KR102554428B1 - 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 터바기된 흙 벽체의 토압을 지지하기 위해 설치되는 띠장 구조물로서 프리스트레스 발생수단인 연장부 및 복수의 봉부재를 설치함으로써 휨모멘트를 가변시켜 토압에 의해 지반이 붕괴는 것을 방지할 수 있는 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법은 띠장 또는 버팀재의 좌굴변위를 방지하여 시공성을 향상시키고 안정성을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

Description

흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법{PRESTRESS WALE STRUCTURE FOR RETAINING WALL AND ITS CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 터파기된 흙벽을 지지하기 위하여 설치되는 흙막이에 프리스트레스를 적용하여 띠장 또는 버팀재의 좌굴변위를 방지하여 시공성을 향상시키고 안정성을 증대시키며, 설치가 용이하여 경제성을 향상시킨 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물, 개착 터널, 지하철, 전력구, 통신구 및 하수 관거 등과 같은 지하시설물을 시공하기 위해서는 지면을 설계깊이까지 굴착한 후, 굴착된 흙벽 또는 암벽이 토압으로 인해 무너지는 것을 방지하기 위해, 시공기간동안 임시로 설치하였다가 시공이 완료되면 이를 해체하는 가설 흙막이 공사를 시공하게 된다.

이때 흙막이벽에 작용하는 토압으로 저항할 수 있도록 띠장 또는 수직파일이 설치되며, 이를 지지하기 위하여 버팀보가 추가로 설치되어짐으로써 흙막이벽이 지지되어진다.

종래의 한국등록특허 제10-1179770호는 흙막이 가설구조에 관한 것으로, 지반을 굴착(터파기) 함으로서 굴착지반이 토압에 의하여 붕괴 되는 것을 방지하기 위하여 토류벽 전면에 일정간격으로 구비되는 수직빔 사이에 토류벽을 지지하기 위한 제작강토류판이 형성되고, 상기 수직빔 간을 횡단하는 흙막이 가설 방법 및 구조에 있어서, 상기 각 수직빔의 전면에 원호형태로 굴곡 되는 지지빔을 고정하고, 상기 각 수직빔과 대향되는 수직빔의 전면에 각각 구비되는 상기 지지빔을 횡단 지지하기 위한 버팀보를 형성하여, 수직빔들의 전면에 완만한 원호형태로 성형된 지지빔에 의해 수직빔들의 지지 및 이로 인한 토류벽의 지지가 효율적으로 이루어질 수 있는 흙막이 가설 방법 및 구조를 제공한다.

그러나 상기 종래의 흙막이 가설구조는 지반굴착 깊이가 커질수록 이에 비례하여 작용하는 토압의 크기 또한 함께 증가하기 때문에 굴착깊이에 따른 버팀보의 설치개수를 증가시켜야 하며 그 설치 간격 또한 좁아지게 됨으로써, 굴착공간의 이용에 있어 장애요인으로 작용하게 되며, 또한 작업도중 발생되는 모멘트(moment)에 의해 이미 설치된 버팀보의 위치를 변경시켜야 할 경우가 발생할 경우, 버팀보의 이동 설치가 어려운 문제점이 존재하고 있다.

따라서 상기의 문제점을 해결하면서도, 증가하는 토압에 대응하여 지지하는 것이 가능한 새로운 구조의 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법에 대한 필요성이 증가하고 있다.

한국등록특허공보 제10-1179770호 (2012.08.29)

