KR102551842B1

KR102551842B1 - 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법

Info

Publication number: KR102551842B1
Application number: KR1020220013544A
Authority: KR
Inventors: 이시원
Original assignee: (주)원준테크; 이시원
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2023-07-05
Anticipated expiration: 2042-01-28

Abstract

본 발명은 천공의 정확한 수직도와 균일한 겹침 길이를 유지할 수 있도록 현장타설 말뚝을 설치할 수 있어 정확한 규격으로 시공이 가능한 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법은 a) 구조물 벽체를 설치할 지면 위에 반경과 길이가 동일한 복수개의 원기둥 홀이 수직으로 일부가 상하 균일하게 겹치도록 일렬로 연속하여 나란히 합체시켜 형성된 가이드 홀이 포함된 가이드 월을 설치하는 단계; b) 상기 가이드 월에 형성된 연속된 가이드 홀 중 한 개씩을 건너뛰어 차례대로 오거 장비로 1차 천공작업을 진행하면서 천공된 부분에 케이싱을 설치하는 단계; c) 상기 케이싱 내부에 응력부재인 H형강 파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 1차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계; d) 상기 가이드 월에 형성된 천공되지 않은 남은 가이드 홀을 통해 오거 장비를 이용하여 이미 형성된 인접한 1차 콘크리트 말뚝과 양측면이 겹쳐져 절삭되도록 차례로 2차 천공과 동시에 2차 천공된 부분에 또 다른 케이싱을 설치하는 단계; e) 상기 d)단계에서 시공된 케이싱 내부에 응력부재인 철근망 또는 H형강파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 2차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계; f) 상기 1,2차 콘크리트 말뚝이 소정의 강성을 확보한 후 가이드 월을 해체하여 종방향을 따라서 일측의 제1지하 연속벽체구조물을 형성하는 단계; g) 상기 f)단계에서 형성된 일측의 제1지하 연속벽체구조물과 간격을 유지하며 상기 a)단계 내지 f)단계를 한 번 더 진행하여 제1지하 연속벽체구조물과 서로 대향되는 타측으로 제2지하 연속벽체구조물을 형성하는 단계; h) 상기 제1,2지하 연속벽체구조물 사이를 계획심도까지 굴착하고 상기 제1,2지하 연속벽체구조물 내벽 또는 상단부에 하프 슬래브를 거치하는 단계; 하프 슬래브를 거치하는 단계; i) 상기 g)단계에서 설치된 하프 슬래브 상부에 슬래브철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공하는 단계; j) 상기 제1,2지하 연속벽체구조물에 마감면을 형성하는 단계; 를 포함하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법을 제공한다.

Description

주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법{WALL STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD WITH TOP-DOWN CONSTRUCTION USING CAST IN PLACE PILES}

본 발명은 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천공의 정확한 수직도와 균일한 겹침 길이를 유지할 수 있도록 현장타설 말뚝을 설치할 수 있어 정확한 규격으로 시공이 가능한 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법에 관한 것이다.

지하차도나 저류조, 지하주차장 등 각종 토목공사나 건축공사에서는 지하구조물의 설치 공간을 제공하기 위하여 터파기공사를 먼저 수행하게 되는데, 이와 같은 터파기공사에서는 주변지반이 지하구조물의 설치 공간으로 무너지지 않도록 가설지보공이나 흙막이 연속벽을 설치하여 주변지반의 토압에 견디도록 하는 것이 일반적이다.

가설지보공이나 흙막이 연속벽은 상기와 같이 주변지반의 토압을 견디는 기능 이외에 주변지반을 흐르는 지하수가 구조물의 설치공간으로 유입되지 않도록 하는 차수기능도 동시에 수행하게 된다.

흙막이 연속벽은 지반에 일정크기의 홀을 천공한 후 콘크리트를 타설하여 형성되는 기둥형상의 파일(pile)의 연속체로 이루어지는 것이 일반적인데, 이와 같은 흙막이 연속벽은 현재 다양한 형태의 시공방법이 적용되어 건설되고 있다.

종래의 현장타설 말뚝 흙막이 연속벽 시공방법은 케이싱에 의해 형성되는 파일이 일정면적으로 접촉되도록 하여 서로 연접하는 파일 사이에 틈이 발생되지 않도록 하고 있으나, 각각의 파일이 서로 독립적으로 형성되어 단부가 서로 다르게 근입되어 연속벽체가 형성되는 구성이므로 파일이 지반에 정확하게 수직으로 형성되지 않고, 겹침 구간이 균일하지 않아 파일 사이에 틈이 발생하는 문제가 있다.

