KR102581735B1 - 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝 및 이를 이용한흙막이 가시설의 시공 방법 - Google Patents

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Abstract

끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 가시설의 시공 방법이 제공된다. 본 발명은 샤링 방식으로 제작된 복수 개의 브라켓 부재로 이루어지는 브라켓을 플랜지에 끼운 상태에서 인장재를 인장시키도록 함으로써 작업 편의성을 향상시킴과 동시에 개선된 브라켓 구조로 흙막이 벽체에 발생하는 휨응력을 보다 효율적으로 감소시키기 위한 것이다.

Description

끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 가시설의 시공 방법{THUMB PILE INCLUDING FITTING BRACKET AND METHOD FOR CONSTUCTING STRUCTURE FOR TEMPORARY EARTH RETAINING}
본 발명은 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 가시설의 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 종래의 볼트 체결타입의 브라켓 대신 샤링(shearing) 방식으로 제작된 복수 개의 브라켓 부재로 이루어지는 브라켓을 플랜지에 끼운 상태에서 인장재를 인장시키는 방식의 개선된 자립식 흙막이 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 토목공사나 건축공사 현장에서는 굴착하고자 하는 토사(즉, 굴착토사) 측으로 굴착토사의 배면 측에 위치한 토사(즉, 배면토사)가 유입되는 것을 방지하기 위해 흙막이 가시설이 설치된다. 흙막이 가시설은 엄지말뚝, 토류판, 띠장, 버팀보 등으로 이루어질 수 있으며, 굴착하고자 하는 공간이 배면토사의 토압에 의해 붕괴되는 것을 방지한다.
이와 관련하여, 선행기술문헌인 한국등록특허공보 제10-2162467호의 경우 프리스트레스가 도입된 엄지말뚝과 이를 이용한 자립식 가설 흙막이 시공방법에 대해 개시하고 있다. 그러나, 한국등록특허공보 제10-2162467호에 따른 자립식 가설 흙막이 시공방법의 경우, 작업 및 시공의 편의성, 인장재의 인장효과가 떨어지는 문제점이 있다. 구체적으로, 한국등록특허공보 제10-2162467호에 따른 자립식 가설 흙막이 시공방법의 경우 걸이형 브라켓(200a, 200b)의 걸이판(230)에 별도의 삽입홈(234)을 형성해야 하는 번거로움이 있으며, 걸이형 브라켓(200a, 200b)의 내측 구조가 복잡함에 따라 이를 제작하는 데 많은 시간과 비용이 소요된다. 또한, 상부측 걸이형 브라켓(200a)의 구조적인 한계로 인해 상부측 걸이형 브라켓(200a )에서의 편심거리가 작고 이에 따라 인장재(300)에 의한 인장 효과가 크지 않다는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-2162467호(2020.10.06)
본 발명은 샤링 방식으로 제작된 복수 개의 브라켓 부재로 이루어지는 브라켓을 플랜지에 끼운 상태에서 인장재를 인장시키도록 함으로써 작업 편의성을 향상시킴과 동시에 개선된 브라켓 구조로 흙막이 벽체에 발생하는 휨응력을 보다 효율적으로 감소시키기 위한 것이다.
