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KR101521556B1 - 벽체부재를 이용한 지중벽체의 시공방법 - Google Patents

벽체부재를 이용한 지중벽체의 시공방법 Download PDF

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KR101521556B1
KR101521556B1 KR1020130117938A KR20130117938A KR101521556B1 KR 101521556 B1 KR101521556 B1 KR 101521556B1 KR 1020130117938 A KR1020130117938 A KR 1020130117938A KR 20130117938 A KR20130117938 A KR 20130117938A KR 101521556 B1 KR101521556 B1 KR 101521556B1
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underground
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양숙경
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(주)천마엔지니어링
(주)경민산업
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Abstract

본 발명은 상하에 트임부가 형성된 장방형 박스 구조의 본체(110); 격자 구조가 되도록 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120); 격벽(120)의 내면에 설치되는 가이드 부재(130);를 포함하며, 가이드 부재(130)는 보강철근(133)이 삽입되도록 형성된 관부재(131); 관부재(131)와 격벽(120)의 내측 전면 또는 관부재(131)와 격벽(120)의 내측 후면에 결합하여 상호 간격을 유지하는 간격부재(132);를 포함하는 것을 특징으로 하는 벽체부재(100) 및 이를 이용한 지중벽체와 그 시공방법을 제시함으로써, 지중벽체(흙막이 벽체) 및 본 벽체(합벽)의 구조를 융합화함에 따라, 공사 중에는 우수한 횡방향의 강성을 확보하여 토류 시설물로서 배면 변위를 최소화하고, 공사 후에는 주 구조 벽체로서 활용 가능하며, 벽체의 소요 단면을 축소하고, 벽체의 강도를 극대화하며, 외측 그라우팅을 통한 본체(110)의 피복효과로 부식 방지 및 구조성능 향상, 차수성 및 방수성을 높일 수 있도록 한다.

