KR101595702B1 - 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하구조물 구축공사 등을 위해 터파기 공사를 실시할 경우, 지하수 유출과 수위 변화에 따른 배면지반 침하 발생을 방지하고, 주변의 토사나 지하수가 공사현장으로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, H형 강재의 매설 거리를 넓혀서 시공할 수 있는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물은, 웨브 및 상기 웨브의 양측에 형성되는 플랜지로 이루어져 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 H형 강재 및 상기 H형 강재의 사이에 삽입되어 차수 흙막이 벽면을 형성하는 강판을 포함하되, 상기 강판은 플레이트부; 상기 플레이트부의 양단에서 절곡되어 상기 웨브와 평행하게 형성되는 제1 절곡부; 상기 제1 절곡부에서 연장되어 절곡되며, 상기 플레이트부와 평행하게 형성되는 제2 절곡부; 및 상기 제2 절곡부 사이에 소정의 간격으로 복수 개 설치되는 보강브릿지로 구성되고, 상기 보강브릿지는 일단이 상기 제2 절곡부에 연결되며 타단은 상기 플레이트부로 이어지는 브릿지; 및 상기 브릿지의 타단과 마주하는 브릿지 타단 사이에 배치되며, 상기 플레이트부에 부착 설치되는 보강판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법{SOIL RETAINING STRUCTURE USING PLATE PILE WITH REINFORCING BRIDGE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하구조물 구축공사 등을 위해 터파기 공사를 실시할 경우, 지하수 유출과 수위 변화에 따른 배면지반 침하 발생을 방지하고, 주변의 토사나 지하수가 공사현장으로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, H형 강재의 매설 거리를 넓혀서 시공할 수 있는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물의 지하층 또는 지하철 등의 지하구조물을 구축하기 위해서는 지하로 터파기 공사를 행하게 되며, 이러한 터파기 공사에서 토압에 의해 흙벽이 무너져 내리는 것을 방지하기 위해 방호벽을 설치함과 아울러, 지반에서 용출되는 지하수가 공사 구역으로 유입되는 것을 차단하기 위한 차수작업을 병행하고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 H형 강재와 토류판을 이용한 흙막이 구조물의 사시도를 나타낸 것으로서, 흙막이 구조물을 이용한 흙막이 공사는 일정간격으로 H형 강재(10)를 배치하고, 상기 H형 강재(10)들 사이에 목재로 된 토류판(30)을 삽입하여 흙막이 구조물을 설치한 후, 공간이 형성된 상기 흙막이 구조물의 뒤편에 흙을 메워 지반이 안정화 되도록 하는 방식으로 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 방식은 흙막이 구조물 뒤편의 지반이 안정화되지 않아 지반 침하 및 지반 붕괴가 발생하기 쉽고, 목재로 제작된 복수 개의 토류판(30)을 사용하여 방호벽을 형성하는 것이어서 지하수의 유입을 막는 차수 기능을 수행할 수 없고, 강성이 부족하여 토압에 대한 저항성이 저하되며, 복수 개의 토류판(30)을 적층하여 시공함에 따라 시공에 따른 공사기간이 증가되는 단점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 종래의 기술로서, 등록특허공보 제10-0846229호(등록일자: 2008.07.08.)에는 흙막이 구조물 시공방법이 개시되었다.

도 2는 상기 종래기술에 따른 H형 강재와 금속재 강판의 분해 사시도를 나타낸 것으로서, 지중에 일정 간격으로 매설되는 H형 강재(10)의 웨브에 가이드레일(20)이 체결구(23)에 의해 부착되어 공간부(21)를 형성하며, 상기 공간부(21)에는 상기 금속재 강판(30)이 삽입되는 것을 특징으로 하고 있다.

상기의 구성에 따른 종래 흙막이 공사에 대한 과정을 살펴보면, 먼저 H형 강재를 지하에 매설하여 설치한 다음, 일정 간격으로 설치된 상기 H형 강재의 사이에 금속재 강판을 바이브레이터에 의해 진동시키면서 지하로 서서히 매설되게 하여 시공된다.

