KR20230149211A - 정착각도 조절이 용이한 구조의 경사 가변 브래킷을 이용하여 어스 앵커가 설치되는 자립식 흙막이 벽체 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반 굴착예정선을 따라 사전에 정해진 간격을 두고 엄지말뚝을 지반에 연직하게 관입 설치하고, 배면토사에는 어스 앵커(earth anchor)를 매립하고 긴장 정착하여 그 긴장력이 배면토압에 대한 지지력으로 엄지말뚝에 가해지는 구조가 되도록 자립식 흙막이 벽체를 구축하되, 어스 앵커의 상단이 정착되는 위치에 어스 앵커의 긴장 정착각도를 변화시킬 수 있는 경사 가변 브래킷과 지지 암을 구비함으로써, 이를 통해서 현장 상황 등에 따라 필요에 맞추어서 정밀하게 정해진 각도를 가지면서 경사지게 어스 앵커를 설치하여 어스 앵커의 긴장 정착에 의한 힘이 어스 앵커에 고르게 분배되도록 하고, 그에 따라 엄지말뚝에서도 설계에 부합되는 정도의 충분한 지지력이 발휘되도록 하여 더욱 안정적인 흙막이 벽체의 지지 구조를 구현할 수 있게 되는 "정착각도 조절이 용이한 구조의 경사 가변 브래킷을 이용하여 어스 앵커가 설치되는 자립식 흙막이 벽체" 및 "그 시공방법"에 관한 것이다.

Description

정착각도 조절이 용이한 구조의 경사 가변 브래킷을 이용하여 어스 앵커가 설치되는 자립식 흙막이 벽체 및 그 시공방법{Self-standing Type Retaining Wall and Constructing Method thereof}

본 발명은 지반 굴착예정선을 따라 사전에 정해진 간격을 두고 엄지말뚝을 지반에 연직하게 관입 설치하고, 배면토사에는 어스 앵커(earth anchor)를 매립하여 긴장 정착함으로써 그 긴장력이 배면토압에 대한 지지력으로 엄지말뚝에 가해지는 구조가 되도록 자립식 흙막이 벽체를 구축하는 기술에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 어스 앵커의 상단이 정착되는 위치에 어스 앵커의 정착각도를 변화시킬 수 있는 경사 가변 브래킷과 지지 암을 설치함으로써, 이를 통해서 현장 상황 등에 따라 필요에 맞추어서 정밀하게 정해진 정착각도를 가지면서 어스 앵커를 설치하여 어스 앵커의 긴장 정착에 의한 힘이 어스 앵커에 고르게 분배되도록 하고, 그에 따라 엄지말뚝에서도 설계에 부합되는 정도의 충분한 지지력이 발휘되도록 하여 더욱 안정적인 흙막이 벽체의 지지 구조를 구현할 수 있게 되는 정착각도의 용이한 조절이 가능한 경사 가변 브래킷을 이용하여 어스 앵커가 설치되는 자립식 흙막이 벽체에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 자립식 흙막이 벽체를 시공하는 방법에 관한 것이다.

지반 굴착공사를 수행할 때 굴착 지반의 붕괴 방지, 지하수의 차수 등을 위하여 흙막이 벽체를 구축하게 된다. 일반적인 종래의 흙막이 벽체는, 엄지말뚝을 지반 굴착예정선을 따라 사전에 정해진 간격을 두고 지반에 연직하게 관입 설치하고, 엄지말뚝의 사이에는 토류판을 배치하여 배면토압을 엄지말뚝과 토류판에 의해 지지하는 구조를 가질 수 있다. 경우에 따라서는 지반에 천공된 지중공에 엄지말뚝을 배치하고 채움재에 매립되도록 하고, 이러한 엄지말뚝 사이에 PHC(Prestressed High Strength Concrete Pile)을 설치함으로써 흙막이 벽체가 시공될 수도 있다.

흙막이 벽체의 일종으로서 배면토사에 어스 앵커의 후방단부를 매립 정착시키고 어스 앵커(earth anchor)의 전방단부를 흙막이 벽체의 전면 구조체에 긴장 정착하는 형태로 어스 앵커를 직각에 가까울 정도로 세워서 설치하여 어스 앵커의 긴장력이 엄지말뚝에 가해지고 이를 통해서 배면토사에 대한 지지력이 발휘되도록 하는 "자립식" 흙막이 벽체 또는 "자립식" 흙막이 구조물이 대한민국 등록특허 제10-1494132호 등에 의해 개시되어 있다.

종래의 자립식 흙막이 벽체를 시공함에 있어서는, 일반적으로 배면토사를 향하여 즉, 후방으로 돌출된 수평 연장부재를 엄지말뚝의 상단 배면에 일체로 설치하고, 수평 연장부재의 상면에 긴장재의 긴장 정착을 위한 정착구를 배치하여 어스 앵커의 상단부를 정착구에 긴장 정착하였다. 이 때, 시공현장에서 예상하지 못하게 발생하는 시공오차 등으로 인하여 어스 앵커가 지중에 매립되어 연장된 각도 즉, "어스 앵커의 연장각도"와, 어스 앵커의 상단부가 정착구에서 긴장되는 각도 즉, "어스 앵커의 긴장정착 각도"간의 차이가 발생할 수 있다. 어스 앵커의 연장각도와 긴장정착 각도 간에 차이가 존재하게 되면, 흙막이 벽체의 폭방향에서 바라보았을 때 어스 앵커의 상단부가 꺾여있는 상태가 된다. 이러한 상태는 어스 앵커의 긴장 정착 과정에서 긴장력이 어스 앵커에 고르게 분배되지 못하고 특정 부분에 집중할 수 있으며, 이는 결국 어스 앵커에 의해 엄지말뚝에 전달되는 긴장력 즉, 배면토압에 대한 지지력에 약화를 가져오게 되어 흙막이 벽체의 안정성이 저하되는 문제를 야기하게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1494132호(2015. 02. 16. 공고).

