KR20200026468A

KR20200026468A - 암반층 시공이 가능한 pc벽체 시공방법

Info

Publication number: KR20200026468A
Application number: KR1020180104431A
Authority: KR
Inventors: 유병훈
Original assignee: 유병훈
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-03-11

Abstract

지중 하부에 암반층이 존재하여 일정 깊이 트렌치 굴착이 불가능한 경우에도 안정적으로 PC벽체를 서로 연결시켜 시공할 수 있는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 관한 것으로서, 상기 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법은 (a) 중앙에 매설강관이 매설된 PC벽체를 토사층(G1)에 형성된 굴착공간(S1) 전체 깊이(H)에 걸쳐 삽입 설치되도록 하는 단계; (b) PC벽체의 매설강관을 관통하여 설치되는 굴착장치를 이용하여 상기 토사층(G1) 하부의 암반층(G2)에 핀파일을 삽입 설치하기 위한 천공홀을 형성시키는 단계; (c) 상기 PC벽체의 매설강관을 관통하여 천공홀에 핀파일을 삽입하여 천공홀 선단에 하단이 접하도록 하고, 상단은 암반층(G2) 상방으로 매설강관 내부로 연장되도록 하는 단계; 및 (d) 천공홀 마감재를 PC벽체의 매설강관을 통해 천공홀에 충전되도록 하여 핀파일이 매립되도록 함으로서, 암반층(G2)에 핀파일 하단이 정착되고, PC벽체의 매설강관에 연장된 핀파일 상단이 일체로 합성되도록 하는 단계;를 포함한다.

Description

암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법{PRECAST CONCRETE WALL STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD FOR BEDROCK LAYER}

본 발명은 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지중 하부에 암반층이 존재하여 일정 깊이 트렌치 굴착이 불가능한 경우에도 안정적으로 PC벽체를 서로 연결시켜 시공할 수 있는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 지하차도 등을 프리캐스트 벽체를 이용하여 시공하는 종래 SLIT 공법(슬릿공법)의 시공도를 도시한 것이다.

이러한 슬릿공법은 프리캐스트 부재인 측벽 부재(40)를 이용하여 시공하고, 프리캐스트 상판구조물(50)을 설치하여 개착식 지하 구조물 시공과 대비하여 복공판을 설치하지 않고 지상부를 조기에 완성하고 내부를 굴착 및 구축하는 개착 지하 구조물 구축 방법이라 할 수 있다.

이러한 슬릿공법에 사용되는 측벽 부재(40)는 프리캐스트 부재(41)의 바닥 면에 시공 시의 지지 말뚝 및 측방 토압에 저항하는 Ｈ빔(42)이 하방 돌출되도록 한 것을 지중에 서로 연결하여 지하 구조물의 양 측벽을 시공하게 되는데, 이는 지하 구조물 양 측벽 전부를 프리캐스트 부재로 시공하는 경우와 비교하여 운반과 시공이 상대적으로 용이하고 이로서 비용 절감이 가능하다는 장점이 있게 된다.

이때 상기 측벽 부재(40)는 지중에 트렌치(일정한 폭과 연속적으로 형성되는 직육면체 굴착공간)를 형성시켜 Ｈ빔(42)이 굴착공간 저면에 선단관입 항타에 의한 선단 지지방식으로 시공된다.

도 1b는 종래 트렌치 굴착기의 시공도이다.

즉, 상기 트렌치 굴착에 의한 굴착공간을 확보하기 위해 도 1b와 같은 트렌치 굴착기를 사용하고 있다.

상기 트렌치 굴착기는 도 1b와 같이 체인(9)에 비트(1)를 장착하고, 체인(9)을 상,하로 회전시키서 체인에 장착된 비트가 지반을 굴착하여 트렌치 굴착을 위한 굴착공간(S1)이 형성되도록 한 것으로서, 굴착된 토사는 배토시키거나 벤토나이트 충전액(안정액)과 일부 교반되어 굴착된 트렌치의 공벽을 유지하도록 하게 된다.

이에 공벽 유지된 굴착공간(S1)에 도 1a에서 살펴본 Ｈ빔(42)이 하부에 형성된 측벽 부재(40), H형 단면의 프리캐스트 벽체파일(11)을 하강 삽입하는 방식으로 시공하게 된다.

하지만 트렌치 굴착기는 체인(9)에 비트(1)를 장착한 것을 이용하여 지반을 굴착하기 때문에 실제 암반층이 지중에 존재하는 경우 원하는 깊이로 트렌치 굴착이 불가능하게 된다.

이에 암반층에 암반용 오거장치등을 이용하여 수직홀 형태의 천공홀을 중첩시켜가면서 연속 시공하여 트렌치 굴착은 가능할 수도 있지만 이럴 경우 과도한 비용이 발생하고 공기 지연이 될 수밖에 없다는 한계가 발생하게 된다.

