KR20180093358A

KR20180093358A - 압축방지수단을 갖는 슬롯 케이싱 및 이를 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법

Info

Publication number: KR20180093358A
Application number: KR1020170019324A
Authority: KR
Inventors: 황문삼
Original assignee: 주식회사 스틸텍; 황문삼
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-08-22

Abstract

본 발명은 토목공사에서 지하터파기 또는 가물막이, 도로확장 등의 공사를 실시할 때, 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 흙막이 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공법을 수행하는 과정에서 사용되는 슬롯 케이싱의 개방부에 상기 슬롯에 대한 간격유지수단을 구비하는 동시에 상기 간격유지수단은 별도의 개폐작업 혹은 제거작업 없이 대단면 엄지말뚝의 근입 과정에서 제거 혹은 개방될 수 있도록 구성함에 따라,
이중 케이싱을 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법에서 사용되는 슬롯 케이싱에 대하여 간격유지수단을 적용함에 따라 상기 슬롯 케이싱에 대한 보관이나 운반 혹은 근입 과정에서 상기 슬롯 케이싱의 슬롯 개방부가 압축되거나 간격이 좁혀지는 것을 방지할 수 있는 것이고, 상기 슬롯 케이싱이 삽입된 상태에서 대단면 엄지말뚝을 근입하는 과정에서 상기 간격유지수단이 자동으로 제거 혹은 회전되면서 슬롯 케이싱의 슬롯 부분이 완전히 개방되므로, 슬롯 케이싱에 대한 별도의 개방작업이나 추가의 개방공정을 수행하지 않아도 되는 것이며, 필요에 따라 상기 간격유지수단을 반복적으로 사용할 수도 있어 매우 경제적인 것으로, 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공사에 있어 작업 효율성이 크게 향상되는 것은 물론 시공 기간의 단축 및 공사비의 절감이 가능한 것이다.

Description

간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱 및 이를 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법 {Slot casing with spacer and a method of construction for retaining wall using slot casing}

본 발명은 토목공사에서 지하터파기 또는 가물막이, 도로확장 등의 공사를 실시할 때, 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 흙막이 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버팀보의 수직간격을 증대시키기 위한 대단면의 엄지말뚝을 적용하는 흙막이 공법에 있어 상기 대단면 엄지말뚝을 근입하기 위한 굴착공 및 연접공의 천공 과정에서 외부 케이싱의 내측으로 삽입되는 슬롯 케이싱에 대하여 별도 구비의 간격유지수단을 적용하고, 상기 간격유지수단은 대단면 엄지말뚝의 근입 과정에서 자동으로 제거되도록 구성함에 따라, 슬롯 케이싱에 의해 대한 개폐수단이 불필요한 것은 물론 흙막이 공사를 더욱 신속하고 효율적으로 수행할 수 있도록 한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법에 대한 것이다.

기존의 흙막이 공사는 엄지말뚝을 일정간격으로 근입한 후 이들 엄지말뚝의 사이에 토류판을 적층 삽입하는 형태로 된 가설 흙막이 공사와, 천공을 위한 가이드빔을 설치한 후 연속된 굴착공을 천공한 상태에서 각각의 굴착공에 대하여 등간격으로 엄지말뚝을 근입시킨 후 상기 굴착공의 내부에 콘크리트 등의 메움재를 채워 넣는 토류벽 흙막이 공사로 구분된다.

흙벽 또는 암벽에 일체로 타설 형성하는 콘크리트 영구 흙막이와, 굴착 공사시에만 흙벽 또는 암벽이 무너지는 것을 방지하기 위해 설치하였다가 공사완료 후 이를 해체하는 가설 흙막이 공사로 구분된다.

이와 같은 가설 흙막이 벽체 혹은 토류벽체를 이용하여 시공 지반에 대한 안정적인 굴착이 이루어지는 것이고 굴착과 동시에 상기의 엄지말뚝을 이용하여 상,하 일정간격으로 버팀보를 연결 설치하는 것이다.

상기한 버팀보는 엄지말뚝에 작용하는 토압을 효과적으로 지지하여 굴착된 흙벽이 융출되거나 붕괴되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이웃한 엄지말뚝 간에 상,하로 적층되어 있는 토류판 또는 콘크리트 토류벽에는 상당한 토압이 작용하므로 이러한 토압으로부터 안정된 지지가 가능케 하기 위해서는 대략 2~3m정도의 상,하층 간격을 유지하는 버팀보가 형성되어 있어야 하는 것이다.

또한, 상기한 버팀보는 작업현장의 규모에 따라 그 개체수가 상이하기는 하지만 평면상 그물망 형태로 비교적 다수의 버팀보가 가로, 세로 방향으로 엇갈려 횡상으로 설치되는 것이 일반적이다.

