KR0172979B1 - 보강토구조물의 벽면구조 - Google Patents

보강토구조물의 벽면구조 Download PDF

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KR0172979B1 KR1019940014178A KR19940014178A KR0172979B1 KR 0172979 B1 KR0172979 B1 KR 0172979B1 KR 1019940014178 A KR1019940014178 A KR 1019940014178A KR 19940014178 A KR19940014178 A KR 19940014178A KR 0172979 B1 KR0172979 B1 KR 0172979B1
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Abstract

본 발명의 목적은 극히 간단하고 콤팩트한 연결용구를 사용하면서 벽면패널과 성토보강부재와의 연결부를 견고하게 보강할수 있고, 또 성토보강부재에 큰 힘이 작용하여도 변형이나 파손이 생기기 어렵고, 더욱이 벽면패널의 설치시에 벽면패널의 설치조정을 용이하게 행할수 있도록한 보강토구조물의 벽면구조를 제공하는 것이다.
상기 보강토구조물의 벽면구조는, 벽면패널(2)의 배면부에 취부되고, 성토보강부재(3)의 일단이 연결되는 연결용구(4)를 단면이 대략 채널 형상으로 형성되고 상기 성토보강부재(3)의 단부가 상하방향으로 슬라이드자재로 연결되는 종방향으로 긴 슬롯(10)을 가지는 용구본체(8)와, 이 용구본체(8)에 돌설되고 또 상기 벽면패널(2)의 콘크리트중에 매설되어 상기 용구본체(8)에 돌설되고 또 상기 벽면패널(2)의 콘크리트중에 매설되어 상기 용구본체(8)를 벽면패널(2)의 배면부에 고정하는 다수의 앵커부재(9)를 구비하여 구성하고, 또한 성토보강부재(3)의 단부는 용구본체(8)의 슬롯(10)에 삽입되고 이 삽입부분에 성토보강부재(3)에 작용하는 응력을 용구본체(8)의 전체에 분산시키는 하중분산플레이트(11)가 취부되고 또 성토보강부재(3)의 단부를 용구본체(8)에 고정하는 고정너트(12)를 나사 결합하여 구성된다.

Description

보강토구조물의 벽면구조
제1도는 본 발명에 따른 보강토구조물의 벽면구조의 일실시예의 정면도.
제2도는 제1도의 a-a 선 단면도.
제3도는 벽면패널의 정면도.
제4도는 연결용구의 취부상태를 도시하는 벽면패널의 일부측면도.
제5도는 연결용구와 성토(盛土)보강부재의 측면도.
제6도는 연결용구의 분해사시도.
제7도는 벽면패널의 설치상태를 도시하는 성토 보강토구조물의 일부 종단면도.
제8도는 연결용구와 성토보강부재의 변형예를 도시하는 측면도.
제9도는 제8도의 평면도.
제10도는 연결용구와 성토보강부재의 다른 변형예를 도시하는 측면도.
제11도는 제10도의 평면도.
제12도는 연결용구와 성토보강부재의 또다른 변형예를 도시하는 측면도.
제13도는 제10도의 평면도.
제14도는 종래의 벽면패널과 성토보강부재와의 연결부의 구조를 도시하는 사시도.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명
1 : 성토층 2 : 벽면패널
3 : 성토 보강부재 4 : 연결용구
5 : 앵커 플레이트 6 : 연결공
7 : 연결봉 8 : 용구본체
9 : 앵커부재 10 : 슬롯
11 : 하중분산 플레이트 12 : 고정너트
13 : 보조용구 14 : 연결볼트
15 : 고정플레이트
본 발명은 옹벽면을 구성하는 벽면패널과 이 벽면패널을 지지하는 성토보강부재와의 연결부가 성토층의 침하 등에 응하여 슬라이드 할수 있도록한 보강토구조물의 벽면구조에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 보강토구조물의 벽면구조로서는, 예를들면, 제14도에 도시한 바와같이 벽면패널(20)의 배면부에 고정용구(21)를 매설고정하고, 이 고정용구(21)를 거쳐서 성토층(22)에 매설된 대상(帶狀) 보강부재(23)를 벽면패널(20)의 배면부에 연결하는 것에 의해 구축되는 것이 공지되어 있다.