이와 같이 형성되는 흙막이 구조물은, 지하구조물을 구축하기 위한 터파기 공사에서 토압을 지지하는 역할을 하여 토사가 작업장 내로 유입되는 것을 방지하는 것은 물론, 차수를 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

그런데 상기 금속재 강판은 지하에 매설 후 터파기시 깊이에 비례하여 토압은 증가하므로 맨 아래에 작용하는 강판부위는 가장 큰 토압을 견뎌야 하는 특성상 매우 두꺼운 형태로 이루어져야 하나, 이는 바이브레이터의 상하 진동을 통해 매설되는 과정에서 금속재 강판의 두꺼운 형태에 의해 저항이 커져 시공을 어렵게 하는 문제가 있다.

또한, 상기 금속재 강판의 부재단면이 작을 경우에는 지중으로 삽입된 강판에 터파기시 깊이에 비례하여, 증가되는 배면의 수평토압이 가해져 중간부위가 불룩하게 튀어나오는 배부름 현상 등 구조적인 문제가 발생될 수 있어, 심할 경우 금속재 강판이 H형 강재에서 이탈되는 등의 후속 건설공정에 지장을 초래하게 되는 문제가 있다.

아울러, 터파기시 깊이에 비례하여 점증하는 수평토압에 저항하기 위해 금속재 강판이 비교적 두껍게 형성되는 경우, 금속재 강판의 중량이 증가되어 취급이 용이하지 않은 문제가 있으며, 또한 금속재 강판은 상부에서 하부까지 일정한 강도가 필요치 않고 하부로 갈수록 강한 강성이 요구되므로 두꺼운 재질로 이루어져 균일한 부재 단면(강성)을 갖는 재질을 사용하는 경우 자원을 낭비하는 문제점이 있다. 또한, 강판의 허용 변형량을 넘어서는 넓이의 간격으로 H형 강재를 시공할 수 없기 때문에, H형 강재의 시공간격이 좁아지며, H형 강재의 조밀 시공에 의해 정밀시공이 어렵고 H형 강재의 매설에 따른 공사기간이 지연될 뿐만 아니라, H형 강재와 금속재 강판의 연결 부분이 증가되어 불연속면의 개수가 늘어남에 따라 차수 효과를 기대하기 어려운 단점이 있다.

(특허 0001) KR 10-0846229 B1 (2008. 07. 08)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출되는 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, H형 강재 사이에 토압에 대한 저항력을 확보하여 강판 변형을 방지할 수 있으며, H형 강재 강재의 매설 거리를 넓게 하여 시공할 수 있는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 데 있다.

