KR20200011068A - 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법 - Google Patents

아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주열벽에 직교되어 있는 보강격벽에서 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 하여 보강격벽 사이의 작용토압을 감소시키고, H파일과 상부 가로보의 연결로 일체된 거동을 유도하여 토압에 효율적으로 저항할 수 있으며, 격벽형으로 시공된 개량체(Jet Grouting 또는 Soilcement wall)의 단면성능과 그 내부의 심부에 설치된 H파일이 전열 주열벽과 함께 주동토압에 대해 휨저항하는 합성 흙막이벽으로, 보강격벽의 후방 단부에 수직앵커를 추가 시공하여 프리스트레스를 도입함으로써 합성흙막이벽의 휨모멘트 저항 성능을 증가시킬 수 있는 시공방법을 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법은, (a) 자립벽 기준선을 따라 연접되게 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 주열벽의 심재로 사용되는 제1 H파일을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여 주열벽(10)을 시공하는 단계와; (b) 제1 H파일이 근입된 위치마다 주열벽에서 배면측 직교방향으로 격벽형을 이루어 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 주동토압부 보강격벽을 시공하는 단계와; (c) 상기 제1 H파일의 상단부에 배면측으로 전방 띠장 브라켓을 설치하고, 전방 띠장 전방 띠장 브라켓에 거치한 후 전방 띠장과 제2 H파일의 사이에 주열벽과 직각되는 방향으로 상부 가로보를 설치시켜 놓는 단계; 및 (d) 주열벽의 전면측에서 굴착면을 터파기 계획고까지 굴착하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법{Butress type Self-reliance retaining wall construction method having arching earth pressure by the silo earth pressure}
본 발명은 흙막이 자립벽 및 고강성 흙막이벽의 시공방법에 관한 것으로, 특히 주열벽에 직교되어 있는 보강격벽에서 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 하여 보강격벽 사이의 작용토압을 감소시키고, H파일과 상부 가로보의 연결로 일체된 거동을 유도하여 토압에 효율적으로 저항할 수 있으며, 격벽형으로 시공된 개량체(Jet Grouting 또는 Soilcement wall)의 단면성능과 그 내부의 심부에 설치된 H파일이 전열 주열벽과 함께 주동토압에 대해 휨저항하는 합성 흙막이벽으로, 보강격벽의 후방 단부에 수직앵커를 추가 시공하여 프리스트레스를 도입함으로써 합성흙막이벽의 휨모멘트 저항 성능을 증가시킬 수 있는 시공방법에 관한 것이다.
해안 준설 매립지 등의 연약지반 상에서 지하 굴착공사를 수행할 때 지지층의 심도가 깊고 토압이 커서 적합한 흙막이 공법을 선정하기에 상당한 어려움이 있었다.
일반적으로 시트 파일(Sheet pile)이나 S.C.W(Soil Cement Wall) 흙막이 벽체를 어스 앵커(Earth Anchor)로 지지하거나 스트러트 지보재에 의해 지지하는 형식으로 시공하고 있으며, 하부 근입부의 안정을 위해 굴착면 하부나 흙막이벽 배면에 그라우팅에 의한 지반 개량을 하는 경우가 보통이다. 그러나 앵커에 의한 지지는 배면 지반이 연약지반일 경우 만족할 만한 정착력을 확보하기가 어렵고 스트러트(Strut)에 의한 지보도 지보 길이가 길어질 경우 중간 말뚝의 지지력 확보가 어려우며 다수의 버팀재와 중간말뚝으로 인하여 구조물 시공이 어려워 적용성에 문제가 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0966573호 "스트럿을 이용한 2열 엄지말뚝 흙막이 공법"(특허문헌1)이 있다. 상기 배경기술에서는 도 4에서와 같이 "굴착영역의 경계선을 따라 제1열 엄지말뚝을 근입하는 제1열 엄지말뚝 근입단계; 상기 제1열 엄지말뚝의 외측에 간격을 두고 제2열 엄지말뚝을 근입하는 제2열 엄지말뚝 근입단계; 상기 제1열 엄지말뚝 및 제2열 엄지말뚝이 일체로 거동하도록 연결부재에 의해 상호 연결하는 연결단계; 상기 굴착영역을 굴착하면서, 상기 제1열 엄지말뚝의 사이에 흙막이 부재를 설치하여 흙막이 구조물을 형성하는 흙막이 구조물 형성단계; 상기 흙막이 구조물의 코너부에 스트럿을 설치하는 스트럿 설치단계;를 포함하고, 상기 흙막이 구조물 형성단계는 상기 제1열 엄지말뚝과 제2열 엄지말뚝의 사이에 내측을 향하는 경사면이 형성되도록 굴착하는 경사면 형성단계를 더 포함하며, 상기 경사면 형성단계는 상기 제1열 엄지말뚝과 제2열 엄지말뚝의 사이 영역 및 상기 굴착영역을 1차 설계 심도까지 굴착하면서, 상기 제2열 엄지말뚝의 사이에 제2열 흙막이 부재를 설치하여 제2열 흙막이 구조물을 형성하는 제2열 흙막이 구조물 형성단계; 상기 1차 설계 심도 이하에서, 상기 제1열 엄지말뚝과 제2열 엄지말뚝의 사이 영역이 안정된 사면을 형성하는 2차 설계 심도까지 내측으로 경사지게 굴착함과 아울러, 상기 굴착영역을 상기 2차 설계심도(H2)까지 굴착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿을 이용한 2열 엄지말뚝 흙막이 공법."을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 단순히 엄지말뚝을 2열로 형성하고 스트러트를 이용한 것으로서, 배면지반이 연약지반일 경우 만족할 만한 정착력을 확보하기가 어렵고 스트러트에 의한 지보도 지보 길이가 길어질 경우 중간말뚝의 지지력 확보가 어려운 문제점이 있었다.