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로 본 발명은 엄지말뚝과 어스 앵커를 이용하여 구축되는 자립식 흙막이 벽체에서, 시공현장에서 예상하지 못하게 발생하는 시공오차 등으로 인하여 어스 앵커의 연장각도와 긴장정착 각도가 서로 상이하게 되는 현상을 예방함으로써, 어스 앵커의 긴장 정착 과정에서 긴장력이 어스 앵커에 고르게 분배되어 작용되도록 하고, 이를 통해서 어스 앵커의 긴장력이 엄지말뚝에 전달되어 배면토압을 지지하게 되는 지지력이 충분하게 발휘될 수 있도록 하고, 흙막이 벽체의 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 구성의 자립식 흙막이 벽체와 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 어스 앵커의 상단을 긴장 정착하기 위하여 흙막이 벽체의 폭방향으로 필요한 위치에서만 어스 앵커를 설치하여 긴장 정착할 수 있도록 함으로써 엄지말뚝의 개수에는 변동 없이 어스 앵커가 설치되는 위치 및 개수를 줄일 수 있게 되어 흙막이 벽체의 시공 경제성을 향상시킬 수 있는 새로운 구성의 자립식 흙막이 벽체와 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 엄지말뚝 및 후방 단부가 배면토사에 정착되는 어스 앵커를 포함하는 흙막이 벽체로서, 엄지말뚝의 상부에는 전후방향으로 연장된 빔 부재로 이루어진 지지 암이 일체로 구비되며, 지지 암에는 경사 가변 브래킷이 조립 설치되며, 폭방향으로 길게 연장된 정착 빔이 복수개의 경사 가변 브래킷에 걸쳐서 경사 가변 브래킷의 상면에 설치되며, 어스 앵커의 상단은 정착 빔을 관통하여 정착 빔에 긴장 정착되는데; 전후방향으로 연장된 경사 가변 브래킷의 전,후방 단부 중의 일단부는 지지 암에 연직방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 힌지결합 단부가 되고, 경사 가변 브래킷의 타단부는 선택된 위치에서 지지 암에 고정 결합되는 가변고정결합 단부가 되어서; 경사 가변 브래킷의 힌지결합 단부에 의해 경사 가변 브래킷을 지지 암에 회전가능하게 결합한 상태에서 어스 앵커의 긴장정착 각도가 어스 앵커의 연장각도와 일치하게 되도록 경사 가변 브래킷을 연직방향으로 회전시켜서 경사 가변 브래킷의 상면 경사를 변화시킨 후, 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷을 지지 암에 일체로 고정 결합하고, 어스 앵커를 정착 빔에 긴장 정착하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체가 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 엄지말뚝을 설치하는 단계와, 후방 단부가 배면토사에 정착되도록 어스 앵커를 설치하는 단계를 포함하는 흙막이 벽체의 시공방법으로서, 엄지말뚝의 상부에는 전후방향으로 연장된 빔 부재로 이루어진 지지 암을 일체로 설치하고, 지지 암에는 경사 가변 브래킷을 설치하며, 폭방향으로 길게 연장된 정착 빔을 복수개의 경사 가변 브래킷에 걸쳐서 경사 가변 브래킷의 상면에 설치하는 단계; 및 어스 앵커의 상단을 정착 빔에 관통시켜서 정착 빔에 긴장 정착하는 단계를 포함하며; 전후방향으로 연장된 경사 가변 브래킷의 전,후방 단부 중의 일단부는 지지 암에 연직방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 힌지결합 단부가 되고, 경사 가변 브래킷의 타단부는 선택된 위치에서 지지 암에 고정 결합되는 가변고정결합 단부가 되는 구성을 가지고 있어서; 지지 암에 경사 가변 브래킷을 설치할 때에는, 경사 가변 브래킷의 힌지결합 단부에 의해 경사 가변 브래킷을 지지 암에 연직방향으로 회전가능하게 결합하며; 어스 앵커의 긴장정착 각도가 어스 앵커의 연장각도와 일치하게 되도록 경사 가변 브래킷을 회전시켜서 경사 가변 브래킷의 상면 경사를 변화시킨 후, 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷을 지지 암에 일체로 고정결합한 상태에서 어스 앵커를 정착 빔에 긴장 정착하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 실제 시공시에는 시공오차 등으로 인하여 어스 앵커의 상단부가 정착되는 어스 앵커의 긴장정착 각도를 조정할 필요가 생길 경우, 지지 암에 조립된 경사 가변 브래킷을 연직방향으로 회전시키면서 경사 가변 브래킷 상면의 경사를 원하는 정도로 맞춘 상태에서 경사 가변 브래킷을 경사 가변 브래킷을 고정시키게 되고, 그에 따라 어스 앵커의 긴장정착 각도를 어스 앵커의 연장각도와 일치되게 만들 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 현장에서 발생하는 어스 앵커의 긴장정착 각도와 어스 앵커의 연장각도간의 불일치 상황에 유연하게 대처하여 문제를 해결할 수 있게 되며, 그에 따라 어스 앵커의 긴장 정착에 의한 인장력이 고르게 분배되어 작용하게 만들 수 있게 되어 더욱 안정적인 흙막이 벽체의 지지구조를 구축할 수 있게 되는 유용한 장점이 있다.

