KR20100113957A - 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법 - Google Patents

연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법 Download PDF

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KR20100113957A
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    • E02D5/38Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds

Abstract

본 발명은, 수직파일에 고정된 연결띠장이 내부수평보와 연결되어 고정됨은 물론 내부수평보에 설치된 거푸집 및 연결띠장에 콘크리트를 동시에 타설하여 형성한 슬래브가 토압을 보다 안정적으로 저항할 수 있도록 하는 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법에 관한 것이다.
본 발명 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법에 의하면, 수직파일의 브라켓에 안착된 연결띠장이 내부수평보와 고정되면서 내부수평보에 설치된 거푸집 및 연결띠장에 콘크리트를 동시에 타설하여 형성한 슬래브를 토압전달체로 사용함으로써, 가설작업을 최소화함과 아울러 시공성이 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수직파일과 연결띠장을 연결하여 고정한 고정부재 사이로 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 형성함으로 지하외벽의 외측으로부터 유입되는 유입수를 차단할 수 있으므로 시공품질을 개선할 수 있는 것이다.
지하외벽, 슬래브, 역타공법, 연결띠장,

Description

연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법{Joint structure and method for constructing slab of underground structures using the same}
본 발명은, 지하구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직파일에 고정된 연결띠장이 내부수평보와 연결되어 고정됨은 물론 내부수평보에 설치된 거푸집 및 연결띠장에 콘크리트를 동시에 타설하여 형성한 슬래브가 토압을 보다 안정적으로 저항할 수 있도록 하는 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물은 구조물의 구축 시공방향에 따라 크게 순타공법과 역타공법으로 구분되며, 상기 순타공법은 지상으로부터 흙막이벽과 함께 버팀대, 레이커, 어스앵커, 락볼트 등과 같은 가설 지지수단을 설치하여 흙막이벽이 붕괴되지 않도록 한 상태에서 기초 저면 레벨까지 지하 토공사를 완료한 다음 가설 지지수단을 아래에서부터 해체하면서 최저층에서 최고층까지 구조물을 순차적으로 시공하는 공법이다.
상기 역타공법은 일명 탑다운(Top-Down) 공법이라고도 하는데, 이는 지하 토공사를 수행하면서 지하층 구조물 공사를 병행하는 것으로, 시공된 지하층 구조물이 토공사 중에는 횡토압에 대한 버팀대의 역할을 하고, 지하 구조물을 위에서 아래 방향 즉, 순타공법과 반대 방향으로 시공하여 내려가는 공법이다.
또한, 상기 역타공법은, 철근 콘크리트(또는 철골 철근 콘크리트) 구조를 기본으로 하고, 흙막이 벽체 공법으로는 슬러리 월을 적용하여 지하 영구 구조물과 슬러리 월을 일체화시키면서 역타 시공하는 방식으로 이루어진다.
그러나 상기 역타공법은, 철근 콘크리트를 기본으로 하고 있기 때문에 습식 공사를 수행하기 위한 거푸집 공사 및 이 거푸집을 지지하기 위한 동바리 내지는 행거(hanger) 공사가 수반되어야 하므로 동바리를 설치할 경우에는 타설 콘크리트가 경화할 때까지 동바리 해체가 불가능함에 따라 하부 굴착공정이 지연되는 단점이 있었다.
상기 굴착공정의 지연을 방지하기 위해 거푸집을 기시공된 부재에 매다는 형식의 행거를 이용한 공법이 제안된 바 있으나, 이는 공법 또는 횡방향으로서의 강성 부족과 진동에 대한 저항성 부족으로 콘크리트가 경화되기 이전에 행거의 변형 및 진동에 의해 소성상태의 콘크리트에 균열이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 역타공법의 대안으로 임시 구조물로서의 흙막이벽 지지용 버팀대를 설치하지 않고 건물의 영구 구조부재인 철골보를 흙막이벽에 대한 스트러트로 활용하는 공법(이하 '영구부재 스트러트 공법'이라 함)이 제안되었으며, 이 공법은 지하층의 기둥과 보부재를 하향 시공시에 설치하여 이 부재들이 재래식 흙 막이 공법에서의 스트러트 역할을 수행하도록 함으로써 터파기 공사의 시공성 저하, 가설 스트러트의 설치/해체 공정의 추가 등과 같은 단점을 보완할 수 있었다.
상기 영구부재 스트러트 공법은 철골조의 기둥 및 보부재가 기존의 스트러트 공법에 있어서의 센터파일과 스트러트 역할을 하도록 설계되었으며, 흙막이벽에 작용하는 횡토압을 철골조 보부재로 전달하기 위한 연결부재가 필요로 함과 아울러 이는 RC테두리보가 스트러트 역할을 하는 보부재와 흙막이벽을 연결하도록 하였다.
그러나 상기 영구부재 스트러트 공법에 있어 DOWN 시공시의 보부재는 토압에 의한 횡축력에 저항해야만 하는 바, 경우에 따라 H-형강 보부재의 단면 크기를 증가시켜야 할 경우가 빈번하게 발생하며, 이는 지하층 철골 부재의 물량을 증가시키는 문제점이 있었다.
