KR20100068350A

KR20100068350A - 비대칭 ｈ―시트 파일 및 그를 이용한 시공구조

Info

Publication number: KR20100068350A
Application number: KR1020100047688A
Authority: KR
Inventors: 서승권
Original assignee: (주)핸스; 서승권
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2010-06-23

Abstract

본 발명은 비대칭 H-시트 파일 및 그를 이용한 시공구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 너비를 갖는 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이를 웨브를 통하여 지지하며 메인 플랜지의 좌우측 끝단부에 좌측결합부 및 우측결합부를 각각 구비하는 H-시트 파일을 굴착할 지면에 수직으로 다수개 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하거나, 강관의 양측 외면에 H-시트 파일의 메인 플랜지를 결합하여 구비된 강관 병행 H-시트 파일을 다수개 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성함으로써, H-시트 파일간의 상호 결합에 의하여 벽체 강성이 우수하고, 따라서 흙막이 가시설 공사 내부에 설치되는 버팀보의 수평 및 수직 설치 간격을 확장할 수 있으며 이에 경제성 및 시공성을 높이고 공사기간을 단축시키며, H-시트 파일에 띠장을 설치시 상대적으로 폭이 좁은 서브플랜지 사이의 공간을 이용하여 H-시트 파일과 띠장의 결합이 용이하여 띠장의 설치 및 철거 작업이 매우 유리하다.

Description

비대칭 Ｈ―시트 파일 및 그를 이용한 시공구조{ASYMMETRIC H-SHEET PILE AND CONSTRUCTION STRUCTURE THEREWITH}

본 발명은 비대칭 H-시트 파일 및 그를 이용한 시공구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설현장에서 건물의 기초, 지하실 또는 콘크리트 본체를 축조하기 위하여 해당 지반을 굴토한 후, 굴토면이 토압에 의해 붕괴되는 것을 방지하기 위한 공사시에 저렴한 비용으로 보다 견고하게 토압을 지탱할 수 있는 구조물을 설치하기 위한 비대칭 H-시트 파일 및 그를 이용한 시공구조에 관한 것이다.

종래에는 건설현장에서 건물의 기초, 지하실 또는 콘크리트 본체를 축조하기 위하여 해당 지반을 굴토한 후, 굴토면이 토압에 의해 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 시트 파일(sheet pile; 널말뚝), H 파일, 강관 파일 등의 다양한 종류의 파일을 단독적으로 이용하거나 혹은 2가지 이상의 파일을 복합적으로 이용하여 구조물을 형성하는 기술을 이용하였다.

상기와 같은 종래기술에서 일반적으로 많이 쓰이는 시트 파일은 휨, 뒤틀림에 대한 강성이 약하여 토압이 큰 지역의 공사에서는 사용의 어려움이 있었다.

또한, 강관 파일은 상기 시트 파일과 비교하여 강성이 우수하였지만 상당히 고가임으로 강관파일만을 이용하여 구조물을 형성할 경우에 공사비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 가격 경쟁력을 구비함과 동시에 휨이나 뒤틀림에 대한 강성이 우수하여 토압이 큰 지역의 공사에서도 사용할 수 있는 보다 현실적이고 활용도가 높은 해결방안이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 저렴한 가격으로 제작이 가능하고 H-파일과 토류벽을 복합적으로 이용하여 구조물을 설치할 필요가 없기 때문에, 시공이 간편하고 공사기간을 단축할 수 있으며 공사비용면에서 경제적인 H-시트 파일을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지를 구비한 H-시트 파일 간의 견고한 상호결합 후 H-시트 파일의 서브 플랜지가 형성된 방향과 나란한 방향으로 띠장을 배치하고 메인 플랜지보다 짧은 너비를 갖는 서브 플랜지로 인하여 형성된 공간을 이용하여 띠장과 서브플랜지 간을 용이하게 상호 체결할 수 있어 구조물을 더욱 견고하게 해주는 H-시트 파일을 이용한 시공 구조를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 H-시트 파일은 휨이나 뒤틀림에 대한 강성이 우수하여 토압이 큰 지역의 공사에서도 사용할 수 있으며, H-시트 파일 간의 견고한 상호결합(interlocking)방식에 의하여 차수성능 또한 우수하여 수변지역의 공사에서도 효율적으로 사용이 가능하다.