종래의 보강토구조물의 벽면구조는 이상 설명한 바와 같이 구축되어 있지만, 벽면패널(20)은 통상, 콘크리트 등의 강성재료로 형성되고, 한편 성토층(22)은 입상체로서 전압(轉壓)시에 압축되어 용이하게 변형하기 쉽기 때문에, 고정용구(21)와 성토보강부재(23)와의 연결부는 성토층(22)의 전압시에 상대변위를 일으켜 주변의 흙입자의 움직임에 크게 영향을 받아, 조만간에 파괴되는일이 있다.
또, 성토층(22)을 구축하는 성토재로서 현지 발생재를 사용하는 것은 극히 경제적으로 바람직하지만, 성토재의 질이 나쁘면 흙의 압축성이 크서 벽면이 변위하기 쉽다.
또, 성토보강부재(23)의 연결부의 응력이 시간이 경과함에 따라 변화하고, 연결부에 예측하기 어려운 복잡한 응력이 발생하기 쉽고 파괴가 일어나기 쉽다.
본 발명은 일반적으로 벽면의 변위는 성토층(22)의 전압하중에 의한 압축과 측방향으로의 팽창, 더욱이 전압시에 있어서의 벽면패널(20)과 성토보강부재(23)와의 연결부에 있어서의 헐거움이 증가하는것에 의해, 또 연결부가 하중에 의해 생기는 변형, 전압후의 중첩하중에 의해 성토층(22)의 압축에 의한 성토보강부재(23)와, 이것에 연결되어 있는 벽면패널(20)의 변형 및 연결부에서의 응력집중에 의해 일어난다.
본 발명은 이상의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 매우 간단하고 콤팩트한 연결용구를 사용함으로써 벽면패널과 성토보강재와의 연결부를 견고하게 보강할수 있고, 성토보강부재에 큰 힘이 작용하여도 변형이나 파괴가 생기기 어렵고, 또 벽면패널을 설치하는 경우에 벽면패널의 조립을 용이하게 조정할수 있도록 한 보강토구조물의 벽면구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 청구항 제1항에 기재된 보강토구조물의 벽면구조는, 벽면패널의 배면부에 취부되고 성토보강부재의 일단이 연결되는 연결용구를 단면이 대략 홈형상으로 형성하고, 상기 성토보강부재의 단부가 상하 방향으로 슬라이드가능하게 연결되는 길이방향의 긴 슬롯을 가지는 용구본체와, 이 용구본체에 돌설되고 또 상기 벽면패널의 콘크리트중에 매설되어 상기 용구본체를 벽면패널의 배면부에 고정하는 복수개의 앵커부재를 구비하여 구성하는 것에 의해 구축되어 있다.
또한, 본 발명에 관한 청구항 제2항에 기재된 보강토구조물의 벽면구조는 제1항의 벽면구조에 있어서, 성토보강부재의 선단부가 용구본체의 슬롯에 삽입되고, 이 삽입부분에 성토보강부재에 작용하는 응력을 용구본체의 전체에 분산시키는 하중분산플레이트가 취부되고, 또 성토보강부재의 단부를 용구본체에 고정하는 고정너트가 삽입부분에 나사결합되어 구축되어 있다.
제1도 내지 제7도는 본 발명에 관한 보강토구조물의 일실시예를 도시하고 있다. 도면에 있어서, 부호1은 공들여서 전압하면서 소정높이로 쌓여진 성토층, 2는 이 성토층(1)의 선단에서 서로 연결하면서 복수개의 단으로 겹쳐져서 성토층(1)을 보호지지하는 벽면패널, 3은 성토층(1)의 내부에서 복수의 층으로 매설되어 성토층(1)의 이동, 침하, 유실 등을 방지하도록 성토층(1)을 보호지지함과 동시에, 벽면패널(2)을 성토층(1)의 선단에 고정하는 성토보강부재, 4는 벽면패널(4)의 배면부에 취부되어 성토보강부재(3)의 일단을 벽면패널(2)에 연결하는 연결용구, 그리고 부호 5는 성토보강부재(3)의 타단부에 취부되어 성토보강부재(3)의 타단을 성토층(1)내에서 빠지지않도록 고정하는 앵커플레이트이다.