특허등록 제0966573호 "스트럿을 이용한 2열 엄지말뚝 흙막이 공법"
본 발명은 주열벽에 직교되어 있는 보강격벽에서 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 하여 보강격벽 사이의 작용토압을 감소시키고, H파일과 상부 가로보의 연결로 일체된 거동을 유도하여 토압에 효율적으로 저항할 수 있으며, 격벽형으로 시공된 개량체(Jet Grouting 또는 Soilcement wall)의 단면성능과 그 내부의 심부에 설치된 H파일이 전열 주열벽과 함께 주동토압에 대해 휨저항하는 합성 흙막이벽으로, 보강격벽의 후방 단부에 수직앵커를 추가 시공하여 프리스트레스를 도입함으로써 합성흙막이벽의 휨모멘트 저항 성능을 증가시킬 수 있는 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법은, (a) 자립벽 기준선을 따라 연접되게 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 주열벽의 심재로 사용되는 제1 H파일을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여 주열벽(10)을 시공하는 단계와; (b) 제1 H파일이 근입된 위치마다 주열벽에서 배면측 직교방향으로 격벽형을 이루어 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 주동토압부 보강격벽을 시공하는 단계와; (c) 상기 제1 H파일의 상단부에 배면측으로 전방 띠장 브라켓을 설치하고, 전방 띠장 전방 띠장 브라켓에 거치한 후 전방 띠장과 제2 H파일의 사이에 주열벽과 직각되는 방향으로 상부 가로보를 설치시켜 놓는 단계; 및 (d) 주열벽의 전면측에서 굴착면을 터파기 계획고까지 굴착하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 H파일과 상부 가로보의 사이에 후방 띠장이 더 설치되는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 주동토압부 보강격벽은 일정 폭에 걸쳐 연접되게 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 격벽의 보강재로 사용되는 제2 H파일을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여서 소일시멘트 개량체로 시공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 주동토압부 보강격벽은 일정 폭에 걸쳐 연접되게 천공한 후, 천공홀 내부로 제트 노즐을 사용하여 초고압의 주입재와 에어제트를 수평방향으로 분사하여 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화로 지반이 개량된 고결체를 이루어 제트그라우팅 개량체로 시공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e) 단계 후에, 터파기 계획된 면에 추가적으로 상기 주열벽에 연접되어 직교방향으로 제트 그라우팅에 의해 추가적으로 수동토압부 보강격벽을 시공하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b)단계에서, 이웃한 주동토압부 보강격벽의 사이에 주열벽에서 비굴착영역의 직각 방향으로 일정 폭에 걸쳐 연접되게 천공한 후, 천공홀 내부로 제트 노즐을 사용하여 초고압의 주입재와 에어제트를 수평방향으로 분사하여 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화로 지반이 개량된 고결체를 이루어 지반이 개량된 주동토압부 보조 제트그라우팅 보강격벽을 더 시공하는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 수동저항모멘트를 발생시키기 위해 주동토압부 보강격벽의 후방 단부에 선단이 위치되고 상기 상부 가로보에 두부가 정착되어져 프리스트레스가 도입되어져 있는 그라운드 앵커가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 이웃한 상부 가로보의 사이에 X자 형태로 사보강재를 설치하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법에 따르면, 주열벽에 직교되어 있는 주동토압부 보강격벽에서 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타남으로써 벽체 작용 토압을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 주열벽과 주동토압부 보강격벽에 근입되어진 H파일과 상부 가로보의 연결로 흙막이 자립벽이 일체된 거동으로 토압에 효율적으로 저항할 수 있다.
