KR100409197B1 - 조립식 강재틀을 이용한 옹벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 조립식 강재틀을 이용한 옹벽 시공방법은 철강재 및 지반에서 토출된 토사, 돌 또는 암석 등을 이용하여 옹벽을 시공할 수 있는 방법으로서, 시공이 빠르고 환경친화적인 옹벽 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 횡단면이 이등변삼각형을 이루는 삼각주형의 강재틀(20)을 제1 자세로 설치하는 단계와, 강재틀(20)의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재(80)를 채우는 단계와, 채움재(80)가 채워진 강재틀(20) 위에 제2 자세로 배치된 삼각주형의 강재틀(60)을 적층시키는 단계와, 적층된 강재틀(60)의 내부 및 강재틀(60)과 비탈면 사이의 공간에 채움재(80)를 채우는 단계 및, 상기 단계들을 반복하여 강재틀(20, 60)을 제1 자세와 제2 자세가 교번되게 적층하면서 적층된 강재틀(20, 60)의 내부 및 강재틀(20, 60)과 비탈면 사이의 공간에 채움재(80)를 채우는 단계를 포함하고, 상기 강재틀설치단계 및 상기 강재틀적층단계는, 형강으로 이루어진 프레임들을 서로 볼트조임하여 횡단면이 이등변삼각형을 이루는 삼각주의 외곽을 형성하는 단계와, 상기 강재틀(20)의 상면을 제외하고 옹벽(100)의 외면을 이루는 면을 포함하는 적어도 한 면 이상에 상기 채움재(80)의 통과를 저지할 수 있는 스크린(21)을 설치하는 단계 및, 인접한 강재틀(20, 60)의 외곽프레임을 서로 연결하는 단계를 포함하는 옹벽시공방법이 제공된다.

Description

조립식 강재틀을 이용한 옹벽 시공방법{Retaining wall construction method with assembly steel frame}

본 발명은 절토지 및 성토지에 설치되는 옹벽의 시공방법에 관한 것이며, 특히, 시공현장에서 조립하여 강재틀을 형성하고 이런 강재틀을 이용하여 옹벽을 시공하는 옹벽 시공방법에 관한 것이다.

옹벽(擁壁; Retaining Wall)이란 토압력에 저항하여 흙이 무너지지 않게 세워지는 벽체를 말하며, 일반적으로 지표지반의 안정된 경사보다 가파른 경사로 흙을 쌓거나 또는 산을 깎을 때에 발생하는 지반붕괴를 막기 위해 만든 구조물이다.

이런 종래의 옹벽 종류로는 블록쌓기 옹벽과, 중력(重力)식 콘크리트 옹벽 및, 특수 철근 콘크리트 옹벽이 있는데, 그 첫번째로 블록쌓기 옹벽은 예로부터 널리 쓰이는 축벽(築壁)이 그것에 속하며, 현재는 콘크리트 블록을 이용하여 시공한다.

두번째로, 중력식 콘크리트 옹벽은 콘크리트 자체의 중량으로 지반의 붕괴를 막아내는 구조인데, 비교적 높이가 낮은 경우에 채택되며, 세번째로, 특수 철근 콘크리트 옹벽은 옹벽의 높이가 커져서 중력식 콘크리트 옹벽으로는 경제적이지 않거나 벽면을 수직으로 하여 용지(用地)의 이용을 유리하게 할 필요가 있을 경우에 이용되며, 역T형식, 부벽식(扶壁式; L자형) 등의 여러가지 형식이 있다. 이 외에도 강판이나 목책을 이용한 간이옹벽 등이 있다.

이런 종래의 콘크리트를 이용한 옹벽은 풍수해에 의해 붕괴되는데, 이는 옹벽 뒷면의 지반에 빗물이 침투하여 옹벽에 가해지는 토압력 외에 추가적인 수압이 발생하여 옹벽이 붕괴되는 것으로서, 이런 붕괴의 문제점을 예방하기 위해 옹벽에 배수구를 형성하지만, 대부분의 붕괴사례에서는 배수구가 없어서가 아니라 형성된 배수구에 토사가 막혀 배수구의 재 기능을 수행하지 못함으로써, 붕괴되는 사례가 많다.

한편, 콘크리트로 시공된 옹벽은 돌 및 암석을 적층하여 시공한 옹벽보다는 내구성이 우수하나, 콘크리트 옹벽을 시공하기 위해서는 트럭믹서를 이용하여 콘크리트를 타설하여야 한다.

