KR102517949B1 - 사장형 철근 겹이음 박스 구조물 및 이를 이용한 지중 연속벽체 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되는 인접한 패널 사이에 철근망을 겹이음 하기 위한 철근 겹이음 박스 구조물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철근 겹이음 박스 구조물은, 지하 연속벽체 내부에 매설되는 것으로서, 심도방향으로 길게 형성되는 평판부와, 평판부의 양측으로부터 돌출되게 형성되는 한 쌍의 측판부 및 한 쌍의 측판부로부터 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 각각 연장되는 한 쌍의 플랜지부를 구비하는 사장부재; 사장부재의 한 쌍의 측판부 사이에 분리가능하게 결합되는 분리판; 및 지하 연속벽체의 길이방향을 따라 형성되어 평판부를 관통하여 결합된 이음철근을 구비하는데 특징이 있다.

Description

사장형 철근 겹이음 박스 구조물 및 이를 이용한 지중 연속벽체 시공방법{BURIED BOX STRUCTURE FOR STAGGERED LAPPING AND METHOD FOR CONSTRUCTION OF SLURRY WALL USING THE SAME}

본 발명은 건축 기술에 관한 것으로서, 특히 건물 하부의 외벽체로 영구적으로 사용하는 연속벽체를 시공하는데 있어서 철근 겹이음을 위해 사용하는 구조물에 관한 것이다.

지하 연속벽체는 건축 하부 기초 공사시 흙막이나 차수를 위해 일시적으로 설치한 후 철거하는 가시설이 아니라, 건축 구조물 완공시 지하층의 외벽으로 영구적으로 사용하기 위한 벽체를 말한다.

도 1은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 배치된 지하 연속벽체의 개략적 횡단면도이다.

도면을 참고하면, 지하 연속벽체는 선행패널(A)과 후행패널(B)이 교대로 배치된다. 선행패널이 설치될 영역을 먼저 굴착하고 횡철근(1)과 종철근(2)으로 구성된 철근망을 삽입한 후, 콘크리트(C)를 타설하여 선행패널(A)을 완성한다. 선행패널(A)이 완성되면 동일한 방식으로 후행패널(B)을 완성한다. 참조번호 g는 선행패널(A)과 후행패널(B)의 경계를 나타낸다.

지중 연속벽체에서는 선행패널(A)과 후행패널(B)의 철근망의 단부가 도 1의 F로 표시된 바와 같이 상호 겹쳐지게 해야 하는데, 이를 위해서는 시공 과정에서 도 2에 도시된 차단박스 등의 구조물을 사용해야 한다.

도 2 및 도 3은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 하기 위한 시공과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면을 참고하면, 선행패널 영역(A1)을 굴착한 후, 굴착 영역의 단부에 내부가 비어 있는 차단박스(9)를 설치한다. 차단박스(9)가 설치된 상태에서 철근망(3)을 설치하고 콘크리트(C)를 타설하면 도 2와 같은 상태가 된다. 이 상태에서 후행패널 영역(B1)을 굴착하고 차단박스(9)를 제거한 후, 후행패널의 철근망(4)을 배근하면 도 3과 같은 상태가 된다. 이 상태에서 콘크리트를 타설하면 후행패널이 완성된다.

문제는 차단박스(9)를 제거하는 것이 용이하지 않다는 점이다. 도 2에서 보면, 선행패널 영역(A1)에 타설된 콘크리트(C)는 차단박스(9)와 굴착벽 사이(일반적으로 여굴이 발생)를 통해 유출되어 차단박스(9) 앞쪽에서 굳어지는 부분(P)이 발생한다. 선행패널의 콘크리트가 양생되고 후행패널 영역(B1)을 굴착한 후, 지상에서 크레인이나 리프트를 이용하여 차단박스(9)를 제거하게 되는데, 콘크리트가 유출되어 굳어진 부분(P) 때문에 차단박스(9) 제거가 어려워진다. 물론 후행패널 영역(B1)을 BC 커터를 이용하여 굴착할 때 차단박스(9)의 접촉면(K)까지 완전히 굴착하면 콘크리트가 유출되서 굳어진 부분(P)이 제거될 수 있다. 이를 위해서는 BC 커터가 차단박스(9)와 접촉하게 되며 비트가 손상될 수 있다. 이에 실제 시공에서는 콘크리트가 유출되서 굳어진 부분(P)이 후행패널 영역 굴착과정에서 제거되지 않는 경우가 많다. 결국 차단박스를 제거하는데 어려움을 겪을 수 밖에 없다.