이와 같이 겹침 구간이 균일하지 않거나 연속벽에 틈이 발생하면, 연속벽의 차수기능이 현저하게 떨어지게 되며, 겹침 부분이 균일하지 않아서 슬래브나 거더 부재와 연결하는데 있어서도 철근 연결 작업이 불가하므로, 연속벽에 틈이 발생되지 않고 겹침 구간이 균일하게 케이싱이 지반에 수직으로 삽입되도록 하기 위한 방법의 개발이 요구되었다.

또한 굴착심도가 깊어짐에 따라 외부토압에 저항하기 위하여 연속벽에 횡방향으로 띠장을 설치한 후 다단으로 스트럿을 설치하게 되며, 실제 측벽부 시공 시에는 다단으로 설치된 스트럿이 간섭되어 공사현장에서는 이러한 측벽부 시공성이 매우 불량하여 이에 따라 공기가 지연되는 결과가 발생하게 된다.

또한 상기 가설지보공 시공에 있어 지반의 터파기 공간이 매우 커지기 때문에 토공작업량도 많아지게 되고, 무엇보다도 시공도중 차량통행이 제한적일 수밖에 없어 민원 등의 문제가 많이 제기될 수밖에 없게 된다.

그리고 가설지보공 시공에 있어 어스앵커 등을 설치할 수 있지만, 이러한 어스앵커조차 지장물이 많은 경우는 적용할 수 없고, 공사비 증가요인이 될 수밖에 없으며, 심도에 따라서는 이러한 어스앵커 설치도 제한적일 수밖에 없다.

한국공개특허공보 제10-2021-0033356호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가이드 월을 이용하여 가이드 홀에 차례로 케이싱을 인입하고 콘크리트를 주입하여 현장에서 콘크리트 말뚝을 시공하여 천공의 정확한 수직도와 균일한 겹침 길이를 유지할 수 있어 정확한 규격으로 시공이 가능한 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 현장타설 콘크리트말뚝의 일정 구간이 상하 균일하게 겹치도록 주열식 연속벽체를 시공하여 콘크리트 말뚝간의 이음부에서 완전차수 및 근입부의 연속성이 보장되어 별도의 차수(배면 grouting 등) 및 보강공이 불필요하고, 가시설로만 사용되었던 흙막이벽체에 응력부재를 근입시켜 구조물의 영구 벽체로 사용함으로서 별도의 구조물 벽체를 설치하지 않아 공사비를 대폭 절감시킬 수 있는 한 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 주열식 연속벽체의 상단이나 중간부 하단부에 슬래브나 거더를 설치함으로 외부토압에 대한 저항력이 극대화되어 버팀대 등의 가시설이 불필요하고 상부슬래브를 선시공함에 따라 상부 지반을 되메우기 및 복구함으로서 지상 작업과 지하작업이 가능한 탑-다운 시공방법과 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 연속벽체 구조물의 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법은 a) 구조물 벽체를 설치할 지면 위에 반경과 길이가 동일한 복수개의 원기둥 홀이 수직으로 일부가 상하 균일하게 겹치도록 일렬로 연속하여 나란히 합체시켜 형성된 가이드 홀이 포함된 가이드 월을 설치하는 단계; b) 상기 가이드 월에 형성된 연속된 가이드 홀 중 한 개씩을 건너뛰어 차례대로 오거 장비로 1차 천공작업을 진행하면서 천공된 부분에 케이싱을 설치하는 단계; c) 상기 케이싱 내부에 응력부재인 H형강 파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 1차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계; d) 상기 가이드 월에 형성된 천공되지 않은 남은 가이드 홀을 통해 오거 장비를 이용하여 이미 형성된 인접한 1차 콘크리트 말뚝과 양측면이 겹쳐져 절삭되도록 차례로 2차 천공과 동시에 2차 천공된 부분에 또 다른 케이싱을 설치하는 단계; e) 상기 d)단계에서 시공된 케이싱 내부에 응력부재인 철근망 또는 H형강파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 2차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계; h) 상기 제1,2지하 연속벽체구조물 사이를 계획심도까지 굴착하고 상기 제1,2지하 연속벽체구조물 내벽 또는 상단부에 하프 슬래브를 거치하는 단계; i) 상기 g)단계에서 설치된 하프 슬래브 상부에 슬래브철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공하는 단계; j) 상기 g)단계에서 형성된 제1,2지하 연속벽체구조물에 마감면을 형성하는 단계; 를 포함하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법을 제공한다.

