KR20240107975A - 토목 기초공사용 토압대응형 토류판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 건축물의 지하 터파기 공사시 굴착 절개지의 토사 유출 및 붕괴를 방지하기 위한 토목공사용 토류판에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지를 이용하여 토류판을 성형 제작하되, 토류판의 측부에는 상,하로 이격된 3선의 삽입구를 형성하고, 이들 각각의 삽입구에는 별도 구비의 금속재 강봉이 삽입되는 것이며, 토류판의 상부 양측에는 상기와 같은 강봉의 이탈을 방지하기 위한 차단보강대가 수직 방향으로 삽입되도록 구성함으로써,
내부가 비어있는 형태로 합성수지재 토류판은 매우 경량이므로 운반 및 취급과 시공성이 매우 뛰어난 것이고, 토압의 크기 또는 흙막이 벽체의 깊이에 따라 각 토류판에 삽입되는 강봉의 삽입 개체수를 조절하여 가장 효율적이고 이상적인 형태의 흙막이 벽체가 시공될 수 있는 것이며, 강봉의 삽입 및 차단보강대의 삽입을 통해 기존의 토류판보다 더욱 강력한 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것이고, 반복 재사용이 가능하므로 매우 경제적인 것이다.

Description

토목 기초공사용 토압대응형 토류판 {Earth pressure response type earth plate for civil engineering foundation work}

본 발명은 각종 건축물의 지하 터파기 공사시 굴착 절개지의 토사 유출 및 붕괴를 방지하기 위한 토목공사용 토류판에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지재 토류판을 이용하여 경량화를 실현하는 동시에 토류판의 횡방향으로 삽입되는 3개체의 강봉을 통해 토압의 크기에 따라 가변 사용할 수 있도록 한 토압대응형 토류판에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물의 지하층 및 지반공사시, 또는 토목 공사시 절개지 등에는 토사의 붕괴나 유출을 막기 위해 지면으로부터 일정한 간격으로 H-빔을 소정깊이로 박아 고정 후, H-빔의 사이에 토류판을 끼워 넣는 형태의 흙막이 공사가 이루어지는데, 일반적으로 토류판은 목재나 절곡 된 철판 등으로 이루어져 있다.

또한, 지면으로부터 지중으로 H-빔을 항타 시공한 후 토사를 일정 깊이로 굴착한 후 각 H-빔 사이에 토류판을 끼워 적층시켜 주변의 토사가 공사현장 내부로 유입되지 않게 된다.

이때, 토류판은 지하 절개면에서 작용하는 토압을 자체적으로 지지할 수 있는 강도를 지녀야 하는데 토류판의 강도가 수평 토압에 비해 부족할 경우 토류판이 파괴되어 H-빔으로부터 이탈되고 토사의 붕괴로 이어진다. 그러므로 흙막이의 목적을 달성하기 위해서는 토류판은 토압에 대응 할 수 있는 강도 즉 압축 및 인장강도 그리고 전단강도를 동시에 지녀야 하며 H-빔은 이러한 토류판들이 뒤로 밀려나지 않도록 지지하는 지지체의 역할을 하게된다.

즉, 토류판은 도 1의 도시와 같이 토목공사나 건축공사의 터파기, 사면 또는 절토 및 성토면의 붕괴를 방지하기 위하여 지면에 일정간격을 두고 수직상태로 고정되는 수개의 H빔(1000)(1000')을 설치한 후, 일정 깊이로 H빔이 설치된 내측 공간의 흙을 제거한 후 토류판(1100)(1100')을 H빔의 사이에 적층 끼움하여 설치한 후 토류판의 이동을 방지하기 위하여 네일을 관통시켜 흙벽에 고정한다. 그리고, 상기 흙 제거와 토류판 설치, 네일설치 과정을 반복하며 설계에 맞는 깊이로 공사를 진행한다.

이렇게, 상기 토류판을 이용하여 토목공사시 토사붕괴를 차단하여 붕괴사고로부터 안전성을 확보하거나, 건축공사시 지하 터파기로 인한 인근의 지반이 붕괴하는 것을 미연에 방지하기 위한 방토 및 방석막이 역할을 위한 가설재인 것이다.

