KR20080007483A

KR20080007483A - 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법

Info

Publication number: KR20080007483A
Application number: KR1020077027806A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 김대우; 박이근
Original assignee: 이재호; 김대우; 박이근
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2008-01-21
Also published as: KR100831332B1

Abstract

본 발명은 토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법을 제공한다. 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽은 제 1 말뚝열, 제 2 말뚝열 및 제 1 연결부재를 구비하여 이루어진다. 제 1 말뚝열은 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성된다. 제 2 말뚝열은 굴착영역에 대해 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성된다. 제 1 연결부재는 지반 위에서 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 연결하여 고정되도록 한다.

Description

토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법{UNDERGROUND RETAINING WALL FOR PUBLIC WORKS AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME}

본 발명은 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 터파기를 실시하기 전에 토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법에 관한 것이다.

성토, 절토, 굴착 등을 실시하게 되면 통상 비탈면을 두어 지반의 안정을 유지시켜 주고 있지만, 토지의 이용도를 더욱 효과적으로 확보하거나 도시내의 구조물의 기초 및 건물의 지하실을 시공하기 위한 굴착시에는 비탈면을 두지 못하고 통상 연직굴착을 실시하게 된다. 따라서 연직굴착으로 인한 인접 지반의 붕괴를 방지하기 위해 연직면 주변에 흙막이벽을 반드시 설치하게 되는데, 이 흙막이벽을 설치하기 위한 흙막이 공법은 토질조건, 대지조건, 대지주변에 미치는 영향, 공사비, 공기 및 시공성 등이 고려되어야 하고 각 공법의 특성을 충분히 분별하여 선정되어야 한다.

현재 가장 일반적인 흙막이벽의 시공방법에는 버팀대(strut) 지지공법이 있다. 이 시공방법은 작용하는 토압을 버팀대의 압축력으로 버티도록 설계되기 때문 에 통상 버팀대가 종방향 및 길이방향으로 수 미터 간격으로 촘촘하게 배치된다. 따라서 대형 굴착의 경우에는 많은 양의 강재 사용으로 공사비가 크게 증가하게 되며, 이와 같이 설치된 버팀대는 굴착현장 내에서 굴착장비의 이동과 굴착토사 및 자재의 운반 등 현장작업에 방해가 될 뿐 아니라, 추후 구조물의 철근이나 거푸집 작업에 지장을 초래하여 작업능률을 저하시킨다. 또한 이와 같은 버팀대 지지공법은 구조물에 생기는 수많은 구멍들은 완성된 지하구조물의 내구성과 방수성에 문제를 야기하기도 한다.

한편 종래 가시설 공법 중 버팀대없이 흙막이벽을 시공하는 방법으로 지반앵커공법이 있다. 이 공법은 내부 공간을 충분히 확보할 수 있어서 후속 공사가 용이하게 되는 장점이 있다. 그러나 이 공법의 최대 단점은 도심지 공사인 경우 인접부지를 침범할 수 없기 때문에 시공현장의 조건에 제한이 있고, 대규모 굴착이 아닌 경우에는 공사비가 고가이다.

또 다른 종래기술로, 굴착공사와 더불어 굴착배면에 천공을 형성하고, 네일을 삽입한 후, 그라우트를 충진하고, 벽면은 숏크리트를 타설하여 흙막이 벽체를 형성하는 소일 네일링(Soil Nailing) 공법이 있다. 이 공법은 시공방법이 간편하고 버팀대로 인한 방해물이 없으므로 후속 공정의 공기절감 효과가 있고, 지하구조물에 작용하는 토압이 경감되어 구조물 단면을 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 지하수위가 높은 지반 및 함몰성 지반에는 사면파괴의 우려가 있고 절토에 의한 비탈면 변형이 심하므로 인접지반의 침하 위험이 있다. 그리고 특정한 조건의 지반에는 사용이 어렵거나 세심한 주의가 요구되는 단점이 있다.