그러나, 콘크리트 옹벽을 시공하는 경우에는 현장작업이 많아지기 때문에 현장조건에 따라 많은 제약을 받는다. 이런 제약들 중에 가장 큰 제약은 옹벽의 시공현장까지 트럭믹서의 진입이 어렵다는 것이며, 특히 산기슭에 옹벽을 설치하기 위해서는 트럭믹서의 진입이 불가능하여 현장믹서를 하여야 하는데, 이런 현장믹서는 콘크리트의 혼합이 치밀하지 않아 품질저하를 야기하는 단점이 있다.

설사, 트럭믹서의 출입이 용이하다 하더라도 시공현장에서는 콘크리트 타설을 위한 거푸집 등의 부대설비가 필요하며, 현장작업이 많아지고 콘크리트 경화시간이 필요하므로 전체 시공기간이 길어지게 된다는 단점이 있다.

그리고, 이런 콘크리트 옹벽을 산이나 계곡에 설치하였을 때에는 콘크리트에동식물이 서식할 수 없어 자연과 친화되지 못한다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 시공이 간편하여 신속하게 시공할 수 있으며, 환경친화적인 조립식 강재틀을 이용한 옹벽 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강재틀을 이용한 옹벽을 나타낸 측면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 옹벽의 정면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 옹벽의 정면부에 위치한 제1 강재틀의 분해사시도이고,

도 4는 도 1에 도시된 옹벽의 배면부에 위치한 제2 강재틀의 분해사시도이고,

도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 제1, 제2 강재틀의 적층관계를 나타낸 사시도이며,

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강재틀을 이용한 옹벽의 측면도이다.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♠

1 : 성토지 20 : 제1 강재틀

21 : 강판 31 : 제1 L형강

32 : 제2 L형강 33 : 제3 L형강

34 : 제4 L형강 60 : 제2 강재틀

62 : 삼각형 프레임 80 : 채움재

95 : 체결편 99 : 보강띠

100, 200 : 옹벽

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 토사의 안정구배 이상의 구배를 갖는 비탈면에서 토사를 보존하기 위해 설치되는 옹벽을 시공하는 방법에 있어서, 횡단면이 이등변삼각형을 이루는 삼각주형의 강재틀을 제1 자세로 설치하는 단계와, 강재틀의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재를 채우는 단계와, 채움재가 채워진 강재틀 위에 제2 자세로 배치된 삼각주형의 강재틀을 적층시키는 단계와, 적층된 강재틀의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재를 채우는 단계 및, 상기 단계들을 반복하여 강재틀을 제1 자세와 제2 자세가 교번되게 적층하면서 적층된 강재틀의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재를 채우는 단계를 포함하고, 상기 강재틀설치단계 및 상기 강재틀적층단계는, 형강으로 이루어진 프레임들을 서로 볼트조임하여 횡단면이 이등변삼각형을 이루는 삼각주의 외곽을 형성하는 단계와, 상기 강재틀의 상면을 제외하고 옹벽의 외면을 이루는 면을 포함하는 적어도 한 면 이상에 상기 채움재의 통과를 저지할 수 있는 스크린을 설치하는 단계 및, 인접한 강재틀의 외곽프레임을 서로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 제1 자세는 삼각주를 가로로 눕힌 상태에서 이등변삼각형의정점이 비탈면을 향하고 하변이 수직방향으로 배치된 자세이며, 상기 제2 자세는 삼각주를 가로로 눕힌 상태에서 이등변삼각형의 정점이 비탈면과 반대쪽을 향하고 하변이 수직방향으로 배치된 자세를 갖는 옹벽시공방법이 제공된다.

또한, 상기 강재틀적층단계에서는 상층의 강재틀의 하면이 하층의 강재틀의 상면으로부터 토양의 표토층 쪽으로 이동된 위치에 배치되게 적층함으로써 하층의 강재틀의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 배치하는 것이 양호하다.

