KR20070118828A - 트랜치 굴착용 조립식 흙막이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소단면 굴착공법에 적용할 간이 흙막이 벽체와 지지 기구 그리고 시공법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폭이 좁은 트렌치(Trench)굴착에 있어, 조립식 흙막이 구조물과 지지 기구인 유압 실린더를 결합한 조립식 흙막이 구조물과 이 구조물의 설치 및 시공에 관련한 것이다.

본 발명에 따른 간편 조립식 흙막이 벽체의 시공 방법은, 우선 트렌치의 폭과 깊이를 파악하고, 이에 적합한 토류판을 지주식 기둥(Column)에 슬라이더식이나 박스형으로 조립한 다음, 굴착 폭보다 넓은 유압 실린더를 지주식 컬럼에 부착시킨다. 이렇게 결합된 구조물은 굴착된 소규모 트렌치 내부에 삽입되고, 그 이후 유압실린더에 유압을 가하여 벽체와 절취된 굴착면을 밀착시킨다.

굴착, 조립식 흙막이, 트렌치, 유압실린더, 유압잭, 간이 흙막이

Description

트랜치 굴착용 조립식 흙막이 장치{SOIL RETAINING APPARATUS FOR DIGGING TRENCH}

도 1은 본 발명에 따른 조립식 흙막이 장치의 일실시예의 사시도

도 2는 도 1에 도시된 흙막이 장치의 전개도

도 3은 본 발명에 따른 조립식 흙막이 장치의 스크류잭을 나타낸 사시도

도 4은 도 1에 도시된 흙막이 장치가 설치된 상태의 설명도

<도면 부호의 간단한 설명>

1 조립식 벽체 2 조립식 지주

3 스핀들유압잭 혹은 스크류잭 4 지주와 유압잭과의 결합부

5 굴착면 6 토압

7 지주 컬럼 내 슬라이더

8 유압잭/스크류잭에 설치된 지주 슬라이더 결합부

9 지주 컬럼 슬라이더 내부 슬롯(SLOT)

10 지주 슬라이더와 유압잭/스크류잭을 결합하는 핀 혹은 볼트

본 발명은 대단면 굴착 공법과 달리 소폭의 트렌치 굴착을 위하여 고안된 흙막이 구조물과 그 시공법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 소폭의 트렌치 굴착시, 현장에서 간편하게 조립한 후, 굴착부에 삽입하여 자유면으로 작용하는 토압을 지지케 하는 가설 지보 시스템이다. 나무 판자나 일정단면을 가지는 금속판을 지주가 되는 컬럼에 삽입하거나 부착시키고, 양쪽 지주 컬럼에 유압식잭/스크류잭을 결합한다. 이렇게 결합된 구조물은 현장 굴착장비나 크레인을 이용하여 선 굴착된 트렌치로 이동하게 되고, 이후 유압을 가하여 유압잭의 신장에 따라 굴착면과 지보 시스템이 공고히 결합토록 한다. 이후 트렌치 굴착 후 파이프관과 같은 시설물(Life line)이 안착되고 나면, 되 메우기를 위하여 유압을 감소시켜 가설 지보 시스템이 굴착면으로부터 이완되게 한 다음, 현장 굴착장비나 크레인을 이용하여 원지반면으로 철수시키면 된다.

대단면 혹은 대심도 굴착의 지보 공법은 주로 굴착 이전에 흙막이벽체가 지중에 설치된 다음, 일정 심도 굴착 후 지보(supporting) 시스템이 벽체와 연결되도록 되어 있다. 이러한 대심도 대단면 굴착은 굴착 및 되메우기 기간이 1년 혹은 그 이상이 유지되며, 지하수 누수에 따른 세립분 손실 및 이에 따른 지중 공동화로 인접 구조물의 큰 피해가 발생하기도 하므로 흙막이 벽체를 이루는 현장타설말뚝이나 슬러리월 벽체등이 굴착면보다 깊게 시공된다. 이에 따른 흙막이 벽체 구조물의 설계 및 시공법은 일반화 되어 널리 알려져 있다.

그러나, 정작 대단면 대심도 굴착 지보 시스템과 달리 저심도 소단면 굴착인 Trech 굴착은 자유사면을 만들거나 약식의 H pile항타후 나무 판넬을 삽입하는 조립식 구조물이외엔 대안이 없는 실정이다.