도 1c는 종래 프리캐스트 구조물의 연결방법 시공도를 도시한 것이다.

즉, 지중에 원통형 수직구 구조물을 시공함에 있어, 조립 시공이 가능한 프리캐스트 벽체(61,62)를 적층시킴에 따라 상하 접하는 연결부위는 실제 프리캐스트 벽체의 모양 및 크기에 따라 다수가 발생하게 되므로 긴장재, 앵커볼트등을 이용하기도 하지만, 도 1c와 같이 수직으로 연결부위를 임의로 형성시키되 블럭아웃 되도록 하고, 블럭아웃된 공간으로 연결철근이 인출되도록 하여 커플러를 이용하여 연결철근을 서로 연결한 후, 콘크리트로 블럭 아웃된 공간을 마감시키고 있음을 알 수 있다.

이에 작업상 콘크리트를 타설할 수 있는 개방된 공간을 구비할 수 있다면 연결 시공 및 연결부위 방수처리에 큰 문제는 없지만, 트렌치 굴착 후, PC벽체를 삽입 시공하는 방식과 같이 지중에 프리캐스트 부재를 연결 시공하는 경우에는 PC벽체의 연결부위에 있어 방수문제는 실제 가장 중요한 문제라 할 수 있다.

도 1d는 종래 콘크리트 부재의 시공이음 부위에 설치되는 지수판의 시공도를 도시한 것이다.

이러한 지수판은 강재 또는 폴리염화비닐과 같은 플라스틱재질로 제작된 것을 이용하되, 이미 타설되어 양생된 일측 콘크리트 부재에 지수판 일측이 매립되고 콘크리트 타설될 거푸집 내부로 타측이 연장되어 있음을 알 수 있어, 결국 지수판은 콘크리트 내부에 매립 설치되도록 하게 된다.

이때 상기 지수판에는 수팽창지수재가 부착되어 있어 수팽창지수재의 수팽창에 의한 차수효과를 가질 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

하지만 이러한 지수판 설치는 현장타설 콘크리트 방식으로 콘크리트 부재를 시공함에 있어서 이용할 수 있는 것이고,

앞서 살펴본 Ｈ빔(42)이 하부에 형성된 측벽 부재(40), PC 벽체와 프리캐스트 부재에 적용하기 위해서는 별도의 설치장치 또는 고정장치가 필요하여 사실상 이용이 거의 불가능하고, 설사 이용한다 할지라도 시공성이 떨어져 품질관리도 어려워 사실상 방수에 한계가 있을 수밖에 없게 된다.

대한민국 등록특허 제 10-1216126호(발명의 명칭: 축방향 및 종방향 연결철근을 이용한 아치 구조물 시공방법, 공개일자: 2012년12월27일) 대한민국 공개특허 제 10-2018-0014793호(발명의 명칭: 연결형강을 이용한 이중벽체 구조물 제작방법 및 그 시공방법, 공개일자: 2018년02월09일) 대한민국 등록특허 제 10-1792844호(발명의 명칭: 주열식벽체를 이용한 지중구조물 시공방법 및 이를 이용한 지중구조물, 공개일자: 2017년11월02일)

이에 본 발명은 종래 트렌치 굴착기의 활용이 불가능한 암반층에 있어서도 프리캐스트 방식의 PC벽체를 연결 시공할 수 있도록 하되 별도의 굴착장비를 이용하지 않아 보다 경제적이며, 연결 시공된 PC벽체의 연결부위 방수에 종래 지수판을 설치하는 것과 대비하여 완벽한 방수가 가능하도록 하여 PC벽체의 효율적인 시공이 가능한 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법은 (a) 중앙에 매설강관이 매설된 PC벽체를 토사층(G1)에 형성된 굴착공간(S1) 전체 깊이(H)에 걸쳐 삽입 설치되도록 하는 단계; (b) PC벽체의 매설강관을 관통하여 설치되는 굴착장치를 이용하여 상기 토사층(G1) 하부의 암반층(G2)에 핀파일을 삽입 설치하기 위한 천공홀을 형성시키는 단계; (c) 상기 PC벽체의 매설강관을 관통하여 천공홀에 핀파일을 삽입하여 천공홀 선단에 하단이 접하도록 하고, 상단은 암반층(G2) 상방으로 매설강관 내부로 연장되도록 하는 단계; 및 (d) 천공홀 마감재를 PC벽체의 매설강관을 통해 천공홀에 충전되도록 하여 핀파일이 매립되도록 함으로서, 암반층(G2)에 핀파일 하단이 정착되고, PC벽체의 매설강관에 연장된 핀파일 상단이 일체로 합성되도록 하는 단계;를 포함하도록 하게 된다.