또한, 횡토압을 철골조 보부재로 전달하기 위해 철근 콘크리트에 설치되는 RC테두리보의 시공이 복잡할 뿐만 아니라 시공시 가설재가 많이 소요되므로 공사비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 철근 콘크리트에 RC테두리보가 먼저 설치됨에 따라 지하 외벽은 연속시공이 어렵고 분리시공됨에 따라 이음 철근의 선시공 작업 및 콘크리트 타설관의 매립공사, 철골보의 처짐을 방지하기 위한 행거설치 공사 등과 같이 복잡한 공정이 추가되는 단점이 있는 것은 물론 추후 지하 외벽의 콘크리트 타설에 있어 RC테두리보가 간섭됨으로써 타설 공사가 어려워지고 콘크리트 경화 후에는 RC테두리보와 지하외벽 사이의 틈을 통해 누수 등 하자가 발생할 가능성이 높은 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어지는 것으로 그 목적은, 수직파일과 내부수평보를 연결시키면서 내부수평보 및 연결띠장에 콘크리트를 동시에 타설하여 형성한 슬래브가 토압을 보다 안정적으로 저항하도록 하는 가설작업을 최소화하여 시공성과 품질을 향상시킴은 물론 지하외벽을 순차적으로 시공할 수 있는 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법을 제공함에 있다.
본 발명 연결구조체는,
수직파일과;
상기 수직파일에 고정되어 연결띠장을 지지하는 브라켓과;
상기 브라켓에 안착되어 내부수평보를 연결시키면서 슬래브 형성시, 타설되는 콘크리트와 합성되도록 하는 연결띠장과;
상기 연결띠장에 고정되는 내부수평보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명 연결구조체를 이용한 지하구조물 구축방법은,
건축물 시공현장에 일정간격으로 수직파일을 매설하여 흙막이벽을 형성하는 단계와;
상기 흙막이벽 내부를 굴토하고, 상기 수직파일에 브라켓을 고정하는 단계와;
상기 브라켓에 상부가 개구된 연결띠장을 설치하는 단계와;
상기 연결띠장에 내부수평보를 설치하는 단계와;
상기 내부수평보 상부에 슬래브 시공을 위해 설치된 거푸집과 연결띠장 내부에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 형성하는 단계와;
상기 거푸집을 해제한 후, 수직파일에 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 형성하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법에 의하면, 수직파일의 브라켓에 안착된 연결띠장이 내부수평보와 고정되면서 내부수평보에 설치된 거푸집 및 연결띠장에 콘크리트를 동시에 타설하여 형성한 슬래브가 토압을 보다 안정적으로 저항하도록 하는 가설작업을 최소화함과 아울러 시공성이 향상되어 공사기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 공사비용이 절감되어 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명 연결구조체 및 이를 이용한 지하구조물 구축방법에 의하면, 수직파일과 연결띠장을 연결하여 고정한 고정부재 사이로 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 형성함으로 지하외벽의 외측으로부터 유입되는 유입수를 차단할 수 있으 므로 시공품질을 개선할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 정면구성도이다.
본 발명 연결구조체(100)는, 수직파일(110)이 구성되고, 상기 수직파일(110)에 고정되어 연결띠장(130)을 지지하는 브라켓(120)이 구성되며, 상기 브라켓(120)에 안착되어 내부수평보(140)를 연결시키면서 슬래브(S) 형성시, 타설되는 콘크리트와 합성되도록 하는 연결띠장(130)이 구성되고, 상기 연결띠장(130)에 고정되는 내부수평보(140)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 수직파일(110)과 연결띠장(130) 사이로 콘크리트가 타설되는 공간을 형성하도록 수직파일(110)과 연결띠장(130)을 연결하여 고정하는 고정부재(150)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 연결띠장(130)은, 상기 브라켓(120)에 안착되는 바닥면(131)을 중심으로 양단부에 제1,2지지면(132)(133)이 각각 절곡되어 상부가 개방되도록 구비되는데, 제1지지면(132)은 제2지지면(133)보다 더 높게 형성되어 고정부재(150)에 고정되는 것이 바람직하다.
상기 연결띠장(130)의 제1지지면(132)은 슬래브(S) 상면과 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결띠장(130)의 변형을 방지하도록 제1,2지지면(132)(133)에 내장되는 스티프너(stiffener)(134)를 더 포함하여 구비된다.
상기 연결띠장(130) 내부에 일정간격으로 고정되어 타설되는 콘크리트의 고정력을 향상시키는 콘크리트 지지부재(135)를 더 포함하여 구비되며, 상기 콘크리트 지지부재(135)는 스터드볼트인 것이 바람직하다.
상기 연결띠장(130)의 제1지지면(132) 내.외측으로 콘크리트의 고정력을 향상시키는 보강편(136)이 각각 돌출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133)에 철근(C)의 배근공간을 형성하는 배근형성부(137)를 더 포함하여 구성되며, 상기 배근형성부(137)는, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133)에 일단이 고정되고 타단은 슬래브(S)에 내장되는 찬넬(137a)이 구비되고, 상기 찬넬(137a)은 양단부가 절곡되어 상부로 개구되게 형성되는 것이 바람직하다.
