WO2010068014A9

WO2010068014A9 - 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물

Info

Publication number: WO2010068014A9
Application number: PCT/KR2009/007307
Authority: WO
Inventors: 박수범; 김현곤
Original assignee: 코오롱건설주식회사; 엘에스씨산업기술 주식회사
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2010-09-02
Also published as: WO2010068014A2; KR100935006B1; WO2010068014A3

Abstract

본 발명은 지반(1)의 터파기 작업에 의해 형성된 굴토부(2)의 측면붕괴를 방지하기 위하여 굴토부(2)의 양측 내면에 설치되는 고심도용 간이 흙막이 구조물에 관한 것으로서, 한 쌍의 말뚝부재(200); 한 쌍의 말뚝부재(200) 사이에 설치된 간격유지부재(201); 한 쌍의 말뚝부재(200) 및 간격유지부재(201)의 상하방향 구동을 가이드하도록 설치된 가이드부재(100); 가이드부재(100)의 배면에 결합한 상부 토류판(110); 상부 토류판(110)의 하측에 설치된 하부 토류판(210);을 포함하는 구조를 제시함으로써, 시공이 용이하고 안전하면서도, 자재의 재활용률을 증대시킬 수 있도록 한다.

Description

상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 상하수도용 수도관 등의 관로를 형성하기 위한 공사에 사용되는 간이 흙막이 구조물(일명 SK 판넬)에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3은 종래의 관로공사용 간이 흙막이 구조물의 구조 및 시공방법을 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 관로공사용 간이 흙막이 구조물은 지반(1)의 터파기 작업에 의해 형성된 관로공사용 굴토부(2)의 측면붕괴를 방지하기 위하여 설치되는데, 기본적으로 H-pile 등에 의한 복수의 엄지말뚝(20)과, 그 엄지말뚝(20) 사이에 장착되는 흙막이부재(일명 토류판)(30)와, 굴토부(2)를 사이에 두고 엄지말뚝(20) 사이의 간격을 유지하기 위한 간격유지부재(40)에 의해 구성되며, 이에 의해 보강된 굴토부(2)의 저면에 수도 파이프(10) 등의 구조물이 설치된다.

관로공사에서 이루어지는 터파기 공사는 일반적인 구조물의 경우에 비해, 굴토 심도가 낮고 굴토부의 길이가 매우 길다는 특징을 가지므로, 조립과 해체가 용이한 구조를 갖는 SK 판넬과 같은 조립식 흙막이 구조물을 적용하는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3을 참조하여 종래의 관로공사용 간이 흙막이 구조물의 시공방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

관로가 형성될 지반(1)에 1차 굴토 작업에 의해 굴토부(2)를 형성하고, 굴토부(2) 저면 위에 엄지말뚝(20) 및 흙막이부재(30)를 위치시킨다.(도 2a,2b,2c)

2차 굴토 작업을 수행하면서, 엄지말뚝(20) 및 흙막이부재(30)를 점진적으로 타입하고, 하부 흙막이부재가 소정 깊이에 도달하면, 그 위에 상부 흙막이부재를 끼워 넣는다.(도 2d,2e,2f)

일반적으로 1차 굴토 작업의 심도(L1)는 2m 정도이고, 2차 굴토 작업의 총심도(L2)는 4m 정도인데, 이와 같이 굴토 작업을 2차에 걸쳐 진행하는 이유는, 고심도의 굴토부가 빠른 속도로 전진되어야 한다는 관로공사의 특성상, 일단 흙막이 구조물 없이 굴토 작업을 진행할 수 있는 한계 심도(2m 정도)까지 1차 작업을 한 후, 그 상태에서 흙막이 구조물의 시공과 2차 굴토 작업을 병행하는 것이 효율적이기 때문이다.

간이 흙막이 구조물이 완성되면, 그 내부공간에 파이프(10)를 매설하고, 되메움 작업 후 엄지말뚝(20) 및 흙막이부재(30)를 해체하여, 이를 전진 위치의 굴토부에 다시 시공한다.(도 2g,2h,2i,2j)

그런데, 이와 같은 구성을 갖는 종래의 관로공사용 간이 흙막이 구조물은 다음과 같은 점에서 문제점으로 지적되어 왔다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일단 1차 심도(L1)까지 굴토 작업을 한 후, 2차 심도(L2)까지의 굴토 및 흙막이 구조물 타입 작업을 진행하다 보면, 엄지말뚝(20)이 굴토부(2)의 내측을 향하여 어느 정도 휘게 되는 것을 피할 수 없으며, 이는 다음과 같은 문제를 야기한다.

