KR20140015980A - 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에 관한 것으로, 내부 가시설을 지반의 상부에 설치하는 가시설 설치 공정 후 복수의 지지 파일을 지반에 삽입하고, 지지 파일 사이로 아치형 패널체를 삽입하여 흙막이 벽체를 형성하고, 굴착 시공 범위를 굴착하는 것으로, 흙막이 벽체를 지지하는 가시설 설치를 시공 초기에 할 수 있고, 한 번의 가시설 설치 작업을 통해 시공 과정을 단순화하고, 시공 기간을 단축시키고, 시공 비용을 절감한다.

Description

아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법{Method for constructing earth retaining wall using Arch Pannel}

본 발명은 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 굴착 공간으로 작용하는 배면 토압을 아치형 흙막이 패널로 견고하게 지지하는 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 토목공사 또는 건축공사에서 지하 구조물을 건설하기 위해서는 지반을 굴착하여 지하공간을 활용하고 있으며, 지반 굴착 전 지반의 굴착면에는 건설 공사 중 발생되는 토압에 의해 지반이 붕괴되지 않도록 가설 흙막이 구조체를 시공하고 있다.

상기 가설 흙막이 구조체는 굴착면에 작용하는 토압의 크기, 현장 여건, 시공되는 구조물의 종류, 시공 공법 등에 따라 다양한 공법으로 시공되며, 이러한 가설 흙막이 구조체의 시공 공법으로는 시트 파일(Sheet Pile) 공법, RSW공법, RPRW공법, PSS공법, SGP공법, 2열 H-파일을 이용한 흙막이 공법, CSR공법, e-PHC공법, 등이 있다.

시트 파일 공법은 널말뚝의 이음부를 물리게 하여 진동해머, 워터 제트(WATER JET) 등을 이용하여 지중에 타입함으로써 연속벽을 형성하는 공법으로, 경질지반에서는 타입이 어려움이 있고, 연약지반에서 배면의 지반침하 우려되며, 지하매설물이 있을시 시공이 지연되고, 깊은 굴착이 곤란하고, 구간이 절단되는 경우 수압이나 토압에 취약하며, 타입 시 소음이 큰 문제점이 있다.

상기 RSW공법은 H-Pile을 천공 또는 직항타로 근입하고, H-Pile 사이에 절곡한 강판을 바이브로해머로 근입시켜 벽체를 조성한 후 굴착하면서 버팀보를 설치하는 흙막이 벽체 공법으로, 강판 1면 지지이므로 굴착 후 토압으로 인한 벽체의 배부름 현상 발생하며, 벽체의 강성이 작기 때문에 큰 토압이 작용하는 현장에 적용이 어려움이 있고, 시공의 정밀도가 요구되어 시공이 어려운 문제점이 있다.

상기 RPRW공법은 굴착 배면측과 전면측에 소정의 각도로 근입되는 2개의 엄지말뚝이 두부에서 서로 마찰없는 힌지로 연결되어 토압 작용에 저항하는 구조로 된 흙막이 벽체 공법으로, 굴착 후 토압으로 인한 벽체의 배부름 현상 발생하며, 길이 방향으로 고려하였을 경우 토압 지지력이 0에 가까우므로 굴착면 전체가 굴착면 쪽으로 밀려 들어오는 현상 발생되고, 억지말뚝 삽입과 간격재 설치로 인한 시공 효율성저하가 있고, 거동특성에 대한 해석이 다소 난해함은 물론 도심지 공사시 경사말뚝에 의한 사유지침범 우려 발생되는 문제점이 있다.

상기 PSS공법은 천공 및 항타를 위한 대형장비를 사용하지 않고 자재조립 후 압입시키고 그 내부를 소규모 굴착장비만으로 굴착하므로 소음 및 진동이 발생하지 않는 공법으로, 자체 강성을 키우기 위해 강재량을 많이 사용하여 시공비가 높고, 설치와 굴착이 동시에 이루어지기 때문에 수직도 관리가 중요하여 작업이 난해하며, 차수성이 나쁘고, 특수 버팀대가 필요하여 시공비가 증대되는 문제점이 있다.

또한, 상기 PSS공법은 하부에 암 노출시 파쇄 후 작업을 해야하며 포스트에 지장물이 있을시 자립이 어렵다.

상기 SGP공법은 가시설 계획면에 등간격(C.T.C 1,280 혹은 1,300)으로 가이드 파일을 근입시킨 후 가이드 파일의 사이에 계획근입장에 알맞은 열연강판을 근입시켜 흙막이 벽체를 터파기에 앞서 완성하는 공법이다.

상기 2열 H-파일을 이용한 흙막이 공법은 흙막이 벽체의 역할을 수행하는 전열말뚝과 억지말뚝 개념으로 흙막이 벽체의 전단파괴를 방지하는 후열 말뚝으로 조합된 흙막이 공법이다.

상기 CSR공법은 흙막이 벽체의 역할을 하는 전열말뚝과, 억지말뚝 개념으로 흙막이 벽체의 전단파괴를 방지하는 후열말뚝으로 조합된 자립식 흙막이 공법이다.

상기 e-PHC공법은 e-PHC(고강도원심력파일) 기성말뚝을 근입하여 토류벽 형성하는 공법이다.

