KR101677236B1 - 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법에 관한 것으로서, 상세하게는 가시설 흙막이 시설의 시공 후 사용부재를 모두 회수하고 재사용할 수 있도록 하여 부재의 낭비를 막고 환경 오염을 방지할 수 있으며, 내부 콘크리트로 인한 배부름 현상을 방지할 수 있는 동시에 철근 배근을 이용한 콘크리트 벽체의 시공이 가능하여 강도와 지지력을 강화시킬 수 있는 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 2중 강판 토류 벽체 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법에 따르면, 가시설 설치 공사가 완료되어 차수판넬을 해체할 경우 H파일과 상관없이 쉽게 해체할 수 있어 자재를 재사용할 수 있고 자재가 땅속에 매립되지 않으므로 환경 오염, 지반침하, 공극발생 등을 방지할 수 있으며, 수직도가 다른 H파일에 설치시에도 용이하게 설치할 수 있어 설치에 따른 불편함과 노동력 증가의 필요가 없고 다양한 폭을 갖는 H파일 사이에도 자유롭게 설치될 수 있는 장점이 있다. 또한, H파일과 강재 판넬의 내부 공간에 철근망 또는 와이어메쉬를 설치하고 콘크리트 또는 모르타르를 타설하여 벽체를 형성함으로써 강도와 지지력을 강화할 수 있으며, 파일 연결부재를 설치함으로써 상기 타설되는 콘크리트 또는 모르타르로 인한 배부름 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 가이드형강과 같은 부재를 부착하지 않고 그대로 강판이나 시트파일을 항타에 의해 근입함으로써 상기 흙막이 벽체가 상기 가이드형강과 같은 부재 사이에서 끼어버려 하부로 삽입이 되지 않게 되는 문제를 해결할 수 있다.

Description

2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법{Double-layered steel plate cutoff wall structure and construction method of cutoff wall of temporary facility using the same}

본 발명은 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법에 관한 것으로서, 상세하게는 가시설 흙막이 시설의 시공 후 사용부재를 모두 회수하고 재사용할 수 있도록 하여 부재의 낭비를 막고 환경 오염을 방지할 수 있으며, 내부 콘크리트로 인한 배부름 현상을 방지할 수 있는 동시에 철근 배근을 이용한 콘크리트 벽체의 시공이 가능하여 강도와 지지력을 강화시킬 수 있는 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법에 관한 것이다.

일반적으로 하수처리장이나 빗물펌프장 등의 지하시설물이나 교량의 교각기초나 기타의 지하구조물 등을 건설하기 위해서는 해당 지반을 굴착한 후 토압에 의한 굴착면의 붕괴 및 유입수의 침투를 방지하기 위한 가시설을 시공하는 작업이 선행된다.

흙막이와 차수벽을 병행 시공하는 가시설은 통상적으로 천공 후 H파일을 근입시키고, 시트 파일을 항타하여 근입시킨 후 터파기를 병행하면서, H파일의 안쪽에 가로 방향으로 띠장 및 보강재를 설치하고, H파일의 안쪽에 가로 방향으로 토류판(차수판넬)을 쌓아 내측에 공간부를 형성한 후 이 공간부에 콘크리트나 모르타르를 부어 양생시키는 방법으로 진행된다.

이와 같이, 기존의 방법으로 가시설을 설치할 경우 모르타르가 양생된 후 지지력이 확보되면 토류판(차수판넬)을 해체하여야 하는데 H빔과 모르타르가 고결되어 일체화되므로 종래에는 토류판을 해체할 수 없어 이를 사장 매몰시키는 문제점이 있었다.

즉 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 토류판(3)을 해체하기 위해서는 H파일(1)을 분리해야만 토류판을 해체할 수 있게 되는데, H파일을 분리하면 토사가 무너져서 토류판이 땅속에 매립되므로 회수할 수 없게 된다.

이와 같이 토류판이 땅속에 매립되면 자재를 다시 사용할 수 없게 되므로 자재 손실이 크고 목재 토류판의 경우 썩으면서 주변지반을 연약하게 하거나 공극을 형성함으로 구조물의 주변에서 지반침하나 지반함몰 등의 원인을 제공하고 이는 결국 안전에 대한 위험성을 높이고 불필요한 공사비 증가의 원인이 되며, 땅속에 매립된 토류판은 2차 환경 오염을 야기하게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 H파일을 인발하기 전에 토류판을 해체할 수 있는 기술의 도입이 필요하다.