본 발명의 다른 목적은, 강관의 양측 외면에 너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지를 구비한 H-시트 파일을 결합한 강관 병행 H-시트 파일을 다수개 배치하고 인접한 강관 병행 H-시트 파일 간을 상호 결합함으로써 강성이 더욱 향상된 H-시트 파일을 이용한 시공 구조를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 비대칭 H-시트 파일은, 일정 크기를 갖는 판형상의 메인 플랜지와; 상기 메인 플랜지와 수평을 이루며 소정간격 이격되어 배치되며, 상기 메인 플랜지보다 짧은 너비를 갖는 판형상의 서브 플랜지와; 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이에 수직으로 고정 배치되어 양 끝단이 각각 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지를 지지하는 웨브; 및 상기 메인 플랜지의 좌측 끝단부에 형성되는 좌측결합부 및 상기 메인 플랜지의 우측 끝단부에 형성되는 우측결합부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조는, 굴착할 지면에 수직으로 다수의 상기 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며; 상기 다수의 H-시트 파일은 상기 H-시트 파일이 구비하는 메인 플랜지의 좌측 끝단부에 형성된 좌측결합부가 상기 메인 플랜지의 좌측으로 인접하여 배치되는 타 메인 플랜지의 우측결합부에 끼워져 결합되고, 상기 메인 플랜지의 우측 끝단부에 형성된 우측결합부가 상기 메인 플랜지의 우측으로 인접하여 배치되는 타 메인 플랜지의 좌측결합부에 끼워져 상호 결합되며, 상호 결합된 상기 다수의 H-시트 파일의 배열 방향과 나란한 방향으로 밀착하여 띠장을 설치하되 상기 다수의 H-시트 파일에 구비되는 서브 플랜지와 상기 띠장이 밀착 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 비대칭 H-시트 파일은, 원형 강관; 및 너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지가 서로 대면되고 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이를 웨브가 수직으로 고정되어 지지하는 H-시트 파일이 상기 강관의 양측에 일렬로 배치되며, 상기 강관의 양측에 배치된 H-시트 파일의 메인 플랜지의 일측끝단부가 상기 강관의 양측 외면에 결합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조는, 굴착할 지면에 수직으로 다수개의 상기 비대칭 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며; 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지와, 좌측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지를 중첩하여 밀착 설치하되 지수제를 충전하여 밀착 설치하고, 상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지를 중첩하여 밀착 설치하되 지수제를 충전하여 밀착 설치하여 상기 다수개의 비대칭 H-시트 파일이 상호 결합되며, 상기 상호 결합된 다수개의 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관의 전면부 및 상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 서브 플랜지에 밀착하여 띠장이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조는, 굴착할 지면에 수직으로 다수의 상기 비대칭 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며; 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부와, 좌측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부를 끼워 상호 결합하고, 상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부를 끼워 상호 결합하여 상기 다수개의 비대칭 H-시트 파일이 상호 결합되며, 상기 상호 결합된 다수개의 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관의 전면부 및 상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 서브 플랜지에 밀착하여 띠장이 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 H-시트 파일은 휨이나 뒤틀림에 대한 강성이 우수하여 토압이 큰 지역의 공사에서도 사용할 수 있으며, H-시트 파일의 좌측결합부 및 우측결합부를 통한 견고한 상호결합(interlocking)방식에 의하여 차수성능 또한 우수하여 수변지역의 공사에서도 효율적으로 사용이 가능하고 별도의 차수 공사가 불필요한 효과가 있다.

본 발명은 H-시트 파일간의 상호 결합에 의한 공법이기 때문에 기존의 H-파일과 토류판을 병행한 공법에서 반드시 수행해야 하는 토류판 설치 및 철거 공사를 수행할 필요가 없으므로 시공이 간편하고 공사기간을 단축할 수 있으며 공사비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 H-시트 파일간의 상호 결합에 의하여 벽체 강성이 더욱 크므로 안전하고 주변 지반의 변위가 거의 없으며, 따라서 흙막이 가시설 공사 내부에 설치되는 버팀보의 수평 및 수직 설치 간격을 넓힐 수 있으며 이에 경제성 및 시공성을 높이고 공사기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 시멘트나 차수제를 별도로 사용할 필요가 없고 H-시트 파일의 강재 회수가 가능하며, 따라서 기존의 시멘트나 차수제 사용에 의한 지하수 오염 및 토양 오염을 방지할 수 있기 때문에 친환경적이다.

본 발명은 H-시트 파일에 띠장을 설치 시 폭이 좁은 서브플랜지 사이로 손을 넣어 H-시트 파일과 띠장을 볼트 연결 등의 체결 작업이 용이하여 띠장의 설치 및 철거 작업이 매우 유리한 효과가 있다.

