KR20000006650A - 흙막이 설치용 원통기둥 및 그것을 이용한 흙막이설치공법 - Google Patents

Abstract

통상적인 굴삭용 천공기에 의해 원형의 구멍을 소정의 깊이만큼 수직으로 뚫어주고 그 원구멍에 일면이 내향원호면으로 되는 원통기둥을 삽입시켜주며, 원통기둥에서 내향원호면의 근접 전방에 내향원호면과 중첩되도록 원구멍을 뚫어 원통기둥을 당접되게 삽입설치하는 것을 반복적으로 실시하되 원통기둥이 소정의 갯수만큼 설치되면 최선단에 설치되어 있는 원통기둥을 최종의 원통기둥의 선단에 뚫어 원구멍에 삽입하는 것을 반복적으로 실시하고, 원통기둥이 제거되어 연통되어진 원구멍들이 복수개 노출되면 원구멍들에는 시트파일을 연속 연결되게 삽입하여 설치하도록 하는 것으로서,

공법이 단순하여 용이하게 실시할 수 있고 더불어 공사기간을 단축시킬 수 있으며, 지반의 심도와 지하수의 수압 및 지반의 강약에 구애받지 않고 실시할 수 있고, 구멍을 뚫어 원통기둥과 시트파일을 바이프로 설치하므로 소음과 진동이 발생되지 않으면서 공사를 실시할 수 있으며, 단위[㎡]당 공사단가와 장비의 사용비용를 줄일 수 있으므로 공사비용을 현저히 절감하면서도 고품질의 공사를 실시할 수 있게 된다.

Description

흙막이 설치용 원통기둥 및 그것을 이용한 흙막이 설치공법{a pole for mud wall and constrution method of fence for mud}

본 발명은 토목공사에서 지하터파기, 가물막이, 도로확장등의 공사를 실시할때 토사가 흘려내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기위하여 방호벽을 설치하게 되는 흙막이 공법에 관한 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명하면,

통상적인 굴삭용 천공기에 의해 원형의 구멍을 소정의 깊이만큼 수직으로 뚫어주고 그 원구멍에 일면이 내향원호면으로 되는 원통기둥을 삽입시켜주며, 원통기둥에서 내향원호면의 근접 전방에 내향원호면과 중첩되도록 원구멍을 뚫어 원통기둥을 당접되게 삽입설치하는 것을 반복적으로 실시하되 원통기둥이 소정의 갯수만큼 설치되면 최선단에 설치되어 있는 원통기둥을 최종의 원통기둥의 선단에 뚫어진 원구멍에 삽입하는 것을 반복적으로 실시하고, 원통기둥이 제거되어 연통되어진 원구멍들이 복수개 노출되면 원구멍들에는 시트파일을 연속 연결되게 삽입하여 설치하도록 하는 그러한 흙막이 공법에 관한 것이다.

건축물은 건설하거나 구축물을 설치하기 위한 지하터파기공사와 강이나 바다에서 실시하는 가물막이 공사와, 도로를 확장하는 공사등과 같은 각종 토목공사를 실시할때에는 토사가 흘러 내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위하여 방호벽을 설치하게 되고, 지반에서 용출되는 지하수가 공사구역으로 유입되지 못하도록 하는 차수기능도 부여하여야한다.

이와같이 차수공법과 함께 방호벽을 설치하는 흙막이 공법은 종래에도 많은 공법이 제안되어 활용되고 있으며, 첨부도면 도 1a 내지 도 1h는 종래의 흙막이 공법들을 보인 예시도이다.

도 1a는 시트파일공법(1-1)을 보인 예시도로서, 구체적으로 도시하지는 아니하였으나 크레인을 이용한 바이브로 햄머에 의해 시트파일(2)을 직타하여 지반에 강제삽입시키도록 하는 항타(직타)공법과 압입인발기(장치)에 의해 시트파일(2)은 억지삽입시키도록 하는 유압식(NPS)공법이 있다.

시트파일공법(1-1)은 강널말뚝을 설치하여 차수벽과 토류벽의 역활을 동시에 하도록 하는 공법으로서, 재질적인 강도와 내구성이 우월한 시트파일(2)을 사용하게 되면 연속벽형 강성체로서의 토류벽역활을 충분히 할 수 있게되고 강널말뚝의 재질이 수밀성을 갖도록 함으로서 접촉부의 수밀성이 우월해서 뛰어난 차수효과를 얻을 수 있으나, 항타(직타)식 공법은 시트파일(2)을 설치할때마다 직타시켜야하므로 소음공해가 극심하고 진동이 심하게 발생되는 문제가 있고, 유압식(NPS)공법은 무진동 무소음으로서 설치를 실행할 수 있으나 시공을 위해서는 반력받침대와 파워유니트(POWER UNIT)및 압입항타기를 별도로 설치하여야 하고 시공이 완료되면 반력받침대를 철거하여야 하는등 작업준비와 공장이 복잡하여 작업공정이 더디게 진행되어 작업성 능률이 떨어지며 경비가 너무 많이 소요되는 문제가 있었다.