본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 의하면 종래 트렌치 굴착기를 그대로 이용하면서 암반층이 확인되는 경우 종래 활용되는 핀파일굴착기를 이용하여 핀파일을 시공하고, 핀파일을 PC벽체에 합성시켜 보다 안정적인 지중벽체 시공이 가능하게 되어 트렌치 굴착에 의한 지중벽체 시공의 활용도를 크게 놓일 수 있게 된다.

본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 의하면 PC벽체의 연결에 있어 가장 중요한 방수문제를 해결함에 있어 강재지수판과 수팽창지수재를 이용할 수 있도록 하되, 강재지수판은 PC벽체의 가이드수단으로도 기능할 수 있는 강성을 확보할 수 있도록 할 수 있으며, 수팽창지수재를 부착시킨 것을 이용하여 팽창에 의한 방수효과도 가지도록 하게 된다.

도 1a는 종래 SLIT 공법(슬릿공법)의 시공도,
도 1b는 종래 주열식벽체의 시공도,
도 1c는 종래 트렌치 굴착기의 시공도,
도 1d는 종래 콘크리트 부재의 시공이음 부위에 설치되는 지수판의 시공도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법 순서도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 PC벽체의 상하연결단면도 및 PC벽체의 시공연결도,
도 4는 본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 의하여 시공된 지중구조물 시공도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 암반층 시공이 가능한 PC벽체(100) 시공방법]

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법 순서도를 도시한 것이다.

먼저, 도 2a와 같이 PC벽체(100)가 삽입될 수 있도록 일정한 폭을 가진 직육면체 형태의 굴착공간(S1)을 트렌치(Trench)라고 지칭하고, 이러한 트렌치를 지중에 형성시키기 위한 굴착을 트렌치 굴착이라고 지칭하기로 한다.

이에 굴착공간(S1)은 도 1b와 같은 트렌치 굴착기로 지반을 수직굴착 하되 지중벽체의 길이방향으로 연속하여 굴착공간(S1)이 형성되도록 하게 된다.

굴착공간(S1)에는 벤토나이트등 안정액을 주입하여 공벽 유지가 가능하도록 하고 상부에서 오버플로우 되지 않도록 트렌치 상단은 폭을 확장시켜 시공하게 된다.

이에 도 2a에 의하면 트렌치 선단은 암반층(G2)이 존재하고 암반층(G2) 상부는 토사층(G1)으로서 트렌치 굴착이 가능하여 트렌치 굴착이 가능함을 알 수 있다.

이에 본 발명은 상기 암반층(G2)에는 PC벽체(100)를 삽입할 수 있는 굴착공간(S1)을 형성시킬 수 없지만 핀파일(300)을 이용하여 PC벽체(100)의 안정적인 지중 시공이 가능하도록 하게 된다.

먼저, PC벽체(100)는 토사층(G1)에 형성된 굴착공간(S1) 전체 깊이(H)에 걸치는 연장길이를 가지도록 제작하는 것이 바람직 하지만 제작, 운반 및 시공에 있어 어려움이 있어 2개 이상으로 모듈화 시켜 상,하 연결한 다음 설치할 수 있음 보이고 있다.

이에 상기 PC벽체(100)는 도 2a와 같이, H형 단면으로서 복부(110)와 양 플랜지부(120)로 형성된 프리캐스트 콘크리트 벽체로 제작된 것을 이용하되 중요한 점은 복부(110) 중앙에 매설강관(140)이 매설되어 있도록 하고 있다는 점이다.

즉, 자중을 최소화시키면서 휨 강성을 확보하도록 하고, 추후 콘크리트 충전마감을 통해 지중벽체로서 토압지지에 유리하도록 한 것이다.

이때 상기 매설강관(140)은 지중벽체(100)의 상,하연결에 사용되며 외주면에는 스터드가 형성되어 PC벽체 제작 시 일체화 되도록 하게 된다.

즉, 도 3a의 좌측도면과 같이, 매설강관(140)은 지중벽체(100)의 단부면으로부터 더 연장되어 돌출되며, 상하로 서로 연결되어야 지중벽체(100)는 매설강관(140)이 각각 연장 돌출되어 있고, 매설강관(140)의 직경은 동일하므로 서로 접하도록 한 상태에서 용접, 체결볼트 등을 이용하여 연결시키게 되면 지중벽체(100)의 상하연결성능을 충분히 확보할 수 있게 된다. 이때 2개 이상으로 모듈화 시킨 PC벽체(100)를 상,하 연결부위를 콘크리트로 마감하게 된다.

이에 도 3a의 우측도면과 같이, 매설강관(140)의 돌출된 연장 길이만큼 연결부위가 마감되지 않기 때문에 별도의 강재거푸집(144)을 이용하여 연결부위를 콘크리트 마감시키는 방식으로 상하 지중벽체(100)를 서로 연결시키게 된다.

예컨대, 연결된 매설강관(140)의 주위에 강재거푸집(144)을 설치하고, 강재거푸집(144) 내부에 콘크리트를 타설하여 매설강관(140) 연결부위를 콘크리트 마감시키게 된다.