본 발명은 다수의 H-시트 파일 중 소정 개수의 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 짧고 한 개의 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 길게 형성하여, 굴착면이 깊어 지반에 토사층과 암반층이 있는 경우에, 짧은 H-시트 파일은 토사층까지 항타되도록 하고 긴 H-시트 파일은 암반층까지 항타되도록 하며, 짧은 소정 개수의 H-시트 파일과 긴 한 개의 H-시트 파일이 한 사이클을 이루어 반복적으로 배치되도록 함으로써, 전체 굴착면에 긴 H-시트 파일을 모두 항타하는 방법에 비하여, 강성은 유사하게 큰 반면 공사비용이 더욱 저렴하고 공사 기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지를 구비한 H-시트 파일을 강관의 양측 외면에 결합하여 형성되는 강관 병행 H-시트 파일을 다수개 배치하고, 인접한 강관 병행 H-시트 파일 간을 상호 결합함으로써 강성이 더욱 향상된 구조물을 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 강관 병행 H-시트 파일을 암반층이 있는 지반에 항타해야 할 경우에는 강관의 길이를 길게 형성하여 강관을 암반층까지 항타하고 강관 양측에 구비되는 H-시트 파일을 길이를 짧게 형성하여 토사층까지 항타하도록 하여 강성이 큰 구조물을 간편한 방법으로 형성할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 벽체 강성이 크기 때문에 굴착 주변의 붕괴를 초래하는 히빙(굴착 지면이 부풀어 오르는 현상)이나 보일링(굴착 지면에 지하수가 계속 흘러나오는 현상)이 있는 지반에 적용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 굴착 평면이 불규칙적으로 절곡되어 있는 지역(둔각부 또는 예각부)에 적용 유리한 효과가 있다.

도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일의 사시도
도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일에 워터제트가 구비된 단면도
도 2a는 본 발명에 의한 좌측결합부과 우측결합부의 결합구조의 일예를 나타내는 상세도
도 2b는 본 발명에 의한 확장된 절개부를 갖는 좌측결합부과 우측결합부의 결합구조를 나타내는 상세도
도 3은 본 발명에 의한 좌측결합부와 우측결합부의 결합구조의 다른 예를 나타내는 상세도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공구조의 단면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조의 다른 예를 나타내는 사시도
도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조의 단면도
도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공구조의 단면도
도 6c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공구조의 다른 형태를 나타내는 단면도
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조의 다른 예를 나타내는 사시도
도 8a는 도 6a에 도시된 시공구조에서 강관의 양측 외면에 지지판이 구비된 시공구조를 나타내는 단면도
도 8b는 도 6b에 도시된 시공구조에서 강관의 양측 외면에 지지판이 구비된 시공구조를 나타내는 단면도
도 8c는 도 6c에 도시된 시공구조에서 강관의 양측 외면에 지지판이 구비된 시공구조를 나타내는 단면도
도 9는 도 7에 도시된 시공구조에서 강관의 양측 외면에 지지판이 구비된 시공구조를 나타내는 단면도
도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 의한 강관이 병행된 H-시트 파일을 이용한 시공 구조가 각각 적용될 수 있는 예시도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)의 사시도이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)은 메인 플랜지(10), 서브 플랜지(20), 웨브(30), 좌측결합부(40) 및 우측결합부(50)로 이루어진다.

상기 메인 플랜지(10)는 일정 크기를 갖으며 판형상으로 형성된다.

상기 서브 플랜지(20)는 상기 메인 플랜지(10)와 수평을 이루며 소정간격 이격되어 배치되며, 상기 메인 플랜지(10)보다 짧은 너비를 갖는 판형상으로 형성된다.

상기 웨브(30)는 상기 메인 플랜지(10)와 서브 플랜지(20) 사이에 수직으로 고정 배치되어 양 끝단이 각각 상기 메인 플랜지(10)와 서브 플랜지(20)를 지지한다.

상기 좌측결합부(40)는 상기 메인 플랜지(10)의 좌측 끝단부에 형성되고, 우측결합부(50)는 상기 메인 플랜지(10)의 우측 끝단부에 형성된다.

상기 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)은 너비(즉, 메인플랜지의 너비)가 30cm 내지 1m, 폭(즉, 상기 웨브의 너비)이 10cm 내지 1m, 길이(즉, 메인플랜지와 서브플랜지 및 웨브의 길이)가 20m 내지 50m가 바람직하다.

상기 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)의 너비가 1m 에 달하도록 길어지는 경우에는, 상기 메인 플랜지(10)와 서브 플랜지(20) 사이에 상기 웨브(230)의 양측으로 얇은 봉 또는 판형태의 웨브 보강재를 추가로 설치하여 지지할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예의 H-시트 파일(100)은 H-시트 파일을 더욱 견고하게 지지해 주기 위한 띠장(200)을 설치해야 하는 경우에, 메인플랜지(10)보다 짧은 너비의 서브플랜지(20)로 인하여 틈이 형성되어 더욱 용이하게 이용될 수 있다.

