KR102568361B1

KR102568361B1 - 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체와 이의 시공방법

Info

Publication number: KR102568361B1
Application number: KR1020220104026A
Authority: KR
Inventors: 홍석희
Original assignee: (주)태극기초; 홍석희
Priority date: 2022-08-19
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2023-09-04
Anticipated expiration: 2042-08-19

Abstract

본 발명은 지중 등에 미리 설치된 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 본체구조물 외벽인 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하여 합성구조체를 형성하는 과정에서, 콘크리트파일 흙막이 벽체부가 종래 일반적으로 시공하던 단속식 철근 콘크리트 말뚝을 배제하고, 연속일체식으로 콘크리트파일로 형성하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체와 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체는, 지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 1열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하고, 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)와 밀접시켜 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 2열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하는 과정을 일정 구간까지 반복을 통해 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속 설치하면서 아웃케이싱(200)을 인발하기 전 또는 후에 인터로킹 케이싱(100) 내부에 선결합 전단연결재(410)가 부착된 응력재(300)을 설치하고 인터로킹 케이싱(100)의 내부에 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 생성되는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)와; 응력재(300)에 설치되면서 응력재(300)의 내부로 연장되어 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 매립되는 선결합 전단연결재(410)와 응력재(300)에서 설치되면서 외부로 연장되어 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되는 후합성 전단연결재(420)를 포함하는 전단연결재(400)와; 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에서 외부로 노출된 후합성 전단연결재(420)에 수직철근(501)과 수평철근(502)이 중첩되도록 배근하고 콘크리트(504)를 타설하여 생성되는 후타 철근 콘크리트 벽체부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속일체식 흙막이 합성벽 구조체와 이의 시공방법{The continuous integral earth retaining composite wall structure and its construction method}

본 발명은 지중 등에 미리 설치된 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 본체구조물 외벽인 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하여 합성구조체를 형성하는 과정에서, 콘크리트파일 흙막이 벽체부가 종래 일반적으로 시공하던 단속식 철근 콘크리트 말뚝을 배제하고, 연속일체식으로 콘크리트파일로 형성하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체와 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물을 지하에 축조할 경우에는, 지중 등에 미리 설치된 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 본체구조물 외벽인 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하여 합성구조체를 구성할 수 있다.

한국등록특허 제10-1190739호에서는 지중을 천공하여 주열식 흙막이벽을 형성하고, 주열식 흙막이벽의 말뚝의 철골 또는 철근과 결합하여 노출되도록 형성되는 전단 연결재와, 전단 연결재에 대향하는 측면에 일 열로 배근된 철근이 콘크리트 타설되어 형성되는 지하 외벽으로 이루어지는 지하 합성 외벽 구조물을 제시하였다.

그러나, 한국등록특허 제10-1190739호의 경우 전단 연결재를 흙막이벽의 말뚝의 철골 또는 철근과 결합시킨 상태에서 흙막이벽이 콘크리트로 타설되기 때문에 전단 연결재를 노출시키기 위한 결합면 조성을 위한 치핑 등이 곤란한 문제가 있으며, 전단연결재가 흙막이벽 내부와 합성하는 외면까지의 길이만 가능하기 때문에 전단연결재 길이가 짧아 설계기준 부적합, 수직도 등 문제시 합성부재의 철근과 전단연결재가 중첩 불량에 의해 전단내력 부족에 따른 합성능력 및 내하력 부족이 발생되는 문제가 있다.

