KR20100001516A - 가설 흙막이 공법에 있어서의 사각강관으로 된 버팀보와경사버팀재의 연결구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도심지 굴착 공사시에 사용되는 가설 흙막이 공법에 사용되는 경사버팀재의 연결구조에 대한 것으로, 특히 사각강관으로 된 버팀보와 띠장의 결합 단부에 체결되는 경사버팀재를 구비하되, 상기의 경사버팀재의 양단에는 체결공을 갖는 고정판을 형성하고, 상기의 체결공과 대응하는 버팀보의 측단부에는 체결나사공을 형성하여 이들을 별도의 체결볼트에 의해 견고하게 고정되게 함으로써,
사각강관으로 된 버팀보를 사용함에 따라 상,하 및 좌우 방향으로의 강성이 균일하여 보강작업이나 덧댐 작업이 전혀 필요 없게 되어 용이한 작업성의 확보는 물론 공사 기간의 단축이 가능한 것이며, 띠장과 버팀보의 연결부에 지지 결합되는 경사버팀재를 시공함에 있어서도 볼트 체결만으로도 경사버팀재의 견고한 설치가 이루어지므로 역시 향상된 작업성과 함께 공사 기간의 단축이 가능한 것이며, 버팀보에 소요되는 동일한 원자재비를 기준으로 종래의 버팀보에 비하여 단면계수와 단면 2차 모멘트 등이 우월한 것으로 나타나 매우 효과적인 것이며, 사각강관으로 된 버팀보를 통해 작업자의 안전한 통로의 역할을 겸할 수 있어 더욱 우수한 작업성을 제공하게 되는 것이다.
가설, 흙막이, 띠장, 버팀보, 경사버팀재, 체결공, 체결나사공, 사각강관

Description

가설 흙막이 공법에 있어서의 사각강관으로 된 버팀보와 경사버팀재의 연결구조 {Joint structure for connecting slant supporter and square steel strut for temporary soil sheathing work}
본 발명은 도심지 굴착 공사시에 사용되는 가설 흙막이 공법에 사용되는 경사버팀재의 연결구조에 대한 것으로, 특히 사각강관으로 된 버팀보에 의해 상,하 및 좌,우 방향으로의 강성이 균일하게 유지되게 하여 보강재를 전혀 사용하지 않게 하면서도, 상기의 사각강관으로 된 버팀보와 띠장을 서로 지지 보강하는 경사버팀재는 사각강관으로 된 버팀보에 볼트체결만으로도 효과적으로 결합 및 연결할 수 있게 하여 작업 효율성 향상은 물론 작업 공기를 크게 줄여 매우 경제적인 특징을 제공하고자 한 것이다.
일반적으로 구조물의 축조(토목/건축현장)를 위한 지반굴착시 굴착 배면의 토사 붕괴방지 및 변위억제를 통해 인접주변지반의 안전성을 유지하기 위한 통상적인 방법으로 가설 흙막이 공사를 시행한다.
특히, 최근 도심지 근접시공이 빈번함에 따라 지반굴착으로 인한 인접지반의 침하 및 주변건물의 안전성에 대한 요구가 대두되고 있으며 이에 가설 흙막이 공사의 중요성이 증대되고 있는 실정이다.
상기한 가설 흙막이 공법은 크게 토류벽 공법과 토류벽 지지공법으로 분류되며, 그 중 도심지에 시공되는 토류벽 공법은 지반붕괴방지 및 굴착 배면 지하수위 저하 및 이로 인한 토사유출을 방지하여 인접지반의 변위 및 인접건물의 침하를 최소화할 수 있는 공법이어야 한다.
이러한 도심지에 사용되는 가설 흙막이 토류벽 공법으로는, 소일시멘트벽공법(S.C.W공법)과 현장타설콘크리트말뚝공법(C.I.P공법) 등의 연속벽체 공법이 주로 사용되며, 이러한 가설 흙막이 공법의 굴착보조공법으로는 L.W grouting, S.G.R grouting, J.S.P공법 등이 차수 및 지반보강을 위해 사용되고 있다.
또한, 상기한 토류벽 공법은 연속 벽체속에 파일(H-pile)을 삽입하여 토류벽체의 강성을 증대시키기 위한 목적으로 사용되고 있는 것이다.