도 1b는 워터제트병용시트파일공법(1-2)을 보인 예시도로서,

도 1a의 시트파일공법(1-1)과 동일하게 실시되지만 도시된 바와같이 시트파일(2)의 모서리부분에 워터제트파이프(3)를 설치하여 바이브로 햄머에 의해 항타(직타)하여 설치하되 항타시에는 제트펌프(구체적으로 도시하지 아니함)를 가동시키면서 설치하게 된다. 이와같은 워터제트병용 시트파일공법(1-2)은 일반항타로서 항타가 곤란한 점성도, 모래자갈층, 풍화암층에 시트파일(2)을 설치할때 유용하게 채택된다. 그러나 워터제트파이프(3)를 별도록 제작하여 모든 시트파일(2)의 모서리에 장착시켜야하는 번거로움이 있고, 제트펌프와 보조크레인 및 발전기들을 추가적으로 구비하여 설치하여야하므로 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다.

도 1c는 H파일 토류벽공법(1-3)을 보인 예시도이다. 이는 일반적인 개착식공법으로서, H파일(4)을 항타(직타)하여 설치하거나 굴삭용천공기에 의해 수직공을 뚫어 주고 그 수직공에 H파일(4)을 삽입하여 설치한 후 터파기를 시키는 공법이다. 그러나 이와같은 공법은 토류판(5)을 강성체로 하여 토류벽으로서외 역활은 기대할 수 있으나 토질조건으로 볼때에는 차수효과를 기대할 수 없고 상부와 두부의 변위가 상대적으로 커서 배면부지반의 이완현상이 크게 발생하게 되는 문제가 있으며,

토질조건에 부합되는 차수그라우트(GROUT)공법을 선택하여 부가적으로 실시하기가 어렵고 연결부에서 누수현상이 발생할 우려가 높아 차수효과를 기대할 수 없는 문제가 있었다.

도 1d는 LW병용 H파일 토류공법(1-4)을 보인 예시도이다. 이공법은 H파일토류벽에 차수효과를 높이기 위하여 LW(Labiles Wasser Glass)공법을 추가한 것으로서, H파일(4)을 항타(직타)하여 설치하고 터파기를 진행하면서 토류판(5)을 설치한 후 그라우팅공(6)을 H파일(4)의 후면과 인접되도록 하되 인접하는 것과는 중첩되도록 뚫어주며, 케이싱을 설치한 상태에서 맨젯튜브(MANJET TIBE)를 삽입한 후 더블파카(DOUBLE PACKER)를 설치하고 규산소다(WATER GLASS)와 같은 SEAL제를 주입하여 주는 공법이다.

이는 강자성체로서의 토류벽 및 차수역활을 기대할 수 있고, 특히 사질자갈 호박돌층과 같이 대체로 공극률이 큰 지층에 용이하게 적용할 수 있으나, 모든 H파일(4)들을 직타(항타)하여 설치해야 하므로 소음이 극심하게 발생하는 문제가 있고, H파일토류공법과 LW공법을 이중으로 실시하여야하므로 시간과 비용이 많이 소요되는 문제도 있으며, 공극률이 작은 지층에서도 LW주입효과가 감소되므로 토질조건등을 시공전에 검사확인하여야하는 번거로움이 있었다.

도 1e는 SCW병용 H파일토류벽공법(1-5)을 보인 예시도로서,

H파일 토류벽에 차수효과와 토류벽의 배면지반이 이완되는 것을 억제 할수 있도록 하는 효과를 추가시키고자 할때 적용하는 공법이며, 병용되는 S.C.W(SOIL CEMENT WALL)공법에서는 응력재(H파일)를 삽입시키지 않는 무근 주열식 지중벽으로 형성하게 된다.

상기 S.C.W병용 H파일토류벽시공법(1-5)은 H파일(4)을 항타(직타)하여 설치하되 H파일(4)은 가능한한 근접되게 설치하고 토류판(5)을 설치한 상태에서 H파일(4)의 배면에 안정제주입공(7)을 중첩되게 뚫어준 후 흙(SOIL)과 시멘트(CEMENT)를 혼합 시켜서 된 안정제를 주입시켜 고형화시켜준다.

