KR20080034424A - 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물축조 방법 - Google Patents

압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물축조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하 지반의 측면에서 압입강관들을 나란하게 수평압입한 후, 그 내부를 굴착한 다음, 압입강관과 압입강관 사이를 횡방향으로 일체연결하는 거더부를 형성하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 지반의 측면에 나란하게 수평압입되는 압입강관들의 측면을 횡방향으로 서로 소통되게 사각형상의 절개부를 형성한 다음, 이에 거더부 형성을 위한 사각관 형상의 거푸집을 철판으로 용접형성하되, 그 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 종방향으로 수평압입된 압입강관에 횡방향으로 관통된 거더부로써 구조적 안정성을 크게 향상시킴은 물론 종래의 비개착 공법의 거더부 형성방법에 비해 단순화된 작업공정으로 작업효율을 크게 향상시킬 수 있음은 물론 거더부 형성을 위한 철근 및 콘크리트 자재가 적게 소요되어 시공비용을 대폭 절감하면서도 상측 지반에 대한 동일한 지지력을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법에 관한 것이다.
거더부, 압입강관, 거푸집.

Description

압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법{A constructing method of underground structure with supporting beam for steel pipe}
본 발명은 지하 지반의 측면에서 압입강관들을 나란하게 수평압입한 후, 그 내부를 굴착한 다음, 압입강관과 압입강관 사이를 횡방향으로 일체연결하는 거더부를 형성하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 지반의 측면에 나란하게 수평압입되는 압입강관들의 측면을 횡방향으로 서로 소통되게 사각형상의 절개부를 형성한 다음, 이에 거더부 형성을 위한 사각관 형상의 거푸집을 철판으로 용접형성하되, 그 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 종방향으로 수평압입된 압입강관에 횡방향으로 관통된 거더부로써 구조적 안정성을 크게 향상시킴은 물론 종래의 비개착 공법의 거더부 형성방법에 비해 단순화된 작업공정으로 작업효율을 크게 향상시킬 수 있음은 물론 거더부 형성을 위한 철근 및 콘크리트 자재가 적게 소요되어 시공비용을 대폭 절감하면서도 상측 지반에 대한 동일한 지지력을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하구조물은 크게 개착공법과 비개착공법으로 시공되는데, 상기 두가지 시공방법 중, 개착공법은 지하구조물을 형성하고자 하는 설치면적 전부에 걸쳐 굴착하여 상부를 개방한 상태로 지하구조물을 시공하는 것으로, 이러한 개착공법으로 도로의 하측에 지하구조물을 설치하는 경우에는 상기 도로를 통행하는 차량과 보행자의 통행을 차단하여야 하므로 공사지대의 주변통행에 매우 큰 불편을 끼치는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것이 비개착공법으로서, 상기 비개착공법은 지하구조물의 설치면적 전부를 굴착하지 아니하고, 지하지반의 측면으로 강관을 압입할 수 있을 정도의 최소한의 면적과 깊이로 굴착한 다음, 상기 굴착한 구덩이의 지하 지반의 측면에 압입강관들을 지하구조물을 형성하는 외곽선을 따라 수평으로 나란하게 압입한 후, 압입강관 내부에 존재하는 암석과 흙을 제거한 다음, 그 내부를 철근콘크리트로 충진하여 양생하고, 압입강관들로 형성된 지하구조물의 내측을 굴착한 후, 그 내벽면을 마감재로 형성함으로써 압입강관과 일체형성되는 지하구조물을 형성하는 공법이다.
