KR102299540B1 - 단면 확장형 주열식 차수벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단면 확장형 주열식 차수벽 시공방법을 개시한다. 이러한 본 발명은 외측 원통관을 이용하여 H빔과 철근이 선택적으로 삽입되는 오버랩 원통관을 반복 시공하면서 오버랩 원통관 내부에 콘크리트를 타설한 후 오버랩 원통관을 인발시, 진동장치(바이브레이터)를 이용하여 오버랩 원통관 인발이 이루어지는 공법을 제공하면서, 콘크리트 말뚝(기둥) 사이로 충진재를 충진하기 위한 호스를 별도로 설치하지 않더라도 타설된 콘크리트의 다짐 밀도를 강화시키고, 동시에 콘크리트 말뚝(기둥)의 단면을 확장시키면서 연속적이고도 안정적인 차수 효과를 가진 흙막이 차수벽을 제공하는 것이다.

Description

단면 확장형 주열식 차수벽 시공방법 {Construction method of cross-sectional expansion type columnar barrier wall}

본 발명은 지하 터파기, 물막이, 도로확장 등의 토목공사를 실시할 때에 지반(지중)에서 발생하는 지하수에 의해 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 주열식 차수벽 시공 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외측 원통관을 이용하여 H빔 및 철근망이 삽입되는 오버랩 원통관을 반복 시공하면서 오버랩 원통관 내부에 콘크리트를 타설한 후 오버랩 원통관을 인발시, 진동장치(바이브레이터)를 이용하여 오버랩 원통관을 인발하면서 타설된 콘크리트의 다짐을 강화하고, 동시에 콘크리트 말뚝(기둥)의 단면 확장이 가능하도록 하는 주열식 차수벽 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물은 건설하거나 구축물을 설치하기 위한 지하 터파기 공사와 강이나 바다에서 실시하는 가물막이 공사와, 도로를 확장하는 공사 등과 같은 각종 토목공사를 실시할 때에는 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위하여 방호벽을 설치하게 되고, 지반에서 용출되는 지하수가 공사구역으로 유입되지 못하도록 하는 차수 기능도 부여하여야 한다.

이와 같이 차수 공법과 함께 방호벽을 설치하는 흙막이 공법은 종래에도 많은 흙막이 공법들이 제안되어 활용되고 있다.

그 중에서, 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 소정의 깊이만큼 뚫어 주고, 그 구멍에 일면이 내향 원호면으로 된 오버랩 원통관을 삽입시키며, 오버랩 원통관에서 내향 원호면의 근접 전방에 내향 원호면과 중첩되도록 원형구멍을 재차 뚫어 오버랩 원통관을 당접되게 삽입하여 설치하는 것을 반복적으로 실시하되, 오버랩 원통관이 소정의 개수만큼 설치되면 최선단에 설치되어 있는 오버랩 원통관을 인발하여 최종적인 오버랩 원통관의 선단에 뚫어진 원통구멍에 삽입하는 과정을 반복적으로 실시하며, 이와 같이 실시에 의해 오버랩 원통관이 제거되어 연통되는 복수개의 원통구멍이 노출되면 원통구멍들에 시트파일을 연속적으로 연결시키면서 설치하는 등록특허공보 제10-0832490호의 '흙막이 설치용 오버랩 원통관 및 그것을 이용한 주열식 차수벽 시공방법'이 개시되었다.

