KR100495782B1 - 블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한보강토옹벽의 시공방법 - Google Patents

블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한보강토옹벽의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법에 관한 것으로, 전면(f1), 후면(f2), 복수개의 요홈(1)이 형성되고 이 요홈(1)의 소정위치에 상,하로 관통구멍(2)이 형성된 바닥면(f3)과 상부면(f4), 그리고 인접하는 패널(P)의 단위 블록(B)을 상호 인터록킹(interlocking)시켜 벌어지거나 밀착되는 것을 방지하기 위한 고정구(L)가 삽입되는 삽입부(5)와 걸림홈(6)이 각기 하부와 상부에 형성된 양측면(f5,f6)을 갖도록 제작되는 단위 블록(B)과; 상기 복수개의 단위 블록(B)들이 상,하로 적층된 상태에서 상기 관통구멍(2)에 삽입되는 연결구(10)와; 상기 연결구(10)의 일측에 체결되어 적층된 복수개의 단위 블록(B)을 결합시키는 결합수단(12)을 포함하여 이루어져 공장 또는 현장에서 하나의 패널(P)로 미리 조립되어 장비에 의한 시공이 가능하도록 된 블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법을 제공한다.

Description

블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법 {A Facing panel for reinforced earth wall and its construction method}
본 발명은 블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법에 관한 것으로, 상세히는 기존의 PC(Precast Concrete)패널을 대체하여 단일형태로 이루어진 몇 개의 단위 블록을 일체로 조립하여 보강토옹벽 패널을 형성하고, 이 조립된 보강토옹벽 패널을 판형이나 띠형 또는 지오그리드형 보강재를 사용하여 수직으로 축조할 수 있도록 한 블록조립식 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 분야인 보강토옹벽은 수직성토(垂直盛土)가 가능하므로 기존 콘크리트 옹벽에 비하여 한정된 부지(敷地)를 유효하게 이용할 수 있고, 공장제품을 사용하기 때문에 품질측면에서의 신뢰성이 있으며, 특수장비가 필요 없고 시공이 용이하여 공기(工期)단축이 가능하고, 성토체(盛土體)의 품질관리가 확실하며, 유연한 구조체이기 때문에 기초지반의 부등침하(不等沈下)나 지진하중(地震荷重)등에도 유연하게 대처할 수 있고, 전면 벽체의 중량이 기존 콘크리트 옹벽에 비해 경량(輕量)이므로 기초처리가 간단하며, 경제성이 높은 장점을 갖고 있다.
국내에서는 1980년에 건설부 건설시험소에서 국도상에 아연도강판을 보강재로 사용한 보강토옹벽을 최초로 시험시공하였으며, 그 이후 건설시험소와 한국도로공사, 한국토지공사 등에서 동일한 보강재를 사용한 몇 건의 시험시공 및 현장조사가 이루어졌고, 아연도강판을 보강재로 사용한 보강토옹벽에 대한 현장조사 결과 아연도금기술 및 뒤채움흙(보강토체) 선정과 시공관리 등의 문제가 발견되었으며, 이러한 경향으로 국내에서 아연도강판을 보강재로 하는 보강토옹벽은 활성화되지 못하였다. 그리고 1986년에 띠형 토목섬유보강재가 국내에 도입되어 아연도강판의 문제를 해결함으로써 각광을 받기 시작하였으며, 고강도 지오그리드(Geogrid)를 보강재로 사용하는 블록(Block)식 보강토옹벽이 1994년에 국내에 처음 도입되어 현재는 띠형 토목섬유 보강재를 사용하는 패널식 보강토옹벽과 지오그리드를 사용하는 블록식 보강토옹벽이 폭넓게 활용되고 있다.
한편, 상기한 기존의 패널식 보강토옹벽과 블록식 보강토옹벽은 각각 다음과 같은 단점이 있었다.
즉, PC 패널식 보강토옹벽은 형태가 단순하고 미관이 좋지 않았으며, 운반 또는 취급도중 부분적인 파손이 발생하게 될 경우 이의 사용이 불가능하여 전체를 폐기처리하여야 했었으며, 현장여건에 따른 다양한 형태(바닥형, 표준형, 상부형 및 기타 형태)의 패널을 공장에서 각기 생산하여 현장까지 수량을 맞추어 공급하여야 했었으므로 현장에서 공기에 따라 각각의 형태에 맞는 패널을 관리하기가 쉽지 않아 기일이 지연되는 등의 문제점이 있었고, 패널의 후부에 보강재를 연결시키기 위한 앵커가 길게 노출되어 있어 패널 후방에서의 뒷채움재를 다지는 작업에 있어서 소형다짐장비를 사용하여 기계적인 다짐시 이 앵커에 의해 다짐기의 접근이 불가능하여 다짐작업이 제대로 이루어질 수가 없었다.
