KR200296444Y1 - 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을이용한 지중연속벽체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배노트 공법에 의해 설치된 현장 타설 대구경 파일(30)을 이용한 지중 연속벽체(31)에 관한 것으로서, 지반의 굴착경계를 따라 일정한 간격으로 지반에 복수의 현장 타설 대구경 파일(30)을 설치하고 현장 타설 대구경 파일(30)사이의 지반을 현장 타설 대구경 파일(30)과 연결되도록 고압 그라우팅공법으로 강화시켜 차수벽을 형성하는 쐐기형 강화지반기둥(35)을 형성하고 구조물이 설치될 내측에 쐐기형 강화지반 기둥(35)의 일정부위를 파취하여 형성된 파취부(41)에 지중 연속벽체(31) 형성을 위한 철근을 조립하고, 인근의 현장 타설 대구경 파일(30)의 설치를 위해 조립된 철근의 길이방향에 설치된 연결용 철근(32)과 지중 연속벽체(31)의 길이방향 철근과 연결하여 지중 연속벽체(31)를 형성한 후에 콘크리트를 타설양생하여 현장 타설 대구경 파일(30)과 연속적으로 지중 연속벽체(31)를 형성하도록 하는 것이다.

본 고안에 의하면 현장 타설 대구경 파일(30)을 포함한 지중 연속벽체(31)가 차수벽이 되고, 현장 타설 대구경 파일(30)과 쐐기형 강화지반기둥(35)에 부하되는 수압과 토압이 쐐기형 강화지반 기둥(35)과 현장타설 대구경 파일(30)과 연결되어 수압과 토압을 지지하는 지지력이 향상되며 차수성을 향상시켜 지하 수압의 변동을 최소화하면서 지중 연속벽체(31)의 설치 공정과 부대 설비가 간결하여 시공 공간이 최소화되도록 하면서 공기를 단축하고 공사비용을 절감하며 인접건물에 미치는 영향을 최소화하면서 환경공해를 감소시키면서 안전하게 시공할 수 있는 것이다.

Description

배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중연속벽체 {Underaround continued wall structure using a large diameter cast-in-place pile installed by Benoto method}

본 고안은 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중 연속벽체에 관한 것으로서 지반의 굴착경계를 따라 강관 케이싱을 압입한 후에 강관 케이싱내의 토사를 제거하고 현장타설 대구경 파일을 형성하는 철근을 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관케이싱을 인발하여 형성된 복수의 현장타설 대구경 파일을 설치하고 현장타설 대구경 파일사이의 지반을 현장타설 대구경 파일과 연결되도록 고압 그라우팅 공법(J.S.P)의 그라우팅으로 강화시켜 차수벽을 형성하는 쐐기형 강화지반 기둥을 형성하고 구조물이 설치될 쐐기형 강화지반 기둥의 내측 일정부위를 파취하여 형성된 파취부에 지중 연속벽체를 위한 철근을 조립하고 강관 케이싱내에 타설된 콘크리트가 양생이 종료되어 대구경 파일을 인발하면 이미 강관 케이싱내에 삽입된 길이방향의 철근에 설치된 연결용 철근을 인근의 지중 연속벽체를 위한 철근에 길이 방향으로 각각 연결하여 일련의 지중 연속벽체를 위한 철근의 조립을 완료한 후에 콘크리트를 타설양생하고 거푸집을 철거하면 지중벽체의 설치가 완료된다. 이러한 시공방법을 지하철공사나 번잡한 시내에서 지반을 굴착하여 시공하는 구조물을 시공할 때 적합한 시공방법으로서 지상에서는 공사전과 다름없이 통행이 이루어지게하고 지하에서는 지하 구조물 구축을 위한 공사를 진행할 수 있다는 장점이 있으며 현장타설 대구경 파일과 연속하여 설치된 지중 연속벽체가 바로 지하 구조물의 벽체로 활용될 수 있어 공사비의 절감과 공기의 단축을 가져오는 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중 연속벽체에 관한 것이다.

