KR20120046966A - 지중 연속벽 및 이의 시공방법 - Google Patents

지중 연속벽 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SCW(Soil Cement Wall)공법과 지하연속벽(Slurry Wall)의 중간 기능을 가진 가설토류벽체 공법으로 트렌치를 굴착한 후, 벤토나이트 안정액을 사용하여 트렌치 공벽을 유지하고, 상기 트렌치내에 강재파일을 삽입한 후 저강도 콘크리트를 타설하여 지중 연속벽을 시공함으로써, 차수성이 우수하고 단면의 강성이 커서 인접구조물 보호 및 주변지반 침하를 억제하며, 소음 및 진동이 적어 도심지 공사에 적합하며, 호박돌이 함유된 사력층에 시공성이 우수하며, 수직도 관리가 용이하며, 근입 및 수밀성이 우수하여 최악의 지반조건에서도 안전한 지중 연속벽 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중 연속벽 시공방법은 지중 연속벽을 시공할 예정위치의 지면을 일정한 폭 및 깊이로 굴착하여 얕은 트렌치를 형성하는 단계(Ⅰ); 상기 얕은 트렌치의 양측에 일정한 간격을 두고 거푸집을 각각 설치하고, 상기 거푸집에 철근을 배근함과 동시에 콘크리트를 타설 및 양생시켜 안내벽을 형성하는 단계(Ⅱ); 상기 안내벽의 내측에 하향으로 일정한 깊이를 갖도록 굴착하여 깊은 트렌치를 형성하는 단계(Ⅲ); 상기 얕은 트렌치 상단에 격자형상의 안내프레임을 설치하는 단계(Ⅳ); 다수개의 H빔으로 이루어진 강재파일을 조립하는 단계(Ⅴ); 상기 안내프레임 내의 깊은 트렌치에 강재파일을 삽입하는 단계(Ⅵ); 상기 강재파일이 삽입된 얕은 트렌치 내에 트레미관을 삽입하는 단계(Ⅶ); 상기 트레미관을 이용하여 깊은 트렌치 내 저강도 콘크리트를 타설 및 양생시키는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 지중 연속벽을 시공함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중 연속벽은 청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항의 기재의 지중 연속벽 시공방법으로 시공된 것을 특징으로 한다.

Description

지중 연속벽 및 이의 시공방법{Diaphragm wall and this construction technique}
본 발명은 지중 연속벽 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 SCW(Soil Cement Wall)공법과 지하연속벽(Slurry Wall)의 중간 기능을 가진 가설토류벽체 공법으로 트렌치를 굴착한 후, 벤토나이트 안정액을 사용하여 트렌치 공벽을 유지하고, 상기 트렌치내에 강재파일을 삽입한 후 콘크리트를 타설하여 지중 연속벽을 형성하는 지중 연속벽 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 지중 연속벽 공법은 굴착된 토량에 비례하여, 안정액을 공급하여 굴착면이 붕괴하는 것을 막아주고 지하수의 유입을 차단, 토사 굴착에 알맞게 고안된 버킷 또는 트렌치 커터를 설계된 소정의 깊이만큼 굴착한 후 철근망을 근입하고 콘크리트를 타설하는 작업을 반복함으로써 지중에 연속된 철근콘크리트벽이 형성된다.
댐의 기초로 활용되거나 내진벽, 진동차단벽으로써의 탁월한 역할을 한다.
또한 건축물의 지하구조물을 건설하기 위해 토사를 굴착시 가설 토류벽으로써의 역할을 할 수 있고 가설벽이 아닌 본체벽으로써 많이 활용된다.
트렌치내의 토사를 굴착할 때 투입하는 안정액은 물보다 비중이 높으므로 굴착면의 붕괴를 방지하고 굴착면의 토사공극에 침투, 차수막을 형성하여 지하수의 차수효과를 얻게 된다.
시공방법은 설계된 벽의 두께와 위치에 따라 안내벽을 설치한 후 엘리먼트 별로 분할, 설정하여 소정의 설계 깊이까지 굴착이 완료되면 트렌치내의 잔존하는 토립자를 제거하기 위해 서징을 실시한다.
