KR101692542B1 - 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 후크(hook) 형태의 이음수단을 가지는 파일을 강관(steel tube)으로 제작함으로써, 금형 등을 이용한 단순한 성형 공정을 통해 후크 형태의 이음수단을 가지는 파일을 손쉽게 제작할 수 있도록 하며, 아울러, 상기와 같은 흙막이벽 시공용 강관 파일의 경우, 지반에 삽입하여 시공한 후 강관 내부에 모래를 채우면서 손쉽게 빼낼 수 있도록 하고, 이렇게 빼낸 강관 파일은 재활용이 가능함에 따라, 토압과 수압 등에 대한 저항성, 지반의 침하와 인접구조물의 보호 목적을 달성하면서도 비용적인 측면에서 매우 효율적인 제조 및 시공이 가능하고, 또한 강관의 양측면에 이음수단을 별도로 각각 용접할 경우, 이음수단의 접합점 설정이 재대로 이루어지지 않아 일직선 시공이 어렵게 되는 문제점이 있음에 따라, 강관에 이음수단이 형성된 형태로 성형하되 이를 가로 또는 세로방향으로 이등분하여 성형하고 각 부분을 현장에서 용접하여 제작할 수 있게 함으로써, 현장에서의 다양한 시공환경에 용이하게 대응하면서도 일직선 시공이 정확하게 이루어질 수 있도록 하는, 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법에 관한 것이다.

Description

흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF STEEL TUBE PILE FOR RETAINING WALL}

본 발명은 후크(hook) 형태의 이음수단을 가지는 파일을 강관(steel tube)으로 제작할 수 있도록 하는, 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 흙막이 가시설 또는 지하벽체(이하 통칭하여' 흙막이벽'이라 함.)는 터파기 공사나 지하 구조물 시공 시, 토압과 수압 등에 대해 저항하고 주변지반의 침하와 인접구조물의 보호를 목적으로 시공되는 것으로, C.I.P.(cast in place pile) 공법, S.C.W.(soil cement wall) 공법 등 다양한 공법이 개발되어 운용되고 있다.

한편, 상기와 같은 종래의 흙막이벽 시공방법은 굴착-철근조립-철근설치-콘크리트 타설-콘크리트 양생-터파기 등의 공정을 거쳐 이루어지는데 그 공정이 많고 복잡하여 공기가 오래 걸릴 뿐만 아니라, 이는 공기 지연 및 공사비를 증가시키는 원인이 되는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 방안으로, 프리캐스트(precast) 콘크리트 기둥을 이용하여 그 공정을 단축시키기 위한 기술이 개발되었으며, 관련 선행기술로써 특허문헌 1 내지 4가 있다.

하지만, 상기와 같은 종래 기술의 경우, 콘크리트 기둥 사이에서 토사나 지하수가 유입되는 것을 차단하기 위한 별도의 차수공정이 추가되어야하며, 상기 차수공정의 대표적인 형태는 도 1의 '(a)'에 도시된 바와 같이, 콘크리트 기둥(10) 사이에 모르타를 이용하여 차수막(12)을 형성시키는 베노트 주열공법이나, 도 1의 '(b)'에 도시된 바와 같이, 콘크리트 기둥(10)을 포개어 배치하는 오버래핑 공법이 있다.

한편, 프리캐스트 콘크리트 기둥(10)을 이용한 경우에도 도 1의 '(c)'에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 콘크리트 기둥(10) 사이의 접속부에 형성된 홈에 모르타르(14)를 주입하여 지하수와 토사의 유입을 방지하는 공법이 있다.