상기 2열 H-파일을 이용한 흙막이 공법, CSR공법은 굴착심도의 제한이 있는 문제점이 있으며, 상기 e-PHC공법은 굴착 시 수직도 정밀 시공이 요구되어 시공 작업이 어려운 문제점이 있으며, 전석층 및 암층에서의 공기 지연으로 시공비가 증대되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 흙막이 벽체를 지지하는 가시설 설치를 시공 초기에 함으로써 흙막이 벽체 시공의 편의성을 향상시키고, 시공 시간을 단축시킴은 물론 시공 비용을 절감할 수 있도록 한 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 설정된 굴착 시공 범위의 굴착선에 맞게 굴착선의 안쪽으로 흙막이 벽체를 지지하는 내부 가시설을 지반의 상부에 설치하는 가시설 설치 공정;

상기 가시설 설치 공정 후 굴착 시공 범위의 굴착선 외측으로 아치형 패널체를 지지하는 지지 파일을 지반에 삽입하는 포스트 파일 삽입 공정;

상기 포스트 파일 삽입 공정으로 삽입된 지지 파일 사이로 아치형 패널체를 삽입하는 아치형 패널체 삽입 공정; 및

상기 아치형 패널체 삽입 공정 후 설정된 굴착 시공 범위를 굴착하는 굴착 공정을 포함한 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법을 제공함으로써 해결된다.

본 발명은 강성이 큰 아치형 패널체를 사용하여 배면 토압을 아칭효과로 안정적으로 지지함으로써 흙막이 벽체를 지지하는 가시설 설치를 시공 초기에 할 수 있고, 한 번의 가시설 설치 작업을 통해 시공 과정을 단순화하는 효과가 있다.

본 발명은 소요 부재 수가 적게 소요되며, 홈 메우기가 필요 없어 시공 공정이 간소화됨은 물론 공사 기간이 단축되어 빠른 시공이 가능하고 시공비가 적게 소요되는 효과가 있다.

본 발명은 벽체 강성이 크기 때문에 벽체 중간에 내부 가시설을 설치하는 타 공법에 비하여 최상단에 내부 가시설 설치가 가능하고, 내부 가시설을 지반 상부에 먼저 설치함으로써 정확한 위치에 시공이 가능하여 정밀 시공이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법을 도시한 개략도
도 2는 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 가시설 설치 공정을 도시한 평면도
도 3은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 포스트 파일 삽입 공정을 도시한 평면도
도 4 내지 도 5은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에 사용되는 H파일을 도시한 도면
도 6은 본 발명의 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 띠장 고정 공정을 도시한 도시한 도면
도 7은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 사용되는 아치형 패널체를 도시한 사시도
도 8은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 아치형 패널체 삽입 공정을 도시한 평면도
도 9 내지 도 10은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 진출입로 설치 공정을 도시한 도면
도 11은 본 발명의 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법에서 사용되는 코너 연결 벽체의 일 예를 도시한 사시도
도 12는 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법으로 시공된 가설 흙막이의 일 예를 도시한 평면도
도 13은 도 12의 A부 확대도
도 14은 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법으로 시공된 가설 흙막이의 다른 예를 도시한 평면도
도 15는 도 14의 B부 확대도
도 16은 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법으로 시공된 가설 흙막이의 또 다른 예를 도시한 평면도
도 17은 도 16의 C부 확대도
도 18은 굴착된 부분에 기초가 시공된 예를 도시한 도면
도 19는 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법으로 아치형 가설 흙막이를 개방형으로 시공한 도면

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법은 설정된 굴착 시공 범위의 굴착선에 맞게 굴착선의 안쪽으로 내부 가시설(110)을 지반의 상부에 설치하는 가시설 설치 공정(100), 상기 가시설 설치 공정(100) 후 굴착 시공 범위의 굴착선 외측으로 아치형 패널체(10)를 지지하는 지지 파일(20)을 지반에 삽입하는 포스트 파일 삽입 공정(200), 상기 포스트 파일 삽입 공정(200)으로 삽입된 지지 파일(20) 사이로 아치형 패널체(10)를 삽입하는 아치형 패널체 삽입 공정(300) 및 상기 아치형 패널체 삽입 공정(300) 후 설정된 굴착 시공 범위를 굴착하는 굴착 공정(400)을 포함한다. 상기 내부 가시설(110)은 흙막이 벽체의 면을 지지하는 띠장부재(101); 및 흙막이벽체의 일 면을 지지하는 띠장부재(101)와 흙막이 벽체의 다른 면을 지지하는 띠장부재(101)를 연결하는 버팀대부재(102)를 포함한다.

상기 가시설 설치 공정(100)은 흙막이 벽체가 시공되는 터파기 기준선(100a)과 굴착선(100b)을 지반에 표시하는 선 표시 과정;

상기 선 표시 과정을 통해 표시된 굴착선(100b)의 안쪽으로 굴착선(100b)에 맞게 흙막이 벽체를 지지하는 띠장부재(101)를 지반 상에 설치하는 띠장 설치 과정; 및

흙막이벽체의 일 면을 지지하는 띠장부재(101)와 흙막이 벽체의 다른 면을 지지하는 띠장부재(101)를 연결하도록 버팀대부재(102)를 설치하는 버팀대 설치 과정을 포함한다.