한편, 콘크리트가 차단박스와 공벽 사이로 유출되면 더 큰 문제가 발생할 수 있다. 차단박스는 앞의 예와 같은 완전 분리형과 일부 사장형이 있다. 일부 사장형은 도 4에 도시된 바와 같이 차단박스 전면의 분리판(8)만 제거하고 박스 본체(7)는 존치시키는 형태이다. 이 형태에서 분리판(8)과 박스 본체(7) 사이가 완전히 밀폐되어야 하지만, 추후 분리판(8)을 제거해야 하기 때문에 박스 본체(7)와 분리판(8)이 느슨하게 결합시키는 경우가 대부분이다. 따라서 박스 본체(7)와 분리판(8) 사이에 간격(X)이 있다. 선행패널 영역에 타설된 콘크리트는 차단박스와 공벽 사이의 틈(여굴)을 거쳐, 박스 본체(7)와 분리판(8) 사이를 통해 차단박스(9) 내부로 유입될 수 있다. 추후 분리판이 제거된 후 후행패널의 철근망이 차단박스(9) 내측 공간으로 삽입되어야 하는데, 콘크리트가 차단박스 내측에서 굳어 있으면 철근망 삽입이 불가능하므로 시공이 매우 곤란해지는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분리가 용이하고, 내부로 콘크리트가 유입되는 것이 방지될 수 있도록 구조가 개선된 철근 겹이음 박스 구조물 및 이를 이용한 지하 연속벽체 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사장형 철근 겹이음 박스 구조물은 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되며 인접하게 배치되는 패널 사이에 철근망을 겹이음 하기 위한 것으로서, 상기 지하 연속벽체 내부에 매설되는 것으로서, 심도방향으로 길게 형성되는 평판부와, 상기 평판부의 양측으로부터 돌출되게 형성되는 한 쌍의 측판부 및 상기 한 쌍의 측판부로부터 상기 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 각각 연장되는 한 쌍의 플랜지부를 구비하는 사장부재; 상기 사장부재의 한 쌍의 측판부 사이에 분리가능하게 결합되는 분리판; 상기 지하 연속벽체의 길이방향을 따라 형성되어 상기 평판부를 관통하여 결합된 이음철근; 및 상기 한 쌍의 측판부에 결합되는 것으로서, 상기 사장부재와 분리판이 결합되어 있을 때 상기 측판부와 분리판 사이의 틈새에 게재됨으로써 상기 측판부와 분리판 사이를 밀폐하며, 상기 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 돌출되게 배치되는 한 쌍의 지수재;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 한 쌍의 측판부 및 분리판 중 어느 하나의 단부에는 오목한 끼움부가 형성되며, 상기 한 쌍의 측판부 및 분리판 중 다른 하나의 단부는 상기 끼움부에 끼워지는 삽입부로 형성되며, 상기 지수재는 상기 끼움부에 접철되어 게재됨으로써 상기 측판부와 분리판 사이를 밀폐하며, 상기 분리판이 상기 사장부재로부터 제거되면 상기 지수재는 탄성변형되어 펴지면서 상기 연속벽체의 폭방향을 따라 상기 측판부로부터 돌출된다.

본 발명의 일 예에서, 횡단면이 'ㄹ'자 형상으로 이루어지며 상기 지하 연속벽체의 심도방향을 따라 길게 형성되어 상기 한 쌍의 측판부의 내측면에 상호 대칭되게 결합되는 한 쌍의 레일부를 더 구비하며, 상기 레일부는 상기 분리판이 끼워져 결합되는 끼움부로 기능하며, 상기 레일부에는 관통공이 형성되어 상기 이음철근은 상기 관통공에 끼워져 지지될 수 있다.

