KR20180060356A - Cip흙막이 벽체용 필러부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역타공법을 이용하여 지하구조물을 구축하는 과정에 있어서 CIP흙막이 벽체와 이를 지지하기 위하여 설치되는 띠장 등의 수평부재 사이에 설치되어 상기 CIP흙막이 벽체의 배면토압이 콘크리트 슬래브에 안전하게 전달될 수 있도록 하는 필러부재에 관한 것으로서, CIP말뚝의 외면에 접하는 외접지지판과, 상기 수평부재의 외면에 접하는 내접지지판 및, 상기 외접지지판과 내접지지판의 사이간격을 조절하는 간격조정대로 이루어지되. 상기 외접지지판의 전면은 CIP말뚝의 외경에 대응하는 곡면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

CIP흙막이 벽체용 필러부재{PILLAR MEMBER FOR C.I.P. RETAINING WALL}
본 발명은 흙막이 벽체의 지지구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 역타공법을 이용하여 지하구조물을 구축하는 과정에 있어서 CIP흙막이 벽체와 이를 지지하기 위하여 설치되는 띠장 등의 수평부재 사이에 설치되어 상기 CIP흙막이 벽체의 배면토압이 콘크리트 슬래브에 안전하게 전달될 수 있도록 하는 필러부재에 관한 것이다.
지중의 굴착공사에서 굴토 배면의 붕괴를 방지하기 위한 흙막이 벽체의 시공방법중 CIP흙막이 벽체의 시공방법은 지반 조건에 구애받지 않고 거의 모든 지반에 대하여 적용이 가능하고, 굴착 완료후에는 지하구조물의 외부 옹벽과 합벽시공할 수 있어 대지 경계에까지 근접하여 시공할 수 있기 때문에 도심지의 많은 현장에서 적용되고 있다.
이러한 CIP흙막이 벽체의 시공방법은, 굴착공사의 착수 전에 굴착지반 경계에 어스 오거 등의 장비를 이용하여 소정의 깊이까지 천공하여 천공홀을 형성시킨 후, 상기 천공홀에 철근콘크리트 구조물을 조성하여 지중에 CIP말뚝을 형성하고, 이러한 말뚝을 주열식으로 연속시공하여 흙막이 벽체를 형성시키는 방법으로 이루어진다.
이때 대심도 굴착공사나 지하수위가 높은 지반에서는, 흙막이 벽체에 미치는 배면 토압이 일반적인 경우보다 매우 크게 작용하기 때문에, 일정한 간격으로 CIP콘크리트 내부에 H형강을 매설하여 흙막이 벽체의 강성을 증대시키기도 한다.
다른 한편으로, 지하구조물의 역타공법은 구축하고자 하는 지하구조물의 외주부에 흙막이 벽체를 시공하고, 지하구조물의 본 기둥 위치를 천공하여 기둥기초와 철골기둥을 시공한 다음, 지하층별로 지반 굴착, 철골보의 설치, 데크플레이트(Deck plate) 설치, 슬래브 철근 배근 및 슬래브 콘크리트를 타설하는 공정을 반복하여 상부 층에서 하부 층으로 시공하는 순서로 진행된다.
이러한 역타 시공 공정이 진행되는 과정에서 흙막이 벽체의 배면토압은 수평부재인 철골보와 철근콘크리트 슬래브가 지지하게 된다.
그리고 최하층 굴착 완료 후 구조물 기초가 완성되면, 기둥의 철근콘크리트 부분과 함께 CIP흙막이 벽체와 슬래브 사이에 대하여 순타방식으로, 즉 하부 층에서 상부 층으로 철근콘크리트 외벽을 타설하여 상기 CIP흙막이 벽체와 합벽하는 단계를 진행하게 된다.
따라서 철근콘크리트 외벽이 순타에 의해 합벽되기 전까지는 CIP흙막이 벽체와 철골보 또는 철근콘크리트 슬래브 사이에서 토압을 전달하기 위한 지지부재가 필요하게 되는 바, 도 1에 도시된 바와 같이 철골보(20)에 횡방향으로 설치된 띠장(50)과 CIP콘크리트에 매립된 H형강(11)의 사이에 간격재(51)를 설치하고, H형강(10)이 매립되지 아니한 CIP말뚝(10)과 띠장(50)의 사이에는 형강토막 등의 끼움재(52)를 끼워넣는다.