이에 본 제안에서는 저심도 소단면 굴착에 접합한 유압잭을 이용한 조립식 간이 흙막이 구조물을 고안하였다. 이 공법은 기존 대심도 대단면 굴착과 달리, 굴착이 완료된 이후에 흙막이 구조물 및 지보 시스템을 삽입한다. 이는 대부분의 지반들은 시간이 경과함에 따라 자유면을 향해 붕락되므로, 초기에는 어느정도 자유면을 지탱하는 능력을 갖게 된다. 이는 터널에서 Natm공법에서 이론적으로 규명된 바 있으므로 지반 붕락 이전에 가설 구조물을 굴착부에 도입될 수 있다. 이렇게 굴착 후 지보 시스템이 굴착부에 도입되게 되면, 지중 깊숙이 지주 기둥을 시공할 필요가 없게 된다. 따라서, 빠른 사이클의 시공이 이뤄져야 하는 트렌치 굴착 및 지보 시공에서는 선굴착 후 지보시스템 삽입이 필수적이다.

파이프 라인 설치와 같은 트렌치 굴착은 연속적인 길이를 따라 일정 단위 스테이지(stage)로 굴착한 후 되메우기를 시공하게 된다. 이에 따라서 연속적인 현장타설형 지보시스템은 시공 및 해체에 많은 시간과 비용이 소비되기 때문에 이를 위하여 조립식 흙막이 벽체를 고안하게 되었다. 본 공법에서는 한 모듈(Module)단위로 흙막이 벽체를 조립하여 연속적으로 굴착 길이 방향으로 배치토록 고안하였다.

흙막이 벽체는 주변 지반의 변위를 허용해서는 안되는데, 이는 지중 매설관의 손상에 따른 가스 누출, 상하수관의 누수 및 지반 이완에 따른 인접 구조물의 손상등을 발생케 하기 때문이다. 이에 본 고안에서는 선굴착된 면이 이완됨에 따라 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 양쪽 방향의 지주에 유압잭을 연결하였다. 이렇 게 연결된 유압잭은 가압에 의하여 신장됨에 따라 흙막이 벽체와 굴착면을 공고히 밀착시켜 지반이완을 막게 된다. 또한, 선 굴착에 따라 어쩔 수 없이 발생하는 초기 지반 이완을 유압으로 가압함으로써 복원시킬 수 있다.

본 발명은 소단면 저심도 굴착시, 공정과 시공이 단순한 조립식 흙막이 벽체를 제안함으로써 경제적이면서도 안정적인 굴착공사가 되도록 함을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, ㅍ소단면 굴착면에 조립식 벽체와 이를 결합하는 지주 기둥을 연결하는 단계와. 굴착면 좌 우에 위치할 조립식 벽체 지주를 가로 보 형태의 유압식 지보 혹은 스크류잭으로 연결하는 단계, 이를 굴착면에 안치시키고, 흙막이 벽체와 굴착면이 밀실하게 접하도록 유압을 가하는 단계, 그리고 굴착 바닥면에서의 공사가 완료된 이후, 유압을 감소키겨 굴착면과 본 흙막이 벽체의 결합을 이완하여 해체를 편리하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압잭/스크류잭을 이용한 조립식 간이 흙막이 벽체 시공 방법이 제공된다.

흙막이 벽체 구성에 있어서, 2.0m 미만의 흙막이 시설의 경우, 일체형 금속 판넬을 이용하여 지주에 결합하고, 3.0m 이상의 굴착심도의 경우, 나무나 합성소재의 판넬을 연속적으로 지주에 밀어 넣어(Sliding)시켜 벽체를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 소단면 굴착부에 조립식 흙막이 양쪽 벽체를 가로보 형태로 지지하고 힘을 가하는 도구로 유압잭/ 스크류잭을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른면, 기둥에는 가시설 벽체가 슬라이딩에 의하여 결합되도록 하고, 유압잭이나 스크류잭의 고정위치를 핀으로 선택적으로 정할 수 있도록 복수 의 핀구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 가로 지보로 이용되는 유압잭/스크류잭이 지주 양쪽으로 결합됨에 있어서 슬롯(Slot)이나 암나사 형태를 내부에 만들어 핀이나 볼트 형태로 결합되도록 할 수도 있다.