상기 S.C.W병용 H파일 토류벽시공법(1-5)은 H파일(4) 및 토류판(5)으로 되는 벽체와 지중에 연속된 주열벽체가 이중으로 형성되므로 토류벽 및 차수의 효과가 우수하기는 하지만, H파일(4)을 항타(직타)에 의해 설치하여야 하므로 H파일(4)을 설치할때 소음이 극심하게 발생하는 문제가 있고, 대형크레인과 삼축오가와 믹서·펌프와 같은 대형장비를 구비하여 시공하여야 하므로 장비비용이 많이 소요되고 시공효율이 낮아 공기가 길어질뿐만 아니라 시공비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

도 1f는 S.C.W(SOIL CEMENT WALL)공법(1-6)을 보인 예시도로서, 이는 주열식 지중벽으로 계획심도까지 안정제주입공(7)을 천공한 후 안정제(SOIL CEMENT)를 주입시켜 벽체를 형성하고 H파일(4)을 응력재로 삽입하여 토류벽을 향상시키는 공법이다. 이와같은 공법은 연속벽체가 차수와 토류의 2중역활을 하게 되지만, 시공을 위해서는 대형크레인과 삼축오가와 믹서·펌프와 같은 대형장치를 구비하여야 하고 시공효율이 감소하여 시공기간 길어져 결국 설비비용이 높아지게 되는 문제가 있었다.

도 1g는 C.I.P공법(1-7)을 보인 예시도이다.

이 C.I.P(CAST-IN-PLACED-PILE)공법은 주열식으로 철근콘크리트 기둥을 현장에서 타설 설치하는 것으로서, 기둥설치공(8)을 뚫어 케이싱을 설치하고 케이싱 내부에 철근을 설치한 후 시멘트, 자갈, 모래등으로 된 몰타르를 충진시켜 기둥으로 고형화시키며, 케이싱을 해제시켜 주되 H파일(4)을 소정의 간격에 위치하는 기둥에 삽입시켜주는 공법이다.

이와같은 C.I.P공법(1-7)은 철근콘크리트기둥을 설치할때 마다 기둥설치공(8)을 뚫어 거푸집을 설치하고 철근을 설치한 상태에서 몰타르를 충진시키며 몰타르가 고형화된 후 거푸집을 제거하여야 하는 일련의 과정을 매번 반복적으로 실시하여야 하므로 설치기간이 장기간 소요되고, 기둥과 기둥 사이가 밀폐상태로 되지 못하고 누수되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

도 1h는 보조그라이팅 병용 C.I.P공법(1-8)을 보인 예시도이다.

도 1g에 도시된 바와같은 C.I.P공법(1-7)에 의해 철근콘크리트기둥을 설치하고 소정의 철근콘크리트 기둥에 H파일(4)을 삽입시켜주며, 각 철근콘크리트기둥 사이에 배면부에 차수용 보조 그라우팅(9:GROUTING)을 실시해주는 공법이다.

이와같은 보조그라이팅 병용 C.I.P공법(1-8)은 설치비용과 시간이 많이 소요되는 C.I.P공법(1-7)을 먼저 실시한 다음에 차수용 보조그라우팅(9)을 재차 실시하여 토류벽과 차수의 기능은 확보할 수 있으나 설치비용과 시간이 더욱 더 많이 소요되는 문제가 있었다.

이와같은 공법중에서 도 1a인 시트파일공법(1-1)과 도 1b인 워터제트병용 시트파일공법(1-2)을 제외한 공법들은 흙막이 공사를 실시할때 토압과 지반의 조건에 따라 몇가지의 공법을 병행시켜서 시행하게 된다.

도 2a 및 도 2b는 흙막이 공사의 실시예를 보인 것이다.

도 2a는 토압이 높고 지반침하의 우려가 현저히 높을때의 기존 흙막이 공사의 예시도로서, 지반부(10)와 터파기부(11)의 경계선상에 흙막이를 설치하게 된다.

토압이 높고 지반침하의 우려가 높으므로 터파기부(11)의 경계선상에 바이브로햄머(구체적으로 도시하지 아니함)에 의해 항타(직타)하여 H파일(4)을 소정의 등간격으로 설치하고 H파일(4)의 내부양측으로 LW공법에 의해 SEAL제를 주입하여 설치하며, 그 사이에 C.I.P공법을 병행하여 실시한 다음 이들의 외측, 즉 지반부(10)의 경계선 상에는 J.S.P공법을 실시하여 지반부(10)를 더욱 견실하게 지지시켜주어야 한다.

또한 토압이 낮고 지반침하의 우려가 현저히 적을때에는 도 2b에 도시된 바와같이 터파기부(11)와 지반부(10)의 경계선상에 C.I.P공법(1-7:도 1g)을 실시하여 주고 보강이 필요한 면에는 C.I.P공법(1-7)에 의해 설치된 철근콘크리트기둥의 후측에 LW공법을 실시하여 SEAL제(규산소다)를 그라우팅시켜 주게된다.