벽면패널(2)은 프리캐스트 콘크리트판에 의해 역 T 자형상으로 형성되고, 그의 좌우돌출부의 상하 양단부에는 소정깊이의 연결공(6, 6)이 각각 수직으로 형성되어 있다. 따라서, 상하, 좌우벽면패널(2, 2)은 쌍방의 연결공(6, 6)에 철근 등으로부터 만들어진 연결봉(7)이 삽입되는 것에 의해 서로 연결된다.
성토보강부재(3)는 예를 들면 제5도에 도시한 바와같이 철근봉의 선단부에 앵커플레이트(5)를 너트로 고정시킴으로써 구성되어 있다.
연결용구(4)는 단면이 대략 홈형상으로 형성된 용구본체(8)와, 이용구본체(8)의 상, 하플랜지(8a, 8a)에 용접하는 것에 의해 취부되고, 벽면패널(2)의 콘크리트중에 매설되어 용구본체(8)를 벽면패널(2)의 배면부에 고정하는 복수개의 앵커부재(9, 9)를 구비하여 구성되어 있다.
용구본체(8)는 경제성을 고려하여 홈형강에 의해 형성되고, 그의 웨브(8b)의 중앙부에는 상하방향으로 길고 가는 슬롯(10)이 형성되어 있다.
또, 상기 슬롯(10)에 성토보강부재(3)의 단부(3a)가 삽입되고 이 삽입부분(3a)에 하중분산플레이트(11)가 취부되며, 또한 단부(3a)의 외측나사부에 고정너트(12)가 나사결합되고, 그러한 구성에 의해 성토보강부재(3)가 벽면패널(2)의 배면부에 연결용구(4)를 거쳐 연결되어 있다.
하중분산플레이트(11)는 성토보강부재(3)의 단부에 작용하는 큰 인장력을 용구본체(8)의 웨브(8b)의 전체에 균등하게 분산시키는 것에 의해 용구본체(8)의 변형을 방지하기 위해 취부되어 있는 것으로, 적당한 직경 및 두께로 형성된 플레이트가 사용되어 있다.
따라서, 성토보강부재(3)에 큰 인장력이 작용하는 것에 의해 슬롯(10)이 넓어져서 용구본체(8)의 변형, 파단, 더욱이 성토보강부재(3)의 용구본체(8)로부터의 어긋남등이 방지된다.
앵커부재(9)는 철근등으로부터 L자상으로 형성되어, 가능한한 인발강도를 높이기 위해 대략 제8도의 형상을 취하도록 용구본체(8)의 상하플랜지(8a, 8a)상에 취부된다(제4도 참조).
덧붙여말하자면, 연결용구(4)는 벽면패널(2)이 공장등에서 형성되는 경우에, 벽면패널(2)의 크기에 응하여 벽면패널(2)의 배면부에 미리 설치되는 것이다.
그 결과, 가장 큰 응력의 작용으로 인하여 약한 지점인 것으로 생각될수 있는 연결부는 공장생산에 의해 강고한 구조로 되어 현장에 반입된다. 그러므로, 현장에서는 성토보강부재(3)가 연결용구(4)에 간단히 연결되어, 시공상 가장 편리하며 신뢰성이 있는 보강토구조물을 구출할 수가 있다.
더욱이, 연결용구(4)의 용구본체(8)는 단면이 대략 채널형상으로 형성되고, 또 벽면패널(2)의 콘크리트중에 매설되는 다수의 앵커부재(9)에 의해 벽면패널(2)의 배면부에 취부되어 있으므로, 용구본체(8)의 웨브(8b)의 길이를 대폭 짧게 하여도(성토보강부재(3)의 단부에 작용하는 큰 인장력에 대하여 용구본체(8)를 변형시키는 것을 어렵게 하기 위해서는 웨브(8b)를 가능한한 짧게 하는 것이 바람직하다), 그의 내측에 고정너트(12)를 회전시키는 공구를 삽입하여 고정너트(12)를 회전시키는 것에 의해 성토보강부재(3)와 벽면패널(2)사이의 상대변위를 조정할수 있는 만큼의 충분한 작업성을 갖는 공간을 확보할 수가 있다.
