KR20160131410A

KR20160131410A - Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법

Info

Publication number: KR20160131410A
Application number: KR1020150063753A
Authority: KR
Inventors: 정동면; 정인혁
Original assignee: (주)나우기술
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2016-11-16

Abstract

본 발명은 종래의 흙막이 임시 가시설을 이용하는 방식과는 달리 지하구조물을 형성하기 위하여 벽체부에 가설토류벽을 형성하고 상부슬래브를 선시공하여 가설토류벽에 접속하도록 하므로 무한장의 버팀보 역할을 담당케하며, 상부슬래브 상을 복토하여 지상교통을 빠르게 회복되도록 하고, 상부슬래브 하 내부를 굴착하여 본 구조벽체를 시설하고 하부슬래브와 중앙부 벽체 및 기둥을 시공하는 방법을 제공하여, 도시에서의 지하차도 또는 길이가 긴 지하도로 및 지하철을 시공 건설할 때 사유지와 거리를 넓힐 수 있고, 상부슬래브를 안전하게 지지할 수 있도록 하며, 연약층에서도 말뚝공사와 함께 시공할 수 있도록 하며, 노면에 공사용 자재등이 적치되지 않도록 할 수 있으며, 노면의 폭원에 따른 교통의 원활한 소통을 위하여 2분할 시공 및 3분할 시공으로 도로의 점유폭을 신축적으로 할 수 있으므로 교차로 및 일반노면에서의 차량통행 제한 등으로 인한 도로의 혼잡을 최소화하면서도 노면교통을 최단 시일 내에 원상 복구토록 하여 원활한 교통흐름이 유지될 수 있으며, 시공의 간소화와 이에 따른 시공기간을 현저하게 단축시킬 수 있도록 하여, 설치 시공에 따른 전체적 공사비용을 효율적으로 절감시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법에 관한 것이다.

Description

Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법{Temporary construction and originally construction the outer layer of a 2-layer wall type underground road building method}

본 발명은 건설분야에 관한 것으로 종래의 흙막이 임시 가시설을 이용하는 방식과는 달리 지하구조물을 형성하기 위하여 벽체부에 가설토류벽을 형성하고 상부슬래브를 선시공하여 가설토류벽에 접속하도록 하므로 무한장의 버팀보 역할을 담당케하며, 상부슬래브 상을 복토하여 지상교통을 빠르게 회복되도록 하고, 상부슬래브 하 내부를 굴착하여 본 구조벽체를 시설하고 하부슬래브와 중앙부 벽체 및 기둥을 시공하는 Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법에 관한 것이다.

지하구조물의 대표적인 것이 지하차도 또는 지하철인데 이러한 지하의 교통시설은 교차로 등 통행량이 매우 많은 장소의 어느 방향 지하에 마련되거나, 지형적 조건이 지상운행에 적합하지않는 장소에 원할한 통행을 위해 설치되는 구조물을 의미한다.

최근에는 과거에 고가차도로 이용되던 도로를 철거하고 지하도로를 건설하려는 경향이 있는데, 이는 고가차도가 도시미관을 해치며 소음과 공해로 인하여 도시민에 민원의 대상이 되고 있기 때문이다.

이러한 지하구조물을 설치하는데 있어서 종래의 공법에서는 H형강의 가설재와 주형보 및 복공판을 이용하는 통상적인 방법에 의하여 지하구조물을 건설하여 왔다.

이러한 지하구조물을 시공하는 종래의 통상적인 공법에 의하면, 지하굴착 및 시공과정에서 도로에 자재를 적치하는 등으로 주변의 교통 흐름을 방해하게 되고, 굴착시 탈수나 지반이완으로 인한 주변건물의 변위가 유발되고, 소음과 비산먼지를 유발시키는 가시설 및 복공에 의한 시공방법 때문에 각종 민원이 발생 될 뿐만 아니라, 공사기간도 길어지게 되는 문제점이 항상 노출되어 왔었다.

한편, 상기한 종래의 통상적인 공법 외에 선행기술로서 "가설구조와 본구조의 합벽식 공법을 이용한 지하도로 시공방법"(특허등록 제 10-1363878 호)이 있는데 중앙부 벽체 또는 기둥의 CIP구근 및 사각콘크리트 파일이 설치되어 있어 하부거더를 설치하기가 매우 불리한 애로사항, 그리고 벽체부와 상부슬래브를 강결하는 외에 상부슬래브를 지지해주는 특별한 보강재가 없어 상부슬래브의 안정성에서 미흡한 점, 길이가 긴 지하구조물의 경우 내부굴착 및 콘크리트 타설을 위한 통로시설이 미흡하다는 점, 연약층에서의 지지력을 증강시킬 수 있는 말뚝과의 언결성이 미흡하다는 등의 몇가지 문제점을 갖고 있다.

국내등록특허 제 10-1363878 호

따라서 본 발명은 이러한 문제점 등을 극복하기 위한 것으로, 교차로에서 차량 통행의 제한을 최소화하면서도 지하구조물의 공사기간을 단축시키며, 연약층에서도 말뚝공사를 통하여 상부슬래브를 지지할 수 있도록 개선하고 있으며, 공사비를 절감시킬 뿐 아니라 길이가 긴 지하구조물의 경우에도 굴착을 위한 장비 반입 및 반출과 재료를 투입하는 시설을 갖추고 있는 합벽식의 견고한 지하구조물이 구현되도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

어느 1/3편측의 차로측에 해당되는 편측말뚝 및 CIP공사(S10)와,

상기 편측말뚝 및 CIP공사에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/3편측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 편측 상부슬래브공사(S20)와,

상기 편측 상부슬래브 공사(S20)를 거친 다음, 1/3타측의 차로측에 해당되는 타측말뚝 및 CIP공사(S30)와,

상기 타측말뚝 및 CIP공사에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/3타측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 타측 상부슬래브공사(S40)와,

상기 타측 상부슬래브공사(S40)를 거친 다음, 중앙의 차로측에 해당되는 1/3중앙측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사(S50a) 또는 중앙부 터파기 및 복공판 설치공사(S50b)와

1/3중앙측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사(S50a) 또는 복공판 설치공사(S50b)를 한 후 내부를 굴착하고 벽체를 시설하는 내부굴착 및 벽체공사(S60)와,

최종 하단부까지 굴착 완료하여 하부슬래브를 시설하는 하부슬래브 공사(S70)와,

중앙부 벽체 또는 기둥을 시공하는 중앙부 공사(S80)와,

양측 내부 벽체와 중앙부 벽체 또는 기둥의 내부 타일공사 처리 후 각 하부슬래브 상면으로 아스콘 포장을 하는 마무리단계(S90)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은,

어느 1/2편측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝과 중간 말뚝공사(S10)와,

상기 1/2편측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/2편측 상부를 터파기한 후 1/2PC상부슬래브를 조립하고 현장타설로 결합하는 편측부 공사(S20)와,

상기 1/2PC상부슬래브를 조립하고 현장타설로 결합하는 편측부 공사(S20)를 거친 다음 1/2타측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝 공사(S30)와,

상기 1/2타측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/2타측 상부를 터파기한 후 1/2PC상부슬래브를 조립하고 현장타설로 각각의 PC구조를 결합하는 타측부 공사(S40)와,

상기 타측부 공사(S40)를 거친 다음, 내부를 굴착하는 내부굴착 공사(S50)와,

최종 하단부까지 굴착 완료하여 벽체를 시설하는 벽체 공사(S60)와,

중앙부 벽체 또는 기둥을 시공하는 중앙부 공사(S70)와,

하부슬래브를 시공하고 내부 벽체와 중앙부 벽체 또는 기둥의 내부 타일 공사 처리 후 각 하부슬래브 상면으로 아스콘 포장을 하는 마무리단계(S80)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 도시에서의 지하차도 또는 길이가 긴 지하도로 및 지하철을 시공 건설할 때 사유지와 거리를 넓힐 수 있고, 상부슬래브를 안전하게 지지할 수 있도록 하며, 연약층에서도 말뚝공사와 함께 시공할 수 있도록 하며, 노면에 공사용 자재등이 적치되지 않도록 할 수 있으며, 노면의 폭원에 따른 교통의 원활한 소통을 위하여 2분할 시공 및 3분할 시공으로 도로의 점유폭을 신축적으로 할 수 있으므로 교차로 및 일반노면에서의 차량통행 제한 등으로 인한 도로의 혼잡을 최소화하면서도 노면교통을 최단 시일내에 원상 복구토록 하여 원활한 교통흐름이 유지될 수 있으며, 시공의 간소화와 이에 따른 시공기간을 현저하게 단축시킬 수 있도록 하여, 설치 시공에 따른 전체적 공사비용을 효율적으로 절감시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다.

도 1 내지 도 33은 본 발명에 의한 제1실시예를 도시한 도면으로,
도 1은 본 발명에 의한 제1실시예의 공정 흐름을 도시한 도면
도 2는 1/3편측의 외측말뚝과 벽체부 상부슬래브 지지 PHC말뚝 및 가설 CIP공사와 중간말뚝 공정을 나타낸 도면
도 3은 1/3편측 상부슬래브 시공공정을 도시한 개괄도
도 4는 1/3편측 상부슬래브를 복토하며 외측말뚝과 중간말뚝을 철거하여 1/3타측의 외측과 중간말뚝 공사를 하고 벽체부 상부슬래브 지지 PHC말뚝 및 가설 CIP공사 공정을 나타낸 도면
도 5는 1/3타측 상부슬래브 시공공정을 도시한 개괄도
도 6은 1/3타측 상부슬래브를 복토하며 1/3중앙측 상부슬래브 개구부를 통하여 토공반출 및 레미콘을 투입할 수 있는 통로의 시공공정을 도시한 개괄도면
도 7은 1/3중앙측 상부슬래브와 복토로 밀폐하는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 8은 1/3타측 상부슬래브를 복토하며 1/3중앙측 상부슬래브 개구부에 가로보와 복공판을 설치하여 토공반출 및 레미콘을 투입할 수 있는 통로를 나타내는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 9는 1/3중앙측 상부슬래브 개구부에 콘크리트버팀재를 설치하여 상부슬래브의 변위를 방지하는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 10은 내부 버팀보를 설치하고 내부벽체를 시설하는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 11은 하부슬래브를 시설하는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 12는 중앙 기둥벽 과 중앙부 상부슬래브를 시설하는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 13은 중간말뚝과 내부 버팀보를 제거하는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 14는 도 2에서 도 13까지 시공공정을 묶어 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 15는 중간말뚝에 있어서 기초를 이루는 PHC 기초말뚝과 H형강의 중간지보재와의 결합을 나타내는 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 16은 편측 벽체부 CIP구근 평면배치와 지수, PHC말뚝 및 내부벽체와의 결합 상태를 도시한 개괄도면
도 17은 CIP와 PHC 기초말뚝이 연결되는 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 18은 편측 벽체부 CIP구근의 신축조인트와 지수상세를 나타내는 개괄도면
도 19는 도 6의 개구부 평면배치를 나타내는 개괄도면
도 20은 도 8의 개구부 복공판 평면배치 상세를 나타내는 개괄도면
도 21은 도 10 및 도 11의 사시도와 상세를 나타내는 개괄도면
도 22는 도 21에서 상부슬래브와 중간말뚝이 결합되는 상세를 나타내는 개괄도면
도 23은 도 21에서 CIP에 띠장의 역할을 하는 레티스거더를 PHC 말뚝에 지지케 하는 시공공정을 나타내는 개괄도면
도 24는 도 14에서 가설 CIP와 PHC말뚝 대신에 PC벽체를 투입하여 상부슬래브와 결합되는 시공공정을 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 25는 도 24의 PC벽체와 PHC 기초말뚝이 결합되는 상세를 나타내는 개괄도면
도 26은 도 24의 PC벽체간 연결방법과 지수 상세를 나타내는 개괄도면
도 27은 도 14에서 가설 CIP대신에 엄지말뚝을 TDR공과 함께 사용하며 1/2PC 상부슬래브를 조립하고 현장타설로 결합하는 시공공정을 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 28은 콘크리트토류판을 TDR공내에서 용이하게 건입시키기 위한 항타용 시설을 도시한 개괄도면
도 29는 엄지말뚝을 뽑기 위하여 콘크리트토류판간 사이를 와이어메쉬와 콘크리트를 충진하여 양생하는 개괄도면
도 30은 도 27을 사시도로서 도시한 개괄도면
도 31은 도 23에서 가설 CIP대신에 엄지말뚝과 콘크리트토류판으로 대체하는 레티스거더 상세를 나타내는 개괄도면
도 32는 상부슬래브를 지지하는 레티스거더가 PHC파일에 지지되는 것을 도시한 개괄도면
도 33 내지 도 50은 본 발명에 의한 제2실시예를 도시한 도면으로,
도 33은 본 발명의 제2실시예에 의한 공정 흐름을 도시한 도면
도 34는 1/2 편측의 엄지말뚝 및 상부슬래브를 지지하는 PHC말뚝 공사와 중간말뚝 공정을 나타낸 도면
도 35는 1/2편측의 1/2PC 및 현장타설 상부슬래브 시공공정을 도시한 개괄도
도 36은 1/2편측의 상부슬래브를 복토하며 1/2타측의 엄지말뚝 및 상부슬래브 지지 PHC말뚝 공사 공정을 나타낸 도면
도 37은 1/2타측 1/2PC 및 현장타설 상부슬래브 시공공정을 도시한 개괄도
도 38은 1/2편측 상부슬래브를 복토하며 편측 개구부를 통하여 토공을 반출하고 사방향지보공을 설치하고 있는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 39는 1/2타측 개구부를 통하여 토공을 반출하고 사방향지보공을 설치하며 내측벽을 시설하고 있는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 40은 하부슬래브와 중앙벽 및 기둥을 시설하고 있는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 41은 사보강재와 사방향지보공을 철거하고 있는 시공공정을 도시한 개괄도면
도 42는 도 34에서 도 41까지의 시공공정을 묶어 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 43은 토공반출 및 레미콘 투입을 위한 상부슬래브에 시설한 개구부를 도시한 개괄도면
도 44는 1/2편측 상부슬래브와 지보시설을 사시도로서 도시한 개괄도면
도 45는 도 42에서의 엄지말뚝 대신에 PC벽체를 흙막이겸 본체구조체로 사용하는 시공공정과 함께 상세를 도시한 개괄도면
도 46은 도 45에서 1/2편측 상세를 사시도로서 도시한 개괄도면
도 47은 도 42에서 1/2PC상부슬래브를 PC상부슬래브로 시설하고 벽체와 결합을 나타내는 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 48은 도 47에서 1/2편측 상세를 사시도로서 도시한 개괄도면
도 49는 도 45에서 1/2PC상부슬래브를 PC상부슬래브로 벽체와 결합하는 상세와 함께 도시한 개괄도면
도 50은 도 49에서 1/2편측 상세를 사시도로서 도시한 개괄도면