상기와 같은 비개착공법은 지하구조물을 설치하고자 하는 지면에 도로가 있을 경우, 도로의 통행에 아무런 제한을 가하지 아니하므로 개착공법의 가장 큰 문제점을 해소한 것이어서 지하구조물을 형성하는 데에 주로 사용하고 있으며, 이러 한 비개착공법은 보다 나은 시공을 하기 위해 많은 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
상기와 같은 비개착공법으로 지하구조물을 형성할 때에 종방향으로 나란하게 압입된 압입강관에 횡방향으로 관통하는 거더부를 형성하고자 할 때는, 지하 지반의 측면에 수평압입된 압입강관의 측면에 절개부를 형성한 다음, 상기 절개부를 통해 철근콘크리트로 내부가 충진되는 거더부를 횡방향으로 관통형성하여 압입강관들이 상측 지반의 하중이나 좌측 혹은 우측 지반이 밀어내는 힘에 대해 견딜 수 있도록 하게 된다.
상기와 같은 거더부와 관련하여, 종래에는 압입강관의 측면에 단면이 원형인 연결파이프가 긴밀하게 관통가능한 절개부를 원형으로 형성하고, 이에 연결파이프로써 일측 압입강관의 절개부와 타측 압입강관의 절개부를 용접연결한 다음, 그 내부를 철근콘크리트로 타설함으로써 종방향으로 나란하게 수평압입된 압입강관을 횡방향으로 관통하여 압입강관을 지지하는 거더부를 형성하게 된다.
여기서, 연결파이프는 압입강관들의 측면을 서로 연결해주면서 철근콘크리트 타설시 거푸집의 역할을 하게 되는 것이다.
즉, 상기와 같은 구조의 종래 거더부를 형성하기 위해서는, 상기 연결파이프를 압입강관의 내부에 운반한 다음, 상기 단면이 원형인 연결파이프가 긴밀하게 끼워지는 원형으로 절개부를 형성하고, 상기 원형 절개부를 통해 압입강관끼리 연결파이프로 연결하여 용접으로 일체형성하게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 연결파이프로 압입강관의 측면을 서로 연결하여 거더부 를 형성할 때에 압입강관의 측면에 형성되는 절개부는 연결파이프가 긴밀하게 관통할 정도로 형성되거나 혹은 연결파이프의 외측면과 구멍 사이에 틈이 발생하지 아니하도록 형성되어야 하는데, 이러한 구성은 외부 토사가 압입강관의 내부로 침투하지 아니하도록 방지하기 위한 것으로, 상기와 같은 구성은 높은 정밀도가 요구되어 작업이 매우 복잡하고 번거로울 뿐 아니라 작업시간이 매우 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 철근콘크리트 구성만으로 거더부를 형성하게 될 경우, 압입강관의 상측지반에 대한 지지력을 충분히 제공하기 위해서는 압입강관의 측면에 길이방향의 전체에 걸쳐서 절개부를 형성한 다음, 이를 통해 거더부를 형성하여야 하므로 철근과 콘크리트가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 압입강관을 지하구조물의 외곽선을 따라 압입한 후, 그 내측을 굴착한 다음, 내측면에 해당하는 압입강관의 일단을 길이방향으로 절개하였으나, 이러한 구조는 미관상 흉할 뿐 아니라 상기 절개부분을 구조적으로 보완하는 데에 시공시간과 시공자재가 과다하게 소요되어 전체적으로 시공효율이 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 압입강관의 길이방향에 교차되는 방향으로 서로 대칭되는 한쌍의 절개부를 형성하되, 일측 압입강관의 절개부와 마주보는 타측 압입강관의 절개부는 철판으로 용접형성되는 사각관 형상의 거푸집으로 연결형성하고 상기 철판 거푸집 내부에 철근콘크리트를 타설하여 압입강관을 횡방향으로 관통지지하는 거더부는 압입강관의 길이방향에 일정 간격으로 형성함으로써 종래에 비해 거더부를 구성하는 철근 및 콘크리트 자재가 적게 소요되면서 동일한 지지력을 제공할 수 있음은 물론 구성이 용이하여 작업시간이 단축될 뿐 아니라 작업효율이 향상되는 것을 특징으로 하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법에 관한 것으로, 지하 지반의 평평한 측면에 지하구조물을 형성하는 외곽선을 따라 나란하게 수평압입된 압입강관(1)들의 측면에는 사각형상의 절개부(2)가 형성되어 있되, 상기 절개부(2)는 압입강관(1)의 길이방향에 교차되는 방향으로 서로 대칭되는 위치에 각각 하나씩 한쌍으로 형성되어 있으며, 상기 이러한 구조로 형성되는 절개부(2)는 압입강관(1)의 길이방향에 일정한 간격으로 형성되어 있으며, 수평으로 나란하게 압입된 압입강관(1)의 측면에 형성된 절개부(2)는 압입강관(1)의 길이방향에 교차되는 횡방향으로 일렬로 나란하게 나열되는 구조로 되어 있다.
