KR100247361B1 - 블록식 보강토 옹벽의 축조공법 - Google Patents

Abstract

공사현장의 입지조건에 따라 선택의 폭이 다양하고 토압에 의한 변위의 발생을 극소화할 수 있는 블록식 보강토 옹벽의 축조공법에 관한 것이다.

종래의 보강띠공법이나 지오그리드공법과 달리 내산화성 철근재 보강수단을 이용하여 블록과 뒷채움 보강토구간을 강력히 일체화시키는데 목적이 있다.

블록상면에 형성된 결합공, 가로 및 세로결합홈, 그리고 블록과 블록사이에 형성되는 앵커안착부에 격자형 메쉬그리드나 ㄱ자형 절곡보강철근, 가로결속철근, ┬자형 가로바 및 연결보강철근 등과 같은 보강수단이 선단부를 결합하고 이들 보강수단의 후방연장부는 보강토로 매립하되 후단부에 콘크리트괴를 연결하거나 보강수단 전체에 걸쳐 콘크리트층을 형성하는 공법이다.

가격이 저렴하고 인장강도가 높은 내산화성 철근 보강수단이 블록과 보강토구간을 효과적으로 일체화시킴으로써 옹벽의 수평 및 수직변위를 최소화할 수 있다.

Description

블록식 보강토 옹벽의 축조공법

본 발명은 블록식 보강토 옹벽의 축조공법에 관한 것으로, 특히 공사현장의 입지조건에 따라 적합한 공법을 택할 수 있고 블록의 견고한 결속과 토압에 의한 변위발생을 극소화할 수 있는 새로운 공법을 제공하고자 하는 것이다.

기존의 보강토옹벽의 축소공법은 크게 두가지 유형이 있다. 그 하나는 콘크리트판넬을 옹벽전면판(Concerete facing)으로 하면서 콘크리트판넬의 이면에 설치된 연결고리에 P.E.T재질의 보강띠(Strip)을 연결시키고 이를 뒷채움 보강토구간에 일직선상으로 포설하고 보강띠의 끝부분을 쐐기형 앵커로 고정하는 방법이다.

또다른 방법으로서는 상,하층의 블록사이에 토목용 섬유인 지오그리드를 결속시키고 지오그리드를 뒷채움 보강토 구간에 평면에 포설하여 블록과 뒷채움 보강토구간을 일체화시키는 방법이다.

기존의 이러한 공법들은 토목용 섬유인 보강띠나 지오그리드를 사용하므로 인장신율에 의한 변위가 발생한다.

예컨대, 지오그리드는 수입품인 경우 극한 파괴인장강도에 있어서의 파단인장신율이 11 내지 13%에 달하며, 국내제품인 보강띠의 경우 파단인장신율이 최대 30%에 달하고 있다.

지오그리드나 보강띠와 같은 보강수단은 인장신율이 적지 않으므로 옹벽전면부의 배불음 현상이나 옹벽상면부의 휨현장, 옹벽전면부 일부구간의 블록 또는 콘크리트판넬의 이탈현상등 수평변위가 발생하고 옹벽설치구간에서의 침하현상 및 미끄러짐현상과 같은 수직변위에 취약하다.

또한 지오그리드나 보강띠는 수입품에 의존하고 있으므로 원가상승의 요인이 될 뿐만 아니라 옹벽내구연한중 크립에 의한 장기적 변형이 이루어지고 경우에 따라서는 옹벽의 구조적 안정성에 치명적인 영향을 미치게 된다.

본 발명은 종래의 공법이 가지는 문제점이 보강수단의 재질에서 비롯되고 있으므로 보강수단의 재질이 바뀌게 되면 새로운 재질의 물성이나 구조에 맞는 옹벽 블록에 요구될 것임을 전제로 하고 있다.

보강수단은 옹벽용 블록과 뒷채움 보강토구간을 일체로 결속해주는 역할을 하므로 옹벽용 블록의 구조는 보강수단과 견고하고 긴밀히 결합될 수 있어야 하며 상,하블록 그리고 좌,우측 블록과도 안정적으로 교합될 수 있어야 한다. 아울러 보강수단은 뒷채움보강토 구간에서의 마찰저항력이 최대한 발휘될 수 있어야 하고 지형과 적합성, 작업의 용이성과 경제성이 보강되어야하는 과제를 안고 있다.