또한 본 발명은 a) 구조물 벽체를 설치할 지면 위에 반경과 길이가 동일한 복수개의 원기둥 홀이 수직으로 일부가 상하 균일하게 겹치도록 일렬로 연속하여 나란히 합체시켜 형성된 가이드 홀이 포함된 가이드 월을 설치하는 단계; b) 상기 가이드 월에 형성된 연속된 가이드 홀 중 한 개씩을 건너뛰어 차례대로 오거 장비로 1차 천공작업을 진행하면서 천공된 부분에 케이싱을 설치하는 단계; c) 상기 케이싱 내부에 응력부재인 H형강 파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 1차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계; d) 상기 가이드 월에 형성된 천공되지 않은 남은 가이드 홀을 통해 오거 장비를 이용하여 이미 형성된 인접한 1차 콘크리트 말뚝과 양측면이 겹쳐져 절삭되도록 차례로 2차 천공과 동시에 2차 천공된 부분에 또 다른 케이싱을 설치하는 단계; e) 상기 d)단계에서 시공된 케이싱 내부에 응력부재인 철근망 또는 H형강파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 2차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계; f) 상기 1,2차 콘크리트 말뚝이 소정의 강성을 확보한 후 가이드 월을 해체하여 일정구간의 연속벽체구조물을 형성하는 단계; g) 상기 f)단계에서 시공된 연속벽체구조물과 동일한 시공방법을 이용하여 지중에 원형, 삼각형, 사각형, 또는 다각형으로 이루어진 벽체구조물을 완성하는 단계; h) 상기 g)단계에서 시공된 벽체구조물 내부를 계획심도까지 굴착하고 벽체구조물 내벽 또는 상단부에 하프 슬래브를 거치하는 단계; i) 상기 g)단계에서 설치된 하프 슬래브 상부에 슬래브철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공하는 단계; j) 상기 g)단계에서 시공된 벽체구조물에 마감면을 형성하는 단계; 를 포함하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법을 제공한다.

상기 a)단계에서 가이드 월에 형성된 가이드 홀은 상기 b)단계에서 사용되는 케이싱의 반경과 동일하거나 또는 약간 크게 이루어진 것을 사용할 수 있다.

상기 c)단계 및 e)단계에서는 작업 상황에 따라서 케이싱에 응력부재를 먼저 삽입하고 콘크리트를 타설하는 순서로 진행될 수 있다.

상기 c)단계 및 e)단계에서는 케이싱 내부에 응력부재를 삽입하기 전 슬래브 철근이나 또는 거더 철근과 강결 접합할 수 있도록 응력부재의 상단이나 측면부분에 슬래브 쪽으로 절곡된 연결철근을 미리 결합하여 매입시킬 수 있다.

상기 c)단계 및 e)단계에서 설치되는 연결철근과 상기 i)단계에서 배근되는 슬래브철근은 커플러를 사용하여 철근 연결 작업을 진행할 수 있다.

상기 c)단계 및 e)단계에서는 응력부재 삽입 전 상기 h)단계에서 시공되는 하프 슬래브가 거치될 수 있도록 응력부재에 브래킷이나 브래킷지지판 설치작업이 더 진행된다.

상기 연결철근 브래킷이나 브래킷지지판이 설치되는 부분의 외측면에는 치핑판 배치작업이 더 행하여진다.

상기 c)단계 및 e)단계에서는 케이싱 인발시 케이싱 회전이나 진동으로 인하여 응력부재가 뒤틀리거나 정위치에서 이탈하는 변위를 방지하기 위하여 응력부재 삽입 전 응력부재 주변에 마찰이 적은 슬라이딩 스페이서(미끄러운 간격재) 설치 작업이 더 진행된다.

상기 h)단계를 진행하기 전 연속벽체구조물 사이에는 응력부재가 매입된 복수개의 합성연속벽체나 합성 기둥을 설치하여 상기 h)단계에서 설치되는 하프 슬래브를 연결할 수 있다.

상기 j)단계에서 마감면 형성은 제1,2지하 연속벽체구조물에 숏크리트 뿜칠 또는 타일 설치 또는 하프- 피씨 월을 거푸집으로 이용하여 일정 간격 이격시켜 설치한 후 지하연속벽체구조물 사이에 콘크리트를 주입하여 완성할 수 있다.

상기 f)단계 및 g)단계에서 시공되는 제1,2지하연속변체구조물은 직선이나 곡선 또는 직선구간 및 곡선구간을 혼합하여 시공할 수 있다.

본 발명에 의한 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법은 종래에는 흙막이 벽체의 가시설로만 사용하던 주열식 겹침 현장타설 콘크리트 말뚝을 유압식 케이싱 장비를 이용하여 정확한 위치의 굴착과 수직도 관리를 통해 지하연속벽체를 시공하여 토목 및 건축구조물의 영구벽체로 사용이 가능하다.

또한 현장타설 말뚝의 정확한 겹침 시공으로 현장콘크리트 말뚝 지하연속벽체에 슬래브나 거더와의 연결이 용이하여 별도의 구조물 벽체시공이 불필요하여 공기단축 및 공사비 절감효과가 탁월하고, 모든 지반 및 대심도 벽체구조물의 차수가 가능하고 소음과 진동이 작고 환경오염이 없어 도심지 시공에 적합하다.

