KR20080001711A

KR20080001711A - 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법

Info

Publication number: KR20080001711A
Application number: KR1020060059539A
Authority: KR
Inventors: 윤승조; 서수연; 김재엽; 이우진
Original assignee: 충주대학교 산학협력단
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-04

Abstract

본 발명은 지하 구조물의 지하 옹벽을 축조하는 방법에 관한 것으로 특히, 지하옹벽에 콘크리트를 타설할 때 그 형틀인 거푸집이 콘크리트의 측압에 의해 밀려 터지는 것을 방지하기 위해 별도의 지지대를 사용하지 않고, 주열식흙막이(CIP, SCW)의 "H"빔를 활용하여 “H”빔에 거푸집 지지용 커플러를 용접한 후, 연결봉을 통해 거푸집을 고정한 상태에서 콘크리트를 타설하는 방법으로 지하옹벽을 축조하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 지하 옹벽 시공방법은 종래의 시공방법에서 사용하고 있는 거푸집을 지지하는 지주를 설치할 필요가 없어, 그 시공공정이 감소하여 시공성이 뛰어나며, 보다 견고하다.

또한 본 발명의 시공방법은 간단한 방법으로 거푸집을 설치?해체할 수 있기에 그 시공비가 적게 발생되고, 그 체결의 형태가 견고하여 안정성이 높다.

더불어 본 발명은 거푸집의 배면을 지지하는 지주를 설치할 필요가 없기에 시공현장의 활용이 용이하며, 지하 작업공간을 넓게 활용할 수 있다.

주열식흙막이, CIP(Cast In-place Pile), SCW(Soil Cement Wall), 거푸집, 거푸집 지지용 커플러, 지하옹벽 등

Description

무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법{The construction method of retaining wall}

도 1은 종래의 지하 옹벽을 치는 공법을 도시한 도면,

도 2는 종래 지하 옹벽을 치는 공법을 다른 각도로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 지하 옹벽을 구축하기 위해 주열식흙막이(CIP, SCW)을 시공한 모습을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 H-pile에 스터드볼트와 거푸집 지지용 커플러를 용접한 상태를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 거푸집 지지용 커플러를 전체 도시한 사시도,

도 6은 본 발명의 거푸집 지지용 커플러에 연결봉 체결하고 지하옹벽용 철근을 배근한 상태를 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 커플러에 연결봉을 체결하고 지하옹벽용 철근을 배근한 상태를 확대하여 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 연결봉의 2가지 실시예를 도시한 사시도,

도 9는 본 발명의 지하 구조물의 옹벽을 치기위해 거푸집을 설치한 상태를 도시한 도면,

도 10은 본 발명의 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 지하옹벽을 형성시킨 상태를 도시한 도면,

도 11은 본 발명의 상기 도 10의 옹벽에서 그 거푸집을 제거한 상태를 도시한 도면,

도 12는 본 발명의 상기 거푸집을 일 실시예를 도시한 사시도,

도 13은 본 발명의 거푸집 중 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 14는 본 발명의 거푸집 중 또 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 15는 본 발명에서 사용되는 리브라스 거푸집의 리브라스를 도시한 도면,

도 16은 본 발명의 공법을 통해 콘크리트가 타설된 상태를 단면하여 도시한 도면,

도 17은 본 발명의 요부인 거푸집과 연결봉간의 결합관계를 도시한 도면,

도 18은 도 17의 요부를 확대하여 도시한 도면이다.