또, 블록축조식 보강토옹벽은 현장에서 일일이 블록을 하나씩 쌓아야 했었으므로 작업속도가 매우 느리고, 크레인 등의 기계를 사용할 수 없어 오로지 작업인부의 육체적인 노동에만 의존하였기 때문에 육체적인 부담이 가중되는 문제점이 있었으며, 블록축조식 보강토 옹벽은 블록과 블록 사이의 후부 공간이 벌어져 블록간의 결합성이 저하될 뿐만 아니라 블록 후부에 골재를 채워주어야 하는 작업이 추가되고, 블록 사이의 틈새가 벌어질 경우 블록 후방에 채워 넣었던 골재가 앞으로 빠져나오게 되는 현상도 발생하였다. 또, 블록축조식 보강토옹벽은 지반의 부등침하에 의한 수평변위시 하부의 블록이 전단하중을 견디지 못하고 파손되는 치명적인 문제점이 발생할 수도 있었다.
본 출원인은 이와 같은 점을 감안하여 기존의 블록을 이용한 보강토옹벽 축조방식에서의 단점과 PC 패널을 이용한 보강토옹벽 축조방식에서의 단점을 모두 해소하고 각 축조 방식에서의 장점만을 취합하여 보다 견고하고 보다 시공성이 높은 보강토옹벽 패널과 이 패널을 사용한 보강토옹벽의 시공방법을 특허출원(출원번호제2002-67383호; 2002.11.1) 하였다.
이에 대하여 간단하게 설명하면, 선출원의 조립식 보강토 옹벽 패널은 옹벽의 외면을 이루는 전면과, 보강토체에 접하는 후면과, 일정간격으로 후방을 향하여 개방된 복수개의 요홈이 형성되고 이 요홈의 소정위치에는 상,하로 관통구멍이 형성된 바닥면과 상부면, 그리고 양측면을 갖도록 제작되는 적어도 2개 이상의 단위 블록과; 상기 복수개의 단위 블록들이 상,하로 적층된 상태에서 상기 관통구멍에 삽입되는 연결구와; 상기 연결구의 일측에 체결되어 적층된 복수개의 단위블록을 결합시키는 결합수단을 포함하여 이루어진 것이다.
또, 상기한 옹벽 패널의 시공방법은 단위 블록을 소망의 패널형태로 적층하되 연결구와 결합수단을 사용하여 다양한 형태로 패널을 조립하고, 조립된 패널을 옹벽 기초 위에 올리고, 이 패널 위에 다시 다른 패널을 쌓되, 상기 하부의 패널과 상부의 패널 사이에 연결구를 끼워 결합시키며, 옹벽 패널의 후부에서 상기 연결구에 걸림구를 끼워 보강재를 수평으로 배설하고, 수평으로 배설된 보강재 위에 보강토체를 덮고 다지는 단계를 포함하여 이루어져 있다.
상기한 본 출원인의 선출원발명은 2종 또는 그 이상으로 크기와 형태로 이루어진 단위 블록을 연결구로 조립하여 패널을 제작하고, 이를 현장에서 PC 패널과 같은 방식으로 축조할 수 있도록 한 것으로서, 이는 장비를 사용한 축조가 가능하여 인부의 육체적 부담을 경감시키고 시공속도도 향상시킬 수 있으며, 패널의 형태를 다양하게 조립할 수 있으므로 축조된 옹벽의 외관도 향상시킬 수 있고, 조립된 패널이 운반 또는 시공도중 부분적으로 파손이 발생될 경우에는 파손된 부분의 블록만을 교체하여 줌으로써 정상적이 사용이 가능하며, 현장여건에 따라 패널의 조립형태를 쉽게 변경할 수 있고, 전후 및 좌우로의 단차형성에 의해 조립식 패널 자체의 축조만으로도 어느 정도 수직으로 버틸 수 있는 구조를 이루어 작업도중 옹벽이 무너지거나 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 보강토체의 침하시에도 걸림구가 하방으로 슬라이드 가능한 구조로 연결되어 있어 응력집중을 막을 수 있고, 또, 패널의 후부에 앵커가 노출되어 있지 않으므로 소형 다짐장비가 패널의 후면까지도 모두 다짐을 실시할 수 있어 시공완료후의 하자발생을 막을 수 있는 등 제작 및 시공과정에서 모두 기존의 패널식 또는 블록축조식 보강토 옹벽에 비하여 우수성을 갖고 있다.
