KR100519649B1 - 지중벽체의 철골철근 바스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정 간격을 두고 병렬 배치된 가느다란 띠상의 강판으로 이루어진 복수의 횡부재와 횡부재의 철골 교차위치에 고정된 커버 조정용 복수의 철골 취부대를 구비한 한 쌍의 외부재와 양 외부재의 철골취부대에 양면을 협지상태로 접합되어 상기 횡부재와의 사이에 소정 간격을 두고 교차상태로 일체화된 복수의 철골주열을 구비한 철골철근바스켓에 관한 것으로, 벽두께를 두껍게 설계한 경우에 현재 시장에 유통하고 있는 정규 규격의 강철재료가 적합하지 않는 경우에 사용이 가능하다.

Description

지중벽체의 철골철근 바스켓

본 발명은 예를 들면, 지중벽체에 이용하는 철골철근 바스켓의 개량에 관한 것이다.

방토벽의 공법으로 여러 가지 공법이 알려져 있지만, 특히 대형공사에서는 환경, 강도 및 구조면에서 지중연속벽 공법이 실시되는 경우가 많다. 이 공법은 지반을 오수 등의 안정액을 이용하여 굴삭하고 굴삭완료후 미리 굴삭홈의 종횡 및 폭치수에 맞춰 조립된 철근바스켓을 굴삭홈내에 채우고, 이어서 콘크리트를 타설하여 안정액과 치환하는 것으로 지중벽체가 구축된다. 그리고, 상기 작업을 반복하여 소정 간격을 두고 선행하는 지중벽체를 구축한 후 상기 선행벽체사이에 동일한 작업을 시행함으로써 연속한 벽체를 지중에 구축하고 있다.

이상의 콘크리트 지중연속벽체에는 철근 바스켓이 이용되고 있다. 철근 바스켓은 철근을 종횡으로 바스켓상으로 조립한 것이다. 또한, 철근바스켓은 콘크리트와 일체화한 상태에서는 강도를 발현하지만, 건기(建起)하거나, 빽빽히 채우는 경우에는 변형하기 쉽기 때문에 이 변형이 발생하기 않도록 보강 부재 등에 의해 일부를 보강한 철근 바스켓도 있다.

그러나, 근래 지중 구조물은 대형화 및 대심도화의 경향에 있고, 이와 같은 종류의 콘크리트 지중벽체에 종전 대로 철근바스켓을 채용하려고 하면 이하에 상술하는 기술과제가 발생한다.

예를 들면, 지하 발전소, 지하 에너지 비축시설 및 지하 폐기물처리장과 같은 대심도이고 대규모 지하공간을 구축하는 경우, 그 굴삭심도 및 지중벽의 구축심도는 지하 수십 미터에 달하게 된다. 이와 같은 조건하에서는 벽면에 미치는 토압, 수압 등에 의한 수평력이 매우 커지고, 이에 대항시키기 위하여 그 설계 벽 두께는 통상 지중벽의 3배나 된다.

따라서, 이러한 벽 두께의 증가에 동반하여 굴삭토량의 증가에 의한 공사기간이 증가하고 또한, 건설용 중기의 대형화나 산업 폐기물 취급의 처분량이 증가하는 등의 일반적 과제에 더하여 벽두께의 증가에 의해 철근바스켓도 대형화 하고, 종래의 보강부재에 의한 보강구조로는 변형을 방지하는 것이 어렵게 된다.

또, 지중 벽체의 강도를 높이기 위하여는 철근직경을 구껍게 하거나 과밀 배근하여야 하기 때문에 타설 콘크리트가 철근사이의 간격에 충진되지 않는 경우도 발생하는 경험도 있다.

이와 같은 철근바스켓의 약점을 극복하고, 이를 대체하는 종래의 구조로서 예를 들면 일본 특개평 6-193049호 공보에는 철골철근 콘크리트조 지중연속벽이 제안되어 있다. 동 공보에 개시된 기술은 종방향으로 차곡히 채워진 H형 강철의 전후 플랜지를 복수의 횡연결재로 일체로 접합함과 동시에 이 횡 연결재의 외면에 종횡으로 배근한 철골철근구조를 콘크리트에 일체화하여 지중 연속벽을 구축하는 것이다.

따라서, 이 구조에서는 철골강도에 따른 수평내력이 얻어지고, 이것에 의해 종래 철근 콘크리트조의 지중연속벽에 비하여 그 벽두께를 얇게할 수 있다. 단, 이 구조에 있어서는 굴삭된 홈폭이 그 철골의 폭, 즉 H형 강철이면 양 플랜지 사이의 길이 치수에 적합한 폭이면 문제는 없다.

