KR101980134B1 - 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔 - Google Patents

토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔에 관한 것으로서, 빔부재와 보조고정구에 수직구비된 강선의 토압에 대한 지지력이 크게 향상 및 토압에 의한 형태변형을 최소화할 수 있어 상기 빔부재에 번거롭게 콘크리트를 채울 필요가 없어져 작업성이 크게 향상될 수 있을 뿐만 아니라 지반에 삽입고정된 상태인 빔부재 주변의 토사를 되메움하는 과정 중에 상기 충진공간에 토사가 충진될 수 있어 상기 빔부재가 쓰러질 우려가 없는 효과가 있다.

Description

토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔{The self-supporting type prestress beam for earth retaining earth which can improve earth pressure holding force and shape deformation}
본 발명은 빔부재와 보조고정구에 수직구비된 강선의 토압에 대한 지지력이 크게 향상 및 토압에 의한 형태변형을 최소화할 수 있어 상기 빔부재에 번거롭게 콘크리트를 채울 필요가 없어져 작업성이 크게 향상될 수 있을 뿐만 아니라 지반에 삽입고정된 상태인 빔부재 주변의 토사를 되메움하는 과정 중에 상기 충진공간에 토사가 충진될 수 있어 상기 빔부재가 쓰러질 우려가 없는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔에 관한 것이다.
일반적으로, 흙막이(토류 가시설)는 지하구조물을 건설할 때, 지반이 붕괴되는 것을 막기 위하여 굴착된 지하공간에 설치되는 임시 구조물로서, 토목의 경우에는 지하철 건설 등에 많이 사용되고 있으며, 건축의 경우에는 빌딩의 지하층 건설에 주로 사용되고 있다.
그러나, 현재의 흙막이 공법은 다수의 버팀보(Strut)가 사용되어 비경제적이며 작업 공간 확보가 어려울 뿐만 아니라, 구조적으로도 비효율적이기 때문에 주변지반이 침하될 우려가 있다.
하지만, 대부분의 현장에서는 아직까지 재래식 공법으로 시공을 하고 있으며, 현장의 공법 개선에 대한 요구가 계속적으로 이어지고 있다.
이에 최근에는 엄지말뚝(H-Pile)의 외부에 설치된 강봉의 긴장 및 정착에 의하여 엄지말뚝에 프리스트레스를 도입시켜 토압에 저항하도록 구성하고, 임시 버팀보를 생략하여 시공함으로써, 관매설 작업의 시공성을 향상시킬 수 있는, 긴장재를 이용한 엄지말뚝 흙막이 시공 방법이 국내등록특허공보 등록번호 제10-1176592호로 제안된 바 있다.
상기 국내등록특허공보 등록번호 제10-1176592호의 경우, H빔 엄지말뚝의 강성을 증가시켜 상기 H빔 엄지말뚝이 보다 효율적으로 토압에 저항하도록 하였으나, 상기 H빔 엄지말뚝의 강성을 증가시키기 위해 상기 H빔 엄지말뚝의 양측내에 콘크리트를 채워야하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 상기 H빔 엄지말뚝의 양측내에 콘크리트를 채우는 과정 중에 상기 콘크리트가 채워지는 상기 H빔 엄지말뚝부위로 무게중심이 이동되어 상기 H빔 엄지말뚝의 시공과정 중에 상기 H빔 엄지말뚝이 쓰러질 우려가 다분한 문제점이 있다.
국내등록특허공보 등록번호 제10-1176592호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 빔부재와 보조고정구에 수직구비된 강선의 토압에 대한 지지력이 크게 향상 및 토압에 의한 형태변형을 최소화할 수 있어 상기 빔부재에 번거롭게 콘크리트를 채울 필요가 없어져 작업성이 크게 향상될 수 있을 뿐만 아니라 지반에 삽입고정된 상태인 빔부재 주변의 토사를 되메움하는 과정 중에 상기 충진공간에 토사가 충진될 수 있어 상기 빔부재가 쓰러질 우려가 없는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지반에 삽입고정되는 빔부재와; 상기 빔부재의 전측에 구비되어 상기 빔부재와 함께 지반에 삽입고정되고, 내측에 토사가 충진되는 충진공간이 형성되는 고정구와; 상기 고정구에 구비되어 상기 고정구를 따라 지반에 삽입고정되는 보조고정구와; 상기 보조고정구를 수직관통한 상태로 상기 보조고정구를 따라 지반에 삽입고정되는 강선;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 제공한다.
