KR100659997B1 - 에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 부피를 갖는 에이치빔을 연속적으로 결합하여 틈새가 발생되지 않도록 한 에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔구조체에 관한 것이다.

그 공법은 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 수직으로 연결되는 구조를 갖는 대경 에이치빔을 수직으로 매설하여 서로 이격되게 설치하고, 그 설치된 에이치빔의 플랜지들 사이 내측면에 대경 에이치빔의 플랜지들 사이의 간격보다 폭이 좁은 소경 에이치빔의 일단부가 끼워지도록 결합하며, 소경 에이치빔의 타단부 외측면에 다른 대경 에이치빔을 결합한 후에 그 상호간에 접촉되는 부위들을 일체화시키고, 대경 에이치빔들의 플랜지들 사이에 소경 에이치빔의 양단부가 결합되는 것이 다수개 연속으로 이루어져 하나의 벽체로 연결하는 단계들로 이루어진다.

그 구조는 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 일체로 연결되는 구조를 가지며 각각 동일한 간격으로 이격되게 지면에 수직으로 매설되는 다수개의 대경 에이치빔들과, 그 대경 에이치빔들 사이의 플랜지 양측에 개재되도록 양단부가 대경 에이치빔의 플랜지 내부에 각각 수용되어 양측 플랜지의 외측면이 각각 면접촉되고 결합수단에 의해 일체로 결합되는 다수의 소경 에이치빔으로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 부피가 서로 다른 에이치빔들을 연속적으로 연결시켜 벽체를 형성함으로써, 에이치빔의 제조 및 매설과정에서 다소간의 오차가 발생되더라도 서로간의 틈새가 발생되지 않게 되므로 별도의 틈새 처리공정이 생략되어 작 업성이 향상될 뿐만 아니라, 외부 토압에 대해 견고하게 지지할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

Description

에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔 구조체{METHOD AND STRUCTURE LAND-SIDE PROTECTION WALL USING H-BEAM}

도 1은 본 발명에 따른 흙막이용 에이치빔 구조체를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명 흙막이용 에이치빔 구조체의 개략적인 구성을 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명의 결합상태 사시도.

도 4는 도 3의 평면도.

도 5는 본 발명 에이치빔 구조체에 보강재가 추가된 구성을 나타낸 평면도.

도 6은 본 발명 에이치빔 구조체에 채움재가 더 구비된 것을 나타낸 평면도.

도 7은 본 발명 흙막이용 에이치빔 구조체의 다른 예를 보인 사시도.

도 8은 도 7의 결합상태 사시도.

도 9는 본 발명 흙막이용 에이치빔 구조체의 또 다른 예를 보인 사시도.

도 10은 본 발명 흙막이용 에이치빔 구조체의 다른 실시예를 보인 사시도.

도 11은 본 발명에 따른 에이치빔을 이용한 흙막이공법을 순차적으로 표현한 플로우 챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100A : 대경 에이치빔 100B : 소경 에이치빔

105 : 결합공 110,120 : 플랜지

130 : 웨브 160 : 통공

210 : 볼트부재 300 : 보강재

400 : 채움재 700 : 캡 플레이트

본 발명은 에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔 구조체에 관한 것으로, 특히 서로 단부가 밀착되게 결합가능하도록 그 구조가 개량된 에이치빔들을 연결하여 흙막이용 옹벽을 형성시킬 수 있도록 한 에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 하수관용 콘크리트박스나 전기 통신선로 및 지하철등의 지하구조물들을 구축하기 위하여 그 지면의 하측으로 깊이를 갖는 터파기작업을 행하고 있으며, 그 터파기작업시 토사가 흘러 내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위하여 방호벽을 설치함과 아울러, 지반에서 용출되는 지하수가 공사구역으로 유입되는 것을 차단하는 차수작업을 병행하여야 한다.

그 차수작업 및 흙막이를 위한 방호벽 설치작업시 기존에 많은 공법이 시행되고 있으나, 최근에는 차수기능 및 흙막이 기능을 같이 갖도록 시트 파일 또는 에이치빔을 이용한 방호벽을 설치하는 공법이 일반화되어 있다.