종래의 흙막이 공법은 도 1에서 보는바와 같이 해당 구역의 굴토계획선을 따라 지지파일인 H-Beam을 타입한 후에 지반을 굴착하면서 단계적으로 지반쪽에 H-Beam을 지지대로 하여 토류벽을 설치하고 지반을 강화하기 위하여 그라우팅을 실시하고 H-Beam사이에 철근을 조립설치하여 콘크리트를 타설하여 벽체를 설치하는 것이다. 이러한 시공방법은 토사의 굴착량이 많으면서 주변에 공사로 인한 각종 소음이 발생하면서 먼지등의 공해가 발생되어 각종 민원이 발생되며, 또한 여러 공종이 복합적으로 발생되어 공기가 길어지면서 이에 따른 공사비가 증가되는 문제점이 발생된다. 이러한 공사에서는 지하 구조물의 설치를 위해 구조물이 설치되는 부분보다 1M정도의 작업공간을 갖는 부분까지 지중의 토사를 굴착하게 되므로 토사량의 증가로 인한 공사비의 증가와 공기의 연장이 항상 수반되는 문제점과 지하수의 영향을 반드시 고려해야 하는 것이다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배노트 공법(Benoto method)을 이용하여 지중에 강관 케이싱을 압입한 후에 강관 케이싱내에 토사를 제거하고 현장타설 대구경 파일을 형성하기 위한 조립된 철근을 삽입하고 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱을 인발하면 현장타설 대구경 파일이 형성된다. 이때 강관 케이싱내에 삽입된 철근의 길이방향 철근에 일정간격으로 용접설치된 연결용 철근과 인근의 지중 연속벽체의 설치를 위하여 쐐기형 강화지반 기둥의 내측의 일정부위를 파취하여 형성된 파취부에 지중 연속벽체를 위해 조립설치한 철근의길이방향 철근에 상기의 강관 케이싱의 길이방향 철근과 서로 연결한 후에 현장타설 대구경 파일과 연속하여 콘크리트를 타설양생하고 거푸집을 제거하면 지중 연속벽체를 형성하게되는데 이러한 시공방법은 지중 연속벽체가 바로 지하 구조물의 벽체로 활용되기 때문에 지하 구조물의 설치를 위한 작업공간을 더 굴착할 필요가 없으며, 이로 인하여 공기의 단축 및 공사비의 절감과 주변 건축물에 영향을 최소화하며 환경공해를 방지하는 지중 연속벽체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래에 지하철등에서 사용하던 토류공법을 보여주는 도면.

도 2는 본 고안의 배노트 공법에 의해 설치된 지중 연속벽체를 보여주는 도면.

도 3은 본 고안의 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일과 연결한 지중 연속벽체설치를 위하여 쐐기형 강화지반 기둥의 파취부를 나타내는 도면.

도 4는 본 고안의 배노트 공법에 의한 지중 연속벽체설치를 위해 현장타설 대구경 파일에 연결용 철근이 설치된 현장타설 대구경 파일 철근 조립상태를 나타내는 도면.

도 5는 본 고안의 배노트 공법에 의한 지중 연속벽체 설치를 위한 다른 실시예로서 현장타설 대구경 파일에 연결 철편이 설치된 현장타설 대구경 파일 철근 조립상태를 나타내는 도면.

도 6(a)(b)는 도5의 연결철편의 전,후면부에 설치된 연결용 철근 설치상태도면.

<도면 주요 부호의 설명>

10...토류판 11...H -Beam

12...지반 13...그라우팅부

14...벽체 15...철근

16...콘크리트

30...현장타설 대구경 파일 31...지중 연속벽체

32...연결용 철근 33...지반

34...강관 케이싱 35...쐐기형 강화지반 기둥

36...철근 37...콘크리트

38...콘크리트 39...철근

40...스티로폴 41...파취부

42...굴착경계 중심선 43...쐐기형 강화지반 기둥 중심부

50...연결철편 51...연결용 철근

52...전면부 53...용접부

54...후면부

본 고안은 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일(30)을 이용한 지중 연속벽체(31)에 관한 것으로서, 지반의 굴착경계를 따라 강관 케이싱(34)을 압입한 후에 강관 케이싱(34)내의 토사를 제거하고 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 철근을 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱(34)을 인발하여 형성된 복수의 현장타설 대구경 파일(30)을 설치하고 현장타설 대구경 파일(30)사이의 일정간격의 지반을 현장타설 대구경 파일(30)과 연결되도록 고압분사 회전식 그라우팅공법( J.S.P)의 그라우팅으로 강화시켜 차수벽을 형성하는 쐐기형 강화지반 기둥(35)을 형성하고 구조물이 설치될 쐐기형 강화지반 기둥(35)의 내측 일정부위를 파취하여 형성된 파취부(41)에 지중 연속벽체(31)를 위한 철근을 조립하고, 강관 케이싱(34)내에 길이방향의 철근에 일정간격으로 다수개 설치된 연결용 철근(32)을 인근의 지중 연속벽체(31)를 위한 철근에 길이 방향으로 각각 연결하여 일련의 지중 연속벽체(31)를 위한 철근의 조립을 완료한 후에 콘크리트를 타설양생하고 거푸집을 철거하면 지중 연속벽체(31)의 설치가 완료되는 것을 특징으로 하는 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일(30)을 이용한 지중 연속벽체에 관한 것이다.