제1도는 본 발명의 공법에 적용되는 보강토 옹벽용 블록의 구성을 나타낸 사시도.

제2도는 와이어그리드와 삽입을 이용한 본 발명의 기본공법으로서,

제2(a)도는 블록과 메쉬그리드의 결합관계를 나타낸 분리사시도.

제2(b)도는 블록과 메쉬그리드의 결합관계를 나타낸 평면구성도.

제2(c)도는 블록과 메쉬그리드의 결합관계를 나타낸 수직단면도.

제3도는 보강철근과 결합공을 이용한 본 발명의 다른 실시예로서,

제3(a)도는 블록과 보강철근의 결합관계를 나타낸 분리사시도.

제3(b)도는 블록과 보강철근의 결합관계를 나타낸 평면구성도.

제3(c)도는 블록과 보강철근의 결합관계를 나타낸 수직단면도.

제4도는 보강철근과 앵커안착홈을 이용한 본 발명의 다른 실시예로서,

제4(a)도는 블록과 보강철근의 결합관계를 나타낸 분리사시도.

제4(b)도는 블록과 보강철근의 결합관계를 나타낸 평면구성도.

제4(c)도는 블록과 보강철근의 결합관계를 나타낸 수직단면도.

제5도는 제4도의 실시예에 있어서, 보강철근에 콘크리트를 포설한 상태를 예시한 수직단면 구성도.

제6도는 제2도의 공법에 있어서, 와이어 그리드의 후방에 콘크리트 괴를 설치한 상태를 예시한 평면구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전방익편 11 : 연결지주

12 : 후방익편 13,13' : 가로결합홈

14,14' : 세로결합홈 15 : 결합공

16,16' : 돌출앵커 17 : 중심공

18 : 앵커안착부 20 : 메쉬그리드

21 : 쐐기앵커 30 : 절곡보강철근

31 : 가로결속철근 32 : 연결고리

33 : 보조철근 40 : 연결보강철근

41 : 가로 바(Bar) 42 : 충전몰탈부

43 : 콘크리트메트층 44 : 콘트리트 괴

본 발명의 공법은 보강수단이 견고하고 긴밀하게 결합되고 다양한 보강수단을 직업조건 및 시공설계에 맞도록 선택할 수 있는 구조를 가진 보강토 옹벽용 블록의 구조가 전제가 된다.

본 발명에서 채택하고자하는 블록의 구조는 제1도에 상세히 나타나 있다. 블록은 상대적으로 폭이 넓은 전방익편(10)과 상대적으로 폭이 좁은 후방익편(12)이 한쌍의 연결지주(11)로 연결된 구조를 취하고 있으며, 연결지주(11)사이에는 배수로의 역할을 하게 되는 중심공(17)이 형성되고 연결지주(11)의 상면에는 세로방향으로 각각 돌출앵커(16)(16')가 일체로 돌출형성되어 있다.

또한 전방익편(10)과 후방익편(12)상에는 각각 가로결합홈(13)(13')이 형성되어 있고 블록의 상면전체에는 가로결합홈(13)(13')과 직교하는 수개의 세로결합홈(14)(14')이 형성되어 전체적으로 격자형을 이루고 있다. 또한 전방익편(10)의 중앙에는 충분한 깊을 가지며 상부가 가로결합홈(13)과 연통된 구조의 결합공(15)이 형성되어 있으며, 전방익편(10)상의 가로결합홈(13)은 직교하는 세로결합홈(14)(14')보다 깊게 형성되어 있다.

연결지주(11)의 상면에 돌출된 돌출앵커(16)(16')는 블록을 수평으로 나란히 배열할 때 상층의 블록과 블록사이에 형성되는 앵커안착부(18)에 안착되어 상,하블록이 서로 맞물려 견고히 교합되도록해 준다.

본 발명의 공법은 위에서 언급한 보강토 옹벽용 블록을 이용하여 메쉬그리드(20)나 절곡보강철근(30), 연결보강철근(40)등과 같은 다양한 보강수단을 적용하는 바, 보강수단에 의한 본 발명의 공법을 차례로 상술하기로 한다.

