KR20210072945A - 차수 기능이 향상된 지하 연속벽체 및 지하 연속벽체 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 연속벽체의 구조 및 지하 연속벽체 시공방법에 관한 것이다.
지하 연속벽체는 선행패널과 후행패널을 순차적으로 형성한다. 선행패널을 시공시 철근망의 양측에 차단판을 설치하고 철근망의 단부를 차단판의 외측으로 노출시킨 상태에서 한 쌍의 차단판 사이로 콘크리트를 타설하여 선행패널을 완성한다. 이후 후행패널의 철근망과 선행패널의 철근망 단부를 상호 겹쳐지게 배치한 상태에서 후행패널의 콘크리트를 타설함으로써 선행패널과 후행패널의 철근망이 매우 쉽게 콘크리트에 함께 매설될 수 있다. 차단판이 거푸집으로 활용되기 때문에 시공이 매우 간단해진다. 또한 연속벽체가 완공된 후, 지중의 지하수가 차단판과 후행패널의 콘크리트체 사이를 통해 연속벽체 내측으로 유입될 수 있다. 본 발명에서는 차단판에 방수대를 돌출되게 설치하고 방수대가 후행패널의 콘크리트에 삽입되어 일체화되게 함으로써 지하수의 유입을 차단할 수 있다는 이점이 있다. 마찬가지로 차단판과 공벽 사이에는 실링유닛이 개재되어 밀폐층을 형성함으로써 연속벽체가 완벽하게 방수될 수 있는 이점이 있다.

Description

차수 기능이 향상된 지하 연속벽체 및 지하 연속벽체 시공방법{SLURRY WALL AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 건축 기술에 관한 것으로서, 특히 건물 하부의 외벽체로 영구적으로 사용할 수 있는 연속벽체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

지하 연속벽체는 건축 하부 기초 공사시 흙막이나 차수를 위해 일시적으로 설치한 후 철거하는 가시설이 아니라, 건축 구조물 완공시 지하층의 외벽으로 영구적으로 사용하기 위한 벽체를 말한다.

도 1 및 도 2에는 종래의 지하 연속벽체의 구조가 나타나 있다.

도 1은 지하 연속벽이 설치될 영역을 위에서 바라본 개략적 평면도이다. 여기서 A로 표시된 부분은 선행패널부이며, B로 표시된 부분은 후행패널부이다. 지하 연속벽체를 시공시 먼저 건물의 지하 외벽이 설치될 영역을 따라 선행패널부와 후행패널부가 상호 교대로 배치되도록 구획한다.

그리고 선행패널부(A)에 대하여 하방으로 굴착을 진행한다. 보다 구체적으로, 지표면에 가이드월(미도시)를 설치하고, 굴착기를 이용하여 선행패널부를 정해진 심도까지 굴착한다. 이 과정에서 굴착에 의해 형성되는 공벽이 무너지는 것을 막기 위하여 굴착과 함께 공벽 유지를 위한 안정액(일반적으로 벤토나이트액)을 주입하여 굴착부를 충진한다.

선행패널부에 대한 굴착이 완료되면 안정액이 충진된 상태에서 횡철근(1)과 종철근(2)이 상호 연결되어 있는 철근망을 굴착부에 근입하고, 트래미 파이프 등의 주입관을 이용하여 콘크리트를 굴착부에 주입한다. 콘크리트가 안정액보다 무거우므로 안정액은 상부로 올라가게 되며 안정액은 펌핑하여 재사용하게 된다. 콘크리트 충진이 완료되면 콘크리트가 경화되면 벽체가 형성된다. 모든 선행패널부(A1,A2,A3)를 동시에 굴착 진행할 수도 있으며, 일반적으로는 A1에서 A3까지 순차적으로 진행한다.

선행패널부에 대한 시공이 완료되면, 선행패널부 사이의 후행패널부에 대하여 굴착 및 벽체 형성작업이 수행된다. 그 과정은 선행패널부의 시공과 동일하다. 선행패널부와 후행패널부에 대한 시공이 완료되면 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 연속벽체가 완성된다.

위에서 설명한 지하 연속벽체에서는 차수가 문제된다. 앞에서 설명한 것처럼 지하 연속벽체는 선행패널부(A)를 완성한 후 후행패널부(B)를 만들기 때문에, 콘크리트가 한 번에 타설되는 것이 아니라 선행패널부와 후행패널부가 분할해서 타설된다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 선행패널부와 후행패널부의 콘크리트 사이에 틈(g)이 생기게 된다. 이 틈을 따라 지중에서 지하수나, 지하로 유입된 빗물이 유입될 개연성이 상존한다.