또한, 격벽형으로 시공된 개량체(Jet Grouting 또는 Soilcement wall)의 단면성능과 그 내부의 심부에 설치된 H파일이 전열 주열벽과 함께 주동토압에 대해 휨저항하는 합성 흙막이벽으로 작용한다.
또한, 주동토압부 보강격벽의 후방단부에 수직앵커가 추가 시공되어 프리스트레스가 도입됨으로써 합성 흙막이벽의 휨모멘트 저항 성능을 증가시킬 수 있고, 근입장이 안정된다.
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 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 흙막이 자립벽의 사시도.
도 2는 도 1의 일측면도.
도 3a 내지 도 3d는 도 1에 도시된 흙막이 자립벽의 시공순서도.
도 4는 본 발명의 흙막이 자립벽의 배면측에 나타나는 아치형 토압분포곡선도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 흙막이 자립벽의 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 흙막이 자립벽의 평면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 흙막이 자립벽의 정면도 및 평면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 흙막이 자립벽의 평면도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 흙막이 자립벽에 그라운드 앵커가 설치된 정면도 및 평면도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 흙막이 자립벽에 그라운드 앵커가 설치된 흙막이 자립벽의 정면도 및 평면도.
도 11은 본 발명의 흙막이 자립벽에 설치된 그라운드 앵커에 의해 나타나는 수동저항모멘트를 도시한 도면.
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.
본 발명에 의한 흙막이 자립벽(1)은 도 1, 도 3d 및 도 6과 같이 SCW(Soil Cement Wall) 공법에 의해 시공된 주열벽(10), 주열벽(10)의 배면에서 직교방향으로 일정 간격마다 SCW 공법이나 제트그라우팅 공법(예로, JSP(Jumbo Special Pile) 공법)을 적용하여 격벽형의 개량체로 시공된 주동토압부 보강격벽(20), 주열벽(10)측에 근입된 제1 H파일(11)에 연결된 전방 띠장(14), 전방 띠장(14)과 주동토압부 보강격벽(20)측에 근입된 제2 H파일(21)에 연결된 상부 가로보(15) 및 이웃한 상부 가로보(15와 15)의 사이에 X자 형태로 연결된 사보강재(40)를 포함하여 구성된다. 이때 도 5와 같이 제2 H파일(21)과 상부 가로보(15)의 사이에 후방 띠장(24)이 더 설치될 수 있다.
이와 같이 구성된 흙막이 자립벽(1)은 주동토압부 보강격벽(20)에서 벽면 마찰각에 따라 도 4와 같이 마찰저항력(FR)이 발생되어 토압이 수직방향에서 방사형 방향으로 작용되는 아치형 토압분포선(A)이 나타나서 벽체 작용 토압을 감소시킬 수 있다. 또한, H파일(11,21)과 상부 가로보(15)의 연결로 일체된 거동으로 토압에 저항할 수 있다.
또한 도 1과 같이 흙막이 자립벽(1)은 수동저항모멘트(MP)를 발생시키기 위해 도 9 및 도 10과 같이 상부 가로보(15)에 그라운드 앵커(60)가 추가적으로 설치될 수 있다. 즉, 그라운드 앵커(60)는 주동토압부 보강격벽(20)의 후방 단부 고결체에 선단측 앵커(602)가 위치되고 두부가 상기 상부 가로보(15)에 정착되어져 있도록 설치될 수 있다. 이때 그라운드 앵커(60)는 상부 가로보(15)측에서 긴장력을 도입하여 정착될 수 있다. 이같이 그라운드 앵커(60)에 의한 수동저항모멘트(MP)의 도입으로 수동토압(PP)이 주동토압(Pa)보다 크게 작용하므로 근입장을 더욱 안정화시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 흙막이 자립벽의 바람직한 시공방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
주열벽 시공
먼저, 도 1 및 도 3a에서와 같이 흙막이 자립벽(1)이 설치될 위치의 자립벽 기준선(CL)을 따라 주열벽(10)을 시공한다.