그런데 상기한 CIP말뚝(10)은 앞서 설명한 바와 같이 지중을 천공하고 그 자리에 콘크리트를 타설하여 형성되는 것이기 때문에 CIP기둥(10)의 수직도가 정확하지 않을뿐더러 그 외면 역시 고르지 못한바, 상기 CIP기둥(10)과 띠장(50) 사이의 간격은 전체적으로 일정하지 않게 된다.
이와 같이 띠장(50)에 대한 각 CIP기둥(10)들의 사이간격이 서로 다른 바, 이에 삽입되는 끼움재(52) 역시 각 사이간격에 맞도록 일일이 재단되어야 하고, 이렇게 재된된 끼움재(52)를 설치함에 있어서도 상기 끼움재(52)가 아래로 떨어지지 않도록 손이나 기구를 이용하여 잡아준 상태에서 띠장(50)에 용접 고정시켜야 하기 때문에 끼움재(52)의 설치작업은 많은 번거로움과 함께 공기지연의 요인으로 작용하게 되며, 이러한 작업의 번거로움은 부실시공을 유발시키기도 한다.
KR 10-1673492 B1 KR 10-0982827 B1
본 발명은 종래기술의 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, CIP말뚝에 대한 시공오차에 의해 발생되는 띠장 등 수평부재와의 사이의 일정하지 아니한 간격이나 CIP말뚝 외면의 다양한 형상에 대하여 모두 사용이 가능한 범용적 필러부재를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 설치 및 제거작업이 용이하여 인력 및 자재비용을 절감시킬 수 있는 필러부재를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, CIP흙막이 벽체를 구성하는 CIP말뚝과, 상기 CIP말뚝을 지지하는 수평부재 사이의 이격공간에 설치되는 것으로서, 상기 CIP말뚝의 외면에 접하는 외접지지판과, 상기 수평부재의 외면에 접하는 내접지지판 및, 상기 외접지지판과 내접지지판의 사이간격을 조절하는 간격조정대로 이루어지되. 상기 외접지지판의 전면은 CIP말뚝의 외경에 대응하는 곡면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 CIP흙막이 벽체용 필러부재가 제공된다.
이때 상기의 간격조정대는, 외접지지판과 결합되는 것으로서 암나사가 구비된 제1나사봉과, 내접지지판과 결합되는 것으로서 암나사가 구비된 제2나사봉 및, 상기 제1나사봉과 제2나사봉의 각각에 대하여 나사체결 방식의 회전에 의해 제1나사봉과 제2나사봉의 간격을 조절하는 회전대로 이루어진다.
또 상기 내접지지판에는 수평부재와의 고정을 위한 임시 고정수단으로, 내접지지판의 상단부에 고정 설치되는 것으로서 상기 내접지지판과 평행하게 하향 설치되어 상기 내접지지판과의 사이에 수평부재가 삽입될 수 있는 간극이 형성되도록 구성되는 걸침구를 더 구비시킬 수 있으며, 외접지지판의 전면에도 CIP말뚝과의 접지면적을 극대화시키기 위한 밀착대가 더 설치될 수 있다.
본 발명의 필러부재는 그 길이의 조절이 가능하여 다양한 크기를 가지는 CIP말뚝과 수평부재의 사이공간에 대하여 뿐만 아니라, 시공오차의 발생에 의한 CIP말뚝의 다양한 표면 형상에 대하여도 모두 적용이 가능한 범용성이 있다.
또한 본 발명의 필러부재는 CIP말뚝과 수평부재의 사이에서 압착고정되지 아니한 상태에서도 상기 수평부재에 대한 자립 고정이 가능하므로 설치 및 제거작업이 매우 용이하여 시공정밀성이 향상될 뿐 아니라 사용인력을 최소화시키고 부재의 재활용을 가능하게 하여 공기단축 및 공사비의 절감을 도모할 수 있게 한다.