또한, 강판의 매설에 따른 저항을 최소화하여 지하 매설이 용이하며, 터파기시 강판의 배부름 현상을 방지할 수 있는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, H형 강재의 설치 간격을 넓혀 불연속면을 최소화함으로써 차수효과를 증가시킬 수 있으며, H형 강재의 시공 수량을 줄여 공사기간을 단축시킬 수 있는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 보강브릿지 사이에 보강버팀재를 더 구비하여 토압에 대한 저항력을 극대화할 수 있는 보강브릿지를 구비한 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물은, 웨브 및 상기 웨브의 양측에 형성되는 플랜지로 이루어져 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 H형 강재 및 상기 H형 강재의 사이에 삽입되어 차수 흙막이 벽면을 형성하는 강판을 포함하되, 상기 강판은 플레이트부; 상기 플레이트부의 양단에서 절곡되어 상기 웨브와 평행하게 형성되는 제1 절곡부; 상기 제1 절곡부에서 연장되어 절곡되며, 상기 플레이트부와 평행하게 형성되는 제2 절곡부; 및 상기 제2 절곡부 사이에 소정의 간격으로 복수 개 설치되는 보강브릿지로 구성되고, 상기 보강브릿지는 일단이 상기 제2 절곡부에 연결되며 타단은 상기 플레이트부로 이어지는 브릿지; 및 상기 브릿지의 타단과 마주하는 브릿지 타단 사이에 배치되며, 상기 플레이트부에 부착 설치되는 보강판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강브릿지 사이에 설치되는 보강버팀재가 더 설치되되, 상기 보강버팀재는 상기 플레이트부에 면접하여 설치되는 보강대; 및 상기 보강대의 양단과 상기 제2 절곡부 사이에 설치되어 상기 설치된 보강대를 고정 지지하는 조절잭으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 조절잭은 상기 보강버팀재와 면접촉되는 지지편; 상기 지지편에서 상기 제2 절곡부 방향으로 형성되는 볼트; 및 상기 볼트부에 나사결합되되 풀림에 의해 일단에 상기 제2 절곡부와 접촉되는 너트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브릿지는 상기 제2 절곡부에서 상기 플레이트부의 중심부측으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 강판을 이용한 흙막이 시공과정은 터파기공사를 하기 위한 장소의 측량과 지하 매설물을 확인하고, 지면을 평탄화하며 줄파기 작업을 하는 부지정리단계(S10); 상기 부지정리단계를 통해 평탄화된 지면에 H형 강재가 삽입될 수 있는 삽입구가 복수 개 형성되는 가이드빔을 설치하는 가이드빔설치단계(S20); 상기 가이드빔설치단계를 통해 설치된 가이드빔의 삽입구로 H형 강재를 배치하여 매설하는 H형 강재매설단계(S30); 상기 가이드빔설치단계를 통해 설치된 가이드빔을 지면으로부터 제거하는 가이드빔제거단계(S40); 상기 H형 강재매설단계를 통해 매설된 H형 강재의 사이에, 보강브릿지가 설치된 강판을 매설하는 강판매설단계(S50); H형 강재 사이를 상호 고정하기 위해 띠장 및 버팀을 설치하고 시공결함여부를 확인하는 변위계측단계(S60); 및 상기 변위계측단계를 통해 시공결함여부가 확인된 후, 흙을 파내는 토공사단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 강판의 상하 방향을 따라 복수 개의 보강브릿지가 설치됨으로써, 강판의 강성이 향상됨에 따라 강판의 두께를 얇게 제작하여도 배부름 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 강판을 이용한 흙막이 공법은 H형 강재를 지중에 매설하는 시공이 매우 중요한 공정이기 때문에, 두께를 종래의 강판과 동일하게 제작하는 경우 강판의 폭을 대폭 늘릴 수 있으며, 이에 따라 H형 강재의 매설 간격을 넓게 하여 시공될 수 있으므로, H형 강재의 매설 개수가 감소되어 공사기간을 단축할 수 있음은 물론 정밀 시공을 수행할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 보강브릿지가 강판에 일체화되어 설치됨에 따라, 상기 강판을 지중에 매설하는 것만으로도 강판의 설치 및 토압에 대한 강성이 발생하여 터파기 공사를 수월하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 H형 강재와 토류판에 의한 흙막이 구조물 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 H형 강재와 금속재 강판의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 대한 저면측 사시도(a)와 저면도(b).
도 6은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물을 시공한 설치 상태도.
도 7은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 보강버팀재가 설치된 상태의 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 설치되는 보강버팀재를 고정하는 조절잭에 대한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 평면도.
도 10은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 시공방법을 나타내는 흐름도.

이하에서는 본 발명에 따른 보강버팀재를 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 지하구조물 구축공사 등을 위해 터파기 공사를 실시할 경우, 지하수 유출과 수위 변화에 따른 배면지반 침하 발생을 방지하고, 주변의 토사나 지하수가 공사현장으로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, H형 강재의 매설 거리를 넓혀서 시공할 수 있는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 대한 저면측 사시도(a)와 저면도(b)를 나타낸 도면이다.

첨부된 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물은 H형 강재(10) 및 상기 H형 강재(10) 사이에 설치되는 강판(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 H형 강재(10)는 웨브(11) 및 상기 웨브(11)의 양측에 형성되는 플랜지(12)로 이루어지며, 후술되는 강판(20)의 폭에 대응하여 일정 간격으로 지중에 매설된다.

이때, 상기 H형 강재(10)는 연약 지반 또는 토사로 이루어진 지반 등은 가이드빔에 가이드되어 항타기(driving pile machine, 抗打機)를 통해 매설될 수 있으며, 비교적 단단한 지반 등은 오거(auger) 또는 티퍼(T-4)로 지반을 천공한 후 H형 강재를 삽입하고, 삽입된 H형 강재(10)의 주변에 토사(모래 등)를 매립하여 설치될 수 있다.