여기서, 압입강관(1)의 측면에 횡방향으로 관통하는 거더부(3) 형성을 위한 거푸집(4)은 길이방향에 5~7미터의 간격으로 형성됨이 바람직하며, 상기 간격은 상황에 따라 가변됨은 물론이다.
상기와 같이 구성되는 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)와 마주보는 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)를 거더부(3)로써 서로 연결하게 되는데, 거더부(3)를 형성하기 위한 거푸집(4)은 철판으로 형성된 사각관 형상으로서 거푸집(4)의 일측단은 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)에 용접체결되고, 거푸집(4)의 타측단은 상기 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)에 마주보는 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)에 용접체결됨으로서 상기 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)와 마주보는 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)를 연결할 수 있는 구조로 되어 있다.
상기와 같이 구성되는 거푸집(4)의 내부에 철근콘크리트(5)를 타설함으로써 압입강관(1)에 구조적 안정성을 제공하는 거더부(3)를 형성하게 되고, 상기 철판으로 형성되는 거푸집(4)은 압입강관(1)과 일체형성함으로써, 지하구조물의 상측 지반의 하중에 대한 구조적 안정성을 더욱 높여줄 수 있는 구조로 되어 있다.
상기와 같은 압입강관(1)의 거더부(3) 구조를 형성하기 위한 방법으로는 지하 지반의 측면에 나란하게 수평압입된 압입강관(1)들의 양측면에 사각형상의 절개 부(2)를 형성하되, 상기 절개부(2)는 압입강관(1)의 길이방향에 교차되는 횡방향으로 서로 대칭되는 위치에 형성하는 제 1 단계;
제 1 단계 후, 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)와 마주보는 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)를 용접연결하는 사각관 형상의 거푸집(4)을 철판으로 형성하되, 거푸집(4)의 일측단은 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)에 용접체결되고, 거푸집(4)의 타측단은 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)에 용접체결되는 제 2 단계;
제 2 단계 후, 거푸집(4)과 압입강관(1a)의 내부에 철근콘크리트(5)를 타설하여 거더부(3)를 형성하는 제 3 단계;
제 3 단계 후, 지하구조물 터널내부의 토사 및 암반을 제거하는 제 4 단계;
제 4 단계 후, 지하구조물 내벽을 마감재(방청재, 몰탈뿜칠, 패널 등)(6)로 마감하는 제 5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
지하지반의 측면에 종방향으로 수평압입된 압입강관(1)에 횡방향으로 관통하여 압입강관(1)에 상측 지반에 대한 지지력을 제공하는 거더부(3)를 형성할 때에, 먼저 압입강관(1)의 측면에 절개부(2)를 형성하되, 상기 절개부(2)는 압입강관(1)의 길이방향에 교차되는 횡방향으로 서로 대칭되는 위치에 각각 하나씩, 한쌍의 절개부(2)를 형성함으로써 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)와 마주보는 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)를 연결하는 거더부(3) 형성을 위한 거푸집(4)을 설치할 수 있게 된다.
이 때, 상기 절개부(2)는 사각형으로 절개되어 있어 이에 철판으로 서로 마 주보는 절개부(2)를 연결하면서 용접체결하게 되면 단면이 사각형인 사각관 형상의 거더부(3)를 형성할 수 있는 거푸집(4)이 형성되는 바, 이러한 구조로 형성되는 거더부(3) 형성을 위한 거푸집(4)은 종래 연결파이프로 거더부(3)의 거푸집(4)을 형성하는 방법 및 구조에 비해 높은 정밀도가 요구되지 아니하고, 비교적 용이하게 형성할 수 있게 되므로 작업시간이 크게 단축되는 것이다.
