KR102184900B1 - 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법으로서, 본 발명의 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물은 지반의 흙막이 경계선상을 따라 서로 제1 설정간격을 두고 이격하여 평행을 이루어 설치되는 2열의 안내보, 상기 2열의 안내보의 길이 방향을 따라 서로 제2 설정간격을 두고 이격하여 위치되며, 상기 2열의 안내보에 교차하여 조립되는 복수의 간격유지부재, 상기 2열의 안내보 사이의 제1 설정간격과, 상기 복수의 간격유지부재 사이의 제2 설정간격 사이의 공간을 통해 상기 흙막이 경계선상을 따라 복수 개가 시공되는 원형강관, 및 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 관통하여 삽입되며, 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 수평방향으로 연결 고정시키는 원형강관 구속부재를 포함한다.

Description

원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법{TEMPORARY RETAINING WALL STRUCTURE USING CIRCULAR STEEL PIPE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

흙막이 공법은 터파기 굴착 시 배면의 토압과 수압 등의 측압에 대해 저항하고 주변 지반의 침하와 인접구조물의 보호를 목적으로 한다.

일반적으로 흙막이 공법은 흙막이 벽체의 종류와 이를 구조적으로 지지하는 형식에 따라 다양하게 분류된다.

예를 들어, 흙막이 벽체의 종류로는 H형강+토류판(즉, 목재와 강재), 강널말뚝(Sheet Pile), C.I.P(Cast In Place), S.C.W(Soil Cement Wall), 지중연속벽(Slurry Wall) 등이 있다.

그리고 이러한 흙막이 벽체를 지지해주는 형식에는, 자립식, 자립식+타이백, 어스앵커 및 역타지지 등이 소개되어 있는데, 최근 국내에서는 버팀식과 앵커식이 많이 사용된다.

간략히 살펴보면, H형강＋토류판(즉, 목재와 강재)은, 선천공 한 후 H형강을 건입하고, 이어서, 굴토 중 목재 또는 강재를 사용하여 토류판을 설치한 후 굴토 하는 공법이다.

이 공법은 벽체의 강성이 약하고, 지하수위가 있는 지반에서는 별도의 차수공법이 필요하다. 또한 이 공법은 토사유출의 가능성이 있어 토류판과 지반의 여굴로 주변지반 침하가 우려되고 Heaving을 일으킬 우려가 있는 연약지반에서는 별도의 방지대책공법이 병용되어야 한다. 그리고 이 공법은 구조물의 설치 후에 H형강을 인발하여 재사용 할 수 있으나 강성이 취약하여 지보에 따른 가설재가 많이 사용되는 단점이 있다.

강널말뚝(Sheet Pile)은 연약지반이나 모래지반에 사용되는 공법으로, 수위가 높은 지반에서 자주 사용되는데, U형 강널말뚝을 유압 및 진동 햄머로 지중에 타입 하여 흙막이벽체를 형성한다.

이 공법은 차수성은 우수하나 강성이 약한 단점이 있으며, 시내에 부적합할 뿐만 아니라 지중에 사력층 및 조밀한 모래지반이나 암반층에서는 시공이 어려운 단점이 있다. 그리고 이 공법은 구조물의 설치 후에 강널말뚝을 인발하여 재사용 할 수 있으나 강성에 취약하고 구조물과 합벽 시공이 안되고 지반에 따른 시공상 제약이 많은 단점이 있다.

C.I.P(Cast In Place)는 로터리 보링기(예: 오거 천공기 등)를 이용하여 굴착 경계면을 따라 지반을 천공하고 천공구에 H형강 및 철근망을 근입 한 후 시멘트 몰탈이나 콘크리트를 현장 타설하여 주열식의 흙막이 벽체를 형성한다.

다만, 강성벽체인 관계로 도심지에서 자주 시공되는 공법이나 기둥 간의 연결성이 불량하고, 지중하부로 내려갈수록 수직도가 떨어져, 기둥 사이의 간격이 벌어지는 단점이 있다. 최근 강성이 요구되는 흙막이 벽체 시공에 자주 사용되는 공법이나, 자재 및 재료가 모두 사장으로 공사비가 비싸고 별도의 선단고정장치가 필수적으로 요구된다.

S.C.W(Soil Cement Wall)는 단축 및 삼축 로터리 보링기를 이용하여 지반을 천공하면서 소정의 깊이에 다다르면 시멘트 몰탈을 주입하여 흙과 시멘트의 혼합기둥이 지중에 형성된다.

이 공법은 일정한 간격으로 H형강을 근입 하여 흙막이 벽체를 형성하므로, 강성은 강널말뚝에 비해 우수하나 차수에서는 떨어지는 단점이 있다. 또한, 이 공법은 자갈층이나 암반층에서는 시공이 곤란하고 특히 자갈층이 많고 지하수위가 높은 지반에서는 집중적인 누수가 발생 될 수 있는 단점이 있다.