<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

10; 주열식흙막이(CIP, SCW)파일 15; H-Pile

21; 스터드볼트 22; 거푸집 지지용 커플러

30; 철근 40; 연결봉

50; 거푸집 60; 매립형 커플러

62; 타이핀

본 발명은 지하 구조물의 지하 옹벽을 축조하는 방법에 관한 것으로 특히, 지하옹벽을 콘크리트로 타설할 때 그 형틀인 거푸집이 콘크리트의 측압에 의해 밀려 터지는 것을 방지하기 위해 별도의 지지대를 사용하지 않고, 주열식흙막이(CIP, SCW)벽에 내장된 "H"빔에 용접 결합된 거푸집 지지용 커플러에 연결봉을 통해 거푸집을 고정한 상태에서 콘크리트를 타설하는 방법으로 옹벽을 축조하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하 구조물을 형성할 때 일단 그 주변의 지반이 내려 않는 것을 방지하기 위해 주열식흙막이(CIP, SCW)벽을 축조하여 지하옹벽을 시공하는 것은 공지된 상태이다.

따라서 이러한 지하 옹벽을 축조하는 종래의 방식을 설명하고, 그 시공방법에서 발생되어온 문제점을 살펴본다.

우선 도 1과 도 2는 종래의 지하 옹벽을 축조하는 작업의 공정을 설명할 수 있는 사진으로 먼저 건축물이 올라설 부분에 그 지하구조물을 설치하기 위해 지하를 굴토를 하게 된다.

물론 이때 굴토작업은 부지의 여건에 따라 달라지지만 보편적으로 인근 건축물과 인접하여 수직으로 굴토를 하게 되며, 굴토작업으로 그 주변 토사가 붕괴되는 것을 방지하기 위해 굴토작업 전 굴토예정부지에 흙막이 파일을 시공해야 한다.

이때 이 흙막이 파일로 널리 이용되고 있는 것이 "H"빔이 내장된 CIP(Cast In-place Pile) 흙막이 파일이다.

그리고 상기 주열식흙막이(CIP, SCW) 지하연속벽 시공이 완성되면 지하구조 물의 기초가 시공될 깊이까지 굴토하게 된다.

지하구조물의 기초까지 굴토가 완료되면 기초콘크리트를 타설한 후 지하옹벽 구축을 위해 옹벽두께만큼 주열식흙막이(CIP, SCW) 파일과 일정한 간격을 두고 도 1과 2에서 도시된 거푸집(1)을 설치한다.

물론 이 거푸집과 상기 주열식흙막이(CIP, SCW) 파일의 사이에는 이미 지하 옹벽용 철근(2)을 배근하여 놓은 상태이다.

또한 이러한 거푸집(1) 설치 작업이 끝나고 난 후에는 상기 거푸집(1)과 상기주열식흙막이(CIP, SCW) 파일의 사이에 콘크리트를 타설하여 지하옹벽을 치게 된다.

다음으로 상기 거푸집(1)을 떼어내게 되면 지하구조물을 설치하기 위한 옹벽은 완성되는 것이다.

그런데 이러한 종래의 지하 옹벽 설치 방법에서는 많은 문제점이 있었다.

특히 콘크리트를 타설시 상기 거푸집에는 강한 측압이 작용하게 된다.

따라서 상기 거푸집(1)이 측압에 의해 밀려 터지는 결과를 가져오는 경우가 많은데, 이를 해결하기 위해 종래 사용하는 공법은 도 1과 2에서 도시된 것처럼, 상기 거푸집(1)에 콘크리트의 측압을 지지하게 위한 지주(3)를 설치하게 된다.

이 지주(3)는 도시된 것처럼, 거푸집(1)의 상하 좌우로 일정한 간격을 두고 그 배후에서 받칠 수 있게 강봉과 같은 형태로 제작되어 기초콘크리트에 견고히 체결된다.

따라서 종래의 이러한 지하옹벽 축조방법은 별도의 지주(3)를 거푸집(1)에 지지시켜야 하는 불편한 작업공정이 추가되는 문제점이 있다.

또한 이러한 지주(3) 설치의 공정은 그 작업의 시간이 많이 들고, 콘크리트 양생 후 이 지주(3)와 거푸집(1)을 철거하는 공정이 수행되어야 하기에 공사비가 많이 발생된다.