또한 본 발명에서는 어스 앵커가 정착되는 위치가 엄지말뚝이 아닌 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이가 될 수 있는데, 이러한 구성에 의하면 엄지말뚝의 설치 개수에는 영향을 전혀 주지 않으면서도 어스 앵커의 설치 개수를 필요한 정도로 증감시킬 수 있게 되며, 그에 따라 흙막이 벽체에 대해 어스 앵커를 이용하여 동일한 보강력을 부여할 경우, 본 발명에서는 어스 앵커 각각의 긴장력을 증가시키는 대신에 어스 앵커의 설치 개수를 줄일 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 더욱 경제적으로 흙막이 벽체를 구축할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흙막이 벽체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A-A에 따른 개략적인 폭방향 단면도이다.
도 3은 도 1의 원 B 부분에 대한 개략적인 부분 확대도이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 3에서 엄지말뚝의 상단, 지지 암, 경사 가변 브래킷 및 정착 빔만을 발췌하여 그 조립상태를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 부분 확대도이다.
도 6은 도 4에 도시된 부분에서 경사 가변 브래킷이 조립되고 정착 빔이 경사 가변 브래킷에 설치되는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 7은 도 4의 상태에 대한 개략적인 폭방향의 측면도로서 경사 가변 브래킷이 각각 회전하는 것을 보여주는 개략적인 폭방향의 측면도이다.
도 8은 지지 암에 고정관통공이 복수개로 형성되어 있어서 고정 핀의 관통 위치가 달라지는 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 4에 대응되는 개략적인 부분 확대도이다.
도 9는 도 8의 실시예에 대한 도 6에 대응되는 개략적인 분해 사시도이다.
도 10은 도 8의 실시예에 대한 도 7에 대응되는 개략적인 폭방향의 측면도이다.
도 11은 경사 가변 브래킷의 후방단부가 힌지결합 단부로 이루어지고 전방단부는 가변고정결합 단부로 이루어진 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도 4에 대응되는 개략적인 부분 확대도이다.
도 12는 도 11의 실시예에 대한 도 6에 대응되는 개략적인 분해 사시도이다.
도 13은 도 11의 실시예에 대한 도 7에 대응되는 개략적인 폭방향의 측면도이다.
도 14는 지지 암이 엄지말뚝의 상단부 상면에 일체로 구비된 본 발명의 실시예를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 15는 도 14의 화살표 C-C에 따른 개략적인 폭방향 단면도이다.
도 16은 폭방향으로 복수개의 경사 가변 브래킷에 연결봉을 관통하여 설치한 본 발명의 또다른 실시예를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 17은 도 16에서 정착 빔의 도시를 생략하여 보여주는 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 후술하는 청구범위를 포함하여 본 명세서 전체에서, 흙막이 벽체를 기준으로 흙막이 벽체가 배면토사(S)가 접하게 되는 방향을 "후방" 또는 "배면"이라고 기재하고, 이와 반대되는 방향 즉, 지반이 굴착되는 방향을 "전방" 또는 "정면"이라고 기재한다. 또한 엄지말뚝(1)이 길게 연장되는 방향을 "연직방향"이라고 기재하고, 수평면에서 이와 직교하여 흙막이 벽체의 폭이 길게 넓어지는 방향을 "폭방향"이라고 기재하며, 수평면에서 폭방향과 직교하는 방향을 "전후방향"이라고 기재한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 "자립식" 흙막이 벽체(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 화살표 A-A에 따른 개략적인 폭방향 단면도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 원 B 부분 즉, 어스 앵커(3)의 상단부가 정착되어 있는 부분에 대한 개략적인 부분 확대도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 흙막이 벽체(100)는 폭방향으로 간격을 두고 지반에 연직하게 관입 설치된 복수개의 엄지말뚝(1)을 포함한다. 그리고 특히 본 발명의 흙막이 벽체(100)에서는 후방 단부가 배면토사(S)에 정착되도록 어스 앵커(3)가 설치된다. 엄지말뚝(1)의 상부에는 지지 암(support arm)(4)이 일체로 구비되며, 각각의 지지 암(4)에는 어스 앵커(3)의 긴장정착 각도를 가변시킬 수 있는 경사 가변 브래킷(5)이 조립 설치된다. 폭방향으로 길게 연장된 정착 빔(6)이 복수개의 경사 가변 브래킷(5)에 걸쳐서 설치되며, 어스 앵커(3)의 상단은 정착 빔(6)에 긴장 정착되는 구성을 가진다. 도 1 내지 도 3에서는 복수개의 엄지말뚝(1) 사이에 배면토사(S)를 지지하는 토류판(2)이 끼워져 있는 구조의 흙막이 벽체를 예시하고 있지만 본 발명의 흙막이 벽체는 이러한 형식에 한정되지 않는다.

도 4 및 도 5에는 각각 도 3에서 엄지말뚝(1)의 상단, 지지 암(4), 경사 가변 브래킷(5) 및 정착 빔(6)만을 발췌하여 그 조립상태를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 부분 확대도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 4에 도시된 부분에서 지지 암(4)에 경사 가변 브래킷(5)이 정착 빔(6)이 경사 가변 브래킷(5)에 설치되는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 7에는 도 4의 상태에 대한 개략적인 폭방향의 측면도로서 경사 가변 브래킷(5)이 각각 회전하는 것을 보여주는 개략적인 폭방향의 측면도가 도시되어 있다.

본 발명에서 지지 암(4)은 도면에 예시된 것처럼 전후방향으로 소정 길이로 연장된 빔(beam) 부재로 이루어질 수 있다. 도 1 내지 도 7에 예시된 실시예에서 지지 암(4)은 엄지말뚝(1)의 상단부 배면에서 후방으로 연장되어 돌출되도록 일체로 구비되어 있다. 그러나 본 발명에서 지지 암(4)은 후술하는 것처럼 엄지말뚝(1)의 상단부 상면 위에 놓인 형태로 엄지말뚝(1)에 일체 구비될 수도 있다. 도면에서 부재번호 40은 필요에 따라 지지 암(4)을 보강하기 위하여, 지지 암(4)과 엄지말뚝(1) 사이에 설치되는 보강리브(40)이다.