또 다른 종래기술로, 먼저 흙막이벽을 시공한 다음에 그 내측에 비탈면을 남기며, 먼저 시공한 기초구조물에 반력을 가하고, 흙막이벽에 경사 스러스트(Strut)를 설치하여 굴착을 진행하는 레이커(Raker) 공법이 있다. 이 공법은 시공이 간단하고 버팀공이 적게 소요되며 경사 스러스트가 짧음으로 수축이나 접합부의 유동이 적은 장점이 있다. 그러나 연약지반에서는 사면의 안정에 문제가 있으며, 깊은 굴착에는 적합하지 않고, 레이커내의 구조물 시공시 공간이 좁고 작업성이 나쁘다는 단점이 있다.

또 다른 종래기술로, 프리스트레스 띠장 공법이 있다. 이 공법은 기 설치된 띠장 위에 추가로 띠장을 설치하여 강선을 긴장시킴으로써 버팀대 사이의 간격을 넓히는 기술로서, 추가 띠장이 있거나 기존 에이치빔(H-beam)의 플렌지를 보강하는 방법이다. 그러나 이와 같은 공법은 강선이 직선 배치되어 있어 토압으로 인한 띠장에 발생하는 모멘트와 프리스트레싱에 의하여 발생하는 저항 모멘트가 달라 부재 내에 항상 불균형 모멘트가 작용하고, 길이가 길어지게 되면 국부적인 불균형 하중에 취약한 단점이 있으며, 정착장치의 강성에 한계가 있어서 편심을 키우는 데도 제한이 있기 때문에 프리스트레싱된 띠장의 길이를 연장하는 데 한계가 있다.

또 다른 종래기술로, 트러스 띠장 공법은 비교적 깊이가 얕은 경우에 적용할 수 있을 것으로 기대되는데, 지표면 근처에 격자형으로 에이치빔을 이중으로 형성하고, 이들을 서로 수직재와 경사재로 보강하여 토압을 상부에 설치된 2개층의 트러스로서 받을 수 있도록 고안된 것이다. 이 방법은 지반 지지용 가시설의 버팀대 때문에 발생하는 굴착 및 본 구조물의 건설 어려움을 극복하기 위하여 고안된 것으 로 굴착된 지반의 하부에 넓은 구조물이 들어가고 상부에는 좁은 구조물이 들어갈 경우에 사용할 수 있는 방법이다.

기술적 과제

본 발명은 이와 같은 종래기술을 개선하여, 제한된 토지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하고, 건축작업이 진행되는 굴착영역내에 버팀대를 사용하지 않도록 하므로써 경제성과 후속작업의 시공성을 향상시키며, 인접영역으로의 침범 문제를 해소하고, 가시설 작업에 따르는 지반 침하와 변위를 최소화하여 굴착시공으로 인한 피해를 최소화시키며, 굴착가능심도를 최대화할 수 있는 새로운 형태의 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

기술적 해결방법

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽에 있어서, 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성되는 제 1 말뚝열과; 상기 굴착영역에 대해 상기 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 상기 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성되는 제 2 말뚝열 및; 지반 위에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 연결하여 고정되도록 하는 제 1 연결부재를 포함한다.

유리한 효과

본 발명에 의한 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법에 의하면, 본 발명은 지금까지의 버팀대(strut) 지지공법이나 지반앵커공법 등의 기존 가시설 공법이 가진 여러 가지 단점들을 개선하게 된다. 즉 본 발명에 따르면 버팀대를 사용하지 않음으로써 강재의 사용량이 줄어들게 되므로 공사비가 절감되고, 공기가 단축되며, 굴착현장 내에서의 중장비 공사작업이 원활하고, 후속 거푸집 작업이 용이해 짐에따라 시공성이 향상된다. 또한 본 발명은 지반앵커공법과 비교할 때, 앵커를 지반에 시공하는 경우 발생하는 인접부지 침범 문제를 해소하도록 자립식 가시설 구조체를 형성하므로 도심지 인접공사 등에서 시공상의 제약이 거의 없어진다. 또한 다른 기존의 가시설 작업 등과 비교하면, 지반 침하와 변위를 최소화하여 기존 공법에 비하여 굴착으로 인한 인접 구조물의 피해를 감소시킬 수 있으며, 굴착가능심도를 더욱 깊게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 구성을 보여주는 사시도;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공시 사용되는 토류판의 예들을 보여주는 도면;