이와같이 흙막이 공사를 실시할때 종래의 공법들은 시트파일(2)을 직타(항타)하여 설치하는 공법외에는 토압과 지반의 상태에 따라 여러가지의 공법을 병행하여 실시해주어야하므로 시간과 비용이 많이 소요되는 문제가 있었고 H파일(4)을 강제적으로 직타(항타)하여 설치하는 공법을 활용하고 있기 때문에 흙막이 공사를 실시할때 소음이 극심하게 발생하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제와 폐단을 해소할 수 있도록 하기 위하여 종래의 공법과는 전혀다른 흙막이 설치공법과 그 흙막이용으로 설치사용되는 원통기둥을 제공하려는 것이다.

본 발명은 시트파일을 지중에 연속하게 매설하도록 하는 것에 있어서 각 원통기둥의 일면을 길이 방향으로 절개하고 절개면의 내·외면을 뒤집은 상태에서 양측모서리면을 용접시켜 내접화면을 형성시킨 원통기둥을 복수개 구비하는 공정과, 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원통기둥설치공을 수직으로 뚫어 원통기둥을 삽입하여 설치하되 내접호면이 진행방향으로 향하도록 설치하는 공정과, 선행설치된 원통기둥의 내접호면의 전방에 인접하고 중첩되도록 원통기둥설치공을 뚫어서 원통기둥의 내접호면에 후 설치되는 원통기둥의 원호면이 연접되도록 설치하는 공정과,

소정갯수의 원통기둥이 설치되면 선행설치된 원통기둥을 순차적으로 뽑아 제거하고 원통기둥이 제거되어 연통되어지는 원통기둥 설치공에 시트파일을 연결되게 연속설치하는 공정을 포함하는것을 특징으로 하는 흙막이 설치공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 복수개의 원통기둥을 한조로 하여 연접되게 설치하되 연속적으로 뚫어지는 원통기둥설치공에는 최선으로 설치된 원통기둥을 순차적으로 뽑아 설치하도록하여, 복수개의 원통기둥만을 반복적으로 활용할 수 있도록 된 흙막이 설치공법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 설치공을 뚫어 원통기둥을 삽입시켜줌으로서 설치기간을 단축시키면서 보다 용이하게 설치할 수 있도록 하고, 복수개의 원통기둥을 반복적으로 사용토록 함으로서 시공에 따른 자재의 비용을 줄일 수 있도록하며, 원통기둥에 제거된 설치공에 시트파일을 삽입시켜 주는것에 의해 흙막이 공사가 완료되어지도록 함으로서 공사기간을 단축시키고 비용도 절감시킬 수 있도록 하는 흙막이 설치공법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 굴삭용천공기에 의해 설치공을 뚫어주므로 지반이 견고한 연암층, 풍암층까지 뚫어 시트파일을 설치할 수 있도록 함으로서 보다 견실하게 설치할 수 있도록 하고, 시트파일은 ''형으로서 지지면에 의해 지반의 전·후받침면을 지지하도록 함으로서 지반을 보다 강력하게 받쳐줄 수 있도록 하는 흙막이 설치공법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 원통기둥에 직립으로 설치할 수 있도록 하는 가이드수단을 구비하여 인접하여 설치되는 원통기둥을 동일직선상에 용이하게 설치할 수 있도록 하고 직각면에서도 용이하게 설치할 수 있도록 하며, 특히 분진이나 소음을 거의 발생시키지 않으면서 실시할 수 있도록 된 흙막이 설치공법을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 기타목적은,

시트파일(30)을 연결되게 하여 지중에 매설(매입)시키도록 하는것에 있어서,

통상의 굴삭용천공기를 이용하여 지반에 원통기둥설치공(27)을 수직으로 뚫어주는 공정과,

수직으로 뚫어 원통기둥설치공(27)에 일면이 내접호면(22)으로 되는 원통기둥(21)을 임의장치에 의해 삽입고정시키되 내접호면(22)이 진행방향을 향하도록 설치하는 공정과,

기 설치된 원통기둥(21)의 내접호면(22)의 전방에 일부가 내접호면(22)과 중첩되어지도록 하여 원통기둥설치공(27)을 뚫어주고 그 원통기둥설치공(27)에 원통기둥(21)을 삽입고정시키는 것을 반복적으로 실시하여 원통기둥(21)을 연접되게 연속설치하는 공정과,

원통기둥(21)이 소정의 갯수이상 연속설치되었을 경우에는 원통기둥(21)을 설치할때마다 최선에 위치하는 원통기둥(21)을 순차적으로 인출하여주는 공정과,

원통기둥(21)이 인출된 원통기둥설치공(27)이 연통되게 다수개 구비되면 그 연통되어지는 원통기둥설치공(27)에 시트파일(20)을 서로 연결되도록 삽입하여 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 설치공법에 의해 달성된다.