첫째, 흙막이부재(30)는 엄지말뚝(20)인 H-pile의 양측 홈부에 의해 가이드되면서 설치되는데, 그 설치의 기준이 되는 엄지말뚝(20)이 휘어져 있으므로, 흙막이부재(30)의 설치작업이 곤란을 겪을 수밖에 없다.

둘째, 전체적으로 흙막이 구조물이 휘어질 수밖에 없는 상황임에도 불구하고 강제로 타입에 의한 시공이 이루어지므로, 엄지말뚝(20) 및 흙막이부재(30)의 많은 변형을 피할 수 없고, 이는 자재의 해체 후 재활용을 곤란하게 만드는 요인이 된다.

셋째, 흙막이 구조물이 제대로 시공되지 않은 상태에서 관로의 설치작업이 진행되므로, 안전사고의 위험이 높다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시공이 용이하고 안전하면서도, 자재의 재활용률을 증대시킬 수 있도록 하는 효율적인 구조의 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 지반(1)의 터파기 작업에 의해 형성된 굴토부(2)의 측면붕괴를 방지하기 위하여 상기 굴토부(2)의 양측 내면에 설치되는 간이 흙막이 구조물에 있어서, 한 쌍의 말뚝부재(200); 상기 한 쌍의 말뚝부재(200) 사이에 설치된 간격유지부재(201); 상기 한 쌍의 말뚝부재(200) 및 간격유지부재(201)의 상하방향 구동을 가이드하도록 설치된 가이드부재(100); 상기 가이드부재(100)의 배면에 결합한 상부 토류판(110); 상기 상부 토류판(110)의 하측에 설치된 하부 토류판(210);을 포함하는 상하수도 공사에 적합한 간이 흙막이 구조물을 제시한다.

상기 가이드부재(100)는 내측에 상기 말뚝부재(200)의 상하방향 구동을 가이드하기 위한 가이드 영역이 형성됨과 아울러, 배면에 상기 상부 토류판(110)이 결합하도록 형성된 한 쌍의 토류판 결합부재(120); 상기 한 쌍의 토류판 결합부재(120)가 상호 이격하여 위치하도록 지지하는 복수의 지지부재(130);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 토류판 결합부재(120)는 원통형 파이프를 길이방향으로 절개한 구조인 것이 바람직하다.

상기 하부 토류판(210)은 상기 토류판 결합부재(120)와 상기 상부 토류판(110) 사이에 형성된 가이드 홈(101)을 따라 하측으로 슬라이드 구동하여, 상기 복수의 말뚝부재(200) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 상부 토류판(110)은 복수의 상기 토류판 결합부재(120)의 배면에 각각 결합한 복수의 가이드 판(111); 상기 복수의 가이드 판(111) 사이에 착탈가능하게 결합한 고정판(112);을 포함하고, 상기 가이드 홈(101)은 상기 토류판 결합부재(120)와 상기 가이드 판(111) 사이의 영역에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 고정판(112)의 양측면에는 상기 가이드 판(111)에 결합하도록 "ㄷ"자형 결합구(113)가 장착된 것이 바람직하다.

상기 하부 토류판(210)의 양측면에는 상기 가이드 홈(101)의 형상에 대응하도록 실질적인 삼각형 단면 구조의 가이드부(211)가 형성된 것이 바람직하다.

상기 하부 토류판(210)은 복수가 순차적으로 가이드되어 설치되고, 상기 복수의 하부 토류판(210)은 상호 결합하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 하부 토류판(210) 중 가장 하측에 설치되는 토류판의 저면에는 칼날 형상의 지면 삽입부(212)가 형성된 것이 바람직하다.

상기 간격유지부재(201)는 상기 한 쌍의 말뚝부재(200)에 착탈가능하게 결합하는 것이 바람직하다.