그러나, 상기와 같은 선등록특허는 오버랩 원통관을 인발시 콘크리트 말뚝(기둥) 사이의 틈새를 방지하기 위해 외측 원통관을 삽입시킬 때마다 소정 위치의 외측 원통관에 충진용 호스를 근입시킨 후, 상기 충진용 호스를 통해 콘크리트 말뚝(기둥) 사이에 충진용 주입재를 주입하여 충진하는 한편, 상기 충진용 호스와 함께 오버랩원통관 또는 오버랩사각관이 근입된 외측 원통관을 인발하고, 상기 오버랩 원통관 또는 오버랩사각관에 철근 또는 H빔을 각각 삽입하면서 차수벽 형성물질을 충진시키며, 상기 충진용 호스가 인접된 오버랩 원통관 또는 오버랩사각관을 인발하고, 차수벽 형성물질을 보충하고 고형화시켜 주열식 차수벽 사이에 충진용 호스가 매설되도록 하는 것으로, 이는 공정이 복잡하고, 매설된 충진용 호스로 인해 주열식 차수벽 사이에 갭이 발생하는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-0832490호(등록일 2008.05.20.) 등록특허공보 제10-0375020호(등록일 2003.02.22.) 등록특허공보 제10-0406693호(등록일 2003.11.21.) 공개특허공보 제10-2003-0091836호(공개일 2003.12.03.) 등록특허공보 제10-1812265호(등록일 2017.12.19.) 등록특허공보 제10-1807366호(등록일 2017.12.04.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 외측 원통관을 이용하여 H빔 및 철근이 삽입되는 오버랩 원통관을 반복 시공하면서 오버랩 원통관 내부에 콘크리트를 타설한 후 오버랩 원통관을 인발시, 바이브레이터(진동장치)를 이용하여 오버랩 원통관 인발이 이루어지는 공법을 제공하는 것이며, 이를 통해 타설된 콘크리트의 다짐 밀도를 강화하고, 동시에 콘크리트 말뚝(기둥)의 단면을 확장시키면서 연속적이고도 안정적인 차수 효과를 가진 흙막이 차수벽을 제공할 수 있도록 하는 단면 확장형 주열식 차수벽 시공방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 과제 해결 수단인 단면 확장형 주열식 차수벽 시공 방법은, 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형 구멍을 천공한 후, 천공된 원형 구멍에 외측 원통관을 암반층 부근까지 삽입하여 구멍내의 흙을 오가로서 퍼내는 제 1 공정; 상기 제 1 공정으로부터 삽입되는 상기 외측 원통관 내측에 크레인을 이용하여 오버랩 원통관을 삽입하는 제 2 공정; 상기 제 2 공정으로부터 삽입되는 상기 오버랩 원통관을 남기고, 상기 외측 원통관을 인발하는 제 3 공정; 을 반복 실시하고, 상기 제 1 내지 제 3 공정의 반복 실시로부터 이웃하게 남겨지는 상기 오버랩 원통관 내부에 H빔과 철근을 순차적으로 선택 삽입한 후, 차수벽 형성물질로서 통상의 펌프카 주입관을 이용하여 상기 오버랩 원통관 내부에 콘크리트를 순차적으로 타설하는 제 4 공정; 및, 상기 제 4 공정으로부터 상기 오버랩 원통관 내부로 타설된 상기 콘크리트의 다짐 밀도를 높이도록 상기 오버랩 원통관을 진동장치(바이브레이터)를 이용하여 진동시키면서 순차적으로 인발하여 상기 오버랩 원통관의 내부 타설영역으로 타설되는 콘크리트가 상기 외측 원통관의 제어영역인 확장영역으로 확대되면서 가시설 벽체인 주열식 차수벽이 연속성을 유지하는 상태로 완성되도록 하는 제 5 공정; 을 포함하고, 상기 제 5 공정은 다시, 상기 진동장치(바이브레이터)가 상기 오버랩 원통관에 진동을 부여하면서 상기 오버랩 원통관을 제 1 방향으로 적어도 한번 이상 상승 및 일시 멈춤하는 제 5-1 공정; 및, 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 상기 오버랩 원통관을 눌림 다짐하는 제 5-2 공정; 을 반복하여 수행함으로서, 상기 오버랩 원통관의 내부 타설영역으로 타설되었던 콘크리트가 상기 외측 원통관이 제거된 영역까지 확대되며 이웃하는 오버랩 원통관의 원호면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 제 5 공정에서, 상기 오버랩 원통관 상측에는 상기 진동장치(바이브레이터)가 결속되는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 외측 원통관을 이용하여 H빔과 철근이 선택적으로 삽입되는 오버랩 원통관을 반복 시공하면서 오버랩 원통관 내부에 콘크리트를 타설한 후 오버랩 원통관을 인발시, 바이브레이터를 이용하여 오버랩 원통관 인발이 이루어지는 공법을 제공하는 것이고, 이에 따라 콘크리트 말뚝(기둥) 사이로 충진재를 충진하기 위한 충진용 호스를 별도로 설치하지 않더라도 타설된 콘크리트의 다짐 밀도를 강화하고, 동시에 콘크리트 말뚝(기둥)의 단면을 확장시키면서 연속적이고도 안정적인 차수 효과를 가진 흙막이 차수벽을 제공하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 단면 확장형 주열식 차수벽 시공 방법의 전체 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예로 굴삭용 천공기를 이용하여 원형 구멍을 천공한 후 외측 원통관을 투입하는 상태의 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예로 외측 원통관 내부에 크레인을 이용하여 오버랩 원통관을 투입하는 상태의 확대도.
도 4는 본 발명의 실시예로 오버랩 원통관을 진동 인발시 오버랩 원통관 설치 단면 외측으로 존재하는 이웃하는 콘크리트 확장영역이 상호 밀착되는 상태를 보인 평면 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예로 오버랩 원통관을 진동 인발시 사용되는 바이브레이터 설치상태 사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 단면 확장형 주열식 차수벽 시공 방법의 전체 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 굴삭용 천공기를 이용하여 원형 구멍을 천공한 후 외측 원통관을 투입하는 상태의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 외측 원통관 내부에 크레인을 이용하여 오버랩 원통관을 투입하는 상태의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 오버랩 원통관을 진동 인발시 오버랩 원통관 설치 단면 외측으로 존재하는 이웃하는 콘크리트 확장영역이 상호 밀착되는 상태를 보인 평면 개략도, 그리고 도 5는 본 발명의 실시예로 오버랩 원통관을 진동 인발시 사용되는 바이브레이터 설치상태 사진.을 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 단면 확장형 주열식 차수벽은, 외측 케이싱(300)과 오버랩 원통관(400)을 이용하여 시공되는 것으로, 제 1 내지 제 5 공정을 포함하는 것이다.