상기 띠장부재(101)는 H빔을 사용하는 것을 일 예로 하며, 도 2는 4개의 면을 가지는 폐합형 흙막이 벽체를 시공하는 예로, 각 면에 띠장부재(101)를 설치하고, 서로 90도로 배치되는 두 개의 띠장부재(101)에 각각 버팀대부재(102)의 양 단부를 연결한 것이다. 다른 예로, 도 19와 같이 관로(3) 매설을 위해 통로가 형성된 관로형과 같은 개방형 시공 시에 서로 마주보는 흙막이 벽체를 지지하는 띠장부재(101)에 각각 버팀대부재(102)의 양 단부를 연결하여 가시설 설치 공정(100)이 이루어진다.

도 3을 참고하면, 상기 포스트 파일 삽입 공정(200)은 굴착 시공 범위의 굴착선 외측으로 지지 파일(20)의 삽입을 가이드하는 가이드 빔체(201)를 상기 띠장부재(101)에 장착하는 가이드 빔 설치 과정(210);

지지 파일(20)을 세워 상기 가이드 빔체(201)를 통과시켜 지반에 삽입하는 포스트 파일 삽입 과정(220)을 포함한다.

상기 가이드 빔체(201)는 상기 지지 파일(20)이 관통되며 내측면이 상기 지지 파일(20)을 지지하여 상기 지지 파일(20)의 삽입을 가이드 하는 가이드 브라켓트부(201a); 및

상기 가이드 브라켓트부(201a)가 이격되게 장착되는 브라켓트 지지 빔(201b)을 포함한다.

상기 지지 파일(20)은 H파일(21)을 사용하는 것을 일 예로 하며, 상기 가이드 브라켓트부(201a)는 상기 H파일(21)이 세워져 내부로 삽입될 때 상기 H파일(21)의 플랜지부 양 측 단부를 지지하도록 형성된다. 상기 가이드 빔체(201)는 상기 띠장부재(101)에 장착되어 고정된다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 지지 파일(20)은 지반에 세워져 삽입되는 H파일(21)과;

상기 H파일(21)의 복부에 장착되며 상기 H파일(21)의 플랜지부와 이격되어 상기 플랜지부와 사이로 상기 아치형 패널체(10)의 일 측 단부가 끼워지는 벽체 끼움부재(22)를 더 포함한다.

상기 벽체 끼움부재(22)는 L자형 형강을 일 예로 하여 상기 H파일(21)의 복부의 양 측면에 각각 장착되어 상기 H파일(21)의 플랜지부(20b)와 이격된 간격을 형성한다. 상기 벽체 끼움부재는 상부에 상부로 갈수록 상기 플랜지부(20b)와의 간격이 벌어지게 기울어진 끼움 가이드부(22a)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 끼움 가이드부(22a)는 상부 측으로 갈수록 상기 플랜지부(20b)와의 간격이 벌어지게 기울어져 상기 아치형 패널체(10)의 일 측 단부가 원활하게 삽입될 수 있는 충분한 진입 공간을 확보한다. 즉, 항타기를 사용하여 상기 아치형 패널체(10)를 지반에 삽입될 때 상기 아치형 패널체(10)의 일 측 단부가 상기 벽체 끼움부재(22)와 상기 플랜지부(20b) 사이로 원활하게 끼워질 수 있는 것이다.

도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법은 상기 띠장부재(101)를 상기 지지 파일(20)에 연결하여 고정시키는 띠장 고정 공정을 포함한다. 상기 띠장 고정 공정은 상기 지지 파일(20)에 형성된 제 1 체인 고정 구멍과, 상기 띠장부재(101)에 형성된 제 2 체인 고정 구멍(51)에 체인부재(103)의 양 단부를 연결하는 것을 일 예로 한다. 상기 띠장 고정 공정은 상기 포스트 파일 삽입 공정(200) 후 또는 상기 아치형 패널체 삽입 공정(300) 후에 이루어질 수 있다. 즉, 상기 띠장 공정은 상기 포스트 파일 삽입 공정(200)과 상기 굴착 공정(400) 사이에서 이루어진다.

상기 체인부재(103)의 양 단부 중 한 단부에는 상기 제 1 체인 고정 구멍(20c) 또는 상기 제 2 체인 고정 구멍(51)에 걸어 고정되는 고리를 구비하고, 다른 한 단부는 상기 제 1 체인 고정 구멍(20c) 또는 상기 제 2 체인 고정 구멍(51)을 통과시켜 걸어 고정할 수도 있다.

또는 상기 체인부재(103)는 양 단부에 상기 제 1 체인 고정 구멍(20c)와 상기 제 2 체인 고정 구멍(51)에 각각 걸어 고정되는 고리를 구비하여 두 개의 고리를 각각 상기 제 1 체인 고정 구멍(20c)과 상기 제 2 체인 고정 구멍(51)에 걸어 장착될 수도 있다. 상기 띠장 고정 공정은 체인부재(103)를 통해 간단하고 견고하게 상기 띠장부재(101)를 고정시킬 수 있고, 해체 작업도 용이하게 할 수 있는 것이다.

도 7을 참고하면, 상기 아치형 패널체(10)는 아치형으로 휘어진 아치형 패널부재(11)와, 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측 단부가 고정되는 평면 패널부재(12)를 포함한다.

상기 아치형 패널부재(11)는 금속 판재를 굽혀서 아치형상으로 휘어지도록 하여 제조된다. 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측 단부는 평면 패널부재(12)의 일면에 용접되어 고정되는 것을 일 예로 한다.

