KR20080059951A - 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한전단마찰 보강재 - Google Patents

가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한전단마찰 보강재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흙막이 가시설 구조물을 파일기초와 지하옹벽의 영구시설물로 보다 간편하고 효율적으로 활용할 수 있는 동시에 작업성이 향상되어 공사기간과 공사비가 절감되도록 한 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보강재를 제공한다. 이와 같은 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법은 금속성 기초파일이 내장된 말뚝이 구비된 흙막이 벽을 갖는 가설 흙막이 구조물을 이용한 지하옹벽 시공방법에 있어서, 상기 흙막이 벽의 내측에서 터파기를 수행하는 터파기 단계와; 상기 터파기 단계가 수행된 흙막이 벽 기초파일의 내면이 일정한 상하간격으로 노출되도록 노출부를 형성하고 이 노출부의 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체와 이 고정몸체에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체가 형성된 U형 전단마찰 보강재를 설치하는 U형 전단마찰 보강재 설치단계와; 상기 단계에 의해 설치된 U형 전단마찰 보강재의 철근결합몸체에 철근을 용접 결합하고 배근하여 상기 U형 전단마찰 보강재와 철근의 일체화를 통해 이후 형성되는 지하옹벽의 내력을 보강하는 철근 설치단계와; 상기 단계에 의해 설치된 철근의 내측에 거푸집을 설치하는 거푸집 설치단계와; 상기 거푸집 설치단계에 의해 설치된 거푸집 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하여 양생시키는 콘크리트 타설, 양생단계를 포함하여 시행하는 것을 특징으로 한다.

Description

가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보강재{UNDERGROUND OUTER WALL CONSTRUCTION METHOD USING TEMPORARY RETAINING WALL AND CONNECTING MEMBER STRENGTHENING SHEARING FORCE THEREFOR}
도 1은 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법을 설명하기 위한 공정도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 U형 전단마찰 보강재를 설명하기 위한 사시도,
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 U형 전단마찰 보강재에 의해 시공된 상태를 나타내는 횡단면도,
도 3b 및 도 3c는 도 3a의 요부 확대 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 U형 전단마찰 보강재에 의해 시공된 상태를 나태내는 횡단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법의 변형례에 의해 시공된 상태를 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 U형 전단마찰 보강재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
40 : 지하옹벽, 41 : 철근,
51 : 흙막이 벽 형성단계, 52 : 터파기 단계,
53 : U형 전단마찰 보강재 설치단계, 54 : 철근 설치단계,
55 : 거푸집 설치단계, 56 : 콘크리트 타설, 양생단계,
60 : 콘크리트 말뚝, 70: 기초파일이 내장된 말뚝,
71 : 금속성 기초파일, 80 : U형 전단마찰 보강재,
82 : 고정몸체, 84 : 철근결합몸체,
90 : I형 전단마찰 보강재.
본 발명은 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보강재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지반의 터파기를 위해 외력을 지탱할 목적으로 시공되는 가시설 구조물을 이용하여 파일기초와 지하옹벽으로 활용할 수 있도록 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보 강재에 관한 것이다.
일반적으로 성토, 절토, 굴착 등을 실시하는 경우 통상 비탈면을 두어 지반의 안정을 유지시켜 주고 있지만, 토지의 보다 효과적인 이용도를 확보하거나 도시내의 구조물의 기초 및 건물의 지하공간을 시공하기 위한 굴착시에는 비탈면을 두지 않고 통상 연직굴착을 실시하게 되고, 이와 같은 연직굴착시에는 지반의 붕괴를 방지하기 위해 연직면 위치에 흙막이 가시설 구조물을 설치하게 된다.
그리고 상기 흙막이 가시설 구조물은 임시로 시설되는 구조물이므로 정해진 지하공간의 시공이 완료되면 이를 해체하여 제거하여야 하므로 공사비와 공사기간의 증가되고 불필요한 건설자재가 소요되어 자재비가 증가되는 문제점이 있었다.
이에 따라 최근에는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 다양한 기술들이 안출되어 적용되고 있는 바, 그 선행기술로는 대한민국 특허등록 제0313720호 "가설 흙막이 벽용 철골 버팀대를 영구 구조물의 일부로 사용하는 건축물의 지하구조물 구축방법"이 제시되고 있는데 이에 따르면 건축물의 지하 구조물용 터파기를 위하여 임시로 설치되는 가설 버팀대를 영구시설물의 일부로 활용함으로써 가설 버팀대의 설치와 해체작업을 현저히 감소시킬 수 있었다.
