KR100475097B1 - 석축 보강 장치 및 그 장치를 사용한 석축 보강 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석축의 보강 장치 및 그 장치를 사용한 보강 방법에 관한 것으로, 석축 보강 장치는 석축에 형성되는 삽입구를 통해 석축의 배면 토사(지반)에 정착되는 정착부재와; 상기 석축의 외벽에 설치되는 와이어 강선 메쉬와; 상기 와이어 강선 메쉬가 상기 석축의 외벽에 밀착되도록 상기 와이어 강선 메쉬를 상기 정착부재에 고정하는 고정캡을 포함한다.

Description

석축 보강 장치 및 그 장치를 사용한 석축 보강 방법{REVETMENT REINFORCEMENT APPARATUS AND REVETMENT REINFORCEMENT METHOD USING THE APPARATUS}

본 발명은 석축의 보강 장치 및 그 장치를 사용한 보강 방법에 관한 것이다.

일반적으로 평지가 적은 국내에서는 언덕이나 낮은 산의 경사면을 깎아서 학교나 주택 등의 건물을 짓고 있으며, 경사면을 깎아서 건물을 지을 때는 건물이 지표면에서 수직상태를 이루어야 하므로 언덕이나 작은 산의 전체를 평지로 만들지 않는 한 경사면의 일부를 계단식으로 깎거나 메운 평지에 건물을 짓고, 깎거나 메운 60도 이상의 경사면(절개지)에는 석축이나 옹벽을 쌓아 흙의 붕괴를 방지한다.

석축이나 옹벽은 토목공사에 의해서 형성되는 절개지의 다양한 경사면이나 법면에 시공되어 배면의 토사를 지탱함으로써 그 붕괴를 방지하는 구조물로서, 지형적 요인과 석축 시공후 석축에 가해지는 요인들을 고려하여 시공하게 된다.

석축은 그 시공지역의 토사를 성토나 절토한 후, 돌을 쌓아 만든 옹벽 배면에 토사 및 쇄석등의 보강토를 채워 축조되는 방식이 있다.

이중에, 석재들을 쌓아 축조하는 조립방식 석축은 배면의 토압을 견디지 못하고 석축이 전방으로 돌출되는 배부름 현상이 발생하게 된다. 특히, 사층 몰탈의 탈리 및 우수로 인하여 배면의 흙이 탈리된 상태에서 빗물과 함께 미세한 토립자가 유출되면 석축 내부에 공동화 현상 발생되고, 이러한 공동화 현상이 심해지는 경우에는 붕괴로 진행되어 지는 등 안전성에 큰 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 배부름 현상의 진행을 막아줌으로써 구조적 안전성을 확보할 수 있는 석축 보강 장치 및 그 장치를 사용한 석축 보강 방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 석축 보강 장치는 석축에 형성되는 삽입구를 통해 석축의 배면 토사(지반)에 정착되는 정착부재와; 상기 석축의 외벽에 설치되는 와이어 강선 메쉬와; 상기 와이어 강선 메쉬가 상기 석축의 외단에 밀착되도록 상기 와이어 강선 메쉬를 상기 정착부재에 고정하는 고정캡을 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 정착부재는 상기 정착부재를 통해 지반으로 시멘트를 주입할 수 있도록 내부가 빈 관 형상으로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 상기 정착부재는 내부가 빈 관 형상의 정착봉을 포함하되; 상기 정착봉은 선단에 암나사부와, 상기 와이어 강선 메쉬의 강선들이 십자형태로 끼워지도록 4개의 끼움홈들이 형성되며, 상기 고정캡은 상기 정착봉의 끼움홈들에 끼워진 상기 와이어 강선 메쉬의 강선들을 상기 석축의 외벽쪽으로 밀어붙이도록 상기 정착봉의 선단의 암나사부에 결합되는 숫나사부를 갖는다.

본 발명에 의하면, 상기 정착부재는 내부가 빈 관 형상의 정착봉과; 상기 정착봉 내부에 삽입되는 공이치기(hammer)와; 상기 정착봉의 끝단부에 형성되는 그리고 외부로부터 상기 공이치기(hammer)가 타격되면, 상기 공이치기(hammer)에 의해 벌어지는 정착 날개편들을 갖는다.

본 발명에 의하면, 상기 정착 날개편들은 안쪽으로 만곡지게 형성된다.