상기 말뚝부재(200) 내부에는 상하방향으로 관통공(202)이 형성되고, 상기 관통공(202)에 회전가능하도록 삽입되어, 하측 토체에 근입되도록 설치된 근입부재(300)를 더 구비한 것이 바람직하다.

상기 근입부재(300)의 상단에는 천공장치와 결합하기 위한 천공장치 결합부(301)가 형성된 것이 바람직하다.

본 발명은 시공이 용이하고 안전하면서도, 자재의 재활용률을 증대시킬 수 있도록 하는 효율적인 구조의 고심도용 상하수도 공사에 적합한 간이 흙막이 구조물을 제공한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 관로공사용 간이 흙막이 구조물을 도시한 것으로서,

도 1은 사시도.

도 2a 내지 도 2j는 시공과정을 나타낸 단면도.

도 3은 단면도.

도 4 이하는 본 발명에 의한 간이 흙막이 구조물의 실시예를 도시한 것으로서,

도 4는 제1실시예의 제1사용상태의 사시도.

도 5는 제1실시예의 제2사용상태의 사시도.

도 6은 제1실시예의 횡단면도.

도 7은 제1실시예의 평면도.

도 8은 상부 토류판의 분해 사시도.

도 9는 토류판 결합부재와 상부 토류판의 평면도.

도 10은 제2실시예의 횡단면도.

도 11은 근입 파이프의 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 지반 2 : 굴토부

100 : 가이드부재 101 : 가이드 홈

110 : 상부 토류판 111 : 가이드 판

112 : 고정판 113 : "ㄷ"자형 결합구

120 : 토류판 결합부재 130 : 지지부재

200 : 말뚝부재 201 : 간격유지부재

202 : 관통공 210 : 하부 토류판

211 : 가이드부 212 : 지면 삽입부

300 : 근입부재 301 : 천공장치 결합부

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 4 내지 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 지반(1)의 터파기 작업에 의해 형성된 굴토부(2)의 측면붕괴를 방지하기 위하여 굴토부(2)의 양측 내면에 설치되는 상하수도 공사에 적합한 간이 흙막이 구조물에 관한 것이다.

여기서, 한 쌍의 말뚝부재(200); 한 쌍의 말뚝부재(200) 사이에 설치된 간격유지부재(201); 한 쌍의 말뚝부재(200) 및 간격유지부재(201)의 상하방향 구동을 가이드하도록 설치된 가이드부재(100); 가이드부재(100)의 배면에 결합한 상부 토류판(110); 상부 토류판(110)의 하측에 설치된 하부 토류판(210);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 한 쌍의 말뚝부재(200) 및 간격유지부재(201)가 견고하게 결합된 상태에서 가이드부재(100)의 내측영역을 따라 가이드되어 하측으로 구동함과 아울러, 하부 토류판(210)이 하측영역에 설치되도록 함으로써, 시공이 용이하고 안전하다는 효과를 얻도록 한다.

또한, 말뚝부재(200)는 간격유지부재(201)에 의해 측방으로 지지된 상태에서 하측으로 구동하는바, 배면 토압에 의한 휨 현상을 억제할 수 있어 자재의 재활용률을 증대시킬 수 있다는 장점이 추가된다.

가이드부재(100)는 내측영역에 의해 한 쌍의 말뚝부재(200) 및 간격유지부재(201)를 가이드할 수 있는 구성이면 어느 것이나 관계없다.

도 4 이하에서는, 내측에 말뚝부재(200)의 상하방향 구동을 가이드하기 위한 가이드 영역이 형성됨과 아울러, 배면에 상부 토류판(110)이 결합하도록 형성된 한 쌍의 토류판 결합부재(120); 한 쌍의 토류판 결합부재(120)가 상호 이격하여 위치하도록 지지하는 복수의 지지부재(130);를 포함하는 실시예를 나타내고 있는데, 이는 제작이 용이하면서도, 구조적 안정성을 아울러 갖는다는 장점이 있다.

말뚝부재(200)가 원통형 파이프의 구조를 취하는 경우, 토류판 결합부재(120)는 원통형 파이프를 길이방향으로 절개한 구조를 취하는 것이 효율적인 가이드 구동을 위하여 바람직하다.

