KR20100078872A - 시트 파일을 이용한 차수벽과 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 일측의 길이 방향으로 가장자리에 결합훅부가 형성되며 타측의 길이 방향 가장자리에 인접하는 시트파일의 결합훅부가 길이 방향으로 삽입되어 결합되는 것으로 길이 방향으로 개구를 갖는 결합홈이 형성된 홀더부를 가진 시트파일들과, 상기 홀더부의 내주면과 인접하는 시트파일의 결합훅부의 사이에 설치되는 지수부재를 포함하여 된 차수벽과 이의 시공방법을 개시한다.

지하, 차수벽, 시트파일, 플라스틱.

Description

시트 파일을 이용한 차수벽과 이의 시공방법{cut-off wall using sheet pile and working method of the same}

본 발명은 시트파일을 이용한 차수벽과 이의 시공방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 제방보호 또는 토양유실을 방지할 수 있는 플라스틱 시트파일을 이용한 차수벽과 이의 시공방법에 관한 것이다.

해안선보호, 방파제, 매립장, 토양유실공사, 어도, 인공호수, 농수로, 자연하천, 유류 저장탱크 시공 등의 토목공사에는 물의 흐름을 차단하거나 지하 벽체로부터 토사가 유출되거나 무너지는 것을 방지하기 위한 흙막이 공사, 차수벽 등이 시공된다.

이러한 흙막이 공사는 터파기를 하면서 시공하거나 지중에 미리 차단벽을 설치한 상태에서 시행하게 되며, 이 터파기 공사는 주위의 환경, 지중의 토질 상태, 공사장 주위의 건물 배치에 따라 다양한 방법으로 시공되고 있다.

시공방법 중 지하구조물을 건설할 때는 파낼 부위의 외곽으로부터 파낸 부위 쪽으로 토사가 붕괴되거나 지하수가 유입되는 것을 방지하기 위해 시트파일로 구성되는 벽체는 영구구조물(永久構造物)로서 축조되거나 가설구조물(假說構造物)로 서 축조되는 두 가지의 경우가 있다.

상기 영구구조물로서의 시트파일의 경우 부식(腐蝕)의 문제가 있다. 즉, 지반내의 흙 입자 사이에는 지하수가 있게 되기 마련이고, 이 지하수는 금속재인 시트파일을 부식시켜 결국에는 그 역할을 할 수 없을 정도로 파손시키게 된다. 이와 같은 시트파일의 부식을 방지하는 방법으로는 시트파일을 매설한 후 시멘트 그라우트(Cement Grout)로 시트파일 전체를 피복하거나 약액을 주입하여 시트파일 전체에 걸쳐 방식층(防蝕層)을 형성하는 것들이 알려져 있다.

한편, 자연상태의 흙은 자갈(Gravel), 모래(Sand), 침니(沈泥, Silt), 점토(Clay)등 혼재하여 있고 그 조합에 따라 투수성(透水性)이 다르기 때문에 이들에 대한 각각의 시공방법이 다르다.

특허등록 제 0652558호에는 시트파일설치용 가이드관 및 이를 이용한 시트 파일 시공방법이 개시되어 있으며, 이 시공방법은 시트파일 설치용 가이드 관을 이용하여 시트파일을 설치하는 기술적 구성이 개시되어 있다.

그리고 특허등록 제 0775552호에는 흙막이 시트파일 및 그 시공방법이 개시되어 있으며, 특허등록 제 0086557호에는 시트파일 설치공법(working method of sheet file)이 개시되어 있다. 개시된 시트파일 설치방법은 시트파일의 주변에 그라우팅 층을 형성하는 기술적 구성을 가진다. 또한 특허등록 제 0474184호에는 시트파일 오거항타기가 개시되어 있다.