아래에서, 본 발명에 따른 조립식 강재틀을 이용한 옹벽 시공방법의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

[실시예 1]

도면에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강재틀을 이용한 옹벽을 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 옹벽의 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 옹벽의 정면부에 위치한 제1 강재틀의 분해사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 옹벽의 배면부에 위치한 제2 강재틀의 분해사시도이며, 도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 제1, 제2 강재틀의 적층관계를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 옹벽(100)의 전면에 위치하는 제1 강재틀(20)과, 제1 강재틀(20)을 연결하며 토사와 접하여 위치하는 제2 강재틀(60)을 포함한다. 이들 강재틀(20, 60)들의 결합은 모두 볼트 및 너트의 체결에 의해 연결 고정된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 강재틀(20)은 옹벽(100)의 전면에 해당하는 직사각형의 강판(21)과, 선단이 강판(21)의 배면 상하에 각각 고정되고 약 60°의각도로 기울어져 후단이 60°의 각도로 상호 접하는 한 쌍으로 4조를 이루는 제1 L형강(31) 및, 상기 한 쌍의 제1 L형강(31)의 후단이 접하는 부위를 연결하는 제2 L형강(32)을 포함하며, 제1 L형강(31)은 강판(21)의 배면에 강판(21)의 길이를 따라 4지점에 고정되는데, 강판(21)의 길이를 기준으로 양측면부에 위치한 두 지점과 강판(21)의 중간부에 위치한 두 지점의 간격에 있어서, 강판(21)의 중간부에 위치한 두 지점 사이의 거리는 강판(21)의 측단에서 근접한 한 지점까지의 거리에 대해 2배의 거리인 것이 바람직하다.

그리고, 강판(21)의 배면의 4지점 상하에는 각각 브라켓(22)이 고정되며, 이런 브라켓(22)에 제1 L형강(31)의 선단부가 볼트 및 너트에 의해 체결 고정된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 정삼각기둥의 형상을 갖는 제2 강재틀(60)은 총 15개의 L형강(33, 34)으로 형성되는데, 제1 강재틀(20)의 제1 L형강(31)과 같은 크기를 갖는 12개의 제3 L형강(33)과, 제1 강재틀(20)의 제2 L형강(32)과 같은 크기를 갖는 3개의 제4 L형강(34)을 구비한다. 그리고, 12개의 제3 L형강(33)으로 4개의 삼각형 프레임(62; 62a, 62b)을 구성하고, 제3 L형강(33)으로 구성된 4개의 삼각형 프레임(62)의 3 꼭지점을 제4 L형강(34)이 각각 연결한다. 이때, 4개의 삼각형 프레임(62)의 간격은 제1 강재틀(20)의 상기 4지점과 동일한 간격으로 형성된다.

여기에서, 제1 강재틀(20)은 적층되어 옹벽(100)의 전면을 형성하고, 제2 강재틀(60)은 적층된 제1 강재틀(20)의 사이에 삽입되어 위치하며, 제1 강재틀(20)의 제1 L형강(31)과 접하는 제2 강재틀(60)의 제3 L형강(33)은 볼트와 너트에 의해 체결되어 고정된다. 이와 같이, 제1 L형강(31)과 제3 L형강(33)이 볼트와 너트에 의해 체결되기 위해서 제1 L형강(31)과 제3 L형강(33)에는 길이방향으로 관통공이 형성되고, 이런 관통공에 볼트가 삽입되고 볼트의 단부에 너트가 체결되어 제1 강재틀(20)의 사이에 제2 강재틀(60)이 삽입된 상태로 고정된다.

그리고, 제1, 제2 강재틀(20, 60)의 내부에는 돌 및 암석 등과 같은 채움재(80)가 채워지고, 제2 강재틀(60)의 배면에는 성토된다.

한편, 성토지(1)와 접하는 제2 강재틀(60)의 제4 L형강(34)에는 관통공이 형성되고, 이런 제4 L형강(34)에는 보강띠(99)의 선단이 고정되는데, 보강띠(99)의 선단에는 관통공이 형성되고, 이런 제4 L형강(34)과 보강띠(99)의 선단이 접한 상태에서, 관통공이 형성된 'L'형상의 체결편(95)이 제4 L형강(34)과 보강띠(99)의 선단에 접하여 위치한다. 그리고, 체결편(95)의 관통공과 제4 L형강(34)의 관통공 및 보강띠(99)의 관통공을 볼트가 관통하고 이런 볼트에 너트가 체결되어 고정된다.

이상과 같이 구성된 조립식 강재틀을 이용한 옹벽 시공방법에 대하여 상세히 설명하겠다.