또한 연속벽체의 구조적 강도가 문제된다. 앞에서 설명한 것처럼, 지하 연속벽은 선행패널부를 만든 후 후행패널부를 만들기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 선행패널부와 후행패널부의 횡철근(1)이 상호 이어지지 않는다. 철근이 연속벽체 전체에 걸쳐서 이어져 있어야 철근-콘크리트 구조가 일체화되어 강도에서 유리한데, 종래의 연속벽체에서는 철근이 패널 단위로 분리되어 있기 때문에 구조적 강도에 있어서 취약하다는 문제점이 제기된다. 특히 최근과 같이 내진설계가 강화되는 조건에서는 패널들 사이의 철근 연결이 중요한 이슈로 부각되고 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 도 3에 D로 표시된 부분과 같이 선행패널부의 철근과 후행패널부의 철근이 상호 겹쳐지게 하는 방식이 시도되었다. 즉 선행패널부(A)의 양측 단부의 철근 부분에는 콘크리트를 타설하지 않은 상태에서 후행패널부를 굴착하고, 후행패널부의 철근과 선행패널부의 철근을 상호 겹친 상태에서 후행패널부에 콘크리트를 타설하면 도 3과 같은 형태가 된다. 철근들이 상호 겹쳐진 상태에서 콘크리트가 타설되었고, 콘크리트에 의하여 선행패널부와 후행패널부의 철근이 상호 일체화되었으므로 벽체의 강도가 강화되었다고 해석하는 것이다.

도 3에 도시된 형태는 도 1 및 도 2와 같이 선행패널부와 후행패널부가 완전히 분리된 형태에 비해서는 강도가 개선되었다고 볼 수 있지만, 선행패널부의 철근과 후행패널부의 철근이 서로 겹쳐져 있을 뿐 서로 연결되어 있다거나 서로 밀착되어 있는 것은 아니기 때문에 "철근의 일체화"로 보기에는 한계가 있다.

본 발명은 상기한 첫 번째 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연속벽체에서 선행패널과 후행패널 사이가 밀폐되도록 구조가 개선된 지하 연속벽체 및 그 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하 연속벽체는 건물의 지하 외벽을 형성하는 벽체로서, 횡철근과 종철근이 상호 연결되어 있는 선행철근망과, 상기 선행철근망의 높이방향을 따라 길게 형성되며 상기 선행철근망의 횡철근 양측에 각각 끼워져 설치되는 한 쌍의 차단판과, 상기 선행철근망이 매설되도록 상기 한 쌍의 차단판 사이에 타설 및 경화되어 형성되는 콘크리트체를 구비하는 복수의 선행패널; 및 횡철근과 종철근이 상호 연결되어 있으며 양측 단부가 각각 인접한 상기 선행철근망의 단부와 겹쳐지게 배치되는 후행철근망과, 상기 후행철근망과 상기 선행철근망의 단부가 함께 매설되도록 타설 및 경화되어 형성되는 콘크리트체를 구비하며 상기 선행패널 사이에 배치되는 복수의 후행패널;을 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 차단판의 양측 단부는 절곡되어 공벽과 마주하는 대면부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 예에서, 상기 차단판의 높이방향을 따라 길게 형성되며 상기 차단판과 공벽 사이에 개재되어 팽창됨으로써 상기 차단판과 공벽 사이의 틈새를 밀폐하는 실링유닛을 더 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 실링유닛은 유연한 소재로 팽창가능한 중공형의 튜브와, 상기 튜브의 내측에 주입되며 물과 만나서 팽창된 수팽창제를 구비할 수 있다. 또는 상기 실링유닛은 복수의 관통공이 형성되는 중공형의 튜브와, 상기 튜브를 통해 주입된 후 상기 관통공을 통해 배출되어 물과 만나서 팽창된 수팽창제를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 예에서, 상기 차단판의 외면으로부터 돌출되어 상기 후행패널의 콘크리트체 내에 삽입되는 방수막을 더 구비하는 것이 바람직하다. 특히 상기 방수막은 콘크리트와 유동성 겔 소재로 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하 연속벽체 시공방법은, (a)먼저 굴착시공을 하는 선행패널부와, 뒤에 굴착시공을 하는 후행패널부가 연속벽이 시공되는 영역을 따라 교대로 배치되도록 구획하는 단계; (b)상기 선행패널부를 굴착하고, 횡철근과 종철근이 상호 연결되어 형성되는 선행철근망과, 상기 선행철근망의 높이 방향을 따라 길게 형성되며 상기 선행철근망의 횡철근 양측 단부에 끼워져 설치되는 차단판을 상기 선행패널부의 굴착부에 함께 근입한 후, 상기 한 쌍의 차단판 사이에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 선행패널을 형성하는 단계; (c)상기 후행패널부를 굴착하고, 횡철근과 종철근이 상호 연결되어 있는 후행철근망을 굴착부에 근입하되 상기 후행철근망의 단부가 상기 한 쌍의 차단판의 외측에 배치된 상기 선행철근망의 단부와 상호 겹쳐지도록 배치하는 단계; (d)상기 후행철근망과 선행철근망의 단부가 함께 매설되도록 콘크리트를 타설 및 경화시켜 후행패널을 형성하는 단계;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 선행패널부에 콘크리트를 타설하기에 앞서, 상기 차단판에 설치되며 높이 방향을 따라 복수의 관통공이 형성되어 있는 튜브를 통해 수팽창제를 상기 차단판과 공벽 사이에 주입하여 팽창시키거나, 또는 팽창 가능한 유연한 소재의 튜브를 차단판의 높이방향을 따라 설치하고 그 내부에서 수팽창제를 팽창시킴으로써 상기 튜브가 함께 팽창하여 상기 차단판과 공벽 사이를 밀폐시킨다.