도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 워터제트(60)가 구비된 H-시트 파일(100)의 단면도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100) 역시 상기 고정 배치된 웨브(30)의 양끝단과 인접한 소정위치에 적어도 하나 이상의 워터제트(60)가 더 포함된다. 상기 워터제트(60)는 고압수를 이용하여 암반 등의 경질지반을 급속히 침식시켜 반복 항타에 의하여 상기 H-시트 파일(100)의 지반에의 매설작업을 용이하게 한다.

본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)에 형성된 좌측결합부(40)와 우측결합부(50)는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 2a는 본 발명에 의한 좌측결합부(40)와 우측결합부(50)의 결합구조 일예를 나타내는 상세도이다.

본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)의 메일플랜지(10)에 형성된 좌측결합부(40)는 메인플랜지(10)의 좌측 끝단부를 따라 소정 직경을 갖는 원형봉의 형태로 형성되고, 우측결합부(50)는 메인플랜지(10)의 우측 끝단부를 따라 상기 좌측결합부(40)의 원형봉의 직경과 동일한 내경을 갖으며 소정위치에 일정폭의 절개부가 형성된 원형관의 형태로 형성된다.

도 2b는 본 발명에 의한 확장된 절개부를 갖는 좌측결합부(40)와 우측결합부(50)의 결합구조를 나타내는 상세도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 좌측결합부(40)가 상기 우측결합부(50)에 끼워져 결합되어 0도 내지 90도 사이에서 회전할 수 있도록, 상기 우측결합부(50)에 형성된 절개부는 그 중심각이 90도로 형성된다. 상기 우측결합부(50)에 형성된 절개부의 개방된 방향 등은 경우에 따라서 다르게 형성될 수 있다. 상기 좌측결합부(40)가 0도 내지 90도 사이에서 회전이 가능하도록 상기 좌측결합부(40)와 상호 결합됨으로써 필요에 따라 다수의 상기 H-시트 파일(100)을 연속적으로 배치하여 일자 형태뿐만 아니라 다양한 각도로 절곡된 형태의 구조물로 형성될 수 있다.

상기 좌측결합부(40)는 상기 우측결합부(50)내에 삽입될 수 있도록, 상기 우측결합부(50)는 상기 좌측결합부(40)의 원형봉의 직경과 동일한 내경으로 형성되는데, 상기 좌측결합부(40)가 끼워진 우측결합부(50)의 내부에 소정의 공간이 형성되는 경우에는 지수재(250)를 충전하여 보다 견고한 상호 결합이 가능하다. 상기 지수재(250)는 토목, 건축 분야의 구조물 등에 필연적으로 발생하는 침수, 누수를 방지한다. 고무와 친수성 고분자를 결합시킨 특수 변성고무를 주성분으로 한다. 상기 지수재(250)를 구조물의 결합부위에 도포하면 물이나 습기와 접촉하여 체적이 팽창함으로써 완벽하게 차수된다.

도 3은 본 발명에 의한 좌측결합부와 우측결합부의 결합구조의 다른 예를 나타내는 상세도이다.

도 3에 도시된 좌측결합부 및 우측결합부를 본 발명에 의한 서로 다른 너비를 갖는 메인 플랜지와 서브 플랜지를 구비한 H-시트 파일의 메인 플랜지 양측끝단부에 적용할 경우에, 좌측결합부(41)는 메인 플랜지의 좌측 끝단부가 내측으로 90도 절곡되어 형성되고, 우측결합부(51)는 메인 플랜지의 길이방향 우측 끝단부가 U자 형태로 절곡되어 메인 플랜지의 수평연장선상에 결합홈이 형성된다.

따라서, 본 발명의 H-시트 파일에 구비된 메인 플랜지의 좌측결합부(41)는 좌측으로 인접한 H-시트 파일의 메인 플랜지에 구비된 우측결합부(51)와 도 3에 도시된 상태로 결합될 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 좌측결합부 및 우측결합부는 그 형태가 상기에 설명한 바에 한정되지 않고, 여러 가지 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)을 이용한 시공구조의 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)을 이용한 시공구조는, 굴착할 지면에 수직으로 다수의 상기 H-시트 파일(100)을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며, 상기 다수의 H-시트 파일(100)은 상기 H-시트 파일(100)이 구비하는 메인 플랜지(10)의 좌측 끝단부에 형성된 좌측결합부(40)가 상기 메인 플랜지(10)의 좌측으로 인접하여 배치되는 타 메인 플랜지(10)의 우측결합부(50)에 끼워져 상호 결합되고, 상기 메인 플랜지(10)의 우측 끝단부에 형성된 우측결합부(50)가 상기 메인 플랜지(10)의 우측으로 인접하여 배치되는 타 메인 플랜지(10)의 좌측결합부(40)에 끼워져 결합된다.