이를 위하여 대한민국 등록특허 제10-0763127호는 토류판을 H파일의 안쪽에 설치하는 것이 아니라 다수의 조립수단 연결부재를 사용하여 토류판을 H파일의 사이에 설치함으로써 H파일을 인발하지 않고도 토류판을 해체할 수 있는 기술을 제안한 바 있다.(도 2a 및 도 2b 참조)

즉, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 특허에서는 다수의 조립수단 연결부재(31)에 의해 차수부재 지지부(20)가 양 H파일(1) 사이에 고정 설치되고, 상기 차수부재 지지부(20)의 내측에는 길이 방향으로 길게 형성된 차수판넬(3)이 순차적으로 적층되도록 함으로써 차수판넬(3) 해체시에 상기 차수부재 지지부(20)를 분리하기만 하면 차수판넬(3)을 간단히 해체할 수 있어 차수판넬(3)이 땅속에 매립되지 않게 함으로써 자재 손실을 막고 토양 환경 오염을 줄일 수 있는 기술을 제안하였다.

그러나, 기초 가시설을 설치할 경우 H파일을 천공하여 매립하고 그 주변을 굴토하게 되는데, 현장 상황에 따라 H파일이 완전 수직으로 직립되지 않기 때문에 H파일의 상부 및 하부에서 H파일 상호간의 폭이 일정치 않으며, H파일을 일정 간격으로 매립하더라도 그 간격이 항상 일정한 것은 아니기 때문에 상기 특허에 제안된 바와 같이 H파일 사이에 차수판넬을 적층하여 설치할 경우, 다음과 같은 문제점이 발생된다.

첫째, H파일의 수직도가 불규칙하고 그 폭이 일정치 않기 때문에 H파일 사이에 적층할 경우 매 시공시 마다 간격을 달리하여 실측을 한 다음 간격과 동일하게 절단 후 적층하여야 하고 한번 절단된 자재는 다른 곳에 사용이 불가능하여 자재의 재활용성이 떨어진다.

둘째, H파일 상호간의 간격이 일정치 않으므로 길이가 다른 여러 종류의 새로운 차수판넬을 구비해야 하는데 이는 비용증가와 현장 작업 여건상 매우 번거로운 문제가 아닐 수 없다.

셋째, 차수판넬이 보통 사각형 단면을 갖는 스틱형으로 구성되기 때문에 차수판넬 설치시 여러개의 차수판넬을 아래에서부터 적층해야 하므로 시간이 오래 걸리고 번거로우며, 해체시에도 일일이 해체하고 수거해야 하고, 부피가 크고 숫자가 많으므로 취급이 쉽지 않다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 본 출원인은 선출원 등록특허(특허등록번호 제10-1545713호)를 통하여 차수판넬을 H파일의 사이에 설치하지 않고 H파일의 바깥쪽 플랜지 외측에 덧대서 설치함으로써 H파일의 수직도가 불규칙하고 폭이 일정치 않은 경우에도 강판에 가로로 길게 형성된 결합홈이 존재하므로 볼트 연결시 좌우 가변되어 간격 조정이 가능하여 H파일 사이에서 끼이는 경우가 없으며, 차수판넬이 하나의 강판으로 이루어지므로 차수판넬 사이 공간이 벌어지지 않는 차수벽체 시공기술을 제안한바 있다. (도 3a 및 도 3b 참조)

이 기술에서는 강판(300)과 시트 파일(200) 사이를 인장재(320)로 연결하여 지지함으로써 강판과 시트 파일 사이에 타설되는 콘크리트(400)의 중량으로 인해 강판(300)의 배부름 현상이 발생하는 것을 방지함으로써 안전성을 강화할 수 있는 기술을 제안하였다.

그러나, 상기 인장재(320)가 강판(300)과 시트 파일(200) 사이를 연결하므로 상기 강판과 시트파일 및 양쪽의 H파일(100)로 이루어진 공간은 모르타르나 콘크리트만 타설될 수 있고, 그 내부에는 철근 배근이 어려워 콘크리트 벽체의 강도가 높게 유지되기 어려운 문제가 발견되어 추가 개선의 필요성이 있었다.

