KR102426193B1 - 연약지반용 가설 흙막이 공법 및 그 공법에 사용되는 흙받이컵과 h-빔 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 몰탈층 형성후 케이싱 인발시 굴착기의 천공장치에 있던 부상토가 굴착공 내부의 제1 몰탈층 위에 쌓이는 것을 사전에 차단 및 방지할 수 있도록 하고, 제1 몰탈층 타설후 케이싱을 굴착공에서 인발할 때 몰탈이 케이싱 부피만큼 침하되어 생긴 공간의 지반이 모래 및 자갈층이거나 건수층으로 인하여 공간이 함몰되는 연약지반인 경우에도 그 침하 공간이 제2 몰탈층을 형성할 때까지도 굴착공 상태를 유지할 수 있도록 하여 제1 몰탈층과 제2 몰탈층이 서로 단절됨이 없이 일체로 충분한 지지력을 가질 수 있도록 하며, 몰탈이 한 쪽으로 치우친 상태로 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않도록 발명된 것이다.
본 발명의 공법은 제1 단계는 몰탈주입구(7)를 케이싱(120)의 상부 일측에 형성하고 상기 몰탈주입구(7)를 일시적으로 폐쇄하는 것을 포함하고;
상기 몰탈주입구(7)를 갖는 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110) 상부의 정해진 높이까지 인발한 후 몰탈주입구(7)를 개방시키고, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120) 내부에 몰탈을 충진하여 제2 몰탈층(150)을 형성하는 제4 단계와;
상기 케이싱(120)의 몰탈주입구(7)를 다시 폐쇄시킨 후 케이싱(120)을 굴착공(110)으로부터 완전히 분리되게 인발하는 제5 단계를 더 포함하고;
상기 H-빔(130)은 케이싱(120)의 내측에 지지해주는 H-빔 스페이서(101)와, 상기 케이싱(120)을 굴착공(110) 내부에서 인발할 때 H-빔(130)이 몰탈의 압력에 의해 케이싱(120)과 함께 인발되지 않게 저지하는 H-빔 인발 저지부(102)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연약지반용 가설 흙막이 공법 및 그 공법에 사용되는 흙받이컵과 H-빔 고정장치{A method of construction for temporary retaining wall for poor ground and sheating work cup, H-beam support device using its method}

본 발명은 연약지반용 가설 흙막이 공법 및 그 공법에 사용되는 흙받이컵과 H-빔 고정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 몰탈층을 형성한 후 케이싱 인발시 굴착기의 천공장치에 있던 부상토가 굴착공 내부의 제1 몰탈층 위에 쌓이는 것을 사전에 차단 및 방지할 수 있도록 하고, 제1 몰탈층 타설후 케이싱을 굴착공에서 인발할 때 몰탈이 케이싱 부피만큼 침하되어 생긴 공간의 지반이 모래 및 자갈층이거나 건수층으로 인하여 공간이 함몰되는 연약지반인 경우에도 그 침하 공간이 제2 몰탈층을 형성할 때까지도 굴착공 상태를 유지할 수 있도록 하여 제1 몰탈층과 제2 몰탈층이 서로 단절됨이 없이 일체로 충분한 지지력을 가질 수 있도록 하며, 한 쪽으로 치우친 상태로 몰탈이 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않도록 발명된 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 완료하게 된다.

그러나 이러한 종래의 가설 흙막이 공법은 제1 몰탈층을 형성한 후 케이싱 인발시 굴착기의 천공장치에 있던 부상토가 굴착공 내부의 제1 몰탈층 위에 쌓이게 되는데, 이때 쌓인 부상토는 침하 공간에 제2 몰탈층을 타설한 후 제1 몰탈층과 제2 몰탈층을 서로 단절시키게 된다. 이러한 단절은 벽체의 지지력 약화를 초래하게 되므로 후속 조치로 부상토층의 외부를 다시 몰탈로 바르고 보강하는 별도의 작업이 요구된다. 따라서 작업의 번거로움 및 불편성은 물론 시공 지연에 따른 작업의 비효율성을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 제1 몰탈층 타설후 케이싱을 굴착공에서 인발할 때 몰탈이 케이싱의 부피 만큼 침하되어 생긴 공간의 지반이 모래 및 자갈층이거나 건수층으로 된 연약지반인 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이 그 침하 공간이 굴착공 상태를 유지하지 못하고 무너져 제1 몰탈층 위에 쌓이게 됨으로써 이역시 전술한 바와 같이 제1 몰탈층과 제2 몰탈층 간의 단절과 차수 기능의 상실을 초래하게 된다.