도면에 예시된 것처럼 지지 암(4)에는 전후방향으로 소정 길이로 연장된 부재로 이루어진 경사 가변 브래킷(5)이 조립 설치되는데, 경사 가변 브래킷(5)의 전,후방 단부 중의 일단부는 지지 암(4)에 연직방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되고, 경사 가변 브래킷(5)의 타단부는 경사 가변 브래킷(5)의 상면이 원하는 경사로 된 후에 지지 암(4)에 고정 결합된다. 편의상 이와 같이 경사 가변 브래킷(5)의 전,후방 단부 중에서 지지 암(4)에 회전 가능하게 힌지 결합되는 단부는 "힌지결합 단부"라고 기재하고, 이와 반대편에 위치하는 경사 가변 브래킷(5)의 단부 즉, 경사 가변 브래킷(5)의 상면이 원하는 경사로 된 후에 지지 암(4)에 고정 결합되는 경사 가변 브래킷(5)의 단부를 "가변고정결합 단부"라고 기재한다.

도 1 내지 도 7에 예시된 실시예의 경우, 경사 가변 브래킷(5)은 폭방향으로 나란하게 간격을 두고 배치되는 2개의 측면판부재(5a, 5b)와, 상기 측면판부재(5a, 5b)를 서로 연결하여 일체화시키는 연결부재(5c)를 포함하여 구성되어 있다. 경사 가변 브래킷(5)의 전,후방 양단에서 2개의 측면판부재(5a, 5b)는 빔 부재로 이루어진 지지 암(4)의 폭방향 양측면을 각각 마주하게 되는데, 힌지결합 단부에서는 경사 가변 브래킷(5)을 이루는 2개의 측면판부재(5a, 5b)에는 각각 폭방향으로 힌지 관통공(55)이 형성되어 있고, 측면판부재(5a, 5b)와 마주하는 지지 암(4)에도 폭방향으로 힌지 관통공(45)이 형성되어 있다. 따라서 힌지결합 단부에서는 2개의 측면판부재(5a, 5b)가 지지 암(4)의 폭방향 양측면을 각각 마주하고 각각에 형성된 힌지관통공(55, 45)이 서로 연통된 상태에서 힌지 핀(hinge pin)(50)이 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 폭방향으로 관통하도록 힌지관통공(55, 45)에 끼워져 위치하게 된다. 이와 같이 힌지결합 단부에서는 경사 가변 브래킷(5)이 힌지 핀(50)에 의해 지지 암(4)에 결합되어 있으므로, 경사 가변 브래킷(5)은 힌지 핀(50)을 회전축으로 하여 연직방향으로 회전이 가능하게 된다.

힌지결합 단부와 반대쪽에 위치하는 경사 가변 브래킷(5)의 가변고정결합 단부에서도 2개의 측면판부재(5a, 5b)가 지지 암(4)의 폭방향 양측면을 각각 마주한 상태가 되는데, 이러한 상태에서 고정 핀(pin)(53)이 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 폭방향으로 관통하도록 끼워져 위치함으로써, 경사 가변 브래킷(5)의 나머지 단부가 지지 암(4)에 고정된 상태로 결합된다. 다만, 앞서 설명한 것처럼 경사 가변 브래킷(5)의 가변고정결합 단부는 경사 가변 브래킷(5)의 상면이 원하는 경사로 된 후에 지지 암(4)에 고정 결합되며, 경사 가변 브래킷(5)의 가변고정결합 단부는 필요에 따라 지지 암(4)에 결합되는 위치를 변화시킬 수 있는 구조를 가진다. 구체적으로 도 6에 예시된 것처럼 고정 핀(53)은 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 폭방향으로 관통하도록 끼워지는데, 이를 위하여 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)을 이루는 2개의 측면판부재(5a, 5b)에는 각각 폭방향으로 고정 핀(53)이 관통하게 되는 고정관통공(52)이 형성되고 지지 암(4)에도 고정관통공(42)이 형성된다. 이 때, 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예의 경우, 경사 가변 브래킷(5)의 고정관통공(52)은 연직방향으로 높이를 달리하여 경사 가변 브래킷(5)에 복수개로 형성되어 있다. 따라서 경사 가변 브래킷(5)의 가변고정결합 단부에는 고정 핀(53)이 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 폭방향으로 관통하게 되는 위치("고정 핀의 관통 위치")가 복수개로 존재하게 된다. 이러한 구성에서는 복수개의 고정관통공(52) 중에서 어떤 것을 선택하여 고정 핀(53)을 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)에 폭방향으로 관통 삽입하는지에 따라 경사 가변 브래킷(5)의 상면 기울기가 달라진다. 도 7에서 점선은 경사 가변 브래킷(5)의 가변고정결합 단부를 연직방향으로 회전시키면서 각각 서로 다른 고정 핀의 관통 위치에서 고정 핀(53)을 지지 암(4)과 경사 가변 브래킷(5)에 결합함으로써 경사 가변 브래킷(5)의 상면 경사 및 그 상면에 설치된 정착 빔(6)의 배치 상태가 달라지는 것을 보여준다. 도 7에 도시된 것처럼 경사 가변 브래킷(5)의 가변고정결합 단부에 형성된 복수개의 고정관통공(52) 중에서, 높은 위치의 고정관통공에 고정 핀(53)을 삽입할수록 경사 가변 브래킷(5)의 상면은 더 급경사의 기울기를 가지게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 아직 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 일체로 고정 결합시키기 전에, 힌지결합 단부에서 힌지 핀(50)을 이용하여 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 회전가능하게 결합한 후, 힌지 핀(50)을 회전중심으로 하여 경사 가변 브래킷(5)을 연직방향으로 회전시켜서 경사 가변 브래킷(5)의 상면을 희망하는 경사가 되도록 만든다. 이렇게 경사 가변 브래킷(5)의 상면이 원하는 경사도를 가지게 된 후에, 가변고정결합 단부에서 고정 핀(53)을 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)에 관통시켜서 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 일체로 고정 결합하게 되는 것이다.