상기 제 1 공정은, 통상의 굴삭용 천공기(100)를 이용하여 원형 구멍을 천공한 후, 천공된 원형 구멍에 외측 원통관(300)을 암반층 부근까지 삽입하여 천공 구멍내의 흙을 오가로서 퍼낼 수 있도록 하는 것이다.

상기 제 2 공정은, 상기 외측 원통관(300)의 내측에 통상의 크레인(200)을 이용하여 원호면(401)을 가지는 오버랩 원통관(400)을 투입한 후, 상기 오버랩 원통관(400)을 미도시된 햄머로 항타하면서 일정 깊이까지 삽입하는 것이다.

즉, 상기 외측 원통관(300)의 내부에 수용되는 상기 오버랩 원통관(400)을 햄머로 항타하여 상기 외측 원통관(300)에 의해 기울어짐이 방지된 상태로 일정깊이까지 삽입하는 것이다.

상기 제 3 공정은, 항타된 상기 오버랩 원통관(400)을 남기고, 상기 외측 원통관(300)을 인발한 후, 상기 설명되는 제 1 내지 제 3 공정을 반복 실시하여, 반복 실시되어 항타되는 상기 오버랩 원통관(400)들의 원호면(401)과 외주를 밀접하게 당접시켜 중첩되도록 연속 설치하는 것이다.

상기 제 4 공정은, 상기 오버랩 원통관(400)들의 내부에 H빔(500)과 철근(600)을 선택적으로 순차 삽입하고 통상의 펌프카 주입관(미도시)을 이용하여 상기 오버랩 원통관(400)들의 내부에 차수벽 형성물질로서 콘크리트(700)를 순차적으로 타설하는 것이다.

상기 제 5 공정은, 상기 오버랩 원통관(400)들의 상측을 도 5에 도시된 공지의 진동장치 곧 바이브레이터(vibrator)를 순차적으로 결속시킨 상태에서, 타설된 상기 콘크리트(700)의 다짐 밀도를 높이도록 상기 오버랩 원통관(400)들을 상기 바이브레이터를 이용하여 진동시키면서 순차적으로 인발하여 가시설 벽체인 차수벽을 완성하는 것이다.

즉, 도 5에서와 같이 상기 바이브레이터의 일단을 크레인의 고리에 걸림 고정시킨 상태에서, 상기 바이브레이터의 결속기구를 상기 오버랩 원통관(400)의 상측에 결속시킨 후, 상기 바이브레이터에 케이블을 통해 전원을 인가하면, 상기 바이브레이터는 결속기구를 통해 상기 오버랩 원통관(400)을 인발시, 상기 오버랩 원통관(400)은 인발시 진동될 수 있는 것이다.

이때, 상기 바이브레이터가 상기 오버랩 원통관(400)에 진동을 부여하면서 상기 오버랩 원통관(400)을 제 1 방향으로 적어도 한번 이상 상승(예; 5m 상승) 및 일시 멈춤시킨 다음, 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 상기 오버랩 원통관(400)을 눌림 다짐(예; 1m 하강)하는 진동 및 인발 공정을 수회 반복 실시한다.

