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KR101825105B1 - 지지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 구조물 - Google Patents

지지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 구조물

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KR101825105B1
KR101825105B1 KR1020150191011A KR20150191011A KR101825105B1 KR 101825105 B1 KR101825105 B1 KR 101825105B1 KR 1020150191011 A KR1020150191011 A KR 1020150191011A KR 20150191011 A KR20150191011 A KR 20150191011A KR 101825105 B1 KR101825105 B1 KR 101825105B1
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김수영
이석진
유현식
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이기환
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Abstract

본 발명은 지중에 수직방향으로 매설되도록 형성된 본체(110); 전단이 전방의 흙막이 벽체(10)에 결합한 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하도록, 전방에 걸림공(121)이 형성되고 상기 걸림공(121) 양측에 걸림부(122)가 형성되며 후방에 록킹부 지지부(123)가 형성된 결합부(120);를 포함하고, 상기 결합부(120)에 결합한 상기 연결부재(40)의 록킹부(43)는 상기 걸림부(122)에 의해 전방으로 지지되고, 상기 록킹부 지지부(123)에 의해 후방으로 지지되는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100) 및 이를 이용한 흙막이 구조물을 제시함으로써, 흙막이 벽체에 대하여 작용하는 전방 및 후방 하중에 대하여 모두 저항할 수 있도록 한다.