조립된 철근망을 근입한 후 트레미관을 설치한 다음, 굴착된 하단부터 콘크리트 타설을 하면서 안정액을 회수하여 1개의 엘리먼트를 완료한다.
상기한 바와 같은 단계로 이루어진 종래의 지중 연속벽 시공방법은 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 종래의 지중 연속벽 시공방법은 일반적인 토류공법에 비해 상대적으로 고가인 문제점이 있다.
둘째, 트렌치 굴착면의 안정은 안정액에 의해서 확보되지만 토질이나 지하수의 상황에 따라 안정이 손상되는 문제가 있다.
셋째, 안정액속에 부유상태로 혼합된 토립자가 시간의 경과와 더불어 트렌치 바닥에 가라앉아 침전된 것을 슬라임이라 하며, 이 슬라임을 트렌치 바닥에 남겨 놓은채 콘크리트를 타설하면 콘크리트속으로 흘러들어가서 강도의 저하를 초래하거나 시공조인트 부분에 부착되어 누수의 원인이 된다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, SCW(Soil Cement Wall)공법과 지하연속벽(Slurry Wall)의 중간 기능을 가진 가설토류벽체 공법으로 트렌치를 굴착한 후, 벤토나이트 안정액을 사용하여 트렌치 공벽을 유지하고, 상기 트렌치내에 강재파일을 삽입한 후 저강도 콘크리트를 타설하여 지중 연속벽을 시공함으로써, 차수성이 우수하고 단면의 강성이 커서 인접구조물 보호 및 주변지반 침하를 억제하며, 소음 및 진동이 적어 도심지 공사에 적합하며, 호박돌이 함유된 사력층에 시공성이 우수하며, 수직도 관리가 용이하며, 근입 및 수밀성이 우수하여 최악의 지반조건에서도 안전한 지중 연속벽 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중 연속벽 시공방법은 지중 연속벽을 시공할 예정위치의 지면을 일정한 폭 및 깊이로 굴착하여 얕은 트렌치를 형성하는 단계(Ⅰ); 상기 얕은 트렌치의 양측에 일정한 간격을 두고 거푸집을 각각 설치하고, 상기 거푸집에 철근을 배근함과 동시에 콘크리트를 타설 및 양생시켜 안내벽을 형성하는 단계(Ⅱ); 상기 안내벽의 내측에 하향으로 일정한 깊이를 갖도록 굴착하여 깊은 트렌치를 형성하는 단계(Ⅲ); 상기 얕은 트렌치 상단에 격자형상의 안내프레임을 설치하는 단계(Ⅳ); 다수개의 H빔으로 이루어진 강재파일을 조립하는 단계(Ⅴ); 상기 안내프레임 내의 깊은 트렌치에 강재파일을 삽입하는 단계(Ⅵ); 상기 강재파일이 삽입된 얕은 트렌치 내에 트레미관을 삽입하는 단계(Ⅶ); 상기 트레미관을 이용하여 깊은 트렌치 내 저강도 콘크리트를 타설 및 양생시키는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 지중 연속벽을 시공함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중 연속벽은 청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항의 기재의 지중 연속벽 시공방법으로 시공된 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지중 연속벽 및 이의 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 차수성이 우수하고 단면의 강성이 커서 인접구조물 보호 및 주변지반 침하를 억제한다.
둘째, 본 발명은 소음 및 진동이 적어 도심지 공사에 적합하다.
셋째, 본 발명은 호박돌이 함유된 사력층에 시공성이 우수하다.
넷째, 본 발명은 수직도 관리가 용이하다.
다섯째, 본 발명은 근입 및 수밀성이 우수하여 최악의 지반조건에서도 안전한 공법이다.