본 발명에 따른 지하 연속벽체는 차단판에 방수막을 설치하고, 이 방수막이 후행패널의 콘크리트와 일체화됨으로써 차단판과 후행패널 사이로 지하수가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

또한 차단판과 공벽 사이에 실링유닛을 설치하여, 선행패널 콘크리트 타설시 콘크리트의 배출을 막을 뿐만 아니라, 연속벽체가 완성된 후에는 실링유닛이 지하수의 유입을 방지하는 바, 완벽한 차수가 가능하다는 이점이 있다.

시공의 측면에서, 본 발명에서는 차단판이 거푸집으로 활용되어 선행패널과 후행패널을 순차적으로 시공할 때 별도의 엔드 파이프를 삽입, 제거하는 절차를 거치지 않아도 되는 바 시공의 경제성에서도 유리하게 작용한다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1 및 도 2는 종래의 지하 연속벽체를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 연속벽체를 시공하기 위한 선행패널부와 후행패널부를 설명하기 위한 개략적 평면도이며, 도 2는 선행 및 후행패널부에 철근을 근입하고 콘크리트를 타설한 후의 개략적 단면도이다.
도 3은 종래의 지하 연속벽체에서 철근을 상호 겹친 상태를 표현한 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 연속벽체 시공방법의 개략적 흐름도이다.
도 5는 선행철근망에 차단판과 결속유닛이 설치된 상태를 나타낸 개략적 사시도이다.
도 6은 선행철근망과 후행철근망을 모두 근입하고 상호 연결하기 전의 상태를 나타낸 개략적 횡단면도이다.
도 7은 결속유닛을 회전시켜 결속부재에 의하여 선행철근망과 후행철근망이 상호 연결되는 과정을 설명하기 위한 개략적 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 상태의 개략적 횡단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 상태의 개략적 종단면도이다.
도 10은 다른 형태의 결속부재를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 연속벽체의 개략적 횡단면도이다.
도 12는 선행패널과 후행패널 사이의 차수를 설명하기 위한 도면이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 지하 건물의 지하 외벽, 즉 지하 연속벽체 구조 및 이를 시공하기 위한 방법에 관한 것이다. 지하 연속벽체는 터파기 시공시 토류벽 또는 차수벽으로 일시적으로 사용한 후 철거하는 가시설이 아니라 영구 벽체로 사용하기 위한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 예에 따른 지하 연속벽체 및 그 시공방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다. 시공방법의 순서에 따라 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 지하 연속벽체 시공방법의 개략적 흐름도이다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 지하 연속벽체 시공방법에서는 먼저 연속벽이 설치될 영역(건축 구조물의 둘레방향)을 따라 선행패널부와 후행패널부로 구획한다. 선행패널부와 후행패널부의 구획은 도 1에 도시된 바와 동일하다. 즉 선행패널부(A1,A2,A3)와 후행패널부(B1,B2,B3)가 교대로 배치되도록 한다. 도 1에 도시된 바와 같이 선행패널부의 길이가 후행패널부의 길이보다 길게 형성하는 것이 일반적이다.