또한 본 출원인은 상기 흙막이 가시설 구조물을 더욱 효과적으로 영구시설물 로 적용할 수 있도록 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0623005호에 나타난 바와 같은 "가설 흙막이 구조물을 이용한 지하옹벽 시공방법"을 제시하였다. 이에 따르면 흙막이 벽을 갖는 가설 흙막이 구조물을 이용한 지하옹벽 시공방법에 있어서, 상기 흙막이 벽의 내측에서 터파기를 실시하는 단계와, 이후 형성되어질 콘크리트 옹벽과의 일체화를 통해 내력 보강을 위해 상기 에이치파일, 보강철근 또는 시트파일에 버팀기둥을 수직으로 부착시켜서 설치하는 단계와, 콘크리트를 타설하여 상기 버팀기둥과 일체화되도록 콘크리트 옹벽을 시공하는 단계를 포함하되, 상기 버팀기둥은 상기 에이치파일, 보강철근 또는 시트파일에 부착되어 상기 콘크리트 옹벽의 두께방향으로 연장되는 버팀기둥 수직대 및, 상기 콘크리트 옹벽의 길이방향으로 소정의 길이를 갖도록 상기 버팀기둥 수직대의 끝단에 부착되는 버팀기둥 수평대를 구비하고, 상기 콘크리트 옹벽을 시공하는 단계는 상기 버팀기둥 수평대에 의해 지지되도록 데크 플레이트를 설치하여 상기 콘크리트 옹벽의 내측벽을 형성하였다.
상기와 같이 본 출원인에 의해 선출원된 시공방법에 따르면, 지하 옹벽이 흙막이 벽의 에이치파일 등과 용접 등으로 결합되는 버팀 기둥과 일체되어 시공되므로 옹벽의 두께를 줄일 수 있고, 철근과 같은 자재를 감소시킬 수 있으며, 테크 플레이트를 적용하여 콘크리트 옹벽의 내측면을 시공하므로 종래 거푸집공법에 비해 시공을 단순화시킬 수 있었다.
그러나 상기와 같은 시공방법은 흙막이 벽의 에이치파일 등에 평철 형상의 버팀기둥 수직대를 수직으로 용접하고 이와 같이 용접된 버팀기둥 수직대에 직교되게 평철 형상의 버팀기둥 수평대를 반복적으로 용접하여야 하므로 작업환경이 열악한 가시설 작업현장에서 용접량 과다로 인해 공기가 증가되고 또한 용접품질이 불량하게 되는 문제점이 있으며, 특히 상기 버팀기둥 수직대를 에이치파일에 용접하기 위해서는 흙막이 벽의 시공시에 에이치파일의 둘레에 타설 양생된 봉상의 콘크리트 전면을 상하방향 전체에 걸쳐서 파쇄시켜 상기 에이치파일을 용접이 가능한 상태로 노출시켜야 하므로 파쇄작업이 어렵고 많은 시간이 소요되어 공사기간과 공사비가 증가되는 주요인으로 작용되는 문제점이 있었다.
또한 지하옹벽을 형성하기 위한 철근의 배근작업시에 상기 버팀기둥 수직대 및 버팀기둥 수평대의 간섭으로 철근의 적절한 배치가 곤란하고 상기 버팀기둥 수직대가 지하옹벽의 가로방향을 짧게 구획하게 되어 가로방향으로 배치되는 철근의 길이가 짧아지게 되어 용접물량이 증가되므로 철근의 설치작업이 어렵고 많은 작업시간이 소요되는 문제점이 있었다.
