KR102398509B1 - 가설 흙막이 공법용 h-빔 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱 내부에 근입된 H-빔이 케이싱에 한 쪽으로 치우친 상태로 주입되는 몰탈에 의해 한 쪽으로 쏠려 기울어지는 것을 방지할 수 있도록 한 가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치에 관한 것으로서, 그 구성은 동일한 폭과 길이를 갖고 서로 평행한 금속판재A 및 금속판재B에 직각을 이루는 연결판의 양단이 상기 금속판재A 및 금속판재B 각각의 내측면에 일체로 고정된 가설 흙막이공법용 H-빔에 있어서, 상기 H-빔의 금속판재A 및 금속판재B 각각의 단부 내측면에 후방 일측면이 용접 및 고정되고, 전방측은 케이싱의 내측 곡면에 접하는 수직의 금속편으로 된 H-빔 스페이서를 다수 구비하여서 된 것이다.

Description

가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치{H-beam fixing device for method of construction for temporary retaining wall}

본 발명은 가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이싱 내부에 근입된 H-빔이 케이싱에 한 쪽으로 치우친 상태로 주입되는 몰탈에 의해 한 쪽으로 쏠려 기울어지는 것을 방지할 수 있도록 한 가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 가설 흙막이 공법은 직접기초, 말뚝기초, 지하구조물 등을 설치할 때 주변의 토사나 지하수가 굴착지반 내에 침입하지 않도록 하기 위한 것으로 주변의 토사를 지지하는 흙막이 벽체와 이 흙막이 벽체를 지지하는 지보재로 구성되며 흙막이 벽체 및 지보재의 종류에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 대표적인 가설 흙막이 공법으로는 H-빔 및 토류판공법, 시트파일공법, 주열식 흙막이공법, 슬러리월공법 등이 있다.

주열식 흙막이공법에는 굴착된 지반 내에 기조립된 철근 및 조골재를 채우고 몰탈을 주입하여 현장에서 파일을 시공하는 CIP공법, 굴착공 내의 흙을 시멘트풀과 혼합하고 H-빔이나 철근을 압입하여 시공하는 소일시멘트공법이 있다. 위와 같은 가설 흙막이 공법은 도심지 굴착시 근접한 구조물(도로, 건물 등)로 인해 제한적인 공법을 적용할 수밖에 없고 대표적인 도심지 굴착공법으로는 H-빔을 주요자재로 사용하여 계획된 위치에 타입하고 내부를 굴착하여 내려가는 공법이 일반적으로 사용되고 있다.

도 10은 일반적인 가설 흙막이 공법의 일 례를 단계별로 나타낸 공정도로서, 먼저 땅을 스크류, 비트, 잭 해머, T-4 해머, 토네이도 해머 등과 같은 굴착기의 천공장치(S)를 이용해 굴착공(110)을 형성함과 동시에 굴착공(110)에 수직의 파이프 형태를 이루는 케이싱(120)을 인입시킨다. 그런 다음 케이싱(120)을 굴착공(110)에 남겨둔 상태로 굴착기의 천공장치(S)를 굴착공(110)에서 인출하고, 케이싱(120) 내부에 H-빔(130) 또는 철근망을 근입한다. 그 후 케이싱(120) 내부에 몰탈을 1차로 주입 및 충진하여 제1 몰탈층(140)을 형성한 다음 케이싱(120)을 굴착공(110)에서 인발하게 되는데, 이때 굴착공(110) 내부의 제1 몰탈층(140)은 케이싱(120)을 인발함에 따라 케이싱(120)의 부피만큼 침하된다. 이에 따라 다시 굴착공(110)의 빈 공간을 다시 몰탈로 채워 제2 몰탈층(150)을 형성함으로써 일련의 시공을 완료한다.