구획후에는 선행패널부를 먼저 굴착한다. 복수의 선행패널부 중 멀리 떨어져 있는 선행패널부들을 함께 굴착할 수도 있으며, 순차적으로 굴착할 수도 있다. 다만 인접한 선행패널부를 함께 굴착하는 것은 장비의 운용이나 공벽 유지에 바람직하지 않다. 선행패널부를 하방으로 굴착할 때는 토사가 배출된 굴착부에 벤토나이트액 안정액을 주입 및 충전함으로써 공벽이 붕괴되는 것을 방지한다. 설계 심도까지 선행패널부를 굴착한 후에는 안정액으로 채워진 선행굴착부에 선행철근망을 근입한다.

선행철근망은 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 선행철근망에 차단판과 결속유닛이 설치된 상태를 나타낸 개략적 사시도이다. 선행철근망(10)은 복수의 횡철근(11)과 종철근(12)이 결합되어 일체의 철근망을 형성한다.

선행철근망(10)의 양측 단부에는 차단판(20)이 설치된다. 차단판(20)은 선행패널부에 콘크리트를 타설시 외측 경계를 확정하는 일종의 거푸집으로 기능하는 것으로서, 선행철근망(10)의 높이 방향을 따라 길게 형성된다. 차단판(20)에는 복수의 관통공이 형성되며, 횡철근(11)이 이 관통공에 끼워져 횡철근(11)의 양측 단부는 차단판(20)의 외측으로 돌출된다. 관통공의 내주면과 횡철근(11) 사이에는 수팽창제 등이 도포되어 틈새를 완전히 밀폐시킨다.

차단판(20)은 일자형 플레이트로 형성될 수도 있지만, 본 실시예서는 도 5에 도시된 바와 같이, 양측이 절곡되어 굴착부의 공벽과 마주하는 대면부(21)가 형성된다. 대면부(21)는 선행철근망의 중앙부 쪽으로 절곡될 수도 있지만, 본 실시예와 같이 선행철근망의 단부쪽으로 절곡되어 있는 것이 선행패널부와 후행패널부의 연결부 보강을 위해 유리하다.

차단판(20)의 양측에는 실링유닛(30)이 설치된다. 실링유닛(30)은 차단판(20)과 공벽 사이에 개재되어, 선행패널부의 굴착부에 타설되는 콘크리트가 유출되는 것을 방지하기 위한 것이며, 또한 연속벽이 완공된 후 외부로부터 지하수가 차단판을 따라 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 실링유닛(30)은 다양한 구조를 채용할 수 있는데, 본 예와 같이 유연한 소재로 팽창가능한 튜브(31) 내에 수팽창제(32)를 채운 형태를 사용할 수 있다. 수팽창제(32)를 튜브(31)에 채운 상태에서 물을 공급하면 수팽창제가 부풀어 오르면서 튜브도 함께 팽창하여 공벽과 차단판(20) 사이를 밀폐한다. 물을 사전에 공급하지 않더라도 굴착부에는 안정액이 채워져 있는 상태이므로 튜브(31) 내로 물이 유입(예컨대 튜브에는 유입공(미도시)이 복수로 형성)되면 수팽창제(32)가 팽창할 수 있다. 또는 튜브에 복수의 관통공을 형성해 놓고 수팽창제를 상부로부터 주입하면 관통공을 통해 수팽창제가 차단판(20)과 공벽 사이로 유입 및 팽창되어 밀폐층을 형성할 수 있다. 수팽창제가 튜브에서 배출된 후 팽창되는 경우 후행패널부 쪽으로 유입될 수 있다. 이에 본 실시예에서 튜브(31)는 대면부(21)에서 선행패널부 쪽에 설치하는 것이 바람직하다. 수팽창제가 팽창한다고 해도 대면부(21)의 길이만큼의 여유가 있는 바, 수팽창제가 후행패널부 쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한 팩커와 같이 튜브(31) 내에 유체를 가압 주입하여 튜브(31)를 팽창시켜 공벽과 차단판(20) 사이를 밀폐시킬 수도 있다. 튜브를 사용하지 않고, 수팽창제를 차단판(20)에 일정 두께로 도포하여 직접 팽창되게 하여 밀폐층을 형성할 수도 있다.

