KR20110052338A - 강관 말뚝을 이용한 절개지 옹벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절개지의 토사 유출을 방지하기 위하여 시공되는 옹벽에 내진성의 강관 말뚝을 이용하여 안정된 지지력을 확보하여 토사 유출을 방지할 수 있으며, 간단히 시공할 수 있는 절개지 옹벽의 시공방법에 관한 것으로, 케이스 내부에 오거를 삽입하여 지반을 굴착하여 다수개의 굴착공을 형성하는 단계; 상기 굴착공 내부에 강관 말뚝을 관입시키는 단계; 상기 굴착공 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트층을 형성하는 단계; 상기 케이스를 상부로 추출하면서 제거하고, 상기 콘크리트층을 양생하여 상기 강관 말뚝을 고정시키는 단계; 다수개의 상기 강관 말뚝을 연결하면서 철근부재를 시공하고, 상기 철근부재의 외측으로 거푸집을 가설하는 단계; 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 옹벽을 형성하는 단계; 및 상기 옹벽의 콘크리트가 양생 된 후, 상기 거푸집을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

콘크리트옹벽, 절개지, 강관말뚝, 내진말뚝

Description

강관 말뚝을 이용한 절개지 옹벽 시공방법{Construction method of Block of wall using steel pipe pile}

본 발명은 콘크리트 옹벽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절개지의 토사 유출을 방지하기 위하여 시공되는 옹벽에 내진성의 강관 말뚝을 이용하여 안정된 지지력을 확보하여 토사 유출을 방지할 수 있으며, 간단히 시공할 수 있는 절개지 옹벽의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도로, 단지 등의 조성에 따라 훼손된 절개지 등은 그대로 방치될 경우 토사 유실에 의한 붕괴의 위험이 따르게 되며, 토사의 유실을 방지하기 위한 흙막이용으로 절개지의 사면에 석축 옹벽, 콘크리트 옹벽 등 다양한 종류의 옹벽이 설치되고 있다.

종래의 기술에 따라 절개지에 옹벽을 설치하는 방법으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 자연석이나 가공 다듬돌(11)을 연결핀(12)으로 상하 및 좌우로 연결하고, 가공 다듬돌(11) 사이를 몰타르(미도시)로 접착하면서 축조한다. 또한, 축조된 가공 다듬돌(11)의 전방에는 일정 간격으로 앵커(13)를 박고, 상기 앵커(13)는 연결 와이어(14)를 통하여 절개지 내부로 깊숙히 항타된 지반보강재(15)에 연결되어, 축조된 가공 다듬돌(11)을 지지하게 된다. 또한, 축조된 가공 다듬돌(11)과 절개지(16) 사이에는 토사(17)를 채우고, 토사 위에는 몰탈이나 부직포(18) 등을 시공하여 토사가 무너지지 않게 한다.

그러나 상기와 같은 방법으로 기존의 절개지에 옹벽을 설치하는 경우 옹벽의 지지력이 약하여 옹벽에 균열이 생기거나 무너질 염려가 있고, 하중에 의하여 지반이 침하되는 결점이 있다.

또한, 가공 다듬돌(11)을 하나씩 쌓으면서, 동시에 연결핀(12)으로 좌우의 가공 다듬돌(11)을 연결하고, 앵커(13)와 연결와이어(14), 지반보강재(15)를 서로 연결시켜야 하므로, 시공 공정이 어렵고 복잡해지는 문제점이 있다.

종래의 기술에 따른 절개지의 옹벽은 지지력이 충분히 확보되지 못하고, 시공이 복잡한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 내진성의 강관 말뚝을 이용하여 안정된 지지력을 확보하고, 동시에 시공이 간단하게 이루어질 수 있는 구조의 절개지 옹벽 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절개지 옹벽 시공방법은 케이스 내부에 오거를 삽입하여 지반을 굴착하여 다수개의 굴착공을 형성하는 단계; 상기 굴착공 내부에 강관 말뚝을 관입시키는 단계; 상기 굴착공 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트층을 형성하는 단계; 상기 케이스를 상부로 추출하면서 제거하고, 상기 콘크리트층을 양생하여 상기 강관 말뚝을 고정시키는 단계; 다수개의 상기 강관 말뚝을 연결하면서 철근부재를 시공하고, 상기 철근부재의 외측으로 거푸집을 가설하는 단계; 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 옹벽을 형성하는 단계; 및 상기 옹벽의 콘크리트가 양생 된 후, 상기 거푸집을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 강관 말뚝은 중공의 원통 형상의 강관 선단부 외측에 리브가 방사상으로 고정되고, 상기 리브의 저면에 도넛형의 지지력 확장판이 고정되는 내진 말뚝으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 콘크리트층은 상기 강관 말뚝 내부에는 레미콘층으로 충진되고, 상기 강관 말뚝과 굴착공벽 사이에는 시멘트 몰탈층으로 충진되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 내진성의 강관 말뚝의 선단부가 지중으로 깊이 매설되어 안정된 지지력이 확보되고, 지상으로 세워진 다수개의 상기 강관 말뚝이 철근 부재에 의해 연결되고, 콘크리트가 타설되므로, 옹벽의 시공이 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝을 나타낸 일부 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝의 지중 관입 상태를 나타낸 일부 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝을 시공하는 과정을 나타낸 공정도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝(100)은 원 기둥 형상의 강관(110) 선단부 외측에 고정되는 리브(120), 리브(120)의 저면에 고정되는 확장판(130)을 포함하여 이루어지는 내진 말뚝으로 구성된다.