상기한 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)을 이용한 시공구조는 다양한 형태로 상기 H-시트 파일(100)을 연속적으로 배치하여 구조물을 형성할 수 있으며, 연속적으로 배치된 다수의 H-시트 파일(100)은 일렬로 배치된 구조물을 형성할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일(100)을 이용한 시공구조는, 연속적으로 배치된 다수의 상기 H-시트 파일(100)에 구비된 각 서브 플랜지(20)가 형성된 방향과 나란한 방향(즉, 상기 다수의 H-시트 파일(100)의 배열 방향과 나란한 방향)으로 밀착하여 설치되는 띠장(200)을 더 포함하여 형성될 수 있다. H-시트 파일의 메인 플랜지(10)보다 짧은 길이의 서브 플랜지(20)로 인하여 틈이 형성되어 서브 플랜지(20)와 띠장(200)을 볼트 체결 등을 통한 설치 작업이 용이하게 이루어 질 수 있으며, 띠장(200) 설치로 인하여 구조물의 강성이 더욱 커지게 된다.

따라서, 본 발명의 H-시트 파일은 종래의 강관 파일만을 이용하여 형성된 구조물에 비하여 저렴한 가격으로 제작이 가능하고 H-시트 파일 사이에 토류벽 등의 구조물을 설치할 필요가 없기 때문에, 시공이 간편하고 공사기간을 단축할 수 있으며 공사비용면에서 경제적이다.

또한, 본 발명의 H-시트 파일을 시공함으로써 교량의 교대 및 교각의 역할을 수행할 수 있으며, 지하 차도의 벽체 구조물, 옹벽으로도 이용할 수 있다.

아울러, 본 발명의 H-시트 파일은 휨이나 뒤틀림에 대한 강성이 우수하여 토압이 큰 지역의 공사에서도 사용할 수 있으며, 견고한 상호결합(interlocking)방식에 의하여 차수성능 또한 우수하여 수변지역의 공사에서도 효율적으로 사용이 가능한 H-시트 파일을 제공한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조의 다른 예를 보여주는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같은 H-시트 파일을 이용한 구조물에서, H-시트 파일은 도 2a 및 도 2b에 도시된 원형봉 형태의 좌측결합부(40)와, 상기 좌측결합부(40)의 원형봉의 직경과 동일한 내경을 가지며 절개부가 구비된 원형관으로 형성된 우측결합부(50)를 구비할 수도 있고, 또한 도 3a 및 도 3b에 도시된 메인 플랜지의 좌측끝단부가 절곡되어 형성된 좌측결합부(41)와, 메인 플랜지의 우측끝단부가 U자 형태로 절곡되어 결합홈을 형성하는 우측결합부(51)를 구비할 수도 있다.

굴착할 지면에 수직으로 다수의 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성할 경우에, 다수의 H-시트 파일 중 소정 개수의 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 짧고 한 개의 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 길게 형성하여, 짧은 소정 개수의 H-시트 파일과 긴 한 개의 H-시트 파일이 한 사이클을 이루어 반복적으로 배치되도록 구조물을 형성할 수 있다. 이와 같은 공법은 굴착면이 깊어 지반에 토사층과 암반층이 있는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.

즉, 짧은 H-시트 파일은 토사층까지 항타되도록 하고 긴 H-시트 파일은 암반층까지 항타되도록 하며, 짧은 소정 개수의 H-시트 파일과 긴 한 개의 H-시트 파일이 한 사이클을 이루어 반복적으로 배치되도록 함으로써, 전체 굴착면에 긴 비대칭 H-시트 파일을 모두 항타하는 방법에 비하여, 강성은 유사하게 큰 반면 공사비용이 더욱 저렴하고 공사 기간을 단축시킬 수 있는 것이다.

