KR20130131837A - 흙막이용 토류벽 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이용 토류벽에 관한 발명으로, 더 상세하게는 양 측면에 홈형상의 토류판요입부를 형성하고, 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 배치되는 말뚝; 인접하게 배치된 상기 2개의 말뚝 사이에 위치하고, 양끝단이 인접하는 각각의 상기 토류판요입부에 삽입되어, 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판; 및 상기 토압면 또는 상기 평면 토류판의 배면에 결합되는 수직보강재;를 구비하는 흙막이용 토류벽.에 대한 것이다.
수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 흙막이용 토류벽인 본 발명은, 수직보강재를 사용하여 토류판의 단면 2차 모멘트를 증가시켜 토류판 압입 시의 수직하중, 터파기 시의 토압에 의한 수평하중에 대한 구조경 안정성이 증대할 수 있다.

Description

흙막이용 토류벽 및 이의 시공방법{Earths wall for groundprotection and Construction Method thereof}

본 발명은 흙막이용 토류벽에 관한 발명으로, 더 상세하게는 토류판의 토압면 또는 배면에 결합되는 수직보강재를 사용하여 구조적 안정성을 향상시킨 흙막이용 토류벽에 대한 것이다.

일반적으로 건축현장에서 콘크리트구조물의 축조를 위한 지반 굴착공사시 굴착배면의 토사붕괴나 침하방지 및 변위 억제를 통해 인접지반의 안정성을 유지하기 위한 방안으로 가설 흙막이 공사를 한다. 즉, 건물이 밀집된 도심지의 경우에는 기존 건물에 근접 시공이 많아짐에 따라 지반 굴착으로 인한 지반이 침하되거나 붕괴되는 등 주변 건물의 안정성에 대한 문제가 크기 때문에 가설 흙막이 공사는 중요하다. 상기의 가설 흙막이 시공공법은 토류벽공법과 토류벽 지지공법으로 분류되는데 그중 도심지에서의 건축공사에 가장 적합한 토류벽공법은 지반붕괴 방지 및 굴착배면 지하수위의 저하및 토사유출을 방지하여 인접지반의 변위 및 인접건물의 침하를 최소화할 수 있어야 한다.

이러한 토류벽공법은 양단에 토류판요입부가 구비된 H형 강재말뚝을 다수개 지반에 배치하여 설치후 상기 다수의 강재말뚝 사이에 토류판을 다수개 설치하여 토사의 붕괴를 막아주는 토류벽을 시공한다. 그러나, 기존 토류벽은 단순히 평면 강판을 지중 압입하는 방식으로, 강재토류판을 단순히 지반 압입하게 되며, 이때에 터파기를 하게 되면 토사의 토압에 의해서 강재토류판의 내측처짐 즉, 배부름 현상이 과도하게 발생하여 띠장 가시설 부재의 시공이 어려워지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구조적 안정성을 확보하여 강재토류판의 과도한 내측처짐을 방지할 수 있는 흙막이용 토류벽 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양 측면에 홈형상의 토류판요입부를 형성하고, 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 배치되는 말뚝; 인접하게 배치된 상기 2개의 말뚝 사이에 위치하고, 양끝단이 인접하는 각각의 상기 토류판요입부에 삽입되어, 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판; 및 상기 토압면 또는 상기 평면 토류판의 배면에 결합되는 수직보강재;를 구비하는 흙막이용 토류벽을 제공한다.

또한, 바람직한 일 실시예에 따른 본 발명에 있어서, 상기 토류판요부입부는 내측에 홈형상의 스토퍼를 더 형성하고, 상기 스토퍼가 상기 평면 토류판의 끝단을 삽입 거치시키는 흙막이용 토류벽일 수 있다. 그리고, 바람직한 일 실시예에 따른 본 발명에 있어서, 상기 평면 토류판은 양끝단에 판형상의 가이드를 더 형성하여, 상기 가이드가 상기 토류판요입부에 삽입 거치되는 흙막이용 토류벽일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 따른 본 발명에 있어서, 상기 평면 토류판은 양끝단에는 밀착되어 삽입되는 차수캡을 더 구비하고, 상기 차수캡이 상기 토류판요입부에 거치되는 흙막이용 토류벽을 제공할 수 있으며, 상기 차수캡은 내부에 실링재를 함유하는 것을 사용할 수 있다.

