KR20120039439A

KR20120039439A - 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR20120039439A
Application number: KR1020100135280A
Authority: KR
Inventors: 서정호
Original assignee: (주)씨엠파트너스건축사사무소
Priority date: 2010-10-16
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-04-25

Abstract

본 발명은, 지면에 박혀진 엄지말뚝 사이로 콘크리트를 타설하여 형성되는 합성벽체를 지하구조물 외벽으로 사용함으로, 지하구조물의 건축면적을 증가시킴은 물론 합리적인 구조설계로 콘크리트 및 철근량의 감소로 인해 공사비의 절감으로 경제성을 향상시킬 수 있는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 지면의 천공구에 삽입된 엄지말뚝이 합성벽체 즉, 지하구조물의 외벽에 매립되므로 엄지말뚝의 강성전체를 합성벽체의 내력으로 설계가 가능하여 지하구조물의 건축면적을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 지하구조물의 외벽 공사비를 절감함은 물론 공기를 단축시킬 수 있으며, 엄지말뚝이 포함된 합성벽체를 형성한 후, 엄지말뚝이 드러나도록 콘크리트면을 까내는 공정이 불필요하여 작업능률을 향상시킴과 아울러 시공성 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법{Synthetic pile wall using the H-steel and its construction method}

본 발명은, 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지면에 박혀진 엄지말뚝 사이로 콘크리트를 타설하여 형성되는 합성벽체를 지하구조물 외벽으로 사용함으로, 지하구조물의 건축면적을 증가시킴은 물론 합리적인 구조설계로 콘크리트 및 철근량의 감소로 인해 공사비의 절감으로 경제성을 향상시킬 수 있는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

지반 굴착공사에서 흙막이벽공사는 지반 굴착을 안전하게 하기 위한 것으로, 굴착 작업시에 현장 내의 주변 흙이나 물의 유입을 막으면서 토압 및 수압 등의 측압에 저항토록 가설 구조물을 설치하는 공사를 말한다.

상기 가설 구조물의 흙막이벽은, 굴착공사 완료 후, 지하구조물의 외벽을 구축하게 되므로 흙막이벽의 강성을 활용하지 못하는 것이 현실이나, 최근에는 지하구조물 외벽의 합성벽체 시공방법이 제안되어 사용되고 있다.

상기 지하구조물 외벽의 합성벽체 시공방법은, 소정의 간격을 두고 배치되는 복수의 H형강 사이에 일렬 배치되는 복수의 콘크리트 파일로 이루어지며, 상기 H형강에는 지하구조물의 외벽에 매몰되도록 철근 또는 스터드볼트 등의 전단연결부재가 고정되므로, H형강과 H형강에 고정된 전달연결부재에 의해 외벽이 일체로 형성되는 합성벽체를 형성하게 된다.

그러나 상기 합성벽체의 내력을 H형강에서 감당하는 구조이므로 합성벽체 설계시, H형강 강성의 일부만을 합성벽체 내력에 포함하게 되므로 효율적이지 못한 설계가 되는 문제점이 있었고, 흙막이벽의 시공오차에 따라 전단연결부재의 길이 변경이 복잡하므로 합성벽체의 정확한 시공이 어려우며, 전단연결부재가 H형강에 용접으로 고정되기 때문에 취성파괴가 일어날 수 있는 문제점이 있었다.

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 엄지말뚝 사이에 콘크리트를 타설하여 형성된 합성벽체를 지하구조물의 외벽으로 사용함으로 지하구조물의 내력을 극대화함은 물론 합성벽체의 정확한 시공이 가능하도록 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 지하구조물의 외벽 두께를 줄여 지하건축면적을 증대시킬 수 있는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명 엄지말뚝을 이용한 합성벽체는,

H형강과, 상기 H형강의 일측면에 흙막이판넬의 결합을 안내하도록 'T'자의 가이드형강이 고정된 다수의 엄지말뚝과;

상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 결합되어 적층되는 흙막이판넬과;