도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조의 단면도이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 H-시트 파일은, 원형 강관(300), 및 너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지가 서로 대면되고 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이를 웨브가 수직으로 고정되어 지지하는 H-시트 파일(101,101')이 상기 강관(300)의 양측에 일렬로 배치되며, 상기 강관(300)의 양측에 배치된 H-시트 파일(101,101')의 메인 플랜지의 일측끝단부가 상기 강관(300)의 양측 외면에 결합하여 형성되는 강관 병행 H-시트 파일이다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조는, 도 6a에 도시된 강관 병행 H-시트 파일(비대칭 H-시트 파일)을 굴착할 지면에 수직으로 다수개 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며, 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일(101')의 메인 플랜지와, 좌측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일(101)의 메인 플랜지를 중첩하여 밀착 설치하되 지수제(250)를 충전하여 밀착 설치하고, 상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일(101)의 메인 플랜지와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일(101')의 메인 플랜지를 중첩하여 밀착 설치하되 지수제(250)를 충전하여 밀착 설치하여 상기 다수개의 비대칭 H-시트 파일(즉, 다수개의 강관 병행 H-시트 파일)이 상호 결합되며, 상기 상호 결합된 다수개의 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관(300)의 전면부 및 상기 강관(300)의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일(101,101')의 서브 플랜지에 밀착하여 띠장(200)이 설치된다.

띠장(200) 설치시 메인 플랜지보다 짧은 너비를 갖는 서브 플랜지로 인하여 형성된 공간을 이용하여 서브 플랜지와 띠장(200)을 더욱 용이하게 설치할 수 있다.

이와 같이, 상호 결합되기 위하여 인접 배치된 H-시트 파일(101,101')의 각 메인플랜지가 중첩하여 밀착 설치되는 접촉면에 지수제(250)를 충전함으로써 A방향으로 토압(또는 수압)이 작용하여 중첩 밀착된 각 메인 플랜지가 더욱 견고하게 상호 결합될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 강관 병행 H-시트 파일은, 강관의 양측 외면에 H-시트 파일을 결합하여 구조물을 형성함으로써 강성이 더욱 큰 구조물을 형성할 수 있는 것이다.

도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공구조의 단면도이다.

도 6b에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 의한 H-시트 파일은, 도 6a에 도시된 강관 병행 H-시트 파일과 비교하여, 상기 강관(300)의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일(102,102')의 메인 플랜지의 타측끝단부에 결합부가 더 구비되는 것이 다른 점이다.

따라서, 상기와 가은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조는, 도 6b에 도시된 강관 병행 H-시트 파일(비대칭 H-시트 파일)을 굴착할 지면에 수직으로 다수개 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며, 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일(102')의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부와, 좌측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일(102)의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부를 끼워 상호 결합하고, 상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일(102)의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일(102')의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부를 끼워 상호 결합하여 상기 다수개의 비대칭 H-시트 파일이 상호 결합되며, 상기 상호 결합된 다수개의 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관(300)의 전면부 및 상기 강관(300)의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일(102,102')의 서브 플랜지에 밀착하여 띠장(200)이 설치된다.

이와 같이, 상호 결합되기 위하여 인접 배치된 H-시트 파일(102,102')의 각 메인플랜지의 우측결합부 및 좌측결합부가 상호 결합하여 시공이 간편하면서도 견고한 구조물이 형성될 수 있는 것이다.

또한, 도 6b에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 의한 강관 병행 H-시트 파일은, 도 6a에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 의한 강관 병행 H-시트 파일과 마찬가지로 강관의 양측 외면에 H-시트 파일을 결합하여 구조물을 형성함으로써 강성이 더욱 큰 구조물을 형성할 수 있는 것이다.

도 6c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공구조의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 6c에 도시된 시공 구조는, 도 6b에 도시된 강관 병행 H-시트 파일(비대칭 H-시트 파일)에 구비된 우측 H-시트 파일(102)의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 강관 병행 H-시트 파일(타 비대칭 H-시트 파일)에 구비된 좌측 H-시트 파일(102')의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부 사이에, 타 H-시트 파일(103)이 하나 이상 삽입되어 결합된다는 점에서 도 6b에 도시된 시공 구조와 다르다.

상기 타 H-시트 파일(103)은, 너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지가 서로 대면되고 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이를 웨브가 수직으로 고정되어 지지하며, 상기 메인 플랜지의 좌측끝단부에는 좌측결합부가, 우측끝단부에는 우측결합부가 각각 형성되는 H-시트 파일이다.

도 6b 및 도 6c에 도시된 좌측결합부 및 우측결합부는 도 2a 및 도 2b에 도시된 형태의 좌측결합부 및 우측결합부가 적용될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공 구조의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 7에 도시된 시공 구조는, 비대칭 H-시트 파일(강관 병행 H-시트 파일)에 구비된 강관(300)의 길이는 상대적으로 길게 형성되고 상기 강관(300)의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일(102,102',103)의 길이는 상대적으로 짧게 형성되며, 이와 같이 형성된 상기 비대칭 H-시트 파일이 다수개 연속적으로 배치되어 형성되는 것이다.