삭제
본 발명에 따르면, 웨브(102), 및 상기 웨브(102)의 양측에서 상기 웨브(102)와 수직하게 결합되는 제1 플랜지(104a)와 제2 플랜지(104b)로 구성되는 빔 부재(110); 상기 빔 부재(110)의 상부에서 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워지는 상부 브라켓(120); 상기 빔 부재(110)의 하부에서 상기 상부 브라켓(120)과 대향하면서 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워지는 하부 브라켓(130); 및 상기 상부 브라켓(120)과 상기 하부 브라켓(130) 사이에서 상기 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 연장되면서 상기 상부 브라켓(120)과 상기 하부 브라켓(130)에서 각각 고정 설치되는 복수 개의 인장재(140)를 포함하며, 상기 상부 브라켓(120)은, 상기 제1 플랜지(104a)의 상부에서 상기 웨브(102)를 기준으로 서로 대향하면서 소정 간격 이격되는 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)로 이루어지며, 상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b)는, 상기 제1 플랜지(104a)의 전면에서 상기 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 소정 길이만큼 연장 형성되는 수직판(202); 상기 수직판(202)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 형성되는 수평판(204); 및 상기 수평판(204)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 상기 제1 플랜지(104a)의 후면에 형성되는 걸이판(206)으로 이루어지며, 상기 제1 브라켓 부재(120a)의 상기 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 제1 홈부(204a)가 형성되고, 상기 제2 브라켓 부재(120b)의 상기 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 제2 홈부(204b)가 형성되고, 상기 제1 홈부(204a) 및 상기 제2 홈부(204b)가 서로 대향하도록 위치하여 상기 제1 홈부(204a)의 내측면과 상기 제2 홈부(204b)의 내측면 사이에 상기 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 소정 크기의 중공부(P)가 형성되며, 상기 복수 개의 인장재(140)를 정착하기 위한 정착부재(208)가 상기 중공부(P)에 대응되는 상기 수평판(204)의 상부에 안착되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝이 제공된다.
상기 수평판(204)의 타단은, 상기 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 수직하게 멀어지는 방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성되되, 상기 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 상기 수평판(204)의 타단까지의 돌출 길이가 상기 제1 플랜지(104a)의 중앙 부분에서 상기 제1 플랜지(104a)의 외측으로 갈수록 작아지는 형상의 곡률을 가질 수 있다.
상기 제1 홈부(204a) 및 상기 제2 홈부(204b)는, 상기 돌출 길이가 가장 긴 상기 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 형성될 수 있다.
삭제
상기 수평판(204)의 타단 측 하부에는, 상기 수직판(202)으로부터 상기 수평판(204)의 타단 측으로 수직하게 돌출되어 상기 수평판(204)의 타단을 지지하는 보강 부재(210)가 마련되며, 상기 보강 부재(210)가 상기 수직판(202)으로부터 수직하게 돌출되는 돌출 길이는, 상기 보강 부재(210)가 상기 수평판(204)으로부터 멀어질수록 작아질 수 있다.
상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b) 사이의 간격(d)은, 상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b)가 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워질 때 상기 웨브(102)와 간섭되지 않도록 상기 웨브(102)의 두께보다 같거나 크게 형성될 수 있다.
상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b) 사이에는, 상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b)를 상호 고정시키는 바(bar) 형상의 연결 부재(212)가 마련될 수 있다.
상기 정착부재(208)는, 상기 중공부(P)를 덮으면서 상기 수평판(204)의 상부에 안착되고, 상기 복수 개의 인장재(140)가 관통하여 정착되기 위한 복수 개의 정착홀(208a)을 구비할 수 있다.
