KR20230148533A - 매설차단박스 구조물 및 이를 이용한 지중 연속벽체 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되는 인접한 패널 사이에 철근망을 겹이음 하기 위한 매설차단박스 구조물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 매설차단박스 구조물은, 심도방향으로 길게 형성되는 제1플레이트와, 제1플레이트의 양측으로부터 돌출되게 형성되는 한 쌍의 제1측판부를 구비하는 사장부재; 패널 시공 후 제거되는 것으로서 제1플레이트와 마주하는 제2플레이트와, 제2플레이트의 양측으로부터 제1플레이트 방향으로 돌출되어 제1측판부와 분리가능하게 결합되는 한 쌍의 제2측판부를 구비하는 제거부재; 및 탄성적으로 변형가능한 소재로 이루어져 제1측판부에 결합되는 것으로서 사장부재와 제거부재가 결합되어 있을 때 제1측판부와 제2측판부 사이의 틈새에 접철되어 게재됨으로써 제1측판부와 제2측판부 사이를 밀폐하며, 제거부재가 사장부재로부터 분리되면 탄성변형되어 펴지면서 제1측판부의 연장방향을 따라 제1측판부의 외측으로 돌출되는 워터스탑부재;를 구비한다.

Description

매설차단박스 구조물 및 이를 이용한 지중 연속벽체 시공방법{PROTECTOR BOX STRUCTURE AND METHOD FOR CONSTRUCTION OF SLURRY WALL USING THE SAME}

본 발명은 건축 기술에 관한 것으로서, 특히 건물 하부의 외벽체로 영구적으로 사용하는 연속벽체 시공에 사용되는 철근 구조물에 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 1은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 배치된 지하 연속벽체의 개략적 횡단면도이다.

도면을 참고하면, 지하 연속벽체는 선행패널(A)과 후행패널(B)이 교대로 배치된다. 선행패널이 설치될 영역을 먼저 굴착하고 횡철근(1)과 종철근(2)으로 구성된 철근망을 삽입한 후, 콘크리트(C)를 타설하여 선행패널(A)을 완성한다. 참조번호 g는 선행패널(A)과 후행패널(B)의 경계를 나타낸다. 선행패널(A)이 완성되면 동일한 방식으로 후행패널(B)을 완성한다. 도 1에 도시된 바와 같이 지중 연속벽체에서는 선행패널(A)과 후행패널(B)의 철근망의 단부가 도 1의 F로 표시된 바와 같이 상호 겹쳐지게 해야 하는데, 이를 위해서는 시공 과정에서 도 2에 도시된 차단박스 등을 사용해야 한다.

도 2 및 도 3은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 하기 위한 시공과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면을 참고하면, 선행패널 영역(A1)을 굴착한 후, 단부에 내부가 비어 있는 차단박스(9)를 설치한다. 차단박스(9)가 설치된 상태에서 철근망(3)을 설치하고 콘크리트(C)를 타설하면 도 2와 같은 상태가 된다. 이 상태에서 후행패널 영역(B1)을 굴착하고 차단박스(9)를 제거한 후, 후행패널의 철근망(4)을 배근하면 도 3과 같은 상태가 된다. 이 상태에서 콘크리트를 타설하면 후행패널이 완성된다.

문제는 차단박스(9)를 제거하는 것이 용이하지 않다는 점이다. 도 2에서 보면, 선행패널 영역(A1)에 타설된 콘크리트(C)는 차단박스(9)와 굴착벽 사이(일반적으로 여굴이 발생)를 통해 유출되어 차단박스(9) 앞쪽에서 굳어지는 부분(P)이 발생한다. 선행패널의 콘크리트가 양생되고 후행패널 영역(B1)을 굴착한 후, 지상에서 크레인이나 리프트를 이용하여 차단박스(9)를 제거하게 되는데, 콘크리트가 유출되어 굳어진 부분(P) 때문에 차단박스(9) 제거가 어려워진다. 물론 후행패널 영역(B1)을 BC 커터를 이용하여 굴착할 때 차단박스(9)의 접촉면(K)까지 완전히 굴착이 이루어지면 그 과정에서 콘크리트가 유출되서 굳어진 부분(P)이 제거될 수 있는데, 이를 위해서는 BC 커터가 차단박스(9)와 접촉되는 경우가 발생하고 비트가 손상될 수 있다. 이에 실제 시공에서는 콘크리트가 유출되서 굳어진 부분(P)이 후행패널 영역 굴착과정에서 제거되는 것을 기대하기 어렵다. 결국 차단박스를 제거하는데 어려움을 겪을 수 밖에 없다.