본 고안의 지중 연속벽체의 시공방법은 다음과 같다.

지반의 굴착경계선을 따라 강관 케이싱(34)을 압입하여 계획된 깊이까지 삽입을 완료하는 단계;

강관 케이싱(34)내의 토사를 완전히 제거하는 단계;

강관 케이싱(34)내에 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하기 위하여 조립된 철근의 길이방향 철근에 일정간격으로 다수개 연결용 철근(32)을 설치하고, 설치된 연결용 철근(32)을 스티로폴(40)로 덮는 단계;

상기 조립된 철근을 강관 케이싱(34)내에 삽입설치하는 단계;

강관 케이싱(34)내에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱(34)을 인발하여 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 단계;

강관 케이싱(34)과 강관 케이싱(34)사이의 일정간격에 고압분사 회전식 그라우팅을 실시하여 쐐기형 강화지반 기둥(35)을 형성하는 단계;

쐐기형 강화지반 기둥(35)의 내측의 일정부분을 파취하여 형성된 파취부(41)에 지중 연속벽체(31)를 위한 철근을 조립하는 단계;

상기 현장타설 대구경 파일(30)의 길이방향 철근에 설치된 스티로폴(40)을 제거하여 연결용 철근(32)을 확보하여 인접한 지중 연속벽체(31)의 길이방향 철근에 상호 연결하는 단계; 및

상기 지중 연속벽체(31)에 거푸집을 설치하되 현장타설 대구경 파일(30)과 일련의 직선을 이루게 설치하고 콘크리트를 타설양생한 후에 거푸집을 제거하여 지중 연속벽체(31)를 설치하는 단계로 이루어진다.

본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 배노트 공법에 의해 설치된 지중 연속벽체(31)를 보여주는 도면으로서 배노트 공법이란 지중에 구조물을 설치하기 위하여 지반을 굴착하기 위하여 토압을 지지하기 위한 지중 연속벽체(31)를 형성하기 위하여 지중에 기둥을 설치하는 방법에 관한 것으로서 지반의 굴착경계선을 따라 강관 케이싱(34)을 압입하여 계획된 지중의 심도까지 관입시키고 강관 케이싱(34)내의 토사를 제거한 후에 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 철근을 조립하여 강관 케이싱(34)내에 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱(34)을 인발하며는 현장타설 대구경 파일(30)이 형성되는 공법인 것이다.

이러한 과정으로 도 2에서 보여주는 바와 같이 지반의 굴착경계선을 따라 강관 케이싱(34)을 압입하여 지중의 계획된 심도까지 관입을 마친 후에 강관 케이싱(34)내의 토사를 모두 제거하고 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 철근을 조립하여 강관 케이싱(34)내에 삽입을 하게되는데 이때, 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 철근의 길이방향의 철근에 일정간격을 두고 다수개의 일정길이의 연결용 철근(32)을 용접 또는 철사로 묶어 도 4와 같이 설치하고 연결용 철근(32)을 스티로폴(40)로 덮어서 이를 강관 케이싱(34)내에 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱을 인발하면 현장타설 대구경 파일(30)이 시공된다.