지중연속벽(Slurry Wall)은 Slurry 안정액을 사용하여 공벽을 유지하면서 Panel 천공기에 의한 굴착 후 철근망 근입과 수중콘크리트를 타설하여 연속벽체를 형성한다.

이 공법은 강성이 우수하고 대도심 굴착이 가능하며 차수에서도 좋은 효과를 기대할 수 있다. 다만, 이 공법은 공사비가 고가이고 사력층 또는 호박돌층에서 시공이 어려우며, 암반층에서는 특수장비가 필요하고 시공속도가 현저히 떨어지는 단점이 있다.

상기의 공법은 현재 국내에서 많이 시공되고 있으며, 지반조건 및 시공목적, 형식에 따라 그 방법이 결정된다.

흙막이 벽체의 설계는 토압, 상재하중 및 수압 등에 의해 변위가 발생되어 강성벽체가 아닌 공법은 배오름 현상이 일어나는 문제점이 생긴다.

또한, 강성벽체의 경우는 말뚝이 주열식으로 배열되지만 서로 연결되지 않아 토압 등을 말뚝 개개소가 독립적으로 저항하게 되어서, 상부에 별도의 두부고정장치를 설치해야 하는 불편이 따랐다.

나아가, 시공자재인 시멘트, 형강, 철근, 레미콘 등이 사장되어, 시공 비용 증가는 물론, 시공속도가 지연되는 문제점이 있었다.

본 발명과 관련된 선행기술로서, 대한민국 출원번호2018-0074762(2018.06.28. 출원일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 흙막이 벽체용 말뚝의 시공방법에 관하여 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 조립식 안내보를 설치하고, 안내보와 원형강관을 연결시키는 작업만으로 안내보가 두부고정장치의 역할을 대체할 수 있어 작업 효율이 향상된 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존공법에 비해 적은 공사 비용과 짧은 공사 기간을 통해 강성벽체를 형성할 수 있는 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 안내보와 원형강관의 재사용이 가능하여 비용 절감은 물론, 친환경적인 형태의 가설 흙막이 벽체 구조물 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물은 지반의 흙막이 경계선상을 따라 서로 제1 설정간격을 두고 이격하여 평행을 이루어 설치되는 2열의 안내보; 상기 2열의 안내보의 길이 방향을 따라 서로 제2 설정간격을 두고 이격하여 위치되며, 상기 2열의 안내보에 교차하여 조립되는 복수의 간격유지부재; 상기 2열의 안내보 사이의 제1 설정간격과, 상기 복수의 간격유지부재 사이의 제2 설정간격 사이의 공간을 통해 상기 흙막이 경계선상을 따라 복수 개가 시공되는 원형강관; 및 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 관통하여 삽입되며, 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 수평방향으로 연결 고정시키는 원형강관 구속부재;를 포함한다.

2열의 안내보 각각은 수평방향으로 배치된 플레이트 형상의 수평몸체와, 원형강관의 위치를 기준으로 원형강관으로부터 먼 위치에서 수평몸체에 교차하여 수직방향으로 연결되는 플레이트 형상의 제1 수직몸체와, 원형강관의 위치를 기준으로 원형강관으로부터 가까운 위치에서 수평몸체에 교차하여 수직방향으로 연결되는 플레이트 형상의 제2 수직몸체를 포함한다.

제1 수직몸체의 상단에는 설정 간격을 두고 소정의 깊이로 절단하여 마련된 제1 결합 홈이 형성되고, 제2 수직몸체의 상단에는 제1 결합 홈의 위치에 대응하여 제1 결합 홈에 대응하는 크기의 제2 결합 홈이 형성된다. 제1, 2 결합 홈은 간격유지부재가 2열의 안내보에 교차하여 끼움 결합되는 홈이다.

제1, 2 결합 홈은 간격유지부재가 끼움 결합되는 공간으로서, 이들 사이의 접촉 부위를 보강하도록 접촉보강부가 소정의 두께로 구비될 수 있다. 접촉보강부는 제1, 2 수직몸체에 비해 구조적인 강도 및 강성이 우수한 소재로 이루어질 수 있으며, 반복적인 결합 및 해제 작업이 수행되어도 마모 또는 손상이 억제되는 장점이 있다.

또한, 제1, 2 결합 홈의 내부 측면에는 라운드지게 오목하게 함몰된 오목부가 더 구비될 수 있으며, 이 오목부의 위치에 대응하여 간격유지부재에는 측면이 라운드지게 볼록하게 돌출된 볼록부가 더 구비될 수 있다. 이를 통해 간격유지부재의 결합 후 이탈을 방지할 수 있으며, 간격유지부재의 결합 위치 선정에 유리한 장점이 있다.

원형강관은 굴착할 대지의 경계 면을 따라 주열식으로 설치될 수 있다.

