KR20150060081A - 흙막이 가시설용 띠장 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 가시설용 띠장 구조체에 관한 것으로, 굴착된 지반 내측에 설치되는 띠장(20)과, 상기 띠장(20)에 일정한 간격으로 돌출되게 설치되는 편심보(30)와, 상기 편심보(30)의 외측에 설치되는 강선(50)과, 상기 띠장(20)에 설치되며 상기 강선(50)에 긴장력을 가하여 상기 띠장(20)이 굴착으로 인한 지반의 토압을 지지하도록 하는 정착수단(60)과, 상기 편심보(30)의 측면에 고정 설치되어 상기 강선(50)의 긴장력에 의한 상기 편심보(30)의 전도를 방지하는 사보강재(40)를 포함한다.
본 발명은 사보강재에 의해 단부 편심보의 전도가 방지될 뿐 아니라, 사보강재가 띠장의 휨 저항력을 증가시켜 주변의 편심보를 대체하므로 편심보의 설치수를 줄이더라도 띠장이 지반의 토압을 안정적으로 지지할 수 있는 이점이 있다.

Description

흙막이 가시설용 띠장 구조체{WALING STRUCTURE FOR INNOVATIVE PRESTRESSED SCAFFOLDING}

본 발명은 흙막이 가시설용 띠장 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단부 편심보의 전도를 방지할 수 있어 흙막이 가시설 공사의 안정성을 확보할 수 있는 흙막이 가시설용 띠장 구조체에 관한 것이다.

흙막이 가시설은 지하구조물을 건설하기 위한 지반 굴착시 지반의 붕괴를 막기 위하여 굴착된 지반을 지지하는 임시구조물이다. 흙막이 가시설은 지하철, 관로 및 대형 지하구조물의 건설을 위한 굴착 시공 등에 많이 이용되며 대형 빌딩구조물의 건설을 위한 굴착 시공과정에도 활용되고 있다.

흙막이 가시설 공법에는 일반 강재를 이용한 H 파일 공법, 앵커를 이용한 공법, 굴착지반을 지지한 버팀보에 직접 축력을 가하는 선행하중 공법, 띠장에 프리스트레스를 가하는 공법, 트러스 형태의 띠장을 활용하는 공법 등이 있다.

이 중 띠장에 프리스트레스를 가하는 공법(IPS 공법)은 도 1에 도시된 바와 같이, 띠장(11), 편심보(12,13,14,15,16,17,18)와 강선(19)으로 구성된 흙막이 가시설을 흙막이 벽체에 거치하고 강선(19)에 긴장력을 가하여 띠장(11)이 굴착으로 인한 토압을 지지하도록 하는 방법이다.

IPS 공법의 특징은 굴착된 지반에 가해지는 프리스트레스를 통하여 버팀보(미도시)의 간격을 기존의 수배에서 십여배까지 늘릴 수 있으며 버팀보의 설치수를 대폭 줄임으로써 보다 넓은 작업공간을 제공하는 효율적이고 안정적인 방법이다.

그러나, 종래의 IPS 공법은 도 2에 도시된 바와 같이, 단부 편심보(12)에서 강선(19)이 띠장(11)과 이루는 각도가 크기 때문에 강선(19)의 긴장력(T)이 단부 편심보(12)를 시계방향(P)으로 회전시키려고 한다. 그러나, 강선(19)의 긴장력이 커지면 단부 편심보(12)의 회전력도 커지고 그 한계를 넘어서면 단부 편심보(12)가 회전하면서 전도되어 띠장(11)이 토압을 지지하는 역할을 상실하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 단부 편심보의 전도를 방지할 수 있도록 단부 편심보를 사보강재로 보강하여 흙막이 가시설 공사의 안정성을 확보할 수 있도록 한 흙막이 가시설용 띠장 구조체를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 굴착된 지반 내측에 설치되는 흙막이 벽체의 내측에 설치되는 띠장과, 상기 띠장에 일정한 간격으로 돌출되게 설치되는 편심보와, 상기 편심보의 외측에 설치되는 강선과, 상기 띠장에 설치되며 상기 강선에 긴장력을 가하여 상기 띠장이 굴착으로 인한 지반의 토압을 지지하도록 하는 정착수단과, 상기 편심보의 측면에 고정 설치되어 상기 강선의 긴장력에 의한 상기 편심보의 전도를 방지하는 사보강재를 포함한다.

상기 사보강재는 상기 띠장의 단부에 설치되는 단부 편심보의 측면에 경사지게 설치된다.

상기 사보강재는 상기 단부 편심보의 일측면 또는 양측면에 설치된다.