여기서, 상기 고정구의 충진공간에 상기 고정구의 전후방향으로 연장되는 지지대가 형성되는 것이 바람직하다.
또는, 상기 고정구는 상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 구비되고, 내측에 상기 충진공간이 각각 형성되는 일측고정구 및 타측고정구로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 일측고정구와 상기 타측고정구가 상기 빔부재의 일측방향과 타측방향으로 좌우이동되어 위치조절된 상태로 체결부재에 의해 상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 체결고정되는 것이 바람직하다.
또는, 상기 고정구는 상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 구비되고, 내측에 상기 충진공간이 각각 형성되는 일측고정구 및 타측고정구로 구성되고, 상기 보조고정구는 상기 일측고정구 및 상기 타측고정구 사이에 구비되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 고정구의 일측과 타측에 상기 고정구의 전측에서 후측으로 갈수록 상기 빔부재의 일측과 타측방향으로 각각 경사지는 경사부가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 빔부재의 전측에 구비되어 상기 빔부재와 함께 지반에 삽입고정되는 고정구의 내측에 형성된 충진공간에 토사가 충진됨에 따라 상기 빔부재와 보조고정구에 수직구비된 강선의 토압에 대한 지지력이 크게 향상 및 토압에 의한 형태변형을 최소화할 수 있어 상기 빔부재에 번거롭게 콘크리트를 채울 필요가 없어져 작업성이 크게 향상될 수 있을 뿐만 아니라 지반에 삽입고정된 상태인 빔부재 주변의 토사를 되메움하는 과정 중에 상기 충진공간에 토사가 충진될 수 있어 상기 빔부재가 쓰러질 우려가 없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 일부확대분리사시도이고,
도 3은 도 2의 일부확대결합사시도이고,
도 4 및 도 5는 도 3의 A - A선에 따른 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 7은 도 6의 일부확대분리사시도이고,
도 8은 도 7의 일부확대결합사시도이고,
도 9 및 도 10은 도 8의 B - B선에 따른 단면도이고,
도 11은 일측고정구와 타측고정구가 좌우방향으로 이동하여 위치조절된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 12는 본 발명의 제 3실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 13은 도 12의 일부확대분리사시도이고,
도 14는 도 13의 일부확대결합사시도이고,
도 15 및 도 16은 도 14의 C - C선에 따른 단면도이고,
도 17은 지반에 일정깊이의 천공홀이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 18 및 도 19는 지반의 천공홀에 관체가 삽입고정되는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도이고,
도 20 및 도 21은 본 발명인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔이 지반에 일정깊이로 삽입고정되는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도이고,
도 22는 지반의 천공홀로부터 관체가 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 23은 본 발명인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔 주변의 토사가 되메움된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 24는 본 발명인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 후측방향의 지반을 굴착한 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 25는 도 24의 평면도이고,
도 26은 도 24의 배면도이고,
도 27은 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 해석모델을 각각 나타내는 도면이고,
도 28은 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 경계조건을 각각 나타내는 도면이고,
도 29는 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 최대변형량을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
본 발명의 제 1실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔은 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 빔부재(10), 고정구(20), 보조고정구(30) 및 강선(40)을 포함하여 이루어진다.
도 2는 도 1의 일부확대분리사시도이고, 도 3은 도 2의 일부확대결합사시도이다.
먼저, 상기 빔부재(10)는 지반에 수직으로 삽입고정되는 H빔 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 고정구(20)는 상기 빔부재(10)의 전측에 상기 빔부재(10)의 상하방향으로 일정간격으로 구비되어 상기 빔부재(10)와 함께 지반에 삽입고정될 수 있다.
상기 고정구(20)는 일예로, 고정판(201)과 고정커버(202)로 구성될 수 있다.
상기 고정판(201)의 일측과 타측은 상기 빔부재(10)의 전측부 일측과 전측부 타측에 체결부재(3)에 의해 분리가능하게 체결고정되거나 용접고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있다.
상기 체결부재(3)는 상기 고정판(201)의 일측과 타측 및 상기 빔부재(10)의 전측부 일측과 전측부 타측을 각각 수평관통하는 볼트(31)와; 상기 볼트(31)와 나사결합되는 너트(32);로 구성될 수 있다.