또한, 상기 거더부(3)를 형성하는 거푸집(4)은 철판으로써, 사각관 형상으로 용접형성되어, 거푸집(4)의 일측단은 일측 압입강관(1a)의 일측 절개부(2a)에 용접체결되고, 거푸집(4)의 타측단은 타측 압입강관(1b)의 타측 절개부(2b)에 용접체결되는 바, 이러한 구조로 형성되는 압입강관 구조는 지하구조물의 구조적 안정성을 더욱 높여줄 수 있게 되는 것이다.
또한, 종래에는 상기 거더부(3) 형성을 위해서는 철근콘크리트(5)만으로 형성하여 상측 지반의 하중에 대한 지지력을 받쳐주기 위해서 철근콘크리트용 자재가 대단히 많이 소요되었으나, 본 발명에서는 철판으로 거푸집(4)을 형성하되, 압입강관(1)의 길이방향의 전체길이에 절개부를 형성하지 아니하고 일정한 간격으로 절개부를 형성하여 이에 거더부를 형성하는 구조체를 형성함으로써 철근콘크리트 작업을 위한 자재가 적게 소요되면서 상측 지반에 대해 동일한 구조적 안정성을 제공할 수 있게 되는 것이다.
또한, 종래에는 압입강관(1)의 하단 부분을 절개하거나 측면을 절개한 후 지보공을 설치하는 방법 등을 사용하였던 바, 이는 미관이 흉하고 시공상의 어려움이 있었으나, 본 발명은 압입강관(1) 측면을 부분 절개하여 거더부(3)를 길이방향으로 5~7미터의 일정간격으로 설치함으로써 상기 종래의 문제점을 해소하게 되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의해 비개착공법으로 지하터널을 시공하기 위한 구조물의 형성시, 거푸집(4)을 철판으로 형성하되, 압입강관(1)과 일체형성을 위한 용접체결함으로써 상측 지반의 하중에 대한 압입강관(1)의 구조적 안정성을 더욱 높여줄 수 있음은 물론 압입강관(1)의 길이방향에 대해 횡방향으로 형성되는 거더부(3)는 종래에 비해 더욱 용이하게 형성할 수 있을 뿐 아니라 종래에 비해 철근콘크리트(5)에 사용되는 자재가 적게 소요되면서 동일한 구조적 안정성을 제공할 수 있어 시공비용이 적게 소요되어 경제적으로 시공할 수 있는 매우 큰 효과가 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 거더부가 시공된 지하구조물 전체 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 거더부 시공 상세도, 도 3은 본 발명에 의한 거더부 시공 내부 정면상세도, 도 4는 본 발명에 의한 거더부 시공 내부 측면 상세도, 도 5는 본 발명에 의한 아치형 지하구조물 전체 사시도이다.
본 발명에 의한 지하구조물 형성을 위한 압입강관 거더부 시공구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 지하지반의 측면에 지하구조물의 외곽선을 따라 나란하게 수평압입된 압입강관(1)의 측면에는 절개부(2)가 형성되어 있는 바, 상기 절개부(2)는 압입강관(1)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 서로 대칭되는 위치에 각각 하나씩 형성되어 있으며, 일측 압입강관(1a)과 타측 압입강관(1b)의 외면이 제일 가까운 위치에 서로 마주보게 동일한 형상과 크기로 형성되어 있고, 나란하게 수평압입된 압입강관(1)의 절개부(2)는 일렬로 나열되게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 압입강관(1)의 측면에 형성되는 절개부(2)는 사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 압입강관(1)의 측면에 사각형으로 절개된 절개부(2)끼리 서로 연결하는 거더부(3)를 형성하기 위한 거푸집(4)은 철판으로 용접체결하여 형성하게 되어 상기 거더부(3) 형성을 위한 거푸집(4)은 단면이 사각형상의 관형태로 종방향의 압입강관(1)에 대해 횡방향으로 관통형성되는 것이다.