그러나, 이렇게 2~3m의 간격을 갖고 설치된 다층의 버팀보가 상하 일정한 간격으로 형성된 굴착부에는 콘크리트 골조에 의해 기초 바닥부 및 최하 지하층으로부터 순차적으로 상향 타설되어 건축물이 시공되는 것인데, 통상적으로 하나의 층은 대략 4~4.5m정도의 높이를 갖고 시공되는 바, 상기한 바와 같이 2~3m의 간격을 갖고 설치되어 있는 버팀보에 의해 4~4.5m의 높이를 갖는 한 개의 층을 일시에 시공하지 못하는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 1개 층을 시공하기 위해서는 2~3m 정도의 높이를 갖는 부분층을 우선 시공한 다음 시공된 콘크리트가 완전히 양생되기를 기다렸다가 양생된 부분층의 상부에 위치한 버팀보를 모두 해체한 상태에서 또다시 2~3m 정도의 높이를 갖는 부분층을 시공하여야 하며, 이러한 부분층이 완전히 양생되기를 기다렸다가 다시 그 상측의 버팀보를 완전히 해체하고 2~3m 정도의 부분층을 다시 양생하여야 하는 번거로움이 있는 것이다.

그러므로, 상기한 종래의 흙막이 공법은 제한된 버팀보의 상,하 간격에 의해 1개층을 일시에 양생하지 못하고 2~3m정도만을 계속하여 반복 시공하게 되므로 이러한 버팀보의 간격에 의해 2~3m의 간격으로 시공 이음이 연속하여 발생하게 되므로, 이러한 다수의 시공 이음에 의해 건물의 구조적 취약함 및 방수 등 시공상의 문제점이 다수 유발하고 있는 것이며, 공기가 지연되는 직접적인 원인이 되고 있는 실정이다.

이러한 번거로움을 탈피하고자 하는 경우 즉, 일시에 1개 층을 한꺼번에 시공하고자 하는 경우에는 상기한 버팀보의 상,하 간격이 5~6m정도 확보되어야 하므로 상기한 엄지말뚝의 규격을 현저히 크게 하여 증대된 규격의 엄지말뚝에 의해 토류압으로부터 지탱하는 응력을 증대시키고 있으나, 이러한 시공방법은 엄지말뚝을 입설하기 위한 천공을 대구경으로 형성하여야 하므로 이 또한 공사비의 증액에 따른 매우 비경제적인 시공이 되는 문제점이 있는 것이다.

즉, 기존의 흙막이 공법은 도 1에서의 (a)와 같이 연속하여 천공되는 굴착공(100)(100')을 따라 일정 간격으로 굴착공의 내부에 엄지말뚝(110)(110')을 근입한 후 상기 굴착공(100)(100')의 내부에 콘크리트 등의 메움재를 채워 넣어 상기 콘크리트 전체가 양생됨에 따라 일체화된 콘크리트 벽체의 토류벽이 완성될 수 있는 것이고, 상기의 토류벽이 완성됨에 따라 토류벽의 일측을 굴착하여 건축물의 시공이 이루어질 수 있게 된다.

이때, 상기의 엄지말뚝은 굴착공의 내경에 알맞는 규격을 갖고 있는 것으로서, 상기의 엄지말뚝 규격은 통상적으로 사용되는 오거장비(파일 드라이버, 오거 크레인 등)의 최대 천공 크기 범위의 굴착공 내경에 대하여 최대의 규격을 갖는 것을 적용함에 따라 가급적 버팀보의 상,하 수직 간격을 최대한 넓힐 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기의 흙막이 공법으로 인한 토류벽은 굴착공의 내경 및 그에 대응하는 엄지말뚝의 규격에 제한이 뒤따를 수밖에 없어 버팀보의 수직 간격이 2~3m에 불과한 것으로, 상기 버팀보의 수직 간격을 넓히고자 도 1에서의 (b)와 같이 일반적인 오거장비를 이용한 굴착공(100)(100')의 천공 및 등간격으로 대구경 오거장비를 이용한 확장굴착공(101)(101')을 천공함에 따라 상기 확장굴착공(101)(101')의 내측에 대단면 엄지말뚝(111)(111')을 근입시킬 수 있도록 한 흙막이 공법이 안출된 바 있다.

이때, 상기 대단면 엄지말뚝을 근입하기 위한 확장굴착공 역시 대구경 오거장비를 사용하여야 하므로 장비의 운용이 원활하지 못한 것은 물론 장비 운용비가 과도하게 소모되는 점을 갖고 있어, 도 1에서의 (c)와 같이 일반적인 내경의 천공이 가능한 오거장비를 이용하여 연속적인 굴착공(100)(100')의 천공 및 이들 굴착공(100)(100')에 대하여 일정 간격으로 동일 내경의 연접공(102)(102')을 천공함에 따라 상기 굴착공(100)(100') 및 연접공(102)(102')을 이용하여 대단면 엄지말뚝(111)(111')을 근입시킬 수 있도록 한 흙막이 공법이 제안된 바 있다.