그리고 다양한 형태와 두께의 벽체조성으로 지하차도, 공동구, 지하주차장, 저류조, 수직구, 옹벽 등의 연속벽체 시공으로 상부슬래브를 선시공하여 신속하게 되메우기 및 지반을 복구를 할 수 있어 지상 작업과 지하작업을 동시에 병행할 수 있는 탑-다운 공법으로 차량통행 제한을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법의 공정도이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1의 공정에 따라서 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법이 실시되는 것을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법에 있어서 콘크리트 말뚝에 연결철근이 결합된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법에 있어서 콘크리트 말뚝에 슬라이딩 스페이서가 설치된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법에 있어서 콘크리트 말뚝을 시공할 때 슬래브가 형성될 부분에 연결 치핑판이 설치된 것을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법의 공정도이고, 도 2a 내지 도 2h는 도 1의 공정에 따라서 본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법이 실시되는 것을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법은 가이드 월 설치, 1차 천공 및 케이싱 설치, 1차 콘크리트 말뚝 시공, 2차 천공 및 케이싱 설치, 제1,2지하 연속벽체구조물 형성, 하프 슬래브 거치, 슬래브 시공, 마감면 형성 순으로 진행된다.

본 발명에 따른 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법을 실시하기 위하여 도 2a와 같은 가이드 월(2)을 사용할 수 있다.

가이드 월(2)은 연속벽체 구조물이 시공될 부분의 선형측량을 실시한 후, 설치할 지표면을 굴착하여 바닥면을 평탄작업한 후 가이드 월(2) 내부에 형성된 가이드 홀(4)이 토압이나 외력에 변형되지 않도록 고정부재 등을 이용하여 지중에 매입하여 설치할 수 있다.

가이드 월(2)은 반경과 길이가 동일한 복수개의 원기둥 홀이 수직으로 상단에서 하단까지 일부가 균일하게 겹치도록 일렬로 연속하여 나란히 합체시켜 형성된 가이드 홀(4)이 형성된 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 가이드 월(2)은 예를 들면 공장에서 PC공법 등으로 제작할 수 있다.

가이드 월(2)이 설치되면 도 2b와 같이 가이드 월(2)을 통해 정확한 수직도를 유지하며 겹치는 구간이 균일하도록 오거 장비 등으로 지반을 1차 천공한 후 케이싱(6)을 삽입한다.

지반천공 작업 시 가이드 월(2)은 굴착을 위한 오거 장비의 수직도를 정확하게 유지시켜 주어 케이싱(6)을 정확한 수직방향으로 설치할 수 있어, 이후에 시공되는 말뚝이 정확하게 수직 방향으로 형성될 수 있도록 하여준다.

가이드 월(2)에 형성된 가이드 홀(4)은 상기 케이싱(6)의 반경과 동일하거나 또는 약간 크게 이루어진 구조로 형성되어 케이싱(6)의 삽입을 용이하게 할 수 있다.

지반의 1차 천공작업 시 가이드 월(2)의 가이드 홀(4) 중 한 개 홀씩을 건너뛰어 차례대로 연속하여 1차 천공과 동시에 천공된 부분에 케이싱(6)을 삽입하여 설치할 수 있으며, 이렇게 1차 천공 작업을 가이드 홀(4)을 한 개씩 건너뛰어 실시하여 복수개의 케이싱(6)이 지중에 매입되면, 도 2c와 같이 케이싱(6) 내부에 응력부재인 H형강 파일(8a)을 삽입하고 콘크리트(10)를 타설한 후, 케이싱(6)을 인발하여 소정의 시간이 경과하면 지중에 1차 콘크리트 말뚝(100)이 형성된다.

상기에서 케이싱(6) 내부에 응력부재인 H형강 파일(8a)을 삽입하고 콘크리트(10)를 타설하는 순서로 진행되는 것으로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 작업 여건에 따라서 케이싱(6)에 응력부재인 H형강 파일(8a)을 먼저 삽입하고 콘크리트(10)를 타설하는 순서로 진행할 수도 있다.

이렇게 1차 콘크리트 말뚝(100)이 복수개 형성되면, 천공되지 않은 가이드 월(2)에 남아있는 가이드 홀(6)을 통해 오거 장비 등을 이용하여 도 2d와 같이 이미 설치된 인접한 1차 콘크리트 말뚝(100)과 양측면이 겹쳐져 절삭되도록 차례로 2차 천공과 동시에 또 다른 케이싱(6)을 삽입하여 설치하고, 이 케이싱(6) 내부에 응력부재인 철근망(8b) 또는 H형강파일을 삽입하고 콘크리트(10)를 타설한 후, 케이싱(6)을 인발하여 소정의 시간이 경과하면 1차 콘크리트 말뚝(100)과 연결된 2차 콘크리트 말뚝(200)이 마련된다.