여기서 상기 배근형성부(137')의 다른 실시예는, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133) 단부에 수평으로 절곡된 배근형성면(137b)이 구비되고, 상기 배근형성면(137b)에 일정간격으로 관통된 배근공(137c)을 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 설치 및 작업과정을 상세히 설명한다.
먼저, 건축물의 시공현장에 흙막이벽을 형성하는 연결구조체(100)를 형성하는데, 이는 H말뚝과 토류판, CIP,SCW, 시트파일 등 가설 흙막이벽으로 시공이 가능 하며, 상기 H말뚝인 수직파일(110)을 지면에 일정간격으로 매설하고, 내측 지반을 굴토한다.
이때, 내측 지반을 굴토 깊이는 흙막이벽의 안정적인 지지상태를 고려하여야 한다.
상기의 굴토작업으로 수직파일(110)이 드러나면, 연결띠장(130)을 설치하기 위해 브라켓(120)을 수직파일(110)에 고정하며, 상기 브라켓(120)은 2~3 사이의 수직파일(110)에 한 개씩 또는 상기 수직파일(110) 각각에 설치할 수도 있는 것이다.
상기 브라켓(120)의 설치가 완료되면, 상기 브라켓(120) 상면에 연결띠장(130)의 바닥면(131)을 안착시키는데, 이때, 상기 연결띠장(130)의 단부는 브라켓(120)의 가장자리에 동일 선상으로 위치하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133)과 브라켓(120) 단부가 동일 선상에 위치하는 것을 말하는 것이다.
또한, 상기 브라켓(120)에 안착된 연결띠장(130)의 제1지지면(132)과 수직파일(110) 사이에 공간을 형성하면서 슬래브(S) 형성시, 타설되는 콘크리트의 압력에 의해 밀리지 않고 토압을 전달할 수 있도록 고정부재(150)를 고정하는데, 상기 고정부재(150)는 두께가 얇은 편이 바람직하다.
여기서, 상기 연결띠장(130)의 제1,2지지면(132)(133) 내측면에 콘크리트 지지부재(135)가 일측 또는 대향하게 돌출되어 슬래브(S) 형성시, 타설되는 콘크리트의 고정력을 향상시킬 수 있으며, 상기 제1,2지지면(132)(133)에 스티프너(stiffener)(134)가 내장되어 슬래브(S) 형성시, 타설되는 콘크리트 압력에 의해 제1,2지지면(132)(133)이 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상기 연결띠장(130')의 다른 실시예는, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 'ㄷ'자 몸체(136')의 일측에 보강편(136)을 연결하여 형성할 수도 있는 것이다.
또한, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133)에 상부가 개구된 찬넬(137a)을 일정간격 이격되게 고정하여 철근(C)의 배근공간을 형성하는 배근형성부(137)를 형성한다.
여기서, 상기 배근형성부(137')는, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133) 단부를 절곡하여 배근형성면(137b)을 형성하고, 이 배근형성면(137b)에 배근공(137c)을 관통하여 형성할 수도 있는 것이다.
상기의 과정으로 연결띠장(130)의 설치가 완료되면, 상기 연결띠장(130)의 제2지지면(133)에 내부수평보(140)를 고정하는데, 상기 내부수평보(140) 상면에 콘크리트 지지부재(135)를 고정하는 것이 바람직하며, 상기 내부수평보(140)에 슬래브(S)의 저면을 형성하는 형틀 및 데크를 설치한다.
이때, 상기 형틀 및 데크는 연결띠장(130)의 제1지지면(132)과 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 배근형성부(137)의 찬넬(137a) 사이 및 배근형성부(137')의 배근공(137c)에 철근(C)을 배근하고, 상기 형틀 및 데크에 콘크리트를 타설한다.
상기 형틀 및 데크에 타설되는 콘크리트의 일부는 연결띠장(130)의 제2지지면(133)을 통해 제1,2지지면(132)(133) 사이로 유입되면서 찬넬(137a) 사이에 배근 된 철근(C) 및 배근형성면(137b)의 배근공(137c)에 배근된 철근(C)을 고정시키면서 콘크리트가 양생되는데, 상기 연결띠장(130)의 제1,2지지면(132)(133) 및 내부수평보(140)의 상면에 형성된 콘크리트 지지부재(135)에 의해 콘크리트 고정력을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기의 과정을 반복하여 지하층을 형성한 후, 상기 수직파일(110)과 연결띠장(130) 사이 즉 고정부재(150) 내측에 철근(C)을 배근하여 연결한 상태에서 각층의 슬래브(S)에 고정된 철근(C)을 철근을 겹침이음, 커플러 등 통상의 방법으로 연결하고, 지하내벽의 거푸집을 형성한 상태에서 하부층부터 콘크리트를 타설하여 도 6a 내지 도 6b에 도시된 바와 같이 순차적으로 시공할 수 있는 것이다.
따라서 지하내벽의 연결부위가 없어져 지하외벽의 외측으로부터 유입되는 유입수를 차단할 수 있으므로 시공품질을 시공품질을 향상시킬 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 정면구성도
도 3a 내지 도 3b는 본 발명 연결띠장의 다른 실시예의 정면구성도
도 4는 본 발명 배근형성부의 다른 실시예의 사시도
도 5는 본 발명 배근형성부의 또 다른 실시예의 사시도
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 시공상태도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 연결구조체 110: 수직파일
120: 브라켓 130: 연결띠장
131: 바닥면 132,133: 제1,2지지면
134: 스티프너 135: 콘크리트 지지부재
136: 보강편 137: 배근형성부
140: 내부수평보 150: 고정부재
S: 슬래브 C: 철근