일정길이의 연결용 철근(32)을 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 철근의 길이방향의 철근에 일정한 간격을 두고 다수개 설치하는 것은 추후에 쐐기형 강화지반 기둥(35)에 설치되는 지중 연속벽체(31)의 길이방향의 철근과 연결하여 일체적으로 벽체를 형성하기 위함이며, 또한 연결용 철근(32)을 스티로폴(40)로 덮는 것은 강관 케이싱(34)내에 철근을 삽입하고 콘크리트를 타설하면 연결용 철근(32)이 콘크리트에 완전히 묻혀 추후에 연결용 철근(32)을 확보하기가 곤란하므로 이를 방지하기 위하여 콘크리트의 타설양생이 완료되어 강관 케이싱(34)을 인발한 후에 현장타설 대구경 파일(30)의 표면에 있는 스티로폴(40)을 제거하면 손쉽게 연결용 철근(32)을 확보하여 인접한 지중 연속벽체(31)의 길이방향 철근과 연결할 수 있기 때문이다. 강관 케이싱(34)을 지반에 압입할 때 1 ~ 2m의 간격을 두고 연속하여 압입을 한다. 강관 케이싱(34)과 강관 케이싱(34)과의 사이에는 고압분사 회전식 그라우팅 방법(J.S.P)으로 도 3과 같이 현장타설 대구경 파일(30)의 굴착 경계 중심선(42)에서 지반쪽인 외측으로 20㎝떨어져 쐐기형 강화지반 기둥 중심부(43)에서 그라우팅을 실시하여 쐐기형으로 현장타설 대구경 파일사이에 일정길이와 폭을 갖는 쐐기형 강화지반 기둥(35)을 형성한 후에 현장타설 대구경 파일(30)의 굴착경계 중심선(42)을 따라 쐐기형 강화지반 기둥(35)의 쐐기부를 파취하여 형성한 파취부(41)에 지중 연속벽체(31)를 위한 철근을 조립설치한다. 이때 현장타설 대구경 파일(30)의 외측에 길이방향의 철근에 설치된 연결용 철근(32)을 지중 연속벽체(31)의 길이방향 철근에 결속을 하고 난 다음에 구조물이 설치되는 내측부에 현장타설 대구경 파일(30)과 일직선이 되도록 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설양생하고 거푸집을 제거하면 지중 연속벽체(31)의 설치가 완료되는 것이다.

도 3은 본 고안의 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일(30)과 연결하여 시공하기 위한 지중 연속벽체(31) 형성을 위해 쐐기형 강화지반 기둥(35)의 일정부분을 파취한 파취부(41)를 나타내는 도면으로서 현장타설 대구경 파일(30)의 굴착 경계중심선(42)에서 토압이 작용하는 외측으로 20㎝ 떨어져 쐐기형 강화 지반기둥 중심부(43)에 고압분사 회전식 그라우팅을 실시하여 현장타설 대구경 파일(30)사이의 1 ~2m정도의 간격 사이로 쐐기형상의 강화지반 기둥(35)이 형성되도록 하고 굴착 경계 중심선(42)에서 구조물이 설치되는 내측으로 파취하여 일정한 면적의 파취부(41)를 형성하고 파취부(41)에 지중 연속벽체(31)를 위한 철근을 조립하여 구조물이 설치될 현장타설 대구경 파일(30)의 내측의 표면과 일직선이 되도록 거푸집을 설치한 후에 콘크리트를 타설양생하고 거푸집을 제거하면 일련의 지중 연속벽체(31)가 설치되게 되는 것이다.

도 4는 본 고안의 배노트 공법에 의한 지중 연속벽체(31) 설치를 위해 현장타설 대구경 파일(30)에 연결용 철근(32)이 설치된 현장타설 대구경 파일(30) 철근 조립상태를 나타내는 도면으로서 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이 도 2의 현장타설 대구경 파일(30)의 외측 표면에 길이방향의 철근에 일정간격을 두고 다수개 일정길이의 연결용 철근(32)을 설치한 후에 스티로폴(40)로 이를 덮고 강관 케이싱(34)내에 삽입하고 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱을 인발하면 현장타설 대구경 파일(30)의 외부 표면에 있는 스티로폴(40)을 제거하면 연결용 철근(32)을 확보하게 된다. 이렇게 확보한 연결용 철근(32)은 향후에 인접한 위치에 설치될 지중 연속벽체(31)의 철근의 길이방향 철근에 연결하게 된다.

도 5와 도 6(a)(b)는 본 고안의 배노트 공법에 의한 지중 연속벽체(31) 설치를 위한 다른 실시예로서 현장타설 대구경 파일(30)에 연결 철편(50)이 설치된 현장타설 대구경 파일(30) 철근 조립상태를 나타내는 도면으로서 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이 도 2의 현장타설 대구경 파일(30)을 형성하는 철근을 조립할 때 길이방향의 철근사이에 "ㄷ" 자형 연결 철편(50)을 길이 방향으로 설치하고 연결철편(50) 후면부(54)에 일정간격으로 설치된 일정길이의 연결용 철근(51)으로 양쪽의 철근에 연결하고 연결 철편(50)의 전면부(52)에 일정간격으로 일정길이의 연결용 철근(51)을 설치하고 연결 철편(50) 전면부(52)의 내부에는 스티로폴(40)을 채운다음에 강관 케이싱(34)내로 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱(34)을 인발하면 현장타설 대구경 파일(30)이 형성되는데 현장타설 대구경 파일(30) 외부에 스티로폴(40)이 채워진 연결철편(50)의 전면부(52)가 있게 된다. 이때 스티로폴(40)을 제거하면 전면부(52)내에 용접설치된 연결용 철근(51)이 나타나는데 이 연결용 철근(51)은 도 2와 도 3의 쐐기형 강화지반 기둥(35)의 쐐기형태의 일정부분을 파취하여 형성된 파취부(41)에 지중 연속벽체(31)를 위한 철근을 조립설치하게 되는데 길이방향의 철근에 상기 연결 철편(50)의 전면부(52)에 설치된 연결용 철근(51)을 각각 연결하고 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설양생하면 지중 연속벽체(31)가 형성된다. 연결 철편(50)의 전면부(52)에 채워진 스티로폴(40)은 도 2의 스티로폴의 설치이유와 동일하므로 설명을 생략합니다.