본 발명은 상기한 본 출원인의 선출원발명을 개량 보완하여 패널의 제작에 소요되는 단위 블록의 형태를 1개의 형태로 단일화시킴으로써 선출원발명(최소 3가지 형태의 블록을 제작하여야 했었음)에서보다 저렴한 비용으로 단위 블록을 성형할 수 있도록 하고, 이 단위 블록을 조립하여 패널을 제작하는 것도 용이하게 하며, 조립된 패널의 시공또한 보다 간편하여 시공성의 향상도 가능하도록 하고, 시공완료후 시공하자 발생시 어렵지 않게 부분적인 개보수가 가능하도록 함으로써 기존의 조립식 보강토 옹벽에서의 부분적인 개보수는 불가능하다는 폐단을 해소할 수 있도록 하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전면, 후면, 복수개의 요홈이 형성되고 이 요홈의 소정위치에 상,하로 관통구멍이 형성된 바닥면과 상부면, 인접하는 패널을 구성하는 단위 블록을 상호 인터록킹(interlocking)시켜 벌어지거나 밀착되는 것을 방지하기 위한 고정구가 삽입되는 삽입부와 걸림홈이 각기 하부와 상부에 형성된 양측면을 갖도록 제작되는 단위 블록과; 상기 복수개의 단위 블록들이 상,하로 적층된 상태에서 상기 관통구멍에 삽입되는 연결구와; 상기 연결구의 일측에 체결되어 적층된 복수개의 단위 블록을 결합시키는 결합수단을 포함하여 이루어져 하나의 패널로 조립되는 블록조립식 보강토옹벽 패널을 제공한다.
본 발명의 블록조립식 보강토옹벽 패널은 단일형태의 단위 블록을 공장 또는 시공현장에서 2개 또는 3개 또는 4개씩 상하로 적층시켜 연결구와 결합수단으로 조립하여 제작하고, 이를 장비를 사용하여 들어올려 옹벽 기초위에 올려 쌓으면 되는데, 인접하는 패널끼리는 이 패널을 구성하는 단위 블록의 양 측면에 형성된 삽입부와 걸림홈에 고정구를 끼워주고 패널의 후부에서 임시 고정용 클램프를 체결시켜주므로 인접하는 패널끼리 상호 인터록킹(interlocking)되어 벌어지거나 밀착되는 것을 방지하게 되는 것이며, 상기한 고정구에 의해 인접하는 패널 상호간 일정간격 이격된 상태로 축조되어 진동 및 외력에 대한 내성을 높일 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 의한 블록조립식 보강토옹벽 패널의 기본형을 도시한 결합상태와 일부 분리상태의 정면부 및 배면부 사시도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 보강토옹벽 패널용 단위 블록의 배면사시도이며, 도 4는 단위 블록의 평면도, 도 5 및 도 6은 각각 도 1의 A - A선 및 B - B선 단면도이다.
상기 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 보강토옹벽 패널은 옹벽의 외면을 이루는 전면(f1), 보강토체와 접하는 후면(f2), 복수개의 요홈(1)이 형성되고 이 요홈(1)의 소정위치에 상,하로 관통구멍(2)이 형성된 바닥면(f3)과 상부면(f4), 그리고 인접하는 패널(P)의 단위 블록(B)을 상호 인터록킹 (interlocking)시켜 벌어지거나 밀착되는 것을 방지하기 위한 고정구(L)가 삽입되는 삽입부(5)와 걸림홈(6)이 각기 하부와 상부에 형성된 양측면(f5,f6)을 갖도록 제작되는 단위 블록(B)과; 상기 복수개의 단위 블록(B)들이 상,하로 적층된 상태에서 상기 관통구멍(2)에 삽입되는 연결구(10)와; 상기 연결구(10)의 일측에 체결되어 적층된 복수개의 단위 블록(B)을 결합시키는 결합수단(12)을 포함하여 이루어져 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 패널을 이루는 단위 블록(B)은 시멘트 콘크리트체로 압축 건식공법에 의해 성형되며, 그 전면(f1)은 자연석의 질감을 갖도록 하는 것이 바람직하고, 다른 면(f2~f6)은 평활한 면을 이루게 하거나 또는 약간 거친면으로 형성하여 단위 블록간의 적층시 적정한 마찰력을 갖도록 하게 할 수 있으며, 바닥면(f3)과 상부면(f4)에는 대응되는 요철부를 형성하여 적층시 정확한 결합 위치를 쉽게 맞출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 각 단위 블록(B)은 화강석과 같은 질감을 줄 수 있도록 시멘트와 모래 및 석분과 기타 골재를 적정비율로 혼합하여 성형틀에 부어 넣고 압축성형하며, 성형틀은 각 단위 블록(B)의 전면(f1)이 서로 맞닿아진 상태에서 성형한 후 이를 전단기에서 쪼개내어 전면(f1)이 자연스러운 화강석의 질감을 갖도록 하며, 상기 단위 블록(B)의 전면(f1)은 직선형이 아닌 원호형이나 물결형 등으로도 다양하게 성형할 수 있다
상기 단위 블록(B)은 도 3에 도시된 바와 같은 단일의 형태로 제작되어지며, 바닥면(f3)과 상부면(f4)에는 수직으로 동일한 위치에 복수개(도면상으로는 3개)의 요홈(1)이 후방을 향하여 연장형성되어 있고, 단위 블록(B)의 전면(f1)과 후면(f2)은 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이 상하로 단차(즉, 전면부가 단위 블록의 후부인 몸체보다 1단 높게)가 형성되어 있으며, 단위 블록(B)의 양측면(f5,f6)에는 각각 고정구(L)가 삽입되는 삽입부(5)와 걸림홈(6)이 형성되어 있어 상호 적층시 삽입홈(6)의 상부에 삽입부(5)가 겹쳐지게 되어 고정구(L)가 삽입부(5)를 통해 여유있게 삽입된 후 고정구 양단이 각각 하부의 걸림홈(6)에 끼워지게 된다.