이와같은 구성에 있어서, 성토층(1)의 전압시의 압축에 의한 침하나 구축후의 시간경과에 의한 침하 등에 의해 성토보강부재(3)가 침하하였다고 하여도, 성토보강부재(3)의 단부는 용구본체(8)의 슬롯(10)을 따라서 하방으로 슬라이드하므로, 벽면패널(2)과 성토보강부재(3)와의 연결부에 응력이 집중하는일은 없고, 연결부의 파손이나 벽면패널(2)의 변형 등을 방지할수 있는 효과가 있다.
또, 벽면패널(2)을 설치하는 경우에는 제7도에 도시한 바와 같이, 우선 성토층(1)의 성토재를 하단측의 연결용구(4A)의 취부위치까지 정성껏 전압하면서 쌓아서 성토층(1a)을 형성한다.
다음에, 이 성토층(1a)의 위에 하단측에 설치되는 성토보강부재(3A)를 매설하고, 동시에 이 성토보강부재(3A)의 선단부에 벽면패널(2)을 설치하고, 성토보강부재(3A)의 단부를 연결용구본체(8)의 슬롯에 삽입하고, 또 그의 삽입부분(3a)에 하중분산플레이트(11)를 취부하고, 고정너트(12)를 나사결합하여 벽면패널(2)의 하단부를 성토보강부재(3A)에 연결한다.
이 경우, 연결용구(4)의 공간내에 있어서, 성토보강부재(3)와 벽면패널(2)과의 상대위치를 조정하는 기능이 없다면, 성토층(1b)의 전압시의 측방토압에 의해 벽면패널(2)은 전방으로 경사져버리고(제7도에 있어서 실선으로 표시), 완성된 보강토옹벽면을 매우 큰 변형을 갖는 불안정한 구조로 되어버린다.
그러나, 본 발명에 따른 벽면구조에 있어서는 연결용구(4)의 내부에 있어서 고정너트(12)를 나사 결합하는 경우에 미리 벽면패널(2)을 성토층(1)측으로 경사지게 한후에 성토층(2)의 전압을 행하는 것에 의해 벽면패널(2)을 연직으로 설치하는 것이 가능하다(제7도에 있어서 파선으로 표시). 다른말로하면, 성토보강부재(3)를 연결용구(4)에 고정너트(12)로 임시고정하고, 벽면패널(2)의 바로 뒤에 성토재를 쌓지 않고 성토보강부재(3A, 3B)의 위에 성토재를 쌓아서 성토보강부재(3)를 성토층(1)내로 매설고정한다음, 고정너트(12)를 조정하여 벽면패널(2)을 직립하게 하고, 그후 벽면패널(2)의 바로뒤에 성토재를 전압하면서 충진하는 단계들에 의해 벽면패널(2)내에 작은 변위를 갖는 보강토옹벽의 구축이 가능하다.
이 성토보강부재(3)와 벽면패널(2)과의 연결에 대하여 설명하면, 이 성토보강부재(3B)의 단부를 연결용구(4B)의 슬롯(10)에 삽입함과 동시에 그의 삽입부분(3a)에 하중분산플레이트(11)를 취부하고, 고정너트(12)를 나사결합하여 벽면패널(2)의 상단부를 성토보강부재(3B)에 연결한다. 그리고, 고정너트(12)를 적당히 조여서 벽면패널(2)의 설치조정을 행한다. 이 경우, 용구본체(8)의 안으로 측부로부터 스패너 등의 치구(治具)를 삽입한 다음, 고정너트(12)를 적당히 회전시켜 고정너트(12)의 나사결합깊이를 변화시키는 것에 의해 벽면패널(2)의 경사를 간단히 조정할 수가 있다.
다음에, 이 성토보강부재(3B)의 위에 성토층(1c)을 형성한다.