상기 고정커버(202)의 후측부 일측과 후측부 타측은 상기 고정판(201)의 전면 일측과 전면 타측에 용접고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있다.
상기 고정구(20)의 고정커버(202)의 내측에는 토사가 충진되는 충진공간(200)이 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 보조고정구(30)의 후측은 상기 고정구(20)의 고정커버(202)의 전측에 상기 체결부재(3)에 의해 분리가능하게 체결고정되거나 용접고정 등 다양한 방식으로 고정되어 상기 고정구(20)를 따라 지반에 삽입고정된다.
상기 체결부재(3)의 볼트(31)는 상기 보조고정구(30)의 후측부 일측과 후측부 타측 및 상기 고정커버(202)의 중간부 일측과 중간부 타측을 각각 수평관통할 수 있다.
다음으로, 상기 강선(40)은 상기 보조고정구(30)의 전측부를 수직관통한 상태로 상기 보조고정구(30)를 따라 지반에 삽입고정된다.
상기 강선(40)의 상부와 하부에는 상기 강선(40)에 나사결합되어 상기 보조고정구(30)의 전측에 밀착고정되는 너트 등으로 이루어질 수 있는 체결부재(401)가 구비될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A - A선에 따른 단면도이다.
도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이 토압에 대한 상기 빔부재(10), 상기 고정구(20), 상기 보조고정구(30) 및 상기 강선(40)의 지지력이 향상될 수 있도록 함과 더불어 토압에 의한 형태변형을 최소화하기 위해, 상기 고정구(20)의 고정커버(202)의 내측에 형성되는 상기 충진공간(200)의 중심부에는 상기 고정구(20)의 전후방향으로 연장되는 지지대(203)가 상기 고정구(20)의 상하방향으로 일정길이로 수직형성될 수 있다.
다음으로, 상기 고정구(20)와 상기 보조고정구(30)를 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 보다 용이하게 각각 좌우위치조절할 수 있도록 하기 위해, 상기 빔부재(10)의 전측부 일측과 전측부 타측, 상기 고정판(201)의 일측과 타측, 상기 고정커버(202)의 중간부 일측과 중간부 타측 및 상기 보조고정구(30)의 후측부 일측과 후측부 타측에 상기 체결부재(3)의 볼트(31)가 관통하는 체결슬릿(5)이 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 일정길이로 각각 좌우연장형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다음으로, 본 발명의 제 2실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔은 제 1실시예와 동일하게 도 6에서 보는 바와 같이 상기 빔부재(10), 상기 고정구(20), 상기 보조고정구(30) 및 상기 강선(40)을 포함하여 이루어진다.
도 7은 도 6의 일부확대분리사시도이고, 도 8은 도 7의 일부확대결합사시도이다.
단, 상기 고정구(20)는 다른예로, 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 크게, 일측고정구(210) 및 타측고정구(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 일측고정구(210)의 후측과 상기 타측고중구(220)의 후측은 상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 상기 체결부재(3)에 의해 분리가능하게 체결고정되거나 용접고정 등 다양한 방식으로 고정된 상태로 구비될 수 있다.
상기 일측고정구(210)의 내측과 상기 타측고정구(220)의 내측에 각각 상기 충진공간(200)이 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 8의 B - B선에 따른 단면도이다.
도 7 내지 도 9에서 보는 바와 같이 상기 일측고정구(210)의 후측부 타측과 상기 타측고정구(220)의 후측부 일측은 서로 접한 상태로 상기 지지대(203)를 이룰 수 있다.
다음으로, 상기 고정구(20)의 일측고정구(210)와 타측고정구(220) 및 상기 보조고정구(30)를 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 보다 용이하게 각각 좌우위치조절할 수 있도록 하기 위해, 일예로, 상기 빔부재(10)의 전측부 일측과 전측부 타측, 상기 일측고정구(210)의 전측과 후측, 상기 타측고정구(220)의 전측과 후측 및 상기 보조고정구(30)의 후측부 일측과 후측부 타측에 상기 체결부재(3)의 볼트(31)가 관통하는 체결슬릿(5)이 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 일정길이로 각각 좌우연장형성될 수 있다.