제2도는 수평으로 배열된 블록과 블록의 상면에 형성된 가로결합홈(13)(13') 및 세로결합홈(14)(14')에 부합하는 형태의 메쉬그리드(20)가 결합되고 메쉬그리드(20)의 후방이 뒷채움 보강토구간에 매립되고 교점의 수개처에 쐐기앵커(21)가 박히게 되는 시공상태로 보여주고 있다.

메쉬그리드(20)는 수평으로 나란히 배열된 블록 3 내지 4개를 포함시킬 수 있는 폭을 가지며 뒷채움 보강토구간의 지형적 여건에 맞는 길이로 제작된다.

메쉬그리드(20)는 5 내지 9mm의 직경을 가진 강선을 조립되며 아연도금에 의하여 산화작용을 최대한 억제하고 있다.

메쉬그리드(20)는 가로 및 세로의 아연도금 철근이 직교하므로 옹벽의 전면이 직선상으로 조적되는 경우에 적합하며 좌,우측으로 연접되는 블록을 가로,세로로 고정해 주게 되므로 수평 및 수직변위의 발생을 극소화해 줄 수 있을 뿐만 아니라 세로철근에 의하여 뒷채움 보강토구간과의 결속력이 한층 강화된다.

제3도는 절곡보강철근(30)을 보강수단으로 하며 블록의 결합공(15)을 이용하여 블록과 뒷채움 보강토구간을 결속시켜주는 공법을 예시하고 있다.

절곡보강철근(30)의 전방선단부는 하향절곡되어 블록의 결합공(15)에 끼워지고 절곡보강철근(30)의 몸체는 블록중앙의 세로결합홈을 따라 후방으로 향하고 후단부는 고리모양으로 형성되어 수개의 보강철근이 연쇄적으로 이어진다.

그리고 절곡보강철근이 안착되기전에 블록의 가로결합홈(13)에는 가로결속철근(31)이 안착되어 블록의 수평적 위치를 고정시켜 주는 바, 가로결합홈(13)의 길이가 특히 깊이 이유와 결합공(15)의 상부가 가로결합홈(13)과 연통되어 있는 이유도 여기에 있다.

제3도는 공법은 제2도의 공법과 달리 옹벽전면이 곡선형으로 조적되는 경우에도 무리없이 적용될 수 있는 변형성을 가진다. 그리고 절곡보강철근(30)이 결합공(15)을 중심으로 자유로이 회전되기 때문이며 옹벽의 전면이 곡선형을 이루는 경우 가로결속철근(31)을 용이하게 굽혀서 안착시킬 수 있기 때문이다.

가로결속철근(31)에 안착되고 절곡보강철근(30)이 결합되면 절곡보강철근(30)의 작용방향을 정한 후 세로보조철근(33)을 절곡보강철근(30)의 후방에 가로로 결합하여 안정화시킨다.

제4도는 가로바(41; Cross bar)와 연결보강철근(40)이 ┬자형으로 결합된 보강수단은 채택하며 ┬자형으로 조합된 보강수단이 블록과 블록사이에 형성되는 앵커안착부(18)에 삽입되고 좌,우측 블록의 후방익편(12)에 걸려 토압의 반대방향으로 작동되도록 설치된다.

연결보강철근(40)의 후방에는 수개의 연결보강철근이 연쇄적으로 이어져 있으며 방향과 위치가 정해지면 제3도의 공법과 같이 세로보조철근(33)을 가로로 결합하고 가로바(41)가 삽입된 앵커안착부(18)에 몰탈을 체위 충전몰탈부(41)을 형성한다. 충전몰탈부(41)는 가로바(41)와 연결보강철근(40)의 유동을 억제하여 블록의 변위를 방지해 주게 된다.

제4도의 공법은 제3도의 공법과 같이 곡선형 옹벽축조에 적용할 수 있는 뛰어난 변형성을 가진다.

끝으로 본 발명의 한 공법에 공통적으로 적용될 수 있는 보강수단의 후방구조는 제5도 및 제6도에 나타나 있다.

본 발명의 보강수단은 산화에 강한 아연도금철근을 재질로하며 그 자체로서도 뒷채움 보강토구간에 적지 않은 마찰저항력을 발휘하나 마찰저항력을 극대화하기 위해서는 각 보강수단의 후방에 콘크리트 괴(44)를 매설하는 것이 필요하다.