그리고 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)이 소정의 강성이 확보될 때까지 양생되면 가이드 월(2)은 해체한다.

상기에서 케이싱(6) 내부에 응력부재인 철근망(8b)을 삽입하고 콘크리트(10)를 타설하는 순서로 진행되는 것으로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 작업 여건에 따라서 케이싱(6)에 응력부재인 철근망(8b)을 먼저 삽입하고 콘크리트(10)를 타설하는 순서로 진행할 수도 있다.

이와 같이 형성된 2차 콘크리트 말뚝(200)은 1차 콘크리트 말뚝(100)과 양측면 이 겹쳐지면서 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)은 일체형으로 형성되면서 지중에 일정구간의 벽체구조물이 형성된다.

상기와 동일한 방법으로 연속적으로 작업을 실시하여 도 2f와 같이 지중에 일정길이의 제1지하 연속벽체구조물을 형성할 수 있으며, 이렇게 형성된 제1지하 연속벽체구조물과 간격을 유지하며 상기와 같은 작업을 한 번 더 진행하여 제1지하 연속벽체구조물과 서로 대향되는 타측으로 제2지하 연속벽체구조물을 형성한다.

이때 시공되는 제1,2지하연속변체구조물은 직선이나 곡선 또는 직선구간 및 곡선구간을 혼합하여 시공할 수 있다.

한편, 위에서 설명한 응력부재인 H형강 파일(8a) 또는 철근망(8b)을 케이싱(6) 내부에 삽입하기 전 뒤에서 상세하게 설명되는 슬래브를 형성하기 위하여 배근되는 슬래브철근이 강결 접합될 수 있도록 도 3과 같이 H형강 파일(8a) 및 철근망(8b)의 상단이나 콘크리트 말뚝(100)(200)의 중간부, 하단부에 추후에 슬래브철근과 연결될 수 있도록 슬래브가 형성되는 부분 쪽으로 절곡된 연결철근(12)을 미리 결합하여 매입할 수 있다.

이때 응력부재가 H형강 파일(8a)일 경우에는 콘크리트 말뚝(100)(200)이 타설되어 소정의 강도를 확보한 후에 치핑하여 절곡된 연결철근(12)을 용접하여 콘크리트 말뚝(100)(200)으로 이루어진 벽체 구조물에 슬래브철근을 연결할 수도 있다.

또한 응력부재인 H형강 파일(8a) 및 철근망(8b)을 케이싱(6)에 삽입하기 전에 외부토압이나 구조물 부재에 대한 구조계산 결과에 따라 뒤에서 상세하게 설명되는 하프-피씨 슬래브, 띠장, 거더 등을 거치할 복수개의 브래킷(14)이나 브래킷지지판을 응력부재 중간에 미리 설치할 수 있고, 1,2차 콘크리트말뚝(100)(200) 타설시 매입되도록 할 수도 있고, 1,2차 콘크리트말뚝 설치완료 후 치핑하여 설치할 수 있다.

또한 상기 케이싱(6) 인발시 케이싱 회전이나 진동으로 인하여 H형강 파일(8a) 및 철근망(8b)으로 이루어진 응력부재가 뒤틀리거나 정위치에서 이탈할 수 있으므로 회전이나 변위를 방지하고 정위치에 정확하게 배치하기 위하여 응력부재 삽입 전 응력부재 주변에 도 4와 같이 마찰이 적은 슬라이딩 스페이서(미끄러운 간격재)(16)를 설치할 한 후 삽입할 수 있다.

또한 H형강 파일(8a) 및 철근망(8b)으로 이루어진 응력부재 내 소정의 위치에 연결철근(12)이나 브래킷(14) 및 브래킷지지판 등을 설치할 구간에는 케이싱(6) 내로 응력부재 삽입 시 도 5와 같이 미리 플라스틱 등으로 이루어진 연질의 치핑판(18)을 결합하여 향후 연속벽체에 하프-피씨 슬래브, 거더, 띠장 등으로 이루어진 하프 슬래브를 설치할 때 치핑작업을 용이하게 할 수 도 있다.

상기와 같은 부속자재를 H형강 파일(8a) 및 철근망(8b)으로 이루어진 응력부재에 연결한 후 케이싱(6) 내에 응력부재를 삽입하여 안착시킨 다음, 케이싱(6) 내로 콘크리트(10)를 주입할 때에는 재료분리가 일어나지 않도록 트레미관을 사용하거나 주입속도를 조절하여야 하며, 콘크리트 타설이 완료된 후에는 케이싱(6)을 저속으로 인발하여 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)을 형성할 수 있다.