한편, 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5) 및 지지 암(4)의 각각에 고정관통공(52, 42)을 형성함에 있어서, 위에서 설명한 실시예와 달리 지지 암(4)의 고정관통공(42)을 연직방향으로 그 높이를 달리하여 복수개로 형성함으로써, 위와 마찬가지로 고정 핀의 관통 위치를 복수개로 만들 수도 있다. 도 8 내지 도 10에는 지지 암(4)에 고정관통공(42)이 복수개로 형성되어 있어서 고정 핀의 관통 위치가 달라지는 본 발명의 또다른 실시예가 도시되어 있는데, 도 8은 도 4에 대응되는 개략적인 부분 확대도이고, 도 9는 도 6에 대응되는 개략적인 분해 사시도이며, 도 10은 도 7에 대응되는 개략적인 폭방향의 측면도이다. 이와 같이, 지지 암(4)에 고정관통공(42)을 복수개로 형성함으로써, 경사 가변 브래킷(5)의 상면이 원하는 경사도를 가지게 되도록 지지 암(4)의 관통공(42)을 선택하여 고정 핀(53)을 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)에 관통시켜서 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)을 일체로 고정 결합할 수도 있다.

도 1 내지 도 10의 실시예에서는, 경사 가변 브래킷(5)의 전방단부가 힌지 핀(50)에 의해 지지 암(4)에 회전가능하게 결합되는 힌지결합 단부에 해당하고, 경사 가변 브래킷(5)의 후방단부는 복수개의 고정관통공과 고정 핀(53)에 의해 지지 암(4)에 고정 결합되는 가변고정결합 단부에 해당하였다. 그러나 이와 반대의 구성 즉, 경사 가변 브래킷(5)의 후방단부가 힌지결합 단부로 이루어지고 전방단부는 가변고정결합 단부로 이루어진 구성을 가질 수도 있다. 도 11 내지 도 13에는 경사 가변 브래킷(5)의 후방단부가 힌지결합 단부로 이루어지고 전방단부는 가변고정결합 단부로 이루어진 본 발명의 또다른 실시예가 도시되어 있는데, 도 11은 도 4에 대응되는 개략적인 부분 확대도이고, 도 10는 도 6에 대응되는 개략적인 분해 사시도이며, 도 11은 도 7에 대응되는 개략적인 폭방향의 측면도이다. 도 11 내지 도 13에 도시된 실시예에서는, 경사 가변 브래킷(5)의 후방단부가 힌지결합 단부로 이루어지고 전방단부는 가변고정결합 단부로 이루어지되, 경사 가변 브래킷(5)에 형성된 고정관통공(52)이 그 높이를 달리하여 복수개로 형성되어 있는 구성을 가지고 있으므로, 전방단부의 고정관통공(52)을 달리 선택하여 고정 핀(53)이 끼워짐으로써, 경사 가변 브래킷(5)의 상면 기울기가 달라진다.

전방단부가 가변고정결합 단부에 해당하게 구성함에 있어서는, 앞서 설명한 것처럼 경사 가변 브래킷(5)에 형성된 고정관통공(52)을 그 연직 높이를 달리하여 복수개로 형성할 수도 있고, 지지 암(4)에 형성된 고정관통공(42)을 그 연직 높이를 달리하여 복수개로 형성할 수도 있다. 물론 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4)에 형성된 고정관통공(52, 42) 모두가 각각 높이를 달리하여 복수개로 형성될 수도 있다.

위에서 설명한 다양한 실시예의 형태로 경사 가변 브래킷(5)이 지지 암(4)에 조립 설치되면, 경사 가변 브래킷(5)은 그 상면이 후방에서 전방으로 가면서 하향 경사지게 된다. 경사 가변 브래킷(5)의 이러한 경사진 상면에는 폭방향으로 길게 연장된 정착 빔(6)이 놓인다. 복수개의 엄지말뚝(1)의 상부에 위에서 설명한 것처럼 지지 암(4)과 경사 가변 브래킷(5)이 일체로 설치되고, 경사 가변 브래킷(5)의 경사진 상면에는 정착 빔(6)이 놓이게 되는 것이다. 이 때, 정착 빔(6)이 경사 가변 브래킷(5)의 경사진 상면에서 경사를 따라 미끄러지지 않도록 경사 가변 브래킷(5)의 상면에 오목한 걸림홈(58)을 형성하여, 걸림홈(58) 내에 정착 빔(6)이 위치하는 것이 바람직하다. 도면으로 예시하지는 않았지만 걸림홈(58)을 대신하여 경사 가변 브래킷(5)의 경사진 상면에 스톱퍼(stopper) 역할을 하도록 돌출된 걸림턱을 형성할 수도 있다.