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 제 2 연결부재의 일례를 설명하기 위한 단면도 및 사시도;

도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에 서브 굴착영역을 형성하고, 서브 토류판을 설치하는 일례를 설명하기 위한 단면도 및 사시도;

도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 제 2 연결부재의 다른 형태를 설명하기 위한 단면도 및 사시도;

도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 제 2 연결부재의 또 다른 형태를 설명하기 위한 단면도 및 사시도;

도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 지중연결부재의 일례를 설명하기 위한 단면도;

도 14는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 구성을 보여주는 사시도;

도 15는 도 14에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법을 순차적으로 보여주는 도면;

도 16은 본 발명의 변형예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽을 설명하기 위한 도면이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 4 내지 도 17에 의거하여 상세히 설명한다. 한편 각 도면에서 일반적인 흙막이 공법 및 본 발명에 응용되는 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공시 사용되는 토류판의 예들을 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흙막이벽(10)은 제 1 말뚝열(20), 제 2 말뚝열(30) 및 제 1 연결부재(40)를 구비하여 이루어지고, 이와 같은 구성에 따른 흙막이벽(10)은 통상의 흙막이벽과 같이 굴착영역의 굴착과 함께 굴착영역의 내측에 토류판(60)을 설치하여 구성된다.

본 실시예에 따르면, 제 1 말뚝열(20)은 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝(22)이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성된다. 제 2 말뚝열(30)은 굴착영역에 대해 제 1 말뚝열(20)로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝(32)이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성된다. 제 1 연결부재(40)는 지반 위에서 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 연결하여 고정되도록 한다. 여기서 제 1 연결부재(40)는 제 1 말뚝열(20)을 이루는 다수개의 말뚝(22)에 평행하게 결합되는 제 1 띠장(42)과, 제 2 말뚝열(30)을 이루는 다수개의 말뚝(32)에 평행하게 결합되는 제 2 띠장(44) 및, 제 1 띠장(42)과 제 2 띠장(44)에 양측이 결합되는 고정바(46)로 이루어진다. 그리고 제 1 연결부재(40)의 제 1 띠장(42), 제 2 띠장(40) 및 고정바(46)는 통상 용접, 볼트 등에 의해 서로 결합되고, 브라켓(48) 등을 사용하여 제 1 및 2 말뚝열(20, 30)의 각 말뚝(22, 32)에 고정하여 설치한다.

다시 도 3을 참조하면, 제 1 및 제 2 말뚝열(20, 30)의 각 말뚝(22, 32)에 브라켓(48)을 설치하고, 이 브라켓(48)상에 제 1 및 제 2 띠장(42, 44)을 거치시켜 볼트를 이용하여 체결한다. 그리고 고정바(46)는 제 1 및 제 2 말뚝열(20, 30)을 따라서 설치된 제 1 및 제 2 띠장(42, 44) 사이를 고정바(46)로 상호 결합시킨다. 이때, 도시하지는 않았지만, 고정바(46)의 구속력을 강화하기 위해 사재(brace)를 함께 시공할 수도 있다. 이와 같은 제 1 띠장(42), 제 2 띠장(40) 및 고정바(46)의 결합방식은 일반적으로 시공의 편리함과 가시설 해체를 위하여 볼트 체결식을 주로 사용하지만, 필요에 따라 용접 및 기타 결합 방식을 현장 여건에 맞게 선택할 수 있는 것이다.

한편 본 발명에 따른 흙막이벽(10)에 적용되는 토류판(60) 및 후술하는 서브 토류판(60')은, 도 4에서 보는 바와 같이, 일반적으로 사용되는 것으로 목재 토류판(a), 강재 시트(b, sheet) 또는 데크플레이트(c) 등이 사용될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 제 2 연결부재의 일례를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 제 2 연결부재의 다른 형태를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이며, 도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 제 2 연결부재의 또 다른 형태를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이다.