또한, 근자에 들어서는 상기의 토류판에 대한 구조적인 개선이 이루어진 시도가 이루어져 있는 것으로, 등록특허 제10-0712135호와 같이 단위패널을 이루는 사각의 패널본체와, 상기 패널본체의 하단부에 결합되는 하부결속구와, 상기 패널본체의 상단부에 결합되는 상부결속구와, 상기 상부결속구의 상부에 결합되며 H파일들 사이에 삽입되는 토류판을 형성하도록 패널본체를 상호 결속시키는 컨넥터를 포함하므로, 굴착된 지반에 설치된 H파일들 사이에 적층시킨 상태에서 가압함으로써 토류판을 형성할 수 있으며 일정한 규격으로 이루어진 단위판을 제공하므로 지반의 형태와 크기에 상관없이 쉽게 설치할 수 있도록 한 건축용 토류판이 안출 및 등록된 바 있다.

또한, 등록특허 제10-1580109호와 같이 토류판은 폐 플라스틱을 용융하여 압출 방식으로 제작하는 사각 단면 형태로서, 상부면 길이방향 양 끝단을 따라 마주보게 돌출되는 제1걸림턱의 사이에는 하부로 함몰된 삽입홈을 형성하고, 하부면 길이방향 양 끝단을 따라 마주보게 돌출되는 제2걸림턱으로 구성하여; 더불어, 폐 플라스틱을 이용하여 토류판을 제작함으로써 습기나 오염물질에 의한 오염현상이 발생하지 않아 재활용이 가능하며 경량화로 취급이 용이하도록 하는 효과가 있는 흙막이 토류판이 안출 및 등록된 바 있는 것이다.

그러나, 기존의 목재 혹은 금속재로 이루어진 토류판은 비교적 중량체에 해당하여 운반 및 취급이 매우 어렵고, 폐합성수지를 이용하여 만들어진 토류판의 경우에는 물리적 강도가 충분하게 형성되지 않아 흙막이 공사시에 발생하는 강력한 토압에 견디지 못하는 문제점을 갖고 있는 것이다.

또한, 기존의 토류판은강력한 토압으로 인한 변형이 발생하는 경우 재사용이 불가능할 뿐만 아니라, 토압의 크기와 관계없이 가장 강력한 구조적 특성을 갖는 형태의 것으로 토류판이 균등 제작되기 때문에 토압이 적은 형태의 얕은 흙막이 구조 혹은 암반지역에서의 흙막이 벽체에서는 작용 토압에 비해 과도한 구조의 흙막이 벽체가 시공되므로 지극히 비경제적인 폐단을 갖고 있는 것이다.

대한민국등록특허 10-0712135 (2007.04.20. 등록) 대한민국등록특허 10-1580109 (2015.12.18. 등록)

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 합성수지를 이용하여 토류판을 성형 제작하되, 토류판의 측부에는 상,하로 이격된 3선의 삽입구를 형성하고, 이들 각각의 삽입구에는 별도 구비의 금속재 강봉이 삽입되는 것이며, 토류판의 상부 양측에는 상기와 같은 강봉의 이탈을 방지하기 위한 차단보강대가 수직 방향으로 삽입되도록 구성함으로써,

흙막이 공사시 흙막이 벽체에 작용하는 토압의 크기에 따라 금속재 강봉의 삽입 개체수를 가감하여 경량의 토류판에 대한 효율적 사용이 이루어질 수 있도록 하는 것은 물론 얕은 굴착지 혹은 토압이 적게 작용하는 흙막이 벽체에서는 강봉이 제거된 경량의 토류판을 사용함으로써 작업 효율이 가일층 향상되도록 한 토목 기초공사용 토압대응형 토류판을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부가 비어있는 중공부를 갖는 합성수지재 토류판에는, 토류판의 측부를 횡방향으로 관통하는 상,하 3선의 수평삽입구를 형성하여 구성하되, 상기의 수평삽입구는 중공부와 연통되지 않도록 한 수평리브부에 의해 형성되게 하고, 이들 수평삽입구에는 별도 구비의 강봉이 삽입되도록 구성하여 이루어지는 것이다.

또한, 토류판의 상부 양측단에는 수직삽입홈을 더 형성하여 구성되는 것으로, 이들 수직삽입홈은 중공부와 연통되지 않도록 한 수직리브부에 의해 형성되게 하며, 이들 수직삽입홈에는 별도 구비의 차단보강대를 삽입 형성하되, 상기 차단보강대의 이격 공간 사이로 강봉이 위치되게 하여 상기의 강봉이 토류판의 측부로 이탈되는 것이 방지되도록 구성하여 이루어지는 것이다.

