KR20210015490A

KR20210015490A - 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법

Info

Publication number: KR20210015490A
Application number: KR1020190094431A
Authority: KR
Inventors: 백진명; 윤선희
Original assignee: 백진명; 윤선희
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2021-02-10
Also published as: KR102312008B1

Abstract

본 발명은 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법에 관한 것으로, 2열 엄지말뚝에 프리스트레싱력을 도입하여 배면의 토압을 충분히 지지하여 별도의 지보재가 불필요해 시공성이 우수하고, 부지의 여유가 없는 현장에도 적용가능함은 물론 공기 단축 및 공사비를 절감할 수 있고, 직선형 강연선과 곡선형 강연선을 통해 지반조건에 따라 긴장력을 조절하므로써 엄지말뚝의 변형 없이 효율적으로 긴장력을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 전, 후열 엄지말뚝의 재상사용이 가능한 구조로 이루어져 있어 비용을 절감할 수 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법을 제공한다.

Description

프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법{Two Rows type Self reliance retaining wall construction method Using the Prestressed pile}

본 발명은 프리스트레스트를 도입한 2열 엄지말뚝을 이용하여 지반조건에 따라 긴장력을 조절하여 굴착깊이에 따라 배면 토압을 지지하면서 프리스트레싱 수단이 전열 엄지말뚝에서 쉽게 분리되어 엄지말뚝의 재활용을 위한 인발작업이 용이하게 이루어질 수 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법에 관한 것이다.

알려진 자립식 흙막이 공법은 말뚝에 강봉 또는 강선을 설치한 후 인장을 적용하여 배면 토압에 의해 발생되는 휨모멘트를 감소시키는 공법이다. 이 공법은 타 흙막이 공법에 비해 지보재의 설치 공정이 생략되고, 원활한 굴착 작업의 진행으로 공기단축과 공사비를 절감할 수 있는 등 이점을 갖는다.

이에 대한 종래 기술로서 한국 등록특허 제10-1609805호(이하, '특허문헌 1'이라 함)로서, '프리스트레스가 도입된 엄지말뚝과 이를 이용한 자립식 가설 흙막이 시공방법'이 제안된바 있다.

상기 특허문헌 1은 H빔의 후면부 일정길이에 1차로 프리스트레스를 도입하여 엄지말뚝을 제작하고, 굴착저면 근입부가 충분히 고정될 수 있는 근입장으로 지반을 천공하고, 천공홀에 엄지말뚝을 근입한 후, 상기 엄지말뚝에서 2차로 프리스트레스를 도입하여 소요압축력을 확보하고, 굴착면 굴착진행시 점점 증가하는 배면 토압을 프리스트레스가 도입된 엄지말뚝이 지지함과 동시에 자립될 수 있도록 한 구조방식으로 인접부지를 이용하지 않고 깊은 굴착심도의 자립이 가능하도록 한 것이다.