상기와 같이 서로 일정거리를 유지하며 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)으로 이루어지면서 서로 대응되는 일정길이의 제1,2지하 연속벽체구조물이 형성되면, 제1,2지하 연속벽체구조물 사이를 계획심도까지 굴착한다.

그리고 도 2g와 같이 제1,2지하 연속벽체구조물 내벽에서 치핑판(18)을 분리하고 그 내부에 설치된 브래킷(14)이나 브래킷지지판 또는 연속벽체구조물 상단부에 하프-피씨 슬래브 등으로 이루어진 하프 슬래브(20) 등을 거치한다.

이때 외부토압이 과다한 경우에는 임시로 띠장을 거치하여 스트럿을 설치할 수도 있다. 또한 하프 슬래브(20) 거치 전 거더를 먼저 거치한 후 하프 슬래브(20)를 거치할 수도 있다.

이렇게 1,2차 콘크리트말뚝(100)(200)으로 이루어진 벽체구조물에 하프 슬래브(20)를 거치하고 그 상부쪽에 하프 슬래브(20)와 일체로 합성되는 슬래브(미도시)를 시공하기 위하여 슬래브철근(미도시)을 배근해야 하는데, 슬래브철근이 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200) 상단에서 연결될 경우는 말뚝 상단에 노출된 연결철근(12)에 슬래브철근을 커플러 등으로 강결 접합시키면 되고, 1,2차 콘크리트 말뚝 벽체 중간부에서 연결할 경우에는 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)내의 응력부재에 결합된 연결철근(12)에 강결 접합시키면 된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하자면, 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200) 상단에서 슬래브철근과 연결될 경우에는 1,2차 콘크리트말뚝(100)(200)에서 노출된 연결철근(12)과 커플러 등을 이용하여 강결 접합시키거나, 또는 1,2차 콘크리트말뚝(100)(200) 내벽에 연결할 경우에는 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)내의 응력부재에 결합된 연결철근(12)에 강결 접합하여 하프 슬래브(20)와 슬래브철근이 일체로 합성되도록 콘크리트를 타설하여 시공한다.

1,2차 콘크리트말뚝(100)(200) 상단이나 중간부에서 하프 슬래브(20)가 거더일 경우 거더가 H빔일 때는 1,2차 콘크리트말뚝(100)(200)의 H형강 파일에 부착된 연결브래킷에 거더를 강결 접합시키고, 거더가 철근콘크리트일 때는 1,2차 콘크리트말뚝(100)(200)의 H형강(8a)에 부착된 지지브래킷에 거더를 거치 후 말뚝에 미리 매입된 연결철근에 거더 철근을 강결 접합하여 거더와 하프 슬래브(20)가 일체로 합성되도록 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공한다. 이때 강결 접합은 하프 슬래브(20)와 거더를 연결할 구간을 치핑 작업하여 응력부재에 결합된 연결철근(12)에 커플러 등의 연결부재를 이용하여 거더를 결합하며, 거더가 H빔일 경우에는 연결브래킷를 이용하여 결합한다.

하프 슬래브(20) 이와 일체로 합성되는 슬래브는 는 상, 하부슬래브로 이루어지거나 또는 간격을 두고 복수 층으로 이루어질 수 있으며, 하프 슬래브(20) 시공순서는 상부 슬래브부터 시작하여 중간슬래브, 하부슬래브 순으로 진행하며, 슬래브 시공은 브래킷(14) 위에 하프 슬래브(20)를 거치한 후 하프 슬래브(20) 상부에 슬래브철근을 배근하고 콘크리트를 타설, 양생하면 하프 슬래브(20)와 일체로 슬래브가 합성되면서 이와 아울러 주열식 겹침 현장콘크리트 타설 말뚝(100)(200)과도 일체로 합성된다.

하프 슬래브(20)와 일체로 이루어진 상부 슬래브가 양생되어 소정의 강도가 확보되면 슬래브 상단에 방수처리를 하고 되메우기 및 지반을 복구하여 지상 작업을 진행하고, 슬래브 하단부 밑으로는 지하굴착작업을 한다. 그리고 중간슬래브나 바닥슬래브에 대하여는 상기 슬래브를 시공과 동일한 방법으로 진행하여 1,2차 콘크리트말뚝과 연결하여 일체로 합성시킨다.

이와 같이 슬래브 시공이 완료되면 슬래브 층간의 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)면에 숏크리트로 뿜칠하거나 타일작업으로 마감하거나, 또는 도 2h와 같이 슬래브 층간의 노출된 1,2차 콘크리트 말뚝(100)(200)의 응력부재에 스터드볼트(22)를 설치하고 일정 간격 떨어지도록 하프- 피씨 월(24)을 거치하고 스터드볼트(22) 끝단부에 고정너트 및 너트와 같은 고정부재(26)를 체결하여 하프- 피씨 월을 고정하고, 그 내부의 이격공간에 콘크리트(28)를 주입하여 마감벽을 완성하면 된다.