상기 사보강재가 상기 단부 편심보의 일측면에 설치되는 경우, 상기 사보강재는 상기 단부 편심보에서 인접한 편심보로 연장되는 강선이 위치된 방향으로 위치되게 상기 단부 편심보(31)의 일측면에 설치된다.

상기 사보강재가 상기 단부 편심보의 양측면에 설치되는 경우, 상기 사보강재가 상기 단부 편심보와 인접한 편심보를 대체한다.

상기 사보강재는 상기 단부 편심보에서 상기 정착수단으로 연장되는 강선이 상기 띠장과 이루는 각도(α)과 상기 단부 편심보에서 인접한 편심보로 연장되는 강선이 상기 띠장과 이루는 각도(β)의 중간값(γ)을 가지도록 상기 단부 편심보에 경사지게 설치된다.

본 발명은 단부 편심보의 일측면 또는 양측면에 사보강재를 설치하므로 강선의 긴장력에 의한 단부 편심보의 회전이 방지되어 단부 편심보의 전도를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 단부 편심보의 양측면에 사보강재를 설치하여 사보강재가 띠장의 휨 저항력을 증가시키도록 한다. 이 경우, 사보강재가 주변의 편심보를 대체하므로 편심보의 설치수를 줄이더라도 띠장이 지반의 토압을 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 흙막이 가시설 공사의 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 종래의 흙막이 가시설용 띠장 구조체를 보인 도면.
도 2는 도 1에서 단부 편심보 부분을 확대하여 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 흙막이 가시설용 띠장 구조체를 보인 일 실시예의 도면.
도 4는 도 3에서 단부 편심보 부분을 확대하여 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 흙막이 가시설용 띠장 구조체를 보인 다른 실시예의 도면.
도 6은 도 5에서 단부 편심보 부분을 확대하여 보인 도면.
도 7은 도 5가 적용된 흙막이 가시설 공사를 개략적으로 보인 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 흙막이 가시설용 띠장 구조체는, 도 3에 도시된 바와 같이, 굴착된 지반 내측에 설치되는 흙막이 벽체(10)의 내측에 설치되는 띠장(20)에 일정간격으로 돌출되게 편심보(30)를 설치하고 이 편심보(30)의 외측에 강선(50)을 설치한 후, 강선(50)에 긴장력을 가하여 띠장(20)이 굴착으로 인한 지반의 토압을 지지하도록 한다.

흙막이 가시설 공사는 직사각형 평면구조를 갖도록 지반을 굴착한 후 굴착된 부위의 내벽에 흙막이 벽체(10)가 시공되며, 이 흙막이 벽체(10)의 내측에 띠장(20)이 설치된다.(도 7 참조)

띠장(20)에는 일정한 간격으로 돌출되게 편심보(30)가 설치되며, 편심보(30)의 상단을 강선(50)이 지나가게 한 후 강선(50)에 긴장력을 증가시켜 줌으로써 띠장(20)이 지반의 토압을 지지하도록 한다.

편심보(30)는 띠장(20)에 설치되는 강선(50)이 포물선이 되도록 띠장(20)의 중심에서 띠장(20)의 양단으로 갈수록 돌출된 길이가 점차적으로 작아지게 형성된다.

편심보(30)는 띠장(20)에서 변위가 발생 또는 예측되는 지점에서 가장 큰 높이를 갖고 변위가 발생 또는 예측되지 않는 지점으로 갈수록 점점 낮은 높이를 갖도록 돌출된 길이가 조절된다.

편심보(30)가 띠장(20)에서 돌출된 길이는 띠장(20)에 길이가 다른 편심보들(31,32,33,34,35,36,37)을 설치함에 의해 조절된다.

편심보들(31,32,33,34,35,36,37)은 띠장(20)에서 돌출된 길이를 조절하여 강선(50)에 긴장력이 가해졌을 경우 띠장(20)에서 작용하는 압축력을 상쇄할 수 있다. 편심보들(31,32,33,34,35,36,37)은 띠장(20)에 용접되거나 볼트를 사용하여 고정될 수 있다.

띠장(20)과 편심보(30)는 에이치빔(H-beam), 앵글(L형강), 각관(각파이프) 등의 철재나 기타 압축하중을 받을 수 있는 부재를 사용하여 제작된다.

편심보들(31,32,33,34,35,36,37) 중 띠장(20)의 단부에 설치되는 단부 편심보(31)에는 강선(50)의 긴장력에 의한 단부 편심보(31)의 전도를 방지하는 사보강재(40)가 설치된다.

