KR200293048Y1 - 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조 - Google Patents

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KR200293048Y1
KR200293048Y1 KR2020020023263U KR20020023263U KR200293048Y1 KR 200293048 Y1 KR200293048 Y1 KR 200293048Y1 KR 2020020023263 U KR2020020023263 U KR 2020020023263U KR 20020023263 U KR20020023263 U KR 20020023263U KR 200293048 Y1 KR200293048 Y1 KR 200293048Y1
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임재형
김대중
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삼성물산 주식회사
빌딩닥터그룹(주)
문정호
임재형
권기혁
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Abstract

본 고안은 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조에 관한 것으로서 지하벽을 이용한 흙막이 시공에 있어, 지하벽에 압축 프리스트레스를 도입시켜 토압 등에 대한 지지능력을 향상시켜 보다 적은 스트러트, 띠장 등과 같은 흙막이 지보재를 사용 가능하게 하여 경제적이고, 효율적으로 시공할 수 있는 흙막이 구조를 제공하고, 이를 이용하여 지하구조물 및 상부구조물을 시공할 수 있는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조에 관한 것으로서, 상기 흙막이 구조는 대지경계선을 따라 소정의 심도까지 굴착된 굴착공에 형성되며, 프리스트레스가 도입된 지하벽; 및 상기 지하벽에 형성된 지보재;를 포함한다.

Description

프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조{shoring structure using prestressed retaining wall}
본 고안은 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지하벽(지하연속벽)에 의한 흙막이 시공에 있어, 지하벽(지하연속벽)에 압축프리스트레스를 도입시켜 토압 등에 대한 지지능력을 향상시켜 보다 적은 스트러트, 띠장 등과 같은 흙막이 지보재를 사용 가능하게 하여 경제적이고, 효율적으로 시공할 수 있는 흙막이 구조를 제공하고, 이를 이용하여 지하구조물 및 상부구조물을 시공할 수 있는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조에 관한 것이다.
(초)고층 건물, 아파트, 주택, 저수조 와 같은 대형 토목 지하구조물 건설과 같이 지반을 굴착하여 굴착된 공간 내에 지하 벽체, 지하 바닥슬래브, 지하기초슬래브 및 기둥 등을 포함하는 지하구조물을 시공해야 하는 경우, 지반 굴착 시 그 굴착깊이 및 지반특성에 따라 굴착지반의 붕괴를 방지하기 위해 다양한 방식의 흙막이 수단이 이용되며, 특히 본 고안과 관련된 흙막이 수단으로서 지하연속벽을 이용하는 경우가 있는 데, 이러한 지하연속벽에 의한 흙막이 시공은 저 진동, 저 소음시공이 가능하고, 인접지반 침하 방지에 의한 민원발생 소지가 적고, 지하 벽체의 강성이 높아 안전하고, 최대 시공 깊이 80~100 m 가능하여 굴착 깊이에 따른 설계제한을 비교적 받지 않고, 지하벽체 단면의 치수와 형상의 자유로운 선택이 가능하고, 굴착지반의 지질 조건(암석층 도 가능)에 구애받지 않으며, 지하 구조물 역타 공법(지하구조물과 상부구조물의 병행 시공이 가능한 공법)과 병행할 수 있고,지하구조물 본체 벽으로 사용가능하며, 지 수성이 높아 주변 지반이 흩어지지 않는 장점 때문에 비교적 공사비가 고가이며, 부대 장비가 많이 필요하여 시공부지가 특정 면적이상 필요하다는 문제점에도 불구하고 많이 이용되고 있다.
도1a는 통상적인 지하연속벽 시공의 개략적인 순서도 인데, 먼저 대지경계선과 같은 지하벽이 형성되어야 할 부지에 대한 측량 및 부지정리 후에, 지하벽이 설치되는 굴착공이 정확하게 형성될 수 있도록 도1b와 같이 안내벽(guide wall, 10)을 설치하고, 상기 안내벽(10)을 기준으로 소정의 심도까지 도1c와 같이 지반 특성에 맞는 굴착장치(back hoe, hydro mill 등,20)를 이용하여 굴착공(30)을 형성시키면서 굴착공이 붕괴되지 않도록 벤트나이트 용액과 같은 안정액을 채우고, 상기 굴착공(30)에 지하벽 내부에 형성될 수 있는 철근조립체(현장 또는 공장제작,40)를 크레인 등과 같은 양중장치로 도1d와 같이 삽입시킨 후, 굴착공의 하부까지 미리 설치된 트레미관(51)을 상부로 일정 높이 들어올리면서 내부에 철근조립체가 매설되면서 지하벽체 콘크리트(50)를 타설, 양생시켜 최종적으로 도1e와 같이 지하연속벽(60)을 완성시키게 된다.