한편, 대한민국 공개특허 제10-2012-0039439호에서는 지면에 박혀진 엄지말뚝 사이로 콘크리트를 타설하여 형성되는 합성벽체를 지하구조물 외벽으로 사용함으로써 지하구조물의 건축면적을 증가시키고 콘크리트 및 철근량의 감소로 인해 공사비의 절감을 가져와 경제성을 향상시킬 수 있는 합성벽체의 시공 기술을 개시하고 있다. 이 기술에서는 엄지말뚝과 엄지말뚝의 외측에 강판으로 이루어진 흙막이 판넬을 매설함에 있어 수직 매설을 용이하게 하기 위해 상기 엄지말뚝의 플랜지 일측면에 T자 또는 L자 형상으로 이루어진 가이드형강을 부착하여 그 사이에 흙막이 판넬을 상하 방향으로 삽입하는 기술에 관하여 설명하고 있다.

그러나, 상기 가이드형강을 엄지말뚝에 부착하는 것이 쉽지 않고, 특히 상기 가이드형강의 외부에 보강 콘크리트로 둘러싸는 것은 더욱 어려운 일로서 실제 활용 가능성은 크지 않은 기술이다. 또한, 상기 가이드형강 사이에 삽입되는 흙막이 판넬이 직하 방향으로 투입되지 않고 약간이라도 비뚤게 투입될 경우에는 상기 가이드형강 사이에서 끼어버려 하부로 삽입이 되지 않게 되므로 매우 불편한 방법이다.

<기타 관련 선행 기술 문헌>

대한민국 등록특허 제10-1045932호

대한민국 등록특허 제10-0375020호

대한민국 등록특허 제10-0884289호

대한민국 등록특허 제10-0906459호

대한민국 등록특허 제10-0965795호

대한민국 등록특허 제10-1340220호

대한민국 공개특허 제10-2012-0054171호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 가시설 설치 공사가 완료되어 차수벽체의 지지력 확보시 차수판넬을 해체할 경우 H파일과 상관없이 쉽게 해체할 수 있어 자재를 재사용할 수 있고 자재가 땅속에 매립되지 않아 환경 오염을 방지할 수 있으며, 수직도가 다른 H파일에 설치시에도 용이하게 설치할 수 있어 설치에 따른 불편함과 노동력 증가의 필요가 없고 다양한 폭을 갖는 H파일 사이에도 자유롭게 설치될 수 있는 가시설 차수벽체를 설치할 수 있으며 해체 또한 볼트만 제거하면 한번의 공정으로 해체가 용의하여 해체와 철거시간을 기존의 공법들 대비 획기적으로 단축할 수 있는 동시에, 내부 콘크리트로 인한 배부름 현상을 방지할 수 있고 철근 배근을 이용한 콘크리트 벽체의 시공이 가능하여 강도와 지지력을 강화시킬 수 있는 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

암반층 또는 설계심도의 지지층까지 근입장을 확보하여 일정 간격으로 배치되는 H파일;

상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 강판 또는 시트파일을 항타하여 형성된 벽체; 및

상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 토류판을 포함하여 구성되는 2중 강판 토류 벽체 구조로서,

상기 강재 판넬은 양 측단부에 가로로 길게 형성된 결합홈이 상하로 복수개 구비되고, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에는 강재 판넬 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공 및 상기 결합홈에 볼트가 체결됨으로써 상기 강재 판넬로 이루어진 토류판이 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되도록 하며,

상기 강재 판넬 연결부재의 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로는 볼트홀을 구비한 파일 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공, 상기 결합홈 및 상기 볼트홀을 통해 볼트가 체결됨으로써 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로 복수의 H파일 간을 좌우로 연결하도록 구성되며,

상기 파일 연결부재의 중간부에는 볼트홀이 구비되어 상기 강재 판넬의 중간부에 형성된 결합홈에 장형 볼트에 의해 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2중 강판 토류 벽체 구조를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에 구비되는 강재 판넬 연결부재는 일자형 또는 기역자형으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 철근망 또는 와이어메쉬가 구비되고, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 모르타르가 타설 및 양생되어 벽체를 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 H파일과 상기 콘크리트의 접촉부위에는 압축 스티로폼이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 점토가 충진되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 파일 연결부재는 각파이프 또는 앵글인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

(a) 토사층 및 암반층을 천공하여 천공홀을 형성하는 단계;

(b) 상기 천공홀에 H파일을 암반층 또는 설계심도의 지지층까지 근입장을 확보하여 일정 간격으로 근입하는 단계;

(c) 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 강판 또는 시트파일을 항타하여 벽체를 형성하는 단계; 및

(d) 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 강재 판넬로 이루어진 토류판을 결합시키는 단계;를 포함하여 구성되는 2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법으로서,