한편, 몰탈의 주입 및 충전은 펌프카의 몰탈주입호스를 케이싱 내부에 삽입한 상태로 이루어지는데, 이때 몰탈주입호스는 통상 케이싱의 정중앙에 위치하지 않고 한 쪽으로 치우친 상태로 위치하게 된다. 이에 따라 몰탈은 케이싱 내부에 고르게 주입 및 충진되지 않고 한 쪽으로 치우친 상태로 주입 및 충진되고, 케이싱 내부에 근입된 H-빔도 결국 몰탈의 힘을 받아 한 쪽으로 쏠리면서 기울어지게 되는 H-빔 쏠림현상이 발생하게 된다. 이러한 H-빔의 쏠림현상은 벽체의 지지력 약화를 초래함은 물론 케이싱과의 마찰력 상승으로 케이싱 인발시 H-빔이 케이싱을 따라 함께 인발됨에 따라 H-빔 인발을 저지하기 위한 별도의 작업을 필요로 하고, 이는 시공의 불안전성과 작업의 번거로움 및 불편성, 그리고 시공 지연에 따른 작업의 비효율성 및 신뢰성을 저하시키는 문제점을 야기시킨다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2020-0029079호(2020.03.18.공개)

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 케이싱 내부에 근입된 H-빔이 케이싱에 한 쪽으로 치우친 상태로 주입되는 몰탈에 의해 한 쪽으로 쏠려 기울어지는 것을 방지할 수 있도록 한 가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 H-빔이 케이싱 내부에 주입 및 충진된 몰탈의 지지력에 의해 케이싱과 함께 인발되는 것을 방지할 수 있도록 한 가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 가설 흙막이 공법용 H-빔 고정장치의 한 형태는, 동일한 폭과 길이를 갖고 서로 평행한 금속판재A 및 금속판재B에 직각을 이루는 연결판의 양단이 상기 금속판재A 및 금속판재B 각각의 내측면에 일체로 고정된 가설 흙막이공법용 H-빔에 있어서, 상기 H-빔의 금속판재A 및 금속판재B 각각의 단부 내측면에 후방 일측면이 용접 및 고정되고, 전방측은 케이싱의 내측 곡면에 접하는 수직의 금속편으로 된 H-빔 스페이서를 다수 구비하여서 된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 H-빔은 수평의 금속판으로 형성된 한 쌍의 몰탈접촉판A,B가 상기 연결판의 양측에 서로 대칭을 이루며 일체로 설치 및 고정되는 H-빔 인발 저지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 후방측은 H-빔의 금속판재A 및 금속판재B 각각의 단부 내측에 용접 및 고정되고 전방측은 케이싱의 내측 곡면에 접촉 및 지지되는 H-빔 스페이서에 의해서 케이싱의 내부에 근입된 H-빔이 지지될 수 있도록 함으로써 몰탈이 한 쪽으로 치우친 상태로 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않아 시공의 안정성 및 간편성은 물론 공기단축에 따른 시공의 효율성 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한, 본 발명은 H-빔이 수평의 금속판으로 형성된 한 쌍의 몰탈접촉판A,B가 상기 연결판의 양측에 서로 대칭을 이루며 일체로 설치 및 고정되는 H-빔 인발 저지부를 더 포함함으로써 케이싱 내부에 주입 및 충진된 몰탈의 지지력에 의해 H-빔이 케이싱과 함께 인발되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이로 인해 기존에 케이싱 인발시 H-빔이 함께 인발됨에 따른 별도의 보완 및 추가 작업이 필요없어 이역시 작업의 간편성은 물론 공기단축에 따른 시공의 효율성 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1은 일반적인 가설 흙막이공법의 일 례를 나타낸 단계별 공정도.
도 2는 본 발명에 의한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치를 구성하는 H-빔 스페이서를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치의 H-빔 인발 저지부를 포함하는 H-빔에 H-빔 스페이서를 설치한 상태를 나타낸 H-빔의 사시도.
도 4는 도 4의 H-빔 인발 저지부의 구조를 나타낸 H-빔의 측단면도.
도 5는 도 2의 H-빔 스페이서가 케이싱에 근입된 H-빔에 설치되어 H-빔을 케이싱 내부에서 지지하고 있는 상태를 나타낸 평단면도.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치를 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 가설 흙막이공법의 일 례를 나타낸 단계별 공정도로서, 가설 흙막이공법은 통상 굴착기의 천공장치(S)를 이용하여 땅에 수직의 굴착공(110)을 형성함과 동시에 상기 굴착공(110)에 수직의 파이프 형태를 갖는 케이싱(120)을 함께 인입시키는 제1 단계와, 상기 굴착공(110) 내부에 인입된 케이싱(120) 내부로부터 굴착기 천공장치(S)를 인출하는 제2 단계와, 상기 케이싱(120) 내부에 H-빔(130) 또는 철근망을 근입한 후 케이싱(120) 내부에 몰탈을 충진하여 제1 몰탈층(140)을 형성하는 제3 단계와, 상기 케이싱(120)을 굴착공(110)의 상부측으로 인발하여 분리하는 제4 단계와, 상기 케이싱(120)의 인발로 인해 침하된 굴착공(110) 내부의 제1 몰탈층(140) 상부 공간에 몰탈을 주입 및 충진하여 제2 몰탈층(150)을 형성하는 제5 단계로 이루어지고, 상기 H-빔(130)은 동일한 폭과 길이를 갖고 서로 평행한 금속판재A(131) 및 금속판재B(132)에 직각을 이루는 연결판(133)의 양단을 상기 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 내측면 중간에 일체로 고정한 구조로 형성된다.