도 5, 도 6 및 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흙막이벽(10)은 상측에서 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 고정하는 제 1 연결부재(40)와 함께 하측에서 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 고정하는 제 2 연결부재(50, 50;, 50")를 구비한다. 이와 같은 제 2 연결부재(50, 50', 50")는 기본적으로 제 1 연결부재(40)의 하측에 위치되도록 지반 아래에서 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 연결하여 고정한다. 이때 본 실시예에서 제 2 연결부재(50, 50', 50")는 지반내에서 구성될 수 있고, 후술하는 바와 같이 서브 굴착영역을 형성하는 경우 지반상에 구성될 수도 있다. 또한 제 2 연결부재(50, 50', 50")는 후술하는 지중연결부재(70)와 같이 토류판(60)이 설치되는 영역에 동시에 설치될 수 있는 것이다.

다시, 도 5, 도 6 및 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 제 2 연결부재(50, 50', 50")는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예컨대 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 제 1 말뚝열(20)에 결합되는 수평 띠장(52)과, 일측이 수평 띠장(52)에 지지 브라켓(58) 등에 의해 고정되고, 타측이 제 2 말뚝열(30)에 고정되는 수직 띠장(56)으로 이루어지도록 제 2 연결부재(50)를 구성할 수 있다. 또한, 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이, 제 2 말뚝열(30)에 고정되어 설치되고, 걸림홈(55)이 형성된 홀딩 빔(54)을 설치하고, 수평 띠장(52')을 통해 홀딩 빔(54)의 걸림홈(55)에 걸리어 결합되는 수직바(56')로 이루지도록 제 2 연결부재(50')를 구성할 수 있다. 이때 수직바(56')는 홀딩 빔(54)의 걸림홈(55)에 삽입된 후 회전에 의해서 홀딩 빔(54)에 걸리는 스톱퍼(57)를 갖는다. 또한 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이 제 2 말뚝열(30)을 이루는 말뚝(32)에 홀(59)을 형성하고, 이에 수직으로 결합되는 수직 띠장(56')에 걸림홈(55')을 형성하여, 지반 상으로부터 록킹바(53)가 말뚝(32)을 따라 삽입되어 록킹바(53)의 걸림홈(55')에 삽입되도록 하므로써 구성되는 제 2 연결부재(50")를 적용할 수 있다. 실제로 도 5 및 도 6에 도시된 흙막이벽(10)은 이와 같은 제 2 연결부재(50")를 적용한 형태를 보인 것이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 지중연결부재의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.

도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 흙막이벽은 지중연결부재(70)를 사용하여 흙막이벽을 구성하는 요소가 지반에 더욱 견고히 결착되도록 한다. 이와 같은 지중연결부재(70)는 굴착영역의 굴착 후에 제 1 말뚝열(20)에 결합되는 토류판(60)을 통해 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되거나, 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되되, 제 2 말뚝열(30)에 체결될 수 있다.

이와 같은 제 2 연결부재(50, 50', 50") 및 지중연결부재(70)는 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)의 상호 결속이 강하게 되도록 하고, 지반상에 흙막이벽(10)의 구성요소가 더욱 강하게 지지되도록 하므로써 더욱 안정적인 흙막이 구조체를 형성시킬 수 있어 굴착심도를 더 깊게 할 수 있도록 한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에 서브 굴착영역을 형성하고, 서브 토류판을 설치하는 일례를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따르면, 흙막이벽(10)은 지반상으로 부터 제 2 연결부재(50)가 결합된 위치까지 제 2 말뚝열(30)로부터 굴착영역까지 연통되는 서브 굴착영역이 형성되도록 하고, 이 서브 굴착영역의 제 2 말뚝열(30)에 설치되는 서브 토류판(60')을 더 구비할 수 있다. 이와 같은 구성은 굴착영역의 하부에 작용되는 토압의 영향을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

도 14는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 15는 도 14에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽(10)은 제 1 말뚝열(20)을 형성하는 다수개의 말뚝(22)은 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 지반으로 근입되어 설치된다. 이와 같은 흙막이벽(10)은 더욱 안정적인 가시설 흙막이 벽체가 형성되게 되어 그 굴착심도를 더욱 증가시킬 수 있게 되어 기존의 어떤 가시설 흙막이 공법보다 경제적이고 시공성이 우수한 공법이 되므로 가시설에 투입하는 비용을 획기적으로 절감할 수 있도록 한다. 물론 전술한 실시형태와 접목시키면 그 효과를 더욱 높일 수 있을 것이다.

