KR100414435B1 - 배수성 무지보 구체식 연약지반 터파기공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반에 상하수관로, 하수관거, 맨홀, 배수로 등의 지하시설물을 설치하기 위하여 소정의 깊이까지 굴착할 때 토사붕괴방지용 가설 토류벽을 설치하게되는데 이때에는 이의 철거하기 간편하거나 또는 환경친화적인 흙막이 재료로 된 토류벽을 철거하지 않고 매립하므로서 철거비가 절약되면서가설 토류벽 설치공사의 비용이 대폭 절감되는 우수한 배수성을 갖는 무지보 구체식 연약지반 터파기공법을 제공하기 위한 것으로, 지하시설물에 대한 최소 필요면적과 심도에 따라 넉넉히 정한 여유의 면적에 터파기용 윤곽을 정하는 단계와; 초기 터파기 윤곽을 따라 일정한 폭과 깊이로 토류벽홈을 굴착하는 단계와; 상기 토류벽홈의 바닥에 필터를 깔고 그 위에 짚섶 매트나 흙이 섞인 짚섶, 부직포 롤과 같은 배수성이 뛰어난 흙막이재를 층층이 쌓아 무지보 가설 토류벽을 구축하는 단계와; 상기 무지보 가설 토류벽의 안쪽 지반을 대략 토류벽홈의 바닥까지 굴착하는 굴착단계와; 굴착된 지반에서 필터의 상부에 배수관을 다수 설치하는 단계와; 상기에서 설명한 토류벽홈의 굴착-무지보 가설 토류벽의 설치-토류벽 안쪽 지반의 굴착-배수관의 설치로 이어지는 굴착과정을 설계심도까지 단계별로 내향 계단식으로 터파기하는 배수성 구체식 연약지반 터파기공법을 특징으로 한다.

Description

배수성 무지보 구체식 연약지반 터파기공법{method for excavation of soft soil using block type having drainage function which has no support bar}

본 발명은 연약지반에 하수관거, 맨홀 등의 지하시설물을 설치하기 위하여 소정의 심도로 굴착할 때 가설 토류벽을 설치하게 되는데 이때 철거하기 간편하고, 가설 토류벽 설치공사의 비용을 대폭 절감할 수 있게 한 배수성 무지보 구체식 연약지반 터파기공법에 관한 것이다.

사질토, 니질토, 뻘흙과 같은 연약지반에 하수관거, 상하수관로, 배수로, 맨홀 등의 지하시설물을 설치하려면 그 지하시설물의 설계에 맞춰 일정한 깊이로 굴착하는 공사부터 실시하게 된다. 이때의 굴착공사에는 굴착부 주변의 토사가 무너지지 않게 방지할 수 있는 가설 흙막이공사도 병행된다.

종래의 가설 흙막이공사에 있어서는 굴착대상 지반의 경계에 일정한 간격으로 형강제 말뚝을 타입하고 인접한 말뚝 사이에 토류판을 층층이 내리 끼워 토류벽을 구축하고, 심도가 깊어질수록 토류벽을 안정시키기 위하여 말뚝과 띠장 사이에 버팀보를 설치하여 안정시키는 것이었다.

그러나 강말뚝과 토류판을 이용하여 토류벽을 구축하는 가설 흙막이공법은 자재비와 말뚝을 타입하기 위한 중장비 동원비, 인건비 등 비용지출이 막대하였다. 또한, 가설 흙막이를 설치할 때와 같이 철거할 때에도 많은 노력이 들어가게 된다. 상기한 토류벽은 아니더라도 지하시설물을 설치하기 위해서는 반드시 어떤 형태로든 토류벽을 구축해야 하는 곳이 있다. 이를테면 사질토, 니질토, 매립지 같은연약지반이다. 이러한 연약지반은 지하수의 침출량도 무시 못한다.

이러한 연약지반에 소규모 지하설물을 설치하기 위하여 비용이 많이 들고 중장비와 많은 작업인력의 투입, 및 공기가 요구되는 가설 토류벽공법을 적용한다는 것은 너무 비경제적이고 또한 비현실적이 아닐 수 없다. 또한 여기서 배출되는 지하수를 배수하는 작업도 대단히 품이 많이 드는 작업이다.

따라서 연약지반에 소규모 지하시설물을 설치하기 위한 굴착공사를 선행함에 있어서는 설치와 철거가 간편하고, 공사비도 저렴하며, 침출수를 용이하게 배수할 수 있는 공법을 선택해야 할 것이다.