이러한 가설 흙막이공법 및 H-빔에 있어, 본 발명은 H-빔 스페이서(1)를 이용해 케이싱(120) 내부에 근입된 H-빔(130)이 케이싱(120)에 한 쪽으로 치우친 상태로 주입되는 몰탈에 의해 한 쪽으로 쏠려 기울어지는 것을 방지할 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다. 상기 H-빔 스페이서(1)는 H-빔(130)의 금속판재A,B(31)(32)와 동일한 두께를 갖는 수직의 금속편으로 형성되어 후방측이 금속판재A,B(31)(32)에 용접 및 고정되고, 전방측은 금속판재A,B(31)(32)와 케이싱(120)의 내면 사이의 거리에 대응되는 돌출길이를 가져 H-빔(130)을 케이싱(120)의 내면에 고정 및 지지한다.

도 2는 본 발명에 의한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치를 구성하는 H-빔 스페이서를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 H-빔 스페이서(1)는 H-빔(130)에 용접 고정되는 빔고정부(11)와 케이싱(120)의 내면에 접하는 케이싱 접촉부(12)로 구분되고, 빔고정부(11)와 케이싱 접촉부(12)의 사이에 벤딩부(13)가 형성된다. 상기 빔고정부(11)는 도 3에 도시된 바와 같이 H-빔(130)의 금속판재A,B(31)(32) 각각의 단부 내측에 용접 및 고정되고, 상기 케이싱 접촉부(12)는 H-빔(130)의 금속판재A,B(31)(32) 각각의 단부로부터 케이싱(120)의 내면까지의 거리에 대응되는 돌출길이를 갖는다.