한편, 콘크리트가 차단박스와 공벽 사이로 유출되면 더 큰 문제가 발생할 수 있다. 차단박스는 앞의 예와 같은 완전 분리형과 일부 사장형이 있다. 일부 사장형은 도 4에 도시된 바와 같이 차단박스 전면의 분리판(8)만 제거하고 박스 본체(7)는 존치시키는 형태이다. 이 형태에서 분리판(8)과 박스 본체(7) 사이가 완전히 밀폐되어야 하지만, 추후 분리판(8)을 제거해야 하기 때문에 박스 본체(7)와 분리판(8)이 느슨하게 결합하는 경우가 대부분이다. 따라서 박스 본체(7)와 분리판(8) 사이에 간격(X)이 생긴다. 선행패널 영역에 타설된 콘크리트는 차단박스와 공벽 사이의 틈(여굴)을 거쳐, 박스 본체(7)와 분리판(8) 사이를 통해 차단박스(9) 내부로 유입될 수 있다. 추후 분리판이 제거된 후 후행패널의 철근망이 차단박스(9) 내측 공간으로 삽입되어야 하는데, 콘크리트가 차단박스 내측에서 굳어 있으면 철근망 삽입이 불가능하므로 시공이 매우 곤란해지는 문제가 있다.

또한 도 4에 도시된 형태의 차단박스는 그 폭이 연속벽체의 폭과 동일하게 형성되므로 연속벽체 내부에 완전히 매립되지 않는다. 선행패널과 후행패널의 콘크리트가 상호 연결되어야 상호 일체화되는데, 도 4의 예에서는 차단박스에 의하여 선행패널과 후행패널의 콘크리트가 상호 분리되므로 일체화가 어렵다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연속벽체의 콘크리트 내부에 완전 매설되며, 매설차단박스의 분리가 용이하고, 내부로 콘크리트가 유입되는 것이 방지될 수 있도록 구조가 개선된 매설차단박스 구조물 및 이를 이용한 지하 연속벽체 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 매설차단박스 구조물은 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되며 인접하게 배치되는 패널 사이에 철근망을 겹이음 하기 위한 것으로서, 상기 지하 연속벽체 내부에 매설되는 것으로서, 심도방향으로 길게 형성되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트의 양측으로부터 돌출되게 형성되는 한 쌍의 제1측판부를 구비하는 사장부재; 상기 패널 시공 후 제거되는 것으로서, 상기 제1플레이트와 마주하는 제2플레이트와, 상기 제2플레이트의 양측으로부터 상기 제1플레이트 방향으로 돌출되어 상기 제1측판부와 분리가능하게 결합되는 한 쌍의 제2측판부를 구비하는 제거부재; 및 상기 제1측판부에 결합되는 것으로서, 상기 사장부재와 제거부재가 결합되어 있을 때 상기 제1측판부와 제2측판부 사이의 틈새에 게재됨으로써 상기 제1측판부와 제2측판부 사이를 밀폐하며, 상기 제1측판부의 연장방향을 따라 상기 제1측판부의 외측으로 돌출되게 배치되는 워터스탑부재;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 워터스탑부재는 탄성적으로 변형가능한 소재로 이루어져 상기 사장부재와 제거부재가 결합되어 있을 때 상기 제1측판부와 제2측판부 사이의 틈새에 접철되어 게재됨으로써 상기 제1측판부와 제2측판부 사이를 밀폐하며, 상기 제거부재가 사장부재로부터 분리되면 탄성변형되어 펴지면서 상기 제1측판부의 연장방향을 따라 상기 제1측판부의 외측으로 돌출된다.

본 발명에 따르면, 상기 제1측판부 및 제2측판부 중 어느 하나의 단부에는 오목한 끼움부가 형성되며, 상기 제1측판부 및 제2측판부 중 다른 하나의 단부는 상기 끼움부에 끼워지는 삽입부로 형성되며, 상기 워터스탑부재는 상기 삽입부를 감싼 상태로 상기 끼움부에 게재될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 끼움부는 상기 제거부재의 제2측판부에 형성되며, 상기 워터스탑부재의 고정단부는 상기 사장부재의 삽입부의 외측면에 부착되고, 상기 삽입부를 감싸면서 접철되어 자유단부는 상기 삽입부의 내측면 쪽에 배치될 수 있다.

다른 예에서, 상기 끼움부는 상기 사장부재의 제1측판부에 형성되며, 상기 워터스탑부재의 고정단부는 상기 사장부재의 끼움부의 내측면에 결합되며, 상기 끼움부 내에서 한 번 접철된 후 상기 제거부재의 삽입부를 감싸면서 다시 접철되어 자유단부는 상기 삽입부의 외측면 쪽에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 예에서, 상기 사장부재의 폭은 상기 지하 연속벽체의 폭보다 좁고 인접한 상기 패널의 철근망의 폭 보다는 크게 형성되어, 상기 사장부재 양쪽 외측으로 철근망이 배근되고, 사장부재의 내측에도 인접한 패널의 철근망이 삽입되어 인접한 2개의 패널의 철근망이 겹이음되며, 상기 지하 연속벽체의 외측으로 노출되지 않도록 콘크리트 내부에 매립된다.