상기 하부 브라켓(130)은, 상기 제1 플랜지(104a)의 하부에서 상기 웨브(102)를 기준으로 서로 대향하면서 소정 간격 이격되는 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)로 이루어지며, 상기 제1 브라켓 부재(130a) 및 상기 제2 브라켓 부재(130b)는, 상기 제1 플랜지(104a)의 전면에서 상기 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 소정 길이만큼 연장 형성되는 수직판(302); 상기 수직판(302)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 형성되는 수평판(304); 및 상기 수평판(304)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 상기 제1 플랜지(104a)의 후면에 형성되는 걸이판(306)으로 이루어지고, 상기 수평판(304)에는, 상기 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 복수 개의 관통홀(304a)이 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
상기 수평판(304)의 외측에는, 상기 복수 개의 인장재(140)가 상기 하부 브라켓(130)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 복수 개의 인장재(140)를 지지하는 이탈 방지부재(304b)가 상기 복수 개의 인장재(140)와 평행하게 복수 개 마련되며, 상기 복수 개의 이탈 방지부재(304b)는, 상기 복수 개의 관통홀(304a)과 인접하면서 상기 수평판(304)과 수직하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 엄지말뚝(100)을 이용한 흙막이 가시설의 시공 방법으로서, 상기 엄지말뚝(100)을 제작하는 단계; 상기 엄지말뚝(100)에 설치된 복수 개의 인장재(140)를 제1 크기로 인장하는 단계; 지반(G)을 소정 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀(H)을 형성하는 단계; 상기 천공홀(H)에 프리스트레스가 도입된 상기 엄지말뚝(100)을 근입하는 단계; 및 물다짐 또는 토사에 의해 상기 엄지말뚝(100)이 구속된 상태에서 상기 복수 개의 인장재(140)를 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기로 인장하는 단계를 포함하는, 흙막이 가시설의 시공 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 샤링 방식으로 제작되어 대칭 구조를 갖는 2개의 브라켓 부재로 이루어지는 상부 브라켓(120) 및 하부 브라켓(130)을 이용하여 복수 개의 인장재(140)를 고정 설치하도록 함으로써, 작업 편의성을 향상시킴과 동시에 개선된 브라켓 구조로 흙막이 벽체에 발생하는 휨응력을 보다 효율적으로 감소시킬 수 있다. 본 발명의 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)은 서로 대향하면서 제1 플랜지(104a)의 상부 및 하부에 각각 끼움 결합될 수 있으며, 이에 따라 별도의 볼트 체결이 불필요하다.
또한, 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b) 사이의 간격(d) 및 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b) 사이의 간격(d)은 상부 브라켓(120) 및 하부 브라켓(130)의 샤링을 통한 제작 과정에서 웨브(102)의 두께보다 같거나 크게 형성되며, 이에 따라 웨브(102)와의 간섭 방지를 위해 별도로 일측에 삽입홈을 형성할 필요가 없게 된다.
이와 같이, 본 발명의 상부 브라켓(120) 및 하부 브라켓(130)의 구조는 종래의 엄지말뚝 또는 흙막이 가시설에 비해 작업 및 시공의 편의성, 소요비용, 인장 효과 등의 측면에서 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝과 상부 브라켓의 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓과 하부 브라켓을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓의 상세 구성을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓을 상부에서 바라본 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓을 하부에서 바라본 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 브라켓의 상세 구성을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 브라켓의 이탈 방지부재를 나타낸 예시
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 브라켓의 이탈 방지부재를 나타낸 예시
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝이 설치된 예시를 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝(100)의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝(100)은 빔 부재(110), 상부 브라켓(120), 하부 브라켓(130) 및 복수 개의 인장재(140)를 포함하며, 자립식 흙막이 벽체에 발생되는 ??응력을 감소시키기 위해 프리스트레스(prestress)가 도입된다.
빔 부재(110)는 일정한 길이를 갖는 H빔으로 이루어질 수 있으며, 웨브(102), 및 상기 웨브(102)의 양측에서 상기 웨브(102)와 수직하게 결합되는 제1 플랜지(104a)와 제2 플랜지(104b)로 구성된다. 여기서, 제1 플랜지(104a)는 배면토사 측을 향하는 플랜지이며, 제2 플랜지(104b)는 굴착토사 측을 향하는 플랜지로 가정한다.
상부 브라켓(120)은 빔 부재(110)의 상부에서 제1 플랜지(104a)에 끼워진다.
하부 브라켓(130)은 빔 부재(110)의 하부에서 상부 브라켓(120)과 대향하면서 제1 플랜지(104a)에 끼워진다.
인장재(140)는 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130) 사이에서 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 연장되면서 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)에서 각각 고정 설치된다. 일 예시로서, 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130) 사이에서 4개의 인장재(140)가 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 연장되면서 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)에서 각각 고정 설치될 수 있다.