상기 삽입부(5)는 단위 블록(B)의 양측면 하부 모서리에 그 측부와 하부로 개방된 형태를 이루고 있고, 상기 걸림홈(6)은 상기 삽입부(5)와 거의 유사한 형태로 이루어져 있으며 그 내측에 고정구(L)의 양단이 끼워져 걸리도록 좌우로 장반경을 갖도록 타원형으로 된 홈(6a)이 하부로 연장형성되어 있다.
상기 삽입부(5)와 걸림홈(6)은 도 4의 평면도에 도시된 바와 같이 외측으로 갈수록 앞뒤로 확장된 형태를 이루고 있어 옹벽을 곡선형으로 축조할 때 인접하는 패널이 서로 직선을 이루지 않더라도 고정구(L)의 체결이 가능하도록 되어 있다.
또한, 상기 단위 블록(B)의 후면(f2)양측에는 상기 고정구(L)에 걸어 인접하는 패널을 상호 임시고정시키기 위한 임시고정용 클램프(C)의 지지플레이트(S)가 밀착되기 위한 밀착면(f7)이 형성되어 있다.
상기 단위 블록(B)은 전면(f1)과 후면(f2)이 상,하로 단차가 형성되었을 뿐만 아니라, 도 4의 평면도에서 알 수 있는 바와 같이 좌,우로도 단차가 형성되어 있어 인접하는 옹벽 패널을 이루는 단위 블록(B)의 측면(f5,f6)과 하나의 면으로 접하는 것을 피하고 서로 어긋난 2개의 평행면(f5a,f6a,f5b,f6b)과 이 평행면 사이의 경사면(f5c,f6c)이 서로 접하도록 하여 시각적으로 내부가 노출되거나 내부의 보강토체가 옹벽의 전방으로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.
도 7은 본 발명의 패널 시공상태를 도시한 옹벽의 정면부 사시도이고, 도 8은 본 발명의 패널 시공상태를 도시한 옹벽의 배면부 사시도이다.
상기 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 조립된 상,하 패널(P,P)간의 적층시에는 그 사이에 고무나 콜크 또는 기타 충격흡수가 가능한 소재로 된 소정두께의 된 완충패드(20)를 끼워 패널(P)상,하간의 적정한 간격유지가 가능하도록 함과 동시에 패널 적층시의 충격을 흡수할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 의한 패널로 축조되는 옹벽은 상기한 고정구(L)에 의해 인접하는 좌,우측의 패널(P,P)사이가 밀착된 상태가 아닌 일정간격으로 이격된 상태에서 더이상 벌어지거나 밀착되지 않도록 잡고 있는 이른바, 인터록킹된 상태를 이루고 있고, 적층된 상,하 패널(P,P)사이도 적정간격을 유지하게 되어 진동 및 외력에 대한 내성을 높일 수 있는 것이다.
도 7의 옹벽 축조상태에서 확인되는 바와 같이, 도시안된 옹벽 기초 위에 먼저 2개의 단위 블록이 조립된 패널(P1)과 4개의 단위 블록이 조립된 패널(P2)을 교차되게 올리고, 그 위로부터는 4개의 단위 블록(P2)이 조립된 패널을 쌓으면 되며, 옹벽의 최상단에서는 다시 옹벽의 높이에 맞게 단위 블럭을 조립하여 쌓으면 된다.