이에 대하여 상술한 것과 같은 대심도에 적합하기 위하여 벽두께를 크게 설계한 경우에는 현재시장에 유통하고 있는 규정 규격의 강철재로는 적합하지 않는 경우도 많다. 이 때문에 규격 치수외의 강철재가 필요한 경우에는 그 홈폭(벽두께)에 적합한 형상, 치수를 지정하여 강철재 제조업체에 특수 주문하여야 하기 때문에 강철재 비용이 너무 커지고 공사비 원가의 증가를 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 이상의 과제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 통상의 강철재를 이용하여 지중벽의 설계 벽두께에 자유롭게 적합할 수 있도록한 지중벽체의 철골철근바스켓을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명중 청구항 1에 기재된 발명은 소정 간격을 두고 병렬배치된 가느다란 띠상의 강판으로 이루어진 복수의 횡부재와, 이 횡부재의 철골 교차위치에 고정된 커버 조정용의 복수의 철골 취부대를 구비한 한쌍의 외부재부와, 양 외부재부의 철골취부대에 양면을 협지상태로 접합되어 상기 횡부재와의 사이에 소정 간격을 두고 교차상태로 일체화된 복수의 철골주열을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 발명에서는 철골취부대의 폭에 의해 커버 조정을 행할 수 있고, 규격 치수의 철골을 이용하여도 철골대의 높이 간격에 따라 벽두께에 자유롭게 대응할 수 있다.

본 발명 가운데 청구항 2에 기재된 발명은 상기 횡부재의 측면에 철근을 종횡으로 배근함으로써 각 횡부재를 일체로 접합한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 발명에서는 외측면에 커버 철근의 배치가 가능할 뿐만 아니라 조립조작도 간단하게 할 수 있다.

본 발명 가운데 청구항 3에 기재된 발명은 상기 철골주열은 H형 강철이고, 이 H형 강철의 전후측 플랜지부를 상기 철골취부대에 접합한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 발명에서는 주요 강도 부재인 H형 강철을 철골철근바스켓의 중심위치에 배열할 수 있고, 그 수평력을 H형 강철에 의해 분담할 수 있다.

본 발명 가운데 청구항 4에 기재된 발명은 H형 강철의 양 플랜지에 소정 간격을 두고 가느다란 띠상의 취부판을 접합하고, 이 취부판의 양단을 복수의 횡부재에 직교하여 접합한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 발명에서는 청구항 3에 기재되어 있는 발명에서 수평력과 직교하는 방향의 수평력을 H형 강철에 의해 분담시키는데 적합하다.

본 발명 가운데 청구항 5에 기재되어 있는 발명은 상기 횡부재의 내측면내에 철근을 종횡으로 배근함으로써 각 횡부재를 일체로 접합한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 발명에 있어서도, 청구항 2에 기재된 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

발명의 실시태양

이하, 본 발명에 적합한 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 제 1실시의 태양에 의한 철골 철근바스켓을 나타내고 있다.

도면에서 철골철근바스켓(1)은 소정 간격을 두고 종열된 복수의 H형 강철(2)과 당해 H형 강철(2)의 양측 플랜지부(2a)에 접합된 한 쌍의 외부재부(3), 및 단면을 둘러싸는 보강판(4)으로 개략 구성되어 있다.

외부재부(3)는 높이 방향으로 소정 간격을 두고 횡열된 가느다란 띠상 강판으로 이루어진 복수의 횡부재(5)와 각 횡부재(5)의 상기 각 H형 강철(2)과의 교차 위치에 각각 쌍을 이루어 접합된 철골취부대를 구성하는 L자형의 앵글재(6)와 각 횡부재(5)의 내면측에 격자상으로 배근된 종횡의 철근(7,8)으로 이루어진다.

그리고 이 앵글재(6)의 높이에 따라 각 H형 강철(2)의 플랜지면과 외부재부(3)와의 커버가 조정되어 횡부재(5)의 내면에 철근(7,8)의 배근이 행해짐과 동시에 콘크리트 타설시에 충분한 유동 스페이스가 확보될 수 있도록 하고 있다.

또한, 앵글재(6)를 대신하여 예를 들면 둥근 강철(단척, 短尺), I형 강철, コ형 강철 혹은 L형 강철의 조합 등 각종 다른 형태의 압출강재를 이용할 수 있다.

어느것에 있어서도 이 높이 치수를 굴삭홈폭 혹은 설계벽 두께에 맞춰 제작함으로써 상기 H형 강철(2)이 규격치수의 것이라 하더라도 그 벽두께에 자유롭게 대응할 수 있게 된다.