이때, 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)은 서로 대향하면서 제1 플랜지(104a)의 상부 및 하부에 각각 끼움 결합될 수 있으며, 이에 따라 별도의 볼트 체결이 불필요하다.
또한, 상부 브라켓(120)은 제1 플랜지(104a)의 상부에서 웨브(102)를 기준으로 서로 대향하면서 소정 간격 이격되는 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상부 브라켓(120)은 하나의 금속재를 샤링하는 방식으로 제작되며, 이에 따라 대칭 형상을 갖는 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)가 마련될 수 있다. 후술할 바와 같이, 2개의 브라켓 부재(120a, 120b)로 이루어지는 본 실시예의 상부 브라켓(120) 구조는 상부 브라켓(120)에서의 인장재(140) 편심거리를 크게 하여 흙막이 벽체에 발생되는 휨응력과 반대 방향의 모멘트를 발생시키게 된다. 또한, 샤링 방식으로 제작되는 상부 브라켓(120)은 별도의 용접부위를 포함하지 않으므로 상기 발생된 모멘트를 충분히 버틸 수 있게 된다.
또한, 하부 브라켓(130)은 제1 플랜지(104a)의 하부에서 웨브(102)를 기준으로 서로 대향하면서 소정 간격 이격되는 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)로 이루어질 수 있다. 여기서, 하부 브라켓(130)은 상부 브라켓(120)과 마찬가지로 하나의 금속재를 샤링하는 방식으로 제작되며, 이에 따라 대칭 형상을 갖는 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)가 마련될 수 있다. 후술할 바와 같이, 2개의 브라켓 부재(130a, 130b)로 이루어지는 본 실시예의 하부 브라켓(130) 구조는 복수의 인장재(140)를 고정 설치하는 데 유리하며, 특히 종래의 하부 브라켓에 비해 보다 간소화된 구조를 가지면서 보다 많은 개수의 인장재(140)를 수용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상부 브라켓(120)은 하부 브라켓(130)에 비해 제1 플랜지(104a)로부터 수직한 방향으로 더욱 돌출되도록 구성되며 이는 앞서 설명한 상부 브라켓(120)에서의 편심거리 확보를 위해서이다. 만약 하부 브라켓(130)을 상부 브라켓(120)과 동일한 구성 및 형상으로 설계할 경우 천공경이 커지게 되며 이에 따라 천공비용이 매우 커지게 되므로, 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)의 구성 및 형상을 다르게 할 필요가 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 8을 참조하여 상부 브라켓(120) 및 하부 브라켓(130)의 상세 구성에 대해 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝(100)과 상부 브라켓(120)의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓(120)의 상세 구성을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓(120)을 상부에서 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 브라켓(120)을 하부에서 바라본 도면이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 브라켓(130)의 상세 구성을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 브라켓(130)의 이탈 방지부재(304b)를 나타낸 예시이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 브라켓(130)의 이탈 방지부재(304b)를 나타낸 예시이다.
상술한 바와 같이, 상부 브라켓(120)은 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)로 이루어질 수 있다. 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)는 수직판(202), 수평판(204), 걸이판(206) 및 정착부재(208)로 이루어질 수 있다.
수직판(202)은 제1 플랜지(104a)의 전면에서 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 소정 길이만큼 연장 형성된다. 수직판(202)은 소정 두께 및 폭을 갖는 사각 형상으로 이루어질 수 있다.
수평판(204)은 수직판(202)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 형성된다.
걸이판(206)은 수평판(204)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 제1 플랜지(104a)의 후면에 형성된다.
이러한 수직판(202), 수평판(204) 및 걸이판(206)은 ㄷ자 구조를 형성하게 되며, 이와 같이 형성된 ㄷ자 구조에 제1 플랜지(104a)의 단부가 삽입되어 끼워진다.