여기서, 상기 굴착공 및 연접공에 의한 흙막이 공법은 등록특허 제10-0515971호에 의한 버팀보 수직간격을 증대시키는 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공법에 의해 개시되어 있다.

또한, 상기의 굴착공 및 연접공을 이용한 대단면 엄지말뚝이 적용된 흙막이 공법은 등록특허 제10-0691890호에 의한 엄지말뚝 매립형 말뚝 유닛의 시공방법 및 이를 이용한 주열식 흙막이 벽체의 시공방법에 의해 안출되어 있는 것으로, 상기의 흙막이 시공방법에서는 도 2의 도시와 같이 외부 케이싱(200)과 내측의 슬롯 케이싱(300)에 의한 이중의 케이싱을 사용하여 굴착공에 대한 내벽 유지 및 대단면 엄지말뚝을 근입시키기 위한 시공방법이 제안되어 있다.

그러나, 기존 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법은 굴착공 및 연접공을 천공한 후 외부 케이싱과 동시 혹은 순차적으로 삽입되는 내부의 슬롯 케이싱에 대한 개폐수단을 필수적으로 구비하여야 함에 따라 상기 슬롯 케이싱에 대한 제조 단가가 상승하는 것은 물론 굴착공에 삽입되는 슬롯 케이싱과 연접공에 삽입되는 슬롯 케이싱을 각기 별개로 제작하여야 하는 폐단을 갖고 있는 것이다.

즉, 굴착공 및 연접공에 근입된 외부 케이싱의 내측으로 슬롯 케이싱이 삽입된 후 대단면 엄지말뚝을 근입하기 전 상기의 외부 케이싱을 인발하여 제거한 후 서로 이웃하는 슬롯 케이싱의 내측으로 대단면 엄지말뚝의 플랜지가 각기 삽입되고 상기 대단면 엄지말뚝의 웨브는 서로 이웃하고 있는 슬롯 케이싱의 개방부의 사이로 삽입되도록 근입하게 되는 것인데,

상기 외부 케이싱을 제거하면 굴착공 및 연접공의 붕괴 및 토압이 슬롯 케이싱에 작용하여 상기 슬롯 케이싱이 압축되면서 개방부가 좁아지거나 개방부를 통해 토사 등이 유입되는 문제점을 갖고 있으므로 종래의 슬롯 케이싱은 상기 개방부에 대한 개폐수단을 필수적으로 구비하고 있어야 하는 것으로, 외부 케이싱의 인발 제거 후 상기 슬롯 케이싱의 개폐수단을 개방시킨 상태에서 비로소 대단면 엄지말뚝을 근입하여야 하는 번거로움을 갖고 있는 것이다.

특히, 상기 슬롯 케이싱의 개폐수단은 작업자의 인위적인 힘으로는 이동 또는 회전 개방시킬 수 없을 정도의 길이를 갖고 있어 부득이 별도의 장비를 동원하여야 하는 폐단을 갖고 있는 것은 물론 상기 개폐수단을 개방시키기 위한 작업 인력 및 작업 시간이 소요됨에 따라 공정의 지연 및 공사비의 상승의 원인으로 작용하고 있는 것이다.

대한민국등록특허 제10-0515971호 (2005.09.13 등록) 대한민국등록특허 제10-0691890호 (2007.02.28 등록) 대한민국등록특허 제10-0992886호 (2010.11.02 등록)

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공법을 수행하는 과정에서 사용되는 슬롯 케이싱의 개방부에 상기 슬롯에 대한 간격유지수단을 구비하는 동시에 상기 간격유지수단은 별도의 개폐작업 혹은 제거작업 없이 대단면 엄지말뚝의 근입 과정에서 제거 혹은 개방될 수 있도록 구성함에 따라,

슬롯 간격유지수단에 의해 개방형 슬롯 케이싱이 외력 혹은 충격에 의해 압축되거나 상기 슬롯의 간격이 좁아지는 등의 문제점을 해소시킬 수 있는 것이고, 술롯 간격유지수단은 대단면 엄지말뚝의 근입과정에서 자동으로 제거 혹은 개방되므로 상기 슬롯을 개방하기 위한 별도의 작업이나 공정을 추가하지 않아도 되므로 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공사가 더욱 효율적이고 신속하게 이루어질 수 있도록 한 슬롯 케이싱 및 이를 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부 케이싱과 슬롯 케이싱에 의한 이중 케이싱을 이용하여 대단면 엄지말뚝이 근입된 토류벽체가 시공되게 하는 흙막이 공사에 사용되는 상기 슬롯 케이싱에 있어서,

상기 슬롯 케이싱은 수직 길이방향을 따라 대단면 엄지말뚝의 웨브가 삽입될 수 있을 정도의 간격을 갖는 슬롯 개방부가 형성되는 것으로, 상기 슬롯 개방부에는 상기 슬롯 케이싱이 외력에 의해 상기 슬롯 개방부가 압축되는 것을 방지하기 위한 간격유지수단이 삽입 구성됨에 따라 이루어지는 것이다.