또한, 내부케이스의 인발 등에 의한 압력으로 삽입재에 포함된 전단연결재 손상되는 문제도 발생된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 지중 등에 미리 설치된 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 본체구조물 외벽인 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하여 합성구조체를 형성하는 과정에서, 콘크리트파일 흙막이 벽체부가 종래 일반적으로 시공하던 단속식 철근 콘크리트 말뚝을 배제하고, 연속주열식으로 콘크리트파일로 형성하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체와 이의 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 해결과제는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하는 매개물로 사용되는 전단연결재로써, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부의 시공시에 응력재 내부로 연장되는 선결합 전단연결재와 후타 철근 콘크리트 벽체부로 연장되는 후합성 전단연결재의 길이를 조절하여 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부와 후타 철근 콘크리트 벽체부의 시공특성을 감안하여 시공편의성을 제공할 수 있고, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부와 후타 철근 콘크리트 벽체부의 철근 등 응력재와 중첩되어 콘크리트 균열 발생시에도 지압 및 마찰 저항 능력 감소 없이 유지할 수 있는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체와 이의 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체는, 지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 1열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하고, 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)와 밀접시켜 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 2열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하는 과정을 일정 구간까지 반복을 통해 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속 설치하면서 아웃케이싱(200)을 인발하기 전 또는 후에 인터로킹 케이싱(100) 내부에 선결합 전단연결재(410)가 부착된 응력재(300)을 설치하고 인터로킹 케이싱(100)의 내부에 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 생성되는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)와; 응력재(300)에 설치되면서 응력재(300)의 내부로 연장되어 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 매립되는 선결합 전단연결재(410)와 응력재(300)에서 설치되면서 외부로 연장되어 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되는 후합성 전단연결재(420)를 포함하는 전단연결재(400)와; 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에서 외부로 노출된 후합성 전단연결재(420)에 수직철근(501)과 수평철근(502)이 중첩되도록 배근하고 콘크리트(504)를 타설하여 생성되는 후타 철근 콘크리트 벽체부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 인터로킹 케이싱(100)은 중공 파이프 형태로 형성되어 일측에 개구부(111)가 형성된 본체부(110)와, 본체부(110)에 이웃하도록 지중에 매설되는 아웃케이싱(200)의 곡률과 동일한 곡률을 가지는 밀착 원홈부(121)가 형성되고, 본체부(110)의 개구부(111) 외측으로 양측 끝단부가 소정 길이만큼 돌출되도록 본체부(110)에 마련된 개구부(111) 보다 폭이 넓게 형성되고, 내측면 양측이 개구부(111)를 형성하는 본체부(110)의 양측 끝단부 단면에 용접으로 부착되어 이웃하는 아웃 케이싱과 밀착되는 원호부(120)의 외측면에는 용접부(122)가 노출되지 않도록 하는 원호부(120)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 전단연결재(400)는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 시공시에 응력재(300) 내부로 연장되도록 결합보강판(313)에 용접 설치되는 롱너트앵커(411)와, 롱너트앵커(411)의 내측 단부에 나사결합하는 단볼트앵커(413)로 이루어진 선결합 전단연결재(410)와, 결합면 노출 후에 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되도록 롱너트앵커(411)의 전면 단부에 나사결합되어 결합보강판(313,323)의 전방으로 일정거리 이상 돌출되는 장볼트앵커(421)와, 장볼트앵커(421) 자체의 전단내력과 합성 일체성 등을 증진시키기 위한 조임너트(423)로 이루어진 후합성 전단연결재(420)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계와, 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 생성하는 단계를 포함하여 구성되는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법에 있어서,

연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계는, 지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하는 제1 단계와; 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제2 단계와; 결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제3 단계와; 1열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제4 단계와; 매설된 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)에 아웃케이싱(200)의 일부분이 밀착 삽입되도록 하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하는 제5 단계와; 2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제6 단계와; 결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제7 단계와; 2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제8 단계와; 일정 구간까지 제5단계 내지 제8단계를 반복하여 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속일체식으로 형성하는 제9 단계와; 인터로킹 케이싱(100) 내부에 응력재(300)가 매립되도록 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 제거하는 제10 단계;를 포함하고,

후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 생성하는 단계는, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)가 형성되면 결합보강판(313,323)의 전면이 노출되도록 치핑하는 제1 단계와; 치핑과정을 통해서 외부로 노출된 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313,323)에 형성된 롱너트앵커(411)에 후합성 전단연결재(420)의 장볼트앵커(421)를 나사 체결하면서 일정길이로 노출되도록 설치하고, 조임너트(423)를 롱너트앵커(411)에 밀착시켜 고정하는 제2 단계와; 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313,323)에서 외부로 노출된 장볼트앵커(421)의 일부 및 볼트머리(422)에 콘크리트 구조물 형성을 위한 수직철근(501)과 수평철근(502)을 중첩되도록 배근하고 거푸집(503)을 설치하는 제3 단계와; 수직철근(501)과 수평철근(502)의 배근과 거푸집(503)이 설치되면 거푸집(503) 내부에 콘크리트(504)를 타설하는 제4 단계;를 포함한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계는, 지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하는 제1 단계와; 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제2 단계와; 1열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제3 단계와; 매설된 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)에 아웃케이싱(200)의 일부분이 밀착 삽입되도록 하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하는 제4 단계와; 2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제5 단계와; 2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제6 단계와; 일정 구간까지 제4단계 내지 제6단계를 반복하여 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속일체식으로 형성하는 제7 단계와; 인터로킹 케이싱(100) 내부에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 설치하는 제8 단계와; 인터로킹 케이싱(100) 내부에 응력재(300)가 매립되도록 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 제거하는 제9 단계;를 포함한다.