상기 평면 패널부재(12)는 상기 아치형 패널부재(11)의 폭보다 넓은 폭을 가지며 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측 단부로 돌출되는 패널 지지부(10b)를 가진다.

상기 평면 패널부재(12)는 세워진 형태로 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측 단부가 고정되면서 상기 아치형 패널부재(11)의 휘어진 안쪽 면을 커버하여 상, 하부 방향으로 관통된 아치형 패널체(10)를 형성한다. 여기서, 아치형 패널체(10)의 상, 하부 방향은 아치형 패널체(10)가 지반에 타입되는 방향에서, 상, 하부를 말한다.

상기 패널 지지부(10b)는 상기 평면 패널부재(12)의 양 측에 형성될 수도 있고, 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측단부를 절곡해서 형성할 수도 있다.

상기 평면 패널부재(12)는 상기 아치형 패널부재(11)의 폭보다 넓은 폭을 가지고, 상기 아치형 패널부재(11)의 양 단부는 상기 평면 패널부재(12)의 양 단부에 상기 패널 지지부(10b)가 형성되도록 상기 평면 패널부재(12)에 용접 고정되는 것을 일 예로 한다.

상기 평면 패널부재(12)는 양 측 하단부 모서리 부분에 테이퍼부(12a)가 형성되어 지반에 더 원활하게 타입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 아치형 패널체(10)는 지반에 세워져 이격되게 삽입되는 복수의 H파일(21)의 사이에 삽입되어 상기 패널 지지부(10b)가 H파일(21)에 지지된다. 더 상세하게는 상기 아치형 패널체(10)는 지반에 세워져 삽입되면 상기 패널 지지부(10b)가 H파일(21)의 플랜지부에 지지되고, 상기 패널 지지부(10b)는 상기 H파일(21)의 플랜지부에 지지되어 차수효과를 가진다.

상기 평면 패널부재(12)는 상기 아치형 패널부재(11)의 지점 역할을 하여 변형 및 휨을 방지하고, 아치형 패널체(10) 삽입 시 H파일(21)과의 슬라이딩 마찰을 잡아주며, H파일(21) 사이에서 상기 아치형 패널부재(11)의 개방된 전면을 커버하여 거푸집으로도 사용가능하다.

본 발명에 따른 상기 아치형 패널체(10)는 상기 아치형 패널부재(11)의 상부에 구비되는 파지 보강부재(13)를 더 포함한다.

상기 파지 보강부재(13)는 상기 아치형 패널부재(11)의 상단부에서 상기 아치형 패널부재(11)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 아치형 패널체(10)를 지반에 삽입시키는 항타기의 바이브로 해머가 잡는 부분을 보강하는 것이다.

상기 파지 보강부재(13)는 상기 아치형 패널부재(11)의 외측면 또는 내측면 중 어느 한 측에 장착 고정될 수도 있고, 상기 아치형 패널부재(11)의 외측면 또는 내측면 중 어느 한 측에 일체로 형성될 수 있다.

상기 파지 보강부재(13)는 상기 바이브로 해머가 잡는 부분의 두께를 두껍게 하여 항타기가 상기 아치형 패널체(10)를 세워서 지반에 삽입시킬 때 상기 바이브로 해머가 잡는 부분에서 발생되는 변형을 방지한다.

상기 파지 보강부재(13)는 상기 아치형 패널부재(11)의 세로 방향으로 세워진 변형 방지 돌기부(13a)를 구비한다. 상기 변형 방지 돌기부(13a)는 상기 파지 보강부재(13)의 양 측을 절곡해서 세워 형성되는 것을 일 예로 하며 상기 아치형 패널부재(11)의 세로 방향과 일치되게 세로로 세워져 상기 아치형 패널부재(11)의 휨 변형, 비틀림 변형을 방지한다.

또 상기 아치형 패널부재(11)의 상부에는 기중기와 연결될 수 있게 하는 걸림 구멍(10a)이 형성되며, 상기 걸림 구멍(10a)이 형성된 부분에서 상기 아치형 패널부재(11)의 안쪽면에는 상기 걸림 구멍(10a)과 연통되는 연통 구멍이 형성된 구멍 보강 패널(14)이 장착되는 것이 바람직하다.

상기 아치형 패널체(10)는 상기 걸림 구멍(10a)에 고리 또는 샤클 등과 같은 연결구를 걸거나 결합시켜 기중기와 연결되고, 기중기에 의해 상단부가 들어 올려지면서 세워진 후 상기 항타기의 바이브로 해머에 파지되어 지반에 삽입된다.

상기 아치형 패널체(10)의 상부는 상기 아치형 패널체(10)가 세워져 지반에 삽입될 때 상부이며, 상기 아치형 패널체(10)의 하부는 상기 아치형 패널체(10)가 세워져 지반에 삽입될 때 하부이고 지반과 일차적으로 접촉되어 삽입되는 부분이다.

상기 아치형 패널부재(11)의 하부에는 전면 또는 후면에 상기 아치형 패널부재(11)의 하단부의 강성을 보강하는 하부 보강부재(11a)가 장착되는 것이 바람직하다.

상기 하부 보강부재(11a)는 상기 아치형 패널부재(11)의 하부 강성을 보강하여 지반에 삽입될 때 상기 아치형 패널부재(11)의 변형을 방지하고, 상기 아치형 패널부재(11)가 원활하게 지반에 삽입될 수 있도록 한다.