본 발명의 일 예에서, 지반 굴착장치의 비트와 접촉될 때 상기 비트가 손상되지 않을 정도의 경도의 무른 소재로 이루어져, 상기 제2플레이트의 배면에 부착되는 간격완충재를 더 구비할 수 있다. 예컨대, 상기 간격완충재는 스티로폼을 사용할 수 있다. 특히 상기 제2플레이트의 배면 양측에는 외측으로 돌출된 한 쌍의 플랜지부가 형성되며, 상기 간격완충재는 상기 한 쌍의 플랜지부 내측에 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 지하 연속벽체 시공방법은 철근 콘크리트 패널이 연속적으로 연결되어 있는 지하 연속벽체를 축조하기 위한 방법으로서, (a)지반을 굴착하여 제1굴착부를 형성하고, 복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제1철근망을 제1굴착부에 근입한 후, 앞에서 설명한 매설차단박스 구조물이 상기 제1철근망의 횡철근 사이에 삽입되게 설치하고, 상기 굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 제1패널을 완성하는 단계; (b)상기 제1패널의 옆의 지반을 굴착하여 제2굴착부를 형성하고, 상기 매설차단박스 구조물에서 상기 제거부재를 분리하여 상기 매설차단박스 구조물의 내측의 공간을 상기 제2굴착부를 향해 개방하고, 상기 워터스탑부재가 펴지면서 상기 사장부재의 외측으로 돌출시키는 단계; 및 (c)복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제2철근망을 제2굴착부에 근입하되 상기 제2철근망의 횡철근이 상기 제1철근망의 횡철근과 상호 겹쳐지도록 배치한 후, 상기 제2굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 매설차단박스 구조물을 이용하면 철근 겹이음 부분의 공간이 완전히 밀폐되어 겹이음 공간으로 콘크리트가 유입되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한 탄성력 있는 워터스탑부재를 시공 과정에서 철근 겹이음 공간을 밀폐하는데 사용하면서도, 지하 연속벽체 시공 후에는 인접한 2개의 패널 사이의 콜드 조인트(cold joint)로 인한 누수를 방지할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에 따른 매설차단박스는 지하 연속벽체 외부로 노출되지 않고 콘크리트 내부에 완전 매설되며, 이에 따라 시간 간격을 두고 타설되는 인접한 패널 사이의 콘크리트가 완전히 일체화된다는 이점이 있다.

또한 본 발명에서는 매설차단박스 구조물 배면에 간격완충재를 설치하여 굴착장비의 비트가 매설차단박스 구조물과 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 매설차단박스 구조물 외측으로 유출되어 굳어진 콘크리트를 굴착장비를 이용하여 용이하게 제거할 수 있다는 이점이 있다.

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 1은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 배치된 지하 연속벽체의 개략적 횡단면도이다.
도 2 및 도 3은 선행패널과 후행패널의 철근망이 상호 겹쳐지게 하기 위한 시공과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 일부 사장형 매설차단박스의 구조 및 문제점을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 매설차단박스 구조물의 개략적 사시도이다.
도 6은 도 5의 A-A선 개략적 단면도이다.
도 7은 도 6의 상태에서 제거부재가 분리된 상태의 개략적 단면도이다.
도 8 및 도 9는 끼움부가 사장부재에, 삽입부는 제거부재에 형성된 경우의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일부 구성의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 지하 연속벽체 시공방법의 개략적 흐름도이다.
※ 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.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 예에 따른 지하 연속벽체 철근 겹이음을 위한 매설차단박스 구조물에 대하여 먼저 설명한 후, 매설차단박스 구조물을 이용한 지하 연속벽체 시공방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 예에 따른 매설차단박스 구조물의 개략적 사시도이다.

도 6은 매설차단박스 구조물이 제1패널 내부에 설치된 상태의 개략적 단면도이며, 도 7은 도 6의 상태에서 제거부재가 분리된 상태의 개략적 단면도이다.

도면을 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 매설차단박스 구조물(100)은 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되며 인접하게 배치되는 철근 콘크리트 패널의 철근망을 상호 겹이음 하기 위한 것이다. 여기서 철근 콘크리트 패널은 선행패널과 후행패널이 될 수도 있으며, 하나의 선행패널을 중심으로 연속적으로 후행패널이 연결된 형태일 수도 있다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다. 패널들은 시간 차이를 두고 시공되는데, 설명의 편의상 먼저 시공되는 패널을 제1패널(A), 나중에 시공되는 패널을 제2패널(B)이라고 한다.

본 발명에 따른 매설차단박스 구조물(100)은 사장부재(10)와 제거부재(20)를 구비한다.