본 발명의 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체는 미리 설치된 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하여 합성구조체를 형성하는 과정에서 콘크리트파일 흙막이 벽체부로서 서로 이웃하도록 지중에 매설되는 인터로킹 케이싱과 아웃 케이싱 사이의 이격거리를 최소화시켜 흙이나 이물질이 유입되는 현상을 방지하면서 연속일체식으로 콘크리트파일로 형성할 수 있는 효과가 있다,

또한, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부에 후타 철근 콘크리트 벽체부를 합성하는 매개로 사용되는 선결후합 전단연결재는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부 시공시에 미리 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부의 내부로 연장되는 선결합 전단연결재에 결합면 노출 후 후타 철근 콘크리트 벽체부로 연장되는 후합성 전단연결재를 나사체결함으로써, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부와 후타 철근 콘크리트 벽체부의 단계별 시공되는 단계를 고려하여 시공편의성을 제공하고, 현장 체결시 용접에 의한 화기 사용을 제어하여 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 후합성 전단연결재가 연결되는 롱너트앵커의 단부 요홈 내부에 조임너트의 돌출부가 끼워지므로써 결합면에서의 나사선에 의해 축소된 볼트 단면적을 증가시켜, 장볼트앵커의 자체 전단내력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부는 일정구간을 연속적으로 할수도 있고, 단속적으로 할 수 있는 등 현장 조건에 따라 탄력적으로 조성될 수 있는 효과가 있다.

또한, 결합 및 후합성 전단연결재의 길이를 조절할 수 있기 때문에 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부와 후타 철근 콘크리트 벽체부 시공특성을 감안하여 시공편의성을 제공할 수 있고, 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부와 후타 철근 콘크리트 벽체부의 철근 등 응력재와 중첩되어 콘크리트 균열 발생시에도 지압 및 마찰 저항 능력 감소 없이 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 선결합 및 후합성 전단연결재가 결합되는 응력재와 함께 부착한 결합보강판을 통해서 결합면 형성이 용이하여 시공편의성을 제거하고, 공사 잔재물 미제거에 따른 합성능력 저하를 제어하고, 휨모멘트 방향에 위치함으로서 휨강도를 증가시켜 구조안전성 및 경제성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법에 의해 제조된 합성벽 구조체의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부의 시공 과정에 대한 단면도.
도 3a은 본 발명에 따른 인터로킹 케이싱(100)의 단면도.
도 3b는 본 발명에 따른 아웃케이싱(200)이 매설될 시 인터로킹 케이싱(100)에 반력이 가해지는 상태를 도시한 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 응력재(300)에 대한 예시도.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 전단연결재(400)에 대한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체는 지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 1열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하고, 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)와 밀접시켜 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 2열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하는 과정을 일정 구간까지 반복을 통해 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속 설치하면서 아웃케이싱(200)을 인발하기 전 또는 후에 인터로킹 케이싱(100) 내부에 선결합 전단연결재(410)가 부착된 응력재(300)을 설치하고 인터로킹 케이싱(100)의 내부에 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 생성되는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)와; 응력재(300)에 설치되면서 응력재(300)의 내부로 연장되어 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 매립되는 선결합 전단연결재(410)와 응력재(300)에서 설치되면서 외부로 연장되어 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되는 후합성 전단연결재(420)를 포함하는 전단연결재(400)와; 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에서 외부로 노출된 후합성 전단연결재(420)에 수직철근(501)과 수평철근(502)이 중첩되도록 배근하고 콘크리트(504)를 타설하여 생성되는 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)는 보링머신 등과 같은 건설 장비를 이용하여 지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하는 제1 단계(도 2a)와, 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제2 단계와(도 2b), 결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제3 단계(도 2c)와, 1열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제4 단계(미도시)와, 매설된 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)에 아웃케이싱(200)의 일부분이 밀착 삽입되도록 하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하는 제5 단계(도 2d)와, 2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제6 단계(도 2e)와, 결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제7 단계(도 2f)와, 2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제8 단계(미도시)와, 일정 구간까지 이와 같은 과정을 반복하여 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속일체식으로 형성하는 제9 단계(미도시)와, 인터로킹 케이싱(100) 내부에 응력재(300)가 매립되도록 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 제거하는 제10 단계(도 2g)로 생성된다.

