KR20200137297A - 흙막이 가시설의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 가시설의 시공방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법은 (a) 경계선의 안쪽으로 터파기가 이루어진 지반의 외곽에 상기 경계선을 따라 횡단면이 직사각형인 제1 플랜지 및 상기 제1 플랜지보다 폭이 좁게 형성되어 횡단면이 정사각형인 제2 플랜지가 연결부를 통해 일체로 연결되어 구성된 측면말뚝의 하단부를 근입하여 등 간격으로 배열하는 단계; (b) 상기 제1,2 플랜지 사이에 형성된 홈부를 통해 측면말뚝 사이에 직사각형의 토류판을 적층 설치하여 흙막이벽체를 형성하는 단계; (c) 상기 측면말뚝의 내벽에 길이방향을 따라 보걸이를 설치하고, 각각의 상기 보걸이의 상부에 단면이 H형으로 구성된 지보공띠장을 수평방향으로 고정설치하는 단계; (d) 각각의 상기 지보공띠장에 버팀보를 설치하여 흙막이벽체의 기립상태를 보강하고, 상기 지반의 각 코너부분은 각각의 지보공띠장에 사보강재를 설치하여 보강하는 단계; 및 (e) 상기 흙막이벽체의 외측 지반에 차수공법을 통해 약액을 주입하여 그라우팅을 하는 단계를 포함한다.

Description

흙막이 가시설의 시공방법{CONSTRUCTION METHOD OF SHEATHING TEMPORARY FACILITY}

본 발명은 흙막이 가시설의 시공방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 지반을 굴착할 때 주위지반의 침하나 붕괴를 방지하는 흙막이 가시설을 시공하기 위한 시공방법에 관한 것이다.

예컨대, 흙막이 가시설은 지반을 굴착할 때 주위의 지반이 침하나 붕괴하는 것을 방지할 목적으로 만드는 일종의 시설물로서, 토압 등에 저항하는 흙막이벽체와 이를 지탱하는 지보공을 포함하고 있다.

이러한 흙막이 가시설은 지보공법으로 앵커를 이용하는 앵커공법 또는 H-파일이나 강관을 이용한 버팀보 공법을 적용하고 있다.

상기 버팀보 공법은 흙막이벽체 사이에 버팀보를 설치하여 버팀보의 양단이 토압에 저항하게 되는 시공방법이다. 이러한 버팀보 공법에 따르면 버팀보는 압축력을 받게 된다. 따라서 버팀보가 충분한 압축 강성을 갖지 못하는 경우에는 압축파괴나 좌굴파괴가 발생할 수 있다.

한편, 흙막이벽체를 시공하기 위한 종래기술에 따른 대표적인 시공방법은 현장 타설 콘크리트말뚝(CIP)이나 피에이치씨(PHC) 파일을 사용하여 흙막이벽체를 시공하는 것이다.

즉 현장 타설 콘크리트말뚝(CIP)은 오거장비를 이용해 지반을 천공하여 H-파일을 일정 간격으로 인접대지경계선이나 도로경계선을 따라서 근입 설치하고 그 사이에는 같은 방법으로 천공하여 콘크리트말뚝(CIP)을 설치한 후 철근망을 조립하여 삽입하고, 차수 공법을 통해 시멘트 모르타르 또는 콘크리트를 현장 타설하여 측면말뚝을 만들어 흙막이벽체를 시공하는 방법이다.

또한, 상기 피에이치씨(PHC) 파일을 이용한 흙막이벽체의 시공은 피에이치씨(PHC) 파일을 인접대지경계선이나 도로경계선에 연속해서 설치하여 흙막이벽체를 만들고, 상기 흙막이벽체에 브라켓과 지보공띠장 등을 용접 고정한 후 차수 공법을 통해 그라우팅을 하는 방법으로 시공하고 있다.

그러나 종래기술에 따른 현장 타설 콘크리트말뚝(CIP)이나 피에이치씨(PHC) 파일을 이용한 흙막이벽체는 횡단면이 원형인 콘크리트말뚝(CIP)이나 피에이치씨(PHC) 파일의 직경으로 인하여 확보할 수 있는 대지면적이 줄어들게 되어 결과적으로 주택이나 건물을 신축할 수 있는 건축면적이 줄어드는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0005991호

본 발명의 목적은 주택이나 건물의 신축시 경계선으로부터 대지면적을 좀 더 용이하게 확보 가능할 수 있도록 한 흙막이 가시설의 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법은 (a) 경계선의 안쪽으로 터파기가 이루어진 지반의 외곽을 따라 횡단면이 직사각형인 제1 플랜지 및 상기 제1 플랜지보다 폭이 좁게 형성되어 횡단면이 정사각형인 제2 플랜지가 연결부를 통해 일체로 연결되어 구성된 측면말뚝의 하단부를 근입하여 등 간격으로 배열하는 단계;