본 발명에서는 Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법을 적용하되 종래의 방법을 개선하고 보완하는 변형된 지하구조물 시공공법으로 창안하여, 일반도로 하에서 지하철 및 지하도로의 건설이 간단해지도록 하면서도 차량통행 제한 등으로 인한 도로의 혼잡을 최대한으로 축소하고 교통을 빠르게 회복토록 하며, 연약층 및 상부슬래브 지지방법과 PHC말뚝의 효율적인 사용방법을 적용하며, 공사비용 및 공사기간을 대폭적으로 절감토록 하는 방법을 제시한다.

한편 이러한 본 발명에 의해 제시되는 방법에 의해 다양한 실시가 가능하게 되므로 그 각각의 실시 예들을 첨부하는 도면들을 참조하여 설명한다.

- 제 1 실시예 -

본 발명은 도 1에 의한 바와 같이,

편측 말뚝 및 CIP공사(S10)와, 1/3편측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 편측 상부슬래브공사(S20)와, 타측 말뚝 및 CIP공사(S30)와, 타측 상부슬래브공사(S40)와, 상부슬래브에 개구부를 형성하는 중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사(S50a), 복공판을 시공하는 중앙부 터파기 및 복공판 설치공사(S50b)와, 내부를 굴착하고 벽체를 시설하는 내부굴착 및 벽체 공사(S60)와, 하부슬래브 공사(S70)와, 중앙부 공사(S80)와, 하부슬래브 상면으로 아스콘 포장을 하는 마무리단계(S90)로 지하구조물의 시공이 이루어지는데, "CIP구근 및 현장타설상부슬래브 설치방법"과 "PC벽체 및 현장타설상부슬래브 설치방법", "엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 1/2PC와 현장타설 상부슬래브 설치방법"등 3개소의 방법으로 구분되어지고 있다.

우선 첫째로 "CIP구근 및 현장타설상부슬래브 설치방법"에 대하여 각 과정별로 나누어 본 발명의 공정 흐름과 이에 따른 각 구성을 설명한다.

편측 말뚝 및 CIP 공사- S10

본 공정은 편측 측벽부 외측에 가설 CIP구근(103)과 PHC말뚝(104) 및 엄지말뚝(101)을 시공하고 중간측에 지지말뚝(102)과 엄지말뚝(101)을 시공하기 위한 공정으로, 즉, 지하차도를 건설하는 위치의 편측 벽체에 해당되는 측벽부 외측에 흙막이 벽체인 CIP구근(103)과 상부슬래브 지지말뚝인 PHC말뚝(104)을 시설하기 위한 공정이다.

이를 위해서 도 2에서 보는 바와 같이 지하구조물(10)을 구성하기 위한 지역 범위내에서 중간측을 분리하기 위한 중간부에 지지말뚝(102)과 엄지말뚝(101)을 설치하고 편측 측벽부 외측에 엄지말뚝(101) 및 CIP구근(103)과 그 내측으로 지지층까지 도달하는 PHC말뚝(104)을 형성한다.

이러한, 상기의 PHC말뚝(104)은 도 14의 상세에서 보듯이 하부 우각부에서 하부슬래브와 벽체의 철근이 용이하게 연결되도록 하기 위하여 PHC말뚝의 적정위치 상단과 하단에 각각 다수의 천공구(158)를 내고 PHC말뚝에 작용하는 수직력을 지지토록 하는 보강지지철근(155)을 PHC말뚝 원둘레 방향으로 다수개 천공구(158)에 끼우고 다수의 보강지지띠철근(156)으로 묶은 후 철거부(157)를 파쇄하여 공간을 형성하며 그 공간을 이용하여 벽체와 하부슬래브의 우각부 철근이 연결되도록 구성하고 있다.

또한, 상기한 CIP(Cast-in-place) 구근(103)은 도 16 에서 보는 바와 같이 다수의 CIP주철근(122)이 타원의 직사각형으로 배열 배치되고 그 CIP주철근을 감싸는 CIP띠철근(121)을 등간격으로 이격시키며 CIP주철근과 CIP띠철근(121)이 하나로 조합된 철근망태가 형성된다.

이러한 철근망태의 최외곽을 에워싸는 관(이하 케이싱이라 칭한다.)을 형성한 후 그 내부에 콘크리트를 타설하여 양생함으로서, 하나의 유닛으로 이루어지는 원기둥 형태의 CIP구근(103)을 형성할 수 있고, 이와는 달리 CIP구근(100)이 삽입되기 위한 홀을 천공한 후 그 홀에 철근망태를 삽입 한 다음 콘크리트를 타설 양생하여 완성된 CIP구근(103)을 얻을 수 있을 것이다.

이렇게 일정한 간격을 격간으로 벌리면서 형성된 CIP구근(103)과 CIP구근(103) 사이에 미리 형성된 먼저의 CIP구근(103)의 양 편측을 갈아내면서 천공하여 동형의 나중의 CIP구근(103)을 새로이 형성하게 되는데 먼저의 CIP구근(103)과 나중의 CIP구근(103)은 상호 겹치도록 하며, 나중의 CIP구근(103)의 형성과정은 먼저의 CIP구근(103)과 같다.

도면에서 도면부호 103은 먼저의 CIP구근(103)과 나중의 CIP구근(103)에 의해 이루어지는 가설벽을 지칭하며 먼저의 CIP구근(103)과 나중의 CIP구근(103)에 의해 이루어지는 단위체를 CIP구근(103)이라 칭하였다.

한편 CIP구근(103)을 형성할 때 철근망태의 일편측(벽체가 형성되는 내측을 지칭하고 이하 일편측이라 명명한다.)에는 공기주머니 막대등을 CIP띠철근(121)에 묶인 상태가 되도록 하여 건입하고 공기를 주입하여 부풀려지게 하므로 콘크리트 타설시 공기주머니 막대 내측으로는 콘크리트가 타설되지 않도록 하여야 하고, CIP띠철근(121) 내측에는 부분적으로 쫄대를 배치하는데, 이는 내벽체 철근의 가로방향의 배력철근과 CIP구근(103)의 띠철근에 이어 배치한 배력철근의 상호 연결을 용이하게 하기 위해서이다.

한편, 중간부에 설치된 지지말뚝(102)은 H형강과 스크류잭, 4개소의 지지철근(120)과 PHC기초말뚝으로 구성 결합되고 있으며, 상기의 지지철근(120)은 스크류잭과 PHC기초말뚝을 이어주는 역할을 하고 스크류잭과는 너트로 체결되며 PHC기초말뚝과는 고정 설치되어 있는데, 이는 하부슬래브의 철근배근을 용이하게 할 수 있도록 할 뿐만 아니라 재래식의 하부슬래브 철판방수 공종도 없앨 수 있어 공기 및 공사비에서 유리하게 개선하고 있다.

상기에서의 지지철근(120)은 도 15에서 보는 것과 같이 PHC기초말뚝 PC콘크리트에 4개소의 천공을 하여 철근을 매입 설치하고 띠철근으로 묶어 좌굴이 발생치 않도록 구성하고 있다.

한편, 도 2와 같이 CIP구근(103)은 흙막이로서의 역할을 담당하고 PHC말뚝(104)은 상부슬래브를 지지하는 역할을 담당하도록 2원화한 구성외에 CIP구근(103)과 PHC 기초말뚝을 합성하여 상부슬래브를 지지토록 하면서 흙막이를 겸하도록 2가지의 재료를 결합시켜 사용할 수 있도록 하되, 도 17에서 보듯이 PHC 기초말뚝 내부 일부에 두부보강철근(124)을 매입하고 콘크리트를 타설하여 결합할 PHC 기초말뚝의 두부를 보강하고 PHC말뚝 상면의 철판캡에 짧은 다수개 천공된 강관을 용접하며 CIP구근(103)의 주철근(123)을 강관 천공부에 끼워넣은 후 용접 접속한 말뚝을 케이싱 내부로 인입하고 항타말뚝(125)을 이용하여 슬라임부까지 항타하여 근입장을 형성하며 콘크리트를 타설하여 사용할 수도 있다.

이와같이 CIP구근(103)을 상호 겹침 공사를 통하여 흙막이벽을 형성함에 있어서 20m 마다 신축조인트를 두어 합벽식 구조에서의 신축작용에 대처가 가능토록 하며, 상기의 신축조인트는 도 18에서 보듯이 외부로부터 지하수 유입을 차단하는 동판지수판(126)을 내측 터파기시 설치하면서 신축조인트로서의 기능도 동시에 갖추도록 구성하고 있다.

편측 상부슬래브 공사 - S20

상기한 공사 공정(S10)이 완료되면 도 3과 같은 도로 단면의 구획이 분리되게 되는데, 본 공정은 이와 같은 상태에서 지지말뚝(102) 및 엄지말뚝(101)에 의해 구획되어지는 전체 폭원을 기준으로 3등분되는 중 어느 한측을 먼저 상부슬래브를 형성하기 위한 공정으로 이해될 것이다.