사장부재(10)는 제1패널(A)의 콘크리트에 매설되는 것으로서 심도방향을 따라 길게 형성된다. 사장부재(10)는 평평하게 형성되는 제1플레이트(11)와, 제1플레이트(11)의 양측으로부터 절곡되어 연장되는 한 쌍의 제1측판부(12,13)를 구비한다. 사장부재의 형상은 다양할 수 있으며, 본 예에서는 대략 'ㄷ'자 형상으로 이루어진다.

제거부재(20)는 제1패널(A)을 시공하는 과정에서는 사장부재(10)와 결합되어 있지만, 제1패널(A)이 완성된 후에는 사장부재(10)로부터 분리하여 지상으로 배출된다. 이에 제거부재(20)는 사장부재(10)와 분리가능하게 결합된다. 제거부재(20)는 제1플레이트(11)와 대면하여 평평하게 형성되는 제2플레이트(21)와, 제2플레이트(21)의 양단으로부터 제1플레이트(11)를 향해 돌출되는 한 쌍의 제2측판부(22,23)를 구비한다. 다만 한 쌍의 제2측판부(22,23)는 제2플레이트(21)의 끝단으로부터 중심측으로 약간 이격된 곳에 형성된다. 도 6에 나타난 바와 같이, 제거부재(20)의 제2플레이트(21)의 폭(W)은 지하 연속벽체의 전체 폭과 대응되며, 한 쌍의 제2측판부(22,23) 사이의 거리(Q)는 제2플레이트(21)의 폭(W) 보다 작다. 또한 사장부재(10)의 폭(P)은 지하 연속벽체의 폭보다 작지만, 제2패널의 연장철근망의 폭보다는 크다. 따라서 사장부재의 양쪽 외측으로는 제1패널의 철근망이 배근될 수 있고, 사장부재의 내측으로는 제2패널의 연장철근망이 삽입될 수 있으므로, 2개의 패널의 철근망이 상호 겹쳐져서 겹이음 가능하다.

한 쌍의 제2측판부(22,23) 사이의 폭(Q) 보다 작다. 제거부재(20)가 분리되면 사장부재(10)는 지하 연속벽체의 외측으로 노출되지 않고, 콘크리트(C) 내부에 완전히 매립되어 일체로 거동된다.

사장부재(10)와 제거부재(20)가 상호 분리가능하게 결합되도록, 끼움부와 삽입부를 구비한다. 끼움부(31)는 사장부재(10)의 한 쌍의 제1측판부(12,13)에 각각 형성되거나, 반대로 제거부재(20)의 한 쌍의 제2측판부(22,23)에 형성될 수 있다. 도 6에 확대도로 도시된 바와 같이, 제거부재(20)의 한 쌍의 제2측판부(22,23)의 단부에 'ㄷ'자 형태로 오목하게 끼움부(31)가 형성된 경우, 사장부재(10)의 제1측판부(12,13)의 단부가 삽입부(32)가 된다. 거꾸로 도 8에 도시된 바와 같이 사장부재(10)의 제1측판부(12,13)에 'ㄷ'자 형태로 오목하게 끼움부(33)가 형성되고, 제거부재의 한 쌍의 제2측판부(22,23)의 단부가 삽입부(34)로서 끼움부(33)에 끼워진다.

사장부재(10)와 제거부재(20)는 결합부와 끼움부에 의하여 끼워져 상호 결합될 수 있다. 다만, 다른 예에서는 끼움부와 삽입부가 형성되지 않더라도, 텐션에 의하여 한 쌍의 제1측판부(12,13)와 제2측판부(22,23)가 맞닿아 결합될 수도 있다. 예컨대, 한 쌍의 제1측판부(12,13) 사이의 폭이 한 쌍의 제2측판부(22,23) 보다 크지만, 한 쌍의 제1측판부(12,13)가 한 쌍의 제2측판부(22,23) 사이에 탄성적으로 변형되어 끼워지면 제1측판부와 제2측판부가 탄성적으로 밀착되면서 분리가능하게 결합될 수 있다. 결국 그 구조와 관계없이 사장부재와 제거부재가 상호 분리가능하게 결합될 수 있으면 된다.

더욱 중요한 점은 사장부재(10)와 제거부재(20)가 상호 결합됨으로써 매설차단박스 구조물(100) 내측의 공간부(v)가 밀폐되어야 한다는 점이다. 제1패널(A)의 굴착부에 타설된 콘크리트(C)가 이 공간부(v)로 유입되면 안되기 때문이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이 공간부(v)는 제2패널(B)의 철근망(8)이 삽입되어야 하기 때문이다. 본 예에서는, 끼움부(31,33)에 워터스탑부재(40)를 게재하여 틈새를 밀폐한다. 다르게 말하면, 워터스탑부재(40)가 제1측판부(12,13)와 제2측판부(22,23) 사이의 틈새를 밀폐한다. 또한 워터스탑부재(40)는 탄성변형 가능한 소재, 예컨대 고무 소재로 길게 형성되어 구부러지거나 접철될 수 있다.

