KR20060096705A - 현장내 설치앵커장치를 이용한 가설 역타 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장내 설치앵커장치를 이용한 가설 역타 공법에 관한 것으로서, 특히 어스앵커(Earth anchor)를 현장내 설치할 수 있도록 하여 그 사용성의 범위를 확장함과 더불어 그로부터 발생되는 수평력을 트러스 지지보에 작용토록 하는 흙막이(RAS) 공법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 지반에 소정 간격으로 복수의 수직재(POST)을 설치하는 제 1단계와; 상기 수직재 사이에 소정 깊이의 천공 후 현장내 앵커체를 삽입하고 굴착계획 레벨 이하로 정착장을 설치하는 제 2단계와; 상기 구조물에 수평트러스 구조체를 설치하는 제 3단계와; 상기 구조물에 단계별 인장부재를 설치하고, 터파기를 진행하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가설역타공법을 제시한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 트러스 구조의 장점을 최대한 이용하고 그 단점을 보완함으로써 구조적으로 안전하고 시공성이 뛰어나다. 특히, 토사 굴착시 충분한 작업 공간의 확보로 중장비의 작업효율을 크게 향상시킬 수 있다.

현장내 설치앵커장치, 가설역타 공법, 어스앵커, 수평 트러스, 수직재

Description

현장내 설치앵커장치를 이용한 가설 역타 공법{Retaining wall method using the reaction of anchor force in site}

도 1은 종래의 어스앵커 공법을 나타낸 단면도이다.

도 2는 종래의 스트러트 공법을 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 현장내 설치 앵커장치의 평면도 및 A-A 단면도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 현장내 설치 앵커장치의 분리형 장착기구의 사시도 및 부분 확대도이다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가설 역타공법의 과정에 대하여 나타낸 흐름도이다.

도 8a 및 도 8b은 본 발명에 따라 공사규모 및 토질조건이 동일한 경우 일반공법과 가설역타공법(RAS) 간의 구조 안정성을 비교한 그래프이다.

본 발명은 현장내 설치앵커장치를 이용한 가설 역타 공법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 어스앵커(Earth anchor)를 현장내 설치할 수 있도록 하여 그 사용성 의 범위를 확장함과 더불어 그로부터 발생되는 수평력을 트러스 지지보에 작용토록 하는 흙막이(RAS) 공법에 관한 것이다.

굴토공사시 인접지 지반변형은 지반침하의 원인으로 결국　 인접건물 구조체에 치명적인 악영향을 초래한다.　 이를 억제하기 위한 공법으로서 크게 두 가지 측면으로 요약된다.

첫째, 지지공법에서 굴착단계별로 선행하중을 가한다. 둘째, 벽체공법에서 벽체의 강성을 크게 한다(트러스 구조체 형성).

이론상 굴착시의 변형을 억제하는 가장 효과적인 공법은 지지공법상에서 초기에 지지보에 인위적인 수평력(선행하중)을 가하는 공법이다. 이를 시공하기 위해서는 도 1에서와 같이 어스앵커공법(배면지반에 어스앵커(1a,1b,1c)를 설치 후 프리스트레스(Prestress)을 가하여 앵커정착부의 마찰저항으로 토압을 지지하는 공법)을 사용하나, 대개의 경우 인접지를 침범하므로 사용성에 많은 제한이 따르는 단점이 있다. 또한, 주변에 지하구조물이나 매설물이 있을 때 시공이 불가하며, 공사 후 배면지반의 보강이 난이하다는 단점이 있다.

그리고, 도 2에서와 같이 일반 스트러트 지지보(버팀보(Strut)(2a,2b,2c)를 흙막이 벽체에 밀착시켜 토압을 버팀보 강성으로 지지하는 공법)의 경우는 강성이 크므로 매우 안전한 구조체이나, 초기변형이 크므로 이를 보완하면 매우 효과적인 지지보공법이 될 수 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 어스앵커를 현장 내 설치할 수 있게 하여 그 사용성의 범위를 확장하고 여기서 발생하는 수평력을 트러스 지지보에 작용토록 함으로써 스트러트 지지보의 강성효과와 초기 수평력(선행하중)의 효과를 동시에 얻을 수 있는　 합리적인 지반침하방지 공법(일명; 가설 역타공법)을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은

지반에 소정 간격으로 복수의 수직재(POST)을 설치하는 제 1단계와;

상기 수직재 사이에 소정 깊이의 천공 후 현장내 앵커체를 삽입하고 굴착계획 레벨 이하로 정착장을 설치하는 제 2단계와;

상기 구조물에 수평트러스 구조체를 설치하는 제 3단계와;

상기 구조물에 단계별 인장부재를 설치하고, 터파기를 진행하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가설역타공법을 제공한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 현장내 설치 앵커장치의 평면도 및 A-A 단면도이다.

본 발명에 의한 가설역타공법(흙막이 공법)은 버팀보를 흙막이벽에 트러스 타입으로 설치 한 후, 앵커를 설치하여 토압을 지지하는 공법을 말한다.

도 3을 살펴보면, 부호 10은 수직재를 나타내고, 20은 수평트러스 구조체를 나타내며, 30은 현장내 설치 앵커체를 나타낸다.

도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 수직재(10)는 현장내 설치 앵커체(30)의 긴장에 따라 스트러트 부재에 발생하는 수직력을 지반에 전달하여 수평트러스 구조의 안정성을 유지시켜 주며, 굴착단계별 증가하는 수평토압에 저항하는 수직반력을 견딜 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 수평트러스 구조체(20)는 현장내 설치 앵커체(30)의 긴장에 따라 트러스부재에 발생하는 수평력을 벽체에 전달하고, 벽체의 초기변형을 억제하여 굴착단계별 필연적으로 발생하는 수평변위를 억제하는 역할을 한다. 이 때, 굴토공사시의 흙막이 벽체를 구조적으로 안전하게 지지할 수 있어야 한다

상기 현장내 설치 앵커체(30)는 수평트러스 구조체(20)에 수평력을 발생시키도록 현장내에 설치하는 앵커체를 나타낸다.