Claims (13)

  1. 수직파일과;
    상기 수직파일에 고정되어 연결띠장을 지지하는 브라켓과;
    상기 브라켓에 안착되어 내부수평보를 연결시키면서 슬래브 형성시, 타설되는 콘크리트와 합성되도록 하는 연결띠장과;
    상기 연결띠장에 고정되는 내부수평보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직파일과 연결띠장 사이로 콘크리트가 타설되는 공간을 형성하도록 수직파일과 연결띠장을 연결하여 고정하는 고정부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  3. 청구항 1에 있어서, 연결띠장은,
    상기 브라켓에 안착되는 바닥면을 중심으로 양단부에 제1,2지지면이 각각 절곡되어 상부가 개방되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정부재에 고정되는 연결띠장의 제1지지면이 제2지지면보다 더 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결띠장의 제1지지면은 슬래브 상면과 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 연결띠장의 변형을 방지하도록 제1,2지지면에 내장되는 스티프너(stiffener)를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  7. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 연결띠장 내부에 일정간격으로 고정되어 타설되는 콘크리트의 고정력을 향상시키는 콘크리트 지지부재를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  8. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 연결띠장의 제1지지면 내.외측으로 콘크리트의 고정력을 향상시키는 보강편이 각각 돌출되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 연결띠장의 제2지지면에 철근의 배근공간을 형성하는 배근형성부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  10. 청구항 9에 있어서, 배근형성부는,
    상기 연결띠장의 제2지지면에 일단이 고정되고 타단은 슬래브에 내장되면서 배근공이 관통된 찬넬이 구비되고,
    상기 찬넬은 양단부가 절곡되어 상부로 개구되게 형성되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  11. 청구항 9에 있어서, 배근형성부는,
    상기 연결띠장의 제2지지면 단부에 수평으로 절곡된 배근형성면과;
    상기 배근형성면에 일정간격으로 관통된 배근공을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 연결구조체.
  12. 건축물 시공현장에 일정간격으로 수직파일을 매설하여 흙막이벽을 형성하는 단계와;
    상기 흙막이벽 내부를 굴토하고, 상기 수직파일에 브라켓을 고정하는 단계와;
    상기 브라켓에 상부가 개구된 연결띠장을 설치하는 단계와;
    상기 연결띠장에 내부수평보를 설치하는 단계와;
    상기 내부수평보 상부에 슬래브 시공을 위해 설치된 거푸집과 연결띠장 내부에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 형성하는 단계와;
    상기 거푸집을 해제한 후, 수직파일에 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 형성하는 단계를 포함하는 연결구조체를 이용한 지하구조물 구축방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 브라켓에 안착된 연결띠장과 수직파일을 고정부재로 연결하여 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결구조체를 이용한 지하구조물 구축방 법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101182B1 (ko) * 2011-08-31 2012-01-03 (주)동하이엔지 지하구조물의 역타공법
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