이를 위해서 도 3에서 보는 바와 같이 상부슬래브 전체 폭원중 1/3되는 위치 어느 편측 도로부분인 엄지말뚝(102) 사이 간을 굴착하여 아스콘층과 흙을 걷어내게 되는데, 일정깊이 터파기 공사를 진행 하면서 엄지말뚝 상단간에는 가로보(105)를 설치하여 지장물을 매어달도록 하며 중간측에는 버팀보(106)를 설치하여 토류벽의 안정을 도모한 다음에 최종 터파기면으로 바닥고르기를 시행한다.

또한, 상부슬래브와 접하는 위치에는 브라켓철근(107)을 배치하여야 하는데 이는 PHC말뚝(104)간에는 상부슬래브를 지지할 수 있는 시설이 없기 때문이며, 이러한 브라켓철근(107)을 설치하기 위하여 CIP구근(103) 개소마다 2개의 천공홀을 경사방향으로 뚫어 브라켓철근(107)을 끼워넣어 빠지지 않도록 조치함이 바람직하다.

더불어, 지지말뚝 편측으로는 피스브라켓(108)을 접속 설치하고 그 위에 H형강 받침을 설치하여 상부슬래브의 자중을 PHC말뚝(104), CIP구근의 브라켓철근(107), 지지말뚝이 받칠 수 있도록 시설한다.

상기의 시설이 종료된 후에 콘크리트와 거푸집을 시설한 후 상부슬래브를 시설한다.

본 발명에서 상부슬래브는 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 전체 폭원을 3등분으로 각각 구분하며 순차적인 타설 과정을 거치게 되는데, 본 발명의 실시 이해를 위해 도면상(도 3) 보았을 때 좌측의 상부슬래브를 편측 상부슬래브라 명명하고 도면부호 11로 표기하였으며, 이와 대향되는 측의 슬래브를 타측 상부슬래브로 명명하고 도면부호 12로 표기하며, 중앙측의 슬래브를 중앙부 상부슬래브로 명명하고 도면부호 13으로 표기하여 구분하였다.

이때, 상부슬래브를 시설할 때는 브라켓철근(107)을 받침으로하고 CIP구근(103)의 철근과 PHC말뚝(104)의 철근이 편측 상부슬래브(11)에 매입되도록 구성하고, 편측 상부슬래브(11)의 주철근은 이웃과 접하는 중앙부 상부슬래브(13)와의 주철근 연결에 있어서 한곳에서 이음치 않게 지그재그로 배치 이음을 할 수 있도록 하고 편측 상부슬래브(11)의 시공 후에는 방수재와 보호몰탈을 시공하여 중앙부 상부슬래브의 방수재와 보호몰탈과 겹침시공이 가능하도록 하고, CIP구근과의 겹침시공에 있어서는 버림콘크리트를 타설하여 방수재가 노출되지 않도록 시공하여야 한다.

이어서 소음차단막(116)을 최종으로 덮어 소음에 대한 차단시설을 할 수도 있다.

이와 같이 편측 상부슬래브(11)를 타설 시공한 후에는 후술하게 되는 타측 상부슬래브(12)를 타설하기 위한 터파기 시공(S40)이 이루어지는데 그 전에 교통의 흐름을 방해하지 않기 위해 편측 상부슬래브(11)의 표면을 복토(110)하게 되는 복토(110)과정을 거쳐야 하며 복토가 종료된 후에는 임시로 설치한 엄지말뚝(101)을 인발하여 타측에 활용될 수 있도록 한다.

한편, 복토시에는 편측 상부슬래브(11)와 중앙측 상부슬래브(13)의 지그재그 방식의 철근이음을 위하여 별도의 가설말뚝(109) 시설을 하면서 복토(110)를 하게 되는데 별도의 가설말뚝(109) 시설로는 H형강 한쪽 플렌지에 다수개의 천공구멍을 내고 이음부로부터 뒤로 일정거리를 후퇴하여 시설하되 철근에 연결된 앵커체를 천공구멍 위치에서 볼트로 결합하는 방식으로 다수개를 횡으로 시설한 후 적층하여 같은 방법으로 지표에 이르기까지 시설한다.

이와같은 방법으로 시설하면 중앙측 상부슬래브(13)를 터파기할 때 편측상부슬래브(11) 시공시 시설된 별도의 가설말뚝(109) 시설이 토류벽의 역할을 수행하게 되어 중앙측 상부슬래브(13)의 터파기가 용이해진다.

한편, 편측 상부슬래브(11)의 시공에 있어서는 상기와는 달리 도로의 사정에 의하여 터파기 시공방법에 있어서 중앙부를 기준으로 편측과 타측 양측의 1/2의 방법으로 시공할 수도 있다.

타측 말뚝, CIP 공사 - S30

본 공정은 상기한 편측 상부슬래브 공사 공정(S20)에 의해 편측 상부슬래브(11)를 타설한 후, 그 편측 상부슬래브(11) 상면을 복토하여 교통의 흐름이 방해되지 않도록 한 다음, 편측 상부슬래브(11)와 대향되는 측(도5) 에서 보았을 때 오른쪽의 상부슬래브(타측 상부슬래브-12)를 시공하기 위해 말뚝공사를 시공을 하는 과정을 의미한다.

타측 상부슬래브 공사 - S40

상기의 타측 말뚝, CIP공사가 끝난 후에 타측 상부슬래브(12)를 타설하기 위해 그 주변을 터파기 시공한 다음 도 5에서와 같이 타측 상부슬래브(12)를 타설 양생하므로 지하차도를 구성하기 위한 상측으로의 각 상부슬래브(11,12)의 타설 작업을 완료할 수 있으며, 복토하는 과정이라든가 H-말뚝 박기와 터파기 및 토류판 설치 시공방법은 편측 상부슬래브(11)의 방법과 동일하게 이루어진다.

한편, 타측 상부슬래브(12)의 철근은 이웃과 접하는 중앙측 상부슬래브(13)와의 철근 연결을 위하여 한곳에서 이음치 않게 지그재그로 배치 이음을 할 수 있도록 하고 CIP구근(103)의 철근과 PHC말뚝(104)의 철근은 타측 상부슬래브(12)에 매입되도록 구성하고 타측 상부슬래브(12)의 시공 후에는 S20공사 공정과 같이 방수재와 보호몰탈을 시공한다.

중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사 - S50a

중앙부 터파기 및 복공판 설치 공사 - S50b

상기한 편측 및 타측 상부슬래브 공사(S20,S40)의 설치시공이 완료되면 도 6에서 보듯이 중앙측 상면 도로 부분을 굴착하여 아스콘층과 흙을 걷어내게 된다.

이처럼 중앙측을 터파기 할 때는 편측 및 타측 상부슬래브 공사(S20,S40)시 이미 설치한 가설말뚝(109)과 앵커체가 연결되어 있는 흙막이 시설이 있으므로 별도의 흙막이 시설이 없이 터파기가 가능하다.

이때, 지장물을 매달기 하기 위한 가설말뚝(109)이 필요한데 이를 위하여 가로보(111)를 설치하며 일정깊이 터파기 공사를 진행 한 다음에 그 터파기면으로 바닥고르기 콘크리트와 거푸집을 시설한 후 중앙부 상부슬래브(13)를 시설한다.

한편, 중앙부 상부슬래브(13) 위치를 터파기할 때 편측 및 타측에서의 횡방향 토압력에 의하여 변위가 발생할 수 있으므로 부분적인 터파기를 하며 콘크리트버팀재(112)를 중앙부 상부슬래브 터파기 위치에 설치하면서 반복적으로 시공하여야 하며 콘크리트버팀재(112)는 중앙부 상부슬래브에 매입되도록 구성함이 바람직하다.

이때, 중앙부 상부슬래브(13)의 철근은 편측 및 타측에서 이미 지그재그로 배열된 상태로 연결하고 콘크리트를 타설하게 되는데, 타설 후에는 방수재와 보호몰탈을 편측 및 타측 상부슬래브(11,12)와 겹침 시공을 한다.

그리고 이어서 소음차단막(116)을 최종으로 덮어 소음에 대한 차단 시설을 할 수도 있다.

이와 같이 중앙부 상부슬래브(13)를 시설한 후에는 어느 편측 및 타측 상부슬래브(11.12) 시공에 있어서 설치되었던 가설말뚝(109)을 뽑기 위한 볼트를 해제하는 과정과 함께 되메우기를 하면서 가설말뚝(109)을 인발하게 된다.

하지만, 중앙부 상부슬래브(13)는 도 19에서와 같이 일정간격을 두고 오픈 개구부(127)를 두어야 하는데 이는 내부 굴착시 토공 반출 및 레미콘 투입을 할 수 있는 통로가 필요할 것이기 때문이다.

이처럼 상부슬래브의 전체 폭원을 3등분하여 시공하는 것은 우각부와 중앙부에서 발생되는 부모멘트 최대 위치에 철근 이음을 두지 않기 위함이다.

한편, 도 8과 도 9, 도 20에서와 같이 상기의 일정 간격의 오픈 개구부(127)를 설치하기 곤란한 곳에서는 가설말뚝(114)에 주형보(113)를 설치하고 복공판을 시설하므로 토공반출 및 레미콘 투입을 자유로이 할 수 있도록 구성할 수도 있다.

내부굴착 및 벽체 공사 - S60

본 공정은 상기한 각 상부슬래브(11,12)의 타설 작업을 완료한 후 상부슬래브와 CIP구근(103) 및 PHC말뚝(104)이 결합되어 있어 부모멘트가 크게 작용되는 것을 저감시키기 위한 방법으로 내부버팀보(117)를 설치하기 위한 굴착을 하는데, 먼저 지지말뚝의 변위를 방지하기 위하여 지지말뚝 변위방지버팀보(115)를 설치하여야 한다.

상기의 변위방지버팀보(115)는 지지말뚝(102)을 묶어주는 버팀보로서 양측 피스 H형강의 마구리철판과 4개의 지지철근(129)을 끼운 소강관(128)이 상호 물리도록 한 후 마구리철판을 돌출한 지지철근에 너트로 체결한 상태로 설치하되, 이는 중앙부에 벽체 및 기둥을 설치할 때 구조물의 철근 배근을 용이하게 배치하기 위함일 뿐더러 구조물 내에 H형강을 매몰시키지 않도록 하기 위함인데, 콘크리트 타설후 너트를 풀어 피스 H형강을 해체하고 소강관내 철근을 제거한 후 소강관 내부에 모르터를 채우도록 구성하고 있다.

이러한 변위방지버팀보(115)의 조립 위치는 가급적 상부슬래브와 가깝게 설치함이 바람직한데 이는 지지말뚝과 편측 및 타측 상부슬래브(11,12)가 상호 구속되어 있지 않기 때문에 안전을 도모하기 위함이다.

한편, 4개의 지지철근(129)은 중앙철근(129a)과 좌우 돌출철근(129b,129c)으로 구성되고 있다.

또한, 내부버팀보(117)는 상부슬래브 헌치 하단에서 최종 굴착면까지의 높이의 1/2위치에 설치하여야 하는데 가급적 최종굴착면에서 3.0m 이상의 높이를 유지하도록 함이 바람직하다. 이는 최종 굴착면을 따라 토공 장비의 이동을 원활히 하도록 하기 위함이고 부득이한 경우는 예외로 한다.

내부버팀보(117) 이하 최종 굴착면까지 토공 굴착시에는 도 10과 같이 양 측벽부의 일부는 굴착치 않고 중앙측만 굴착하며 내부버팀보(117)를 설치토록 하는데, 이는 측벽부의 횡토압이 과도하게 작용되지 않도록 하기 위함이다.