본 발명은 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 구멍을 뚫어 양단에 토류판요입부가 구비되는 말뚝을 삽입하여 배치하는 단계; 및 토압면 또는 배면에 수직보강재가 결합된 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판을 준비하고, 상기 배치된 말뚝들 사이에 평면 토류판을 위치시켜, 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되어 지지되도록 설치하는 단계;를 포함하는 흙막이용 토류벽의 시공방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 구멍을 뚫어 양단에 토류판요입부가 구비되는 말뚝을 삽입하여 배치하는 단계; 토압면 또는 배면에 수직보강재가 결합된 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판을 을 준비하여, 상기 평면 토류판의 양끝단에 차수캡이 밀착되도록 부착하는 단계; 및 상기 배치된 말뚝들 사이에 상기 차수캡이 부착된 평면 토류판을 위치시켜, 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되어 지지되도록 설치하는 단계;를 포함하는 흙막이용 토류벽의 시공방법을 제공한다.

수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 흙막이용 토류벽인 본 발명은, 수직보강재를 사용하여 토류판의 단면 2차 모멘트를 증가시켜 토류판 압입 시의 수직하중, 터파기 시의 토압에 의한 수평하중에 대한 구조경 안정성이 증대할 수 있다. 따라서, 말뚝의 간격개선 및 토류판의 두께개선에 의한 경제성 확보, 토류판 압입 효율개선, 철거 효율개선에 의한 시공성 확보의 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 본 발명은 스토퍼와 가이드를 도입하여 띠장 가시설 부재의 시공이 용이하다. 또한, 본 발명은 차수캡을 사용하여 차수효과를 기대할 수 있으며, 차수캡의 적용방법이 간단하여 시공성이 우수하다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 차수캡을 구비하는 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 실링재를 포함하는 차수캡을 구비하는 평면 토류판을 사용하는 수직흙막이용 토류벽의 단면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 흙막이용 토류벽은 양 측면에 홈형상의 토류판요입부를 형성하고, 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 배치되는 말뚝; 인접하게 배치된 상기 2개의 말뚝 사이에 위치하고, 양끝단이 인접하는 각각의 상기 토류판요입부에 삽입되어, 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판; 및 상기 토압면 또는 상기 평면 토류판의 배면에 결합되는 수직보강재;를 구비한다. 상기 양 측면에 홈형상의 토류판요입부를 형성하는 말뚝으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만, 'H형강', 'I형강' 등을 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 흙막이용 토류벽의 사시도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 흙막이용 토류벽(100)은 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 배치되는 상부 플렌지(11), 하부 플렌지(12) 및 상기 상부 플렌지와 하부 플렌지를 서로 연결하는 웹(13)으로 구성되며, 양단에 토류판요입부(14)가 구비되는 2 이상의 말뚝(10); 상기 배치된 말뚝들(10,10') 사이에 위치하며 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부(14)에 삽입되는, 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판(20); 및 구조적 안정성 증대를 위하여 상기 평면 토류판의 토압면(I) 또는 배면(II)에 결합되는 수직보강재(30);를 구비한다.