주열벽(10)은 자립벽 기준선(CL)을 따라 연접되게 SCW 방식을 이용하여 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 주열벽의 심재로 사용되는 제1 H파일(11)을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여서 시공된다.
여기서, 사용되는 경화제는 시멘트 밀크, 벤토나이트 등이 될 수 있다. 경화제의 혼합 교반은 오거 굴착시와 오거 인발시 모두 이루어진다. 주열벽(10)의 심재는 H형강, 강관, Sheet pile, 특수형상의 강관 등 다양한 종류를 사용할 수 있으나, 단면 2차 모멘트가 큰 H형강을 사용하는 것이 바람직하다.
이같이 주열벽(10)은 원지반 혼합 교반 및 제1 H파일(11)의 삽입으로 일체형 벽체를 형성하게 됨에 있어서, 빠른 시공과 소음 및 진동이 적고, 차수성이 우수하고, 이토발생 적으며, 인접지반 변위 억제 효과가 큰 장점으로 시공된다.
주동토압부 보강격벽의 시공
그 다음, 도 3b와 같이 주열벽(10)에서 배면(비굴착영역) 직교방향으로 주동토압부 보강격벽(20)을 시공한다.
즉, 주동토압부 보강격벽(20)은 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 제1 H파일(11)이 근입된 위치마다 주열벽(10)에서 배면의 직교방향으로 격벽형을 이루도록 시공된다.
주동토압부 보강격벽(20)은 일 형태로 제1 H파일(11)이 근입된 위치마다 일정 폭(w)에 걸쳐 연접되게 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 격벽의 보강재로 사용되는 제2 H파일(21)을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여서 소일시멘트 개량체로 시공된다.
제2 H파일(21)은 H형강, 강관, Sheet pile, 특수형상의 강관 등 다양한 종류를 사용할 수 있으나, 단면 2차 모멘트가 큰 H형강을 사용하는 것이 바람직하다.
전방 띠장 및 상부 가로보 설치
그 다음, 도 3c 및 도 5와 같이 제1 H파일(11) 및 제2 H파일(21)의 일체된 거동을 유도하기 위해 전방 띠장(14) 및 상부 가로보(15)의 설치가 이루어진다.
전방 띠장(14)은 제1 H파일(11)의 상단부에 배면측에 설치된 전방 띠장 브라켓(13)에 거치되어 용접 또는 볼트 결합을 통해 제1 H파일(11)에 고정 설치된다. 따라서 주열벽(10)에 포함된 다수의 제1 H파일(11)은 전방 띠장(14)을 통해 일체된다.
또한, 상부 가로보(15)는 전방 띠장(14)과 제2 H파일(21)의 사이에 주열벽(10)과 직각되는 방향으로 설치된다. 상부 가로보(15)는 전방 띠장(14)과 제2 H파일(21)에 용접 또는 볼트 결합을 통해 연결될 수 있다. 이때 상부 가로보(15)는 보강격벽(20)측 제2 H파일(21)에도 접합된다.
따라서 상부 가로보(15)는 흙막이 자립벽(1)에 설치된 제1 H파일(11) 제2 H파일(21)에 모두 연결되어 일체 거동으로 토압에 저항하는 효과를 크게 할 수 있다.
사보강재 설치
그 다음, 도 1 및 도 3와 같이 흙막이 자립벽(1)이 비틀림에 저항하기 위해 이웃한 상부 가로보(15와 15)의 사이에 X자 형태로 사보강재(40)가 설치된다. 사보강재(40)는 본 실시 예에서 L 형강을 사용하였으나 그 이외에 다양한 단면 형태의 강재가 적용될 수 있다.
터파기 굴착
그 다음, 도 2와 같이 주열벽(10)의 전면측에서 굴착면을 터파기 계획고까지 굴착한다. 굴착시에는 굴착 심도에 따라 토압이 증가하지만 이미 시공된 중간 보강격벽(30)의 벽면마찰각에 따른 아칭(Arching) 효과 발생으로, 토압이 수직방향에서 방사형 방향으로 작용하여 벽체 작용 토압이 감소하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 공법에서 도 5와 같이 제2 H파일(21)과 상부 가로보(15)의 사이에 후방 띠장(24)이 더 설치되어 시공될 수 있다. 이 경우, 흙막이 자립벽(1)의 상부는 전방 띠장(14), 상부 가로보(15) 및 후방 띠장(24)에 의해 폐합된 단면을 갖게 되어 일체된 거동이 더욱 확보된다.