도 1은 종래기술에 의한 끼움재(필러부재)가 설치된 상태를 나타낸 흙막이 벽체구조의 단면도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 필러부재의 사시도이다.
도 3은 상기 필러부재의 분해 사시도이다.
도 4의 본 발명의 또 다른 실시예로 밀착대가 구비된 필러부재의 사시도 및 상기 밀착대)가 작용한 상태를 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로 임시 고정수단이 구비된 필러부재의 사시도 및 단면도이다.
도 6은 상기 임시 고정수단이 구비된 필러부재가 수평부재에 자립하여 임시 고정된 상태를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 7은 상기 임시 고정수단이 구비된 필러부재가 CIP흙막이 벽체와 수평부재 사이에서 압착 고정되는 과정의 상태를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명의 필러부재에 구비되는 회전대의 각 실시예를 도시한 사시도이다.
도 9는 CIP말뚝(210)의 시공오차 부분에 대한 보정수단이 구비된 본 발명의 또 다른 실시예의 필러부재 및 이를 사용한 예의 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 필러부재(100)의 사시도이고, 도 3은 상기 필러부재(100)를 구성하는 각 구성들을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
본 발명의 필러부재(100)는, CIP흙막이 벽체(200)를 구성하는 CIP말뚝(210)과, 상기 CIP말뚝(210)을 지지하는 수평부재(300) 사이의 이격공간(S)에 설치되는 것으로서, 도 2, 3에 도시된 바와 같이 외접지지판(110)과, 내접지지판(120) 및, 이들을 일체화시키는 간격조정대(130)로 이루어진다.
여기에서 수평부재(300)라 함은 슬래브의 외측단에 위치하여 CIP흙막이 벽체(200)의 길이방향으로 설치되고 CIP흙막이 벽체(200)의 배면토압이 상기 슬래브의 강막작용에 의해 지지될 수 있도록 하는 길이부재를 의미하는 것으로서, 종래기술에서 언급한 띠장 역시 상기 수평부재(300)에 포함된다.
필러부재(100)의 구성중 외접지지판(110)은, CIP말뚝(210)의 외면에 접하는 것으로서, 그 전면은 상기 CIP말뚝(210)의 외경에 대응하는 곡면이 형성되어 있어 CIP말뚝(210)을 통하여 전달되는 배면토압의 하중이 효율적으로 수용될 수 있게 한다.
상기와 같이 곡면으로 형성된 외접지지판(110)의 전면에는 상하의 길이방향으로 2개 이상의 밀착대(111)가 더 설치될 수 있다.
도 4의 상기 밀착대(111)의 구성에 관한 것으로서, (a)는 밀착대(111)가 설치된 외접지지판(110)을 나타낸 사시도이고, (b)는 상기 밀착대(111)가 작용한 상태를 설명하는 단면도이다.
외접지지판(110)이 접하게 되는 CIP말뚝(210)은 지하구조물의 규모 등에 따라 단면의 규격이 달라질 수 있을 뿐 아니라, 앞서 설명한 바와 같이 지중에 형성된 천공홀에 콘크리트를 타설하여 구축되는 것이기 때문에 그 외면이 위치에 따라 다른 곡률을 가지게 될 수도 있다.
상기의 밀착대(111)는 탄성재질로 이루어지는 것으로서, 적어도 외접지지판(110)의 양측단에 설치되어, 상술한 이유로 발생한 CIP말뚝(210)의 외면과 외접지지판(110) 사이의 틈새를 메워줌으로써 본 발명의 필러부재(100)가 CIP말뚝(210)을 안정되게 지지할 수 있게 한다.
필러부재(100)의 구성중 내접지지판(120)은 수평부재(300)의 외면에 접한 상태에서 간격조정대(130)를 통해 전달된 CIP흙막이 벽체(200)의 배면토압을 슬래브에 전달하는 것으로서, 상기 수평부재(300)의 외면과 동일한 평탄면으로 이루어진다.