본 발명의 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 보다 상세하게는 흙막이 띠장에 결합하여 휨모멘트를 가변시켜 프리스트레스를 적용시킴으로써 띠장 또는 버팀재의 좌굴변위를 방지하는 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물은, 굴착된 지반의 굴착면 주변으로 설치되는 띠장 및 버팀보에 프리스트레스(prestress)를 발생시키기 위한 프리스트레스 띠장 구조물에 있어서, 상기 띠장의 일측면으로부터 돌출되어 연장형성되도록 평면이 T자형상으로 형성되며, 소정의 간격으로 이격되어 한쌍으로 구성되는 복수개의 연장부와, 양측단부가 상기 한쌍으로 구성된 복수개의 연장부에 각각 결합되며, 외력에 의해 휨모멘트(bending moment)가 발생되어지는 봉부재와, 상기 복수의 연장부에 구비되어 띠장에 외력을 제공하는 유압부재를 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 연장부는 상기 띠장의 일측면에 구성되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부와 탈착 가능하도록 연장형성되며, 상기 유압부재로부터 발생되는 외력을 제공받는 제2 연장부를 포함하며, 상기 제1연장부의 양측단부에 구성되는 제1 결합부 및 상기 제2연장부의 양측단부에 구성되는 제2 결합부를 일체로 결합시키기 위한 연장 체결부를 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 봉부재는 상기 제2 연장부에 양측단부가 외부로 돌출되도록 관통되어 삽입되며, 상기 삽입되어 돌출된 봉부재의 양측단부는 체결부재에 의해 결합되어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 유압부재는 일측단부가 제2 연장부의 내측면에 밀착되어 고정되어 상기 유압부재가 지지되는 지지부재와, 상기 유압부재의 양측에 이격되어 구성되며, 유압부재에 의해 발생되는 외력이 봉부재 또는 보팀보에 제공되어 조절되어지는 외력조절부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 굴착된 지반의 굴착면 주변으로 설치되는 띠장 및 버팀보에 프리스트레스(prestress)를 발생시키는 프리스트레스 띠장 구조물을 이용한 프리스트레스 시공방법으로서, 굴착된 지반의 굴착면의 일측면에 띠장을 설치하는 단계, 상기 띠장의 일측면에는 2개가 한쌍으로 구성된 복수개의 연장부를 소정의 간격만큼 이격시켜 설치하는 단계, 상기 띠장의 일측면에서 연장되어 형성되고 상기 일측면상의 이격된 위치에 각각 형성되되, 상기 한쌍의 복수개의 연장부 사이에는 봉부재를 결합하는 단계, 상기 복수의 연장부에 제공되는 상기 외력에 의한 휨모멘트를 봉부재 또는 버팀보에 발생시켜 상기 띠장으로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 외력은 상기 복수의 연장부의 일측에 구비되는 유압부재에 의해 제공되며, 상기 외력을 조절하여 봉부재 또는 버팀보의 휨모멘트를 가변시키기 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 연장부 각각은, 상기 띠장의 일측면에 설치되는 제1 연장부 및 상기 제1 연장부와 분리 가능한 제2 연장부를 포함하며, 상기 외력은 상기 유압부재에 의해 상기 제2 연장부에 제공되는 것을 특징으로 한다.

한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다”또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 토압을 지지하기 위해 가령 흙막이 가시설용에 설치된 띠장에 프리스트레스 발생수단인 연장부를 설치한 후 복수의 봉부재(예: 강봉)를 설치함으로써 띠장을 안정되게 지지하여 토압에 의해 지반이 붕괴되는 것을 방지할 수 있을 것이다.

또한, 시공의 효율성 증대 및 공사비의 대폭적인 절감이 가능하게 될 것이다. 가령, 굴착된 내벽을 지지하고 있는 띠장에 연장부와 복수의 강봉 및 유압부재(예: 유압잭)를 이용한 프리스트레스 발생수단을 제공함으로써 띠장 또는 버팀재의 좌굴변위를 방지하여 시공성을 향상시키고 안정성을 증대시키게 될 것이다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물에 의한 프리스트레스 시공방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2 및 도 3는 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물의 동작 원리를 설명하기 위한 도면,
도 4는 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물의 유압부재를 해체한 모습을 나타내는 도면

이하, 본 발명이 속하는 선호적인 실시예를 참고로 하여 더욱 상세하게 설명한다.

먼저 도 1 내지 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물을 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물의 설치 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물은 복수의 연장부(101~105), 봉부재(110) 및 유압부재(120)로 구성되어진다.