본 발명의 일 예에서, 상기 한 쌍의 플랜지부는 상기 한 쌍의 측판부의 단부로부터 연장형성되며, 상기 분리판은 상기 연속벽체의 길이방향을 따라 상기 플랜지부에 비하여 상기 평판부에 근접하게 배치되는 것이 바람직하다. 또한 지반 굴착장치의 비트와 접촉될 때 상기 비트가 손상되지 않을 정도의 경도의 무른 소재로 이루어져, 상기 분리판의 배면에 부착되는 간격완충재를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 일 예에서, 지반 굴착장치의 비트와 접촉될 때 상기 비트가 손상되지 않을 정도의 경도의 무른 소재로 이루어져, 상기 한 쌍의 플랜지부 및 분리판의 배면에 부착되는 간격완충재를 더 구비할 수 있다. 상기 간격완충재는 스티로폼을 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 콘크리트 패널이 연속적으로 연결되어 있는 지하 연속벽체를 시공하는 방법으로서, (a)지반을 굴착하여 제1굴착부를 형성하고, 복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제1철근망을 제1굴착부에 근입한 후, 청구항 1~7 중 어느 하나에 기재된 사장형 철근 겹이음 박스 구조물이 상기 제1철근망의 횡철근 사이에 삽입되게 설치하고, 상기 제1굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 제1패널을 완성하는 단계; (b)상기 제1패널의 옆의 지반을 굴착하여 제2굴착부를 형성하고, 상기 사장형 철근 겹이음 박스 구조물에서 상기 분리판을 제거하여 상기 사장형 철근 겹이음 박스 구조물의 내측의 공간을 상기 제2굴착부를 향해 개방하고, 상기 지수재가 펴지면서 상기 사장부재의 외측으로 돌출시키는 단계; 및 (c)복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제2철근망을 제2굴착부에 근입하되 상기 제2철근망의 횡철근이 상기 제1철근망의 횡철근 및 이음철근과 상호 겹쳐지도록 배치한 후, 상기 제2굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 사장형 철근 겹이음 박스 구조물을 이용하면 분리판을 쉽게 제거할 수 있으므로 지하 연속벽체 시공이 용이해진다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 구조물을 이용하면 철근 겹이음 부분의 공간이 완전히 밀폐되어 겹이음 공간으로 콘크리트가 유입되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에서는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물 배면에 간격완충재를 설치하여 굴착장비의 비트가 박스 구조물과 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 박스 구조물 외측으로 유출되어 굳어진 콘크리트를 굴착장비를 이용하여 용이하게 제거할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 배치된 지하 연속벽체의 개략적 횡단면도이다.
도 2 및 도 3은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 하기 위한 시공과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 일부 사장형 매설차단박스의 구조 및 문제점을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 사장형 철근 겹이음 박스 구조물의 개략적 사시도이다.
도 6은 도 5의 개략적 횡단면도이다.
도 7은 도 6의 상태에서 제2패널 영역이 굴착되고 분리판이 제거된 상태의 개략적 단면도이다.
도 8은 제2패널이 완성된 상태의 개략적 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 간격완충재와 지수재를 부가한 형태의 예를 도시한 것이다.
도 10은 도 9a에 도시된 예의 변형예이다.
도 11은 레일부의 형태를 변형한 예이다.
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 지하 연속벽체 시공방법의 개략적 흐름도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 사장형 철근 겹이음 박스 구조물에 대하여 더욱 상세히 설명하고, 이후 박스 구조물을 이용한 지하 연속벽체 시공방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 예에 따른 사장형 철근 겹이음 박스 구조물의 개략적 사시도이며, 도 6은 도 5의 개략적 횡단면도이고, 도 7은 도 6의 상태에서 제2패널 영역이 굴착되고 분리판이 제거된 상태의 개략적 단면도이며, 도 8은 제2패널이 완성된 상태의 개략적 단면도이다.

도면을 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 사장형 철근 겹이음 박스 구조물(100, 이하 '겹이음 박스 구조물이라 함)은 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되며 인접하게 배치되는 철근 콘크리트 패널의 철근망을 상호 겹이음 하기 위한 것이다. 여기서 철근 콘크리트 패널은 선행패널과 후행패널이 될 수도 있으며, 하나의 선행패널을 중심으로 연속적으로 후행패널이 연결된 형태일 수도 있다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다. 패널들은 시간 차이를 두고 시공되는데, 설명의 편의상 먼저 시공되는 패널을 제1패널(A), 나중에 시공되는 패널을 제2패널(B)이라고 한다.

본 발명에 따른 겹이음 박스 구조물(100)은 사장부재(10), 분리판(20) 및 이음철근(30)을 구비한다.

사장부재(10)는 제1패널(A)의 콘크리트에 매설되는 것으로서 심도방향을 따라 길게 형성된다. 사장부재(10)는 평평하게 형성되는 평판부(11)와, 평판부(11)의 양측에서 절곡되어 돌출되는 한 쌍의 측판부(12,13)를 구비한다. 또한 사장부재(10)의 측판부(12,13)로부터 다시 절곡되어 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 연장되는 한 쌍의 플랜지부(14,15)가 형성된다. 플랜지부(14,15)의 단부는 굴착부의 공벽에 밀착되는 것이 바람직하다. 이에 사장부재의 전체 폭은 지하 연속벽체의 전체 폭(W)과 대응된다. 한 쌍의 측판부(12,13) 사이의 거리(Q)는 지하 연속벽체의 폭(W)보다 좁게 형성된다. 제1패널 굴착부의 공벽과 측판부(12,13) 사이에 플랜지부(14,15)의 폭(S) 만큼의 여유 공간이 있는 바, 이 공간에 횡철근(1) 및 종철근(2)으로 이루어진 제1패널(A)의 철근망(3)이 배근될 수 있다.