이러한 지하연속벽을 대지경계선을 따라 연속적으로 형성시키는 흙막이 시공방법을 통상 지하연속벽(diaphragm or slurry wall) 공법이라고 하며 완성된 상태의 지하연속벽의 평면도가 도1f이다.
상기와 같은 지하연속벽(60)은 설계에 따른 심도까지 형성되면서, 대지경계선을 따라 형성되고, 최종적인 완성 상태의 형상은 구조물이 시공되는 부지의 외곽을 따라 지하연속벽으로 울타리를 친 형태가 되며, 이로서 지하연속벽과 지하연속벽 사이를 굴착해도 굴착지반이 붕괴되지 않아 지하구조물 및 상기 지하구조물 위로 상부구조물을 시공할 수 있게 된다.
단지 이러한 지하연속벽을 지반에 형성시키는 경우, 지하연속벽에 작용하는 토압, 수압 등과 같은 외력에 의하여 지하연속벽이 구조적으로 휨 모멘트를 받게 되고, 이러한 휨모멘트가 지하연속벽 자체에 의한 휨강성을 초과하는 경우, 지하연속벽 자체가 붕괴되고, 이로서 인접지반도 함께 붕괴되기 때문에 특히 도심지와 같이 대지 경계선 상에 많은 구조물이 존재하는 경우, 자칫 대형 안전사고의 위험성이 항상 존재하게 된다. 이에 지하연속벽을 수평방향으로 가로질러 띠장(wale)을 설치하고, 상기 띠장에 스트러트(strut)를 수평 또는 경사지게 설치한 지보재를 이용하여 지하연속벽을 토압 등에 보조적으로 지지토록 하는 것이 통상적이다. 이러한 지보재가 설치되는 경우에는 지보재가 지하구조물을 설치해야하는 장소에 형성되기 때문에 지하구조물의 시공에 방해를 주게되어 이를 해체하면서 지하구조물을 시공할 수밖에 없어 결국 지보재의 설치 및 해체는 지하구조물의 시공 및 공기에 절대적인 영향을 미치게 되며, 이로서 소요되는 공사비도 토공사 중에 상당한 부분을 차지하게 된다.
즉, 지하연속벽을 흙막이로서 이용하는 데 있어, 지하연속벽을 지지하기 위한 지보재의 설치 및 해체작업량을 얼마나 줄일 수 있는 가는 지하구조물의 시공에 있어 매우 중요한 사항이 되며, 이러한 지보재의 설치, 해체 작업량은 지하연속벽이 형성되는 부지 면적 및 굴착심도에 따라 정해지게 되는 것이 통상적이다.
특히 본 고안과 관련된 상기 지하연속벽을 위한 굴착심도가 깊어지면 깊어질수록 지보재의 설치, 해체량은 비례하게 된다. 예컨대 지하연속벽을 형성시키기 위한 굴착 심도(H)가 개략 30m 정도 되는 경우 2-3m 정도 깊이(h) 마다 도1g와 같이 띠장(70) 및 스트러트(80)와 같은 지보재를 지하연속벽(60)에 설치하므로 개략 8-10개의 띠장 및 스트러트가 필요하게 되며, 이러한 지보재의 설치, 해체를 위한 공사비는 토공사 비용 중 상당히 큰 부분을 차지하게 되고, 특히 전체공사비에 절대적인 영향을 끼치는 공기에 지대한 영향을 끼치게 된다.
이에 이러한 지보재의 설치, 해체작업량을 줄이는 방법 즉, 지하연속벽 또는 다양한 형식의 지하벽에 최소한의 지보재를 설치하면서 지하 연속벽의 시공상의 장점을 이용할 수 있는 기술개발의 필요성이 절실하게 요구되었다.