이와 같은 가설 흙막이 공사시에는 도 1의 도시와 같이 임의 간격으로 H-파일로 된 엄지말뚝(100)을 수직으로 세우고, 서로 이웃하는 엄지말뚝(100)의 플랜지 사이에 다수의 토류판을 적층 삽입하여 흙벽 또는 암벽이 받쳐지게 함과 동시에 그 엄지말뚝을 벽체에 고정시키기 위해 벽면에 횡상으로 고정된 띠장(110)과, 마주하는 상기 띠장(110)을 가로지르는 다수의 버팀보(120;Strut)를 설치하거나, 어스앵커를 지면에 고정 설치하고 이를 브라켓트에 의해 H-파일에 견고하게 고정하여 그 토압으로부터 견디게 시공하였다.
즉, 굴착하고자 하는 지반 주변에 일정간격으로 다수의 엄지말뚝(100)을 수직으로 시공하고, 그 내부공간을 굴착하며 마주하고 있는 수직의 엄지말뚝(100)을 서로 연결 지지하는 다수의 띠장(110)과 버팀보(120)를 굴착과 동시에 상측으로부터 순차적으로 설치하는 것이다.
상기한 버팀보(120)는 엄지말뚝(100) 및 띠장(110)에 작용하는 토압을 효과적으로 지지하여 굴착된 흙벽의 토사가 유실되거나 붕괴되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이웃한 H-파일 간에 상,하로 적층되어 있는 토류판에는 상당한 압력의 토압이 작용하므로 이러한 토압으로부터 안정된 지지가 가능케 하기 위해서는 대략 2~3m정도의 상하층 간격을 유지하는 버팀보가 형성되어 있어야 하는 것이다.
또한, 상기한 버팀보(120)는 작업현장의 규모에 따라 그 개체수가 상이하기는 하지만 평면도시상 그물망 형태로 비교적 다수의 버팀보(120)가 가로, 세로 방향으로 엇갈려 횡상으로 설치되는 것이 일반적이다.
특히, 상기한 띠장(110)과 버팀보(120)의 연결부에는 그 띠장 및 버팀보의 지지력을 증대시키기 위한 별도의 경사버팀재(130)가 결합되는데, 그 경사버팀재는 도 2의 도시와 같이, 띠장(110)과 버팀보(120)의 경계 결합부에 경사상으로 결합되는 것으로서, 상기한 경사버팀재(130)에 의해 그 띠장(110)과 버팀보(120)의 지지결합력이 크게 증대되므로 버팀보(120)의 간격을 넓혀 현장의 작업성을 향상시키게 되는 것이다.
이러한 경사버팀재(130)는, 중앙의 H-형강(131) 각 단부에 경사부를 갖는 브 라켓(132)(132')이 체결되는 것으로서, 그 경사버팀재(130)의 결합 과정을 살펴보면, 경사버팀재(130)의 브라켓(132)(132')에는 미리 체결공을 천공한 상태에서 그 체결공이 위치하는 띠장재(110)와 버팀보(120)에는 상기 체결공과 일치되는 간격 및 갯수를 갖는 결합공을 천공하게 된다.
이러한 천공 상태에서 상기 경사버팀재(130)의 브라켓(132)(132')을 그 띠장재(110)와 버팀보(120)에 볼트 결합하면 되는 것으로서, 상기 H-형강(131)에 별도의 잭서포트를 형성하여 이에 의해 그 H-형강의 길이가 조절되게 함으로서 더욱 용이한 사용을 가능케 구성된 것도 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 버팀보는 전기한 바와 같이 H-파일로 이루어져 있으므로 상기한 H-빔의 강재 특성상 상,하 방향과 좌우 방향으로의 강성이 차이가 발생하게 되는 것이며, 상,하 방향으로는 강축 방향인 반면 좌,우 방향으로는 약축 방향이 형성되므로 결국 상기의 축 방향에 따른 강성의 차이로 인하여 약축 방향에는 보강편 등을 용접하여 시공하는 보강작업이 필수적으로 요구되고 있는 것이다.
이에 따라, 버팀보의 약축방향에 일정 간격으로 보강편을 덧대어 용접하는 작업공정이 필수적으로 요구됨에 따라 작업 과정의 번거로움은 물론 공사 기간을 연장시키는 폐단으로 작용하게 되는 것이다.
이에 따라, 근자에 들어서는 상기의 H-빔 형태로 된 버팀보로부터 탈피하여 원형의 강관으로 된 버팀보를 사용하여 시공하는 흙막이 공법이 안출된 바 있으나, 상기와 같은 원형강관은 작업자가 버팀보를 밟고 다니며 이동하여야 하는 통로의 역할을 전혀 수행할 수 없어 별도의 통로나 이동로를 신설 및 추가하여야 하는 폐단이 있는 것이며, 원형강관으로 된 버팀보와 띠장 및 경사버팀재 등을 연결 및 결합함에 있어 지극히 번거롭고 많은 공정이 발생하게 되는 것이다.
