터널이 완성된 후에는 관리자의 이동통로 및 통신구나 전력구의 각종 케이블을 지하 터널로부터 지상으로 연결시켜 주고 각종 배관을 연결시켜 주는 역할을 한다.
이러한 수직구는 터파기 후 외곽부에 가설 흙막이벽을 설치하고, 가설 흙막이벽에 걸리는 하중을 버팀대로 지탱하면서 지하 맨 하부쪽에서부터 상부측으로 구축해 올라가는 전통적인 공법을 통해 구조물을 시공하게 되나, 수시로 드나드는 공사차량의 정차로 인해 교통체증을 유발하고 인근 주변에 피해를 주기 때문에 대도시와 같이 건물이 부지경계선 가까이 근접하게 위치되어 있는 경우에 상기 공법을 적용하는데 많은 문제점이 있고, 가설흙막이 벽 설치시에 함께 설치되는 버팀대는 구조물 공사로 인한 공정의 복잡성과 작업의 위험성과 폐기물의 발생 등 여러 가지 문제점들이 발생하기 때문에 최근에는 토지 이용효율을 높이면서 공기가 빠르고 경제적이며, 구조적으로 안전한 하향식 공법(Top-Down Method)이 각광을 받고 있다.
하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법으로는 특허 제1859367호를 통해 개시된 "하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법"이 알려져 있다.
상기한 종래의 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법은 지상에 가설구조물을 설치하고, 가설구조물에 가설대를 설치한 다음 가설구조물의 내부에서 수직구를 굴착함과 동시에 상기 가설대를 통해 제1수직구 벽체를 성형한다. 그리고 제1수직구 벽체를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키고 상기 제1수직구 벽체의 상단에 제2수직구 벽체를 성형한다. 그리고 상기 제2수직구 벽체를 제1수직구와 함께 동반 하강시키는 방법으로 수직구 구조물을 시공하도록 되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법에 따르면, 수직구의 지반이 연약할 경우, 하강하는 수직구 벽체들이 수평상태를 이루지 못하고 일측으로 기울어지는 문제가 발생된다.
이 경우, 기울어진 수직구 벽체를 수평상태로 위치조정을 해야 하므로 공기가 지연되고 안전사고가 발생하는 등 여러가지 문제가 발생한다.
뿐만 아니라, 수직구 벽체가 기울어지면서 수직구 벽면과 충돌하여 균열이 발생되는 경우가 종종 발생되는데, 이 경우 완성되는 수직구 구조물의 내구성에 심각한 악영향을 미치는 것은 물론 균열된 부분으로 수직구 벽체 내부로 지하수가 유입되므로 대책마련이 매우 시급한 실정이다.
국내등록특허공보 제1859367호
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하강하는 수직구 벽체들이 일측으로 기울어지지 않고 수평상태를 유지하면서 안정적으로 하강되는 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법은 지상에 가설구조물이 설치되는 제1단계와, 상기 가설구조물의 내측 가장자리를 따라 일정간격으로 지상에서 암반지반까지 형성시킨 굴착공에 삽입되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체로 구성된 지지구조물이 매설되는 제2단계와, 상기 가설구조물의 상부에 설치되는 유압잭과 상기 지지구조물의 상단에 지지되는 슈와, 상기 유압잭과 슈를 슈직으로 연결하는 잭로드와 상기 슈의 하부에 설치된 승강부재를 구비한 하강유도부재가 설치되는 제3단계와, 상기 가설구조물의 내부에서 수직구가 일정 깊이로 굴착됨과 동시에 상기 하강유도부재에 수직구 벽체가 거치되는 제4단계와, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 지지구조물의 상단이 제거되는 제5단계와, 상기 하강유도부재가 상기 수직구 벽체를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 제6단계와, 상기 수직구 벽체가 목표 깊이에 도달할 때까지 상기 제4단계 내지 제6단계가 반복되는 제7단계를 포함한다.