상기의 구성요소를 포함하는 프리스트레스 띠장 구조물을 통하여 토목 건설현장에서는 굴착된 지반의 굴착면에 그 굴착된 흙벽을 받쳐주고 그 흙벽에 토압에 의한 처짐 및 붕괴가 일어나지 않게 하는 흙막이 공법이 이루어지게 된다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 굴착면 주변에 엄지말뚝(90)을 설치하고, 엄지말뚝(90)간에는 가령 토류판을 적층하여 삽입할 수도 있으며, 엄지말뚝(90)과 버팀보(97)의 사이에는 띠장(95)을 설치하게 된다.

띠장(95)은 가령 H형 강으로 형성되어 엄지말뚝(90)이 설치되는 방향과 수평한 방향으로 설치되고, 버팀보(97)는 그 수평방향과 수직된 방향으로 설치된다.

상기 연장부(101~105)는 띠장(95)에 설치되며 띠장(95)의 일측면상에서 서로 이격된 위치에 복수의 연장부(101, 103)가 설치된다. 연장부(101, 103)는 띠장(95)에 결합되기 위한 결합수단에 의해 결합될 수 있다. 가령, 용접에 의할 수 있고, 접착재 등의 접착부재에 의해 결합될 수 있으며, 볼트나 너트의 결합 또는 나사 결합 등에 의해 결합될 수 있다.

이에 따라, 띠장(95)도 연장부(101~105)와 결합되는 결합부를 형성할 수 있다. 연장부(101~105)는 일측면상에서 연장되어 형성되어 띠장(95)의 장축길이방향과 수직된 방향으로 연장된다. 이에 따라 가령 버팀보(97)와 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 연장부(101~105)는 연장장치, 브라킷(bracket) 또는 결합장치 등 다양하게 명명될 수도 있을 것이다.

이때 상기 연장부(101~105)는 상측에서 바라본 평면도의 모습은 도 2과 같이 T자 형상으로 형성되어진다.

각각의 연장부(101~105)가 설치되는 띠장(95)에서의 간격(d)은 기설정된 길이를 가질 수 있다. 다시 말해, 연장부(101~105)는 본 발명의 실시예에 따라 2개의 연장부(101~105)가 한쌍을 구성하여 띠장(95)에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 연장부(101~105)는 띠장(95)에 구성되는 제1 연장부(101), 상기 띠장(95)의 일측단부에 구성되어 상기 제1 연장부(101)로부터 돌출되어는 연장형성되는 제2 연장부(103)로 구성된다. 이때 상기 제1 연장부(101)의 양측단부에 구성된 제1 결합부(102)는 상기 제2 연장부(103)의 양측단부에 구성된 제2 결합부(104)와 일체로 결합되어지는데, 상기 제1 결합부(102)와 제2 결합부(104)를 관통하는 연장 체결부(105)에 의해 일체로 결합되어진다.

상기 연장 체결부(105)는 볼트와 너트의 결합, 나사 결합, 탄성부재(예: 스프링)를 이용한 탄성 결합 등 다양한 형태의 결합이 이루어질 수 있다.

가령 연장 체결부(105)는 탄성 결합으로서 제1 연장부(101)와 제2 연장부(103)가 서로 마주보는 면에 각각 실리콘 또는 폴리재질의 물질을 형성하고, 그 제1층(layer)과 제2층의 사이에 강한 탄성력을 가진 탄성부재를 결합시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제2 연장부(103)는 일측에 구비되는 유압잭(120)에 의해 외력, 즉 압력을 공급받아 압력이 작용하는 방향으로 움직이고 상기 압력에 의해 휨모멘트가 발생된다. 상기 휨모멘트는 띠장(95)으로 전달되며, 띠장(95)으로 전달된 힘은 토압에 의한 띠장(95)의 좌굴변위 즉 변형을 방지하게 될 것이다.

상기 유압잭(120)에서 제공되는 압력의 크기에 따라 양측 제2 연장부(103)간 간격이 조절될 수 있으므로 그로 인해 휨모멘트는 가변되고, 가령 힘이 작용하는 위치나 방향, 또는 양이 변경될 수 있고, 그 결과 토압에 의한 띠장(95)의 변형에 적절하게 대응할 수 있게 된다.