이에 따라 철근을 직접 에이치파일에 용접하여 철근 배근작업을 시행하고 있으나 이 또한 작고 불균일한 원형 단면을 갖는 철근과 평면 구조의 에이치 파일 용접면과의 용접이 매우 어렵고 철근의 절단작업이 많아서 작업성이 불량하고 작업시간이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 흙막이 가시설 구조물을 파일기초와 지하옹벽의 영구시설물로 보다 간편하고 효율적으로 활용할 수 있는 동시에 작업성이 향상되어 공사기간과 공사비가 절감되도록 한 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보강재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법은 금속성 기초파일이 내장된 말뚝이 구비된 흙막이 벽을 갖는 가설 흙막이 구조물을 이용한 지하옹벽 시공방법에 있어서, 상기 흙막이 벽의 내측에서 터파기를 수행하는 터파기 단계와; 상기 터파기 단계가 수행된 흙막이 벽 기초파일의 내면이 일정한 상하간격으로 노출되도록 노출부를 형성하고 이 노출부의 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체와 이 고정몸체에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체가 형성된 U형 전단마찰 보강재를 설치하는 U형 전단마찰 보강재 설치단계와; 상기 단계에 의해 설치된 U형 전단마찰 보강재의 철근결합몸체에 철근을 용접 결합하고 배근하여 상기 U형 전단마찰 보강재와 철근의 일체화를 통해 이후 형성되는 지하옹벽의 내력을 보강하는 철근 설치단계와; 상기 단계에 의해 설치된 철근의 내측에 거푸집을 설치하는 거푸집 설치단계와; 상기 거푸집 설치단계에 의해 설치된 거푸 집 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하여 양생시키는 콘크리트 타설, 양생단계를 포함하여 시행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법에서 상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계는 일정 길이를 갖는 철근의 중앙부에 사각 단면을 갖는 고정몸체를 단조 가공하고 상기 철근의 양단부에 철근이 용접되는 피용접부를 단조 가공한 상태에서 상기 고정몸체의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡하여 철근결합몸체를 형성한 U형 전단마찰 보강재에 의해 시행할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법에서 상기 터파기 단계를 시행하고 기초파일이 내장된 말뚝의 사이에 형성되는 콘크리트말뚝의 내측에 일정한 상하 간격으로 피용접부를 갖는 I형 전단마찰 보강재를 삽입 설치하여 상기 철근 설치단계에서 철근의 설치가 보다 용이하고 결속강도가 증가되도록 하는 I형 전단마찰 보강재 설치단계를 더 시행할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법에서 상기 I형 전단마찰 보강재 설치단계는 콘크리트 말뚝에 형성한 홀에 접착제를 주입하고 앵커볼트 형상의 I형 전단마찰 보강재를 삽입하여 고정하는 캐미컬 앵커방식, 또는 콘크리트 말뚝에 형성한 홀에 앵커볼트 형상의 I형 전단마찰 보강재를 끼움방식으로 고정하는 세트 앵커방식으로 설치하여 시행할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 전단마찰 보강재는 금속성 기초파일이 내장된 말뚝이 구비된 흙막이 벽을 갖는 가설 흙막이 구조물을 이용하여 파일기초와 지하옹벽을 형성하도록 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 전단마찰 보강재에 있어서, 상기 흙막이 벽의 내측이 터파기 되어 노출된 말뚝의 내측에 일정한 상하 간격으로 기초파일이 노출되도록 형성된 노출부 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체와 상기 고정몸체에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체로 구성되어 상기 철근결합몸체와 상기 지하옹벽 형성부측에 형성되는 철근과 일체화되어 타설되는 콘크리트에 의해 형성되는 지하옹벽의 내력이 보강되도록 된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 전단마찰 보강재에서 상기 전단마찰 보강재의 고정몸체는 일정 길이를 갖는 철근의 중앙부가 단조 가공되어 사각 단면을 갖도록 형성되고, 상기 철근결합몸체는 상기 고정몸체의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡되고 그 양단부에 단조 가공되는 피용접부가 형성된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명하고, 도 1 내지 도 6에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 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 1은 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법을 설명하기 위한 공정도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 U형 전단마찰 보강재를 설명하기 위한 사시도, 도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 U형 전단마찰 보강재에 의해 시공된 상태를 나타내는 횡단면도, 도 3b 및 도 3c는 도 3a의 요부 확대 단면도로서 도 3b는 U형 전단마찰 보강재의 결합부 횡단면도, 도 3c는 U형 전단마찰 보강재의 결합부 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 U형 전단마찰 보강재에 의해 시공된 상태를 나태내는 횡단면도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법의 변형례에 의해 시공된 상태를 나타내는 평면도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 U형 전단마찰 보강재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법은 흙막이 벽 형성단계(51)와, 터파기 단계(52)와, U형 전단마찰 보강재 설치단 계(53)와, 철근 설치단계(54)와, 거푸집 설치단계(55)와, 콘크리트 타설, 양생단계(56)가 포함 구성된다.