다시 도 14 및 도 15를 참조하면, 먼저 제 1 말뚝열(20)은 내부 굴착 작업선을 따라 일정간격으로 천공(21') 후, 말뚝(22)을 근입하고 채움재를 이용하여 굴착공의 빈 공간을 밀실하게 충진한다. 또한, 제 1 말뚝열(20)의 배면에 일정간격을 이격하여 시공되는 제 2 말뚝열(30)도 마찬가지로 내부 굴착 작업선을 따라 일정간격으로 천공(31) 후, 말뚝(32)을 근입하고 채움재를 이용하여 굴착공의 빈 공간을 밀실하게 충진한다. 천공(또는 타입, 압입)에 의하여 말뚝을 지반 내에 근입시킬 때 일반적으로 말뚝은 수직 근입하지만, 본 실시예에는 제 1 말뚝열(20)의 각 말뚝(22, 이때 천공(21')도 동일하게 형성된다)이 일정한 경사각(약 10°전후)으로 설치되도록 한다. 물론 제 2 말뚝열(30)도 이와 같은 구성을 갖도록 할 수 있을 것이다. 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)은 통상적으로 약 2m 전후의 일정한 간격으로 지반에 시공되며, 굴착계획선을 따라 연속적으로 작업한다. 이때 말뚝(22, 32)에 사용되는 대표적인 자재로서는 에이치빔을 예로 들 수 있으며, 그 시공성이나 경제성이 매우 우수하여 거의 대부분 이를 채택한다. 또한 말뚝 근입 후 굴착공의 빈 공간을 충진하는 채움재로서는 일반적으로 모래를 사용하며, 몰탈 등으로 시공할 수도 있다. 충진은 1차적으로 인력에 의한 방법을 사용할 수 있으며, 진동다짐기를 사용하여 충진작업을 보완할 수 있다.

이와 같이 시공된 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)은 전술한 제 1 연결부재(40)를 사용하여 결합시킨다. 제 1 연결부재(40)의 시공이 완료되면 굴착장비를 이용하여 일정 깊이까지 토사를 제거하고 동시에 제 2 말뚝열(20)을 따라서 서브 토류판(60')을 설치한다. 이와 같은 1단계 굴착 후, 제 2 연결부재(50)를 설치한다. 제 2 연결부재(50)가 설치된 이후 추가적인 보강을 위하여 제 1 연결부재(40)의 선단과 제 2 연결부재(50)의 선단을 대각선으로 연결하는 연결보강재를 함께 시공할 수 있다. 이와 같은 제 2 말뚝열(30)에 대한 1단계 굴착 이후 제 1 말뚝열(20)을 기준으로 그 굴착영역을 굴착하면서 제 1 말뚝열(20)을 따라서 순차적으로 토류판(60)을 시공하며 이 과정은 최종 굴착 계획고까지 2단계 굴착 작업이 진행된 다. 이상과 같은 굴착공사 중 또는 완료 후 서브 토류판(60') 또는 토류판(60)을 관통하여 굴착배면에 근입되는 지중연결부재(70)를 일정 간격으로 시공함으로써 흙막이 가시설 작업을 완료한다.

도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 흙막이벽(10)은 원지반에서 서브 굴착영역을 형성하고, 이 서브 굴착영역 상에 제 1 연결부재(40')가 설치되는 형태로 구성하여, 원재료를 절약할 수 있도록 할 수 있다. 이와 같은 경우 시공방법은 먼저 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝(22')을 근입시키되, 말뚝(22')이 지반으로부터 정해진 깊이 아래에 위치되도록 설치하므로써 제 1 말뚝열을 형성한다. 그리고 굴착영역에 대해 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝(32')을 근입시켜 설치하므로써 제 2 말뚝열을 형성한다. 다음으로 굴착영역의 굴착시 제 1 말뚝열의 상부까지의 깊이로 굴착영역과 연통되도록 제 2 말뚝열까지 서브 굴착영역을 형성한다. 그리고 서브 굴착영역의 지반 위에서 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 1 연결부재(40')로 연결하여 고정되도록 한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다 양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