각각의 연장부(101~105)를 구성하는 제2 연장부(103)는 이후에 설명하겠지만 공사가 완료된 후 띠장(95)이 매립되기 전에 제1 연장부(101)에서 분리된다. 이와 같이 매립형 흙막이 띠장(95)을 형성할 때 제2 연장부(103)를 분리해 낼 수 있게 됨에 따라 공사비용 등이 상당히 절약될 수 있게 될 것이다.

봉부재(110)는 한쌍의 연장부(101~105)에 각각 결합되어 복수의 연장부(101~105)를 서로 물리적으로 연결한다. 이에 의해 봉부재(110)에 휨모멘트를 발생시키는 구조를 형성하게 된다.

상기 봉부재(110)는 연장부(101~105)의 제2 연장부(103)에 각각 결합될 수 있다. 가령 볼트와 너트 등에 의한 결합이나 나사 결합 등이 사용될 수 있다. 예컨대, 제2 연장부(103)에 형성된 볼트 즉 나사 구조에 봉부재(110)을 삽입한 후 너트로 조여 봉부재(110)를 고정시킬 수 있을 것이다.

봉부재(110)는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 봉부재(110)가 제2 연장부(103)에 결합되며, 설치되는 봉부재(110)의 개수는 제조 목적이나 공사의 유형에 따라 다를 수 있겠지만, 본 발명의 실시예에서는 4개의 봉부재(110)를 사용한다. 상기 봉부재(110)는 막대와 같이 봉의 형태를 가지며, 강, 즉 철(Fe)이나 합금을 사용하거나 철에 별도의 가공을 통해 형성한 재질이 사용되는 것이 선호되지만 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서 더 적거나 많은 개수로 구성하는 것이 가능하며, 또한 다른 재질로 구성되어지는 것을 배제하는 것은 아니다.

또한, 봉의 설치 개수나 재질 등과 같은 부분은 공사 비용에 직결되지만 공사의 안전을 먼저 도모하면서 동시에 비용을 절감시킬 수 있어야 한다.

상기 봉부재(110)는 제2 연장부(103)의 양측에 각각 나사 결합될 수 있지만, 가령 제2 연장부(103)의 일측면에 형성된 오목한 부위의 나사 구조와 봉부재(110)에 형성된 나사 구조를 통해 결합될 수 있지만, 힘의 전달을 위한 다양한 형태를 가질 수도 있을 것이다. 다른 예로서, 봉부재(110)는 제2 연장부(103)에 봉부재(110)가 관통하는 관통부(예: 홀) 등을 형성하여 작업 공정을 수월히 하되, 위에서와 같이 휨모멘트가 수월하게 발생될 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 휨모멘트를 가변시킬 수 있다면 어떠한 형태이어도 무관할 것이다.

상기 유압부재, 가령 유압잭(120)은 연장부(101~105), 더 정확하게는 제2 연장부(103)의 일측에 구비된다. 더 정확하게는 한쌍을 이루는 하나의 연장부(101~105)의 제2 연장부(103)에서 버팀보(97)를 바라보는 내측면에 구비된다.

상기 유압잭(120)의 일측이 제2 연장부(103)의 내측면에 밀착되어 고정되기 위하여, 상기 제2 연장부(103)의 내부를 관통하여 구성된 지지부재(122)에 의해 고정된다. 즉, 상기 유압잭(120)의 일측은 제2 연장부(103)와 결합되어지고 타측은 자유단부로 구성되며, 유압잭(120)이 작동되어 압력이 발생되면, 상기 버팀보(97)로 압력이 전달되어 휨모멘트가 발생하게 된다.

더 정확히 말해, 세트를 이루는 복수의 연장부(101~105)의 사이에 해당되는 버팀보(97)에 휨모멘트가 발생한다고 볼 수 있다.

따라서, 도 3에서와 같이 유압잭(120)에서의 압력이 조절되면 제2 연장부(103)에 가해지는 힘이 조절되어 결국 버팀보(97)에 발생하는 휨모멘트가 가변하게 된다. 여기서, 휨모멘트가 가변한다는 것은 힘이 특정 위치에 강하게 작용되도록 하거나 또는 힘의 작용 방향을 변경시키는 것 등을 포함할 수 있다. 이와 같이 띠장(95)에 전달되는 휨모멘트는 다양한 형태로 전달된다고 볼 수 있을 것이다.