더욱이 상기 지주(3)를 설치하게 되면, 상기 거푸집(1)의 외부로 지주(3)가 돌출되어 있는 상태이기에 그 작업공간을 축소시키는 문제점도 발생된다.

상기한 문제점을 해결한 본 발명은, 지하 구조물의 지하 옹벽을 축조하는 방법에 관한 것으로 특히, 옹벽을 콘크리트로 타설할 때 그 형틀인 거푸집이 측압에 의해 밀려 터지는 것을 방지하기 위해 별도의 지지대를 사용하지 않고, 주열식흙막이(CIP, SCW) 지하연속벽에 내장된 "H"빔에 용접 결합된 거푸집 지지용 커플러에 연결봉을 통해 거푸집을 고정한 상태에서 콘크리트를 타설하는 방법으로 옹벽을 축조하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법을 제공하고자 한다.

따라서 본 발명은 지하 옹벽을 치는 공법에 있어서, 지하 구조물 축조예정부지에 주열식흙막이(CIP, SCW) 파일을 시공하는 단계와, 이후 구조물의 기초판이 시공될 위치까지 굴토 한 후 기초판을 완성하는 단계를 거쳐, 상기 주열식흙막이(CIP, SCW) 지하연속벽을 치핑(Chipping)하여 “H”빔을 일부 노출된 상태에서 “H”빔에 스터드볼트(stud bolt)와 거푸집 지지용 커플러를 용접하는 단계와, 지하옹벽을 시공하기 위한 지하옹벽용 철근을 배근하고, 상기 거푸집 지지용 커플러에는 연결봉을 체결하는 단계와, 상기 연결봉의 끝단에 매립용 콘크리트 커플러 설 치와 함께 거푸집를 설치하는 단계와, 상기 주열식흙막이(CIP, SCW)와 거푸집 사이의 공간부에 콘크리트를 타설하는 단계와, 상기 콘크리트가 경화되면 상기 거푸집을 제거하여 지하옹벽을 완성하는 단계들로 이루어진 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 상기 제 3단계의 거푸집 지지용 커플러에 연결봉을 체결하는 방법은, 커플러의 내부에 암나사부를 형성하고, 연결봉에는 숫나사부를 형성하여 스크류 결합하는 무지주 공법을 이용한 지하 옹벽 시공방법을 제공하고자 한다.

더불어 본 발명의 상기 제 4단계의 연결봉의 끝단에 거푸집을 체결하는 방법은, 지하옹벽의 두께를 일정하게 유지시키면서 거푸집 탈형 시 탈형면을 깨끗하게 만들어주기 위해 매립형 콘크리트커플러를 체결하여 거푸집에 면접시키고, 거푸집 외부에서 상기 매립형 콘크리트 커플러에 타이핀을 스크류 결합시키는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 지하의 옹벽을 시공하는 방법에서 즉, 건축공법이라는 점에서는 종래의 그것과 유사하다.

그러나 상기 옹벽을 시공할 때 필수적이었던 거푸집을 지지하는 지주가 전혀 필요 없이 옹벽을 칠 수 있다는 점과, 그에 따라 공사비 절감과 공기의 단축을 가져오며, 그 지하작업공간의 확보 및 작업의 안전성면에서 현저한 효과가 있기에 도시된 도면과 함께 상세히 설명한다.

즉, 도 3에 도시된 것처럼, 제 1단계 : 지하 구조물 축조예정부지에 주열식 흙막이(CIP, SCW :10) 파일을 시공한 후, 지하를 굴토하는 단계를 거친다.

다시 말해서 지하 굴토 시 그 주변토사가 무너지는 것을 방지하기 위한 주열식흙막이(CIP, SCW :10)를 선 시공하는 것이다.

그런데 상기 주열식흙막이(CIP, SCW :10)는 도 3, 4와 6에 도시된 것처럼, 지하 구조물이 축조될 부지 외곽에 연속적으로 파일이 시공되며, 그 내부에 H 빔(15)이 일정한 간격을 두고 형성시킨다.