하지만, 상기와 같은 공법들은 별도로 차수 공정을 수행해야하므로 여전히 시공이 복잡하고, 공사의 세분화로 인한 공기 및 공사비 증가의 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 흙막이벽 시공방법은 콘크리트 기둥들을 일직선으로 시공 및 유지하기가 어려운 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여, 특허문헌 5에서는 도 2에 도시된 바와 같이, PHC(prestressed high-strength concrete) 합성 파일의 양측에 상호 맞물릴 수 있는 형태의 연결부재(10,10')를 일체로 구비시켜, 상기 PHC 합성 파일(1)이 연결부재(10,10')를 통해 이웃하는 PHC 합성 파일(1)과 연속적으로 결합되도록 하는 PHC 합성 파일을 제안하였다.

그리고 특허문헌 6에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공장에서 사전 제작되는 PC(precast concrete) 파일(20)을 흙막이벽의 시공에 적용하되, 후크(hook) 형태의 끝단에 팽창형 지수제가 코팅된 이음수단(21)을 상기 PC 파일의 양측면에 사전에 설치하여 제작하고, 각각의 PC 파일(20, 20')의 설치 시, 팽창형 지수제가 코팅된 각각의 이음수단(21)이 인접한 이음수단(21')과 상호 체결됨으로써, 별도의 차수 공정을 수행하지 않아도 완벽한 차수가 이루어지며, 이로 인해 공정을 단순화시키고 공기를 단축시킬 뿐만 아니라 공사비를 절감할 수 있도록 하며, 또한 일직선 시공이 용이하도록 하는 흙막이벽 시공용 프리캐스트 콘크리트 파일 및 이를 이용한 흙막이벽 시공방법을 제안하였다.

하지만, 상기 특허문헌 5 또는 6에서 사용된 PHC 합성 파일이나 PC 파일의 경우, 거푸집을 이용하여 양생 및 경화과정을 거쳐 제조해야 할 뿐만 아니라 이음수단을 형성시키기 위해 별도의 정착수단(앵커부재 등)을 설치해야하는 등 복잡한 제조과정을 거쳐야하는 문제점이 있었다.

아울러, 현장에서 그 시공환경에 맞게 가변적으로 제작하지 못하고 필수적으로 사전제작해야함에 따라 다양한 시공환경에 대응하지 못할 뿐만 아니라, 한 번 시공된 파일을 재사용하지 못함에 따라 제조 또는 시공비용 등의 측면에서 비효율적인 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0120092호 "기성 콘크리트 말뚝을 이용한 흙막이 벽 및 그 시공방법" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-0975948호 "프리캐스트 패널 및 이를 이용한 지중 연속벽 시공방법" 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0080676호 "기둥 선시공 공법을 위한 콘크리트 단위 기둥 부재 및 이를 이용한 영구기둥 선시공 방법" 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0001289호 "Ｈ형 프리캐스트 콘크리트 파일을 이용한 지하 연속벽 및 이의 구축공법" 특허문헌 5 : 대한민국 등록특허공보 제10-1212279호 "PHC 합성 파일의 제조방법" 특허문헌 6 : 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0033870호 "흙막이벽 시공용 프리캐스트 콘크리트 파일 및 이를 이용한 흙막이벽 시공방법"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 후크(hook) 형태의 이음수단을 가지는 파일을 강관(steel tube)으로 제작함으로써, 금형 등을 이용한 단순한 성형 공정을 통해 후크 형태의 이음수단을 가지는 파일을 손쉽게 제작할 수 있도록 함을 과제로 한다.

아울러, 상기와 같은 흙막이벽 시공용 강관 파일의 경우, 지반에 삽입하여 시공한 후 강관 내부에 모래를 채우면서 손쉽게 빼낼 수 있도록 하고, 이렇게 빼낸 강관 파일은 재활용이 가능함에 따라, 토압과 수압 등에 대한 저항성, 지반의 침하와 인접구조물의 보호 목적을 달성하면서도 비용적인 측면에서 매우 효율적인 제조 및 시공이 가능하도록 함을 다른 과제로 한다.