어스 앵커(3)는 그 후방 단부가 배면토사(S)에 정착되도록 설치되고, 그 상단부는 배면토사(S)의 위쪽으로 연장되어 정착 빔(6)을 관통한 후, 정착 빔(6)에 공지의 앵커 정착부재를 이용하여 정착된다(도 3 참조). 이를 위해서 도면에서는 상세히 예시되지는 않았지만 정착 빔(6)에는 어스 앵커(3)가 관통하게 되는 앵커통과공이 형성되는데, 앵커통과공은 폭방향으로 소정 길이로 연장된 장공(長孔)으로 형성되는 것이 바람직하다. 앵커통과공이 장공으로 형성되면 어스 앵커의 폭방향 위치가 설계와 다소 상이하더라도 어스 앵커를 쉽게 정착 빔(6)에 통과시킬 수 있게 된다. 공지의 앵커 정착부재는, 테이퍼진 형태의 웨지홈이 형성되어 있는 구성을 가지며, 웨지홈에 끼워진 어스 앵커의 강선에 웨지가 물린 채 끼워지는 구성을 가질 수 있는데, 이러한 앵커 정착부재의 구성은 공지된 것이다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 정착 빔(6)은 제1,2플랜지(61, 62)와 웨브(63)를 가지는 H 빔으로 이루어지되, 웨브(63)가 경사지게 배치되도록 정착 빔(6)이 경사 가변 브래킷(5) 위에 놓이고, 어스 앵커(3)가 웨브(63)를 관통하여 정착되어 있는 구성을 가진다. 그러나 정착 빔(6)은 이러한 H 빔에 한정되지 않으며, 폭방향으로 이와 다른 단면 형상을 가지는 다양한 종류의 빔으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 폭방향으로 ㄷ자 형태의 단면을 가지는 한 쌍의 절곡 빔이 폭방향으로 간격을 두고 배치되어 정착 빔(6)을 이룰 수도 있는 것이다. 정착 빔(6)이 경사 가변 브래킷(5)의 경사진 상면에 놓이게 되면 정착 빔(6)에서 어스 앵커(3)가 정착되는 면 역시 경사지게 되고, 그에 따라 어스 앵커(3)는 경사지게 정착된다.

위와 같이 어스 앵커(3)가 정착 빔(6)을 관통하여 정착되는 폭방향의 위치는, 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이가 될 수 있다. 지지 암(4)은 엄지말뚝(1)에 결합 설치되고, 경사 가변 브래킷(5)은 지지 암(4) 위에 놓이므로, 폭방향으로 지지 암(4)과 경사 가변 브래킷(5)의 위치는 엄지말뚝(1)이 설치되어 있는 곳이 되지만, 어스 앵커(3)는 정착 빔(6)을 관통하여 정착되므로, 도 1에 예시된 것처럼 2개의 엄지말뚝(1) 사이 또는 2개 이상의 개수의 엄지말뚝(1) 사이에 어스 앵커(3)가 위치할 수 있는 것이다. 종래 기술에서는 어스 앵커가 엄지말뚝에만 설치되는 경우가 있는데, 이 경우 어스 앵커의 설치 개수를 증감시킨다는 것은 곧바로 엄지말뚝의 설치 개수 증감을 의미하며, 이는 2개의 엄지말뚝 사이의 간격 변화를 가져와서 흙막이 벽체의 지지력에 큰 영향을 주게 된다. 그러나 본 발명에서는 어스 앵커가 정착되는 위치는 엄지말뚝(1)이 아닌 엄지말뚝과 엄지말뚝 사이가 될 수 있으므로, 본 발명의 경우 엄지말뚝의 설치 개수에는 영향을 전혀 주지 않으면서도 어스 앵커의 설치 개수를 필요한 정도로 증감시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명에서는 종래 기술과는 달리 2개의 엄지말뚝 사이의 간격 변화를 전혀 주지 않아서 흙막이 벽체의 지지력에 변화를 일으키지 않으면서도 어스 앵커의 설치 개수를 늘리거나 감소시키고 그에 맞추어서 어스 앵커의 긴장 상태(어스 앵커에 의해 도입되는 긴장력의 크기)를 조절할 수 있게 되는 것이다. 어스 앵커를 설치하는데 소요되는 비용이 상당하므로, 만일 어스 앵커를 이용하여 흙막이 벽체의 지지력을 보강할 때에는 어스 앵커의 설치 개수를 증가시키는 것보다는 어스 앵커의 설치 개수는 줄이되 각각의 어스 앵커에 의해 도입되는 보강력 즉, 어스 앵커 각각의 긴장력을 증가시키는 것이 더욱 경제적이다. 위에서 설명한 것처럼 종래 기술과 달리 본 발명에서는 엄지말뚝의 설치 개수 및 엄지말뚝 사이의 간격에는 영향을 전혀 주지 않으면서도 어스 앵커의 설치 개수를 필요한 정도로 증감시킬 수 있으므로, 흙막이 벽체에 대해 어스 앵커를 이용하여 동일한 보강력을 부여할 경우, 본 발명에서는 어스 앵커 각각의 긴장력을 증가시키는 대신에 어스 앵커의 설치 개수를 줄일 수 있게 되며, 그에 따라 더욱 경제적으로 흙막이 벽체를 구축할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 흙막이 구조물은, 엄지말뚝(1)을 설치하는 작업, 어스 앵커(3)를 배면토사(S)에 정착 설치하는 작업, 지지 암(4)과 경사 가변 브래킷(5)과 정착 빔(6)을 설치하는 작업, 및 어스 앵커(3)를 긴장하여 정착 빔(6)에 정착하는 작업을 포함하는 방법에 의해 구축될 수 있다. 여기서, 어스 앵커(3)의 설치 작업과, 지지 암(4)와 경사 가변 브래킷(5)과 정착 빔(6)을 설치하는 작업은 어느 것을 우선적으로 수행하여도 동시에 병행하여 수행하여도 무방하다. 이 때, 앞서 설명한 것처럼 경사 가변 브래킷(5) 상면의 경사진 각도를 원하는 정도로 조정하면서 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 조립하여 설치함으로써, 어스 앵커의 연장각도와 어스 앵커의 긴장정착 각도를 현장에서 신속하고 쉽게 일치시킬 수 있게 된다. 위에서 설명한 것처럼 본 발명에서 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 결합 설치함에 있어서, 전후방 단부 중 일단부는 힌지결합 단부로 형성하고 타단부는 가변고정결합 단부로 형성하여, 우선적으로 힌지결합 단부에 의해 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 결합한다. 이와 같이 힌지결합된 상태에서, 어스 앵커의 긴장정착 각도가 어스 앵커의 연장각도와 일치하게 되도록 경사 가변 브래킷(5)을 회전시켜서 경사 가변 브래킷(5)의 상면 경사를 원하는 정도가 되도록 조정한 후, 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 견고하게 일체로 고정결합하게 된다. 이러한 구성에 의해 현장에서 필요에 따라 신속하고 간편하게 어스 앵커의 연장각도와 어스 앵커의 긴장정착 각도를 일치시킬 수 있게 된다.

