KR20090119037A - 흙막이 벽체용 합성 파일 및 그것을 이용한 원심성형방식의 흙막이 벽체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 벽체용 합성 파일 및 그것을 이용한 원심성형 방식의 흙막이 벽체에 관한 것으로, 지하차도, 교대, 호안, 하안, 옹벽에 사용되는 흙막이 벽체용 파일 구조에 있어서; 길이방향으로 일측에는 볼록하게 곡률진 볼록부가 형성되고, 타측에는 상기 볼록부와 대응되는 곡률로 오목부가 형성되며, 콘크리트로 양생된 파일본체와; 상기 파일본체의 내부에 환형상으로 매립된 다수의 이형강봉과; 상기 볼록부 및 오목부와 직교되는 방향의 파일본체 일측면에 매립되고, 일부 노출된 노출 강판으로 구성된 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일을 제공한다.

본 발명에 따르면, 벽체파일이 공장에서 사전 제작되기 때문에 품질이 우수하고, 고강도 콘크리트와 강재가 합성된 단면에 긴장력을 부여하기 때문에 수평토압과 축하중에 대한 저항력이 매우 크며, 현장 타설 콘크리트 벽체나 강널말뚝 벽체에 비해 저렴하고, 항타 시공만으로도 직선형, 곡선형 등의 벽체 시공이 가능하여 공사기간을 단축할 수 있으며, 노출 강판을 통해 버팀보나 콘크리트 슬래브 등을 연결하기 용이한 장점을 얻을 수 있다.

흙막이 벽체, 벽체파일, 원심성형, 합성파일

Description

흙막이 벽체용 합성 파일 및 그것을 이용한 원심성형 방식의 흙막이 벽체{A COMPOSITE PILE FOR EARTH RETAINING WALL AND CENTRIFUGAL FORCE TYPE EARTH RETAINING WALL USING IT}

본 발명은 흙막이 벽체용 합성 파일 및 그것을 이용한 원심성형 방식의 흙막이 벽체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속시공이 가능하여 시공속도가 빠르고, 간편 용이하며, 공사비 절감도 가능하고, 수평토압에 대한 저항력을 증대시킨 흙막이 벽체용 합성 파일 및 그것을 이용한 원심성형 방식의 흙막이 벽체에 관한 것이다.

일반적으로, 토목공사시 옹벽을 설치하기 위해 옹벽이 설치될 위치에 콘크리트를 타설하여 흙막이 벽체를 시공하는 방법이 널리 이용되어 왔다.

이러한 흙막이 벽체는 예컨대, 각종 지하차도, 교대, 호안, 하안, 옹벽 등에 주로 사용되었는 바, 통상 현장에서 거푸집을 설치하고, 그 안에 철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 벽체를 완성하는 형태가 대부분이었다.

그러나, 이와 같은 현장 콘크리트 타설방식은 많은 인력과 시간이 소모될 뿐만 아니라 콘크리트 타설후 양생까지 상당한 시간이 경과되어야 하기 때문에 시공 시간이 지연되고, 품질편차가 심하다는 단점을 가졌다.

뿐만 아니라, 작업현장 여건에 따라 좁은 공간일 경우에는 거푸집 설치 및 제거 작업을 수행하기 어렵고 번거로우며, 그로 인한 극심한 시공성 저하를 초래하기도 하였다.

최근에는 이와 같은 단점들을 해결하기 위해 ＰＨＣ(Pretensioned spun High strength Concrete) 파일 등 다양한 형태의 개발되어 흙막이 벽체가 개발되어 시공되고 있으나 이들은 그 외관이 밋밋한 원통형상인 단순구조이기 때문에 대부분 시공지에서 일자형태로 연속배치되게 항타되어 벽체를 이루도록 매입 시공되고 있어 파일간 틈새가 발생되므로 누수 등 많은 문제를 초래하는 단점을 가진다.