상기 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이에 삽입되는 철근망과;

상기 철근망이 매몰되도록 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이에 타설되어 양생되는 콘크리트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 지면의 천공구에 삽입된 엄지말뚝이 합성벽체 즉, 지하구조물의 외벽에 매립되므로 엄지말뚝의 강성전체를 합성벽체의 내력으로 설계가 가능하여 지하구조물의 건축면적을 증대시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 엄지말뚝이 포함된 합성벽체를 형성한 후, 엄지말뚝이 드러나도록 콘크리트면을 까내는 공정이 불필요하므로 작업능률 및 품질을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 분리사시도
도 2는 본 발명의 평면구성도
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 시공상태도
도 4는 본 발명 다른 실시예의 분리사시도
도 5는 본 발명 다른 실시예의 평면구성도
도 6은 본 발명 다른 실시예의 측면구성도
도 7a 내지 도 7f는 본 발명 다른 실시예의 시공상태도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.도 1은 본 발명의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명의 평면구성도이다.

본 발명 엄지말뚝을 이용한 합성벽체(100)는, H형강(111)과, 상기 H형강(111)의 일측면에 흙막이판넬(120)의 결합을 안내하도록 'T'자의 가이드형강(112)이 고정된 다수의 엄지말뚝(110)이 구성되고, 상기 엄지말뚝(110)과 엄지말뚝(110')의 가이드형강(112)에 결합되어 적층되는 흙막이판넬(120)이 구성되며, 상기 엄지말뚝(110)과 엄지말뚝(110') 사이에 삽입되는 철근망(130)이 구성되고, 상기 철근망(130)이 매몰되도록 엄지말뚝(110)과 엄지말뚝(110') 사이에 타설되어 양생되는 콘크리트(140)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 가이드형강(112)을 보강하기 위해 가이드형강(112)에 타설되어 형성되는 보강콘크리트(112')를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 엄지말뚝(110)과 엄지말뚝(110')의 가이드형강(112)에 결합되어 적층되는 다수의 흙막이판넬(120) 중, 선두의 흙막이판넬(120) 하단부는 하부방향으로 뾰족하게 형성된 것이 바람직하다.

상기 다수의 흙막이판넬(120)을 연결하여 고정하는 연결고정부(150)를 더 포함하며, 상기 연결고정부(150)는, 상기 흙막이판넬(120) 단부에 형성된 돌부(151a) 및 홈부(151b)가 구비되고, 상기 돌부(151a) 및 홈부(151b)에 대응되게 결합되도록 상기 흙막이판넬(120)에 적층되는 흙막이판넬(120')에 형성된 홈부(151a') 및 돌부(151b')가 구비되며, 상기 홈부(151a')(151b)와 돌부(151a)(151b')가 대응되게 결합되는 인접된 흙막이판넬(120)(120')의 관통공(152)을 통해 고정시키는 고정부재(153)를 포함하여 구비된다.

또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엄지말뚝(110)과 엄지말뚝(110')의 가이드형강(112)에 결합되어 적층된 다수의 흙막이판넬(120)(120')을 인발시키는 인발부(160)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 인발부(160)는, 상기 흙막이판넬(120)(120')에 관통된 와이어결합공(161)이 구비되고, 상기 와이어결합공(161)에 결합되는 와이어(162)가 구비되며, 상기 와이어결합공(161)에 결합되어 돌출된 와이어(162) 단부에 고정되어 와이어(162)의 이탈을 방지하는 와이어고정구(163)가 구비되고, 상기 와이어(162)를 당겨 엄지말뚝(110)(110')의 가이드형강(112)에 적층된 흙막이판넬(120)(120')을 인발시키는 인발장비(164)를 포함하여 구비된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 시공과정을 설명한다.

먼저, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, H형강(111)의 일측면에 'T'자 또는 'L'를 중복하여 흙막이판넬(120)이 결합될 수 있는 가이드형강(112)을 형성된 다수의 엄지말뚝(110)(110')을 형성하는데, 상기 가이드형강(112)을 보강하기 위해 가이드형강(112)에 콘크리트를 타설하여 형성되는 보강콘크리트(112')를 형성할 수 있다.