도 4는 이상의 철골철근바스켓(1)을 지반(E)내의 굴삭된 홈(9)내로 채워넣은 상태를 나타내고 있다. 도면의 일부에 확대하여 나타낸 바와 같이 홈(9)의 벽면에 대하여, 외부재부(3)의 철근(7,8)이 접근 배치되고, 그 안쪽에 소정의 이간(離間)거리(D)만큼 떨어져 H형 강철(2)의 플랜지부(2a)가 대향 배치되어 있고, 상기 앵글재(6)의 높이에 따른 이간량이 확보되어 있다.

채워넣은 상태에서 홈(9)내는 오수 등의 안정액으로 채워져 있고, 이 상태에서 지표부 보다 트레미(tremie)관 등을 통하여 콘크리트가 투설되어 안정액으로 치환된다.

이때 1개소 내지 복수개소에서 타설된 콘크리트는 앵글재(6)에 의해 확보된 간격을 유동하여 전체로 돌아가고, 홈(9)의 형상에 따라 단면의 지중벽체가 구축된다.

그리고, 철근(7,8)은 그 벽체의 표면부에서 커버 철근으로 기능하고, 각 H형 강철(2)은 주요 강도부재로 기능하기 때문에 수평 내력이 우수한 지중벽체가 된다.

도 5는 철골철근바스켓(1)의 조립순서를 나타내고 있다. 먼저,(a)에 나타낸 바와 같이 시공현장 근방에 확보된 광장의 지상부에 수평하게 된 조립치구인 가공대(10)를 배치하고, 그 상부에 횡부재(5)인 띠상 강판을 소정 간격으로 횡열한다.

이어서, (b)에 나타낸 바와 같이 횡부재(5)의 상면에 직교하여 종근(7)을 배열하고, 용접 등에 의해 횡부재(5)에 접합한다. 아울러, 횡근(8)을 종근(7)위에 직교 배열하고, 용접, 혹은 결속선 등에 의해 종근(7)에 접합하면 각부가 일체화한 외부재(3)가 조립된다.

그 후 (c)에 나타낸 바와 같이 H형 강철(2)과의 교차 접합 위치에 상기 앵글재(6)를 접합하고, 이어서 그 상부에 H형 강철(2)을 설치하고, 그 플랜지부(2a)를 앵글재(6)에 접합한다.

다음으로, (d)에 나타낸 바와 같이 다른 가공대(10)에서 별도 조립된 다른 한편의 외부재부(3)를 그 철근(7,8)을 내측에 배치하기 위해 뒤집어 윗면 플랜지부(2a)상에 설치하고, 그 앵글재(6)를 접합하고, 그외 보강부재(4)를 단부에 배치, 접합함으로써 도 1 내지 도 3에 나타낸 철골철근 바스켓(1)이 완성된다.

또한, 이 경우에는 뒤집지 않고 설치하는 것도 가능하므로, 조립되어 있지 않은 상태에서 변형하기 쉬운 번거로운 뒤집기 작업을 해소할 수 있고, 또한 이 경우에는 차례로 상부측을 향하여 조립할 수 있기 때문에 별도의 병렬작업에 의한 가공대(10) 및 이것에 필요한 격지면적은 불필요하게 된다. 더욱이 마무리 형상은 철근(7,8)이 횡부재(5)의 외면측이 되지만, 이것에 의한 구조적인 불합리는 없다.

도 6은 철골철근바스켓(1)의 다른 조립순서를 나타내고 있다. 또한, 동 도면에서는 앵글재(6)를 대신하여 둥근 강철(6A)이 이용되고 있다. 이 예에 의하면, 도 5(a)내지 5(c)까지의 순서는 동일하지만, 도 5(c)의 상태에서 둥근 강철(6A)위에 종근(7)을 배열하여 용접 등에 의해 접합하고, 그 후 종근(7)위에 횡근(8)을 배열하여 용접 등에 의해 접합하고 있다. 이 예에 의하면 한 개의 가공대(10)상에 철골철근바스켓(1)을 완성할 수 있기 때문에 작업야드가 좁은 경우등에 적합하다.

도 7은 본 발명의 철골철근 바스켓을 말뚝(杭)에 적용한 제 2의 실시예 형태를 나타내고 있다. 도면은 평단면을 나타낸 것이고, 철근 콘크리트 지중연속벽체 또는 상술한 바와 같이 철골철근바스켓을 조립한 철골철근 콘크리트 지중 연속벽체(20)에서 T자형으로 돌출하여 철골철근조의 말뚝(21)이 일체로 설치되어 있다.