즉, 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 파일 중 1-2m 의 간격을 두고 H 빔이 시공되며, 이것으로 인해 굴토로 인한 토사붕괴를 방지할 수 있는 큰 지지력을 발휘하게 된다.

그리고 본 발명에서는 상기 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 지하연속벽 중 그 내부에 H 빔(H)이 내장된 파일을 H-Pile(15)이라고 명명한다.

다음으로 본 발명은 제 2단계 : 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 지하연속벽 속에 내장된 “H” 빔(H)의 플랜지 한면이 노출되도록 치핑(Chipping)한 후, 노출된 “H"빔의 플랜지 면에 스터드볼트(stud bolt; 21)와 거푸집 지지용 커플러(22)를 용접하는 단계를 거친다.

즉, 도 4 내지 6에 도시된 것처럼, 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 파일 중 약 1-2m의 일정간격을 두고 배열된 H-Pile(15)에 도시된 스터드볼트(21)와 거푸집 지지용 커플러(22)를 용접하는 것이다.

“H” 빔(H)의 평평한 면에 용접건이나 가스용접 등을 이용하여 상기 스터드볼트(21)와 거푸집 지지용 커플러(22)를 용접하기에 상기 스터드볼트(21)와 거푸집 지지용 커플러(22)는 금속제로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 다음으로 제 3단계 : 상기 스터드볼트(21)와 커플러(22)의 용접이 완료되면, 지하옹벽용 철근(30)을 배근하고, 상기 거푸집 지지용 커플러(22)에는 연결봉(40)을 체결하는 단계를 거친다.

즉, 지하옹벽용 철근(30)의 배근은 도 6에 상세히 도시되어 있는데, 건축되어야 할 옹벽의 깊이 및 토사의 측압을 고려하여 구조계산에 의한 적정 철근의 직경과 철근(30) 개수를 배근하는 것이다.

그리고 상기 H-Pile(15)에 용접된 거푸집 지지용 커플러(22)에는 연결봉(40)을 체결시킨다.

이때 상기 제 3단계의 거푸집 지지용 커플러(22)에 연결봉(40)을 체결하는 방법은 다양한 형태로 사용될 수 있지만, 본 발명에서는 도 7, 8과 17에서 도시된 것처럼, 커플러(22)의 내부에 암나사부(25)를 형성하고, 연결봉(40)에는 숫나사부(45)를 형성하여 스크류 결합하는 형태가 가장 바람직하다.

즉, 도 17의 단면도에서 보이듯, 상기 연결봉(40)의 양단에 형성시킨 숫나사부(45)를 이용하여 상기 "H"빔에 용접 결합된 커플러(22)의 암나사부(25)에 스크류체결하는 것이다.

그러면 상기 스터드볼트(21)에 연결되어 배근된 철근(30)의 사이사이로 돌출된 연결봉(40)이 형성되는 것이다.

그리고 상기 연결봉(40)은 다양한 실시예의 형태가 사용될 수 있는데, 본 발명에서는 가장 바람직한 연결봉(40)의 형태를 도 8에서 처럼, 일반적인 철근의 양 끝단을 가공하여 숫나사부(45)를 형성시킨 형태의 연결봉(40)이나, 원형봉 형태의 연결봉(40)에 그 좌우 양단을 가공하여 숫나사부(45)를 형성시킨 형태의 연결봉(40)이 사용될 수 있다.

그리고 다음의 단계로 제 4단계 : 상기 연결봉(40)의 끝단에 거푸집(50)을 체결하여 콘크리트 타설 작업을 준비하는 단계를 거친다.

즉, 도 9, 16와 17에서 처럼, 콘크리트가 부어져 그 형태를 형성할 수 있는 거푸집(50)을 상기 배근된 연결봉(40)의 끝단에 설치하는 것이다.