상기 흙막이 벽 형성단계(51)는 도 2 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 지하옹벽이 설치되는 지반의 둘레에 일정한 간격으로 천공홀을 형성하고 이와 형성된 천공홀에 콘크리트 몰탈을 주입하여 콘크리트 말뚝(60)을 형성하는 한편 이와 같이 형성되는 콘크리트 말뚝(60) 사이에 일정한 간격으로 에이치파일과 같은 금속성 기초파일(71)을 삽입하고 콘크리트 몰탈을 주입하여 형성하는 기초파일이 내장이 내장된 말뚝(70)을 형성하여 흙막이 벽을 구성하게 된다.
상기 터파기 단계(52)는 상기와 같은 흙막이 벽 형성단계(51)를 통해 형성된 흙막이 벽의 내측에서 굴토시공에 의한 터파기를 수행하여 지하공간을 형성하므로써 후술되는 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53), 철근 설치단계(54)와, 거푸집 설치단계(55) 등의 시행을 가능하게 하는 단계이다.
상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53)는 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 터파기 단계(52)가 수행된 후 흙막이 벽을 형성하는 말뚝 중에서 내부에 금속성 기초파일(71)이 내장된 말뚝(70)의 내측에 상기 기초파일(71)의 내면이 노출되도록 일정한 상하간격으로 노출부(72)를 형성하고 상기 노출부(72)에 U형 전단마찰 보강재(80)를 용접하여 설치하는 단계로서, 상기 노출부(72)에 용접 결합되는 U형 전단마찰 보강재(80)는 상기 노출부(72)의 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체(82)와 이 고정몸체(82)에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부(지하옹벽의 두께방향)측으로 돌출되는 철근결합몸체(84)가 형성된 U형 전단마찰 보강재(80)에 의해 시행한다.
그리고 상기 U형 전단마찰 보강재(80)는 후술되는 철근 설치단계(54)에서 배근되는 철근(41)이 용접 결합되어 일체화 됨으로써 상기 콘크리트 타설, 양생단계(56)의 시행으로 형성된 지하옹벽(40)의 내력을 보강하게 되는 것으로 바람직하게 도 6에 도시된 바와 같이 일정 길이를 갖는 철근의 중앙부에 사각 단면을 갖는 고정몸체(82)를 단조 가공하고 상기 철근의 양단부에 철근이 용접되는 피용접부(84a)를 단조 가공한 상태에서 상기 고정몸체(82)의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡하여 철근결합몸체(84)를 형성하므로써 전체적인 형상이 대략 " U" 자 형상을 갖도록 형성한다.
상기 철근 설치단계(54)는 상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53)에 의해 설치된 U형 전단마찰 보강재(80)의 철근결합몸체(84)에 철근(41)을 용접 결합하고 배근하여 지하옹벽의 골격을 형성하는 단계로서 이와 같은 철근의 배근은 지하 옹벽에 작용되는 모든 하중과, 상기 지하옹벽(40)의 형상, 두께나 높이 등의 모든 요소를 고려하여 계산된 산출근거에 의해 일정 규격의 철근을 수직 및 수평방향으로 엮거나 용접하여 설치한다.
상기 거푸집 설치단계(55)는 철근 설치단계(54)에 의해 설치된 철근 배근과 함께 정해진 두께와 형상을 갖는 지하옹벽이 형성되도록 데크 플레이트와 같은 거푸집을 설치하여 지하옹벽(40)의 내측면을 형성하는 단계이고, 상기 콘크리트 타설, 양생단계(56)는 상기 거푸집 설치단계(55)에 의해 설치된 거푸집 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하고 양생시켜 최종적인 지하옹벽(40)의 형태를 완성하는 단계이다.
