KR20190012368A - 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인접건물과 근접된 구간에서 작용토압을 지지할 수 있는 합성파일이 시공된 벽체를 형성할 수 있도록 한 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체 및 이의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법은, (a) 인접건물과 최소의 이격거리 30cm 이내를 두고 소형 천공장비를 이용하여 강관말뚝에 의해 공벽을 유지하면서 천공작업을 시행하는 단계와; (b) 강관말뚝을 남겨둔 상태에서 천공장비를 이동시킨 후 강관말뚝 내부에 규격이 작은 보강재를 근입시키는 단계와; (c) 강관말뚝의 내부에 몰탈을 주입 양생시켜 합성단면에 의해 강성을 크게 하여 작용토압을 지지할 수 있는 합성파일을 형성하는 단계와; (d) 합성파일의 상단에 캡 콘크리트를 타설하고, 중간말뚝을 설치하며, 침출수가 굴착 영역으로 유입되지 못하도록 합성파일의 사이마다 배면측에서 배면 차수 그라우팅을 실시하는 단계와; (e) 목표하는 굴착 심도까지 단계마다 지하 굴착을 실시하고, 매 단계에서 띠장 및 지보재를 설치하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체 및 이의 시공방법{Smallcaliber composite pile wall using small drilling rig at adjacent building proximity section and construction method of the same}

본 발명은 지반 굴착에 필요한 흙막이 벽체 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 특히 인접건물과 근접된 구간에서 작용토압을 지지할 수 있는 합성파일이 시공된 벽체를 형성할 수 있도록 한 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

최근 토지의 이용률을 극대화하기 위하여 지하공간의 활용에 대한 중요성이 크게 대두되고 있다. 특히 도심지 지가가 크게 상승함에 따라 대지공간을 최대한 이용하고자 하는 필요성이 요구되고 있다. 그러나 대부분의 지하공사가 도심지에 집중되어 있어 인접부지에 건축물이 형성되어 있는 경우, 일반적으로 인접구조물의 장애로 인하여 지하굴착공사를 위한 흙막이 벽체공사가 매우 어렵거나 불가능한 경우가 많이 발생하고 있다.

따라서 인접구조물과 근접된 공간에서 인접구조물에 영향을 주지 않으면서 흙막이 벽체를 형성하기 위한 시공법의 개발에 대한 필요성이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0782007호로서, '흙막이 벽 시공방법'이 제안되어 있다. 이는 지반에 수직으로 시공되는 콘크리트 기둥을 서로 중첩되면서 연결시켜 흙막이 벽을 형성하므로 그 내구성과 차수성이 증대되어 별도의 차수시설을 설치할 필요가 없고, 그 시공과정이 간단하여 시공비용이 저렴하고 시공기간을 줄일 수 있는 효과가 있도록 한 것이다.

그러나 상기 배경기술은 내,외부 케이싱이 300mm 이상의 대직경으로, 대형 장비를 사용해야 하므로, 천공시 진동 및 소음 커 인접건물에 미치는 영향이 크고, 외부케이싱의 삽입과 분리, 간격유지구의 설치, 내부케이싱으로의 콘크리트 타설, 내부케이싱의 삽입 및 분리 등 작업과정이 복잡하여 공기가 길어지는 단점이 있다.

본 발명의 다른 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 제10-2017-0005991호로서, 'PHC 파일을 이용한 흙막이 벽체 및 그 시공방법'이 제안되어 있다. 이는 PHC 파일을 이용하여 흙막이 벽체의 시공시 PHC 파일의 구조를 변경함이 없이 PHC 파일 3~4개 간격으로 원형 강관을 설치하는 것에 의해, 그 원형 강관에 브라켓과 띠장 및 지보를 용접 고정할 수 있도록 한 것이나, PHC 파일과 원형 강관을 시공하기 위한 천공작업으로 인전건물에 소음 및 진동의 영향을 주게 되는 단점이 있다.