이러한 시공방법은 상대적으로 약한 시트 파일의 시공에 따른 작업효율의 향상을 기대하기 어렵고, 가이드 관에 의해 시트파일의 시공 시 가이드 관으로부터 시트파일이 분리되는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 오거 드라이버 유닛(AUGER DRIVER UNIT)과 유압실린더를 이용한 공법이 있는데, 이 공법은 오거 드라이버 유닛을 이용하여 흙을 기계적으로 교란 및 굴착하는 한편, 리더 하부에 설치된 유압실린더의 압입력이 시트파일에 전달되게 하는 방법으로 시트파일이 오거 스크류로드의 굴착작동과 함께 지하에 박는다. 이는 지반이 모래질과 같이 점착력이 약한 경우에는 시트파일을 누르고 있는 오거 드라이버 유닛의 자체 중량만으로도 시트파일의 압입이 이루어질 수 있으나 지반의 흙의 점착력이 크거나 작은 암반이 불규칙적으로 산재해 있는 경우에는 시트파일을 누르고 있는 오거 드라이버 유닛의 자체 중량만으로는 시트파일이 용이하게 점토질 흙이나 암반을 뚫고 들어가지 못하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시트파일의 시공에 따른 작업효율을 극대화 시킬 수 있으며, 부식을 방지하고, 풍화저항성, 해충침공 저항성을 높이며, 공사비를 줄일 수 있는 시트 파일을 이용한 차수벽과 이의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 지수안정성과 기밀성을 향상시킬 수 있는 시트파일을 이용한 차수벽과 이의 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 시트 파일을 이용한 차수벽은

일측의 길이 방향으로 가장자리에 결합훅부가 형성되며 타측의 길이 방향 가장자리에 인접하는 시트파일의 결합훅부가 길이 방향으로 삽입되어 결합되는 것으로 길이 방향으로 개구를 갖는 결합홈이 형성된 홀더부를 가진 시트파들과, 상기 홀더부의 내주면과 인접하는 시트파일의 결합훅부의 사이에 설치되는 지수부재를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

상기 시트파일들은 플라스틱으로 이루어지며, 상기 지수부재는 하이드로티테(hydrotite; 미국의 그린트랙사(greenstreak 제품)를 사용함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시트파일을 이용한 차수벽의 시공방법은, 백호에 설치된 바이브로 햄버에 설치되며 시트파일의 단면형상과 실질적으로 동일한 찬넬 형상의 가이드 플레이트를 준비하는 가이드 플레이트 준비단계와,

상기 플라스틱으로 이루어진 제1시트파일을 가이드 플레이트에 장착하는 제1시트파일 장착단계와,

가이드 플레이트의 단부와 플라스틱 제1시트플레이트의 단부가 지반에 항타 시 벌어지는 것을 방지하기 위해 클립을 고정하는 클립고정단계와,

상기 시트 플레이트가 장착된 가이드 플레이트를 항타 하여 지반에 박는 제1항타단계와,

상기 지반에 박힌 가이드 판을 인양하는 인양단계와,

상기 인양된 가이드판을 장착한 후 박힌 제1시트파일의 홀더부에 제 2시트파일의 결합훅부를 결합하는 제2시트파일 결합단계와,

제2시트파일들이 결합된 상태에서 가이드 판을 항타하는 제 2항타단계를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

상기 제 1,2항타단계에 있어서, 가이드 플레이트의 단부로부터 고압의 물을 분사하여 지반을 연화시키거나 컷팅하는 워터 젯 컷팅단계를 더 구비한다.

본 발명의 플라스틱 시트파일을 이용한 차수벽 및 이의 시공공법은 지반에 설치된 차수벽의 부식을 근본적으로 방지할 수 있으며, 시공성이 좋아 시공에 따른 비용을 줄일 수 있다. 또한 차수벽은 상호 결합에 따른 기밀성을 향상시킬 수 있어 지하수의 차단효과를 높일 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 차수벽은 연약지반, 해안보호, 매립장의 침출수차단, 등 시공분야를 상대적으로 넓다.

본 발명에 따른 플라스틱 시트파일을 이용한 차수벽은 지장으로부터 지중에 설치되어 지하수, 매립장의 침출수차단, 해안보호, 항구, 습지, 등에 설치될 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 플라스틱 시트파일을 이용한 차수벽(1)은 소정의 단면을 가지는 스트립 상의 시트 파일들이 결합수단에 의해 상호 결합되어 지중에 박혀 이루어진다.

상기 플라스틱으로 이루어진 시트 파일(10)은 소정의 단면을 가지는 스트립 상의 본체(11)와 상기 본체(11)의 길이 방향 일측 가장자리에 형성된 결합훅부(12)와 타측의 길이 방향 가장자리에 홀더부(13)가 형성된다.