상기 (d)에서 강재 판넬로 이루어진 토류판을 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합시킴에 있어서, 상기 강재 판넬의 양 측단부에 가로로 장형으로 형성된 상하 복수개의 결합홈과, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에 구비된 강재 판넬 연결부재의 체결공에 볼트를 체결하여 상기 강재 판넬로 이루어진 토류판이 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되도록 하며,

상기 강재 판넬 연결부재의 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로는 볼트홀을 구비한 파일 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공, 상기 결합홈 및 상기 볼트홀을 통해 볼트가 체결됨으로써 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로 복수의 H파일 간을 좌우로 연결하도록 하고,

상기 파일 연결부재의 중간부에는 볼트홀이 구비되어 상기 강재 판넬의 중간부에 형성된 결합홈에 장형 볼트에 의해 결합되도록 하며,

상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 철근망 또는 와이어메쉬가 설치되고, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 모르타르가 타설 및 양생되어 벽체를 구성하는 것을 특징으로 하는 2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법을 제공한다.

본 발명에 따른 2중 강판 토류벽 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.

우선, 차수판넬을 H파일의 사이에 설치하는 것이 아니라 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 덧대서 설치하므로 H파일의 수직도가 불규칙하고 그 폭이 일정치 않은 경우에도 강판에 가로로 길게 형성된 결합홈이 존재하므로 볼트 연결시 좌우 가변되어 간격 조정이 가능하여 H파일 사이에서 끼이는 경우가 없으며, 차수판넬이 하나의 강판으로 이루어지므로 차수판넬 사이 공간이 벌어지는 경우가 발생하지 않는다.

또한, H파일 상호간의 간격이 일정치 않은 경우에도 가로 길이가 다른 여러 종류의 차수판넬을 구비할 필요없이 하나의 단일 규격 제품을 사용할 수 있으므로 작업이 매우 편리하다.

또한, 차수판넬은 한장의 단일 강판재를 사용하므로 차수판넬 설치시 여러개의 차수판넬을 아래에서부터 적층할 필요없이 한번의 작업으로 끝나며, 해체시에도 일일이 해체할 필요없이 간단한 볼트 해체에 의해 쉽게 해체가 완료될 수 있고, 차수 판넬의 부피와 수가 적으므로 취급이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에 철근망 또는 와이어메쉬를 설치하고, 상기 내부 공간에 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성함으로써 강도와 지지력을 강화할 수 있고, 동시에 상기 타설되는 콘크리트로 인한 배부름 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 H파일의 플랜지 외측에 가이드형강과 같은 부재를 부착하지 않고 그대로 강판이나 시트파일을 항타에 의해 근입함으로써 상기 흙막이 벽체가 상기 가이드형강과 같은 부재 사이에서 끼어버려 하부로 삽입이 되지 않게 되는 문제를 해결할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 방법에 따라 가시설 차수 벽체가 설치된 것을 나타내는 사시도 및 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 대한민국 등록특허 제10-0763127호의 방법에 따라 가시설 차수 벽체가 설치된 것을 나타내는 사시도 및 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 출원인의 선출원 등록특허(특허등록번호 제10-1545713호)에 따라 가시설 차수 벽체가 설치된 것을 나타내는 사시도 및 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도 및 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 2중 강판 토류 벽체를 설치함에 있어서, 일자형 강재판넬 연결부재를 이용하여 토류판과 H파일의 굴착면 방향 플랜지를 결합하는 것을 나타내는 분해도 및 결합도의 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 2중 강판 토류 벽체를 설치함에 있어서, 기역자형 강재판넬 연결부재를 이용하여 토류판과 H파일의 굴착면 방향 플랜지를 결합하는 것을 나타내는 분해도 및 결합도의 예이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도 및 확대도, 확대정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도 및 확대도이다.

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

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 통상의 기술자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다"는 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도 및 확대도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 2중 강판 토류벽 구조는

암반층 또는 설계심도의 지지층까지 근입장을 확보하여 일정 간격으로 배치되는 H파일 (100);

상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 강판 또는 시트파일을 항타하여 형성된 벽체(500); 및

상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 토류판(300)을 포함하여 구성되는 2중 강판 토류 벽체 구조로서,

상기 강재 판넬은 양 측단부에 가로로 길게 형성된 결합홈(301)이 상하로 복수개 구비되고, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 내측에는 강재 판넬 연결부재(310)가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공(311) 및 상기 결합홈(301)에 볼트(312)가 체결됨으로써 상기 강재 판넬로 이루어진 토류판(300)이 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 결합되도록 하며,