발명의 실시를 위한 형태

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 상기 제 1 연결부재는 상기 제 1 말뚝열을 이루는 다수개의 말뚝에 평행하게 결합되는 제 1 띠장과, 상기 제 2 말뚝열을 이루는 다수개의 말뚝에 평행하게 결합되는 제 2 띠장 및, 상기 제 1 띠장과 제 2 띠장에 양측이 결합되는 고정바를 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 상기 제 1 연결부재의 하측에 위치되도록 지반 아래에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 연결하여 고정하는 제 2 연결부재를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 지반상으로부터 상기 제 2 연결부재가 결합된 위치까지 상기 제 2 말뚝열로부터 상기 굴착영역까지 연통되는 서브 굴착영역이 형성되도록 하고, 상기 서브 굴착영역의 상기 제 2 말뚝열에 설치되는 서브 토류판을 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 결합되는 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되는 지중연결부재를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 결합되는 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되되, 상기 제 2 말뚝열에 체결되는 지중연결부재를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽에서 상기 제 1 말뚝열을 형성하는 다수개의 말뚝은 상기 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 지반으로 근입되어 설치될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에 있어서, 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시켜 설치하므로써 제 1 말뚝열을 형성하는 단계와; 상기 굴착영역에 대해 상기 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 상기 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시켜 설치하므로써 제 2 말뚝열을 형성하는 단계 및; 지반 위에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 1 연결부재로 연결하여 고정되도록 하는 단계를 포함하여, 굴착영역의 둘레에 외측방향으로 간격을 두고 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 형성하고, 제 1 연결부재로 연결하여 지하 흙막이벽이 형성되도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에서 상기 굴착영역의 굴착중 상기 제 1 연결부재의 하측에 위치되도록 지반 아래에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 2 연결부재로 연결하여 고정되도록 하는 단계를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에서 상기 굴착영역의 굴착중 지반상으로부터 상기 제 2 연결부재가 결합된 위치까지 상기 제 2 말뚝열로부터 상기 굴착영역까지 연통되는 서브 굴착영역을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에서 상기 서브 굴착영역의 상기 제 2 말뚝열에 서브 토류판을 설치하는 단계를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에서 상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 토류판을 결합시키고, 상기 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 지중연결부재를 근입시키는 단계를 더 구비할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에서 상기 제 1 말뚝열을 형성하는 단계는 상기 다수개의 천공이 상기 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 형성되도록 하여, 각 천공에 근입되는 말뚝이 상기 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 지반에 근입되어 설치될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 본 발명은 토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에 있어서, 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시키되, 상기 말뚝이 지반으로 부터 정해진 깊이 아래에 위치되도록 설치하므로써 제 1 말뚝열을 형성하는 단계와; 상기 굴착영역에 대해 상기 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 상기 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시켜 설치하므로써 제 2 말뚝열을 형성하는 단계와; 상기 굴착영역의 굴착시 상기 제 1 말뚝열의 상부까지의 깊이로 상기 굴착영역과 연통되도록 상기 제 2 말뚝열까지 서브 굴착영역을 형성하는 단계 및; 상기 서브 굴착영역의 지반 위에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 1 연결부재로 연결하여 고정되도록 하는 단계를 포함하여, 굴착영역의 둘레에 외측방향으로 간격을 두고 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 형성하고, 제 1 연결부재로 연결하여 지하 흙막이벽이 형성되도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법은 도로공사, 지하철 공사 및 건물신축공사 등에서 절개면이나 지하 터파기 공사 중에 발생하는 토사의 무너짐을 방지하기 위해 제공된다. 이와 같은 본 발명에 따른 토목공사용 지하 흙막이벽(10)은 제 1 말뚝열(20), 제 2 말뚝열(30) 및 제 1 연결부재(40)로 이루어진다.