한편, 내부버팀보(117)는 편측 PHC말뚝(104)과 타측 PHC말뚝(104)간을 버팀 지지하도록 설치하는데 CIP구근(103)과 PHC말뚝(104) 사이에는 필러재(132)를 채워 버팀보의 축력이 외력에 저항될 수 있도록 하고 내부버팀보가 묶이는 위치의 PHC말뚝에는 둥근철판을 씌우고 천공구를 뚫어 지지철근이 결합될 수 있도록 하고 H형강과 PHC말뚝(104) 사이에는 스크류잭과 함께 철근지지대(131)를 둥근철판(133)에 뚫은 천공구에 설치하여 향후 벽체 철근의 배근을 용이하게 하고 강재가 매몰되지 않도록 하는 구조에서 내부버팀보(117)를 해체하기가 용이하도록 구성하고 있다.

또한, 진행방향으로 PHC말뚝(104)간에는 횡토압력을 PHC말뚝(104)으로 전달시키는 띠장을 구성하되, 벽체철근 배치에 지장이 되지 않고 콘크리트를 타설하기에 용이하면서 띠장의 역할을 수행하기 위한 시설로서 도 23에서와 같이 철근으로 삼각형을 이루는 레티스거더(130)를 사용하고 레티스거더의 양단은 PHC말뚝과 둥근철판에 천공구를 내어 레티스거더(130)의 철근이 천공구에 끼워지도록 설치하므로 띠장의 토압을 PHC말뚝(104)이 감당토록 하였으며 이러한 PHC말뚝을 내부버팀보(117)가 지지하는 것으로 구성하고 있다.

한편, 최종굴착에 앞서 횡토압에 의하여 최종굴착면에 큰 변위가 발생될 수 있으며 부재력을 저감시키기 위한 방법으로 측벽부의 PHC말뚝과 지지말뚝 사이에 횡지지보(번호 미기재)를 설치하여 이를 해소하여야 한다.

또한, 최종 굴착면고 좌우측의 우각부에서는 벽체와 하부슬래브(15)가 연결되는 구조를 이루도록 구성되어 있으므로 벽체(14)와 하부슬래브(15)의 철근을 연결하는 위치이기도 하는데, 여기에 PHC말뚝(104)이 설치되어 있는 경우에는 철근 연결시공이 매우 어렵기 때문에 도14의 상세에서 보듯이 우선 연결부 위치부근으로 PHC말뚝(104)에 천공구(158)를 내어 보강지지철근(155)으로 끼운 후 좌굴방지용 보강지지띠철근(156) 다수를 체결하여 묶은 후 철근을 연결하는 위치의 PHC말뚝(104)의 콘크리트를 파쇄하게 되면 철거공간(157)이 형성되는데 이 철거공간(157)을 이용하여 벽체와 하부슬래브(15)의 철근을 연결할 수 있도록 구성하고 있다.

상기 내부굴착과 버팀시설등 모든 시설이 종료된 후에는 벽체(14)에 철근을 배치하고 콘크리트를 타설하여 라멘구조를 시공하는데, 내부굴착 양측 일체로 수직상 연결되어 CIP구근(103)의 내측으로 타설되는 일부 벽체(14)는 하부슬래브(16)와 연이어 시공되어진다. 그러나 벽체(14)가 양생될때 콘크리트 수축작용에 의하여 침강이 되어 상부슬래브(11,12)와 미세한 틈이 발생될 수 있는데, 이곳에 무수축몰탈을 충진하여 완성하게 된다.

하부슬래브 공사 - S70

본 공정은 전술한 내부굴착 및 벽체공사(S50)가 완료된 후, 하부슬래브(15)를 시공하기 위한 공정이다.

양측의 굴착 된 공간에 버림콘크리트와 외부시트 방수층을 형성하는데 해당 굴착 부분의 벽체(14)에서 수팽창성지수재와 함께 마감하여 지하수가 스며들지 못하도록 한 후 철근 배근과 더불어 하부슬래브(15)를 시공하게 된다.

이때, 하부슬래브(15)는 도 11과 같이 벽체와 강결구조로 할 수도 있으며 도 14 상세와 같이 힌지 구조로도 할 수 있다. 여기서, 지하구조물이 지하차도의 용도로 사용될 경우에는 강결구조로 함이 바람직하고 지하철의 용도로 사용될 경우에는 힌지구조로 함이 바람직한데 이는 지하철의 궤도에서 오는 소음이 강결구조인 경우에는 벽체(14)를 타고 상부슬래브(11,12,13)로 전달되어 저토피 구조인 경우 외부로 소음이 전달될 수 잇기 때문이며 이러한 경우를 방지하기 위하여 힌지 방식을 채택하게 되는데 벽체(14)와 하부슬래브(15) 사이에 힌지철근(119)을 설치하고 스치로폼(118)을 끼워넣어 소음이 전달되지 못하도록 조치한다.

여기서 상기 하부슬래브(15)는 도면에서 보는 바와 같이 지하차도의 바닥면에 타설되는 타설체를 의미하고, 벽체(14)의 내측에 접하는 헌치부까지 타설한다.

중앙부 공사 - S80

상기와 같이 하부슬래브(15)의 공사 공정이 완료되면, 중앙부(16,17)의 주철근을 배근하고 띠철근과 배력철근을 설치하여 벽체 및 기둥과 중앙부 상부슬래브를 시설하는 공사를 한다.

마무리 단계 - S90

상기와 같은 공사가 모두 완료되면, 지하차도 내부의 보도 및 전기시설, 타일과 아스콘 등을 시설하여 지하차도의 공정을 마무리한다.

이상과 같이 흙막이 용도의 CIP구근과 PHC말뚝을 벽체측에 설치하는 일련의 제반 구조에 대한 제 1실시예에서의 첫째 방법인 "CIP구근 및 현장타설상부슬래브 설치방법"을 설명하였고,

둘째 방법인 "PC벽체 및 현장타설상부슬래브 설치방법"에 대하여 설명하면,

도 24의 경우에 있어서는 도 14의 측벽부에서 CIP구근(103)과 PHC말뚝(104) 대신에 PC벽체(134)를 직접 설치하는 것으로 대체되고 있으며 이를 "PC벽체 및 현장타설상부슬래브 설치방법"으로 명명 하도록 한다.

상기의 "PC벽체 및 현장타설상부슬래브 설치방법"에 있어서 PC벽체(134)는 TDR장비등으로 시멘트 분사없이 물과 벤토나이트만으로 지반을 혼합 교반하여 에어를 뿜으며 지중에 투입하는데, 먼저 지지말뚝인 PHC말뚝(136)을 우선 시공하여 지반 기초를 안정화한 후 PC벽체(134)를 투입하는 것이다.

하지만 PC벽체(134)는 지중에 수직으로 바르게 설치되어야 하므로 도 25에서 보듯이 PHC말뚝(136) 심부철근(137)을 이용하여 결합함이 바람직하며 심부철근(137)은 PHC말뚝(136)의 두부보강(140) 심부에 심부철근(137)을 고정 인출하여 PC벽체(134) 내부에 매입되어 있는 PVC관(138)내부로 관통한 후 모르터로 공극을 충진하여 양생하고 PC벽체(134) 두부에서 고정장치(139)를 이용하여 결속 구속하면 수직의 PC벽체(134)를 시설할 수 있다.

이어서 PC벽체(134)는 도 26에서 보듯이 T형강(142)과 결속L형강(143) 및 막이철판(144)로 구성되어 있는 슬라이딩 장치를 이용하여 인접하여 PC벽체(134)를 투입할 수 있는 것인데, 이때 PC벽체(134)간의 접속면에 있는 2개소의 슬라이딩장치는 대향방향이 되도록 설치하고 종심부에 요철부를 두어 PC벽체(134)가 일률적으로 설치될 수 있도록 구성하고 있으며, PC벽체(134)간에서의 누수를 방지하기 위하여 시트파일 이음부에서와 같이 외측으로 구리스와 같은 지수제를 바른 물막이강관피스(141)를 상호 겹쳐지도록 배치하고 최종으로 지수제를 주입하여 지하수가 유입되지 못하도록 차단하고 있으며 PC벽체(134)간의 미세한 틈에도 필러재를 주입하여 접속이 완벽히 이루어지도록 시설한다.

한편, PC벽체(134) 외측부에는 침투식 폴리머방수재와 도포식 아스팔트방수재를 발라 콘크리트 구조체가 쉽게 열화되지 않도록 구성하고 있다.

또한, 만약에 지반 지층이 연약층이면서 보일링 및 히빙에 대한 대책을 수반할 필요가 있다면 도 24에서 보듯이 TDR혼합 교반시에 시멘트를 주입하여 차수막(음영부분)을 원하는 심도에 까지 시설할 수 있어 연약층에서의 시공에서 바람직한 방법의 시공이 될 수 있을 것이다.

이어서 셋째방법인 "엄지말뚝과 콘크리트토류판 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"에 대하여 설명하면,

도 27의 경우에서는 도 14의 CIP구근(103) 대신에 엄지말뚝(145)과 콘크리트토류판(148)을 설치하고 상부슬래브를 1/2PC 구조와 현장타설 구조를 겸하여 설치하는 것으로 대체되고 있다.

상기의 엄지말뚝(145)과 콘크리트토류판의 설치는 CIP구근의 경우 주열식으로 시공하여야 하는데 지장물로 인하여 시공이 곤란한 경우에 대체할 수 있는 공법으로 선택할 수 있다.

하지만 콘크리트토류판을 설치하는 방법에 있어서 엄지말뚝(145) 공사와 함께하는 종콘크리트토류판(148) 설치방법과 터파기 과정에서 설치하는 횡콘크리트토류판 설치방법으로 구분하여 시공할 수 있는데 특징을 구분하여 설명하면 전자는 TDR 혼합교반장비를 이용하여 시멘트 분사없이 물과 벤토나이트만으로 시설할 수 있으며 보일링 및 히빙에 대한 대책으로 활용이 가능한 반면에, 후자는 오거나 T4장비를 이용하여 시설할 수 있으며 보일링 및 히빙에 대한 대책으로 활용이 불기능하여 별도의 차수그라우팅이 필요한 구성을 하고 있다.

상기의 엄지말뚝(145)은 필요시에는 PHC 기초말뚝 위에 시설할 수 있어 지지력을 증강시킬 수 있으며, 이어서 설치하려는 콘크리트토류판이 도 28, 도29에서 보듯이 종콘크리트토류판(148)일 경우 혼합 교반작업에 의한 슬라임으로 인하여 지중에 설치가 곤란한 경우가 발생될 수 있는데, 이때를 위하여 종콘크리트토류판(148) 중앙부 배면측으로 항타용받침대(149)와 항타말뚝끼움재(150)를 시설하고 항타말뚝(154)을 이용하여 타격하므로 슬라임 속으로 설치할 수 있도록 구성하되 스톱바(153)가 설치되어 있는 위치까지만 이르도록 하는데, 종콘크리트토류판(148)에는 양단에 돌출철근(151)과 끼움L형강(152)을 시설하여 엄지말뚝(145) 플렌지에 접하여 일률적인 인입이 용이하도록 구성하고 있다.

한편, 상부슬래브는 1/2PC구조(146)를 설치하고 외곽으로 현장타설콘크리트를 타설하여 일체를 이루도록 구성하고 있으며, 이때 PHC말뚝에서 연결철근(122)이 상부슬래브에 매입되는 것이 바람직하며 그러므로 코너부에서 부모멘트가 발생되어 PHC말뚝(104)에 부재력이 전달되도록 되어 있는데 두부보강철근(124)과 사보강재(147)가 이를 지탱할 수 있도록 역할을 하고 있는 것이다.

여기서 사보강재(147)는 도 44와에서 보듯이 PHC말뚝(104) 머리부에 둥근철판(133)을 이용하여 일부를 감싸고 있으며 PHC말뚝과 함께 다수의 천공구를 뚫어 PHC말뚝(104)에 앵커링을 하여 고정하고 있는데, 사보강재(147)와 둥근철판(133)간을 연결하는 철근지지대(131)의 철근이 상기의 천공구에 끼워지도록 하며 벽체가 상기의 철근지지대(131) 중간을 지나는 마감을 하도록 구성하고 있다.

