KR20040072330A - 파일 인출용 이형 피복재 및 이를 이용한 가설 흙막이토류벽 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가설 흙막이 공법에 있어서, 특히 도심지 근접시공에 사용되는 토류벽 공법에 관한 것으로, 내외의 이중 부직포층에 내입된 폴리머 또는 벤토나이트로 이루어진 이형 피복층을 이용하여 토류벽 내의 파일 근입시 이형 피복재를 함께 삽입하고, 콘크리트 양생과정에서 수분을 흡수하여 겔 상태로 변화된 이형 피복재에 의해 상기한 파일을 인출하며, 인출된 파일 삽입공에 시멘트 밀크그라우팅을 타설하여 양생되게 함으로서,

토류벽의 강성은 유지되게 하면서도 고가의 파일을 인출하여 재사용하므로 시공단가를 절감시킴은 물론 금속재의 파일에 따른 환경오염을 최소화하며, 재건축시 발생하는 굴착장애가 전혀 없으면서도 폐기되는 파일이 발생하지 않으므로 보다 환경친화적인 효과가 있는 파일 인출용 이형 피복재 및 이를 이용한 가설 흙막이 토류벽 공법이다.

Description

파일 인출용 이형 피복재 및 이를 이용한 가설 흙막이 토류벽 공법 {deformed cladding materials for extracting pile temporary bracing work using the same}

본 발명은 가설 흙막이 공법에 있어서, 특히 도심지 근접시공에 사용되는 토류벽 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 토류벽 내에 삽입되어 양생되는 파일을 별도의 이형 피복재를 이용하여 제거 및 재사용할 수 있게 함으로서, 고가의 파일 재사용에 따른 시공비의 절감 및 토양오염을 방지하면서도, 재개발시 굴착작업의 장애를 극복한 파일 인출용 이형 피복재 및 이를 이용한 가설 흙막이 토류벽 공법이다.

구조물의 축조(토목/건축현장)를 위한 지반굴착시 굴착배면의 토사 붕괴방지 및 변위억제를 통해 인접주면지반의 안정성을 유지하기 위한 일반적인 방법으로 가설 흙막이 공사를 수행한다.

특히, 최근 도심지 근접시공이 빈번함에 따라 지반굴착으로 인한 인접지반의 침하 및 주변건물의 안정성에 대한 요구가 대두되고 있으며 이에 가설흙막이 공사의 중요성이 증대되고 있는 것이다.

상기한 가설 흙막이 공법은 크게 토류벽공법과 토류벽 지지공법으로 분류되며, 그 중 도심지에 시공되는 토류벽공법은 지반붕괴방지 및 굴착배면 지하수위 저하 및 이로 인한 토사유출을 방지하여 인접지반의 변위 및 인접건물의 침하를 최소화 할 수 있는 공법이어야 한다.

이러한 도심지에 사용되는 가설 흙막이 토류벽 공법은 소일시멘트벽공법(S.C.W공법)과 현장타설콘크리트말뚝공법(C.I.P공법) 등의 연속벽체 공법이 주로 사용되며, 이러한 가설 흙막이 공법의 굴착보조공법으로는 L.W grouting, S.G.R grouting, J.S.P공법 등이 차수 및 지반보강을 위해 사용되고 있다.

또한, 상기한 토류벽 공법은 연속벽체속에 파일(H-pile)을 삽입하여 토류벽체의 강성을 증대시키기 위한 목적으로 사용되고 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 토류벽 공법에 사용되는 파일은 콘크리트가 양생됨과 동시에 토류벽 내부에 삽입되어 있게 되므로, 이에 따라 고가의 파일이 불필요하게 사장되는 문제점이 있는 것인데, 이러한 잔류 파일은 불필요한 자원의 낭비일 뿐만 아니라 일정시간이 경과후에는 부식 등의 원인에 의해 토양오염을 가중시키는 것이다.

또한, 추후 재건축에 따른 굴착작업시 상기한 파일에 의해 굴착 장애를 일으킬 뿐만 아니라, 굴착에 의해 얻어진 파일은 재사용이 불가능하여 산업폐기물로 분류되는 이중의 환경오염을 가중시키는 심각한 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 내외의 이중 부직포층에 내입된 폴리머 또는 벤토나이트로 이루어진 이형 피복층을 이용하여 토류벽 내의 파일 근입시 이형 피복재를 함께 삽입하고, 콘크리트 양생과정에서 수분을 흡수하여 겔 상태로 변화된 이형 피복재에 의해 상기한 파일을 인출하며, 인출된 파일 삽입공에 시멘트 밀크그라우팅을 타설하여 2차 양생되게 함으로서,