상기 강재 판넬 연결부재(310)의 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로는 볼트홀(332)을 구비한 파일 연결부재(330)가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재(310)의 체결공(311), 상기 결합홈(301) 및 상기 볼트홀(332)을 통해 볼트(312)가 체결됨으로써 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로 복수의 H파일 간을 좌우로 연결하도록 구성되며,

상기 파일 연결부재(330)의 중간부에는 볼트홀이 구비되어 상기 강재 판넬의 중간부에 형성된 결합홈(302)에 장형 볼트(313)에 의해 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공(311)과 함께 볼트가 체결되는 상기 강재 판넬의 결합홈(301)은 가로로 길게 형성되어 상기 강재 판넬으 양 측단부에 상하로 복수개 구비된다. 이와 같이 상기 결합홈이 가로로 길게 형성됨으로써 H파일의 수직도가 일정하지 않은 경우에도 일정 정도의 유격이 가능하여 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 강재 판넬(300)을 결합할 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 결합홈(301)은 그 가로 길이가 20~30cm 정도 범위인 것이 바람직하며, 상기 결합홈(301)은 강재 판넬의 양 측단부에 2~4쌍으로 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 결합홈이 가로로 길게 형성됨으로써 내측에 타설되는 콘크리트 또는 모르타르(400)가 상기 결합홈의 하부나 접합부의 틈으로 유출될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 콘크리트 또는 모르타르의 타설시 강재 판넬의 내측에 부직포(미도시)를 덧댄 상태에서 콘크리트 또는 모르타르를 타설하는 것이 바람직하다. 또는 상기 결합홈과 상기 체결공(311)을 볼트 체결할 때 볼트에 상기 틈을 커버할 수 있는 가로로 길게 형성된 와셔(washer, 미도시)를 개재시킨 상태에서 볼트 체결할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에 구비되는 강재 판넬 연결부재(310)는 일자형 또는 기역자형으로 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 2중 강판 토류 벽체를 설치함에 있어서, 일자형 강재판넬 연결부재를 이용하여 토류판과 H파일의 굴착면 방향 플랜지를 결합하는 것을 나타내는 분해도 및 결합도의 예이다.

도 5를 참조하면, 강재판넬 연결부재를 일자형으로 사용하고 상기 일자형 강재판넬 연결부재에 제1결합공(332)을 형성하고, 상기 H파일에 제2결합공(102)을 형성하여 이들을 볼트를 이용하여 결합홈(301)로부터 제2결합공(102) 및 제1결합공(332) 방향으로 체결함으로써 강재판넬 연결부재(310)와 H파일(100)의 굴착면 방향 플랜지(101)를 결합시킨다. 이후, 상기 강재 판넬(300)을 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 덧댄 상태에서 상기 결합홈(301)과 상기 강재판넬 연결부재의 체결공(311)에 볼트(312)를 체결함으로써 상기 강재 판넬(300)을 상기 강재판넬 연결부재(310)과 결합하고, 이럼으로써 상기 강재 판넬(300)을 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 구비되도록 한다. 또한, 부재의 해체 작업시, 볼트(312)를 해제함으로써 강재판넬 연결부재(310) 및 강재 판넬(300)을 H파일(100)로부터 분리시킬 수 있으며, 상기 강재판넬 연결부재(310)는 콘크리트 또는 모르타르(400) 내에 매립되더라도 상기 강재 판넬(300)은 회수하여 재사용할 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 2중 강판 토류 벽체를 설치함에 있어서, 기역자형 강재판넬 연결부재를 이용하여 토류판과 H파일의 굴착면 방향 플랜지를 결합하는 것을 나타내는 분해도 및 결합도의 예이다.

도 6을 참조하면, 강재판넬 연결부재를 기역자형으로 사용하고 상기 기역자형 강재판넬 연결부재에 제1결합공(332)을 형성하고, 상기 H파일에 제2결합공(102)을 형성하여 이들을 볼트를 이용하여 결합홈(301)로부터 제2결합공(102) 및 제1결합공(332) 방향으로 체결함으로써 강재판넬 연결부재(310)와 H파일(100)의 굴착면 방향 플랜지(101)를 결합시킨다. 이후, 상기 강재 판넬(300)을 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 덧댄 상태에서 상기 결합홈(301)과 상기 강재판넬 연결부재의 체결공(311)에 볼트(312)를 체결함으로써 상기 강재 판넬(300)을 상기 강재판넬 연결부재(310)과 결합하고, 이럼으로써 상기 강재 판넬(300)을 H파일의 굴착면 방향 플랜지(101) 외측에 구비되도록 한다. 또한, 부재의 해체 작업시, 볼트(312)를 해제함으로써 강재판넬 연결부재(310) 및 강재 판넬(300)을 H파일(100)로부터 분리시킬 수 있으며, 상기 강재판넬 연결부재(310)는 콘크리트 또는 모르타르(400) 내에 매립되더라도 상기 강재 판넬(300)은 회수하여 재사용할 수 있는 것이다.