도 9는 본 발명의 패널 후부에 보강재가 연결되는 부분을 확대도시한 분리사시도로서, 본 발명의 패널(P)은 후방에 보강재(30)의 선단이 걸림구(32)에 의해 패널(P)의 내측에 삽입된 연결구(10)에 결합되어 후방으로 배설된 상태에서 도시안된 보강토체가 덮이고, 이 보강토체를 다짐으로써 옹벽을 지지할 수 있도록 되어 있고, 본 발명에서 사용될 수 있는 보강재(30)는 기존의 지오그리드형, 아연도강판형, 띠형 합성수지 섬유보강재 등도 모두 적용가능하며, 보강재는 패널의 어느 곳이든 연결이 가능하므로 시공현장의 여건 또는 설계에 맞게 보강재를 연결시켜 줄 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 보강재(30)는 적층된 단위 블록(B)사이에 형성된 요홈(1)이 서로 맞닿아 형성하는 사각 구멍을 통해 단위 블록(B)을 상하로 연결시키는 연결구(10)에 체결되는 한쌍의 판상 걸림구(32)와, 이 걸림구(32)에 선단이 볼트(34)와 너트(35)로 체결되는 보강판(36)과, 이 보강판(36)의 길이방향을 따라 일정간격으로 직각으로 부착되는 저항체(38)를 포함하여 이루어져 있으며, 바람직하게는 도 8의 시공상태도이 좌측부에서와 같이 복수개의 금속재 보강판(36)이 평행하게 설치되고, 이 보강판(36)사이에 길이방향을 따라 일정간격으로 환봉형 금속재 저항체(38)가 직각으로 용접부착된 연속형 구조로 이루어져 있거나, 도 8의 시공상태도 우측부에서와 같이 단일 금속재 보강판(36)의 길이방향을 따라 일정간격으로 환봉형 금속재 저항체(38)가 부착된 개별형 구조로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
상기 보강재(30)를 패널(P)을 이루는 단위 블록(B)내부에 수직으로 삽입된 연결구(10)에 걸어주기 위한 걸림구(32)는 도 9에 도시된 바와 같이 일측(전방)에 내측 전방으로 걸림부(32a)가 형성되고, 타측(후방)에 보강재(30)의 보강판(36)과 결합되는 결합구멍(32b)이 형성된 좌우 대칭형의 2개를 상,하로 겹쳐서 사용하면 연결구(10)에 걸린 상태가 임의로 풀리는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 걸림구(32)는 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 초기에 요홈(1)의 상부측에 걸어주고 그 밑에 합성수지재 스폰지 등의 쿠션재(33)를 끼워 놓으면 옹벽시공후 시일이 지남에 따라 발생하는 지반침하시 보강재(30)도 하방으로 침하될 때 걸림구(32)도 보강재(30)와 함께 하방으로 슬라이드되어 이 부분에 응력이 집중되는 것을 방지함으로써 옹벽의 변형 및 붕괴를 방지할 수 있도록 한다.
도 12는 본 발명의 패널이 고정구에 의해 인터록킹된 상태를 도시한 옹벽 후부의 사시도 및 요부를 확대한 절개상태도이고, 도 13 및 도 14는 도 12의 인터록킹 상태에서의 옹벽 후부의 단면도와 옹벽의 평면도이다.
본 발명에서 고정구(L)는 철근을 (┌┐)형태로 벤딩하여 제작한 것으로, 이 고정구(L)의 양단에 수직 하방으로 벤딩된 부분이 패널(P)을 형성하는 단위 블록 (B)의 양측면 상,하부에 형성된 삽입부(5)를 통해 걸림홈(6)의 홈(6a)에 끼워지며, 인접하는 패널(P)을 이루는 단위 블록(B)의 걸림홈(6)에 끼워진 고정구(L)의 중간부에는 패널(P)의 후방에서 임시고정용 클램프(C)가 걸려 너트(N)를 조여주면 지지플레이트(S)가 단위 블록(B)후방의 밀착면(f7)에 밀착되어 인접하는 패널끼리 상호 견고한 인터록킹 상태를 유지할 수 있게 된다.
상기 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 옹벽 축조공법에서는 좌,우로 인접하는 패널(P)사이에 고정구(L)가 삽입되고 이 고정구(L)에 클램프(C)가 체결되게 되면 인접하는 패널(P)끼리 서로 일정한 간격을 유지한 채로 서로 멀어지지도 않고 더 이상 가까워지지도 않는 상태로 상호 결속된 상태를 이루게 되는 이른바 인터록킹(interlocking)상태를 이루고 있는 것이며, 이에 의해 축조된 옹벽은 진동을 비롯한 외력에 대하여 옹벽이 변형되거나 뒤틀리는 등의 문제가 발생할 소지가 없게 되는 것이며, 상,하의 패널(P) 사이에도 그 측부끼리 상호 상단과 중간부가 지그재그식으로 고정구(L)에 의해 인터록킹상태를 유지하면서 옹벽이 축조되므로 보강재와의 연결을 이루기 전에 패널(P)자체만으로도 기존의 PC패널에서보다 높고 안전하게 쌓을 수 있어 패널의 가설작업을 용이하게 할 수 있는 것이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단위 블록의 전면부 사시도로서, 본 실시예에서는 단위 블록(B)의 전면(f1)을 단순한 평면형으로 형성하는 대신 절반은 돌출되고 절반은 내측으로 만입되도록 소정의 곡률를 갖도록 물결형(파형)으로 형성한 것이다.
이하에서는 본 발명의 조립식 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법에 대하여 설명하기로 한다.