이때 상기 매설강관(140) 주위에는 연결철근을 이용하여 연결성능을 확보할 수 있는데 종전과 같이 콘크리트 내부로부터 인출된 연결철근을 이용하게 되면 운반 및 시공에 있어 작업방해가 되고 시공과정에서 휘어지는 등의 문제로 커플러 연결이 어려운 경우가 많아 작업성이 떨어지는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 도 3a의 우측도면과 같이, 인서트(141)를 매설강관(140) 주위의 단부면에 매립시켜 놓고, 삽입철근(142)의 일단부를 인서트(141)에 삽입시켜 놓고, 삽입철근(142)의 정착길이 확보를 위해 정착캡(143)을 타단부에 고정시켜 결국 매설강관 주위로 연장길이가 정착길이 이상 확보해야 함으로서 발생하는 철근배근의 어려움을 해결하면서 콘크리트 마감을 보강할 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.

이에 강재거푸집(144) 내부의 삽입철근(142), 정착캡(143)은 강재거푸집(144) 내부에 타설된 콘크리트에 매립된다.

이에 PC벽체(100)는 도 2a와 같이, 상하로 연결된 것을 이용하거나 아니면 연결시키지 않은 상태로 굴착공간(S1)에 하강 삽입시켜 설치할 수 있도록 하게 된다.

이때 굴착공간(S1)은 암반층까지는 형성되지 않은 상태이고, 트렌치 상단은 PC벽체(100)의 가이드를 위한 가이드장치를 지표면에 설치하고, PC벽체(100)를 인양하여 삽입하되, 먼저 삽입 설치된 PC벽체(100)의 양 플랜지부를 가이드 삼아 추가로 PC벽체(100)를 연결 시공하고 있음을 알 수 있다.

구체적으로 살펴보면 도 3b와 같이 먼저 시공된 PC벽체(100)를 기준으로 추가로 PC벽체(100)가 지중벽체의 길이방향으로 연결 시공되도록 하게 되며, 이러한 연결 시공은 본 발명의 강재지수판(220)을 포함하는 방수가이드장치(200)를 이용할 수 있다.

이러한 방수가이드장치(200)는 PC벽체(100)의 연결부위의 방수 및 추가 시공되는 PC벽체(100)의 가이드 역할을 하게 되며, 상기 연결부위는 PC벽체(100)의 플랜지 단부이다.

이에 상기 방수가이드장치(200)를 살펴보면 도 3b와 같이, PC벽체(100)의 플랜지 단부에 형성되는 것으로서 가이드관(240), 지수판(250)을 포함할 수 있음을 알 수 있다.

이때 상기 가이드관(240)은 도 3b와 같이, 일측 PC벽체(100)의 플랜지부(120) 연결단부면(A)에 노출되도록 형성된 수직홀로서 지수판(250)이 내부에 삽입되도록 하는 가이드 역할을 하게 된다.

PC벽체(100)의 플랜지부(120)는 콘크리트로 형성되기 때문에 가이드관(240)은 상기 플랜지부(120)에 미리 매립되도록 하되 플랜지부(120) 연결단부면(A)으로 개구부가 형성되도록 형성시키게 된다.

이에 사각단면으로 형성된 것을 이용하고 있음을 알 수 있으며, 이러한 사각단면의 가이드관(240)에 지수판(250)의 일측이 상방으로부터 삽입되도록 하되 타측은 타측 PC벽체(100)의 플랜지부(120) 연결단부면(A)에 매설되도록 하는 폴리염화비닐등의 플라스틱 소재의 지수판을 이용하고 있음을 알 수 있다.

또한 도 3c 및 도 3d와 같이, 방수가이드장치(200)는 PC벽체(100)의 플랜지 단부에 형성되는 것으로서 가이드관(210), 강재지수판(220), 수팽창지수재(230)를 포함하고 있음을 알 수 있다.

먼저 상기 가이드관(210)은 도 3c 및 도 3d와 같이, PC벽체(100)의 플랜지부(120) 연결단부면(A)에 노출되도록 형성된 수직홀로서 강재지수판(220)이 내부에 삽입되도록 하는 가이드 역할을 하게 된다.

PC벽체(100)의 플랜지부(120)는 콘크리트로 형성되기 때문에 가이드관(210)은 상기 플랜지부(120)에 미리 매립되도록 하되 플랜지부(120) 연결단부면(A)으로 개구부가 형성되도록 형성시킨 것이다.

도 3c 및 도 3d에 의하면, 원통형가이드부(211)와 양 수평가이드부(212)가 플랜지부(120)의 내부로 일체로 매입되도록 하되 양 수평가이드부(212)에 의하여 형성되는 개구부(S2)가 플랜지부(120) 연결단부면(A) 쪽에서 노출되어 있음을 알 수 있다.