차단판(20)의 외측면에는 방수대(40)가 돌출되게 형성된다. 차단판의 내측면에도 방수대가 함께 설치될 수도 있다. 방수대(40)는 상하방향을 따라 길게 형성되어 차단판(20)의 높이 전체에 걸쳐서 배치된다. 방수대(40)는 연속벽 설치 후 외부의 지하수가 차단판(20)을 따라 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 후술하겠지만, 차단판(20)을 기준으로 일측과 타측에는 각각 선행패널부와 후행패널부의 콘크리트체가 각각 별도로 타설되는데, 차단판(20)과 콘크리트체 사이로 외부의 지하수 또는 지하로 침투한 빗물이 유입될 수 있는 바, 방수막(40)을 돌출되게 형성하여 지하수가 연속벽의 내측으로 유입되는 것을 방지한다. 방수막(40)에서 가중 요소는 콘크리트와의 결합성, 즉 일체화되는 정도이다. 본 실시예에서 방수막(40)의 일단은 이형지 등의 부착수단에 의하여 차단판(20)에 결합되며, 나머지 부분은 콘크리트와 일체화되는 소재, 예컨대 유동성 겔을 이용하여 콘크리트가 타설되면 콘크리트와 일체화되어, 콘크리트와 방수막(40) 사이에 틈이 발생하지 않게 되어 완벽한 방수가 가능하다.

선행철근망(10)의 양측 단부에는 결속유닛(50)이 설치된다. 결속유닛(50)은 후술할 후행철근망과 선행철근망을 상호 연결 및 결속시켜 상호 일체화시키기 위한 것이다. 결속유닛(50)은 연결봉(51)과 결속부재(52)로 이루어진다. 연결봉(51)은 선행철근망(10)의 횡철근(11) 또는 종철근(12)에 회전 및 승강가능하게 결합된다. 회전 및 승강구조는 다양하게 채택될 수 있는데, 본 실시예에서는 선행철근망에 내너트부재(미도시)를 고정하고, 연결봉(51)의 외주면에 나사산(미도시)을 형성하여 선행철근망(10)을 너트부재에 체결하여 설치한다. 지상에서 연결봉(51)을 기계장치로 회전시키면 연결봉(51)은 나사산의 방향에 따라 회전하면서 상승 또는 하강할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 예에서는 너트부재를 사용하지 않고, 중공형의 슬리브를 선행철근망(10)에 결합시키고, 연결봉을 슬리브에 끼워서 설치할 수도 있다. 기계장치에 의하여 연결봉을 회전 및 승강시킬 수 있다. 이 외에도 다양한 기계적 구조를 이용하여 연결봉을 회전 및 승강시킬 수 있다.

결속부재(52)는 연결봉(51)의 길이방향을 따라 복수 개 설치되며, 연결봉(51)으로부터 돌출되게 형성된다. 결속부재(52)는 후행철근망에 밀착 및 가압되어 선행철근망과 후행철근망을 일체로 결속시키기 위한 것이다. 본 실시예에서 결속부재(52)는 후크(hook) 형태를 사용한다. 즉 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, '∪' 형태로 구부러져 있거나, 반대로 '∩'자 형태로 구부러지게 형성될 수 있다. 또한 도 10에 도시된 바와 같이, 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형태의 결속부재(52a, 52b)로 절곡되게 형성될 수도 있다. 결속부재(52)는 연결봉과 동일한 평면상에 형성될 수도 있지만, 바람직하게는 연결봉과 교차되게 배치되는 평면 상에 배치되는 것이 선행철근망과 후행철근망을 상호 결속하는데 더욱 유리하다.

본 예에서는 연결봉(51)이 2개 설치되고, 하나의 연결봉(51)에는 위로 굽어있는 결속부재가 사용되고, 다른 하나의 연결봉에는 아래로 굽어 있는 결속부재를 사용하였다. 결속 과정은 뒤에서 다시 설명하기로 한다.

상기한 바와 같이, 선행철근망(10)에 차단판(20)과 결속유닛(50)을 설치한 후, 선행철근망(10)을 안정액이 채워져 있는 선행패널부의 굴착부에 근입한다. 그리고 앞에서 언급한 바와 같이 실링유닛에 수팽창제를 주입하여 팽창시키거나, 팩커처럼 튜브에 유체를 주입하여 팽창시킴으로써 차단판(20)과 공벽 사이를 밀폐시킨다.