상기한 조립식 패널을 사용한 보강토 옹벽의 축조공정에 대하여 설명하면, 공장에서 성형된 단위 블록(B)을 2개 또는 4개씩 적층하여 연결구(10)와 결합수단 (12)을 사용하여 패널(2단형(P1) 또는 4단형(P2))로 조립하는 단계와;
조립된 패널과 보강재 및 고정구와 임시고정용 클램프 등의 기타 자재를 설치현장으로 운반하고, 설치현장을 보강재 부설에 필요한 폭으로 굴착하여 정지(整地)하는 단계와;
패널 설치 위치에 대략 폭 40센티미터, 높이 20~25센티미터 정도의 콘크리트 기초를 타설한 후 콘크리트 기초 상면을 수평이 되도록 마감하는 단계와;
야적된 패널(P)을 운반하여 옹벽 기초 위에 올리고, 인접하는 패널(P)사이에 각 패널(P)을 형성하는 단위 블록(B)에 형성된 삽입부(5)를 통해 고정구(L)를 삽입하여 걸림홈(6)에 끼워 넣고 이 패널(P)의 후부에서 상기 고정구(L)에 임시고정용 클램프(C)를 걸고 조여 상호 인터록킹(interlocking)시키는 단계와;
상기 패널(P)위에 순차적으로 각각의 조립식 패널(P)을 안착시켜 인접하는 패널(P)끼리 고정구(L)를 사용하여 상호 인터록킹시키고, 패널(P)의 후부에 보강재를 수평으로 배설하여 조립하는 단계와;
수평으로 배설된 보강재 위에 보강토체를 덮고 다지는 보강토체 다짐단계를 거쳐 옹벽의 시공이 이루어진다.
본 발명의 시공방법에서는 기조립된 패널을 장비를 사용하여 들어 올려 차례대로 쌓으면 되는데, 크레인에 부착된 인양고리를 조립식 패널의 상부에 돌출된 연결구(10)에 나사식으로 체결하여 들어올리면 된다.
장비를 사용하여 들어 올린 패널을 적층된 위치에 맞추어 내리되, 하부의패널과 상부의 패널 사이에는 완충패드(20)를 끼워 상하 일정한 간격을 유지할 수 있도록 함과 동시에 충격을 완화시킬 수 있도록 한다.
조립식 패널을 정확한 위치에 내리게 되면 인접하는 패널과 인터록킹시키는작업을 해주면 되는데, 이때에는 고정구(L)를 패널의 측부로부터 측방향으로 개방된 삽입부(5)를 통해 삽입하여 내리면 고정홈(6)에 끼워지게 되며, 이 상태에서 패널의 후부에서 클램프(C)를 상기 고정홈에 끼워진 고정구(L)의 중간부에 걸어 주고 너트(N)를 조여주면 지지플레이트(S)가 패널을 이루는 단위 블록(B)사이의 밀착면 (f7)에 밀착되어 인접하는 패널끼리 견고한 인터록킹상태를 이루면서 수직방향으로도 지지해주게 된다.
상기한 고정구의 삽입과 임시고정용 클램프의 체결작업에 의해 좌우로 인접하는 패널간의 간격을 일정하게 함과 아울러 패널에 의해 축조되는 옹벽의 면을 고르게 일치시켜 줄 수 있으며, 상,하 패널사이도 이 고정구와 임시고정용 클램프에 의한 인터록킹작용에 의해 수직방향으로의 지지력이 발생되어 보강재를 설치하기 전에도 즉, 패널의 가설상태에서도 패널이 안정되게 축조될 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기한 고정구의 특유한 인터록킹작용에 의해 그 연결부위에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 옹벽 축조후 발생되는 진동 및 부등침하에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
상기한 패널의 가설축조작업이 이루어지면 이 패널의 후부에 보강재를 연결하고 그 위에 보강토체를 덮고 다져주면 되는데, 본 발명에 의한 조립식 패널은 패널의 후부에 앵커가 돌출형성되어 있지 않고 패널 내부에 수직으로 삽입된 연결구(10)가 앵커의 역할을 하게 되므로 소형다짐장비의 접근성이 좋아 보강토체의 다짐작업을 패널의 후면에 밀착된 부근까지도 완전하게 실시할 수 있다.
도 16은 띠형 섬유보강재를 본 발명의 옹벽 축조방식에 사용한 실시예를 도시한 옹벽 후부의 보강재 연결상태 사시도로서, 조강토 옹벽 시공에 보편적으로 사용되고 있는 띠형 섬유보강재를 사용하여 본 발명의 보강토 옹벽 패널을 지지할 수 있도록 한 것인바, 블록(B)의 연결구(10)에 띠형 섬유 보강재(30')를 걸어주기 위한 걸림구(32')와 띠형 섬유보강재(30')후단의 임시고정철근(40)에 삽입되는 PVC관(50)을 구비하여 보강재(30')를 지그재그식으로 가설한 상태에서 한쪽에서부터 보강재(30')를 도시안된 보강재 당김기구를 사용하여 적정한 인장력을 부여한 상태가 되도록 당겨주는 작업을 할 때, 보강재(30')의 선단과 후단이 무리하게 꺽이지 않고 원활하게 당겨질 수 있도록 한 것이다.