또한, 본 공법에서 주동토압부 보강격벽(20a)은 도 6과 같이 제트 그라우팅의 한 종류인 SJP 공법을 적용하여 이루어질 수 있다. 즉, 제1 H파일(11)이 근입된 위치마다 주열벽(10)에서 배면(비굴착영역)으로 일정 폭(w)에 걸쳐 연접되게 천공한 후, 천공홀 내부로 이중관 로드의 선단에 부착된 제트 노즐을 사용하여 초고압의 주입재(시멘트 밀크 경화제)와 고압(200~400Kg/cm2)의 에어제트를 수평방향으로 분사하여 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화로 지반이 개량된 고결체로 이루어진 제트그라우팅 개량체로 시공될 수 있다. 이때 주동토압부 보강격벽(20a)에는 제2 H파일(21)이 근입시공될 수 있다.
이같이 SJP 공법을 적용한 경우 주동토압부 보강격벽(20)에 지반강화가 더욱 이루어져 토압 저항을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 공법에서는, 도 7a 및 도 7b와 같이 굴착 후 터파기 계획된 면에 추가적으로 상기 주열벽(10)에 연접되어 직교방향으로 제트 그라우팅에 의해 추가적으로 수동토압부 보강격벽(50)을 시공할 수 있다. 이는 흙막이 자립벽(1)의 폭에 제한이 있는 경우로서 수동토압의 증대를 위해 수동토압부 보강격벽(50)이 시공되는 것이다.
또한, 본 공법에서는 도 8과 같이 이웃한 주동토압부 보강격벽(20과 20)의 사이에 JSP 공법으로 주동토압부 보조 제트그라우팅 보강격벽(20b)이 더 시공될 수 있다.
즉, 주동토압부 보강격벽(20)의 시공 후에 이웃한 주동토압부 보강격벽(20과 20)의 사이에 주열벽(10)에서 배면측 직각 방향으로 일정 폭(w)에 걸쳐 연접되게 천공한 후, 천공홀 내부로 제트 노즐을 사용하여 초고압의 주입재와 에어제트를 수평방향으로 분사하여 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화로 지반이 개량된 고결체를 이루어 지반이 개량된 주동토압부 보조 제트그라우팅 보강격벽(20b)이 시공될 수 있다. 이 경우, 수동 토압저항력이 더욱 증가되어 흙막이 자립벽의 폭과 근입장을 더욱 줄일 수 있는 이점을 갖는다.
또한 본 공법에서는 수동저항모멘트를 발생시키기 위해 도 9 및 도 10과 같이 주동토압부 보강격벽(20)과 상부 가로보(15)에 연결되어져 프리스트레스가 도입되어져 있는 그라운드 앵커(60)가 그라운드 앵커(60)가 추가적으로 설치될 수 있다.
즉, 주동토압부 보강격벽(20)의 고결체에 선단의 앵커(602)가 위치되고 앵커 두부가 상기 상부 가로보(15)에 정착되어져 있는 그라운드 앵커(60)가 더 설치될 수 있다. 이때 그라운드 앵커(60)는 상부 가로보(15)측에서 긴장력을 도입하여 정착될 수 있다. 그라운드 앵커(60)는 강연선, 강봉 등으로 제작된 긴장재(601), 긴장재(601)의 선단에 설치되는 앵커(또는 내하체)(602), 긴장재(601)의 상단을 상부 가로보(15)에 정착시키는 정착구(603)로 구성된다.
일 예로, 도 9a 및 도 9b와 같이 그라운드 앵커(60)는 주동토압부 보강격벽(20)의 후방 단부에 선단이 위치되고 상기 상부 가로보(15)에 두부가 정착될 수 있다. 이 경우 상부 가로보(15)의 밑면에는 지면과의 사이로 H 빔(17)이 추가적으로 설치될 수 있다. 다른 예로, 도 10a 및 도 10b와 같이 그라운드 앵커(60)는 앵커(602)가 주동토압부 보강격벽(20)의 내부에 위치되도록 설치될 수 있다. 또 다른 예로 그라운드 앵커(60)는 제트그라우팅 개량체로 시공되는 주동토압부 보강격벽(20a)의 후방 단부에 선단이 위치되고 상부 가로보(15)에 두부가 정착되어져 설치될 수도 있다.
이와 같이 그라운드 앵커(60)가 시공되는 경우 도 11에 나타난 근입장을 검토해 보면,
Figure pat00001
,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
로 나타남을 알 수 있다.