Description

지지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 구조물{PILE AND SOIL RETAINING WALL USING THE SAME}
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 구조물에 관한 것이다.
흙막이 구조물이란, 건설공사 현장에서 비탈지거나 굴토해낸 자리에 설치되어, 낙석이나 파편의 비산을 방지하며, 기초공사 등을 위한 굴토구간의 터파기시 흙벽이 무너져 내리는 것을 방지하기 위하여 임시적으로 설치되는 구조물을 일컫는다.
즉, 흙막이 구조물은 터파기를 안전하게 하기 위한 수단으로 충분한 강도와 강성을 가져 작용하중에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.
도 1 내지 3은 종래의 매설 구조물(20) 및 이를 이용한 흙막이 구조물을 도시한 것이다(한국특허등록 제1384586호).
이는 전방의 흙막이 벽체(10)와 후방의 매설 구조물(20)을 연결부재(40)에 의해 연결하여, 매설 구조물(20)에 의해 흙막이 벽체(10)를 전방(a)으로 지지하는 구조이다(배후토사의 토압에 의해 흙막이 벽체(10)가 전방으로 전도되는 것을 방지하는 구조).
그런데, 이는 연결부재(40)의 록킹부(43)가 단지 매설 구조물(20)의 걸림공(21) 양측의 걸림부에 의해 전방(a)으로 지지될 뿐, 후방(b)으로는 지지되는 구조가 없으므로, 흙막이 벽체(10)에 대하여 배후토사의 토압방향(a)과 반대방향(b)의 하중이 작용하는 경우에는 매설 구조물(20)이 아무런 역할을 할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 흙막이 벽체에 대하여 작용하는 전방 및 후방 하중에 대하여 모두 저항할 수 있도록 하는 지지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 구조물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지중에 수직방향으로 매설되도록 형성된 본체(110); 전단이 전방의 흙막이 벽체(10)에 결합한 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하도록, 전방에 걸림공(121)이 형성되고 상기 걸림공(121) 양측에 걸림부(122)가 형성되며 후방에 록킹부 지지부(123)가 형성된 결합부(120);를 포함하고, 상기 결합부(120)에 결합한 상기 연결부재(40)의 록킹부(43)는 상기 걸림부(122)에 의해 전방으로 지지되고, 상기 록킹부 지지부(123)에 의해 후방으로 지지되는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100)을 제시한다.
상기 결합부(120)는, 전방에서 후방을 향하여 폭이 점진적으로 좁아지는 구조로 상기 걸림공(121)의 양측에 형성된 전후방향 경사부(124);를 더 포함하고, 상기 걸림부(122)는 상기 전후방향 경사부(124)의 후단에 형성된 것이 바람직하다.
상기 결합부(120)는, 상기 연결부재(40)의 록킹부(43)가 상기 결합부(120)에 결합한 상태에서 상기 연결부재(40)의 록킹부(43)의 측방향 유동을 제한하도록, 상기 걸림부(122)의 후방에 형성된 측벽부(125);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본체(110)는 H 파일이고, 상기 결합부(120)는 상기 본체(110)의 전방플랜지(111) 및 웹(112)의 일부의 절개에 의해 형성된 내부영역에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 록킹부 지지부(123)는 상기 본체(110)의 후방 플랜지(113)에 의해 형성되고, 상기 웹(112)의 절개 후 잔여부(114)는 돌출구조에 의해 상기 록킹부(43)의 후면에 접촉하는 것이 바람직하다.
상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)는 판 구조로 상기 본체(110)의 내부영역에 설치되고, 상기 전후방향 경사부(124)는 상기 본체(110)의 전방 플랜지(111)의 절개에 의해 형성된 인입공(115)과 상기 걸림공(121)의 사이 영역에 설치된 것이 바람직하다.
상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 상단에 결합하여 상기 결합부(120)의 상부를 폐쇄하도록, 상기 결합부(120)의 상부에 설치된 상판(131); 상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 하단에 결합하여 상기 결합부(120)의 하부를 폐쇄하도록, 상기 결합부(120)의 하부에 설치된 하판(132);을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 중앙부에 결합하여 상기 결합부(120)를 보강하도록, 상기 결합부(120)의 중앙부에 설치된 중앙판(133);을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결합부(120)의 양 외측을 보호하도록, 상기 전방플랜지(111) 및 후방플랜지(113)의 외측 가장자리에 설치된 외측판(134);을 더 포함하는 것이 바람직하다.
중앙이 상측으로 돌출되고, 양측이 하향경사지도록, 상기 결합부(120)의 상부에 형성된 상하방향 경사부(135);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 상하방향 경사부(135)의 상단은 상기 결합부(120)의 상부의 웹(112)에 결합하고, 상기 상하방향 경사부(135)의 전후단은 각각 상기 결합부(120)의 상부의 전방플랜지(111) 및 후방플랜지(113)에 결합한 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 지지말뚝(100)을 이용한 흙막이 구조물로서, 흙막이 벽체(10); 전단이 상기 흙막이 벽체(10)에 결합한 연결부재(40); 상기 흙막이 벽체(10)의 후방에 매설됨과 아울러, 상기 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하는 상기 지지말뚝(100);을 포함하고, 상기 흙막이 벽체(10)는 상기 지지말뚝(100)에 의해 전방 및 후방으로 지지되는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물을 제시한다.
상기 연결부재(40)는 로드부(41); 상기 흙막이 벽체(10)에 지지되도록, 상기 로드부(41)의 전단에 형성된 헤드부(42); 상기 걸림공(121)을 통과하여 상기 지지말뚝(100)의 결합부(120)에 록킹하도록, 상기 로드부(41)의 후단에서 양측으로 연장된 구조로 형성된 록킹부(43);를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 흙막이 벽체에 대하여 작용하는 전방 및 후방 하중에 대하여 모두 저항할 수 있도록 하는 지지말뚝 및 이를 이용한 흙막이 구조물을 제시한다.
도 1 내지 3은 종래의 매설 구조물 및 이를 이용한 흙막이 구조물을 도시한 것으로서,