한국 등록특허 등록번호 제10-0782007호 한국 공개특허 공개번호 제10-2017-0005991호

본 발명은 인접건물과 근접된 구간에서 작용토압을 지지할 수 있는 합성파일이 시공된 벽체를 형성할 수 있도록 한 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체 및 이의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법은, (a) 인접건물과 최소의 이격거리 30cm 이내를 두고 소형 천공장비를 이용하여 강관말뚝에 의해 공벽을 유지하면서 천공작업을 시행하는 단계와; (b) 강관말뚝을 남겨둔 상태에서 천공장비를 이동시킨 후 강관말뚝 내부에 규격이 작은 보강재를 근입시키는 단계와; (c) 강관말뚝의 내부에 몰탈을 주입 양생시켜 합성단면에 의해 강성을 크게 하여 작용토압을 지지할 수 있는 합성파일을 형성하는 단계와; (d) 합성파일의 상단에 캡 콘크리트를 타설하고, 중간말뚝을 설치하며, 침출수가 굴착 영역으로 유입되지 못하도록 합성파일의 사이마다 배면측에서 배면 차수 그라우팅을 실시하는 단계와; (e) 목표하는 굴착 심도까지 단계마다 지하 굴착을 실시하고, 매 단계에서 띠장 및 지보재를 설치하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b) 단계에서, 보강재는 H형강, 강봉, 철근망 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (e) 단계에서, 철판을 강관말뚝에 접합시켜 토류판용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (e) 단계에서, 강관말뚝에 접합된 H형 토류판 가이드에 토류판용으로 철판을 끼워넣는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체는, 인접건물로부터 최소 근거리를 두고 일정 간격마다 지반에 관입되어 있는 강관말뚝과, 강관말뚝의 내부에 위치되어 있는 보강재와, 합성파일을 형성하기 위해 강관말뚝의 내부에 채움 양생되어 보강재와 합성되어 있는 몰탈과, 강관말뚝의 사이 배면쪽에서 차수 그라우팅이 이루어진 차수층 굴착시마다 토류판용으로 강관말뚝측에 설치되어 있는 철판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강관말뚝에 철판을 설치하기 위해 H형 토류판 가이드가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법에 따르면, 소형 천공장비를 사용함에 따라 인접건물과의 최소이격거리가 20cm인 경우에도 시공이 가능하다. 강관 말뚝과 내부 보강재 및 속채움 몰탈에 의한 복합파일로 강성이 큰 흙막이 벽체가 시공되어 안정성을 확보할 수 있다. 또한 소형장비에 의한 천공작업으로 소음 및 진동이 작아 인접건물에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법에 관련된 것으로,
도 1은 강관말뚝의 시공상태도이고,
도 2는 도 1의 강관말뚝에 보강재를 설치하는 시공상태도이고,
도 3은 도 2의 강관말뚝에 몰탈을 주입하는 시공상태도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 배면측 차수그라우팅을 보여주는 시공상태도의 종단면도 및 평면도이고,
도 5는 1차 굴착을 보여주는 시공상태도이고,
도 6은 1단계로 띠장과 지보재를 설치한 상태도이고,
도 7은 본 발명에 따른 2단계의 굴착 시공을 나타낸 상태도이고,
도 8은 2단계에서의 띠장과 지보재를 설치한 상태도이고,
도 9는 토류판용으로 철판을 강관말뚝에 시공한 상태도이고,
도 10은 토류판용으로 철판을 강관말뚝에 다른 방법으로 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법은 작업공간이 협소하고 인접구조물과의 이격거리가 약 30cm 이내에서 시공이 가능한 소형 천공장비(110)를 이용하여 강관말뚝(10)에 의해 공벽을 유지하면서 천공작업을 시행하고, 강관말뚝(10)을 남겨둔 상태에서 천공장비를 이동시킨 후 강관말뚝(10) 내부에 규격이 작은 보강재(12)를 근입시키고 내부를 몰탈(16)로 채워 양생시켜 합성파일을 형성하므로써 합성단면에 의해 강성을 크게 하여 작용토압을 지지할 수 있는 흙막이 벽체를 형성한다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

천공

먼저, 도 1과 같이 인접건물(100)과 최소의 이격거리를 두고 소형 천공장비(110)를 이용하여 강관말뚝(10)에 의해 공벽을 유지하면서 천공작업을 시행한다. 여기서, 최소의 이격거리는 30cm 이내로서 지하공간(굴착 공간)을 최대한 활용할 수 있다.

이때 소형 천공장비(110)는 소음 및 진동이 작아 인접건물(100)에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다. 본 실시 예에서 강관말뚝(10)은 직경 216.5mm, 두께 4.5mm를 사용하였다.

보강재 근입

그 다음, 도 2와 같이 강관말뚝(10)을 남겨둔 상태에서 소형 천공장비(110)를 이동시킨 후 강관말뚝(10) 내부에 규격이 작은 보강재(12)를 근입시키는 놓는다.

본 시공 예에서 보강재(12)는 H형강을 사용하였으나 강봉 또는 철근망이 될 수도 있다. 본 실시 예에서 H형강은 100×100×6×8을 사용하였다.

합성파일 형성

그 다음, 도 3과 같이 강관말뚝(10)의 내부에 몰탈(16)을 주입 양생시켜 합성파일을 형성한다. 따라서 보강재(12), 몰탈(16) 및 강관말뚝(10)이 합체되어 하나의 합성단면을 이루어 강성이 증가된 합성파일(18)을 이루게 됨으로써 작용토압을 충분히 지지할 수 있다.