한편, 강관의 양측면에 이음수단을 별도로 각각 용접할 경우, 이음수단의 접합점 설정이 재대로 이루어지지 않아 일직선 시공이 어렵게 되는 문제점이 있음에 따라, 강관에 이음수단이 형성된 형태로 성형하되, 이를 가로 또는 세로방향으로 이등분하여 성형하고 각 부분을 현장에서 용접하여 제작할 수 있게 함으로써, 현장에서의 다양한 시공환경에 용이하게 대응하면서도 일직선 시공이 정확하게 이루어질 수 있도록 함을 또 다른 과제로 한다.

본 발명은 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법에 있어서, 제 1 이음수단(12)과 제 1 강관 몸체(11)가 일체로 성형된 제 1 파일(10)을 제작하는 단계(S100); 별도로, 제 2 이음수단(22)과 제 2 강관 몸체(21)가 일체로 성형된 제 2 파일(20)을 제작하는 단계(S200); 및 상기 제 1 파일(10) 및 제 2 파일(20)을 상호 용접하여 접합하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.

한편, 상기 제 1 파일(10) 또는 제 2 파일(20)은, 완성된 강관 파일을 가로 또는 세로방향으로 2등분한 형태와 대응되는 형태를 가지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제 1 이음수단(12) 및 제 2 이음수단(22)은, 상호 반대 방향으로 절곡된 후크 형태를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명은 후크 형태의 이음수단을 가지는 파일을 강관으로 제작함으로써, 금형 등을 이용한 단순한 성형 공정을 통해 후크 형태의 이음수단을 가지는 파일을 손쉽게 제작할 수 있도록 하고, 아울러, 상기와 같은 흙막이벽 시공용 강관 파일의 경우, 지반에 삽입하여 시공한 후 강관 내부에 모래를 채우면서 손쉽게 빼낼 수 있도록 하고, 이렇게 빼낸 강관 파일은 재활용이 가능함에 따라, 토압과 수압 등에 대한 저항성, 지반의 침하와 인접구조물의 보호 목적을 달성하면서도 비용적인 측면에서 매우 효율적인 제조 및 시공이 가능하도록 하며, 또한 상기와 같은 후크 형태의 이음수단을 가지는 강관 파일을 제작함에 있어, 강관에 이음수단이 형성된 형태로 성형하되, 이를 가로 또는 세로방향으로 이등분하여 성형하고 각 부분을 현장에서 용접하여 제작할 수 있게 함으로써, 현장에서의 다양한 시공환경에 용이하게 대응하면서도 일직선 시공이 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 흙막이벽 시공방법의 차수공정을 나타낸 도면
도 2는 특허문헌 5에 따른 PHC 합성파일을 나타낸 도면
도 3은 특허문헌 6에 따른 프리캐스트 콘크리트 파일을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법을 나타낸 공정흐름도
도 5는 본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법을 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 설치 상태를 나타낸 도면

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법에 관한 것으로, 각 도면 및 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용과 그리고 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 간략히 하거나 생략하였다.

이하, 각 도면을 참조하여 본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법을 나타낸 공정흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 파일(10)을 제작하는 단계(S100), 제 2 파일(20)을 제작하는 단계(S200) 및 이를 상호 용접하는 단계(S300)를 포함한다.

상기 S100 단계는 제 1 이음수단(12)과 제 1 강관 몸체(11)가 일체로 성형된 제 1 파일(10)을 제작하는 단계이며, 상기 S200 단계는 제 2 이음수단(22)과 제 2 강관 몸체(21)가 일체로 성형된 제 2 파일(20)을 제작하는 단계로써, 상기 제 1 파일(10) 또는 제 2 파일(20)은 도 5에 도시된 바와 같이 완성된 강관 파일을 가로 또는 세로방향으로 2등분한 형태와 대응되는 형태를 가진다.

아울러, 상기 제 1 이음수단(12) 및 제 2 이음수단(22)은, 도 5에 도시된 바와 같이 상호 반대 방향으로 절곡된 후크 형태를 가지는 것이 바람직하지만 여기에 한정되는 것은 아니고 상호 맞물릴 수 있는 다양한 형태(예를들면, ㄷ, ㄴ, C, ㅕ형 등)를 가질 수 있다.