도 6은 끼움부(31)가 제거부재(20)에 형성되고, 삽입부(32)가 사장부재(10)에 형성된 예이다. 도 6에 도시된 예에서 워터스탑부재(40)의 고정단부는 사장부재(10)의 삽입부(32, 측판부(12)의 단부)에 일측면에 부착되고, 삽입부(32)를 감싸면서 접철되며, 자유단부는 삽입부(32)의 타측면 쪽에 배치된다. 즉 워터스탑부재(40)가 삽입부(32)를 감싸도록 설치되어 밀페 기능을 수행한다. 이러한 상태에서 제거부재(20)가 분리되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 워터스탑부재(40)는 탄성변형되어 펴지면서 제1측판부(12)의 연장방향을 따라 돌출된다.

도 8 및 도 9는 끼움부(33)가 사장부재(10)에 형성되고, 삽입부(34)가 제거부재(20)에 형성된 예이다. 도 8 및 도 9에 도시된 예에서 워터스탑부재(40)의 고정단부는 사장부재(10)의 끼움부(33)의 내측면에 결합되며, 끼움부(33) 내에서 한 번 접철된 후 제거부재(20)의 삽입부(34, 제2측판부의 단부)를 감싸면서 다시 접철되어 자유단부는 삽입부(34)의 외측면 쪽에 배치된다. 이러한 상태에서 제거부재(20)가 분리되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 워터스탑부재(40)는 탄성변형되어 펴지면서 제1측판부(12)의 연장방향을 따라 돌출된다.

제거부재(20)가 분리되면서 워터스탑부재(40)가 길게 펼쳐진 상태에서 제2패널(B)에 콘크리트(C)가 타설되면, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 워터스탑부재(40)는 제2패널(B)의 콘크리트(C) 내에 매설된다. 워터스탑부재(40)는 지그재그 형태로 지하 연속벽체에서 외부로부터 지하수나 물이 건물 내측으로 유입되는 것을 방지한다. 즉 제1패널(A)과 제2패널(B)의 콘크리트(C)는 시간 차이를 두고 타설 및 경화되므로, 두 패널의 콘크리트가 완전히 일체화되지 않을 수 있고 그 경계면을 따라 외측에서 내측(건물의 지하층)으로 지하수가 유입될 수 있다. 지그재그 형태의 워터스탑부재(40)는 연속벽체의 외측에서 내측으로 유입되는 빗물의 경로 상에 배치되어 방수 기능을 수행한다.

즉 본 발명에서 워터스탑부재(40)는 지하 연속벽체를 축조하는 과정에서는 매설차단박스 구조물(100) 내부 공간부(v)에 제1패널(A)에 타설된 콘크리트(C)가 유입되는 것을 방지하는 기능을 하며, 지하 연속벽체가 완성된 후에는 시공시 발생한 콜드 조인트로 인해, 건물 외측에서 내측으로 지하수, 빗물 등이 유입되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

한편, 매설차단박스 구조물(100)의 제2플레이트(21) 배면에는 간격완충재(50)가 설치된다. 간격완충재(50)는 매우 연한 소재로 굴착장비의 비트와 접촉해도 비트가 손상되지 않을 정도의 경도를 가진다. 본 예에서는 스트로폼이 간격완충재(50)로 사용된다.

종래기술에서 설명한 바와 같이, 제1패널(A)에 타설된 콘크리트(C)는 공벽과 매설차단박스 구조물 사이를 통해 유출되어 제2플레이트(21) 쪽에서 경화될 수 있다. 이렇게 되면 제거부재(20)를 사장부재(10)로부터 분리하기가 어려워진다. 제2패널(B) 영역을 굴착할 때 굴착장치가 콘크리트 유출부를 함께 제거할 수 있지만, 매설차단박스 구조물과 굴착장치의 비트가 마찰되면서 비트가 손상될 수 있기 때문에 굴착장비를 매설차단박스 구조물 측으로 깊게 접근시키지 않는다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하고자 간격완충재(50)를 설치한다. 본 예에서는 제1패널(A)로부터 유출된 콘크리트는 제2플레이트의 배면이 아니라, 간격완충재(50)의 배면쪽(제2패널과의 경계지점)에서 굳어지게 된다. 제2패널(B) 영역의 지반을 굴착할 때 제1패널(A)측에서 유출되어 굳어진 콘큭리트를 제거하기 위하여 굴착장비가 매설차단박스 구조물 측으로 접근하여도 철 소재의 제2플레이트(21)와는 접촉되지 않고, 스티로폼 소재의 간격완충재(50)와 접촉하게 된다. 간격완충재(50)와 접촉하여도 비트가 손상되지 않으므로 제2패널 영역 굴착시 콘크리트 유출부를 적극적으로 제거할 수 있게 된다. 간격완충재(50)는 제2패널 영역을 굴착할 때 함께 제거된다. 이렇게 콘크리트 유출부가 제거되면, 제거부재(20)를 사장부재(10)로부터 분리하기가 용이하다. 상기한 바와 같은 효과를 발생하기 위해서는 간격완충재(50)의 두께는 적어도 1.5~3.5cm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 1.5cm, 더욱 바람직하게는 2cm 이상이 되어야 비트를 안전하게 접촉시킬 수 있기 때문이다.