도 5에 도시된 바와 같이, 옹벽(100)이 위치할 지반을 다지고 정리한다. 제1 강재틀(20)의 강판(21)이 옹벽(100)의 정면이 되도록 위치시키고, 제1 강재틀(20)의 하면에 성토하여 강판(21)이 지면에 대해 수직하게 위치하도록 한다. 그리고, 제1 강재틀(20)의 측면으로 다른 제1 강재틀(20)을 밀착하여 위치시키고, 제1 강재틀(20)의 내부에 채움재(80)를 채워 1단 옹벽(100a)을 형성한다. 이와 같이, 제1강재틀(20)이 위치하는 형태를 '제1 자세'라 한다.

그런 후에, 1단 옹벽(100a)의 제1 강재틀(20) 상부에 제2 강재틀(60)을 위치시킨다. 이때, 측면으로 밀착된 두 개의 제1 강재틀(20)의 절반씩 접하도록 제2 강재틀(60)을 위치하는데, 제2 강재틀(60)의 이런 자세를 '제2 자세'라 한다. 그리고, 제1 L형강(31)이 제1 강재틀(20)의 강판(21)의 배면에 고정된 4지점 중에서, 제1 강재틀(20) 단부에서 중간으로 위치한 2지점의 제1 L형강(31)은 제2 강재틀(60)의 4개의 삼각형 프레임(62) 중에서 2개의 삼각형 프레임(62a 또는 62b)의 제3 L형강(33)과 접하게 된다. 이와 같이 제1 강재틀(20)의 제1 L형강(31)과 제2 강재틀(60)의 제3 L형강(33)이 접하게 되면, 제1 L형강(31)과 제3 L형강(33)을 볼트로 체결하여 고정한다.

그리고, 제2 강재틀(60)의 내부에 채움재(80)를 채우고, 제2 강재틀(60)의 배면에 성토하는데, 이때, 체결편(95)을 이용하여 보강띠(99)가 제2 강재틀(60)의 제4 L형강(34)에 고정되고, 보강띠(99)는 성토되는 토사의 내부로 진입한다.

그리고, 1단 옹벽(100a)에 밀착된 제1 강재틀(20)의 상면에 다른 제1 강재틀(20)을 적층하고 2단 옹벽(100b)을 형성한다. 2단 옹벽(100b)의 제1 강재틀(20)은 하부에 위치한 제2 강재틀(60)과 볼트체결에 의해 고정된다. 이때에도 제1 강재틀(20)의 제1 L형강(31)과 제2 강재틀(60)의 제3 L형강(33)의 관통공에 볼트를 삽입하고 너트를 체결하여 고정한다. 그리고 제2 강재틀(60)의 내부에 채움재(80)를 채운다.

이와 같은 방식으로 제1 강재틀(20)의 상부에 제2 강재틀(60)을 위치시키고채움재(80)를 채우고 보강띠(99)를 설치하면서 복수의 단(100a, 100b, 100c)으로 옹벽(100)을 시공하게 된다. 이와 같이, 시공된 옹벽(100)의 전면은 제1 강재틀(20)의 강판(21)이 되며, 이런 강판(21)은 교번하면서 적층되는 형태를 갖는다.

여기에서, 강판(21)은 채움재가 강재틀의 외부로 이탈되는 것을 차단하는 일종의 스크린 부재로서, 일반적으로 사용되는 아연도금강판 및 도장강판을 재질로 하여, 도시에 설치되는 옹벽(100)의 경우에는 주위의 사물과 조화를 이루도록 할 수 있다. 또한, 강판은 평탄한 강판 뿐만 아니라 파형 강판을 사용할 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 단별로 적층되는 옹벽(100)은 하단에서 상단으로 적층될수록 성토지 방향으로 소정의 각도로 경사지게 되는데, 이러한 적층관계에 따라 하부에 위치한 제1 강재틀(20)의 채움재(80)는 외부로 노출되게 된다. 이런 노출된 채움재(80)에는 식생이 가능하다.

[실시예 2]

실시예 2를 실시예 1과 비교하였을 때에 제1 강재틀 및 제2 강재틀의 횡단면이 직각삼각형을 이룬다는 것을 제외하고는 구성에서 차이점이 없다. 따라서, 실시예 2의 상세한 설명에서는 실시예 1의 상세한 설명으로 대신하고, 제1 강재틀 및 제2 강재틀의 조립각도 변화에 따른 효과를 설명하겠다.

