KR100587506B1 - 익스팬디드 메탈 스크린과 프레임을 이용한 보강토 옹벽구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 단순하며 배수성이 우수할 뿐만 아니라 옹벽의 안정성이 개선된 보강토 옹벽구조를 제공함을 목적으로 한다.

이를 위한 익스팬디드 메탈 스크린과 프레임을 이용한 보강토 옹벽구조는, 기초지면에 대하여 수평한 방향으로 길게 연장형성되며 일정간격으로 서로 평행하게 배치되는 다수의 수평구조재와 이 수평구조재들과 각각 교차되도록 결합되며 일정간격으로 서로 평행하게 배치되는 다수의 수직구조재로 이루어진 프레임, 상기 프레임의 일측면이 덮혀지도록 상기 프레임에 결합되며, 망사형의 익스팬디드 메탈로 이루어진 스크린, 상기 수평구조재들로부터 후방으로 수직하게 연장형성되며 서로 평행하게 배치되는 다수의 보강재를 포함하며, 상기 스크린 후방의 보강재들 사이에는 뒷채움 보강토가 채워지는 것을 특징으로 한다.

옹벽, 전면판, 익스팬디드 메탈, 뒷채움재, 보강토

Description

익스팬디드 메탈 스크린과 프레임을 이용한 보강토 옹벽구조{Retaining Wall Structure using Expanded Metal Screens and Frame}

도 1은 전면판으로 콘크리트 판넬을 이용한 종래의 보강토 옹벽구조를 도시한 도면으로, 동그라미 안은 콘크리트 판넬이 쌓여진 구조를 보인 확대도이다.

도 2는 본 발명에 따른 익스팬디드 메탈 스크린과 프레임과 보강재의 결합구조를 나타낸 간략도이며, 동그라미 안의 확대도는 스크린과 프레임의 결합구조를 나타내기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 옹벽구조를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전면판 1a: 콘크리트 판넬

2, 13: 보강재 4: 잡석층

5: 뒷채움 보강토 10: 프레임

11: 수직구조재 12: 수평구조재

20: 스크린 30a, 30b: 보강판

31: 볼트 40: 기초부

본 발명은 익스팬디드 메탈 스크린(Expanded Metal Screen)과 프레임을 이용한 보강토 옹벽구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 옹벽 축조용 전면(Facing)판을 익스팬디드 메탈 스크린과 이 스크린의 변형을 방지하기 위한 격자모양의 프레임을 이용하여 축조함으로써, 구조가 단순하며 배수성이 우수할 뿐만 아니라 옹벽의 안정성이 개선된 보강토 옹벽구조에 관한 것이다.

일반적으로 보강토 옹벽이라 함은 토압력에 저항하여 흙이 무너지지 않도록 하기 위해 축조되는 벽체를 말하는 것으로, 지반위에 수직으로 세워지는 옹벽 전면판 후방에 수평 보강판이 소정간격으로 설치되며, 보강판 사이의 공간은 뒷채움 보강토로 채워지는 구조를 한다.

초기에는 상기 옹벽 전면판으로서 연성인 강판이 사용되었다. 이 강판 전면판은 강판 자체의 연성으로 인해 뒷채움채에 의한 응력이 완화됨으로써 옹벽 구조물로서의 거동 특성에 가장 부합하는 것이기는 하나, 강판 자체의 부식 및 변형 때문에 미관이 다소 떨어지는 경향이 있어 현재는 거의 사용되지 않는다. 이 강판을 대신하여 최근에 가장 많이 사용되고 있는 것이 블록 또는 콘크리트 판넬이다.

도 1은 이러한 콘크리트 판넬을 이용한 종래의 보강토 옹벽 구조를 도시한 도면이다. 보강토 옹벽은 기초지면(3) 상에 다수개의 콘크리트 판넬(1a)이 연속 적층되어진 전면판(1)이 소정의 높이로 수직하게 세워진다.

옹벽 전면판(10) 후방에의 기초지면(3) 위에는 배수를 위하여 자갈과 암석이 채워진 잡석층(4)이 형성되고, 콘크리트 판넬(1a)들 사이에는 수평의 보강재(2) 혹 은 보강판이 소정간격으로 설치되며, 이 보강재(2) 사이의 공간에는 뒷채움 보강토(5)가 채워진다. 뒷채움 보강토로는 배수성이 우수한 자갈, 암석 등이 주로 사용된다.

이러한 강성체 구조의 콘크리트 판넬이나 블록을 전면판으로 사용하는 종래의 보강토 옹벽은 다음과 같은 문제점을 가진다.