본 발명은, 이중 케이싱을 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법에서 사용되는 슬롯 케이싱에 대하여 간격유지수단을 적용함에 따라 상기 슬롯 케이싱에 대한 보관이나 운반 혹은 근입 과정에서 상기 슬롯 케이싱의 슬롯 개방부가 압축되거나 간격이 좁혀지는 것을 방지할 수 있는 것이고, 상기 슬롯 케이싱이 삽입된 상태에서 대단면 엄지말뚝을 근입하는 과정에서 상기 간격유지수단이 자동으로 제거 혹은 회전되면서 슬롯 케이싱의 슬롯 부분이 완전히 개방되므로, 슬롯 케이싱에 대한 별도의 개방작업이나 추가의 개방공정을 수행하지 않아도 되는 것이며, 필요에 따라 상기 간격유지수단을 반복적으로 사용할 수도 있어 매우 경제적인 것으로, 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공사에 있어 작업 효율성이 크게 향상되는 것은 물론 시공 기간의 단축 및 공사비의 절감이 가능한 것이다.

도 1은 종래의 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법의 사례별 예시도
도 2는 종래의 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법에서의 이중 케이싱 예시도
도 3은 본 발명에 따른 슬롯 케이싱의 일실시예도
도 4는 본 발명에 따른 슬롯 케이싱의 다른 실시예도
도 5는 본 발명에 따른 슬롯 케이싱의 또 다른 실시예도
도 6은 도 5에 의한 간격유지수단의 작동 설명도
도 7은 본 발명에 따른 슬롯 케이싱의 또 다른 실시예도
도 8은 도 7에 의한 간격유지수단의 작동 설명도
도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 슬롯 케이싱을 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법의 시공 단계별 공정도로서,
도 9는 오거장비를 이용한 굴착 및 케이싱 삽입 공정도
도 10은 굴착공 내 외부 케이싱 및 슬롯 케이싱 삽입도
도 11은 연접공 천공 및 연접공 내 외부 케이싱 및 슬롯 케이싱 삽입도
도 12는 대단면 엄지말뚝 근입 상태도
도 13은 굴착공 및 연접공에 대한 메움재 충전 및 케이싱 제거 상태도
도 14는 흙막이 공법에 의한 토류벽체 완성 상태도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 슬롯 케이싱(10)의 일실시예를 보인 것으로, 대단면 엄지말뚝을 이용한 흙막이 공사에 사용되는 슬롯 케이싱(11)의 슬롯 개방부(11)에 적어도 2개체 이상의 간격유지수단(20)을 결합 형성한 것이다.

이때의 간격유지수단(20)은 양측에 끼움홈(21a)(21a')이 형성된 끼움계지구(21)에 의한 것으로, 상기의 끼움계지구(21)는 금속 또는 합성수지재 혹은 목재로도 제작이 가능한 것이고, 상기 끼움홈(21a)(21a')을 이용하여 슬롯 개방부(11)에 끼움계지구(21)를 억지끼움 형태로 타격에 의해 결합 고정시킴에 따라 상기 끼움계지구(21)는 슬롯 개방부(11)로부터 자중에 의해 분리되지 않는 고정 상태를 유지할 수 있게 되는 것으로, 상기 슬롯 케이싱(10)에 외력이 작용하더라도 슬롯 개방부(11)가 압축되거나 간격이 좁아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기의 끼움계지구(21)는 고중량체인 대단면 엄지말뚝(30)이 근입되는 과정에서 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)와 간섭하여 상기 슬롯 개방부(11)를 따라 하측으로 미끄러지며 이동되는 것으로, 대단면 엄지말뚝(30)의 하단이 슬롯 케이싱(10)의 하단까지 완전히 근입되면 상기의 끼움계지구(21)는 슬롯 케이싱(10)으로부터 분리되어 지중에 박히게 되므로 완전히 제거될 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 슬롯 케이싱(10)을 인발하여 재사용하고자 하는 경우에는 새로운 끼움계지구(21)를 억지끼움에 의해 다시 결합한 상태에서 흙막이 공사에 재사용할 수 있을 것이므로 슬롯 케이싱(10)의 사용 수명에도 전혀 지장을 주지 않게 된다.