또한 본 발명의 목적은 원통형으로 되는 기둥에 있어서, 원호면(21-1)의 일면을 일체형의 내접호면(22)으로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 흙막이 설치용 원통기둥에 의해 달성된다.

도 1a 내지 도 1h는 종래의 흙막이 공법을 보여주는 평면 예시도.

도 2a 및 도 2b는 종래흙막이 공법을 이용한 흙막이 공사의 실시예시도.

도 3은 본 발명에 따른 흙막이 설치공법인 연속천공시트파일공법에 의한 흙막이 공사의 실시예시도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 연속천공시트파일공법에 사용되는 원기둥의 성형공정을 보인 예시도.

도 5는 도 4a 내지 도 4c의 공정에 의해 성형된 원기둥을 보인 예시도.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 연속천공시트파일 공법에서 원기둥설치공을 연속적으로 천공하면서 원기둥을 설치하는 방법과 시트파일을 설치하는 방법을 보인 실시예의 예시도.

도 7a 및 도 7b는 종래의 공법과 본 발명에 따른 공법에 의해 시트파일을 설치할 수 있는 지반층의 깊이를 보인 예시도.

※도면의 주요부분에 대한 부호설명

1-1 : 시트파일공법 1-2: 워터제트병용시트파일공법

1-3 : H파일토류벽공법 1-4 : LW병용 H파일 토류벽공법

1-5 : SCW병용 H파일토류벽공법 1-6 : SCW공법

1-7 : CIP공법 1-8 : 보조그라우팅병용 CIP공법

2 : 시트파일 3 : 워터제트파이프

4 : H파일 5 : 토류판

6 : 그라우팅공 7 : 안정제주입공

8 : 기둥 9 : 보조그라우팅

10 : 지반부 11 : 터파기부

20 : 연속천공시트파일공법 22 : 내향원호면

23 : 모서리면 24 : 직립가이드단턱

25 : 직립가이드홈 26 : 직립가이드병렬단턱

27 : 원통기둥설치공 30 : 시트파일

31, 32 : 결속부

본 발명의 상기 및 기타목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 4a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 흙막이 설치용 원통기둥 및 그 원통기둥을 이용한 흙막이 설치공법을 보인 예시도로서, 도 4a 내지 도 4c는 원통기둥을 성형하는 공정을 보인 예시도이고 도 5는 완성된 원통기둥을 보인 예시도이며,

도 6a는 원통기둥의 설치상태를 보인 예시도이고 도 6b는 원통기둥과 시트파일을 연속적으로 설치하는 상태를 보인 예시도이며,

도 6c는 원통기둥의 다른 실시예를 보인 예시도이다.

본 발명에 따른 흙막이 설치공법을 실시하기 위해서는 기본적 설치장비외에 도시된 바와같은 원통기둥(21)과 시트파일(30)을 필요로 한다.

원통기둥(21)의 성형은 원천적으로 성형시킬때 내접호면(22)이 형성시키도록 성형시키는 것과, 원통으로 성형된 기둥(관)을 재차가공성형시켜서 사용할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 원통기둥(21)을 성형시키는 공정을 보인 예시도이다.

도 4a에 도시된 바와같이 원통형으로 되는 원통기둥(21)에서 도 4b에 도시된 바와같이 원호면(21-1)중에서 일부원호면(21-2)을 통상의 절단장치(도시하지 아니함)에 의해 길이방향으로 절단하고, 절단된 일부의 원호면(21-2)은 내·외면이 반대가 되도록 돌려준 상태에서 서로 당접되는 모서리면(23)을 통상의 용접장치(도시하지 아니함)에 의해 일체형으로 용접시켜 주면 외측으로는 내접호면(22)이 형성된다.

도 4c 및 도 5에 도시된 바와같이 원호면(21-1)의 일측으로는 내접호면(22)이 일체형으로 형성된 원통기둥(21)으로 성형되어지는 것이다.

상기 원통기둥(21)을 설치할때 내접호면(22)이 일측방향을 향하도록 연접시켜 설치하게 되므로 원통기둥(21)을 삽입설치할때 내접호면(22)이 일측을 향하는 일직선상으로 설치해주어야 한다.

도 6a 내지 도 6c는 원통기둥(21)을 일직선상으로 설치하여 주기 위하여 원통기둥(21)을 약간 개선시킨 실시예를 보인 예시도이다.

도 6a에 도시된 바와같이 내접호면(22)과 연접되는 원호면(21-1)에 서로 대응되는 직립가이드홈(25)과 직립가이드단턱(24)을 형성하여 주거나, 직립가이드홈(25)과 하나이상의 직립가이드단턱(24)은 서로 직각(∠90)을 유지하도록 형성시켜준다.

