KR100243397B1 - 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템 - Google Patents

Abstract

본발명은 본발명은 옹벽구조물 구축시스템에 관한 것으로서, 특히 옹벽을 구축함에 있어서, 토압이 크게 작용하는 지반여건하에서 구축되는 형태로서 옹벽구조가 다단계 형태로 일체화되어 견고하게 지지함으로써 구조적으로 안정되게 하여 주는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템에 관한 것으로서,

지반내에 매설되는 구조벽을 외측구조벽(30a)과, 상기 외측구조벽의 내측으로 소정의 간격을 두고 세워지는 복수개의 내측구조벽(30b)(30c)들로 구축하되, 각각의 구조벽은 격자형 구조체(20)들을 복수개로 조립설치하여 골조부를 형성하여 셀공간부의 내부에 콘크리트가 충진되어 골조부 전체를 일체로 성형시켜 각각의 구조벽간을 연결수단(40)으로 연결하여 다단계의 옹벽구조물을 구축함을 특징으로 한다.

Description

셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템{A Construction System of a Multi-Retaining Wall Structure for using Cell Frame-Work}

본발명은 옹벽구조물 구축시스템에 관한 것으로서, 특히 옹벽을 구축함에 있어서, 토압이 크게 작용하는 지반여건하에서 구축되는 형태로서 옹벽구조가 다단계 형태로 일체화되어 견고하게 지지함으로써 구조적으로 안정되게 하여 주는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템에 관한 것이다.

일반적으로 옹벽구조물에 있어서 고려하여야 할 사항으로는 옹벽구조물에 작용하는 토압과 수압의 크기, 옹벽의 기초부가 설치되는 지반여건, 옹벽의 구조형식 및 크기등을 고려하여야 한다.

그런데 토압 또는 수압이 크게 작용하는 지반으로 이루어진 여건하에서는 단순한 옹벽구조물로서는 제기능을 수행하지 못하는 바, 이에 구조적으로 안정되고, 배수처리가 원활하게 이루어지는 옹벽구조물의 시스템이 구비되어야 한다.

본발명과 관련된 유사한 종래의 기술로서는 도1에서 도시하는 바와 같이, 미합중국 특허명세서 제4,728,225호로 알려진 기술이 있다. 이 기술은 하천변 또는 해수와 맞닿는 지반(1)에 설치되는 지중앵커(3)에 의하여 정착지지되고 있는 기존의 옹벽구조물(2)과, 이 옹벽구조물로부터 일정간격을 두고 수중입설되는 새로운 옹벽구조물(4)을 구축하여 이 2개의 옹벽구조물을 지지봉(5)의 연결수단으로 고정시키고, 그 사이에 토사(6)들을 채워 성토함으로써 기존의 옹벽구조물을 보강시켜 주는 기술이다.

이 옹벽구조물은 물과 접촉하는 위치에 설치되는 여건 및 그 특성상 파압으로 인한 기존의 수중입설 옹벽구조물(2)의 전도를 방지하고 견고하게 지지되도록 새로운 수중입설 옹벽구조물(4)을 구축하여 기존의 수중입설 옹벽구조물(2)과 새로운 옹벽구조물(4)과의 사이에 토사(6)들을 채워 주변지반을 더욱 보강시키도록 한 것이다.

그러나, 이 기술은 하천변이나 해안가의 옹벽구조물에 대해서 고정력을 확보하기 위한 것으로, 수압에 따른 지반의 안정대책이 필수적으로 뒤따르게 되며, 연약지반상에 새로운 옹벽구조물을 수중에 입설하여야 하는 작업상의 까다로움과, 또한 배수처리작업등 물과 관련하여 여러 문제점들이 발생하게 되어 시공상 까다로운 문제점들이 많다.

그러나, 본발명은 주로 토압이 크게 작용하는 절토 사면을 안정되게 하기 위한 것으로 상기 종래기술과는 구조물의 설치작업, 배수처리등 상이한 점들이 있다.

따라서, 본발명의 목적은 토압이 크게 작용하는 대사면으로 이루어진 지반상에 복수개의 옹벽구조물들을 일정간격으로 구축하여 이들을 일체적으로 연결하여 다단계의 앵커기능을 가짐으로써 더욱 견고하게 지지되어 안정적인 구조를 유지하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템을 제공하는데 있다.

본발명의 다른 목적은 옹벽구조물의 내부골조 자체가 셀구조의 격자형 구조체를 보강골조로 설치함으로써 옹벽구조물을 일체화시켜 자체 강도를 높혀 주는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 격자형 구조체의 연결조립작업등 설치가 용이하여 시공성을 향상시켜 주는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 지반내에 침투되는 우수 및 지하수의 배수처리를 원활하게 하여 주는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템을 제공하는데 있다.