본 발명은 흙막이 벽체와 이를 일체로 결합시키는 지주 컬럼, 그리고 흙막이 벽체를 지지시키는 지보 시스템인 유압잭/스크류잭 및 유압잭/스크류잭과 지주를 연결하는 연결장치 4가지로 구성되어 있다.

1) 조립식 흙막이 벽 : 지반을 굴착하게 되면 연속적인 굴착면이 길이방향으로 발생하게 된다. 흙막이를 위해서는 이 단면방향과 평행한 지지 벽체면이 필요하다. 본 고안에서는 이를 위하여 2.0 정도의 저심도 단면에서는 한 장의 금속형 판넬을 사용하고자 하며, 3m 이상의 심도에서는 연속적인 벽체 판넬을 슬라이더식으로 지주에 밀어 넣는 방식으로 흙막이 벽체를 고안하였다.

2) 지주 컬럼 : 대심도 굴착시 주로 사용되는 H-pile +토류판 시스템에서 H Pile은 토류판을 연결하고 이를 켄틸레버와 같이 지지 시켜주는 역할을 한다. 본 고안에서는 조립식 흙막이 벽인 금속형 판넬과 연속적인 흙막이 판넬을 잡아주는 개념의 기둥이다. 3.0m 이상의 굴착시에는 지주 컬럼을 홈을 형성하여 판넬들이 슬라이딩 식으로 조립되도록 고안하였다.

3) 유압잭/스크류잭 : 지주 컬럼과 조립식 벽체는 굴착 좌우면에 2개가 필요하다. 이를 가로보 형태로 지지하기 위해서 본 고안에서는 유압잭을 사용하였다. 유압잭은 지주 컬럼에 결합된다.

4) 유압잭/스크류잭 결합장치 : 유압잭/스크류잭은 지주 컬럼에 부착되는데, 지주 컬럼과 유압잭/스크류잭 사이에 슬롯(Slot)이나 암나사를 만들어 이를 핀이나 볼트로 연결토록 한다.

본 발명에 따라서 연약지반에 말뚝을 시공하는 경우 다음과 같은 유용한 효과가 있다.

첫째, 소단면, 저심도 굴착시 흙막이 벽체를 현장 시공하지 않고, 조립식 흙막이 구조물을 설치함으로써 시공 속도를 개선하였다.

둘째, 흙막이 구조물을 벽체와 지주로 분리함으로써 운반과 시공의 유연성을 높였다. 굴착심도가 정해지면 심도 보다 긴 지주를 이용하여 흙막이 벽와 결합함으로써 굴착심도에 대응하여 현장에서 손쉽게 관리할 수 있다. 2.0m 이하에서는 단일 금속 판넬을 이용하고, 3.0m 이상의 경우에는 나무 판넬의 연속 조립으로 굴착면을 지지 할 수 있다.

세째, 유압잭/스크류잭을 가로 지보 시스템으로 도입함으로써, 유압을 이용하여 굴착면에 밀실하게 부착가능하게 되었으며, 이로써 초기 굴착시 발생한 지반의 이완을 보완할 수 있다. 또한, 해체시 유압을 감소시켜 지반과 밀착을 느슨하게 하여 굴착부에서 해체시 손쉽게 할 수 있다.

네째, 유압 실린더/스크류잭와 지주간의 Slot을 만들어 핀 혹은 볼트 연결함으로써 연결과 해체가 손쉽다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (2)

1. 소단면 굴착면에 조립식 벽체와 이를 결합하는 지주 기둥을 연결하는 단계와. 굴착면 좌 우에 위치할 조립식 벽체 지주를 가로 보 형태의 유압식 지보 혹은 스크류잭으로 연결하는 단계, 이를 굴착면에 안치시키고, 흙막이 벽체와 굴착면이 밀실하게 접하도록 유압을 가하는 단계, 그리고 굴착 바닥면에서의 공사가 완료된 이후, 유압을 감소키겨 굴착면과 본 흙막이 벽체의 결합을 이완하여 해체를 편리하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압잭/스크류잭을 이용한 조립식 간이 흙막이 벽체 시공 방법.
2. 조립식 흙막이 벽체와, 지주 컬럼과, 유압잭과, 유압잭과 지주컬럼을 결합시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜치 굴착용 조립식 흙막이 장치.

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