시공 중 연약지반의 발생은 공사 현장의 지질 조사가 제대로 이루어지지 않은 상태에서 그 바탕 위에 설계를 하였거나 CIP 공법의 단점을 모르고 설계한 경우에 발생한다. 이러한 경우 이미 공사 현장에 장비를 투입한 상태에서 중간에 공법을 변경하는 것이 실질적으로 불가능해 그대로 강행하고, 결국 벽체 지지력 약화를 초래해 시공의 불안전성과 신뢰성 저하를 야기시키게 되는 것이다.

이와 함께 종래에는 케이싱 내부에 H-빔을 근입한 후 케이싱 내부에 몰탈을 주입 및 충진할 때, 몰탈이 케이싱 내부에 고르게 주입 및 충진되지 않고 한 쪽으로 치우친 상태로 주입 및 충진됨에 따라 H-빔이 중앙에 서있지 못하고 한 쪽으로 기울어지는 현상이 발생하게 되고, 이러한 H-빔의 쏠림현상은 전술한 바와 같은 벽체의 지지력 약화는 물론 케이싱과의 마찰력 상승으로 케이싱 인발시 H-빔이 케이싱에 함께 따라 올라오는 현상이 발생하게 됨으로써 이역시 시공의 불안정성과 작업의 번거로움 및 불편성은 물론 후속 작업에 따른 시공 지연으로 작업의 비효율성으로 초래하는 문제점이 있었다.