이는, 다수개의 시트 파일 또는 에이치빔들을 상호 연결하여 벽체 형상으로 형성하여 그 벽체의 외측으로 위치하는 토사 및 지반에 대해 토류벽 기능을 갖도록 된 것이다.

그중 흙막이용 토류벽을 형성시키기 위해서 에이치빔을 사용하는 일 예로는, 서로 일정 간격으로 단면이 H형인 에이치빔의 일부를 수직으로 땅속에 타설하고, 서로 인접하는 에이치빔들 사이에 시트파일을 간격없이 걸쳐서 일체로 구성한 것으로, 하나의 벽체로 연결하도록 된 것이 있다.

또한, 큰 강도를 요하는 부위의 흙막이 토류벽을 구성하기 위해서는, 에이치빔을 간격없이 타설하여 하나의 벽체로 연결하는 방식이 이용되지만, 다수의 에이치빔을 간격없이 타설하는 것은 실제로 곤란할 뿐만 아니라, 서로 인접하는 에이치빔 사이의 오차가 발생할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

이를 극복하기 위해서 서로 인접하는 에이치빔들 사이의 틈새를 메우기 위해 별도의 패널 형태의 보강판(시트파일 또는 평판 형태의 플레이트)이 용접으로 일체화될 경우에는 별도의 작업이 요구되어 이로 인한 작업시간이 증가됨과 아울러, 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 보강판을 틈새사이에 덧붙이는 작업을 하더라도, 외부로부터 평상시보다 큰 압력의 토압이 전달될 경우에 그 결합부위가 파손될 우려가 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 서로 인접하는 에이치빔간의 틈새 간격이 발생되지 않도록 함과 아울러, 외부로부터 전달되는 토압에 대한 내구성이 향상된 에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔 구조체를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 수직으로 연결되는 구조로 된 대경 에이치빔을 수직으로 매설하는 단계와,

상기 매설된 에이치빔의 플랜지들 사이 내주면에 상기 대경 에이치빔의 플랜지들보다 폭이 좁은 소경 에이치빔의 일단부가 끼워지도록 결합하는 단계와,

상기 소경 에이치빔의 타단부 외측면에 다른 대경 에이치빔을 결합한 후에 그 상호간에 접촉되는 부위를 일체화시키는 단계와,

상기 대경 에이치빔들의 플랜지들 사이에 상기 소경 에이치빔의 양단부가 결합되는 것이 다수개 연속으로 이루어져 하나의 벽체로 연결하는 것을 특징으로 한다.

상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 결합후 생성되는 양측이 밀폐된 공간 내에 채움재를 채우는 단계를 더 구비하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은, 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 일체로 연결되는 구조를 가지며 각각 동일한 간격으로 이격되게 지면에 수직으로 매설되는 다수개의 대경 에이치빔과,

상기 대경 에이치빔들 사이의 플랜지 양측 내주면에 양단부가 각각 수용되어 양측 플랜지의 외측면이 각각 면접촉되고 결합수단에 의해 일체로 결합되는 다수의 소경 에이치빔을 구비하여서,

상기 대경 에이치빔들 사이에 소경 에이치빔이 끼워져 연속적으로 결합된 흙 막이용 벽체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 대경 에이치빔의 플랜지들간의 내측면 폭이 상기 소경 에이치빔의 플랜지 외측면들간의 폭보다 더 크거나 동일한 것이다.

상기 결합수단은 상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 플랜지에 각각 대응되는 위치에 마련되고 내주면에 나사산을 갖는 다수의 결합공이 형성되고,

상기 결합공들에 관통되도록 체결 결합되는 볼트부재를 구비하는 것이다.

상기 결합수단은 상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 면 접촉부위에 용접으로 일체화되는 것이다.