본 발명의 흙막이용 토류벽(100)은 평면 토류판의 토압면 또는 배면에 결합되는 수직보강재(30)를 구비하여 토류판의 단면 2차 모멘트를 증가시켜 토류판 압입 시의 수직하중, 터파기 시의 토압에 의한 수평하중에 대한 구조경 안정성이 증대할 수 있다. 여기서, 단면 2차 모멘트는 휨부재의 강성을 나타내는 지표를 의미하는 것으로, 상기 수직보강재(30)의 도입에 의해서 토류판의 단면 2차 모멘트가 증가한다는 것은 토류판의 토압에 대한 저항성이 높아진다는 것을 의미한다. 또한, 상기 수직보강재(30)는 기초지반에 상당한 깊이로 묻히게 설치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 수직보강재(30)는 상기 평면 토류판(20)의 토압면에 부착될 수 있다. 그리고, 도 3을 참조하면 상기 수직보강재(30)는 상기 평면 토류판(20)의 배면에 부착될 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면 상기 수직보강재(30)는 상기 평면 토류판(20)의 토압면(I)과 배면(II) 모두에 부착될 수 있다. 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 흙막이용 토류벽인 본 발명은, 수직보강재를 사용하여 토류판의 단면 2차 모멘트를 증가시켜 토류판 압입 시의 수직하중, 터파기 시의 토압에 의한 수평하중에 대한 구조경 안정성이 증대할 수 있다. 따라서, 구조경 안정성이 확보되므로 기존의 경우보다 말뚝의 간격을 좀더 넓게 할 수 있으므로, 필요한 말뚝의 개수를 줄일 수 있고, 이를 통하여 경제성 및 철거효율의 개선이 가능하다. 또한, 구조경 안정성이 확보되므로 더 얇은 두께의 토류판을 사용하여도 동일한 강도를 확보할 수 있으므로 이를 통하여 경제성을 달성할 수 있으며, 동시에 토류판 압입 효율개선을 통한 시공성 확보의 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 사용되는 말뚝(10)은 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 일반적으로 상업적으로 입수할 수 있는 H형강 또는 I형강 등을 사용할 수 있으며, 각각의 공사현장의 요구에 따라 다양한 스펙의 말뚝을 사용할 수 있다. 상기 말뚝(10)은 토류판(20)과 결합되기 위하여 양단에 토류판요입부(14)를 구비한다. 또한, 바람직한 일 실시예에 따르면 본 발명의 말뚝(10)은 상부 플렌지(11), 하부 플렌지(12) 및 상기 상부 플렌지와 하부 플렌지를 서로 연결하는 웹(13)으로 구성될 수 있다. 특히, 그리고, 본 발명의 평면 토류판(20)으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상업적으로 입수할 수 있는 강재판을 가공하여 사용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 평면 토류판(20)으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상업적으로 입수할 수 있는 강재판을 가공하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 수직보강재(30)의 평면 토류판(20)과의 결합방법은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 용접결합 또는 볼트결합 방법을 사용할 수 있다. 이러한 수직보강재(30)는 그 형태를 특별히 한정하는 것은 아니지만, 강판, ㄱ형강, ㄷ형강, ㅁ형강, H형강, △형강 또는 ㅇ형강 등을 사용할 수 있다. 도 6을 참조하면, 바람직한 일 실시예에 따른 본 발명의 흙막이용 토류벽은 ㅁ형강의 수직보강재(30)가 결합된 평면 토류판(20)을 사용할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 토류판요부입부(14)는 내측에는 홈형상의 스토퍼(15)가 더 형성될 수 있다. 이러한 스토퍼(15)는 상기 평면 토류판의 끝단을 삽입 거치시킬 수 있다. 그리고, 도 5를 참조하면, 상기 스토퍼(15)는 상기 토류판요부입부(14)의 양면에 형성될 수도 있다. 상기 스토퍼(15)는 삽입되는 토류판(20)을 지지하기 위한 것으로, 상기 스토퍼(15)를 사용하여 상시 토류판(20)의 설치 위치를 조절할 수 있으므로, 띠장 가시설 부재와 토류판(20)의 접촉을 방지할 수 있고, 따라서 띠장 가시설 부재의 시공이 용이하다(도 7 참조).

도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 평면 토류판(20)의 양끝단에는 상기 토류판요입부(14)와의 결합을 위한 가이드(21)가 형성될 수 있다. 상기 가이드(21)는 새로운 강판을 토류판(20)의 양 끝단에 결합하여 사용할 수도 있다. 상기 가이드(21)는 토류판요입부(14)에 삽입되는 토류판(20)을 지지하기 위한 것으로, 토류판(20)의 설치 위치를 조정할 수 있으므로 띠장 가시설 부재와 토류판(20)의 접촉을 방지할 수 있고, 따라서 띠장 가시설 부재의 시공이 용이하다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 토류판(20)의 양끝단에는 밀착되어 삽입되고 상기 토류판요입부에 거치되는 차수캡(40)이 부착될 수 있다. 또한, 상기 차수캡(40)은 내부에 실링재(41)를 함유할 수 있다. 본 발명의 흙막이용 토류벽은 차수캡(40)을 사용하여 차수효과를 기대할 수 있다. 특히, 내부에 실링재(41)를 함유하는 차수캡(40)을 사용하는 경우에는 설치시 또는 토압의 작용에 의해서 토류판(20)에 힘이 가해지는 경우에는 차수캡(40) 내부의 실링재(41)가 누출되어 토류판(20)의 일부를 감싸게 되면서 말뚝(10)과의 밀착도를 높이게 되어 차수 효과를 극대화시킬 수 있다(도 10 참조). 이러한 실링재(41)로는 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니지만, 실리콘재질의 실링재 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 흙막이용 토류벽을 사용하여 시공할 수 있는데, 그 구체적인 방법은 다음과 같다.

먼저, 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 구멍을 뚫어 양단에 토류판요입부가 구비되는 말뚝을 삽입하여 배치한다.

상기 구멍은 일반적으로 사용되는 토공장비를 사용할 수 있으며, 해머 등을 사용하여 말뚝을 삽입할 수 있다. 토류판이 지지될 수 있도록 각각의 말뚝의 토류판요입부가 서로 마주보도록 말뚝을 삽입하여 배치한다.

이후에, 토압면 또는 배면에 수직보강재가 결합된 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판을 준비하고, 상기 배치된 말뚝들 사이에 평면 토류판을 위치시켜, 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되도록 설치한다.