본 발명에서 사장부재에서 한 쌍의 플랜지부를 마련함으로써, 분리판이 굴착부의 공벽으로부터 이격되게 배치된다는 점에서 중요한 특징이 있다. 이는 종래기술에서 설명한 것처럼 콘크리트가 유출되어 분리판 쪽에서 굳어지는 것을 방지하기 위한 것이다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 후술하기로 한다.

분리판(20)은 평평한 플레이트 형상으로 지하 연속벽체의 심도방향을 따라 길게 형성되며, 사장부재(10)의 한 쌍의 측판부(12,13) 사이에 분리가능하게 끼워져 결합된다. 분리판(20)이 사장부재(10)에 결합되면, 사장부재(10)의 평판부(11), 한 쌍의 측판부(12,13) 및 분리판(20)에 의하여 밀폐된 공간(19)이 형성된다. 추후 설명하겠지만 이 공간(19)에 제2패널(B)의 철근망(8)이 삽입되어 제1패널(A)의 철근망(3)과 겹이음된다. 그리고 분리판(20)은 도 6의 예와 같이 한 쌍의 플랜지부(14,15)와 동일한 라인 상에 배치될 수도 있지만, 도 11과 같이 플랜지부(14,15)가 배치된 라인으로부터 일정 거리(K) 만큼 이격되어 평판부(11) 측에 근접해서 배치할 수도 있다.

분리판(20)과 사장부재(10)가 상호 분리가능하게 결합되게 하는 방식은 다양한데, 본 예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 사장부재(10)의 한 쌍의 측판부(12,13) 단부에 각각 오목하게 끼움부(17)를 형성하고, 분리판(20)의 양단이 끼움부(17)에 끼워져 결합되는 방식을 사용한다. 설명의 편의상 분리판(20)에서 끼움부(17)에 끼워지는 부분을 삽입부라고 칭한다. 도 6에 도시된 예와 달리 다른 예에서는 분리판(20)에 끼움부가 형성되고 한 쌍의 측판부가 분리판에 끼워질 수도 있다.

중요한 점은 사장부재(10)와 분리판(20)이 상호 결합됨으로써 겹이음 박스 구조물(100) 내측의 공간부(19)가 밀폐되어야 한다는 점이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이 공간부(19)는 제2패널(B)의 철근망(8)이 삽입되어야 하므로, 제1패널(A)의 굴착부에 타설된 콘크리트(C)가 이 공간부(19)로 유입되면 안된다. 그러나 분리판(20)은 제1패널(A) 시공이 완료되면 사장부재(10)로부터 제거하기 때문에, 분리판(20)은 끼움부(17)에 느슨하게 끼우는게 일반적이다. 이에 분리판(20)과 측판부(12,13) 사이에 틈새가 생길 수 있다.

도 9a 및 도 10에 도시된 예에서는 끼움부(17)에 지수재(50)를 게재하여 분리판(20)과 측판부(12,13) 사이의 틈새를 밀폐한다. 지수재(50)는 탄성변형 가능한 소재, 예컨대 고무 소재로 길게 형성되어 구부러지거나 접철될 수 있다.

도 9a의 확대도를 보면, 끼움부(17)에 분리판(20)의 삽입부(21)가 끼워져 있고, 끼움부(17)의 나머지 영역에 지수재(50)가 게재되어 있다. 본 예에서 지수재(50)는 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 형성되어 끼움부(17)를 이탈하여 연장되며, 단면이 지그재그 형태로 형성된다. 지수재(50)가 끼움부(17)에 삽입되어 분리판(20)과 측벽부(13) 사이의 틈새를 밀폐한다.

도 10의 예에서는 지수재(60)가 접철된 형태이다. 지수재(60)의 일단이 측판부(13)에 고정된 상태로 한 번 접철되어 있는 바, 분리판(20)과 측판부(13) 사이를 보다 잘 밀폐할 수 있다. 분리판(20)이 제거되면 접철되어 있던 지수재(60)가 펼쳐지면서 끼움부(17) 외측으로 돌출된다. 본 예에서 지수재(60)는 한 번 접철되어 있기 때문에 펼쳐지면 앞에 도시한 예의 지수재보다 더 길게 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만 또 다른 예에서는 지수재가 2번 접철되면서 분리판의 단부를 감싸며 배치될 수도 있다.

다만, 본 발명에서 분리판이 지수재와 일정 면적이 접촉되어야 밀폐 기능을 수행할 수 있지만, 접촉 면적이 너무 넓으면 분리판을 제거할 때 고무 소재의 지수재와의 마찰력으로 인해서 분리판 제거가 어려워질 수 있다. 이를 위하여 본 발명에서는 도 9b와 같은 형태를 제공한다.