(b) 상기 제1,2 플랜지 사이에 형성된 홈부를 통해 측면말뚝 사이에 직사각형의 토류판(Timber)을 적층 설치하여 흙막이벽체를 형성하는 단계;

(c) 상기 측면말뚝의 내벽에 길이방향을 따라 보걸이를 설치하고, 각각의 상기 보걸이의 상부에 단면이 H형으로 구성된 지보공띠장(Wale)을 수평방향으로 고정설치하는 단계;

(d) 각각의 상기 지보공띠장에 버팀보(Strut)를 설치하여 흙막이벽체의 기립상태를 보강하고, 상기 지반의 각 코너부분은 각각의 지보공띠장에 사보강재(Corner Strut)를 설치하여 보강하는 단계; 및

(e) 상기 흙막이벽체의 외측 지반에 차수공법을 통해 약액을 주입하여 그라우팅을 하는 단계;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 측면말뚝은 연결부와 만나는 제1,2 플랜지의 내면이 경사면으로 형성되어 홈부가 사다리꼴의 형태를 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 측면말뚝은 제2 플랜지가 경계선을 향해 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 측면말뚝은 흙막이벽체의 해체시 철거하여 재사용 가능하도록 지반에 근입되는 하단부에 측면말뚝의 외형과 대응하는 형상의 필링시트(Peeling sheet)를 씌운 후에 상단부가 대지경계선보다 돌출되도록 상기 지반에 기립 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 (d) 단계는 사보강재와 버팀보의 말단에 스크루잭(Screw Jack)을 설치하여 시공하되, 상기 사보강재는 스크루잭에 앵글잭(Angle Jack)을 설치하여 상기 앵글잭을 통해 지보공띠장에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 지반의 중심부에 H-파일로 구성된 중간말뚝(Post Pile)의 하단부를 근입하여 기립 설치하고, 상기 중간말뚝에 피스 브래킷(Piece Bracket)을 설치하여 상기 피스 브래킷의 상부에 H-빔(H-Beam)으로 구성된 수평보강재를 설치하는 단계;

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 중간말뚝의 표면에 수팽창성지수제를 통해 방수층을 형성하여 방수처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법에 있어서, 상기 (e) 단계는 SGR(Space Grouting Rocket System) 공법을 통해 진행될 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 종래기술의 횡단면이 원형인 측면말뚝보다 더욱 경계선에 가깝게 측면말뚝을 설치하는 방법으로 흙막이 가시설을 시공 가능함으로써, 대지면적을 좀 더 용이하게 확보할 수 있어 결과적으로, 건축면적을 상대적으로 크게 확보할 수 있는 효과가 있다. 따라서 대지면적이 적은 땅에 유익하게 활용 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 종래기술의 H-파일로 구성된 측면말뚝보다 작용 응력이 우수하여 단면력이 향상된 측면말뚝을 통해 흙막이벽체를 구성함으로써, 흙막이 가시설의 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법을 나타내 보인 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법을 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 측면말뚝과 필링시트를 분리하여 나타내 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이벽체를 일부 확대하여 나타내 보인 사시도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 4에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법은 먼저, 경계선(1)의 안쪽으로 터파기가 이루어진 지반(2)의 외곽에 상기 경계선(1)을 따라 측면말뚝(10)의 하단부(10a)를 근입하여 등 간격으로 배열하는 단계를 실시하게 된다. 상기 경계선(1)이란 인접대지경계선과 도로경계선을 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.

여기서 상기 측면말뚝(10)은 흙막이 가시설 시공현장에서 통상적으로 사용하는 H-파일(H-Pile)과 유사한 형상이나 구조적으로 이를 개선한 구성으로서, 횡단면이 직사각형인 제1 플랜지(11) 및 상기 제1 플랜지(11)보다 폭이 좁게 형성되어 횡단면이 정사각형인 제2 플랜지(12)가 연결부(13)를 통해 일체로 연결되어 구성된다.

또한, 상기 측면말뚝(10)은 연결부(13)와 만나는 제1,2 플랜지(11)(12)의 내면이 경사면으로 형성되어 상기 제1,2 플랜지(11)(12) 사이에 형성되는 홈부(14)가 사다리꼴의 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제2 플랜지(12)가 경계선(1)을 향해 배치되는 방법으로 시공하게 된다.

예컨대, 상기 측면말뚝(10)은 다음과 같은 설계재원으로 실시될 수 있다.