또한, 수평판(204)의 타단 측 가장자리에는 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 홈부(204a, 204b)가 형성될 수 있다. 홈부(204a, 204b)는 예를 들어, 반원 형상으로 이루어질 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 제1 브라켓 부재(120a)의 제1 홈부(204a)와 제2 브라켓 부재(120b)의 제2 홈부(204b)는 서로 대향하도록 위치하여 제1 홈부(204a)의 내측면과 제2 홈부(204b)의 내측면 사이에 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 소정 크기의 중공부(P)를 형성할 수 있다.
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정착부재(208)는 복수 개의 인장재(140)를 정착하기 위한 부재로서, 중공부(P)에 대응되는 수평판(204)의 상부에 안착된다. 정착부재(208)는 중공부(P)와 대응되는 형상을 가지면서 그 단면이 중공부(P)보다 클 수 있다. 정착부재(208)는 중공부(P)를 덮으면서 수평판(204)의 상부에 안착되고, 복수 개의 인장재(140)가 관통하여 정착되기 위한 복수 개의 정착홀(208a)을 구비한다. 정착부재(208)는 예를 들어, 소정 간격 이격되는 4개의 정착홀(208a)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 인장재(140)는 중공부(P)와 정착홀(208a)을 순차적으로 관통할 수 있다.
이때, 수평판(204)의 타단은 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 수직하게 멀어지는 방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성되되, 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 수평판(204)의 타단까지의 돌출 길이가 제1 플랜지(104a)의 중앙 부분에서 제1 플랜지(104a)의 외측으로 갈수록 작아지는 형상(R)의 곡률을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수평판(204)의 타단은 곡면 형상(R)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 홈부(204a, 204b)는 돌출 길이가 가장 긴 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 형성될 수 있다. 즉, 홈부(204a, 204b)는 수평판(204)의 상면 중 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 가장 먼 지점에 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 복수 개의 인장재(140)가 홈부(204a, 204b)를 관통하여 정착부재(208)에 의해 정착되므로, 홈부(204a, 204b)가 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 가장 먼 지점에 형성되는 경우 상부 브라켓(120)에서의 편심거리를 최대로 할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 인장재(140)는 하부 브라켓(120)의 위치에서보다 상부 브라켓(130)의 위치에서 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 더 멀어진 상태로 인장되며, 이에 따라 흙막이 벽체에 발생되는 휨응력과 반대 방향의 모멘트를 발생시킬 수 있다.
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또한, 수평판(204)의 타단 측 하부에는 수직판(202)으로부터 수평판(204)의 타단 측으로 수직하게 돌출되어 수평판(204)의 타단을 지지하는 보강 부재(210)가 마련될 수 있다. 이때, 보강 부재(210)가 수직판(202)으로부터 수직하게 돌출되는 돌출 길이는 보강 부재(210)가 수평판(204)으로부터 멀어질수록 작아질 수 있다.
또한, 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b) 사이의 간격(d)은 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)가 제1 플랜지(104a)에 끼워질 때 웨브(102)와 간섭되지 않도록 웨브(102)의 두께보다 같거나 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)가 제1 플랜지(104a)에 끼워지는 과정에서 웨브(102)와 상기 간격(d)이 서로 대응되게 위치되며, 이에 따라 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)가 웨브(102)와 서로 간섭하지 않게 된다.
또한, 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b) 사이에는 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)를 상호 고정시키는 바(bar) 형상의 연결 부재(212)가 마련될 수 있다. 연결 부재(212)는 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)를 서로 연결시켜 고정시키기 위한 수단으로서, 빔 부재(110)의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 이러한 연결 부재(212)는 앞서 설명한 보강 부재(210)와 함께 상부 브라켓(120)의 강도 및 안정성을 더욱 향상시킨다.
다음으로, 하부 브라켓(130)은 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)로 이루어질 수 있다. 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)는 수직판(302), 수평판(304) 및 걸이판(306)으로 이루어질 수 있다.
