KR20130061536A - 버팀보용 강관 이음장치, 이를 이용한 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보 및 그 버팀보의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관과 강관을 연결하는 마찰접합식 버팀보용 강관 이음장치로서, 강관 사이에서 일정한 위치를 가지도록하여 균일한 휨성능을 확보하는 버팀보용 강관 이음장치, 강관 버팀보 및 이들의 시공방법을 제공하는 것으로 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편이 각각 형성되는 제 1 링플레이트; 및 강관 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡연장되어 제 2 결합편이 제 1 결합편에 대응되도록 각각 형성되는 제2링플레이트를 포함하며, 상기 제 1 링플레이트의 상기 제 1 결합편과 제 2 링플레이트의 제 2 결합편에 결합수단이 체결됨으로써, 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트의 내면은 한 쌍의 강관의 외면에 밀착하며, 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트 중 하나 이상은 길이방향 중앙의 내면에 강관의 위치를 규정하는 보강 돌출부를 포함하는 버팀보용 강관 이음장치 및 이를 포함하는 강관 버팀보, 이를 이용한 시공방법을 제안한다.

Description

버팀보용 강관 이음장치, 이를 이용한 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보 및 그 버팀보의 시공방법{Connection Apparatus of Steel Pipe for Strut, Steel Pipe Strut Using Thereof and Method of Constructing The Steel Pipe Strut}

본 발명은 마주보는 흙막이 벽체 사이에 설치되어 굴착공사 중 흙막이 벽체를 지지하는 강관으로 이루어진 버팀보를 견고하게 연결하는 강관 버팀보용 이음장치, 이를 이용한 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보 및 그 버팀보의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설현장의 건물 기초, 지하실 또는 콘크리트 벽체를 축조하기 위해 지반을 굴착하게 되는데, 토압에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하기 위해 흙막이 공사가 실시된다.

흙막이 공사는 크게 흙막이 벽체 공사와 굴착공사 중 흙막이 벽체의 붕괴를 방지하기 위한 지보재 공사로 나눌 수 있고, 흙막이 벽체로는 엄지말뚝+토류판, 강널말뚝, 콘크리트 지하연속벽 등 중에서 어느 하나가, 지보재로는 버팀보, 그라운드 앵커, 소일네일 등 중에서 어느 하나가 지반 조건, 현장 상황 및 경제성 등을 고려하여 선택되어 시공된다.

흙막이 벽체로 엄지말뚝+토류판을 그리고 지보재로 버팀보를 사용하는 흙막이 공사가 가장 널리 사용되고 있는데 이때 흙막이 공사는 소정 간격으로 지반에 설치되는 H형강(엄지말뚝, 어미말뚝) 사이에 굴착면을 받치는 토류판을 삽입하여 흙막이 벽체를 시공하고 이어서 일정 심도로 굴착한 다음 H형강의 일측면에 띠장을 설치하고 서로 마주보는 띠장 사이에 버팀보를 설치하여 흙막이 벽체를 지지한 후 굴착과 띠장 및 버팀보 설치 공정을 예정 심도까지 반복하여 공사를 완료하게 된다. 여기서, 버팀보는 보편적으로 H형강이 사용되나, 안정성이 좌굴하중에 의해 결정되는 H형강의 단점을 극복하기 위해 전체 버팀 시스템에 대한 안정성이 우수한 강관이 사용되기도 한다.

이러한 강관을 이용한 버팀보의 경우, 지반굴착 전 강관과 강관을 용접하여 흙막이 벽체를 지지하거나, 강관 사이에 플랜지부를 두고 볼트접합을 통해 연결하여 흙막이 벽체를 지지하도록 설치되기도 한다.

그러나, 종래 강관을 이용한 버팀보는 시공 완료 후 강관을 해체하는 경우 강관 사이의 이음부에 손상이 발생되거나, 강관 이음부 및 접합부의 용접 시공으로 인해 부품의 품질관리에 많은 노력과 비용이 발생된다는 문제가 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제838736호 "버팀보용 강관 이음장치 및 결합장치"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 도 1 및 2 에서와 같이, 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편(21)이 각각 형성되는 제 1 링플레이트(20); 상기 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되고, 상기 제 1 결합편(21)과 볼트 결합되는 제 2 결합편(31)이 상기 제 1 결합편(21)에 대응되도록 각각 형성되는 제 2 링플레이트(30); 상기 제 1 결합편(21) 및 제 2 결합편(31)에 수직하게 제 1 링플레이트(20) 및 제 2 링플레이트(30)의 둘레방향으로 일정 길이를 갖도록 설치되는 복수 개의 보강편(25); 상기 제 1 결합편(21) 및 제 2 결합편(31)을 상호 고정시키도록 상기 제 1 결합편(21) 및 제 2 결합편(31)의 관통공(32)에 체결되는 결합수단(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치(10)를 제안하였다.