이 말뚝(21)의 내부에 조합되는 철골철근바스켓(22)은 상기와 직교하는 방향으로 양측 플랜지부(23a)를 배향시킨 한 쌍의 H형 강철(23)과 각 H형 강철(23)의 양측에 배치된 한 쌍의 외부재(24)와, 외부재(24)사이를 접합함과 동시에 한 쌍의 앵글(26)을 통하여 각 H형 강철(23)의 플랜지부(23a)에 접합함으로써 각 H형 강철(23)을 외부재(24)에 일체화시킨 가느다란 띠상 강판으로 이루어진 취부판(25)으로 되어 있다.

외부재(24)는 상기와 동일한, 종방향으로 소정간격을 두고 횡설된 다수의 횡부재(27)와 횡부(27)의 내면에 종횡으로 배근된 철근(28)으로 이루어진 것이다. 또한, 취부판(25)의 양단과 각 횡부재(27)와의 접합부에는 앵글재(29)가 개재되어 접합강도를 향상시키고 있다.

이상의 말뚝(21)은 주로 도면의 화살표로 나타낸 바와 같이 벽체(20)에 가해지는 수평력을 지지하는 기능이 부가되는 것이고, 그 때문에 각 H형 강철(23)의 양 플랜지부(23a)를 벽체(20)측에 배향시킴으로써 충분한 수평내구력을 가져올 수 있다.

또한, 이 철골철근바스켓의 조립은 상기 제 1실시형태와 동일하게 제작된 외부재에 대하여 미리 양 플랜지부(23a)에 앵글재(26)를 접합한 H형 강철(23)을 횡으로 눕힌 상태로 취부판(25)의 맞춤단부를 앵글재(29)를 통하여 고정하는 등에 의해 간단하게 조립할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 철골철근바스켓체(22)를 철근콘크리트 지중연속벽체 또는 철골철근 콘크리트 지중연속 벽체와 일체화한 경우에 대하여 설명하였지만 철골철근바스켓을 단독으로 설치하여 기초말뚝으로 이용할 수 있는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 관련된 철골철근바스켓에 있어서는 통상의 강철재를 이용하여 지중벽의 설계 벽두께에 자유롭게 적합할 수 있기 때문에 저렴하게 구축할 수 있고, 대심도에 있어서 대규모 지중구조물에서 지중연속벽의 벽체 또는 지중벽에 연속한 말뚝 등에 이용하기 적합하다.

도 1은 본 발명의 제 1실시 형태에서 철골철근바스켓의 측면도,

도 2는 동 평면도,

도 3은 동 사시도,

도 4는 동 철골철근바스켓을 홈내에 채운 상태를 나타낸 종단면도,

도 5는 동 철골철근바스켓의 조립순서를 나타낸 설명도,

도 6은 다른 조립순서를 나타낸 설명도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시 태양에서 철골철근바스켓의 평단면도이다.

부호의 설명

1, 22 철골철근바스켓 2, 23 H형 강철

3, 24 외부재 5, 27 횡부재

6, 26 철골취부대(앵글재) 7, 8, 29 철근

9 홈 25 취부판

Claims (5)

1. 소정간격을 두고 병렬배치된 가느다란 띠상 강판으로 이루어진 복수의 횡부재와 상기 횡부재의 철골교차위치에 고정된 커버 조정용 복수의 철골취부대를 구비한 한 쌍의 외부재부와 양 외부재부의 철골 취부대에 양면을 협지상태로 접합되어 상기 횡부재 사이에 소정 간격을 두고 교차상태로 일체화된 복수의 철골주열을 구비한 것을 특징으로 하는 지중벽체의 철골철근 바스켓.
2. 제 1항에 있어서, 상기 횡부재의 측면에 철근을 종횡으로 배근함으로써 각 횡부재를 일체로 접합한 것을 특징으로 하는 지중벽체의 철골철근바스켓.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 철골주열은 H형 강철이고, 상기 H형 강철의 전후측에 플랜지부를 상기 철골 취부대에 접합한 것을 특징으로 하는 지중벽체 철골철근 바스켓.
4. H형 강철의 양 플랜지에 소정 간격을 두고 가느다란 띠상의 취부판을 접합하고, 상기 취부판의 양단을 복수의 횡부재에 직교하여 접합한 것을 특징으로 하는 지중벽체의 철골철근 바스켓.
5. 제 4항에 있어서, 상기 횡부재의 내측면 내에 철근을 종횡으로 배근함으로써 각 횡부재를 일체로 접합한 것을 특징으로 하는 지중벽체의 철골철근 바스켓.