또한, 상기 제3단계에서 하강유도부재의 승강부재는 1단 하강된 상태로 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체의 상단에 지지되며, 상기 제5단계가 승강부재가 1단 상승하는 단계와 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트가 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체로부터 분리되어 제거되는 단계와 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트가 제거된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체의 분리상면에 승강부재가 2단 하강되면서 지지되는 단계가 각 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체 별로 순차적으로 이루어지며, 상기 제6단계가 2단 하강된 모든 승강부재가 1단으로 수축되는 단계를 포함한다.
한편, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들은 핀 결합을 통해 착탈가능하게 조립되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 상단과 하단에는 각각 핀 끼움공이 형성된 결합돌기가 수직구의 내측 방향으로 돌출형성될 수 있다.
이 경우, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 하단에는 수직구의 내측 방향으로 슬라이딩 홈부가 형성되고 상단에는 상기 슬라이딩 홈부에 대응되는 슬라이딩 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 승강부재는 유압실린더일 수 있다.
또한, 상기 지지구조물의 상단에는 모든 승강부재들이 동일수평선에 위치하도록 높이를 조절시켜 주는 높이조절블록이 더 구비될 수도 있다.
한편, 상기 제3단계에서 하강유도부재의 승강부재는 1단 하강된 상태로 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체의 상단에 고정되며, 상기 제5단계는 승강부재가 1단 상승하면서 고정된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 인양하는 단계와 인양된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트가 승강부재로부터 분리되어 제거되는 단계와 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트가 제거된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체의 분리상면에 승강부재가 2단 하강되면서 지지되는 단계가 각 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체 별로 순차적으로 이루어지며, 상기 제6단계는 2단 하강된 모든 승강부재가 1단으로 수축되는 단계를 포함할 수도 있다.
이 경우, 상기 승강부재의 하단에는 제1핀부재가 수직으로 구비되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 상단에는 상기 제1핀부재가 삽입되는 수직핀홀이 형성되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 측방에는 상기 수직핀홀과 연통되는 수평핀홀이 형성되고, 상기 수평핀홀에는 상기 제1핀부재에 끼워져 결합됨과 함께 상기 수평핀홀 외부로 단부가 노출되는 제2핀부재가 삽입되며, 상기 제2핀부재의 노출 단부는 상기 제2핀부재의 유동을 막아주는 Ÿ‡지가 끼워져 결합될 수 있다.
아울러, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 하단에는 돌부가 형성되고 상단에는 상기 돌부에 대응되는 홈부가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들 중 최하단에 위치되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 하단은 하부로 수렴하는 첨예부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 수직구 벽체가 매설된 지지구조물를 통해 항상 수평상태로 지지되고 있기 때문에 목표 깊이까지 일측으로 기울어지지 않고 수평상태를 안정적으로 유지하면서 하강할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법 순서대로 나타내는 단면도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법 순서대로 나타내는 단면도로서, 가설구조물에 하강유도부재가 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 5 내지 도 7은 발명의 일실시예에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법 순서대로 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법을 나타내는 단면도.
도 9은 도 8의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 분해사시도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법을 순서대로 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 분해사시도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법을 순서대로 나타내는 단면도.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.
본 발명에 따른 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법은 지상에 가설구조물이 설치되는 제1단계와, 상기 가설구조물의 내측 가장자리를 따라 일정간격으로 지지구조물을 매설하는 제2단계와, 상기 가설구조물의 상부에 하강유도부재가 설치되는 제3단계와, 상기 가설구조물의 내부에서 수직구가 일정 깊이로 굴착됨과 동시에 상기 하강유도부재에 수직구 벽체가 거치되는 제4단계와, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 지지구조물의 상단이 제거되는 제5단계와, 상기 하강유도부재가 상기 수직구 벽체를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 제6단계와 상기 수직구 벽체가 목표 깊이에 도달할 때까지 상기 제4단계 내지 제6단계가 반복되는 제7단계를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수직구 구조물을 시공할 지상에 가설구조물(100)을 설치한다.