Description

벽체부재를 이용한 지중벽체의 시공방법{UNDERGROUND WALL CONSTRUCTION METHOD USING WALL MEMBERS}
본 발명은 토목 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 벽체부재 및 이를 이용한 지중벽체와 그 시공방법에 관한 것이다.
지중에 벽체를 형성하고, 이를 기초로 하여 건축 구조물을 시공하는 방법으로 Top-Down 공법 등이 활발히 사용되고 있다.
이는 C.I.P.(cast in place pile) 공법, S.C.W.(soil cement wall) 공법 등에 의해 먼저 가시설로서 지중벽체(흙막이 벽체)를 형성하고, 이에 인접하여 다시 콘크리트의 타설에 의해 본 벽체(합벽)를 형성한 후, 이 본 벽체 위에 기둥 또는 내력벽을 형성함으로써 건축 구조물을 시공하는 방식을 취한다.
즉, 굴착영역을 따라 지반을 천공하고, 천공 홀 내부에 철근 망, H 파일 등의 보강재를 근입한 후, 콘크리트(시멘트 콘크리트 또는 소일 콘크리트)를 타설함으로써 벽체를 형성한다.
그리고 철근 콘크리트의 양생 후, 강도 발현까지 토류벽에 의한 토압지지가 가장 중요하기 때문에 벽체를 보강하기 위하여 현장에서 철근을 조립하여 배근한다.
그런데, 이러한 종래의 지중벽체 공법은 벽체와 철근 사이의 간격 확보가 어렵고, 시간이 경과함에 따라 철근이 이탈될 가능성이 있다.
또한, 철근의 종방향으로는 강성이 양호하나 횡방향으로는 별도로 각각의 공으로 시공됨에 따라 강성을 확보하기가 어려우므로, 굴착 중 벽체에 변위가 발생할 우려가 있다.
이와 같이, 횡방향의 철근에 의한 보강효과는 낮으므로 영구벽체의 강도 역시 저하되며, 차수나 방수성이 불리해지는 문제점이 있다.
아울러, 지중벽체(흙막이 벽체) 및 본 벽체(합벽)를 이중으로 시공해야 하므로, 단면이 많이 소요됨에 따라 경제적인 비용이 많이 들고, 시공기간이 길어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 지중벽체(흙막이 벽체) 및 본 벽체(합벽)의 구조를 융합화함에 따라, 공사 중에는 우수한 횡방향의 강성을 확보하여 토류 시설물로서 배면 변위를 최소화하고, 공사 후에는 주 구조 벽체로서 활용 가능하며, 벽체의 소요 단면을 축소하고, 벽체의 강도를 극대화하며, 차수성 및 방수성을 높일 수 있는 벽체부재 및 이를 이용한 지중벽체와 그 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 상하에 트임부가 형성된 장방형 박스 구조의 본체(110); 격자 구조가 되도록 상기 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120); 상기 격벽(120)의 내면에 설치되는 가이드 부재(130);를 포함하며, 상기 가이드 부재(130)는 보강철근(133)이 삽입되도록 형성된 관부재(131); 상기 관부재(131)와 상기 격벽(120)의 내측 전면 또는 상기 관부재(131)와 상기 격벽(120)의 내측 후면에 결합하여 상호 간격을 유지하는 간격부재(132);를 포함하는 것을 특징으로 하는 벽체부재(100)를 제시한다.
상기 가이드 부재(130)는 상기 격벽(120)의 내면에 높이방향 및 폭방향을 따라 간격을 두고 복수가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 벽체부재(100)를 이용한 지중벽체로서, 상기 가이드 부재(130)의 상기 복수의 관부재(131)에 높이방향을 따라 보강철근(133)이 삽입됨과 아울러, 상기 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트가 타설되어 형성된 것을 특징으로 하는 지중벽체(200)를 함께 제시한다.
본 발명은 상기 지중벽체(200)의 시공방법으로서, 연속적으로 다수의 천공 홀(10)을 형성하는 천공단계; 상기 다수의 천공 홀(10) 내측에 그라우팅하는 그라우팅 단계; 상기 다수의 천공 홀(10)의 길이방향을 따라 상기 벽체부재(100)를 삽입하는 벽체부재 삽입단계; 상기 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체(200)를 형성하는 지중벽체 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중벽체 시공방법을 함께 제시한다.
상기 벽체부재 삽입단계 및 상기 지중벽체 형성단계 사이에, 상기 벽체부재(100)의 내부 그라우트 제거 및 청소단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지중벽체 형성단계 이후, 상기 지중벽체(200)의 전방 영역을 굴토하는 굴토단계; 노출된 상기 지중벽체(200)의 전면에 연결부재(320)를 설치하는 연결부재 설치단계; 철근 조립체(310)와 상기 연결부재(320)를 결합하는 단계; 상기 철근 조립체(310)가 매립되도록, 콘크리트를 타설하여 마감벽체(400)를 형성하는 마감벽체 형성단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 연결부재(320)는 상기 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120)이 길이방향으로 상호 결합하는 결합부(121)의 전면에 위치하도록 장착하는 것이 바람직하다.
상기 연결부재(320)는 스터드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지중벽체 형성단계는 상기 다수의 천공 홀(10)과 상기 벽체부재(100) 사이 영역을 그라우팅하는 외측 그라우팅 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 지중벽체(흙막이 벽체) 및 본 벽체(합벽)의 구조를 융합화함에 따라, 공사 중에는 우수한 횡방향의 강성을 확보하여 토류 시설물로서 배면 변위를 최소화하고, 공사 후에는 주 구조 벽체로서 활용 가능하며, 벽체의 소요 단면을 축소하고, 벽체의 강도를 극대화하며, 차수성 및 방수성을 높일 수 있는 벽체부재 및 이를 이용한 지중벽체와 그 시공방법을 제시한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 벽체부재 및 이를 이용한 지중벽체의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 벽체부재의 일실시예의 사시도.
도 2는 가이드 부재의 일실시예의 평면도.
도 3은 지중벽체 및 마감벽체의 설치 평면도.
도 4는 도 3의 사시도.
도 5 내지 도 10은 본 발명에 의한 지중벽체의 시공방법의 실시예를 도시한 것으로서,
도 5는 천공단계를 도시한 평면도.
도 6은 벽체부재 삽입단계를 도시한 평면도.
도 7은 지중벽체 형성단계를 도시한 평면도.
도 8은 철근 조립체 및 연결부재 설치단계를 도시한 평면도.
도 9는 마감벽체 형성단계를 도시한 사시도.
도 10은 지중벽체 및 마감벽체의 공용 중 상태를 도시한 평면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 벽체부재(100)는 상하에 트임부가 형성된 장방형 박스 구조의 본체(110); 격자 구조가 되도록 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120); 격벽(120)의 내면에 설치되는 가이드 부재(130);를 포함하며, 가이드 부재(130)는 보강철근(133)이 삽입되도록 형성된 관부재(131); 관부재(131)와 격벽(120)의 내측 전면 또는 관부재(131)와 격벽(120)의 내측 후면에 결합하여 상호 간격을 유지하는 간격부재(132);를 포함하는 구조를 특징으로 한다(도 1).