상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔들의 플랜지 내측면에 일체로 결합되는 보강재를 더 구비하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 에이치빔을 이용한 흙막이공법은, 도 11을 참조하여 설명하면, 그 방법은 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 수직으로 연결되는 구조를 갖는 대경 에이치빔을 수직으로 매설하여 서로 이격되게 설치하고(S1), 그 설치된 에이치빔의 플랜지들 사이 내측면에 대경 에이치빔의 플랜지들 사이의 간격보다 폭이 좁은 소경 에이치빔의 일단부가 끼워지도록 결합하며(S2), 소경 에이치빔의 타단부 외측면에 다른 대경 에이치빔을 결합한 후에 그 상호간에 접촉되는 부위들을 일체화시키고(S3), 대경 에이치빔들의 플랜지들 사이에 소경 에이치빔의 양단부가 결합되는 과정이 연속으로 이루어져 하나의 벽체로 연결하는(S5) 단계들로 이루어 진다.

또한, 그 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 연속적인 결합에 의해 상부가 개구된 벽체가 형성되고, 그 벽체를 구성하는 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 내부에 빈 공간부가 형성된다.

따라서, 대경 에이치빔과 소경 에이치빔이 연결됨에 따라 내부에 형성되는 공간부를 흙, 골재 또는 콘크리트등의 채움재를 채워 빈 공간을 메워서 보강하는 단계(S4)가 더 구비될 수 있다.

더 상세히 설명하면, 그 대경 에이치빔의 플랜지들 사이의 폭은 소경 에이치빔이 수용되도록 그 소경 에이치빔의 외측면 폭보다 넓거나, 거의 동일한 폭을 갖도록 형성되어 있다.

즉, 그 대경 에이치빔과 소경 에이치빔은 그 사이즈에서 차이가 있으며, 다른 구성에서는 동일한 구조로 된 것이다.

한편, 본 발명 흙막이용 에이치빔 구조체는, 도 1내지 도 6을 참조하여 설명하면, 그 구조는 서로 마주보는 플랜지(110)(120)들 사이에 웨브(130)가 일체로 연결되는 구조를 가지며 각각 동일한 간격으로 이격되게 지면에 수직으로 매설되는 다수개의 대경 에이치빔(100A)들과, 그 대경 에이치빔(100A)들 사이의 플랜지(110)(120) 양측에 개재되도록 양단부가 대경 에이치빔(100A)의 플랜지(110)(120) 내부에 각각 수용되어 양측 플랜지(110)(120)의 외측면이 각각 면접촉되고 결합수단에 의해 일체로 결합되는 다수의 소경 에이치빔(100B)으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 그 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)은 동일한 구조로 되어 있으나, 그 사이즈가 서로 다른 치수로 형성된 것이다.

즉, 도면에서 표현된 바와 같이, 대경 에이치빔(100A)의 플랜지(110)(120)간의 폭(ℓ1)은 소경 에이치빔(100B) 외측면들간의 폭(ℓ2)보다 크거나 동일한 치수를 갖는 것이다.

그 결합수단은 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)의 플랜지(110)(120)가 서로 면접촉되는 부위에 서로 대응되며 내주면에 나사산이 형성된 결합공(105)이 다수개 형성되고, 그 결합공(105)에 체결되는 볼트부재(210)를 구비하여 된 것이다.

그 볼트부재(210)의 단부에는 필요에 따라 너트부재(220)가 체결될 수 있으며, 이 경우에는 결합공(105)의 내주면에 형성된 나사산이 생략될 수 있다.

또한, 그 결합수단의 다른 예로는, 대경 에이치빔(100A)의 플랜지(110)(120) 내측면과 소경 에이치빔(100B)의 플랜지(110)(120) 외측면이 각각 면접촉된 상태로 용접에 의해 서로 일체화되는 것이다.

그리고, 그 소경 에이치빔(100B)의 플랜지(110)(120) 단부가 위치하는 부위에 철근, 플레이트 판재 형상의 보강재(300)가 대경 에이치빔(100A)과 연결되도록 일체화되는 것이 바람직하며, 그 보강재(300)가 결합되는 것은 앞서 결합수단의 방식(용접 또는 볼팅결합,리벳팅등)과 동일하게 결합될 수 있다.