그러나 상기 특허문헌 1은 엄지말뚝에 프리스트레스의 도입을 위한 상, 하부 고정장치가 형성되어 있어 엄지말뚝의 근입 후 프리스트레스를 도입하게 되는데, 시공이 완료된 후 엄지말뚝을 재활용하기 위해 인발하는 과정에서 지반 내에 매립되어 있는 하부 고정장치가 지반과의 마찰로 인하여 엄지말뚝의 인발이 어렵게 되어 엄지말뚝을 인발하지 못하거나 또는 인발하더라도 변형이 발생하게 되어 재사용이 불가한 문제가 발생하게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법은 전열 엄지말뚝에 프리스트레싱 수단을 결합하여 전열 엄지말뚝에 긴장력을 도입하므로써 배면의 토압을 충분히 지지하여 별도의 지보재가 불필요해 시공성이 우수하고, 특히, 전열 엄지말뚝에 긴장력 도입시 일부의 강연선을 후열말뚝에 연결하여 형성하므로써 부지의 여유가 없거나 또는 지반 굴착을 위한 작업공간의 여유가 없어 엄지말뚝의 근입깊이를 깊게 형성할 수 없는 현장에서 근입깊이를 깊게 형성하지 않더라도 흙막이 시공이 가능함은 물론, 공기 단축 및 공사비를 절감할 수 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 전열 프리스트레스트 엄지말뚝에 긴장력을 형성하기 위한 프리스트레싱 수단에 직선형 강연선과 곡선형 강연선이 복합적으로 형성되어 지반조건에 따라 긴장력을 조절하므로써 전열 엄지말뚝의 변형없이 효율적으로 긴장력을 형성할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 구성하고 있는 프리스트레싱 수단의 하측 정착구가 전열 엄지말뚝에 끼움 결합된 상태로 강연선에의해 고정된 상태를 유지하기 때문에 엄지말뚝의 인발시 정착구에서 강연선의 결합을 해제한 후 쉽게 엄지말뚝 및 강연선의 인발이 가능하여 엄지말뚝의 인발에 따른 공기단축 및 그에 따른 비용절감과 더불어 엄지말뚝의 변형 없이 재활용이 가능하여 전체적인 비용을 절감할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명은 전열 엄지말뚝에 프리스트레싱 수단을 결합하여 전열 엄지말뚝에 긴장력을 도입하므로써 배면의 토압을 충분히 지지하여 별도의 지보재가 불필요해 시공성이 우수하고, 특히, 전열 엄지말뚝에 긴장력 도입시 일부의 강연선을 후열말뚝에 연결하여 형성하므로써 부지의 여유가 없거나 또는 지반 굴착을 위한 작업공간의 여유가 없어 엄지말뚝의 근입깊이를 깊게 형성할 수 없는 현장에서 근입깊이를 깊게 형성하지 않더라도 흙막이 시공이 가능함은 물론, 공기 단축 및 공사비를 절감할 수 있다.

또한, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝에 긴장력을 형성하기 위한 프리스트레싱 수단에 직선형 강연선과 곡선형 강연선이 복합적으로 형성되어 지반조건에 따라 긴장력을 조절하므로써 전열 엄지말뚝의 변형없이 효율적으로 긴장력을 형성할 수 있다.

아울러, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 구성하고 있는 프리스트레싱 수단의 하측 정착구가 전열 엄지말뚝에 끼움 결합된 상태로 강연선에의해 고정된 상태를 유지하기 때문에 엄지말뚝의 인발시 정착구에서 강연선의 결합을 해제한 후 쉽게 엄지말뚝 및 강연선의 인발이 가능하여 엄지말뚝의 인발에 따른 공기단축 및 그에 따른 비용절감과 더불어 엄지말뚝의 변형 없이 재활용이 가능하여 전체적인 비용을 절감할 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 도시한 분해 사시도.
도 2는 도 1을 다른 각도에서 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 후열 엄지말뚝 근입단계에서 후열 천공홀을 형성하는 상태를 도시한 상태도.
도 4는 본 발명의 후열 엄지말뚝 근입단계에서 후열 엄지말뚝을 근입하는 과정을 도시한 상태도.
도 5는 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 단계에서 전열 천공홀을 형성하는 상태를 도시한 상태도.
도 6은 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 단계에서 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 근입하는 과정을 도시한 상태도.
도 7은 본 발명의 천공홀 채움단계를 도시한 상태도.
도 8은 본 발명의 띠장 설치단계를 도시한 상태도.
도 9는 본 발명의 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 긴장단계를 도시한 상태도.
도 10은 본 발명의 굴착단계를 도시한 상태도.
도 11은 본 발명의 구조물 시공단계를 도시한 상태도.
도 12는 본 발명의 강연선 절단단계를 도시한 상태도.
도 13은 본 발명의 흙막이용 유닛 제거단계를 도시한 상태도.
도 14는 본 발명에서 강연선을 제거하는 시공완료단계를 도시한 상태도.
도 15는 시공완료단계 후의 지반 상태를 도시한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 흙막이 공법을 설명하기에 앞서 흙막이를 위한 구성들에 대해 살펴도록 한다.