또한, 원형강관의 하단(즉, 선단)에는 구조 및 강성적으로 보강된 선단보강부재가 구비될 수 있다. 선단보강부재는 원형강관의 하단에 형성되며 구조적으로 보강된 원형의 제1 보강부와, 제1 보강부의 하부에 돌출 형성된 다수 개의 돌출몸체를 포함하는 제2 보강부를 포함한다. 이러한 선단보강부재를 통해 재사용이 가능한 원형강관의 선단 부위가 파손 또는 손상을 입는 것을 억제할 수 있으며, 원형강관의 천공 작업 시 작업 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 원형강관은 강성이 큰 스파이럴 강관을 이용할 수 있다.

또한, 원형강관의 상단에는 용접을 통해 철판(이하, 용접철판)을 미리 부착시킬 수 있다. 이를 통해, 용접철판은 원형강관의 근입 및 인발 시 사용될 수 있다.

또한, 원형강관은 2열의 안내보 사이의 제1 설정간격과, 복수의 간격유지부재 사이의 제2 설정간격 사이에 형성된 설정 크기의 격자수용공간을 통해 흙막이 경계선상을 따라 주열식으로 시공될 수 있다. 이를 통해 복수의 원형강관은 설정된 위치에서 정확한 항심을 찾아 정확하게 시공될 수 있다.

상기 원형강관 구속부재는, 상기 2열의 안내보 각각의 상단에 형성된 복수의 제1 타공부와, 상기 원형강관의 상단에 서로 마주보는 방향으로 형성된 복수의 제2 타공부를 순차 관통하여 삽입되는 원형강봉 일 수 있다.

또한, 상기 원형강관 구속부재는, 상기 2열의 안내보의 폭 길이 및 상기 원형강관의 직경 길이를 합한 것보다 긴 길이를 가지며, 상기 원형강관 구속부재의 일단에는 수나사부가 형성되고, 상기 원형강관 구속부재의 타단에는 상기 원형강관 구속부재의 삽입을 제한하는 확장돌기가 형성될 수 있다.

또한, 상기 원형강관 구속부재는 상기 제1, 2 타공부를 이용하여 상기 2열의 안내보 및 상기 원형강관을 관통하여 삽입되며, 상기 원형강관 구속부재의 일단은 상기 수나사부에 체결너트를 체결하여 상기 2열의 안내보 중 하나에 고정되고, 상기 원형강관 구속부재의 타단은 상기 체결너트의 체결력에 의해 상기 확장돌기가 상기 2열의 안내보 중 나머지 하나에 밀착 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면 상기의 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 이용한 흙막이 벽체 구조물 시공방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 흙막이 벽체 구조물 시공방법은 상기의 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법으로서, (a) 지반의 흙막이 경계선상을 따라 상기 2열의 안내보를 폭 방향으로 제1 설정간격만큼 이격시켜 평행을 이루도록 설치하는 단계; (b) 상기 2열의 안내보의 길이 방향을 따라 상기 복수의 간격유지부재를 제2 설정간격만큼 이격시켜 상기 2열의 안내보에 설치 고정하는 단계; (c) 상기 2열의 안내보와 상기 복수의 간격유지부재 사이로 준비된 상기 원형강관을 시공하는 단계; (d) 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관에 준비된 상기 원형강관 구속부재를 관통 삽입시키는 단계; 및 (e) 상기 원형강관 구속부재의 일단에 형성된 상기 수나사부에 상기 체결너트를 체결하여 상기 원형강관 구속부재를 이용하여 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 수평방향으로 연결 고정시키는 단계;를 포함한다.

상기 (e) 단계 이후에, (f) 상기 원형강관 구속부재에 의해 상기 2열의 안내보와 상단이 수평방향으로 연결 고정된 상기 원형강관의 내부에 채움재를 시공하는 단계;를 더 포함한다.

여기서, 채움재는 시멘트 몰탈 또는 모래를 사용할 수 있다.

상기 (f) 단계 이후에, (g) 상기 원형강관 구속부재의 일단에 형성된 상기 체결너트의 체결을 해제하고 상기 원형강관 구속부재의 삽입을 해제시켜, 상기 원형강관 구속부재와 상기 2열의 안내보를 분리 반출 후 재사용을 위해 보관하는 단계; 및 (h) 상기 원형강관을 상방으로 인발하여 분리 반출 후 재사용을 위해 보관하는 단계;를 더 포함한다.

이에 따라, 흙막이 벽체는 강성인 원형강관으로 시공되어 자립식으로 설계가 가능하며, 상황에 따라 지보가 설치될 경우 2열의 안내보가 상단 띠장의 역할을 하므로 별도의 시공 필요성이 없다. 나아가, 지보 간격이 넓어져 공사기간이 단축될 수 있으며 공사비용이 대폭 절감될 수 있다.

본 발명에 의하면 조립식 안내보를 설치하고, 안내보와 원형강관을 연결시키는 작업만으로 안내보가 두부고정장치의 역할을 대체할 수 있어 작업 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.

구체적으로는, 본 발명에 의하면 흙막이 벽체가 강성의 원형강관으로 시공될 수 있어, 자립식 설계가 가능한 장점이 있다.