도 11은 일측고정구와 타측고정구가 좌우방향으로 이동하여 위치조절된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다른예로, 도 11에서 보는 바와 같이 상기 일측고정구(210)와 상기 타측고정구(220)가 상기 빔부재(10)의 일측방향과 타측방향으로 좌우이동되어 위치조절된 상태로 상기 체결부재(3)에 의해 상기 빔부재(10)의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 체결고정될 수 있도록 하기 위해, 상기 빔부재(10)의 전측부 일측과 전측부 타측, 상기 일측고정구(210)의 전측과 후측, 상기 타측고정구(220)의 전측과 후측 및 상기 보조고정구(30)의 후측부 일측과 후측부 타측에 상기 체결부재(3)의 볼트(31)가 각각 관통하는 체결공(6)이 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 일정간격으로 복수형성될 수 있다.
상기 일측고정구(210)와 상기 타측고정구(220) 사이의 좌우이격거리(D)에 따라 특히, 상기 고정구(20)의 토압지지력이 조절될 수 있다.
상기 일측고정구(210)와 상기 타측고정구(220) 사이의 좌우이격거리(D)가 점차 넓어질수록 상기 고정구(20)의 토압지지력이 점차 저하될 수 있고, 상기 일측고정구(210)와 상기 타측고정구(220) 사이의 좌우이격거리(D)가 점차 좁아질 수록 상기 상기 고정구(20)의 토압지지력이 점차 증대될 수 있다.
상기 고정구(20)가 상기 빔부재(10)를 따라 지반에 일정깊이로 용이하게 삽입고정될 수 있도록 함과 더불어 상기 고정구(20)의 일측방향과 타측방향으로 토압이 균일하게 분산(도 26의 화살표 참조.)되어 토압에 대한 상기 빔부재(10), 상기 고정구(20), 상기 보조고정구(30) 및 상기 강선(40)의 지지력이 더욱 향상될 수 있도록 함과 더불어 토압에 의한 형태변형을 더욱 높은 효율로 최소화하기 위해, 도 9에서 보는 바와 같이 상기 고정구(20)의 일측고정구(210)의 일측과 타측고정구(220)의 타측에는 상기 고정구(20)의 전측에서 후측방향으로 갈수록 상기 빔부재(10)의 일측과 타측방향으로 각각 경사지는 경사부(230)가 형성될 수 있다.
상기 체결부재(3)의 체결볼트(31)가 상기 일측고정부(210)의 상부와 하부 및 상기 타측고정부(220)의 상부와 하부의 방해없이 상기 고정판(201)의 일측 상부와 일측 하부 및 상기 고정판(201)의 타측 상부와 타측 하부를 보다 용이하게 수평관통할 수 있도록 하기 위해, 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 상기 일측고정부(210)의 상부와 하부 및 상기 타측고정부(220)의 상부와 하부에는 상기 고정구(20)의 전측에서 후측방향으로 갈수록 상기 빔부재(10)의 상측과 하측방향으로 각각 경사지는 경사부(240)가 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 3실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다음으로, 본 발명의 제 3실시예인 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔은 제 1, 2실시예와 동일하게 도 12에서 보는 바와 같이 상기 빔부재(10), 상기 고정구(20), 상기 보조고정구(30) 및 상기 강선(40)을 포함하여 이루어진다.
단, 상기 고정구(20)는 상기 일측고정구(210)와 상기 타측고정구(220)로 구성되되, 상기 보조고정구(30)가 상기 고정구(20)를 따라 따라 지반에 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위해 상기 보조고정구(30)는 상기 일측고정구(210) 및 상기 타측고정구(220) 사이에 상기 고정구(20)의 상하방향으로 일정간격으로 형성될 수 있다.
도 13은 도 12의 일부확대분리사시도이고, 도 14는 도 13의 일부확대결합사시도이고, 도 15 및 도 16은 도 14의 C - C선에 따른 단면도이다.
그리고, 도 13 내지 도 16에서 보는 바와 같이 상기 고정구(20)의 일측고정부(210)의 전측과 타측고정부(220)의 전측에 상기 경사부(230)가 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 고정구(20)와 상기 보조고정구(30)를 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 보다 용이하게 각각 좌우위치조절할 수 있도록 하기 위해, 도 15에서 보는 바와 같이 상기 빔부재(10)의 전측부 일측과 전측부 타측 및 상기 고정판(201)의 일측과 타측에 상기 체결부재(3)의 볼트(31)가 관통하는 체결슬릿(5)이 상기 빔부재(10)의 일측에서 타측방향으로 일정길이로 각각 좌우연장형성될 수 있다.