상기와 같이 종방향으로 나란하게 수평압입된 압입강관(1)에 대해 횡방향으로 관통형성되는 거더부(3)는 압입강관(1)의 길이방향에 일정간격으로 형성하되, 5~7미터의 간격으로 형성됨이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같은 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 의한 거더부가 시공된 지하구조물 전체 사시도
도 2는 본 발명에 의한 거더부 시공 상세도
도 3은 본 발명에 의한 거더부 시공 내부 정면상세도
도 4는 본 발명에 의한 거더부 시공 내부 측면 상세도
도 5는 본 발명에 의한 아치형 지하구조물 전체 사시도
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 압입강관 1a : 일측 압입강관 1b : 타측 압입강관
2 : 절개부 2a : 일측 절개부 2b : 타측 절개부
3 : 거더부 4 : 거푸집
5 : 철근콘크리트 5a : 철근 5b : 콘크리트
6 : 마감재 7 : 그라우팅재

Claims (2)

  1. 지하 지반의 측면에 압입강관을 수평으로 나란하게 압입하고, 상기 수평압입된 압입강관에 횡방향으로 관통하는 거더부를 형성하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법에 있어서, 지하 지반의 측면에 나란하게 수평압입된 압입강관들의 양측면에 사각형상의 절개부를 길이방향에 일정간격으로 형성하되, 상기 절개부는 압입강관의 길이방향에 교차되는 횡방향으로 서로 대칭되는 위치에 형성하는 제 1 단계; 제 1 단계 후, 일측 압입강관의 절개부와 마주보는 타측 압입강관의 절개부를 연결하는 사각관 형상의 거푸집을 철판으로 형성하되, 거푸집의 일측단은 일측 압입강관의 절개부에 용접체결되고, 거푸집의 타측단은 타측 압입강관의 절개부에 용접체결되는 제 2 단계; 제 2 단계 후, 설치된 거푸집 내부로 압입강관의 횡방향으로 철근을 배근하고 거푸집과 압입강관에 콘크리트를 타설하여 거더부 및 슬래브를 형성하는 제 3 단계; 제 3 단계 후, 지하구조물 터널내부의 토사 및 암반을 제거하는 제 4 단계; 제 4 단계 후, 지하구조물 내벽을 마감재(방청재, 몰탈뿜칠, 패널 등)로 마감하는 제 5 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물 축조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 거더부는 압입강관의 측면에 사각형으로 형성된 절개부와, 상기 절개부를 연결하는 사각관 형상의 거푸집과, 상기 거푸집과 압입강관 의 내부에 철근콘크리트가 충진되어 압입강관과 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 위한 지하구조물 축조방법.
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KR1020080025080A KR20080034424A (ko) 2008-03-18 2008-03-18 압입강관 거더부 시공 및 그 구조를 이용한 지하구조물축조 방법

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101022382B1 (ko) * 2010-08-16 2011-03-22 (주)정토지오텍 비개착식 지하터널 축조 장치 및 방법
CN108612118A (zh) * 2016-12-12 2018-10-02 姚晓宁 一种管幕钢管内混凝土一次性水平回填的施工方法
JP2018162636A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 鹿島建設株式会社 外郭躯体構築方法及び外郭躯体
JP2018165434A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 西松建設株式会社 広幅ブロックの構築工法、移動式止水バリア形成方法および止水バリア形成用冷媒回路
KR102164645B1 (ko) * 2020-01-17 2020-10-12 표준이앤씨 주식회사 전단지보재를 이용한 비개착식 터널 구축용 강관추진공법
KR102191503B1 (ko) 2019-07-30 2020-12-15 한광우 상부 및 하부 사각관을 이용한 비개착식 터널굴착공법

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