본 고안의 목적은 상기와 목적을 달성하기 위해 토압 등과 같은 외부 하중을 지지할 수 있는 지지능력을 최대한 부담할 수 있는 지하연속벽 또는 지하벽을 제작할 수 있는 수단을 제공하여, 결과적으로 최소한의 지하연속벽 또는 지하벽에 지보재만을 설치할 수 있게 함으로서, 흙막이 공사 및 이를 이용한 구조물 공사에 있어 공기 단축 및 공사비 절감이 가능하게 하는 것이다.
도1a는 종래의 지하연속벽의 개략 시공순서도이다.
도1b,도1c,도1d,도1e 및 도1f는 종래의 지하연속벽의 시공순서에 따른 각 시공도 및 지하연속벽의 평면도이다.
도1g는 지보재가 설치된 종래의 지하연속벽을 이용한 흙막이 단면도이다.
도2a 및 도2b는 본 고안의 흙막이구조의 단면도 및 정면도의 구체예이다.
도3은 본 고안의 지하벽의 시송순서도의 구체예이다.
도4a,도4b,도4c,도4d 및 도4e는 본 고안의 지하벽의 시공순서에 따른 각 시공도의 구체예이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:지하벽 120:굴착공
130:철근조립체 140:정착장치
150:긴장재 160:벽체콘크리트
200:지보재 300:흙막이
본 고안은 흙막이 시공에 있어, 지하연속벽 및 지하벽을 굴작된 지반에 설치함으로서 지하연속벽 또는 지하벽(이하 지하벽)에 높이(굴착심도)에 따라 수직으로 작용하는 토압 등의 외부하중에 대한 지지력(특히 휨강성)을 최대한 확보하기 위해 지하벽에 정착장치 및 긴장재를 이용하여 미리 압축 프리스트레스를 주는 것을 핵심적 기술적 사상으로 한다.
또한 본 고안은 먼저 지하벽인 흙막이를 대지경계선 상에 연속적으로 시공한 후, 지하벽으로 둘러싸인 내부 지반을 굴착하고, 굴착된 내부지반 하부로부터 순차적으로 지하 기초슬래브, 지하구조물 벽체(지하벽을 직접 지하벽체로 이용하는 경우는 제외됨),지하 바닥슬래브 및 기둥 등을 설치하는 순타공법 및 지하벽인 흙막이를 대지경계선 상에 연속적으로 시공한 후, 지하벽으로 둘러싸인 내부 지반을 굴착하면서 먼저 지상1층 기초슬래브를 형성시켜 상부구조물 시공을 위한 기초를 형성시킴 과 동시에 상기 지상1층 기초슬래브의 개구부를 통해 지반을 더 굴착하면서 지하 1층 내지 2층의 지하 바닥슬래브를 상부로부터 순차적으로 하부로 형성시킴을서, 지하구조물 및 상부구조물을 함께 시공하는 역타공법에 모두 적용될 수 있는데 이는 순타공법이든 역타공법이든 지하벽을 먼저 시공하는 공정이 공통적으로 포함되기 때문이다.
이에 본 고안에서는 순타공법의 공정을 기준으로 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조 와 더불어 이를 이용한 구조물 시공방법의 최선의 실시예를 도2 내지 도4를 기준으로 상세히 설명한다.
<프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조>
본 고안의 흙막이 구조는 대지경계선(110)을 따라 소정의 심도까지 굴착된굴착공(120)에 형성되며, 프리스트레스가 도입된 지하벽(100); 및 상기 지하벽에 형성된 지상 기초슬래브, 지하 바닥슬래브, 스트러트 및 띠장과 같은 지보재(200)를 포함하며, 상기 지하벽(100)이 대지경계선 상에 연속적으로 형성된 상태에서, 띠장 및 스트러트가 형성된 지보재(200)가 설치된 흙막이 구조를 단면도 형태로 도시한 것이 도2a이며, 지하벽만을 평면도 형태로 도시한 것이 도2b이다.
이하 본 고안의 흙막이 시공순서도인 도3에 따라 상세히 살펴본다.