이어, 상기 간격유지수단(20)에 대한 다른 실시예로서 도 4의 도시와 같이 상기 슬롯 케이싱(10)의 내부를 가로지르는 끼움회전대(22)를 결합 형성하되, 상기 끼움회전대(22)의 일측 끝단은 상기 슬롯 개방부(11) 내에 억지끼움 형태로 고정되어 있고 상기 끼움회전대(22)의 타측 끝단은 슬롯 케이싱(10)의 외측으로부터 횡방향으로 관통 삽입되는 힌지축핀(22a)에 결합되어 있는 것이다.

따라서, 상기 끼움회전대(22)는 상기 힌지축핀(22a)에 의한 결합 및 슬롯 개방부(11)와의 억지끼움에 의해 횡방향 고정 상태를 유지할 수 있는 것이고, 상기 끼움회전대(22)로 인해 상기 슬롯 케이싱(10)은 외력이 작용하더라도 슬롯 개방부(11)가 압축되거나 간격이 좁아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서 상기의 끼움회전대(22)는 고중량체인 대단면 엄지말뚝(30)이 근입되는 과정에서 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)와 간섭하면서 슬롯 개방부(11)에 끼여있던 끼움회전대(22)의 끝단부가 하향 회전하면서 슬롯 개방부(11)로부터 이탈될 것이고, 이와 동시에 힌지축핀(22a)을 회전축으로 하여 하향 회전되면서 슬롯 케이싱(10)의 내부 일측에 밀착될 것이므로 결국 대단면 엄지말뚝(30)은 끼움회전대(22)와의 간섭없이 용이한 근입이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 슬롯 케이싱(10)을 인발하여 재사용하고자 하는 경우에는 하향 회전된 상태의 끼움회전대(22)를 외력에 의해 다시 수평 상태 즉, 끝단이 슬롯 개방부(11)에 억지로 끼워진 상태를 유지하도록 고정시킴에 따라 이와 같은 슬롯 케이싱(10)을 흙막이 공사에 즉시 재사용할 수 있을 것이므로 슬롯 케이싱(10)의 사용 수명에도 전혀 지장을 주지 않게 된다.

이어, 상기 간격유지수단(20)에 대한 다른 실시예로서 도 5의 도시와 같이 상기 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11) 일측에 힌지핀(23a)에 의해 회전 가능하도록 결합된 끼움걸림대(23)를 결합 형성하되, 상기 끼움걸림대(23)는 슬롯 개방부(11)의 내부에서 횡방향으로 고정될 수도 있고, 슬롯 개방부(11) 내에서 힌지핀(23a)에 의해 하향 회전된 상태를 연출할 수도 있을 것이다.

이때, 상기 끼움걸림대(23)가 횡방향으로 위치하는 경우 끼움걸림대(23)의 끝단과 대응하는 슬롯 개방부(11)의 일측에는 끼움홈(12)이 형성되어 있는 것으로, 끼움걸림대(23)가 횡방향으로 위치하게 되면 끼움걸림대(23)의 끝단은 상기 끼움홈(12)에 삽입 고정되므로 상기 끼움걸림대(23)의 횡방향 고정 상태가 유지될 수 있어 상기 슬롯 케이싱(10)에 외력이 작용하더라도 슬롯 개방부(11)가 압축되거나 간격이 좁아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서 상기의 끼움걸림대(23)는 고중량체인 대단면 엄지말뚝(30)이 근입되는 과정에서 도 6의 도시와 같이 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)와 간섭하면서 슬롯 개방부(11)의 끼움홈(12)에 삽입되어 있던 끼움걸림대(23)의 끝단부가 끼움홈(12)으로부터 하향 이탈되면서 힌지핀(23a)에 의해 슬롯 개방부(11)의 내에서 하향 회전될 것이고, 이와 동시에 슬롯 개방부(11)의 내부 일측에 밀착될 것이므로 결국 대단면 엄지말뚝(30)은 끼움걸림대(23)와의 간섭없이 용이한 근입이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 슬롯 케이싱(10)을 인발하여 재사용하고자 하는 경우에는 하향 회전된 상태의 끼움걸림대(23)를 외력에 의해 다시 수평 상태 즉, 끝단이 슬롯 개방부(11)의 끼움홈(12)에 끼워진 상태를 유지하도록 강제 결합시킴에 따라 이와 같은 슬롯 케이싱(10)을 흙막이 공사에 즉시 재사용할 수 있을 것이므로 슬롯 케이싱(10)의 사용 수명에도 전혀 지장을 주지 않게 된다.