또한, 상황에 따라 지보가 설치될 경우, 안내보가 상단 띠장의 역할을 할 수 있어 별도 시공이 필요하지 않는 장점이 있다.

또한, 지보 간격이 넓어질 수 있어 공사비용을 단축시키고 공사비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 현장 타설 방식이 아니라 미리 제작된 기성제품을 이용할 수 있어 시공 품질이 우수하고 친환경적이며 현장 상황에 따라 일어날 수 있는 각종 문제를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 안내보와 원형강관의 재사용이 가능하여 비용 절감은 물론, 친환경적인 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 가설 흙막이 벽체 구조물의 시공이 완료된 다음에는 시공에 필요한 안내보와 원형강관을 해체 및 인발하여 재사용이 가능한 장점이 있다. 이에 따라, 공사비용을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 간략히 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 간략히 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 간략히 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 원형강관의 배치 구조를 간략히 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 원형강관의 배치 구조를 간략히 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 2열의 안내보의 배치 구조를 간략히 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 원형강관 구속부재를 간략히 도시한 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물의 시공 상태를 보여주는 참조도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법을 간략히 도시한 순서도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

도면에서, 도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 간략히 도시한 사시도, 평면도, 및 단면도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 원형강관의 배치 구조를 간략히 도시한 사시도, 및 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 2열의 안내보의 배치 구조를 간략히 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 구성하는 원형강관 구속부재를 간략히 도시한 분해 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물의 시공 상태를 보여주는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물(1000)을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물(1000)은 2열의 안내보(100), 원형강관(200), 간격유지부재(300), 원형강관 구속부재(400)를 포함한다.

2열의 안내보(100)는 지반의 흙막이 경계선상을 따라 서로 제1 설정간격(L1, 도 6 참조)을 두고 이격하여 평행을 이루어 설치된다.

복수의 간격유지부재(300)는 상기 2열의 안내보(100)의 길이 방향을 따라 서로 제2 설정간격(L2, 도 6 참조)을 두고 이격하여 위치되며, 상기 2열의 안내보에 교차하여 조립될 수 있다.

원형강관(200)은 상기 2열의 안내보(100) 사이의 제1 설정간격(L1, 도 6 참조)과, 상기 복수의 간격유지부재(300) 사이의 제2 설정간격(L2, 도 6 참조) 사이의 공간(이하, 격자수용공간(600, 도 6 참조)라 함)을 통해 상기 흙막이 경계선상을 따라 복수 개가 시공된다. 이때, 간격유지부재(300)의 두께(t, 도 3 참조)에 대응하여 주열식으로 배치된 원형강관(200) 사이에는 갭(g, 도 3 참조)가 형성될 수 있다.

원형강관 구속부재(400)는 상기 2열의 안내보(100)와 상기 원형강관(200)을 관통하여 삽입되며, 상기 2열의 안내보(100)와 상기 원형강관(200)을 수평방향으로 연결 고정시킨다.

구체적으로 설명하면, 2열의 안내보(100) 각각은 수평몸체(110), 제1 수직몸체(120), 및 제2 수직몸체(130)를 포함한다.

수평몸체(110)는 수평방향으로 배치된 플레이트 형상의 강성 부재를 말한다.

그리고 제1 수직몸체(120)는 원형강관(200)의 위치를 기준으로 원형강관(200)으로부터 먼 위치에서 수평몸체(110)에 교차하여 수직방향으로 연결되는 플레이트 형상의 강성 부재를 말한다.

그리고 제2 수직몸체(130)는 원형강관(200)의 위치를 기준으로 원형강관(200)으로부터 가까운 위치에서 수평몸체(110)에 교차하여 수직방향으로 연결되는 플레이트 형상의 강성 부재를 말한다.

바람직하게는, 제1, 2 수직몸체(120, 130)는 동일한 높이를 가질 수 있는데, 이로써, 안내보(100) 각각은 H 형상의 단면 구조를 가질 수 있다.

이에 더하여, 제1 수직몸체(120)의 상단에는 설정 간격을 두고 소정의 깊이로 절단하여 마련된 제1 결합 홈(121)이 형성된다.

그리고 제2 수직몸체(130)의 상단에는 제1 결합 홈(121, 도 2 참조)의 위치에 대응하여 제1 결합 홈(121, 도 2 참조)에 대응하는 크기의 제2 결합 홈(131, 도 2 참조)이 형성된다.

제1, 2 결합 홈(121, 131, 도 2 참조)은 간격유지부재(300)가 2열의 안내보(100)에 교차하여 끼움 결합되는 홈으로서, 간격유지부재(300)의 두께에 대응하는 크기 및 형상을 가질 수 있다.

이와 같이, 제1, 2 결합 홈(121, 131, 도 2 참조)은 간격유지부재(300)가 끼움 결합되는 공간이므로, 바람직하게는 이들 사이의 접촉 부위를 보강하도록 접촉보강부(132, 도 6 참조)가 소정의 두께로 구비될 수 있다.