또한, 파일 상호간의 연결성이 없어 토압에 저항하는 힘이 약하고, 촘촘하게 배치한 상태로 지중 매입해야 하므로 항타 작업도 까다롭고 어려운 점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 고강도 콘크리트와 강재를 공장에서 미리 합성시켜 만든 벽체파일을 현장에서 연속적으로 항타 시공한 후 벽체파일의 전면을 굴착하기만 하면 흙막이 벽체를 형성할 수 있도록 하여 시공기간을 단축하고, 거푸집 설치, 콘크리트 타설등 현장의 복잡 다대한 작업공수를 현격히 줄일 수 있음은 물론 특히, 벽체파일을 원심성형 방식으로 제작하되 강재와 콘크리트의 합성된 단면에 긴장력을 극대화시켜 벽체에 작용하는 수평토압에 대한 저항력도 높일 수 있도록 한 흙막 이 벽체용 합성 파일 및 그것을 이용한 원심성형 방식의 흙막이 벽체를 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 지하차도, 교대, 호안, 하안, 옹벽에 사용되는 흙막이 벽체용 파일 구조에 있어서; 길이방향으로 일측에는 볼록하게 곡률진 볼록부가 형성되고, 타측에는 상기 볼록부와 대응되는 곡률로 오목부가 형성되며, 콘크리트로 양생된 파일본체와; 상기 파일본체의 내부에 환형상으로 매립된 다수의 이형강봉과; 상기 볼록부 및 오목부와 직교되는 방향의 파일본체 일측면에 매립되고, 일부 노출된 노출 강판으로 구성된 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일을 제공한다.

이때, 상기 파일본체의 볼록부 중앙에는 볼록부홈이 더 형성되고, 상기 오목부 중앙에는 상기 볼록부홈에 대향되는 오목부홈이 더 형성된 것에도 특징이 있다.

또한, 상기 이형강봉에는 이들을 나선형으로 둘러 묶는 철선이 더 결선된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 노출 강판에는 연결재가 수직하게 고정되고, 상기 연결재는 파일본체에 매립고정되는 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 연결재는 판형, 판에 구멍이 뚫린 형, 스터드 형, 파일본체에 매립되는 너트와 노출 강판을 관통하여 이 너트에 체결되는 볼트형 중 어느 하나의 형태인 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기와 같은 구조를 갖는 흙막이 벽체용 합성 파일들의 볼록부와 오 목부가 서로 끼워지는 형태로 지면에 항타 매입된 다수의 흙막이 벽체용 합성 파일들과; 상기 흙막이 벽체용 합성 파일들의 볼록부와 오목부 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 주입재로 이루어진 흙막이 벽체용 합성 파일을 이용한 흙막이 벽체를 제공함에도 그 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 벽체파일이 공장에서 사전 제작되기 때문에 품질이 우수하고, 고강도 콘크리트와 강재가 합성된 단면에 긴장력을 부여하기 때문에 수평토압과 축하중에 대한 저항력이 매우 크며, 현장 타설 콘크리트 벽체나 강널말뚝 벽체에 비해 저렴하고, 항타 시공만으로도 직선형, 곡선형 등의 벽체 시공이 가능하여 공사기간을 단축할 수 있으며, 노출 강판을 통해 버팀보나 콘크리트 슬래브 등을 연결하기 용이한 장점을 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 합성형 벽체파일의 예시적인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 합성형 벽체파일의 노출 강판 연결용 연결재의 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 합성형 벽체파일의 설치예 및 구조를 보인 예시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 합성형 벽체파일, 즉 흙막이 벽체용 합성 파일은 다수개가 서로 연결되는 형태로 마련되어 흙막이 벽체를 형성하게 된다.

이때, 상기 흙막이 벽체는 직선형 혹은 곡선형 시공이 가능하다.

이를 위해, 본 발명에 따른 흙막이 벽체용 합성 파일(이하 '벽체파일'이라 함)은 파일본체(100)와, 상기 파일본체(100)의 일측면에 결합되는 노출 강판(200)으로 구성된다.

여기에서, 상기 파일본체(100)는 콘크리트가 형틀에 타설되어 이루어지는데 주로 원심력을 이용한 원심성형방식으로 이루어진다.