도 9b를 참고하면, 도 9a와 마찬가지로 측판부의 단부에 오목한 끼움부(17)가 형성된다. 오목한 끼움부(17)를 형성하기 위해 끼움부 양측에 서로 이격되어 돌출된 부분을 돌출레일이라고 칭한다. 지수재는 단면이 지그재그 형태로 이루어지며 길게 배치된 지수부(81)를 구비하며, 지수부(81)의 단부에는 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성된 삽입구(82)가 형성된다. 삽입구(82)는 한 쌍의 돌출레일 중 평판부 측에 가깝게 배치된 돌출레일에 끼워져 결합되어, 지수부(81)는 분리판(20)과 접촉되지 않고 이격되게 배치된다. 이에 분리판(20)을 제거할 때 지수부(81)와 접촉되지 않으므로 분리가 용이하다. 물론 도 9b에 도시된 바와 같이 지수재의 삽입구가 끼움부에 게재되어 있어 분리판(20)과 측판부(15) 사이는 밀폐된다.

제1패널(A)의 시공 과정에서 지수재는 분리판과 측판부 사이의 틈새를 밀폐하는 역할을 하지만, 지하 연속벽체가 완성된 후에는 외부로부터 지하수나 빗물이 건물 내부의 지하층으로 유입되는 것을 방지하는 방수 기능을 수행한다. 즉 건물 외부의 지하수나 빗물은 사장부재(10)의 경계면을 따라 연속벽체 내부로 유입될 수 있는데, 지수재가 물이 유입되는 경로상에 배치되므로 방수 기능을 수행할 수 있다. 특히 지수재가 지그재그 형태의 단면으로 이루어져 지하수 또는 빗물의 유동을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.

이음철근(30)은 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 사장부재(10)의 평판부(11)에 끼워져 결합된다. 본 예에서는 이음철근(30)을 평판부(11)에 관통 삽입 후 용접하여 결합시킨다. 이음철근(30)의 일단은 제1패널(A)측에 배치되어 제1패널의 철근망(3)과 겹쳐지게 배치된다. 이음철근의 타단은 사장부재(10)의 내측 공간부(19)로 삽입되어 있기 때문에, 제1패널(A)의 철근망(30) 및 제2패널(B)의 철근망(8)과도 겹쳐지게 배치된다. 본 예에서는 이음철근이 없어도 제2패널(B)의 철근망(8)이 사장부재의 내측 공간부(19)까지 깊숙하게 삽입되어 제1패널(A)의 철근망(3)가 겹쳐지게 배치되므로 철근 겹이음된다. 그러나 이음철근(30)을 배치하여 철근 겹이음을 강화하는 효과가 있다.

도 11에 도시된 다른 예에서는 이음철근을 평판부에 용접 등으로 견고하게 결합하지 않고 단지 거치시켜 놓을 수도 있다. 도 11의 예에서는 횡단면이 'ㄹ'자 형상으로 이루어지며, 심도방향을 따라 길게 형성된 레일부(16)가 한 쌍의 측판부(12,13)의 각 내측면에 대칭되게 설치된다. 이 레일부(16)의 일단이 분리판(20)이 끼워지는 끼움부(17)로 기능하고, 타단에 형성된 관통공(18)에 이음철근(30)이 끼워져 지지된다. 이음철근(30)은 평판부(11)에 형성된 관통공(11a)와 레일부(16)에 형성된 관통공(18)에 함께 끼워져 지지될 수 있다. 본 예에서는 이음철근(30)을 사장부재의 평판부(11)에 용접하지 않아도 되므로 겹이음 박스 구조물의 제조가 용이하고 공기를 줄일 수 있다는 이점이 있다.

한편, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예에서는 간격완충재(40)를 구비할 수 있다. 간격완충재(40)는 분리판(20)의 배면에만 부착되거나, 또는 분리판(20)의 배면 및 한 쌍의 플랜지부(14,15)의 배면에 함께 부착될 수 있다. 간격완충재(40)는 매우 연한 소재로 이루어져 굴착장비의 비트와 접촉해도 비트가 손상되지 않을 정도의 경도를 가진다. 본 예에서는 스트로폼이 간격완충재(40)로 사용된다.