즉, 종래의 지중벽체 공법은 벽체와 철근 사이의 간격 확보가 어렵고, 철근이 이탈될 가능성이 있으므로 철근의 벽체 보강효과가 상당히 저하되는 문제점이 있지만, 본 발명에서는 가이드 부재(130)를 설치함으로써, 벽체부재(100)의 내부에서 격벽(120)의 내면과 보강철근(133)의 간격을 영구적으로 유지하도록 하여 이러한 문제점을 확실히 방지할 수 있는 것이다(도 2).
따라서, 간격부재(132)를 통해 격벽(120)과 보강철근(133)의 간격을 영구적으로 확보함에 따라 보강철근(133)에 의한 보강효과를 높여 벽체의 강도를 극대화할 수 있고, 벽체에 변위가 발생할 우려를 방지할 수 있는 효과를 얻는다.
더불어, 벽체에 변위가 발생할 우려를 방지함으로써, 벽체의 차수성 및 방수성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 벽체부재(100)는 철판 구조로 형성됨으로써, 지중에 안정적인 근입이 이루어지고, 내구성 및 구조적 안정성이 우수하다는 특징이 있다.
벽체부재(100)는 철판 구조로 형성되며, 가이드 부재(130)를 설치함에 따라 우수한 강도와 구조적 안정성을 확보할 수 있으므로 다음과 같은 장점이 있다.
즉, 벽체부재(100)에 콘크리트를 타설하여 형성된 지중벽체(200)의 전면에 마감벽체(400)를 형성한 후, 지중벽체(200)와 마감벽체(400)의 일체화 구조를 구현하여 이를 전체적인 영구벽체로 사용할 수 있다는 장점이 있다(도 3,4).
다시 말해, 종래에는 지중벽체가 위와 같은 문제점들로 인하여 벽체로서의 기능을 영구적으로 발휘할 수 없으므로, 공사 중에 가시설로서만 사용하였고, 지중벽체의 전면에 설치한 마감벽체 즉, 합벽을 영구적으로 사용하였다.
즉, 지중벽체와 마감벽체를 이중으로 시공해야 하므로 단면이 많이 소요됨에 따라 경제적인 비용이 많이 들고, 시공기간이 길어지는 문제점이 있었다.
하지만, 본 발명의 벽체부재(100)는 우수한 강도와 구조적 안정성을 영구적으로 확보할 수 있으므로, 공사 중에는 토류 시설물로 사용하되, 공사 후에도 주 구조 벽체의 기능을 발휘할 수 있다.
따라서, 본 발명의 벽체부재(100)를 이용한 지중벽체(200)와 그 전면에 설치한 마감벽체(400)를 일체화하여, 영구적인 벽체로 사용할 수 있는 것이다.
이를 통해, 벽체의 소요 단면을 축소하여 경제성을 높이고, 시공기간을 단축할 수 있으며, 벽체의 강도를 극대화하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 벽체부재(100)는 내부에 가이드 부재(130)가 설치된 구조 또는 가이드 부재(130) 및 보강철근(133)까지 설치된 구조로 설계되어 공장에서 제작이 이루어지므로, 현장 근입 후 콘크리트 타설만으로 모든 공정이 완료된다.
따라서, 작업이 매우 간편하다는 장점이 있다.
본 발명의 지중벽체(200)와 마감벽체(400)를 시공한 후, 공용 중에 지중벽체(200)는 전단 보강 기능을 갖게 되며, 벽체부재(100)에 설치된 보강철근(133)은 마감벽체(400)의 휨 부재 기능을 하게 되므로 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 가이드 부재(130)는 격벽(120)의 내면에 높이방향 및 폭방향을 따라 간격을 두고 복수가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이러한 복수의 관부재(131)에 높이방향을 따라 보강철근(133)이 삽입되거나 사전에 보강철근(133)이 삽입된 상태로 제작된 상태에서, 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트가 타설됨으로써 지중벽체(200)가 형성된다(도 3).
본 발명에서 제시한 지중벽체 시공방법은 다음과 같은 공정에 의해 구성된다.
먼저, 연속적으로 지중에 다수의 천공 홀(10)을 형성하는 천공단계가 이루어진다(도 5).
다수의 천공 홀(10) 내측에 그라우팅을 한 후, 천공 홀(10)의 길이방향을 따라 벽체부재(100)를 삽입하는 벽체부재 삽입단계가 이루어진다(도 6).
이 벽체부재(100)는 앞서 설명한 가이드 부재(130) 및 보강철근(133)이 설치된 상태로 공장에서 제작이 되어 현장에서 근입이 이루어지므로 시공이 매우 용이하다는 장점이 있다.
여기서, 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트를 타설하기 이전에, 내부 그라우트를 제거하고 청소하는 단계가 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 관부재(131)에 보강철근(133)이 삽입된 상태의 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체(200)를 형성하는 지중벽체 형성단계가 이루어진다(도 7).
본 발명의 지중벽체(200)는 가이드 부재(130)를 통해 보강철근(133)과 격벽(120)의 간격이 유지되므로, 지중벽체(200)의 강도를 영구적으로 확보할 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 지중벽체(200)의 전방에 설치하는 마감벽체(400)와 일체화 구조를 형성하여 전체적으로 영구벽체로서 사용할 수 있다.
또한, 지중벽체 형성단계는 다수의 천공 홀(10)과 벽체부재(100) 사이 영역을 그라우팅하는 외측 그라우팅 단계가 이루어지는 것이 바람직하다.
이 외측 그라우팅 단계를 통하여 양생이 완료됨에 따라 본체(110)의 피복효과로 벽체부재(100)의 부식 방지 및 구조성능 향상, 차수성 및 방수성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
마감벽체(400)의 형성단계는 먼저, 지중벽체 형성단계 이후, 지중벽체(200)의 전방 영역을 굴토하는 굴토단계가 이루어진다.
노출된 지중벽체(200)의 전면에 연결부재(320)를 설치한 후, 철근 조립체(310)와 연결부재(320)를 결합하는 단계가 이루어진다(도 8).
그리고 철근 조립체(310)가 매립되도록, 콘크리트를 타설하여 마감벽체(400)를 형성하는 마감벽체 형성단계가 이루어진다(도 9,10).
이와 같이, 본 발명의 지중벽체(200)와 마감벽체(400)의 일체화 구조를 통하여, 영구적인 벽체의 강도를 우수하게 확보할 수 있으며, 벽체의 소요 단면을 축소할 수 있으므로 경제성 및 시공성이 우수해지는 효과를 얻을 수 있다.
반면, 위의 연결부재(320)는 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120)이 길이방향으로 상호 결합하는 결합부(121)의 전면에 위치하도록 장착하는 것이 바람직하다(도 8).
연결부재(320)는 스터드를 사용하는 것이 구조적으로 보다 바람직하다.
스터드는 용접에 의하여 장착하는 것이 효과적이며, 본 발명의 벽체부재(100)가 철판 구조로 형성됨으로써 스터드의 장착이 보다 용이하게 이루어지는 장점이 있다.
이러한 연결부재(320)를 복수의 격벽(120)의 결합부(121)에 일직선이 되도록 장착함으로써, 전단보강효과가 결합부(121)에 직접 가해지게 되므로 구조적 안정성을 확실히 확보할 수 있는 장점이 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 천공 홀 100 : 벽체부재
110 : 본체 120 : 격벽
121 : 결합부 130 : 가이드 부재
131 : 관부재 132 : 간격부재
133 : 보강철근 200 : 지중벽체
320 : 연결부재 310 : 철근 조립체
400 : 마감벽체

