KR102342510B1 - 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지하 터파기, 물막이, 도로확장 등의 토목공사를 실시할 때에 지반(지중)에서 발생하는 지하수에 의해 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 주열식 차수벽을 설치하기 위한 오버랩 원통부재로서, 하부에 형성되는 측면 절개부에 의해 오버랩 원통부재의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나와 하부의 토사와 결합되도록 하고, 이에 확장된 단면의 코어부를 형성하여 상기 코어부가 오버랩 원통부재를 인발할 때 그 내부에 충진되는 차수벽 형성물질 및 여기에 삽입되는 철근을 결속 지지하여 철근 또는 H빔의 하부 지지력을 강화함으로써, 오버랩 원통부재 제거시 철근이나 H빔이 함께 끌려 올라오는 것을 방지할 수 있는, 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재를 제공한다.

Description

주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재 {OVERLAP CYLINDRICAL MEMBER FOR CONSTRUCTION OF CONTINUOUS AND CUT OFF 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 차수벽을 설치하기 위한 오버랩 원통부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부에 형성되는 측면 절개부에 의해 오버랩 원통부재의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나와 하부의 토사와 결합되도록 하고, 이에 확장된 단면의 코어부를 형성하여 상기 코어부가 오버랩 원통부재를 인발할 때 그 내부에 충진되는 차수벽 형성물질 및 여기에 삽입되는 철근을 결속 지지하여 철근 또는 H빔의 하부 지지력을 강화함으로써, 오버랩 원통부재 제거시 철근이나 H빔이 함께 끌려 올라오는 것을 방지할 수 있는, 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재에 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 차수기능도 부여하여야 한다.

이와 같이 차수공법과 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 내향원호면으로 된 오버랩 원통부재를 삽입시키며, 오버랩 원통부재에서 내향원호면의 근접 전방에 내향 원호면과 중첩되도록 원형구멍을 재차 뚫어 오버랩 원통부재를 당접되게 삽입하여 설치하는 것을 반복적으로 실시하되, 오버랩 원통부재가 소정의 개수만큼 설치되면 최선단에 설치되어 있는 오버랩 원통부재를 인발하여 최종적인 오버랩 원통부재의 선단에 뚫어진 원통구멍에 삽입하는 과정을 반복적으로 실시하며, 이와 같이 실시에 의해 오버랩 원통부재이 제거되어 연통되는 복수개의 원통구멍이 노출되면 원통구멍들에 시트파일을 연속적으로 연결시키면서 설치하는 '흙막이 설치용 오버랩 원통부재 및 그것을 이용한 흙막이 설치공법'이 개시되었다.

그러나, 상기에서 오버랩 원통부재를 인발하여 생성된 원통구멍에 시트파일을 서로 연결시켜 설치하더라도 시트파일의 양측(내외면)에는 원통구멍의 내주와의 사이에 공간부가 발생하게 되고, 이와 같이 생성된 공간부에 지반에서 발생된 지하수가 침투하여 충진 되어지므로 시트의 양측에 위치하는 지반의 약해지게 되며, 시트파일을 연속적으로 연결시켜 설치하더라도 시트파일끼리 접속되는 연결부분에 틈이 발생할 뿐만 아니라 진동 등에 의해 파일끼리의 연결(접속)부분의 접속 상태가 해제되면서 차수효과가 떨어질 뿐만 아니라 공간부에 충진된 지하수가 누수되어 지반을 약화시키고 그로 인하여 지반이 침하하게 되는 문제가 있었다.

이에 종래에는 상기와 같은 흙막이 설치공법의 문제를 개선하기 위해 등록특허공보 제 10-08322490 호(공고일 2008.05.26)가 개시되기에 이르렀다.