상기 가설구조물(100)은 지상에서 이루어지는 일련의 작업들이 원활하게 수행되도록 견고한 바닥면을 제공한다.
상기 가설구조물(100)은 굴착될 수직구를 따라 링 형상으로 이루어지며 굴착할 수직구보다 큰 내경을 가진다. 상기 가설구조물(100)은 현장타설 콘크리트 구조물 또는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)를 조립체일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 가설구조물(100)의 설치가 완료되면, 상기 가설구조물(100)의 내측 가장자리를 따라 일정간격으로 지지구조물이 매설된다.
이 경우, 상기 지지구조물들은 견고한 지지력을 발휘할 수 있도록 지상에서 암반지반(A)까지 굴착공을 형성시키고 상기 굴착공에 콘크리트를 현장 타설하여 성형한 콘크리트 파일(200a)일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트 파일(200a)의 매설이 완료되면, 가설구조물(100)의 상부에 하강유도부재(300)가 설치된다.
상기 하강유도부재(300)는 가설구조물(100)의 상부에 설치되는 유압잭(310)과, 상기 콘크리트 파일(200a)의 상단에 지지되는 슈(320)와, 상기 유압잭(310)과 슈(320)를 슈(320)직으로 연결하는 잭로드(330)와, 상기 슈(320)의 하부에 설치된 승강부재(340)를 구비한다.
상기 승강부재(340)는 큰 구동력을 발휘할 수 있으면서 설치가 용이하고 정밀한 제어가 가능한 유압실린더가 바람직하다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 가설구조물(100)의 상부에 하강유도부재(300)의 설치가 완료되면, 가설구조물(100)의 내부로 포크레인과 같은 장비를 투입시켜 수직구를 일정깊이로 굴착함과 동시에 슈(320)의 상부에 수직구 벽체(B)를 거치시킨다.
이 경우, 상시 수직구 벽체(B)는 프리캐스트 콘크리트 구조물일 수도 있고 상기 슈(320)의 상부에서 현장 타설 콘크리트 구조물일 수도 있다. 상기 잭로드(330)는 수직구 벽체(B) 사이를 통과하여 연결된다.
이와 같이, 수직구의 굴착이 진행되는 동안 수직구 벽체(B)가 준비되므로 공기를 크게 단축시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기 슈(320)는 암반지반(A)까지 매설된 콘크리트 파일(200a)에 의해 수평상태로 안정되게 지지되므로 슈(320)의 상부에 거치된 수직구 벽체(B) 역시 높은 하중에도 불구하고 일측으로 기울어지지 않고 수평상태를 안정적으로 유지하게 된다.
도시하지는 않았으나, 매설된 콘크리트 파일(200a)들의 상단 높이가 일정하지 않을 경우에 상기 슈(320)가 일측으로 기울어지면서 수직구 벽체(B)를 수평상태로 지지할 수 없게 되므로 상기 콘크리트 파일(200a)의 상단에는 모든 승강부재(340)들이 동일수평선에 위치하도록 높이를 조절시켜 주는 높이조절블록이 더 구비될 수도 있다.
한편, 상기 수직구를 일정 깊이 굴착하게 되면 승강부재(340)를 지지하고 있는 콘크리트 파일(200a)의 상부가 일정 높이로 노출된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 수직구의 굴착과 수직구 벽체(B)의 거치가 완료되면, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 콘크리트 파일(200a)의 상단을 제거한다.
즉, 상부로 노출된 콘크리트 파일(200a)의 상단을 커터기를 이용하여 절단한 다음, 절단된 콘크리트 파일(200a)의 상단을 수직구측으로 잡아 당겨 콘크리트 파일(200a)로부터 제거하는 것이다.