즉, 버팀보와 띠장 및 버팀보와 경사버팀재는 다수의 볼트와 너트를 이용하여 천공된 조립공을 통해 상호 간의 견고한 연결이 이루어지게 하는 것인데, 상기와 같은 원형 강관으로 된 버팀보의 경우에는 H-파일 형태의 띠장이나 경사버팀재와 나사 체결함에 있어 상기의 볼트 또는 너트를 나사 회전시킬 수 있는 공간이 확보되지 아니하므로 별도의 브라켓 장치나 연장 체결부 등을 추가로 구성하여 이들을 통해 상호 간의 연결이 이루어지도록 하여야 하므로 역시 번거롭고 까다로운 연결구조로 인하여 작업성이 크게 저하되는 원인으로 작용하는 것이다.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 사각강관으로 된 버팀보와 띠장의 결합 단부에 체결되는 경사버팀재를 구비하되, 상기의 경사버팀재의 양단에는 체결공을 갖는 고정판을 형성하고, 상기의 체결공과 대응하는 버팀보의 측단부에는 체결나사공을 형성하여 이들을 체결볼트에 의해 견고하게 고정되게 함으로써, 별도의 체결볼트에 의해 간단하게 나사 결합하는 것만으로도 경사버팀재의 체결 시공이 이루어지므로, 사각강관으로 된 버팀보에 의한 강성 증대 및 안정된 작업 통로의 확보가 가능하면서도 경사버팀재의 체결 시공이 간편하게 이루어지므로 매우 합리적인 특징을 갖는 버팀보와 경사버팀재의 연결구조를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연속하여 수직 근입되는 엄지말뚝의 일측에 굴착지반을 향하여 횡방향으로 설치되는 띠장을 고정하고, 상기의 띠장에는 직교방향으로 연결되는 버팀보를 형성하며, 상기의 띠장과 버팀보의 결합부에는 경사버팀재를 고정 형성하여 된 가설 흙막이 공법에 있어서,
상기의 버팀보는 정사각의 강관으로 구성하고, 상기 경사버팀재의 양측단에는 체결공이 형성된 고정판을 형성하며, 상기의 체결공과 대응하는 버팀보의 측단에는 체결나사공을 형성하되, 별도의 체결볼트를 상기 경사버팀재의 체결공으로 삽 입하고 버팀보의 체결나사공에 상기 체결볼트를 나사 결합하여, 상기의 경사버팀재가 띠장과 버팀보의 체결부에 경사 형태로 견고하게 고정되도록 구성하여 이루어지는 것이다.
본 발명은, 사각강관으로 된 버팀보를 사용함에 따라 상,하 및 좌우 방향으로의 강성이 균일하여 보강작업이나 덧댐 작업이 전혀 필요 없게 되어 용이한 작업성의 확보는 물론 공사 기간의 단축이 가능한 것이며, 띠장과 버팀보의 연결부에 지지 결합되는 경사버팀재를 시공함에 있어서도 볼트 체결만으로도 경사버팀재의 견고한 설치가 이루어지므로 역시 향상된 작업성과 함께 공사 기간의 단축이 가능한 것이며, 버팀보에 소요되는 동일한 원자재비를 기준으로 종래의 버팀보에 비하여 단면계수와 단면 2차 모멘트 등이 우월한 것으로 나타나 매우 효과적인 것이며, 사각강관으로 된 버팀보를 통해 작업자의 안전한 통로의 역할을 겸할 수 있어 더욱 우수한 작업성을 제공하게 되는 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 경사버팀재의 시공상태를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 경사버팀재의 시공상태를 보인 확대 단면도이며, 도 5는 도 4의 "A"부분에 대한 확대 단면도이다.
도시와 같이 일반적인 가설 흙막이 공사의 경우 시설물을 시공하기 위한 지반에 대하여 일정한 간격으로 엄지말뚝(10)을 수직으로 근입시킨 후, 상기의 엄지말뚝(10)이 근입된 지반을 굴착하면서 상기의 엄지말뚝(10)의 사이로 토류판을 삽입하여 굴착 배면에 대한 토압을 견디도록 하는 것이다.
또한, 상기의 굴착된 지반에 대하여 그 내측으로는 상기의 엄지말뚝(10)을 횡방향으로 서로 연결하는 띠장(20)을 상,하 일정 간격으로 설치하게 되는데, 상기의 띠장(20)에는 서로 대향하고 있는 띠장(20)을 교차방향으로 연결하는 버팀보(30)를 형성하는 것으로서, 상기의 버팀보(30)는 평면상 그물망 또는 바둑판의 형태로 설치되거나 필요에 따라 나란하게 연속하여 평행 설치되기도 하는 것이다.