접촉보강부(132)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1, 2 수직몸체(120, 130)에 비해 구조적인 강도 및 강성이 우수한 소재로 이루어질 수 있다.

이로써, 재사용을 위해 간격유지부재(300)의 결합 및 해제가 반복적으로 장기간 이루어질 경우에도 해당 결합 부위에서의 마모 또는 손상, 파손 등을 억제할 수 있다.

나아가, 제1, 2 결합 홈(121, 131, 도 6 참조)의 내부 측면에는 라운드지게 오목하게 함몰된 오목부(133, 도 6 참조)가 더 구비될 수 있다.

한편, 오목부(133, 도 6 참조)의 위치에 대응하여 간격유지부재(300, 도 6 참조)의 측면에는 라운드지게 볼록하게 돌출된 볼록부(303, 도 6 참조)가 더 구비될 수 있다.

이에 따라, 간격유지부재(300)를 2열의 안내보(100)에 끼움 결합시킨 이후, 작업자의 의도와 달리 간격유지부재(300)의 위치가 이탈하거나 결합이 해제되는 것을 방지할 수 있으며, 간격유지부재(300)의 결합 위치 선정에 유리한 장점이 있다.

구체적으로 설명하면, 원형강관(200)은 굴착할 대지의 경계 면을 따라 복수 개가 주열식으로 설치될 수 있다.

예를 들어, 도 4를 참조하면, 원형강관(200)의 하단(즉, 선단)에는 구조 및 강성적으로 보강된 선단보강부재(230)가 구비될 수 있다.

선단보강부재(230)는 원형강관의 하단에 형성되며 구조적으로 보강된 원형의 제1 보강부(231)와, 제1 보강부(231)의 하부에 돌출 형성된 다수 개의 돌출몸체를 포함하는 제2 보강부(233)를 포함한다.

이러한 선단보강부재(230)를 통해 재사용이 가능한 원형강관(200)의 선단 부위가 파손 또는 손상을 입는 것을 방지할 수 있으며, 원형강관(200)의 굴착에 도움이 될 수 있다.

예를 들어, 원형강관(200)은 강성이 큰 스파이럴 강관을 이용할 수 있는데, 이에 한정되지 않으며 통상의 기술자에게 자명한 다양한 강관을 이용할 수 있다.

또한, 원형강관(200)의 상단에는 용접을 통해 철판(이하, 용접철판(220)이라 함)을 미리 부착시킬 수 있다.

용접철판(220)은 원형강관(200)을 설치 시공을 하기 이전에 공장 또는 작업장에서 미리 원형강관(200)의 상부에 철판을 용접하여 부착시킨 것을 말하며, 원형강관(200)의 근입 시에는 물론, 재사용을 위한 원형강관(200)의 인발 시 사용되어 원형강관(200)의 훼손을 방지할 수 있다.

이렇게 준비된 원형강관(200)은 도 6에 도시된 바와 같이 2열의 안내보(100) 사이의 제1 설정간격(L1)과, 복수의 간격유지부재(300) 사이의 제2 설정간격(L2) 사이에 형성된 설정 크기의 격자수용공간(600)을 통해 시공되는데, 흙막이 경계선상을 따라 복수 개가 주열식으로 시공될 수 있다. 그 결과, 복수의 원형강관(200)은 설정된 위치에서 정확한 항심을 찾아 정확하게 시공될 수 있다.

구체적으로는, 원형강관 구속부재(400)는 상기 2열의 안내보(100) 각각의 상단에 형성된 복수의 제1 타공부(150)와, 상기 원형강관(200)의 상단에 서로 마주보는 방향으로 형성된 복수의 제2 타공부(290, 도 4 참조)를 순차 관통하여 삽입되는 원형강봉(410, 도 7 참조)을 몸체로 하여 제작될 수 있다.

이러한 원형강관 구속부재(400)는 상기 2열의 안내보(100)의 폭 길이 및 상기 원형강관(200)의 직경 길이를 합한 것보다 긴 길이를 가진다.

이에 따라, 원형강관 구속부재(400)가 2열의 안내보(100)의 제1 타공부(150)와 원형강관(200)의 제2 타공부(290, 도 4 참조)를 차례로 관통하여 이들을 수평방향으로 동시에 연결 고정할 때, 원형강관 구속부재(400)의 양단은 2열의 안내보(100)의 바깥 쪽에 소정 길이 돌출되는 형상을 가질 수 있다.

이때, 원형강관 구속부재(400)의 일단에는 수나사부(420)가 형성될 수 있다. 그리고 원형강관 구속부재(400)의 타단에는 원형강관 구속부재(400)의 삽입을 제한하는 확장돌기(430)가 형성될 수 있다.