이러한 절단 작업은 각 콘크리트 파일(200a)마다 순차적으로 이루어지게 되는데 상부로 노출된 콘크리트 파일(200a)의 상단이 제거될 때 마다 해당 하강유도부재(300)의 승강부재(340)를 하강시켜 콘크리트 파일(200a)의 절단상면에 지지되도록 함으로써 수직구 벽체(B)의 지지가 변함없이 안정적으로 이루어지도록 한다.
도 5c 및 5d에 도시된 바와 같이, 이러한 방법으로 모든 콘크리트 파일(200a)의 상단이 제거되면, 하강유도부재(300)를 이용하여 수직구 벽체(B)를 일정 깊이로 하강시킨다.
즉, 하강된 모든 승강부재(340)를 동시에 상승시키게 되면, 수직구 벽체(B)의 자중에 의해 상기 수직구 벽체(B)가 자연스럽게 수직구 내부로 일정 깊이 하강하게 되는 것이다.
이때, 승강부재(340)의 하단을 절단상면에 고정시켜 놓으면 승강부재(340)가 슈(320)를 잡아당기는 작용을 하게 되므로 보다 용이하게 수직구 벽체(B)가 하강하게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 방법으로 상기 수직구 벽체(B)가 목표 깊이에 도달할 때까지, 수직구를 일정 깊이로 굴착하고 하강유도부재(300)에 수직구 벽체(B)를 거치시킨 다음, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 콘크리트 파일(200a)의 상단을 제거하고, 상기 수직구 벽체(B)를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 과정을 반복한다.
이후, 슈(320)와 승강부재(340)를 철거하고 수직구의 바닥에 콘크리트를 타설하여 바닥면(C)을 시공한 다음, 지상에 설치된 하강유도부재(300)와 가설구조물(100)을 철거하고 수직구와 수직구 벽체에 콘크리트를 타설하여 틈새(D)를 메우면, 도 7에 도시된 바와 같이 수직구 구조물의 시공이 완료된다.
이와 같이, 본 발명은 수직구 벽체(B)가 매설된 콘크리트 파일(200a)을 통해 수평상태로 지지되므로 목표 깊이까지 수직구 벽체(B)들이 일측으로 기울어지지 않고 수평상태를 유지하면서 안정적으로 하강하게 된다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 지지구조물들은 지상에서 암반지반(A)까지 형성시킨 굴착공에 삽입되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)일 수도 있다.
이 경우, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)들의 상단과 하단에 각각 핀 끼움공(212)이 형성된 결합돌기(211)가 수직구의 내측 방향으로 돌출 형성되면, 상부의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)의 하단에 형성된 핀 끼움공(212)과 하부의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)의 상단에 형성된 핀 끼움공(212)에 핀(220)을 끼우고 핀(220)이 빠지지 않도록 핀(200)의 하부에 Ÿ‡지(230)를 삽입하여 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)들을 매우 용이하게 결합시킬 수 있다.
아울러, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)들의 하단에는 수직구의 내측 방향으로 슬라이딩 홈부(240)가 형성되고 상단에는 상기 슬라이딩 홈부(240)에 대응되는 슬라이딩 돌출부(250)가 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 핀(220)을 핀 끼움공(212)으로부터 분리한 후 상부의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)를 쉽게 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)로부터 제거할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 지지구조물이 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)인 경우에 있어서, 하강유도부재(300)가 설치될 때 상기 승강부재(340)는 1단 하강된 상태로 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)의 상단에 지지된다.
그리고, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)의 상단을 제거할 경우, 도 11a에 도시된 바와 같이, 승강부재(340)를 1단 상승시킨 다음, 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)를 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)로부터 분리하여 제거한다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 이러한 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)의 제거작업은 각 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b) 별로 순차적으로 이루어지는데, 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)가 제거될 때마다. 1단 상승한 승강부재(340)를 2단 하강시켜 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b)의 분리상면에 지지되도록 함으로써 수직구 벽체(B)의 지지가 변함없이 안정적으로 이루어지도록 한다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 이러한 방법으로 상부로 노출된 모든 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)들이 제거되면, 하강유도부재(300)를 이용하여 수직구 벽체(B)를 일정 깊이로 하강시킨다.