우선, 후열 엄지말뚝(10)은 도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 통상의 H빔으로 이루어진 것으로 한쌍의 수평부재(11) 사이에 수직부재(12)가 형성되어 H자 형상의 단면을 갖는다.

여기서, 상기 후열 엄지말뚝(10)의 길이는 근입시 상단부가 지면에서 일부 더 돌출될 수 있을 정도의 길이로 형성하는 것이 좋다.

다음으로, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)은 전열 엄지말뚝(20)에 프리스트레싱 수단(30)이 결합된 구조로 이루어져 있다.

상술한 전열 엄지말뚝(20)은 굴착면측 수평부재(21)와 배면측 수평부재(22) 사이에 수직부재(23)가 형성되어 H자 형상의 단면을 갖는 H빔으로 이루어진 것으로 후열 말뚝(10)과 비슷한 형태로 이루어진다.

다만, 연장된 전열 엄지말뚝(20)의 중앙 부분 위치의 굴착면측 수평부재(21)에는 강연선 연결홀(24)이 형성되어 있다.

또한, 상기 전열 엄지말뚝(20)에 결합하는 프리스트레싱 수단(30)은 하측 정착구(31)와 상측 정착구(32) 및 상, 하측 정착구(32, 31)에 결합되는 강연선(33)으로 이루어져 있다.

상기 하측 정착구(31)는 전열 엄지말뚝(20)을 구성하는 배면측 수평부재(21) 및 수직부재(23)의 두께보다 두꺼운 치수로 이루어져 전열 엄지말뚝(20) 하단부의 배면측 수평부재(21) 및 수직부재(23)에 끼움 결합할 수 있는 결합홈(31a)이 형성되어 있으며, 내측으로는 웨지(W)를 결합할 수 있는 하측 제1, 2 웨지 결합홀(31b, 31c)이 형성되어 있다.

상기 하측 제1, 2 웨지 결합홀(31b, 31c)은 전열 엄지말뚝(20)의 배면측 수평부재(21)를 기준으로 좌, 우측에 형성되며, 특히, 하측 제1, 2 웨지 결합홀(31b, 31c)은 2개소씩 형성되되 수직부재(23)를 기준으로 양 측에 1개소씩 형성된다.

또한, 상측 정착구(32)는 전열 엄지말뚝(20)의 상단에 결합되는 구성으로서 하측 정착구(31)를 구성하는 하측 제1 웨지 결합홀(31b)과 대응하는 상측 제1 웨지 결합홀(32a)을 형성하고, 하측 제2 웨지 결합홀(31b)과 대응하는 강연선 안내부(32b)가 형성된다.

여기서, 상기 강연선 안내부(32b)는 라운드 형상으로 이루어져 있다.

그리고 강연선(33)은 상술한 하측 정착구(31) 및 상측 정착구(32)에 결합하는 구성으로 일단은 하측 정착구(31)의 하측 제1 웨지 결합홀(31b)의 웨지(W)에 의해 고정 결합하고 타단은 상측 정착구(32)의 상측 제1 웨지 결합홀(32a)의 웨지(W)에 의해 고정결합하는 직선형 강연성(33a)과 일단은 하측 정착구(31)의 하측 제2 웨지 결합홀(31c)에 결합하고, 타단은 상측 정착구(32)의 라운드 형상으로 이루어진 강연선 안내부(32b)에 배치되며, 중앙부분은 전열 엄지말뚝(20)의 강연선 연결홀(24)에 결합하여 곡선형태로 결합하는 곡선형 강연선(33b)으로 이루어져 있다.

여기서, 상술한 상측 정착구(32)를 전열 엄지말뚝(20)의 배면측 수평부재(21) 및 수직부재(23)에 결합시에는 용접 또는 볼트/너트 등의 결합수단을 이용하여 결합할 수 있다.