상기한 실시예에서는 서로 마주하는 2열의 연속벽체 구조물을 시공하는 것을 예로서 설명하였지만, 지하연속벽체와 마주보는 지하연속벽체 사이에는 복수개의 연속벽체나 기둥을 상기와 같은 현장타설 콘크리트 말뚝공법을 이용하여 응력부재가 매입된 합성연속벽체나 합성 기둥으로 형성하여 벽체와 벽체 사이에는 슬래브를 연결할 수 있고, 벽체와 기둥 사이 또는 기둥과 기둥사이에는 거더나 빔을 설치한 후 그 위에 슬래브를 타설하여 전체 슬래브를 일체로 연결할 수 있다.

또한 상기 주열식 겹침 현장타설 콘크리트 말뚝(100)(200)을 형성하기 위한 가이드 월(2)의 가이드 홀(4)의 배열라인이나 천공라인은 직선, 원형, 곡선, 다각형 등으로 구성할 수 있어 다양한 모양의 벽체구조물을 시공할 수 있다.

또한 벽체구조물과 마주보는 벽체구조물 사이에는 복수개의 벽체나 기둥을 상기와 같은 현장타설 콘크리트 말뚝공법을 이용하여 응력부재가 매입된 합성연속벽체나 합성 기둥으로 형성할 수 있어, 벽체와 기둥 사이에 슬래브나 거더를 연결하거나 거더나 빔 위에 슬래브를 일체로 연결하기가 매우 용이하다.

따라서 지하차도나 공동구, 저류조, 지하주차장, 수직구, 옹벽 등의 벽체구조물을 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 지하연속벽체 구조물로 시공하는데 적합한 시공방법이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

2: 가이드 월
4: 가이드 홀
6: 케이싱
8a: H형강 파일
8b: 철근망
10, 28: 콘크리트
12: 연결철근
14: 브래킷
16: 슬라이딩 스페이서
18: 치핑판
20: 하프 슬래브
22: 스터드볼트
24: 하프 피씨 월
26: 고정부재
100: 1차 콘크리트 말뚝
200: 2차 콘크리트 말뚝