본 발명은, 내부가 비어있는 형태로 합성수지재 토류판은 매우 경량이므로 운반 및 취급과 시공성이 매우 뛰어난 것이고, 토압의 크기 또는 흙막이 벽체의 깊이에 따라 각 토류판에 삽입되는 강봉의 삽입 개체수를 조절하여 가장 효율적이고 이상적인 형태의 흙막이 벽체가 시공될 수 있는 것이며, 강봉의 삽입 및 차단보강대의 삽입을 통해 기존의 토류판보다 더욱 강력한 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것이고, 반복 재사용이 가능하므로 매우 경제적인 것이다.

도 1은 일반적인 토목공사에서의 흙막이 벽체에 대한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 토류판의 전체 사시도
도 3은 본 발명에 따른 토류판의 분리 사시도
도 4는 본 발명에 따른 토류판의 전면 분리 단면도
도 5는 본 발명의 토류판에 대한 강봉 삽입 예시도
도 6은 본 발명의 토류판을 이용한 흙막이 벽체의 시공 예시도

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이어, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 토류판의 전체 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 토류판의 분리 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 토류판의 전면 분리 단면도이다.

도시와 같이 본 발명의 토류판은 내부가 비어있는 중공부(101)를 갖도록 합성수지를 사용하여 성형하되, 이와 같은 토류판(100)의 측부를 횡방향으로 관통하는 상,하 3선의 수평삽입구(102)(102')를 형성하여 구성한 것이다.

또한, 상기의 수평삽입구(102)(102')는 중공부(101)와 연통되지 않도록 한 수평리브부(103)(103')에 의해 형성되게 하고, 이들 수평삽입구(102)(102')에는 별도 구비의 강봉(110)(110')이 삽입되도록 구성한 것이다.

이로써, 내부가 비어있는 중공부(101)를 갖는 본 발명의 토류판(100)은 상기의 중공부(101)를 포함하여 수평삽입구(102)(102')로 인해 경량화의 실현이 가능한 것은 물론 수평삽입구(102)(201')를 형성하기 위한 수평리브부(103)(103')는 횡방향으로 직사각 형태로 된 토류판(100)의 물리적 강도 혹은 구조적 강성을 증대시키는 역할을 하게 된다.

즉, 상기의 수평리브부(103)(103')는 중공부(101)에 의해 취약한 구조인 본 발명의 토류판(100)에 대한 구조적 강성을 증대시키는 역할을 함께 하는 것으로, 토류판(100)의 전면과 후면부를 상기 수평리브부(103)(103')가 일체로 연결한 형태를 갖게 될 것이고, 이들 수평리브부(103)(103')는 3선의 수평삽입구(102)(102')와 마찬가지로 중공부(101) 내에 상,하 등간격을 갖고 횡방향으로 형성되어 있으므로 결국 상기의 수평리브부(103)(103')는 토류판(100)에 작용하는 토압으로부터 토류판(100)의 휨이 발생하지 않도록 하는 구조적 보강수단의 역할을 하게 될 것이다.

이어, 전기한 바와 같은 토류판(100)의 상부 양측단에는 수직삽입홈(104)(104')을 더 형성하여 구성되는 것으로, 이들 수직삽입홈(104)(104')은 중공부(101)와 연통되지 않도록 한 수직리브부(105)(105')에 의해 형성되게 하며, 이들 수직삽입홈(104)(104')에는 별도 구비의 차단보강대(120)(120')를 삽입 형성하되, 상기 차단보강대(120)(120')의 이격 공간 사이로 강봉(110)(110')이 위치되게 하여 상기의 강봉(110)(110')이 토류판(100)의 측부로 이탈되는 것이 방지되도록 구성한 것이다.

따라서, 상기의 수직리브부(105)(105')는 H-빔의 플랜지와 맞물림되는 토류판(100)의 양측단에 대한 취약성을 보완하는 역할을 하는 동시에 수직삽입홈(104)(104')을 통해 토사 등이 토류판(100)의 내부 중공부(101)로 유입되는 것을 차단하는 역할을 하는 것이다.

또한, 상기의 수직삽입홈(104)(104')으로 삽입된 차단보강대(120)(120')는 토류판(100)의 양측단에 대한 취약 파손을 방지하는 보강재의 역할과 함께 수평삽입구(102)(102')로 끼워진 강봉(110)(110')이 임의로 이탈 혹은 분리되는 것을 방지하는 차단판의 역할을 갖게 된다.