즉, 도 11d에 도시된 바와 같이, 2단 하강된 모든 승강부재(340)를 동시에 1단으로 수축시키면 수직구 벽체(B)의 자중에 의해 상기 수직구 벽체(B)가 자연스럽게 수직구 내부로 일정 깊이 하강하게 되는 것이다.
이때, 승강부재(340)의 하단을 분리상면에 고정시켜 놓으면 승강부재(340)가 슈(320)를 잡아당기는 작용을 하게 되므로 보다 용이하게 수직구 벽체(B)가 하강하게 된다.
상기와 같은 방법으로 상기 수직구 벽체(B)가 목표 깊이에 도달할 때까지, 수직구를 일정 깊이로 굴착하고 하강유도부재(300)에 수직구 벽체(B)가 거치한 다음, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(210)를 제거하고, 상기 수직구 벽체(B)를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 과정을 반복하면 도 8에 도시된 바와 같이 수직구 구조물의 시공은 완료된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 지지구조물들이 지상에서 암반지반(A)까지 형성시킨 굴착공에 삽입되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200c)인 경우에 있어서, 상기 승강부재(340)의 하단에는 제1핀부재(341)가 수직으로 구비되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)들은 상단에는 상기 제1핀부재(341)가 삽입되는 수직핀홀(261)이 형성되고, 측방에는 상기 수직핀홀(261)과 연통되는 수평핀홀(262)이 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 수평핀홀(262)에는 상기 제1핀부재(341)에 끼워져 결합되고, 상기 수평핀홀(262)에는 제2핀부재(270)가 삽입된다. 상기 제2핀부재(270)의 단부는 수평핀홀(262)의 외부로 노출되며, 상기 제2핀부재(270)의 노출 단부에는 Ÿ‡지(280)가 끼워져 상기 제2핀부재(270)의 유동을 막아준다.
아울러, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)들의 하단에는 돌부(264)가 형성되고 상단에는 상기 돌부(264)에 대응되는 홈부(263)가 형성되어 상부의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)와 하부의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)들이 일정한 위치에서 안정적으로 결합되도록 할 수 있다.
한편, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)들 중 최하단에 위치되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260a)의 하단은 하부로 수렴하는 첨예부(265)를 가지는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 첨예부(265)는 상부에 적층되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)들의 하중에 의해 굴착공의 바닥면에 깊게 박히면서 굴착공 내부에서 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200c)가 안정적인 자세로 매설될 수 있도록 돕는다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)가 구성된 경우, 하강유도부재(300)가 설치될 때 상기 승강부재(340)는 1단 하강된 상태로 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200c)의 상단에 고정된다.
그리고, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200c)의 상단을 제거할 경우, 도 14a에 도시된 바와 같이, 승강부재(340)를 1단 상승시키면 승강부재(340)를 따라 최상단의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)가 인양되며, 인양된 최상단의 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)를 승강부재(340)로부터 분리하여 제거한다.
이와 같이, 본 실시예에서는 승강부재(340)가 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)를 인양하는 방식으로 제거하므로 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)를 제거하는데 별도의 장비가 요구되지 않으며 제거작업이 매우 쉽고 빠르게 진행된다.
도 14b에 도시된 바와 같이, 이러한 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)의 제거작업은 각 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200c) 별로 순차적으로 이루어지는데, 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)가 제거될 때마다. 1단 상승한 승강부재(340)를 2단 하강시켜 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)에 고정시킴으로써 수직구 벽체(B)의 지지가 변함없이 안정적으로 이루어지도록 한다.
도 14c에 도시된 바와 같이, 이러한 방법으로 상부로 노출된 모든 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)들이 제거되면, 하강유도부재(300)를 이용하여 수직구 벽체(B)를 일정 깊이로 하강시킨다.