그리고 본 발명에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법은 말뚝의 내부에 에이치파일과 같은 기초파일을 박고 콘크리트를 타설한 흙막이 벽 구조와 같이 내부에 평면구조의 용접면이 형성된 금속성 기초파일이 설치된 흙막이 벽 구조에서 용이하게 적용할 수 있지만 이제 제한되는 것은 아니며 에이치파일을 설치하고 토류관을 설치하여 형성되는 흙막이 벽, 에이치파일을 박고 소일 시멘트 월(Soil cement wall)을 설치하여 형성되는 흙막이 벽, 보강철근을 넣은 현장 타설 콘크리트말뚝을 설치하여 형성되는 흙막이 벽 등 U형 전단마찰 보강재(80)가 용접될 수 있는 금속성 물질이 말뚝의 내부에 구비되는 구조라면 어떤 형태의 흙막이 벽에도 적용할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법의 변형례에 대해 구체적으로 설명하면, 첨부도면 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 금속성 기초파일(71)이 내장된 말뚝(70)에 의해 흙막이 벽을 형성하는 흙막이 벽 형성단계(51)와, 상기 흙막이 벽의 내측에서 터파기를 수행하는 터파기 단계(52)를 시행한 후 흙막이 벽을 형성하는 금속성 기초파일이 내장된 말뚝(70)에서 기초파일(71)의 내면이 일정한 상하간격으로 노출되도록 노출부(72)를 형성하고 이 노출부(72)의 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체(82)와 이 고정몸체(82)에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체(84)가 형성된 U형 전단마찰 보강재(80)를 설치하는 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53)를 시행한다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 상기와 같은 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53)를 시행함과 동시에 완성된 지하옹벽(40)의 내력이 보다 더 보강되도록 하는 I형 전단마찰 보강재 설치단계를 더 시행하게 되는데, 상기 I형 전단마찰 보강재 설치단계는 상기 터파기 단계(52)가 시행된 후 철근 설치단계(54)가 시행되기 전까지 상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53)의 시행 전후 또는 동시에 시행할 수 있는 비순서적인 단계이다.
그리고 상기 보조 전단열결재 설치단계는 상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53)의 시행과 더불어 상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계가 시행되는 금속성 기초파일(71)이 내장된 말뚝(70)의 사이에 형성되는 콘크리트 말뚝(60)의 내측에 일정한 상하 간격으로 피용접부(92)를 갖는 I형 전단마찰 보강재(90)를 삽입 설치하 여 기 설치된 상기 U형 전단마찰 보강재(80)과 연계하여 후술되는 철근 설치단계(55)에 의해 철근을 용접 결합시키게 되면 철근의 설치작업이 보다 용이 해지게 되고 철근의 결속강도가 증가되게 된다.
또한 이와 같은 상기 I형 전단마찰 보강재 설치단계는 콘크리트 말뚝(60)에 일정 간격으로 형성한 홀에 접착제를 주입하고 앵커볼트 형상의 I형 전단마찰 보강재(90)를 삽입하여 고정하는 캐미컬 앵커방식에 의해 시행하거나 또는 콘크리트 말뚝(60)에 형성한 홀에 앵커볼트 형상의 I형 전단마찰 보강재(90)를 끼움 결합으로 고정하는 세트 앵커방식으로 설치하여 시행한다.
상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계(53) 및 I형 전단마찰 보강재 설치단계가 시행되면 철근 설치단계(54)가 시행되는데, 상기 철근 설치단계(54)는 상기 선행 단계들에 의해 설치된 U형 전단마찰 보강재(80)의 철근결합몸체(84) 단부에 형성된 피용접부(84a)와 I형 전단마찰 보강재(90)의 피용접부(92)에 철근(41)을 용접 결합하여 수직 및 수평방향 배근하게 되면 상기 U형 전단마찰 보강재(80) 및 I형 전단마찰 보강재(90)와 배근되는 철근(41)이 일체화되어 이후 형성되는 지하옹벽(40)과의 내력을 보강하는 기능을 수행하게 된다.
상기 철근 설치단계(54)에 의해 설치된 철근 배근과 함께 정해진 두께와 형상을 갖는 지하옹벽(40)이 형성되도록 데크 플레이트와 같은 거푸집을 설치하여 지 하옹벽의 내측면을 형성하는 거푸집 설치단계(55)가 시행되고, 상기 거푸집 설치단계(55)에 의해 형성된 거푸집 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하고 양생시켜 최종적인 지하옹벽의 형태를 완성하는 콘크리트 타설, 양생단계(56)를 시행하게 되면 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽의 시공이 완료된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 U형 전단마찰 보강재에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 U형 전단마찰 보강재(90)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 흙막이 벽을 갖는 가시설 구조물에서 상기 흙막이 벽을 형성하는 말뚝 중에서 금속성 기초파일(71)이 내장된 말뚝(70)의 내측에 상기 금속성 기초파일(71)이 노출되도록 형성한 노출부(72)에 용접 결합되고, 상기 지하옹벽 형성부측에 배근되는 철근(41)과 일체화되어 타설되는 콘크리트에 의해 형성되는 지하옹벽(40)의 내력이 보강되도록 구성된다.