이에 따라, 원형강관 구속부재(400)는 상기 제1, 2 타공부(150, 290)를 이용하여 상기 2열의 안내보(100) 및 상기 원형강관(200)을 관통하여 삽입된 후, 원형강관 구속부재(400)의 일단은 상기 수나사부(420)에 체결너트(500)를 체결하여 상기 2열의 안내보(100) 중 하나에 고정된다. 그리고 상기 원형강관 구속부재(400)의 타단은 상기 체결너트(500)의 체결력에 의해 상기 확장돌기(430)가 상기 2열의 안내보(100) 중 나머지 하나에 밀착 고정된다.

이로써, 원형강관 구속부재(400)는 체결너트(500)를 작업자가 의도적으로 체결 해제하지 않는 동안 2열의 안내보(100)와 원형강관(200) 사이에 삽입 고정되어 이들을 수평방향으로 견고하게 지지해줄 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가설 흙막이 벽체 구조물(1000)은 도 8에 도시된 바와 같이 지반(10)의 경계선상을 따라 주열식으로 설치되어 흙막이 벽체를 형성하는 원형강봉(200)과, 원형강봉(200)의 상부를 2열로 지지 고정하는 2열의 안내보(100)와, 2열의 안내보(100)와 원형강봉(200)을 수평방향으로 관통하여 삽입된 후 체결너트(500)를 통해 견고하게 결합되는 원형강관 구속부재(400)를 이용한다. 이 때문에 개개의 원형강봉(200) 상단에서의 변위 발생을 최대한 억제할 수 있으며, 그 자체가 띠장 역할을 대신하게 되므로 기존의 공법에 비해 공사기간을 대폭 단축시킬 수 있으며 공사비용도 대폭 절감할 수 있는 유리한 이점이 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 이용한 흙막이 벽체 구조물 시공방법에 관하여 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법을 간략히 도시한 순서도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법은 2열의 안내보 평행 설치 단계(S100), 복수의 간격유지부재 설치 단계(S200), 원형강관 시공 단계(S300), 원형강관 구속부재 삽입 단계(S400), 원형강관 구속부재 고정 단계(S500), 원형강관 내부 채움재 시공 단계(S600), 원형강관 구속부재 체결 해제 단계(S700), 2열의 안내보 설치 해체 단계(S800), 및 원형강관 인발 및 재사용을 위한 반출 단계(S900)를 포함한다. 각 단계에 관한 설명을 위해 도 1 내지 도 8을 병행 참조하기로 한다.

2열의 안내보 평행 설치 단계(S100)

본 단계는 2열의 안내보 평행 설치 단계로서, 본 단계에서는 지반의 흙막이 경계선상을 따라 상기 2열의 안내보(100)를 폭 방향으로 제1 설정간격(L1, 도 6 참조)만큼 이격시켜 평행을 이루도록 설치한다.

복수의 간격유지부재 설치 단계(S200)

본 단계는 복수의 간격유지부재 설치 단계로서, 본 단계에서는 상기 2열의 안내보(100)의 길이 방향을 따라 상기 복수의 간격유지부재(300)를 제2 설정간격(L2, 도 6 참조)만큼 이격시켜 상기 2열의 안내보(100)에 설치 고정한다.

원형강관 시공 단계(S300)

본 단계는 원형강관 시공 단계로서, 본 단계에서는 상기 2열의 안내보(100)와 상기 복수의 간격유지부재(300) 사이로 준비된 상기 원형강관(200)을 시공한다. 이와 같이, 2열의 안내보(100)와, 이에 교차하는 방향으로 결합되는 복수의 간격유지부재(300) 사이에 마련된 격자수용공간(600, 도 6 참조)을 통해 정확히 원형강관(200)이 시공될 수 있어 정확한 항심과 수직도 유지 기능이 강화될 수 있다.

또한, 만일 지하수위가 높은 지반일 경우, 원형강관(200)을 주열식으로 배치한 다음 각각의 사이에 지하수 유출에 따른 토사 유출의 우려가 있으므로, 원형강관(100) 사이에 그라우팅 시공을 추가로 적용한다. 이로써, 토사유출 및 누수를 방지할 수 있다.

원형강관 구속부재 삽입 단계(S400)

본 단계는 원형강관 구속부재 삽입 단계로서, 본 단계에서는 상기 2열의 안내보(100)와 상기 원형강관(200)에 준비된 상기 원형강관 구속부재(400)를 관통 삽입시킨다.

원형강관 구속부재 고정 단계(S500)

본 단계는 원형강관 구속부재 고정 단계로서, 본 단계에서는 상기 원형강관 구속부재(400)의 일단에 형성된 상기 수나사부(420)에 상기 체결너트(500)를 체결한다. 이로써, 상기 원형강관 구속부재(400)를 이용하여 상기 2열의 안내보(100)와 상기 원형강관(200)을 수평방향으로 연결 고정시킨다.

원형강관 내부 채움재 시공 단계(S600)

본 단계는 원형강관 내부 채움재 시공 단계로서, 본 단계에서는 상기 원형강관 구속부재(400)에 의해 상기 2열의 안내보(100)와 상단이 수평방향으로 연결 고정된 상기 원형강관(200)의 내부에 채움재를 시공한다. 이때, 채움재는 시멘트 몰탈 또는 모래를 사용할 수 있다. 이러한 채움재의 사용에 따라 흙막이 벽체의 단면적이 확장될 수 있으며 원형강관의 인발 시 토사의 쏠림을 방지할 수 있다.