먼저, 강성체의 거동 특성을 나타내는 콘크리트 판넬 이나 블록은 뒷채움 보강토에 의한 응력을 수용할 만한 연성을 지니고 않아 콘크리트 블록과 보강재 사이의 연결부에는 응력집중 현상이 나타나며, 이러한 응력집중 현상은 보강재의 크리프 현상을 야기시키거나 옹벽의 안정성을 해쳐 예상치 못한 옹벽붕괴의 원인으로 작용하기도 한다.

또한 콘크리트 판넬 또는 블록으로 된 옹벽 전면판은 옹벽의 배수 특성에도 악영향을 미친다. 풍수해 같은 때에 옹벽의 붕괴에 의한 사고가 자주 일어나는 것은 옹벽 뒤의 지반에 빗물이 침투하여 배수가 원활하게 이루어지지 않는 경우 토압과 함께 추가적인 수압이 옹벽에 가해지기 때문이다. 그러나, 종래의 콘크리트 블록(패널도 마찬가지임)은 자체 배수성이 매우 취약하기 때문에 옹벽 뒤의 지반에 침수한 물을 옹벽 전면으로 배수하는데 한계가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 옹벽 전면판과 후방의 보강재 연결부에 응력이 집중되지 않도록 하고, 전면판 전방으로의 배수가 가능하도록 하며, 구조가 간단하여 제작과 시공이 간편한 옹벽구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 익스팬디드 메탈 스크린과 프레임을 이용한 보강토 옹벽구조는, 기초지면에 대하여 수평한 방향으로 길게 연장형성되며 일정간격으로 서로 평행하게 배치되는 다수의 수평구조재와 이 수평구조재들과 각각 교차되도록 결합되며 일정간격으로 서로 평행하게 배치되는 다수의 수직구조재로 이루어진 프레임, 상기 프레임의 일측면이 덮혀지도록 상기 프레임에 결합되며, 망사형의 익스팬디드 메탈로 이루어진 스크린, 상기 수평구조재들로부터 후방으로 수직하게 연장형성되며 서로 평행하게 배치되는 다수의 보강재를 포함하며, 상기 스크린 후방의 보강재들 사이에는 뒷채움 보강토가 채워지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크린과 상기 프레임의 결합은, 상기한 스크린과 프레임의 외측면에 각각 덧대어지는 한 쌍의 보강판을 매개로 한 볼팅결합에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

본 설명에서 기초저면이라 함은 옹벽이 세워지는 바닥을 지칭하는 것으로서, 옹벽이 계단식으로 여러층 형성되는 경우에는 각층의 바닥면은 기초저면이 될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보강토 옹벽구조에 대하여 살펴본다. 별도의 구분이 없는 한, 동일한 명칭은 동일 또는 그에 상당하는 부재를 지칭하며 또한 동일부재에 대해서는 동일한 도면번호를 사용 한다.

도 2는 본 발명에 따른 옹벽의 전방에 설치되는 전면판과 전면판 후방으로 연장형성되는 보강재의 구조를 나타내기 위한 도면으로, 전면판은 망상형의 익스팬디드 메탈로 이루어진 스크린(20)과 창문에 창호지를 바르듯이 스크린의 후면이 포개어지며 결합되는 격자형의 프레임(10)의 결합구조에 의하고, 이러한 전면판에는 프레임의 일측으로부터 후방을 향해 서로 평행하게 연장형성되는 다수의 보강재(13)가 설치되는 구조를 하고 있다.

스크린으로 사용되는 익스팬디드 메탈은, 소정의 강도를 갖춘 금속판의 일부분을 절개하여 가로로 늘려 다이아몬드 또는 직사각형 형태의 연속적인 그물코 모양을 갖도록 제작한 것을 말한다. 이러한 익스팬디드 메탈은 소재 자체의 연성이 우수하여 옹벽 전면에 설치되는 스크린(20)으로 사용하는 경우, 뒷채움 보강토에 의해 가해지는 응력을 자체 변형에 의해 흡수하기 때문에 종래의 콘크리트 강성체를 전면판으로 하는 경우에 있어서의 전면판과 보강재 사이 연결부의 응력집중 현상이 방지된다.

프레임은 스크린과 보강재를 연결하여 보강토에 의해 가해지는 보강재에의 하중을 스크린에 전달함과 아울러 스크린을 고정 및 지지하고 뒷채움 보강토에 의해 스크린에 가해지는 응력으로 인한 스크린의 과다변형을 방지하기 위하여 설치되는 것으로, 강성과 연성을 갖는 강재(Steel)을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 강재 프레임은, 지면에 대하여 수평한 방향으로 연장형성되며 서로 평행하게 배치되는 다수의 수평구조재(12)와 이 수평구조재들과 각각 수직하게 교 차되도록 결합되는 다수의 수직구조재(11)로 이루어지며, 수직구조재와 수평구조재는 서로 볼팅조립되도록 하는 것이 운송 및 설치상 바람직하다.