상기 하부 보강부재(11a)는 복수의 보강판인 것을 일 예로 하며, 복수의 상기 보강판을 상기 아치형 패널부재(11)의 전면 또는 후면에 용접으로 장착시키는 것을 일 예로 한다. 또, 상기 하부 보강부재(11a)는 상기 아치형 패널부재(11)의 하단부에는 안쪽면 둘레로 장착되는 돌출 띠(미도시)인 것을 다른 예로 한다. 상기 돌출 띠는 상기 아치형 패널부재(11)의 안쪽면 둘레로 장착되는 철근을 포함하는 것을 일 예로 한다. 상기 돌출 띠는 상기 아치형 패널체(10)가 지반에 삽입될 때 지반이 상기 아치형 패널부재(11)의 안쪽면에 직접 접촉되는 것을 방지하여 아치형 벽체(10)가 지반에 원활하게 삽입될 수 있도록 한다.

또, 상기 아치형 패널체(10)의 상부에는 상기 아치형 패널부재(11)와 상기 평면 패널부재(12) 사이에서 가로로 장착되어 상기 아치형 패널부재(11) 및 상기 평면 패널부재(12)의 강성을 보강하는 가로 보강판부재(15)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 가로 보강판부재(15)는 상기 아치형 패널부재(11)의 안쪽면과 상기 아치형 패널부재(11)와 마주보는 상기 평면 패널부재(12)의 안쪽면에 고정되어 상기 아치형 패널체(10)의 전체 강성을 증대시킨다.

또 상기 가로 보강판부재(15)에는 근입 보조 구멍(16)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 근입 보조 구멍(16)은 상기 아치용 패널체(10)의 강성을 보강하는 보강 삽입 패널체(30)가 통과되는 것이다. 상기 보강 삽입 패널체(30)는 상기 아치형 패널체(10)의 내부에 세워져 지반에 삽입되어 아치형 패널체(10)의 강성을 보강한다. 본 발명에 따른 아치형 가설 흙막이 구조체는 상기 아치형 패널체(10)의 내부에서 상기 가로 보강판부재(15)는, 일 측이 상기 아치형 패널부재(11)의 내측면에 밀착되는 원호면을 가지고, 타 측이 상기 평면 패널부재(12)와 평행한 지지면으로 형성된 중앙 가로 보강판부(15a); 및

일 측이 상기 아치형 패널부재(11)의 내측면에 밀착되는 원호면를 가지고, 타 측이 상기 평면 패널부재(12)에 밀착되는 평면을 가지며 상기 중앙 가로 보강판부(15a)의 양 단부 측에 각각 배치되며 사이로 상기 보강 삽입 패널체(30)가 삽입되는 측면 가로 보강판부(15b)를 포함한다. 상기 보강 삽입 패널체(30)는 상기 중앙 가로 보강판부(15a)의 타측에 지지되는 베이스 패널부(32)와;

상기 베이스 패널부(32)의 양 측에서 절곡 형성되어 상기 측면 가로 보강판부(15b)의 내측면에 지지되는 측면 패널부(31)를 포함한다.

상기 보강 삽입 패널체(30)는 상기 베이스 패널부(32)의 상부에 구비되어 상기 베이스 패널부(32)의 상부를 보강하는 삽입 보강부(33)를 더 포함한다.

상기 삽입 보강부(33)는 상기 베이스 패널부(32)의 상부에서 상기 아치형 패널부재(11)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 보강 삽입 패널체(30)를 지반에 삽입시키는 항타기의 바이브로 해머가 잡는 부분을 보강하는 것이다.

상기 삽입 보강부(33)는 상기 베이스 패널부(32)의 외측면 또는 내측면 중 어느 한 측에 장착 고정될 수도 있고, 상기 베이스 패널부(32)의 외측면 또는 내측면 중 어느 한 측에 일체로 형성될 수 있다.

상기 삽입 보강부(33)는 상기 바이브로 해머가 잡는 부분의 두께를 두껍게 하여 항타기가 상기 보강 삽입 패널체(30)를 세워서 지반에 삽입시킬 때 상기 바이브로 해머가 잡는 부분에서 발생되는 변형을 방지한다.

상기 삽입 보강부(33)는 양 측에 상기 베이스 패널부(32)의 세로 방향으로 세워진 보강 지지부(33a)를 구비한다. 상기 보강 지지부(33a)는 상기 삽입 보강부(33)의 양 측을 절곡해서 세워 형성되는 것을 일 예로 하며 상기 베이스 패널부(32)의 세로 방향과 일치되게 세로로 세워져 상기 베이스 패널부(32)의 휨 변형, 비틀림 변형을 방지한다.

상기 보강 삽입 패널체(30)는 상기 베이스 패널부(32)의 양단부가 절곡되어 ㄷ자 형상을 가지며 절곡된 양 측인 상기 측면 패널부(31)가 상기 측면 가로 보강판부(15b)의 내측면에 지지되고, 상기 베이스 패널부(32)의 전면 또는 후면은 상기 중앙 가로 보강판부(15a)의 지지면에 지지되어 상기 근입 보조 구멍(16)을 통해 지반에 삽입된다.

상기 베이스 패널부(32)의 후면은 상기 측면 패널부(31)의 사이에 위치된 면이고, 상기 베이스 패널부(32)의 전면은 상기 후면의 반대측 면을 말한다.