즉, 상기와 같은 선행특허는, 통상의 굴삭용 천공기를 이용하여 원형의 구멍을 천공하고, 천공된 구멍에 외측원통관을 삽입하며, 상기 외측원통관에 오버랩 원통부재와 충진용 호스를 동시에 삽입하고, 상기 오버랩 원통부재와 충진용 호스를 남긴 상태에서 상기 외측원통관을 인발하며, 상기 오버랩 원통부재의 내부에 철근 또는 H빔을 각각 삽입한 후 차수벽 형성물질을 충진하고, 충진용 호스와 인접된 오버랩 원통부재를 인발한 후 차수벽 형성물질을 보충하고 고형화시켜 주열식 차수벽의 사이에 충진용호스가 연속적으로 매설시킨 상태에서, 매설된 충진용 호스에 충진용 주입재를 주입하여 주열식 차수벽 사이의 틈새를 메움으로 지하수를 차단할 수 있도록 하는 오버랩 원통부재와 충진용 호스를 이용한 주열식 차수벽의 설치공법에 관한 것이다.

그러나, 상기와 같은 선행특허는, 주열식 차수벽이 시공이 완료된 상태에서, 시공이 완료된 주열식 차수벽의 일부에 균열 또는 틈새가 발생하여 지하수의 누수가 발생하는 경우, 충진용 호스는 차수벽 형성물질이 추진되는 오버랩 원통부재의 내부에 위치하지 않고 외주측에 위치한 상태에서 그 매설이 이루어진 관계로, 차수벽 형성물질의 고형화를 통해 형성되는 주열식 차수벽의 일부에서 균열 또는 틈새가 발생시 그 균열 또는 틈새를 메울 수 없도록 필요한 위치에서 주입용 호스를 통해 충진용 주입재를 주입하는 부분 보수가 어려웠으며, 이에 따라 주열식 차수벽에 의한 지하수 차단이 어려워지는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 본 출원인은, 오버랩 원통부재에 논리턴밸브조립체가 삽입되는 밸브조립체 삽입관을 일체로 형성하면서, 인접하는 오버랩 원통부재를 연속적으로 설치한 후 각 오버랩 원통부재의 내부로 콘크리트와 같은 차수벽 형성물질을 충진시킴은 물론 일정간격으로 위치하는 오버랩 원통부재의 내부에 철근과 H빔을 각각 삽입하여 주열식 차수벽(또는 지중벽체)을 시공시, 차수벽 형성물질의 고형화로부터 시공되는 주열식 차수벽내에 논리턴밸브조립체를 일체로 구성함은 물론, 그 논리턴밸브조립체의 둘레면에 높이를 달리하며 복수개의 논리턴밸브를 설치 구성한 것이며, 이를 통해 시공이 완료된 주열식 차수벽의 일부에서 균열 또는 틈새 발생으로 지하수 누수가 발생시, 주열식 차수벽에 일체화된 논리턴밸브조립체의 둘레면에 설치된 논리턴밸브를 통해 필요한 위치에 충진용 주입재를 주입하면서 주열식 차수벽 사이의 균열 또는 틈새를 간단하게 메워 지하수 누수를 효과적으로 방지하는 등 주열식 차수벽에 대한 유지 보수가 용이하게 이루어지는 효과를 가지는 주열식 차수 시공방법에 대한 선행특허(국내등록특허공보 제10-1807366호)를 발명하였다.

그러나, 선행문헌 국내등록특허공보 제10-1807366호의 경우, 오버랩 원통부재의 내부에 차수벽 형성물질을 충진한 후, 오버랩 원통부재를 인발하여, 오버랩 원통부재의 내부에 충진되어 있던 차수벽 형성물질이 굴삭용 천공기를 통해 굴착된 초기 굴착공간으로 확산되도록 하면서, 논리턴밸브조립체가 차수벽 형성물질에 묻히게 되는 주열식 차수벽을 완성한다.