또한, 본 발명의 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)는 전술한 결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제3 단계와 제7 단계의 진행을 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속일체식으로 형성하는 제9 단계 이후에 수행하고, 인터로킹 케이싱(100) 내부에 응력재(300)가 매립되도록 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 제거하는 제10 단계를 수행하여 생성될 수 있다.

이와 같이 생성된 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)는 콘크리트파일을 연속화하여 형성되고 지하구조물과 합성이 용이하게 이루어지도록 구성된다.

한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 시공에 사용되는 인터로킹 케이싱(100)은 본체부(110) 및 원호부(120)를 포함한다.

본체부(110)는 내부에 응력재(300)와 콘크리트 등과 같은 채움재를 충진할 수 있도록 중공 파이프 형태로 형성되어 일측에 개구부(111)가 형성되도록 소정구간 절개된다.

원호부(120)는 본체부(110)에 이웃하게 지중에 매설되는 아웃케이싱(200)의 곡률과 동일한 곡률을 가지는 밀착 원홈부(121)가 형성되고, 본체부(110)의 개구부(111) 외측으로 양측 끝단부가 소정 길이만큼 돌출되도록 본체부(110)에 마련된 개구부(111) 보다 폭이 넓게 형성되고, 내측면 양측이 개구부(111)를 형성하는 본체부(110)의 양측 끝단부 단면에 용접으로 부착된다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 이러한 원호부(120)는 지중에 기 매설된 인터로킹 케이싱(100)과 이웃하도록 아웃케이싱(200)을 매설하는 경우에 인터로킹 케이싱(100)의 원호부(120)의 외부면과 아웃케이싱(200)의 외주면이 틈새 발생 없이 밀착된 상태로 매설할 수 있도록 하여 인터로킹 케이싱(100)의 원호부(120)와 아웃케이싱(200) 사이에 흙막이 발생되지 않도록 방지할 수 있게 된다. 또한, 원호부(120)는 용접부(122)가 아웃케이싱(200)과 밀착되는 원호부(120) 외측면에 형성되는 것이 아니라 본체부(110)와 마주하는 원호부(120) 내측면에 형성됨으로써 불규칙한 형상의 용접부(122)가 노출되지 않으며 원호부(120)와 이웃하는 아웃케이싱(200) 사이에 용접부(122)로 인한 틈새가 발생되지 않게 하여, 이웃하는 아웃케이싱(200)과 같이 근입하면서 천공하는 보링기의 회전력에 의해 마모가 되지 않는 등 내구성이 증진하게 된다.

한편, 본 발명의 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 시공에 사용되는 응력재(300)는 다양한 형태로 구성할 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 응력재(300) 중 제1 실시예에 의한 철근응력재(310)는 휨모멘트가 작용하는 방향의 상하연에 집중 배치되는 다수개의 수직주철근(311)과, 수직주철근(311)들의 외측을 감싸도록 배근되는 다수개의 나선철근 또는 띠철근(312)과, 나선철근 또는 띠철근(312)의 외측면에 부착되고 다수개의 앵커설치홀(314)이 형성되어 있는 판형상의 결합보강판(313)을 포함하여 구성된다. 이러한 결합보강판(313)은 수직주철근(311)과 같이 휨모멘트 저항하면서 동시에 앵커설치홀(314)에 고정되는 롱너트앵커(411)를 용접하여 고정하게 된다. 또한, 결합보강판(313)에는 결속수직철근(315)이 롱너트앵커(411)에 인접하게 결합되어 휨강도 증진과 더불어 롱너트앵커(411) 결속과 부착 및 마찰 저항을 높이도록 하는 것이 바람직하다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 응력재(300) 중 제2 실시예에 의한 조립강재 응력재(320)는 휨모멘트가 작용하는 방향의 상하연단에 배치되는 수직주강판(321), 다수개의 앵커설치홀(324)이 형성되어 있는 판형상의 결합보강판(323)과, 이들을 감싸면서 결합하도록 배근 및 용접되는 다수개의 띠철근(322)을 포함하고, 상기 상하연에 배치된 수직주강판(321)과 결합보강판(323) 사이 중간에 위치하여, 조립강재 응력재(320)의 단면강성과 축방향 강도를 증진하도록 수직주철근(325)으로 구성된다. 또한, 결합보강판(323)에는 결속수직철근(326)이 롱너트앵커(411)에 인접하게 설치되어 휨강도 증진과 더불어 롱너트앵커(411) 결속과 부착 및 마찰 저항을 높이도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 응력재(300)는 인터로킹 케이싱(100)의 내부에서 콘크리트에 매립되어 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 형성하게 된다.