도면에서, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강재틀을 이용한 옹벽의 측면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 옹벽(200)은 제1 강재틀(20)의 강판(21)의 배면에고정되는 제1 L형강(31)의 내각은 45°이며, 두 제1 L형강(31)이 접하는 내각은 90°이다. 그리고, 제2 강재틀(60)에 있어서도, 한 삼각형 프레임(62)을 형성하는 3개의 제3 L형강(33) 중에서 2개의 제3 L형강의 길이는 제1 강재틀(20)의 제1 L형강(31)과 동일하고, 다른 한 개의 제3 L형강의 길이는 제1 L형강(31)의 길이보다 길다. 그리고, 같은 길이의 제3 L형강이 접하는 내각은 90°이고, 길이가 다른 제3 형강끼리 접하는 내각은 45°이다.

이와 같은 제1 강재틀(20)과 제2 강재틀(60)은 실시예 1에서와 같은 방식으로 적층, 채움, 보강띠 설치 및, 성토과정을 거쳐 옹벽이 시공된다.

앞에서 설명한 실시예 1 및 실시예 2에서의 옹벽은 지지하는 토압에 의해 옹벽 두께 및 높이가 결정된다. 이런 옹벽 시공방법에 따른 옹벽은 그 높이가 약 2~3m정도로서, 비교적 낮은 높이를 갖는 옹벽시공에 적합하며, 그 중에서도 실시예 1에서의 옹벽은 실시예 2에서의 옹벽보다 토압을 지지하는 지지력이 큰 경우에 적합하다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 조립식 강재틀을 이용한 성토방법은 콘크리트를 사용하지 않고 시공현장에서 조립하여 시공할 수 있으므로, 시공이 빠르고, 자재의 운반 등에 효율적이라는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조립식 강재틀을 이용한 성토방법에서 강재틀의 내부에는 돌 또는 암석 등으로 채울 수 있으며, 이로 인해 성토지에 침수된 물은 강재틀을 통해 용이하게 배출됨으로써, 성토지의 토압을 감소시켜 옹벽의 내구성을 향상시킬수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조립식 강재틀을 이용한 성토방법에서 강재틀의 내부에는 토사, 돌, 또는 암석 등으로 채움으로써, 강재틀에 식물들이 식생할 수 있어 환경친화적이라는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조립식 강재틀을 이용한 성토방법은 콘크리트에 비해 연성이 큰 강재를 이용함으로써, 부등침하 및 내진성에 강하다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 조립식 강재틀을 이용한 성토방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. 토사의 안정구배 이상의 구배를 갖는 비탈면에서 토사를 보존하기 위해 설치되는 옹벽을 시공하는 방법에 있어서,

   횡단면이 이등변삼각형을 이루는 삼각주형의 강재틀을 제1 자세로 설치하는 단계와,

   강재틀의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재를 채우는 단계와,

   채움재가 채워진 강재틀 위에 제2 자세로 배치된 삼각주형의 강재틀을 적층시키는 단계와,

   적층된 강재틀의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재를 채우는 단계 및,

   상기 단계들을 반복하여 강재틀을 제1 자세와 제2 자세가 교번되게 적층하면서 적층된 강재틀의 내부 및 강재틀과 비탈면 사이의 공간에 채움재를 채우는 단계를 포함하고,

   상기 강재틀설치단계 및 상기 강재틀적층단계는,

   형강으로 이루어진 프레임들을 서로 볼트조임하여 횡단면이 이등변삼각형을 이루는 삼각주의 외곽을 형성하는 단계와,

   상기 강재틀의 상면을 제외하고 옹벽의 외면을 이루는 면을 포함하는 적어도 한 면 이상에 상기 채움재의 통과를 저지할 수 있는 스크린을 설치하는 단계 및,

   인접한 강재틀의 외곽프레임을 서로 연결하는 단계를 포함하고,

   상기 제1 자세는 삼각주를 가로로 눕힌 상태에서 이등변삼각형의 정점이 비탈면을 향하고 하변이 수직방향으로 배치된 자세이며,

   상기 제2 자세는 삼각주를 가로로 눕힌 상태에서 이등변삼각형의 정점이 비탈면과 반대쪽을 향하고 하변이 수직방향으로 배치된 자세인 것을 특징으로 하는 옹벽시공방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 강재틀적층단계에서는 상층의 강재틀의 하면이 하층의 강재틀의 상면으로부터 토양의 표토층 쪽으로 이동된 위치에 배치되게 적층함으로써 하층의 강재틀의 상면의 적어도 일부가 노출되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 옹벽시공방법.