상기 본체(11)는 소정의 폭을 가지는 스트라이프 상으로 형성되며, 그 단면이 상호 길이 방향으로 결합되어 파형(corrugate type)을 이루도록 찬넬 형상으로 형성된다. 상기 본체(11)의 단면 형상은 실시예에 의해 한정되지는 않고 시공되는 영역의 조건에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

그리고 상기 본체(11)의 일측 가장자리에 길이 방향으로 형성된 결합훅부(12)는 길이 방향의 양측에 걸림턱(12a)이 형성된다. 상기 결합훅부(12)는 단면이 티자형으로 형성될 수 있다.

상기 홀더부(13)는 본체(11)의 길이 방향으로 개구(13a)가 형성된 결합홈(13b)를 구비한다. 상기 결합홈(13b)은 더브테일 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 시트파일(10)은 시공되는 과정에서 결합훅부(12)아 인접하는 시트파일(10')의 홀더부(13')와 결합된 상태에서 지반에 박히게 됨으로써 연속적인 차수벽을 형성할 수 있다. 이 과정에서 상기 결합훅부(12)와 홀더부(13')의 사이 즉, 결하훅부(12)의 단부와 홀더부(13')의 사이에는 지수부재(14)가 설치되는데, 이 지수부재(14)는 하이드로티테(hydrotite; 미국의 그린트랙사(Greenstreak 제품)를 사용함이 바람직하다. 이 지수부재(14)는 친수성 수지가 물을 흡수, 내부에서 이온이동이 발생되어 침투입이 감소되고, 밀도도 변화된다. 또한 이온간에 배척을 일으켜 팽창이 발생되고, 건조 시 원상태로 회복되는 특성을 가지고 있으며, 물에 침윤시 40시간 후 약 8배로 팽창한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 시트 파일을 이용한 차수벽의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 백호에 설치된 바이브로 햄머(21)에 시트파일(10)의 단면형상과 실질적으로 동일한 찬넬형상의 가이드 플레이트(22)을 설치하는 가이드 플레이트 장착단계을 포함한다. 상기 가이드 플레이트 장착단계는 바이브로 햄머(21)에 의한 진동이 가이드 플레이트에 전달될 수 있도록 가이드 플레이트에 바이브로 햄머가 설치될 수도 있다. 이때에 상기 가이드 플레이트(22) 또는 바이브로햄머(21)는 백호의 붐에 지지되어 있으므로 별도의 리드가 설치될 필요는 없다.

상기 가이드 플레이트가 준비되면, 이 가이드 플레이트에 플라스틱으로 이루어진 시트파일(10)을 가이드 플레이트에 장착하는 시트파일 장착단계와, 가이드 플레이트(22)의 단부와 플라스틱 시트파일(10)의 단부가 지반에 항타 시 벌어지는 것을 방지하기 위해 클립(23)을 고정하는 클립고정단계를 수행한다.

상기 시트 파일 고정단계에 있어서, 가이드 플레이트(22)의 상단부측에 별도의 고정수단인 척 또는 파지클립을 이용하여 고정할 수 있다.

상기 클립고정단계는 가이드 플레이트에 시트 파일의 상부가 고정된 상태에서 가이드 플레이트(22)를 박는 경우 가이드 플레이트(22)와 시트 파일(10)이 분리되는 것을 방지하기 위하여 복수개의 U 자형의 클립(23)을 이용하여 가이드 플레이트와 시트파일의 단부를 체결한다. 이때에 상기 U자형의 클립은 도 3에 도시된 바와 같이 하단부로부터 상방으로 결합하여 항타 시 가이드 플레이트의 삽입력에 의해 가이드 플레이트로부터 분리되지 않도록 함이 바람직하다.

상기 클립고정단계가 수행되면 차수벽의 시공영역에 항타하여 지반에 박는 는 제 1항타 단계를 수행한다. 제 1항타단계에 의해 소정의 깊이로 가이드 플레이트의 시공이 완료되면 상기 백호의 붐을 이용하여 가이드 플레이트를 상승시키는 인양단계를 수행한다. 이때에 상기 가이드 프레이트(22)에 지지된 시트파일(10)은 분리되어 지중에 박힌 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 가이드 플레이트에 박힌 시트파일과 결합되어 차수벽을 형성하는 시트파일을 장착하고, 박힌 시트파일의 홀더부(13')에 결합훅부(12)를 결합(도 2참조)하는 시트파일 결합단계를 수행한다. 그리고 상술한 바와 같은 클립장착단계를 수행한 후 가이드플레이트를 항타하여 박는 제 2항타단계를 수행한다. 제 1,2시트 파일을 결합하는 과정에서 결합훅부와 홀더부 사이에 지수부재르 설치하는 지수부재 설치단계를 더 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은 방법으로 연속하여 시트 파일을 시상기와 같은 방법으로 연속하여 시트 파일을 장착한디