여기, Pa는 주동토압이고, Pp는 수동토압이고, W는 흙막이 자립벽의 중량이고, Ps는 그라운드 앵커에 도입된 장력이다.
이 경우, 수동토압부에서 발생되는 수동저항모멘트(
Figure pat00004
)가 주동토압부에서 발생되는 주동저항모멘트(
Figure pat00005
)보다 1.2배 크게 나타나므로 근입장이 안정됨을 확인할 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: 주열벽
11: 제1 H파일
14: 전방 띠장
15; 가로보
20: 주동토압부 보강격벽
21: 제2 H파일
24: 후방 띠장
20a: 주동토압부 제트그루우팅 보강격벽
20b: 주동토압부 보조 제트그루우팅 보강격벽
50: 수동토압부 보강격벽
60: 그라운드 앵커

Claims (9)

  1. (a) 자립벽 기준선(CL)을 따라 연접되게 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 주열벽의 심재로 사용되는 제1 H파일(11)을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여 주열벽(10)을 시공하는 단계와;
    (b) 제1 H파일(11)이 근입된 위치마다 주열벽(10)에서 배면측 직교방향으로 격벽형을 이루어 벽면마찰각으로 인한 사일로토압에 의해 아치형 토압분포가 나타나도록 주동토압부 보강격벽(20 또는 20a)을 시공하는 단계와;
    (c) 상기 제1 H파일(11)의 상단부에 배면측으로 전방 띠장 브라켓(13)을 설치하고, 전방 띠장(14)을 전방 띠장 브라켓(13)에 거치한 후 전방 띠장(14)과 제2 H파일(21)의 사이에 주열벽(10)과 직각되는 방향으로 상부 가로보(15)를 설치시켜 놓는 단계; 및
    (d) 주열벽(10)의 전면측에서 굴착면을 터파기 계획고까지 굴착하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 H파일(21)과 상부 가로보(15)의 사이에 후방 띠장(24)이 더 설치되는 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    주동토압부 보강격벽(20)은 일정 폭(w)에 걸쳐 연접되게 오거 굴착과 인발을 수행하면서 경화제의 주입 및 원지반과의 혼합 교반을 이루도록 한 후, 경화제의 경화전에 격벽의 보강재로 사용되는 제2 H파일(21)을 일정 간격마다 굴착 교반 영역에 근입하여서 소일시멘트 개량체로 시공되는 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    주동토압부 보강격벽(20a)은 일정 폭(w)에 걸쳐 연접되게 천공한 후, 천공홀 내부로 제트 노즐을 사용하여 초고압의 주입재와 에어제트를 수평방향으로 분사하여 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화로 지반이 개량된 고결체를 이루어 제트그라우팅 개량체로 시공되는 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (e) 단계 후에, 터파기 계획된 면에 추가적으로 상기 주열벽(10)에 연접되어 직교방향으로 제트 그라우팅에 의해 추가적으로 수동토압부 보강격벽(50)을 시공하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서, 이웃한 주동토압부 보강격벽(20과 20)의 사이에 주열벽(10)에서 비굴착영역의 직각 방향으로 일정 폭(w)에 걸쳐 연접되게 천공한 후, 천공홀 내부로 제트 노즐을 사용하여 초고압의 주입재와 에어제트를 수평방향으로 분사하여 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화로 지반이 개량된 고결체를 이루어 지반이 개량된 주동토압부 보조 제트그라우팅 보강격벽(20b)을 더 시공하는 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    수동저항모멘트를 발생시키기 위해 주동토압부 보강격벽(20)의 후방 단부에 선단이 위치되고 상기 상부 가로보(15)에 두부가 정착되어져 프리스트레스가 도입되어져 있는 그라운드 앵커(60)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    수동저항모멘트를 발생시키기 위해 주동토압부 보강격벽(20a)의 후방 단부에 선단이 위치되고 상기 상부 가로보(15)에 두부가 정착되어져 프리스트레스가 도입되어져 있는 그라운드 앵커(60)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    이웃한 상부 가로보(15와 15)의 사이에 X자 형태로 사보강재(40)를 설치하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 아치형 토압분포를 갖는 격벽형 흙막이 자립벽의 시공방법.
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KR102244505B1 (ko) * 2020-10-15 2021-04-23 이원식 자립형 흙막이 구조물 및 이를 활용한 흙막이 시공방법
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KR100966573B1 (ko) 2008-02-25 2010-06-29 코오롱건설주식회사 스트럿을 이용한 2열 엄지말뚝 흙막이 공법

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