토류벽의 강성은 유지되게 하면서도 고가의 파일을 인출하여 재사용하므로 시공단가를 절감시킴은 물론 금속재의 파일에 따른 환경오염을 최소화하며, 재건축시 발생하는 굴착장애가 전혀 없으면서도 폐기되는 파일이 발생하지 않으므로 보다 환경친화적인 효과가 있는 파일 인출용 이형 피복재 및 이를 이용한 가설 흙막이 토류벽 공법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 파일과 이형 피복재를 분리도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 이형 피복재의 측단면 확대도

도 3은 본 발명에 따른 가설 흙막이 토류벽 공법의 공정별 진행블럭도

도 4a 및 도 4h는 본 발명에 따른 공정별 시공순서도로서,

도 4a는 피복재가 씌워진 상태의 파일 사시도

도 4b는 목적지반에 삽입공을 형성하는 천공공정도

도 4c는 천공된 삽입공에 피복파일을 삽입하는 공정도

도 4d는 피복파일이 삽입된 천공에 콘크리트를 타설하는 공정도

도 4e는 피복파일 주변에 콘크리트가 양생된 공정도

도 4f는 토류벽이 형성된 상태에서 구조물을 시공하는 굴착 및 시공 공정도

도 4g는 양생된 콘크리트로부터 피복재 내부의 파일을 인출하는 공정도

도 4h는 파일이 인출된 피복재의 내부에 시멘트 밀크그라우팅을 타설하는 공정도

도 4i는 연속된 공정에 의해 완성된 가설 흙막이 토류벽의 완성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 내부 부직포층 2 : 외부 부직포층

3 : 흡수성 이형층 4 : 이형 피복재

10 : 파일 11 : 토류벽

12 : 지반

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이형 피복재와 파일을 분리도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이형 피복재의 측단면 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가설 흙막이 토류벽 공법의 공정별 진행 블럭도이다.

먼저, 이형 피복재(4)는,

포대상의 내부 부직포층(1)과, 포대상의 외부 부직포층(2)으로 이중 형성되고, 내부 부직포층(1)과 외부 부직포층(2)의 이격공간에 흡수성 이형층(3)을 형성하여 구성되는 것으로서,

상기한 흡수성 이형층(3)은, 고흡수성 폴리머 또는 벤토나이트 등을 충전하는 것이 바람직하다.

이러한 이형 피복재를 이용하여 가설 흙막이 토류벽을 시공하는 공법은,

토류벽을 시공하기 위한 목적지반을 천공하는 굴착공정과;

이형 피복재에 파일을 삽입하는 피복파일 형성공정과;

피복파일을 굴착된 천공에 삽입하는 삽입공정과;

피복파일이 삽입된 굴착 천공에 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설공정과;

타설된 콘크리트의 양생 및 흡수성 피복재가 겔상으로 진행되는 변형공정과;

구조물이 시공될 지반의 굴착공정과;

굴착된 지반의 기초바닥 및 구조물 시공공정과;

구조물의 완성 후 겔상으로 변화된 피복재로부터 파일을 인출하는 파일 인출공정과;

인출된 파일의 삽입공에 시멘트 밀크그라우팅을 타설하는 시멘트 밀크그라우팅 타설공정과;

시멘트 밀크그라우팅을 양생하는 양생공정으로 되는 것이다.

도면중 미설명 부호 10은 파일, 11은 토류벽, 12는 지반이다.

이상과 같은 이형 피복재 및 이를 이용한 시공방법에 따른 공정별 과정을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a는 내,외 부직포층(1)(2)으로 이루어지고 그 이격공간부에 흡수성 이형층(3)이 형성된 이형 피복재(4)에 파일(10)을 삽입한 사시도로서, 포대상의 이형 피복재(4)의 내부에 파일(10)이 충분히 감싸질 정도의 크기로 이형 피복재(4)를 형성하여 그 내부에 파일(10)을 삽입하는 것이다.

이러한 피복 파일은 도 4b의 도시와 같이 파일 드라이버(도면에는 미도시함)에 의해 굴착된 지반(12)의 천공부에 도 4c의 도시와 같이 삽입하게 되는 것이며,

굴착 천공 내부에 피복 파일이 완전히 삽입되면, 피복 파일과 굴착 천공의 이격공간에 도 4d의 도시와 같이 콘크리트를 타설하게 되는 것이다.

이렇게 타설된 콘크리트는 포대로 감싸진 파일(10)의 외주면을 충분히 압박하며 파일(10) 및 이형 피복재(4)의 부피를 제외한 전면적에 고루 양생되는 것이다.