이와 같은 가설 흙막이 공사에 사용되는 버팀보(30)는 본 발명에 따라 사각 강관 형태로 구성한 것으로서, 상기의 버팀보(30)는 단면상 정사각의 강관으로 이루어져 있으므로 상기의 사각강관으로 된 버팀보는 종축과 횡축방향으로의 균일한 강성을 유지할 수 있게 되어 방향성에 구애받지 아니하면서도 상부의 평면을 통해 작업자가 용이하게 이동하거나 왕래할 수 있는 안전한 통로의 역할을 겸하게 되는 것이다.
이때, 상기의 띠장(20)과 버팀보(30)의 연결부에는 경사 형태로 위치하는 경사버팀재(40)가 체결되는 것인데, 상기의 경사버팀재(40)는 통상적으로 H-빔을 절단하여 그 양단을 45°의 각도로 절단하고 이를 띠장(20)과 버팀보(30)에 고정하는 것으로서, 상기의 경사버팀재(40)는 버팀보(30)의 지지 강성을 증대시키는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기의 경사버팀재(40)의 양단에는 고정판(42)(42')을 결합 형성하여, 상기의 고정판(42)(42')이 버팀보(30)의 표면에 밀착되게 하고, 상기의 고정판(42)(42')에는 버팀보(30)와 견고하게 고정하기 위한 체결공(41)(41')을 관통하여 형성하게 된다.
또한, 상기의 버팀보(30)에는 전기한 경사버팀재(40)의 체결공(41)(41')과 대응하는 체결나사공(31)(31')을 형성한 것으로서, 상기의 경사버팀재(40)를 버팀보(30)의 단부 양측에 위치시킨 상태에서 별도의 체결볼트(50)를 이용하여 상기의 경사버팀재(40)와 버팀보(30)를 견고하게 나사 체결하면 되는 것이다.
이때, 상기의 체결볼트(50) 나사부는 경사버팀재(40)의 체결공(41)(41')으로 삽입되어 버팀보(30)의 체결나사공(31)(31')에 직접 나사 체결되므로 별도의 체결너트가 불필요하므로 더욱 효율적이고 경제적인 작업이 이루어질 수 있는 것이다.
이와 같이 시공된 상태의 사각강관으로 된 버팀보(30)(30')는 하기의 표 1과 같이 종래의 H-빔이나 원형 강관으로 된 버팀보에 비하여 더욱 우수한 단면 2차 모멘트 및 단면 계수를 갖고 있는 것으로서, 동일한 단위 중량으로부터 뛰어난 강도를 확보할 수 있어 더욱 합리적인 것이라 할 수 있는 것이다.
(표 1) 종래의 버팀보와 본 발명의 버팀보에 대한 물성비교
Figure 112008046371250-PAT00001
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 일반적인 가설 흙막이 공사의 전체 시공 예시도
도 2는 일반적인 경사버팀재의 시공상태를 도시한 평면 확대도
도 3은 본 발명에 따른 경사버팀재의 시공상태를 보인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 경사버팀재의 시공상태를 보인 확대 단면도
도 5는 도 4의 "A"부분에 대한 확대 단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 엄지말뚝
20 : 띠장
30 : 버팀보 31,31' : 체결나사공
40 : 경사버팀재 41,41' : 체결공
42,42' : 고정판
50 : 체결볼트

Claims (1)

  1. 연속하여 수직 근입되는 엄지말뚝(10)의 일측에 굴착지반을 향하여 횡방향으로 설치되는 띠장(20)을 고정하고, 상기의 띠장(20)에는 직교방향으로 연결되는 버팀보(30)를 형성하며, 상기의 띠장(20)과 버팀보(30)의 결합부에는 경사버팀재(40)를 고정 형성하여 된 가설 흙막이 공법에 있어서,
    상기의 버팀보(30)는 정사각의 강관으로 구성하고, 상기 경사버팀재(40)의 양측단에는 체결공(41)(41')이 형성된 고정판(42)(42')을 형성하며, 상기의 체결공(41)(41')과 대응하는 버팀보(30)의 측단에는 체결나사공(31)(31')을 형성하되,
    별도의 체결볼트(50)를 상기 경사버팀재(40)의 체결공(41)(41')으로 삽입하고 버팀보(30)의 체결나사공(31)(31')에 상기 체결볼트(50)를 나사 결합하여, 상기의 경사버팀재(40)가 띠장(20)과 버팀보(30)의 체결부에 경사 형태로 견고하게 고정되도록 구성함을 특징으로 하는 가설 흙막이 공법에 있어서의 사각강관으로 된 버팀보와 경사버팀재의 연결구조.
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