제 1 말뚝열(20)은 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝(22)이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성된다. 제 2 말뚝열(30)은 굴착영역 에 대해 제 1 말뚝열(20)로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝(32)이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성된다. 제 1 연결부재(40)는 지반 위에서 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 연결하여 고정되도록 한다. 여기서 제 1 연결부재(40)는 제 1 말뚝열(20)을 이루는 다수개의 말뚝(22)에 평행하게 결합되는 제 1 띠장(42)과, 제 2 말뚝열(30)을 이루는 다수개의 말뚝(32)에 평행하게 결합되는 제 2 띠장(44) 및, 제 1 띠장(42)과 제 2 띠장(44)에 양측이 결합되는 고정바(46)로 이루어진다. 물론 이와 같은 제 1 연결부재(40)는 통상 이 분야에서 간격을 갖고 설치되는 두 구조물을 연결하여 고정하기 위한 다양한 기술이 적용될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이와 같은 구조를 갖는 흙막이벽(10)은 다음과 같은 시공방법을 통해 형성된다. 즉 본 발명의 토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에 따르면, 먼저 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공(21)을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공(21)에 말뚝(22)을 근입시켜 설치하므로써 제 1 말뚝열(30)을 형성한다. 그리고 굴착영역에 대해 제 1 말뚝열(30)로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공(31)을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공(31)에 말뚝(32)을 근입시켜 설치하므로써 제 2 말뚝열(30)을 형성한다. 이때 천공과 말뚝(22, 32)의 근입 또는 타입은 통상 이 분야에서 사용되는 천공 및 말뚝 근입장비가 적용된다. 그리고 제 1 말뚝열(30)과 제 2 말뚝열(30)을 형성하기 위한 천공작업과 말뚝의 근입작업은 작업의 편리성을 고려하여 그 순서 및 방법을 설정 할 수 있을 것이다. 그리고 본 발명의 상세한 설명에서 제 2 말뚝열(30)은 일반적으로 적용될 수 있는 형태인 하나 열만이 설치되는 형태를 제시하였지만, 필요에 따라서는 다수개의 열로 구성할 수도 있을 것이고, 이는 본 발명의 기술적 사상아래에 있는 것이다. 이와 같이 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)이 형성된 후 지반 위에서 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 제 1 연결부재(40)로 연결하여 고정되도록 하므로써 본 발명은 굴착영역의 둘레에 외측방향으로 간격을 두고 제 1 말뚝열(20)과 제 2 말뚝열(30)을 형성하고, 제 1 연결부재(40)로 연결하여 지하 흙막이벽이 형성되도록 한다.

한편 본 발명에서 흙막이벽(10)의 제 1 연결부재(40)가 설치되는 지반은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 후술하는 본 발명의 변형 실시예(도 16 참조)에서는 원지반에서 서브 굴착영역을 형성하고, 이 서브 굴착영역 상에 제 1 연결부재(40')가 설치되는 형태를 보여주고 있다.

본 발명에 의한 토목공사용 지하 흙막이벽 및 그의 시공방법에 의하면, 본 발명은 지금까지의 버팀대(strut) 지지공법이나 지반앵커공법 등의 기존 가시설 공법이 가진 여러 가지 단점들을 개선하게 된다. 즉 본 발명에 따르면 버팀대를 사용하지 않음으로써 강재의 사용량이 줄어들게 되므로 공사비가 절감되고, 공기가 단축되며, 굴착현장 내에서의 중장비 공사작업이 원활하고, 후속 거푸집 작업이 용이해 짐에따라 시공성이 향상된다. 또한 본 발명은 지반앵커공법과 비교할 때, 앵커를 지반에 시공하는 경우 발생하는 인접부지 침범 문제를 해소하도록 자립식 가시 설 구조체를 형성하므로 도심지 인접공사 등에서 시공상의 제약이 거의 없어진다. 또한 다른 기존의 가시설 작업 등과 비교하면, 지반 침하와 변위를 최소화하여 기존 공법에 비하여 굴착으로 인한 인접 구조물의 피해를 감소시킬 수 있으며, 굴착가능심도를 더욱 깊게 할 수 있다.