즉, 도 14d에 도시된 바와 같이, 2단 하강된 모든 승강부재(340)를 동시에 1단으로 수축시키면 수직구 벽체(B)의 자중에 의해 상기 수직구 벽체(B)가 자연스럽게 수직구 내부로 일정 깊이 하강하게 되는 것이다.
상기와 같은 방법으로 상기 수직구 벽체(B)가 목표 깊이에 도달할 때까지, 수직구를 일정 깊이로 굴착하고 하강유도부재(300)에 수직구 벽체(B)가 거치한 다음, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트(260)를 제거하고, 상기 수직구 벽체(B)를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 과정을 반복하면 도 8에 도시된 바와 같이 수직구 구조물의 시공은 완료된다.
이와 같이, 상기 지지구조물이 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체(200b,200c)일 경우, 전술한 콘크리트 파일(200a)에 비하여 재활용이 가능하고 제거가 신속하고 용이해지는 이점이 있다.
이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.
100...가설구조물 200a...콘크리트 파일
200b,200c...프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체
210,260...프리캐스트 콘크리트 세그먼트
211...결합돌기 212...핀 끼움공
220...핀 240...슬라이딩 홈부
250...슬라이딩 돌출부 261...수직핀홀
262...수평핀홀 263...홈부
264...돌부 265...첨예부
270...제2핀부재 280...Ÿ‡지
300...하강유도부재 310...유압잭
320...슈 330...잭로드
340...승강부재 341...제1핀부재
A...암반지반 B...수직구 벽체

Claims (10)

  1. 지상에 가설구조물이 설치되는 제1단계와, 상기 가설구조물의 내측 가장자리를 따라 일정간격으로 지상에서 암반지반까지 형성시킨 굴착공에 삽입되는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체로 구성된 지지구조물이 매설되는 제2단계와, 상기 가설구조물의 상부에 설치되는 유압잭과 상기 지지구조물의 상단에 지지되는 슈와, 상기 유압잭과 슈를 연결하는 잭로드와 상기 슈의 하부에 설치된 승강부재를 구비한 하강유도부재가 설치되는 제3단계와, 상기 가설구조물의 내부에서 수직구가 일정 깊이로 굴착됨과 동시에 상기 하강유도부재에 수직구 벽체가 거치되는 제4단계와, 일정 깊이만큼 상부로 노출된 지지구조물의 상단이 제거되는 제5단계와, 상기 하강유도부재가 상기 수직구 벽체를 수직구 내부로 일정 깊이 하강시키는 제6단계와, 상기 수직구 벽체가 목표 깊이에 도달할 때까지 상기 제4단계 내지 제6단계가 반복되는 제7단계를 포함하고;
    상기 제3단계에서 하강유도부재의 승강부재는 1단 하강된 상태로 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체의 상단에 지지되며;
    상기 제5단계는 승강부재가 1단 상승하는 단계와, 상부로 노출된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트가 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체로부터 분리되어 제거되는 단계와, 상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트가 제거된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체의 분리상면에 승강부재가 2단 하강되면서 지지되는 단계가 각 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 적층 조립체 별로 순차적으로 이루어지고;
    상기 제6단계는 2단 하강된 모든 승강부재가 1단으로 수축되는 단계를 포함하며;
    상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들은 핀 결합을 통해 착탈가능하게 조립되고;
    상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 상단과 하단에는 각각 핀 끼움공이 형성된 결합돌기가 수직구의 내측 방향으로 돌출형성된 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법.
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  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 콘크리트 세그먼트들의 하단에는 수직구의 내측 방향으로 슬라이딩 홈부가 형성되고 상단에는 상기 슬라이딩 홈부에 대응되는 슬라이딩 돌출부가 형성된 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승강부재는 유압실린더인 것을 특징으로 하는 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지구조물의 상단에는 모든 승강부재들이 동일수평선에 위치하도록 높이를 조절시켜 주는 높이조절블록이 더 구비되는 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법.
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