이때, 오버랩 원통부재에 진동을 가하면서 인발하게 되는데, 오버랩 원통부재는 내부 공간이 조밀하기 때문에 오버랩 원통부재를 인발하게 되면 내부 공간에 충진되어 있던 치수벽 형성물질과 치수벽 형성물질에 삽입된 철근이나 H빔 등이 오버랩 원통부재와 함께 끌려 올라오게 되는 문제가 발생할 수 있다.

국내등록특허공보 제10-1807366호 국내등록특허공보 제10-1812265호

본 발명은 위와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 주열식 차수벽 시공시, 차수벽 형성물질을 충진한 후 오버랩 원통부재에 진동을 가하면서 인발할 때, 오버랩 원통부재의 내부 공간에 충진되어 있는 치수벽 형성물질과 치수벽 형성물질에 삽입되어 있는 철근이나 H빔이 오버랩 원통부재와 함께 끌려 올라오게 되는 것을 방지할 수 있도록 한, 오버랩 원통부재를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 측면은, 주열식 차수벽을 시공할 때 사용되는 오버랩 원통부재로서, 외측원통관을 지면에 타설하고, 상기 외측원통관의 내부에 오버랩 원통부재를 타설한 후 상기 외측원통관을 제거하고, 상기 오버랩 원통부재의 내부에 철근 또는 H빔을 삽입하고 차수벽 형성물질을 충진한 후 인발되는 오버랩 원통부재에 있어서, 상기 오버랩 원통부재는, 원형단면을 가지는 강관파일의 하부에, 상기 강관파일의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나올 수 있도록, 복수의 측면 절개부가 형성되는, 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 오버랩 원통부재는, 일측으로부터 절단체를 부분 절단하되, 상기 절단체를 반전 회전시켜, 상기 강관파일이 밀폐된 파이프구조를 이루도록 상기 강관파일의 절단면 내측에 상기 절단체의 양끝 단면을 용접 붙임하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 측면 절개부는 상기 강관파일의 하단을 통해 개방되는 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 측면 절개부는, 하부가 확장되는 경사각을 가지는 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 측면 절개부는 상기 절단체의 하부에 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 오버랩 원통부재는, 상기 강관파일의 내벽면 또는 상기 절단체의 일면에 고정되는 논리턴 밸브조립체 삽입유도관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 주열식 차수벽 시공시, 차수벽 형성물질을 충진한 후 오버랩 원통부재를 제거하는 과정에서, 오버랩 원통부재의 하부에 형성되는 측면 절개부에 의해 오버랩 원통부재의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나와 하부의 토사와 결합되고, 이에 확장된 단면의 코어부를 형성하며, 상기 코어부가 오버랩 원통부재를 인발할 때 그 내부에 충진되는 차수벽 형성물질 및 여기에 삽입되는 철근 또는 H빔을 결속 지지하여 철근 또는 H빔의 하부 지지력을 강화함으로써, 오버랩 원통부재 제거시 철근이나 H빔이 함께 끌려 올라오는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 오버랩 원통부재의 구조를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 오버랩 원통부재가 지중에 설치된 상태를 도시한 개략도.
도 3은 오버랩 원통부재의 측면 절개부의 다른 예를 도시한 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예로 오버랩 원통부재를 이용한 주열식 차수벽의 설치공정도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 실시 예에 적용되는 주열식 차수벽을 시공하는 과정은, 외측원통관을 지면에 타설하고, 외측원통관의 내부에 오버랩 원통부재를 타설한 후 상기 외측원통관을 제거하고, 오버랩 원통부재의 내부에 철근 또는 H빔을 삽입하고 차수벽 형성물질을 충진한 후 오버랩 원통부재를 인발하는 과정으로 이루어진다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 예의 오버랩 원통부재(10)는 강관파일(11)을 포함하고, 인접하게 연속 설치할 때 안정된 접촉공간을 유지함으로서 시공된 파일의 구조 안정성을 제공하기 위하여 강관파일(11)로부터 절단된 절단체(11a)를 포함할 수 있다.