본 발명은 연약지반에 하수거, 맨홀 등의 지하시설물을 설치하기 위하여소정의 심도로 굴착할 때 이에 필요한 가설 흙막이를 설치하게 되는데 이의 설치 및 철거가 간편하고, 가설 흙막이 공사비의 대폭 절감이 가능하며, 침출 수를 완벽히 배수하면서 안전하게 터파기 공사를 수행할 수 있는 배수성 무지보 구체식 연약지반 터파기공법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 지하시설물에 대한 최소한의 필요면적과 심도에 따라 넉넉한 여유를 갖고 초기 터파기용 윤곽을 정하는 단계와; 초기 터파기 윤곽을 따라 일정한 폭과 깊이로 토류벽홈을 굴착하는 단계와; 상기 토류벽홈의 바닥에 필터를 깔고 그 위에 짚섶이나 흙을 층층이 넣은 짚섶, 부직포 롤과 같은 배수성 흙막이재를 층층이 투입하여 쌓아 무지보 가설 토류벽을 구축하는 단계와; 상기 무지보 가설 토류벽의 안쪽 지반을 대략 토류벽홈의 바닥까지 굴착하는 굴착단계와; 굴착된 지반에 포설된 필터의 상부에 배수관을 설치하는 단계와; 상기에서 설명한 토류벽홈의 굴착-무지보 가설 토류벽의 설치-토류벽 안쪽 지반의 굴착-배수관의 설치로 이어지는 굴착과정을 설계심도까지 단계별로 내향 계단식으로 터파기하는 배수성 무지보 구체식 연약지반 터파기공법을 특징으로 한다.

도 1은 지표측 광역 굴착지반의 윤곽도

도 2는 최상단 토류벽홈의 굴착 단면도

도 3은 최상단 토류벽홈에 흙막이재가 채워진 상태의 단면도

도 4는 도 3에서 가설 토류벽의 안쪽 지반을 굴착한 상태의 단면도

도 5는 상단 가설 토류벽 밑에 배수관을 설치하고 1차 굴착지반의 가장 자리에 제2단 토류벽홈을 굴착한 상태의 단면도

도 6은 제2단 토류벽홈에 흙막이재를 채운 상태의 단면도

도 7은 도 6에서 2차 굴착 후의 단면도

도 8은 제3단 토류벽홈을 굴착하여 흙막이재를 적층한 상태의 단면도

도 9는 설계심도까지 가설 토류벽을 설치 완료한 상태의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1a-d : 토류벽홈 3a-c : 필터

4a-c : 흙막이재 5a-d : 굴착지반

6a-c : 배수관

도 1에서, 사질토, 니질토, 뻘, 매립지 등의 연약지반에서 지하시설물을 설치하기 위한 바닥 설계면적(a)을 기준으로 계단식 무지보 가설 토류벽의 층수를 계산하고, 그 계단수를 고려하여 바닥 설계면적에 작업공간 면적을 포함한 깊이로부터 역사다리꼴 단면이 지면측에 설치하게 될 최상단 무지보 토류벽의 윤곽(b)이 잡힌다.

도 2에서, 이렇게 초기 터파기용 윤곽을 잡고, 그 윤곽을 따라 소정의 깊이로 토류벽홈(1a)을 굴착한다. 토류벽홈(1a)의 폭은 가설 토류벽홈(1a)의 폭은 가설 토류벽의 두께가 되고 깊이는 곧 그 토류벽의 높이가 된다. 굴착된 토류벽홈(1a)의 외곽 지표면에는 부직포, 버림 콘크리트 등을 포설한 보호재(2)로 토류벽홈(1a)의 바깥 언저리가 무너지지 않도록 안전조치를 한다.

도 3에서, 상기 토류벽홈(1a)의 바닥에 부직포, 짚과 같이 배수성을 가진 필터(3a)를 깔고, 그 위에 흙막이재(4a)를 적층하여 토류벽을 구축한다. 흙막이재(4a)는 부직포, 짚섶매트, 갈대섶, 억새섶, 생나무가지섶, 생나무가지 섶또는 흙을 층층이 넣어 무게를 늘린 섶 이다. 이러한 흙막이 재료는 원천적으로 배수성이 우수하므로 굴착 단계별로 침출되는 지하수의 가설 토류벽내의 유입이 용이하다. 또한, 흙막이재의 재료가 환경친화적이므로 가설토류벽을 철거하지 않고 매립이 가능하다. 흙막이재(4a)는 벽돌을 조적할 때처럼 층층이 엇갈려 쌓기하여 조적강도를 높인다. 또한 흙막이재(4a)의 중량감을 높이기 위하여 층층이 흙막이나 콘크리트등을 깔면서 쌓기를 한다.