따라서 사보강재(147)를 해체할 때는 상기에 배치된 철근지지대(131)를 절단하고 마감처리 하여야 하는데, 이렇게 하는 이유는 벽체 철근을 조립할 때 용이하게 하기 위함이며 강재가 매몰되는 것을 방지하게 하기 위함이다.

이러한 엄지말뚝(145)과 콘크리트토류판을 이용하는 셋째 방법에 있어서의 외부 방수는 상부슬래브에 사용되었던 시트방수재를 벽체측으로 연결하여 시공하여야 하므로 첫째 방법에서 사용하였던 브라켓철근(107)을 사용할 수 없어 도 32에서 보듯이 레티스거더(130)를 상부슬래브 헌치면에 시설하되 레티스거더의 양단은 PHC말뚝과 둥근철판에 구멍을 내어 레티스거더의 철근이 구멍에 끼워지도록 설치하므로 상부슬래브의 받침 역할을 수행하도록 하여야 하며, 도 31에서 보듯이 띠장으로서의 역할도 수행토록 하고 있는데 이러한 도면을 입체적으로 도 30에서 보여주고 있으며 이어서 보호몰탈 그리고 소음차단막(116)의 설치는 전술한바와 같이 같은 방법으로 설치한다.

이상 제 1실시예를 이루는 3가지 방법에 대하여 설명하였다.

제 2 실시 예

본 발명은 도 33에 의한 바와 같이,

엄지 및 PHC말뚝, 중간말뚝 공사(S10)와, 편측부 공사(S20)와, 엄지 및 PHC말뚝공사(S30)와, 타측부 공사(S20)와, 내부 굴착공사(S50)와, 벽체공사(S60)와, 중앙부 공사(S70)와, 마무리 단계(S80)로 지하구조물의 시공이 이루어지는데, "엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"과 "PC벽체 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법", "엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 PC상부슬래브 설치방법", "PC벽체 및 PC상부슬래브 설치방법"등 4개소의 방법으로 구분되어지고 있다.

우선, 첫째로 "엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"에 대하여 각 공사 공정별로 나누어 본 발명의 공정 흐름과 이에 따른 각 구성을 설명한다.

엄지 및 PHC 말뚝, 중간말뚝 공사 - S10

본 공정은 편측 측벽부 외측에 가설 엄지말뚝(201)과 PHC말뚝(203)을 시공하고 중앙측에 중간말뚝(202)을 시공하기 위한 공정으로, 즉, 지하구조물을 건설하는 위치의 편측 벽체에 해당되는 측벽부 외측에 흙막이 벽체인 엄지말뚝(201)과 콘크리트토류판 및 중앙측 흙막이 벽체인 중간말뚝(202)과 목재토류판을 시설하고 상부슬래브 지지말뚝인 PHC말뚝(203)을 시설하기 위한 공정이다.

이를 위해서 도 34에서 보는 바와 같이 지하구조물(10)을 구성하기 위한 지역 범위내에서 중앙측을 분리하기 위한 중간말뚝(202)과 엄지말뚝(201)을 설치하고 편측 측벽부 내측으로 PHC말뚝(203)을 형성한다.

한편, 도 34와 같이 엄지말뚝(201)은 콘크리트토류판과, 중간말뚝(202)은 목재토류판과 함께 흙막이로서의 역할을 담당하고 PHC말뚝(203)은 상부슬래브를 지지하는 역할을 담당하도록 2원화한 구성을 이루고 있다.

한편, 상기의 콘크리트토류판의 설치는 제 1실시예의 셋째 방법에서 전술한 바와같이 TDR장비를 이용한 종콘크리트토류판 설치방법과 내부 터파기 과정에서 설치하는 횡콘크리트토류판 설치방법으로 구분하여 설치할 수 있으며 각각 현장조건에 따라 선택하여 적용할 수 있을 것이고 설치방법과 구성은 제 1실시예의 셋째 방법과 같다.

편측부 공사 - S20

상기한 공사 공정(S10)이 완료되면 도 35와 같은 도로 단면의 구획이 분리되게 되는데, 본 공정은 이와 같은 상태에서 중간말뚝(202) 및 엄지말뚝(201)에 의해 구획되어지는 전체 폭원을 기준으로 2등분되는 중 어느 한측의 상부슬래브를 먼저 형성하기 위한 공정으로 이해될 것이다.

이를 위해서 도 35에서 보는 바와 같이 상부슬래브 전체 폭원중 1/2되는 위치 어느 편측 도로부분인 엄지말뚝(201)과 중간말뚝(202) 사이 간을 굴착하여 아스콘층과 흙을 걷어내게 되는데, 일정깊이 터파기 공사를 진행하면서 엄지말뚝(201)과 중간말뚝(202) 상단간에는 가로보(207)를 설치하여 지장물을 매어달도록 하는 과정을 거친 다음에 필요시에 중간버팀보를 설치하고 최종 터파기면으로 바닥고르기를 시행한다.

한편, 상부슬래브와 접하는 위치에는 제 1실시예에서 처럼 브라켓철근(107)을 배치할 수가 없는데 이는 상부슬래브에 포설되는 시트방수재가 벽체측으로 이어지는 방수층을 이루기 때문에 방수재에 손상이 가해질 수 있는 브라켓철근(107)을 설치할 수 없기 때문이다. 따라서 PHC말뚝(203)간에 상부슬래브를 지지할 수 있는 별도의 시설을 하여야 할 필요성이 발생되는데 제 1 실시예의 도 32와 같은 레티스거더(130)를 설치하여 PHC말뚝(203)간에 상부슬래브(206)를 지지할 수 있도록 한다.

중간말뚝(202)측으로는 프리캐스트 콘크리트블럭을 설치하여 상부슬래브를 지지하는 구조로 구성하고 있다.

상기의 시설이 종료된 후에는 1/2PC상부슬래브(204)를 설치하고 사보강재(205)를 이용하여 PHC말뚝(203)과 1/2PC상부슬래브(204)를 결속하여 지지토록 구성한다.

이러한 1/2PC상부슬래브(204)는 공사를 조기에 완성할 수 있도록 공기를 단축할 수 있는 용도로 사용되어질 수 있으며, 1/2PC상부슬래브(204)가 여러개의 세그먼트로 분할되어 있기 때문에 이를 결속하기 위하여 상부철근 배근과 함께 현장타설 콘크리트를 시설하여 일체의 구조로 형성하는 것으로 구성하고 있다.

이때, PHC말뚝(203)의 두부보강철근(124)은 현장타설 상부슬래브(206)에 매입하는 것이 바람직하며 그러므로 코너부에서 부모멘트가 발생되어 PHC말뚝(203)에 부재력이 전달되도록 되어 있는데 두부보강철근(124)과 사보강재(205)가 이를 지탱할 수 있도록 역할을 하고 있는 것이다.

여기서 사보강재(205)는 도 44와 제 1실시예 도 30에서 보듯이 PHC말뚝(203) 머리부에 둥근철판(133)을 이용하여 일부를 감싸고 있으며 PHC말뚝(203)과 함께 다수의 천공구를 뚫어 PHC말뚝(203)에 앵커링을 하여 고정하고 있는데, 사보강재(205)와 둥근철판(133)간을 연결하는 철근지지대(131)의 철근이 상기의 천공구에 끼워지도록 하며 벽체가 상기의 철근지지대(131) 중간을 지나는 마감을 하도록 구성하고 있다.

따라서 사보강재(205)를 해체할 때는 상기에 배치된 철근지지대(131)를 절단하고 마감처리 하여야 하는데, 이렇게 하는 이유는 벽체 철근을 조립할 때 용이하게 하기 위함이며 강재가 매몰되는 것을 방지하게 하기 위함이다.

본 발명에서 상부슬래브는 도 35와 도 37에서 보는 바와 같이 전체 폭원을 2등분으로 각각 구분하며 순차적인 타설 과정을 거치게 되는데, 본 발명의 실시 이해를 위해 도면상(도 35) 보았을 때 좌측의 상부슬래브를 편측 상부슬래브라 명명 하였으며, 이와 대향되는 측의 슬래브를 타측 상부슬래브로 명명하여 구분하였다.

이때, 상부슬래브를 시설할 때는 편측 1/2PC상부슬래브(204)와 현장타설상부슬래브에서의 철근의 이음은 각각 타측 1/2PC상부슬래브(204)와 현장타설상부슬래브의 철근이 한곳에서 이음되지 않게 지그재그로 배치 이음을 할 수 있도록 하고 편측 상부슬래브의 시공 후에는 방수재와 보호몰탈을 시공하여 타측 상부슬래브의 방수재와 보호몰탈과 겹침시공이 가능하도록 하고, 각각의 편측 및 타측 상부슬래브의 방수재는 벽체측으로 연결될 수 있도록 배치토록 한다.

한편, 상기 편측부 공사(S20)와 타측부 공사(S40) 후에는 내부굴착을 하고 본 구조물을 공사하여야 하는데 이때 토공을 반출하고 콘크리트를 타설할 수 있는 상부슬래브측에 개구부가 필요할 것이다. 따라서 전술한 편측부 공사(S20)와 타측부 공사(S40)를 하는 중에 도 43에서와 같이 진행방향으로 일정한 간격을 띠어 편측부 및 타측부에 개구부(127)를 설치함이 바람직하다.

하지만, 제 1실시예의 도 8과 도 9, 도 20에서와 같이 상기의 일정 간격의 오픈 개구부(127)를 설치하기 곤란한 곳 이거나 개구부 폭원을 줄이고자 할 때에는 가설말뚝(114)에 주형보(113)을 설치하여 복공판을 시설하므로 교통처리에 방해를 주지 않으면서도 토공반출 및 레미콘 투입을 자유로이 할 수 있도록 구성할 수도 있다.

엄지 및 PHC 말뚝 공사 - S30

본 공정은 상기한 편측 상부슬래브 공사 공정(S20)에 의해 편측 상부슬래브를 공사한 후, 그 편측 상부슬래브 상면을 복토하여 교통의 흐름이 방해되지 않도록 한 다음, 편측 상부슬래브와 대향되는 측(도 37) 에서 보았을 때 오른쪽의 상부슬래브(타측 상부슬래브)를 시공하기 위해 말뚝공사 시공을 하는 과정을 의미한다.

이때 편측 상부슬래브를 공사한 후에는 후술하게 되는 타측 상부슬래브를 시공하기 위한 엄지말뚝 및 PHC말뚝 공사와 함께 터파기 공사를 시행하여야 하기 때문에 그 전에 교통의 흐름을 방해하지 않기 위해 편측 상부슬래브의 표면을 복토하게 되는 복토과정을 거쳐야 하는데, 복토가 종료된 후에는 임시로 설치한 엄지말뚝(201)과 중간말뚝(202)을 인발하도록 한다.

한편, 복토시에는 편측 상부슬래브와 타측 상부슬래브의 지그재그 방식의 철근이음을 위하여 별도의 가설말뚝(109) 시설을 하면서 복토를 하게 되는데 별도의 가설말뚝(109) 시설로는 H형강 한쪽 플렌지에 다수개의 천공구멍을 내고 이음부로부터 뒤로 일정거리를 후퇴하여 시설하되 철근에 연결된 앵커체를 천공구멍 위치에서 볼트로 결합하는 방식으로 다수개를 횡으로 시설한 후 적층하여 같은 방법으로 지표에 이르기까지 시설한다.

이와같은 방법으로 시설하면 타측 상부슬래브(13)를 터파기할 때 편측 상부슬래브 시공시 시설된 별도의 가설말뚝(109) 시설이 토류벽의 역할을 수행하게 되어 타측 상부슬래브의 터파기가 용이해진다.