그리고 상기 U형 전단마찰 보강재(80)는 도 2에 도시된 바와 같이 지하 공간을 형성하고자 하는 지반의 둘레로 에이치파일과 같은 금속성 기초파일(71)이 내장된 말뚝(70)과 현장 타설 콘크리트말뚝(60)을 일정한 순서로 형성하여 흙막이 벽을 시공한 상태에서 상기 흙막이 벽의 내측에 터파기를 시행함에 따라 노출되는 말뚝 중에서 금속성 기초파일(71)이 내장된 말뚝(70)에 일정한 상하 간격을 갖도록 파쇄 형성한 노출부상에 결합된다.
또한 상기 U형 전단마찰 보강재(80)는 상기 노출부(72) 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체(82)와 상기 고정몸체(82)에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체(84)로 구성된다.
바람직하게, 상기 U형 전단마찰 보강재(80)의 고정몸체(82)는 일정 길이를 갖는 철근의 중앙부가 단조 가공되어 사각 단면을 갖도록 형성되고, 상기 철근결합몸체(84)는 상기 고정몸체(82)의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡되고 그 양단부에 단조 가공되는 피용접부(84a)가 형성된다. 그리고 상기 철근결합몸체(84)의 피용접부(84a)는 용접되는 철근이 돌기를 갖는 원형 단면구조임을 고려하여 어느 방향에서도 용이하게 용접시킬 수 있도록 대략 둥근머리 볼트의 볼트머리 형상으로 형성된다.
그리고 상기 기초파일(71)에 용접 결합되는 U형 전단마찰 보강재(80)의 고정몸체(82)가 기초파일(71)의 용접 표면인 노출부(72)와 용이하게 면접촉 되도록 평면 구조로 형성되어 용접의 작업성이 향상되고 용접강도가 증가되게 된다.
또한 상기와 같은 U형 전단마찰 보강재(80)를 제조하는 방법은 도 6에 도시 된 바와 같이 일정 직경을 갖는 철근을 일정 길이를 갖도록 절단하고, 이와 같이 절단된 철근의 중앙부와 양단부를 단조하여 상기 철근의 중앙부에 사각 단면을 갖는 고정몸체(82)를 형성시키고, 그 양단부에 철근이 용접되는 피용접부(84a)를 형성시킨 상태에서 상기 고정몸체(82)의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡하여 철근결합몸체(84)를 형성하므로써 전체적인 형상이 대략 " U " 자 형상을 갖게 된다.
한편, 상기와 같이 구성된 U형 전단마찰 보강재(80)가 기초파일(71)에 용접 결합되어 지하옹벽 내부에 구성되는 철근(41)과 결합되므로써, 기초파일과 지하옹벽의 일체화가 효과적으로 수행되도록 하는 동시에 기초파일이 지하옹벽과 함께 수직하중을 지지하도록 하는 기능을 수행하게 되는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보강재를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법 및 그를 위한 전단마찰 보강재에 의하면, U형 전단마찰 보강재가 기초파일에 용접 결합되어 지하옹 벽 내부에 구성되는 철근과 결합되므로 기초파일과 지하옹벽의 일체화를 용이하게 수행할 수 있는 동시에 기초파일이 지하옹벽과 함께 수직하중을 효과적으로 지지할 수 있게 되어 가시설 구조물로 이용하면서도 파일기초와 지하옹벽의 효과적인 시공이 가능하게 되는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면 U형 전단마찰 보강재가 기초파일 및 철근과 용이하게 용접 결합될 수 있는 구조로 형성되고 상기 U형 전단마찰 보강재가 선형 구조로 형성되어 상기 기초파일에 용접되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되더라도 철근의 배근작업에 간섭을 발생시키지 않을 뿐만 아니라 금속성 기초파일이 내장된 말뚝에서 상기 U형 전단마찰 보강재가 결합되는 부분의 콘크리트만 제거하여 기초파일을 노출시키게 되면 용접 결합이 가능하므로 작업성이 향상되고 용접물량의 현저한 감소로 작업시간이 단축되어 공사기간과 공사비가 절감되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 금속성 기초파일이 내장된 말뚝이 구비된 흙막이 벽을 갖는 가설 흙막이 구조물을 이용한 지하옹벽 시공방법에 있어서,