상기 강판(20)은 상기 H형 강재(10) 사이에 삽입 설치되어 차수 흙막이 벽면을 형성하는 것으로서, 플레이트부(100), 상기 플레이트부(100)의 양단에서 절곡되어 상기 웨브(11)와 평행하게 형성되는 제1 절곡부(101), 상기 제1 절곡부(101)에서 연장되어 절곡되며 상기 플레이트부(100)와 평행하게 형성되는 제2 절곡부(102) 및 상기 제2 절곡부(102) 사이에 소정의 간격으로 복수 개 설치되는 보강브릿지(200)로 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 대한 저면측 사시도(a)와 저면도(b)를 나타낸 것이다.

첨부된 도 5를 참조하면, 상기 보강브릿지(200)는 토압에 의한 플레이트부(100)의 변형을 방지하는 것으로서, 브릿지(210)와 보강판(220)을 포함하여 구성되며, 좌우 대칭으로 이루어진다.

상기 브릿지(210)는 일단이 상기 제2 절곡부(102)에 연결되며 타단은 상기 플레이트부(100)로 이어지는 강재로서, 소정의 경사를 갖도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 보강판(220)은 상기 브릿지(210)의 타단 사이에 배치되며, 상기 플레이트부(100)에 부착 설치되는 것으로서, 상기 플레이트부(100)와의 결합은 볼팅 또는 용접에 의해 설치될 수 있다. 이때, 상기 보강판(220)과 상기 플레이트부(100)의 결합을 볼트와 너트를 이용한 볼팅에 의해 결합되는 경우, 상기 강판(20)이 지중에 매설되는 과정에서 지반의 저항에 의해 파손되거나 또는, 지반과의 마찰 저항이 증대되어 매설하는 항타기의 동력이 증대될 수 있으므로, 용접에 의해 결합되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 브릿지(210)는 상기 제2 절곡부에서 상기 플레이트부의 중심부측으로 경사지게 형성되도록 구성될 수 있다.

작용압력(토압)이 분포하중인 경우의 처짐정도는 길이의 4제곱에 비례하게 된다. 이를 식으로 나타내면 다음의 식 1과 같다.

식 1)

여기서, W는 중량, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면이차모멘트이다.

즉, 탄성계수(E)와 단면이차모멘트(I)가 동일한 조건에서 길이(L)가 짧을수록 처짐의 정도는 줄어들게 된다.

이에 따라, 상기 브릿지(210)가 상기 제2 절곡부에서 상기 플레이트부의 중심부측으로 경사지게 형성되도록 구성되는 경우 전체 길이는 L-2L'로 줄어들게 되며, 줄어든 길이에 4제곱에 비례하여 처짐이 발생될 수 있으므로, 처짐정도를 대폭 개선할 수 있는 장점이 있다.

설계 조건에 따라서, 상기 보강브릿지(200)는 강판(20)에 상하 방향으로 복수 개 설치될 수 있다. 이때, 상기 보강브릿지(200)가 강판(20)에 상하 방향으로 복수 개 설치되는 경우, 상기 보강브릿지(200)의 설치 간격은 하층에서 받는 토압이 상층에서 받는 토압보다 높기 때문에 하부측으로 갈수록 조밀하게 배치되도록 구성될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 맨 하측의 제1 보강브릿지(200a)와 그 상부에 배치되는 제2 보강브릿지(200b) 사이의 간격을 G1이라 하고, 상기 제2 보강브릿지(200b)와 그 상부에 배치되는 제3 보강브릿지(200c) 사이의 간격을 G2라 하며, 상기 제3 보강브릿지(200c)와 그 상부에 배치되는 제4 보강브릿지(200d) 사이의 간격을 G3라 하며, 상기 제4 보강브릿지(200d)와 그 상부에 배치되는 제5 보강브릿지(200e) 사이의 간격을 G4라 하면, 각 사이의 간격은 G1 < G2 < G3 <G4 순으로 보강브릿지가 설치될 수 있다.

또한, 맨 상부에 위치한 제5 보강브릿지(200e)는 작용하는 토압이 약하기 때문에 설계조건에 따라서 생략 가능하다.