상기 근입 보조 구멍(16)은 상기 아치형 패널체(10)를 지반에 삽입시킬 때 강성을 보강하는 지반에 삽입되는 상기 보강 삽입 패널체(30)를 통과시킬 수 있는 공간을 확보함으로써 상기 보강 삽입 패널체(30)를 필요에 따라 사용이 가능하게 한다.

상기 아치형 패널체 삽입 공정(300)은 아치형으로 휘어진 아치형 패널부재(11)와 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측 단부가 고정되는 평면 패널부재(12)를 포함한 복수의 아치형 패널체(10)를 지반에 삽입하여 흙막이 벽체의 각 면을 형성하는 제 1 패널체 삽입 과정; 및

상기 아치형 패널체(10)의 아치형 패널부재(11)와 상기 평면 패널부재(12)의 사이로 절곡된 양 단부가 평면 패널부재(12)에 지지되는 보강 삽입 패널체를 삽입하는 제 2 패널체 삽입 과정을 포함한다. 상기 보강 삽입 패널체는 상기한 바와 같이 상기 가로 보강판부재의 근입 보조 구멍을 통해 지반으로 삽입되어 상기 아치형 패널체(10)의 강성을 보강한다.

한편, 도 9 내지 도 10를 참고하면, 본 발명에 따른 아치형 패널체(10)를 이용한 흙막이 시공 방법은 상기 가시설 설비가 장착된 내, 외측을 통행하기 위한 통로를 설치하는 진출입로 설치 공정(500)을 더 포함한다. 상기 진출입로 설치 공정(500)은 상기 가시설 설비가 장착된 내, 외측을 작업자 또는 차량이 용이하게 통행하기 위한 통로를 설치하는 것이다. 상기 진출입로 설치 공정(500)은 상기 가시설 설비가 장착된 내, 외측의 지반에 흙을 쌓아 흙받침(501)을 형성하는 받침 형성 과정;

상기 흙받침(501)의 상부로 패널 받침부재(502)를 설치하는 패널 받침 형성 과정;

상기 패널 받침부재(502)의 상부로 복공판부재(503)를 설치하는 복공판 설치 과정;

상기 복공판부재(503)에서 상기 가시설 설비가 장착된 내측의 지반을 제 1 경사부(504)로 연결하는 제 1 경사부 설치 과정; 및

상기 복공판부재(503)에서 상기 가시설 설비가 장착된 외측의 지반을 제 2 경사부(505)로 연결하는 제 2 경사부 설치 과정;을 포함한다.

상기 진출입로 설치 공정(500)은 상기 아치형 패널체 삽입 공정(300)과 상기 굴착 공정(400) 사이에 이루어져 설치된 복공판부재(503)가 상기 아치형 패널체 삽입 공정(300)에 방해가 되지 않도록 하고, 상기 굴착 공정(400)에서 차량과 작업자의 통행을 자유롭게 하여 굴착 작업의 효율성을 향상시키는 것이다.

한편, 도 11 내지 도 13을 참고하면, 상기 아치형 패널체 삽입 공정(300)은 코너용 아치형 패널부재(11)를 지반에 삽입하여 흙막이 벽체의 모서리부를 연결하는 모서리 연결 과정을 더 포함한다. 상기 아치형 코너 패널부재는 아치형의 패널로 폐합형 흙막이 벽체의 시공 시 흙막이 벽체의 모서리부에 삽입되어 흙막이 벽체의 서로 다른 면을 연결한다.

상기 아치형 코너 패널벽체(41)의 상부에는 패널 보강부재(42)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 패널 보강부재(42)는 상기 아치형 코너 패널벽체(41)의 외측면 또는 내측면 중 어느 한 측에 장착 고정될 수도 있고, 아치형 코너 패널벽체(41)의 외측면 또는 내측면 중 어느 한 측에 일체로 형성될 수 있다.

상기 패널 보강부재(42)는 상기 바이브로 해머가 잡는 부분의 두께를 두껍게 하여 항타기가 상기 아치형 코너 패널부재(41)를 세워서 지반에 삽입시킬 때 상기 바이브로 해머가 잡는 부분에서 발생되는 변형을 방지한다.

상기 패널 보강부재(42)는 상기 아치형 코너 패널부재(41)의 세로 방향으로 세워진 변형 방지 돌출부(42a)를 구비한다. 상기 변형 방지 돌출부(42a)는 상기 패널 보강부재(42)의 양 측을 절곡해서 세워 형성되는 것을 일 예로 하며 상기 아치형 코너 패널부재(41)의 세로 방향과 일치되게 세로로 세워져 상기 아치형 코너 패널부재(41)의 휨 변형, 비틀림 변형을 방지한다.

도 14 내지 도 15를 참고하면, 폐합형 흙막이 벽체 시공 시 흙막이 벽체의 서로 다른 면이 상기 아치형 패널체(10)에 의해 연결될 수 있고, 이 경우 흙막이 벽체의 모서리부에 H파일(21)을 삽입하고, 상기 H파일(21)에는 상기 아치형 벽체(10)의 측 단부를 지지하는 벽체 지지 앵글(43)이 장착된다.