이어, 상기 간격유지수단(20)에 대한 다른 실시예로서 도 7의 도시와 같이 상기 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11) 양측에 축핀(24a)(24a')에 의해 고정된 지지밴드(24)를 결합 형성하되, 상기 지지밴드(24)는 슬롯 개방부(11)에 의해 분리된 슬롯 케이싱(10)의 양측을 연결하는 동시에 상기 지지밴드(24)에 의해 슬롯 개방부(11)가 외력에 의해 압축되거나 간격이 좁아지는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 지지밴드(24)의 중앙 하측으로는 삼각홈 형태로 된 절단홈부(24b)가 형성되어 있는 것으로, 상기 지지밴드(24)의 상부로부터 강력한 하중이 작용하는 경우 상기 절단홈부(24b)에서의 파단이 일어나면서 상기 지지밴드(24)는 양측으로 분리 및 축핀(24a)(24a')에 의해 하향 회전되어 슬롯 개방부(11)로부터 이탈될 수 있게 된다.

따라서, 도 8의 도시와 같이 상기의 지지밴드(24)는 고중량체인 대단면 엄지말뚝(30)이 근입되는 과정에서 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)와 간섭하면서 대단면 엄지말뚝(30)의 근입 하중으로 인해 절단홈부(24b)에서의 파단이 발생하게 될 것이고, 이와 동시에 양측 축핀(24a)(24a')에 의해 하향 회전되면서 상기 웨브(31)와 전혀 간섭없이 대단면 엄지말뚝(30)이 근입될 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 슬롯 케이싱(10)을 인발하여 재사용하고자 하는 경우에는 절단 회전된 상태의 지지밴드(24)를 제거한 후 기존의 축핀(24a)(24a')을 이용하여 새로운 지지밴드(24)를 고정시킴에 따라 이와 같은 슬롯 케이싱(10)을 흙막이 공사에 즉시 재사용할 수 있을 것이므로 슬롯 케이싱(10)의 사용 수명에도 전혀 지장을 주지 않게 된다.

이에, 상기와 같은 간격유지수단(20)을 갖는 슬롯 케이싱(10)을 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법의 단계별 시공 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 9의 도시와 같이 오거가 장착된 오거장비(오거 크레인 또는 파일 드라이버 등)에 외부 케이싱(10a)을 단독으로 장착한 상태 또는 외부케이싱(10a)의 내부에 슬롯 케이싱(10)을 이중으로 장착한 상태에서 목적하는 위치의 지반에 대하여 굴착공(51)을 천공하게 되는 것이고, 목적하는 깊이까지 천공이 이루어진 상태에서 상기 외부케이싱(10a) 또는 외부케이싱(10a)과 슬롯 케이싱(10)을 오거장비(50)로부터 분리시켜 굴착공(51) 내에 케이싱이 근입된 상태를 유지할 수 있도록 하는 굴착공 천공 및 케이싱 근입단계를 수행한다.

이어, 상기 오거장비에 또 다른 외부 케이싱(10a)을 단독으로 장착한 상태 또는 외부케이싱(10a)의 내부에 슬롯 케이싱(10)을 이중으로 장착한 상태에서, 상기의 굴착공(51)과 이웃하도록 연접공(52)을 천공하는 연접공 천공 및 케이싱 근입단계를 수행하게 된다.

이때, 상기 외부 케이싱(10a)을 단독으로 장착한 상태에서 굴착공과 연접공에 대한 천공 및 외부 케이싱 근입단계를 수행한 경우에는, 오거장비를 이용하여 굴착공 내 외부 케이싱(10a) 및 연접공 내 외부 케이싱(10a)의 내부에 각기 슬롯 케이싱(10)을 추가로 근입하는 과정을 거쳐야 함은 당연할 것이다.

따라서, 상기의 천공 및 케이싱 근입단계를 거치면 굴착공(51)과 연접공(52)의 내부에는 각기 외부 케이싱(10a)과 슬롯 케이싱(10)이 이중으로 근입된 상태를 유지하게 되는 것이고, 이와 같은 이중 케이싱 근입 상태에서 상기 각 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11)가 서로 대향되도록 슬롯 케이싱 정렬단계를 수행할 수 있을 것이고, 필요에 따라서는 상기 각 외부 케이싱(10a)을 굴착공(51)과 인접공(52)으로부터 인발 제거한 상태에서 굴착공(51)과 연접공(52) 내에 근입되어 있는 각 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11)가 서로 마주하도록 정렬하는 과정을 거쳐도 무방할 것이다.

이와 같이 각 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11)가 서로 마주하도록 정렬된 상태에서 상호 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11)로 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)가 삽입되도록 근입시키는 대단면 엄지말뚝 근입단계를 수행하면 되는 것이고, 이와 같은 근입단계로 인해 상기 대단면 엄지말뚝(30)의 양측 플랜지는 굴착공(51) 내의 슬롯 케이싱(10)과 인접공(52) 내의 슬롯 케이싱(10) 내부에 각기 삽입될 수 있게 된다.