또한 도 6b에 도시된 바와같이 원통기둥(21)에서 원호면(21-1)에 한쌍의 직립가이드병렬단턱(26)을 이격시켜 일체형으로 형성시켜주되 상기 이격된 직립가이드 병력단턱(26)의 사이로는 내접호면(22)의 모서리면(230을 수용할 수 있도록 하였다.

특히, 내접호면(22)과 한쌍의 직립가이드 병렬단턱(26)을 형성할때 도 6c에 도시된 바와같이 내접호면(22)의 양측모서리면(23)과 직립가이드병렬단턱(26)을 직각(∠90)으로 유지시켜주는 것과, 내접호면(22)의 원호길이(ℓ₁)는 원통기둥(21)의 원주(L)의 ¼을 넘지 않도록 하고 직립가이드병력단턱(26) 사이의 원호길이(ℓ₂)는 원주(L)의 ¼을 넘도록 하게 되면 원통기둥(21)을 설치할때 직선상으로 설치할 수 있게 되고 모서리부분에 직각으로 설치할 수 있게 된다.

또한 시트파일(30)은 도 6b에 도시된 바와같이 경사지게 형성된 지지면(31)의 상단과 하단에 서로 반대방향으로 받침면(32) 일체로 형성하고, 각 받침면(32)의 선단에는 서로 대응되는 결속부(33)(34)를 형성하였으며, 이와같이 된 시트파일(30)을 설치하게 되면 양측의 받침면(32)이 지반의 내향면에 연접되어 지지되어 지도록 하였다. 이와같은 시트파일(30)외에 서로 연결시켜 설치할 수 있는 것이면 어느것이든 설치하여 사용할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 흙막이 설치공법에 대하여 설명한다.

흙막이를 설치하고자 하는 라인선상을 지반선상에 설정한 상태에서 실시하게 된다.

통상적으로 사용되고 있는 굴삭용천공기(부철 퍼링스제작, 부철천공기BCD-8866)등을 이용하여 기준점에 원통기둥설치공(27)을 소정의 깊이만큼먼저 뚫어준다. 원통기둥설치공(27)의 크기(지름)는 설치하고자하는 원통기둥(21)을 삽입시킬 수 있을 정도로 뚫어준다

굴삭용천공기에 의해 뚫어진 원통기둥설치공(27)에는 원통기둥(21)을 설치한다. 원통기둥은 통상의 기중기와 바이브로 햄머를 이용하여 설치하게되는데, 설치공이 이미 뚫어져 있는 상태에서 원통기둥(21)을 삽입하여 심는 것과 같은 현상으로 실시하게 되는데 설치장비인 기중기와 바이브로햄머의 용량은 그다지 크지 않아도 용이하게 설치할 수 있게된다. 특히 원통기둥(21)을 맨처음 설치하기 때문에 도 5에 도시된 바와같이 표시가 없는 원통기둥(21)이든, 도 6a 내지 도 6b에 도시된 바와같이 원호면(21-1)과 내접호면(22)에 직립가이드단턱(24), 직립가이드홈(25), 직립가이드병렬단턱(26)등이 형성되어있는 원통기둥(21)이든 내접호면(22)이 흙막이를 설치하고자 하는 방향을 정확히 향하도록 설치해주어야 한다.

이와같이 하여 최초의 원통기둥(21)을 설치한 다음에는 굴삭용천공기를 이용하여 다시 원통기둥설치공(27)을 뚫어주되 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와같이 원통기둥설치공(27)의 일부가 기히 설치된 원통기둥(21)의 내접호면(22)의 내측에 위치하여 서로 중첩되어지도록 한 상태에서 뚫어준다. 이와같이 새로운 원통기둥설치공(27)을 기히 설치되어 있는 원통기둥(21)에 근접시켜 주더라도 내접호면(22)의 양측 모서리면(23)을 잇는 직선길이가 지름보다 작으므로 기히 설치된 원통기둥(21)의 내접호면(22)에 근접되게 원통기둥설치공(27)을 뚫어주더라도 기히 설치된 원통기둥(21)은 요지부동으로 직립상태를 유지하게 된다. 이와같이 기히 설치된 원통기둥(21)의 내접호면(22)에 새로운 원통기둥설치공(27)을 뚫어준 상태에서 새로운 원통기둥설치공(27)에는 다른 원통기둥(21)을 설치해주게 되는데, 도 5에 도시된 바와같이 외면에 아무표시가 없는 원통기둥(21)은 새로운 원통기둥(21)의 내접호면(22)이 흙막이 설치방향을 향하도록 방향을 정확하게 맞추어서 설치해주고,

도 6a에 도시된 바와같이 상호 대응되는 단턱(24)과 직립가이드홈(25)이 구비된 원통기둥(21)은 기히 설치된 원통기둥(21)의 직립가이드홈(25)에 새로 설치되는 원통기둥(21)의 직립가이드단턱(24)이 삽입되어지도록하면서 설치해주며, 또한 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와같이 직립가이드병렬단턱(26)이 형성된 것인 경우에는 직립가이드병렬단턱(26)이 모서리면(23)의 외측에 위치하도록 즉, 새로이 설치되는 원통기둥(21)의 모서리면(23)이 삽입되어지도록 한 상태에서 원통기둥(21)을 설치해준다.