상기 도 16에 도시된 걸림구(32')는 그 일측에 내측 전방으로 걸림부(32a)가 형성되고, 타측(후방)에 보강재(30')가 걸리는 환봉(32c)이 끼워지는 고리(32d)가 형성되어 있으며, 이 환봉(32c)의 양측으로는 보강재(30')의 당김작업시 환봉(32c)이 빠지는 것을 방지하기 위한 고무재 등의 이탈방지구(32e)가 끼워진다.
도 17은 본 발명의 패널을 사용하여 축조한 옹벽을 부분적으로 해체하여 개보수하는 상태를 도시한 것으로, 본 발명에 의한 조립식 패널로 축조한 옹벽은 옹벽 하부의 어느 패널이 충격을 받아 파손되었거나 기타 다른 이유에 의해 교체하여야 할 경우, 파손된 패널(P3)의 직상부에 쌓인 패널(P1,P2)만을 차례대로 해체할 수 있는데, 이는 조립식 패널이 장방형으로 이루어져 있고 인접하는 패널끼리 측부에서 삽입 결합된 고정구에 의해 인터록킹된 상태이므로 이 고정구만을 해체하면 인접한 패널(P)에 영향을 미치지 아니하고 파손된 패널의 직상부에 위치한 패널을 각각의 블록(B)으로 분리시켜 하나씩 들어 올려 파손된 패널을 철거한 후, 여기에 새로운 패널(단위 블록(B)을 하나씩 올려서 연결구(10)를 사용하여 패널로 조립한다)을 다시 올리고 양측에 인접하는 기존의 패널(P)과 고정구(L)를 사용하여 다시 인터록킹시키면서 다시 쌓으면 간단하게 개보수가 이루어질 수 있게 되는 것이며, 이때 옹벽을 이루는 패널의 후부에 다져진 보강토체는 파내지 않아도 보강재와 패널과의 분리 및 재결합이 가능하게 되므로 간편하게 옹벽의 개보수를 시행할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 기존의 블록축조식 보강토옹벽과 PC 패널형 보강토옹벽에서의 단점을 제거하고 각각의 장점만을 살릴 수 있도록, 단일형태로 이루어진 단위 블록을 연결구와 결합수단을 사용하여 다양한 형태의 패널로 조립하여 이를 현장에서 PC 패널과 같은 방식으로 축조할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 의하면 장비를 사용하여 축조가 가능하므로 작업인부의 육체적 부담을 경감시키고 시공속도도 향상시킬 수 있으며, 조립된 패널이 운반 또는 시공도중 부분적으로 파손이 발생될 경우에는 파손된 부분의 블록만을 교체하여 줌으로써 정상적이 사용이 가능하며, 현장여건에 따라 패널의 조립형태를 쉽게 변경할 수 있고, 상하 및 좌우로의 단차형성과 인접하는 패널간의 상호 인터록킹작용에 의해 조립식 패널 자체의 축조만으로도 어느 정도 수직으로 버틸 수 있는 구조를 이루어 작업도중 옹벽이 무너지거나 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 보강토체의 침하시에도 걸림구가 하방으로 슬라이드 가능한 구조로 연결되어 있어 응력집중을 막을 수 있고, 또, 패널의 후부에 앵커가 노출되어 있지 않으므로 소형다짐장비가 패널의 후면까지도 모두 다짐을 실시할 수 있어 시공완료후의 하자발생을 막을 수 있으며, 시공완료후 부분적인 하자발생시 인접하는 패널간의 인터록킹상태를 해제시키면 옹벽 패널을 부분적으로 해체시킬 수 있으므로 부분적인 개보수를 쉽게 할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 의한 블록조립식 보강토옹벽 패널의 기본형을 도시한 결합상태의 정면부 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 보강토옹벽 패널의 배면부 사시도,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 보강토옹벽 패널용 단위 블록의 배면사시도,
도 4는 단위 블록의 평면도,
도 5는 도 1의 A - A선 단면도,
도 6은 도 1의 B - B선 단면도,
도 7은 본 발명의 패널 시공상태를 도시한 옹벽의 정면부 사시도,
도 8은 본 발명의 패널 시공상태를 도시한 옹벽의 배면부 사시도,
도 9는 본 발명의 패널에 보강재가 연결되는 부분을 확대도시한 분리사시도,
도 10 및 도 11은 보강재의 초기시공상태와 지반침하에 의해 보강재도 하방으로 슬라이드된 상태를 도시한 보강재 연결부의 단면도,
도 12는 본 발명의 패널을 축조할 때 인접하는 패널간의 인터록킹상태를 도시한 확대도,
도 13은 도 12의 인터록킹 상태에서의 옹벽 후부의 단면도,
도 14는 도 12의 인터록킹 상태에서의 옹벽의 평면도,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단위 블록의 전면부 사시도,