그러나 상기 배경기술은 강관 결합시에 제 1 결합편(21)과 제 2 결합편(31)이 볼트와 같은 결합수단(35)으로 결합시키더라도 마찰접합의 특성상 완전하게 밀착되지 않고 틈이 벌어지는 형상이 나타나고, 이러한 틈으로 인해 제 1 결합편(21)과 제 2 결합편(31)을 결합시키는 각 볼트 사이에 동일한 체결력(토크치)이 도입되지 않아 일부의 볼트에는 적정 체결력이 도입되지 않는 문제점이 있었다.

또한, 배경기술은 강관(40)과 강관(40)이 연결되는 중앙부에 버팀보용 강관 이음장치(10)를 배치하는 것이 어려우며, 버팀보용 강관 이음장치(10)가 중앙에 배치되지 않는 경우에 짧게 배치되는 쪽의 강관(40)을 지지하는 강도가 저하되어 전체적인 이음부의 휨성능이 저하된다는 문제점이 있다.

또한, 강관(40)은 흙막이 벽체 사이의 간격에 따라서 현장에서 절단되는 것이 일반적인데, 현장에서 절단되는 경우에, 강관(40)의 단면이 수직하지 않거나 절단된 면이 매끈하지 못하는 경우가 있으며, 이러한 강관(40)이 버팀보로 사용되면 축방향으로 힘이 골고루 전달되지 못하는데, 배경기술의 경우에 강관(40)이 강관에 직접 닿게 되어서 이러한 문제가 더욱 커진다.

특허등록 제838736호 "버팀보용 강관 이음장치 및 결합장치"

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강관과 강관을 연결하는 마찰접합식 버팀보용 강관 이음장치로서, 강관 사이에서 일정한 위치를 가지도록하여 균일한 휨성능을 확보하는 버팀보용 강관 이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 강관의 단면 상태에 영향을 받지 않고 균일한 축방향 하중을 전달하는 것이 가능한 버팀보용 강관 이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 마찰접합식 버팀보용 강관 이음장치에서 불가피한 틈으로 인한 결합수단의 체결력에 차이가 발생하여 결합수단이 파괴되지 않도록 하는 버팀보용 강관 이음 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 버팀보용 강관 이음장치, 강관 버팀보 및 버팀보용 강관 이음장치를 이용한 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보의 시공방법을 제공한다.

본 발명은 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편이 각각 형성되는 제 1 링플레이트; 및 강관 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡연장되어 제 2 결합편이 제 1 결합편에 대응되도록 각각 형성되는 제2링플레이트를 포함하며, 상기 제 1 링플레이트의 상기 제 1 결합편과 제 2 링플레이트의 제 2 결합편에 결합수단이 체결됨으로써, 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트의 내면은 한 쌍의 강관의 외면에 밀착하며, 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트 중 하나 이상은 길이방향 중앙의 내면에 강관의 위치를 규정하는 보강 돌출부를 포함하는 버팀보용 강관 이음장치를 제공한다.

이때, 상기 보강 돌출부는 강관의 두께보다 큰 높이를 가지는 것이 바람직하다.

또, 상기 보강 돌출부는 상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트의 내면을 따라서 형성되며, 길이 방향으로 이격되어 위치하는 복수의 보강재;와, 삽입되는 강관이 용접 비드에 의하여 말리는 것을 방지하도록 상기 보강재 사이의 공간에서 상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트에 대하여 상기 보강재를 위치 고정시키는 용접부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 보강재는 내면에 수직하게 돌출되며, 상기 용접부는 상기 보강재 사이의 공간을 충전하여 형성될 수 있다.

나아가, 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편을 체결하는 결합수단의 체결력을 균일하게 하도록 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편 사이에 연결구를 더 포함하며, 상기 연결구는 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편의 단부에 맞닿아 외부로 노출되는 헤드부;와 상기 결합수단이 통과하는 체결공이 수직으로 형성되며 제 1 결합편과 제 2 결합편 사이에 배치되는 결합부;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 연결구의 결합부의 제 1 결합편 측 및 제 2 결합편 측에는 각각 합성수지, 고무 또는 자석으로 구성된 패드가 추가로 구비될 수 있다.

또한, 상기 연결구는 상기 제 1 및 제 2 결합편의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있으며, 다르게는 상기 연결구는 상기 제 1 및 제 2 결합편의 길이보다 짧은 길이를 가져, 일측에 복수 개의 연결구가 구비되며, 일측에 배치되는 상기 연결구 사이로 강관의 배치 상태를 확인하도록 상기 보강 돌출부에 대응되는 위치가 상기 일측의 연결구 사이에 위치될 수 있다.