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

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 제1 몰탈층을 형성한 후 케이싱 인발시 굴착기의 천공장치에 있던 부상토가 굴착공 내부의 제1 몰탈층 위에 쌓이는 것을 사전에 차단 및 방지할 수 있도록 하고, 제1 몰탈층 타설후 케이싱을 굴착공에서 인발할 때 몰탈이 케이싱 부피만큼 침하되어 생긴 공간의 지반이 모래 및 자갈층이거나 건수층으로 인하여 공간이 함몰되는 연약지반인 경우에도 그 침하 공간이 제2 몰탈층을 형성할 때까지도 굴착공 상태를 유지할 수 있도록 하여 제1 몰탈층과 제2 몰탈층이 서로 단절됨이 없이 일체로 충분한 지지력을 가질 수 있도록 하며, 한 쪽으로 치우친 상태로 몰탈이 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않도록 한 연약지반용 가설 흙막이 공법 및 그 공법에 사용되는 흙받이컵과 H-빔 고정장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연약지반용 가설 흙막이 공법의 한 형태는, 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 형성하고, 굴착기의 천공장치(S) 하부에 흙받이컵(1)을 설치하는 제3 단계를 갖는 연약지반 가설용 흙막이 공법에 있어서,
상기 제1 단계는 몰탈주입구(7)를 케이싱(120)의 상부 일측에 형성하고 상기 몰탈주입구(7)를 일시적으로 폐쇄하는 것을 포함하고;
상기 몰탈주입구(7)를 갖는 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110) 상부의 정해진 높이까지 인발한 후 몰탈주입구(7)를 개방시키고, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120) 내부에 몰탈을 충진하여 제2 몰탈층(150)을 형성하는 제4 단계와;
상기 케이싱(120)의 몰탈주입구(7)를 다시 폐쇄시킨 후 케이싱(120)을 굴착공(110)으로부터 완전히 분리되게 인발하는 제5 단계를 더 포함하고;
상기 H-빔(130)은 케이싱(120)의 내측에 지지해주는 H-빔 스페이서(101)와, 상기 케이싱(120)을 굴착공(110) 내부에서 인발할 때 H-빔(130)이 몰탈의 압력에 의해 케이싱(120)과 함께 인발되지 않게 저지하는 H-빔 인발 저지부(102)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제4 단계는 케이싱(120)의 인발에 의해 발생한 제1 몰탈층(140)의 침하 깊이와, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120)의 내부에 제2 몰탈층(150)을 형성한 후 상기 제5 단계에서 케이싱(120)을 굴착공으로부터 완전히 분리되게 인발했을 때 발생한 제2 몰탈층(150)의 침하 깊이를 합친 높이로 상기 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110)의 상부측으로 인발하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 흙받이컵(1)은 ??고 평편한 바닥면(2)의 중앙부에 형성된 수직의 센터봉(3)과, 상기 바닥면(2) 둘레를 따라 일체로 형성된 상향의 측벽(4)과, 상기 센터봉(3)을 중심으로 방사선 상으로 형성되고 단부가 상기 측벽(4) 내측에 일체로 연결되는 복수개의 수직보강편(5)과, 상기 각각의 수직보강편(5) 상부에 형성되어 체인(S)이 연결되는 연결공(6)을 갖도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 센터봉(3)은 측벽(4)보다 높게 형성된 수직관(31)으로 하단부가 바닥면(2)에 용접으로 고정되고, 상기 수직관(31) 상부측 개방부는 덮개(32)에 의해 폐쇄되며, 상기 덮개(32)는 수직관(31) 상부측 개방부에 용접된 것을 특징으로 한다.
상기 각각의 수직보강편(5)은 적어도 1개 이상의 구멍이나 홈으로 이루어진 부피절감부(5a)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 또한, 본 발명에 의한 연약지반용 가설 흙막이 공법에 사용되는 H-빔 고정장치의 한 형태는,상기 H-빔 스페이서(101)는 서로 평행한 H-빔(130)의 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 단부측 수직 방향으로 간격을 두고 다수 설치된 금속 재질의 수직편(101a)으로 형성되고, 상기 H-빔 인발 저지부(102)는 H-빔(130)의 연결판(133)의 양측 직각 방향으로 서로 대칭을 이루는 한 쌍의 보강편(102a)으로 형성된 것을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같이 본 발명은 굴착기의 천공장치에 흙받이컵이 설치됨에 따라 제1 몰탈층 형성후 케이싱 인발시 굴착기의 천공장치에 있던 부상토가 굴착공 내부의 제1 몰탈층 위에 쌓이는 것을 사전에 차단 및 방지할 수 있게 되고, 제1 몰탈층 형성후 케이싱 인발시 케이싱을 굴착공에서 완전히 분리되게 인발하지 않고 케이싱을 인발할 때 생긴 공간의 측면을 지지하고 있는 상태에서 2차 몰탈 주입 및 충진이 이루어질 수 있도록 함으로써 상기 부상토, 및 케이싱 인발시 발생하는 침하공간 주변의 연약지반이 무너짐에 따른 제1 몰탈층과 제2 몰탈층 간의 단절현상 없이 일체로 충분한 지지력을 가질 수 있게 되고, H-빔에 설치된 H-빔 스페이서 및 H-빔 인발 저지부에 의해 몰탈이 한 쪽으로 치우친 상태로 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않아 시공의 안전성 및 공기단축에 따른 시공의 신뢰성 향상과 작업의 간편성 및 효율성을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 연약지반용 가설 흙막이 공법을 각 단계별로 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명에 의한 연약지반용 가설 흙막이 공법에 사용되는 흙받이컵을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 도 2의 흙받이컵을 스크류에 설치한 상태를 나타낸 사진.
도 5는 도 4의 상태에서 케이싱을 인발하는 상태를 나타낸 사진.
도 6은 도 5의 작업을 완료한 후 흙받이컵에 스크류의 흙이 쌓인 상태를 나타낸 사진.
도 7 및 도 8은 도 1의 몰탈주입구를 덮개로 일시 폐쇄하고 다시 개방하기 위한 기술적 구성을 나타낸 것으로서,
도 7은 분리사시도.
도 8은 조립상태를 나타낸 평단면도.
도 9는 도 1의 H-빔에 H-빔 고정장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 10은 일반적인 가설 흙막이 공법을 각 단계별로 나타낸 공정도.
도 11은 도 10의 공법을 연약지반에 적용했을 때 나타나는 현상의 공정도.