한편, 도 6c에 도시된 강관 병행 H-시트 파일(비대칭 H-시트 파일) 및 타 H-시트 파일(103)이 상호 결합되어 일렬로 구조물이 형성되는 시공 구조가 도 7에 도시되어 있지만, 도 6a에 도시된 강관 병행 H-시트 파일(101',300, 101) 및 도 6b에 도시된 강관 병행 H-시트 파일(102',300, 102)이 사용될 수도 있다.

이와 같이, 짧은 H-시트 파일(102,102',103)은 토사층까지 항타되도록 하고 긴 강관(300)은 암반층까지 항타되도록 하는 구조를 한 개의 사이클로 하여 반복적으로 배치되도록 함으로써, 전체 굴착면에 길이가 긴 H-시트 파일을 모두 항타하는 방법에 비하여, 강성은 큰 반면 공사비용이 더욱 저렴하고 공사 기간을 단축시킬 수 있는 것이다.

도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 9에 각각 도시된 시공 구조는, 도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 7에 각각 도시된 시공 구조와 유사하며, 차이점은, 강관(300)의 양측 외면에 H-시트 파일(101,101')(102,102')이 일렬로 용이하게 결합되도록 상기 강관(300)의 양측 외면에 구비되는 지지판(310)을 더 포함하여 구성된다는 점이다. 상기 지지판(310)은 강관(300)의 양측 외면에 용접을 통하여 구비될 수 있으며, 구비 방법은 용접에만 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 강관(300)의 양측 외면에 지지판(310)을 구비한 후 상기 지지판(310)과 H-시트 파일의 메인 플랜지의 일측끝단부를 결합하는 것이 공사 측면에서 현저히 용이하다고 할 수 있다.

도 10a 내지 도 10f는 전술된 강관 병행 H-시트 파일(비대칭 H-시트 파일)을 이용한 시공 구조가 적용될 수 있는 다양한 예시도를 나타낸다.

도 10a는 강관 병행 H-시트 파일이 일렬로 배치되어 옹벽 구조를 형성할 수 있음을 나타낸다.

도 10b는 강관 병행 H-시트 파일에서 강관과 H-시트 파일이 직각을 이루며 절곡된 형태로 상호 결합되어 직각으로 절곡된 파이프루프 구조를 형성할 수 있음을 나타내며, 도 10c는 교량의 교대 구조를 형성할 수 있음을 나타낸다.

도 10d는 강관 병행 H-시트 파일과 강관 병행 H-시트 파일 상호 간에 둔각을 이루며 상호 결합되어 원통형의 우물통 기초구조를 형성할 수 있음을 나타낸다.

도 10e는 강관 병행 H-시트 파일에 구비된 강관의 길이를 강관 양측에 결합되는 H-시트 파일의 길이보다 길게 형성하고 이와 같이 형성된 강관 병행 H-시트 파일을 이용하여 하천항만호안 구조를 형성할 수 있음을 나타내고, 도 10f는 이와 같이 형성된 강관 병행 H-시트 파일을 이용하여 폐기물처리시설 구조를 형성할 수 있음을 나타내는 것이다.

이상 도면과 상세한 설명에서 최적 실시예들이 개시되고, 이상에서 사용된 특정한 용어는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것일 뿐 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것이 아니다.

그러므로 본 발명의 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하고, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 제 1 실시예의 H-시트 파일
10: 메인 플랜지 20 : 서브 플랜지
30: 웨브 40,41: 좌측결합부
50,51: 우측결합부 60: 워터제트
101,101': 제 2 실시예의 H-시트 파일
102,102': 제 3 실시예의 H-시트 파일
200 : 띠장 250: 지수제
300: 강관