이에 플랜지부(120)의 연결단부면(A)으로 양 수평가이드부(212)에 의한 개구부(S2)가 형성되도록 하고 개구부(S2) 반대쪽으로 개구부와 연통되는 원통형가이드부(211)에 의한 수직홀(S3)이 형성되고 있음을 알 수 있다.

이에 상기 원통형가이드부(211)에는 후술되는 강재지수판(220)의 수직원통삽입관(221)이 하방으로 가이드 되면서 삽입되고, 양 수평가이드부(212)에는 후술되는 강재지수판(220)의 수직판삽입부(222)가 가이드 되면서 삽입되도록 하게 된다.

상기 수직원통삽입관(221)과 수직판삽입부(222)는 일체화되어 있으므로 결국 가이드관(210)에 강재지수판(220)을 삽입하는 방식으로 서로 인접한 PC벽체(100)의 가이드 설치가 가능하게 됨을 알 수 있으며 강재로 제작된 것을 이용하면 되고, 이러한 수직원통삽입관(221)과 수직판삽입부(222)는 플랜지부(120) 연장길이에 대응하는 연장길이를 가지도록 형성됨을 알 수 있다.

상기 강재지수판(220)은 도 3c 및 도 3d와 같이, 충진홀(223)이 형성된 수직원통삽입관(221)과 수직판삽입부(222)가 일체로 형성된 것으로서 강재를 이용하여 제작한 것을 이용하며, 예컨대 추가로 시공되는 PC벽체(100)의 플랜지부(120)에 일측은 매립되고 타측은 역시 플랜지부(120)의 연결단부면(A)으로부터 돌출되어 노출되도록 형성된다.

이때 상기 수직원통삽입관(221)는 먼저 시공된 PC벽체(100)의 플랜지부(120)에 형성된 가이드관(210)에 하강 삽입되는 강재원통부를 이용하게 된다.

이로서 플랜지부(120) 연장길이에 대응하는 연장길이를 가지도록 형성시키되, 충진홀(223)이 다수 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 도 3c 및 도 3d와 같이, 충진재(224)를 수직원통삽입관(221) 내부로 고압으로 충진시킴에 따라 충진재(224)는 수직원통삽입관(221) 내부를 채우면서 충진홀(223)을 통해 가이드관(210)과 수직원통삽입관(221) 사이공간(S4)까지 모두 충진이 가능하도록 하여 가이드관(210)과 수직원통삽입관(221) 사이 및 수직원통삽입관(221) 내부에 고압에 의하여 분사되는 충진재(224)에 의한 방수가 가능하도록 하게 됨을 알 수 있다.

종래에는 단지 플랜지부의 연결단부에 형성된 수직홀에 충진재를 부어넣는 정도에 그쳤지만 본 발명은 강재로 제작된 수직원통삽입관(221)과 충진홀(223)을 통해 고압 분사에 의한 충진에 의한 변형등이 발생하지 않아 보다 밀실한 충진재 마감이 가능하도록 한 것이다.

이때 상기 수직판삽입부(222)는 인접한 추가로 시공되는 PC벽체(100)의 플랜지부(120)에 매입되도록 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 수직판삽입부(222)을 기준으로 보면 일측(우측)은 추가로 시공되는 PC벽체(100)에 매입되어 있고, 타측(좌측)은 수직원통삽입관(221)가 형성되어 있어 강재지수판(220)이 형성된 PC벽체(100)를 가이드관(210)이 형성된 PC벽체(100)에 연결시공 되도록 하되,

원통형가이드부(211)에는 수직원통삽입관(221)이 하방으로 가이드 되면서 삽입되고, 양 수평가이드부(212)에는 수직판삽입부(222)이 가이드 되면서 삽입되도록 하게 됨을 알 수 있다.

상기 수팽창지수재(230)는 물과 접촉하면 팽창함으로서 공간을 메꾸어 주는 역할을 하는 것이다.

이러한 수팽창지수재(230)를 사용하게 되면 물의 접촉함에 따른 방수역할을 하는 것으로서 앞서 살펴본 강재지수판(220)을 감싸도록 설치된다.

즉, 도 3c 및 도 3d와 같이, 강재지수판(220)의 수직원통삽입관(221) 전체와 노출되는 수직판삽입부(222) 일부를 감싸도록 부착시키게 되며, 매립된 수직판삽입부(222)의 단부에도 수팽창지수재(230)를 더 형성시켜 방수성능을 확보할 수 있도록 하게 된다.

이에 상기 매립된 수직판삽입부(222)의 단부에 형성되는 수팽창지수재(230)는 PC벽체(100) 제작 시 미리 거푸집 내부에 배치하여 콘크리트를 타설함으로서 형성시키면 되고, 수직원통삽입관(221) 전체와 노출되는 수직판삽입부(222)을 감싸도록 형성되는 수팽창지수재(230)는 공장에서 미리 형성되도록 하되, 현장에서 필요시 형성시킬 수 있게 된다.