그럼 여기서 상기 제 4단계의 연결봉(40)의 끝단에 거푸집(50)을 체결하는 방법을 도시된 16 내지 17을 통해서 살펴보면, 매립형 커플러(60)를 거푸집(50)에 면접시키고, 거푸집(50) 외부에서 상기 매립형 커플러(60)에 타이핀(62)을 스크류 결합시키는 것이다.

즉, 도시된 매립형 커플러(60)를 상기 연결봉(40)의 일측단에 스크류 체결한 상태에서 상기 매립형 커플러(60)의 일측면과 거푸집(50)이 면접될 수 있게 위치를 확보한다.

그 후 상기 거푸집(50)의 외부에서 도 17과 18에서 보이는 타이핀(62)을 상기 매립형 커플러(60)에 스크류 체결한다.

다시 말해서 도시된 매립형 커플러(60)의 타측단에도 역시 암나사부가 형성되어 있기에 상기 거푸집(50)의 외부에서 도시된 타이핀(62)을 거푸집(50)의 판에 형성된 구멍을 통해 관통시킨다.

그리고 상기 타이핀(62)의 끝단에 형성된 숫나사부를 회전시켜 상기 매립형 커플러(60)의 암나사부에 견고히 체결하는 것이다.

물론 이때 상기 거푸집(50)의 판에 형성된 구멍은 상기 타이핀(62)의 고정부(84)에 비하여 적은 지름을 가지고 있기에 상기 타이핀(62)은 거푸집(50)이 상기 연결봉(40)에 체결된 상태를 유지시키는 것이다.

그리고 상기 타이핀(62)의 고정부(84)에 형성된 고정공에 별도의 결합핀(85)을 끼워 넣어 더욱 견고한 체결이 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제 4단계의 연결봉(40) 끝단에 체결되는 거푸집(50)은 다양한 형태의 실시 예 들이 사용이 가능하다.

즉, 도 12 내지 14에 도시된 것처럼, 철재틀(53)에 철판(54)이 댄 거푸집(50A)의 형태가 사용될 수 있다.

즉, 제 1실시예의 형태인 도 12의 철재틀(53)에 철판(54)을 댄 상태의 거푸집(50A)이 상기 옹벽을 형성하기 위한 연결봉(40)에 결합되어 사용되는 것이다.

또한 도 13에 도시된 제 2실시예의 형태인 철재틀(53)에 목재 합판(55)을 댄 상태의 거푸집(50B)이 사용될 수 있다.

더불어 도 14와 15에 도시된 것처럼, 상기 철판(54)이나 목재 합판(55)이 아닌 리브라스(C)가 대어진 상태의 거푸집(50C)이 사용되어도 무방하다.

물론 상기 철재틀에 철판을 댄 거푸집(50A), 철재틀에 목재합판을 댄 거푸집(50B) 또는 철재틀에 리브라스(C)를 댄 거푸집(50C)은 모두 공지된 상태이다.

아무튼 본 발명의 지하 옹벽 시공방법은 그 후 제 5단계 : 상기 주열식흙막이(CIP, SCW :10)와 거푸집(50) 사이의 공간부에 콘크리트를 타설하는 단계를 거친 다.

즉, 도 10에 도시된 것처럼, 거푸집이 완성된 상태에서 그 배면의 공간부에 콘크리트를 타설하는 것이다.

그러면 상기 공간부에 콘크리트가 투입되면 연결봉(40)에 의해 거푸집에 발생되는 콘크리트 측압을 지지해주게 된다.

상기 콘크리트가 일정시간이 지나 양생이 되면 커플러(22), 연결봉(40) 그리고 매립형 커플러(60)도 역시 지하옹벽에 매립된 상태로 경화되어 일체화 된다.

그 후 본 발명은 제 6단계 : 상기 콘크리트가 경화되면 상기 거푸집(50)을 제거하여 지하옹벽을 완성하는 단계를 거치며 마무리된다.