띠장(20)에 설치되는 강선(50)은 길이가 다른 편심보들(31,32,33,34,35,36,37)로 인해 강선(50)이 이루는 각도가 모두 다르고, 단부 편심보(31)에서 강선(50)이 이루는 각도가 가장 크다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 강선(50)의 긴장시 긴장력(T)의 합력이 단부 편심보(31)를 시계방향으로 회전시키려 한다.

도 4에서 단부 편심보(31)를 시계방향으로 회전시키려 하는 회전력(P)은 단부 편심보(31)와 띠장(20)의 용접 또는 볼트 연결로 구속된다. 그러나, 강선(50)의 긴장력이 커지면 회전력(P)도 커지므로 한계를 넘어서면 단부 편심보(31)가 회전하여 전도되고 띠장(20)의 휨 저항력이 상쇄된다. 띠장(20)의 휨 저항력이 상쇄되면 띠장(20)이 띠장(20)의 역할을 상실하게 된다.

여기서, 한계는 단부 편심보(31)와 띠장(20)이 용접 또는 볼트 연결로 구속된 힘보다 강선(50)의 긴장력(T)에 의해 발생되는 회전력(P)이 더 커지는 경우를 의미한다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 단부 편심보(31,37)에 사보강재(40)가 설치된다. 사보강재(40)는 단부 편심보(31)의 측면에 고정 설치되어 강선(50)의 긴장력에 의한 단부 편심보(31,37)의 전도를 방지한다.

사보강재(40)는 띠장(20)의 길이방향에 해당하는 단부 편심보(31,37)의 측면에 경사지게 설치된다.

구체적으로, 사보강재(40)는 단부 편심보(31,37)에서 정착수단(60)으로 연장되는 강선(50)이 띠장(20)과 이루는 각도(α)와 단부 편심보(31,37)에서 인접한 편심보(32,36)로 연장되는 강선(50)이 띠장(20)과 이루는 각도(β)의 중간값(γ)을 가지도록 단부 편심보(31)에 경사지게 설치된다.

도 4에 도시된 바에 의하면, 단부 편심보(31)에서 정착수단(60)으로 연장되는 강선(50)이 띠장(20)과 이루는 각도(α)가 단부 편심보(31)에서 인접한 편심보(32)로 연장되는 강선(50)이 띠장(20)과 이루는 각도(β)보다 커 단부 편심보(31)에서 정착수단(60)으로 연장되는 강선의 방향(도 4에서 시계방향)으로 회전력(P)이 발생한다.

이 회전력(P)을 더 구속하기 위하여 사보강재(40)가 두 각도(α,β)의 중간값(γ)에 대응되는 경사를 갖고 단부 편심보(31)에서 인접한 편심보(32)로 연장되는 강선(50)이 위치한 방향으로 위치되게 단부 편심보(31)의 일측면에 설치된다.

예를 들어, 사보강재(40)는 단부 편심보(31)와 30°~ 60°각도를 가지도록 단부 편심보(31)의 일측면에 경사지게 설치될 수 있으며, 바람직하게는, 사보강재(40)는 단부 편심보(31)와 45°의 각도를 가지도록 단부 편심보(31)의 일측면에 경사지게 설치될 수 있다.

사보강재(40)는 에이치빔(H-beam), 앵글(L형강), 각관(각파이프) 등의 철재나 기타 압축하중을 받을 수 있는 부재를 사용하여 제작될 수 있다.

사보강재(40)는 용접 또는 볼트에 의해 일단이 단부 편심보(31)에 고정되고 타단이 띠장(20)에 고정될 수 있다.

사보강재(40)는 띠장(20)의 길이방향에 해당하는 단부 편심보(31)의 일측면에만 설치되거나 양측면에 모두 설치될 수 있다.

도 3 및 도 4에는 사보강재(40)가 단부 편심보(31,37)의 일측면에만 설치된 상태가 도시되어 있고, 도 5 및 도 6에는 사보강재(40,45)는 단부 편심보(31,37)의 양측에 설치된 상태가 도시되어 있다.

사보강재(40)가 단부 편심보(31,37)의 일측면에만 설치되는 경우, 사보강재(40)는 단부 편심보(31,37)에서 인접한 편심보(32)로 연장되는 강선(50)이 위치하는 방향에 해당되게 단부 편심보(31,37)의 일측면에 설치되면 단부 편심보(31,37)의 회전을 방지할 수 있다.