본 발명은 흙막이 공사시 흙막이 벽체를 지지하는 강관 버팀보에 있어서, 일측의 흙막이 벽체와 타측의 흙막이 벽체를 연결하도록 배치되는 복수의 강관; 및 상기 강관과 강관 사이에 배치되어, 한 쌍의 강관의 외면을 밀착하여 감싸는 이음장치를 포함하며, 상기 이음장치는 한 쌍의 강관 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편이 각각 형성되는 제 1 링플레이트; 강관 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡연장되어 제 2 결합편이 제 1 결합편에 대응되도록 각각 형성되는 제2링플레이트; 및 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트의 길이방향 중앙 내면에 강관의 위치를 규정하는 보강 돌출부를 포함하며, 상기 제 1 링플레이트의 상기 제 1 결합편과 제 2 링플레이트의 제 2 결합편은 소정의 간격으로 이격된 상태에서 결합부재에 의해 상호 결합되며, 상기 보강 돌출부에는 상기 이음장치에 의해 연결되는 강관의 단부가 밀착되는 강관 버팀보를 제공한다.

본 발명에서 상기 제 1 결합편과 상기 제 2 결합편 사이의 공간에서, 상기 제1결합편 및 상기 제2결합편에 밀착하여, 상기 결합부재의 균일한 체결력을 확보하는 연결구를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 보강 돌출부는 상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트의 내면을 따라서 형성되며, 길이 방향으로 이격되어 위치하는 복수의 보강재;와, 삽입되는 강관이 용접 비드에 의하여 말리는 것을 방지하도록 상기 보강재 사이의 공간에서 상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트에 대하여 상기 보강재를 위치 고정시키는 용접부를 포함할 수 있다.

본 발명은 상술한 이음장치를 이용하여 굴착공사 중 흙막이 벽체를 지지하도록 마주보는 흙막이 벽체 사이에 강관 버팀보를 시공하는 방법에 있어서, 이음 장치의 보강 돌출부의 폭 이상 이격하여 대향 배치된 한 쌍의 강관 연결단부를 감싸며, 강관과 강관 사이에 이음 장치의 보강 돌출부가 배치되도록 제 1 및 제 2 링플레이트을 위치시킨 후, 제 1 및 제 2 링플레이트의 둘레방향 단부에 형성된 제 1결합편 및 제 2 결합편에 결합부재를 체결하여 제 1 및 제 2 링플레이트의 내면을 강관의 외면에 밀착시킨 후, 상기 강관을 축방향으로 가압하여, 상기 보강 돌출부의 양 돌출면에 상기 이음 장치에 의해 연결되는 강관의 단부를 각각 밀착시키는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보의 시공방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제 1 결합편 및 제 2 결합편에 결합수단을 체결하기 전 혹은 체결할 때, 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편 사이에 연결구를 배치하여 상기 결합수단을 체결함에 의해 상기 제 1 결합편 및 제 2 결합편이 각각 상기 연결구에 밀착되게 할 수 있다.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 강관과 강관을 연결하는 마찰접합식 버팀보용 강관 이음장치로서, 강관 사이에서 일정한 위치를 가지도록 하여 균일한 휨저항 성능을 확보하는 버팀보용 강관 이음장치를 제공할 수 있으며, 그에 의해 좌굴이 발생하지 않는 강관 버팀보를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 강관의 단면 상태에 영향을 받지 않고 균일한 축방향 하중을 전달하는 것이 가능한 버팀보용 강관 이음장치를 제공하며, 그로 인하여 축방향 하중이 휨모멘트를 야기하지 않아서 좌굴이 발생하지 않는 강관 버팀보를 제공할 수 있다.

또, 본 발명은 마찰접합식 버팀보용 강관 이음장치에서 불가피한 틈으로 인한 결합수단으로 인한 체결력에 차이가 발생하여 결합수단이 파괴되지 않도록 하는 버팀보용 강관 이음 장치를 제공할 수 있으며, 그로 인하여 강관 이음장치의 내구 및 강관 버팀보의 성능이 개선될 수 있다.

나아가, 본 발명은 위와 같은 버팀보용 강관 이음장치를 이용하여 휨성능의 개선하는 강관 버팀보 시공 방법을 제공한다.

도 1 및 도 2 는 배경기술의 버팀보용 강관 이음장치를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치가 장착된 강관 버팀보의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치의 분해 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치의 제 1 링플레이트의 단면도로서 (a)에는 용접 전의 모습을, (b)에는 용접후의 모습을 도시한 단면도이다.
도 6 은 강관이 버팀보용 강관 이음장치에 마찰접합되고, 축방향으로 가압하여 밀찰할 때의 모습을 도시한 것으로 (a)는 보강 돌출부가 단일 보강재로 구성되었을 때의 단면도이며, (b)는 보강 돌출부가 복수의 보강재로 구성되었을 때의 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 강관 버팀보의 다른 실시예의 사시도이다.
도 8 은 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치의 사시도이다.
도 9 는 도 7 의 연결구에 대한 것으로 (a)는 사시도이며, (b)는 단면도이다.
도 10 은 도 7 의 연결구의 변형예로 (a)는 사시도이며, (b)는 단면도이다.
도 11 는 도 7 의 버팀보용 강관 이음장치의 변형예로서 (a)는 사시도이며, (b)는 측면도, (c)는 부분 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 3 에는 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치(100)가 장착된 강관 버팀보의 사시도가 도시되어 있다.