상기와 같은 본 고안은 배노트 공법을 이용하여 현장타설 대구경 파일을 설치하고 이들 사이에 차수를 목적으로 하는 고압 분사 회전식 그라우팅을 실시하여 쐐기형 강화지반 기둥을 형성한 후에 일정 부분을 파취하여 형성된 부분에 지중 연속벽체를 위한 철근을 조립설치하여 현장타설 대구경 파일의 표면에 설치된 연결용 철근으로 서로 연결한 후에 콘크리트를 타설양생하여 지중 연속벽체를 형성하는 것으로서 현장타설 대구경 파일과 쐐기형 강화지반 기둥이 서로 철근으로 연결되어 토압 및 수압에 저항하는 지지력이 강화되도록 하며 차수를 목적으로 현장타설 대구경 파일사이를 그라우팅을 실시하여 차수효과를 높이면서 구조물이 설치되는 쪽에 지중 연속벽체를 설치하여 구조물의 벽체로 활용할 수 있도록 하므로서 지중 구조물의 설치를 위한 작업공간확보를 위한 굴착량의 감소로 인하여 공사비의 절감과 공기의 단축에 매우 필요한 공법으로서 인근의 건축물에도 전혀 영향을 주지 않고 지중에서 공사를 실시할 수 있고 이로 인하여 공사주변에 미치는 소음등의 공해가 거의 해소된다.

Claims (4)

1. 지반의 굴착경계를 따라 강관 케이싱을 압입하고 강관 케이싱내의 토사를 제거하고 길이방향의 철근에 일정간격으로 일정길이를 갖는 연결용 철근이 다수개 설치되고 스티로폴로 덮은 현장타설 대구경 파일을 형성하는 조립된 철근을 강관 케이싱내에 삽입한 후에 콘크리트를 단계적으로 타설하면서 강관 케이싱을 인발하여 형성된 복수의 현장타설 대구경 파일과 현장타설 대구경 파일사이의 일정간격에 현장타설 대구경 파일과 연결되도록 그라우팅을 실시하여 차수벽을 형성하는 쐐기형 강화지반 기둥과 구조물이 설치될 쐐기형 강화지반 기둥의 내측 일정부위를 파취하여 형성된 파취부에 지중 연속벽체를 위한 철근을 조립하고 강관 케이싱내에 길이방향의 철근에 설치된 연결용 철근을 인근의 지중 연속벽체를 위한 철근의 길이 방향의 철근과 각각 연결하여 콘크리트를 타설양생하여 형성된 지중 연속벽체인 것을 특징으로 하는 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중연속벽체.
2. 제 1항에 있어서

   상기 연결용 철근은 "ㄷ" 자형 연결 철편에 연결 철편 후면부에 일정간격으로 설치된 일정길이의 연결용 철근과 연결 철편의 전면부에 일정간격으로 일정길이의 연결용 철근을 설치하고 전면부의 내부에는 스티로폴을 채운 것을 특징으로 하는배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중연속벽체.
3. 제 1항에 있어서

   상기 쐐기형 강화지반기둥의 형성을 위한 차수용 그라우팅은 현장타설 대구경 파일의 굴착 경계중심선에서 외측으로 20㎝ 떨어진 지점에서 고압분사 회전식 그라우팅을 실시하는 쐐기형 강화지반 기둥 중심부인 것을 특징으로 하는 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중연속벽체.
4. 제 1항에 있어서

   상기 쐐기형 강화지반기둥의 파취부는 현장타설 대구경 파일의 굴착경계 중심선에서 구조물이 시공될 내측을 파취한 것을 특징으로 하는 배노트 공법에 의해 설치된 현장타설 대구경 파일을 이용한 지중연속벽체.