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 연약지반용 가설 흙막이 공법 및 그 공법에 사용되는 흙받이컵과 H-빔 고정장치를 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 연약지반용 가설 흙막이 공법을 각 단계별로 나타낸 공정도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 제1 단계에서 제5 단계에 걸쳐 시공이 이루어진다. 제1 단계는 굴착기의 천공장치(S)를 이용하여 땅에 수직의 굴착공(110)을 형성함과 동시에 상기 굴착공(110)에 수직의 파이프 형태를 갖는 케이싱(120)을 함께 인입시키되, 상기 케이싱(120)은 상부 일측에 몰탈주입구(7)를 갖도록 하고, 상기 몰탈주입구(7)를 일시적으로 폐쇄한다.

상기 몰탈주입구(7)에 대한 일시적인 폐쇄 및 개방은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 케이싱 고정플랜지(8)와 덮개(9)의 조립 및 결합에 의해서 이루어지는 것으로서, 케이싱 고정플랜지(8)는 몰탈주입구(7)의 내경보다 큰 외경을 갖는 원형의 플랜지부(81)와, 몰탈주입구(7)의 내경에 대응되는 외경을 갖고 플랜지부(81)의 내측에 일체로 형성되며 다수의 볼트체결공(83)이 등간격으로 형성된 원형의 단턱부(82)와, 상기 단턱부(82)의 내측에 형성되는 관통홀(84)로 구성되고, 상기 플랜지부(81)는 몰탈주입구(7)의 외곽 케이싱(120)에 용접된다. 그리고 덮개(9)는 상기 단턱부(82)의 내경에 대응되는 외경을 가짐과 동시에 단턱부(82)의 볼트체결공(83)에 대응되는 다수의 덮개고정공(91)을 갖고, 상기 관통홀(84)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 관통홀 폐쇄돌부(92)가 내측 중앙부에 일체로 형성된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 먼저 덮개(9)의 관통홀 폐쇄돌부(92)를 단턱부(82) 내측의 관통홀(84)에 삽입하면서 덮개(9)의 내측이 단턱부(82) 상에 맞대어지게 하되, 덮개(9)의 덮개고정공(91)이 단턱부(82)의 볼트체결공(83)에 일치되게 한 후, 볼트(미도시됨)를 덮개(9)의 덮개고정공(91)을 관통하여 단턱부(82)의 볼트체결공(83)에 체결되게 함으로써 덮개(9)에 의한 몰탈주입구(7)의 일시적인 폐쇄가 이루어질 수 있도록 하고, 볼트를 풀어 덮개(9)를 케이싱 고정플랜지(8)의 단턱부(82)로부터 분리함으로써 몰탈주입구(7)가 개방될 수 있도록 하며, 케이싱 고정플랜지(8)에 대한 덮개(9)의 분리로 개방된 케이싱 고정플랜지(8)의 관통홀(84)을 통해 펌프카의 몰탈주입호스가 삽입됨에 따라 케이싱(120) 내부에 몰탈을 주입 및 충진시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 제2 단계는 굴착공(110) 내부에 인입된 케이싱(120) 내부로부터 굴착기 천공장치(S)를 인출하는 것이며, 제3 단계는 상기 케이싱(120) 내부에 H-빔(130) 또는 철근망을 근입한 후 케이싱(120) 내부에 몰탈을 충진하여 제1 몰탈층(140)을 형성하고, 굴착기의 천공장치(S) 하부에 흙받이컵(1)을 설치하는 것이다. 여기서 흙받이컵(1)의 역할은 굴착공(110)에서 케이싱(120)을 인발할 때 굴착기의 천공장치(S)에 있다가 낙하되는 부상토를 굴착기의 천공장치(S)의 하부에서 받아 부상토가 굴착공(110) 내부로 낙하되어 쌓이는 것을 원천적으로 차단 및 봉쇄하기 위한 것으로서, 이로써 제1 몰탈층(140) 위에 부상토층이 형성되지 않게 되고, 제1 몰탈층 위의 침하 공간에 후술되어질 제2 몰탈층(150)을 형성하더라도 제1 몰탈층(140)과 제2 몰탈층(150)의 사이가 단절됨이 없이 일체화됨으로써 시공의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

