KR200354672Y1

KR200354672Y1 - Ｓ. ｐ. ｒ 공법에 의한 토류벽 구조

Info

Publication number: KR200354672Y1
Application number: KR20-2004-0008300U
Authority: KR
Inventors: 이육훈
Original assignee: 이육훈
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2004-07-01

Abstract

본 고안은 연약지반에 오거(Auger)에 의하여 다수개의 수직 구멍을 굳은 지반까지 굴착한 뒤 각 구멍에 시멘트 몰타르를 충진한 후 커버가 형성된 강봉파일 및 원통상의 스파이럴 철근구조물을 삽입하여 양생하여 토류벽이 형성되면 강봉파일을 인발하여 회수하도록 한 S. P. R (Steel-column Pile Recovery)공법에 의하여 형성되는 토류벽 구조에 관한 것이다.

본 고안에 따른 토류벽 구조는 연약지반에 오거(Auger)에 의하여 다수개의 수직 구멍을 굳은지반까지 굴착한 뒤 각 구멍에 시멘트 몰타르나 현장토사와 시멘트를 물과 함께 혼합한 현장토사혼합시멘트몰타르를 충진하고, 각 구멍 또는 2개 구멍 마다에 원기둥상의 강봉파일(또는 강관파일)을 삽입하여 양생하는 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법에 의하여 형성된 토류벽의 구조에 있어서, S.P.R (Steel-column Pile Recovery)공법에 의하여 몰타르가 양생되기 전에 철근을 나선상으로 꼬아 엮어 원통상으로 된 스파이럴 철근구조물을 삽입형성되고, 강봉파일(또는 강관파일)의 외주 면을 감싸는 파이프상의 강봉커버를 강봉파일(또는 강관파일)에 감싸서 강봉파일과 함께 상기 스파이럴 철근구조물의 내경 측으로 삽입되어 형성되고, 몰타르가 양생되어 상당한 강도의 토류벽이 형성된 상태에서 강봉파일을 인발하여 회수하고서 강봉파일이 인발된 구멍에 시멘트 몰타르나 현장토사가 충진된 기둥상 축조물 다수개가 펜스형태를 이루어 형성된 S. P. R 공법에 의한 토류벽 구조를 제공하는 것이다.

Description

Ｓ. Ｐ. Ｒ 공법에 의한 토류벽 구조{Wall Structure by Steel-column Pile Recovery Process}

토목 건축공사에 있어서 지하굴착 공사에 적용되는 흙막이공법은 다양하게 제안되어 있는데 그 중 일반적으로 토류벽공법, C. I. P(Cast-In placed Pile)공법, S. C. W(Soil Cement Wall)공법이 일반적으로 사용되고 있다.

상기 토류벽 공법은 형강(H파일)과 형상 사이의 지반을 일정깊이로 굴착하여 가며 콘크리트를 타설하여 콘크리트벽체를 형성하는 공법이고,

상기 C. I. P(Cast-In placed Pile)공법은 일종의 주열식 현장타설말뚝으로 소정의 직경으로 천공한 후 몰타르를 주입하여 토류벽을 형성하는 공법으로 지반천공→케이싱 설치(연약지반인 경우)→자갈주입 타설→시멘트 페이스트(Paste)주입→케이싱해체→형강이나 강봉을 삽입의 공정순서를 갖는 공법이다.

S. C. W공법은 주열식 지중 벽으로 계획심도까지 천공한 후, 주입제를 주입하여 벽체를 형성시키고 형강이나 강봉을 삽입하여 토류벽을 형성시키는 공법으로 그 공정은 오거(Auger)천공→안정제 주입 혼합 교반→인발, 재굴진 혼합 교반→형강이나 강봉 삽입의 순서로 된 공법이다.

S. C. W토류벽공법은 시공하고자 하는 현 위치의 토사를 원래의 상태에서 골재로 간주하여 여기에 물-시멘트비가 100% 넘는 시멘트 용액을 교반 혼합하여 차수벽의 목적을 달성하기 위한 시공공법을 말하는 것으로, 다음과 같은 특징이 있다.

첫째, 향타입식에 비교하여 소음이나 진동이 거의 없다.

둘째, 현장토사를 골재로서 이용하기 때문에 발생이토가 적어 경제적이다.

셋째, 수직정도가 높은 주열벽을 조성할 수 있기 때문에 차수성이 우수하다.

넷째, 토류벽으로써 강성이 높기 때문에 주변에 대한 구조적 안정성을 기할 수 있다.

다섯째, 연약지반이나 물이 많은 지역 또는 인접건물이 밀집되어 있는 지역에 상대적으로 유리하다.

여섯째, 토류벽으로써는 별도의 토류판, 별도의 차수시공이 필요치 않다.

일곱째, 월등한 단축을 꾀할 수 있다.

이와 같은 특징 때문에 현재 가장 많이 시공하는 방법이나 굳은 지반(암반)이 있는 시공현장에서는 별도의 H파일을 사용하여 토류판으로 토류벽을 형성하여야 된다.