    상기 흙막이 벽의 내측에서 터파기를 수행하는 터파기 단계와;
    상기 터파기 단계가 수행된 흙막이 벽 기초파일의 내면이 일정한 상하간격으로 노출되도록 노출부를 형성하고 이 노출부의 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체와 이 고정몸체에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체가 형성된 U형 전단마찰 보강재를 설치하는 U형 전단마찰 보강재 설치단계와;
    상기 단계에 의해 설치된 U형 전단마찰 보강재의 철근결합몸체에 철근을 용접 결합하고 배근하여 상기 U형 전단마찰 보강재와 철근의 일체화를 통해 이후 형성되는 지하옹벽의 내력을 보강하는 철근 설치단계와;
    상기 단계에 의해 설치된 철근의 내측에 거푸집을 설치하는 거푸집 설치단계와;
    상기 거푸집 설치단계에 의해 설치된 거푸집 내부로 콘크리트 몰탈을 타설하여 양생시키는 콘크리트 타설, 양생단계를 포함하여 시행하는 것을 특징으로 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 U형 전단마찰 보강재 설치단계는 일정 길이를 갖는 철근의 중앙부에 사각 단면을 갖는 고정몸체를 단조 가공하고 상기 철근의 양단부에 철근이 용접되는 피용접부를 단조 가공한 상태에서 상기 고정몸체의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡하여 철근결합몸체를 형성한 U형 전단마찰 보강재에 의해 시행하는 것을 특징으로 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터파기 단계를 시행하고 기초파일이 내장된 말뚝의 사이에 형성되는 콘크리트말뚝의 내측에 일정한 상하 간격으로 피용접부를 갖는 I형 전단마찰 보강재를 삽입 설치하여 상기 철근 설치단계에서 철근의 설치가 보다 용이하고 결속강도가 증가되도록 하는 I형 전단마찰 보강재 설치단계를 더 시행하는 것을 특징으로 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 I형 전단마찰 보강재 설치단계는 콘크리트 말뚝에 형성한 홀에 접착제를 주입하고 앵커볼트 형상의 I형 전단마찰 보강재를 삽입하여 고정하는 캐미컬 앵커방식, 또는 콘크리트 말뚝에 형성한 홀에 앵커볼트 형상의 I형 전단마찰 보강재 를 끼움방식으로 고정하는 세트 앵커방식으로 설치하여 시행하는 것을 특징으로 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공방법.
  5. 금속성 기초파일이 내장된 말뚝이 구비된 흙막이 벽을 갖는 가설 흙막이 구조물을 이용하여 파일기초와 지하옹벽을 형성하도록 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 전단마찰 보강재에 있어서,
    상기 흙막이 벽의 내측이 터파기 되어 노출된 말뚝의 내측에 일정한 상하 간격으로 기초파일이 노출되도록 형성된 노출부 표면과 면 접촉되어 용접되도록 하나 이상의 평면을 갖는 고정몸체와 상기 고정몸체에 일체로 형성되어 지하옹벽 형성부측으로 돌출되는 철근결합몸체로 구성되어 상기 철근결합몸체와 상기 지하옹벽 형성부측에 형성되는 철근과 일체화되어 타설되는 콘크리트에 의해 형성되는 지하옹벽의 내력이 보강되도록 된 것을 특징으로 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 전단마찰 보강재.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전단마찰 보강재의 고정몸체는 일정 길이를 갖는 철근의 중앙부가 단조 가공되어 사각 단면을 갖도록 형성되고, 상기 철근결합몸체는 상기 고정몸체의 양단부를 기준으로 직교되게 절곡되고 그 양단부에 단조 가공되는 피용접부가 형성된 것을 특징으로 하는 가시설 겸용 파일기초와 지하옹벽 시공을 위한 전단마찰 보강재.
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