도 17은 지반에 일정깊이의 천공홀이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 본 발명의 제 1, 2, 3실시예의 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(이하, '자립식 흙막이용 프리스트레스 빔'이라 한다.)의 시공방법은 크게, a) 천공단계(이하 'a)단계'라 한다.), b) 관체삽입단계(이하 'b)단계'라 한다.), c) 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔 삽입단계(이하 'c)단계'라 한다.), d) 관체분리단계(이하 'd)단계'라 한다.), e) 되메움단계(이하 'e)단계'라 한다.) 및 f) 굴착단계(이하 'f)단계'라 한다.)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 a)단계는 도 17에서 보는 바와 같이 천공기 등의 중장비를 이용하여 지반(2)에 일정깊이의 천공홀(21)을 수직형성하는 단계이다.
도 18 및 도 19는 지반의 천공홀에 관체가 삽입고정되는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 b)단계는 도 18 및 도 19에서 보는 바와 같이 상기 지반(2)의 천공홀(21)에 상기 천공홀(21)을 따라 일정길이로 상하연장되는 관체(7)를 삽입고정하는 단계이다.
도 20 및 도 21은 본 발명인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔이 지반에 일정깊이로 삽입고정되는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 c)단계는 도 20 및 도 21에서 보는 바와 같이 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)을 항타기 등의 중장비를 이용하여 상기 관체(7)의 내측으로 인입시키면서 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 하부를 상기 관체(7)의 하측방향에 위치하는 지반(2)으로 일정깊이로 삽입고정하는 단계이다.
도 22는 지반의 천공홀로부터 관체가 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 d)단계는 도 22에서 보는 바와 같이 인발기 등의 중장비를 이용하여 상기 관체(7)를 지반(2)의 천공홀(21)의 상부 외부방향으로 분리시키는 단계이다.
도 23은 본 발명인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔 주변의 토사가 되메움된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 e)단계는 도 23에서 보는 바와 같이 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1) 주변의 토사를 상기 지반(2)의 천공홀(21)내로 되메움하는 단계이다.
도 24는 본 발명인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 후측방향의 지반을 굴착한 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 f)단계는 도 24에서 보는 바와 같이 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 빔부재(10)의 후측부에 위치한 지반(2)을 굴착기 등의 중장비를 이용하여 일정깊이로 굴착하는 단계이다.
여기서, 토압에 대한 상기 빔부재(10), 상기 고정구(20), 상기 보조고정구(30) 및 상기 강선(40)의 지지력이 더더욱 향상될 수 있도록 함과 더불어 토압에 의한 형태변형을 더더욱 최소화하기 위해, 굴착된 지반(2)의 상부 외부방향으로 노출되는 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 빔부재(10)의 상하길이(L1)와 지반(2)에 근입된 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 빔부재(10)의 상하길이(L2)는 4 : 6을 이룰 수 있다.
도 25는 도 24의 평면도이다.
특히, 상기 e)단계를 통해 상기 고정구(20) 내측에 형성된 충진공간(200)에 도 25에서 보는 바와 같이 토사(22)가 충진됨에 따라 상기 빔부재(10)와 보조고정구(30)에 수직구비된 강선(40)의 토압에 대한 지지력이 크게 향상 및 토압에 의한 형태변형을 최소화할 수 있어 상기 빔부재(10)에 번거롭게 콘크리트를 채울 필요가 없어져 작업성이 크게 향상될 수 있을 뿐만 아니라 지반(2)에 삽입고정된 상태인 빔부재(10) 주변의 토사를 되메움하는 과정 중에 상기 충진공간(200)에 토사(22)가 충진될 수 있어 상기 빔부재가 쓰러질 우려가 없어지게 된다.
도 26은 도 24의 배면도이다.
도 26에서 보는 바와 같이 어느 하나의 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 빔부재(10)의 타측과 다른 하나의 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 빔부재(10)의 일측 사이에 다수의 토류판(9)이 상기 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 상하방향으로 적층삽입될 수 있다.
도 27은 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 해석모델을 각각 나타내는 도면이고, 도 28은 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 경계조건을 각각 나타내는 도면이다.