상술한 목적을 달성하기 위한 석축 보강 방법은 상기 석축 외벽에 와이어 강선 메쉬를 설치하는 단계; 석축을 이루는 석재과 웅벽블럭 사이에 일정깊이로 천공하는 단계; 천공된 구멍으로 정착봉을 삽입하는 단계; 상기 정착봉을 지반에 고정하는 단계; 상기 와이어 강선 메쉬를 상기 정착봉에 고정하여 상기 와이어 강선 메쉬가 상기 석축에 밀착시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 정착봉을 지반에 고정하는 단계는 내부가 빈 관형상의 상기 정착봉을 통해 상기 지반 깊숙하게 모르타르를 주입하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 정착봉을 지반에 고정하는 단계는 상기 모르타르를 주입하기 전에 상기 정착봉의 끝단부에 형성된 정착 날개편을 벌어지게 하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 정착봉의 정착 날개편들을 벌어지게 하는 단계는 상기 정착봉의 내부에 삽입된 공이치기(hammer)가 외부힘에 의해 타격되면서 상기 정착 날개편들이 벌어진다.

본 발명에 의하면, 상기 와이어 강선 메쉬를 밀착하는 단계는 상기 와이어 강선 메쉬의 가로강선과 세로강선이 십자형태로 교차하는 조인트 부분을 상기 정착봉의 선단에 위치시키고, 상기 가로강선과 세로강선을 상기 정착봉의 선단에 형성된 끼움홈들에 끼우는 단계; 상기 끼움홈들에 끼워진 상기 강선들이 상기 석축의 외벽에 밀착되도록 상기 정착봉의 선단에 고정캡을 끼워 조이는 단계를 포함한다.

예컨대, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 11에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 1은 배부름 현상이 발생된 석축을 보여주는 도면이다. 도 9는 석축 보강에 필요한 보강 장치를 보여주는 도면이다. 도 2 내지 도 8은 석축 보강 장치를 사용하여 석축을 보강하는 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.

도 9 및 도 2 내지 도 8을 참조하면, 석축을 보강하기 위한 장치(100)는 크게 정착부재(120)와 PS 와이어 강선 메쉬(110) 그리고 고정캡(140)을 포함한다.

상기 정착부재(120)는 정착봉(122)을 갖는다. 이 정착봉(122)이 끝단은 상기 지반(석축 배후의 토사)에 모르타르에 의해 고정 설치되는데, 이 정착봉은 모르타르를 상기 정착봉(122)의 끝단부로 공급할 수 있도록 내부가 빈 관 형상으로 이루어진다. 상기 정착봉(122)은 상기 석축을 이루는 석재(조석;12)들 사이에 드릴과 같은 공구에 의해 일정 깊이로 형성된 구멍(14)에 삽입된다. 상기 구멍(14)은 상기 와이어 강선 메쉬(110)의 가로측 강선(112)과 세로측 강선(114)이 교차하는 조인트 부분과 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 정착봉(122)은 내부에 공이치기(hammer;124)가 삽입되어 있고, 상기 정착봉(122)의 끝단부에는 4개의 정착 날개편(126)들이 형성되어 있다(도 5참조). 작업자가 공이치기용 강봉(128)을 사용하여 상기 공이치기(hammer;124)를 타격하게 되면, 상기 정착 날개편(126)들은 상기 공이치기(hammer;124)에 의해 바깥쪽으로 벌어지게 된다. 이렇게 상기 정착 날개편(126)들이 벌어지면서 상기 정착봉(122)의 끝단부에는 4개의 틈새(127)가 생기게 되고( 도 6에 자세히 도시됨), 후속 공정에서 상기 정착봉(122)을 통해 주입되는 모르타르는 이 틈새들을 통해서 정착봉(122) 끝단부 주변으로 고르게 충전(주입)되게 된다.

상기 정착봉(122)의 선단에는 상기 고정캡(140)이 고정되는 수나사부(132)가 형성되어 있고, 또한 4개의 끼움홈(134)들이 형성되어 있다. 이 4개의 끼움홈(134)들에는 상기 와이어 강선 메쉬(110)의 강선들(가로측 강선과 세로측 강선)이 십자형태로 끼워지게 된다. 이때, 상기 가로측 강선(112)과 세로측 강선(114)은 도 10에서 보여주는 바와 같이 고정클립(150)에 의해 고정되어 유동이 차단되며, 여기서 사용되는 고정클립(150)은 U자형의 클립몸체(152)와 이 클립몸체(152)에 결합되는 고정판(154)으로 이루어진다.