이하, 동일한 방식으로 다수의 벽면패널(2)과 성토보강부재(3)를 성토재의 충진 및 전압과 서로 교대로 연결하면서 설치하는 것에 의해 보강토구조물의 전체를 구축한다.
부수적으로, 벽면패널(2)의 배면부에 설치된 연결용구(4)에 SD30, 직경 19 ㎜의 앵커바를 연결하고, 이 앵커바를 잭(jack)으로 인장시켜 연결부의 강도시험을 수행하였다.
그 결과, 6톤 까지의 인장력에 대해서는 연결용구(4)의 용구본체(4)에 거의 변화가 없고, 6톤을 초과하면 용구본체(8)의 웨브(8b)가 변형하고, 인장력이 14톤을 초과하면 벽면패널(2)로부터 앵커부재(9)가 빠져나왔다. 따라서, 이 연결용구(4)는 6톤정도의 하중에 대해서는 충분히 저항할수 있는 강도를 갖는 것이 판명되었다.
이 경우, 벽면패널(2)의 칫수를 대략 1.5 × 1.5 = 2.25㎡로하고, 성토층(1)의 높이를 15m, 성토재의 단위중량을 1.8톤/㎡, 토압계수 K = 0.33 으로 하면, 최하부의 토압강도 P = 0.33×1.8×15 = 8톤으로 되고, 한 장의 벽면패널에 대하여 4개의 연결용구를 취부하면, 한 개의 연결용구에 작용하는 하중 P는 8.9 × 2.25/4 = 5톤으로 된다.
즉, 2.25㎡의 벽면패널에 대하여 4개의 연결용구를 취부하면, 15m의 높이의 성토층을 변형하는일이 없이 지지될 수가 있다.
[실시예 2]
제8도 및 제9도는 벽면패널(2)과 성토보강부재(3)와의 연결부의 다른 예를 도시한다. 도면에 있어서, 실시예1과 동일부분에는 동일부호를 붙여서 그의 설명을 생략한다.
이 예의 성토보강부재(3)에는 예를 들면 제9도에 도시된 바와 같은 다수의 종철근과 횡철근을 격자상으로 배치하고 그의 접점부를 일체적으로 용접하는 것에 의해 구성되는 철근 그리드등이 사용되어 있다.
부호 13은 성토보강부재(3)의 단부에 취부되고 연결용구(4)의 용구본체(8)에 연결되는 보조용구, 14는 용구본체(8)의 슬롯(10)과 보조용구(13)의 볼트구멍(13a)에 장착되고 보조용구(13)를 연결용구(4)에 연결하는 연결볼트이다. 그리고, 이 연결볼트(14)의 고정너트(14a)를 적당히 체결하는 것에 의해 연결용구(4)와 보조용구(13)와의 간격이 조정되고, 벽면패널(2)의 경사를 조정할 수가 있다.
이 실시예에 의하면, 고정너트(14a)의 체결을 용구본체(8)의 외측에서 행할 수가 있으므로, 고정너트(14a)를 체결하는 것이 용이하고 벽면패널(2)의 설치조정을 간단히 행할 수가 있다고 하는 효과가 있다.
또, 연결볼트(14)로서 긴 볼트를 사용하는 것에 의해, 벽면패널(2)의 큰 경사를 조정할 수 있는 효과가 있다.
[실시예 3]
제10도 및 제11도는 벽면패널(2)과 성토보강부재(3)와의 연결부의 구성을 도시하는 다른 일예이며, 성토보강부재(3)로서 지오테크 스타일이 사용된 예를 도시한 것이다.
지오테크 스타일은 신장이 크고, 성토층(1)내에 설치하는 경우에 이완을 일으키기 쉽기 때문에 이것에 지지되는 벽면패널(2)은 변위하기 쉽다.
이 때문에, 지오테크 스타일을 성토보강부재(3)로서 사용하는 경우에는 지오테크 스타일의 정착부를 성토층(1)의 안에 매설하여 고정하고, 또한 연결용구(4)의 고정너트(14a)를 적당히 회전시켜 벽면패널(2)의 설치 조정을 하고나서 벽면패널(2)의 후방부에 성토재를 충진하는것에 의해 벽면패널(2)의 변위를 최소한으로 억제할 수가 있다.