타측부 공사 - S40

상기의 타측 엄지 및 PHC말뚝 공사가 끝난 후에 타측 상부슬래브를 공사하기 위해 그 주변을 터파기 시공한 다음 도 37에서와 같이 타측 상부슬래브를 1/2PC상부슬래브와 현장타설 상부슬래브를 편측부 공사(S20)과 같은 방법으로 조합하여 지하구조물을 구성하기 위한 상측으로의 각 상부슬래의 공사작업을 완료할 수 있으며, 복토하는 과정이라든가 H-말뚝 박기와 터파기 및 토류판 설치 시공방법, 상부슬래브를 받치는 레티스거더(130) 설치, 개구부(127) 설치는 편측부 공사(S20)의 방법과 동일하게 이루어진다.

한편, 타측 상부슬래브의 철근은 이웃과 접하는 편측 상부슬래브(13)와의 철근 연결을 위하여 한곳에서 이음치 않게 지그재그로 배치 이음을 할 수 있도록 하고 타측 상부슬래브의 시공 후에는 편측부 공사(S20) 공정과 같이 방수재와 보호몰탈을 시공한다.

내부굴착 공사 - S50

상기 전절(S40)까지의 공사가 모두 종료되면 내부굴착을 하고 본 구조물을 공사하여야 하는데 이때 토공을 반출하고 콘크리트를 타설할 수 있는 상부슬래브측 에 개구부가 필요할 것이다. 따라서 전술한 편측부 공사(S20)와 타측부 공사(S40)를 하는 중에 도43과 같이 진행방향으로 일정한 간격을 띠어 지그재그 배치의 개구부(127)를 설치함이 바람직하다.

하지만, 상기의 일정 간격의 지그재그 배치 오픈 개구부(127)를 설치하기 곤란한 곳에서는 가설말뚝(114)에 주형보(113)을 설치하여 복공판을 시설하므로 토공반출 및 레미콘 투입을 자유로이 할 수 있도록 구성할 수도 있다.

이러한 상기의 개구부(127)를 설치하면서 편측부 및 타측부 공사(S20,S40)가 완료되면 도 38 및 도 39에서 보듯이 편측 및 타측의 부분굴착을 통하여 상부슬래브 중앙부 헌지와 측벽부 PHC말뚝(203)을 연결하는 사방향지보공(208)을 설치하여 가설 지보재인 벽체부의 엄지말뚝과 PHC말뚝(203)에 대한 안정화를 도모한다.

여기서 사방향지보공(208)은 도 44에서 보듯이 PHC말뚝(203) 머리부에 둥근철판(133)을 이용하여 일부를 감싸고 있으며 철근지지대(131)를 시설할 수 있도록 천공구를 뚫어 PHC말뚝(203)에 앵커링을 하여 고정하고 있는데, 사방향지보공(208)에 이은 스크류잭은 철근지지대(131)와 연결되어 상기 천공구를 뚫어 놓은 PHC말뚝(203)에 설치되어 벽체가 상기의 철근지지대(131) 중간을 지나는 마감을 하도록 구성하고 있다.

따라서 사방향지보공(208)을 해체할 때는 상기에 배치된 철근지지대(131)를 절단하고 마감처리 하여야 하는데, 이렇게 하는 이유는 벽체 철근을 조립할 때 용이하게 하기 위함이며 강재가 매몰되는 것을 방지하게 하기 위함이다.

또한, 진행방향으로 PHC말뚝(203)간에는 횡토압력을 PHC말뚝(203)으로 전달 시키는 띠장이 필요한데 벽체철근 배치에 지장이 되지 않고 콘크리트를 타설하기에 용이하면서 띠장의 역할을 수행하기 위한 시설로서 제 1실시예의 도 23에서와 같이 철근으로 삼각형을 이루는 레티스거더(130)를 채택하여 이 역할을 감당토록 하였으며 레티스거더(130)의 철근이 둥근철판(133)으로 씌워진 PHC말뚝(203)의 천공구에 끼워 설치하는 것으로 구성하고 있다.

한편, 상기의 전절 S20과 S40 공정인 편측부 및 타측부 상부슬래브를 공사할 때 상부구조 형식에 있어서 중앙부가 볼록인 삿갓모양을 구성한 것은 편측부 및 타측부 상부슬래브를 경사지게 배치 접속하여 복토를 하면 복토에 의한 고정하중과 교통하중에 의하여 하향으로의 작용력이 삿갓 모양의 볼록부에 의하여 중앙부의 처짐이나 침하의 발생없이 원래의 삿갓모양 그대로를 유지하게 되는데, 이는 상부슬래브의 양단이 횡토압력에 의하여 지지되고 있기 때문이다. 이러한 구조의 특징은 내부에 세로와 가로 지보공에 의한 간섭을 받지 않으면서 내부굴착을 용이롭게 할 수 있도록 하게 하기 위함이다.

또한 최종 굴착시에 PHC말뚝(203)의 근입장을 구속하기 위하여 도 39에서와 같이 기초버팀대(209)로 지지하도록 하므로 측압에 의한 전체 프레임의 안정을 유지토록 한다.

벽체 공사 - S60

본 공정은 상기한 내부굴착 공사(S50)가 완료되고 이어서 구조체인 벽체(210)부를 우선 시공하여 상부슬래브에서의 하중과 벽체부에서의 토압력을 지지시키고 특히 우각부에 작용되는 부모멘트에 저항되는 본체 프레임 구조의 안정화를 도모하기 위한 구성의 공종으로 이를 위해서 우선 본 상부슬래브 시공시 연장되었던 벽체(210)부의 시트방수재를 이음 배치하여 콘크리트토류벽에 부착시키고 하부슬래브(211)와의 연결성을 위한 배치를 구성시킨 후 내외측 철근을 조립하여 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성한다.

이때 전술에서 설명된 벽체 토압지지대용과 상부슬래브 받침용 레티스거더(130)는 매몰될 것이다.

한편, 최종 굴착면고 좌우측의 우각부에서는 벽체와 하부슬래브(211)가 연결되는 구조를 이루도록 구성되어 있으므로 벽체(210)와 하부슬래브(211)의 철근을 연결하는 위치이기도 하는데, 여기에 PHC말뚝(203)이 설치되어 있는 경우에는 철근 연결시공이 매우 어렵기 때문에 도14의 상세에서 보듯이 우선 연결부 위치부근으로 PHC말뚝(203)에 천공구(158)를 내어 보강지지철근(155)으로 끼운 후 좌굴방지용 보강지지띠철근(156) 다수를 체결하여 묶은 후 철근을 연결하는 위치의 PHC말뚝(203)의 콘크리트를 파쇄하게 되면 철거공간(157)이 형성되는데 이 철거공간(157)을 이용하여 벽체와 하부슬래브(211)의 철근을 연결할 수 있도록 구성하고 있다.

상기의 벽체(210)는 하부슬래브(211)와 연이어 시공되어진다. 그러나 벽체(210)가 양생될때 콘크리트 수축작용에 의하여 침강이 되어 현장타설상부슬래브(206)와 미세한 틈이 발생될 수 있는데, 이곳에 무수축몰탈을 충진하여 완성하게 된다.

중앙부 공사 - S70

본 공정은 전술한 벽체 공사(S60)이 완료된 후, 하부슬래브(211)과 중앙 벽체 및 기둥(212)을 시공하기 위한 공정이다.

양측의 굴착 된 공간에 버림콘크리트와 외부시트 방수층을 형성하는데 해당 굴착 부분의 벽체(210)에서 수팽창성지수재와 함께 마감하여 지하수가 스며들지 못하도록 한 후 철근 배근과 더불어 하부슬래브(211)를 우선 시공하게 된다.

이때, 하부슬래브(211)는 도 45와 같이 벽체와 강결구조로 할 수도 있으며 도 45 상세와 같이 힌지 구조로도 할 수 있다. 여기서, 지하구조물이 지하차도의 용도로 사용될 경우에는 강결구조로 함이 바람직하고 지하철의 용도로 사용될 경우에는 힌지구조로 함이 바람직한데 이는 지하철의 궤도에서 오는 소음이 강결구조인 경우에는 벽체(210)를 타고 상부슬래브(204,206)로 전달되어 저토피 구조인 경우 외부로 소음이 전달될 수 잇기 때문이며 이러한 경우를 방지하기 위하여 힌지 방식을 채택하게 되는데 벽체(210)와 하부슬래브(211) 사이에 힌지철근(119)을 설치하고 스치로폼(118)을 끼워넣어 소음이 전달되지 못하도록 조치한다.

여기서 상기 하부슬래브(211)는 도면에서 보는 바와 같이 지하구조물의 바닥면에 타설되는 타설체를 의미하고, 측벽(210)의 내측에 접하는 헌치부까지 타설한다.

상기와 같이 하부슬래브(211)의 공사 공정이 완료되면, 중앙부(212)의 주철근을 배근하고 띠철근과 배력철근을 설치하여 벽체 및 기둥을 시설하는 공사를 한다.

마무리 단계 - S80

상기와 같은 공사가 모두 완료되면, 지하구조물 내부의 보도 및 전기시설, 타일과 아스콘 등을 시설하여 지하구조물의 공정을 마무리한다.

이상과 같이 흙막이 용도의 엄지말뚝및 콘크리트토류판과 PHC말뚝을 벽체측에 설치하는 일련의 제반 구조에 대한 제 2실시예에서의 첫째 방법인 "엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"을 설명하였고,

둘째 방법인 "PC벽체 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"에 대하여 설명하면,

도 45의 경우에 있어서는 도 42의 엄지말뚝(201)과 PHC말뚝(203) 대신에 PC벽체(213)를 직접 설치하는 것으로 대체되고 있으며 이를 "PC벽체 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"으로 명명하도록 한다.

상기의 "PC벽체 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"에 있어서 PC벽체(213)는 TDR장비등으로 시멘트 분사없이 물과 벤토나이트만으로 지반을 혼합 교반하여 에어를 뿜으며 PC벽체(213)를 지중에 투입하는데, 먼저 지지말뚝인 PHC기초말뚝(218)을 우선 시공하여 지반 기초를 안정화한 후 PC벽체(213)를 투입하는 것이다.

하지만 PC벽체(213)은 지중에 수직으로 바르게 설치되어야 하므로 제 1실시예의 도 25에서 보듯이 PHC말뚝(136) 심부철근(137)을 이용하여 결합함이 바람직하며 심부철근(137)은 PHC말뚝(136)의 두부보강(140) 심부에 심부철근(137)을 고정 인출하여 PC벽체(134) 내부에 매입되어 있는 PVC관(138)내부로 관통한 후 공극을 모르터 그라우팅으로 충진하고 PC벽체(134) 두부에서 고정장치(139)를 이용하여 결속 구속하면 수직의 PC벽체(213)를 시설할 수 있다. 여기서 PHC말뚝(136)과 PHC기초말뚝(218)은 같은 공종이라고 본다.

이어서 PC벽체(213)는 제 1실시예의 도 26에서 보듯이 T형강(142)과 결속L형강(143) 및 막이철판(144)로 구성되어 있는 슬라이딩 장치를 이용하여 인접하여 PC벽체(213)를 투입할 수 있는 것인데, 이때 PC벽체(213)간의 접속면은 슬라이딩 장치를 2개소 대향방향이 되도록 설치하고 종심부에 요철부를 두어 PC벽체(213)가 비틀어지는 현상이 없이 일률적으로 설치될 수 있도록 구성하고 있으며, PC벽체(213)간에서의 누수를 방지하기 위하여 시트파일 이음부에서와 같이 외측으로 구리스를 바른 물막이강관피스(141)를 상호 겹쳐지도록 배치하고 최종으로 지수제를 주입하여 지하수가 유입되지 못하도록 차단하고 있으며 PC벽체(213)간의 미세한 틈에도 필러재를 주입하여 접속이 완벽히 이루어지도록 시설한다.