또한, 상기의 대단면 엄지말뚝 근입단계에서 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)는 각 슬롯 케이싱(10)의 간격유지수단(20)과 간섭하게 될 것이고, 이들 다양한 구조의 간격유지수단(20)은 대단면 엄지말뚝(30)의 하중으로 인해 분리 제거 혹은 회전 이탈되면서 슬롯 개방부(11)를 완전히 개방시키므로 대단면 엄지말뚝(30)은 굴착공(51) 및 연접공(52) 하단까지 간섭없이 원활하게 근입될 수 있는 것이다.

이렇게 대단면 엄지말뚝(30)에 대한 근입이 이루어지면 상기 각 슬롯 케이싱(10)의 내측으로 토사 또는 콘크리트 등으로 이루어진 메움재(41)를 채워 넣는 메움재 충전 단계를 수행하되, 콘크리트에 의한 메움재(41)인 경우 콘크리트가 경화되기 전, 상기의 각 슬롯 케이싱(10)을 굴착공(51) 및 연접공(52)으로부터 인발 및 제거하는 슬롯 케이싱 제거단계를 수행하면 되는 것이다.

이와 같은 각각의 공정을 연속하여 수행함에 따라 도 14의 도시와 같이 굴착공(51) 및 연접공(52)과 이들 내측으로 근입된 대단면 엄지말뚝(30)에 의한 토류벽체(40)가 완성되면서 본 발명의 흙막이 공법이 이루어질 수 있는 것이고, 상기 메움재의 충전 및 슬롯 케이싱의 제거단계는 천공 과정에 따라 순차적으로 진행하여도 되고 굴착지에 형성된 모든 굴착공 및 연접공에 대하여 일시에 메움재의 충전 및 슬롯 케이싱의 제거단계를 동시에 수행하여도 무방한 것이다.

따라서, 본 발명의 흙막이 공법은 기존과 같이 슬롯 케이싱에 대한 개폐공정이나 개폐단계 등을 추가로 수행하지 않아도 되므로 흙막이 공사의 공정 단순화 및 작업 효율성을 가일층 향상시킬 수 있으므로 공사기간의 단축은 물론 공사비의 현저한 절감이 이루어질 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 슬롯 케이싱 10a : 외부 케이싱
11 : 슬롯 개방부 12 : 끼움홈
20 : 간격유지수단 21 : 끼움계지구
21a,21a' : 끼움홈 22 : 끼움회전대
22a : 힌지축핀 23 : 끼움걸림대
23a : 힌지핀 24 : 지지밴드
24a,24a' : 축핀 24b : 절단홈부
30 : 대단면 엄지말뚝 31 : 웨브
40 : 토류벽체 41 : 메움재
50 : 오거장비 51 : 굴착공
52 : 연접공