도 3 에서 보이듯이, 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치(100)는 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편(111)이 각각 형성되는 제 1 링플레이트(110) 및 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡연장되어 제 2 결합편(121)이 제 1 결합편(111)에 대응되도록 각각 형성되는 제2링플레이트(120)를 포함하며, 상기 제 1 링플레이트(110)의 상기 제 1 결합편(111)과 제 2 링플레이트(120)의 제 2 결합편(121)에 결합수단(130)이 체결된다.

제 1 링플레이트(110)는 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 적어도 일부 감싸도록 대략 반고리형상으로 형성되고, 해당 내경은 상기 강관(40)의 외경과 대응되는 직경을 가지며, 제 1 링플레이트(110)의 둘레방향 양단부에는 제 2 링플레이트(120)와 상호 연결되기 위한 제1결합편(111)이 형성된다.

제 1 결합편(111)은 제 1 링플레이트(110)의 양단부에서 제 1 링플레이트(110)의 방사방향으로 각각 절곡되어 연장되고, 결합수단(130)이 삽입되기 위한 결합공(112)이 복수개 형성되어 제 2 링플레이트(120)의 제 2 결합편(121)과 결합이 이루어지도록 구성된다.

제 2 링플레이트(120)는 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 적어도 일부 감싸도록 대략 반고리형상으로 형성되어 강관(40)을 중심에 두고 제 1 링플레이트(110)와 대향 배치되는데, 이때, 제 2 링플레이트(120)의 내경은 강관(40)의 외경과 대응되는 직경을 가지며, 제 2 링플레이트(120)의 둘레방향 양단부에는 제 1 링플레이트(110)의 제 1 결합편(111)과 상호 연결되기 위한 제 2 결합편(121)이 제 1 결합편(111)과 대응되도록 절곡 형성된다.

제 2 결합편(121)은 제 2 링플레이트(120)의 양단부에서 제 2 링플레이트(120)의 방사방향으로 각각 절곡되어 연장되고, 결합수단(130)이 삽입되기 위한 결합공(122)이 복수개 형성되어 제 1 링플레이트(110)의 제 1 결합편(111)과의 결합이 이루어지도록 구성된다. 이로써 제 1 링플레이트(110) 및 제 2 링플레이트(120)는 한 쌍의 강관(40) 단부 둘레방향 일측 및 타측 외면을 감싸 고정하여 한 쌍의 강관(40) 단부를 상호 견고하게 연결시킬 수 있다.

결합수단(130)으로는 다양한 방식의 결합수단이 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 볼트/너트를 사용하였다. 결합수단(130)이 제 1 링플레이트(110)의 제 1 결합편(111)과 제 2 링플레이트(120)의 제 2 결합편(121)을 조임으로써, 상기 제 1 링플레이트(110) 및 제 2 링플레이트(120)의 내면은 한 쌍의 강관(40)의 외면에 밀착한다. 이때, 도 3 에서 보이듯이, 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)이 강관(40)에 밀착하기 위하여는 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)는 강관(40) 외주 전체를 둘러싸지 않고 제 1 결합편(111)과 제 2 결합편(121)은 소정의 간극(G)를 두고 결합수단(130)에 의해 체결된다.

한편, 본 발명에서 상기 제 1 링플레이트(110) 및 제 2 링플레이트(120) 중적어도 하나는 각 링플레이트(110, 120)의 길이방향 중앙의 내면에 연결하는 강관의 위치를 규정하는 보강 돌출부(150)를 포함한다. 보강 돌출부(150)는 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)의 내측으로 돌출되며, 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)의 둘레방향을 따라서 형성되는 것으로, 길이 방향 양측에서 강재로 형성된 보강재(151)와 상기 보강재(151)를 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)에 고정시키는 용접부(152)를 포함하여 구성된다.

도 4 에는 이러한 버팀보용 강관 이음장치(100)의 사시도가 도시되어 있으며, 도 5 에는 버팀보용 강관 이음장치(100)의 제 1 링플레이트(110)의 단면도가 도시되어 있으며, 도 6 에는 버팀보용 강관 이음장치(100)가 강관(40)을 연결할 때의 단면도가 도시되어 있다.

본 발명의 버팀보용 강관 이음장치(100)는 도 4 에 보이듯이, 길이 방향으로 중앙에 내측으로 돌출된 보강 돌출부(150)를 포함한다. 이렇게 길이 방향으로 중앙에 보강 돌출부(150)를 포함함으로써, 일측과 타측에서 버팀보용 강관 이음장치(100)로 삽입되는 강관(40)의 길이가 동일하여질 수 있다. 이음장치(100)가 커버하는 강관(40)의 길이가 길면 길수록 휨에 대하여 저항하는 휨성능이 증대되며, 이음장치(100)의 길이가 제한되어 있을 때, 강관(40)을 동일하게 커버해야 강관 버팀보의 전체 성능이 향상될 수 있다.