원형강관 구속부재 체결 해제, 2열의 안내보 설치 해체 및 원형강관 인발 및 재사용을 위한 반출 단계(S700, S800, S900)

본 단계들은 원형강관 구속부재 체결 해제, 2열의 안내보 설치 해체 및 원형강관 인발 및 재사용을 위한 반출 단계로서, 먼저, 상기 원형강관 구속부재(400)의 일단에 형성된 수나사부(420)에서 상기 체결너트(500)의 체결을 해제한다. 이어서, 상기 원형강관 구속부재(400)의 삽입을 해제시킨다. 이어서, 원형강관 구속부재(400)와 상기 2열의 안내보(100)를 차례로 분리시켜 반출한다. 이로써 원형강관 구속부재(400)와 2열의 안내보(100)의 재사용이 가능해 지는 장점이 있다. 그 다음으로, 원형강관(200)을 상방으로 인발하여 분리 반출하는데, 이후 원형강관(200)은 보관된 후 재사용이 가능해 질 수 있다.

이에 따라, 흙막이 벽체는 강성인 원형강관으로 시공되어 자립식으로 설계가 가능하며, 상황에 따라 지보가 설치될 경우 2열의 안내보(100)가 상단 띠장의 역할을 하므로 별도의 시공 필요성이 없다. 나아가, 지보 간격이 넓어져 공사기간이 단축될 수 있으며 공사비용이 대폭 절감될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 조립식 안내보를 설치하고, 안내보와 원형강관을 연결시키는 작업만으로 안내보가 두부고정장치의 역할을 대체할 수 있어 작업 효율이 향상될 수 있다.

구체적으로는, 흙막이 벽체가 강성의 원형강관으로 시공될 수 있어, 자립식 설계가 가능한 장점이 있다. 또한, 상황에 따라 지보가 설치될 경우, 안내보가 상단 띠장의 역할을 할 수 있어 별도 시공이 필요하지 않는 장점이 있다. 또한, 지보 간격이 넓어질 수 있어 공사비용을 단축시키고 공사비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 현장 타설 방식이 아니라 미리 제작된 기성제품을 이용할 수 있어 시공 품질이 우수하고 친환경적이며 현장 상황에 따라 일어날 수 있는 각종 문제를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 안내보와 원형강관의 재사용이 가능하여 비용 절감은 물론, 친환경적인 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 흙막이 벽체 구조물의 시공이 완료된 다음에는 시공에 필요한 안내보와 원형강관을 해체 및 인발하여 재사용이 가능한 장점이 있다. 이에 따라, 공사비용을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

S100: 2열의 안내보 평행 설치 단계
S200: 복수의 간격유지부재 설치 단계
S300: 원형강관 시공 단계
S400: 원형강관 구속부재 삽입 단계
S500: 원형강관 구속부재 고정 단계
S600: 원형강관 내부 채움재 시공 단계
S700: 원형강관 구속부재 체결 해제 단계
S800: 2열의 안내보 설치 해체 단계
S900: 원형강관 인발 및 재사용을 위한 반출 단계
100: 안내보
110: 수평몸체
120: 제1 수직몸체
121: 제1 결합 홈
130: 제2 수직몸체
131: 제2 결합 홈
132: 접촉보강부
133: 오목부
150: 제1 타공부
200: 원형강관
210: 관형몸체
211: 내부중공
220: 용접철판
230: 선단보강부재
231: 제1 보강부
233: 제2 보강부
290: 제2 타공부
300: 간격유지부재
303: 볼록부
400: 원형강관 구속부재
410: 원형강봉
420: 수나사부
430: 확장돌기
500: 체결너트
600: 격자수용공간
1000: 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물

Claims (7)