한편, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 본체 구조물 외벽인 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 합성하는 매개물로 사용되는 전단연결재(400)는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 시공시에 응력재(300) 내부로 연장되도록 결합보강판(313)에 용접 설치되는 롱너트앵커(411)와 롱너트앵커(411)의 내측 단부에 나사결합하는 단볼트앵커(413)로 이루어진 선결합 전단연결재(410)와, 결합면 노출 후에 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되도록 롱너트앵커(411)의 전면 단부에 나사결합하는 장볼트앵커(421)와 장볼트앵커(421) 자체의 전단내력과 합성 일체성 등을 증진시키기 위한 조임너트(423)로 이루어진 후합성 전단연결재(420)를 포함한다. 이때, 단볼트앵커(413) 및 장볼트앵커(421)의 단부에는 볼트머리(414,422)를 일체 제작하여 인장 및 지압 저항력을 증진하도록 하는 것이 바람직하다.

롱너트앵커(411)는 중앙이 관통되어 있으면서 내부에 나사산이 형성되어 있으며 전단외면이 결합면에 설치된 결합보강판(313,323)의 앵커설치홀(314,324)에 고정되고 후단이 응력재(300)의 내부로 연장된다. 이때, 롱너트앵커(411)에는 지압 및 마찰저항을 증진시키기 위하여 결속수직철근(315)이 용접 등으로 결합된다. 이러한 롱너트앵커(411)의 후단에는 단볼트앵커(413)가 나사결합되면서 돌출되는 길이를 조절할 수 있고, 전단에는 장볼트앵커(421)가 나사결합되면서 돌출되는 길이를 조절할 수 있게 된다.

단볼트앵커(413)는 롱너트앵커(411)의 후단에서 나사결합되어 응력재(300)의 내부로 연장된다. 이러한 단볼트앵커(413)는 응력재(300) 내부로 연장된 상태에서 인터로킹 케이싱(100)의 내부에 타설되는 콘크리트에 매립되어 견고하게 고정되면서 지압 및 인장 저항력을 제공하여 콘크리트의 강도를 증가시키게 된다.

장볼트앵커(421)는 롱너트앵커(411)의 전면에서 나사결합되어 결합보강판(313,323)의 전방으로 일정거리 이상 돌출된다. 이러한 장볼트앵커(421)는 롱너트앵커(411)의 전단에 나사결합되기 때문에 돌출되는 길이를 조절하면서 설치할 수 있다. 또한, 장볼트앵커(421)는 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 설치되는 내측 수직철근(501) 및 수평철근(502)과 중첩되면서 타설되는 콘크리트에 매립되어 견고하게 고정하면서 지압 및 인장 저항력을 제공하여 콘크리트의 강도를 증가시키게 된다.

조임너트(423)는 장볼트앵커(421)에서 체결된 상태에서 롱너트앵커(411)의 전단을 가압하면서 고정된다. 이러한 조임너트(423)가 롱너트앵커(411)에 밀착되면 롱너트앵커(411)의 전방으로 돌출된 장볼트앵커(421)가 흔들리지 않도록 고정할 수 있게 된다.

한편, 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 롱너트앵커(411)는 전단에서 내부를 향해 일정깊이 및 두께 내에서 요홈(412)이 형성되고, 조임너트(423)는 전단에서 상기 요홈(412)의 깊이에 일치하는 돌출부(424)가 형성된다. 이에 따라 조임너트(423)로 롱너트앵커(411)의 전단을 가압하는 경우에 조임너트(423)의 돌출부(424)가 롱너트앵커(411)의 요홈(412)에 삽입되면서 밀착되어 견고한 결합을 유지하고, 결합면에서의 장볼트앵커(421) 단면적을 증가시켜 전단내력을 향상시키게 된다.