이에 수직원통삽입관(221) 전체와 노출되는 수직판삽입부(222)을 감싸도록 형성되는 수팽창지수재(230)는 강재로 제작되는 수직원통삽입관(221)과 수직판삽입부(222)r가 외기에 노출되지 않도록 하는 역할도 하여 부식방지에 매우 효과적이게 된다.

이에 도 3c 및 도 3d에 의하면 배면 토사쪽으로 지하수등(W)이 PC벽체(100)의 연결부위인 플랜지부(120)의 연결부위를 통해 침투하려고 함에 있어,

첫째, PC벽체(100)의 표면에 부착된 방수시트(130)에 의하여 지하수등(W)에 대한 구체방수가 가능하게 되며,

둘째, 인접한 양 플랜지부(120) 연결부위의 틈새로 침투하는 지하수등(W)은 수팽창지수재(230)와 접촉하게 되면서 수팽창지수재(230)의 팽창에 의하여 방수되고,

셋째, 강재지수판(220)이 양 플랜지부의 연결단부를 가로막도록 배치되어 있어 지하수등(W)은 강재지수판을 달리 침투하지 못하게 되어 방수되고,

넷째, 일측 PC벽체(100)의 플랜지에 형성되어 있는 가이드관(210)과 강재지수판(220) 사이에 충진된 충진재(224)에 의하여 지하수등(W)은 추가적으로 방수되며,

다섯째, 타측 중벽체용 PC벽체(100)의 플랜지에 형성되어 있는 강재지수판(220)은 매립되어 있기는 하지만 역시 단부의 수팽창지수재(230)에 의하여 방수되도록 함을 알 수 있다.

다음으로는 도 2b와 같이 암반층에 핀파일(300)을 삽입 설치하기 천공홀을 형성시키고, 상기 천공홀(310)에 핀파일(300)을 삽입시킨 후, 핀파일(300)을 PC벽체(100)와 합성시키게 된다.

암반층(G2)은 기존의 트렌치 굴착기로는 트렌치 굴착이 불가능하다. 하지만 지중벽체 시공 시 암반층이 확인될 여지는 크기 때문에 현장에서 암반층이 확인될 경우 트렌치 굴착이 불가능하게 되므로 사실상 지중벽체를 PC벽체(100)로 시공함에 있어 제한이 발생하게 된다.

이에 암반층에도 적용 가능한 트렌치 굴착기를 개발하는 것이 가장 바람직 하지만 이는 공기 및 경제성이 저하될 수밖에 없게 된다.

이에 본 발명은 PC벽체(100)에 매설강관(140)이 매설되어 있으므로 이를 이용하여 H형 강재와 같은 핀파일(300)을 인양하여 PC벽체(100)의 매설강관(140) 내부로 삽입하여 암반층(G2)에 미리 형성시킨 천공홀에 일정깊이 삽입되도록 하고, 상단은 암반층(G2) 상방으로 일정 높이 매설강관(140) 내부에 연장되어 위치하도록 하게 된다.

이때 상기 암반층(G2)에 형성시키는 천공홀은 암반층용 기존 오거를 포함하는 굴착장치를 이용할 경우 일정한 직경과 깊이로 형성이 가능하며 예컨대, 암반층용 오거장치의 오거는 매설강관(140)의 직경보다는 작은 것을 이용하여 하게 되면 천공홀(310)을 형성시키면 된다.

이에 천공홀(310)에 H형 강재와 같은 핀파일(300)을 역시 매설강관(140)을 관통시키는 방식으로 삽입하여 천공홀(310) 선단에 하단이 접하도록 하게 된다.

이때 콘크리트등과 같은 천공홀 마감재(320)를 PC벽체(100)의 매설강관(140)을 통해 천공홀(310)에 충전되도록 하면서 핀파일(300)이 매립되도록 함으로서 암반층(G2)에 핀파일(300) 하단이 정착되고, PC벽체(100)의 매설강관(140)에 연장된 핀파일(300)의 상단이 일체로 합성되도록 하여, 결국 PC벽체(100)가 암반층(G2)에 핀파일(300)에 의하여 정착되도록 하는 효과를 가지도록 하게 된다.

이때 매설강관(140)을 이용하기 때문에 제한적인 천공홀 마감재(320) 사용이 가능하고 합성 공간이 한정적이기 때문에 핀파일(300) 합성효과가 매우 크게 됨을 알 수 있다.

다음으로는 도 2c와 같이 PC벽체(100)의 복부 사이에 콘크리트(C)를 타설하여 PC벽체(100)를 서로 일체화시켜 지중벽체를 시공하게 된다.