실제 시공시에는 시공오차 등으로 인하여 어스 앵커의 상단부가 정착되는 어스 앵커의 긴장정착 각도를 조정할 필요가 생길 수 있다. 즉, 시공오차로 등으로 인하여 실제 시공 현장에서는 어스 앵커의 긴장정착 각도가 어스 앵커의 연장각도와 일치하지 않는 경우가 발생할 수 있는 것이다. 이러한 상황에서도 본 발명에서는 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 조립할 때, 고정 핀(52)이 관통하게 되는 위치를 적절히 선택함으로써, 경사 가변 브래킷(5) 상면의 경사를 원하는 정도로 맞출 수 있게 되고, 그에 따라 어스 앵커의 긴장정착 각도를 어스 앵커의 연장각도와 일치되게 만들 수 있는 바, 어스 앵커의 긴장정착 각도와 어스 앵커의 연장각도간의 불일치 상황에 유연하게 대처하여 상기한 문제점을 해소할 수 있게 되는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 어스 앵커의 긴장 정착에 의한 인장력이 고르게 분배되어 작용하게 만들 수 있으며, 그에 따라 더욱 안정적인 흙막이 벽체의 지지구조를 구축할 수 있게 된다.

한편, 앞서 언급한 것처럼 지지 암(4)은 반드시 엄지말뚝(1)의 상단부에서 후방으로 연장된 돌출되도록 일체로 구비되어야 하는 것은 아니고, 엄지말뚝(1)의 상단부 상면 위에 놓여서 일체로 구비될 수도 있다. 도 14에는 이와 같이 지지 암(4)이 엄지말뚝(1)의 상단부 상면에 일체로 구비된 경우를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 15에는 도 14의 화살표 A-A에 따른 개략적인 폭방향 단면도가 도시되어 있다. 이와 같이 지지 암(4)이 엄지말뚝(1)의 상단부 상면 위에 구비되는 경우, 경사 가변 브래킷(5)의 위치가 전방으로 더 당겨질 수 있고, 그에 따라 어스 앵커의 배면토사 정착 위치도 좀더 전방으로 이동하게 되어, 배면토사에서 대지경계선이 흙막이 벽체에 가까이 위치하는 경우에도 어스 앵커를 원활하게 설치할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. 도 14 및 도 15에 도시된 실시예에 대한 기타 사항은 앞서 설명한 내용이 동일하게 적용되므로 반복 설명을 생략한다.

본 발명에 있어서, 필요에 따라서는 복수개의 경사 가변 브래킷(5)에 폭방향으로 길게 연장된 연결봉(55)을 동시에 관통시켜 설치함으로써, 폭방향으로 경사 가변 브래킷(5)과 엄지말뚝(1) 간의 더욱 견고한 일체화를 도모할 수도 있다. 도 16에는 이와 같이 폭방향으로 복수개의 경사 가변 브래킷(5)에 연결봉(55)을 관통하여 설치한 본 발명의 또다른 실시예를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 17에는 연결봉(55)의 설치 구성의 예가 잘 보일 수 있도록 도 16에서 정착 빔(6)의 도시를 생략하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도 16 및 도 17에 예시된 것처럼 폭방향으로 길게 연장된 연결봉(55)이 복수개의 경사 가변 브래킷(5)을 관통하여 설치됨으로써, 복수개의 경사 가변 브래킷(5)은 연결봉(55)에 의해 일체화되며, 그에 따라 경사 가변 브래킷(5)이 설치되어 있는 복수개의 엄지말뚝(1) 역시 일체화가 이루어진다. 따라서 배면토압이 작용하더라도 복수개의 경사 가변 브래킷(5) 및 엄지말뚝(1) 간의 일체화에 의해 큰 저항력이 발휘하게 되어 흙막이 벽체의 구조적인 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발휘된다. 위와 같은 연결봉(55)의 설치에 의한 복수개의 경사 가변 브래킷(5) 및 엄지말뚝(1) 간의 일체화 구성은 도 14에 도시된 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

1: 엄지말뚝
2: 토류판
3: 어스 앵커
4: 지지 암
5: 경사 가변 브래킷
5a, 5b: 측면판부재
6: 정착 빔
42, 52: 고정관통공
45, 55: 힌지관통공
50: 힌지 핀
53: 고정 핀
58: 걸림홈
61: 제1플랜지
62: 제2플랜지
63: 웨브
100: 흙막이 벽체

Claims (5)