앞에서 설명한 예와 달리 도 10에 도시된 다른 예에서는 제2플레이트(21)의 양단을 절곡하여 한 쌍의 플랜지부(27,28)를 형성하고, 한 쌍의 플랜지부(27,28) 사이의 공간에 간격완충재(50)를 삽입하여 장착시킬 수도 있다.

한편, 도 11에는 본 발명의 다른 예에서 선택적으로 채용할 수 있는 구성을 도시하였다. 도 11을 참고하면, 본 발명의 다른 예에서는 사장부재(10)에 스터드볼트(17)나 래티스바(18) 등 결합부재를 설치하여 제1패널(A)의 콘크리트(C)와 사장부재(10)의 결합력을 증대시키는 것이 바람직하다. 또한 제거부재(20)의 제2플레이트(21)와 제2측판부(22,23) 사이에 보강대(29)를 덧대어 강성을 보강할 수 있다. 또한 겹이음을 강화하기 위하여, 연속벽체의 길이방향을 따라 보강철근(19)을 사장부재(10)에 배근할 수 있다.

한편, 지금까지는 워터스탑부재가 삽입부를 감싸며 설치되는 것으로 설명 및 도시하였으나, 삽입부를 감싸지 않더라도 제거부재와 사장부재 사이에 게재될 수 있다. 예컨대, 제1측판부와 제2측판부 사이에 게재되어 끼움부에 끼워지되, 고정단부가 제1측판부에 결합되고 자유단부는 제2측판를 향해 외측으로 일렬로 돌출되게 배치될 수도 있다. 본 발명에서는 워터스탑부재가 시공 과정에서는 차단박스 내부 공간을 밀페하고, 시공 후에는 방수를 위해 사용될 수 있도록 하는 것이 첫 번째 기능이다. 이러한 기능을 만족하면서, 최적의 효과를 발현하기 위해서 워터스탑부재를 탄성 소재로 만들고, 접척되도록 하며, 선택적으로 삽입부를 감싸도록 한 것이다.

이하에서는 상기한 구성의 매설차단박스 구조물(100)을 이용한 지하 연속벽체 시공방법에 대하여 설명한다.

도 11은 지하 연속벽체 시공방법의 개략적 흐름도이다.

도 11을 참고하면, 본 발명에서는 우선 지하 연속벽체가 설치될 영역에서 제1패널(A) 구역을 굴착한다. 가이드월(미도시)를 설치하고, 비씨커터와 같은 굴착장비를 이용하여 가이드월 내측 영역에서 하방으로 굴착한다. 굴착된 공벽의 붕괴를 막고자 벤토나이트 안정액을 충진한다.

굴착이 완료되면, 앞의 도면들에 도시된 바와 같이 복수의 횡철근(1)과 종철근(2)으로 이루어진 제1철근망(3)을 굴착부에 근입한다. 그리고 상기한 바와 같이 사장부재(10)와 제거부재(20)가 결합된 형태의 매설차단박스 구조물(100)을 제1철근망(3)의 양단에 설치한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1철근망(3)의 횡철근(1)과 종철근(2)이 매설차단박스 구조물(100)의 양측에 배치되어, 매설차단박스 구조물(100)과 제1철근망(3)은 상호 겹쳐지게 배치된다. 이 상태에서 콘크리트(C)를 타설 및 경화시켜 제1패널(A)을 완성한다.

매설차단박스 구조물(100)에서 사장부재(10)와 제거부재(20) 사이의 틈새는 워터스탑부재(40)에 의하여 밀폐되어 있는 바, 제1패널(A)의 굴착부에 타설된 콘크리트(C)가 매설차단박스 구조물 내측의 공간부(v)로 유입되지 않는다. 다만, 콘크리트(C)는 공벽과 매설차단박스 구조물 사이의 틈새 또는 여굴을 통해 간격완충재(50)의 배면으로 유입되어 경화될 수 있다.