무엇보다 유압잭(120)은 어떠한 유압잭(120)을 사용하느냐에 따라 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물(101~130)의 구성, 가령 버팀보(97)의 설치 개수나 전체 수량 등이 달라질 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 가령 유압잭(120)은 본 발명의 실시예에 부합하도록 적절히(예: 소형) 제조되어 사용될 수도 있는데, 소형은 펌프와 잭이 하나로 조립되는 경향을 보일 것이고, 다만 일체식이냐 분리식이냐는 관계 없다.

유압잭(120)에 의해 버팀보(97)에 휨모멘트가 발생되면, 상기 휨모멘트를 고정하기 위하여 유압잭(120)의 양측에 이격되어 한쌍으로 구성되는 외력조절부재(121)가 구성된다. 상기 외력조절부재(121)는 유압잭(120)에 의해 발생되는 외력을 지속적으로 제공하기 위하여 일측은 제2 연장부(103)에 구성되고 타측은 버팀보(97)에 구성되어 제2 연장부(103)와 버팀보(97)를 서로 관통하여 연결하도록 구성된다.

이때 외력조절부재(121)는 볼트와 너트로 구성되어지는데, 볼트와 너트의 결합세기를 조절하여, 작업환경에 따라 버팀보(97)에 작용하게 되는 외력을 조절하는 것이 가능하다.

한편 상기 버팀보(97)는 시공환경에 따라 복수개의 버팀보(97)를 결합하여 연장가능하며, 각각의 버팀보(97) 사이에는 연결 플레이트(97a)를 구성하여 결합하게 된다.

상기의 구성에 따라, 가령 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물(101~105)을 통해 프리스트레스를 띠장(95)에 발생시켰다고 가정해 보자. 물론 프리스트레스는 초기 응력으로, 재료의 제작, 가공할 때 생기는 잠재 응력을 말하고, 부재의 접합이나 구조물을 세울 때 시공 오차, 치수 오차 등 때문에 생기는 응력을 말하며, 프리스트레스 콘트리트에 있어서 사전에 가하는 응력 등을 총칭한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물은 가령 위의 초기 응력에 대응하기 위하여 제1 휨모멘트를 발생시켰다면 변화된 토압에 의해 띠장(95)에 발생하는 좌굴변위를 방지하기 위해 제2 휨모멘트로 가변할 수 있을 것이다. 다시 말해, 힘의 작용 위치나 방향을 변경한다고 볼 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물(101~105)은 공사가 완료된 후, 해체 작업이 진행된다. 다시 말해, 프리스트레스 띠장 구조물(101~105)은 매립형 흙막이 공사에 사용되는 장치로서, 띠장(95)에 결합되어 있는 제1 연장부(101)가 띠장(95)과 함께 매립된다. 대략적으로는 설치단계의 역순으로 해체 작업이 진행될 수 있다고 볼 수 있다. 자세한 내용은 이후에 좀더 살펴보기로 한다.

실제 공사현장에서 제1 연장부(101)는 용접에 의해 띠장(95)에 고정될 수 있으므로 띠장(95)과 함께 매립될 수 있겠지만, 용접이 아닌 경우에는 제1 연장부(101)도 띠장(95)에서 매립 전에 분리될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 매립되는 것에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

뿐만 아니라, 제2 연장부(103)가 해체된 후에는 제1 연장부(101)가 매립되도록 콘크리트가 타설 및 양생되고, 그 타설 및 양생된 콘크리트의 지하 외벽과 기설정된 거리를 두고 중공벽이 형성되게 된다. 지하외벽과 중공벽은 기설정된 공간을 형성할 수 있다.

상기의 구성 결과, 본 발명의 실시예는 서로 다른 크기의 토압에 대응하여 다양하게 활용될 수 있으며, 이를 이용해 토목건축 분야에서의 다양한 장소에 시공이 이루어질 수 있을 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물(101~105)의 해체 과정은 제1 결합부(102)와 제2 결합부(104)를 연결하는 연장 체결부(105)의 볼트를 해제, 즉 풀어 제1 연장부(101)로부터 제2 연장부(103)를 분리한다.