상기 벽체 지지 앵글(43)은 상기 아치형 벽체(10)의 패널 지지부(12a)를 지지하는 안착부(43a), 상기 안착부(43a)의 일단부에서 절곡되며 상기 H파일(21)의 플랜지부(20b)에 고정되는 고정부(43b), 상기 안착부(43a)의 다른 단부에서 절곡되며 상기 패널 지지부(12a)의 단부를 걸어 지지하는 스토퍼부(43c)를 포함한다. 상기 벽체 지지 앵글(43)은 ㄱ자형 앵글 두 개를 겹쳐서 겹쳐지는 부분이 안착부(43a)가 되고, 안착부(43a)의 양 단에 서로 다른 방향으로 상기 고정부(43b)와 스토퍼부(43c)가 수직 돌출되게 제조된다.

도 16 내지 도 17을 참고하면, 상기 아치형 패널체 삽입 공정(300)은 일 단부에 절곡된 단턱부(44a)가 형성된 길이 연장용 평면 패널부재(44)를 삽입하여 흙막이 벽체의 모서리부를 연결하는 모서리 연결 과정을 더 포함한다. 상기 연장용 평면 패널부재(44)는 일단부가 절곡되어 ㄱ자 형상을 가진 패널로 폐합형 흙막이 벽체의 시공 시 정방형이 아닌 가설 흙막이 벽체를 시공하는 경우 사용된다.

그리고, 상기 지지 파일(20)인 H파일(21)에는 상기 길이 연장용 평면 패널부재(44)의 단턱부(44a)를 지지하는 벽체 지지 앵글(43)이 장착된다. 상기 벽체 지지 앵글(43)은 상기 아치형 벽체(10)의 패널 지지부(12a)를 지지하는 안착부(43a), 상기 안착부(43a)의 일단부에서 절곡되며 상기 H파일(21)의 플랜지부(20b)에 고정되는 고정부(43b), 상기 안착부(43a)의 다른 단부에서 절곡되며 상기 패널 지지부(12a)의 단부를 걸어 지지하는 스토퍼부(43c)를 포함한다. 상기 벽체 지지 앵글(43)은 일자형 앵글의 양 단부를 서로 다른 방향으로 절곡시켜 형성할 수도 있다.

또, 상기 길이 연장용 평면 패널부재(44)의 상기 단턱부(44a)는 상기 벽체 지지 앵글(43)에 의해 지지되고, 상기 길이 연장용 평면 패널부재(44)의 타 단부는 H파일(21)의 플랜지부(20b)와 상기 벽체 끼움부재(22) 사이에 끼워진다.

상기 길이 연장용 평면 패널부재(44)는 어느 한 면의 길이가 더 긴 형태의 폐합형 가설 흙막이 벽체에서 상기 아치형 벽체(10)로 연결된 면의 길이가 설계된 면의 길이보다 짧은 경우 흙막이 벽체의 모서리부에 세워져 삽입되어 흙막이 벽체의 각 면을 연결하는 것이다.

상기 굴착 공정(400)이 완료된 후에는 지반의 굴착부분에 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집을 설치하고 상기 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 기초 시공 공정이 이루어진다. 도 18을 참고하면, 본 발명에 따른 아치형 패널체(10)를 이용한 흙막이 시공 방법은 아치형 패널체(10)의 평면 패널부재(12)가 거푸집 역할을 하여 별도의 거푸집 설치 없이 지반의 굴착부분에 콘크리트를 타설하여 기초 시공 공정이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 아치형 패널체(10)를 이용한 흙막이 시공 방법은 도 19와 같이 관로(3) 매설을 위해 통로가 형성된 관로형과 같은 개방형 시공에도 사용될 수 있다.

즉, 본 발명으로 시공된 흙막이 벽체는 상기 아치형 패널체(10)를 일 측으로 연결되게 지면에 다수 삽입시켜 제 1 흙막이 벽(1)을 형성하고, 상기 제 1 흙막이 벽(1)과 마주보는 방향에서 상기 아치형 패널체(10)를 일 측으로 연결되게 지면에 다수 삽입시켜 상기 제 1 흙막이 벽(1)과 이격된 제 2 흙막이 벽(2)을 형성함으로써, 흙막이 벽 사이가 양 측으로 개방된다.

두 개의 흙막이 벽(1, 2) 사이가 개방됨으로써, 관로(3)를 상기 제 1, 2 흙막이 벽(1, 2) 사이에 매설할 수 있다.

그리고, 상기한 개방형 시공 시 상기 가시설 설치 공정(100)은 상기에서 설명한 바와 같이 서로 마주보는 흙막이 벽체를 지지하는 띠장부재(101)에 각각 버팀대부재(102)의 양 단부를 연결하여 이루어진다.

본 발명에 의해 시공된 가설 흙막이 벽체는 아치형 패널부재(11) 및 상기 아치형 패널부재(11)의 양 측 단부를 지지하는 지점 역할을 하는 평면 패널부재(12)를 포함한 아치형 패널체(10)를 사용하여 배면 토압을 효과적으로 지지한다.

따라서 지반에 삽입되는 상기 H파일(21)의 삽입 간격을 넓힐 수 있어 동일한 크기의 가설 흙막이 구조체를 시공할 때 평면 토류판을 사용하는 시공 방법에 비해 적은 수의 H파일(21)을 삽입하고도 시공이 가능한 것이다. 또한, 시트 파일 공법에 비해 본 발명인 가설 흙막이 구조체는 강재 사용량 및 지반에 삽입되는 개체수가 획기적으로 적어 시공 비용 및 시공 기간을 크게 줄이는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법은 흙막이 벽체를 지지하는 가시설 설치를 시공 초기에 할 수 있고, 한 번의 가시설 설치 작업을 통해 시공 과정을 단순화하고, 시공 기간의 단축 및 시공 비용을 절감하는 효과가 있다.