먼저 지하벽(100)을 설치하기 위해서는 건축, 토목구조물(고층 빌딩, 저수조 등)이 형성되는 건물부지가 포함되는 대지경계선(110)을 따라 지하벽이 형성되어야 장소에 도4a와 같이 미리 안내벽(guide wall,111)을 설치하고, 상기 안내벽(111)을 기준으로 소정의 깊이(심도)까지 굴착장치(hack hoe, hydro mill 등,121)를 이용하여 도4b와 같이 굴착공(120)을 형성시킨다.
상기 지하벽(100)은 두 가지 구체예로서 제작가능한데, 첫째(구체예1)는 통상의 지하연속벽 시공방법과 마찬가지로 도4b와 같이 벤토나이트용액과 같은 굴착공 붕괴 방지용 안정액이 채워진 굴착공(120)에 철근조립체(또는 철근망, 130)를 양중장치로 삽입시킨 상태에서 미리 굴착공 하부에 설치한 트레미관(지하벽용 콘크리트를 타설하기 위한 관,161)을 이용하여 굴착공 하부로부터 벽체콘크리트(160)를 충진하는 방식으로 제작이 가능하고, 둘째(구체예2)는 지하벽(100) 자체를 미리 프리캐스트화하여 제작하는 방법이다. 이러한 구체예1 및 구체예2의 차이는 지하벽(100)이 현장에서 제작되는 가 아니면 공장 제작되는 가의 차이인데, 양자 모두 정착장치 및 긴장재가 이용되어 지하벽에 압축 프리스트레스가 도입되는 것은동일하다.
지하벽(100)을 상기 구체예1과 같이 제작하는 경우, 상기 지하벽은 철근조립체(130) 상부 및 하부에 형성된 정착장치(140); 상기 상부 및 하부에 형성된 각각의 정착장치에 연결되어, 긴장 후 정착된 긴장재(150); 상기 철근조립체 및 긴장재가 내부에 매설되도록 형성된 벽체콘크리트(160);를 포함한다.
상기 철근조립체(130)는 도4c와 같이 굴착공(120)의 폭 및 두께에 따라 적의 선택된 크기로 다수의 철근이 격자형태로 형성된 것이며, 지하벽의 내부철근의 역할을 한다. 즉, 철근조립체는 상기 긴장재(150)와 함께 지하벽의 외부 토압 등에 의한 휨모멘트를 지지하기 위한 것으로서 통상적인 지하연속벽에 이용되는 것을 이용하면 된다. 나아가 본 고안의 철근조립체는 긴장재(150)가 정착되는 정착장치(140)가 설치되는 지지대 역할을 하게되는데, 철근조립체(130)의 상단부 및 하단부에 각각 정착장치(140)가 설치된다. 본 고안에서는 철근조립체의 재료로서 경제적인 철근이 이용되는 것으로 하였으나, 철근이 가지는 물성(인장강도, 압축강도, 연성 및 전성 등)을 가질 수 있는 재료라면, 세라믹, 강화 플라스틱류 등과 같은 구조용 복합재료를 이용해도 상관없다.
정착장치(140)는 역시 도4c와 같이, 절근조립체(130)의 상부면 및 하부면에 설치되어 긴장재(150)가 정착되는 지지대 역할을 하는 것으로서, 긴장재의 종류에 따라 다양한 형태의 정착장치가 이용될 수 있다. 통상적인 경우라면, 철근조립체에 직접 긴장재를 지지하며, 긴장재용 구멍이 형성된 정착판, 상기 정착판의 구멍에 삽입되어 긴장재를 정착판에 정착시키는 정착콘 및 쐐기를 포함하게 된다. 이러한 정착장치는 철근조립체의 상부 및 하부에만 설치되는 것으로 도시되어 있으나 필요에 따라서는 철근조립체(130)의 형성높이에 따라 철근조립체의 중간 등에도 설치될 수 있다.