상기 엄지말뚝(110)(110')이 설치될 위치의 지면에 일정간격으로 천공구(110a)를 형성하는데, 상기 엄지말뚝(110)(110')의 형태에 따라 천공구(110a)의 직경을 크게 형성하거나 일부가 겹쳐지도록 2개의 천공구를 중첩하여 형성할 수도 있는 것이다.

상기 천공구(110a)에 엄지말뚝(110)(110')을 각각 삽입한 상태에서 상기 천공구(110a)에 토사를 채움하여 천공구(110a)에 삽입된 엄지말뚝(110)(110')의 유동을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 엄지말뚝(110)(110') 사이에 흙막이판넬(120)이 용이하게 삽입되도록 다수의 천공안내공(110a')을 형성할 수 있으며, 상기 천공안내공(110a')은 일부가 겹치도록 중첩되게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 천공구(110a)에 토사가 채워져 엄지말뚝(110)이 유동되지 않은 상태에서, 흙막이판넬(120)(120')의 매설 및 인발을 선택하여야 하는데, 상기 흙막이판넬(120)의 매설을 선택할 경우는, 상기 흙막이판넬(120)을 보강콘크리트(112')로 보강된 가이드형강(112) 내부로 결합한 후, 가압장비(미도시)의 가압으로 흙막이판넬(120)을 매설하는데, 상기 흙막이판넬(120)이 용이하게 매설되도록 흙막이판넬(120)의 하단부는 하부방향으로 뾰족하게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가압장비(미도시)의 가압으로 하단부가 뾰족하게 형성된 흙막이판넬(120)이 지면에 매설되면, 상기 흙막이판넬(120)의 상단부에 흙막이판넬(120')의 하단부를 적층시켜 연결고정부(150)로 연결하여 고정하는데, 상기 흙막이판넬(120')의 홈부(151a') 및 돌부(151b')가 흙막이판넬(120)의 돌부(151a) 및 홈부(151b)에 결합됨과 동시에 상기 흙막이판넬(120)(120')에 형성된 관통공(152)이 동일 선상으로 관통되며, 상기 흙막이판넬(120)(120')의 관통공(152)을 통해 고정부재(153)의 볼트를 보강콘크리트(112)가 형성된 방향으로 돌출되도록 결합한 후, 너트로 체결하여 고정시킨다.

상기 흙막이판넬(120) 상부에 다수의 흙막이판넬(120')을 밀착시켜 가압장비의 가압에 의해 가이드형강(112) 내부로 매설되는 과정을 반복하여 엄지말뚝(110)의 가이드형강(112) 하단부까지 흙막이판넬(120)이 매몰되도록 한다.

상기 흙막이판넬(120)이 가이드형강(112)의 하단부에 위치하도록 흙막이판넬(120)에 다수의 흙막이판넬(120')이 적층되면, 엄지말뚝(110)에 지보공을 시공하면서 가이드형강(112)의 하단부까지 터파기하고, 상기 흙막이판넬(120)(120') 내측으로 인접하는 엄지말뚝(110)(110') 사이에 다수의 철근이 배근되어 형성된 철근망(130)을 위치시킨다.

여기서, 상기 철근망(130)은 인접되는 엄지말뚝(110)(110') 사이에 위치하는 크기의 직사각형으로 일체로 형성할 수 있고, 인접되는 엄지말뚝(110)(110') 사이에 각각의 철근을 일반적인 방법으로 배근할 수도 있다.

상기 철근망(130)이 배근되면, 상기 엄지말뚝(110)(110') 전방으로 거푸집(F)을 설치하고 콘크리트(140)를 타설 및 양생하는 과정을 반복하여 엄지말뚝(110)(110')이 매립되는 합성벽체(100)를 형성할 수 있으며, 상기 콘크리트(140)는 거푸집(F)의 강도에 따라 복수의 층을 한 번에 타설할 수도 있고, 한 층씩 타설할 수도 있다.