분리형 정착기구(40)는 하나의 앵커체(30)에서 연결된 인장재는 수직단계별로 다른 위치에서　 외부 긴장력을 발생하여 각 단계별로 수평지지력이 발생하도록 하는 정착기구가 필요하며, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 앵커체(30)를 지지하는 브라켓(41), 분리형 커플러(42), 정착장치(43)로 구성된다,

상기 수평트러스구조체(20)의 원리를 살펴보면, 트러스 부재를 설치하여 매우 큰 강성의 구조적 효과를 얻을 수 있다. 즉, 최소의 재료로써 최대의 지지력을 얻을 수 있는 구조 형식을 나타낸다.

또한, 현장내 반력발생장치(현장내 설치 앵커)에 가해진 긴장외력의 원리를 살펴보면, 포스트 텐션시스템(Post tensioning system)으로 해당 부재에는 수평지지력 및 수직력이 동시에 발생된다.

이 때, 상기 수평지지력은 벽체의 초기 수평변위를 극소화 시킨다. 따라서 단계별 굴착시 필연적으로 발생하는 초기변형을 현장 내에 미리 설치한　 현장내 설치 앵커체(30)로 수평 반력을 발생시켜 그 변형량을 극소화 시킬 수 있다.

이어서, 도 6 및 도 7에 도시된 본 발명에 의한 가설 역타공법의 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 수직부재(POST)을 설치한다(S10). 즉, 앵커체 1개소당 2개의 post를 무리간격은 예컨대 5M, 개별간격은 0.6M로　 설치하되 풍화암 이상의 견고한 지반에 근입되어야 한다. 규격은 2H-300*300*10*15 이 바람직하다(도 6a 참조).

그 후, 현장내 앵커를 설치한다(S20). 즉, POST 사이에 구경 12CM 천공 후 앵커체를 삽입하고 굴착계획 레벨(LEVEL) 이하에 정착장을 설치한다.　 단, 정착 위치가 대지경계선 밖으로 나가지 않도록 하되 수평력을 발생시키기 위하여 약 20 ~40DEG 정도(바람직하게, 약 30DEG)의 기울기를 같도록 설치한다(도 6b 참조).

다음, 트러스 및 부재(수평트러스 구조체)를 설치한다(S30). 이 때, 트러스의 폭은 10M경간의 경우 4M, 15M 경우 5M로 계획하며, 굴토 깊이 토질조건 등을 고려 부재 규격을 결정한다. 기존 POST에 의지하여 수직력 및 수평력이 잘 전달될 수 있도록 한다(도 6c참조).

그 다음, 단계별 인장부재를 설치하고 터파기를 함으로써 굴토작업이 완료된다(S40 ~ S50)(도 6d 및 도 6e 참조).

상기와 같은 본 발명의 가설 역타공법에 따르면, 구조의 안정성과 경제성 및 시공성에 있어서 많은 이점이 있으며, 구조 안정성의 경우 인접지침하억제 효과가 있다.

즉, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 공사규모 및 토질조건이 동일한 경우 일반적인 공법과 가설역타공법(RAS)을 적용하여 설계한 결과, 구조의 안정성을 얻을 수 있다. 이는 일반적인 공법에 비하여 지반침하는 약 40%의 억제효과를 얻을 수 있었다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 트러스구조의 장점을 최대한 이용하고 그 단점을 보완함으로써 구조적으로 안전하고 시공성이 뛰어나나. 특히, 토사 굴착시 충분한 작업 공간의 확보로 중장비의 작업효율을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 사용강재는 현재 가장 일반적으로 사용하는 규격으로 별도의 제작공정이 필요치 않으며 가격이 저렴하다

따라서, 본 발명에 의하면 1) 띠장부의 부 모멘트 감소 2) 굴착단계별 과굴착에의한 초기변위 감소 3) 공사규모에 따른 제약이 없어 일반적적용 가능 4) 인접지의 동의를 구하지 않고도 앵커구조의 장점을 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 지반에 소정 간격으로 복수의 수직재(POST)을 설치하는 제 1단계와;

   상기 수직재 사이에 소정 깊이의 천공 후 현장내 앵커체를 삽입하고 굴착계획 레벨 이하로 정착장을 설치하는 제 2단계와;

   상기 구조물에 수평트러스 구조체를 설치하는 제 3단계와;

   상기 구조물에 단계별 인장부재를 설치하고, 터파기를 진행하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가설역타공법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1단계에서 설치되는 수직재는 적어도 풍화암 이상의 견고한 지반에 근입되는 것을 특징으로 하는 가설역타공법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2단계에서 정착장의 정착 위치가 대지경계선 밖으로 나가지 않도록 하되 수평력을 발생시키기 위하여 20 ~ 40DEG 정도의 기울기를 같도록 설치하는 것을 특징으로 하는 가설역타공법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 3단계에서 트러스 및 인장부재의 설치는 굴토 깊이, 토질조건 등을 바탕으로 부재 규격을 결정하는 것을 특징으로 하는 가설역타공법.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 현장내 설치 앵커는 앵커에 가해진 긴장외력의 원리를 이용하여 수평 지지력 및 수직력을 동시에 발생시키는 것을 특징으로 하는 가설역타공법.

Images