상기 S300 단계는 상기 제 1 파일(10) 및 제 2 파일(20)을 상호 용접하여 접합하는 단계로써, 상기 제 1 강관 몸체(11) 및 제 2 강관 몸체(21)가 원형을 이루도록 위치한 상태에서 상호 용접되며, 이미 공지된 다양한 용접 방법 및 용접 장치를 적용할 수 있다.

아울러, 상기 제 1 이음수단(12) 및 제 2 이음수단(22)에는 팽창형 지수제가 사전에 코팅되어 구성될 수 있으며, 상기 팽창형 지수제는 시공 후, 수분과의 접촉에 의해 팽창하는 지수제로써, 클로로프렌(chloroprene) 또는 네오프렌(neoprene) 수지 등을 적용하는 것이 바람직하나, 지수제 사용대신 용접하여 차수할 수도 있다.

즉, 상기와 같은 구조의 흙막이벽 시공용 강관 파일은 금형 등을 이용한 단순한 성형 공정을 통해 후크 형태의 이음수단(12, 22)을 가지는 파일을 손쉽게 제작할 수 있게 되며, 또한 강관 몸체(11, 21)에 이음수단(12, 22)이 형성된 형태로 성형된 상태에서 각 부분을 현장에서 용접하여 제작할 수 있게 함으로써, 현장에서의 다양한 시공환경에 용이하게 대응하면서도 일직선 시공이 정확하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 후크 형태의 이음수단(12, 22)을 가지는 강관 파일은 지반을 굴착하여 다수개가 삽입 설치된 후, 구조물이 위치될 공간을 터파기 하여 흙막이벽을 시공하게 되는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 강관 파일에 설치된 제 2 이음수단(22)이 이에 인접하여 설치되는 다른 강관 파일의 제 1 이음수단(12')과 상호 맞물려 체결하도록 설치된다.

아울러, 상기와 같은 시공과정이 완료된 후, 상기 강관 파일의 내부에 모래를 채우면서 손쉽게 빼낼 수 있으며, 이렇게 빼낸 강관 파일은 재활용이 가능함에 따라 토압과 수압 등에 대한 저항성, 지반의 침하와 인접구조물의 보호 목적을 달성하면서도 비용적인 측면에서 매우 효율적인 제조 및 시공이 가능해지는 것이다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 제 1 파일 11 : 제 1 강관 몸체
12 : 제 1 이음수단 20 : 제 2 파일
21 : 제 2 강관 몸체 22 : 제 2 이음수단

Claims (4)

1. 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법에 있어서,
   제 1 이음수단(12)과 반원형의 제 1 강관 몸체(11)가 일체로 성형된 제 1 파일(10)을 제작하는 단계(S100);
   별도로, 제 2 이음수단(22)과 반원형의 제 2 강관 몸체(21)가 일체로 성형된 제 2 파일(20)을 제작하는 단계(S200); 및
   상기 제 1 파일(10) 및 제 2 파일(20)을 상호 용접하여 접합하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지되,
   상기 S300 단계는, 상기 제 1 강관 몸체(11) 및 제 2 강관 몸체(21)가 하나의 원형을 이루도록 위치한 상태에서 상호 용접하여 접합하고,
   상기 제 1 파일(10) 또는 제 2 파일(20)은, 완성된 강관 파일을 가로 또는 세로방향으로 2등분한 형태와 대응되는 형태를 가지며,
   상기 제 1 이음수단(12) 및 제 2 이음수단(22)은, 상호 반대 방향으로 절곡된 후크 형태를 가지고,
   상기 제 1 이음수단(12) 및 제 2 이음수단(22)에는 클로로프렌(chloroprene) 또는 네오프렌(neoprene) 수지로 이루어지는 팽창형 지수제가 사전에 코팅되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 흙막이벽 시공용 강관 파일의 제조방법.
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