물론 그 이전에 유압잭(120)에 의해 제공된 유압이 있는 경우에는 제공된 압력을 줄이고, 연장 체결부(105)의 볼트를 해제할 수도 있다.

한편, 상기 제2 연장부(103)를 분리함으로써, 제2 연장부(103)에 결합된 봉부재(110)를 함께 해체하는 것이 가능하다. 그 결과, 띠장(95)에 결합된 제1 연장부(101) 및 제1 결합부(102)만 남게된다.

이후, 띠장(95) 및 제1 연장부(101)를 매립하여 콘크리트를 타설 및 양생하고, 지정된(혹은 소정의) 공간을 형성하여 중공벽(700)을 시공한다.

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본 발명의 실시예에 따른 프리스트레스 띠장 구조물의 관련 공사는 장치의 설치, 해체 및 타설 과정을 포함하며, 여기서 타설 과정은 해체 과정에 포함될 수도 있을 것이다.

설치 단계는, 굴착된 지반의 굴착면 주변을 지지하기 위한 띠장(95)의 설치 단계(S110), 연장부(101~105) 설치 단계(S120), 봉부재(110)의 설치 단계(S130) 및 유압잭(120)의 설치 단계(S140)를 포함하며, 상기 설치 단계에서 설치 완료 후에 프리스트레스 모멘트를 발생시키는 단계(S105)를 더 포함할 수 있을 것이다.

앞서 언급한 대로, 각각의 연장부(101~105)는 띠장(95)의 일측면상에서 이격된 위치에 각각 설치될 것이고, 용접이나 나사 결합 등에 의해 설치된다. 또한, 연장부(101~105)를 구성하는 제2 연장부(103)의 양측 결합부를 통해서는 봉부재(110)가 볼트와 너트에 의한 결합이나 나사 결합 등을 통해 결합되고, 제2 연장부(103)의 일측에서는 한쌍의 유압잭(120)이 버팀보(97)를 사이에 두고 구성된다. 이와 관련해서는 앞서 충분히 설명하였으므로 더 이상의 설명은 생략한다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 4개의 봉부재(110)이 각각 사용되지만, 본 발명의 실시예에서는 이에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

반면, 해체 단계는 제1 결합부(102)와 제2 결합부(104)를 결합하는 연장 체결부(105)의 볼트를 해체(혹은 해제)하는 단계(S210), 제2 연장부(103) 및 봉부배(110)를 해체하는 단계(S220)를 포함하며, 해제가 완료된 후 지하외벽 타설 단계(S230)가 더 이루어질 수 있다. 설계도상의 설정된 범위에 따라 제1 연장부(101)가 매립되도록 콘크리트를 타설 및 양생하고, 기설정된 거리를 두고 중공벽(700)을 시공하여 지하외벽 타설 단계(S230)를 마무리하게 된다.

한편 상기 설치단계(S110~S150)에서의 프리스트레스 모멘트 발생 단계(S150)는 굴착된 지반의 굴착면 주변에 설치되는 띠장(95)에 프리스트레스를 발생시키는 프리스트레스 띠장 구조물을 이용한 프리스트레스 시공방법으로서, 띠장(95)의 일측면상에서 연장되어 형성되고 일측면상의 (서로) 이격된 위치에 각각 형성되어 외력을 제공받는 복수의 연장부(101~105)에 봉부재 가령 강봉(110)을 결합한다.

이에 따라, 띠장(95)에는 가령 세트를 구성하는 각각의 연장부(101~105)와 각 연장부(101~105)를 서로 연결하는 봉부재(110)가 결합된 상태가 된다.

이후, 복수의 연장부(101~105)에 외력을 제공함으로써 외력에 의해 휨모멘트를 보팀보(97)에 발생시켜 띠장(95)으로 전달시킨다.