종래기술에서 설명한 바와 같이, 제1패널(A)에 타설된 콘크리트(C)는 공벽과 겹이음 박스 구조물 사이를 통해 유출될 수 있다. 본 발명에서는 플랜지부(14,15)를 두어 콘크리트가 유출되어도 분리판(20)이 놓여진 곳까지 이동되지 않도록 여유를 두었다. 플랜지부(14,15) 쪽에서만 콘크리트가 굳어지면 분리판의 제거에는 영향이 없기 때문이다. 그러나 콘크리트 유출이 많은 경우라면 분리판(21) 쪽에서 경화될 가능성을 배제할 수 없다. 이렇게 되면 분리판(20)을 사장부재(10)로부터 분리하기가 어려워진다. 제2패널(B) 영역을 굴착할 때 굴착장치가 콘크리트 유출부를 함께 제거할 수 있지만, 겹이음 박스 구조물(100)과 굴착장치의 비트가 마찰되면서 비트가 손상될 수 있기 때문에 굴착장비를 겹이음 박스 구조물(100) 측으로 가깝게 접근시키지 않는다.

간격완충재(40)는 위의 문제를 해결하기 위한 것이다. 본 예에서는 제1패널(A)로부터 유출된 콘크리트는 간격완충재(40)의 배면쪽(제2패널과의 경계지점)에서 굳어지게 된다. 제2패널(B) 영역의 지반을 굴착할 때 제1패널(A)측에서 유출되어 굳어진 콘크리트를 제거하기 위하여 굴착장비가 겹이음 박스 구조물 측으로 접근하여도 철 소재의 분리판(20)과는 접촉되지 않고, 스티로폼 소재의 간격완충재(40)와 접촉하게 된다. 간격완충재(40)와 접촉하여도 비트가 손상되지 않으므로 제2패널 영역 굴착시 콘크리트 유출부를 적극적으로 제거할 수 있게 된다. 간격완충재(40)는 제2패널 영역을 굴착할 때 함께 제거된다. 이렇게 콘크리트 유출부가 제거되면, 분리판(20)을 사장부재(10)로부터 분리하기가 용이하다. 상기한 바와 같은 효과를 발생하기 위해서는 간격완충재(50)의 두께는 적어도 1.5~3.5cm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 1.5cm, 더욱 바람직하게는 2cm 이상이 되어야 비트를 안전하게 접촉시킬 수 있기 때문이다.

이하에서는 상기한 구성의 철근 겹이음 박스 구조물(100)을 이용한 지하 연속벽체 시공방법에 대하여 설명한다.

도 12는 지하 연속벽체 시공방법의 개략적 흐름도이다.

도 12를 참고하면, 본 발명에서는 우선 지하 연속벽체가 설치될 영역에서 제1패널(A) 구역을 굴착한다. 가이드월(미도시)를 설치하고, 비씨커터와 같은 굴착장비를 이용하여 가이드월 내측 영역에서 하방으로 굴착한다. 굴착된 공벽의 붕괴를 막고자 벤토나이트 안정액을 충진한다.

굴착이 완료되면, 앞의 도면들에 도시된 바와 같이 복수의 횡철근(1)과 종철근(2)으로 이루어진 제1철근망(3)을 굴착부에 근입한다. 그리고 상기한 바와 같이 사장부재(10)와 제거부재(20)가 결합된 형태의 철근 겹이음 박스 구조물(100)을 제1철근망(3)의 양단에 설치한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1철근망(3)의 횡철근(1)과 종철근(2)이 철근 겹이음 박스 구조물(100)의 양측에 배치되어, 철근 겹이음 박스 구조물(100)과 제1철근망(3)은 상호 겹쳐지게 배치된다. 이 상태에서 콘크리트(C)를 타설 및 경화시켜 제1패널(A)을 완성한다.

철근 겹이음 박스 구조물(100)에서 사장부재(10)와 분리판(20) 사이의 틈새는 지수재(50)에 의하여 밀폐되어 있는 바, 제1패널(A)의 굴착부에 타설된 콘크리트(C)가 철근 겹이음 박스 구조물(100) 내측의 공간부(19)로 유입되지 않는다. 다만, 콘크리트(C)는 공벽의 틈새 또는 여굴을 통해 철근 겹이음 박스 구조물(100)의 배면으로 유출될 수 있다. 그러나 일부 콘크리트가 유출이 되더라도, 본 발명에서는 분리판(20)이 공벽에 밀착되어 있지 않고 플랜지부(14,15)를 사이에 두고 떨어져 있으므로 유출 콘크리트가 분리판(20) 측으로 이동하기는 어렵다. 이에 종래기술처럼 분리판 쪽으로 콘크리트가 유출되어 굳어짐으로써 분리판을 제거하지 못하는 문제는 발생하지 않는다.