이렇게 실링유닛을 이용하여 한 쌍의 차단판(20) 내측 공간을 밀폐시킨 상태에서, 트래미 파이프 등을 이용하여 굴착부에 콘크리트를 타설한다. 다만, 도 6에 도시된 바와 같이, 선행패널부(A)의 굴착부 전체에 대해서 콘크리트를 타설하는 것이 아니라, 한 쌍의 차단판(20) 사이의 영역(C)로만 콘크리트를 타설한다. 안정액은 콘크리트에 비하여 가벼우므로 콘크리트를 타설하면 상측으로 밀려나가고 펌핑을 통해 외부로 배출된다. 한 쌍의 차단판(20) 외측의 영역(D) 아직 안정액으로 채워져 있는 상태이다. 한 쌍의 차단판(20) 사이에 채워진 콘크리트가 경화되어 선행패널(100)이 완성된다.

선행패널(100)이 완성되면, 이제 후행패널부(B)를 굴착한다. 후행패널부(B)도 선행패널부와 마찬가지로 안정액을 주입하면서 굴착하게 된다. 굴착과정은 선행패널부와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 굴착이 완료되면 선행패널부(A)의 굴착부에서 차단판(20) 외측의 영역(D)과 후행패널부(B)의 굴착부가 합쳐져 하나의 공간을 형성하게 된다. 이 공간에는 물론 안정액이 채워져 있다.

후행철근망(60)을 조립하고, 후행패널부(B)의 굴착부와 선행패널부의 차단판(20) 외측 공간(D)이 통합된 영역으로 후행철근망(60)을 근입한다. 후행철근망(60) 역시 복수의 횡철근(61)과 복수의 종철근(62)이 서로 연결되어 일체로 형성된다. 후행철근망(60)을 근입할 때 도 6에 도시된 바와 같이 후행철근망(60)의 양측 단부가 선행철근망(10)의 단부와 상호 겹쳐지도록 배치한다. 즉 차단판 외측 공간(D)에서 선행철근망(10)과 후행철근망(60)이 상호 겹쳐진다. 이렇게 겹쳐진 영역에는 결속유닛(50)도 함께 배치되어 있다.

후행철근망(60)의 근입이 완료되면, 결속유닛(50)을 이용하여 선행철근망(10)과 후행철근망(60)을 상호 결속한다. 즉 지상에서 연결봉(51)을 회전시키면서 상승 또는 하강시키면, 결속부재(62)가 후행철근망(60)의 횡철근(61)을 감싸며 밀착 가압된다. 보다 자세히 설명한다. 도 7 내지 도 9의 좌측 도면은 각각 결속과정을 시작하기 전 상태로서 도 7은 사시도, 도 8은 횡단면도, 도 8은 종단면도이다. 도면들을 참고하면, 결속부재(52)는 선행철근망(10)의 횡철근(11)과 나란하게 배치되어 있다. 이 상태에서 연결봉(51)을 회전시키면서 점차 하강시키면, 도 7 내지 도 9의 우측과 같이 결속부재(52) 역시 회전 및 하강하면서 후행철근망의 횡철근(61)을 감싸게 된다. 거의 180°로 회전시키면 후행철근망(60)의 횡철근(61)은 결속부재(52)의 오목한 부분에 완전히 삽입되고, 결속부재(52)는 후행철근망의 횡철근(61)에 밀착 및 가압된다. 본 실시예에서는 결속부재(62)가 연결봉(51)과 동일 평면 상에 배치되어 있지만, 다른 실시예에서는 결속부재가 형성하는 평면이 연결봉과 횡철근이 지나는 평면과 경사지게 배치(예컨대 도 7에서 결속부재가 반시계 방향으로 약간 회전되어 비틀어진 상태)될 수 있다. 이렇게 되면 결속부재가 회전하여 후행철근망의 횡철근(10)을 감쌀 때 더욱 견고한 결속이 가능하다.

이러한 상태에서 연결봉(51)을 선행철근망(10)에 용접 등의 수단에 의하여 다시 회전되지 않도록 견고하게 고정시키면, 선행철근망(10)과 후행철근망(60)은 상호 결속될 수 있다. 종래와 같이 선행철근망과 후행철근망이 단순히 겹치게 배치되어 있는 것과, 본 실시예와 같이 결속부재에 의하여 선행철근망과 후행철근망이 상호 결속된 것을 비교하면, 철근망의 일체성에서는 본 실시예가 훨씬 우수한 것을 알 수 있다.