예컨대, 도 3의 확대도에 도시된 형상의 형틀에 콘크리트를 붓고, 원심력을 가하면서 양생하게 되면 본 발명에 따른 파일본체(100)가 형성되게 된다.

이 경우, 상기 노출 강판(200)은 상기 콘크리트가 양생되기 전에 그 일부가 매입되어 합성되는 형태를 취하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 파일본체(100)는 형틀에서 양생되기전 형틀 내부에 환형상으로 이형강봉(110)을 배치하고, 이 이형강봉(110)에는 전체에 걸쳐 철선을 나선형상으로 감아 철선이 배력철근의 역할을 함과 동시에 이형강봉(110)의 위치를 고정할 수 있도록 함으로써 양생후 파일본체(100)의 강도를 더욱 높일 수 있도록 구성할 수 있다.

아울러, 상기 형틀에 콘크리트 타설시 상기 이형강봉(110)이 유동되지 않도록 하기 위해 이형강봉(110)의 끝단을 형틀에 고정시키는 형태를 취할 수 있다.

또한, 미리 형틀에 고정된 이형강봉(110)을 긴장하여 양생하고, 탈형시 합성 단면에 프리스트레스를 도입하도록 할 수도 있다.

나아가, 상기 파일본체(100)는 그 길이방향으로 서로 대향되는 면에 볼록 부(120)와 오목부(130)를 갖도록 성형됨이 바람직하다.

상기 볼록부(120)와 오목부(130)는 서로 동일 곡률반경을 갖고 볼록하게 혹은 오목하게 형성되며, 각 부분 중앙에는 볼록부홈(122)과 오목부홈(132)이 형성되도록 성형됨이 바람직하다.

그리하여, 상기 파일본체(100)를 서로 근접배치하여 흙막이 벽체를 만들때 상기 볼록부(120)가 오목부(130)에 끼워지는 형태로 배치되도록 함으로써 결합성을 좋게 하고 수평토압에 대한 저항력을 높일 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 상기 볼록부(120)와 오목부(130)가 서로 삽입배치되면 도 1 혹은 도 3과 같은 형태가 되게 되는데, 이때 볼록부홈(122)과 오목부홈(132)은 서로 만나 대략 사각형상의 구멍(혹은 홈)을 형성하게 되며, 이 속에 주입재(300), 바람직하기로는 그라우팅 주입재를 채워 넣어 파일본체 간의 틈새를 밀봉함으로써 누수의 문제도 해결할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 볼록부홈(122)과 오목부홈(132)은 반드시 이 형상으로 국한될 필요가 없으며, 상기 주입재(300)가 상기 볼록부(120)와 오목부(130) 사이에 개재되어 밀봉기능을 담당할 수 있는 형상이면 족하다.

또한, 상기 볼록부(120)와 오목부(130)는 일정한 곡률반경을 갖기 때문에 도 3에서와 같이 흙막이 벽체를 직선형으로도 형성할 수 있고, 곡선형으로도 쉽게 형성할 수 있게 된다.

한편, 상기 노출 강판(200)은 상기 파일본체(100)의 일측면에 매입설치되는 바, 여기에는 버팀보와 같은 가설구조물이 설치되거나 혹은 지하차도의 경우 하부 슬래브를 연결할 때 볼팅될 수 있도록 하여 주며, 이를 파일본체(100)에 고정하기 위해 연결재(210)가 고정된 대략 'T' 형상 혹은 도시하지는 않았지만 'ㄷ'형상이 이루게 된다.

이때, 상기 연결재(210)는 도 2의 (a)와 같이 판상으로 형성될 수도 있고, (b)에서와 같이 판상에 구멍(220)이 뚫린 형태가 될 수도 있으며, (c)와 같이 하단에 볼트머리(214)를 갖는 스터드(212) 형태가 될 수도 있고, (d)와 같이 매립되는 너트(216)와 상기 노출 강판(200)을 관통하여 상기 너트(216)에 체결되는 볼트(218) 형태가 될 수도 있다.