또한 본 발명의 다른 예와 같이 간격완충재(40)를 설치한 경우, 콘크리트는 간격완충재(40)의 배면족에서 경화될 수 있는데, 이는 제2패널(B) 영역을 굴착할 때 제거될 수 있다. 즉 제1패널(A)이 완성되면, 위와 동일한 방식으로 제1패널(A)에 인접한 구역을 굴착한다. 굴착장비는 지반을 굴착하는 과정에서 제1패널(A) 쪽으로 접근하여 제1패널(A)에서 유출되어 간격완충재(40) 배면에서 굳어진 콘크리트를 제거할 수 있다. 이렇게 굴착장비의 비트가 유출 콘크리트를 제거하기 위하여 제1패널 쪽에 근접해서 굴착을 진행하더라도 간격완충재(40)와 접촉할 뿐 철재의 사장부재(10)나 분리판(20)과는 접촉하지 않으므로 비트가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 제2패널 영역을 굴착하는 과정에서 간격완충재(40)는 함께 제거된다.

굴착이 완료되면 크레인(미도시) 등을 이용하여 철근 겹이음 박스 구조물(100)의 분리판(20)를 제거한다. 크레인으로 분리판(20)를 잡은 뒤 위쪽으로 당겨서 사장부재(10)로부터 분리판(20)을 분리할 수 있다. 그리고 철근 겹이음 구조물 배면으로 유출되어 굳어진 콘크리트가 제2패널 굴착과정에서 제거되었는 바, 사장부재(10)로부터 분리판(20)을 분리하는데 있어 방해물로 작용하지 않는다. 분리판(20)을 제거하면 접철되었던 지수재(50)가 펼쳐진다.

이후, 횡철근(4)과 종철근(5)으로 이루어진 제2철근망(8)을 제2패널 굴착 영역으로 근입한다. 제2철근망(8)의 적어도 일측 단부에는 제1패널(A)의 제1철근망(3)과 겹이음되도록 연장철근망(6,7)이 설치된다. 연장철근망(6,7)의 폭은 사장부재(10)의 한 쌍의 측판부 사이 보다 좁아서, 도 8에 도시된 바와 같이, 연장철근망(6.7)이 사장부재(10)의 평판부(11)까지 깊게 배치될 수 있다. 도 8을 참고하면, 제1패널(A)의 제1철근망(3)과 제2패널(B)의 제2철근망(8)이 참조번호 D로 표시된 길이만큼 서로 겹쳐서 겹이음된 것을 알 수 있다. 또한 본 예에서는 이음철근(30)에 의하여 철근 겹이음이 더욱 보강될 수 있다.

제2철근망(8)의 배근이 완료되면 콘크리트를 타설 및 경화하여 제2패널(B)을 완성한다. 사장부재(10)에 부착되어 있는 지수재(50)는 제2패널(B)의 콘크리트(C) 내부에 매설되어 지하수의 유입경로를 차단함으로써 건물의 지하층을 방수할 수 있다.

상기한 방식으로 제1패널과 제2패널을 축조하여 지하 연속벽체를 시공하는데는 2가지 방법이 있다. 첫 번째 방법은 지하 연속벽체 전체 영역에 걸쳐 제1패널과 제2패널을 교대로 배치한다. 제1철근망의 양측에 대칭적으로 철근 겹이음 박스 구조물을 설치하여 제1패널을 시공한다. 제1패널들 사이에는 제2패널을 설치한다. 즉 연장철근망이 양단에 모두 설치된 제2철근망을 제2패널에 근입하여 양측의 제1패널과 겹이음한다. 지하 연속벽체에서 선행패널과 후행패널을 교대로 설치하는 방식이다.

두 번째 방식은 철근 겹이음 박스 구조물을 제1철근망의 양측에 대칭적으로 설치하여 제1패널을 시공한다. 그리고 제1패널을 기점으로 양측으로 제2패널을 연속적으로 이어 붙이는 방식이다. 즉 제2패널의 제2철근망 일측은 연장철근망을 설치하여 제1패널과 겹이음한다. 그리고 제2패널의 타측에는 철근 겹이음 박스 구조물을 설치한다. 시공완료된 선행 제2패널에 이어지는 후행 제2패널도 일측에는 연장철근망이 설치되어 선행 제2패널과 겹이음되고 타측에는 철근 겹이음 박스 구조물이 설치된다. 상기한 방식으로 지하 연속벽체를 시공할 수 있다.