아울러, 맨 하부에 위치한 제1 보강브릿지(200a)의 하단은 매설되는 방향으로 경사지게 형성된 테이퍼 형상으로 구성되어 매설에 따른 저항을 최소화하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 보강브릿지(200)는 상기 강판(20)에 일체화되어 설치될 수 있으며, 상기 강판(20)이 항타기 등으로 지중에 매설되는 경우에도 지반에 가장 많은 저항을 브릿지(210)가 H형 강재(10)의 플랜지(12) 내측에 배치됨에 따라 지반 저항을 최소화할 수 있고, 오거(auger) 등으로 지반을 천공한 후에 매설되는 방식을 통해서도 천공된 공간을 활용할 수 있으므로 최소 저항을 받게 되어 강판(20)이 용이하게 H형 강재(10) 사이에 매설될 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물을 시공한 설치 상태도를 나타낸 것이다.

본 발명에 의하면, 강판의 상하 방향을 따라 복수 개의 보강브릿지가 설치됨으로써, 강판의 강성이 향상됨에 따라 강판의 두께를 얇게 제작하여도 배부름 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 공법은 H형 강재를 지중에 매설하는 시공이 매우 중요한 공정이기 때문에, 두께를 종래의 강판과 동일하게 제작하는 경우 강판의 폭을 대폭 늘릴 수 있으며, 이에 따라 H형 강재의 매설 간격을 넓게 하여 시공될 수 있으므로, H형 강재의 매설 개수가 감소되어 공사기간을 단축할 수 있음은 물론 정밀 시공을 수행할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 보강브릿지가 강판에 일체화되어 설치됨에 따라, 상기 강판을 지중에 매설하는 것만으로도 강판의 설치 및 토압에 대한 강성이 발생하여 터파기 공사를 수월하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 보강버팀재가 설치된 상태의 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물에서 강판에 설치되는 보강버팀재를 고정하는 조절잭에 대한 사시도를 나타낸 도면이다. 또한, 도 9는 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 평면도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 7 및 도 8을 참조하면, 보강브릿지 사이에는 보강버팀재(300)가 더 설치될 수 있으며, 상기 보강버팀재(300)는 상기 플레이트부(100)에 면접하여 설치되는 보강대(310) 및 상기 보강대(310)의 양단과 제2 절곡부(102) 사이에 설치되어 상기 설치된 보강대(310)의 위치를 고정 지지하는 조절잭(320)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 플레이트부(100)에는 상기 보강대(310)를 하측에서 지지하는 받침대(330)가 더 설치될 수 있으며, 상기 받침대(330)는 상기 강판(20)이 지중에 매설되는 과정에서 지반 침투에 따른 저항을 최소화할 수 있는 형상으로 구성될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 지중에 매설되는 방향으로 경사지게 구성되되, 그 상부는 상기 보강대(310)가 안착될 수 있도록 구성된다.

상기 보강대(310)는 상기 강판(20)의 좌우 방향으로 형성되어 상기 받침대(310)의 상부에 배치된다. 이때, 상기 보강대(310)는 목재 또는 철재 등으로 이루어질 수 있고, 후술되는 조절잭(320)에 의해 고정되거나 분리될 수 있으므로 재활용이 용이할 수 있다.

첨부된 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 조절잭(320)은 상기 보강대(310)와 제2 절곡부(102) 사이에 배치되어 상기 보강대(310)의 설치 위치를 고정하면서, 조임에 의해 상기 고정된 보강대(310)를 압박하게 된다.

이러한 상기 조절잭(320)의 구성을 살펴보면, 상기 보강대(310)를 잡아주면서 면접촉되는 지지편(321), 상기 지지편(321)에서 제2 절곡부(102) 방향으로 형성되는 볼트(322) 및 상기 볼트(322)에 결합되어 회전을 통해 상기 보강대(310)와 제2 절곡부(102)의 사이의 간격을 넓혀 상기 보강대(310)와 제2 절곡부(102)간의 간격을 조절하여 상기 보강대(310)를 고정시키는 너트(323)가 포함된다.

상기와 같은 보강버팀재(300)는 터파기 공사를 실시 후 또는 실시 중에 설치될 수 있으며, 상기 강판(20)이 받는 토압에 따라 증설될 수 있다.

이와 같은 보강버팀재(300)의 구성에 의해서 토압에 의한 저항력이 극대화될 수 있으며, 차수는 물론 강판의 배부름 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물은 암절취 작업으로 인해 낙하하는 암석과 토사로부터 통행 차량을 보호하기 위하여 절토부에 설치되는 암파쇄 방호벽으로도 사용될 수 있다.