일예로, 상기 오버랩 원통관(400)이 약 20m의 길이인 경우, 상기의 상승과 일시 멈춤 및 눌림 다짐의 공정을 6∼7회 정도 반복 실시하는 것이다.

그러면, 상기 오버랩 원통관(400)의 내부 타설 영역(S1, S1')에 타설된 차수벽 형성물질인 상기 콘크리트(700)가 상기 오버랩 원통관(400)의 설치 단면 외측에 존재하는 외측 원통관(300)의 제거 영역인 확산 영역(S2, S2')까지 확산될 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 오버랩 원통관(400')의 내부 타설영역(S1')으로 타설되는 상기 콘크리트(700)가 확장영역(S2')으로 확장시, 상기 확장 영역(S2')은 이웃하는 오버랩 원통관(400)의 원호면(401)에 밀착되면서, 상기 오버랩 원통관(400, 400')의 내부로 타설된 콘크리트(700)를 이루는 모래와 자갈층의 다짐 밀도는 상기 오버랩 원통관(400)이 진동하면서 인발시 강화되고, 동시에 이웃하는 상기 확장영역(S2, S2')사이에 선등록특허와 같이 별도의 충진용 호스 설치를 통해 충진재를 충진시키지 않더라도 차수벽을 이루는 콘크리트 말뚝(기둥)의 단면 확장이 이루어지면서 연속적이고도 안정적인 차수 효과를 가진 흙막이 차수벽 시공이 완료될 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 주열식 차수벽 시공방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

100; 천공기 200; 크레인
300; 외측 원통관 400; 오버랩 원통관
401; 원호면 500; H빔
600; 철근 700; 콘크리트
S1, S1'; 타설영역 S2, S2'; 확장영역

Claims (3)

1. 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형 구멍을 천공한 후, 천공된 원형 구멍에 외측 원통관을 암반층 부근까지 삽입하여 구멍내의 흙을 오가로서 퍼내는 제 1 공정;
   상기 제 1 공정으로부터 삽입되는 상기 외측 원통관 내측에 크레인을 이용하여 오버랩 원통관을 삽입하는 제 2 공정;
   상기 제 2 공정으로부터 삽입되는 상기 오버랩 원통관을 남기고, 상기 외측 원통관을 인발하는 제 3 공정; 을 반복 실시하고,
   상기 제 1 내지 제 3 공정의 반복 실시로부터 이웃하게 남겨지는 상기 오버랩 원통관 내부에 H빔과 철근을 순차적으로 선택 삽입한 후, 차수벽 형성물질로서 통상의 펌프카 주입관을 이용하여 상기 오버랩 원통관 내부에 콘크리트를 순차적으로 타설하는 제 4 공정; 및,
   상기 제 4 공정으로부터 상기 오버랩 원통관 내부로 타설된 상기 콘크리트의 다짐 밀도를 높이도록 상기 오버랩 원통관을 진동장치(바이브레이터)를 이용하여 진동시키면서 순차적으로 인발하여 상기 오버랩 원통관의 내부 타설영역으로 타설되는 콘크리트가 상기 외측 원통관의 제어영역인 확장영역으로 확대되면서 가시설 벽체인 주열식 차수벽이 연속성을 유지하는 상태로 완성되도록 하는 제 5 공정; 을 포함하고,
   상기 제 5 공정은 다시,
   상기 진동장치(바이브레이터)가 상기 오버랩 원통관에 진동을 부여하면서 상기 오버랩 원통관을 제 1 방향으로 적어도 한번 이상 상승 및 일시 멈춤하는 제 5-1 공정; 및,
   상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 상기 오버랩 원통관을 눌림 다짐하는 제 5-2 공정; 을 반복하여 수행함으로서,
   상기 오버랩 원통관의 내부 타설영역으로 타설되었던 콘크리트가 상기 외측 원통관이 제거된 영역까지 확대되며 이웃하는 오버랩 원통관의 원호면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 단면 확장형 주열식 차수벽 시공 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 5 공정에서,
   상기 오버랩 원통관 상측에는, 상기 진동장치(바이브레이터)가 결속되는 것을 특징으로 하는 단면 확장형 주열식 차수벽 시공 방법.

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