긴장재(150)는 철근조립체(130)와 함께 외부 토압 등과 같이 지하벽 면에 수직으로 작용하는 외부하중을 지지함으로서 지하벽의 지지능력을 보강하기 위한 것으로서, 철근조립체에 형성된 상부 및 하부 정착장치(140)에 양 단부가 설치되며, 지하벽 내부를 따라 포물선 형상 및 직선형상으로 설치될 수 있다. 긴장재로서 비접착식(unbonded) 또는 접착식(bonded) 강연선(strand) 및 강봉(steel bar) 등이 이용될 수 있는데, 비접착식 강연선을 사용하는 경우에는 접착식과는 달리 긴장재를 수용하는 덕트 및 덕트 내부에 충진되는 모르타르와 같은 충진재 설치작업이 생략될 수 있고, 재긴장도 가능하다는다는 장점이 있으며, 통상 포물선 형상으로 배치된다. 또한 긴장재로서 강봉을 사용할 수 있으며, 이 경우에는 최종적인 설치형상이 직선형태가 될 것이다. 또한 긴장재도 역시 탄소강으로 제작된 것을 사용할 수 있고, 다른 구조용 복합재료를 사용해도 된다.
상기 긴장재(150)는 도4d와 같이 한쪽 단부가 철근조립체 하부에 형성된 정착장치에 먼저 정착된 상태에서 타 단부가 지하벽용 콘크리트가 타설, 양생된 후, 유압잭과 같은 긴장장치(151)에 의하여 긴장, 철근조립체 상부에 형성된 정착장치에 정착됨으로서 소요의 프리스트레스가 지하벽에 도입된다. 이로서 지하벽에 토압 등에 의하여 발생하는 휨모멘트를 상쇄할 수 있는 압축력이 최종적으로 도입되어, 지하벽이 상기 토압 등을 지지할 수 있는 지지력을 보다 많이 부담함으로서 별도로 지하벽을 지지하는 띠장 및 스트르터와 같은 지보재의 설치개수를 줄일 수 가 있으며, 이는 지보재의 수직 설치 간격을 최대로 확보할 수 있어, 지보재 설치작업 및 해체작업 공정을 대폭적으로 줄이게 되어, 상기 지보재 설치, 해체에 의한 공기 및 공사비가 절감이 가능하게 된다. 도2b는 일정한 크기의 지하벽(100)의 평면도인데, 벽체콘크리트 내부에 철근조립체(130)가 형성되어 있으며, 철근조립체 사이 사이에 다수의 긴장재(150)가 삽입 설치된 것이 도시되어 있다. 긴장재의 설치개수 및 위치는 지하벽의 단면크기, 굴착심도 등에 의하여 결정하게 된다.
상기 벽체콘크리트(160)는 도4c와 같이 내부에 철근조립체 및 긴장재가 매설되도록 트레미관(161)과 같은 벽체콘크리트 타설용 관을 이용하여 타설된 콘크리트로서, 굴착공의 형상에 따라 그 최종적인 형상이 결정된다. 통상 직육면체 형상으로 형성된다. 벽체콘크리트는 일반 레미콘을 설계에 따라 이용해도 되며, 특히 긴장재가 정착되는 부분 중, 상부 정착장치 부위의 콘크리트는 압축 프리스트레스 도입 시 발생할 수 있는 국부응력에 의한 단부 균열을 방지하기 위해 무수축콘크리트 또는 고강도 콘크리트를 사용하는 것이 바람직하며, 벽체콘크리트 타설전 지수재 등을 미리 철근조립체에 부착시킴으로서 혹시 발생할 수 있는 균열에 의한 누수를 방지할 수 도 있다.
상기와 같이 지하벽(100)을 제작하는 방법은 구체예1의 경우 통상의 지중벽 설치 공정을 따르면서, 단지 철근조립체에 정착장치 및 긴장재를 설치하는 공정 및 상기 긴장재를 긴장장치에 의하여 긴장한 후, 정착장치에 정착시키는 공정이 추가 된다. 또한 구체예2의 경우에는 공장에서 프리캐스트화 하여 지하벽을 미리 제작하는 공정에서 정착장치, 긴장재의 설치 및 긴장작업이 완료되어 지하벽에 미리 압축프리스트레스가 도입된 상태에서 현장에 운반되고, 현장에서는 대지경계선상에 형성된 굴착공에 직접 양중장치로 지하벽을 삽입, 설치하는 방법에 의하며, 심도가 깊은 굴착공일 경우에는 지하벽의 연결상 문제 때문에 이음부가 별도로 발생하지 않도록 상기 구체예1의 방법을 주로 이용함이 바람직하다.