다음으로, 띠장(50)은 H빔을 수평방향으로 연장되도록 하여 후열 엄지말뚝(10)의 수평부재(11) 중 전열 엄지말뚝(20)과 마주하지 않은 방향의 수평부재(11)의 상단에 결합하는 구성이다.

다음으로, 수평 정착구(60)는 띠장(50)에 결합하는 구성으로 내측으로 웨지(W)가 결합하는 수평 웨지홀(61)을 포함하여 형성되어, 전열 프레스트레스트 엄지말뚝(40)의 프리스트레싱 수다(30)을 구성하는 곡선형 강연선(33b)의 단부가 결합될 수 있도록 구성된다.

이하에서는 본 발명에 따른 흙막이 공법에 대해 살펴보도록 한다.

1. 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 제작단계

본 단계는 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 제작하는 단계이다.

상기 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 제작하기 위해서는 일정 깊이까지 근입될 전열 엄지말뚝(20)을 제작하여야 한다.

상기 전열 엄지말뚝(20)의 길이 재단은 구조설계를 통해 정해지게 되는데 통상의 1열 엄지말뚝보다는 더 짧은 길이로 재단이 이루어지게 된다.

이러한 전열 엄지말뚝(20)은 앞서 설명한 것과 같이 굴착되는 면과 마주하는 면에 형성되는 굴착면측 수평부재(21)와 배면측 수평부재(22) 및 수직부재(23)가 H자 형상 단면을 갖는 H빔으로 이루어져 있다.

본 발명은 상기와 같은 전열 엄지말뚝(20)에 프리스트레싱 수단(30)을 결합하여 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 제작할 수 있다.

여기서, 한정짓는 것은 아니지만 프리스트레싱 수단(30)을 전열 엄지말뚝(20)에 결합시 시공성을 위해 전열 엄지말뚝(20)을 수평하게 눕힌 후 프리스트레싱 수단(30)을 결합한다.

즉, 프리스트레싱 수단(30)을 구성하는 하측 정착구(31)의 결합홈(31a)을 전열 엄지말뚝(20) 하단부의 배면측 수평부재(22) 및 수직부재(23)에 맞닿도록 배치한다.

여기서, 상기 하측 정착구(31)의 결합홈(31a)은 배면측 수평부재(22) 및 수직부재(23)의 치수보다 더 큰 치수의 홈형태로 이루어져 있어 끼움결합을 하더라도 그 자체로서는 고정되지는 않고, 다만, 강연선(33)을 통한 결합시 전열 엄지말뚝(30) 하단의 위치에 하측 정착구(31)가 배치될 수 있는 작용효과를 나타낸다.

이때에, 상기 하측 정착구(31)에는 직선형 강연선(33a) 및 곡선형 강연선(33b)을 미리 연결한 상태에서 작업하는 것이 좋다.

즉, 하측 정착구(31)의 하측 제1 웨지 결합홀(31b)에 결합한 웨지(W)를 통해 직선현 강연선(33a)의 일단을 고정하고, 하측 제2 웨지 결합홀(31c)에 결합한 웨지(W)를 통해서는 곡선형 강연선(33b)을 고정 결합할 수 있다.

한편, 상기와 같이 하측 정착구(31)의 위치를 형성한 후 전열 엄지말뚝(20)의 상단부에 상측 정착구(32)를 결합한다.

상기 상측 정착구(32)의 결합은 용접이나 볼트/너트 등의 결합수단을 이용하여 결합할 수 있다.

상기와 같이 상측 정착구(32)의 결합이 완료되면 하측 정착구(31)에 하측 제1 웨지 결합홀(31b) 및 웨지(W)에 의해 결합되어 있는 직선형 강연선(33a)은 상측 정착구(32)의 상측 제1 웨지 결합홀(32a)에 결합하고, 하측 제2 웨지 결합홀(31c) 및 웨지(W)에 의해 결합된 곡선형 강연선(33b)은 전열 엄지말뚝(20)의 강연선 연결홀(24)에 결합함과 동시에 상측 정착구(32)의 강연선 안내부(32b)의 위치에 배치될 수 있도록 하여 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)의 제작을 완료하게 된다.