또한, 상기 흙막이판넬(120)(120')의 인발을 선택할 경우는, 도 7a 내지 도 7f에 도시된 바와 같이, 흙막이판넬(120)의 와이어결합공(161)에 와이어(162)를 결합하여 돌출시키고, 상기 와이어결합공(161)으로 돌출된 와이어(162) 단부를 와이어고정구(163)로 고정시킨 후, 보강콘크리트(112')로 보강된 엄지말뚝(110)(110')의 가이드형강(122)으로 결합한 상태에서 가압장비(미도시)의 가압으로 흙막이판넬(120)을 매설하는데, 상기 흙막이판넬(120)이 용이하게 매설되도록 흙막이판넬(120)의 하단부는 하부방향으로 뾰족하게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가압장비(미도시)의 가압으로 하단부가 뾰족하게 형성된 흙막이판넬(120)이 지면에 매설되면, 상기 흙막이판넬(120)의 상단부에 흙막이판넬(120')을 적층시켜 연결고정부(150)로 연결하여 고정하는데, 상기 흙막이판넬(120')의 와이어결합공(121)에 흙막이판넬(120)의 와이어결합공(121)으로 돌출된 와이어(150)를 결합하여 돌출시킨 상태에서 흙막이판넬(120')의 하단부를 흙막이판넬(120)의 상단부에 적층시킨다.

이때, 상기 흙막이판넬(120')의 홈부(151a') 및 돌부(151b')가 흙막이판넬(120)의 돌부(151a) 및 홈부(151b)에 결합됨과 동시에 상기 흙막이판넬(120)(120')에 형성된 관통공(152)이 동일 선상으로 관통되며, 상기 흙막이판넬(120)(120')의 관통공(152)을 통해 고정부재(153)의 볼트를 보강콘크리트(112)가 형성된 방향으로 돌출되도록 결합한 후, 너트로 체결하여 고정시킨다.

여기서, 상기 고정부재(153)인 볼트의 머리부는, 흙막이판넬(120)(120')의 측면보다 돌출되지 않아야 함은 물론이다.

상기의 과정으로 합성벽체(100)가 형성되면, 거푸집(F)을 철거한 후, 흙막이판넬(120)(120')의 와이어결합공(121)에 결합된 인발부(160)의 와이어(162) 단부를 통상의 인발장비(164)에 고정시킨 상태에서 인발장비(164)의 작동으로 와이어(162)를 당긴다.

이때, 상기 와이어(162)의 단부는 흙막이판넬(120)의 와이어결합공(161)에 와이어고정구(163)로 고정되어 있으므로 인발장비(164)의 인발력이 와이어(162)를 통해 흙막이판넬(120)에 작용됨과 동시에 상기 흙막이판넬(120) 및 다수의 흙막이판넬(120')을 한 번의 작동으로 인발시킬 수 있는 것이다.

상기 흙막이판넬(120) 및 상기 흙막이판넬(120)에 적층된 다수의 흙막이판넬(120')을 인발장비(164)의 작동으로 와이어(162)에 의해 한 번의 동작으로 인발시킬 수 있으므로 작업공정 및 공기를 단축할 수 있음은 물론 공기의 단축으로 시공비용을 절감하여 경제성을 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 합성벽체 110,110': 엄지말뚝
120,120': 흙막이판넬 130: 철근망
140: 콘크리트 150: 연결고정부
151a,151b': 돌부 151b,151a': 홈부
152: 관통공 153: 고정부재
160: 인발부 161: 와이어결합공
162: 와이어 163: 와이어고정구
164: 인발장비