제1패널(A)이 완성되면, 위와 동일한 방식으로 제1패널(A)에 인접한 구역을 굴착한다. 굴착장비는 지반을 굴착하는 과정에서 제1패널(A) 쪽으로 접근하여 제1패널(A)에서 유출되어 간격완충재(50) 배면에서 굳어진 콘크리트를 제거할 수 있다. 이렇게 굴착장비의 비트가 유출 콘크리트를 제거하기 위하여 제1패널 쪽에 근접해서 굴착을 진행하더라도 간격완충재(50)와 접촉할 뿐 철재의 제2플레이트(21)와는 접촉하지 않으므로 비트가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 제2패널 영역을 굴착하는 과정에서 간격완충재(50)는 함께 제거된다.

굴착이 완료되면 크레인(미도시) 등을 이용하여 매설차단박스 구조물(100)의 제거부재(20)를 분리한다. 크레인으로 제거부재(20)를 잡은 뒤 제2패널 굴착부 쪽으로 당겨서 사장부재(10)로부터 제거부재(20)를 분리할 수 있다. 제거부재(20)는 다시 재활용할 수 있다. 사장부재(10)는 도 11에 도시된 스터드 볼트(17)나 래티스바(18)와 같은 결속부재에 의하여 제1패널(A)의 콘크리트(C)에 강하게 결합되어 있으므로 제거부재(20)를 분리시 함께 분리되지 않는다. 또한 매설차단박스 구조물 배면으로 유출되어 굳어진 콘크리트가 제2패널 굴착과정에서 제거되었는 바, 사장부재(10)로부터 제거부재(20)를 용이하게 분리할 수 있다. 제거부재(20)를 분리하면 접철되어 있던 워터스탑부재(40)가 일자로 길게 펼쳐진다.

이후, 횡철근(4)과 종철근(5)으로 이루어진 제2철근망(8)을 제2패널 굴착 영역으로 근입한다. 제2철근망(8)의 적어도 일측 단부에는 제1패널(A)의 제1철근망(3)과 겹이음되도록 연장철근망(6,7)이 설치된다. 연장철근망(6,7)의 폭(R)은 사장부재(10)의 폭(P) 보다 좁아서, 도 7에 도시된 바와 같이, 연장철근망(6.7)이 사장부재(10)의 제1플레이트(11)까지 깊게 배치될 수 있다. 도 7을 참고하면, 제1패널(A)의 제1철근망(3)과 제2패널(B)의 제2철근망(8)이 참조번호 D로 표시된 길이만큼 서로 겹쳐서 겹이음된 것을 알 수 있다. 제2철근망(8)의 배근이 완료되면 콘크리트를 타설 및 경화하여 제2패널(B)을 완성한다. 사장부재(10)에 부착되어 있는 워터스탑부재(40)는 제2패널(B)의 콘크리트(C) 내부에 매설되어 지하수의 유입경로를 차단함으로써 건물의 지하층을 방수할 수 있다.

상기한 방식으로 제1패널과 제2패널을 축조하여 지하 연속벽체를 시공하는데는 2가지 방법이 있다. 첫 번째 방법은 지하 연속벽체 전체 영역에 걸쳐 제1패널과 제2패널을 교대로 배치한다. 제1철근망의 양측에 대칭적으로 매설차단박스 구조물을 설치하여 제1패널을 시공한다. 제1패널들 사이에는 제2패널을 설치한다. 즉 연장철근망이 양단에 모두 설치된 제2철근망을 제2패널에 근입하여 양측의 제1패널과 겹이음한다. 지하 연속벽체에서 선행패널과 후행패널을 교대로 설치하는 방식이다.

두 번째 방식은 매설차단박스 구조물을 제1철근망의 양측에 대칭적으로 설치하여 제1패널을 시공한다. 그리고 제1패널을 기점으로 양측으로 제2패널을 연속적으로 이어 붙이는 방식이다. 즉 제2패널의 제2철근망 일측은 연장철근망을 설치하여 제1패널과 겹이음한다. 그리고 제2패널의 타측에는 매설차단박스 구조물을 설치한다. 시공완료된 선행 제2패널에 이어지는 후행 제2패널도 일측에는 연장철근망이 설치되어 선행 제2패널과 겹이음되고 타측에는 매설차단박스 구조물이 설치된다. 상기한 방식으로 지하 연속벽체를 시공할 수 있다.

본 발명에 따른 매설차단박스 구조물은 앞에서 언급한 2가지 방식의 지하 연속벽체 시공방법에 모두 사용될 수 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.