도 1 내지 도 12는 본 발명에 따른 지중 연속벽 시공순서를 도시한 공정도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 지중 연속벽 시공순서를 도시한 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지중 연속벽 시공방법은 지중 연속벽(W)을 시공할 예정위치의 지면(10)을 일정한 폭 및 깊이로 굴착하여 얕은 트렌치(12)를 형성하는 단계(Ⅰ); 상기 얕은 트렌치(12)의 양측에 일정한 간격을 두고 거푸집(14)을 각각 설치하고, 상기 거푸집(14)에 철근(16)을 배근함과 동시에 콘크리트(18)를 타설 및 양생시켜 안내벽(20)을 형성하는 단계(Ⅱ); 상기 안내벽(20)의 내측에 하향으로 일정한 깊이를 갖도록 굴착하여 깊은 트렌치(22)를 형성하는 단계(Ⅲ); 상기 얕은 트렌치(12) 상단에 격자형상의 안내프레임(24)을 설치하는 단계(Ⅳ); 다수개의 H빔(26)으로 이루어진 강재파일(28)을 조립하는 단계(Ⅴ); 상기 안내프레임(24) 내의 깊은 트렌치(22)에 강재파일(28)을 삽입하는 단계(Ⅵ); 상기 강재파일(28)이 삽입된 얕은 트렌치(12) 내에 트레미관(30)을 삽입하는 단계(Ⅶ); 상기 트레미관(30)을 이용하여 깊은 트렌치(22) 내 저강도 콘크리트(32)를 타설 및 양생시키는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 지중 연속벽(W)을 시공한다.
여기서, 상기 깊은 트렌치(22)를 형성한 후, 상기 깊은 트렌치(22) 내에 벤토나이트 안정액을 주입하는 단계를 추가한다.
또한, 상기 저강도 콘크리트(32)는 시멘트 100?200 중량부, 벤토나이트 35?45 중량부, 물 915?953 중량부로 구성된다.
그리고, 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 단위벽(W1)을 시공하고, 상기 단위벽(W1)과 일정간격 이격된 위치에 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 반복하여 다른 단위벽(W2)을 시공하고, 상기 단위벽(W1)과 다른 단위벽(W2)간의 가운데에 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 반복하여 연결벽(W3)을 시공하여 지중 연속벽(W)을 시공한다.
즉, 본 발명에 따른 지중 연속벽 시공방법은 얕은 트렌치(12) 형성단계(Ⅰ), 안내벽(20) 형성단계(Ⅱ), 깊은 트렌치(22) 형성단계(Ⅲ), 안내프레임(24) 설치단계(Ⅳ), 강재파일(28) 조립단계(Ⅴ), 강재파일(28) 삽입단계(Ⅵ), 트레미관(30) 삽입단계(Ⅶ), 저강도 콘크리트(32) 타설 및 양생단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 지중 연속벽(W)을 시공하는 것이다.
여기서, 상기 트렌치(12) 형성단계(Ⅰ)는 도 1에 도시된 바와 같이, 지중 연속벽(W)을 시공할 예정위치의 지면(10)을 일정한 폭 및 깊이로 굴착하는 단계이다.
이어서, 상기 안내벽(20) 형성단계(Ⅱ)는 도 2에 도시된 바와 같이, 얕은 트렌치(12)의 양측에 일정한 간격을 두고 거푸집(14)을 각각 설치하고, 상기 거푸집(14)에 철근(16)을 배근함과 동시에 콘크리트(18)를 타설 및 양생시켜 형성한다.
이어서, 상기 깊은 트렌치(22) 형성단계(Ⅲ)는 도 3에 도시된 바와 같이, 안내벽(20)의 내측에 하향으로 일정한 깊이를 갖도록 굴착한다.
여기서, 상기 깊은 트렌치(22)를 형성한 후, 상기 깊은 트렌치(22)내에 벤토나이트 안정액을 주입하는 단계를 추가한다.
이어서, 상기 안내프레임(24) 설치단계(Ⅳ)는 도 4에 도시된 바와 같이, 얕은 트렌치(12) 상단에 격자형상으로 안내프레임(24)을 설치한다.
이어서, 상기 강재파일(28) 조립단계(Ⅴ)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수개의 H빔(26)으로 엮어서 강재파일(28)을 형성한다.