특히 본 예에서는 두 개의 결속유닛(50)에 마련된 결속부재(52)가 하나는 하단이 개방되게 굽어 있고, 다른 하나는 상방이 개방되게 굽어 있다. 상단이 개방된 결속부재의 경우 연결봉을 회전 및 하강시키면서 결속이 이루어지고, 하단이 개방된 결소부재의 경우 연결봉을 회전 및 상승시키면서 결속이 이루어지기 때문에, 선행철근망과 후행척근망을 상부와 하부에서 각각 가압, 밀착시킴으로써 결속력이 더욱 강화될 수 있다.

상기한 바와 같이 선행철근망(10)과 후행철근망(10) 사이의 결속이 완료되면 이제 후행패널부(B) 및 선행패널부(A)의 외측 공간(D)에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 후행패널(200)을 완성한다.

선행패널(100)과 후행패널(200)이 모두 완료되면 '두부 정리'를 하고 연속벽체(300)의 시공이 완료된다. 완성된 연속벽체는 도 11에 도시된 바와 같다.

즉, 연속벽체(300)는 선행패널(100)과 후행패널(200)이 교대로 배치되며, 선행패널(100)과 후행패널(200)의 내부에는 각각 선행철근망(10)과 후행철근망(60)이 배근되어 있으며, 콘크리트체(90)가 경화되어 있다. 선행패널(100)과 후행패널(200) 사이는 차단판(20)이 설치되며, 차단판(20)의 양측에는 실링유닛(30)이 각각 배치된다. 결속유닛(50)의 결속부재(52)는 선행철근망(10)에 결합된 상태로 후행철근망(60)을 가압, 밀착되어 선행철근망과 후행철근망을 상호 결속시켜 일체화시킨다. 후행패널(200)의 콘크리트체(90)가 선행철근망의 단부와 후행철근망에 함께 타설되어 있으므로 철근망 사이의 결속력은 더욱 증가한다.

지금까지는 결속유닛이 선행철근망에 설치된 것으로 설명 및 도시하였으나, 이는 일 예시이며 후행철근망에 설치될 수도 있으며, 선행철근망과 후행철근망에 함께 설치될 수도 있다.

한편, 도 12에는 본 발명에 따른 지하 연속벽체(300)의 방수작용을 설명하기 위한 것으로서, 철근망은 모두 생략한 상태로 도시한 것이다.

도 12를 참고하면, 선행패널(100)과 후행패널(200) 사이에는 차단판(20)이 개재된다. 연속벽체(300)는 지하에 설치되기 때문에 지중(g)으로부터 지하수 또는 빗물이 유입될 수 있다. 본 연속벽체(300)에서 지하수가 유입될 가능성이 가장 높은 영역은 바로 후행패널(200)과 차단판(20) 사이와, 차단판(20)의 대면부(22)와 공벽(w) 사이이다. 본 실시예에서는 차단판(20)으로부터 돌출된 방수막(40)이 후행패널(200)의 콘크리트체(90)에 삽입 및 일체화되어 있다. 따라서 화살표 방향으로 유입되는 지하수는 방수막(40)에 가로 막혀 유입이 차단된다. 또한 차단판(20)의 대면부(22)와 공벽(w) 사이에는 실링부재(30)가 개재되어 밀폐되어 있는 바 지하수의 유입을 차단할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지하 연속벽체는 선행패널의 철근망과 후행패널의 철근망이 결속유닛에 의하여 결속되어 일체화됨으로써, 기존의 연속벽체에 비하여 구조적 강도가 높게 발현된다는 이점이 있다. 이를 통해 최근 건물 설계에서 이슈가 되고 있는 내진 설계에 적극 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 본 발명에서는 차단판이 거푸집으로 활용되어 선행패널과 후행패널을 순차적으로 시공할 때 별도의 엔드 파이프를 삽입, 제거하는 절차를 거치지 않아도 되는 바 시공의 경제성에서도 유리하게 작용한다.