2 후열 엄지말뚝 근입단계

본 단계는 지반에 후열 엄지말뚝(10)을 근입하기 위한 단계로서 이를 위해서는 도 3에서와 같이 통상의 지반 천공장비(1)를 이용하여 후열 천공홀(H1)을 형성한 후 도 4에서와 같이 후열 천공홀(H1)에 크레인장비(2)를 이용하여 후열 엄지말뚝(10)을 근입하며, 이러한 과정을 수차례 반복하여 다수의 후열 엄지말뚝(10)을 근입한다.

여기서, 상기 후열 엄지말뚝(10)은 후술할 띠장(50)을 결합하기 위해 지면에서 더 돌출될 수 있도록 시공한다.

3. 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 근입단계

본 단계는 상기 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 제작단계에서 제작한 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 지반에 근입하기 위한 단계이다.

이를 위해 본 발명에서는 도 5에서와 같이 후열 엄지말뚝(20)이 근입된 후열 천공홀(H1)과 일정간격 이격된 위치에 지반 천공장비(1)를 이용해 전열 천공홀(H2)을 형성한 후 도 6에서와 같이 전열 천공홀(H2)에 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 크레인장비(2)를 이용하여 근입함으로써 본 단계를 마무리할 수 있게 된다.

4. 천공홀 채움단계

본 단계는 도 7에서와 같이 후열 엄지말뚝(10)이 근입된 후열 천공홀(H1)과 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)이 근입된 전열 천공홀(H2)에 채움재(3)를 채워 후열 엄지말뚝(10)과 후열 천공홀(H1) 및 전열 천공홀(H2)과 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40) 사이에 틈이 형성되지 않고 밀실한 상태가 되도록 하여 본 단계를 마무리할 수 있으며, 이때에, 상기 채움재(3)는 천공시 배토된 토사 및 모래, 자갈 등을 이용할 수 있다.

5. 띠장 설치단계

본 단계는 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 구성하는 프리스트레싱 수단(30)의 곡선형 강연선(33b)을 긴장시킬 수 있도록 후열 엄지말뚝(10)에 수평 정착구(60)가 부착된 띠장(50)을 설치하는 단계이다.

즉, 도 8에서와 같이 후열 엄지말뚝(10)을 구성하고 있는 수평부재(11)와 지면에 맞닿도록 수평 정착구(60)가 부착된 띠장(50)을 결합한다.

그런 후, 상기 수평 정착구(60)의 수평 웨지홀(61) 및 웨지(W)를 이용해 곡선형 강연선(33b)의 단부를 결합하여 본 단계를 마무리 할 수 있다.

여기서, 도면에서는 상세히 도시하지는 않았지만 상기 곡선형 강연선(33b)을 수평 정착구(60)에 결합하기 위해 후열 엄지말뚝(10)의 수평부재(11) 및 띠장(50)에는 곡선형 강연선(33b)이 삽입될 수 있는 홀(도면에 미도시)이 더 포함되어 구성될 수 있다.

6. 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 긴장단계

본 단계는 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 긴장시켜 긴장력을 형성하기 위한 단계로서 도면에서는 도시하지 않았지만 직선형 강연선(33a)과 곡선형 강연선(33b)을 유압잭과 같은 당김수단(도면에 미도시)이용해 직선형 강연선(33a)과 곡선형 강연선(33b)을 인장시키면 전열 엄지말뚝(20)이 강연선(33)에 의해 긴장력이 발생하게 되어 프리스트레싱력이 형성된다.