이러한 본 발명의 전단연결재(400) 중에서 롱너트앵커(411)와 단볼트앵커(413)의 선결합 전단연결재(410)는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 매립되고, 롱너트앵커(411)에서 외부로 연장된 장볼트앵커(421)와 조임너트(423)의 후합성 전단연결재(420)은 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되기 때문에 콘크리트 균열 발생시에도 지압 및 마찰 저항 능력 감소 없이 유지할 수 있다. 또한, 결합보강판(313)에 롱너트앵커(411)의 전단이 삽입 고정되기 때문에 결합면 형성이 용이하여 공사 잔재물 미제거에 따른 합성능력 저하를 제어하고, 휨강도를 증가시켜 구조안전성 및 경제성을 증진시킬 수 있다. 그리고, 선결후합 전단연결재(410,420) 중의 롱너트앵커(411)의 단부 요홈(412)에 조임너트(423)의 돌출부(424)가 끼워지므로 나사선에 의해 축소되는 볼트 단면적을 제어를 통해 전단내력이 증진시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)는 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 전면을 치핑하는 제1 단계, 후합성 전단연결재(420)를 설치하는 제2 단계, 철근을 배근하면서 거푸집을 설치하는 제3 단계, 콘크리트를 타설하는 제4 단계로 형성된다.

콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 전면을 치핑하는 제1 단계는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)가 형성되면 결합보강판(313)의 전면이 노출되도록 치핑하는 과정이다. 이러한 치핑과정을 통해 결합보강판에 형성된 롱너트앵커(411)의 전단부가 외부로 노출되게 된다.

후합성 전단연결재(420)를 설치하는 제2 단계는 치핑과정을 통해서 외부로 노출된 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313)에 형성된 롱너트앵커(411)에 후합성 전단연결재(420)의 장볼트앵커(421)를 나사 체결하면서 일정길이로 노출되도록 설치하는 과정이다. 그리고, 조임너트(423)를 롱너트앵커(411)에 밀착시켜 견고하게 고정한다. 이때, 조임너트(423)의 돌출부(424)가 롱너트앵커(411)의 요홈(412)에 삽입되면서 밀착되어 더욱 견고한 결합을 유지할 수 있게 된다.

철근을 배근하면서 거푸집을 설치하는 제3 단계는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313)에서 외부로 노출된 장볼트앵커(421)의 일부 및 볼트머리(422)에 콘크리트 구조물 형성을 위한 수직철근(501)과 수평철근(502)을 중첩되도록 배근하고 거푸집(503)을 설치하는 과정이다. 이러한 과정을 통해 장볼트앵커(421)의 몸체와 볼트머리(422)을 수직철근(501)과 수평철근(502)을 배근하기 위한 지지대로 사용할 수 있으며 콘크리트에 매립되면서 지압 및 인장 저항력을 제공하여 콘크리트의 강도를 증가시키게 된다.

콘크리트를 타설하는 제4 단계는 수직철근(501)과 수평철근(502)의 배근과 거푸집(503)이 설치되면 거푸집(503) 내부에 콘크리트(504)를 타설하여 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 합성되는 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 구축하는 과정이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법을 이용하여 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)와 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)을 선결합 및 후합성 전단연결재 매개물로 통해 일체화하여 합성구조물인 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체가 형성되도록 함으로써 자재비와, 장비 및 인력 사용에 따른 비용을 절감하여 공사비를 줄이고 공기를 단축시킬 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부
20 : 콘크리트 100 : 인터로킹 케이싱
110 : 본체부 111 : 개구부
120 : 원호부 121 : 밀착 원홈부
122 : 용접부 200 : 아웃케이싱
300 : 응력재 310 : 철근응력재
311 : 수직주철근 312 : 나선철근 또는 띠철근
313 : 결합보강판 314 : 앵커설치홀
315 : 결속수직철근 320 : 조립강재 응력재
321 : 수직주강판 322 : 띠철근
323 : 결합보강판 324 : 앵커설치홀
325 : 수직주철근 326 : 결속수직철근
400 : 전단연결재 410 : 선결합 전단연결재
411 : 롱너트앵커 412 : 요홈
413 : 단볼트앵커 414,422 : 볼트머리
420 : 후합성 전단연결재 421 : 장볼트앵커
423 : 조임너트 424 : 돌출부
500 : 후타 철근 콘크리트 벽체부 502 : 수평철근
503 : 거푸집 504 : 콘크리트