수직판(302)은 제1 플랜지(104a)의 전면에서 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 소정 길이만큼 연장 형성된다. 수직판(302)은 소정 두께 및 폭을 갖는 사각 형상으로 이루어질 수 있다.
수평판(304)은 수직판(302)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 형성된다.
걸이판(306)은 수평판(304)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 제1 플랜지(104a)의 후면에 형성된다.
수직판(302), 수평판(304) 및 걸이판(306)은 ㄷ자 구조를 형성하게 되며, 이와 같이 형성된 ㄷ자 구조에 제1 플랜지(104a)의 단부가 삽입되어 끼워진다. 이때, 수평판(304)은 상부 브라켓(120)의 수평판(204)과는 달리 별도의 홈부 및 돌출, 곡면 구조를 갖는 단부를 구비하지 않는다. 대신, 수평판(304)에는 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 복수 개의 관통홀(304a)이 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 수평판(304)의 외측에는 복수 개의 인장재(140)가 하부 브라켓(130)의 외부로 이탈되지 않도록 복수 개의 인장재(140)를 지지하는 이탈 방지부재(304b)가 복수 개의 인장재(140)와 평행하게 복수 개 마련될 수 있다. 이탈 방지부재(304b)는 복수 개의 관통홀(304a)과 인접하면서 수평판(304)과 수직하게 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 브라켓 부재(130a)의 양측면 각각에 이탈 방지부재(304b)가 마련되고, 제2 브라켓 부재(130b)의 양측면 각각에 이탈 방지부재(304b)가 마련될 수 있다. 인장재(140)는 이탈 방지부재(304b)의 내측에서 이탈 방지부재(304b)와 인접하도록 배치될 수 있다. 여기서, 이탈 방지부재(304b)는 예를 들어, 단면이 원형인 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 이탈 방지부재(304b)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 이탈 방지부재(304b)는 도 9에 도시된 바와 같이 단면이 사각형인 바(bar) 형상으로 이루어질 수도 있다.
또한, 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b) 사이의 간격(d)은 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)가 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워질 때 웨브(102)와 간섭되지 않도록 웨브(102)의 두께보다 같거나 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)가 제1 플랜지(104a)에 끼워지는 과정에서 웨브(102)와 상기 간격(d)이 서로 대응되게 위치되며, 이에 따라 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)가 웨브(102)와 서로 간섭하지 않게 된다.
이러한 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b) 사이의 간격(d) 및 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b) 사이의 간격(d)은 상부 브라켓(120) 및 하부 브라켓(130)의 샤링을 통한 제작 과정에서 웨브(102)의 두께보다 같거나 크게 형성되며, 이에 따라 웨브(102)와의 간섭 방지를 위해 별도로 일측에 삽입홈을 형성할 필요가 없게 된다. 또한, 상부 브라켓(120) 및 하부 브라켓(130) 모두 대칭 구조를 갖는 2개의 브라켓 부재로 이루어지도록 함으로써 보다 많은 개수의 인장재(140)를 고정 설치할 수 있게 되며, 이에 따라 인장력을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지말뚝(100)이 설치된 예시를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 엄지말뚝(100)을 이용한 흙막이 가시설의 시공 방법은 아래의 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
1. 엄지말뚝(100)을 제작하는 단계
앞서 설명한 바와 같이, 상부 브라켓(120)과 하부 브라켓(130)을 제작한 후 제1 플랜지(104a)의 상부 및 하부에 각각 끼움 결합함으로써 엄지말뚝(100)을 제작한다.
2. 엄지말뚝(100)에 설치된 복수 개의 인장재(140)를 제1 크기로 인장하는 단계
제작된 엄지말뚝(100)에 복수 개의 인장재(140)를 설치한 후 제1 크기로 인장한다. 여기서, 제1 크기는 예를 들어, 5톤의 크기일 수 있다.
3. 지반(G)을 소정 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀(H)을 형성하는 단계
이후, 지반(G)을 소정 직경 및 깊이로 굴착함으로써 천공홀(H)을 형성한다.