절단체(11a)를 포함하는 구조를 위해, 원형단면을 가지는 강관파일(11)의 일측으로부터 절단체(11a)를 부분 절단하고, 절단체(11a)를 반전 회전시켜, 강관파일(11)의 절단면 내측에 절단체(11a)의 양끝 단면을 용접 붙임하여 강관파일(11)이 밀폐된 파이프구조를 이루도록 한다.

그리고, 강관파일(11)의 하부에는, 강관파일(11)의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나올 수 있도록, 복수의 측면 절개부(11b)가 형성된다.

이러한 측면 절개부(11b)에 의해 오버랩 원통부재(10)의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나와 하부의 토사와 결합되고, 이에 확장된 단면의 코어부를 형성할 수 있다.

이렇게 측면 절개부(11b)를 통해 흘러나와 하부 토사와 결합되는 확장된 단면의 코어부는, 오버랩 원통부재(10)를 인발할 때 그 내부에 충진되는 차수벽 형성물질 및 여기에 삽입되는 철근 또는 H빔 등을 결속 지지하게 되고, 이에 철근 또는 H빔의 하부 지지력을 강화하게 된다.

또한, 측면 절개부(11b)는 강관파일(11)의 하단을 통해 개방되는 형태로 형성될 수 있다. 이에 강관파일(11)의 하단부는 복수의 돌출부(11c)가 원주면을 따라 지그재그 형태로 형성된 구조가 될 수 있다. 이러한 구조에 따라, 오버랩 원통부재(10)의 내부에 충진되어 있는 차수벽 형성물질이 보다 원활하게 외부로 흘러나올 수 있다.

또한, 도 3에서와 같이, 측면 절개부(11b')는, 하부가 확장되는 경사각을 가지는 형태로 형성될 수 있다. 이에, 오버랩 원통부재(10)의 내부에 충진되어 있는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나오는 정도를 늘려 코어부의 형성되는 양을 증가시킬 수 있다.

한편, 이러한 측면 절개부(11b)는 필요시 강관파일(11)의 하부뿐만 아니라 절단체(11a)의 하부에도 형성될 수 있다.

그리고, 강관파일(11)의 내벽면 또는 절단체의 일면에는 논리턴 밸브조립체 삽입유도관(12)이 고정 설치될 수 있다. 논리턴 밸브조립체 삽입유도관(12)은 강관파일(11)의 내벽면 또는 절단체(11a)의 일면에 용접하여 고정시킬 수 있다.

한편, 강관파일(11)의 상단에는 오버랩 원통부재(10)를 지중에서 제거할 때 사용하는 철근망을 걸기 위한 연결공(11d)이 형성되고, 이 연결공(11d) 주변에는 보강대가 형성될 수 있다. 보강대는 연결공(11d)에 철근망을 걸어 잡아 당김으로써 오버랩 원통부재(10)를 끌어 올릴 때 연결공(11d)이 오버랩 원통부재(10)에 걸리는 하중을 견디지 못하고 상측으로 절개되면서 찢어져 시공 불량이 발생되는 문제를 방지하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성되는 오버랩 원통부재(10)를 이용한 주열식 차수벽 시공은 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이, 우선 통상의 굴삭용 천공기(100)를 이용하여 원형의 구멍을 천공한다.

다음으로, 천공된 원형의 구멍에 외측원통관(200)을 암반층 부근까지 삽입하여 구멍내의 흙을 오가로서 퍼낸다.

다음으로, 외측원통관(200)의 내측에 통상의 크레인(300)을 이용하여 오버랩 원통부재(10)를 삽입한다.

다음으로, 외측원통관(200)의 내부에 수용되는 오버랩 원통부재(10)를 햄머로 항타하여 외측원통관(200)에 의해 기울어짐이 방지된 상태로 일정 깊이까지 삽입한다.