사보강재(40,45)가 단부 편심보(31,37)의 양측면에 설치되는 경우, 사보강재(40,45)는 띠장(20)의 휨 저항력을 증가시키므로 단부 편심보(31,37) 주변의 인접한 편심보(32,36)를 대체할 수 있다. 이 경우 편심보(30)의 수를 줄이더라도 띠장(20)이 굴착으로 인한 지반의 토압을 안정적으로 지지할 수 있다.

도 5에 도시된 바에 의하면, 도 3과 대비시 편심보(32,36)을 사보강재(40,45)가 대체함이 확인된다.

한편, 정착수단(60)은 띠장(20)의 단부 양측에 설치되고 단부 편심보(31,37)에 의해 안내된 강선(50)이 통과하는 정착 플레이트(61)와 정착 플레이트(61)를 통과한 강선(50)을 정착시키는 정착구(63)를 포함한다.

정착 플레이트(61)는 띠장(20)의 단부 내측에 용접에 의해 수직으로 고정되며 중앙에 강선(50)이 통과하는 통공이 형성된 강판일 수 있다. 정착구(63)는 정착 플레이트(61)의 일면과 접촉되는 원통형일 수 있으며 정착 플레이트(61)를 통과한 강선(50)을 정착시킨다.

강선(50)의 긴장력은 강선(50)을 정착구(63)에 정착함에 의해 강선(50)에 전달되며, 정착구(63)에 정착된 강선(50)의 긴장력은 유압실린더(미도시)를 이용하여 조절할 수 있다.

도 7에는 도 5가 적용된 흙막이 가시설 공사를 개략적으로 도시하고 있다.

도 7에 도시된 바에 의하면, 흙막이 가시설 공사는 띠장(20)이 흙막이 벽체(10)의 내측의 사면에 설치되어 있으며, 강선(50)이 띠장(20)의 길이방향을 따라 설치된 편심보(30)에 의해 포물선을 형성하도록 된다.

강선(50)은 띠장(20)의 양단에 설치된 정착수단(60)에 의해 활시위가 당겨지듯 띠장(20)에서 이격되어 팽팽하게 긴장되면서 긴장력이 발생되며, 이 긴장력에 의해 발생된 반력으로 띠장(20)의 휨 저항력을 대폭 증대시켜 띠장(20)이 굴착으로 인한 지반의 토압을 지지하도록 한다.

그리고, 단부 편심보(31,37)에는 사보강재(40)가 설치되어 강선(50)의 긴장력에 의해 발생된 회전력을 더 구속하므로 단부 편심보(31,37)의 전도가 방지되어 흙막이 가시설 공사의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 사보강재(40,45)는 단부 편심보(31,37)의 양측면에 설치되는 경우 띠장(20)의 휨 저항력을 증대시켜 주변의 편심보(32,36)를 대체하므로 편심보(30)의 설치수를 줄이더라도 띠장(20)이 지반의 토압을 안정적으로 지지할 수 있다.

이와 같은 본 발명은 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

20: 띠장 30: 편심보
31,37: 단부 편심보 40,45: 사보강재
50: 강선 60: 정착수단
61: 정착 플레이트 63: 정착구

Claims (6)

1. 굴착된 지반 내측에 설치되는 흙막이 벽체의 내측에 설치되는 띠장;
   상기 띠장에 일정한 간격으로 돌출되게 설치되는 편심보;
   상기 편심보의 외측에 설치되는 강선;
   상기 띠장에 설치되며 상기 강선에 긴장력을 가하여 상기 띠장이 굴착으로 인한 지반의 토압을 지지하도록 하는 정착수단; 및
   상기 편심보의 측면에 고정 설치되어 상기 강선의 긴장력에 의한 상기 편심보의 전도를 방지하는 사보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 띠장 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 사보강재는 상기 띠장의 단부에 설치되는 단부 편심보의 측면에 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 띠장 구조체.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 사보강재는 상기 단부 편심보의 일측면 또는 양측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 띠장 구조체.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 사보강재가 상기 단부 편심보의 일측면에 설치되는 경우, 상기 사보강재는 상기 단부 편심보에서 인접한 편심보로 연장되는 강선이 위치된 방향으로 위치되게 상기 단부 편심보의 일측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 띠장 구조체.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 사보강재가 상기 단부 편심보의 양측면에 설치되는 경우, 상기 사보강재가 상기 단부 편심보와 인접한 편심보를 대체하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 띠장 구조체.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 사보강재는 상기 단부 편심보에서 상기 정착수단으로 연장되는 강선이 상기 띠장과 이루는 각도(α)과 상기 단부 편심보에서 인접한 편심보로 연장되는 강선이 상기 띠장과 이루는 각도(β)의 중간값(γ)을 가지도록 상기 단부 편심보에 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 띠장 구조체.

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