4. 천공홀(H)에 프리스트레스가 도입된 엄지말뚝(100)을 근입하는 단계
이후, 천공홀(H)에 프리스트레스가 도입된 엄지말뚝(100)을 근입한다. 이때, 제1 플랜지(104a)가 굴착배면을 향하도록 엄지말뚝(100)을 근입한다.
5. 물다짐 또는 토사에 의해 엄지말뚝(100)이 구속된 상태에서 복수 개의 인장재(140)를 제2 크기로 인장하는 단계
굴착토사까지 물다짐을 하고, 굴착토사의 상부를 토사로 메꿈으로써 엄지말뚝(100)을 구속시킨다. 이후, 유압 실린더를 이용하여 복수 개의 인장재(140)를 제2 크기로 인장한다. 여기서, 제2 크기는 제1 크기보다 크며, 예를 들어 50톤의 크기일 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 엄지말뚝
102 : 웨브
104a : 제1 플랜지
104b : 제2 플랜지
110 : 빔 부재
120 : 상부 브라켓
120a, 130a : 제1 브라켓 부재
120b, 130b : 제2 브라켓 부재
130 : 하부 브라켓
140 : 인장재
202, 302 : 수직판
204, 304 : 수평판
204a : 제1 홈부
204b : 제2 홈부
206, 306 : 걸이판
208 : 정착부재
208a : 정착홀
210 : 보강부재
212 : 연결부재
304a : 관통홀
304b : 이탈 방지부재

Claims (10)

  1. 웨브(102), 및 상기 웨브(102)의 양측에서 상기 웨브(102)와 수직하게 결합되는 제1 플랜지(104a)와 제2 플랜지(104b)로 구성되는 빔 부재(110);
    상기 빔 부재(110)의 상부에서 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워지는 상부 브라켓(120);
    상기 빔 부재(110)의 하부에서 상기 상부 브라켓(120)과 대향하면서 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워지는 하부 브라켓(130); 및
    상기 상부 브라켓(120)과 상기 하부 브라켓(130) 사이에서 상기 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 연장되면서 상기 상부 브라켓(120)과 상기 하부 브라켓(130)에서 각각 고정 설치되는 복수 개의 인장재(140)를 포함하며,
    상기 상부 브라켓(120)은, 상기 제1 플랜지(104a)의 상부에서 상기 웨브(102)를 기준으로 서로 대향하면서 소정 간격 이격되는 제1 브라켓 부재(120a) 및 제2 브라켓 부재(120b)로 이루어지며,
    상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b)는,
    상기 제1 플랜지(104a)의 전면에서 상기 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 소정 길이만큼 연장 형성되는 수직판(202);
    상기 수직판(202)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 형성되는 수평판(204); 및
    상기 수평판(204)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 상기 제1 플랜지(104a)의 후면에 형성되는 걸이판(206)으로 이루어지며,
    상기 제1 브라켓 부재(120a)의 상기 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 제1 홈부(204a)가 형성되고,
    상기 제2 브라켓 부재(120b)의 상기 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 제2 홈부(204b)가 형성되고,
    상기 제1 홈부(204a) 및 상기 제2 홈부(204b)가 서로 대향하도록 위치하여 상기 제1 홈부(204a)의 내측면과 상기 제2 홈부(204b)의 내측면 사이에 상기 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 소정 크기의 중공부(P)가 형성되며,
    상기 복수 개의 인장재(140)를 정착하기 위한 정착부재(208)가 상기 중공부(P)에 대응되는 상기 수평판(204)의 상부에 안착되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평판(204)의 타단은, 상기 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 수직하게 멀어지는 방향으로 소정 길이만큼 돌출 형성되되, 상기 제1 플랜지(104a)의 전면으로부터 상기 수평판(204)의 타단까지의 돌출 길이가 상기 제1 플랜지(104a)의 중앙 부분에서 상기 제1 플랜지(104a)의 외측으로 갈수록 작아지는 형상의 곡률을 갖는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 홈부(204a) 및 상기 제2 홈부(204b)는, 상기 돌출 길이가 가장 긴 상기 수평판(204)의 타단 측 가장자리에 형성되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수평판(204)의 타단 측 하부에는, 상기 수직판(202)으로부터 상기 수평판(204)의 타단 측으로 수직하게 돌출되어 상기 수평판(204)의 타단을 지지하는 보강 부재(210)가 마련되며,