Claims

원통형의 외부 케이싱(10a)과 수직 길이방향을 따라 대단면 엄지말뚝의 웨브가 삽입될 수 있을 정도의 간격을 갖는 슬롯 개방부(11)가 형성된 슬롯 케이싱(10)에 의한 이중 케이싱을 이용하여 대단면 엄지말뚝(30)이 근입된 토류벽체(40)가 시공되게 하는 흙막이 공사에 사용되는 상기 슬롯 케이싱(10)에 있어서,
상기 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11)에는 상기 슬롯 케이싱(10)이 외력에 의해 상기 슬롯 개방부(11)가 압축되는 것을 방지하기 위한 간격유지수단(20)이 삽입 구성됨을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱.
제 1항에 있어서,
슬롯 개방부(11)에 대한 간격유지수단(20)은, 양측에 수직의 끼움홈(21a)(21a')이 형성된 끼움계지구(21)로 이루어지되, 상기 끼움계지구(21)는 슬롯 개방부(11)에 대하여 억지끼움에 의해 결합되도록 구성하고, 상기 끼움계지구(21)는 슬롯 케이싱(10)의 상부로부터 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)가 하향 가압됨에 따라 상기 슬롯 개방부(11)를 따라 하측으로 미끄러지며 슬롯 개방부(11)으로부터 이탈 및 제거되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱.
제 1항에 있어서,
슬롯 개방부(11)에 대한 간격유지수단(20)은, 슬롯 케이싱(10)의 내측으로부터 힌지축핀(22a)에 의해 회전 가능하도록 결합된 끼움회전대(22)로 이루어지되, 상기 끼움회전대(22)의 일측 끝단은 상기 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11)에 대하여 억지끼움 형태로 결합 고정되도록 구성하고, 상기 끼움회전대(22)는 슬롯 케이싱(10)의 상부로부터 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)가 하향 가압됨에 따라 끼움회전대(22)가 힌지축핀(22a)을 통해 하향 회전되면서 슬롯 개방부(11)로부터 이탈되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱.
제 1항에 있어서,
슬롯 개방부(11)에 대한 간격유지수단(20)은, 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11) 일측에 힌지핀(23a)에 의해 회전 가능하도록 결합된 끼움걸림대(23)로 이루어지되, 상기 끼움걸림대(23)의 타측 끝단은 슬롯 개방부(11)에 형성된 끼움홈(12)에 삽입되게 하여 상기 힌지핀(23a) 및 끼움홈(12)에 의해 상기 끼움걸림대(23)가 슬롯 개방부(11)를 횡방향으로 지지할 수 있도록 하고, 상기 끼움걸림대(23)는 슬롯 케이싱(10)의 상부로부터 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)가 하향 가압됨에 따라 끼움걸림대(23)의 일측 끝단이 상기 끼움홈(12)으로부터 이탈되는 동시에 힌지핀(23a)에 의해 하향 회전되면서 웨브(31)와의 간섭이 해제되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱.
제 1항에 있어서,
슬롯 개방부(11)에 대한 간격유지수단(20)은, 슬롯 케이싱(10)의 슬롯 개방부(11) 양측에 축핀(24a)(24a')에 의해 고정된 지지밴드(24)로 이루어지되, 상기 지지밴드(24)의 중앙 하측으로는 절단홈부(24b)를 형성하고, 상기 지지밴드(24)는 슬롯 케이싱(10)의 상부로부터 대단면 엄지말뚝(30)의 웨브(31)가 하향 가압됨에 따라 지지밴드(24)의 절단홈부(24b)에 의해 중간부가 절단되면서 절단된 양측이 축핀(24a)(24a')에 의해 하향 회전되면서 웨브(31)와의 간섭이 해제되도록 구성함을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱.
오거장비에 외부 케이싱을 장착한 상태에서 목적지반에 대한 굴착공의 천공 및 외부 케이싱 근입단계와;
오거장비에 또 다른 외부 케이싱을 장착한 상태에서 굴착공의 인접지에 대한 연접공의 천공 및 외부 케이싱 근입단계와;
상기 굴착공 및 연접공에 삽입된 외부 케이싱 내부에 슬롯 개방구 및 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱을 근입하고, 서로 이웃하는 슬롯 케이싱의 슬롯 개방구가 서로 대향되도록 하는 슬롯 케이싱 근입 및 정렬단계와;
상기 굴착공 내 외부 케이싱 및 연접공 내 외부 케이싱을 인발 제거하는 단계와;
정렬된 슬롯 케이싱의 슬롯 개방구를 따라 대단면 엄지말뚝의 웨브가 삽입되는 동시에 상기 웨브와 간격유지수단이 간섭되면서 슬롯 케이싱의 간격유지수단을 해제시키는 대단면 엄지말뚝 근입단계와;
대단면 엄지말뚝이 근입된 슬롯 케이싱의 내측으로 메움재를 채워넣는 메움재 충전단계와;
메움재가 채워진 상태에서 굴착공 및 연접공 내의 슬롯 케이싱을 인발 제거하는 슬롯 케이싱 제거단계;를 순차적으로 수행함에 따라 대단면 엄지말뚝이 근입된 토류벽체과 시공될 수 있도록 함을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱을 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법.
오거장비에 원통형의 외부 케이싱과 슬롯 개방구 및 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱을 동시에 장착한 상태에서 목적지반에 대한 굴착공의 천공 및 이중 케이싱 근입단계와;
오거장비에 또 다른 원통형의 외부 케이싱과 슬롯 개방구 및 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱을 동시에 장착한 상태에서 굴착공의 인접지에 대한 연접공의 천공 및 이중 케이싱 근입단계와;
상기 굴착공 및 연접공에 삽입되어 서로 이웃하는 슬롯 케이싱의 슬롯 개방구가 서로 대향되도록 하는 슬롯 케이싱 정렬단계와;
상기 굴착공 내 외부 케이싱 및 연접공 내 외부 케이싱을 인발 제거하는 단계와;
정렬된 슬롯 케이싱의 슬롯 개방구를 따라 대단면 엄지말뚝의 웨브가 삽입되는 동시에 상기 웨브와 간격유지수단이 간섭되면서 슬롯 케이싱의 간격유지수단을 해제시키는 대단면 엄지말뚝 근입단계와;
대단면 엄지말뚝이 근입된 슬롯 케이싱의 내측으로 메움재를 채워넣는 메움재 충전단계와;
메움재가 채워진 상태에서 굴착공 및 연접공 내의 슬롯 케이싱을 인발 제거하는 슬롯 케이싱 제거단계;를 순차적으로 수행함에 따라 대단면 엄지말뚝이 근입된 토류벽체과 시공될 수 있도록 함을 특징으로 하는 간격유지수단을 갖는 슬롯 케이싱을 이용한 대단면 엄지말뚝 흙막이 공법.