즉, 트렌치의 굴착공간(S1)에서 서로 가이드되어 연결 시공된 PC벽체는 양 플랜지가 서로 연결부위를 형성시키기 때문에 복부와 복부 사이의 연결공간(S5)에 콘크리트(C)를 추가로 타설하여 결국 PC벽체(100)도 역시 일체화되도록 하게 된다.

이때 매설강관(140) 내부에는 별도로 콘크리트를 추가로 충진시키지 않아도 되며 이에 매설강관(140)에 의한 콘크리트 타설량 절감도 가능하게 된다.

[ 본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법을 이용하여 시공된 지중벽체]

도 4는 본 발명의 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법에 의하여 시공된 지중구조물 시공도를 도시한 것이다.

먼저, 이러한 지중구조물(A)은 트렌치 굴착기에 의하여 형성시킨 트렌치의 굴차공간(S1)에 앞서 살펴본 PC벽체(100)를 삽입하되, 암반층(G2)에 의하여 트렌치 굴착이 불가능할 경우, 매설강관(140)과 핀파일(300)을 이용하여 암반층(G2) 상면에 핀파일(300)을 이용하여 PC벽체(100)를 트렌치 연장방향으로 연결 시공하여 지중벽체를 시공하고,

상기 지중벽체 사이에 내부기둥(400)을 추가 시공하면서 노출된 작업공간에서 바닥판(500)을 추가시공함으로서 최종 완성시키게 된다.

이에 도 4에 의하면 핀파일(300)에 의하여 PC벽체(100)가 기본적으로 서로 좌우로 형성되고 있음을 알 수 있다.

이때 상기 PC벽체(100)에는 바닥판연결철근(510)을 추가 연결시키기 위한 인서트(141)가 외측면에 노출되도록 제작 시 형성시키게 된다.

이에 도 3a에 의하면, PC벽체(100) 외부로 노출되도록 매설 설치된 인서트(141)가 형성되어 있음을 알 수 있으며, 이에 인서트(141)에 삽입시켜 놓고, 역시 삽입철근(142)의 정착길이 확보를 위해 정착캡(143)을 타단부에 고정시켜 결국 바닥판(500) 시공에 따른 지지력 확보가 가능하도록 하고,

바닥판철근(510)을 상기 인서트(141)에 체결시켜 놓고, 상기 바닥판철근(510)이 매립되도록 바닥판콘크리트(C)를 타설하여 최종 바닥판을 다층 형성시키게 된다.

이때 상기 지중벽체 사이에 내부기둥(400)은 미리 역시 암반층(G2)에 천공홀을 형성시켜 시공하고, 바닥판은 내부기둥(400)이 관통되도록 시공하면 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: PC벽체 110: 복부
120: 플랜지부 130: 방수시트
140: 매설강관 141: 인서트
142: 삽입철근 143: 정착너트
200: 방수가이드장치 210: 가이드관
211: 원통형가이드부 212: 수평가이드부
220: 강재지수판 221: 수직원통삽입관
222: 양 수평가이드부 223: 충진홀
224: 충진재 230: 수팽창지수재
300: 핀파일 310: 천공홀
320: 천공홀 마감재 400: 내부기둥
500: 바닥판 510: 바닥판연결철근