여기서, 본 발명에서의 강연선(33)은 도 9에서와 같이 직선형 강연선(33a)과 곡선형 강연선(33b)으로 이루어져 있어 지반의 조건에 따라 다양하게 긴장력을 형성할 수 있으며, 특히, 곡선형 강연선(33b)은 후열 엄지말뚝(10)에 의해 일단이 지지된 상태로 이루어져 있어 후열 엄지말뚝(10) 및 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 깊은 깊이로 근입하지 않아도 충분한 지지력을 형성하여 공간이 좁거나 또는 작업공간이 좁아 근입깊이를 깊게 형성할 수 없는 현장에서 유용하게 이용될 수 있다.

7. 굴착단계

본 단계는 도 10에서와 같이 터피가 공간을 통상의 굴착기(4)를 이용하여 굴착하는 일반적인 단계이다.

여기서, 도면에는 상세히 도시되지는 않았지만 굴착기(4)를 통한 굴착을 진행하면서 지반에 근입되어 있는 전열 프레스트레스트 엄지말뚝(40) 사이의 공간에 토류판 등을 추가로 시공하면서 작업이 이루어질 수 있다.

8. 구조물 시공단계

본 단계는 도 11에서와 같이 굴차된 공간에 계획도니 구조물((5)을 설치하는 단계로서 상세한 설명은 생략한다.

9. 강연선 절단단계

본 단계는 구조물(5) 시공 후 흙막이를 위해 설치하였던 유닛들을 제거하기 위한 단계이다.

즉, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)에 프리스트레싱력을 가하기 위한 프리스트레싱 수단(30)의 직선형 강연선(33a)과 곡선형 강연선(33b)을 절단하여 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)에 프리스트레싱력을 제거하기 위한 단계인 것이다.

10. 흙막이용 유닛 제거단계

본 단계는 강연선 절단단계를 통해 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)에 인가된 프리스트레싱력의 제거 후 흙막이를 위해 설치했던 유닛들을 재활용 하기 위해 제거하는 단계이다.

즉, 흙막이 공법을 위해 설치한 후열 엄지말뚝(10), 후열 엄지말뚝(10)에 결합된 수평 정착구(60), 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 구성하는 프리스트레싱 수단(30)의 상측 정착구(32) 및 전열 엄지말뚝(20)을 제거하여 본 단계를 마무리할 수 있다.

여기서, 본 발명에서는 전열 엄지말뚝(20)의 인발시 전열 엄지말뚝(20)의 하단에 결합되었던 하측 정착구(31)는 완전히 결합된 상태가 아니라 단순히 끼움결합에 의해 위치만 잡을 수 있을 정도로만 결합되어 있어 전열 엄지말뚝(20)의 인발시 전열 천공홀(H2)에 매립된 하측 정착구(31)는 전열 엄지말뚝(20)을 인발하는 과정에서 그 자리에 그대로 있고, 전열 엄지말뚝(20)만 인발이 이루어지게 되기 때문에 전열 엄지말뚝(20)을 재활용하여 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

만약, 전열 엄지말뚝(20)에 하측 정착구(31)가 용접 또는 볼트/너트 등의 결합을 통해 결합되었다면 전열 엄지말뚝(20)의 인발시 하측 정착구(31)도 같이 인발이 이루어지게 되는데, 그럴 경우 하측 정착구(31)가 채움재(3)와의 마찰저항이 발생되어 전열 엄지말뚝(20)의 인발작업이 어려워질 수 있으며, 인발하는 과정에서 전열 엄지말뚝(20)이 휘어지거나 파손이 발생할 수 있지만 본 발명에서는 전열 엄지말뚝(20)에 하측 정착구(31)가 고정 결합된 상태가 아니기 때문에 위와 같이 전열 엄지말뚝의 변형, 파손 없이 재활용할 수 있게 되는 것이다.