이와같이 원통기둥(21)을 설치해주면 기히 설치되어 있는 원통기둥(21)의 내접호면(22)과 새로이 설치되는 원통기둥(21)의 원호면(21-1)은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와같이 밀접되어진 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 기히 설치되어있는 원통기둥(21)의 전방에 원통기둥설치공(27)을 뚫어주면서 새로운 원통기둥(21)을 설치하도록 하는 과정을 반복적으로 다수번 실시하여주며, 바람직하기로서는 5∼8개의 원통기둥(21)들이 연접되게 설치하여 준다.

이와같이 다수개의 원둥기둥(21)들이 연접되게 설치된 상태에서 최후에 설치된 원통기둥(21)의 내접호면(22)의 전방으로 원통기둥설치공(27)을 뚫어준후 그 원통기둥설치공(27)에는 새로운 원통기둥(21)을 삽입하여 설치하지 않고 제일먼저 설치하였던 원통기둥(21)을 뽑아서 설치하여준다. 이와같은 과정을 반복적으로 실시하여 다수개(5∼8개)의 원통기둥(21)을 반복적으로 선단으로 이동시켜 연속설치하여 주게 되면 원통기둥(21)이 제거되어지는 원통기둥 설치공(27)은 서로 연통된 상태를 유지하게 되며, 연통된 원통기둥설치연통공(27-1)이 소정의 길이만큼 확보되면 그 원통기둥설치 연통공(27-1)에는 도 6b에 도시된 바와같이 시트파일(30)을 설치하여 준다.

시트파일(30)도 통상의 크레인과 바아브로햄머를 이용하여 설치하여주되, 점진적으로 확보되는 원통기둥설치연통공(27-1)에 시트파일(30)을 설치할때 선설치된 시트파일(30)의 결속부(31)(32)중에서 어느하나와 나중에 설치되는 시트파일(30)의 결속부(31)(32)를 도 6b에 도시된 바와같이 서로 결합시켜 연결시켜주도록한다.

본 발명은 상기와 같이 복수개의 원통기둥(21)을 연속적으로 반복전진설치하면서 후측방에 형성되는 원통기둥설치연통공(27-1)에 시트파일(30)을 연속설치하여주는 공법에 의해 흙막이를 설치할 수 있는 것이다. 이와같이 실시하는 과정에서 각도를 변경시킬때도 전술한 공법을 실시하면서 흙막이를 설치할 수 있는데, 임의의 각도로 변경시키고자 할때에는 도 5에 도시된 바와같이 외면이 매끈한 원통기둥(21)을 사용하고, 각도를 직각으로 변경시키고자 할때에는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와같이 직립가이드 단턱(25)과 직립가이드홈(24) 또는 직립가이드 병렬단턱(26)이 형성된 원통기둥(21)을 사용하게 되면 용이하게 설치할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 원통기둥을 이용한 흙막이설치공법은 지층의 심도에 상관없이 설치할 수 있다.

기존의 시트파일공법은 항타(직타)식, 유압식, 외터제트병용항타식에 의해 시트파일을 지반에 시공하였기 때문에 도 7a에 도시된 바와같이 약지층(매립토, 표토, 전석층)이 연약한 지반에서 시공이 가능할뿐 강지층(풍화암, 연암, 경암)과 같이 강한 지반에서 강한 지반(암석)을 뚫을 수가 없어서 시공할 수 없는 것이고,

또한 기존의 기타공법(C.I.P공법 S.C.W공법 LW공법, J.S.P공법)들도 그 특성상 암석층과 같은 강한 지반을 뚫고 설치할 수 없으며,

따라서 흙막이를 견고하게 설치할 수 없게 된다.