    상기 보강 부재(210)가 상기 수직판(202)으로부터 수직하게 돌출되는 돌출 길이는, 상기 보강 부재(210)가 상기 수평판(204)으로부터 멀어질수록 작아지는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b) 사이의 간격(d)은, 상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b)가 상기 제1 플랜지(104a)에 끼워질 때 상기 웨브(102)와 간섭되지 않도록 상기 웨브(102)의 두께보다 같거나 크게 형성되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b) 사이에는, 상기 제1 브라켓 부재(120a) 및 상기 제2 브라켓 부재(120b)를 상호 고정시키는 바(bar) 형상의 연결 부재(212)가 마련되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 정착부재(208)는, 상기 중공부(P)를 덮으면서 상기 수평판(204)의 상부에 안착되고, 상기 복수 개의 인장재(140)가 관통하여 정착되기 위한 복수 개의 정착홀(208a)을 구비하는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 브라켓(130)은, 상기 제1 플랜지(104a)의 하부에서 상기 웨브(102)를 기준으로 서로 대향하면서 소정 간격 이격되는 제1 브라켓 부재(130a) 및 제2 브라켓 부재(130b)로 이루어지며,
    상기 제1 브라켓 부재(130a) 및 상기 제2 브라켓 부재(130b)는,
    상기 제1 플랜지(104a)의 전면에서 상기 빔 부재(110)의 길이방향을 따라 소정 길이만큼 연장 형성되는 수직판(302);
    상기 수직판(302)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 형성되는 수평판(304); 및
    상기 수평판(304)의 일단으로부터 수직하게 꺾여 상기 제1 플랜지(104a)의 후면에 형성되는 걸이판(306)으로 이루어지고,
    상기 수평판(304)에는, 상기 복수 개의 인장재(140)가 관통하기 위한 복수 개의 관통홀(304a)이 소정 간격 이격되어 형성되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 수평판(304)의 외측에는, 상기 복수 개의 인장재(140)가 상기 하부 브라켓(130)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 복수 개의 인장재(140)를 지지하는 이탈 방지부재(304b)가 상기 복수 개의 인장재(140)와 평행하게 복수 개 마련되며,
    상기 복수 개의 이탈 방지부재(304b)는, 상기 복수 개의 관통홀(304a)과 인접하면서 상기 수평판(304)과 수직하게 형성되는, 끼움 방식의 브라켓을 구비하는 엄지말뚝.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 엄지말뚝(100)을 이용한 흙막이 가시설의 시공 방법으로서,
    상기 엄지말뚝(100)을 제작하는 단계;
    상기 엄지말뚝(100)에 설치된 복수 개의 인장재(140)를 제1 크기로 인장하는 단계;
    지반(G)을 소정 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀(H)을 형성하는 단계;
    상기 천공홀(H)에 프리스트레스가 도입된 상기 엄지말뚝(100)을 근입하는 단계; 및
    물다짐 또는 토사에 의해 상기 엄지말뚝(100)이 구속된 상태에서 상기 복수 개의 인장재(140)를 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기로 인장하는 단계를 포함하는, 흙막이 가시설의 시공 방법.
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KR102162467B1 (ko) 2019-12-26 2020-10-06 (주)토네이도건설 프리스트레스가 도입된 엄지말뚝과 이를 이용한 자립식 가설 흙막이 시공방법

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