도1은 종래기술에 의한 옹벽구조물을 나타내는 단면도

도2는 본발명 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 제1시공예를 나타내는 도면

도3a는 본발명에 사용되는 격자형 구조체에 대한 제1실시예의 사시도

도3b는 본발명에 사용되는 격자형 구조체에 대한 제2실시예의 사시도

도4는 본발명 다단계 옹벽구조물의 제2시공예를 나타내는 도면

도5는 도4의 A부분의 확대 단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10:지반 20:격자형 구조체 30:옹벽구조물

40:연결수단 50:지중앵커 60:배수층

L:파괴곡선

이하, 본발명의 기술구성에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본발명은 지반내에 매설되는 구조벽을 외측구조벽(30a)과, 상기 외측구조벽의 내측으로 소정의 간격을 두고 세워지는 복수개의 내측구조벽(30b)(30c)들로 구축하되, 각각의 구조벽은 격자형 구조체(20)들을 복수개로 조립설치하여 골조부를 형성하여 셀공간부의 내부에 콘크리트가 충진되어 골조부 전체를 일체로 성형시켜 각각의 구조벽간을 연결수단(40)으로 연결하여 다단계의 옹벽구조물을 구축함을 그 기술구성상의 특징으로 한다.

도2는 옹벽구조물(30)의 시공예를 나타내는 도면으로서, 최외측에 세워지는 외측구조벽(30a)과, 상기 외측구조벽의 내측으로 소정의 간격을 두고 세워지는 복수개의 내측구조벽(30b)(30c)들과, 상기 외측구조벽과 내측구조벽들의 상호간을 연결수단(40)으로 연결하고, 각각의 구조벽사이의 지반 바닥쪽에 설치되는 격자형 구조체가 설치되어 입상골재가 채워져 배수층(60)을 형성하면서 지반내에 매설되어 있다.

지반바닥쪽에 설치되는 격자형 구조체들의 양단은 각각의 구조벽과 일체로 성형되어 더욱 견고하게 각각의 구조벽들과 일체로 하는 옹벽구조물을 구축하게 된다.

이러한 옹벽구조물은 도2의 도시와 같이, 지반내에 매설되는 내측구조벽은 하나이상이 파괴곡선(L)의 지반내측에 위치하도록 구축하는데, 그 상부폭을 크게 설정하여 파괴곡선(L)의 외측에 세워지는 외측구조벽(30a)과, 파괴곡선(L)의 내측에 세워지는 또다른 하나이상의 내측 구조벽이 위치되도록 시공되어 구축된다.

따라서, 그 외측구조벽(30a)은 내측구조벽(30b)(30c)들의 지지구조부에 연결수단(40)으로 연결되어 지지되므로 파괴곡선(L)을 따라 전도되지 않고서 견고하게 지지된다.

즉, 내측구조벽은 외측구조벽에 대한 지지골조부의 기능을 갖고 있는데, 이내측구조벽들은 각각 그 자체가 지중앵커와 유사한 기능을 하기 때문에 옹벽구조물을 전체적으로 일체화시키게 한다.

상기에서 연결수단(40)은 연결용 강선, 지지봉 또는 셀구조의 격자형 구조체가 선택적으로 사용할 수 있다.

한편, 외측구조벽(30a)과 내측구조벽(30b)(30c)의 안쪽으로 지반상에 토사와 접하게 되는 셀구조의 격자형 구조체(20)를 설치하여 그 셀공간부내에 자갈등의 입상골재를 채워서 배수층(60)을 형성시킨 구조를 보여주고 있다.

이 배수층(60)은 지반내로 침투되는 지표수등을 집수유도하여 원활한 배수처리의 기능을 갖게 된다.

도3a 및 도3b는 본발명의 시공예에서 사용하는 셀구조의 격자형 구조체의 실시예들에 대한 사시도이다.

먼저, 도3a에 도시하는 바와 같은 격자형 구조체(20a)는 수직벽 중앙부에 일정한 간격으로 관통되어 배수통공(24)이 형성되고, 배수통공들 사이의 중앙부 상측에 끼움홈(25)과 이 끼움홈에 연장하여 단부에서 좌우측으로 확대된 통과홈(26)이 형성되는 기본판부재(21a)(22a)를 단위부재로 하여, 단위부재들을 가로 및 세로로 교차시켜 끼움홈(25)간에 서로 끼워져 격자형의 형태를 형성하여 다수의 독립된 셀공간부를 갖는 격자형 구조체이다.

또다른 형태로써 도3b에 도시하는 바와 같은 격자형 구조체(20b)는 도3a에 도시된 격자형 구조체(20a)와 유사하나, 다만 기본판부재의 하단부에 반원형의 배수홈(27)이 형성된 것이외에는 도3a의 구조와 동일하다.

즉, 수직벽 중앙부에 일정한 간격으로 반원형의 배수홈(27)이 형성되고, 배수홈 사이의 중앙부 상단에 끼움홈(25)과 이 끼움홈에 연장하여 단부에서 좌우측으로 확대된 통과홈(26)이 형성되는 기본판부재(21b)(22b)를 단위부재로 하여, 단위부재들을 가로 및 세로로 교차시켜 끼움홈(25)간에 서로 끼워져 격자형의 형태를 형성하여 다수의 독립된 셀공간부를 갖는 격자형 구조체이다.