즉, 콘크리트가 경화되어 완전히 지하옹벽이 완성된 상태에서, 상기 거푸집(50)을 제거하게 되는데, 도 16과 17에서 보이는, 결합핀(85)을 타이핀(62)의 고정공에서 빼내는 것이다.

그리고 상기 타이핀(62)을 회전시켜 매립용 콘크리트커플러(60)의 암나사부로 부터 분리시킨 상태에서 상기 거푸집(50)을 제거하는 것이다.

그러면 도 11에서 처럼, 안정되고, 견고하며, 매끈한 콘크리트 지하 옹벽의 축조가 완성된다.

이상의 설명에서처럼, 본 발명의 지하 옹벽 시공방법은 종래의 시공방법에서 사용하고 있는 거푸집을 지지하는 지주를 장착할 필요가 없어, 기존 공법보다 공정이 단순하여 시공성이 뛰어나며, 보다 견고하다.

또한 본 발명의 시공방법은 간단한 방법으로 거푸집을 체결할 수 있기에 그 시공비가 적게 발생되고, 그 체결의 형태가 견고하기에 거푸집이 해체될 우려가 없어 매끈한 콘크리트 타설이 될 수 있다.

더불어 본 발명은 거푸집의 배면을 지지하는 지주를 설치할 필요가 없기에 시공현장의 활용이 용이하며, 작업공간이 넓다.

Claims

지하의 옹벽을 치는 방법에서 다음의 순서로 이루어진 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법

제 1단계 : 지하 구조물 축조예정부지에 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 파일을 시공한 후, 지하를 완전히 굴토하는 단계.

제 2단계 : 상기 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 지하연속벽 속에 내장된 “H” 빔(H)의 플랜지 한면이 노출되도록 치핑(Chipping)한 후, 노출된 “H"빔의 플랜지 면에 스터드볼트(stud bolt; 21)와 거푸집 지지용 커플러(22)를 용접하는 단계.

제 3단계 : 상기 스터드볼트(21)와 커플러(22)의 용접이 완료되면, 지하옹벽용 철근(30)을 배근하고, 상기 거푸집 지지용 커플러(22)에는 연결봉(40)을 체결하는 단계.

제 4단계 : 상기 연결봉(40)의 끝단에 거푸집(50)을 체결하여 콘크리트 타설 작업을 준비하는 단계.

제 5단계 : 상기주열식흙막이(CIP, SCW :10)과 거푸집(50) 사이의 공간부에 지하옹벽용 콘크리트를 타설하는 단계.

제 6단계 : 상기 콘크리트가 경화되면 상기 거푸집(50)을 제거하여 지하옹벽을 완성하는 단계.
제 1항에 있어서,

상기 제 2단계의 주열식흙막이(CIP, SCW :10) 지하연속벽에 내장된 “H”빔은,

주열식흙막이(CIP, SCW :10) 지하연속벽 중 1-2m 의 간격을 두고 각각 형성시키는 것을 특징으로 하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 3단계의 거푸집 지지용 커플러(22)에 연결봉(40)을 체결하는 방법은,

커플러(22)의 내부에 암나사부(25)를 형성하고, 연결봉(40)에는 숫나사부(45)를 형성하여 스크류 결합하는 것을 특징으로 하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 4단계의 연결봉(40)의 끝단에 거푸집(50)을 체결하는 방법은,

연결봉(40) 끝단에 매립형 커플러(60)를 체결한 후 거푸집(50)를 설치하고, 거푸집(50) 외부에서 상기 매립형 커플러(60)에 타이핀(84)을 스크류 결합시키는 것을 특징으로 하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 4단계의 연결봉(40) 끝단에 체결되는 거푸집(50)은,

철재틀에 철판이 댄 거푸집(50A), 철재틀에 목재합판을 댄 거푸집(50B) 또는 철재틀에 리브라스(C)를 댄 거푸집(50C)이 선택적으로 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 무지주 공법에 의한 지하 옹벽 시공방법.