본 발명의 이음장치(100)는 강관(40)이 삽입되는 길이를 제한하는 보강 돌출부(150)를 포함하며, 이 보강 돌출부(150)에 의해서 강관(40)은 일정 길이 이상 삽입되지 않을 수 있다. 이는 특히 현장에서 배경기술과 같은 구조의 이음장치는 강관의 연결부에 이음장치(100)의 중심을 맞추는데 어려움이 없어, 작업이 용이하여 질 수 있을 뿐만 아니라, 중심이 안 맞아서 얻을 수 있는 휨성능보다 낮은 휨성능을 가지게 되는 일을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 이음장치(100)의 보강 돌출부(150)는 강관(40)의 두께(t; 도 6 참고)보다 큰 높이(h)를 가지며, 이는 강관(40)이 보강 돌출부(150)에 밀착하였을 때, 강관(40)으로 전달되는 축방향 하중을 효과적으로 전달하게 하기 위함이다.

또한, 본 발명에서 보강 돌출부(150)는 도 6(a)와 같이 단일의 보강재(151)를 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)에 용접하는 것으로 구현될 수 있다. 다만, 도 6(a)에서 보이듯이, 단일의 보강재(151)로 구현하는 경우에, 보강재(151)를 제 1 링플레이트(110) 또는 제 2 링플레이트(120)에 용접하기 위하여는 양측으로 용접부(152a, 152b)의 형성이 불가피하다.

다만, 본 발명의 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)의 경우에 강관(40)의 외면에 밀착하며, 그에 의해서 제 1 및 제 2 링플레이(110, 120) 및 보강재(151) 사이에서 용접에 의한 용접부(152a, 152b)는 강관(40)의 단부에 닿게 되며, 이는 강관(40)의 단부가 보강 돌출부(150)의 양 돌출면(154)에 밀착하는 것을 방해하게 되며, 보강 돌출부(150)의 양 돌출면(154)에 밀착하기 위하여 강관(40)을 가압하는 경우에, 강관(40)은 용접부(152a, 152b)를 따라서 내측으로 휘어지게 된다.

이와 같이 강관(40)이 휘어지는 경우에 강관(40)에 의해서 전달되는 축방향 하중은 휘어지는 방향을 따라서 전달되며, 그에 의해서 축방향 하중의 일부는 휨모멘트로 작용하여 좌굴(buckling)의 원인이 될 수 있다.

이에 본 발명에서는 도 6(b)에서와 같이 복수의 보강재(151)를 길이방향으로 소정 간격으로 이격하여 배치하고, 보강재(151)사이의 공간에 제 1 또는 제 2 링플레이트(110, 120)에 대하여 상기 보강재(151)를 고정시키는 용접부(152)를 형성한다.

이때, 강관(40)이 삽입되는 측에는 용접부(152)가 형성되지 않으며, 그에 의해서 강관(40)의 단부는 보강 돌출부(150)의 양 돌출면(154)에 정확하게 밀착할 수 있으며, 강관(40)의 단부가 휘어지는 것이 예방될 수 있다.

도 6(b)의 실시예에서는 일면에서만 용접부(152)가 형성되기 때문에, 보강재(151) 사이의 공간(153; 도 5(a) 참고) 전체를 용접금속으로 충전하여, 제 1 또는 제 2 링플레이트(110, 120)와 보강재(151)의 결합력을 강화시키며, 보강 돌출부(150)가 축방향 힘을 효과적으로 전달하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 이음장치(100)를 이용하여 굴착공사 중 흙막이 벽체를 지지하도록 마주보는 흙막이 벽체 사이에 강관 버팀보를 시공하는 방법은 설명하도록 한다. 흙막이 벽체를 형성하는 과정 및 종래의 버팀보 시공 공법은 알려진 것이므로, 이하에서는 본 발명의 특징부를 위주로 설명하도록 한다.

강관(40)은 보조 장치 혹은 크레인을 통하여, 동일 선상에서 강관과 강관(40)의 사이는 보강 돌출부의 폭(w) 이상을 가지도록 위치시킨 후, 강관(40)의 연결달부를 감싸며, 강관(40)과 강관(40) 사이에 이음장치(100)의 보강 돌출부(150)가 배치되도록 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)를 배치시킨다.

그 후, 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)의 둘레방향 단부에 형성된 제 1 결합편(111) 및 제 2 결합편(121)에 볼트/너트와 같은 결합수단(130)을 체결하여 제1 및 제2 링플레이트(110, 120)의 내면을 강관의 외면에 밀착시킨다. 이러한 방식으로 한 흙막이 벽체에서 다른 흙막이 벽체로 강관을 연결한다.