그리고 상기 벤딩부(13)는 케이싱 접촉부(12)가 H-빔(130) 각각의 금속판재A,B(31)(32)와 동일면 상에 위치되게 하고, 케이싱 접촉부(12)는 선단부에 원호형의 라운딩부(14)를 갖는다. 라운딩부(14)는 케이싱(120)을 굴착공(110)으로부터 인발할 때 또는 케이싱(120)에 H-빔(130)을 근입할 때 케이싱 접촉부(12)와 케이싱(120) 내면 간의 마찰력을 줄여 케이싱(120)의 인발 및 H-빔(130)의 근입을 용이하게 한다. 한편 H-빔 스페이서(1)는 폭보다 길이가 긴 금속판재를 프레스기로 일정한 길이로 절단한 후 벤딩 가공을 통해 제조되는 것으로서, 절단시 라운딩부(14)가 동시에 가공됨에 따라 빔고정부(11)는 후단부에 라운딩부(14)와 동일한 형상의 절단홈(15)이 형성되는 것은 이러한 이유에 있고, 이에 따라 본 발명은 H-빔 스페이서(1)의 제조를 위한 금속판재의 절단과 라운딩 가공의 분리 작업에 따른 작업의 비효율성과 번거로움 및 불편성, 생산성 저하를 해소할 수 있는 장점을 갖게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 H-빔 스페이서(1)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 후방측 빔고정부(11)의 일측면이 H-빔(130)의 금속판재A,B(31)(32) 각각의 단부 내측에 수직방향으로 간격을 두고 다수 용접 및 고정된다. 이러한 상태에서 H-빔(130)을 케이싱(120)에 근입하면 전방측 케이싱 접촉부(12)가 케이싱(120)의 내면에 접촉하게 되는데, 이때 상기 케이싱 접촉부(12) 선단이 원호형의 라운딩부(14)로 형성되어 있어 케이싱 접촉부(12)와 케이싱(120) 내면 간의 마찰력이 작고, 이에 따라 케이싱(120)에 대한 H-빔(130)의 근입과 후술되어질 케이싱(120)의 인발이 어렵지 않게 된다.

이렇게 H-빔(130)이 케이싱(120)에 근입된 후에는, 케이싱(120)의 내부에 몰탈을 주입 및 충진하게 되는데, 이때 몰탈주입호스가 케이싱(120)의 내부 일측에 삽입되고 몰탈주입호스를 통해 케이싱(120)의 내부에 몰탈이 타설된다. 통상 몰탈이 한쪽으로 치우친 상태로 타설되면 케이싱(120) 내부의 H-빔(130)도 몰탈의 힘을 받아 한쪽으로 쏠려 기울어지는 현상이 발생하게 되나, 본 발명은 H-빔(130)을 H-빔 스페이서(1)가 케이싱(120) 내부에서 지지 및 고정하고 있기 때문에 H-빔(130)의 쏠림 및 기울어짐 현상이 발생하지 않는다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 도 5의 도면 상에서 몰탈이 금속판재A(131)의 외측면에 타설되면, H-빔(130)이 몰탈의 힘을 받아 오른쪽으로 쏠리거나 기울어지게 되나, 본 발명에서는 금속판재B(132) 양단에 설치된 H-빔 스페이서(1)의 케이싱 접촉부(12)가 케이싱(120)의 내측 곡면에 걸려 오른쪽으로 밀리지 않게 됨으로써 H-빔(130)의 쏠림 및 기울어짐 현상이 발생하지 않게 된다. 이와 반대로 몰탈이 금속판재B(132)의 외측면에 타설되면, 금속판재A(132) 양단에 설치된 H-빔 스페이서(1)의 케이싱 접촉부(12)가 케이싱(120)의 내측 곡면에 걸려 왼쪽으로 밀리지 않게 됨으로써 한쪽으로 치우친 상태로 타설되는 몰탈에 의해 H-빔(130)이 한쪽으로 쏠리거나 기울어지는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 H-빔(130)이 근입된 케이싱(120)의 내부에 몰탈을 주입 및 충진한 후 케이싱(120)을 인발할 때 H-빔(130)이 케이싱(120)과 함께 인발되는 것을 보다 확실히 방지하기 위한 H-빔 인발 저지부(2)를 더 포함한다. 상기 H-빔 인발 저지부(2)는 수직의 연결판(133)에 대하여 직각 또는 상향의 경사각을 이루는 한 쌍의 몰탈접촉판A,B(21)(22)로 구성되고, 상기 한 쌍의 몰탈접촉판A,B(21)(22) 각각의 양측면과 후방측은 H-빔(130)의 금속판재A,B(31)(32)의 내측면과 연결판(133)에 각각 일체로 형성되는데, 이때 보다 바람직하게는 연결판(133)을 중심으로 몰탈접촉판A,B(21)(22)가 서로 대칭을 이루며 전체적으로 45도의 "V"자 형태를 이루도록 하는 것이 유리하다. 이렇게 몰탈접촉판A,B(21)(22)를 "V"자 형태로 형성하게 되면, 몰탈접촉판A,B(21)(22)를 연결판(133)에 직각을 이루게 한 것보다 몰탈에 의해 쉽게 파손 및 분리되지 않는 피로한계를 높일 수 있고 보다 집중적으로 H-빔(130)의 상승에 따른 몰탈의 저항을 받을 수 있다.