11 . 시공완료단계

본 단계는 전열 프레스트레스트 엄지말뚝(40)의 전열 엄지말뚝(20) 제거 후 전열 천공홀(H2)에 남아있는 강연선(33)을 제거하여 시공을 완료하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 후열 엄지말뚝(10)과 프리스트레싱력이 부여된 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)을 도입하여 긴장력을 조절을 통해 효과적으로 배면의 토압에 효과적으로 대응할 수 있다.

더욱이, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)에 도입되는 프리스트레싱력 중 하나는 전열 엄지말뚝(20)에서 이루어지고, 다른 하나는 후열 엄지말뚝(10)의 띠장(50)에 결합된 수평 정착구(60)를 통해 이루어지게 되어 충분한 작업공간이 확보되지 않아 엄지말뚝의 근입깊이를 깊게 형성할 수 없는 작업공간에서도 지보재 없이 흙막이 공법을 실시할 수 있어 시공성이 우수함은 물론, 시공비용 절감 및 공기를 단축시킬 수 있게 된다.

특히, 후열 엄지말뚝(10)에 의해 긴장력을 형성하는 곡선형 강연선(33b)을 통해 기본적인 배면 토압에 지지하기 위한 긴장력이 형성되기 때문에 후열 천공홀(H1) 및 전열 천공홀(H2)의 깊이가 깊지 않더라도 충분한 긴장력을 형성할 수 있으며, 직선형 강연선(33a)을 통해서는 지반조건에 따라 긴장력을 미세하게 조절하여 효율적인 긴장력을 형성할 수 있는 것이다.

더욱이, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝(40)의 시공 후 철거시 프리스트레싱 수단(30)의 하측 정착구(31)가 전열 엄지말뚝(20)에서 쉽게 분리되는 구조로 이루어져 있어 전열 엄지말뚝(20)의 인발시 작업성을 개선함과 동시에 변형 또는 파손을 방지하여 재사용이 가능하므로 비용을 대폭 줄일 수 있게 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자들에게 있어 명백한 것이다.

H1 : 후열 천공홀 H2 : 전열 천공홀
1 : 지반 천공장비 2 : 크레인장비 3 : 채움재 4 : 굴착기 5 : 구조물
6 : 토류판
10 : 후열 엄지말뚝
11 : 수평부재 12 : 수직부재
40 : 전열 프리스트레스트 엄지말뚝
20 : 전열 엄지말뚝
21 : 굴착면측 수평부재 22 : 배면측 수평부재 23 : 수직부재
24 : 강연선 연결홀
30 : 프리스트레싱 수단
31 : 하측 정착구
31a : 결합홈 31b : 하측 제1 웨지 결합홀 31c : 하측 제2 웨지 결합홀
W : 웨지
32 : 상측 정착구
32a : 상측 제1 웨지 결합홀 32b : 강연선 안내부 W : 웨지
33 : 강연선 33a : 직선형 강연선 33b : 곡선형 강연선
50 : 띠장
60 : 수평 정착구
61 : 수평 웨지홀 W : 웨지