그 후 흙막이 벽체와 그에 인접하는 강관(40)에 스크류 잭(미도시)을 연결하고 스크류 잭(미도시)를 사용하여 강관(40)을 축방향으로 가압한다. 이렇게 강관(40)이 축방향으로 가압되면, 강관(40)의 단부는 보강 돌출부(150)의 양 돌출면(154)에 밀착하게 되며, 이때, 현장에서 절삭됨으로 인하여 발생한 강관(40) 단부의 하자는 상당부분 보상될 수 있다. 또한, 강관(40)과 강관(40)이 직접 대면함 없이 강관(40)의 단부는 매끈한 면을 가지는 돌출면(154)에 접촉하기 때문에, 단부의 하자가 누적되지 않으며, 그로 인하여 강관(40)의 절단면, 즉 단부의 하자로 인한 문제는 발생하지 않게 된다.

본 발명의 다른 실시예가 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 도 7 에는 본 발명의 강관 버팀보의 다른 실시예의 사시도가 도시되어 있으며, 도 8 에는 본 발명의 버팀보용 강관 이음장치의 사시도이다.

도 7 및 도 8 의 버팀보용 강관 이음장치(200)는, 도 3 의 실시예와 동일하게 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편(211)이 각각 형성되는 제 1 링플레이트(210); 강관(40) 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되어 제 2 결합편(221)이 제 1 결합편(211)에 대응되도록 각각 형성되는 제 2 링플레이트(220)를 포함한다. 이 실시예에서는 제 1 결합편(211) 및 제 2 결합편(221)에 수직하게 제1링플레이트(210) 및 제2링플레이트(220)의 둘레방향으로 일정 길이를 갖도록 설치되는 복수개의 보강편(270); 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 단부와 맞닿아 외부로 노출되는 헤드부(262)와, 체결공(263)이 수직으로 형성되며 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 사이에 위치하는 결합부(261)로 구성되는 연결구(260)를 포함하며, 결합수단(230)은 제 1 결합편(211) 및 제 2 결합편(221)과 연결구(260)를 상호 고정시킨다.

제 1 및 제 2 링플레이트(210, 220)의 구성은 기본적으로 도 3 의 실시예의 제 1 및 제 2 링플레이트(110, 120)의 구성과 동일하며, 보강 돌출부(250) 및 이를 구성하는 보강재(251)와 용접부(252)의 구성은 도 3 의 실시예의 보강 돌출부(150) 및 이를 구성하는 보강재(151)와 용접부(152)와 동일하다. 따라서, 본 실시예와의 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 부분은 상술한 도 3 의 실시예의 설명으로 대체하도록 한다.

본 실시예에서 제 1 결합편(211) 및 제2결합편(221)에 수직하게 제 1 링플레이트(210) 및 제 2 링플레이트(220)의 둘레방향으로 일정 길이를 갖도록 복수 개의 보강편(270)이 각각 설치되는데, 이러한 보강편(270)은 제 1 결합편(211) 및 제 2 결합편(221)이 상호 결합되는 경우 이들 간의 결합 강도가 보강되도록 하는 역할을 한다.

한편, 제 1 결합편(211) 및 제2결합편(221)은 제1결합편(211) 및 제2결합편(121)의 사이에 연결구(400)를 위치시킨 후 결합유닛(130)을 통해 상호 결합된다.

도 9 에는 연결구(260)의 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 연결구(260)는 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 단부와 맞닿아 외부로 노출되는 헤드부(262)와, 체결공(263)이 수직으로 형성되며 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 사이에 위치하는 결합부(261)로 구성된다.

헤드부(262)는 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 단부와 맞닿아 외부로 노출되도록 하여, 결합부(261)의 체결공(263)이 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 결합공의 위치 확인 및 조절용으로 사용되고, 돌출되어 제 1 결합편(211)과 제2결합편(221)의 단부에 지지되도록 구성되기 때문에, 체결볼트 등의 결합수단(230)의 수직 결합시에 결합부(261)가 회전하는 것을 방지하는 역할을 한다.

결합부(261)는 제 1 링플레이트(210)와 제 2 링플레이트(220)의 결합시에 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)의 사이에 위치하여 체결볼트 등의 결합수단(230)으로 제 1 링플레이트(210)와 제 2 링플레이트(220)와 함께 결합되어, 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221)에 밀착하여, 즉 틈 발생을 방지하여 체결볼트 등의 결합수단(130)의 결합부의 체결력을 향상시키며, 틈 발생으로 인하여 제 1 결합편(111)과 제 2 결합편(221)의 변형 또는 파손을 방지하면서도 제 1 결합편(211)과 제2결합편(221)를 보강하는 역할을 한다.