이를 더욱 구체적으로 살펴보면, 전술한 강관(100)은 상측에서의 하중을 지지하기 위한 구성으로, 소정의 직경(Φ1)을 가지는 중공의 원통 형상으로 형성된다. 일반적인 강관 말뚝은 굴착공(2)의 직경보다 미세하게 작은 직경의 강관으로 구성되지만, 내진 말뚝은 굴착공(2)의 직경과 큰 차이가 나는 상대적으로 작은 직경의 강관으로 구성되어, 강관(110)과 굴착공벽과의 간격이 넓어 트레미관의 삽입이 가능하여 콘크리트 타설이 용이하게 이루어질 수 있다.

전술한 리브(120)는 복수개가 구비되어 강관(110)의 선단부 외측에 용접에 의해 고정되는 것으로, 강관(110)에 대하여 방사상으로 고정되며 그 저면이 강관(110)의 하단면과 일치된다.

이러한 리브(120)는 강관(110)에 대하여 확장판(130)을 지지해주며, 매입말뚝 시공시 굴착공의 하부에 콘크리트가 타설되어 형성되는 콘크리트층에 매설된다.

전술한 확장판(130)은 도넛형의 원판으로서, 리브(120)의 저면에 용접에 의해 고정되며 그 내경이 강관(110)의 내경과 일치하고 외경(Φ2)은 강관(110)의 외 경보다 크며 굴착공(2)의 내경보다 미세한 차이로 작게 형성된다.

이처럼, 확장판(130)은 강관(110)의 선단부에 견고히 고정되고 그 외경이 강관의 외경보다 크게 형성됨으로써 강관의 선단부 직경을 확대시키는 역할을 한다.

따라서, 강관 말뚝(100)을 굴착공에 삽입 시공할 때 강관(110)과 굴착공(2)의 측벽 사이에 형성되는 간극이 확장판이 구비되지 않는 경우와 비교하여 강관(110)과 굴착공(2)의 측벽이 이루는 간극이 좁아지기 때문에 그만큼 강관의 선단부 지지력이 증대된다.

또한, 상기와 같은 구조의 강관 말뚝(100)은 강관(110)의 선단에 구비되는 리브(120)와 확장판(130)에 의하여, 종래에 비하여 상대적으로 작은 직경(Φ1)의 강관(110)으로 구성되더라도 동일한 강성을 나타낼 수 있다. 이로 인하여 최근 금속재료의 원자재 가격 상승에 따른 시공 비용의 증가 문제를 해결할 수 있다.

즉, Φ406, Φ812 직경의 강관으로 구성되는 내진 말뚝은 각각 일반적인 Φ506, Φ1500 직경의 PHC 말뚝에서 나타나는 강성과 동일하거나 그 이상의 강성을 나타낼 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 강관(110)의 선단부 내측에는 콘크리트(3)와 강관(110)의 결합력을 증대시키기 위하여 망 상의 철근 부재가 더 결합될 수 있다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 지중에 관입된 강관 말뚝의 내외부는 콘크리트(3)가 충전되는데, 상기 콘크리트(3)에는 강관의 부식을 방지하기 위한 방청혼화제가 혼합된다.

종래의 기술에 따른 강관 말뚝에 타설되는 콘크리트는 선단의 응력집중부에 서 콘크리트와 강관의 분리가 발생되어 강관 말뚝의 강성에만 의존하지만, 본 발명의 실시예서는 강관의 선단부에 결합되는 콘크리트(3)는 재료 분리가 없어, 콘크리트의 강성이 강관 말뚝으로 환산되어 강관 말뚝의 강성을 상승시키는데 기여하게 된다. 또한, 강관의 내외부에 충전되는 상기 콘크리트에 의해 고유치 주기의 증가 및 지진 내하력이 크게 향상된다.

상기와 같은 구조의 강관 말뚝(100)은 매입 공법으로 시공되는데, 그 시공 과정을 도 5를 참조하여 살펴보면, 먼저, 오거(1)를 이용해 지반을 굴착하여 굴착공(2)을 형성한다(a)(b). 이때, 굴착공(2)의 유지를 위하여 굴착과 동시에 케이스(4)를 삽입한다.