또한, 상기 설계재원에 따른 측면말뚝(10)의 작용 응력은 다음과 같다.

이러한 측면말뚝(10)의 최대모멘트와 최대전단력은 다음과 같다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따른 측면말뚝(10)은 구조개선을 통해 작용 응력, 즉 휨 응력, 압축 응력 및 전단 응력이 우수하여 단면력이 향상됨으로써, 이를 통해 구성되는 흙막이벽체(3) 및 이를 포함하는 흙막이 가시설의 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

여기서 상기 흙막이벽체(3)를 해체하게 되면, 측면말뚝(10)은 철거하여 타현장에서 재사용하게 되는데, 상기 측면말뚝(10)을 지반(2)에서 쉽게 뽑아서 철거할 수 있도록 상기 지반(2)에 근입되는 하단부(10a)에 은박지로 실시되는 필링시트(10b)를 부착하거나 비닐 등의 합성수지로 모양을 만들어 상기 하단부(10a)에 씌운 후에 중장비를 통한 철거가 용이하도록 상단부(10c)가 대지경계선(4)보다 돌출되도록 기립 설치하게 된다.

예컨대, 도 3에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 필링시트(10b)는 측면말뚝(10)의 외형과 대응하는 형상으로 형성되어 상기 측면말뚝(10)의 하단부(10a)에 씌워서 사용하게 되며, 상기 하단부(10a)를 지반(2)에 근입시 함께 상기 지반(2)에 매립된다.

즉 상기 지반(2)에 측면말뚝(10)의 하단부(10a)를 근입시 필링시트(10b)가 함께 매립됨으로써, 중장비를 통한 상기 측면말뚝(10)의 철거시 필링시트(10b)는 지반(2)에 남고 상기 하단부(10a)는 인발되기 때문에 측면말뚝(10)을 쉽게 철거할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 필링시트(10b)는 내면에 윤활제를 도포하여 측면말뚝(10)의 철거시 하단부(10a)와의 미끄럼현상을 유발하여 상기 측면말뚝(10)을 용이하게 인발토록 할 수도 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 필링시트(10b)의 제공을 통해 측면말뚝(10)을 시공현장에서 쉽게 철거하여 타현장에서 재사용할 수 있게 됨으로써, 시공편리성을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 흙막이 가시설의 시공방법은 측면말뚝(10)의 시공이 완료되면, 도 4에서 보듯이, 제1,2 플랜지(11)(12) 사이에 형성된 홈부(14)를 통해 측면말뚝(10) 사이에 흙막이널 또는 흙막이판 등으로 지칭되는 직사각형의 토류판(20)을 적층 설치하여 흙막이벽체(3)를 형성하는 단계를 실시하게 된다.

여기서 상기 흙막이벽체(3)를 시공하기 전이나 직후에는 지반(2)의 중심부에 H-파일로 구성된 복수의 중간말뚝(60)을 기립 설치하게 되는데, 측면말뚝(10)과 마찬가지로 상기 중간말뚝(60)의 하단부를 지반(2)에 근입하여 기립 설치하게 된다.

또한, 상기 중간말뚝(60)은 예컨대, 실란트형지수제인 하이퍼 실러(Hyper Sealer)로 실시 가능한 수팽창성지수제를 지반(2)에 근입되는 하단부의 표면에 도포하여 방수층(60a)을 형성함으로써, 방수처리한 상태에서 시공이 이루어질 수 있다.

이러한 흙막이벽체(3)와 중간말뚝(60)의 설치가 완료되면, 측면말뚝(10)의 내벽에 길이방향을 따라 보걸이(30)를 배열 설치하고, 각각의 상기 보걸이(30)의 상부에 단면이 H형으로 구성된 지보공띠장(40)을 수평방향으로 용접하여 고정설치하는 단계를 실시하게 된다.

또한, 각각의 상기 지보공띠장(40)에 버팀보(50)를 설치하여 토압 등에 저항하는 흙막이벽체(3)를 지지토록 함으로써, 상기 흙막이벽체(3)의 기립상태를 보강하게 된다. 상기 버팀보(50)는 어느 하나의 일단에 스크루잭(52)을 설치하여 길이를 조절하면서 시공을 진행하게 된다.

이에 부가하여 중간말뚝(60)에 피스 브래킷(62)을 설치하고, 상기 피스 브래킷(62)의 상부에 H-빔으로 구성된 수평보강재(61)를 설치하여 흙막이벽체(3)를 보강하는 단계를 실시하게 된다.