상술한 바와 같은 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법은 연약지반에건축물을 시공하거나, 인접건물이 밀접된 지역에 시공하고자 할 때 지하 굴착시 토사가 무너짐을 방지하기 위한 공법으로 다수개의 강봉파일이나 형강파일이 사용된다.

즉 강봉파일은 토류벽을 형성하여 연약지반의 굴착시 토사의 무너짐을 방지하여 지하 건축물을 시공함에 지장이 없도록 하는 기능을 갖고 있는데 건축물 시공 후에도 토류벽은 연약지반에 의한 토압이 건축물 등에 미치는 영향을 저감시키는 기능을 한다.

그러나 조성된 토류벽은 콘크리트가 타설되어 굳은 축조물로써 충분한 강도를 갖기에 이미 토류벽에 삽입된 강봉파일 등은 그 기능을 다한 것으로 볼 수 있어 재활용되어 자원 절약에 기여함이 적절할 것인데, 종래의 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법으로 조성된 토류벽에서 강관은 타설된 시멘트가 굳으면서 고착되어 회수가 불가능하게 된다. 또한, 종래의 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법으로 조성된 토류벽에서 강관 등을 인발하면 토류벽의 강도가 현저히 약화되어 토압을 충분히 지탱하지 못해 연약지반 굴착시 토사가 무너질 위험이 높다.

상기와 같은 종래의 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법으로 조성된 토류벽에서 사용된 강봉의 회수가 불가능한 점을 시정하기 위하여 본 고안이 창안된 것인데, 본 고안은 종래의 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법으로 시공되는 토류벽을 형성함에 있어서 사용되는 강봉을 감싸는 커버체를 구비하여 시공하여 조성된 토류벽에서 강봉의 회수를 용이하게 하고, 강봉이 회수됨에 따른 조성된 토류벽의 강성을 유지하기 위하여 종래와 달리 별도의 원통상의 철근프레임구조물로 보강하도록 하는 일명 S. P. R (Steel-column Pile Recovery)공법에 의하여 조성된 구조를 갖는 토류벽을 제공하고자 하는 것으로 토류벽이 시공된 후 강봉이 제거되어도 충분한 강도를 갖는 토류벽을 제공함에 그 특징이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽를 구성하는 기둥상축조물의 강봉파일, 강봉커버, 스파이럴 철근구조물의 사시도

도 2 는 본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽를 구성하는 기둥상축조물의 부분 투시도

도 3 는 본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽의 일측 단면도

도 4 는 본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽의 평면도

도 5 는 도 4 의 A-A선 단면도

도 6의 (a)는 본 고안에 따른 공법에 의하여 형성된 기둥상 축조물에서 강관이 인발된 상태의 평면도

도 6의 (b)는 본 고안에 따른 공법에 의하여 형성된 기둥상 축조물에서 강관이 인발되고 남은 구멍에 몰타르로 충진한 상태의 평면도

****도면의 주요부호에 대한 설명***

10 : 강봉파일(또는 강관) 20 : 강봉커버

30 : 스파이럴

C : 기둥상 축조물 W : 토류벽

도 1은 S. P. R (Steel-column Pile Recovery)공법에 의하여 축조되는 본 고안에 따른 구조의 토류벽을 형성하는 기둥상 축조물을 구성하는 강봉파일(Steel-column Pile, 10)과 강봉커버(20) 그리고 스파이럴 철근구조물(30)을 분해 사시도로 도시한 것이다.

본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽을 축조하는 공정을 특별히 S. P. R (Steel-column Pile Recovery)공법이라 명명한 것은 기존의 C. I. P(Cast-In placed Pile)공법, S. C. W(Soil Cement Wall)공법과 구별하기 위함인데, 본 고안에 적용되는 S. P. R 공법은 특히 강봉을 회수할 수 있는 공법으로 써 조성된 토류벽에서 강봉을 회수하여도 종래의 C. I. P(Cast-In placed Pile)공법, S. C. W(Soil Cement Wall)공법으로 조성된 토류벽에 비해 손색없는 강성을 갖게 되기 때문이다.

S. P. R (Steel-column Pile Recovery)공법에 의하여 시공되는 본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽(W)은 도 2 에 도시된 바와 같이 시공현장에 오거(Auger) 등으로 토류벽을 시공하고자 하는 위치에 원기둥상의 구멍(H)을 연약지반(g)에 뚫어 굳은 지반이 나올 때 까지 굴착하고, 상기 구멍(H)은 도 3 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 다수개가 연이어 순차적으로 형성시키어 펜스(Fence)를 이루도록 하는데, 상기 각 구멍에 시멘트 몰타르 또는 현장토사와 시멘트를 물과 함께 교반하여 혼합한 현장토사혼입 시멘트 몰타르(M)를 충진시키고 몰타르가 양생되어 몰타르가 굳기 전에 나선상으로 철근을 꼬아 엮어 원통 상으로 만든 스파이럴(Spiral) 철근구조물(30)을 삽입형성시키고, 파이프상의 강봉커버(20)를 강봉파일(또는 강관파일, 10)의 외주면을 감싸서 강봉파일(또는 강관파일, 10)과 함께 상기 스파이럴 철근구조물(30)의 내경 측으로 삽입되어 형성시키고, 몰타르가 양생되어 상당한 강도의 토류벽이 형성된 상태에서 강봉파일(또는 강관파일, 10)을 인발하여 회수하고서 강봉파일(10)이 인발된 구멍에 시멘트 몰타르나 현장토사가 충진된 구조를 갖는 기둥상 축조물(C)이 형성된다.