다음으로, 항타된 오버랩 원통부재(10)를 남기고, 외측원통관(200)을 인발한 상태에서, 상기 설명되는 공정을 반복 실시하여, 항타되는 오버랩 원통부재(10)들의 내접호면과 외주를 밀접하게 당접시켜 중첩되도록 연속 설치한다.

다음으로, 반복 실시되어 항타되는 오버랩 원통부재(10)의 내부에 철근 또는 H빔을 삽입한 후, 현장의 요구에 따라서 필요한 경우 오버랩 원통부재(10)에 일체화되는 논리턴밸브조립체 삽입유도관(12)으로 둘레면에 논리턴밸브가 설치된 논리턴밸브조립체를 삽입 설치한다.

다음으로, 오버랩 원통부재(10)의 내부에 콘크리트, 몰탈, 고화재 혼합토와 같은 차수벽 형성물질을 충진한 후, 오버랩 원통부재(10)를 인발하여, 오버랩 원통부재(10)의 내부에 충진되어 있던 차수벽 형성물질이 굴삭용 천공기(100)를 통해 굴착된 초기 굴착공간으로 확산되도록 하면, 논리턴 밸브조립체가 차수벽 형성물질에 묻히게 되는 연속성을 가지는 주열식 차수벽이 완성된다.

이때, 오버랩 원통부재(10)의 하부에 형성된 측면 절개부(11b)에 의해 오버랩 원통부재(10)의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나와 하부의 토사와 결합되고, 이에 확장된 단면의 코어부를 형성할 수 있다.

이렇게 측면 절개부(11b)를 통해 흘러나와 하부 토사와 결합되는 확장된 단면의 코어부는, 오버랩 원통부재(10)를 인발할 때 그 내부에 충진되는 차수벽 형성물질 및 여기에 삽입되는 철근 또는 H빔을 결속 지지하게 되어 철근 또는 H빔의 하부 지지력을 강화함으로써, 오버랩 원통부재(10) 인발시 철근이나 H빔이 함께 끌려 올라오는 것을 방지할 수 있으며, 이에 차수벽 구조물을 보다 안정적으로 구축할 수 있다.

이상에서 본 발명의 오버랩 원통부재(10)와 이를 이용한 주열식 차수벽을 시공하는 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10; 오버랩 원통부재
11; 강관파일
11a; 절단체
12; 논리턴밸브조립체 삽입유도관
100; 굴삭용 천공기
200; 외측원통관
300; 크레인

Claims (6)

1. 주열식 차수벽을 시공할 때 사용되는 오버랩 원통부재로서, 외측원통관을 지면에 타설하고, 상기 외측원통관의 내부에 오버랩 원통부재를 타설한 후 상기 외측원통관을 제거하고, 상기 오버랩 원통부재의 내부에 철근 또는 H빔을 삽입하고 차수벽 형성물질을 충진한 후 인발되는 오버랩 원통부재에 있어서,
   상기 오버랩 원통부재는, 원형단면을 가지는 강관파일의 하부에, 상기 강관파일의 내부에 충진되는 차수벽 형성물질이 외부로 흘러나올 수 있도록, 복수의 측면 절개부가 형성되는, 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 오버랩 원통부재는, 일측으로부터 절단체를 부분 절단하되, 상기 절단체를 반전 회전시켜, 상기 강관파일이 밀폐된 파이프구조를 이루도록 상기 강관파일의 절단면 내측에 상기 절단체의 양끝 단면을 용접 붙임하여 구성되는 것을 특징으로 하는 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 측면 절개부가 상기 강관파일의 하단을 통해 개방되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재.
4. 제3항에 있어서, 상기 측면 절개부는, 하부가 확장되는 경사각을 가지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재.
5. 제2항에 있어서, 상기 측면 절개부가 상기 절단체의 하부에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재.
6. 제2항에 있어서, 상기 강관파일의 내벽면 또는 상기 절단체의 일면에 고정되는 논리턴 밸브조립체 삽입유도관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주열식 차수벽 설치용 오버랩 원통부재.

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