여기서 지반(2)의 각 코너부분은 사보강재(51)를 통해 보강하게 되는데, 상기 사보강재(51)의 양단을 각각의 지보공띠장(40)에 설치함으로써, 토압 등에 저항하는 흙막이벽체(3)를 지지하게 된다.

상기 사보강재(51)는 버팀보(50)와 동일하게 어느 하나의 일단에 스크루잭(52)을 설치하여 길이를 조절하되, 사선방향으로 설치되는 만큼, 각도 역시 조절할 수 있도록 상기 스크루잭(52)에 각도조절이 가능한 앵글잭(53)을 설치한 상태에서 시공하게 된다.

이러한 흙막이벽체(3)의 보강시공이 완료되면, 마지막으로 상기 흙막이벽체(3)의 외측 지반에 차수공법을 통해 약액을 주입하여 그라우팅을 하는 단계를 실시하게 된다.

예컨대, 상기 차수공법은 널리 알려진 공법의 하나인 SGR(Space Grouting Rocket System) 공법을 이용하게 되는데, 즉 주입관 말단에 로켓이 설치된 이중관을 이용하여 약액을 주입하여 그라우팅을 하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 경계선(1)으로부터 확보할 수 있는 대지면적을 종래기술에 따른 흙막이 가시설 시공방법보다 상대적으로 좀 더 확보 가능함으로써, 예컨대 주택이나 건물을 신축하기 위한 대지면적이 적은 땅에 유익하게 활용 가능하다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 흙막이 가시설의 시공방법은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 경계선 2: 지반
3: 흙막이벽체 4: 대지경계선
10: 측면말뚝 10a: 측면말뚝의 하단부
10b: 필링시트 10c: 측면말뚝의 상단부
11: 제1 플랜지 12: 제2 플랜지
13: 연결부 14: 홈부
20: 토류판 30: 보걸이
40: 지보공띠장 50: 버팀보
51: 사보강재 52: 스크루잭
53: 앵글잭 60: 중간말뚝
60a: 방수층 61: 수평보강재
62: 피스 브래킷

Claims (7)

1. (a) 경계선의 안쪽으로 터파기가 이루어진 지반의 외곽에 상기 경계선을 따라 횡단면이 직사각형인 제1 플랜지 및 상기 제1 플랜지보다 폭이 좁게 형성되어 횡단면이 정사각형인 제2 플랜지가 연결부를 통해 일체로 연결되어 구성된 측면말뚝의 하단부를 근입하여 등 간격으로 배열하는 단계;
   (b) 상기 제1,2 플랜지 사이에 형성된 홈부를 통해 측면말뚝 사이에 직사각형의 토류판을 적층 설치하여 흙막이벽체를 형성하는 단계;
   (c) 상기 측면말뚝의 내벽에 길이방향을 따라 보걸이를 설치하고, 각각의 상기 보걸이의 상부에 단면이 H형으로 구성된 지보공띠장을 수평방향으로 고정설치하는 단계;
   (d) 각각의 상기 지보공띠장에 버팀보를 설치하여 흙막이벽체의 기립상태를 보강하고, 상기 지반의 각 코너부분은 각각의 지보공띠장에 사보강재를 설치하여 보강하는 단계; 및
   (e) 상기 흙막이벽체의 외측 지반에 차수공법을 통해 약액을 주입하여 그라우팅을 하는 단계;
   를 포함하는 흙막이 가시설의 시공방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 측면말뚝은 연결부와 만나는 제1,2 플랜지의 내면이 경사면으로 형성되어 홈부가 사다리꼴의 형태를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설의 시공방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 측면말뚝은 제2 플랜지가 경계선을 향해 배치된 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설의 시공방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 측면말뚝은 흙막이벽체의 해체시 철거하여 재사용 가능하도록 지반에 근입되는 하단부에 측면말뚝의 외형과 대응하는 형상의 필링시트를 씌운 후에 상단부가 대지경계선보다 돌출되도록 상기 지반에 기립 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설의 시공방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 (d) 단계는 사보강재와 버팀보의 말단에 스크루잭을 설치하여 시공하되, 상기 사보강재는 스크루잭에 앵글잭을 설치하여 상기 앵글잭을 통해 지보공띠장에 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설의 시공방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 지반의 중심부에 H-파일로 구성된 중간말뚝의 하단부를 근입하여 기립 설치하고, 상기 중간말뚝에 피스 브래킷을 설치하여 상기 피스 브래킷의 상부에 H-빔으로 구성된 수평보강재를 설치하는 단계;
   를 더 포함하는 흙막이 가시설의 시공방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 중간말뚝의 표면에 수팽창성지수제를 통해 방수층을 형성하여 방수처리하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설의 시공방법.

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