상기 내접지지판(120)은 후술하는 간격조정대(130)의 작동에 의해 수평부재(300)의 외면에 밀착고정되는 것이나, 상기의 간격조정대(130)에 의한 밀착 고정이 이루어지기 전에 수평부재(300)에 임시 고정되게 함으로써 필러부재(100)의 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 5 내지 7은 내접지지판(120)에 상기한 임시 고정수단이 구비된 일 실시예를 설명하는 것으로서, 도 5는 상기 임시 고정수단이 구비된 필러부재(100)의 사시도 및 단면도이고, 도 6, 7은 상기의 임시 고정수단을 이용하여 필러부재(100)를 CIP흙막이 벽체(200)와 수평부재(300) 사이에 설치하는 과정을 각 설명하는 것으로서, 도 6은 필러부재(100)가 수평부재(300)에 자립하여 임시 고정된 상태를, 도 7은 후술하는 간격조정대(130)를 작동시켜 필러부재(100)가 CIP흙막이 벽체(200)와 수평부재(300) 사이에서 압착 고정되는 과정의 상태를 각 도시한 사시도 및 단면도이다.
상기의 임시 고정수단은, 간격조정대(130)를 작용시켜 필러부재(100)가 CIP말뚝(210)과 수평부재(300) 사이에서 밀착고정되기 전까지, 또는 필러부재(100)를 제거하기 위하여 간격조정대(130)를 작용시켜 필러부재(100)가 CIP말뚝(210)으로부터 이격된 상태에서 상기 필러부재(100)를 제거할 때까지 필러부재(100)가 자립하여 임시적으로 수평부재(300)에 고정될 수 있는 것이면 족하는 것으로서 자석을 이용하는 등 다양한 수단이 적용될 수 있으나, 가장 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이 내접지지판(120)의 상단에 걸침구(121)를 구비시켜 이를 필러부재(100)의 임시 고정수단으로 사용한다.
상기 걸침구(121)는 내접지지판(120)과 평행하게 하향 설치되어 상기 내접지지판(120)과의 사이에 수평부재(300)가 삽입될 수 있는 간극(△)이 형성되어야 하는 것으로서, 그 상단부를 내접지지판(120)에 용접으로 고정시킬 수도 있으나, 교체가 용이하도록 상단부에 나사공이 구비된 체결부(121a)를 형성시켜 내접지지판(120)에 나사체결하여 고정시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 탈착이 가능한 설치되는 상기의 걸침구(121)는 수평부재(300)의 다양한 두께에 대응하는 규격으로 교체가 가능하여 필러부재(100)에 대하여 폭넓은 사용을 가능하게 한다.
외접지지판(110)과 내접지지판(120)의 사이에 설치되는 간격조정대(130)는 이들의 간격을 조절함으로써 필러부재(100)가 CIP말뚝(210)과 수평부재(300)의 사이에서 밀착 고정되거나 이격 이탈되게 하는 것으로서, 외접지지판(110)과 결합되는 제1나사봉(131)과, 내접지지판(120)과 결합되는 제2나사봉(132) 및, 상기 제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)의 각각에 대하여 나사체결방식으로 회전하는 회전대(133)로 이루어진다.
제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)의 각 일단에는 그 내부에 암나사(131a,132a)가 구비되고, 회전대(133)의 양 단부에는 상기 암나사(131a,132a)와 체결되는 수나사(133a)가 각각 구비된다.
이때 제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)의 각 암나사(131a,132a)는 나사산이 반대방향으로 형성되어 있어, 회전대(133)의 회전에 따라 제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)은 서로를 향하여 또는 서로의 반대방향으로 이동하면서 이들 사이에 대한 간격이 조절된다.
또한 상기 회전대(133)는 도 8의 (a) (b)에 각 도시된 바와 같이, 중앙부분을 다각형의 단면형태로 형성시키거나 공구홈(134)을 구비시켜 회전대(133)의 용이한 회전작업을 도모하게 할 수 있다.
암나사(131a,132a)가 구비되지 아니한 제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)의 각 타단은 외접지지판(110)과 내접지지판(120)에 각각 결합된다.