수직보강재가 결합된 평면 토류판을 미리 준비하고, 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되도록 설치하여 흙막이용 토류벽을 시공한다. 수직보강재가 형성된 평면 토류판을 사용하는 흙막이용 토류벽인 본 발명은, 수직보강재를 사용하여 토류판의 단면 2차 모멘트를 증가시켜 토류판 압입 시의 수직하중, 터파기 시의 토압에 의한 수평하중에 대한 구조경 안정성이 증대할 수 있다. 따라서, 말뚝의 간격개선 및 토류판의 두께개선에 의한 경제성 확보, 토류판 압입 효율개선, 철거 효율개선에 의한 시공성 확보의 효과를 기대할 수 있다. 그리고, 본 발명은 스토퍼와 가이드를 도입하여 띠장 가시설 부재의 시공이 용이하다.

또 다른 본 발명의 흙막이용 토류벽 시공방법에 대한 구체적인 방법은 다음과 같다.

먼저, 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 구멍을 뚫어 양단에 토류판요입부가 구비되는 말뚝을 삽입하여 배치한다.

이후에, 토압면 또는 배면에 수직보강재가 결합된 평면 토류판을 준비하여, 상기 토류판의 양끝단에 차수캡이 밀착되도록 부착한다.

상기 차수캡은 일정한 연성을 가지는 재질(예를 들면, 고무)로 이루어진 토류판의 끝단을 감쌀 수 있는 형태를 가지는 캡으로, 선택적으로 그 내부에 실링재를 함유할 수 있다.

마지막으로, 상기 배치된 말뚝들 사이에 상기 차수캡이 부착된 평면 토류판을 위치시켜, 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되어 지지되도록 설치하여 흙막이용 토류벽을 시공한다. 또한, 본 발명은 차수캡을 사용하여 차수효과를 기대할 수 있으며, 차수캡의 적용방법이 간단하여 시공성이 우수하다.

10: 말뚝 11: 상부 플렌지
12: 하부 플렌지 13: 웹
14: 토류판요입부 15: 스토퍼
20: 토류판 21: 가이드
30: 수직보강재 40: 차수캡
41: 실링재

Claims (7)

1. 양 측면에 홈형상의 토류판요입부를 형성하고, 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 배치되는 말뚝;
   인접하게 배치된 상기 2개의 말뚝 사이에 위치하고, 양끝단이 인접하는 각각의 상기 토류판요입부에 삽입되어, 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판; 및
   상기 토압면 또는 상기 평면 토류판의 배면에 결합되는 수직보강재;를 구비하는 흙막이용 토류벽.
2. 제1항에 있어서,
   상기 토류판요부입부는 내측에 홈형상의 스토퍼를 더 형성하고, 상기 스토퍼가 상기 평면 토류판의 끝단을 삽입 거치시키는 것을 특징으로 하는 흙막이용 토류벽.
3. 제1항에 있어서,
   상기 평면 토류판은 양끝단에 판형상의 가이드를 더 형성하여, 상기 가이드가 상기 토류판요입부에 삽입 거치되는 것을 특징으로 하는 흙막이용 토류벽.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평면 토류판은 양끝단에는 밀착되어 삽입되는 차수캡을 더 구비하고, 상기 차수캡이 상기 토류판요입부에 거치되는 것을 특징으로 하는 흙막이용 토류벽.
5. 제4항에 있어서,
   상기 차수캡은 내부에 실링재를 함유하는 것을 특징으로 하는 흙막이용 토류벽.
6. 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 구멍을 뚫어 양단에 토류판요입부가 구비되는 말뚝을 삽입하여 배치하는 단계; 및
   토압면 또는 배면에 수직보강재가 결합된 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판을 준비하고, 상기 배치된 말뚝들 사이에 평면 토류판을 위치시켜, 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되어 지지되도록 설치하는 단계;를 포함하는 흙막이용 토류벽의 시공방법.
7. 기초지반 상에 미리 결정된 간격을 유지하며 구멍을 뚫어 양단에 토류판요입부가 구비되는 말뚝을 삽입하여 배치하는 단계;
   토압면 또는 배면에 수직보강재가 평활면으로 형성되는 토압면을 통해 토압을 인가받는 평면 토류판을 준비하여, 상기 평면 토류판의 양끝단에 차수캡이 밀착되도록 부착하는 단계; 및
   상기 배치된 말뚝들 사이에 상기 차수캡이 부착된 평면 토류판을 위치시켜, 양끝단이 각각의 상기 말뚝의 토류판요입부에 삽입되어 지지되도록 설치하는 단계;를 포함하는 흙막이용 토류벽의 시공방법.

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