Claims

a) 구조물 벽체를 설치할 지면 위에 반경과 길이가 동일한 복수개의 원기둥 홀이 수직으로 일부가 상하 균일하게 겹치도록 일렬로 연속하여 나란히 합체시켜 형성된 가이드 홀이 포함된 가이드 월을 설치하는 단계;
b) 상기 가이드 월에 형성된 연속된 가이드 홀 중 한 개씩을 건너뛰어 차례대로 오거 장비로 1차 천공작업을 진행하면서 천공된 부분에 케이싱을 설치하는 단계;
c) 상기 케이싱 내부에 응력부재인 H형강 파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 1차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계;
d) 상기 가이드 월에 형성된 천공되지 않은 남은 가이드 홀을 통해 오거 장비를 이용하여 이미 형성된 인접한 1차 콘크리트 말뚝과 양측면이 겹쳐져 절삭되도록 차례로 2차 천공과 동시에 2차 천공된 부분에 또 다른 케이싱을 설치하는 단계;
e) 상기 d)단계에서 시공된 케이싱 내부에 응력부재인 철근망 또는 H형강파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 2차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계;
f) 상기 1,2차 콘크리트 말뚝이 소정의 강성을 확보한 후 가이드 월을 해체하여 종방향을 따라서 일측의 제1지하 연속벽체구조물을 형성하는 단계;
g) 상기 f)단계에서 형성된 일측의 제1지하 연속벽체구조물과 간격을 유지하며 상기 a)단계 내지 f)단계를 한 번 더 진행하여 제1지하 연속벽체구조물과 서로 대향되는 타측으로 제2지하 연속벽체구조물을 형성하는 단계;
h) 상기 제1,2지하 연속벽체구조물 사이를 계획심도까지 굴착하고 상기 제1,2지하 연속벽체구조물 내벽 또는 상단부에 하프 슬래브를 거치하는 단계;
i) 상기 g)단계에서 설치된 하프 슬래브 상부에 슬래브철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공하는 단계;
j) 상기 g)단계에서 형성된 제1,2지하 연속벽체구조물에 마감면을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 c)단계 및 e)단계에서는 응력부재 삽입 전 상기 h)단계에서 시공되는 하프 슬래브가 거치될 수 있도록 응력부재에 브래킷이나 브래킷지지판 설치작업이 더 진행되고,
상기 브래킷이나 브래킷지지판이 설치되는 부분의 외측면에는 치핑판 배치작업이 더 행하여지는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
a) 구조물 벽체를 설치할 지면 위에 반경과 길이가 동일한 복수개의 원기둥 홀이 수직으로 일부가 상하 균일하게 겹치도록 일렬로 연속하여 나란히 합체시켜 형성된 가이드 홀이 포함된 가이드 월을 설치하는 단계;
b) 상기 가이드 월에 형성된 연속된 가이드 홀 중 한 개씩을 건너뛰어 차례대로 오거 장비로 1차 천공작업을 진행하면서 천공된 부분에 케이싱을 설치하는 단계;
c) 상기 케이싱 내부에 응력부재인 H형강 파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 1차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계;
d) 상기 가이드 월에 형성된 천공되지 않은 남은 가이드 홀을 통해 오거 장비를 이용하여 이미 형성된 인접한 1차 콘크리트 말뚝과 양측면이 겹쳐져 절삭되도록 차례로 2차 천공과 동시에 2차 천공된 부분에 또 다른 케이싱을 설치하는 단계;
e) 상기 d)단계에서 시공된 케이싱 내부에 응력부재인 철근망 또는 H형강파일을 삽입하고 콘크리트를 타설한 후 케이싱을 인발하여 2차 콘크리트 말뚝을 시공하는 단계;
f) 상기 1,2차 콘크리트 말뚝이 소정의 강성을 확보한 후 가이드 월을 해체하여 일정구간의 연속벽체구조물을 형성하는 단계;
g) 상기 f)단계에서 시공된 연속벽체구조물과 동일한 시공방법을 이용하여 지중에 원형, 삼각형, 사각형, 또는 다각형으로 이루어진 벽체구조물을 완성하는 단계;
h) 상기 g)단계에서 시공된 벽체구조물 내부를 계획심도까지 굴착하고 벽체구조물 내벽 또는 상단부에 하프 슬래브를 거치하는 단계;
i) 상기 g)단계에서 설치된 하프 슬래브 상부에 슬래브철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 슬래브를 시공하는 단계;
j) 상기 g)단계에서 시공된 벽체구조물에 마감면을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 c)단계 및 e)단계에서는 응력부재 삽입 전 상기 h)단계에서 시공되는 하프 슬래브가 거치될 수 있도록 응력부재에 브래킷이나 브래킷지지판 설치작업이 더 진행되고,
상기 브래킷이나 브래킷지지판이 설치되는 부분의 외측면에는 치핑판 배치작업이 더 행하여지는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 a)단계에서 가이드 월에 형성된 가이드 홀은 상기 b)단계에서 사용되는 케이싱의 반경과 동일하거나 또는 케이싱의 반경보다 크게 이루어진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 c)단계 및 e)단계에서는 작업 상황에 따라서 케이싱에 응력부재를 먼저 삽입하고 콘크리트를 타설하는 순서로 진행되는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 c)단계 및 e)단계에서는 케이싱 내부에 응력부재를 삽입하기 전 슬래브 철근이나 또는 거더 철근과 강결 접합할 수 있도록 응력부재의 상단이나 측면부분에 슬래브 쪽으로 절곡된 연결철근을 미리 결합하여 매입시킨 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 5에 있어서,
상기 c)단계 및 e)단계에서 설치되는 연결철근과 상기 i)단계에서 배근되는 슬래브철근은 커플러를 사용하여 철근 연결 작업을 진행하는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
삭제
삭제
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 c)단계 및 e)단계에서는 케이싱 인발시 케이싱 회전이나 진동으로 인하여 응력부재가 뒤틀리거나 정위치에서 이탈하는 변위를 방지하기 위하여 응력부재 삽입 전 응력부재 주변에 마찰이 적은 슬라이딩 스페이서 설치 작업이 더 진행되는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 h)단계를 진행하기 전 연속벽체구조물 사이에는 응력부재가 매입된 복수개의 합성연속벽체나 합성 기둥을 설치하여 상기 h)단계에서 설치되는 하프 슬래브를 연결하는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 j)단계에서 마감면 형성은 연속벽체구조물에 숏크리트 뿜칠 또는 타일 설치 또는 하프- 피씨 월을 거푸집으로 이용하여 일정 간격 이격시켜 설치한 후 지하연속벽체구조물 사이에 콘크리트를 주입하여 완성하는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.
청구항 1에 있어서,
상기 f)단계 및 g)단계에서 시공되는 제1,2지하연속변체구조물은 직선이나 곡선 또는 직선구간 및 곡선구간을 혼합하여 시공하는 것을 특징으로 하는 주열식 겹침 현장타설 말뚝을 이용한 탑다운 공법 연속벽체 구조물 시공방법.