Claims

지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 1열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하고, 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)와 밀접시켜 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하고 아웃케이싱(200) 내부에 2열 인터로킹 케이싱(100)을 삽입한 후에 아웃케이싱(200)을 인발하는 과정을 일정 구간까지 반복을 통해 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속 설치하면서 아웃케이싱(200)을 인발하기 전 또는 후에 인터로킹 케이싱(100) 내부에 선결합 전단연결재(410)가 부착된 응력재(300)을 설치하고 인터로킹 케이싱(100)의 내부에 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 생성되는 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)와;
응력재(300)에 설치되면서 응력재(300)의 내부로 연장되어 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에 매립되는 선결합 전단연결재(410)와 응력재(300)에서 설치되면서 외부로 연장되어 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되는 후합성 전단연결재(420)를 포함하는 전단연결재(400)와;
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)에서 외부로 노출된 후합성 전단연결재(420)에 수직철근(501)과 수평철근(502)이 중첩되도록 배근하고 콘크리트(504)를 타설하여 생성되는 후타 철근 콘크리트 벽체부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체.
청구항 1에 있어서, 인터로킹 케이싱(100)은
중공 파이프 형태로 형성되어 일측에 개구부(111)가 형성된 본체부(110)와,
본체부(110)에 이웃하도록 지중에 매설되는 아웃케이싱(200)의 곡률과 동일한 곡률을 가지는 밀착 원홈부(121)가 형성되고, 본체부(110)의 개구부(111) 외측으로 양측 끝단부가 소정 길이만큼 돌출되도록 본체부(110)에 마련된 개구부(111) 보다 폭이 넓게 형성되고, 내측면 양측이 개구부(111)를 형성하는 본체부(110)의 양측 끝단부 단면에 용접으로 부착되어 이웃하는 아웃 케이싱과 밀착되는 원호부(120)의 외측면에는 용접부(122)가 노출되지 않도록 하는 원호부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체.
청구항 1에 있어서, 전단연결재(400)는
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 시공시에 응력재(300) 내부로 연장되도록 결합보강판(313)에 용접 설치되는 롱너트앵커(411)와, 롱너트앵커(411)의 내측 단부에 나사결합하는 단볼트앵커(413)로 이루어진 선결합 전단연결재(410)와,
결합면 노출 후에 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)에 매립되도록 롱너트앵커(411)의 전면 단부에 나사결합되어 결합보강판(313,323)의 전방으로 일정거리 이상 돌출되는 장볼트앵커(421)와, 장볼트앵커(421)에서 체결된 상태에서 롱너트앵커(411)의 전단을 가압하여 장볼트앵커(421) 자체의 전단내력과 합성 일체성을 증진시키기 위한 조임너트(423)로 이루어진 후합성 전단연결재(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체.
청구항 3에 있어서, 롱너트앵커(411)의 전단은 내부를 향해 일정깊이 및 두께내에서 요홈(412)이 형성되고, 조임너트(423)의 전단은 상기 요홈(412)의 깊이에 일치하는 돌출부(424)가 형성된 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 응력재(300)는 휨모멘트가 작용하는 방향의 상하연에 집중 배치되는 다수개의 수직주철근(311)과, 수직주철근(311)들의 외측을 감싸도록 배근되는 다수개의 나선철근 또는 띠철근(312)과, 나선철근 또는 띠철근(312)의 외측면에 부착되고 다수개의 앵커설치홀(314)이 형성되어 있는 판형상의 결합보강판(313)을 포함하는 철근응력재(310)이거나,
휨모멘트가 작용하는 방향의 상하연단에 배치되는 수직주강판(321), 다수개의 앵커설치홀(324)이 형성되어 있는 판형상의 결합보강판(323)과, 이들을 감싸면서 결합하도록 배근 및 용접되는 다수개의 띠철근(322)과, 상기 수직주강판(321)과 결합보강판(323) 사이 중간에 위치하는 수직주철근(325)을 포함하는 조립강재 응력재(320) 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체.
청구항 5에 있어서, 결합보강판(313)에는 상하연으로 롱너트앵커(411)에 함께 결합되는 결속수직철근(315)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체.
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계와, 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 생성하는 단계를 포함하여 구성되는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법에 있어서,
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계는