상기 흙받이컵(1)은 도 2 및 도 3의 도면과 도 4 내지 도 6의 사진과 같이 바닥이 ??고 평편한 바닥면(2)의 중앙부에 전체 부피 중심이 되는 수직의 센터봉(3)을 가지며, 상기 바닥면(2) 둘레를 따라 상향의 측벽(4)이 일체로 형성되고, 상기 센터봉(3)을 중심으로 방사선 상으로 단부가 상기 측벽(4) 내측벽에 일체로 연결되는 복수개의 수직보강편(5)을 가지며, 상기 각각의 수직보강편(5)은 상부에 체인(C)이 연결될 수 있는 연결공(6)이 형성된다.

상기 센터봉(3)은 수직관(31)으로 형성되어 하부가 바닥면(2)에 용접으로 고정되고, 상기 수직관(31) 상부측 개방부는 덮개(32)로 막아 폐쇄되며, 상기 덮개(32)는 용접에 의해 수직관(31) 상부측 개방부에 고정된 것으로서, 상기 각각의 수직보강편(5)은 적어도 1개 이상의 구멍이나 홈으로 이루어진 부피절감부(5a)를 더 포함한다. 이때 상기 센터봉(3)은 측벽(4)보다 높게 형성된다.

이렇게 흙받이컵(1)이 굴착기의 천공장치(S)에 설치된 상태에서 케이싱(120)을 굴착공(110)에서 인발하면, H-빔(130) 또는 철근망이 케이싱(120)과 함께 따라 오는 경우가 있는데, 이때 흙받이컵(1)의 센터봉(3)이 굴착기의 천공장치(S)에 닿아 지지된다. 따라서 센터봉(3)이 없을 때 흙받이컵(1)의 측벽(4)이 굴착기의 천공장치(S)에 눌리고 찌끄러져 손상된 상태로 케이싱(120)에 끼는 현상을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 제4 단계는 몰탈주입구(7)를 갖는 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110) 상부의 정해진 높이까지 인발한 후 몰탈주입구(7)를 개방시키고, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120) 내부에 몰탈을 충진하여 제2 몰탈층(150)을 형성하는 것이며, 상기 제5 단계는 케이싱(120)의 몰탈주입구(7)를 다시 폐쇄시킨 후 케이싱(120)을 굴착공(110)으로부터 완전히 분리되게 인발하는 것으로서, 상기 몰탈주입구(7)의 일시적인 개방과 폐쇄는 전술한 바와 동일하므로 중복을 피하기 위해 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이로써 연약지반용 가설 흙막이 공법을 이용한 일련의 시공을 완료할 수 있게 된다.

한편, 상기 제4 단계는 케이싱(120)의 인발에 의해 발생한 제1 몰탈층(140)의 침하 깊이와, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120)의 내부에 제2 몰탈층(150)을 형성한 후 상기 제5 단계에서 케이싱(120)을 굴착공으로부터 완전히 분리되게 인발했을 때 발생한 제2 몰탈층(150)의 침하 깊이를 합친 높이로 상기 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110)의 상부측으로 인발하게 된다.

그리고 상기 제3 단계의 H-빔(130)은 H-빔 고정장치(100)를 더 포함하고, 상기 H-빔 고정장치(100)는 H-빔(130)이 케이싱(120) 내부의 중앙에 근입된 상태 그대로 유지할 수 있게 H-빔(130)을 케이싱(120)의 내면에 지지해주는 H-빔 스페이서(101)와, 케이싱(120) 인발시 H-빔(130)이 케이싱(120)에 따라 올라오지 않게 하는 H-빔 인발 저지부(102)로 구성된다.