미설명 부호 "160"은 지하수의 유출입을 위해 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)에 형성된 통공을 나타낸 것으로, 설치되는 장소 환경에 따라 생략 하거나 형성된 갯수를 조정할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

본 발명은 지하 구조물 터파기 공사시 계획된 평면을 따라 설계 깊이까지 구멍을 뚫고, 수직으로 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)을 순차적으로 연결시켜 토류벽이라 칭하는 흙막이용 벽체를 형성하게 된다.

이때, 대경 에이치빔(100A)들을 서로 이격되게 매설한 후에 소경 에이치빔(100B)을 들어서 그 사이에 매설시키거나, 혹은 대경 에이치빔(100A)의 매설후 그 측면에 소경 에이치빔(100B)의 일단부가 수용되도록 매설한 후에 그 소경 에이치빔(100B)의 타단부 외측에 대경 에이치빔(100A)이 감싸도록 매설할 수도 있다.

이후에, 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)을 용접이나, 볼팅 결합 또는 리벳팅등의 방식으로 일체화시켜 흙막이용 벽체를 형성하게 된다.

한편, 그 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)의 결합후 그 결합부위의 보강을 위해 플레이트 형상의 보강재(300)를 용접등의 방식으로 일체로 결합시켜 보강작업한 후에, 경우에 따라 그 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)의 밀폐된 빈 공간내에 흙,골재,시멘트,콘크리트등의 채움재(400)를 채워 견고하게 벽체를 형성할 수 있다.

그후에는 흙막이용 벽체의 시공이 완료되면, 부분적으로 굴착을 하고, 주형보와 복공판을 설치한다. 이어서, 복공판의 설치가 끝나면 이후의 공사는 굴착작업과 굴착에 따른 버팀보의 설치가 반복되면서 지하 구조물의 구축을 위한 공사가 진행되는 것이 통상적이다.

도 7과 도 8은 본 발명 결합수단의 다른 예를 보인 도면으로서, 그 구조는 대경 에이이치빔(100A)의 플랜지들 사이의 간격과 소경 에이치빔(100B)들의 폭이 거의 동일하게 형성되어 억지 끼움 결합구조로 된 것이다.

즉, 앞서 설명한 실시예에서는 대경 에이치빔(100A)의 플랜지 내측면 사이의 폭이 소경 에이치빔(100B)의 외측 폭보다 조금 더 크게 형성되어 소경 에이치빔(100B)을 외측에서 감싸도록 수용하는 구조로 되어 있으나, 억지 끼움 결합방식의 경우에는 대경 에이치빔(100A)의 플랜지 내측면 사이의 간격이 소경 에이치빔(100B)의 외측면과 거의 동일한 폭으로 형성되는 것이다.

이에 따라, 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)은 별도의 결합수단없이도 상호 결합되어 대경 에이치빔(100A)이 외압에 의해 변형될 경우 소경 에이치빔(100B)도 같이 변형되도록 간섭되는 구조를 갖게 된다.

이 경우에는, 앞서 설명한 볼팅 결합을 위한 결합공이 생략되며, 도 9에서와 같이 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)의 상부에만 형성될 수도 있다.

이는, 에이치빔의 하부가 지반내에 매설될 경우에는 결합공(105)이 상부에만 위치하게 되기 때문이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면으로서, 그 구조는 앞서 설명한 실시예와는 달리, 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)들이 연속적으로 결합된 후에 그 상부 테두리들을 일체화하기 위한 콘크리트 또는 시멘트 소재의 캡 플레이트(700)가 안착되는 구조로 된 것이다.