[실시예 4]
제12도 및 제13도는 마찬가지로 벽면패널(2)과 성토보강부재(3)와의 연결부의 구조를 도시하는 다른 일예이고, 성토보강부재(3)로서 금속제 밴드형 플레이트가 사용되어 있다. 또, 성토보강부재(3)의 단부는 고정플레이트(15)를 거쳐서 연결용구(4)에 연결되어 있다.
본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어, 벽면패널의 배면부에 취부되고, 성토보강부재의 일단이 연결되는 연결용구는 벽면패널의 콘크리트중에 매설되어 용구본체를 벽면패널에 고정하는 앵커부재와, 상하방향으로 길고 가늘게 형성되어 상기 성토보강부재의 일단이 상하방향으로 슬라이드자재로 계합되는 슬롯을 구비하여 구성되어 있으므로, 시공중에 있어서의 전압이나 구축후의 시간경과 등에 의한 성토층의 침하에 의해, 성토보강부재가 성토층과 함께 침하한다고 하여도 성토보강부재의 단부는 용구본체의 슬롯을 따라서 하방으로 슬라이드하므로, 벽면패널과 성토보강부재와의 연결부에 응력이 집중하는일은 없고, 연결부의 파손이나 벽면패널의 변형 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또, 성토보강부재의 단부에는 성토층의 측압을 원인으로 성토보강부재에 작용하는 큰 인장력을 용구본체의 전체로 분산시키는 하중분산플레이트가 취부되어 있으므로, 용구본체가 변형하기 어렵고, 상당히 큰 성토층의 측압에도 충분히 저항할 수 있고, 강도적으로 극히 안정된 보강토구조물의 벽면구조를 구축할 수 있는 효과가 있다.
또, 성토보강부재의 단부는 용구본체의 슬롯에 삽입되어 그의 삽입부분에 고정너트를 나사결합하는 것에 의해 벽면패널에 연결되어 있으므로, 이 고정너트를 적당히 조이는것에 의해 벽면패널의 설치조정을 간단히 행할수 있는 효과가 있다.
더구나, 용구본체는 벽면패널의 배면부에 직접 매설고정되어 있는 것은 아니고, 벽면패널의 콘크리트중에 매설되는 다수의 앵커부재를 거쳐서 고정되어 있으므로, 용구본체의 내측에 고정너트를 조이기 위한 충분한 공간을 확보하면서, 극히 콤팩트한 크기로 할 수가 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 전압하면서 소정높이로 쌓여진 성토층과, 이 성토층의 선단부에 서로 연결하면서 다수의 단으로 겹쳐져서 상기 성토층을 보호지지하는 다수의 벽면패널과, 상기 성토층의 안에 다수의 층으로 매설되어 상기 성토층을 보강함과 동시에 상기 벽면패널을 고정하는 다수의 성토보강부재와, 상기 벽면패널의 배면부에 취부되어 상기 성토보강부재의 일단이 연결되는 연결용구를 구비하는 보강토구조물의 벽면구조에 있어서, 상기 연결용구는 단면이 대략 채널형상으로 형성되어 상기 성토보강부재의 단부가 상하방향으로 슬라이드할수 있도록 연결되는 종방향으로 긴 슬롯을 가지는 용구본체와, 상기 벽면패널의 콘크리트중에 매설되어 상기 용구본체를 벽면패널의 배면부에 고정하는 다수의 앵커부재를 구비함을 특징으로 하는 보강토구조물의 벽면구조.
  2. 제1항에 있어서, 성토보강부재의 선단부는 용구본체의 슬롯에 삽입되고, 이 삽입부분에 성토보강부재에 작용하는 응력을 용구본체의 전체에 분산시키는 하중 분산플레이트가 취부되고 또 성토보강부재의 단부를 용구본체에 고정하는 고정너트가 나사결합되는 것을 특징으로 하는 보강토구조물의 벽면구조.
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