말뚝부재(200)는 굴토부(2)의 굴토작업시 항타 등에 의해 지반에 근입되는데, 한 쌍의 말뚝부재(200) 사이의 간격이 좁은 경우에는 동시 항타가 가능하지만, 그 간격이 넓은 경우에는 동시 항타가 어려울 수 있다.

이러한 상황을 방지하기 위하여, 한 쌍의 말뚝부재(200) 사이에 결합하는 간격유지부재(201)는 착탈가능하게 결합한 구조를 취하도록 하고, 말뚝부재(200) 사이의 간격이 넓은 경우, 간격유지부재(201)를 이탈시켜 양측 말뚝부재(200)를 번갈아 항타 작업할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

하부 토류판(210)은 상부 토류판(110)의 하측에 설치되는 구성이면 어느 것이나 관계없으나, 토류판 결합부재(120)와 상부 토류판(110) 사이에 형성된 가이드 홈(101)을 따라 하측으로 슬라이드 구동하여, 복수의 말뚝부재(200) 사이에 설치되도록 하는 것이 구조의 효율성 측면에서 바람직하다.

즉, 토류판 결합부재(120)와 상부 토류판(110) 사이에는 자연스럽게 가이드 홈(101)이 형성되는데(도 9), 하부 토류판(210)은 이 홈(101)을 통해 하측으로 구동하므로, 굴토작업 및 말뚝부재(200)의 설치작업과 동시에 굴토부(2) 하측 영역의 측면 토사의 무너짐을 효율적으로 방지할 수 있다.

하부 토류판(210)의 양측면에 가이드 홈(101)의 형상에 대응하도록 실질적인 삼각형 단면 구조의 가이드부(211)가 형성되는 경우, 하부 토류판(210)의 하향 구동을 용이하게 하고, 견고한 지지구조를 이룰 수 있다는 측면에서 더욱 바람직하다(도 9).

굴토부(2)의 심도가 깊어지는 경우, 하부 토류판(210)은 복수가 순차적으로 가이드되어 설치되고, 그 복수의 하부 토류판(210)은 별도의 결합구(213)에 의해 상호 결합하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.

복수의 하부 토류판(210) 중 가장 하측에 설치되는 토류판의 저면에는 칼날 형상의 지면 삽입부(212)가 형성됨으로써, 소정 부분이 지반에 삽입되도록 하는 것이 구조적 안정성 측면에서 바람직하다(도 5).

상부 토류판(110)은 토류판 결합부재(120)의 배면에 설치되어 위 가이드 홈(101)을 형성하는 구조이면 어느 것이나 관계없으나, 복수의 토류판 결합부재(120)의 배면에 각각 결합한 복수의 가이드 판(111); 복수의 가이드 판(111) 사이에 착탈가능하게 결합한 고정판(112);을 포함하는 조립 구조를 취하는 것이 자재의 운반 및 시공의 용이성 측면에서 더욱 바람직하다.

이 경우, 가이드 홈(101)은 토류판 결합부재(120)와 가이드 판(111) 사이의 영역에 의해 형성된다(도 9).

고정판(112)의 양측면에는 가이드 판(111)에 결합하도록 "ㄷ"자형 결합구(113)가 장착되고, 볼트-너트 체결구조 등에 의해 상호 결합하는 구조를 취하는 것이 시공의 용이성 및 구조의 안정성 측면에서 바람직하다(도 7,8).

말뚝부재(200)의 하단이 소정 지반에 근입되는 경우, 견고한 토류벽의 구조를 취할 수 있다는 장점이 있으나, 이는 간격유지부재(201)에 의재 지지되므로, 그 근입작업에 어려움이 있을 수 있다.

따라서, 말뚝부재(200) 내부에 상하방향으로 관통공(202)이 형성되고, 관통공(202)에 회전가능하도록 삽입되어, 하측 토체에 근입되도록 설치된 근입부재(300)를 더 구비한 구조를 취하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 엄지말뚝이 견고하게 지반에 고정된 구조를 이룰 수 있어, 시공이 용이하고 안전하다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 근입부재(300)는 말뚝부재(200)에 의해 가이드되면서 지반에 근입되는바, 근입 시 파이프의 휨 현상을 억제할 수 있어 자재의 재활용률을 증대시킬 수 있다는 장점이 추가된다.