다시, 도 4를 참조하면, 본 발명에서 상기 좌우 H파일(100)과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체(500) 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬(300)로 이루어진 내부 공간에는 철근망(410) 또는 와이어메쉬가 구비되고, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 콘크리트(400)가 타설 및 양생되어 벽체를 구성한다.

이와 같이, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 모르타르가 타설, 양생될 경우에는 3중의 차수 구조를 형성하여 차수 효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 콘크리트 또는 모르타르(400)의 중량에 의해 강재 판넬(300)에 배부름 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 강재 판넬(300)의 내측으로 파일 연결부재(330)를 구비하여 이를 볼트(313)에 의해 결속함으로써 내부의 콘크리트 또는 모르타르에 의한 배부름 현상을 방지하는 동시에, 지지 강도를 더욱 강화할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도 및 확대도, 확대정면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에서 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 구비되는 벽체(500) 중에서 강판의 경우는 그대로 항타하여 지중에 근입시킬 수 있으나, H파일과의 결속력을 높이고 차수 효과를 높이기 위해서는 강판의 단부에 디귿자 형태로 이루어진 결속부(501)를 구비한 것을 사용할 수도 있다. 이 경우 상기 강판의 H파일로의 끼움이 원활히 이루어지도록 하기 위해 상기 결속부와 상기 H파일 간에는 일정 정도의 유격이 있도록 하는 것이 바람직하며, 또한 상기 결속부의 내측에는 베어링을 구비하여 삽입시 결속부의 일측부에 파일의 모서리 부분이 걸려 끼워지지 않는 문제를 방지할 수 있다. 상기 베어링은 롤러로 교체될 수도 있다.

상기와 같은 디귿자 형태의 결속부를 구비한 강판 벽체는 인발을 원활하게 하기 위하여 콘크리트 또는 모르타르를 타설하고 양생되기 전에 인발하는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 좌우 H파일(100)과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 형성된 벽체(500) 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬(300)로 이루어진 내부 공간에는 점토(420)가 충진될 수 있다.

상기 내부 공간에 점토(420)가 충진될 경우에는 점토층이 차수벽으로 작용하여 3중의 차수 구조를 형성할 수 있으며, 상기 점토가 내부로 밀려 반출시 상부에서 점토를 재투입하여 차수벽을 형성할 수도 있다.

이러한 점토에 의한 3중 차수 구조는 관로 공사 등 저심도 굴착 현장에서 신속한 작업을 요하는 경우 철근 배근이나 콘크리트의 양생과 같은 공사 기간이 많이 소요되는 작업을 배제한 흙막이 공법에 활용되기에 적합하다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 2중 강판 토류벽 구조가 설치된 가시설 흙막이 벽체를 나타내는 평면도 및 확대도이다.

도 9를 참조하면, 상기 H파일(100)과 상기 콘크리트 또는 모르타르(400)의 접촉부위에는 압축 스티로폼(430)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 H파일 뿐만 아니라 상기 벽체(500) 및 파일 연결부재(330)의 접촉부위에도 압축 스티로폼(430)과 같은 재료 분리 부재가 구비될 수 있다. 이와 같이 압축 스티로폼와 같은 재료 분리 부재가 구비될 경우 부재의 인발시 마찰 저항을 감소시켜 인발을 용이하게 하고 부재의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 상기 파일 연결부재(330)로는 각파이프 또는 앵글 등을 사용할 수 있으며, 강재 판넬(300)을 지지할 수 있는 견고한 부재를 사용하는 것이 바람직하다.

이어서, 본 발명에 따른 2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법을 설명한다.