이같이 본 발명은 후방측은 H-빔의 금속판재A 및 금속판재B 각각의 단부 내측에 용접 및 고정되고 전방측은 케이싱의 내측 곡면에 접촉 및 지지되는 H-빔 스페이서에 의해서 케이싱의 내부에 근입된 H-빔이 지지될 수 있도록 함으로써 몰탈이 한 쪽으로 치우친 상태로 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않아 시공의 안정성 및 간편성은 물론 공기단축에 따른 시공의 효율성 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 H-빔이 수평의 금속판으로 형성된 한 쌍의 몰탈접촉판A,B가 상기 연결판의 양측에 서로 대칭을 이루며 일체로 설치 및 고정되는 H-빔 인발 저지부를 더 포함함으로써 케이싱 내부에 주입 및 충진된 몰탈의 지지력에 의해 H-빔이 케이싱과 함께 인발되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이로 인해 기존에 케이싱 인발시 H-빔이 함께 인발됨에 따른 별도의 보완 및 추가 작업이 필요없어 이역시 작업의 간편성은 물론 공기단축에 따른 시공의 효율성 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 의한 가설 흙막이 공법용 H-빔의 고정장치를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

1: H-빔 스페이서
11: 빔고정부 12: 케이싱 접촉부
13: 벤딩부 14: 라운딩부
15: 절단홈
2: H-빔 인발 저지부
21,22: 몰탈접촉판A,B
130: H-빔
131,132: 금속판재A,B 133: 연결판

Claims (5)

1. 동일한 폭과 길이를 갖고 서로 평행한 금속판재A(131) 및 금속판재B(132)에 직각을 이루는 연결판(133)의 양단을 상기 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 내측면 중간에 일체로 고정한 가설 흙막이공법용 H-빔(130)에 있어서,
   상기 H-빔(130)의 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 단부 내측면에 후방 일측면이 용접 및 고정되고, 전방측은 케이싱(120)의 내측 곡면에 접하는 수직의 금속편으로 된 H-빔 스페이서(1)를 다수 구비하고,
   상기 H-빔 스페이서(1)는 상기 H-빔(130)의 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 단부측 용접 및 고정되는 빔고정부(11)와;
   상기 빔고정부(11)로부터 전방측으로 연장 형성되어 케이싱(120)의 내측면에 접촉 및 지지되는 케이싱 접촉부(12)와;
   상기 케이싱 접촉부(12)가 상기 H-빔(130)의 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 외측면과 동일면을 이루도록 상기 빔고정부(11)와 케이싱 접촉부(12)의 사이에 형성되는 벤딩부(13);로 구성된 것을 특징으로 한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 케이싱 접촉부(12)는 선단부에 원호형의 곡면으로 형성된 라운딩부(14)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 H-빔(130)은 수평의 금속판으로 형성된 한 쌍의 몰탈접촉판A,B(21)(22)가 상기 연결판(133)의 양측에 서로 대칭을 이루며 일체로 설치 및 고정되는 H-빔 인발 저지부(2)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 한 쌍의 몰탈접촉판A,B(21)(22)은 상기 연결판(133)을 중심으로 좌.우 45도 경사각을 이루어 전체적으로 "V"자 형태로 H-빔(130)에 일체로 설치 및 고정된 것을 특징으로 한 가설 흙막이공법용 H-빔의 고정장치.
   
   

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