상기 굴착공(120)에 본 고안의 프리스트레스가 도입된 지하벽(100)을 최종적으로 형성시키고, 상기 지하벽을 지지하는 스트러트(220) 및 띠장(210)과 같은 지보재(200)를 상기 지하벽에 수직 또는 경사지게 설치하면 일단 흙막이(300)는 도2a와 같이 완성된다. 또한 지보재로서 상기 스트러트 및 띠장을 이용하지 않고, 지하 기초 슬래브 및 지하 바닥 슬래브 자체를 지보재로 이용할 수도 있으며, 이 경우에는 스트러트 및 띠장 설치, 해체 작업이 필요 없으나, 지하벽 자체의 지지력(휨강성 등)이 커지므로 지하구조물의 지하 바닥 슬래브의 설치 높이(층고)를 충분히 증대시켜도 별도의 지하벽에 대한 지지력 보강을 염려할 필요가 없다는 장점이 있다.
< 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이를 이용한 구조물 시공방법>
프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이를 이용한 구조물 시공방법은 지하벽을 공장에서 프리캐스트화 하여 공장에서 직접 설치하는 가(이하 건식시공) 아니면 통상의 지하벽제작 방법과 같이 현장에서 직접 시공(이하 습식시공)하는 가에 따라 제작 공정이 다소 상이하다.
즉, 상기 건식시공의 경우에는 대지경계선을 따라 지하벽이 형성되는 굴착공을 형성시킨 후, 상기 굴착공에 프리스트레스가 도입된 지하벽을 형성시키는 단계; 상기 지하벽과 지하벽 사이의 지반을 굴착하면서 굴착지반 상부로부터 스트러트 및 띠장과 같은 지보재를 설치하는 단계; 및 상기 굴착지반 하부에 형성된 지보재부터 해체하면서, 지하 바닥슬래브와 같은 지하구조물을 형성시킨 후, 상부구조물을 형성시키는 단계;를 포함하며,
상기 습식시공인 경우에는 대지경계선을 따라 지하벽이 형성되는 굴착공을 형성시킨 후, 상기 굴착공에 프리스트레스가 도입된 지하벽을 형성시키는 단계; 및 지상 기초슬래브를 상기 지하벽과 지하벽 사이에 형성시킨 후, 상기 지하벽과 지하벽 사이의 지반을 굴착하면서 지하 바닥슬래브와 같은 지하구조물 및 상부구조물을 함께 형성시키는 단계;를 포함한다.
건식시공이나 습식시공이나 대지경계선상을 따라 미리 굴착공(120)을 형성하기 전에 안내벽(111)을 도4a와 같이 미리 설치한 후, 상기 안내벽을 따라 도4b와 같이 굴착장치(121)를 이용하여 굴착공(120)을 소정의 심도까지 형성시키는 것은 동일하다.
단지 굴착공에 지하벽을 형성시키는 공정에 다소 차이가 있는데, 건식시공의 경우에는 압축프리스트레스가 도입된 지하벽(100)을 굴착공(120)에 삽입하기 위하여, 공장에서 거푸집 내부의 철근조립체에 정착장치 및 긴장재를 함께 설치하고, 벽체용콘크리트를 타설, 양생하고, 최종적으로 긴장재를 긴장장치에 의하여 긴장한후, 정착장치에 정착시킴으로서, 최종적으로 지하벽 제작이 완료되고, 습식시공의 경우에는 도4c와 같이 현장에서 미리 철근조립체(130)를 제작하면서, 철근조립체 하부에 정착장치(140)를 설치하면서 긴장재의 한쪽 단부를 정착시킨 다음, 타 단부를 철근조립체의 상부 정착장치에 일단 가 설치한 상태에서, 굴착공에 긴장재가 설치된 상태의 철근조립체를 삽입, 설치하고, 굴착공 하부에 설치된 벽체콘크리트 타설용 관(161,트레미관)을 이용하여 벽체콘크리트(160)를 하부로부터 점차적으로 타설하면서 상부로 인발시켜 가면서 최종 지하벽 높이까지 상기 벽체콘크리트의 타설이 완료되며, 타설된 벽체콘크리트가 양생되면, 지하벽은 경화되어 완성된다.(굴착공 붕괴를 방지하기 위한 벤토나이트 용액과 같은 슬러리 재료의 처리, 지하벽 하부 지반 강화를 위한 토우 그라우팅과 같은 공정은 통상의 지하벽공법과 동일하게 실행된다.) 나아가 도4d와 같이 지하벽이 형성된 후에는, 지하벽 상부에 형성된 정착장치의 긴장재를 긴장장치(151)에 의하여 긴장, 정착시킴으로서 지하벽에 압축 프리스트레스가 도입되게 된다.