한편, PC벽체(213) 외측부에는 침투식 폴리머방수재와 도포식 아스팔트방수재를 발라 콘크리트 구조체가 쉽게 열화되지 않도록 구성하고 있다.

또한, 만약에 지반 지층이 연약층이면서 보일링 및 히빙에 대한 대책을 수반할 필요가 있다면 도 45에서 보듯이 TDR혼합 교반시에 시멘트를 주입하여 차수막(음영부분)을 원하는 심도에 까지 시설할 수 있어 연약층에서의 시공에서 바람직한 방법의 시공이 될 수 있을 것이다.

한편, 이러한 PC벽체(213)의 공사를 완료한 후에 외측엄지말뚝(217)을 박고 편측부 터파기와 함께 지장물을 매달기하며 상부슬래브를 시공하기 위한 굴착면까지 터파기한 후 1/2PC상부슬래브(204)를 콘크리트받침블럭(215)위에 설치하고 PC벽체(213)와의 철근 이음을 연결한 후 상부슬래브의 잔여 철근 배근을 한 다음 콘크리트를 타설하여 현장타설상부슬래브(206)를 형성토록 하는 것이다.이어 나머지 하부슬래브 및 중앙부 벽체 및 기둥은 첫째방법과 같다.

한편 도 46에서 보듯이 PC벽체(213)와 편측 및 타측의 상부슬래브(204)와는 지지보를 이용하여 버팀을 하여야 하는데, 이러한 버팀은 PC벽체(213)에 철판과 앵커볼트로 부착되어 구속된 브라켓에 스크류잭을 이용하여 지지토록 구성하고 있다.

이어서 셋째 방법인 "엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 PC상부슬래브 설치방법"에 대하여 설명하면,

도 47에서 엄지말뚝(201)과 콘크리트토류판을 설치하고 PC상부슬래브를 설치하는 것으로 대체되고 있으며 현장타설상부슬래브는 우각부로 국한되고 있는 것이다.

여기서 콘크리트토류판을 설치하는 방법에 있어서는 엄지말뚝(201)공사와 함께하는 제 1실시예에서 처럼 종콘크리트토류판(148) 설치방법과 터파기 과정에서 설치하는 횡콘크리트토류판 설치방법으로 구분하여 시공할 수 있는데 특징을 구분하여 설명하면 전자는 TDR 혼합교반장비를 이용하여 시멘트 분사없이 시설할 수 있으며 보일링 및 히빙에 대한 대책으로 활용이 가능한 반면에, 후자는 오거나 T4장비를 이용하여 시설할 수 있으며 보일링 및 히빙에 대한 대책으로 활용이 불기능하여 별도의 차수그라우팅이 필요한 실정이다.

상기의 엄지말뚝(201)은 필요시에는 PHC기초말뚝 위에 시설할 수 있어 지지력을 증강시킬 수 있으며, 이어서 콘크리트토류판을 시설하게 되는데 제 1실시예의 도 28, 도29에서 보듯이 콘크리트토류판이 종콘크리트토류판(148)일 경우 혼합 교반작업에 의한 슬라임으로 인하여 지중에 설치가 곤란한 경우가 발생될 수 있는데, 이때를 위하여 종콘크리트토류판(148) 중앙부 배면측으로 항타용받침대(149)와 항타말뚝끼움재(150)를 시설하여 항타말뚝(154)을 이용하여 타격하므로 슬라임 속으로 설치할 수 있도록 구성하여 스톱바(153)가 설치되어 있는 위치까지만 이르도록 구성하고 있다.

한편, 종콘크리트토류판(148)은 양단에 돌출철근(151)과 끼움L형강(152)을 시설하여 엄지말뚝(145) 플렌지에 접하여 일률적인 인입이 용이하도록 구성하고 있으며, PC상부슬래브를 설치하고 코너부측으로 현장타설콘크리트를 타설하여 일체를 이루도록 구성하고 있으며, 이때 PHC말뚝에서 연결철근(122)이 상부슬래브에 매입되도록 하여야 한다. 이어서 시트방수와 보호몰탈의 설치는 전술한 바와 같이 같은 방법으로 설치한다.

이러한 엄지말뚝(201)과 콘크리트토류판을 이용하는 셋째 방법에 있어서의 외부 방수는 상부슬래브에 사용되었던 시트방수재를 벽체측으로 연결하여 시공하여야 하므로 첫째 방법에서 사용하였던 브라켓철근(107)을 사용할 수 없어 제 1실시 예서서의 도 32에서 보듯이 레티스거더(130)를 상부슬래브 헌치면에 시설하여 상부슬래브의 받침 역할을 수행하도록 하여야 하며, 도 31에서 보듯이 띠장으로서의 역할도 수행토록 하고 있는데 이러한 도면을 입체적으로 도 30에서 보여주고 있다.

한편, 도 48은 도 44와 같은 방법의 사보강재(205)와 사방향지보공(208)을 설치하고 있는 구성을 하고 있다

이어서 넷째 방법인 "PC벽체 및 PC상부슬래브 설치방법"에 대하여 설명하면,

둘째 방법인 "PC벽체 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브 설치방법"과 같으나 1/2PC와 현장타설상부슬래브와는 다르게 PC상부슬래브와의 접속을 하는 구조의 형상을 이루고 있는데 현장타설상부슬래브는 우각부로 국한되고 있는 것이다.

한편, 도 50은 도 46과 같은 방법의 사방향지보공(208)을 설치하고 있는 구성을 하고 있다

이상 제 2실시예를 이루는 4가지 방법에 대하여 설명하였다.

- 제 1 실시예에서의 도면 부호 -
S10; 편측말뚝, CIP 공사
S20; 편측상부슬래브 공사
S30; 타측말뚝, CIP공사
S40; 타측상부슬래브 공사
S50a; 중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사
S50b; 중앙부 터파기 및 복공판 설치 공사
S60; 내부굴착 및 벽체 공사
S70; 하부슬래브 공사
S80; 중앙부 공사
S90; 마무리단계
10; 지하구조물 11; 편측상부슬래브
12; 타측상부슬래브 13; 중앙부상부슬래브
14; 벽체 15; 하부슬래브
16,17; 중앙부
101,145; 엄지말뚝 102; 지지말뚝
103; CIP구근 104,136; PHC말뚝
105,111; 가로보 106; 버팀보
107; 브라켓철근 108; 피스브라켓
109,114; 가설말뚝 110; 복토
112; 콘크리트버팀재 113; 주형보
115; 변위방지버팀보 116; 소음차단막
117; 내부버팀보 118; 스치로폼
119; 힌지철근 120; 지지철근
121; CIP띠철근 122; 연결철근
124; 두부보강철근 125; 항타말뚝 126; 동판지수판 127; 개구부
128; 소강관 129; 지지철근
129a; 중앙철근 129b,129c; 돌출철근 130; 레티스거더 131; 철근지지대
132; 필러재 133; 둥근철판
134; PC벽체 135; 사보강
137; 상부철근 138; PVC관
139; 고정장치 140; PHC말뚝두부보강
141; 물막이강관피스 142; T형강
143; 결속L형강 144; 막이철판
146; 1/2PC상부슬래브 147; 사보강재
148; 종콘크리트토류판 149; 항타용받침대
150; 항타말뚝끼움재 151; 돌출철근
152; 끼움L형강 153; 스톱바
154; 항타말뚝 155; 보강지지철근
156; 보강지지띠철근 157; 철거공간
158; 천공구
- 제 2 실시예에서의 도면 부호 -
S10; 엄지 및 PHC말뚝, 중간말뚝 공사
S20; 편측부 공사
S30; 엄지 및 PHC말뚝 공사
S40; 타측부 공사
S50; 내부굴착 공사
S60; 벽체 공사
S70; 중앙부 공사
S80; 마무리단계
201; 엄지말뚝 202; 중간말뚝
203; PHC말뚝 204; 1/2PC상부슬래브
205; 사보강재 206,216; 현장타설상부슬래브 207; 가로보 208; 사방향지보공
209; 기초버팀대 210; 벽체
211; 하부슬래브 212; 중앙부 벽체 및 기둥 213; PC벽체 214; PC상부슬래브
215; 콘크리트받침블럭 217; 외측엄지말뚝
218; PHC기초말뚝 219; 스토퍼