이러한 격자형 구조체들은 전체적으로 다수의 독립된 셀공간부들을 형성함으로써 격자형 구조체를 형성하게 되어 보강 지지골조로서의 기본적인 기능을 가지게 되며, 이 독립된 셀구조의 크기는 정방형으로 이루어져 있으나, 직사각형등 공간부의 크기를 서로 달리하도록 구성하여도 좋다.

뿐만 아니라, 본발명의 격자형 구조체는 셀공간부의 구조로 형성됨으로써, 필요에 따라 선택된 격자형 구조체의 셀공간부들은 배수통로 등으로 활용할 수가 있는 등 다양한 이점을 제공한다. 즉, 격자형 구조체에 형성되는 다수의 셀공간부들에 투수가 가능한 입상골재등의 채움재를 투입함으로써 배수통로로서의 기능을 갖게 된다. 여기에서, 셀구조의 격자형 구조체는 도시하지는 않았으나, 배수홈 또는 상하간격이 형성된 격자형 구조체를 사용할 수도 있다.

도4 및 도5는 도2에 도시된 제1시공예와 다른 제2시공예가 도시되어 있는데, 앵커로써 지반내에 고정시키는 구성이외에는 도2에 도시된 시공예와 유사하다.

이는 지반내에 가장 안쪽에 위치한 내측구조벽(30c)과 사면의 지반내에 토사와 접하는 격자형 구조체(20)를 원지반내에 지중앵커(50)에 의하여 정착시키는 시공예로서, 다단계로 구축된 내측구조벽들을 지중앵커(50)에 의하여 지반내에 확실하게 정착되게 함으로써 지지력을 더욱 증대시키는 구조를 갖게 하는 시공예이다.

또, 상기 구조벽의 일부는 도4의 도시와 같이 경사면을 따라서 눕혀서 위치되고, 여기에 지중앵커(50)를 정착시키면 지지력을 더욱 극대화할 수 있게 된다.

그이외 셀구조의 격자형 구조체의 시공설치작업, 초기단계에서 집수유도하는 배출처리방식등은 도2의 시공예와 거의 비슷하다.

따라서, 본발명은 토압이 크게 작용하는 대사면으로 이루어진 지반상에 복수개의 옹벽구조물들을 일정간격으로 구축하여 이들을 일체적으로 연결하여 다단계의 앵커기능을 가짐으로써 더욱 견고하게 지지시켜 안정적인 구조를 유지할 뿐만 아니라, 지중앵커들로 원지반내에 정착시킴으로써 옹벽구조물의 전도를 방지하도록 더욱 견고하게 고정시켜 주는 효과가 있다.

또한, 옹벽구조물의 내부골조 자체가 셀구조의 격자형 구조체를 보강골조로 설치함으로써 옹벽구조물을 일체화시켜 자체 강도를 높혀 주는 효과가 있다.

또한, 셀공간부들의 내부에 입상골재의 간극과 통공들에 의하여 지반내에 침투되는 우수 및 지하수의 배수처리를 원활하게 해주는 효과가 있으며, 단위부재들로 이루어진 격자형 구조체의 연결조립작업등 설치가 용이하여 시공성을 향상시켜 주게 되는 효과가 있다.

상기에서 설명한 시공예들 외에도 본발명에 따른 구조물용 셀구조의 격자형 구조체의 적용범위는 다양하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 이상에서 설명한 본발명의 시공예들외에도 이하에서 기재될 본발명의 특허청구범위의 기술적범위를 벗어나지 않는 다양한 시공예들에 대하여 변형실시도 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 지반내에 매설되는 구조벽을 외측구조벽(30a)과, 상기 외측구조벽의 내측으로 소정의 간격을 두고 세워지는 복수개의 내측구조벽(30b)(30c)들로 구축하되, 각각의 구조벽은 격자형 구조체(20)들을 복수개로 조립설치하여 골조부를 형성하여 셀공간부의 내부에 콘크리트가 충진되어 골조부 전체를 일체로 성형시켜 각각의 구조벽간을 연결수단(40)으로 연결하여 다단계의 옹벽구조물을 구축함을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템.
2. 제1항에 있어서, 내측구조벽의 안쪽으로 지반상에 토사와 접하게 되는 격자형 구조체의 셀공간부내에는 자갈등의 입상골재를 채워서 배수층(60)을 형성시켜 구축함을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 지반내에 매설되는 내측구조벽은 하나이상이 파괴곡선(L)의 지반내측에 위치하도록 함을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 가장 안쪽의 내측구조벽(30c)과 토사와 접하는 격자형 구조체(20)는 지중앵커(50)들에 의하여 원지반(10)내에 정착되어 고정지지시킴을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 다단계 옹벽구조물의 구축시스템.