이와 같은 구조로 이루어진 다수개의 기둥상 축조물(C)가 연대어 형성되므로 서 팬스형태의 토류벽(W)이 형성된다.

그런데 상기 강봉파일(또는 강관파일, 10)을 각 구멍마다에 삽입하는 경우(C. I. P 공법)와 2개의 구멍마다에 강봉파일(10)을 삽입하는 경우(S. C. W 공법)가 있다.

이렇게 구멍을 철근구조물과 강봉 등을 삽입한 후 시멘트 몰타르(M)가 양생되어 굳어진 기둥상 축조물(C)이 토류벽(W)으로 써 기능을 하게 되면, 건축물 등을 건축할 부지에 굴착을 하고 굴착된 지하 공간에 설치할 시설물을 건축하여 본 고안에 따른 구조를 갖는 토류벽(W)이 보강이 되면, 토류벽(W)에서 강봉(또는 강관파일, 10)을 인발하여 낸다.

이렇게 강봉파일(또는 강관파일, 10)이 인발된 토류벽(W)에는 도 6의 (a) 및 도 6이 (b)에 도시된 바와 같이 강봉파일(또는 강관파일, 10)이 있던 곳에 구멍(h)이 형성되는데, 이 구멍(h)에 현장토사를 충진하거나 시멘트 몰타르(m)를 충진하여 양생시킨다.

상기 강봉커버(20)는 합성수지재로 내경이 강봉파일의 외경과 같거나 약간 큰 파이프상이거나 절반으로 나누어진 파이프상(도 1참조)으로 형성되어 강봉파일(또는 강관파일, 10)의 외주면을 감싸도록 구성되나, 그 길이는 강봉파일(또는 강관파일, 10)보다 약간 짧은데, 이는 강봉파일의 인발을 용이하게 하기 위함이다.

이렇게 강봉파일이 인발되어 회수된 토류벽은 재충진된 토사 또는 시멘트몰타르와 함께 잔류하는 강봉커버(20)와 특히 스파이럴 철근구조물(30)에 의하여 충분한 강도를 유지하게 된다. 따라서 본 고안의 공법을 시공하게 되면 기왕에 시설하고자 하는 지하시설물 공사에 있어서 토압을 지탱하는 시설공작물의 설치가 그만큼 절감된다.

이상과 같은 구성 및 작용을 갖는 본 고안에 따른 S. P. R공법에 의한 토류벽 구조는 상술한 바와 같이 지하굴착 공사에 있어서 토류벽을 형성하는 강봉파일이 회수됨으로 인하여 자원의 재사용이라는 친환경적이면서 경제적인 공법이고, 강봉파일이 토류벽에서 인발되어 회수됨에 불구하고 기존의 강봉파일이 회수되지 못하는 타공법에 의한 토류벽에 비하여 손색없는 강도를 유지하기에 그만큼 건실한 토류벽 구조를 제공한다.

Claims

연약지반에 오거(Auger)에 의하여 다수개의 수직 구멍을 굳은 지반까지 굴착한 뒤 각 구멍에 시멘트 몰타르나 현장토사와 시멘트를 물과 함께 혼합한 현장토사 혼합 시멘트몰타르를 충진 하고, 각 구멍 또는 2개 구멍마다에 기둥상의 강봉파일(또는 강관파일)을 삽입하여 양생하는 C. I. P토류벽공법이나 S. C. W토류벽공법에 의하여 형성된 토류벽의 구조에 있어서,

S.P.R (Steel-column Pile Recovery)공법에 의하여 몰타르가 양생되기 전에 철근을 나선상으로 꼬아 엮어 원통상으로 된 스파이럴 철근구조물을 삽입형성되고, 강봉파일(또는 강관파일)의 외주면을 감싸는 파이프상의 강봉커버를 강봉파일(또는 강관파일)에 감싸서 강봉파일(또는 강관파일)과 함께 상기 스파이럴 철근구조물의 내경 측으로 삽입되어 형성되고, 몰타르가 양생되어 상당한 강도의 토류벽이 형성된 상태에서 강봉파일(또는 강관파일)을 인발하여 회수하고서 강봉파일(또는 강관파일)이 인발된 구멍에 시멘트몰타르나 현장토사가 충진된 기둥상 축조물 다수개가 팬스형태를 이루어 형성된 S. P. R 공법에 의한 토류벽 구조