또한, 프레임(10)과 결합되는 스크린(20)도 볼팅조립되는데, 망사형의 익스팬디드 메탈로 이루어진 스크린(20)은 격자간의 빈공간이 있어 볼팅결합이 여의치 않으므로, 한 쌍의 보강판(30a, 30b)을 스크린(20)과 프레임(10) 각각의 외측면에 덧대어 볼팅결합시킨다. 본 실시예에서는 프레임(10) 측면의 수직구조재(11)에서 스크린(20)이 결합될 수 있도록 하는 구성으로 하였으나, 이러한 볼팅결합의 위치와 수, 그리고 프레임을 구성하는 강재(수직, 수평구조개)의 형상들은 스크린의 후방에 채워지는 뒷채움 보강토(미도시)에 의한 압력에 따라 적합한 형태로 다양하게 변화시킬 필요가 있다. 이러한 보강판(30a, 30b)을 이용한 볼팅결합은 프레임(10) 각각의 구조재의 결합에 있어서도 적용될 수 있다.

보강재(13)는, 수평구조재(12)로부터 후방으로 수직하게 연장형성되는 다수의 바아로 구성되며, 스크린(20) 후방의 뒷채움 보강토(미도시) 구간에 매설되어 뒷채움 보강토에 의해 가해지는 응력을 균일하게 분산시키며, 옹벽이 안정하게 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.

도 3은 본 발명에 다른 옹벽구조를 나타낸 것으로, 강재프레임(10)과 익스팬트 메탈 스크린(20)으로 이루어진 전면판은 이를 지지하는 기초지면 상의 기초부(40) 위에 대략 수직하게 세워지며, 보강재(13)은 전면판(또는 프레임 또는 스크린) 후방으로 길게 연장되어 뒷채움 보강토 구간에 매설되는 구조를 하고 있다. 또한 통상의 옹벽구조와 마찬가지로 전면판의 뒷면과 옹벽하부에는 자갈 및 암 석으로된 배수층이 형성될 수 있다.

한편, 익스팬디드 메탈로 이루어진 스크린 격자간의 빈공간은 배수공 역할을 하여 스크린 배면의 지하수위 상승에 의한 옹벽 구조물에 추가적으로 작용하는 수압을 최소화할 수 있게 된다.

상기와 같은 실시예는 본 발명의 특징을 설명하기 위한 예시적인 설명을 위하여 제시된 것으로서, 당업자의 수준에서 다양한 변형이 가능하다. 즉, 뒷채움 보강토에 의한 토압에 따라 프레임과 스크린의 결합력을 조절하기 위하여, 프레임 강재의 형상이나 스크린과 프레임간의 결합수 및 결합방법의 다양한 변형이 가능하다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 보강토 옹벽구조에 따르면, 옹벽 전면판을 구성하는 익스팬디드 메탈 스크린은 변형이 가능하여 전면판과 보강재와의 연결부에 발생되는 응력집중 현상이 방지됨과 아울러 프레임은 스크린의 과다한 변형을 방지할 수 있어 옹벽의 안정성이 확보된다.

또한, 익스팬디드 메탈 스크린의 격자는 배수공으로 작용하여 전면판 전방으로의 배수가 가능해지며, 단순부재를 사용하여 전면판을 형성하도록 함으로써 제작과 시공이 간편하며 경제성을 확보할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 기초지면에 대하여 수평한 방향으로 길게 연장형성되며 일정간격으로 서로 평행하게 배치되는 다수의 수평구조재(12)와, 이 수평구조재들과 각각 교차되도록 결합되며 일정간격으로 서로 평행하게 배치되는 다수의 수직구조재(11)로 이루어진 프레임(10);

   상기 프레임의 일측면이 덮혀지도록 상기 프레임에 결합되며, 망사형의 익스팬디드 메탈로 이루어진 스크린(20); 및

   상기 수평구조재들로부터 후방으로 수직하게 연장형성되며 서로 평행하게 배치되는 다수의 보강재;를 포함하며,

   상기 스크린 후방의 보강재들 사이에는 뒷채움 보강토가 채워지는 익스팬디드 메탈 스크린과 프레임을 이용한 보강토 옹벽구조.

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