Claims

일정 크기를 갖는 판형상의 메인 플랜지와;
상기 메인 플랜지와 수평을 이루며 소정간격 이격되어 배치되며, 상기 메인 플랜지보다 짧은 너비를 갖는 판형상의 서브 플랜지와;
상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이에 수직으로 고정 배치되어 양 끝단이 각각 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지를 지지하는 웨브; 및
상기 메인 플랜지의 좌측 끝단부에 형성되는 좌측결합부 및 상기 메인 플랜지의 우측 끝단부에 형성되는 우측결합부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 좌측결합부는 상기 메인 플랜지의 좌측 끝단부를 따라 소정직경을 갖는 원형봉의 형태로 형성되고,
상기 우측결합부는 상기 메인 플랜지의 우측 끝단부를 따라 상기 좌측결합부의 원형봉의 직경과 동일한 내경을 갖으며 소정위치에 일정폭의 절개부가 형성된 원형관의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 좌측결합부는 상기 메인 플랜지의 좌측 끝단부가 내측으로 90도 절곡되어 형성되고,
상기 우측결합부는 상기 메인 플랜지의 우측 끝단부가 U자 형태로 절곡되어 상기 메인 플랜지의 수평연장선상에 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 1에 있어서,
상기 고정 배치된 웨브의 양 끝단과 인접한 소정위치에 적어도 하나 이상의 워터제트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 의한 H-시트 파일을 이용한 시공구조에 있어서,
굴착할 지면에 수직으로 다수의 상기 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며;
상기 다수의 H-시트 파일은 상기 H-시트 파일이 구비하는 메인 플랜지의 좌측 끝단부에 형성된 좌측결합부가 상기 메인 플랜지의 좌측으로 인접하여 배치되는 타 메인 플랜지의 우측결합부에 끼워져 결합되고, 상기 메인 플랜지의 우측 끝단부에 형성된 우측결합부와 상기 메인 플랜지의 우측으로 인접하여 배치되는 타 메인 플랜지의 좌측결합부를 끼워 상호 결합되며,
상호 결합된 상기 다수의 H-시트 파일의 배열 방향과 나란한 방향으로 밀착하여 띠장을 설치하되 상기 다수의 H-시트 파일에 구비되는 서브 플랜지와 상기 띠장이 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
청구항 5에 있어서, 상기 다수의 H-시트 파일은,
일렬로 배치되어 구조물을 형성하는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
청구항 5에 있어서,
상기 다수의 H-시트 파일 중 소정 개수의 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 짧고 한 개의 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 길게 형성되며 짧은 소정 개수의 H-시트 파일과 긴 한 개의 H-시트 파일이 한 사이클을 이루어 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
원형 강관; 및
너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지가 서로 대면되고 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이를 웨브가 수직으로 고정되어 지지하는 H-시트 파일이 상기 강관의 양측에 일렬로 배치되며,
상기 강관의 양측에 배치된 H-시트 파일의 메인 플랜지의 일측끝단부가 상기 강관의 양측 외면에 결합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 8에 있어서,
상기 강관의 양측 외면에 상기 H-시트 파일이 일렬로 용이하게 결합되도록 상기 강관의 양측 외면에 구비되는 지지판을 더 포함하여 구성되고,
상기 강관의 양측 외면에 구비된 지지판과 상기 H-시트 파일의 메인 플랜지의 일측끝단부가 결합되어 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 메인 플랜지의 타측끝단부에는 타 H-시트 파일의 메인 플랜지의 결합부와 결합될 수 있는 결합부를 더 구비하여 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일.
청구항 8 또는 청구항 9에 따른 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조에 있어서,
굴착할 지면에 수직으로 다수개의 상기 비대칭 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며;
비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지와, 좌측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지를 중첩하여 밀착 설치하되 지수제를 충전하여 밀착 설치하고, 상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지를 중첩하여 밀착 설치하되 지수제를 충전하여 밀착 설치하여 상기 다수개의 비대칭 H-시트 파일이 상호 결합되며,
상기 상호 결합된 다수개의 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관의 전면부 및 상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 서브 플랜지에 밀착하여 띠장이 설치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
청구항 11에 있어서,
상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관의 길이는 상대적으로 길게 형성되고 상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 짧게 형성되며, 상기 비대칭 H-시트 파일이 다수개 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
청구항 10에 따른 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조에 있어서,
굴착할 지면에 수직으로 다수의 상기 비대칭 H-시트 파일을 연속적으로 배치하고 항타하여 구조물을 형성하며;
비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부와, 좌측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부를 끼워 상호 결합하고, 상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부를 끼워 상호 결합하여 상기 다수개의 비대칭 H-시트 파일이 상호 결합되며,
상기 상호 결합된 다수개의 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관의 전면부 및 상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 서브 플랜지에 밀착하여 띠장이 설치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
청구항 13에 있어서,
상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 우측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 우측결합부와, 우측으로 인접하여 배치되는 타 비대칭 H-시트 파일에 구비된 좌측 H-시트 파일의 메인 플랜지에 형성된 좌측결합부 사이에는, 타 H-시트 파일이 삽입되어 결합되며,
상기 타 H-시트 파일은,
너비가 서로 다른 메인 플랜지와 서브 플랜지가 서로 대면되고 상기 메인 플랜지와 서브 플랜지 사이를 웨브가 수직으로 고정되어 지지하며, 상기 메인 플랜지의 좌측끝단부 및 우측끝단부에는 각각 좌측결합부 및 우측결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.
청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
상기 비대칭 H-시트 파일에 구비된 강관의 길이는 상대적으로 길게 형성되고 상기 강관의 양측 외면에 결합된 H-시트 파일의 길이는 상대적으로 짧게 형성되며, 상기 비대칭 H-시트 파일이 다수개 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 H-시트 파일을 이용한 시공구조.