즉, 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)의 상부 테두리에 거푸집을 형성한 후에 콘크리트 또는 시멘트 혹은 콘크리트-시멘트 혼합물등의 일체로 경화가능한 소재를 타설하면, 시간이 경과함에 따라 경화된 캡 플레이트(700)가 대경 에이치빔(100A)과 소경 에이치빔(100B)들의 상부를 일체화시켜 외부로부터 전달되는 토압에 대한 강성을 보강할 수 있게 된다.

상기한 본 발명은 지하 구조물 터파기 공사에만 한정되는 것이 아니라, 도면에 미도시되어 있지만 교량의 교각 기초 공사에도 적용 가능하며, 다른 건설 공사에도 적용 가능할 것이다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 서로 다른 부피를 갖는 에이치빔을 연속적으로 결합하여 틈새가 발생되지 않도록 한 에이치빔을 이용한 흙막이공법 및 그 에이치빔구조체에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 부피가 서로 다른 에이치빔들을 연속적으로 연결시켜 벽체를 형성함으로써, 에이치빔의 제조 및 매설과정에서 다소간의 오차가 발생되더라도 서로간의 틈새가 발생되지 않게 되므로 별도의 틈새 처리공정이 생략되어 작업성이 향상될 뿐만 아니라, 서로 다른 부피의 에이치빔이 맞물리는 구조로 되어 있으므로 외부 토압에 대해 견고하게 지지할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

Claims (9)

1. 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 수직으로 연결되는 구조로 된 대경 에이치빔을 수직으로 매설하는 단계와,

   상기 매설된 에이치빔의 플랜지들 사이 내주면에 상기 대경 에이치빔의 플랜지들보다 폭이 좁은 소경 에이치빔의 일단부가 끼워지도록 결합하는 단계와,

   상기 소경 에이치빔의 타단부 외측면에 다른 대경 에이치빔을 결합한 후에 그 상호간에 접촉되는 부위를 일체화시키는 단계와,

   상기 대경 에이치빔들의 플랜지들 사이에 상기 소경 에이치빔의 양단부가 결합되는 과정들이 연속으로 이루어져 하나의 벽체로 연결하는 것을 특징으로 하는 에이치빔을 이용한 흙막이공법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 결합후 생성되는 양측이 밀폐된 공간 내에 채움재를 채우는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에이치빔을 이용한 흙막이공법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 채움재는 흙 또는 콘크리트인 것을 특징으로 하는 에이치빔을 이용한 흙막이공법.
4. 서로 마주보는 플랜지들 사이에 웨브가 일체로 연결되는 구조를 가지며 각각 동일한 간격으로 이격되게 지면에 수직으로 매설되는 다수개의 대경 에이치빔과,

   상기 대경 에이치빔들 사이의 플랜지 양측 내주면에 양단부가 각각 수용되어 양측 플랜지의 외측면이 각각 면접촉되고 결합수단에 의해 일체로 결합되는 다수의 소경 에이치빔을 구비하여서,

   상기 대경 에이치빔들 사이에 소경 에이치빔이 끼워져 연속적으로 결합된 흙막이용 벽체를 형성하는 것을 특징으로 하는 흙막이용 에이치빔 구조체.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 대경 에이치빔의 플랜지들간의 내측면 폭이 상기 소경 에이치빔의 플랜지 외측면들간의 폭보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 흙막이용 에이치빔 구조체.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 플랜지에 각각 대응되는 위치에 마련되고 내주면에 나사산을 갖는 다수의 결합공이 형성되고,

   상기 결합공들에 관통되도록 체결 결합되는 볼트부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 흙막이용 에이치빔 구조체.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 면 접촉부위에 용접으로 일체화되는 것을 특징으로 하는 흙막이용 에이치빔 구조체.
8. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔의 상부 테두리를 일체화시키기 위해 경화 가능한 소재로 된 캡 플레이트가 안착 설치되는 것을 특징으로 하는 흙막이용 에이치빔 구조체.
9. 청구항 4 내지 청구항 8중 어느 한 항에 있어서,

   상기 대경 에이치빔과 소경 에이치빔들의 플랜지 내측면에 일체로 결합되는 보강재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 흙막이용 에이치빔 구조체.

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