본 발명에 따른 2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법은

(a) 토사층 및 암반층을 천공하여 천공홀을 형성하는 단계;

(b) 상기 천공홀에 H파일을 암반층 또는 설계심도의 지지층까지 근입장을 확보하여 일정 간격으로 근입하는 단계;

(c) 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 강판 또는 시트파일을 항타하여 벽체를 형성하는 단계; 및

(d) 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 강재 판넬로 이루어진 토류판을 결합시키는 단계;를 포함하여 구성되는 2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법으로서,

상기 (d)에서 강재 판넬로 이루어진 토류판을 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합시킴에 있어서, 상기 강재 판넬의 양 측단부에 가로로 장형으로 형성된 상하 복수개의 결합홈과, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에 구비된 강재 판넬 연결부재의 체결공에 볼트를 체결하여 상기 강재 판넬로 이루어진 토류판이 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되도록 하며,

상기 강재 판넬 연결부재의 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로는 볼트홀을 구비한 파일 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공, 상기 결합홈 및 상기 볼트홀을 통해 볼트가 체결됨으로써 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로 복수의 H파일 간을 좌우로 연결하도록 하고,

상기 파일 연결부재의 중간부에는 볼트홀이 구비되어 상기 강재 판넬의 중간부에 형성된 결합홈에 장형 볼트에 의해 결합되도록 하며,

상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 철근망 또는 와이어메쉬가 설치되고, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 콘크리트가 타설 및 양생되어 벽체를 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 (d)단계에서 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 강재 판넬로 이루어진 토류판을 결합시키는 단계 이후에, 강재 판넬로 이루어진 토류판 내측에 부직포를 부착하고 콘크리트 또는 모르타르를 타설한 다음, 상기 콘크리트 또는 모르타르의 양생(구체적으로는 공기 단축을 위하여 중간 정도의 양생) 후 상기 토류판(강재 판넬)을 해체하고 회수할 수 있다.

또는, H파일(100), 벽체(500) 및 강재 판넬(300) 등의 부재의 인발 회수를 용이하게 하기 위하여, 상기 H파일(100)과 상기 콘크리트 또는 모르타르(400)의 접촉부위에는 압축 스티로폼(430)과 같은 재료 분리 부재가 구비될 수 있고, 상기 H파일 뿐만 아니라 상기 벽체(500) 및 파일 연결부재(330)의 접촉부위에도 압축 스티로폼(430)과 같은 재료 분리 부재가 구비될 수 있다. 이와 같이 압축 스티로폼이 구비될 경우 부재의 인발시 마찰 저항을 감소시켜 인발을 용이하게 할 뿐만 아니라 부재의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상의 특징을 갖는 본 발명에 따른 2중 강판 토류 벽체 구조 및 이를 이용한 가시설 흙막이 공법에 따르면, 가시설 설치 공사가 완료되어 차수판넬을 해체할 필요가 있을 경우 H파일과 상관없이 쉽게 해체할 수 있어 자재를 재사용할 수 있고 자재가 땅속에 매립되지 않으므로 환경 오염, 지반침하, 공극발생 등을 방지할 수 있으며, 수직도가 다른 H파일에 설치시에도 용이하게 설치할 수 있어 설치에 따른 불편함과 노동력 증가의 필요가 없고 다양한 폭을 갖는 H파일 사이에도 자유롭게 설치될 수 있는 장점이 있다. 또한, H파일과 강재 판넬의 내부 공간에 철근망 또는 와이어메쉬를 설치하고 콘크리트 또는 모르타르를 타설하여 벽체를 형성함으로써 강도와 지지력을 강화할 수 있으며, 파일 연결부재를 설치함으로써 상기 타설되는 콘크리트 또는 모르타르로 인한 배부름 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 가이드형강과 같은 부재를 부착하지 않고 그대로 강판이나 시트파일을 항타에 의해 근입함으로써 상기 흙막이 벽체가 상기 가이드형강과 같은 부재 사이에서 끼어버려 하부로 삽입이 되지 않게 되는 문제를 해결할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 있어 명백할 것이다.

1: H파일 2: 시트파일
3: 토류판(차수판넬) 4, 400: 콘크리트 또는 모르타르
20: 차수부재 지지부 31: 조립수단 연결부재
100: H파일 200: 시트파일
300: 토류판 301: 결합홈
310: 강재판넬 연결부재 311: 체결공
312: 볼트 320: 인장재
321: 볼트 322: 너트
101: 플랜지 330: 파일 연결부재
313, 332, 333: 볼트홀 410: 철근망
420: 점토 430: 압축 스피로품
500: 벽체 501: 결속부

Claims (7)