이어서 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝(100)을 굴착공(2) 내로 관입시킨 후(c), 콘크리트(3)를 타설하여 지반 내의 강관 말뚝(100)이 콘크리트(3)에 매립되도록 한 후, 케이스(4)를 인출시킨다(d).

상기 콘크리트(3)는 강관 내부와 강관과 굴착공벽 사이 모두에 레미콘에 의한 콘크리트가 타설될 수 있으나, 강관과 굴착공벽 사이의 간격이 좁을 경우에는 상기 강관과 굴착공벽 사이에는 시멘트 몰탈로 충진될 수도 있다.

이때, 강관(110)의 선단부에 고정된 리브(120), 확장판(130)이 콘크리트(3)에 완전 매립되어 결합되고, 강관의 내외부는 콘크리트가 충진됨으로써, 콘크리트의 강성이 강관 말뚝으로 환산되어 강성이 상승됨으로 인하여, 본 발명의 실시예에 따른 Φ406, Φ812 직경의 강관 말뚝은 각각 종래의 기술에 따른 Φ506, Φ1500 직경의 강관 말뚝과 동일한 단면력을 나타낸다.

그리고, 강관(110)의 선단 저면에 고정되는 확장판(130)의 외경은 굴착공(2)의 직경보다 미세한 차이로 작게 형성되고, 콘크리트에 완전히 매립되어 결합됨으로써, 수평 하중에 의한 강관(110)의 선단부 유동이 방지되어 내진성을 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝의 구성에 있어서, 내진 말뚝을 일예로 설명되었으나, 절개지 옹벽 시공에 있어서는 내진 말뚝뿐만 아니라 PHC(Prestresssed spun High strength Concrete)와 같은 일반적인 강관 말뚝이 적용될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 평면도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 측단면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 절개지 옹벽은 선단부가 지중 깊숙히 매입되어 고정된 다수개의 강관 말뚝에 의해 지지되는 콘크리트 벽으로 형성된다.

구체적으로 살펴보면, 지상으로 돌출된 다수개의 강관 말뚝(100)을 따라서 철근부재(210)를 시공하고, 철근부재(210)의 외측으로는 옹벽(200)의 형상을 형성하기 위한 거푸집(미도시)을 시공한다. 거푸집 내부로 콘크리트(220)를 타설하여 옹벽(200)을 형성하며, 타설된 콘크리트(220)가 적당히 양생된 후 거푸집을 제거하여, 외관 처리를 하여 옹벽(200)을 완성한다. 이후, 옹벽(200)과 절개지(20) 사이의 공간에는 토사(30)를 채우고, 채워진 토사(30)의 상부에는 부직포(40) 등을 덮 거나 식생을 조림할 수 있다.

상기와 같은 공정에 의해 옹벽은 앵커와 연결 와이어를 이용하여 고정시키는 공정이 요구되지 않고 단지 콘크리트의 타설에 의해 간단히 시공될 수 있으며, 옹벽은 지중의 소정 깊이까지 매립되어 견고히 고정된 강관 말뚝에 지지됨으로 인하여 절개지 토사의 압력에도 충분히 안정적으로 견딜 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 측단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝을 나타낸 일부 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝의 지중 관입 상태를 나타낸 일부 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 강관 말뚝을 시공하는 과정을 나타낸 공정도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 정면도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 평면도,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 절개지의 옹벽 구조를 나타낸 측단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 강관 말뚝 110 : 강관

120 : 리브 130 : 확장판

200 : 옹벽 210 : 철근부재

220 : 거푸집 230 : 콘크리트

Claims (3)

1. 케이스 내부에 오거를 삽입하여 지반을 굴착하여 다수개의 굴착공을 형성하는 단계;

   상기 굴착공 내부에 강관 말뚝을 관입시키는 단계;

   상기 굴착공 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트층을 형성하는 단계;

   상기 케이스를 상부로 추출하면서 제거하고, 상기 콘크리트층을 양생하여 상기 강관 말뚝을 고정시키는 단계;

   다수개의 상기 강관 말뚝을 연결하면서 철근부재를 시공하고, 상기 철근부재의 외측으로 거푸집을 가설하는 단계;

   상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 옹벽을 형성하는 단계;

   상기 옹벽의 콘크리트가 양생 된 후, 상기 거푸집을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 절개지 옹벽 시공방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 강관 말뚝은 중공의 원통 형상의 강관 선단부 외측에 리브가 방사상으로 고정되고, 상기 리브의 저면에 도넛형의 지지력 확장판이 고정되는 내진 말뚝으로 구성되는 것을 특징으로 하는 절개지 옹벽 시공방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 콘크리트층은 상기 강관 말뚝 내부에는 레미콘층으로 충진되고, 상기 강관 말뚝과 굴착공벽 사이에는 시멘트 몰탈층으로 충진되는 것을 특징으로 하는 절개지 옹벽 시공방법.

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