도 4에서, 토류벽의 안쪽 지반(5a)을 굴착한다. 이때의 굴착깊이는 토류벽홈(1a)의 바닥에 준한다. 그리고 만약에 토류벽홈(1a)의 주변 지반에서 침출된 지하수가 있다면 이는 모두 1차 굴착지반(5b)에 고인다. 침출 지하수량이 적으면 그대로 후속 공사를 속행하고 침출 지하수량이 많으면 펌프를 사용하여 퍼내고 후속 단계의 공사에 돌입한다.

도 5에서, 상기 굴착지반(5b)에서 필터(3a)의 상부측에 다수개의 배수관(6a)을 박아서 주변 지반의 지하수가 배출되는 것을 돕는다. 그리고 1차 굴착지반(5b)의 가장자리에다 상기와 같은 요령으로 일정한 깊이의 제2단 토류벽홈(1b)을 굴착한다.

도 6에서, 상기 토류벽홈(1b)의 바닥에 필터(3b)를 깔고, 그 위에 흙막이재 (4a)를 층층이 쌓아 제2단 가설 토류벽을 구축한다.

도 7에서, 제2단 가설 토류벽의 필터(3b)의 상부측에 다수개의 배수관 (7b)을 설치하여 그 주변 지반 지하수가 원활하게 배출되도록 한다.

도 8에서, 2차 굴착지반(5b)의 가장자리에다 상기와 같은 요령으로 일정한깊이의 토류벽홈(1c)을 굴착한 다음에 그 바닥에 필터(3c)를 깔고 흙막이재(4c)를 쌓는 식으로 설계심도까지 반복하면 도 9와 같은 계단식 무지보 가설 토류벽이 구축된다. 최종 굴착지면(5d)은 지하시설물의 설계면적(a)보다도 넓어야 된다. 앞에서도 언급한 바와 같이 구축할 지하시설물용 거푸집틀과 주변 작업공간이 확보되어야 하기 때문이다.

설계면적(a)에 지하시설물 공사를 마치고는 공간에 토사로 매립할 수도 있고, 하층 토류벽부터 차례로 철거하면서 단계별로 흙되메우기를 반복하여 매립할 수도 있다.

본 발명의 무지보 가설 토류벽은 가설 흙막이용 재료를 현장 부근의 야산, 하천 등에서 값싸게 조달할 수 있으므로 연약지반의 터파기공사비를 대폭 절감할 수 있으며, 흙막이용 재료가 환경친화적이므로 가설토류벽을 철거하지 않고 매립하여도 환경에 미치는 영향이 거의 없으므로 철거비용이 절약되는 장점이 있다.

또, 토압의 영향을 받지 않는 한도내에서 적당한 높이로 그것도 용적을 점차적으로 좁혀가며 계단식으로 토류벽을 구축하므로 토류벽의 형태를 유지하기 위한 강말뚝, 띠장, 버팀보 등의 보조수단을 설치할 필요가 없기 때문에 경제적일뿐 아니라 가설 토류벽의 설치 및 철거가 매우 용이하다는 장점이 있다.

또한 흙막이재가 투수성이 우수하므로 굴착지반의 주변 지반의 지하수를 효율적으로 신속히 배출시킬 수 있으므로 공사기간 중에 굴착부 주변 지반의 지하수압으로 인하여 가설 토류벽의 형태변형 또는 붕괴, 토사붕괴와 같은 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 지하시설물에 대한 최소 필요면적과 심도에 따라 넉넉한 여유를 갖고 초기 터파기용 윤곽을 정하는 단계와; 초기 터파기 윤곽을 따라 일정한 폭과 깊이로 토류벽홈을 굴착하는 단계와; 상기 토류벽홈의 바닥에 필터를 깔고 그 위에 짚섶매트나 흙을 층층이 넣은 섞인 짚섶, 부직포 롤과 같은 배수성 흙막이재를 층층이 투입하여 쌓아 무지보 무띠장 가설 토류벽을 구축하는 단계와; 상기 무지보 가설 토류벽의 안쪽 지반을 대략 토류벽홈의 바닥까지 굴착하는 굴착단계와; 굴착된 지반포설된 필터상부에 배수관을 다수 설치하는 단계와; 상기의 토류벽홈의 굴착-무지보 가설 토류벽의 설치-토류벽 안쪽 지반의 굴착-배수관의 설치로 이어지는 굴착과정을 설계심도까지 단계별로 내향 계단식으로 터파기하는 것을 특징으로 하는 배수성 구체식 연약지반 터파기공법.