[실험예 1]
도 27 및 도 28에서 보는 바와 같이 H빔으로 이루어지는 2개의 빔부재(10) 사이에 다수의 토류판(9)이 상하적층된 실험예 1인 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔(1)의 토압에 대한 최대변형량을 컴퓨터 등에 내장된 구조해석프로그램 등을 통해 시뮬레이션 실험을 하였다.
[실험예 2]
도 27 및 도 28에서 보는 바와 같이 H빔으로 이루어지는 2개의 빔부재(10) 사이에 다수의 토류판(9)이 상하적층되고, 2개의 상기 고정구(20)가 상기 빔부재(10)의 전측 상부와 전측 하부에 각각 고정되며, 2개의 보조고정구(30)가 상기 고정구(20)에 각각 고정 및 상기 보조고정구(30)에 상기 강선(40)이 각각 수직으로 고정된 실험예 2인 본 발명의 제 3실시예인 자립식 흙막이용 프리스트레스빔(1)의 토압에 대한 최대변형량을 컴퓨터 등에 내장된 구조해석프로그램 등을 통해 시뮬레이션 실험을 하였다.
[실험예 3]
도 27 및 도 28에서 보는 바와 같이 H빔으로 이루어지는 2개의 빔부재(10) 사이에 다수의 토류판(9)이 상하적층되고, 5개의 복수의 상기 고정구(20)가 상기 빔부재(10의 전측에 상기 빔부재(10)의 상하방향으로 일정간격으로 각각 고정되며, 5개의 보조고정구(30)가 상기 고정구(20)에 각각 고정 및 상기 보조고정구(30)에 상기 강선(40)이 각각 수직으로 고정된 실험예 3인 본 발명의 제 3실시예인 자립식 흙막이용 프리스트레스빔(1)의 토압에 대한 최대변형량을 컴퓨터 등에 내장된 구조해석프로그램 등을 통해 시뮬레이션 실험을 하였다.
도 29는 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔의 최대변형량을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
컴퓨터 등에 내장된 구조해석프로그램 등을 통해 실험예 1, 실험예 2 및 실험예 3의 토압에 대한 최대변형량 시뮬레이션 실험 결과는 도 28 및 아래의 표 1과 같다.
실험예 1 실험예 2 실험예 3

토압에 대한 최대변형량
119.79 mm
105.48mm
99.79mm
실험예 1과 실험예 2에 비해 실험예 3인 본 발명의 제 3실시예인 자립식 흙막이용 프리스트레스빔(1)의 토압에 대한 최대변형량이 가장 낮았으므로, 실시예 3인 본 발명의 제 3실시예인 자립식 흙막이용 프리스트레스빔(1)의 토압에 대한 지지효율과 형태변화방지효율이 매우 우수함을 알 수 있다.
10; 빔부재, 20; 고정구,
30; 보조고정구, 40; 강선.

Claims (6)

  1. 지반에 삽입고정되는 빔부재와;
    상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 구비되어 상기 빔부재와 함께 지반에 삽입고정되고, 내측에 토사가 충진되는 충진공간이 각각 형성되는 일측고정구 및 타측고정구로 구성되는 고정구와;
    상기 고정구에 구비되어 상기 고정구를 따라 지반에 삽입고정되는 보조고정구와;
    상기 보조고정구를 수직관통한 상태로 상기 보조고정구를 따라 지반에 삽입고정되는 강선;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔.
  2. 지반에 삽입고정되는 빔부재와;
    상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 구비되어 상기 빔부재와 함께 지반에 삽입고정되고, 내측에 토사가 충진되는 충진공간이 각각 형성되는 일측고정구 및 타측고정구로 구성되는 고정구와;
    상기 일측고정구와 상기 타측고정구 사이에 구비되어 상기 고정구를 따라 지반에 삽입고정되는 보조고정구와;
    상기 보조고정구를 수직관통한 상태로 상기 보조고정구를 따라 지반에 삽입고정되는 강선;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 일측고정구와 상기 타측고정구가 상기 빔부재의 일측방향과 타측방향으로 좌우이동되어 위치조절된 상태로 체결부재에 의해 상기 빔부재의 전측면 일측과 전측면 타측에 각각 체결고정되는 것을 특징으로 하는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 고정구의 일측과 타측에 상기 고정구의 전측에서 후측으로 갈수록 상기 빔부재의 일측과 타측방향으로 각각 경사지는 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 토압지지력 향상 및 형태변형을 최소화할 수 있는 자립식 흙막이용 프리스트레스 빔.
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