또 본 발명에 따른 아치형 패널체를 이용한 흙막이 시공 방법은 아치형 패널체(10)의 평면 패널부재(12)가 거푸집역할을 하여 별도의 거푸집을 설치하지 않고도 지반의 굴착된 부분에 콘크리트를 타설하여 기초 시공이 가능한 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

10 : 아치형 패널체 11 : 아치형 패널부재
12 : 평면 패널부재 20 : 지지 파일
100 : 가시설 설치 공정 101 : 띠징부재
102 : 버팀대부재 103 : 체인부재
200 : 포스트 파일 삽입 공정 300 : 아치형 패널체 삽입 공정
400 : 굴착 공정 500 : 진출입로 설치 공정

Claims (11)

1. 설정된 굴착 시공 범위의 굴착선에 맞게 굴착선의 안쪽으로 흙막이 벽체를 지지하는 내부 가시설을 지반의 상부에 설치하는 가시설 설치 공정;
   상기 가시설 설치 공정 후 굴착 시공 범위의 굴착선 외측으로 아치형 패널체를 지지하는 지지 파일을 지반에 삽입하는 포스트 파일 삽입 공정;
   상기 포스트 파일 삽입 공정으로 삽입된 지지 파일 사이로 아치형 패널체를 삽입하는 아치형 패널체 삽입 공정; 및
   상기 아치형 패널체 삽입 공정 후 설정된 굴착 시공 범위를 굴착하는 굴착 공정을 포함한 아치형 패널체를 이용한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가시설 설치 공정은,
   흙막이 벽체가 시공되는 터파기 기준선과 굴착선을 지반에 표시하는 선 표시 과정;
   상기 선 표시 과정을 통해 표시된 굴착선의 안쪽으로 굴착선에 맞게 흙막이 벽체를 지지하는 띠장부재를 지반 상에 설치하는 띠장 설치 과정; 및
   흙막이벽체의 일 면을 지지하는 띠장부재와 흙막이 벽체의 다른 면을 지지하는 띠장부재를 연결하도록 버팀대부재를 설치하는 버팀대 설치 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 띠장부재를 상기 지지 파일에 연결하여 고정시키는 띠장 고정 공정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 띠장 고정 공정은,
   상기 지지 파일에 형성된 제 1 체인 고정 구멍과, 상기 띠장부재에 형성된 제 2 체인 고정 구멍에 체인부재의 양 단부를 연결하는 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 포스트 파일 삽입 공정은 플랜지부와 이격되게 벽체 끼움부재가 복부에 장착된 H파일을 지반에 삽입하며,
   상기 아치형 패널체 삽입 공정은 아치형 패널체의 측단부를 상기 H파일의 플랜지부와 상기 벽체 끼움부재 사이로 삽입되게 상기 아치형 패널체를 지반에 삽입하는 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 아치형 패널체 삽입 공정에서 상기 아치형 패널체는,
   상기 아치형으로 휘어진 아치형 패널부재; 및
   상기 아치형 패널부재의 양 측 단부가 고정되는 평면 패널부재를 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 아치형 패널체 삽입 공정은,
   상기 아치형 패널체를 지반에 삽입하여 흙막이 벽체의 각 면을 형성하는 제 1 패널체 삽입 과정; 및
   상기 아치형 패널체의 아치형 패널부재와 상기 평면 패널부재의 사이로 절곡된 양 단부가 평면 패널부재에 지지되는 보강 삽입 패널체를 삽입하는 제 2 패널체 삽입 과정을 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 아치형 패널체 삽입 공정은,
   아치형 패널체를 지반에 삽입하여 흙막이 벽체의 각 면을 형성하는 제 1 패널체 삽입 과정; 및
   코너용 아치형 패널부재를 지반에 삽입하여 흙막이 벽체의 모서리부를 연결하는 모서리 연결 과정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 아치형 패널체 삽입 공정은,
   복수의 상기 아치형 패널체를 지반에 삽입하여 흙막이 벽체의 각 면을 형성하는 제 1 패널체 삽입 과정; 및
   일 단부에 절곡된 단턱부가 형성된 길이 연장용 평면 패널부재를 삽입하여 흙막이 벽체의 모서리부를 연결하는 모서리 연결 과정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시설 설비가 장착된 내, 외측을 통행하기 위한 통로를 설치하는 진출입로 설치 공정을 더 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 진출입로 설치 공정은,
    상기 가시설 설비가 장착된 내, 외측의 지반에 흙을 쌓아 흙받침을 형성하는 받침 형성 과정;
    상기 흙받침의 상부로 패널 받침부재를 설치하는 패널 받침 형성 과정;
    상기 패널 받침부재의 상부로 복공판부재를 설치하는 복공판 설치 과정;
    상기 복공판에서 상기 가시설 설비가 장착된 내측의 지반을 제 1 경사부로 연결하는 제 1 경사부 설치 과정; 및
    상기 복공판에서 상기 가시설 설비가 장착된 외측의 지반을 제 2 경사부로 연결하는 제 2 경사부 설치 과정;을 포함한 것을 특징으로 하는 흙막이 시공 방법.

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