암파쇄 방호벽은 암석과 토사로부터 통행 차량을 보호하기 위한 것으로서, 낙하되는 암석을 방호하기 위해 특성상 일정 수준 이상의 강성을 요한다. 이를 위해 종래에는 강판의 두께를 두껍게 하거나, L형강 등의 추가적인 보강재를 고공에서 용접하는 작업이 이루어졌다.

하지만 강판의 두께를 두껍게 하는 경우에는, 무게가 함께 무거워지기 때문에 취급이 용이하지 않은 문제가 있다. 또한 보강재를 고공에서 용접하는 경우에는, 시공이 어렵고 안전사고의 위험이 존재하기 때문에, 공사기간이 지연되거나 비용이 증대되는 등의 문제가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물은 H형 강재를 매설하고 지반에 노출되게 보강브릿지가 구비된 강판을 설치하는 것으로도 암파쇄 방호벽의 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 시공 과정에 대해서 설명한다.

도 10은 본 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 시공방법을 나타내는 흐름도이다.

첨부된 도 10을 참조하면, 발명에 따른 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물의 시공방법은 부지정리단계(S10), 가이드빔설치단계(S20), H형 강재매설단계(S30), 가이드빔제거단계(S40), 강판매설단계(S50), 변위계측단계(S60), 토공사단계(S70), 보강버팀재배치단계(S80) 및 보강버팀재고정단계(S90)이다.

1. 부지정리단계(S10)

상기 부지정리단계(S10)는 터파기공사를 하기 위한 장소의 측량과 지하 매설물을 확인하고, 지면을 평탄화하며 줄파기 작업을 하는 단계로서, 흙막이 구조물(100)을 형성하기 위한 기초작업 단계이다.

2. 가이드빔설치단계(S20)

상기 가이드빔설치단계(S20)는 상기 부지정리단계(S10)를 통해 평탄화된 지면에, H형 강재(10)가 삽입될 수 있는 삽입구가 복수 개 형성되는 가이드빔을 설치하는 단계이다.

이때, 상기 가이드빔은 일정 간격으로 삽입구가 형성된 철재빔으로서, 상기 삽입구는 상기 H형 강재(10)와 정밀한 규격으로 맞추어 질 수 있도록 형성된 것이며, 상기 삽입구의 간격은 상기 강판(20)의 폭에 대응되도록 형성된다.

3. H형 강재매설단계(S30)

상기 H형 강재매설단계(S30)는 상기 가이드빔설치단계(S20)를 통해 설치된 가이드빔의 삽입구로 상기 H형 강재(10)를 배치하여 매설하는 단계이다.

상기 H형 강재(10)는 플랜지(12)가 좌우 양측을 향하도록 매설되어야 하며, 상기 가이드빔에 의해 균일한 간격이 유지될 수 있다. 상기 H형 강재(10)는 건설중장비에 의해 주기적으로 가해지는 상하 진동에 의해 가압되어 지중으로 매설되게 된다.

또한, 터파기 공사가 수행되어야 하는 장소의 지반이 비교적 단단하거나 지중에 항타기 등을 이용하여 H형 강재(10)를 매설하기 부적절한 공사 현장은 오거(Auger) 등의 굴착기를 이용하여 공사를 통해 상기 H형 강재매설단계(S30)를 수행할 수 있으며, 이 경우에는 상기 가이드빔설치단계(S20)가 생략될 수 있다.

4. 가이드빔제거단계(S40)

상기 가이드빔제거단계(S40)는 상기 가이드빔설치단계(S20)를 통해 설치된 가이드빔을 지면으로부터 제거하는 단계로서, 상기 H형 강재매설단계에서 H형 강재의 매설이 모두 완료된 이후에 이루어지도록 한다.

5. 강판매설단계(S50)

상기 강판매설단계(S50)는 상기 H형 강재매설단계(S30)를 통해 매설된 H형 강재의 사이에, 강판(20)을 매설하는 단계로서, 건설중장비(예를 들면, 항타기 등)를 이용한 진동 가압방식을 이용하여 상기 강판(20)을 지중으로 매설시키는 단계이다. 이때, 상기 강판(20)에 구비된 보강브릿지(200)는 상기 강판(20)의 매설에 따라 지중에 위치되게 된다.