상기 H-빔 스페이서(101)는 금속 재질의 수직편(101a)으로 되어 뒤쪽은 H-빔(130)의 금속판재A,B(131)(132) 각각의 단부측에 용접 및 고정되고 앞쪽은 상기 금속판재A,B(131)(132) 각각의 전방측으로 돌출되어 케이싱(120)의 내면에 접촉 및 지지되도록 구성된 것으로서, 금속판재A,B(131)(132) 각각의 단부측 수직방향을 따라 간격을 두고 다수 형성된다. 따라서 펌프카의 몰탈주입호스를 통해 케이싱(120) 내부에 몰탈이 한쪽으로 치우친 상태로 주입 및 충진되더라도 H-빔(130)이 몰탈에 의해 한쪽으로 쏠리거나 기울어진 현상이 발생하지 않게 되고, 이로 인해 기존에 H-빔(130)이 한쪽으로 쏠리거나 기울어져 케이싱(120)의 내면에 접촉함에 따라 시공후 벽체 지지력 약화는 물론 굴착공(110) 내부의 케이싱(120) 인발시 H-빔(130)이 케이싱(120)과 함께 따라 올라오는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 H-빔 인발 저지부(102)는 H-빔(130)이 상측 수직방향으로 이동할 때 몰탈에 저항할 수 있는 방향으로 상기 H-빔(130)에 몰탈접촉판(102a)을 설치하여서 된 것으로서, 여기서 상기 몰탈접촉판(102a)은 H-빔(130)의 연결판(133)에 직각을 이루고, 연결판(133)의 양측에 일체로 형성되도록 구성하였으나, 이에 국한되지 않고 H-빔(130) 상승시 케이싱(120) 내부의 몰탈에 저항할 수 있는 방향이면 무방하다. 이에 따라 케이싱(120) 인발시 H-빔(130)이 케이싱(120)에 접촉됨에 따른 마찰력으로 케이싱(120)에 따라 올라오려고 할 때 몰탈접촉판(102a)이 몰탈에 저항하여 압력을 받게 됨으로써 H-빔(130)의 인발을 저지하게 되고, 몰탈의 H-빔(130) 저지력이 당연히 H-빔(130)과 케이싱(120) 간의 마찰력보다 크므로 케이싱(120)만 인발되고, H-빔(130)은 몰탈과 함께 그대로 굴착공(110)에 남아 있을 수 있게 되는 것이다.

이같이 본 발명은 굴착기의 천공장치에 흙받이컵이 설치됨에 따라 제1 몰탈층 형성후 케이싱 인발시 굴착기의 천공장치에 있던 부상토가 굴착공 내부의 제1 몰탈층 위에 쌓이는 것을 사전에 차단 및 방지할 수 있게 되고, 제1 몰탈층 형성후 케이싱 인발시 케이싱을 굴착공에서 완전히 분리되게 인발하지 않고 케이싱을 인발할 때 생긴 공간의 측면을 지지하고 있는 상태에서 2차 몰탈 주입 및 충진이 이루어질 수 있도록 함으로써 상기 부상토, 및 케이싱 인발시 발생하는 침하공간 주변의 연약지반이 무너짐에 따른 제1 몰탈층과 제2 몰탈층 간의 단절현상 없이 일체로 충분한 지지력을 가질 수 있게 되고, H-빔에 설치된 H-빔 스페이서 및 H-빔 인발 저지부에 의해 몰탈이 한 쪽으로 치우친 상태로 케이싱 내부에 주입 및 충진되더라도 H-빔의 쏠림현상이 발생하지 않아 시공의 안전성 및 공기단축에 따른 시공의 신뢰성 향상과 작업의 간편성 및 효율성을 한층 증대시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 의한 연약지반용 가설 흙막이 공법 및 그 공법에 사용되는 흙받이컵과 H-빔 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: 흙받이컵 2: 바닥면
3: 센터봉
31: 수직관 32: 덮개
4: 측벽 5: 수직보강편
5a: 부피절감부 6: 연결공
7: 몰탈주입구
8: 케이싱 고정플랜지
81: 플랜지부 82: 단턱부
83: 볼트체결공 84: 관통홀
9: 덮개
91: 덮개고정공 92: 관통홀 폐쇄돌부
100: H-빔 고정장치 101: H-빔 스페이서
101a: 수직편 102: H-빔 인발 저지부
110: 굴착공 120: 케이싱
130: H-빔 140: 제1 몰탈층
150: 제2 몰탈층 S: 굴착기 천공장치