Claims

토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽에 있어서,

굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성되는 제 1 말뚝열과;

상기 굴착영역에 대해 상기 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 상기 굴착영역의 둘레로 다수개의 말뚝이 정해진 간격으로 연이어서 지반으로 근입되어 설치되므로써 형성되는 제 2 말뚝열 및;

지반 위에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 연결하여 고정되도록 하는 제 1 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 연결부재는 상기 제 1 말뚝열을 이루는 다수개의 말뚝에 평행하게 결합되는 제 1 띠장과,

상기 제 2 말뚝열을 이루는 다수개의 말뚝에 평행하게 결합되는 제 2 띠장 및,

상기 제 1 띠장과 제 2 띠장에 양측이 결합되는 고정바를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 1 연결부재의 하측에 위치되도록 지반 아래에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 연결하여 고정하는 제 2 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 3 항에 있어서,

지반상으로부터 상기 제 2 연결부재가 결합된 위치까지 상기 제 2 말뚝열로부터 상기 굴착영역까지 연통되는 서브 굴착영역이 형성되도록 하고, 상기 서브 굴착영역의 상기 제 2 말뚝열에 설치되는 서브 토류판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 결합되는 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되는 지중연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 결합되는 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되되, 상기 제 2 말뚝열에 체결되는 지중연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 1 말뚝열을 형성하는 다수개의 말뚝은 상기 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 지반으로 근입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 연결부재의 하측에 위치되도록 지반 아래에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 연결하여 고정하는 제 2 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 8 항에 있어서,

지반상으로부터 상기 제 2 연결부재가 결합된 위치까지 상기 제 2 말뚝열로부터 상기 굴착영역까지 연통되는 서브 굴착영역이 형성되도록 하고, 상기 서브 굴착영역의 상기 제 2 말뚝열에 설치되는 서브 토류판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 7 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 결합되는 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되는 지중연결부재를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
제 7 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 결합되는 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 근입되되, 상기 제 2 말뚝열에 체결되는 지중연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽.
토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에 있어서,

굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시켜 설치하므로써 제 1 말뚝열을 형성하는 단계와;

상기 굴착영역에 대해 상기 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 상기 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시켜 설치하므로써 제 2 말뚝열을 형성하는 단계 및;

지반 위에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 1 연결부재로 연결하여 고정되도록 하는 단계를 포함하여, 굴착영역의 둘레에 외측방향으로 간격을 두고 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 형성하고, 제 1 연결부재로 연결하여 지하 흙막이벽이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.
제 12 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착중 상기 제 1 연결부재의 하측에 위치되도록 지반 아래에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 2 연결부재로 연결하여 고정되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.
제 13 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착중 지반상으로부터 상기 제 2 연결부재가 결합된 위치까지 상기 제 2 말뚝열로부터 상기 굴착영역까지 연통되는 서브 굴착영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.
제 14 항에 있어서,

상기 서브 굴착영역의 상기 제 2 말뚝열에 서브 토류판을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 굴착영역의 굴착 후에 상기 제 1 말뚝열에 토류판을 결합시키고, 상기 토류판을 통해 상기 굴착영역 내측으로부터 지반으로 지중연결부재를 근입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 말뚝열을 형성하는 단계는 상기 다수개의 천공이 상기 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 형성되도록 하여, 각 천공에 근입되는 말뚝이 상기 굴착영역 방향으로 기울어지는 각도를 갖도록 지반에 근입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.
토압 등 외력을 지탱할 목적으로 사용되는 흙막이벽을 시공하기 위한 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법에 있어서,

굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시키되, 상기 말뚝이 지반으로부터 정해진 깊이 아래에 위치되도록 설치하므로써 제 1 말뚝열을 형성하는 단계와;

상기 굴착영역에 대해 상기 제 1 말뚝열로부터 외측방향으로 정해진 위치에서 상기 굴착영역의 둘레로 다수개의 천공을 정해진 간격으로 연이어서 형성하여 각 천공에 말뚝을 근입시켜 설치하므로써 제 2 말뚝열을 형성하는 단계와;

상기 굴착영역의 굴착시 상기 제 1 말뚝열의 상부까지의 깊이로 상기 굴착영역과 연통되도록 상기 제 2 말뚝열까지 서브 굴착영역을 형성하는 단계 및;

상기 서브 굴착영역의 지반 위에서 상기 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 제 1 연결부재로 연결하여 고정되도록 하는 단계를 포함하여, 굴착영역의 둘레에 외측방향으로 간격을 두고 제 1 말뚝열과 제 2 말뚝열을 형성하고, 제 1 연결부재로 연결하여 지하 흙막이벽이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 토목공사용 지하 흙막이벽의 시공방법.