상기 고정캡(140)은 상기 정착봉(122)의 선단부에 나사 결합되는데, 상기 고정캡(140)을 잠금방향으로 계속 돌리게 되면, 상기 정착봉(122)의 끼움홈(134)들에 끼워진 상기 와이어 강선 메쉬의 강선들(112,114)이 상기 석축의 외벽쪽으로 밀려나게 되면서 상기 와이어 강선 메쉬가 석축(10)에 타이트하게 밀착되면서 석축을 보강해준다. 상기 고정캡은 내면에 상기 수나사부와 결합을 위한 암나사부(142)가 형성되어 있으며, 또한 상기 고정캡에 형성된 4개의 구멍(144)은 상기 고정캡을 돌릴 때 사용하는 공구가 끼워지는 구멍들이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 석축 보강 장치를 사용하여 석축을 보강하는 방법(공법)을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 석축 외벽에 와이어 강선 메쉬(110)를 설치한다. 그리고 석축(10)을 이루는 석재(조석;12)과 웅벽블럭(조석) 사이에 일정깊이로 구멍(14)(지름은 대략 30mm)을 뚫는다(도2 참조). 이때, 구멍의 깊이는 현장 상황에 따라 달리할 수 있다. 그리고 정착봉(122)을 그 구멍(14)에 삽입 설치한다(도 3참조). 여기서 중요한 것은 상기 와이어 강선 메쉬의 조인트부분(가로측 강선과 세로측 강선이 교차하는 부분)에 맞추어 웅벽블럭과 웅벽블럭 사이에 구멍(14)을 형성한다는 것이다. 이렇게 해야만, 나중에 상기 고정캡(140)에 의해 상기 와이어 강선 메쉬의 가로측 강선(112)과 세로측 강선(114)이 균일하게 석축측에 밀착 고정될 수 있는 것이다. 한편, 상기 와이어 강선 메쉬(110)의 설치 단계는 상기 구멍(14)을 형성한 후 또는 구멍에 정착봉(122)을 삽입한 후에 실시해도 무관하다(도 4 참조).

상기 정착봉(122) 안으로 공이치기용 강봉(128)을 삽입하여 상기 공이치기(hammer;124))를 타격하면, 상기 정착 날개편(126)들이 상기 공이치기(hammer;124)에 의해 바깥쪽으로 벌어지게 된다(도 5 및 도 6 참조). 이렇게 상기 정착 날개편(126)들이 벌어지면서 상기 정착봉(122)의 끝단부에는 4개의 틈새(127)가 생기게 된다. 상기 정착 날개편(126)들이 벌어진 후에는 모르타르 주입을 위해 상기 정착봉(122)의 선단에 모르타르 주입관(170)을 고정한 후, 모르타르를 주입한다(도 7참조). 이때 상기 모르타르는 조기경화를 위한 첨가재가 첨가될 수 있다. 상기 모르타르는 상기 정착봉(122) 내부를 채우면서 상기 틈새(127)들을 통해 정착봉(122) 끝단부 주변으로 고르게 채워(충전)진다.

그리고, 상기 와이어 강선 메쉬의 가로측 강선과 세로측 강선을 상기 정착봉(122)의 선단에 형성된 4개의 끼움홈(134)들에 끼운다. 그리고 정착봉(122)의 선단에 상기 고정캡(140)을 결합하여 고정캡(140)을 돌리면 상기 정착봉(122)의 끼움홈(134)들에 끼워진 상기 와이어 강선 메쉬의 강선(112,114)들이 상기 석축의 외벽쪽(석축의 후면방향)으로 밀어붙여지게 되면서 상기 와이어 강선 메쉬가 석축에 타이트하게 밀착되게 된다( 도 8 참조). 특히, 상기 와이어 강선 메쉬(110)는 상기 정착봉(122)들에 의해 고정되어 있어, 상기 석축의 전면방향으로 가해지는 토압을 상기 와이어 강선 메쉬(110)가 이를 지탱해주면서 석축(10)을 지지하게 되고, 상기 와이어 강선 메쉬로 전해지는 압력은 정착봉(122)을 통해 토압의 반대 방향으로 전달되게 되면서 구조적인 안전성을 확보할 수 있는 것이다.

한편, 도 9에서와 같이 상기 와이어 강선 메쉬(110)에는 다수의 인장력증간부재인 턴버클(118)들이 설치되어 있어, 상기 와이어 강선 메쉬의 강선들을 상기 턴버클이 당겨줌으로써 보다 타이트하게 상기 석축을 지지하게 된다.

도 11은 석축 전면에 보강네트가 설치된 예를 보여주는 도면이다.

상기 보강네트(190)는 와이어 강선 메쉬(112)에 의해 보강되지 못하는 가운데 석재(12a)들을 보강하기 위한 것으로, 이 보강네트(190)는 가장자리가 와이어 강선 메쉬(112)에 지그재그 형태로 끼워져 고정 설치된다.