본 발명에 따른 철근 겹이음 박스 구조물은 앞에서 언급한 2가지 방식의 지하 연속벽체 시공방법에 모두 사용될 수 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100 ... 철근 겹이음 박스 구조물
10 ... 사장부재, 11 ... 평판부,
12,13... 한 쌍의 측판부, 14,15 ... 한 쌍의 플랜지부
20 ... 분리판, 30 ... 이음철근
40 ... 간격완충재, 50,60 ... 지수재

Claims (8)

1. 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되며 인접하게 배치되는 패널 사이에 철근망을 겹이음 하기 위한 것으로서,
   상기 지하 연속벽체 내부에 매설되는 것으로서, 심도방향으로 길게 형성되는 평판부와, 상기 평판부의 양측으로부터 돌출되게 형성되는 한 쌍의 측판부 및 상기 한 쌍의 측판부로부터 상기 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 각각 연장되는 한 쌍의 플랜지부를 구비하는 사장부재;
   상기 사장부재의 한 쌍의 측판부 사이에 분리가능하게 결합되는 분리판;
   상기 지하 연속벽체의 길이방향을 따라 형성되어 상기 평판부를 관통하여 결합된 이음철근; 및
   상기 한 쌍의 측판부에 결합되는 것으로서, 상기 사장부재와 분리판이 결합되어 있을 때 상기 측판부와 분리판 사이의 틈새에 게재됨으로써 상기 측판부와 분리판 사이를 밀폐하며, 상기 지하 연속벽체의 폭방향을 따라 돌출되게 배치되는 한 쌍의 지수재;를 구비하고,
   횡단면이 'ㄹ'자 형상으로 이루어지며 상기 지하 연속벽체의 심도방향을 따라 길게 형성되어 상기 한 쌍의 측판부의 내측면에 상호 대칭되게 결합되는 한 쌍의 레일부를 더 구비하며, 상기 레일부는 상기 분리판이 끼워져 결합되는 끼움부로 기능하며, 상기 레일부에는 관통공이 형성되어 상기 이음철근은 상기 관통공에 끼워져 지지되는 것을 특징으로 하는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 측판부 및 분리판 중 어느 하나의 단부에는 오목한 끼움부가 형성되며, 상기 한 쌍의 측판부 및 분리판 중 다른 하나의 단부는 상기 끼움부에 끼워지는 삽입부로 형성되며, 상기 지수재는 상기 끼움부에 접철되어 게재됨으로써 상기 측판부와 분리판 사이를 밀폐하며,
   상기 분리판이 상기 사장부재로부터 제거되면 상기 지수재는 탄성변형되어 펴지면서 상기 연속벽체의 폭방향을 따라 상기 측판부로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 측판부의 단부에는 서로 이격하여 상호 대면하게 배치된 한 쌍의 돌출레일이 마련되어, 상기 한 쌍의 돌출레일 사이에 상기 분리판이 끼워지는 오목한 끼움부가 형성되며,
   상기 지수재는 단면이 지그재그 형태로 길게 형성된 지수부와, 상기 지수부의 단부에는 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성된 삽입구를 구비하며,
   상기 삽입구는 상기 한 쌍의 돌출레일 중 상기 평판부 측에 가깝게 배치된 돌출레일에 끼워져 결합되어, 상기 지수부는 상기 분리판과 접촉되지 않고 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 플랜지부는 상기 한 쌍의 측판부의 단부로부터 연장형성되며,
   상기 분리판은 상기 연속벽체의 길이방향을 따라 상기 플랜지부에 비하여 상기 평판부에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물.
6. 제1항에 있어서,
   지반 굴착장치의 비트와 접촉될 때 상기 비트가 손상되지 않을 정도의 경도의 스티로폼 소재로 이루어져, 상기 분리판의 배면에 부착되는 간격완충재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물.
7. 제1항에 있어서,
   지반 굴착장치의 비트와 접촉될 때 상기 비트가 손상되지 않을 정도의 경도의 무른 소재로 이루어져, 상기 한 쌍의 플랜지부 및 분리판의 배면에 부착되는 간격완충재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사장형 철근 겹이음 박스 구조물.
8. 철근 콘크리트 패널이 연속적으로 연결되어 있는 지하 연속벽체를 시공하는 방법으로서,
   (a)지반을 굴착하여 제1굴착부를 형성하고, 복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제1철근망을 제1굴착부에 근입한 후, 청구항 1~3 및 청구항 5~7 중 어느 하나에 기재된 사장형 철근 겹이음 박스 구조물이 상기 제1철근망의 횡철근 사이에 삽입되게 설치하고, 상기 제1굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 제1패널을 완성하는 단계;
   (b)상기 제1패널의 옆의 지반을 굴착하여 제2굴착부를 형성하고, 상기 사장형 철근 겹이음 박스 구조물에서 상기 분리판을 제거하여 상기 사장형 철근 겹이음 박스 구조물의 내측의 공간을 상기 제2굴착부를 향해 개방하고, 상기 지수재가 펴지면서 상기 사장부재의 외측으로 돌출시키는 단계; 및
   (c)복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제2철근망을 제2굴착부에 근입하되 상기 제2철근망의 횡철근이 상기 제1철근망의 횡철근 및 이음철근과 상호 겹쳐지도록 배치한 후, 상기 제2굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체 시공방법.
   

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