1. 엄지말뚝 및 후방 단부가 배면토사(S)에 정착되는 어스 앵커(3)를 포함하는 흙막이 벽체로서,
   엄지말뚝(1)의 상부에는 전후방향으로 연장된 빔(beam) 부재로 이루어진 지지 암(4)이 일체로 구비되며, 지지 암(4)에는 경사 가변 브래킷(5)이 조립 설치되며, 폭방향으로 길게 연장된 정착 빔(6)이 복수개의 경사 가변 브래킷(5)에 걸쳐서 경사 가변 브래킷(5)의 상면에 설치되며, 어스 앵커(3)의 상단은 정착 빔(6)을 관통하여 정착 빔(6)에 긴장 정착되는데;
   전후방향으로 연장된 경사 가변 브래킷(5)의 전,후방 단부 중의 일단부는 지지 암(4)에 연직방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 힌지결합 단부가 되고, 경사 가변 브래킷(5)의 타단부는 선택된 위치에서 지지 암(4)에 고정 결합되는 가변고정결합 단부가 되어서;
   경사 가변 브래킷(5)의 힌지결합 단부에 의해 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 회전가능하게 결합한 상태에서 어스 앵커(3)의 긴장정착 각도가 어스 앵커의 연장각도와 일치하게 되도록 경사 가변 브래킷(5)을 연직방향으로 회전시켜서 경사 가변 브래킷(5)의 상면 경사를 변화시킨 후, 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 일체로 고정 결합하고, 어스 앵커(3)를 정착 빔(6)에 긴장 정착하게 되는데;
   경사 가변 브래킷(5)은 폭방향으로 나란하게 간격을 두고 배치되는 2개의 측면판부재(5a, 5b)와, 상기 측면판부재(5a, 5b)를 서로 연결하여 일체화시키는 연결부재(5c)를 포함하여 구성되며;
   힌지결합 단부에서는 힌지 핀(50)이 경사 가변 브래킷(5)의 힌지관통공(55)과 지지 암(4)의 힌지관통공(45)을 폭방향으로 관통하여 설치되어, 경사 가변 브래킷(5)은 힌지 핀(50)을 회전축으로 하여 연직방향으로 회전 가능하며;
   가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4) 각각에는 고정 핀(53)이 관통하게 되는 고정관통공(52, 42)이 형성되는데, 지지 암(4)에 형성되는 고정관통공(42)은 연직방향으로 높이를 달리하여 복수개로 형성되어 있어서;
   고정 핀(53)을 지지 암(4)의 복수개 고정관통공(42) 중에서 선택하여 폭방향으로 관통 삽입함에 따라 경사 가변 브래킷(5)의 상면 경사가 변화된 상태로 설치되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체.
2. 제1항에 있어서,
   정착 빔(6)이 경사 가변 브래킷(5)의 경사진 상면에서 경사를 따라 미끄러지지 않도록 경사 가변 브래킷(5)의 상면에는 오목한 걸림홈(58)이 형성되어서, 정착 빔(6)이 걸림홈(58) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   지지 암(4)은 엄지말뚝(1)의 상단부 배면에서 후방으로 연장되어 돌출되도록 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   지지 암(4)은 엄지말뚝(1)의 상단부 상면 위에 놓여서 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체.
5. 엄지말뚝을 설치하는 단계와, 후방 단부가 배면토사(S)에 정착되도록 어스 앵커(3)를 설치하는 단계를 포함하는 흙막이 벽체의 시공방법으로서,
   엄지말뚝(1)의 상부에는 전후방향으로 연장된 빔(beam) 부재로 이루어진 지지 암(4)을 일체로 설치하고, 지지 암(4)에는 경사 가변 브래킷(5)을 설치하며, 폭방향으로 길게 연장된 정착 빔(6)을 복수개의 경사 가변 브래킷(5)에 걸쳐서 경사 가변 브래킷(5)의 상면에 설치하는 단계; 및
   어스 앵커(3)의 상단을 정착 빔(6)에 관통시켜서 정착 빔(6)에 긴장 정착하는 단계를 포함하며;
   전후방향으로 연장된 경사 가변 브래킷(5)의 전,후방 단부 중의 일단부는 지지 암(4)에 연직방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 힌지결합 단부가 되고, 경사 가변 브래킷(5)의 타단부는 선택된 위치에서 지지 암(4)에 고정 결합되는 가변고정결합 단부가 되고;
   경사 가변 브래킷(5)은 폭방향으로 나란하게 간격을 두고 배치되는 2개의 측면판부재(5a, 5b)와, 상기 측면판부재(5a, 5b)를 서로 연결하여 일체화시키는 연결부재(5c)를 포함하여 구성되며;
   힌지결합 단부에서는 힌지 핀(50)이 경사 가변 브래킷(5)의 힌지관통공(55)과 지지 암(4)의 힌지관통공(45)을 폭방향으로 관통하여 설치되어, 경사 가변 브래킷(5)은 힌지 핀(50)을 회전축으로 하여 연직방향으로 회전 가능하며;
   가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)과 지지 암(4) 각각에는 고정 핀(53)이 관통하게 되는 고정관통공(52, 42)이 형성되는데, 지지 암(4)에 형성되는 고정관통공(42)은 연직방향으로 높이를 달리하여 복수개로 형성되어 있어서;
   고정 핀(53)을 지지 암(4)의 복수개 고정관통공(42) 중에서 선택하여 폭방향으로 관통 삽입함에 따라 경사 가변 브래킷(5)의 상면 경사가 변화된 상태로 설치되는 구성을 가지고 있어서;
   지지 암(4)에 경사 가변 브래킷(5)을 설치할 때에는, 경사 가변 브래킷(5)의 힌지결합 단부에 의해 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 연직방향으로 회전가능하게 결합하며;
   어스 앵커의 긴장정착 각도가 어스 앵커의 연장각도와 일치하게 되도록 경사 가변 브래킷(5)을 회전시켜서 경사 가변 브래킷(5)의 상면 경사를 변화시킨 후, 가변고정결합 단부에서 경사 가변 브래킷(5)을 지지 암(4)에 일체로 고정결합한 상태에서 어스 앵커(3)를 정착 빔(6)에 긴장 정착하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체의 시공방법.

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