6. 변위계측단계(S60)

상기 변위계측단계(S60)는 상기 강판매설단계(S50)를 완료한 상태에서 양측 H형 강재(10)의 사이를 상호 고정하기 위해 띠장 및 버팀을 설치하고, 시공결함여부를 확인하는 단계이다.

7. 토공사단계(S70)

상기 토공사단계(S70)는 상기 변위계측단계(S60)를 통해 시공결합여부가 확인된 후, 이상이 없을 경우 흙막이 구조물의 내부 흙을 굴삭하는 단계이다.

8. 보강버팀재배치단계(S80)

상기 보강버팀재배치단계(S80)는 상기 강판매설단계(S50)를 통해 매설된 상기 강판(20)에 설치된 받침대(330)에 보강대(310)를 배치하는 단계이다.

9. 보강버팀재고정단계(S90)

상기 보강버팀재고정단계(S90)는 상기 보강버팀재배치단계(S80)를 통해 배치된 보강대(310)와 상기 제2 절곡부(102) 사이에 조절잭(320)을 설치하여 상기 보강대(310)를 고정하는 단계이다. 상기 보강버팀재배치단계(S80)에서는 조절잭(320)을 설치한 후, 너트(323)의 회전을 통해 상기 보강대(310)를 고정하게 된다.

여기서, 상기 변위계측단계(S60), 보강버팀재배치단계(S80) 및 보강버팀재고정단계(S90)를 는 상기 토공사단계(S70)를 수행하는 과정 중에서 수시로 수행될 수 있으며, 경우에 따라 일부를 생략하여 시공될 수 있다.

이상 본 발명에 의하면, 강판의 상하 방향을 따라 복수 개의 보강대가 설치됨으로써, 강판의 강성이 향상되어 터파기 시공시 토압에 의한 배부름 현상 또는 강판의 형상 변형을 방지할 수 있으며, 강판의 폭을 넓게 제작할 수 있으므로, H형 강재의 설치 개수를 감소시켜 공사기간을 단축하고, 정밀 시공에 따른 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: H형 강재 11: 웨브
12: 플랜지 20: 강판
100: 플레이트부 101: 제1 절곡부
102: 제2 절곡부 200: 보강브릿지
200a ~ 200e: 보강브릿지 210: 브릿지
220: 보강판 300: 보강버팀재
310: 보강대 320: 조절잭
321: 지지편 322: 볼트
323: 너트

Claims (5)

1. 웨브 및 상기 웨브의 양측에 형성되는 플랜지로 이루어져 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 H형 강재 및 상기 H형 강재의 사이에 삽입되어 차수 흙막이 벽면을 형성하는 강판으로 이루어진 흙막이 구조물에 있어서,
   상기 강판은,
   플레이트부;
   상기 플레이트부의 양단에서 절곡되어 상기 웨브와 평행하게 형성되는 제1 절곡부;
   상기 제1 절곡부에서 연장되어 절곡되며, 상기 플레이트부와 평행하게 형성되는 제2 절곡부; 및
   상기 제2 절곡부 사이에 소정의 간격으로 복수 개 설치되는 보강브릿지;
   로 구성되되,
   상기 보강브릿지는,
   일단이 상기 제2 절곡부에 연결되며 타단은 상기 플레이트부로 이어지는 브릿지; 및
   상기 브릿지의 타단과 마주하는 브릿지 타단 사이에 배치되며, 상기 플레이트부에 부착 설치되는 보강판;
   으로 이루어지고,
   상기 브릿지는,
   상기 제2 절곡부에서 상기 플레이트부의 중심부측으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 보강브릿지 사이에 설치되는 보강버팀재가 더 설치되되,
   상기 보강버팀재는,
   상기 플레이트부에 면접하여 설치되는 보강대; 및
   상기 보강대의 양단과 상기 제2 절곡부 사이에 설치되어 상기 설치된 보강대를 고정 지지하는 조절잭;
   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 조절잭은,
   상기 보강버팀재와 면접촉되는 지지편;
   상기 지지편에서 상기 제2 절곡부 방향으로 형성되는 볼트; 및
   상기 볼트부에 나사결합되되 풀림에 의해 일단에 상기 제2 절곡부와 접촉되는 너트;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강브릿지가 구비된 강판을 이용한 흙막이 구조물.
   
4. 삭제
5. 삭제

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