반면에, 본 발명에 따른 공법은 굴삭용 천공기를 이용하여 원통기둥설치용 구멍에 원통기둥을 삽입하여 설치하거나 연통되는 구멍이 시트파일을 삽입하여 설치하므로 소음이 거의 발생되지 않고 진동도 발생되지 않으며 지반 깊숙히 설치되기 때문에 지하수의 수압이 높더라도 누수현상을 방지하고 더불어 지반이 침하하는것을 방지할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 공법은 연약지반에서의 굴토공사를 비롯하여 항만물막이 공사·교각설치공사·하천물막이공사·터파기시 누수 및 지반 침하의 우려가 있는 공사·도로방호벽공사, 기존의 시트파일시공이 불가능한 지반등 모든 흙막이 공사에 용이하게 적용할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 공사기간을 단축시키고 공사비용을 단축시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 굴삭천공기를 이용하여 원통기둥설치공을 뚫어주기만하면 뚫어진 설치구멍에 원통기둥을 설치하는 것과 연통되는 설치공에 시트파일을 설치하는것은 바이브로햄머등을 이용하여 간단히 설치할 수 있으므로 시공시간을 단축시킬 수 있는데, 특히 원동기둥설치공을 뚫어 원통기둥을 설치하는 것과 연통되는 설치공 시트파일을 설치하는 것을 동시에 실시할 수 있으므로 공사기간을 현저히 단축시킬 수 있게 된다.

이와같이 기간을 단축시킴과 더불어 공사비용도 절감할 수 있다.

다음표는 기존의 설치공법에 의한 단위(㎡)당 공사단가의 내역도이다.

표 1(자재비등 순수비용임) 단위[원/㎡]

표 1에서 확인되는 바와같이 기준의 공법들은 적게는 2배이상(일반항타공법)에서부터 많게는 11배이상(C.I.P + 차수 그라우팅공법)의 비용이 소요되는 것을 알 수 있다.

이러한 비용은 자재비를 포함한 순수비용일뿐이며,

설치공사에 필요한 장비사용비용과 공사기간 등을 감안할때 본 발명은 흙막이 설치공사 비용을 현저히 줄일 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면,

공법이 단순하여 용이하게 실시할 수 있어 더불어 공사기간을 단축시킬 수 있고, 지반의 심도와 지하수의 수압 및 지반의 강약에 구애받지 않고 실시할 수 있으며, 구멍을 뚫어 원통기둥과 시트파일을 설치하므로 소음과 진동이 발생되지 않으면서 공사를 실시할 수 있으며, 단위[㎡]당 공사단가와 장비의 사용비용를 줄일 수 있으므로 공사비용을 현저히 절감하면서 고품질의 공사를 실시할 수 있게 된다는 것이다.

Claims (5)

1. 시트파일(30)을 연결되게 하여 지중에 매설(매입)시키도록 하는것에 있어서,

   통상의 굴삭용천공기를 이용하여 지반에 원통기둥설치공(27)을 수직으로 뚫어주는 공정과,

   수직으로 뚫어 원통기둥설치공(27)에 일면이 내접호면(22)으로 되는 원통기둥(21)을 임의장치에 의해 삽입고정시키되 내접호면(22)이 진행방향을 향하도록 설치하는 공정과,

   기 설치된 원통기둥(21)의 내접호면(22)의 전방에 일부가 내접호면(22)과 중첩되어지도록 하여 원통기둥설치공(27)을 뚫어주고 그 원통기둥설치공(27)에 원통기둥(21)을 삽입고정시키는 것을 반복적으로 실시하여 원통기둥(21)을 연접되게 연속설치하는 공정과,

   원통기둥(21)이 소정의 갯수 이상 연속설치되었을 경우에는 원통기둥(21)을 설치할때마다 최선에 위치하는 원통기둥(21)을 순차적으로 인출하여주는 공정과,

   원통기둥(21)이 인출된 원통기둥설치공(27)이 연통되게 다수개 구비되면 그 연통되어지는 원통기둥설치공(27)에 시트파일(20)을 서로 연결되도록 삽입하여 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 설치공법
2. 원통형으로 되는 기둥에 있어서, 원호면(21-1)의 일면을 일체형의 내접호면(22)으로 형성하여서 된것을 특징으로 하는 흙막이 설치용 원통기둥.
3. 제 2 항에 있어서,

   내접호면(22)과 연접되는 원호면(21-1)에는 서로 대응되는 직립가이드홈(25)과 직립가이드단턱(24)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 흙막이 설치용 원통기둥
4. 제 3 항에 있어서,

   직립가이드홈(25)과 하나이상의 직립가이드단턱(24)는 서로 직각(∠90)을 유지하도록 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 흙막이 설치용 원통기둥
5. 제 2 항에 있어서,

   원통기둥(21)의 원호면(21-1)에 직립가이드 병렬단턱(26)을 형성시키되 내접호면(22)의 양측모서리면(23)과 직립가이드병렬단턱(26)을 직각(∠90)으로 유지시켜주는 것과, 내접호면(22)의 원호길이(ℓ₁)는 원통기둥(21)의 원주(L)의 ¼을 넘지 않도록 하고 직립가이드병력단턱(26) 사이의 원호길이(ℓ₂)는 원주(L)의 ¼을 넘도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 흙막이 설치용 원통기둥