배면 차수 그라우팅 실시

그 다음, 도 4a 및 도 4b와 같이 합성파일(18)의 상단에 캡 콘크리트를(19) 타설하고, 중간말뚝(21)을 설치한다.

이후, 침출수가 굴착 영역으로 유입되지 못하도록 도 4b와 같이 합성파일(18)의 사이마다 배면측에서 배면 차수 그라우팅을 실시한다. 따라서 이웃한 합성파일(18과 18)의 사이에 차수층(25)이 형성되고 공극이 없어져 차수가 실현된다.

굴착, 띠장 및 지보재 설치

그 다음, 도 5과 같이 굴착기(200)로 1단계 지하 굴착 공사를 실시한 후, 도 6과 같이 1단계의 띠장(31) 및 지보재(32)를 설치한다.

그 다음 도 7과 같이 2단계 지하 굴착 공사를 실시한 후, 도 8과 같이 2단계의 띠장(31) 및 지보재(32)를 설치한다.

이같이 목표하는 굴착 심도까지 매 단계마다 지하 굴착을 실시하고, 매 단계에서 추가적으로 띠장 및 지보재를 설치한다. 여기서, 도 9와 같이 매 굴착 단계마다 철판(50)을 강관말뚝(10)에 용접으로 접합시켜 토류판용으로 사용한다. 다른 방법으로 강관말뚝(10)에 도 10a와 같이 강재로 제작된 H형 토류판 가이드(60)를 접합시켜 사용할 수 있다. 이 경우 철판(50)은 용접작업 없이 H형 토류판 가이드(60)의 양측 가이드 홈에 끼워져 설치가 용이해지고 벽체 시공 후 제거가 용이해진다.

이같은 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법에 따르면, 소형 천공장비(110)를 사용함에 따라 인접건물(100)과의 최소이격거리가 20cm인 경우에도 시공이 가능하다. 또한 강관 말뚝(10)과 내부 보강재(12) 및 속채움 몰탈(16)에 의한 합성파일(18)로 강성이 커 흙막이 벽체로서 안정성을 확보할 수 있다. 또한 소형 천공장비(110)에 의한 천공작업으로 소음 및 진동이 작아 인접건물(100)에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 강관 말뚝
12: 보강재
16: 몰탈
18: 합성파일
25: 차수층
50: 철판
60: H형 토류판 가이드
110: 소형 천공장비

Claims (6)

1. (a) 인접건물(100)과 최소의 이격거리 30cm 이내를 두고 소형 천공장비(110)를 이용하여 강관말뚝(10)에 의해 공벽을 유지하면서 천공작업을 시행하는 단계와;
   (b) 강관말뚝(10)을 남겨둔 상태에서 천공장비를 이동시킨 후 강관말뚝(10) 내부에 규격이 작은 보강재(12)를 근입시키는 단계와;
   (c) 강관말뚝(10)의 내부에 몰탈(16)을 주입 양생시켜 합성단면에 의해 강성을 크게 하여 작용토압을 지지할 수 있는 합성파일(18)을 형성하는 단계와;
   (d) 합성파일(18)의 상단에 캡 콘크리트(19)를 타설하고, 중간말뚝(21)을 설치하며, 침출수가 굴착 영역으로 유입되지 못하도록 합성파일(18)의 사이마다 배면측에서 배면 차수 그라우팅을 실시하는 단계와;
   (e) 목표하는 굴착 심도까지 단계마다 지하 굴착을 실시하고, 매 단계에서 띠장(31) 및 지보재(32)를 설치하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서, 보강재(12)는 H형강, 강봉, 철근망 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 (e) 단계에서, 철판(50)을 강관말뚝(10)에 접합시켜 토류판용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 (e) 단계에서, 강관말뚝(10)에 접합된 H형 토류판 가이드(60)에 토류판용으로 철판(50)을 끼워넣는 것을 특징으로 하는 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체의 시공방법.
5. 인접건물(100)로부터 최소 근거리를 두고 일정 간격마다 지반에 관입되어 있는 강관말뚝(10)과, 강관말뚝(10)의 내부에 위치되어 있는 보강재(12)와, 합성파일(18)을 형성하기 위해 강관말뚝(10)의 내부에 채움 양생되어 보강재(12)와 합성되어 있는 몰탈(16)과, 강관말뚝(10)의 사이 배면쪽에서 차수 그라우팅이 이루어진 차수층(25), 굴착시마다 토류판용으로 강관말뚝(10)측에 설치되어 있는 철판(50)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 강관말뚝(10)에 철판(50)을 설치하기 위해 H형 토류판 가이드(60)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 천공장비를 이용한 인접건물 근접구간 소구경 합성파일 벽체.

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