이어서, 상기 강재파일(28) 삽입단계(Ⅵ)는 도 6에 도시된 바와 같이, 안내프레임(24)내의 깊은 트렌치(22)에 강재파일(28)을 삽입한다.
이어서, 상기 트레미관(30) 삽입단계(Ⅶ)는 도 7에 도시된 바와 같이, 강재파일(28)이 삽입된 얕은 트렌치(12) 내에 트레미관(30)을 삽입한다.
이어서, 상기 저강도 콘크리트(32) 타설 및 양생단계(Ⅷ)는 도 8에 도시된 바와 같이, 트레미관(30)에 저강도 콘크리트(32) 주입하여 깊은 트렌치(22) 내를 저강도 콘크리트(32) 타설 및 양생시켜서 도 9에 도시된 바와 같은 단위벽(W1)을 완성한다.
한편, 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 단위벽(W1)을 시공하고, 상기 단위벽(W1)과 일정간격 이격된 위치에 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 반복하여 다른 단위벽(W2)을 시공하고, 상기 단위벽(W1)과 다른 단위벽(W2)간의 가운데에 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 반복하여 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 연결벽(W3)을 시공하여, 도 12에 도시된 바와 같은 지중 연속벽(W)을 시공한다.
10: 지면 12: 얕은 트렌치
14: 거푸집 16: 철근
18: 콘크리트 20: 안내벽
22: 깊은 트렌치 24: 안내프레임
26: H빔 28: 강재파일
30: 트레미관 32: 저강도 콘크리트
W1: 제1단위벽 W2: 제2단위벽
W3: 연결벽 W: 지중 연속벽

Claims (5)

  1. 지중 연속벽(W)을 시공할 예정위치의 지면(10)을 일정한 폭 및 깊이로 굴착하여 얕은 트렌치(12)를 형성하는 단계(Ⅰ);
    상기 얕은 트렌치(12)의 양측에 일정한 간격을 두고 거푸집(14)을 각각 설치하고, 상기 거푸집(14)에 철근(16)을 배근함과 동시에 콘크리트(18)를 타설 및 양생시켜 안내벽(20)을 형성하는 단계(Ⅱ);
    상기 안내벽(20)의 내측에 하향으로 일정한 깊이를 갖도록 굴착하여 깊은 트렌치(22)를 형성하는 단계(Ⅲ);
    상기 얕은 트렌치(12) 상단에 격자형상의 안내프레임(24)을 설치하는 단계(Ⅳ);
    다수개의 H빔(26)으로 이루어진 강재파일(28)을 조립하는 단계(Ⅴ);
    상기 안내프레임(24) 내의 깊은 트렌치(22)에 강재파일(28)을 삽입하는 단계(Ⅵ);
    상기 강재파일(28)이 삽입된 얕은 트렌치(12) 내에 트레미관(30)을 삽입하는 단계(Ⅶ);
    상기 트레미관(30)을 이용하여 깊은 트렌치(22) 내 저강도 콘크리트(32)를 타설 및 양생시키는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 지중 연속벽(W)을 시공함을 특징으로 하는 지중 연속벽 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 깊은 트렌치(22)를 형성한 후, 상기 깊은 트렌치(22) 내에 벤토나이트 안정액을 주입하는 단계를 추가함을 특징으로 하는 지중 연속벽 시공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 저강도 콘크리트는 시멘트 100?200 중량부, 벤토나이트 35?45 중량부, 물 915?953 중량부로 구성됨을 특징으로 하는 지중 연속벽 시공방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 순차적으로 시행하여 단위벽(W1)을 시공하고,
    상기 단위벽(W1)과 일정간격 이격된 위치에 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 반복하여 다른 단위벽(W2)을 시공하고, 상기 단위벽(W1)과 다른 단위벽(W2) 간의 가운데에 상기한 단계(Ⅰ?Ⅷ)를 반복하여 연결벽(W3)을 시공하여 지중 연속벽(W)을 시공함을 특징으로 하는 지중 연속벽 시공방법.
  5. 청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항의 기재의 지중 연속벽 시공방법으로 시공된 것을 특징으로 하는 지중 연속벽.
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