Claims

어느 1/3편측의 차로측에 해당되는 편측말뚝 및 CIP공사(S10)와,
상기 편측말뚝 및 CIP공사에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/3편측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 편측 상부슬래브공사(S20)와,
상기 편측 상부슬래브 공사(S20)를 거친 다음, 1/3타측의 차로측에 해당되는 타측말뚝 및 CIP공사(S30)와,
상기 타측말뚝 및 CIP공사에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/3타측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 타측 상부슬래브공사(S40)와,
상기 타측 상부슬래브공사(S40)를 거친 다음, 중앙의 차로측에 해당되는 1/3중앙측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사(S50a) 또는 중앙부 터파기 및 복공판 설치공사(S50b)와
1/3중앙측 상부를 터파기한 후 상부슬래브를 시공하는 중앙부 터파기 및 상부슬래브 공사(S50a) 또는 복공판 설치공사(S50b)를 한 후 내부를 굴착하고 벽체를 시설하는 내부굴착 및 벽체공사(S60)와,
최종 하단부까지 굴착 완료하여 하부슬래브를 시설하는 하부슬래브 공사(S70)와,
중앙부 벽체 또는 기둥을 시공하는 중앙부 공사(S80)와,
양측 내부 벽체와 중앙부 벽체 또는 기둥의 내부 타일공사 처리 후 각 하부슬래브 상면으로 아스콘 포장을 하는 마무리단계(S90)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
어느 1/2편측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝과 중간 말뚝공사(S10)와,
상기 1/2편측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/2편측 상부를 터파기한 후 1/2PC상부슬래브를 조립하고 현장타설로 결합하는 편측부 공사(S20)와,
상기 1/2PC상부슬래브를 조립하고 현장타설로 결합하는 편측부 공사(S20)를 거친 다음 1/2타측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝 공사(S30)와,
상기 1/2타측의 측벽을 이루는 엄지 및 PHC말뚝에 의해 형성되어 구분되는 차로의 어느 1/2타측 상부를 터파기한 후 1/2PC상부슬래브를 조립하고 현장타설로 각각의 PC구조를 결합하는 타측부 공사(S40)와,
상기 타측부 공사(S40)를 거친 다음, 내부를 굴착하는 내부굴착 공사(S50)와,
최종 하단부까지 굴착 완료하여 벽체를 시설하는 벽체 공사(S60)와,
중앙부 벽체 또는 기둥을 시공하는 중앙부 공사(S70)와,
하부슬래브를 시공하고 내부 벽체와 중앙부 벽체 또는 기둥의 내부 타일 공사 처리 후 각 하부슬래브 상면으로 아스콘 포장을 하는 마무리단계(S80)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기의 편측 측벽부 외측에 흙막이 벽체인 가설 CIP구근 또는 엄지말뚝과 인접한 위치에 지지층까지 도달하는 PHC말뚝을 일정한 간격을 띠어 시공하여 상부슬래브를 지지토록 하되,
상기의 PHC말뚝은 지하구조물의 하부 우각부에서 하부슬래브와 벽체의 철근이 용이하게 연결되도록 하기 위하여 PHC말뚝의 적정위치 상단과 하단에 각각 다수의 천공구를 내고 PHC말뚝에 작용하는 수직력을 지지토록 하는 보강지지철근을 PHC말뚝 원둘레 방향으로 다수개 천공구에 끼우고 다수의 보강지지띠철근으로 묶은 후 연결부 위치부근의 PHC말뚝 콘크리트부를 파쇄하여 철거공간을 형성하며 그 철거공간을 이용하여 벽체와 하부슬래브의 우각부 철근이 연결되도록 구성하는 것과,
PHC말뚝의 두부에 설치한 두부보강철근이 상부슬래브에 매입되도록 구성하는 것을 포함하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항에 있어서,
상기의 중간부에 설치된 지지말뚝은 H형강과 스크류잭, 4개소의 지지철근과 PHC기초말뚝으로 구성 결합되고 있으며, 상기의 지지철근은 스크류잭과 PHC기초말뚝을 이어주는 역할을 하고 스크류잭과는 너트로 체결되며 PHC기초말뚝과는 PC콘크리트에 4개소의 천공을 하여 철근을 매입 설치하고 띠철근으로 묶어 좌굴이 발생치 않도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항에 있어서,
상기의 상부슬래브를 지지하는 PHC말뚝외에 또 다른 방법으로 CIP구근과 PHC 기초말뚝을 합성하여 상부슬래브를 지지토록 하면서 흙막이를 겸하도록 구성할 수 있도록 2가지의 재료를 결합시켜 사용할 수 있도록 하되, PHC 기초말뚝 내부 일부에 두부보강철근을 매입하고 콘크리트를 타설하여 결합할 PHC 기초말뚝의 두부를 보강하고, PHC 기초말뚝 상면 철판캡에 짧은 다수개 천공된 강관을 용접하며, CIP구근의 주철근을 강관 천공부에 끼워넣은 후 용접 접속한 말뚝을 케이싱 내부로 인입하고 항타말뚝을 이용하여 슬라임부까지 항타하여 근입장을 형성하며 콘크리트를 타설하여 사용하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항에 있어서,
상기의 CIP구근은 상호 겹침 공사를 통하여 흙막이벽을 형성함에 있어서 20m 마다 신축조인트를 두어 합벽식 구조에서의 신축작용에 대처가 가능토록 하며, 외부로부터 지하수가 유입을 차단하는 동판지수판을 내측 터파기시 설치하면서 신축조인트로서의 기능도 동시에 갖추도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항에 있어서,
상기의 상부슬래브와 접하는 위치에는 상부슬래브를 지지하는 브라켓철근을 설치하기 위하여 CIP구근 개소마다 2개의 천공홀을 경사방향으로 뚫어 브라켓철근을 끼워넣어 빠지지 않도록 조치하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기의 중앙부 상부슬래브 위치를 터파기할 때 편측 및 타측에서의 횡방향 토압력에 의하여 변위가 발생할 수 있으므로 부분적인 터파기를 하며 콘크리트버팀재를 중앙부 상부슬래브 터파기 위치에 설치하면서 반복적으로 시공하며 콘크리트버팀재는 중앙부 상부슬래브에 매입되도록 구성하는 것과,
이어서, 상기의 중앙부 상부슬래브에는 일정간격을 두고 오픈 개구부를 두어 내부 굴착시 토공 반출 및 레미콘 투입을 할 수 있는 통로를 설치하도록 하되, 일정간격의 오픈 개구부를 설치하기 곤란한 곳에서는 가설말뚝에 주형보를 설치하고 복공판을 시설하므로 토공 반출 및 레미콘 투입을 자유로이 할 수 있도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항에 있어서,
상기의 변위방지버팀보는 지지말뚝을 묶어주는 버팀보로서 양측 피스 H형강의 마구리철판과 4개의 지지철근을 끼운 소강관이 상호 물리도록 한 후 마구리철판을 돌출한 지지철근에 너트로 체결한 상태로 설치하되, 콘크리트 타설후 너트를 풀어 피스 H형강을 해체하고 소강관내 철근을 제거한 후 소강관 내부에 모르터를 채우도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기의 내부버팀보는 편측 PHC말뚝과 타측 PHC말뚝간을 버팀 지지하도록 설치하고, 사방향지지보는 상부슬래브 중앙부 헌치와 측벽부 PHC말뚝을 연결하여 지지하도록 설치하는데 CIP구근 또는 엄지말뚝과 PHC말뚝 사이에는 필러재를 채워 버팀보 또는 지지보의 축력이 외력에 저항될 수 있도록 하고 내부버팀보 또는 사방향지지보가 묶이는 위치의 PHC말뚝에는 둥근철판을 씌우고 천공구를 뚫어 지지철근이 결합될 수 있도록 하고 내부버팀보 또는 사방향지지보와 PHC말뚝 사이에는 스크류잭과 함께 철근지지대를 둥근철판에 뚫은 천공구에 설치하여 향후 벽체 철근의 배근을 용이하게 하고 강재가 매몰되지 않도록 하는 구조에서 내부버팀보 또는 사방향지지보를 해체하기가 용이하도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기의 PHC말뚝 간에는 상부슬래브를 지지하는 브라켓철근을 사용할 수 없을 경우 브라켓철근 대신으로 레티스거더(130)를 상부슬래브 헌치면에 시설하되 레티스거더의 양단은 PHC말뚝과 둥근철판에 구멍을 내어 레티스거더의 철근이 천공구에 끼워지도록 설치하므로 상부슬래브의 받침 역할을 수행하도록 하는 것과,
PHC말뚝 간에는 횡토압력을 PHC말뚝으로 전달시키는 진행방향으로 띠장을 구성하되, 벽체철근 배치에 지장이 되지 않고 콘크리트를 타설하기에 용이하면서 띠장의 역할을 수행하기 위한 시설로서 철근으로 삼각형을 이루는 레티스거더를 사용하고 레티스거더의 양단은 PHC말뚝과 둥근철판에 천공구를 내어 레티스거더의 철근이 천공구에 끼워지도록 설치하므로 띠장의 토압을 PHC말뚝이 감당하도록 하였으며 이러한 PHC말뚝을 내부버팀보 또는 사방향지보공이 지지하는 것으로 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기의 하부슬래브는 벽체와 강결구조로도 할 수 있고 힌지 구조로도 할 수 있되, 힌지구조의 경우는 지하구조물이 저심도에서 지하철의 궤도에서 발생되는 소음의 전달을 차단하기 위하여 사용되며, 이를 위하여 벽체와 하부슬래브 사이에 힌지철근을 설치하고 스치로폼을 끼워넣어 소음이 전달되지 못하도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기의 측벽부에서 CIP구근 또는 엄지말뚝과 PHC말뚝 대신에 PC벽체를 직접 설치할 수 있도록 하되, 지지말뚝인 PHC말뚝을 우선 시공하여 지반 기초를 안정화한 후 TDR장비등으로 시멘트 분사없이 물과 벤토나이트만으로 지반을 혼합 교반하여 에어를 뿜으며 PC벽체를 지중에 투입하여 시설하는 것과,
상기의 PC벽체가 지중에 수직으로 바르게 설치되게 하기 위하여 PHC말뚝의 심부철근을 이용하는데, 심부철근은 PHC말뚝의 두부보강 심부에 심부철근을 고정 인출하여 PC벽체 내부에 매입되어 있는 PVC관내부로 관통한 후 모르터로 공극을 충진하여 양생하고 PC벽체 두부에서 고정장치를 이용하여 결속 구속하면 수직의 PC벽체를 시설할 수 있도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 13 항에 있어서,
상기의 PC벽체는 T형강과 결속L형강 및 막이철판로 구성되어 있는 슬라이딩 장치를 이용하여 인접하여 PC벽체를 투입할 수 있도록 하되, PC벽체간의 접속면에 있는 2개소의 슬라이딩장치는 대향방향이 되도록 설치하고 종심부에 요철부를 두어 PC벽체가 일률적으로 설치될 수 있도록 구성하고 있으며, PC벽체간에서의 누수를 방지하기 위하여 시트파일 이음부에서와 같이 외측으로 구리스와 같은 지수제를 바른 물막이강관피스를 상호 겹쳐지도록 배치하고 최종으로 지수제를 주입하여 지하수가 유입되지 못하도록 차단하고 있으며 PC벽체간의 미세한 틈에도 필러재를 주입하여 접속이 완벽히 이루어지도록 시설하며, PC벽체 외측부에는 침투식 폴리머방수재와 도포식 아스팔트방수재를 발라 콘크리트 구조체가 쉽게 열화되지 않도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항에 있어서,
상기의 측벽부에서 CIP구근 대신에 엄지말뚝과 콘크리트토류판을 설치하고 현장타설상부슬래브 대신에 상부슬래브를 1/2PC구조와 현장타설구조를 겸하여 설치하는 것으로 대체되고 있으며, 엄지말뚝과 콘크리트토류판의 설치는 지장물로 인하여 CIP구근과 같이 주열식 시공이 곤란한 경우에 대체할 수 있도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 15 항에 있어서,
상기 콘크리트토류판을 설치하는 방법에 있어서 엄지말뚝 공사와 함께하는 종콘크리트토류판 설치방법과 터파기 과정에서 설치하는 횡콘크리트토류판 설치방법으로 구분하여 시공할 수 있되, 전자는 TDR 혼합교반장비를 이용하여 시멘트 분사없이 물과 벤토나이트만으로 시설할 수 있으며 보일링 및 히빙에 대한 대책으로 활용이 가능한 반면에 후자는 오거나 T4장비를 이용하여 시설할 수 있으며 보일링 및 히빙에 대한 대책으로 활용이 불기능하여 별도의 차수그라우팅이 필요한 구성을 하고 있는데,
상기의 엄지말뚝은 필요시에는 PHC 기초말뚝 위에 시설할 수 있어 지지력을 증강시킬 수 있으며, 이어서 설치하려는 콘크리트토류판이 종콘크리트토류판일 경우 혼합 교반작업에 의한 슬라임으로 인하여 지중에 설치가 곤란한 경우 종콘크리트토류판 중앙부 배면측으로 항타용받침대와 항타말뚝끼움재를 시설하고 항타말뚝을 이용하여 타격하므로 슬라임 속으로 설치할 수 있도록 하되 스톱바가 설치되어 있는 위치까지만 이르도록 하는데, 종콘크리트토류판에는 양단에 돌출철근과 끼움L형강을 시설하여 엄지말뚝 플렌지에 접하여 일률적인 인입이 용이하도록 구성하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 PHC말뚝의 두부보강철근은 현장타설 상부슬래브에 매입되어 있기 때문에 코너부에서 부모멘트가 발생되어 PHC말뚝에 부재력이 전달되도록 되어 있는데 두부보강철근과 사보강재가 이를 지탱할 수 있도록 역할을 하는 것으로 하되,
벽체 철근을 조립할 때 용이하게 하고, 강재가 매몰되는 것을 방지하게 하기 위하여 사용하는 사보강재는 PHC말뚝 머리부에 둥근철판을 이용하여 일부를 감싸고 있으며 PHC말뚝과 함께 다수의 천공구를 뚫어 PHC말뚝에 앵커링을 하여 고정하고 있는데, 사보강재와 둥근철판간을 연결하는 철근지지대의 철근이 상기의 천공구에 끼워지도록 하며 벽체가 상기의 철근지지대 중간을 지나는 마감을 하도록 구성하고 사보강재를 해체할 때는 상기에 배치된 철근지지대를 절단하고 마감처리 하도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 2 항에 있어서,
상기 상부슬래브 구조형식에 있어서 2개소의 상부슬래브 중앙부가 볼록인 삿갓모양으로 경사지게 배치 접속토록 하여 중앙부의 처짐이나 침하의 발생없이 원래의 삿갓모양 그대로를 유지하도록 구성하므로 내부에 세로와 가로 지보공에 의한 간섭을 받지 않으면서 내부굴착을 용이롭게 할 수 있도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 2 항에 있어서,
엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브를 설치하는 것에서 엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 PC상부슬래브를 설치하는 것으로 대체하되, 현장타설상부슬래브는 우각부로 국한되도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법
제 2 항에 있어서,
엄지말뚝과 콘크리트토류판 및 1/2PC와 현장타설상부슬래브를 설치하는 것에서 PC벽체 및 PC상부슬래브를 설치하는 것으로 대체하되, 현장타설상부슬래브는 우각부로 국한되도록 하는, Topdown 공법을 이용한 지하구조물 시공방법