한편 지중의 천공홀에 직접 타설되어 구축되는 CIP말뚝(210)은 상하 수직방향에 대하여 각 면이 동일하지 않을 수도 있다. 예컨대 수직도가 정확하게 일치하지 않을 수도 있고, 천공홀의 천공상태에 따라 움푹 들어가거나 볼록하게 튀어나오는 부분이 있을 수 있다.
CIP말뚝(210)의 상기한 시공오차 부분에 접하게 되는 외접지지판(110)은 충분한 접지면적을 확보할 수 없기 때문에 CIP흙막이 벽체(200)의 배면토압에 대한 응력전달이 명확하게 이루어지지 않게 된다.
따라서 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기와 같이 CIP말뚝(210)의 불규칙한 수직면에 대하여도 접지면적을 극대화시켜 필러부재(100)에 의한 응력전달이 명확하게 이루어질 수 있도록 하는 보정수단이 구비된다.
도 9는 이러한 보정수단이 구비된 필러부재(100)를 나타낸 것으로서, (a)는 그 사시도이고, (b)는 상기 필러부재(100)를 CIP말뚝(210)의 시공오차부분에 사용한 예의 단면도이다.
상기한 보정수단은 외접지지판(110)이 회전대(133)의 제1나사봉(131)에 대하여 상하 회전이 가능하도록 핀결합(P)되는 것으로 이루어진다.
따라서 필러부재(100)는 CIP흙막이 벽체(200)와 수평부재(300)의 사이에서 수평상태를 유지하면서도 상기 CIP흙막이 벽체(200)를 구성하는 CIP말뚝(210)의 수직도 등의 시공오차와 관계없이 넓은 면적에 대하여 접지하게 되므로 필러부재(100)의 축방향에 대하여 편심의 발생 등 응력전달의 왜곡현상이 생기지 않게 된다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.
100; 필러부재 110; 외접지지판
111; 밀착대 120; 내접지지판
121; 걸침구 121a; 체결부
130; 간격조정대 131; 제1나사봉
131a,132a; 암나사 132; 제2나사봉
133; 회전대 133a; 수나사
134; 공구홈 200; CIP흙막이 벽체
210; CIP말뚝 300; 수평부재

Claims (5)

  1. CIP흙막이 벽체(200)를 구성하는 CIP말뚝(210)과, 상기 CIP말뚝(210)을 지지하는 수평부재(300) 사이의 이격공간(S)에 설치되는 것으로서,
    상기 CIP말뚝(210)의 외면에 접하는 외접지지판(110)과, 상기 수평부재(300)의 외면에 접하는 내접지지판(120) 및, 상기 외접지지판(110)과 내접지지판(120)의 사이간격을 조절하는 간격조정대(130)로 이루어지되. 상기 외접지지판(110)의 전면은 CIP말뚝(210)의 외경에 대응하는 곡면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 CIP흙막이 벽체용 필러부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간격조정대(130)는, 외접지지판(110)과 결합되는 것으로서 암나사(131a)가 구비된 제1나사봉(131)과, 내접지지판(120)과 결합되는 것으로서 암나사(132a)가 구비된 제2나사봉(132) 및, 상기 제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)의 각각에 대하여 나사체결 방식의 회전에 의해 제1나사봉(131)과 제2나사봉(132)의 간격을 조절하는 회전대(133)로 이루어진 것을 특징으로 하는 CIP흙막이 벽체용 필러부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내접지지판(120)에는 수평부재(300)와의 고정을 위한 임시 고정수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 CIP흙막이 벽체용 필러부재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임시 고정수단은, 내접지지판(120)의 상단부에 고정 설치되는 것으로서 상기 내접지지판(120)과 평행하게 하향 설치되어 상기 내접지지판(120)과의 사이에 수평부재(300)가 삽입될 수 있는 간극(△)이 형성되도록 구성되는 걸침구(121)인것을 특징으로 하는 CIP흙막이 벽체용 필러부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외접지지판(110)의 전면에는 밀착대(111)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 CIP흙막이 벽체용 필러부재.



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