Claims

(a) 중앙에 매설강관(140)이 매설된 PC벽체(100)를 토사층(G1)에 형성된 굴착공간(S1) 전체 깊이(H)에 걸쳐 삽입 설치되도록 하는 단계;
(b) PC벽체(100)의 매설강관(140)을 관통하여 설치되는 굴착장치를 이용하여 상기 토사층(G1) 하부의 암반층(G2)에 핀파일(300)을 삽입 설치하기 위한 천공홀을 형성시키는 단계;
(c) 상기 PC벽체(100)의 매설강관(140)을 관통하여 천공홀(310)에 핀파일(300)을 삽입하여 천공홀(310) 선단에 하단이 접하도록 하고, 상단은 암반층(G2) 상방으로 매설강관(140) 내부로 연장되도록 하는 단계; 및
(d) 천공홀 마감재(320)를 PC벽체(100)의 매설강관(140)을 통해 천공홀(310)에 충전되도록 하여 핀파일(300)이 매립되도록 함으로서, 암반층(G2)에 핀파일(300) 하단이 정착되고, PC벽체(100)의 매설강관(140)에 연장된 핀파일(300) 상단이 일체로 합성되도록 하는 단계;를 포함하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 PC벽체(100)의 매설강관(140)은 모듈화된 PC벽체(100)의 상,하연결을 위하여 이용하도록 하되, 상기 매설강관(140)은 PC벽체(100)의 단부면으로부터 더 연장시켜 돌출되도록 하여, 상기 매설강관(140)이 서로 접하도록 한 상태에서 연결시키고, PC벽체(100)의 상,하 연결부위를 콘크리트로 마감한 것을 굴착공간(S1) 전체 깊이(H)에 걸쳐 삽입 설치되도록 하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 2항에 있어서,
상기 PC벽체(100)의 상,하 연결부위 콘크리트로 마감은,
연결된 매설강관(140)의 주위에 강재거푸집(144)을 설치하고, 강재거푸집(144) 내부에 콘크리트를 타설하여 매설강관(140) 연결부위를 콘크리트 마감하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 PC벽체(100)는,
H형 단면으로서 복부(110)와 양 플랜지부(120)로 형성된 프리캐스트 콘크리트 벽체로 제작된 것을 이용하되 복부(110) 중앙에 매설강관(140)이 매설되어 있도록 하며, PC벽체(100)의 복부 사이에 콘크리트(C)를 타설하여 PC벽체(100)를 서로 일체화시켜 지중벽체가 시공되도록 하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 4항에 있어서,
상기 (a) 단계의 PC벽체(100)는,
트렌치의 굴착공간(S1)에서 서로 가이드되어 연결 시공하여 PC벽체(1000의 양 플랜지에 연결부위가 형성되어 복부와 복부 사이의 연결공간(S5)에 콘크리트(C)를 타설하여 PC벽체(100)가 서로 일체화되도록 하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 PC벽체(100)는,
인서트(141)를 매설강관(140) 주위의 단부면에 매립시켜 놓고, 삽입철근(142)의 일단부를 인서트(141)에 삽입시켜 놓고, 삽입철근(142)의 정착길이 확보를 위해 정착캡(143)을 타단부에 고정시키며,
PC벽체(100)의 외측면에도 바닥판연결철근(510)을 연결되는 인서트(141)가 노출되도록 형성시키되, 상기 인서트(141)에 삽입시킨 삽입철근(142)에도 정착길이 확보를 위해 정착캡(143)을 타단부에 고정시켜 바닥판(500) 시공에 따른 지지력 확보가 가능하도록 하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 트렌치 굴착기에 의하여 형성된 굴착공간(S1)에 먼저 설치된 일측 PC벽체에 가이드되어 설치되는 타측 PC벽체의 연결부위에 방수가이드장치가 설치되도록 하되, 상기 방수가이드장치(200)는,
일측 PC벽체(100)의 플랜지부(120) 연결단부면(A)에 개구부가 노출되도록 형성된 수직홀로서 지수판(250)이 내부에 삽입되도록 하는 가이드 역할을 하는 가이드관(240); 및 상기 가이드관(240)에 일측이 상방으로부터 삽입되도록 하되 타측은 타측 PC벽체(100)의 플랜지부(120) 연결단부면(A)에 매설되도록 하는 지수판(250);을 포함하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 트렌치 굴착기에 의하여 형성된 굴착공간(S1)에 먼저 설치된 일측 PC벽체에 가이드되어 설치되는 타측 PC벽체의 연결부위에 방수가이드장치가 설치되도록 하되, 상기 방수가이드장치(200)는,
원통형가이드부(211)와 양 수평가이드부(212)가 일측 PC벽체의 플랜지부(120)의 내부로 일체로 매입 설치되도록 하여, 플랜지부(120)의 연결단부면(A)으로 양 수평가이드부(212)에 의한 개구부(S2)가 형성되도록 하고 개구부(S2) 반대쪽으로 개구부와 연통되는 원통형가이드부(211)에 의한 수직홀(S3)이 형성되도록 하는 가이드관(210); 및
타측 PC벽체(100)의 플랜지부(120)의 연결단부면에 수직판삽입부(222)의 일측이 매립 설치되도록 하고, 타측은 연결단부면으로부터 돌출되어 단부에 충진홀(223)이 형성된 수직원통삽입관(221)이 일체로 형성되도록 하여, 충진홀(223)이 형성된 수직원통삽입관(221)이 가이드관(210)의 수직홀(S3)에 가이드되어 삽입되도록 하고, 노출된 수직판삽입부(222)는 개구부(S2)에 가이드되어 삽입되도록 하는 강재지수판(220);를 포함하되,
수직원통삽입관(221) 내부로 고압으로 충진시켜 충진재(224)는 수직원통삽입관(221) 내부를 채우면서 충진홀(223)을 통해 가이드관(210)과 수직원통삽입관(221) 사이공간(S4)까지 충진되도록 하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 8항에 있어서,
상기 강재지수판(220)의 수직원통삽입관(221) 전체와 노출되는 수직판삽입부(222) 를 감싸도록 부착됨과 더불어 매립된 수직판삽입부(222)의 단부에 형성된 수팽창지수재(230)를 더 포함하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.
제 8항에 있어서,
상기 일측 및 타측 PC벽체(100)의 표면에는 방수시트(130)가 더 부착되도록 하여 구체방수가 가능하도록 하여, 수팽창지수재(230)의 팽창, 강재지수판(220)의 재질 및 고압 분사되어 충진된 충진재(224)를 이용하여 방수되도록 하는 암반층 시공이 가능한 PC벽체 시공방법.