Claims

H형강과, 상기 H형강의 일측면에 흙막이판넬의 결합을 안내하도록 'T'자의 가이드형강이 고정된 다수의 엄지말뚝과;
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 결합되어 적층되는 흙막이판넬과;
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이에 삽입되는 철근망과;
상기 철근망이 매몰되도록 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이에 타설되어 양생되는 콘크리트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드형강을 보강하기 위해 가이드형강에 타설되어 형성되는 보강콘크리트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체.
청구항 1에 있어서,
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 결합되어 적층되는 다수의 흙막이판넬 중, 선두의 흙막이판넬 하단부는 하부방향으로 뾰족하게 형성된 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체.
청구항 1에 있어서,
상기 다수의 흙막이판넬을 연결하여 고정하는 연결고정부를 더 포함하며,
상기 연결고정부는,
상기 흙막이판넬 단부에 형성된 돌부 및 홈부와;
상기 돌부 및 홈부에 대응되게 결합되도록 상기 흙막이판넬에 적층되는 흙막이판넬에 형성된 홈부 및 돌부와;
상기 홈부와 돌부가 대응되게 결합되는 인접된 흙막이판넬의 관통공을 통해 고정시키는 고정부재를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체.
청구항 1에 있어서,
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 결합되어 적층된 다수의 흙막이판넬을 인발시키는 인발부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체.
청구항 5에 있어서, 인발부는,
상기 흙막이판넬에 관통된 와이어결합공과;
상기 와이어결합공에 결합되는 와이어와;
상기 와이어결합공에 결합되어 돌출된 와이어 단부에 고정되어 와이어의 이탈을 방지하는 와이어고정구와;
상기 와이어를 당겨 엄지말뚝의 가이드형강에 적층된 흙막이판넬을 인발시키는 인발장비를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체.
H형강에 가이드형강을 고정하는 다수의 엄지말뚝을 형성하는 단계와;
상기 엄지말뚝이 삽입되어 설치되도록 지면에 일정간격으로 천공구를 형성하는 단계와;
상기 천공구에 엄지말뚝을 각각 삽입한 후, 토사를 채움하는 단계와;
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 흙막이판넬을 결합하는 단계와;
상기 흙막이판넬의 돌부 및 홈부에 홈부 및 돌부가 결합되도록 흙막이판넬을 적층시킨 후, 돌부와 홈부를 고정부재로 고정하여 적층하는 단계와;
상기 엄지말뚝의 하단부에 흙막이판넬이 위치하도록 흙막이판넬에 흙막이판넬을 고정부재로 고정하여 가이드형강에 결합하는 과정을 반복하는 단계와;
상기 엄지말뚝에 지보공을 시공하면서 가이드형강의 하단부에 결합된 흙막이판넬까지 터파기하는 단계와;
상기 흙막이판넬 내측으로 인접하는 엄지말뚝 사이에 철근망과 거푸집을 설치하는 단계와;
상기 흙막이판넬과 거푸집 및 인접하는 엄지말뚝 사이의 공간에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 시공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 엄지말뚝이 삽입되는 천공구를 일부가 겹쳐지도록 중첩하여 형성하는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 시공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이에 흙막이판넬이 용이하게 삽입되도록 다수의 천공안내공을 천공하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 시공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 엄지말뚝 형성시, 상기 가이드형강에 보강콘크리트를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 시공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 결합되어 적층된 다수의 흙막이 판넬을 인발하는 인발단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 시공방법
청구항 11에 있어서, 인발단계는,
상기 엄지말뚝과 엄지말뚝의 가이드형강에 결합되는 흙막이판넬의 와이어결합공에 와이어의 일측단부를 결합하는 단계와;
상기 와이어결합공으로 돌출된 와이어의 일측단부를 와이어고정구로 고정하여 와이어결합공으로 와이어가 이탈되지 않도록 하는 단계와;
상기 와이어의 타측단부로 흙막이판넬의 와이어결합공을 결합하여 흙막이판넬이 적층되도록 하는 단계와;
상기 흙막이판넬의 와이어결합공에 결합된 와이어의 타측단부를 인장장비로 당겨 적층된 흙막이판넬을 인발하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엄지말뚝을 이용한 합성벽체 시공방법.