1. 지반의 흙막이 경계선상을 따라 서로 제1 설정간격을 두고 이격하여 평행을 이루어 설치되는 2열의 안내보;
   상기 2열의 안내보의 길이 방향을 따라 서로 제2 설정간격을 두고 이격하여 위치되며, 상기 2열의 안내보에 교차하여 조립되는 복수의 간격유지부재;
   상기 2열의 안내보 사이의 제1 설정간격과, 상기 복수의 간격유지부재 사이의 제2 설정간격 사이의 공간을 통해 상기 흙막이 경계선상을 따라 복수 개가 시공되는 원형강관; 및
   상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 관통하여 삽입되며, 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 수평방향으로 연결 고정시키는 원형강관 구속부재;
   를 포함하되,
   상기 2열의 안내보 각각은 플레이트 형상의 수평몸체, 상기 수평몸체에 수직방향으로 연결되는 플레이트 형상의 제1수직몸체 및 제2수직몸체를 포함하되,
   제1수직몸체 및 제2수직몸체는 동일한 높이를 갖고, 안내보 각각은 H 형상의 단면구조를 가지며,
   한편, 상기 제1수직몸체 및 제2수직몸체의 상단에는 각각 제1결합홈 및 제2결합홈이 형성되되,
   상기 제1결합홈 및 제2결합홈에는 상기 간격유지부재가 끼움 결합되는 경우 접촉 부위를 보강하도록 접촉 보강부가 더 구비되고,
   또한, 제1결합홈 및 제2결합홈의 내부 측면에는 라운드지게 오목하게 함몰된 오목부가 더 구비되며,
   한편, 상기 오목부의 위치에 대응하여 간격유지부재의 측면에는 라운드지게 볼록하게 돌출된 볼록부가 더 구비되는 가설 흙막이 벽체 구조물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 원형강관 구속부재는,
   상기 2열의 안내보 각각의 상단에 형성된 복수의 제1 타공부와,
   상기 원형강관의 상단에 서로 마주보는 방향으로 형성된 복수의 제2 타공부를 순차 관통하여 삽입되는 원형강봉 인 것을 특징으로 하는,
   원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 원형강관 구속부재는,
   상기 2열의 안내보의 폭 길이 및 상기 원형강관의 직경 길이를 합한 것보다 긴 길이를 가지며,
   상기 원형강관 구속부재의 일단에는 수나사부가 형성되고,
   상기 원형강관 구속부재의 타단에는 상기 원형강관 구속부재의 삽입을 제한하는 확장돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는
   원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 원형강관 구속부재는 상기 제1, 2 타공부를 이용하여 상기 2열의 안내보 및 상기 원형강관을 관통하여 삽입되며
   상기 원형강관 구속부재의 일단은 상기 수나사부에 체결너트를 체결하여 상기 2열의 안내보 중 하나에 고정되고,
   상기 원형강관 구속부재의 타단은 상기 체결너트의 체결력에 의해 상기 확장돌기가 상기 2열의 안내보 중 나머지 하나에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는
   원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물.
   
5. 원형강관을 이용한 가설 흙막이 벽체 구조물을 이용한 흙막이 벽체 구조물 시공방법으로서,
   (a) 지반의 흙막이 경계선상을 따라 제1 설정간격만큼 이격시켜 평행을 이루도록 2열의 안내보를 설치하는 단계;
   (b) 상기 2열의 안내보의 길이 방향을 따라 제2 설정간격만큼 이격시켜 복수의 간격유지부재를 상기 2열의 안내보에 설치 고정하는 단계;
   (c) 상기 2열의 안내보와 상기 복수의 간격유지부재 사이로 준비된 원형강관을 시공하는 단계;
   (d) 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 관통하는 원형강관 구속부재를 이용하여 상기 원형강관과 상기 2열의 안내보를 고정시키는 단계; 및
   (e) 상기 원형강관 구속부재의 일단에 형성된 수나사부에 체결너트를 체결하여 상기 원형강관 구속부재를 이용하여 상기 2열의 안내보와 상기 원형강관을 수평방향으로 연결 고정시키는 단계;
   를 포함하되,
   상기 2열의 안내보 각각은 플레이트 형상의 수평몸체, 상기 수평몸체에 수직방향으로 연결되는 플레이트 형상의 제1수직몸체 및 제2수직몸체를 포함하되,
   제1 및 제2 수직몸체는 동일한 높이를 갖고, 안내보 각각은 H 형상의 단면구조를 가지며,
   한편, 상기 제1수직몸체 및 제2수직몸체의 상단에는 각각 제1결합홈 및 제2결합홈이 형성되되,
   상기 제1 및 2 결합홈에는 상기 간격유지부재가 끼움 결합되는 경우 접촉 부위를 보강하도록 접촉 보강부가 더 구비되고,
   또한, 제1 및 제2 결합홈의 내부 측면에는 라운드지게 오목하게 함몰된 오목부가 더 구비되며,
   한편, 상기 오목부의 위치에 대응하여 간격유지부재의 측면에는 라운드지게 볼록하게 돌출된 볼록부가 더 구비되는 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 (e) 단계 이후에,
   (f) 상기 원형강관 구속부재에 의해 상기 2열의 안내보와 상단이 수평방향으로 연결 고정된 상기 원형강관의 내부에 채움재를 시공하는 단계;
   를 더 포함하는 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 (f) 단계 이후에,
   (g) 상기 원형강관 구속부재의 일단에 형성된 상기 수나사부에서 상기 체결너트의 체결을 해제하고 상기 원형강관 구속부재의 삽입을 해제시켜, 상기 원형강관 구속부재와 상기 2열의 안내보를 분리 반출 후 재사용을 위해 보관하는 단계; 및
   (h) 상기 원형강관을 상방으로 인발하여 분리 반출 후 재사용을 위해 보관하는 단계;
   를 더 포함하는 가설 흙막이 벽체 구조물 시공방법.
   

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