도 16은 띠형 섬유보강재를 본 발명의 옹벽 축조방식에 사용한 실시예를 도시한 옹벽 후부의 보강재 연결상태 사시도,
도 17은 본 발명의 패널을 사용하여 축조한 옹벽을 부분적으로 해체하여 개보수하는 상태를 도시한 옹벽의 전면부 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 요홈 2 : 관통구멍
4 : 구멍 5 : 삽입부
6 : 걸림홈 10 : 연결구
12 : 결합수단 20 : 완충 패드
30 : 보강재 30' : 띠형 섬유보강재
32 : 걸림구(판형) 32' : 걸림구(섬유보강재용)
32a : 걸림부 32b : 결합구멍
32c : 환봉 32d : 고리
32e : 이탈방지구 33 : 쿠션재
34 : 볼트 35 : 너트
36 : 보강판 38 : 저항체
40 : 임시고정철근 50 : PVC관
B : 단위 블록 f1 : 전면
f2 : 후면 f3 : 바닥면
f4 : 상부면 f5,f6 : 측면
f7 : 밀착면 P : 조립식 패널
L : 고정구 C : 클램프

Claims (6)

  1. 옹벽의 외면을 이루는 전면(f1), 보강토체와 접하는 후면(f2), 복수개의 요홈(1)이 형성되고 이 요홈(1)의 소정위치에 상,하로 관통구멍(2)이 형성된 바닥면 (f3)과 상부면(f4), 그리고 인접하는 패널(P)의 단위 블록(B)을 상호 인터록킹 (interlocking)시켜 벌어지거나 밀착되는 것을 방지하기 위한 고정구(L)가 삽입되는 삽입부(5)와 걸림홈(6)이 각기 하부와 상부에 형성된 양측면(f5,f6)을 갖도록 제작되는 단위 블록(B)과;
    상기 복수개의 단위 블록(B)들이 상,하로 적층된 상태에서 상기 관통구멍(2)에 삽입되는 연결구(10)와;
    상기 연결구(10)의 일측에 체결되어 적층된 복수개의 단위 블록(B)을 결합시키는 결합수단(12)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 블록조립식 보강토옹벽 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정구(L)는 (┌┐)형태로 벤딩된 것을 특징으로 하는 블록조립식 보강토옹벽 패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 삽입부(5)는 단위 블록(B)의 양측면 하부 모서리에 그 측부와 하부로 개방된 형태를 이루고 있고, 상기 걸림홈(6)은 상기 삽입부(5)와 동일한 형태로 이루어지되, 그 내측에 고정구(L)의 양단이 끼워져 걸리도록 좌우로 장반경을 갖도록 타원형으로 된 홈(6a)이 하부로 연장형성된 것을 특징으로 하는 블록조립식 보강토옹벽 패널.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 삽입부(5)와 걸림홈(6)은 외측으로 갈수록 앞뒤로 확장된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 블록조립식 보강토옹벽 패널.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 블록(B)의 후면(f2)양측에는 상기 고정구(L)에 걸어 인접하는 패널을 상호 임시고정시키기 위한 임시고정용 클램프(C)의 지지플레이트(S)가 밀착되기 위한 밀착면(f7)이 형성된 것을 특징으로 하는 블록조립식 보강토옹벽 패널.
  6. 공장에서 성형된 단위 블록(B)을 연결구(10)와 결합수단(12)을 사용하여 패널(P)로 조립하는 단계와;
    패널(P)을 운반하여 옹벽 기초 위에 올리고, 인접하는 패널(P)사이에 각 패널(P)을 형성하는 단위 블록(B)에 형성된 삽입부(5)를 통해 고정구(L)를 삽입하여 걸림홈(6)에 끼워 넣고 이 패널(P)의 후부에서 상기 고정구(L)에 임시고정용 클램프(C)를 걸고 너트(N)를 조여 상호 인터록킹시키는 단계와;
    상기 패널(P) 위에 순차적으로 각각의 패널(P)을 안착시켜 인접하는 패널 (P)끼리 고정구(L)를 사용하여 상기와 동일한 방법으로 인터록킹시키고, 패널(P)의 후부에 보강재를 수평으로 배설하여 조립하는 단계와;
    수평으로 배설된 보강재 위에 보강토체를 덮고 다지는 보강토체 다짐단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 블록조립식 보강토옹벽 패널을 사용한 보강토 옹벽의 시공방법.
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