지형적으로 붕괴의 우려가 있어 견고한 축조가 요구될 경우에는 제5도에서와 같이 보강수단에 콘크리트메트를 포설하여 콘크리트메트층(43)의 자중과 보강토의 중량이 합력되어 블록에 미치는 토압을 최대한 상쇄시킬 수 있다.

본 발명의 공법은 어느 것이나 매우 손쉽게 이루어지며 시공방법상 공통성을 갖는다.

블록을 수평으로 나란히 배열한 후 각 보강수단을 블록의 상면에 결합시키고 한층 한층 조적함에 따라 보강토를 채워나가고 콘크리트괴(44)를 연결하거나 콘크리트메트(45)를 포설한다.

본 발명의 공법은 토목용 섬유와 달리 방청격자형 강선(메쉬그리드)나 산화방지용 피복철근으로 이루어진 보강수단을 사용하므로 토목용 섬유에 비하여 20 내지 30배의 인장강도를 가지며 시공후 내구연한에 이르기까지 옹벽의 변위발생이 극소화될 수 있고 콘크리트괴나 콘크리트메트와 같은 수단에 의하여 조적식 옹벽이 토압에 장기간 견딜 수 있는 붕괴역지력을 갖는다.

본 발명의 보강수단은 가격이 저렴하고 공급이 원활할 뿐만 아니라 설계에 맞게 적절한 보강수단을 선택하고 지형에 적합한 공법을 선택할 수 있는 다양성과 지형적응성을 갖는다.

Claims (10)

1. 전방익편(10)과 후방익편(12) 그리고 돌출앵커(16)(16')가 있는 한쌍의 연결지주(11)로 이루어지는 블록에 있어서, 블록의 전방익편(10)중앙의 결합공(15)과 전,후방익편(10)(12)의 가로결합홈(13)(13') 및 세로결합홈(14)(14'), 그리고 좌,우측블록사이에 형성되는 앵커안착부(18)를 이용하여 보강수단을 결합함으로써 블록조립체와 뒷채움 보강토구간을 일체화시킴을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
2. 제1항에 있어서,

   보강수단으로서 메쉬그리드(20)를 사용하되 메쉬그리드(20)의 전방일부분은 블록의 가로결합홈(13)(13') 및 세로결합홈(14)(14')에 끼워져 안착되고 메쉬그리드(20)의 후방은 뒷채움보강토구간에 매립됨을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
3. 제2항에 있어서,

   보강수단으로 사용하는 메쉬그리드(20)의 직교부분에 쐐기앵커(21)를 박아 블록의 붕괴억지력을 강화함을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
4. 제1항에 있어서,

   블록의 가로정렬수단으로서 가로결속철근(31)을 그리고 보강수단으로서 절곡보강철근(30)을 사용하되 가로결속철근(31)은 블록의 가로결합홈(13)에 끼워져 안착되고 절곡보강철근(30)의 선단절곡부는 블록의 결합공(15)에 끼워져 결합됨을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
5. 제1항에 있어서,

   보강수단으로서 ┬자상으로 직교결합되는 가로바(41)와 연결보강철근(40)을 사용하되 가로바(41)은 좌,우측블록사이의 앵커안착부(18)에 끼워져 양측블록의 대향하는 후방익편(12)에 걸리도록함을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
6. 제4항 및 제5항에 있어서,

   절곡보강철근(30) 및 연결보강철근(40)의 후단은 연결고리(32)에 의하여 다수의 보강철근 후방을 향하여 연쇄되고 세로보조철근(33)에 의하여 측방유동이 제한되도록 함을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
7. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항에 있어서,

   보강수단은 산화방지를 위한 도금 또는 코우팅처리가된 격자형강산 또는 철근으로 구성하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
8. 제2항, 제4항 또는 제5항에 있어서,

   메쉬그리드(20), 절곡보강철근, 그리고 연결보강철근(40)의 최 후단에는 콘크리트괴(44)를 결합하여 매립함을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
9. 제5항에 있어서,

   좌,우측 블록사이의 앵커안착부(18)에 보강수단을 결합한 후 몰탈을 체워 충전 몰탈부(42)를 형성함을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.
10. 제2항, 제4항 또는 제5항에 있어서,

    뒷채움 보강토 구간에 매립되는 각 보강수단에 콘크리트를 타설하여 평면상의 콘크리트메트층(43)를 형성함을 특징으로 하는 블록식 보강토 옹벽의 축조방법.