Claims (9)

  1. 상하에 트임부가 형성된 장방형 박스 구조의 본체(110);
    격자 구조가 되도록 상기 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120);
    상기 격벽(120)의 내면에 설치되는 가이드 부재(130);를 포함하며,
    상기 가이드 부재(130)는
    보강철근(133)이 삽입되도록 형성된 관부재(131);
    상기 관부재(131)와 상기 격벽(120)의 내측 전면 또는 상기 관부재(131)와 상기 격벽(120)의 내측 후면에 결합하여 상호 간격을 유지하는 간격부재(132);를 포함하는 벽체부재(100)를 이용하여 형성되고,
    상기 가이드 부재(130)의 상기 복수의 관부재(131)에 높이방향을 따라 보강철근(133)이 삽입됨과 아울러, 상기 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트가 타설되어 형성된 지중벽체(200)의 시공방법으로서,
    연속적으로 다수의 천공 홀(10)을 형성하는 천공단계;
    상기 다수의 천공 홀(10) 내측에 그라우팅하는 그라우팅 단계;
    상기 다수의 천공 홀(10)의 길이방향을 따라 상기 벽체부재(100)를 삽입하는 벽체부재 삽입단계;
    상기 벽체부재(100)의 내부 그라우트 제거 및 청소단계;
    상기 벽체부재(100)의 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체(200)를 형성하는 지중벽체 형성단계;
    상기 지중벽체(200)의 전방 영역을 굴토하는 굴토단계;
    노출된 상기 지중벽체(200)의 전면에 연결부재(320)를 설치하는 연결부재 설치단계;
    철근 조립체(310)와 상기 연결부재(320)를 결합하는 단계;
    상기 철근 조립체(310)가 매립되도록, 콘크리트를 타설하여 마감벽체(400)를 형성하는 마감벽체 형성단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 지중벽체 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 부재(130)는
    상기 격벽(120)의 내면에 높이방향 및 폭방향을 따라 간격을 두고 복수가 설치되는 것을 특징으로 하는 지중벽체 시공방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재(320)는
    상기 본체(110) 내부에 형성된 복수의 격벽(120)이 길이방향으로 상호 결합하는 결합부(121)의 전면에 위치하도록 장착하는 것을 특징으로 하는 지중벽체 시공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재(320)는
    스터드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중벽체 시공방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지중벽체 형성단계는
    상기 다수의 천공 홀(10)과 상기 벽체부재(100) 사이 영역을 그라우팅하는 외측 그라우팅 단계;를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중벽체 시공방법.
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