1. 암반층 또는 설계심도의 지지층까지 근입장을 확보하여 일정 간격으로 배치되는 H파일;
   상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 강판 또는 시트파일을 항타하여 형성된 벽체; 및
   상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 토류판을 포함하여 구성되는 2중 강판 토류 벽체 구조로서,
   상기 강재 판넬은 양 측단부에 가로로 길게 형성된 결합홈이 상하로 복수개 구비되고, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에는 일자형 또는 기역자형으로 구성된 강재 판넬 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공 및 상기 결합홈에 볼트가 체결됨으로써 상기 강재 판넬로 이루어진 토류판이 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되도록 하며,
   상기 강재 판넬 연결부재의 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로는 볼트홀을 구비하며 각파이프로 이루어진 파일 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공, 상기 결합홈 및 상기 볼트홀을 통해 볼트가 체결됨으로써 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로 복수의 H파일 간을 좌우로 연결하도록 함에 의해 상기 강재 판넬에 배부름 현상이 발생하는 것을 방지하도록 구성되며,
   상기 파일 연결부재의 중간부에는 볼트홀이 구비되어 상기 강재 판넬의 중간부에 형성된 결합홈에 장형 볼트에 의해 결합되도록 구성되고,
   상기 벽체가 강판이고 상기 강판의 단부에 디귿자 형태로 이루어진 결속부를 구비하되 상기 결속부와 상기 H파일 간에는 유격이 있도록 구성되고, 상기 결속부의 내측에는 베어링을 구비하여 삽입시 결속부의 일측부에 상기 H파일의 모서리 부분이 걸려 끼워지지 않는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2중 강판 토류 벽체 구조.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 철근망 또는 와이어메쉬가 구비되고, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 모르타르가 타설 및 양생되어 벽체를 구성하는 것을 특징으로 하는 2중 강판 토류 벽체 구조.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 H파일과 상기 콘크리트 또는 모르타르의 접촉부위에는 압축 스티로폼이 구비되는 것을 특징으로 하는 2중 강판 토류 벽체 구조.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 점토가 충진되는 것을 특징으로 하는 2중 강판 토류 벽체 구조.
   
6. 삭제
7. (a) 토사층 및 암반층을 천공하여 천공홀을 형성하는 단계;
   (b) 상기 천공홀에 H파일을 암반층 또는 설계심도의 지지층까지 근입장을 확보하여 일정 간격으로 근입하는 단계;
   (c) 상기 H파일의 굴착면 타측 방향 플랜지 외측에 강판 또는 시트파일을 항타하여 벽체를 형성하는 단계; 및
   (d) 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 강재 판넬로 이루어진 토류판을 결합시키는 단계;를 포함하여 구성되는 2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법으로서,
   상기 (d)에서 강재 판넬로 이루어진 토류판을 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합시킴에 있어서, 상기 강재 판넬의 양 측단부에 가로로 장형으로 형성된 상하 복수개의 결합홈과, 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측에 구비된 일자형 또는 기역자형의 강재 판넬 연결부재의 체결공에 볼트를 체결하여 상기 강재 판넬로 이루어진 토류판이 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되도록 하며,
   상기 강재 판넬 연결부재의 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로는 볼트홀을 구비하며 각파이프로 이루어진 파일 연결부재가 구비되어 상기 강재 판넬 연결부재의 체결공, 상기 결합홈 및 상기 볼트홀을 통해 볼트가 체결됨으로써 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 내측 방향으로 복수의 H파일 간을 좌우로 연결하도록 함에 의해 상기 강재 판넬에 배부름 현상이 발생하는 것을 방지하도록 구성되며,
   상기 파일 연결부재의 중간부에는 볼트홀이 구비되어 상기 강재 판넬의 중간부에 형성된 결합홈에 장형 볼트에 의해 결합되도록 하며,
   상기 좌우 H파일과 상기 H파일의 굴착면 타측 방향에 형성된 벽체 및 상기 H파일의 굴착면 방향 플랜지 외측에 결합되는 강재 판넬로 이루어진 내부 공간에는 철근망 또는 와이어메쉬가 설치되고, 상기 내부 공간에 콘크리트 또는 모르타르가 타설 및 양생되어 벽체를 구성하도록 구성되며,
   상기 벽체가 강판이고 상기 강판의 단부에 디귿자 형태로 이루어진 결속부를 구비하되 상기 결속부와 상기 H파일 간에는 유격이 있도록 구성되고, 상기 결속부의 내측에는 베어링을 구비하여 삽입시 결속부의 일측부에 상기 H파일의 모서리 부분이 걸려 끼워지지 않는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는
   2중 강판 토류 벽체 구조를 이용한 가시설 흙막이 공법.

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