즉, 도 7 및 도 8 의 실시예에서는 분할된 2개의 링플레이트(210,220)로 강관(40)의 외면을 감싸고 체결볼트 등의 결합수단(230)으로 체결하는 방식으로 강관(40)을 연결하는 경우 체결볼트의 체결력에 의한 링플레이트(210,220)와 강관(40) 사이의 마찰력으로 결합되게 되는데 링플레이트(210,220)와 강관(40)가 확실하게 밀착하기 위해서는 2개의 링플레이트(210,220) 사이, 다시 말해서 제 1, 2 결합편(211,221) 사이에 일정한 간극(G; 도 3 참고)이 요구된다. 그러나 제 1, 2 결합편(211,221) 사이의 틈으로 인해 체결볼트 하나를 체결하고 다른 체결볼트를 체결하면 기존에 체결된 체결볼트가 느슨해져 충분한 체결력을 확보하지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 그러나 본 발명에서와 같이 제 1, 2 결합편(211,221) 사이에 연결구(260)를 삽입함으로써 모든 체결볼트의 체결력이 골고루 적정값에 도달할 수 있게 된다

연결구(260)의 다른 실시예로, 도 10 에 도시된 바와 같이, 결합부(261)의 양쪽 면에는 각각 패드(264)가 결합될 수 있으며, 패드(264)는 고무 또는 다양한 종류의 합성수지나 자석으로 구성될 수 있다. 패드(264)를 고무 또는 합성수지로 구성하고 결합수단(230)으로 결합시에 패드(264)는 완충역할을 하여 볼트 등의 결합수단(230)의 파손을 방지하며, 온도의 변화 등 외부의 환경변화에도 유동적으로 대처할 수 있어 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221) 사이에 틈이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 제작 오차에 의한 일정거리 편차에 영향을 받지 아니하고 체결력을 확보할 수 있도록 한다. 패드를 자석으로 구성할 경우 상기 제 1 결합편(211)과 제 2 결합편(221) 사이에 연결구(260)를 임시로 고정하기 용이하게 되는 잇점이 있다.

이때 결합유닛(230)과의 체결을 위하여 패드(264)에는 결합부(261)의 체결공(263)과 대응되는 위치에 체결공(265)이 형성된다.

도 11 은 도 7 의 버팀보용 강관 이음장치(200)의 변형예로서 (a)는 사시도이며, (b)는 측면도, (c)는 부분 단면도이다.

한편, 도 11 에서는 제 1, 2 결합편(211, 221)과 동일한 길이를 가지는 하나의 연결구(260)를 이용해 2개의 링플레이트(210, 220)가 서로 연결된 예를 나타내었지만 도 11 에서와 같이 각 결합공에 대해 개별적으로 적용되는 형태가 되도록 복수 개로 구성될 수 있다. 이때, 강관(40)과 보강 돌출부(250)과의 밀착상태를 확인할 수 있도록, 보강 돌출부(250)에 대응되면 위치에서는 연결구(260) 사이의 간격이 위치되게 한다.

모든 결합공에 연결구(260)가 적용되지 않더라도 하나의 이상의 연결구(260)가 적용되는 경우에 이를 고정점(틈이 발생하지 않는 지점부)으로 다른 체결볼트들이 충분한 체결력을 확보하도록 할 수 있다. 이 경우 연결구(260)는 제 1, 2 결합편(211, 221)보다 더 작은 길이를 가진다.

또한, 도 11(b) 에서 보이듯이, 제 1 및 제 2 결합편(211, 221) 사이의 간극(G)은 내부를 보는 창역할을 할 수 있으며, 간극(G)을 통하여 도 11(c)와 같이 강관(40)과 보강 돌출부(250)의 배치 상태를 확인할 수 있다. 따라서, 축방향 하중을 부가함에 있어서 밀착되지 않은 부분을 확인할 수 있으며, 확인을 통하여 흙막이 벽체 사이에 강관(40)의 축방향으로 연속적인 하중 전달이 이루어질 수 있다.

한편, 시공방법에 있어서, 상기 연결구(260)는 제 1 결합편 및 제 2 결합편(211, 221)에 결합수단(230)을 체결하기 전 혹은 체결할 때, 제 1 결합편과 제 2 결합편(211, 221) 사이에 연결구(260)를 배치하여 상기 결합수단(230)을 체결함에 의해 제 1 결합편 및 제 2 결합편(211, 221)이 각각 상기 연결구(230)에 밀착되게하여, 틈을 제거하며, 이를 통하여 체결볼트의 체결력이 골고루 적정값에 도달할 수 있게 된다

100, 200: 이음장지 110, 210: 제 1 링플레이트
111, 211: 제 1 결합편 112, 212: 결합공
120, 220: 제 2 링플레이트 121, 221: 제 2 결합편
130, 230: 결합수단 150, 250: 보강 돌출부
151, 251: 보강재 152, 252: 용접부
153: 공간 154: 돌출면
260: 연결구 261: 결합부
262: 헤드부 263, 265: 체결공
264: 패드 270: 보강편

Claims (13)