또한, 상기한 콘크리트는 일정 함량의 수분을 함유하고 있으므로 도 4e의 양생과정에서 콘크리트의 양생과 동시에 콘크리트에 함유되어 있던 수분을 상기한 이형 피복재(4)가 흡수하여 고흡수성 폴리머 또는 벤토나이트가 충전된 흡수성 이형층(3)이 수분에 의해 겔상으로 형태 변경되는 것이며, 이러한 겔상으로의 변형과 동시에 그 흡수성 이형재(3)는 최초 두께보다 2~3배의 팽창력을 갖게 되는 것이다.

이렇게 파일(10)이 삽입된 상태의 토류벽이 완성되면 도 4f의 도시와 같이 공지의 구조물 시공방법과 마찬가지로, 목적지반의 굴착 및 굴착된 지반상에 기초바닥 및 구조물을 시공하게 되는 것이며, 기초바닥 및 구조물이 완전히 시공된 상태에서 상기한 토류벽 내부의 파일(10)을 제거하게 되는 것이다.

따라서, 도 4g의 도시와 같이 겔상의 흡수성 이형층에 의해 삽입되어 있던 파일(10)이 별도의 파일 드라이버 등을 이용하여 용이하게 인출되는 것인데, 파일(10)과 콘크리트 양생구간의 사이에는 겔상의 흡수성 이형층(3)이 간격을 유지하고 있으므로 탄력적인 흡수성 이형층(3)에 의해 파일(10)이 쉽게 인출되는 것이다.

이렇게 파일(10)이 인출되고 난 이후에는 도 4h의 도시와 같이 파일 삽입공에 시멘트 밀크그라우팅을 타설하여 양생하면 되는 것이다.

이러한 각각의 공정을 수행하면, 도 4i와 같이 견고한 토류벽(11)을 얻을 수 있는 것이다.

이러한 토류벽(11)은 지반(12)의 변위억제 및 토사의 붕괴방지는 물론 인접주변지반의 안정성을 종래와 같이 효과적으로 유지하게 되는 것이다.

또한, 고가의 파일을 인출하여 재사용할 수 있으므로 시공단가의 절감은 물론 자원의 재활용에 크게 기여할 수 있는 것이며, 금속재의 파일 부식에 따른 토양오염을 방지할 수 있고, 추후 재건축시 야기되는 파일에 의한 굴착장애가 전혀 없으므로 보다 효율적인 시공방법이라 할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명 파일 인출용 이형 피복재 및 이를 이용한 가설 흙막이 토류벽 공법은, 토류벽의 강성은 유지되게 하면서도 고가의 파일을 인출하여 재사용하므로 시공단가를 절감시킴은 물론 금속재의 파일에 따른 환경오염을 최소화하며, 재건축시 발생하는 굴착장애가 전혀 없으면서도 폐기되는 파일이 발생하지 않으므로 보다 환경친화적인 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 포대상의 내부 부직포층과, 포대상의 외부 부직포층으로 이중 형성되고, 내부 부직포층과 외부 부직포층의 이격공간에 흡수성 이형층을 형성하여 됨을 특징으로 하는 파일 인출용 이형 피복재.
2. 제 1항에 있어서,

   흡수성 이형층을, 고흡수성 폴리머로 충전하여 형성함을 특징으로 하는 파일 인출용 이형 피복재.
3. 제 1항에 있어서,

   흡수성 이형층을, 벤토나이트로 충전하여 형성함을 특징으로 하는 파일 인출용 이형 피복재.
4. 토류벽을 시공하기 위한 목적지반을 천공하는 굴착공정과;

   이형 피복재에 파일을 삽입하는 피복파일 형성공정과;

   피복파일을 굴착된 천공에 삽입하는 삽입공정과;

   피복파일이 삽입된 굴착 천공에 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설공정과;

   타설된 콘크리트의 양생 및 흡수성 피복재가 겔상으로 진행되는 변형공정과;

   구조물이 시공될 지반의 굴착공정과;

   굴착된 지반의 기초바닥 및 구조물 시공공정과;

   구조물의 완성 후 겔상으로 변화된 피복재로부터 파일을 인출하는 파일 인출공정과;

   인출된 파일의 삽입공에 시멘트 밀크그라우팅을 타설하는 시멘트 밀크그라우팅 타설공정과;

   타설된 시멘트 밀크그라우팅을 양생하는 양생공정으로 되어, 상기 각 공정에 의한 토류벽이 형성되게 함을 특징으로 하는 파일 인출용 이형 피복재를 이용한 가설 흙막이 토류벽 공법.