도 1은 매설 구조물의 사시도.
도 2는 매설 구조물의 평면도.
도 3은 흙막이 구조물의 평면도.
도 4 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 4 내지 6은 지지말뚝과 연결부재의 결합과정에 관한 평면도.
도 7은 결합부의 사시도.
도 8은 지지말뚝의 제1 실시예의 정면도.
도 9는 지지말뚝의 제1 실시예의 측단면도.
도 10은 지지말뚝의 제2 실시예의 정면도.
도 11은 흙막이 구조물의 평면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 4 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지지말뚝(100)은 기본적으로, 지중에 수직방향으로 매설되도록 형성된 본체(110); 전단이 전방의 흙막이 벽체(10)에 결합한 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하도록, 전방에 걸림공(121)이 형성되고 걸림공(121) 양측에 걸림부(122)가 형성되며 후방에 록킹부 지지부(123)가 형성된 결합부(120);를 포함하고, 결합부(120)에 결합한 연결부재(40)의 록킹부(43)는 걸림부(122)에 의해 전방으로 지지되고, 록킹부 지지부(123)에 의해 후방으로 지지되는 구조를 취한다.
이를 이용한 흙막이 구조물은, 엄지말뚝 토류벽 공법, C.I.P. 공법, S.C.W. 공법 등에 의한 흙막이 벽체(10); 전단이 흙막이 벽체(10)의 엄지말뚝, 띠장 등에 결합한 연결부재(40); 흙막이 벽체(10)의 후방에 매설됨과 아울러, 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하는 지지말뚝(100);을 포함하여 구성된다.
따라서 종래기술과 달리, 흙막이 벽체(10)가 지지말뚝(100)에 의해 전방 및 후방으로 모두 지지되므로 더욱 안정적인 흙막이 구조를 이룰 수 있다는 효과가 있다.
결합부(120)는, 전방에서 후방을 향하여 폭이 점진적으로 좁아지는 구조로 걸림공(121)의 양측에 형성된 전후방향 경사부(124);를 더 포함하고, 걸림부(122)는 전후방향 경사부(124)의 후단에 형성된 구조를 취하는 경우, 연결부재(40)의 록킹부(43)를 걸림공(121)에 인입하는 작업을 더욱 용이하게 할 수 있다(도 4 내지 5).
결합부(120)는, 연결부재(40)의 록킹부(43)가 결합부(120)에 결합한 상태에서 연결부재(40)의 록킹부(43)의 측방향 유동을 제한하도록, 걸림부(122)의 후방에 형성된 측벽부(125);를 더 포함하는 구조를 취하는 경우, 결합부(120)와 연결부재(40)의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 지지말뚝(100)이 기존의 H 파일에 구현된 실시예에 대하여 설명한다.
이는 기존의 자재를 활용하여 본 발명에 의한 지지말뚝(100)을 쉽게 구현할 수 있다는 장점이 있다.
이 경우, 본체(110)는 H 파일이고, 결합부(120)는 본체(110)의 전방플랜지(111) 및 웹(112)의 일부의 절개에 의해 형성된 내부영역에 설치된다.
연결부재(40)의 록킹부(43)는 록킹부 지지부(123)에 의해 후방으로 지지되는데, 이 록킹부 지지부(123)는 본체(110)의 후방 플랜지(113)에 의해 형성되고, 웹(112)의 절개 후 잔여부(114)는 돌출구조에 의해 록킹부(43)의 후면에 접촉하게 된다.
이때 웹(112)의 절개 후 잔여부(114)는 록킹부(43)의 지지 역할 및 후방 플랜지(113)의 보강리브 역할을 동시에 수행한다.
이와 같이 본 발명에 의한 지지말뚝(100)이 기존의 H 파일에 구현되는 경우, 위 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)는 판 구조로 본체(110)의 내부영역에 설치되고, 전후방향 경사부(124)는 본체(110)의 전방 플랜지(111)의 절개에 의해 형성된 인입공(115)과 걸림공(121)의 사이 영역에 설치된다(도 7).
전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 상단에 결합하여 결합부(120)의 상부를 폐쇄하도록, 결합부(120)의 상부에 설치된 상판(131); 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 하단에 결합하여 결합부(120)의 하부를 폐쇄하도록, 결합부(120)의 하부에 설치된 하판(132);을 더 포함하는 구조를 취하는 경우, 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125) 등의 지지구조를 더욱 안정성있게 구현할 수 있다.
전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 중앙부에 결합하여 결합부(120)를 보강하도록, 결합부(120)의 중앙부에 설치된 중앙판(133);을 더 포함하는 구조를 취하는 경우, 위 효과를 더욱 크게 얻을 수 있다.
결합부(120)의 양 외측을 보호하도록, 전방플랜지(111) 및 후방플랜지(113)의 외측 가장자리에 설치된 외측판(134);을 더 포함하는 구조를 취하는 경우, 외부 토사로부터 결합부(120) 내부의 구성을 보호할 수 있다는 장점이 있다.
중앙이 상측으로 돌출되고, 양측이 하향경사지도록, 결합부(120)의 상부에 형성된 상하방향 경사부(135);를 더 포함하는 구조를 취하는 경우, 지지말뚝(100)의 설치 시에는 위 상하방향 경사부(135)에 의해 토사가 쉽게 아래쪽으로 흘러 들어가므로 토사 채움 작업에 유리하고, 지지말뚝(100)의 해체 시에는 상하방향 경사부(135) 상부에 채움된 토사와의 마찰을 줄여 주므로 해체 작업에 유리하다는 효과가 있다(도 10).
구체적으로, 상하방향 경사부(135)의 상단은 결합부(120)의 상부의 웹(112)에 결합하고, 상하방향 경사부(135)의 전후단은 각각 결합부(120)의 상부의 전방플랜지(111) 및 후방플랜지(113)에 결합한 구조를 취하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다.
연결부재(40)는 로드부(41); 흙막이 벽체(10)에 지지되도록, 로드부(41)의 전단에 형성된 헤드부(42); 걸림공(121)을 통과하여 지지말뚝(100)의 결합부(120)에 록킹하도록, 로드부(41)의 후단에서 양측으로 연장된 구조로 형성된 록킹부(43);를 포함하는 구조를 취하는 것이 위 지지말뚝(100)과의 안정적인 결합을 위하여 바람직하다(도 11).
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 : 흙막이 벽체 40 : 연결부재
41 : 로드부 42 : 헤드부
43 : 록킹부 100 : 지지말뚝
110 : 본체 111 : 전방플랜지
112 : 웹 113 : 후방플랜지
114 : 잔여부 115 : 인입공
120 : 결합부 121 : 걸림공
122 : 걸림부 123 : 록킹부 지지부
124 : 전후방향 경사부 125 : 측벽부
131 : 상판 132 : 하판
133 : 중앙판 134 : 외측판
135 : 상하방향 경사부