이와 같이, 상기 연결재(210)를 고정하기 위한 구조는 예시된 예 이외에도 많은 변형예가 있을 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 사용예는 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 파일본체(100)를 이용하여 흙막이 벽체를 구성하기 위해서는 본 발명에 따른 파일본체(100) 형상으로 공장에서 사전에 콘크리트 타설되고 양생된 상태로 파일본체(100)가 구비된다.

이때, 상기 파일본체(100)의 내부에는 이형강봉(110)이 파일본체(100)의 길이방향으로 다수 매설되어 있으며, 양생시 함께 굳어져 일종의 철근-콘크리트조 벽체에서의 철근 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 파일본체(100)의 일측면에는 노출 강판(200)이 고정된 상태이며, 길이방향 양측, 다시 말해 상기 노출 강판(200)과 직교되는 방향의 파일본체(100) 양측면에는 볼록부홈(122) 및 오목부홈(132)을 갖는 볼록부(120)와 오목 부(130)가 형성된 상태이다.

이러한 구조를 갖는 파일본체(100) 다수개를 흙막이 벽체 시공현장으로 운반한 다음, 항타 방식으로 파일본체(100)를 각각 개별 항타하여 흙속에 박아 넣는다.

이때, 볼록부(120)와 오목부(130)가 서로 삽입되는 형태를 취하도록 하면서 이들의 곡률반경을 이용하여 흙막이 벽체의 형태, 즉 직선형 혹은 곡선형으로 결정하여 흙막이 벽체를 형성하게 된다.

이후, 주입재(300)를 상기 볼록부홈(122)과 오목부홈(132)에 채워 넣어 파일본체간 틈새를 밀봉한 다음, 굴착기를 이용하여 해당 장소를 굴착하게 되면 간편 용이하면서도 저렴한 비용으로 단시간에 흙막이 벽체를 시공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 합성형 벽체파일의 예시적인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 합성형 벽체파일의 노출 강판 연결용 연결재의 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 합성형 벽체파일의 설치예 및 구조를 보인 예시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....파일본체 110....이형강봉

120....볼록부 122....볼록부홈

130....오목부 132....오목부홈

200....노출 강판 210....연결재

300....주입재

Claims (6)

1. 지하차도, 교대, 호안, 하안, 옹벽에 사용되는 흙막이 벽체용 파일 구조에 있어서;

   길이방향으로 일측에는 볼록하게 곡률진 볼록부가 형성되고, 타측에는 상기 볼록부와 대응되는 곡률로 오목부가 형성되며, 콘크리트로 양생된 파일본체와;

   상기 파일본체의 내부에 환형상으로 매립되어 합성 단면에 프리스트레스를 도입할 뿐만 아니라 철근 역할을 하는 다수의 이형강봉과;

   상기 볼록부 및 오목부와 직교되는 방향의 파일본체 일측면에 매립되고, 일부 노출된 노출 강판으로 구성된 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 파일본체의 볼록부 중앙에는 볼록부홈이 더 형성되고, 상기 오목부 중앙에는 상기 볼록부홈에 대향되는 오목부홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일.
3. 청구항 1에 있어서;

   상기 이형강봉에는 이들을 나선형으로 둘러 묶는 철선이 더 결선된 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일.
4. 청구항 1에 있어서;

   상기 노출 강판에는 연결재가 수직하게 고정되고, 상기 연결재는 파일본체에 매립고정되는 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일.
5. 청구항 4에 있어서;

   상기 연결재는 판형, 판에 구멍이 뚫린 형, 스터드 형, 파일본체에 매립되는 너트와 노출 강판을 관통하여 이 너트에 체결되는 볼트형 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일.
6. 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 항의 형태를 갖는 흙막이 벽체용 합성 파일들의 볼록부와 오목부가 서로 끼워지는 형태로 지면에 항타 매입된 다수의 흙막이 벽체용 합성 파일들과;

   상기 흙막이 벽체용 합성 파일들의 볼록부와 오목부 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 주입재로 구성된 것을 특징으로 하는 흙막이 벽체용 합성 파일을 이용한 흙막이 벽체.

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