Claims

굴착면측 수평부재 및 배면측 수평부재와 수직부재가 H자 형상의 단면으로 이루어져 수직방향으로 연장되되 연장되는 중앙 위치의 굴착면측 수평부재에 형성되는 강연선 연결홀을 형성한 전열 엄지말뚝에 상, 하측 정착구 및 직선형 강연선과 곡선형 강연선으로 구성된 강연선으로 이루어진 프리스트레싱 수단을 결합하여 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 제작하는 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 제작단계;
지반에 다수의 후열 천공홀을 형성한 후 후열 엄지말뚝을 근입하는 후열 엄지말뚝 근입단계;
상기 후열 천공홀의 전면으로 다수의 전열 천공홀을 형성한 후 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 근입하는 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 근입단계;
상기 후열말뚝이 근입된 후열 천공홀과 전열 프리스트레스트 엄지말뚝이 근입된 전열 천공홀을 채움하는 천공홀 채움단계;
상기 후열 엄지말뚝의 수평부재에 웨지가 결합하는 수평 웨지 결합홀을 형성한 수평 장착구가 결합된 띠장을 설치한 후 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 구성하는 프리스트레싱 수단의 상측 장착구를 구성하는 강연선 안내부에 배치된 곡선형 강연선의 단부를 수평 장착구의 웨지에 결합하는 띠장 설치단계;
상기 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 구성하는 프리스트레싱 수단의 직선형 강연선과 곡선형 강연선을 긴장시켜 프리스트레싱하는 전열 프리트스레스트 엄지말뚝 긴장단계;
상기 다수의 전열 프리스트레스트 엄지말뚝 전면으로 흙막이를 위한 토류판을 설치해가며 계획된 굴착심도까지 굴착하는 굴착단계;
상기 굴착단계를 통해 굴착된 공간에 구조물을 시공하는 구조물 시공단계;
상기 구조물 시공 이후 전열 프리스트레스트 엄지말뚝의 인발을 위해 전열 프리스트레스트 엄지말뚝의 프리스트레싱 수단을 구성하고 있는 강연선을 절단하는 강연선 절단단계;
상기 강연선 절단단계 이후에 흙막이 공법을 위해 설치한 후열 엄지말뚝에 결합한 수평 정착구가 결합된 띠장, 후열 엄지말뚝, 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 구성하는 프리스트레싱 수단의 상측 정착구, 전열 엄지말뚝을 제거하는 흙막이용 유닛 제거단계;
상기 흙막이용 유닛 제거단계 이후 전열 천공홀에 남아있는 직선형 강연선 및 곡선형 강연선으로 이루어진 강연선을 타격하여 프리스트레싱 수단을 구성하는 하측 정착구로부터 분리하여 시공을 완료하는 시공완료단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법.
제1항에 있어서, 상기 전열 프리스트레스트 엄지말뚝단계는 전열 엄지말뚝의 수평부재 및 수직부재의 두께보다 두꺼운 치수의 홈 형태로 이루어져 있는 결합홈을 형성하고, 내측으로는 웨지가 결합하는 한쌍의 하측 제1, 2 웨지 결합홀을 형성한 하측 정착구를 전열 엄지말뚝의 하단부의 배면측 수평부재 및 수직부재에 끼움 결합하여 배치하고,
내측으로 웨지가 결합하는 상측 제1 웨지 결합홀을 형성하고, 하측 제2 웨지홀과 대응하는 위치에는 강연선 안내부가 형성되어 있는 상측 정착구를 전열 엄지말뚝 상단부의 배면측 수평부재 및 수직부재에 결합하며,
상기 상, 하측 장착구에 결합하되 직선형 강연선의 일단은 상기 하측 정착구의 하측 제1 웨지 결합홀에 결합한 웨지에 고정시키고, 타단은 상측 정착구의 상측 제1 웨지 결합홀에 결합한 웨지에 고정시키며,
곡선형 강연선의 일측은 하측 정착구의 하측 제2 웨지 결합홀에 결합한 웨지에 고정시키고, 타단은 상측 장착구의 강연선 안내부에 위치하도록 배치하여 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 제작하는 것에 특징이 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법.
제2항에 있어서, 상기 전열 프리스트레스트 엄지말뚝을 구성하는 프리스트레싱 수단의 하측 정착구에 형성되는 하측 제1, 2 웨지 및 상측 정착구의 상측 제1 웨지 결합홀과 강연선 안내부는 전열 엄지말뚝의 배면측 수평부재를 기준으로 좌, 우측에 배치되어 전열 프리스트레스트 엄지말뚝에 긴장력을 형성하는 것에 특징이 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법.
제1항에 있어서, 상기 상기 전열 프리스트레스트 엄지말뚝단계에서 프리스트레싱 수단을 구성하는 상측 정착구는 전열 엄지말뚝에 결합시 볼트 또는 용접을 통해 고정결합되는 것에 특징이 있는 프리스트레스트 엄지말뚝을 이용한 2열 자립식 흙막이 공법.