근입부재(300)는 회전식, 항타식, 비트식 등의 천공장치에 의해 그 하단이 하측 토체에 근입되는데, 이러한 작업을 더욱 용이하게 하기 위해서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 근입부재(300)의 상단에 위 각종 천공장치와 결합하기 위한 천공장치 결합부(301)가 형성되는 것이 바람직하다.

도 11은 근입부재(300)가 회전식 천공장치와 결합하는 경우의 실시예이고, 비트식의 경우에는 비트 및 로드가 근입부재(300)의 내부 공간을 통해 하단 개구에 노출되어 하측 지반을 파쇄하는 방식을 취하게 된다.

이와 같은 본 발명에 의한 구조물은 고심도의 상하수도 관로 공사의 경우, 특히 효율적으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims

지반(1)의 터파기 작업에 의해 형성된 굴토부(2)의 측면붕괴를 방지하기 위하여 상기 굴토부(2)의 양측 내면에 설치되는 간이 흙막이 구조물에 있어서,

한 쌍의 말뚝부재(200);

상기 한 쌍의 말뚝부재(200) 사이에 설치된 간격유지부재(201);

상기 한 쌍의 말뚝부재(200) 및 간격유지부재(201)의 상하방향 구동을 가이드하도록 설치된 가이드부재(100);

상기 가이드부재(100)의 배면에 결합한 상부 토류판(110);

상기 상부 토류판(110)의 하측에 설치된 하부 토류판(210);을

포함하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제1항에 있어서,

상기 가이드부재(100)는

내측에 상기 말뚝부재(200)의 상하방향 구동을 가이드하기 위한 가이드 영역이 형성됨과 아울러, 배면에 상기 상부 토류판(110)이 결합하도록 형성된 한 쌍의 토류판 결합부재(120);

상기 한 쌍의 토류판 결합부재(120)가 상호 이격하여 위치하도록 지지하는 복수의 지지부재(130);를

포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제2항에 있어서,

상기 토류판 결합부재(120)는 원통형 파이프를 길이방향으로 절개한 구조인 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제3항에 있어서,

상기 하부 토류판(210)은

상기 토류판 결합부재(120)와 상기 상부 토류판(110) 사이에 형성된 가이드 홈(101)을 따라 하측으로 슬라이드 구동하여, 상기 복수의 말뚝부재(200) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제4항에 있어서,

상기 상부 토류판(110)은

복수의 상기 토류판 결합부재(120)의 배면에 각각 결합한 복수의 가이드 판(111);

상기 복수의 가이드 판(111) 사이에 착탈가능하게 결합한 고정판(112);을 포함하고,

상기 가이드 홈(101)은 상기 토류판 결합부재(120)와 상기 가이드 판(111) 사이의 영역에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제5항에 있어서,

상기 고정판(112)의 양측면에는 상기 가이드 판(111)에 결합하도록 "ㄷ"자형 결합구(113)가 장착된 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제4항에 있어서,

상기 하부 토류판(210)의 양측면에는 상기 가이드 홈(101)의 형상에 대응하도록 실질적인 삼각형 단면 구조의 가이드부(211)가 형성된 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제4항에 있어서,

상기 하부 토류판(210)은 복수가 순차적으로 가이드되어 설치되고,

상기 복수의 하부 토류판(210)은 상호 결합하는 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제8항에 있어서,

상기 복수의 하부 토류판(210) 중 가장 하측에 설치되는 토류판의 저면에는 칼날 형상의 지면 삽입부(212)가 형성된 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제1항에 있어서,

상기 간격유지부재(201)는 상기 한 쌍의 말뚝부재(200)에 착탈가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제1항에 있어서,

상기 말뚝부재(200) 내부에는 상하방향으로 관통공(202)이 형성되고,

상기 관통공(202)에 회전가능하도록 삽입되어, 하측 토체에 근입되도록 설치된 근입부재(300)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.
제11항에 있어서,

상기 근입부재(300)의 상단에는 천공장치와 결합하기 위한 천공장치 결합부(301)가 형성된 것을 특징으로 하는 상하수도 공사에 적합한 고심도용 간이 흙막이 구조물.