한편 상술한 바와 같이 가이드 플레이트를 이용하여 시트 파일들을 시공하는 과정에서 지반이 상대적으로 강한 지역에서는 가이드 플레이트의 단부로부터 고압의 물을 분사하여 지반을 연화시키거나 컷팅하는 워터 젯 컷팅단계를 더 구비할 수 있다.

상기와 같이 지수벽의 설치가 완성되면, 지수벽을 이루는 시트 파일의 단부들을 원하는 높이로 절단하고, 이들의 단부에 앙카를 고정하는 앙카 고정단계를 더 구비할 수 있다.

발명의 시트파일은 가이드 플레이트를 이용하여 시공함으로써 지반이 견고한 풍화암 및 연암층 뿐 만 아니라 기존의 타 공법으로는 시트파일의 설치가 곤란하거나 시공품질의 정확도가 떨어지던 경암층 및 호박돌층까지 시공이 가능하고, 시트파일을 상호 결합되며 설치됨으로써 정확한 수직도를 유지할 수 있다. 또한 시트 파일이 플라스틱으로 이루어져 있으므로 종래와 같은 부식 문제를 근본적으로 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명의 이중 연속벽은 각종 토목공사, 건축공사, 절결지, 해안보호, 방파제, 매립장 수직 차수벽, 토양유실 보호벽, 항구, 어도, 인공호수, 자연하천 및 농수로 등의 시공에 널리 이용가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 시트 파일을 이용한 차수벽을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 시트 파일의 결합관계를 나타내 보인 단면도,

도 3은 백호에 가이드 플레이트가 설치된 상태를 도시한 측면도,

도 4는 도 4에 도시된 A-A 선단면도.

도 5는 시트파일과 가이드 플레이트가 클립에 의해 결합된 상태를 나타내 보인 사시도.

Claims (4)

1. 일측의 길이 방향으로 가장자리에 결합훅부가 형성되며 타측의 길이 방향 가장자리에 인접하는 시트파일의 결합훅부가 길이 방향으로 삽입되어 결합되는 것으로 길이 방향으로 개구를 갖는 결합홈이 형성된 홀더부를 가진 시트파들과, 상기 홀더부의 내주면과 인접하는 시트파일의 결합훅부의 사이에 설치되는 지수부재를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 시트 파일을 이용한 차수벽.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 시트파일들은 플라스틱으로 이루어지며, 상기 지수부재는 하이드로티테인 것을 특징으로 하는 시트 파일을 이용한 차수벽.
3. 백호에 설치된 바이브로 햄버에 설치되며 시트파일의 단면형상과 실질적으로 동일한 찬넬 형상의 가이드 플레이트를 준비하는 가이드 플레이트 준비단계와,

   상기 플라스틱으로 이루어진 제1시트파일을 가이드 플레이트에 장착하는 제1 시트파일 장착단계와,

   가이드 플레이트의 단부와 플라스틱 제1시트플레이트의 단부가 지반에 항타 시 벌어지는 것을 방지하기 위해 클립을 고정하는 클립고정단계와,

   상기 시트 플레이트가 장착된 가이드 플레이트를 항타 하여 지반에 박는 제1항타단계와,

   상기 지반에 박힌 가이드 판을 인양하는 인양단계와,

   상기 인양된 가이드판을 장착한 후 박힌 제1시트파일의 홀더부에 제 2시트파일의 결합훅부를 결합하는 제2시트파일 결합단계와,

   제2시트파일들이 결합된 상태에서 가이드 판을 항타하는 제 2항타단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 시트파일을 이용한 차수벽의 시공방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 1,2항타단계에 있어서, 가이드 플레이트의 단부로부터 고압의 물을 분사하여 지반을 연화시키거나 컷팅하는 워터젯컷팅단계를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 차수벽의 시공방법.

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