Claims (7)

1. 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 형성하고, 굴착기의 천공장치(S) 하부에 흙받이컵(1)을 설치하는 제3 단계를 갖는 연약지반 가설용 흙막이 공법에 있어서,
   상기 제1 단계는 몰탈주입구(7)를 케이싱(120)의 상부 일측에 형성하고 상기 몰탈주입구(7)를 일시적으로 폐쇄하는 것을 포함하고;
   상기 몰탈주입구(7)를 갖는 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110) 상부의 정해진 높이까지 인발한 후 몰탈주입구(7)를 개방시키고, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120) 내부에 몰탈을 충진하여 제2 몰탈층(150)을 형성하는 제4 단계와;
   상기 케이싱(120)의 몰탈주입구(7)를 다시 폐쇄시킨 후 케이싱(120)을 굴착공(110)으로부터 완전히 분리되게 인발하는 제5 단계를 더 포함하고;
   상기 H-빔(130)은 케이싱(120)의 내측에 지지해주는 H-빔 스페이서(101)와, 상기 케이싱(120)을 굴착공(110) 내부에서 인발할 때 H-빔(130)이 몰탈의 압력에 의해 케이싱(120)과 함께 인발되지 않게 저지하는 H-빔 인발 저지부(102)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 연약지반 가설용 흙막이 공법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제4 단계는 케이싱(120)의 인발에 의해 발생한 제1 몰탈층(140)의 침하 깊이와, 상기 몰탈주입구(7)를 통해 케이싱(120)의 내부에 제2 몰탈층(150)을 형성한 후 상기 제5 단계에서 케이싱(120)을 굴착공으로부터 완전히 분리되게 인발했을 때 발생한 제2 몰탈층(150)의 침하 깊이를 합친 높이로 상기 케이싱(120)의 상부를 굴착공(110)의 상부측으로 인발하는 것을 특징으로 한 연약지반 가설용 흙막이 공법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 흙받이컵(1)은 ??고 평편한 바닥면(2)의 중앙부에 형성된 수직의 센터봉(3)과, 상기 바닥면(2) 둘레를 따라 일체로 형성된 상향의 측벽(4)과, 상기 센터봉(3)을 중심으로 방사선 상으로 형성되고 단부가 상기 측벽(4) 내측에 일체로 연결되는 복수개의 수직보강편(5)과, 상기 각각의 수직보강편(5) 상부에 형성되어 체인(S)이 연결되는 연결공(6)을 갖도록 구성한 것을 특징으로 한 연약지반 가설용 흙막이 공법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 센터봉(3)은 측벽(4)보다 높게 형성된 수직관(31)으로 하단부가 바닥면(2)에 용접으로 고정되고, 상기 수직관(31) 상부측 개방부는 덮개(32)에 의해 폐쇄되며, 상기 덮개(32)는 수직관(31) 상부측 개방부에 용접된 것을 특징으로 한 연약지반 가설용 흙막이 공법.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 각각의 수직보강편(5)은 적어도 1개 이상의 구멍이나 홈으로 이루어진 부피절감부(5a)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 연약지반 가설용 흙막이 공법.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 H-빔 스페이서(101)는 서로 평행한 H-빔(130)의 금속판재A(131) 및 금속판재B(132) 각각의 단부측 수직 방향으로 간격을 두고 다수 설치된 금속 재질의 수직편(101a)으로 형성되고, 상기 H-빔 인발 저지부(102)는 H-빔(130)의 연결판(133)의 양측 직각 방향으로 서로 대칭을 이루는 한 쌍의 보강편(102a)으로 형성된 것을 특징으로 한 연약지반 가설용 흙막이공법에 사용되는 H-빔 고정장치.
   
   
   
   

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