한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 석축 보강 장치 및 그것의 보강 공법은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서, 본 발명에 따른 석축 보강 장치 및 그것의 보강 공법의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 와이어 강선 메쉬를 지지하는 정착봉이 지반에 견고하게 매립되어 있어, 석축의 조석들이 토압에 의해 밀리는 것을 안정적으로 막아주어 결과적으로 석축 구조를 안정화할 수 있다.

도 1은 배부름 현상으로 보강이 필요한 석축을 보여주는 도면;

도 2 내지 도 8은 석축 보강 장치를 사용하여 석축을 보강하는 과정을 단계적으로 보여주는 도면들;

도 9는 석축 보강에 사용되는 장치를 보여주는 도면;

도 10은 고정클립에 의해 묶여진 와이어 강선 메쉬의 가로측 강선과 세로측 강선을 보여주는 도면;

도 11은 와이어 강선 메쉬에 보강네트가 설치된 예를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 와이어 강선 메쉬

120 : 정착부재

122 : 정착봉

124 : 공이치기

126 : 정착 날개편

128 : 공이치기용 강봉

140 : 고정캡

190: 보강네트

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 석축 보강 장치에 있어서:

   석축에 형성되는 삽입구를 통해 석축의 배면 토사(지반)에 정착되는 정착부재와;

   상기 석축의 외벽에 설치되는 와이어 강선 메쉬와;

   상기 와이어 강선 메쉬가 상기 석축의 외벽에 밀착되도록 상기 와이어 강선 메쉬를 상기 정착부재에 고정하는 고정캡을 포함하되;

   상기 정착부재는

   선단외측에 상기 고정캡이 결합되는 수나사부가 형성되고, 그 선단에는 상기 와이어 강선 메쉬의 강선들이 끼워지는 끼움홈들이 형성된 관 형상의 정착봉을 포함하고,

   상기 고정캡은 상기 정착봉의 끼움홈들에 끼워진 상기 와이어 강선 메쉬의 강선들을 상기 석축의 외벽쪽으로 밀어붙이도록 상기 정착봉의 선단의 수나사부에 결합되는 암나사부를 갖는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 석축 보강 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 정착부재는

   상기 정착봉 내부에 삽입되는 공이치기(hammer)와;

   상기 정착봉의 끝단부에 형성되는 그리고 외부로부터 상기 공이치기(hammer)가 타격되면, 상기 공이치기(hammer)에 의해 벌어지는 정착 날개편들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석축 보강 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 정착 날개편들은 안쪽으로 만곡지게 형성되며,

   상기 와이어 강선 메쉬의 중간에 설치되어 상기 와이어 강선 메쉬의 인장력을 높이기 위한 인장력증강부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 석축 보강 장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 석축의 전방에 설치되는 그리고 가장자리는 상기 와이어 강선 메쉬에 지그재그로 끼워져 고정 설치되는 보강네트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석축 보강 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 석축 보강 방법에 있어서:

   상기 석축 외벽에 와이어 강선 메쉬를 설치하는 단계;

   석축을 이루는 석재과 웅벽블럭 사이에 일정깊이로 천공하는 단계;

   천공된 구멍으로 정착봉을 삽입하는 단계;

   상기 정착봉을 지반에 고정하는 단계;

   상기 와이어 강선 메쉬를 상기 정착봉에 고정하여 상기 와이어 강선 메쉬가 상기 석축에 밀착시키는 단계를 포함하되;

   상기 정착봉을 지반에 고정하는 단계는

   상기 정착봉의 끝단부에 형성된 정착 날개편을 벌어지게 하는 단계;

   내부가 빈 관형상의 상기 정착봉을 통해 상기 지반 깊숙하게 모르타르를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 석축 보강 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 정착봉의 정착 날개편들을 벌어지게 하는 단계는

    상기 정착봉의 내부에 삽입된 공이치기(hammer)가 외부힘에 의해 타격되면서 상기 정착 날개편들이 벌어지는 것을 특징으로 하는 석축 보강 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 와이어 강선 메쉬를 밀착하는 단계는

    상기 와이어 강선 메쉬의 가로강선과 세로강선이 십자형태로 교차하는 조인트 부분을 상기 정착봉의 선단에 위치시키고, 상기 가로강선과 세로강선을 상기 정착봉의 선단에 형성된 끼움홈들에 끼우는 단계;

    상기 끼움홈들에 끼워진 상기 강선들이 상기 석축의 외벽에 밀착되도록 상기 정착봉의 선단에 고정캡을 끼워 조이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 석축 보강 방법.