1. 동일선상에 위치하는 한 쌍의 강관 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편이 각각 형성되는 제 1 링플레이트; 및
   강관 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡연장되어 제 2 결합편이 제 1 결합편에 대응되도록 각각 형성되는 제2링플레이트를 포함하며,
   상기 제 1 링플레이트의 상기 제 1 결합편과 제 2 링플레이트의 제 2 결합편에 결합수단이 체결됨으로써, 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트의 내면은 한 쌍의 강관의 외면에 밀착하며,
   상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트 중 하나 이상은 길이방향 중앙의 내면에 강관의 위치를 규정하는 보강 돌출부를 포함하는 버팀보용 강관 이음장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강 돌출부는 강관의 두께보다 큰 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강 돌출부는
   상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트의 내면을 따라서 형성되며, 길이 방향으로 이격되어 위치하는 복수의 보강재;와,
   삽입되는 강관이 용접 비드에 의하여 말리는 것을 방지하도록 상기 보강재 사이의 공간에서 상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트에 대하여 상기 보강재를 위치 고정시키는 용접부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 보강재는 내면에 수직하게 돌출되며,
   상기 용접부는 상기 보강재 사이의 공간을 충전하여 형성된 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 결합편과 제 2 결합편을 체결하는 결합수단의 체결력을 균일하게 하도록 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편 사이에 연결구를 더 포함하며,
   상기 연결구는 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편의 단부에 맞닿아 외부로 노출되는 헤드부;와 상기 결합수단이 통과하는 체결공이 수직으로 형성되며 제 1 결합편과 제 2 결합편 사이에 배치되는 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 연결구의 결합부의 제 1 결합편 측 및 제 2 결합편 측에는 각각 합성수지, 고무 또는 자석으로 구성된 패드가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 연결구는 상기 제 1 및 제 2 결합편의 길이와 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 연결구는 상기 제 1 및 제 2 결합편의 길이보다 짧은 길이를 가져, 일측에 복수 개의 연결구가 구비되며, 일측에 배치되는 상기 연결구 사이로 강관의 배치 상태를 확인하도록 상기 보강 돌출부에 대응되는 위치가 상기 일측의 연결구 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 버팀보용 강관 이음장치.
9. 흙막이 공사시 흙막이 벽체를 지지하는 강관 버팀보에 있어서,
   일측의 흙막이 벽체와 타측의 흙막이 벽체를 연결하도록 배치되는 복수의 강관; 및
   상기 강관과 강관 사이에 배치되어, 한 쌍의 강관의 외면을 밀착하여 감싸는 이음장치를 포함하며,
   상기 이음장치는 한 쌍의 강관 대향 단부의 둘레방향 일측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡 연장되는 제 1 결합편이 각각 형성되는 제 1 링플레이트; 강관 대향 단부의 둘레방향 타측 외면을 감싸며, 둘레방향 양단부에 절곡연장되어 제 2 결합편이 제 1 결합편에 대응되도록 각각 형성되는 제2링플레이트; 및 상기 제 1 링플레이트 및 제 2 링플레이트의 길이방향 중앙 내면에 강관의 위치를 규정하는 보강 돌출부를 포함하며,
   상기 제 1 링플레이트의 상기 제 1 결합편과 제 2 링플레이트의 제 2 결합편은 소정의 간격으로 이격된 상태에서 결합부재에 의해 상호 결합되며,
   상기 보강 돌출부에는 상기 이음장치에 의해 연결되는 강관의 단부가 밀착되는 강관 버팀보.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 결합편과 상기 제 2 결합편 사이의 공간에서, 상기 제1결합편 및 상기 제2결합편에 밀착하여, 상기 결합부재의 균일한 체결력을 확보하는 연결구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 버팀보.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 보강 돌출부는
    상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트의 내면을 따라서 형성되며, 길이 방향으로 이격되어 위치하는 복수의 보강재;와,
    삽입되는 강관이 용접 비드에 의하여 말리는 것을 방지하도록 상기 보강재 사이의 공간에서 상기 제 1 링플레이트 또는 제 2 링플레이트에 대하여 상기 보강재를 위치 고정시키는 용접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 버팀보.
12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 이음장치를 이용하여 굴착공사 중 흙막이 벽체를 지지하도록 마주보는 흙막이 벽체 사이에 강관 버팀보를 시공하는 방법에 있어서,
    이음 장치의 보강 돌출부의 폭 이상 이격하여 대향 배치된 한 쌍의 강관 연결단부를 감싸며, 강관과 강관 사이에 이음 장치의 보강 돌출부가 배치되도록 제1 및 제2링플레이트을 위치시킨 후,
    제1 및 제2링플레이트의 둘레방향 단부에 형성된 제1결합편 및 제2결합편에 결합수단을 체결하여 제1 및 제2 링플레이트의 내면을 강관의 외면에 밀착시킨 후,
    상기 강관을 축방향으로 가압하여, 상기 보강 돌출부의 양 돌출면에 상기 이음 장치에 의해 연결되는 강관의 단부를 각각 밀착시키는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보의 시공방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1결합편 및 제2결합편에 결합수단을 체결하기 전 혹은 체결할 때, 상기 제 1 결합편과 제 2 결합편 사이에 연결구를 배치하여 상기 결합수단을 체결함에 의해 상기 제 1 결합편 및 제 2 결합편이 각각 상기 연결구에 밀착되게 하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체 지지용 강관 버팀보의 시공방법.

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