지하벽을 건식 또는 습식으로 최종 굴착심도까지 완성시키면서, 스트러트(220) 및 띠장(210)과 같은 지보재(200)를 상부로부터 하부까지 일정간격을 두고 설치하게 되는데(순타공법의 경우) 별도의 스트러트 및 띠장과 같은 지보재를 이용하지 않고, 지하 기초슬래브 및 지하 바닥슬래브와 같이 지하구조물 자체를 지보재로 이용할 수 있다.(역타 공법의 경우)
지보재(200)가 최종적으로 설치된 상태의 지하벽에 의하여 흙막이는 도4e와 같이 최종적으로 완성되므로, 순타공법의 경우에는 지보재를 하부로부터 해체하면서 지하기초슬래브 및 지하 바닥슬래브 등을 포함하는 지하구조물을 시공하고, 최종적으로 구조물 상부를 시공하게 된다.
나아가, 역타공법에 의하는 경우에는 먼저 지상 기초슬래브를 지하벽이 완성된 상태에서 지하벽 상부에 형성시켜, 구조물 상부시공을 위한 기초를 준비하고, 상기 지상 기초슬래브에 형성된 개구부를 통해 지반을 굴착하면서, 상부로부터 하부로 지하바닥슬래브를 지하 1-2개층 형성시킴과 동시에 구조물 상부를 함께 시공한다.
본 고안의 압축 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이를 이용함으로서 지하구조물 시공 공정에서 주요공정관리대상(critical path 상의 공정)의 공기가 대폭 단축됨으로서, 구조물 시공공기의 단축 및 이로 인한 전체 공사비 절감이 가능하게 된다. 나아가 본 고안의 지하벽에 압축 프리스트레스를 도입시켜, 지하벽의 휨 강성을 비롯한 지하벽 강성을 증진시키는 방법에 의한 지하벽을 이용한 흙막이구조는 본 고안의 기술적범위에 당연히 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 대지경계선을 따라 소정의 심도까지 굴착된 굴착공에 형성되며, 프리스트레스가 도입된 지하벽; 및
    상기 지하벽에 형성된 스트러트 와 띠장과 같은 지보재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조.
  2. 대지경계선을 따라 소정의 심도까지 굴착된 굴착공에 형성되며, 프리스트레스가 도입된 지하벽; 및
    상기 지하벽에 형성된 지상 기초슬래브 및 지하 바닥슬래브와 같은 지보재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 프리스트레스가 도입된 지하벽은
    철근조립체 상부 및 하부에 형성된 정착장치;
    상기 상부 및 하부에 형성된 각각의 정착장치에 연결되어, 긴장 후 정착된 긴장재;
    상기 철근조립체 및 긴장재가 내부에 매설되도록 형성된 벽체콘크리트;
    를 포함하며, 상기 긴장 후 정착되는 긴장재에 의하여 지하벽에 압축 프리스트레스 도입되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조.
  4. 제3항에서, 상기 지하벽의 긴장재는 비접착식(unbonded) 긴장재 또는 접착식(bonded) 긴장재가 사용되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조.
  5. 제3항에서, 상기 지하벽의 긴장재 설치형상은 상하로 직선 형상 또는 포물선 형상인 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 지하벽을 이용한 흙막이 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101081790B1 (ko) * 2009-07-31 2011-11-10 손정희 변위조절용 파일을 이용한 지중벽체 시공방법
KR20190052284A (ko) 2017-11-08 2019-05-16 백진명 더블 아이 빔에 압축응력이 도입된 자립식 흙막이 공법

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