Claims (13)

  1. 지중에 수직방향으로 매설되도록 형성된 본체(110);
    전단이 전방의 흙막이 벽체(10)에 결합한 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하도록, 전방에 걸림공(121)이 형성되고 상기 걸림공(121) 양측에 걸림부(122)가 형성되며 후방에 록킹부 지지부(123)가 형성된 결합부(120);를 포함하고,
    상기 결합부(120)에 결합한 상기 연결부재(40)의 록킹부(43)는 상기 걸림부(122)에 의해 전방으로 지지되고, 상기 록킹부 지지부(123)에 의해 후방으로 지지되고,
    상기 본체(110)는 H 파일이고,
    상기 결합부(120)는 상기 본체(110)의 전방플랜지(111) 및 웹(112)의 일부의 절개에 의해 형성된 내부영역에 설치되고,
    상기 록킹부 지지부(123)는 상기 본체(110)의 후방 플랜지(113)에 의해 형성되고,
    상기 웹(112)의 절개 후 잔여부(114)는 돌출구조에 의해 상기 록킹부(43)의 후면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합부(120)는,
    전방에서 후방을 향하여 폭이 점진적으로 좁아지는 구조로 상기 걸림공(121)의 양측에 형성된 전후방향 경사부(124);를 더 포함하고,
    상기 걸림부(122)는 상기 전후방향 경사부(124)의 후단에 형성된 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합부(120)는,
    상기 연결부재(40)의 록킹부(43)가 상기 결합부(120)에 결합한 상태에서 상기 연결부재(40)의 록킹부(43)의 측방향 유동을 제한하도록, 상기 걸림부(122)의 후방에 형성된 측벽부(125);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)는 판 구조로 상기 본체(110)의 내부영역에 설치되고,
    전후방향 경사부(124)는 상기 본체(110)의 전방 플랜지(111)의 절개에 의해 형성된 인입공(115)과 상기 걸림공(121)의 사이 영역에 설치된 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 상단에 결합하여 상기 결합부(120)의 상부를 폐쇄하도록, 상기 결합부(120)의 상부에 설치된 상판(131);
    상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 하단에 결합하여 상기 결합부(120)의 하부를 폐쇄하도록, 상기 결합부(120)의 하부에 설치된 하판(132);을
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전후방향 경사부(124), 걸림부(122) 및 측벽부(125)의 중앙부에 결합하여 상기 결합부(120)를 보강하도록, 상기 결합부(120)의 중앙부에 설치된 중앙판(133);을
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 결합부(120)의 양 외측을 보호하도록, 상기 전방플랜지(111) 및 후방플랜지(113)의 외측 가장자리에 설치된 외측판(134);을
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  10. 제1항에 있어서,
    중앙이 상측으로 돌출되고, 양측이 하향경사지도록, 상기 결합부(120)의 상부에 형성된 상하방향 경사부(135);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상하방향 경사부(135)의 상단은 상기 결합부(120)의 상부의 웹(112)에 결합하고, 상기 상하방향 경사부(135)의 전후단은 각각 상기 결합부(120)의 상부의 전방플랜지(111) 및 후방플랜지(113)에 결합한 것을 특징으로 하는 지지말뚝(100).
  12. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항의 지지말뚝(100)을 이용한 흙막이 구조물로서,
    흙막이 벽체(10);
    전단이 상기 흙막이 벽체(10)에 결합한 연결부재(40);
    상기 흙막이 벽체(10)의 후방에 매설됨과 아울러, 상기 연결부재(40)의 후단의 록킹부(43)가 회전에 의해 걸려 결합하는 상기 지지말뚝(100);을 포함하고,
    상기 흙막이 벽체(10)는 상기 지지말뚝(100)에 의해 전방 및 후방으로 지지되는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연결부재(40)는
    로드부(41);
    상기 흙막이 벽체(10)에 지지되도록, 상기 로드부(41)의 전단에 형성된 헤드부(42);
    상기 걸림공(121)을 통과하여 상기 지지말뚝(100)의 결합부(120)에 록킹하도록, 상기 로드부(41)의 후단에서 양측으로 연장된 구조로 형성된 록킹부(43);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
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