여기서, 외력은 연장부(101~105)의 일측에 구비되는 유압잭(120)에 의해 제공되며, 유압잭(120)에서 공급되는 압력을 조절함으로써 버팀보(97)에서 발생하는 휨모멘트를 가변하게 되며, 이에 따라 띠장(95)으로 전달되는 힘 즉 휨모멘트도 변경시킬 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 공법은 시공방법이므로, 따라서 위에서와 같이 프리스트레스 띠장 구조물을 설치하고, 프리스트레스 가령 휨모멘트를 발생시킨 후, 프리스트레스 띠장 구조물의 일부를 해제한 후, 제1 연장부(101)를 콘크리트에 매립되도록 타설하고, 또 일정 공간을 두고 중공벽(700)을 형성하는 단계를 모두 포함한다고 볼 수 있다.

한편, 본 발명에서는 띠장(95), 제1 연장부(101) 및 제1 결합부(102)를 콘크리트에 매립하여 타설하는 것을 설명하고 있으나, 시공환경에 따라 제1 연장부(101) 및 제1 결합부(102)를 완전히 해체하고, 띠장(95)만을 콘크리트에 매립하여 시공할 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이행할 수 있을 것이다.

90: 엄지말뚝 95: 띠장(재)
97: 버팀보 101: 제1 연장부
103: 제2 연장부 105: 결합부
110: 강봉(혹은 봉부재) 120: 유압잭(혹은 유압부재)
130: 고정부재 400: 볼트

Claims (3)

1. 굴착된 지반의 굴착면 주변으로 설치되는 띠장 및 버팀보에 프리스트레스(prestress)를 발생시키는 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물을 이용한 프리스트레스 공법으로서,
   굴착된 지반의 굴착면의 일측면에 띠장을 설치하는 단계,
   상기 띠장의 일측면에는 2개가 한쌍으로 구성된 복수개의 연장부를 소정의 간격만큼 이격시켜 설치하는 단계,
   상기 띠장의 일측면에서 연장되어 형성되고 상기 일측면상의 이격된 위치에 각각 형성되되, 상기 한쌍의 복수개의 연장부 사이에는 봉부재를 결합하는 단계,
   상기 복수의 연장부에 제공되는 외력에 의한 휨모멘트를 봉부재 또는 버팀보의 휨모멘트를 가변시켜 상기 띠장으로 전달하는 단계,
   상기 외력은 상기 복수의 연장부의 일측에 구비되는 유압부재에 의해 제공되는 것이고,
   상기 복수의 연장부 각각은, 상기 띠장의 일측면에 설치되는 제1 연장부 및 상기 제1 연장부와 분리 가능한 제2 연장부를 포함하며, 상기 외력은 상기 유압부재에 의해 상기 제2 연장부에 제공되고,
   상기 봉부재는 상기 제2 연장부에 양측단부가 외부로 돌출되도록 관통되어 삽입되며, 상기 삽입되어 돌출된 봉부재의 양측단부는 체결부재에 의해 결합되어지는 것이며,
   상기 프리스트레스 발생장치의 프리스트레스 띠장 구조물은,
   상기 띠장의 일측면으로부터 돌출되어 연장형성되도록 평면이 T자형상으로 형성되며, 소정의 간격으로 이격되어 한쌍으로 구성되는 복수개의 연장부와,
   양측단부가 상기 한쌍으로 구성된 복수개의 연장부에 각각 결합되며, 외력에 의해 휨모멘트(bending moment)가 발생되어지는 봉부재와,
   상기 복수의 연장부에 구비되어 띠장에 외력을 제공하는 유압부재를 포함하며,
   상기 유압부재는
   일측단부가 제2 연장부의 내측면에 밀착되어 고정되어 상기 유압부재가 지지되는 지지부재와,
   상기 유압부재의 양측에 이격되어 구성되며, 유압부재에 의해 발생되는 외력이 봉부재 또는 보팀보에 제공되어 조절되어지는 외력조절부재를 포함하고,
   상기 복수의 연장부는
   상기 띠장의 일측면에 구성되는 제1 연장부와,
   상기 제1 연장부와 탈착 가능하도록 연장형성되며, 상기 유압부재로부터 발생되는 외력을 제공받는 제2 연장부를 포함하며,
   상기 제1연장부의 양측단부에 구성되는 제1 결합부 및 상기 제2연장부의 양측단부에 구성되는 제2 결합부를 일체로 결합시키기 위한 연장 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 프리스트레스 띠장 구조물 시공방법.
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