또한 본 발명에서는 차단판에 방수막을 설치하고, 이 방수막이 후행패널의 콘크리트와 일체화됨으로써 차단판과 후행패널 사이로 지하수가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 마찬가지로 차단판과 공벽 사이에 실링유닛을 설치하여, 선행패널 콘크리트 타설시 콘크리트의 배출을 막을 뿐만 아니라, 연속벽체가 완성된 후에는 실링유닛이 지하수의 유입을 방지하는 바, 완벽한 차수가 가능하다는 이점이 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

300 ... 지하 연속 벽체, 100 ... 선행패널, 200 ... 후행패널
10 ... 선행철근망, 11,61 ... 횡철근, 12,62 ... 종철근
20 ... 차단판, 21 ... 대면부, 30 ... 실링유닛, 31 ... 튜브
40 ... 방수대, 50 ... 결속유닛, 51 ... 연결봉, 52 ... 결속부재
60 ... 후행철근망, 90 ... 콘크리트체
A ... 선행패널부, B ... 후행패널부

Claims (9)

1. 건물의 지하 외벽을 형성하는 벽체로서,
   횡철근과 종철근이 상호 연결되어 있는 선행철근망과, 상기 선행철근망의 높이방향을 따라 길게 형성되며 상기 선행철근망의 횡철근 양측에 각각 끼워져 설치되는 한 쌍의 차단판과, 상기 선행철근망이 매설되도록 상기 한 쌍의 차단판 사이에 타설 및 경화되어 형성되는 콘크리트체를 구비하는 복수의 선행패널; 및
   횡철근과 종철근이 상호 연결되어 있으며 양측 단부가 각각 인접한 상기 선행철근망의 단부와 겹쳐지게 배치되는 후행철근망과, 상기 후행철근망과 상기 선행철근망의 단부가 함께 매설되도록 타설 및 경화되어 형성되는 콘크리트체를 구비하며 상기 선행패널 사이에 배치되는 복수의 후행패널;을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차단판의 양측 단부는 절곡되어 공벽과 마주하는 대면부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
3. 제1항에 있어서,
   상기 차단판의 높이방향을 따라 길게 형성되며 상기 차단판과 공벽 사이에 개재되어 팽창됨으로써 상기 차단판과 공벽 사이의 틈새를 밀폐하는 실링유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
4. 제3항에 있어서,
   상기 실링유닛은 유연한 소재로 팽창가능한 중공형의 튜브와, 상기 튜브의 내측에 주입되며 물과 만나서 팽창된 수팽창제를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
5. 제3항에 있어서,
   상기 실링유닛은 복수의 관통공이 형성되는 중공형의 튜브와, 상기 튜브를 통해 주입된 후 상기 관통공을 통해 배출되어 물과 만나서 팽창된 수팽창제를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 차단판의 외면으로부터 돌출되어 상기 후행패널의 콘크리트체 내에 삽입되는 방수막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
7. 제6항에 있어서
   상기 방수막은 콘크리트와 일체화되는 유동성 겔 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체.
8. (a)먼저 굴착시공을 하는 선행패널부와, 뒤에 굴착시공을 하는 후행패널부가 연속벽이 시공되는 영역을 따라 교대로 배치되도록 구획하는 단계;
   (b)상기 선행패널부를 굴착하고, 횡철근과 종철근이 상호 연결되어 형성되는 선행철근망과, 상기 선행철근망의 높이 방향을 따라 길게 형성되며 상기 선행철근망의 횡철근 양측 단부에 끼워져 설치되는 차단판을 상기 선행패널부의 굴착부에 함께 근입한 후, 상기 한 쌍의 차단판 사이에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 선행패널을 형성하는 단계;
   (c)상기 후행패널부를 굴착하고, 횡철근과 종철근이 상호 연결되어 있는 후행철근망을 굴착부에 근입하되 상기 후행철근망의 단부가 상기 한 쌍의 차단판의 외측에 배치된 상기 선행철근망의 단부와 상호 겹쳐지도록 배치하는 단계;
   (d)상기 후행철근망과 선행철근망의 단부가 함께 매설되도록 콘크리트를 타설 및 경화시켜 후행패널을 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체 시공방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 선행패널부에 콘크리트를 타설하기에 앞서,
   상기 차단판에 설치되며 높이 방향을 따라 복수의 관통공이 형성되어 있는 튜브를 통해 수팽창제를 상기 차단판과 공벽 사이에 주입하여 팽창시키거나,
   또는 팽창 가능한 유연한 소재의 튜브를 차단판의 높이방향을 따라 설치하고 그 내부에서 수팽창제를 팽창시킴으로써 상기 튜브가 함께 팽창하여 상기 차단판과 공벽 사이를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체 시공방법.

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