이로써, 상기의 수평리브부(103)(103')와 강봉(110)(110')은 토류판(100)에 작용하는 토압에 저항하는 우수한 지지력을 제공하는 것이고, 수직리브부(105)(105')와 차단보강대(120)(120')는 H-빔과의 간섭 저항이 매우 큰 토류판(100)의 양측단에 대한 보강수단으로의 역할을 하게 되어 본 발명의 토류판(100)은 기존의 다양한 토류판이 갖는 구조적 강성을 그대로 유지함은 물론 양단부에서의 취약 파손이 빈번하게 발생하던 기존의 토류판에 대한 문제점을 해소시킬 수 있게 될 것이다.

특히, 본 발명의 토류판(100)은 도 5의 도시와 같이 3선의 수평삽입구(102)(102')에 대하여 토압에 따라 강봉(110)(110')의 삽입 개체수에 대한 조절이 가능한 것으로, 우선 상기의 강봉(110)(110') 혹은 차단보강대(120)(120')를 모두 삽입하지 않은 상태에서의 토류판(100)은 가장 적은 토압이 작용하는 흙막이 벽체에 사용할 수 있는 것이고, 여기에 하나의 강봉만을 삽입하여 소폭 강도가 증대된 형태의 토류판으로 사용되게 하거나, 두 개의 강봉 또는 세개의 수평삽입구(102)(102')에 강봉(110)(110')을 모두 삽입시켜 가장 강력한 구조적 특성을 갖는 토류판(100)으로 가변 사용할 수 있을 것이다.

따라서, 흙막이 벽체가 시공되는 지반의 특성에 따라 연약지반인 경우에는 강봉(110)(110')이 모두 삽입된 형태의 토류판(100)을 이용하여 흙막이 벽체를 시공하면 될 것이고, 암반층 혹은 경암층을 굴착하여 흙막이 벽체를 시공하는 경우에는 상대적으로 토압이 작게 작용할 것이므로 이때에는 두개 혹은 하나의 강봉(110)(110')이 삽입된 형태의 토류판(100)을 사용하여도 해당 토압에 충분한 지지력을 갖는 토류판으로서의 역할을 수행할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 토류판(100)은 토압이 가장 강력하게 작용하는 흙막이 벽체의 하단에는 도 6의 도시와 같이 3선의 수평삽입구(102)(102')에 강봉(110)(110')이 모두 삽입된 형태의 토류판(100)을 사용하고, 점차 굴착심도가 낮아지는 지면상으로 올라서는 토류판(100)의 경우에는 토압의 감소 비례에 따라 강봉(110)(110')을 두개 혹은 하나만 삽입하여 만들어진 토류판(100)을 사용하면 더욱 효율적이고 신속하며 편리한 흙막이 벽체의 시공이 이루어질 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 토류판 101 : 중공부
102,102' : 수평삽입구 103,103' : 수평리브부
104,104' : 수직삽입홈 105,105' : 수직리브부
110,110' : 강봉
120,120' : 차단대

Claims (2)

1. 내부가 비어있는 중공부(101)를 갖는 합성수지재 토류판(100)에는, 토류판(100)의 측부를 횡방향으로 관통하는 상,하 3선의 수평삽입구(102)(102')를 형성하여 구성하되,
   상기의 수평삽입구(102)(102')는 중공부(101)와 연통되지 않도록 한 수평리브부(103)(103')에 의해 형성되게 하고, 이들 수평삽입구(102)(102')에는 별도 구비의 강봉(110)(110')이 삽입되도록 구성하여 됨을 특징으로 하는 토목 기초공사용 토압대응형 토류판.
   
2. 제 1항에 있어서,
   토류판(100)의 상부 양측단에는 수직삽입홈(104)(104')을 더 형성하여 구성되는 것으로, 이들 수직삽입홈(104)(104')은 중공부(101)와 연통되지 않도록 한 수직리브부(105)(105')에 의해 형성되게 하며, 이들 수직삽입홈(104)(104')에는 별도 구비의 차단보강대(120)(120')를 삽입 형성하되,
   상기 차단보강대(120)(120')의 이격 공간 사이로 강봉(110)(110')이 위치되게 하여 상기의 강봉(110)(110')이 토류판(100)의 측부로 이탈되는 것이 방지되도록 구성함을 특징으로 하는 토목 기초공사용 토압대응형 토류판.

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