100 ... 매설차단박스 구조물
10 ... 사장부재, 11 ... 제1플레이트, 12... 한 쌍의 제1측판부
20 ... 제거부재, 21 ... 제2플레이트, 22... 한 쌍의 제2측판부
31,33 ... 끼움부, 32,34 ... 삽입부, 40 ... 워터스탑부재
50 ... 간격완충재

Claims (10)

1. 지하 연속벽체에서 시간 차이를 두고 시공되며 인접하게 배치되는 패널 사이에 철근망을 겹이음 하기 위한 것으로서,
   상기 지하 연속벽체 내부에 매설되는 것으로서, 심도방향으로 길게 형성되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트의 양측으로부터 돌출되게 형성되는 한 쌍의 제1측판부를 구비하는 사장부재;
   상기 패널 시공 후 제거되는 것으로서, 상기 제1플레이트와 마주하는 제2플레이트와, 상기 제2플레이트의 양측으로부터 상기 제1플레이트 방향으로 돌출되어 상기 제1측판부와 분리가능하게 결합되는 한 쌍의 제2측판부를 구비하는 제거부재; 및
   상기 제1측판부에 결합되는 것으로서, 상기 사장부재와 제거부재가 결합되어 있을 때 상기 제1측판부와 제2측판부 사이의 틈새에 게재됨으로써 상기 제1측판부와 제2측판부 사이를 밀폐하며, 상기 제1측판부의 연장방향을 따라 상기 제1측판부의 외측으로 돌출되게 배치되는 워터스탑부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 워터스탑부재는 탄성적으로 변형가능한 소재로 이루어져 상기 사장부재와 제거부재가 결합되어 있을 때 상기 제1측판부와 제2측판부 사이의 틈새에 접철되어 게재됨으로써 상기 제1측판부와 제2측판부 사이를 밀폐하며, 상기 제거부재가 사장부재로부터 분리되면 탄성변형되어 펴지면서 상기 제1측판부의 연장방향을 따라 상기 제1측판부의 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1측판부 및 제2측판부 중 어느 하나의 단부에는 오목한 끼움부가 형성되며, 상기 제1측판부 및 제2측판부 중 다른 하나의 단부는 상기 끼움부에 끼워지는 삽입부로 형성되며, 상기 워터스탑부재는 상기 삽입부를 감싼 상태로 상기 끼움부에 게재되는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 끼움부는 상기 제거부재의 제2측판부에 형성되며,
   상기 워터스탑부재의 고정단부는 상기 사장부재의 삽입부의 외측면에 부착되고, 상기 삽입부를 감싸면서 접철되어 자유단부는 상기 삽입부의 내측면 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 끼움부는 상기 사장부재의 제1측판부에 형성되며,
   상기 워터스탑부재의 고정단부는 상기 사장부재의 끼움부의 내측면에 결합되며, 상기 끼움부 내에서 한 번 접철된 후 상기 제거부재의 삽입부를 감싸면서 다시 접철되어 자유단부는 상기 삽입부의 외측면 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 사장부재의 폭은 상기 지하 연속벽체의 폭보다 좁고 인접한 상기 패널의 철근망의 폭 보다는 크게 형성되어,
   상기 사장부재 양쪽 외측으로 철근망이 배근되고, 사장부재의 내측에도 인접한 패널의 철근망이 삽입되어 인접한 2개의 패널의 철근망이 겹이음되며, 상기 지하 연속벽체의 외측으로 노출되지 않도록 콘크리트 내부에 매립되는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
7. 제1항에 있어서,
   지반 굴착장치의 비트와 접촉될 때 상기 비트가 손상되지 않을 정도의 경도의 무른 소재로 이루어져, 상기 제2플레이트의 배면에 부착되는 간격완충재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2플레이트의 배면 양측에는 외측으로 돌출된 한 쌍의 플랜지부가 형성되며, 상기 간격완충재는 상기 한 쌍의 플랜지부 내측에 설치되는 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 간격완충재는 스티로폼인 것을 특징으로 하는 매설차단박스 구조물.
   
10. 철근 콘크리트 패널이 연속적으로 연결되어 있는 지하 연속벽체를 시공하는 방법으로서,
    (a)지반을 굴착하여 제1굴착부를 형성하고, 복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제1철근망을 제1굴착부에 근입한 후, 청구항 1~9 중 어느 하나에 기재된 매설차단박스 구조물이 상기 제1철근망의 횡철근 사이에 삽입되게 설치하고, 상기 굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시켜 제1패널을 완성하는 단계;
    (b)상기 제1패널의 옆의 지반을 굴착하여 제2굴착부를 형성하고, 상기 매설차단박스 구조물에서 상기 제거부재를 분리하여 상기 매설차단박스 구조물의 내측의 공간을 상기 제2굴착부를 향해 개방하고, 상기 워터스탑부재가 펴지면서 상기 사장부재의 외측으로 돌출시키는 단계; 및
    (c)복수의 횡철근과 종철근이 연결되어 있는 제2철근망을 제2굴착부에 근입하되 상기 제2철근망의 횡철근이 상기 제1철근망의 횡철근과 상호 겹쳐지도록 배치한 후, 상기 제2굴착부에 콘크리트를 타설 및 경화시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 연속벽체 시공방법.
    

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