지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하는 제1 단계와,
아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제2 단계와,
결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제3 단계와,
1열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제4 단계와,
매설된 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)에 아웃케이싱(200)의 일부분이 밀착 삽입되도록 하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하는 제5 단계와,
2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제6 단계와,
결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제7 단계와,
2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제8 단계와,
일정 구간까지 제5단계 내지 제8단계를 반복하여 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속일체식으로 형성하는 제9 단계와,
인터로킹 케이싱(100) 내부에 응력재(300)가 매립되도록 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 제거하는 제10 단계;를 포함하고,
후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 생성하는 단계는,
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)가 형성되면 결합보강판(313)의 전면이 노출되도록 치핑하는 제1 단계와;
치핑과정을 통해서 외부로 노출된 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313)에 형성된 롱너트앵커(411)에 후합성 전단연결재(420)의 장볼트앵커(421)를 나사 체결하면서 일정길이로 노출되도록 설치하고, 조임너트(423)를 롱너트앵커(411)에 밀착시켜 고정하는 제2 단계;
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313)에서 외부로 노출된 장볼트앵커(421)의 일부 및 볼트머리(422)에 콘크리트 구조물 형성을 위한 수직철근(501)과 수평철근(502)을 중첩되도록 배근하고 거푸집(503)을 설치하는 제3 단계;
수직철근(501)과 수평철근(502)의 배근과 거푸집(503)이 설치되면 거푸집(503) 내부에 콘크리트(504)를 타설하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법.
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계와, 후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 생성하는 단계를 포함하여 구성되는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법에 있어서,
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)를 생성하는 단계는
지반에 원통형상의 아웃케이싱(200)을 삽입하면서 지반을 천공하여 1열 파일 설치공을 형성하는 제1 단계와,
아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제2 단계와,
1열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제3 단계와,
매설된 1열 인터로킹 케이싱(100)의 밀착 원홈부(121)에 아웃케이싱(200)의 일부분이 밀착 삽입되도록 하면서 지반을 천공하여 2열 파일 설치공을 형성하는 제4 단계와,
2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200) 내부에 인터로킹 케이싱(100)을 삽입하는 제5 단계와,
2열 파일 설치공에 삽입된 아웃케이싱(200)을 인발하여 제거하는 제6 단계와,
일정 구간까지 제4단계 내지 제6단계를 반복하여 n열의 인터로킹 케이싱(100)을 연속일체식으로 형성하는 제7 단계와,
결합보강판(313,323)에 선결합 전단연결재(410)가 장착된 응력재(300)를 인터로킹 케이싱(100) 내부에 설치하는 제8 단계와,
인터로킹 케이싱(100) 내부에 응력재(300)가 매립되도록 콘크리트(20)를 타설하면서 인터로킹 케이싱(100)을 인발하여 제거하는 제9 단계;를 포함하고,
후타 철근 콘크리트 벽체부(500)를 생성하는 단계는,
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)가 형성되면 결합보강판(313)의 전면이 노출되도록 치핑하는 제1 단계와;
치핑과정을 통해서 외부로 노출된 연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313)에 형성된 롱너트앵커(411)에 후합성 전단연결재(420)의 장볼트앵커(421)를 나사 체결하면서 일정길이로 노출되도록 설치하고, 조임너트(423)를 롱너트앵커(411)에 밀착시켜 고정하는 제2 단계;
연속주열식 콘크리트파일 흙막이 벽체부(1)의 결합보강판(313)에서 외부로 노출된 장볼트앵커(421)의 일부 및 볼트머리(422)에 콘크리트 구조물 형성을 위한 수직철근(501)과 수평철근(502)을 중첩되도록 배근하고 거푸집(503)을 설치하는 제3 단계;
수직철근(501)과 수평철근(502)의 배근과 거푸집(503)이 설치되면 거푸집(503) 내부에 콘크리트(504)를 타설하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속일체식 흙막이 합성벽 구조체의 시공방법.